JP2018103816A

JP2018103816A - 漁船の操船システム

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Publication number: JP2018103816A
Application number: JP2016252185A
Authority: JP
Inventors: 山本　博敬; Hiroyoshi Yamamoto; 博敬山本; 冨田　和志; Kazuyuki Tomita; 和志冨田
Original assignee: Japan Hamworthy and Co Ltd
Current assignee: Japan Hamworthy and Co Ltd
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2018-07-05
Anticipated expiration: 2036-12-27
Also published as: JP6778433B2

Abstract

【課題】操船に不慣れな者でも迅速にかつ最適な進路で自船を魚群に向けて操船することができる漁船の操船システムを提供する。【解決手段】魚群探知装置３５１は、魚群を探知したときに自船に対する魚群の相対位置を操舵制御装置２００に通知するターゲット位置通知部３５２を有し、操舵制御装置２００は、魚群探知時操船部３０１を有し、魚群探知時操船部３０１は、ターゲット位置通知部３５２から魚群の相対位置の通知を受けて、プロペラ１０１が前進方向に一定回転数で回転する状態で、両舷の高揚力舵１０２、１０３の舵角を組合せてプロペラ後流の推力の方向を転向させ、魚群の相対位置に向けて船の進路を変更制御する。【選択図】図２

Description

本発明は漁船の操船システムに関し、魚群に追従して操船する技術に係るものである。

従来、魚群の位置や量などを調査し、認知するために使う機器として魚群探知器が知られている。魚群探知器は、発信、受信、記録などの装置を備え、水中に超音波，極超音波を発信し、その反射による映像で魚群の密度を検知するもので、魚の種類もある程度推測することができる。

魚群探知器としては、例えば特許文献１に示すものがある。これは、深度レンジを選定するレンジ選定手段と、ディスプレイ画面上に、海底画像を縦断面状に表示し、かつ可変基準図形を表示するディスプレイ装置と、前記ディスプレイ画面上に、送受波器によって探知された海底情報に基づき、前記レンジ選定手段により選定された深度レンジによって指定された尺度で、海底画像を表示形成すると共に、前記深度レンジにほぼ反比例して段階又は無段階に大きさが変化する関係となるように可変基準図形をディスプレイ画面上に表示形成する画像形成手段とを具備している。

また、船舶の操縦装置としては、例えば特許文献２に記載するものがある。これは、一基の推進プロペラの後方に推進プロペラ軸心に対して対称の位置に一対の舵を設けた二枚舵システム、あるいは、二基の推進プロペラの後方にそれぞれ一枚の舵を設けた二枚舵システムを有する船舶の操舵制御装置である。

この操舵制御装置は、操舵命令系統がオートパイロット装置とジョイスティック・パネルとから構成され、オートパイロット装置は針路設定装置とジャイロコンパスとからなり、ジョイスティック・パネルはテールインボード設定装置とジョイスティックレバーと舵角設定装置と緊急停止押釦とからなり、制御装置系統が自動演算装置とテールインボード対応操舵量調整器とジョイスティック・ユニットと舵角設定器と緊急停止制御ユニットとから構成される。

そして、自動操舵モードによる航行時は、設定針路復帰のための当て舵において、テールインボードとなっている二枚の舵を、テールインボード対応操舵量調整器により、それぞれ別々の転舵パターンで転舵させるようにし、操縦モードによる出入港又は狭水路航行時は、自動演算装置とジョイスティック・ユニットと緊急停止制御ユニットとにより、二枚の舵のそれぞれの舵角の組合せによる船の複数の操縦パターンと緊急停止とができるようにしたものである。

特許第３５１９７９１特許第５２１３７２９

しかしながら、スポーツフィッシングでは、操船者および釣り人は専業の漁師とは違って毎日操船を行っておらず、魚群探知器で魚群を捉えても魚群に向けて自船を操船することを十分に行うことができなかった。

