JP3732562B2 - 水中陸走行体の運転制御システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水中陸走行体の運転制御システムに係り、特に、走行レールに沿って陸上と水中との間を走行することを可能とした水中陸走行体の安全性を確保した運転を行わせるようにした水中陸走行体の運転制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来から、人や荷物を乗せて海や湖等の水上を航行するものとしては、一般に、船舶が利用されており、また、水中を観覧できるものとしては、底部がガラス張りとされた船舶や水中を航行する潜水船が使用されている。
【０００３】
しかし、前記船舶や潜水船においては、荒天時に運行することが不可能となってしまうため、不都合が生じることが多く、観光客等を十分に満足させることができないという問題を有している。また、前記船舶等の乗降を行なう際には、棧橋等に移動する必要があるため、極めて不便であり、しかも、乗降の際に危険が伴うという問題点をも有している。
【０００４】
本発明は前記した点に鑑みなされたもので、天候等にかかわらず、陸上から水中に確実に、かつ、安全に移動することのできる水中陸走行体、更には水中でトラブルが発生した場合でも、確実に搭乗者を脱出させることができ、安全性を著しく高めることができるように水中陸走行体を適正に運転させることのできる水中陸走行体の運転制御システム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】
前記目的を達成するため請求項１に記載の本発明に係る水中陸走行体の運転制御システムは、走行レールを陸上から水中に至るように敷設し、上部に走行体カプセルが設置された走行体本体であって重力により前記走行レールにメインタイヤをもって上から当接して当該メインタイヤの回転駆動により走行自在とされるとともに浮力により浮上して前記走行レールに前記メインタイヤに接触している補助タイヤをもって下から当接して当該補助タイヤの回転駆動により走行自在とされる走行体本体を走行レールに沿って移動自在に形成し、緊急時に前記走行体本体から走行体カプセルを離脱させる緊急脱出装置を備えた水中陸走行体を前記走行レールに沿って運転させる水中陸走行体の運転制御システムであって、前記水中陸走行体の少なくとも走行に関する動作を行う構成各部の動作を制御する走行体側制御システムを水中陸走行体に設け、この走行体側制御システムに対して水中陸走行体の前記構成各部に対する運転動作の指令を発するホスト側制御システムを前記水中陸走行体と別個に設け、前記走行体側制御システムおよびホスト側制御システムの間の前記構成各部に対する運転動作の指令に関する情報の伝達を行う通信手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に記載の水中陸走行体の運転制御システムは請求項１において、前記走行体側制御システムの通信手段には、走行体本体および走行体カプセルに搭載されている前記構成各部の動作を制御する制御手段が接続されており、前記ホスト側制御システムの通信手段には走行体側制御システムに動作指令を送るホスト側コントロールセンタが接続されていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に記載の水中陸走行体の運転制御システムは請求項２において、走行体側制御システムの制御手段には、判断実行手段、監視手段および記憶手段が設けられており、前記監視手段は、走行体本体および走行体カプセルに搭載されている前記構成各部の現状を常時監視してデータを前記判断実行手段へ出力するように形成されており、前記記憶手段には、ホスト側制御システムとの通信方法、前記構成各部の状態に対応した監視項目としてのチェックリストの判断基準および判断方法、前記構成各部への出力方法からなる前記制御手段の動作内容が記憶されており、前記判断実行手段は、ホスト側制御システムからの指令を受けた場合や、前記記憶手段内のプログラムに基づく走行体側の独自の判断により前