JP3119039B2 - Offshore structure rocking device - Google Patents
Offshore structure rocking deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、船舶、バージ、浮体等
の海洋構造物の動揺（横揺れ、縦揺れ）を抑制するため
の減揺装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration reducing device for suppressing the sway (rolling, pitching) of a marine structure such as a ship, a barge or a floating body.
【０００２】[0002]
【従来の技術】船舶におけるこの種の減揺装置として
は、ＡＲＴ（ANTI ROLLING TANK ：減揺水槽）やフィン
スタビライザーが従来から知られている。ＡＲＴは、水
槽を利用して船舶の動揺（例えば横揺れ）を制止しよう
とするもので、図７に例示するように、船体すなわち海
洋構造物１の重心より上方部に、上端間が空気連通管２
で連通されたＵ字状水槽３を設置し、船体１の動揺によ
り水槽３内の水柱が共振し、その位相が動揺に対して９
０°の遅れをもつように設計されたものである。Ｕ字状
水槽３内の水柱の全長がＬである場合に、水中の固有振
動数ωは（２ｇ／Ｌ）0.5 であり、この固有振動数に近
い動揺に特に効果がある。一方、フィンスタビライザー
は、図８に例示するように、船体１の中央部の水面下に
駆動装置４によって駆動する可動フィン５を設け、船体
１の動揺の角度、角速度、角加速度等をセンサー６によ
り検知して可動フィン５の仰角を変化させ、船速によっ
て可動フィンに発生する揚力により船体１の動揺を抑制
するものである。かかるフィンスタビライザーは、動揺
の振動数にかかわりなく減揺効果がある。更に、質量の
大きい錘りを動揺に対して９０°遅れの周期で強制的に
移動させる減揺装置も提案されている（例えば、特願平
３−１８５８７０号）。これは、図９及び図１０に例示
するように、質量の大きい錘り７をボールネジ８又は歯
車９（ラックとピニオン）、等で強制的に移動させるも
のであり、船体１内部に載置するだけで、フィンスタビ
ライザーと同様に動揺の振動数に係わりなく減揺効果が
ある。2. Description of the Related Art ARTs (anti rolling tanks) and fin stabilizers are conventionally known as this type of anti-rolling device for ships. ART is intended to control the sway (for example, roll) of the ship by using a water tank, and as shown in FIG. 7, air communication is provided above the center of gravity of the hull, that is, the offshore structure 1, and between the upper ends thereof. Tube 2
Is installed, and the water column in the water tank 3 resonates due to the motion of the hull 1 and the phase thereof is 9
It is designed to have a delay of 0 °. When the total length of the water column in the U-shaped water tank 3 is L, the natural frequency ω in the water is (2 g / L) 0.5, which is particularly effective for fluctuation close to this natural frequency. On the other hand, as illustrated in FIG. 8, the fin stabilizer is provided with a movable fin 5 driven by a driving device 4 below the water surface in the center of the hull 1 and a sensor 6 for detecting the angle, angular velocity, angular acceleration, etc. of the hull 1 sway. To change the elevation angle of the movable fin 5 and suppress the sway of the hull 1 by the lift generated on the movable fin by the boat speed. Such a fin stabilizer has an anti-oscillation effect regardless of the oscillation frequency. Further, there has been proposed an anti-oscillation device in which a weight having a large mass is forcibly moved at a cycle of 90 ° with respect to the oscillation (for example, Japanese Patent Application No. 3-185870). As shown in FIGS. 9 and 10, the weight 7 having a large mass is forcibly moved by a ball screw 8 or a gear 9 (rack and pinion) or the like, and is placed inside the hull 1. Just like the fin stabilizer, there is an anti-oscillation effect regardless of the oscillation frequency.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の減揺装置には、以下のような問題点があった。ＡＲＴ
は、減揺水槽の固有振動数が一定であり、位相のずれ
も固定しているため、船体の動揺が変化してもこれに対
応することができない、固有振動数を船体に合わせる
ために、全重量が大きくなり、かつ容積も大きくなるの
で、上甲板の上部に大きなスペースを確保しなければな
らず、操船上見通しが悪くなり、かつ重心が高くなり船
体の安定性が悪化する、波浪中は減揺効果が期待でき
るものの、静水中は自由水の増加で逆に横傾斜を大きく
してしまう、水の移動に伴って空気が連通管内を通る
ときの騒音あるいは水の移動音が発生するため、居住性
が低下する、等の問題点があった。又、フィンスタビラ
イザーは、フィンの揚力が出る船速まで減揺効果が低
く、特に低速時、停船中はほとんど効果がない、船体
へのフィン等の取付けが必要となり艤装が複雑である、
構造が複雑で製作費用がかかる、フィンにより流体
雑音が発生し、機器への影響や居住性が低下する、フ
ィンにより流体抵抗が増し船速が低下する、等の問題点
がある。更に、質量の大きい錘りを用いた減揺装置は、
質量の大きい錘りを強制的に移動させるため、その加
速・制動に大出力を要し、エネルギーロスが大きい、
質量の大きい錘りを加速・制動する駆動機構が大型であ
り、制御も複雑である、ボールネジ機構（図９）や歯
車機構（図１０）が大型で高価である、歯車方式（図
１０）では、錘りの移動距離（Ａ）に比較して装置が大
型となり、余分なスペース（Ｂ）が大きい、等の問題点
があった。However, the above-mentioned conventional rocking device has the following problems. ART
Because the natural frequency of the depressed water tank is constant and the phase shift is fixed, even if the hull of the hull changes, it can not respond to this.To match the natural frequency to the hull, As the overall weight and volume increase, a large space must be secured above the upper deck, which makes the ship's visibility worse, and the center of gravity increases, and the stability of the hull deteriorates. Although the anti-rolling effect can be expected, in still water the free water increases, conversely the lateral inclination increases, and noise or water moving noise occurs when air passes through the communication pipe due to the movement of water Therefore, there is a problem that the livability decreases. In addition, the fin stabilizer has a low damping effect down to the ship speed at which the lift of the fins is generated, and has little effect especially at low speed, when the boat is stopped, and fins and the like need to be attached to the hull, and the outfitting is complicated.