本発明は上記した課題を解決するものであり、操船に不慣れな者でも迅速にかつ最適な進路で自船を魚群に向けて操船することができる漁船の操船システムを提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明の漁船の操船システムは、魚群を探知する魚群探知装置と、１基１軸のプロペラからなるプロペラ推進器と、プロペラの後方に配置した２枚の高揚力舵と、各高揚力舵毎に設けたロータリーベーン舵取機と、各ロータリーベーン舵取機で操作する各高揚力舵の舵角を制御する操舵制御装置を備え、魚群探知装置は、魚群を探知したときに自船に対する魚群の相対位置を操舵制御装置に通知するターゲット位置通知部を有し、操舵制御装置は、魚群探知時操船部を有し、魚群探知時操船部は、ターゲット位置通知部から魚群の相対位置の通知を受けて、プロペラが前進方向に一定回転数で回転する状態で、両舷の高揚力舵の舵角を組合せてプロペラ後流の推力の方向を転向させ、魚群の相対位置に向けて船の進路を変更制御することを特徴とする。

本発明の漁船の操船システムにおいて、魚群探知時操船部は、ターゲット位置通知部から通知される魚群と自船との間のターゲット離間距離が設定値以下となった時に、プロペラが前進方向に一定回転数で回転する状態で、両舷の高揚力舵の舵角を組合せてプロペラ後流の推力の方向を転向させ、自船をその場にホバリングさせ、かつ、ターゲット離間距離が再び設定値以上に離間した時に、プロペラが前進方向に一定回転数で回転する状態で、両舷の高揚力舵の舵角を組合せてプロペラ後流の推力の方向を転向させ、魚群に向けて自船を進めてターゲット離間距離を設定値以下に保持する制御を行うことを特徴とする。

本発明の漁船の操船システムにおいて、魚群探知装置は、自船の全周囲の魚群を探知するソナーからなることを特徴とする。

上記した構成により、魚群探知時操船部がターゲット位置通知部から通知された魚群の相対位置に向けて船の進路を変更制御するので、操船に不慣れな者でも迅速にかつ最適な進路で自船を魚群に向けて操船することができる。

本発明の実施の形態における操船スタンドの構成を示す模式図同実施の形態における船舶操縦装置の構成を示す模式図であり、プロペラ推進器１０１を省略した図同実施の形態における推進器および高揚力舵を示す平面図であり、推力システム１００の船尾部の構成を示す図同実施の形態におけるジョイスティックを示す正面図二枚舵の斜視図舵の組み合せ舵角と旋回方向を示す模式図であり、推力システム１００の船尾部の構成を示す図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態における二枚舵操舵システムは、図１から図４に示すように、推力システム１００と推力システム１００を制御する操船システム（操舵制御装置）２００からなる。

推力システム１００は、船体１１０の船尾に配置した１基１軸のプロペラからなるプロペラ推進器１０１と、プロペラの後方に配置した２枚の高揚力舵１０２、１０３を配したもので、ここではベクツイン舵と称する。

ベクツイン舵は、各舵がそれぞれ、アウトボード（外舷側）へ１０５°、インボード（内舷側）へ３５゜転舵可能に構成されており、１基１軸の推進器（プロペラ）をプロペラ前進回転のままで、１対２枚の高揚力舵をそれぞれ独立して種々の角度に作動させ、両舷の舵の舵角の組合せを変えることによって、プロペラ後流を目的とする望ましい方向に分配し、それぞれの方向の推力を自在に変えることができ、従ってそれぞれの方向の推力の合成推力を自在に変えることができ、プロペラ後流を制御して船尾回りの推力を３６０゜全方向にわたって制御し、船の前後進、停止、前進旋回、後進旋回等の操船を行わせ、船の運動を自由に制御することができる。

さらに、推力システム１００は、高揚力舵１０２、１０３を駆動するロータリーベーン舵取機１０４、１０５と、ロータリーベーン舵取機１０４、１０５を制御する舵制御装置（サーボアンプ）１０６、１０７と、船体１１０の船首側に配置した船首スラスター１０８および船首スラスター１０８を制御するスラスター制御装置１０９を有している。