記チェックリストを判断し、その結果を前記通信手段を介してホスト側制御システムへ出力するとともに、判断内容に応じた前記構成各部への動作指令をホスト側制御システムからの指令を受けた場合や、前記記憶手段内のプログラムに基づく走行体側の独自の判断により出力するように形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に記載の水中陸走行体の運転制御システムは請求項２において、前記ホスト側コントロールセンタには、判断実行手段、記憶手段および運行状態表示手段が設けられており、前記記憶手段には、走行体側制御システムとの通信方法、前記構成各部の状態に対応した監視項目としてのチェックリストの判断基準および判断方法、判断結果に基づく前記構成各部への動作指令内容、ホスト側コントロールセンタの動作内容が記憶されており、前記判断実行手段は、走行体側制御システム側の監視手段による各種の監視データを受けた場合に、前記記憶手段に記憶されている基準に基づいて前記チェックリストを判断するとともに、その判断結果に応じた前記構成各部への動作指令を走行体側制御システムへ出力するように形成されており、前記運行状態表示手段は、前記判断実行手段の判断結果や指令内容並びに監視手段による監視結果の情報を画像や音声として出力するように形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５に記載の水中陸走行体の運転制御システムは請求項１において、緊急脱出装置に前記走行体カプセルと走行体本体とを一体に保持するとともに緊急時にこの保持を解除するカプセル保持機構を設け、前記走行体本体と前記走行体カプセルとをワイヤにより連結し、前記走行体本体に前記ワイヤの引き出し量を制限する抵抗負荷装置を配設したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の水中陸走行体の運転制御システムによれば、以下の実施の形態に詳細に説明するように、天候等にかかわらず、陸上から水中に確実に、かつ、安全に移動することのできる水中陸走行体、更には水中でトラブルが発生した場合でも、確実に搭乗者を脱出させることができ、安全性を著しく高めることができるように水中陸走行体を適正に運転させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１から図１４を参照して説明する。
【００１２】
まず、本発明が適用される水中陸走行体を説明する。
【００１３】
図１から図５は緊急脱出装置を備えている水中陸走行体の一実施の形態を示したもので、例えば、ＦＲＰやアクリル樹脂等の材料からなる走行体本体１の上部には、走行体カプセル２が設置されており、この走行体カプセル２の内部には、本実施例においては、搭乗室３が設けられている。この搭乗室３の後方には、前記搭乗室３の内部と外部とを気密状態で仕切る内部ハッチ４が開閉自在に配設されており、前記走行体本体１および前記走行体カプセル２の後部には、それぞれ外部ハッチ５，６が一側部を中心として一体的に横方向に開閉自在に配設されている。前記走行体本体１の下方であって前記外部ハッチ５，６の内側と前記走行体カプセル２の内部ハッチ４との間には、乗降の際に搭乗者が移動するためのステップ７が配設されている。
【００１４】
また、前記搭乗室３の内部には、例えば、前後に２列ずつの複数の座席８が配置されており、この搭乗室３の上部には、耐圧性を有しガラス等の透明な材料からなるウインドウ９が一体に装着されている。そして、このウインドウ９により前記座席８に着席した搭乗者が搭乗室３の内部から前方、上方および側方を視認することができるようになされている。
【００１５】
また、前記走行体本体１の両側面上縁部には、側方に突出するウイング状のサイドカバー１０が一体に形成されており、前記走行体本体１の前記外部ハッチ５，６の下端縁部分には、前記外部ハッチ５，６の表面に対して所定間隔を有するように横方向に延在するウイング１１が取付けられている。
【００１６】
