JP3354733B2 - 無人自動水質計測装置 - Google Patents

無人自動水質計測装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無人自動水質計測装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、内湾,湖沼池などでの水質計測
手段としては、従来、図5正面図及び斜視図に示すよう
な可搬型水質計測器,図6側面図に示すような係留式ブ
イ型水質計測装置などが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、まず、
可搬型水質計測装置において、内湾や湖沼にて水質計測
を行う場合、岸壁,桟橋等での計測を行うか、ボート等
に乗船し水面を移動しながらの計測となる。前者の場合
は、簡便に計測が行える反面、計測位置が限定されると
いう欠点があり、後者の場合は、計測用のボート及び操
船者が必要となり、少なからざる費用を要し、さらに計
測点の正確な位置の把握のためにさらに人手を要すると
いう問題がある。次に、係留式ブイ型水質計測装置の場
合は任意の場所への移動が不可能である。
【0004】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、計測位置が限定されることなく、ボート及び
操船者を必要とすることなく、所望の計測位置へ迅速に
移動することができる省人省力的で構造簡単かつ経済的
な無人自動水質計測装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、水
面に浮上する無人の浮体に付設された推進機と、上記浮
体に付設されケーブルを介して目標深度に水質計測ゾン
デを昇降可能に懸吊する懸吊巻き取り装置と、地上局か
らの電波を受信して上記浮体の位置を演算し目標位置へ
移動すべく上記推進へ指令信号を出力するとともに上
記水質計測ゾンデの昇降及び制御のための指令信号を出
力する演算制御装置とを具え、上記浮体が、水中に浸漬
されて前後方向に延びる左右対称の1対のロワーハル
と、同ロワーハルの前後端部に立設された4本のコラム
と、同コラムの水面上方に突出する上端に水平に支持さ
れたプラットフォームとで構成されて、上記懸吊巻き取
り装置が上記プラットフォームに設けられるとともに、
上記推進が上記1対のロワーハルの前端部及び後端部
にそれぞれ首振り式インペラーとして設けられたことを
特徴とする。
【0006】
【作用】このような構成によれば、水質計測を行う水面
上の位置までの移動は、電波式位置計測装置で得られた
浮体位置と目的位置の差がなくなるよう推進を作動さ
せ、浮体を移動することにより行う。その際、電波式位
置計測装置からの電気的位置信号を入力とし、これと操
作パネルなどにより入力指示された目的位置信号とを演
算処理装置により演算処理し、浮体の推進への指令電
気信号を出力する。また、浮体に内蔵された水質計測装
置によって計測位置及び計測深度で計測された水質デー
タは、そのアンテナを介して発信される電波により地上
局にて受信される。そして、特に本発明の無人自動水質
計測装置では、装置本体としての浮体が半没水型の双胴
船の形状を有して、その水面下の1対のロワーハルの前
後端に、首振り式インペラーとしての推進を備えてい
るので、移動に際して水の抵抗が少なく、また波力も受
けにくく、動揺が小さくなり、首振り式インペラーの採
用と相まって、小回りのきく状態で所望の計測位置へ迅
速に移動できるようになる。
【0007】
【実施例】本発明の一実施例を図面について説明する
と、図1はその全体側面図、図2は図1の正面図、図3
は図1の制御装置の内部構成を示すブロック図、図4は
図3の水質データ計測装置の内部構成を示すブロック図
である。
【0008】まず、図1〜図2において、1は水質計測
ゾンデであり、水質計測ゾンデ1は水中に浸漬されてい
る左右対称の1対の前後方向に延びるロワーハル2の前
後端部の上面に立設され同径等長の4本のコラム3の水
面上方に突出する上端に水平に支持されたプラットフォ
ーム4に付設されたケーブル巻き取り装置7により、水
中に昇降可能に懸吊されている。装置本体としての計測