また、ロータリーベーン舵取機１０４、１０５のそれぞれには、ポンプユニット１５１、１５２と舵角発信器１５３、１５４とフィードバックユニット１５５、１５６が接続しており、フィードバックユニット１５５、１５６が舵制御装置１０６、１０７に接続している。

操船システム（操舵制御装置）２００は、操船スタンド２５０に格納されており、ジャイロコンパス２５１のジャイロ方位を表示するジャイロ方位表示部２５２と、ＧＰＳコンパスを用いたオートパイロットによる操縦モードで操船するオート操船部２５３と、ジョイスティックレバー２５４による操縦モードで操船するジョイスティック操船部２５５と、手動操舵輪２５６による操縦モードで操船する手動操船部２５７と、ノンフォローアップ操舵レバー２５８による操縦モードで操船するノンフォローアップ操船部２５９と、モード切替スイッチ２６０により各操船部の切替を行うモード切替部２６１と、画面にタッチパネルを配したモニター２６２と、モニター２６２に映す画像を制御する画像制御部２６３と、緊急停船押釦２６４を操作することにより全ての操縦モードに優先して船舶を緊急に停船させる操縦モードで操船する緊急停船部２６５と、魚群探知時操船部３０１と、ジョイスティック操船部２５５の操縦モードから魚群探知時操船部３０１の操縦モードへ切り替える操縦モード切替部３０２と、操縦モード切替部３０２に操縦モードの切り替えを指示する操舵切替押釦３０３とをスタンド筺体３０５に一体的に備えている。

魚群探知装置３５１は、海中の魚群を超音波により探知するものであり、魚群を探知したときに自船に対する魚群の相対位置を算出して表示する機能、および魚群と自船との間のターゲット離間距離を算出する機能を有する。魚群探知装置３５１は、自船の全周囲の魚群を探知するソナーからなるが、魚群探知器を採用することも可能である。魚群探知装置３５１は、魚群を探知したときに自船に対する魚群の相対位置およびターゲット離間距離を操船システム（操舵制御装置）２００に通知するターゲット位置通知部３５２を有する。

画像制御部２６３は、ジャイロ方位を映すジャイロ方位表示画像２６７と、ジャイロ方位表示部２５２をモニター画面上でタッチ操作するための方位表示部操作画像２６８と、オート操船部２５３をモニター画面上でタッチ操作するためのオート操船操作画像２６９を選択的に表示し、あるいは同時に表示する。

ジョイスティック操作部２５５は、ジョイスティックレバー２５４がＸ−Ｙ方向の何れの方向へも操作可能に構成されており、ジョイスティックレバー２５４の傾倒方向で船体の指令運動方向を制御し、傾倒方向における傾倒角度で船首尾方向指令速度および船体横方向指令速度を制御するものである。

ジョイスティック操船部２５５は、両舷の高揚力舵１０２、１０３の舵角をそれぞれジョイスティックレバー２５４の傾倒方向に応じて設定した舵角に制御し、かつ両舷の高揚力舵１０２、１０３の舵角を組合せることで、プロペラ後流の推力を目的方向に向けて変向し、双方のロータリーベーン舵取機１０４、１０５により両舷の高揚力舵１０２、１０３のそれぞれの舵角を外舷側へ１０５°、内舷側へ３５°の範囲で制御する。

オート操船部２５３は、ＧＰＳコンパス、電子海図システムにより自船の現在位置情報、誘導経路情報、停船保持位置情報に基づいて自船を予め定めた設定針路に誘導制御するものである。

緊急停船部２６５は、緊急時に緊急停止押釦２６４を押すと、ジョイスティックレバー２５４でいかなる操船状態を指示していようとも、あるいは他の操縦モードで操船していても、現在の操船に係る舵角をキャンセルして、左舷舵１０３を取舵方向（上から見て時計回りの方向）に、右舷舵１０２を面舵方向（上から見て反時計回りの方向）に、それぞれハードオーバー（舵いっぱい）まで転舵させ、船に制動力を与えて停止させる。