また、前記走行体本体１の両側の前記サイドがカバー１０の下側には、前後に４つのメインタイヤ１２，１２…が配設されており、本実施例においては、前記各メインタイヤ１２の上部には、２つの小径の補助タイヤ１３がその周面が前記メインタイヤ１２の外周面に当接するように回転自在に配設されている。これら補助タイヤ１３は、その上部高さが一定となるように設置されている。さらに、前記走行体本体１の両側面であって前記前後のメインタイヤ１２の間には、それぞれガイドアーム１４が側方に突出するように取付けられており、このガイドアーム１４の先端部には、先端部が前記メインタイヤ１２の外側面より突出するガイドタイヤ１５が回転自在に取付けられている。
【００１７】
また、本実施の形態においては、図６から図８に示すように、走行体カプセル２の前後部分には、それぞれカプセル保持機構としての係止溝１６，１６…が形成されており、この係止溝１６は、１つであっても複数形成するようにしてもよい。また、前記走行体本体１の前記前側の係止溝１６に対応する位置には、前記係止溝１６に係合する可動フック１７が基台１８の支持ピン１９を中心として前後に揺動自在に配設されており、前記走行体本体１の前記後側の係止溝１６に対応する位置には、前記係止溝１６に係合する固定フック２０が配設されている。そして、前記可動フック１７を揺動させて前記係止溝１６への係合を解除することにより、前記走行体カプセル２が走行体本体１から離脱できるようになされている。
【００１８】
さらに、前記走行体カプセル２の下面中央部分には、凹部２１が形成されており、前記走行体本体１の上面であって前記凹部２１に対応する位置には、流体フィン２２が回転軸２３を中心として回転自在に配設されている。さらに、前記流体フィン２２の回転軸２３の上端部には、回転プーリ２４が同軸状に取付けられており、前記走行体本体１の前記流体フィン２２の前後近傍には、ワイヤガイド２５が立設されている。また、前記走行体カプセル２の凹部２１の内面前後位置には、所定長さのワイヤ２６が連結されており、このワイヤ２６は、前記各ワイヤガイド２５を介して前記回転プーリ２４に同一方向に巻回されている。
【００１９】
また、前記走行体本体１の内部には、図９に示すように、軸受２７により回転自在に軸支され、両端部に前記前部のメインタイヤ１２が固着される前部駆動シャフト２８および後部のメインタイヤ１２が固着される後部駆動シャフト２９がそれぞれ前後に配設されており、この前部駆動シャフト２８の中途部には、前部ディファレンシャルギア３０がカップリング３１を介して配置されるとともに、前記後部駆動シャフト２９の中途部には、後部ディファレンシャルギア３２がカップリング３１を介して配置されている。また、前記各ディファレンシャルギア３０，３２は、ドライブシャフト３３により連結されており、このドライブシャフト３３の中途部には、センターディファレンシャルギア３４がカップリング３１を介して配置されている。さらに、前記センターディファレンシャルギア３４には、伝達シャフト３５が連結されており、この伝達シャフト３５の中途部には、ギアボックス３６が配置されている。このギアボックス３６には、伝達シャフト３５の方向を９０゜変更するベベルギアボックス３７が連結されており、このベベルギアボックス３７には、駆動用モータ３８の出力軸が連結されている。そして、この駆動用モータ３８の回転駆動により、ベベルギアボックス３７、ギアボックス３６、センターディファレンシャルギア３４、前部ディファレンシャルギア３０および後部ディファレンシャルギア３２をそれぞれ介して前部駆動シャフト２８および後部駆動シャフト２９が回転駆動され、これにより、前記各メインタイヤ１２を回転駆動できるようになされている。さらに、前記走行体本体１の内部の前記走行駆動機構の隙間部分には、前記駆動用モータ３８を駆動するための複数のバッテリ３９が配置されるとともに、前記駆動用モータ３８の駆動制御を行なうための駆動制御装置４０が配設されている。また、本実施の形態においては、前記走行体本体１は、図１２から図１４に示す本発明の運転制御システムにより、無線による遠隔操作によって、自動的に走行駆動制御するものであるため、走行体本体１の内部には、走行体側制御システム５１が配設されている。さらに、前記走行体本体１の内部には、前記可動フック１７を回動させるアクチュエータ４２が配設されるとともに、このアクチュエータ４２を動作させるアクチュエータ用バッテリ４３が配設されており、前記アクチュエータ４２を動作させることにより、前記可動フック１７を揺動させて前記可動フック１７の係止溝１６への係合を解除するようになされている。なお、このアクチュエータ４２の動作は、走行操作と同様に遠隔操作により行なうようにしてもよいし、走行体カプセル２の搭乗室の内部から搭乗者が手動で操作することができるようにしてもよい。