There are problems that the structure is complicated and manufacturing cost is high, fluid noise is generated by the fins, the influence on the equipment and the comfort are reduced, and the fins increase the fluid resistance and reduce the ship speed. Furthermore, a rocking device using a large weight is
In order to forcibly move a mass with a large mass, a large output is required for its acceleration and braking, resulting in a large energy loss.
The drive mechanism for accelerating / braking a large weight is large and the control is complicated. The ball screw mechanism (FIG. 9) and the gear mechanism (FIG. 10) are large and expensive. In addition, there are problems such as that the device becomes large in comparison with the moving distance (A) of the weight and an extra space (B) is large.
【０００４】本発明は、上述した減揺装置の種々の問題
点を解決するために創案されたものである。すなわち、
本発明の目的は、エネルギーロスが少なく小出力で運転
でき、駆動機構が小型で制御が容易であり、動揺の振動
数にかかわりなく減揺効果があり、低速及び停止中でも
効果があり、載置スペースが小さく、構造が簡単であ
り、かつ軽量である海洋構造物の減揺装置を提供するこ
とにある。The present invention has been made in order to solve the various problems of the above-described rocking device. That is,
An object of the present invention is to operate with a small output with little energy loss, a small driving mechanism, easy control, a reduction effect regardless of the oscillation frequency, an effect even at low speed and stop, It is an object of the present invention to provide a marine structure rocking apparatus that is small in space, simple in structure, and lightweight.
【０００５】本発明によれば、海洋構造物に固定され海
洋構造物の動揺方向に凹曲面を有する支持台と、前記凹
曲面上を移動する移動体と、前記移動体を上下動自在に
横行させる横行装置と、海洋構造物の動揺を検出しその
動揺に対して位相をずらして前記移動体を前記凹曲面上
に移動させるように前記横行装置を駆動する制御装置
と、からなり、前記移動体の前記凹曲面上を移動する固
有振動数は、海洋構造物の動揺方向の固有振動数とほぼ
一致するように設定されており、また、前記移動体は中
心軸を有し、前記横行装置は、前記中心軸を回転かつ上
下動自在に支持する支持部材と、駆動輪と従動輪との間
に水平に掛けわたされ、その一部が前記支持部材に連結
された可撓性線状物と、前記駆動輪を回転駆動する駆動
装置とからなる、ことを特徴とする海洋構造物の減揺装
置が提供される。さらに、本発明によれば、海洋構造物
に固定され海洋構造物の動揺方向に凹曲面を有する支持
台と、前記凹曲面上を移動する移動体と、前記移動体を
上下動自在に横行させる横行装置と、海洋構造物の動揺
を検出しその動揺に対して位相をずらして前記移動体を
前記凹曲面上に移動させるように前記横行装置を駆動す
る制御装置と、からなり、前記移動体の前記凹曲面上を
移動する固有振動数は、海洋構造物の動揺方向の固有振
動数とほぼ一致するように設定されており、また、前記
移動体は中心軸を有し、前記横行装置は、前記中心軸を
回転かつ上下動自在に支持する支持部材と、該支持部材
に連結されたナット部材と、該ナット部材に螺合し軸心
を中心に回転駆動されるようになったボールネジとから
なる、ことを特徴とする海洋構造物の減揺装置が提供さ
れる。According to the present invention, a support table fixed to an offshore structure and having a concave surface in the direction of shaking of the offshore structure, a movable body moving on the concave curved surface, and the movable body traversing up and down freely. A traversing device that drives the traversing device so as to detect the sway of the marine structure, shift the phase with respect to the sway, and move the moving body onto the concave curved surface, The natural frequency of the body moving on the concave curved surface is set to substantially match the natural frequency of the marine structure in the rocking direction, and the moving body has a central axis, and the traversing device Is a flexible linear object which is horizontally hung between a driving member and a driven wheel, the supporting member supporting the center axis rotatably and vertically movable, and a part of which is connected to the supporting member. And a driving device for rotating the driving wheels. Swinging motion reducing apparatus of offshore structure, wherein is provided. Further, according to the present invention, a support base fixed to the marine structure and having a concave surface in the direction of shaking of the marine structure, a moving body moving on the concave curved surface, and moving the moving body up and down freely. A traversing device, and a control device that detects the sway of the marine structure and drives the traversing device so as to shift the phase with respect to the sway and move the moving body on the concave curved surface; The natural frequency moving on the concave curved surface of is set so as to substantially match the natural frequency of the marine structure in the shaking direction, the moving body has a central axis, the traversing device is A support member for rotatably and vertically moving the center shaft, a nut member connected to the support member, and a ball screw screwed to the nut member so as to be driven to rotate about an axis. An offshore structure comprising: The swinging motion reducing apparatus is provided.