手動操船部２５７は、手動操舵輪２５６の回転操作により二枚の高揚力舵１０２、１０３の舵角を制御して操船するものである。

ノンフォローアップ操船部２５９は、ノンフォローアップ操舵レバー２５８を左右に操作している時間に応じて右舷もしくは左舷に舵を切る。

魚群探知時操船部３０１は、ターゲット位置通知部３５２から魚群の相対位置の通知を受けて、プロペラ１０１が前進方向に一定回転数で回転する状態で、両舷の高揚力舵１０２、１０３の舵角を組合せてプロペラ後流の推力の方向を転向させ、魚群の相対位置に向けて船の進路を変更制御する。

また、魚群探知時操船部３０１は、魚群探知装置３５１のターゲット位置通知部３５２から通知される魚群と自船との間のターゲット離間距離を算出し、ターゲット離間距離が設定値以下となった時に、プロペラ１０１が前進方向に一定回転数で回転する状態で、両舷の高揚力舵１０２、１０３の舵角を組合せてプロペラ後流の推力の方向を転向させ、自船をその場にホバリングさせる。

操縦モード切替部３０２は、操舵切替押釦３０３の操作を受けて、ジョイスティック操船部２５５の操縦モードから魚群探知時操船部３０１の操縦モードへ切り替える。

以下、上記構成における作用を説明する。
１．ジョイスティックによる操縦モード
モード切替スイッチ２６０を操作してジョイスティックによる操縦モードを選択する。ジョイスティックレバー２５４によって船体の指令運動方向、船首尾方向指令推力、船体横方向指令推力を指令する。この操船においては、プロペラ推進器１０１をプロペラ前進回転のままで、それぞれの高揚力舵１０２、１０３をそれぞれ独立に種々の角度に作動させてプロペラ後流を制御し、船尾回りの推力を３６０゜全方向にわたって制御する。この制御によって船の前後進、停止、前進旋回、後進旋回等を行わせることにより操船における機動性を向上させることができる。

高揚力舵１０２、１０３の基本的な舵角の組合せ、およびジョイスティックレバー２５４の状態と、その呼称及びプロペラ後流線と運動方向を、図６において説明する。

図６中で、舵は水平断面で示してあり、その横あるいは下方に各々の舵の舵角を示している。舵角は右に取るのが正（＋）、左に取るのが負（−）として表示し、これらの舵角の組み合わせに対する呼称を掲げている。プロペラ後流は、細い矢印線で、又、それによる船の推進方向を太い中抜き矢印線で画いている。

ちなみに、「ＴＵＲＮＴＯＰＯＲＴ」（前進左旋回）は左舷舵−３５°、右舷舵−２５°であり、「ＲＯＴＡＴＥＴＯＰＯＲＴ」（船首左回頭）は左舷舵−７０°、右舷舵−２５°であり、「ＳＴＥＲＮＴＯＰＯＲＴ」（船尾左旋回）は左舷舵−１０５°、右舷舵＋４５°から＋７５°であり、「ＡＳＴＥＲＮＴＯＰＯＲＴ」（後進左旋回）は左舷舵−１０５°、右舷舵＋７５°から＋１０５°であり、「ＡＨＥＡＤ」（前進）は左舷舵０°、右舷舵０°であり、「ＨＯＶＥＲＩＮＧ」（その場停止）は左舷舵−７５°、右舷舵＋７５°であり、「ＡＳＴＥＲＮ」（後進）は左舷舵−１０５°、右舷舵＋１０５°であり、「ＴＵＲＮＴＯＳＴＡＲＤ」（前進右旋回）は左舷舵＋２５°、右舷舵＋３５°であり、「ＲＯＴＡＴＥＴＯＳＴＡＲＤ」（船首右回頭）は左舷舵＋２５°、右舷舵＋７０°であり、「ＳＴＥＲＮＴＯＳＴＡＲＤ」（船尾右旋回）は左舷舵−４５°から−７５°、右舷舵＋１０５°であり、「ＡＳＴＥＲＮＴＯＳＴＡＲＤ」（後進右旋回）は左舷舵−７５°から−１０５°、右舷舵＋１０５°である。