【００２０】
また、本実施の形態においては、走行体本体１の前部および後部には、図示しない注水口および排水口がそれぞれ設けられており、水中走行時には、走行体本体１の内部に水が侵入する浸水型の走行体とされている。そのため、前記走行駆動機構および前記バッテリ３９等は、水の侵入に耐えることができるように防水処理が施されている。
【００２１】
図１０はこのように構成された走行体本体１を走行させるための走行システムの一実施の形態を示したもので、例えば、陸上４４から海等の水中４５を通るように走行レール４６を敷設するようになされており、この走行レール４６は、図１０に示すように、１本の走行レール４６によりこの走行レール４６上を往復走行させるようにしてもよいし、走行レール４６を環状に敷設し、この走行レール４６上を周回させるようにしてもよい。
【００２２】
また、前記走行レール４６は、図１１に示すように、断面形状コ字状を有しており、この走行レール４６は、その開口する面が互いに対向するように平行に敷設するようになされている。そして、これら各走行レール４６の内側に、前記メインタイヤ１２および補助タイヤ１３を位置させることにより、前記走行体本体１を走行レール４６に設置するようになっており、この状態で、前記ガイドタイヤ１５が前記各走行レール４６の内側面に当接するようになっている。
【００２３】
なお、本実施例においては、前記走行レール４６を断面形状コ字状に形成するようにしているが、この走行レール４６は、例えば、水中４５においては少なくとも上面を有するとともに、陸上４４においては少なくとも下面を有する形状を有していればよい。さらに、陸上４４においては、走行レール４６の代りに路面上を走行させるようにしてもよい。
【００２４】
次に、本発明の水中陸走行体の運転制御システム（以下、運転制御システムという）を図１２から図１４について説明する。
【００２５】
図１２は運転制御システムの一実施の態様の概略を示している。本実施の態様の運転制御システムは、走行体本体１側に設けた走行体側制御システム５１と、走行体本体１とは別個の地上の固定ステーションや船舶等の移動ステーション等からなるホスト側ステーション５２に設けたホスト側制御システム５３とにより形成されている。両制御システム５１，５３の間においては、無線により情報を相互に伝達するために、それぞれ送受信機等からなる通信手段５４，５５が設けられている。ホスト側の通信手段５５にはアダプタ５６を介して漏洩同軸ケーブルからなる水中アンテナ５７が接続されている。そして水中アンテナ５７の所定箇所には、水中陸走行体の通過を検出するためのタグ５８が所定間隔毎に設けられている。水中陸走行体側にも通信手段５４にアンテナ５９が接続されている。このアンテナ５９には更に前記タグ５８の有無を検出して水中陸走行体の位置を検出するためのタグ読取機６０が接続されている。また、これらの通信手段５４，５５は運転制御に必要とされる情報の伝達を行うとともに、音声電話、テレビ電話等の機能も備えるように形成されている。従って、両通信手段５４，５５には、それぞれ音声映像出力手段６１，６２が接続されている。また、ホスト側制御システム５３の通信手段５５には、ＩＳＤＮ６３を介してＮＴＴ等の公衆回線６４にも接続可能に形成されている。
【００２６】
走行体側制御システム５１の通信手段５４には、走行体本体１および走行体カプセル２に搭載されている構成各部の動作を制御する制御手段６５が接続されている。この制御手段６５には、主として判断実行手段６６、監視手段６７および記憶手段６８が設けられている。