【０００６】[0006]
【作用】上記本発明の構成によれば、移動体の凹曲面上
を移動する固有振動数が、海洋構造物の動揺方向の固有
振動数とほぼ一致するように設定されているので、移動
体は海洋構造物の固有振動数付近で移動（自励振動）す
る。従って、質量の大きい重りである移動体の移動を持
続させるためには、摩擦抵抗等によるエネルギーロス分
を供給すれば足り、移動体の加速・制動はほとんど不要
であり、エネルギーロスが少なく小出力で運転すること
ができる。これにより、駆動機構も小型になり制御も容
易である。また、海洋構造物の動揺を検出しその動揺に
対して位相をずらして移動体を凹曲面上に移動させるよ
うに横行装置を駆動する制御装置を備えているので、海
洋構造物の動揺が海洋構造物の固有振動数からわずかに
ずれてもその振動数に合わせて移動体を移動させること
ができ、動揺の振動数にかかわりなく減揺効果を維持す
ることができる。更に、海洋構造物に減揺装置を載置す
るだけであるため、低速及び停止中でも効果がある。更
に、横行装置が、移動体の中心軸を回転自在かつ上下動
自在に支持する支持部材と、駆動輪と従動輪との間に水
平に掛けわたされ、その一部が前記支持部材に連結され
た可撓性線状物と、前記駆動輪を回転駆動する駆動装置
とから構成されていれば、駆動装置を制御して支持部
材を水平に往復動させるだけで、質量の大きい錘りであ
る移動体を凹曲面上に移動させることができ、固有振
動を利用したパッシブ機能を有する減揺装置の移動錘り
（移動体）の上下動を吸収することができ、余分なス
ペースが少なくなり装置がコンパクト化でき、高価な
歯車加工部が不要となり、全体として載置スペースが小
さく構造が簡単でかつ軽量となる。According to the configuration of the present invention, the natural frequency of the moving object on the concave curved surface is set so as to be substantially equal to the natural frequency of the marine structure in the shaking direction. Moves near the natural frequency of the offshore structure (self-excited vibration). Therefore, it is sufficient to supply the energy loss due to frictional resistance and the like in order to maintain the movement of the moving body, which is a heavy weight, and acceleration / braking of the moving body is almost unnecessary, and there is little energy loss and small output. You can drive with As a result, the driving mechanism becomes small and control is easy. In addition, since there is a control device that detects the sway of the offshore structure and drives the traversing device so that the mobile unit moves on a concave curved surface with the phase shifted with respect to the sway, Even if the frequency slightly deviates from the natural frequency of the structure, the moving body can be moved in accordance with the frequency, and the vibration reducing effect can be maintained irrespective of the vibration frequency. Further, since the anti-oscillation device is merely mounted on the offshore structure, it is effective even at low speed and at a stop. Further, a traversing device is horizontally hung between a support member that rotatably and vertically moves the center axis of the moving body and a drive wheel and a driven wheel, and a part thereof is connected to the support member. If it is composed of a flexible linear object and a driving device that rotationally drives the driving wheels, the weight is large simply by controlling the driving device to reciprocate the support member horizontally. The moving body can be moved on a concave curved surface, and the vertical movement of the moving weight (moving body) of the rocking device having a passive function using natural vibration can be absorbed, and the extra space is reduced, and the device is reduced. Can be made compact, an expensive gear machining part is not required, and the mounting space is small as a whole, and the structure is simple and lightweight.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付して使用する。図１は本発明による減揺装
置を備えた海洋構造物１（図１の例では船舶）の側面図
であり、図２は図１の中央縦断面図である。図１及び図
２において、本発明による減揺装置１０は、海洋構造物
１の上甲板に載置され、海洋構造物１の動揺を検出する
動揺センサー２２が、海洋構造物１の操舵室付近に載置
されている。Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, common parts are denoted by the same reference numerals. FIG. 1 is a side view of a marine structure 1 (a ship in the example of FIG. 1) provided with a rocking device according to the present invention, and FIG. 2 is a central longitudinal sectional view of FIG. 1 and 2, a vibration reduction device 10 according to the present invention is mounted on an upper deck of an offshore structure 1, and a vibration sensor 22 for detecting the vibration of the offshore structure 1 is provided near a steering room of the offshore structure 1. It is placed on.