浮体10は、上述の水面下における左右1対のロワーハ
ル2,2と、同ロワーハル2,2に4本のコラム3を介
して支持された水面上方のプラットフォーム4とにより
半分没水型浮体として構成されており、ここで、ロワー
ハル2にはそれぞれその前後端に前後進及び左右方向移
動のための首振り式インペラー9を有するスラスター8
が付設されている。6はプラットフォーム4上に付設さ
れた制御装置であって、水質計測ゾンデ1の出力をプラ
ットフォーム4上に突設された図示省略のアンテナを経
て地上局に送信したり、後記する要領で地上局と送信し
て本発明装置を計測位置に誘導したりするとともに、ケ
ーブル巻き取り装置7を制御し、水質計測ゾンデ1を目
的深度に昇降する作用を行う。以上述べた各部材及び機
器が協働して電波式水質計測浮体(以下本発明浮体とい
う)を構成する。
【0009】次に、図2の制御装置6の内部構成を説明
すると、図3において本発明計測浮体10はアンテナ1
3を介して受信された電波信号を処理して本発明計測浮
体10の現在の位置情報21を出力する。12は現在位
置情報21と水質計測目標位置とから本発明計測浮体1
0の移動目標航路22を設定する目標位置方位設定装
置、14は本発明計測浮体の方位角23を出力するジャ
イロである。演算部11は目標計測位置に到達するまで
は、本発明計測浮体10から得られる本発明計測浮体の
現在位置情報21と、ジャイロ14から出力される方位
角23と、目標位置方位設定置12から得られる移動
目標航路22に基づいて、本発明計測浮体のスラスター
8a,8b,8c,8dの首振り角指令信号32a,3
2b,32c,32dをそれぞれのスラスター首振り角
制御用モーター33a,33b,33c,33dに伝達
する。またインペラー回転数指令信号34a,34b,
34c,34dはインペラー駆動用モーター35a,3
5b,35c,35dに伝達される。次に、本発明計測
浮体が目標位置に到達した後は、その位置保持を行うた
め首振り角制御用信号32a,32b,32c,32
d,インペラー回転数指令信号34a,34b,34
c,34dが同様に出力され、さらに自動昇降装置用駆
動制御装置40に水深指令信号41を伝達し、その後水
質データ計測装置50にデータ集録指令信号51を出力
する。このようにして、その水深に対するデータ集録が
終了すると、次には第2番目の計測点に対する水深指令
信号41を自動昇降装置用制御装置40に出力し、同様
に水質データ計測装置50にデータ集録指令信号51を
出力する。これを計測位置の必要な水深ごとに、この作
業を繰り返す。上述の手順を繰り返し行って、目標位置
方位設定装置12から得られる移動目標航路22に基づ
いて、本発明計測浮体のスラスター8a,8b,8c,
8dの首振り角指令信号32a,32b,32c,32
dが出力され、次の計測位置まで本発明計測装置が移動
する。なお、この演算部11の記憶装置11aには、図
示省略の制御用コンピューターにて計測開始前に必要な
演算処理プログラムをダウンロードする。ダウンロード
後はこのプログラムに従い自動的に計測位置の移動を行
いながら計測を続行する。また計測順序を変更したい場
合や、計測を中止して原点復帰を指令したい場合は、制
御部用のアンテナ13,15を介して、無線にて割り込
み信号を受信し、陸上より遠隔操作にて計測モードを変
更又は指示することもできる。
【0010】図4は図3の水質データ計測装置50の内
部構成を示すブロック図であり、演算部11から送られ
てきたデータ集録指令信号51によって溶存酸素センサ
ー60a,塩分濃度センサー61a,水深センサー62
a,流向センサー63a,流速センサー64aから取得
された溶存酸素データ60b,塩分濃度データ61b,
水深データ62b,流向データ63b,流速データ64
bを記憶装置65に逐次記録する。
【0011】
【発明の効果】本発明の無人自動水質計測装置では、装
置本体としての浮体が半没水型の双胴船の形状を有し
て、その水面下の1対のロワーハルの前後端に、首振り
式インペラーとしての推進を備えているので、移動に
際して水の抵抗が少なく、また波力も受けにくく、動揺
が小さくなり、首振り式インペラーの採用と相まって、
小回りのきく状態で所望の計測位置へ迅速に移動できる