【００２７】
前記監視手段６７は、走行体本体１および走行体カプセル２に搭載されている構成各部の現状を適宜のセンサ（図示せず）を用いて常時監視して、検出したデータを判断実行手段６６へ出力するように形成されている。この監視項目としては、走行体本体１の始動前チェックリストとして挙げられるもの、運転中チェックリストとして挙げられるもの、軽故障チェックリストとして挙げられるもの、重故障チェックリストとして挙げられるもの、走行完了チェックリストとして挙げられるもの等がある。
【００２８】
前記始動前チェックリストとしては、例えば、走行体カプセル２内とホスト側ステーション５２との通話状態、ハッチ４，５，６の開閉状態、両バッテリ３９，４３の電圧状態、駆動用モータ３８の負荷トルク、駆動用モータ３８の通電電流、同通電電圧、走行体カプセル２内の酸素濃度、同二酸化炭素濃度、同室内温度、同室内湿度、空調機の運転状況等が挙げられる。
【００２９】
また、前記運転中チェックリストとしては、例えば、前記始動前チェックリストに加えて、走行スピード、指定箇所の通過、指定場所における停止および始動、車両間隔等が挙げられる。
【００３０】
前記軽故障チェックリストとしては、水中陸走行体独自の制御能力により対応可能な内容であり、例えば、走行スピード、指定場所の通過、指定場所における停止動作、通話機能の低下、室内空調の低下等が挙げられる。
【００３１】
前記重故障チェックリストとしては、水中陸走行体独自の制御能力により対応不可能な内容であり、例えば、駆動用モータ３８の停止、走行体カプセル２内の火災発生が挙げられる。
【００３２】
前記走行完了チェックリストとしては、指定場所（主に終点）における水中陸走行体の停止、走行体カプセル２内の室内状況、両ハッチ４，５の開閉状態等が挙げられる。
【００３３】
前記記憶手段６８には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に各種の情報が記憶されている。例えば、ホスト側ステーションとの通信方法、各チェックリストの判断基準および判断方法、駆動用モータ３８等の構成各部への出力方法等の制御手段６５の動作内容が全部記憶されている。
【００３４】
前記判断実行手段６６はＣＰＵ等により構成されており、ホスト側ステーション５２側からの指令を受けた場合や、記憶手段６８内のプログラムに基づく走行体側の独自の判断により前記各チェックリストを判断し、その結果を通信手段５４，５５を介してホスト側ステーション５２側へ出力するとともに、判断内容に応じた駆動用モータ３８等の構成各部への動作指令をホスト側ステーション５２側からの指令を受けた場合や、記憶手段６８内のプログラムに基づく走行体側の独自の判断により出力する。この判断実行手段６６の判断結果や指令内容並びに監視手段６７による監視結果の情報はモニタとしても作用する音声映像出力手段６１に送られて画像や音声として出力されるように形成されている。
【００３５】
また、制御手段６５には、駆動用モータ３８等の構成各部へ自動的に動作指令を出力する自動運転状態と、走行体カプセル２内の搭乗者が手動により動作指令を出力させる手動運転状態とを切換え可能な運転状態切換え器６９が接続されており、手動運転内容を入力するための操作レバー、キーボード等の動作内容入力器７０が添設されている。
【００３６】
本実施の形態において、前記の構成を有する走行体側制御システム５１は全体が走行体カプセル２内に配設されている。また、走行体側制御システム５１にホスト側ステーション５２側と独立して駆動用モータ３８等の構成各部を動作させることができるようにしたのは、何らかの理由により両制御システム５１，５３間の通信が不可能になっても水中陸走行体が独自に動作できるようにして安全性を確保するためである。
【００３７】
更にまた、ホスト側制御システム５３の通信手段５５には走行体側制御システム５１に動作指令を送るホスト側コントロールセンタ７１が接続されている。このホスト側コントロールセンタ７１には、主として判断実行手段７２、記憶手段７３および運行状態表示手段７４が設けられている。