【０００８】図３は、本発明による減揺装置の第１実施
例を示す全体斜視図である。この図において、本発明に
よる減揺装置１０は、海洋構造物１に固定され海洋構造
物１の動揺方向に凹曲面１１（円弧面）を有する支持台
１２と、凹曲面１１上を移動する移動体１４と、移動体
１４を上下動自在に横行させる横行装置３０とを備えて
いる。なお、この図において移動体１４は円柱体であ
り、凹曲面１１上を転動するようになっているが、移動
体１４を角型移動体の下に車（滑り機構）を取り付けた
ものとしてもよい。移動体１４の凹曲面１１上を移動す
る固有振動数ωは、海洋構造物１の動揺方向の固有振動
数とほぼ一致するように設定されている。すなわち、凹
曲面１１の半径がＲ、移動体１４の半径がｒであり、移
動体１４の回転半径がｉである場合に、ω＝（ｇ／（Ｒ
−ｒ）／（１＋ｉ2 ／ ｒ2 ））0.5 であり、この固有
振動数ωを予め海洋構造物１の動揺方向の固有振動数と
ほぼ一致するように設定するのがよい。なお、この式に
おいて、ｉ2 ＝Ｉ／ｍであり、Ｉは移動体１４の慣性モ
ーメント、ｍはその質量である。移動体１４の質量は比
較的大きくするのがよく、また移動体１４の移動距離を
大きくするのがよい。FIG. 3 is an overall perspective view showing a first embodiment of the rocking device according to the present invention. In this figure, a rocking device 10 according to the present invention is fixed to a marine structure 1 and has a support base 12 having a concave curved surface 11 (arc surface) in the oscillation direction of the marine structure 1, and a movement moving on the concave curved surface 11. A body 14 and a traversing device 30 for moving the moving body 14 up and down freely are provided. In this figure, the moving body 14 is a cylindrical body and rolls on the concave curved surface 11, but it is assumed that the moving body 14 is provided with a wheel (sliding mechanism) below the rectangular moving body. Is also good. The natural frequency ω moving on the concave curved surface 11 of the moving body 14 is set to substantially match the natural frequency of the marine structure 1 in the swinging direction. That is, when the radius of the concave curved surface 11 is R, the radius of the moving body 14 is r, and the rotation radius of the moving body 14 is i, ω = (g / (R
−r) / (1 + i 2 / r 2 )) 0.5 , and the natural frequency ω is preferably set in advance so as to substantially match the natural frequency of the marine structure 1 in the oscillation direction. In this equation, i 2 = I / m, where I is the moment of inertia of the moving body 14 and m is its mass. The mass of the moving body 14 is preferably relatively large, and the moving distance of the moving body 14 is preferably large.
【０００９】海洋構造物１の動揺を抑える力は、移動質
量（移動体１４）の動きにより得られる慣性モーメント
と重力エネルギーであるが、上述した構成により、移動
体１４は海洋構造物の固有振動数付近で移動（自励振
動）する。従って、質量の大きい重りである移動体１４
の移動を持続させるためには、摩擦抵抗等によるエネル
ギーロス分を供給すれば足り、移動体１４の加速・制動
はほとんど不要であり、エネルギーロスが少なく小出力
で運転することができる。これにより、駆動機構も小型
になり制御も容易である。また、移動質量（移動体１
４）が必要とする振幅まで移動体１４を加速・減速させ
る必要があるが、これはエネルギーロス分よりわずかに
大きい力を自励振動に合わせて与えればよい。更に、海
洋構造物１の内部に減揺装置１０を載置するだけである
ため、低速及び停止中でも効果がある。The forces that suppress the sway of the marine structure 1 are the moment of inertia and the gravitational energy obtained by the movement of the moving mass (moving body 14). It moves (self-excited vibration) around a number. Therefore, the moving body 14 which is a weight having a large mass
In order to maintain the movement of the moving body 14, it is sufficient to supply an energy loss due to frictional resistance or the like, and acceleration and braking of the moving body 14 is almost unnecessary, and the operation can be performed with a small energy loss and a small output. As a result, the driving mechanism becomes small and control is easy. In addition, moving mass (moving body 1
Although it is necessary to accelerate and decelerate the moving body 14 to the amplitude required in 4), a force slightly larger than the energy loss may be applied in accordance with the self-excited vibration. Further, since the anti-oscillation device 10 is merely placed inside the marine structure 1, the present invention is effective even at low speed and at a stop.