このように、両舷の舵の舵角の組合せを変えることによって、プロペラ後流を目的とする望ましい方向に向けてその方向に推力を変えることができる。ここに挙げた舵角の組み合わせは一例であり、目的とする推進方向及び推力を得るように、舵角の組み合わせを任意に変えることができる。

このように、操船においては推進器推力の反転（プロペラ逆転）が不要であり、主機関は常に前進回転のままであらゆる操船制御が行え、主機関の回転数を加減せずとも、両舵の舵角を加減して、そのときのプロペラ回転数に対応した前進最大速度から後進最大速度まで無段階にきめ細かく船速を制御することができる。
２．緊急停船部による操縦モード
緊急停船押釦２６４を押すことの一挙動で、緊急停船部２６５を起動し、全ての操縦モードに優先して船舶を緊急に停船させることができる。すなわち、ジョイスティックレバー２５４の操舵モードにかかわらず、あるいは他の操縦モードにかかわらず、緊急停船部２６５によってクラッシュアスターンモード（左舷舵は左般１０５°、右舷舵は右舷１０５゜に舵を取る）に切換えて、両舵により非常に大きな制動力と後進力を発生させるので、プロペラ逆転による操船よりもはるかに短い時間、短い距離で船体を停止させることができる。

また、クラッシュアスターンにおいても、主機関を止めて後進再始動をする必要がないため、操船中にいわゆる無制御状態となることがないので、航行における事態ヘのすばやい対応が可能である。

尚、緊急停船部２６５による操船中に、船の特性、外乱等により旋回を起した場合や、または必要によって船首方位を含めて進行力向を変えたい場合には、そのままジョイスティツクレバー２５４を操作すれば通常のジョイスティック操作と同様に、ジョイスティックレバー２５４によって自在に操船して避行航行することができる。
３．オートパイロットによる操縦モード
通常航行操船では、モード切替スイッチ２６０を操作してオートパイロットによる操縦モードを選択する。

モニター２６２のモニター画面上にオート操船操作画像２６９を表示し、モニター画面上のタッチ操作によりオート操船部２５３に自船の位置、進みたい方位、到達したい位置ないし船首尾線方位を入力し、設定した針路で船を自動誘導操船する。オート操船部２５３は、自船の現在位置情報、誘導経路情報、停船保持位置情報に基づいて適宜に舵角を制御する。
４．手動による操縦モード
モード切替スイッチ２６０を操作して手動操舵輪２５６による操縦モードを選択する。この操縦モードでは、手動操舵輪２５６の回転操作により二枚の高揚力舵１０２、１０３の舵角を手動操船部２５７に指示し、二枚の高揚力舵１０２、１０３の舵角を制御して操船する。
５．ノンフォローアップの操縦モード
モード切替スイッチ２６０を操作してノンフォローアップ操縦レバー２５８による操縦モードを選択する。この操縦モードでは、ノンフォローアップ操船部２５９により、ノンフォローアップ操舵レバー２５８を左右に操作している時間に応じて右舷もしくは左舷に舵を切る。
６．魚群探知時の操縦モード
操舵切替押釦３０３を操作して操縦モード切替部３０２によりジョイスティック操船部２５５の操縦モードから魚群探知時操船部３０１の操縦モードへ切り替える。

魚群探知時操船部３０１は、ターゲット位置通知部３５２から魚群の相対位置の通知を受けて、プロペラ１０１が前進方向に一定回転数で回転する状態で、図６に示すように、両舷の高揚力舵１０２、１０３の舵角を組合せてプロペラ後流の推力の方向を転向させ、魚群の相対位置に向けて船の進路を変更制御する。