【００３８】
前記記憶手段７３には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に各種の情報が記憶されている。例えば、走行体側制御システム５１との通信方法、前記各チェックリストの判断基準および判断方法、判断結果に基づく駆動用モータ３８等の構成各部への動作指令内容、ホスト側コントロールセンタ７１の動作内容が全部記憶されている。
【００３９】
前記判断実行手段７２はＣＰＵ等により構成されており、走行体側制御システム５１側の監視手段６７による各種の監視データを受けた場合に、記憶手段７３に記憶されている基準に基づいて前記各チェックリストを判断するとともに、その判断結果に応じた駆動用モータ３８等の構成各部への動作指令を走行体側制御システム５１へ出力する。この判断実行手段７２の判断結果や指令内容並びに監視手段６７による監視結果の情報は運行状態表示手段７４に送られて画像や音声として出力されるように形成されている。
【００４０】
前記両制御システム５１，５３において、両通信手段５４，５５に接続されている他の構成要素や、他の構成要素同士の間のマッチングを整えるために、必要に応じて図示しない適宜な変換器を設置するとよい。
【００４１】
次に、本実施の形態の作用を図１３について説明する。
【００４２】
水中走行体の始動前（図１３（ａ）の左側）
本実施の形態においては、まず、陸部に走行体本体１を位置させた状態で、前記走行体本体１および走行体カプセル２の外部ハッチ５，６を開き、搭乗者が搭乗した後、内部ハッチ４を閉じるとともに、外部ハッチ５，６を閉じる。これにより、前記走行体カプセル２の搭乗室３の内部は気密に保持されることになる。この場合、図示していないが、酸素発生装置により前記搭乗室３の内部には常に適当な酸素が供給されるようになっているとともに、二酸化炭素除去装置により、前記搭乗室３の内部に発生する二酸化炭素を除去するようになっている。
【００４３】
次に、前述した始動前チェックリストに従ったチェックが行われる。
【００４４】
即ち、図１３（ａ）のT1時において、ホスト側ステーション５２のホスト側制御システム５３が作動して、ホスト側コントロールセンタ７１の判断実行手段７２が記憶手段７３に記憶されているプログラムに従って始動前チェックリストの開始指令を出力する。この開始指令が通信手段５５、両アンテナ５７，５９を経て走行体側の通信手段５４に入力され、続いて制御手段６５の判断実行手段６６に入力される。この判断実行手段６６は前記始動前チェックリストの開始指令を受けて、記憶手段６８に記憶さているプログラムに従って、監視手段６７に前記始動前チェックリストの内容の各データの検出を指示する。監視手段６７は始動前チェックリストとして、例えば、走行体カプセル２内とホスト側ステーション５２との通話状態、ハッチ４，５，６の開閉状態、両バッテリ３９，４３の電圧状態、駆動用モータ３８の負荷トルク、駆動用モータ３８の通電電流、同通電電圧、走行体カプセル２内の酸素濃度、同二酸化炭素濃度、同室内温度、同室内湿度、空調機の運転状況等が適正か否かを検出する。図１３（ａ）のT2時において、この検出結果は前記とは逆にして走行体側の通信手段５４からホスト側の通信手段５５に送信され、ホスト側コントロールセンタ７１の判断実行手段７２に入力され、記憶手段７３に記憶されている基準と比較されて各チェックリストの内容の適否が判断される。全チェックリストが適になるまで再チェックがなされ（T3時）、全チェックリストが適になると始動前チェックが完了する（T4時）。これらのチェックリストに係る検出データおよびその判断結果は、ホスト側においては運行状態表示手段７４に、走行体側においては音声映像出力手段６１にそれぞれ画像や音声によりリアルタイムに表示される。
【００４５】
走行体の始動並びに運転中（図１３（ａ）の右側）
始動前チェックが完了すると、ホスト側の判断実行手段７２によりT5時に始動条件の確認が行われ、T6時に水中走行体の始動の指令が発せられ、この指令が走行体側の判断実行手段６６により駆動用モータ３８等の走行体の構成各部に出力されて、水中走行体の運転が開始される。