【００１０】凹曲面１１には円弧に沿った溝１１ａを有
し、一方移動体１４の外周には溝１１ａに嵌合する突起
リングを有しており、これにより移動体１４が凹曲面１
１から外れないようになっている。移動体１４は更に中
心軸１４ａを有する。なお、この図では、図の明瞭化の
ため、中心軸１４ａを線で表示し、かつ横行装置３０を
支持台１２から離して表示している。横行装置３０は、
移動体１４の中心軸１４ａを回転自在かつ上下動自在に
支持する支持部材３２と、駆動輪３４ａと従動輪３４ｂ
との間に水平に掛けわたされ、その一部が前記支持部材
に連結された可撓性線状物３５と、駆動輪３４ａを回転
駆動する駆動装置３６とからなる。支持部材３２は上下
に延びる長溝３２ａを有し、この長溝３２ａに中心軸１
４ａの末端に取り付けられた軸受１５が移動可能に嵌ま
っている。かかる構成により、駆動装置を制御して支
持部材を水平に往復動させるだけで、質量の大きい錘り
である移動体を凹曲面上に移動させることができ、固
有振動を利用したパッシブ機能を有する減揺装置の移動
錘り（移動体）の上下動を吸収することができ、余分
なスペースが少なくなり装置がコンパクト化でき、高
価な歯車加工部が不要となり、全体として載置スペース
が小さく構造が簡単でかつ軽量となる。なお可撓性線状
物３５は、チェーン、ワイヤ、ベルトのいずれでもよ
い。The concave curved surface 11 has a groove 11a along an arc, while the outer periphery of the moving body 14 has a projection ring that fits into the groove 11a.
It does not deviate from 1. The moving body 14 further has a center axis 14a. In this figure, for the sake of clarity, the central axis 14a is shown by a line, and the traversing device 30 is shown apart from the support table 12. The traversing device 30
A support member 32 for rotatably and vertically moving the center axis 14a of the moving body 14, a driving wheel 34a and a driven wheel 34b
And a flexible linear member 35 part of which is connected to the support member, and a driving device 36 that rotationally drives a driving wheel 34a. The support member 32 has a vertically extending elongated groove 32a, and the central axis 1
A bearing 15 attached to the end of 4a is movably fitted. With this configuration, it is possible to move the moving body, which is a weight having a large mass, on a concave curved surface by simply reciprocating the support member horizontally by controlling the driving device, and has a passive function using natural vibration. It can absorb the up and down movement of the moving weight (moving body) of the rocking device, reduce the extra space, make the device compact, eliminate the need for expensive gear machining, and reduce the mounting space as a whole. Is simple and lightweight. The flexible linear object 35 may be any of a chain, a wire, and a belt.
【００１１】図４は、本発明による減揺装置の第２実施
例を示す全体斜視図である。この図において、本発明に
よる減揺装置１０は、海洋構造物１に固定され海洋構造
物１の動揺方向に凹曲面１１を有する支持台１２と、凹
曲面１１上を移動する移動体１４と、移動体１４を上下
動自在に横行させる横行装置３０とを備えている。かか
る構成は図３に示した本発明の第１実施例と同様であ
る。更に、図４の実施例では、横行装置３０が、移動体
１４の中心軸１４ａを回転自在かつ上下動自在に支持す
る支持部材３２と、支持部材３２に連結されたナット部
材３７と、該ナット部材３７に螺合し軸心を中心に回転
駆動されるようになったボールネジ３８とからなる。ボ
ールネジ３８は駆動装置３６により回転駆動される。そ
の他の点については、第１実施例と同様である。なお、
図４においてボールネジ３８を２本とし、ナット部材３
７を支持部材３２の上下に設けてもよい。図５は、本発
明による減揺装置の第３実施例を示す全体斜視図であ
る。この図において、本発明による減揺装置１０は、図
４に示した本発明の第２実施例とほぼ同様であるが、移
動体１４が矩形移動体であり、その下に滑り機構（図示
せず）を有し、かつ移動体１４に図４の支持部材３２が
組み込まれている点で相違する。その他の点について
は、第１実施例及び第２実施例と同様である。FIG. 4 is an overall perspective view showing a second embodiment of the rocking device according to the present invention. In this figure, a rocking device 10 according to the present invention includes a support table 12 fixed to the marine structure 1 and having a concave curved surface 11 in the direction of shaking of the marine structure 1, a moving body 14 moving on the concave curved surface 11, A traversing device 30 for traversing the movable body 14 so as to be movable up and down. Such a configuration is the same as that of the first embodiment of the present invention shown in FIG. Further, in the embodiment of FIG. 4, the traversing device 30 includes a support member 32 that supports the center shaft 14a of the moving body 14 rotatably and vertically, a nut member 37 connected to the support member 32, and a nut. The ball screw 38 is screwed to the member 37 and is driven to rotate about the axis. The ball screw 38 is driven to rotate by the driving device 36. Other points are the same as in the first embodiment. In addition,
In FIG. 4, two ball screws 38 are used, and the nut member 3
7 may be provided above and below the support member 32. FIG. 5 is an overall perspective view showing a third embodiment of the rocking device according to the present invention. In this figure, the anti-oscillation device 10 according to the present invention is substantially the same as the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4, except that the moving body 14 is a rectangular moving body and a sliding mechanism (shown in FIG. 4), and the supporting member 32 of FIG. Other points are the same as those of the first and second embodiments.