そして、ターゲット位置通知部３５２から通知される魚群と自船との間のターゲット離間距離が設定値以下となった時に、プロペラ１０１が前進方向に一定回転数で回転する状態で、両舷の高揚力舵１０２、１０３の舵角を組合せて、左舷舵−７５°、右舷舵＋７５°とし、プロペラ後流の推力の方向を転向させ、自船をその場にホバリングさせる。さらに、ターゲット離間距離が再び設定値以上に離間した時に、プロペラ１０１が前進方向に一定回転数で回転する状態で、両舷の高揚力舵１０２、１０３の舵角を組合せてプロペラ後流の推力の方向を転向させ、魚群に向けて自船を進めてターゲット離間距離を設定値以下に保持する制御を行う。

このように、魚群探知時操船部３０１がターゲット位置通知部３５２から通知された魚群の相対位置に向けて船の進路を変更制御するので、操船に不慣れな者でも迅速にかつ最適な進路で自船を魚群に向けて操船することができる。

１００推力システム
１１０船体
１０１プロペラ推進器
１０２、１０３高揚力舵
１０４、１０５舵取機
１０６、１０７舵制御装置
１０８船首スラスター
１０９スラスター制御装置
１５１、１５２ポンプユニット
１５３、１５４舵角発信器
１５５、１５６フィードバックユニット
２００操船システム
２５０操船スタンド
２５１ジャイロコンパス
２５２ジャイロ方位表示部
２５３オート操船部
２５４ジョイスティックレバー
２５５ジョイスティック操船部
２５６手動操舵輪
２５７手動操船部
２５８ノンフォローアップ操舵レバー
２５９ノンフォローアップ操船部
２６０モード切替スイッチ
２６１モード切替部
２６２モニター
２６３画像制御部
２６４緊急停船押釦
２６５緊急停船部
２６７ジャイロ方位表示画像
２６８方位表示部操作画像
２６９オート操船操作画像
３０１魚群探知時操船部
３０２操縦モード切替部
３０３操舵切替押釦
３０５スタンド筺体
３５１魚群探知装置
３５２ターゲット位置通知部

Claims

魚群を探知する魚群探知装置と、１基１軸のプロペラからなるプロペラ推進器と、プロペラの後方に配置した２枚の高揚力舵と、各高揚力舵毎に設けたロータリーベーン舵取機と、各ロータリーベーン舵取機で操作する各高揚力舵の舵角を制御する操舵制御装置を備え、
魚群探知装置は、魚群を探知したときに自船に対する魚群の相対位置を操舵制御装置に通知するターゲット位置通知部を有し、
操舵制御装置は、魚群探知時操船部を有し、魚群探知時操船部は、ターゲット位置通知部から魚群の相対位置の通知を受けて、プロペラが前進方向に一定回転数で回転する状態で、両舷の高揚力舵の舵角を組合せてプロペラ後流の推力の方向を転向させ、魚群の相対位置に向けて船の進路を変更制御することを特徴とする漁船の操船システム。
魚群探知時操船部は、ターゲット位置通知部から通知される魚群と自船との間のターゲット離間距離が設定値以下となった時に、プロペラが前進方向に一定回転数で回転する状態で、両舷の高揚力舵の舵角を組合せてプロペラ後流の推力の方向を転向させ、自船をその場にホバリングさせ、かつ、ターゲット離間距離が再び設定値以上に離間した時に、プロペラが前進方向に一定回転数で回転する状態で、両舷の高揚力舵の舵角を組合せてプロペラ後流の推力の方向を転向させ、魚群に向けて自船を進めてターゲット離間距離を設定値以下に保持する制御を行うことを特徴とする漁船の操船システム。
魚群探知装置は、自船の全周囲の魚群を探知するソナーからなることを特徴とする請求項１に記載の漁船の操船システム。