ようになる。このようにして、本発明水質計測装置によ
れば、従来、多大の時間を要していた内湾や湖沼におけ
る水質計測を、電波式の位置計測装置と、小型推進
組み合わせて自動的に効率良く短時間に行うことができ
る。
【0014】要するに本発明によれば、水面に浮上する
無人の浮体に付設された推進機と、上記浮体に付設され
ケーブルを介して目標深度に水質計測ゾンデを昇降可能
に懸吊する懸吊巻き取り装置と、地上局からの電波を受
信して上記浮体の位置を演算し目標位置へ移動すべく上
記推進へ指令信号を出力するとともに上記水質計測ゾ
ンデの昇降及び制御のための指令信号を出力する演算制
御装置とを具え、上記浮体が、水中に浸漬されて前後方
向に延びる左右対称の1対のロワーハルと、同ロワーハ
ルの前後端部に立設された4本のコラムと、同コラムの
水面上方に突出する上端に水平に支持されたプラットフ
ォームとで構成されて、上記懸吊巻き取り装置が上記プ
ラットフォームに設けられるとともに、上記推進が上
記1対のロワーハルの前端部及び後端部にそれぞれ首振
り式インペラーとして設けられるようにしたことによ
り、計測位置が限定されることなく、また母船としての
ボート及び操船者を必要とすることなく小回りのきく状
態で所望の計測位置へ迅速に移動することができる省人
省力的で構造簡単かつ経済的な無人自動水質計測装置を
得るから、本発明は産業上極めて有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の水質計測装置を示す全体側
面図である。
【図2】図1の正面図である
【図3】図1の水質計測装置の制御部の内部構造を示す
ブロック図である。
【図4】図3の水質データ計測装置の内部構成を示すブ
ロック図である。
【図5】従来の可搬式水質計測装置を示す斜視図及び正
面図である。
【図6】従来の係留式ブイ型水質計測装置を示す側面図
である。
【符号の説明】
1 水質計測ゾンデ 2 ロワーハル 3 コラム 4 プラットフォーム 5 ケーブル 6 制御装置 7 ケーブル巻き取り装置 8,8a,8b,8c,8d スラスター 9 インペラー 10 電波式水質計測浮体(本発明計測浮体) 11 演算部 11a 記憶装置 12 目標位置方位設定装置 13 アンテナ(浮体位置制御用) 14 ジャイロ 15 アンテナ(浮体深度制御用) 21 位置情報 22 移動目標航路 23 方位角 32a,32b,32c,32d 首振り指令信号 33a,33b,33c,33d 首振り角制御用モー
ター 34a,34b,34c,34d インペラー回転数指
令信号 40 自動昇降装置用駆動制御装置(自動昇降装置) 50 水質データ計測装置 51 データ集録指令信号 60a 溶存酸素センサー 61a 塩分濃度センサー 62a 水深センサー 63a 流向センサー 64a 流速センサー 60b 溶存酸素データ 61b 塩分濃度データ 62b 水深データ 63b 流向データ 64b 流速データ 65 記憶装置

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水面に浮上する無人の浮体に付設された
    推進機と、上記浮体に付設されケーブルを介して目標深
    度に水質計測ゾンデを昇降可能に懸吊する懸吊巻き取り
    装置と、地上局からの電波を受信して上記浮体の位置を
    演算し目標位置へ移動すべく上記推進へ指令信号を出
    力するとともに上記水質計測ゾンデの昇降及び制御のた
    めの指令信号を出力する演算制御装置とを具え、上記浮
    体が、水中に浸漬されて前後方向に延びる左右対称の1
    対のロワーハルと、同ロワーハルの前後端部に立設され
    た4本のコラムと、同コラムの水面上方に突出する上端
    に水平に支持されたプラットフォームとで構成されて、
    上記懸吊巻き取り装置が上記プラットフォームに設けら
    れるとともに、上記推進が上記1対のロワーハルの前
    端部及び後端部にそれぞれ首振り式インペラーとして設
    けられたことを特徴とする無人自動水質計測装置。
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