【００１２】図６は、本発明による海洋構造物の減揺装
置の制御ブロック図である。本発明による減揺装置は、
更に、海洋構造物の動揺を検出しその動揺に対して位相
をずらして移動体１４を凹曲面１１上に移動させるよう
に横行装置３０を駆動する制御装置２０を備えている。
この移動体１４の位相のずれは、海洋構造物の動揺に対
して９０°の位相遅れが好ましい。制御装置２０は、海
洋構造物１の動揺２１を検出する動揺センサー２２と、
動揺センサー２２の出力信号から横行装置３０の作動量
を演算する演算装置２４と、演算装置２２の出力信号に
より横行装置３０を駆動する駆動装置２６とからなる。
演算装置２４は動揺センサー２２で検知された海洋構造
物の動揺２１に対しその動揺を抑える最適制御信号を移
動質量（移動体１４）に対する作動信号として作り出
す。すなわち演算装置２４は例えばコンピュータであ
り、海洋構造物の動揺２１に対して位相がずれて（例え
ば９０°の位相遅れ）移動体１４が移動するように駆動
装置２６に出力信号を与える。また、演算装置２４は駆
動装置２６に対し、移動質量（移動体１４）が必要とす
る振幅まで加速・減衰させる制御力を与える制御信号を
与える。駆動装置２６は例えばドライバユニットであ
り、演算装置２２の出力信号に対応して横行装置３０を
駆動する。かかる構成により、海洋構造物１の動揺が海
洋構造物の固有振動数からわずかにずれてもその振動数
に合わせて移動体１４を移動させることができ、動揺の
振動数にかかわりなく減揺効果を維持することができ
る。FIG. 6 is a control block diagram of the offshore structure rocking apparatus according to the present invention. The anti-oscillation device according to the present invention
Further, the control device 20 includes a control device 20 that detects the sway of the marine structure and drives the traversing device 30 so as to shift the phase of the sway with respect to the sway and move the moving body 14 onto the concave curved surface 11.
This phase shift of the moving body 14 preferably has a phase delay of 90 ° with respect to the oscillation of the marine structure. The control device 20 includes a shaking sensor 22 that detects a shaking 21 of the marine structure 1,
The arithmetic unit 24 calculates the operation amount of the traversing device 30 from the output signal of the motion sensor 22, and the driving device 26 drives the traversing device 30 based on the output signal of the arithmetic device 22.
The arithmetic unit 24 generates an optimal control signal for suppressing the sway 21 of the marine structure detected by the sway sensor 22 as an operation signal for the moving mass (moving body 14). That is, the arithmetic unit 24 is, for example, a computer, and provides an output signal to the drive unit 26 so that the moving body 14 moves out of phase (for example, a phase delay of 90 °) with respect to the oscillation 21 of the marine structure. Further, the arithmetic unit 24 gives a control signal for giving a control force for accelerating and attenuating to the amplitude required by the moving mass (moving body 14) to the driving unit 26. The driving device 26 is, for example, a driver unit, and drives the traversing device 30 according to the output signal of the arithmetic device 22. With this configuration, even if the oscillation of the offshore structure 1 slightly deviates from the natural frequency of the offshore structure, the moving body 14 can be moved in accordance with the oscillation frequency, and the anti-oscillation effect is obtained irrespective of the oscillation frequency. Can be maintained.
【００１３】[0013]
【発明の効果】上述したように、本発明の構成によれ
ば、移動体の凹曲面上を移動する固有振動数が、海洋構
造物の動揺方向の固有振動数とほぼ一致するように設定
されているので、移動体は海洋構造物の固有振動数付近
で移動（自励振動）する。従って、移動体の移動を持続
させるためには、摩擦抵抗等によるエネルギーロス分を
供給すれば足り、移動体の加速・制動はほとんど不要で
あり、エネルギーロスが少なく小出力で運転することが
できる。これにより、駆動機構も小型になり制御も容易
である。また、海洋構造物の動揺を検出しその動揺に対
して位相をずらして前記移動体を前記凹曲面上に移動さ
せるように前記横行装置を駆動する制御装置を備えてい
るので、海洋構造物の動揺が海洋構造物の固有振動数か
らわずかにずれてもその振動数に合わせて移動体を移動
させることができ、動揺の振動数にかかわりなく減揺効
果を維持することができる。更に、海洋構造物の内部に
減揺装置を載置するだけであるため、低速及び停止中で
も効果がある。更に、横行装置が、移動体の中心軸を回
転自在かつ上下動自在に支持する支持部材と、駆動輪と
従動輪との間に水平に掛けわたされ、その一部が前記支
持部材に連結された可撓性線状物と、前記駆動輪を回転
駆動する駆動装置とから構成されていれば、駆動装置
を制御して支持部材を水平に往復動させるだけで、質量
の大きい錘りである移動体を凹曲面上に移動させること
ができ、固有振動を利用したパッシブ機能を有する減
揺装置の移動錘り（移動体）の上下動を吸収することが
でき、余分なスペースが少なくなり装置がコンパクト
化でき、高価な歯車加工部が不要となり、全体として
載置スペースが小さく構造が簡単でかつ軽量となる。As described above, according to the structure of the present invention, the natural frequency moving on the concave curved surface of the moving body is set so as to substantially match the natural frequency of the marine structure in the shaking direction. Therefore, the moving body moves (self-excited vibration) near the natural frequency of the marine structure. Therefore, in order to maintain the movement of the moving body, it is sufficient to supply an energy loss due to frictional resistance or the like, and acceleration and braking of the moving body is almost unnecessary, and the operation can be performed with a small energy loss and a small output. . As a result, the driving mechanism becomes small and control is easy. In addition, since the control device drives the traverse device so as to detect the motion of the marine structure and shift the phase with respect to the motion to move the moving body on the concave curved surface, the control device for the marine structure is provided. Even if the motion slightly deviates from the natural frequency of the offshore structure, the moving body can be moved in accordance with the frequency, and the vibration reduction effect can be maintained regardless of the frequency of the motion. Furthermore, since the anti-oscillation device is merely mounted inside the offshore structure, it is effective even at low speed and at a stop. Further, a traversing device is horizontally hung between a support member that rotatably and vertically moves the center axis of the moving body and a drive wheel and a driven wheel, and a part thereof is connected to the support member. If it is composed of a flexible linear object and a driving device that rotationally drives the driving wheels, the weight is large simply by controlling the driving device to reciprocate the support member horizontally. The moving body can be moved on a concave curved surface, and the vertical movement of the moving weight (moving body) of the rocking device having a passive function using natural vibration can be absorbed, and the extra space is reduced, and the device is reduced. Can be made compact, an expensive gear machining part is not required, and the mounting space is small as a whole, and the structure is simple and lightweight.
【００１４】従って、本発明の海洋構造物の減揺装置
は、エネルギーロスが少なく小出力で運転でき、駆動機
構が小型で制御が容易であり、動揺の振動数にかかわり
なく減揺効果があり、低速及び停止中でも効果があり、
載置スペースが小さく、構造が簡単であり、かつ軽量で
ある等の優れた特徴を有している。Therefore, the marine structure anti-oscillation device of the present invention can be operated with a small output with little energy loss, a small drive mechanism and easy control, and has an anti-oscillation effect irrespective of the oscillation frequency. , Effective even at low speeds and stops,
It has excellent features such as small mounting space, simple structure, and light weight.
【図１】本発明による減揺装置を備えた海洋構造物の側
面図である。FIG. 1 is a side view of an offshore structure provided with a rocking device according to the present invention.
【図２】図１の中央縦断面図である。FIG. 2 is a central vertical sectional view of FIG.
【図３】本発明による減揺装置の第１実施例を示す全体
斜視図である。FIG. 3 is an overall perspective view showing a first embodiment of the rocking device according to the present invention.
【図４】本発明による減揺装置の第２実施例を示す全体
斜視図である。FIG. 4 is an overall perspective view showing a second embodiment of the rocking device according to the present invention.
【図５】本発明による減揺装置の第３実施例を示す全体
斜視図である。FIG. 5 is an overall perspective view showing a third embodiment of the rocking device according to the present invention.
【図６】本発明による海洋構造物の減揺装置の制御ブロ
ック図である。FIG. 6 is a control block diagram of the marine structure anti-rolling device according to the present invention.
【図７】従来の減揺装置の概略図である。FIG. 7 is a schematic view of a conventional rocking device.
【図８】従来の減揺装置の別の概略図である。FIG. 8 is another schematic view of a conventional rocking device.
【図９】従来の減揺装置の更に別の概略図である。FIG. 9 is still another schematic view of a conventional rocking device.
【図１０】従来の減揺装置の更に別の概略図である。FIG. 10 is still another schematic view of a conventional rocking device.
１ 海洋構造物 ２ 空気連通 ３ Ｕ字状水槽 ４ 駆動装置 ５ 可動フィン ６ センサー ７ 重り ８ ボールネジ ９ 歯車（ラックとピニオン） １０ 減揺装置 １１ 凹曲面 １２ 支持台 １４ 移動体 １４ａ 中心軸 ２０ 制御装置 ２１ 海洋構造物の動揺 ２２ 動揺センサー ２４ 演算装置 ２６ 駆動装置 ３０ 横行装置 ３２ 支持部材 ３４ａ 駆動輪 ３４ｂ 従動輪 ３５ 可撓性線状物 ３６ 駆動装置 ３７ ナット部材 ３８ ボールネジ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Offshore structure 2 Air communication 3 U-shaped water tank 4 Drive device 5 Movable fin 6 Sensor 7 Weight 8 Ball screw 9 Gear (rack and pinion) 10 Reducer device 11 Concave curved surface 12 Support stand 14 Moving body 14a Center axis 20 Control device DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Motion of marine structure 22 Motion sensor 24 Computing device 26 Drive device 30 Traversing device 32 Support member 34a Drive wheel 34b Follower wheel 35 Flexible linear object 36 Drive device 37 Nut member 38 Ball screw
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B63B 35/00 B63B 35/10 B63B 35/34 B63B 35/38 B63B 35/44 B63B 39/00 - 39/02 B63B 39/14 B63B 43/00 - 43/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B63B 35/00 B63B 35/10 B63B 35/34 B63B 35/38 B63B 35/44 B63B 39/00-39 / 02 B63B 39/14 B63B 43/00-43/02
Claims (2)
方向に凹曲面を有する支持台と、前記凹曲面上を移動す
る移動体と、前記移動体を上下動自在に横行させる横行
装置と、海洋構造物の動揺を検出しその動揺に対して位
相をずらして前記移動体を前記凹曲面上に移動させるよ
うに前記横行装置を駆動する制御装置と、からなり、 前記移動体の前記凹曲面上を移動する固有振動数は、海
洋構造物の動揺方向の固有振動数とほぼ一致するように
設定されており、 また、前記移動体は中心軸を有し、前記横行装置は、前
記中心軸を回転かつ上下動自在に支持する支持部材と、
駆動輪と従動輪との間に水平に掛けわたされ、その一部
が前記支持部材に連結された可撓性線状物と、前記駆動
輪を回転駆動する駆動装置とからなる、 ことを特徴とす
る海洋構造物の減揺装置。1. A support base fixed to an offshore structure and having a concave surface in the direction of shaking of the offshore structure, a moving body moving on the concave surface, and a traversing device for moving the moving body up and down freely. A control device that detects the motion of the marine structure and drives the traversing device so as to shift the phase with respect to the motion to move the moving body on the concave curved surface. natural frequency that moves on the curved surface, the natural frequency of the sway direction marine structures and is set so as to substantially coincide, also the moving body has a central axis, the transverse device, before
A support member that supports the center axis so as to rotate and move up and down,
It is hung horizontally between the drive wheel and the driven wheel, and part of it
A flexible linear object connected to the support member,
A marine structure rocking device , comprising: a driving device that rotationally drives a wheel .
方向に凹曲面を有する支持台と、前記凹曲面上を移動す
る移動体と、前記移動体を上下動自在に横行させる横行
装置と、海洋構造物の動揺を検出しその動揺に対して位
相をずらして前記移動体を前記凹曲面上に移動させるよ
うに前記横行装置を駆動する制御装置と、からなり、 前記移動体の前記凹曲面上を移動する固有振動数は、海
洋構造物の動揺方向の固有振動数とほぼ一致するように
設定されており、 また、前記移動体は中心軸を有し、前記横行装置は、前
記中心軸を回転かつ上下動自在に支持する支持部材と、
該支持部材に連結されたナット部材と、該ナット部材に
螺合し軸心を中心に回転駆動されるようになったボール
ネジとからなる、ことを特徴とする海洋構造物の減揺装
置。 2. The motion of an offshore structure fixed to the offshore structure.
A support having a concave curved surface in the direction, and moving on the concave curved surface.
Moving body, and traversing for moving the moving body up and down freely
Detects the motion of equipment and offshore structures and
The moving body is moved on the concave curved surface by shifting the phase.
And a control device for driving the traversing device.
So that it is almost equal to the natural frequency of the swaying direction of the western structure
The moving body has a central axis, and the traversing device is
A support member that supports the center axis so as to rotate and move up and down,
A nut member connected to the support member;
Ball that is screwed and rotated around the axis
Offset equipment for offshore structures, comprising screws
Place.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05147180A JP3119039B2 (en) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | Offshore structure rocking device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05147180A JP3119039B2 (en) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | Offshore structure rocking device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH072171A JPH072171A (en) | 1995-01-06 |
| JP3119039B2 true JP3119039B2 (en) | 2000-12-18 |
Family
ID=15424394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05147180A Expired - Lifetime JP3119039B2 (en) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | Offshore structure rocking device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3119039B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101253538B1 (en) * | 2011-04-07 | 2013-04-11 | 한국과학기술원 | Balance keeping equipment for floating body |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP05147180A patent/JP3119039B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101253538B1 (en) * | 2011-04-07 | 2013-04-11 | 한국과학기술원 | Balance keeping equipment for floating body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH072171A (en) | 1995-01-06 |
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