【００４６】
即ち、駆動制御装置４０により駆動用モータ３８が駆動制御される。そして、この駆動用モータ３８の回転駆動により、ベベルギアボックス３７、ギアボックス３６、センターディファレンシャルギア３４、前部ディファレンシャルギア３０および後部ディファレンシャルギア３２をそれぞれ介して前部駆動シャフト２８および後部駆動シャフト２９が回転駆動され、これにより、前記各メインタイヤ１２が回転駆動され、前記走行体本体１が前記走行レール４６に沿って走行される。
【００４７】
この場合に、陸上４４においては、走行体本体１に重力が加わるため、図１１（ａ）に示すように、前記メインタイヤ１２が走行レール４６の内側下面に当接して、メインタイヤ１２の回転駆動により走行レール４６に沿って移動されることになる。
【００４８】
そして、前記走行体本体１が走行レール４６に沿って移動されて水中４５に没すると、前記注水口および排水口により走行体本体１の内部に水が侵入され、前記走行体本体１の浮力および搭乗室３の内部空気の浮力により、走行体本体１が前記走行レール４６の内側部分で浮き上がり、図１１（ｂ）に示すように、メインタイヤ１２が走行レール４６の内側下面から離隔し、前記補助タイヤ１３が走行レール４６の内側上面に当接することになる。この場合に、前記補助タイヤ１３は、メインタイヤ１２に接触しているため、メインタイヤ１２に対して逆方向に回転するものであり、これにより、前記メインタイヤ１２の回転方向は、そのままで、前記補助タイヤ１３により、走行レール４６の内側上面に沿って走行体本体１が水中４５を移動されるものである。
【００４９】
このようにして運転が開始されると、ホスト側の判断実行手段７２よりT7時以降は通常運転の指令が発せられ、走行体側の判断実行手段６６により運転中チェックリストの各項目について常時チェックされる。即ち、この判断実行手段６６は前記運転中チェックの指令を受けて、記憶手段６８に記憶さているプログラムに従って、監視手段６７に前記運転中チェックリストの内容の各データの検出を指示する。監視手段６７は運転中チェックリストとして、例えば、前記始動前チェックリストに加えて、走行スピード、指定箇所の通過、指定場所における停止および始動、車両間隔等の運転状況が適正か否かを検出する。本実施の形態において、前記の指定箇所の通過、指定場所における停止および始動、車両間隔等の検出については、水中アンテナ５７の各タグ５８とタグ読取機６０とにより行われる。この検出結果は前記始動前チェックと同様とにして走行体側の通信手段５４からホスト側の通信手段５５に送信され、ホスト側コントロールセンタ７１の判断実行手段７２に入力され、記憶手段７３に記憶されている基準と比較されて各チェックリストの内容の適否が判断される。通常は全チェックリストが適であるためにそのまま運転の継続指令が発っせられ、運転と運転中チェックが継続される。これらのチェックリストに係る検出データおよびその判断結果は、ホスト側においては運行状態表示手段７４に、走行体側においては音声映像出力手段６１にそれぞれ画像や音声によりリアルタイムに表示される。また、搭乗者は両音声影像出力手段６１，６２を介してテレビ電話で外部と話したり、ＩＳＤＮ６３を介してＮＴＴなどの外部の公衆回線６４を利用して電話をかけることができる。
【００５０】
軽故障の発生並びに運転中（図１３（ｂ）の左側）
このようにして運転と運転中チェックが継続されている場合に、例えば、T8時に軽故障が発生すると、走行体側の制御手段６５の監視手段６７によりチェック項目の変化が検出される。この軽故障としては、例えば、走行スピード、指定場所の通過、指定場所における停止動作、通話機能の低下、室内空調の低下等が検出され、この検出結果が前記と同様にしてホスト側コントロールセンタ７１へ直ちに出力され、両制御システム５１，５３の判断実行手段６６，７２において前記変化の度合いについて両記憶手段６８，７３に記憶されている基準と比較される。この軽故障の場合には、前記変化の度合いが水中陸走行体独自の制御能力により対応可能な内容であるために、走行体側の判断実行手段６６が走行体側で独自に対応することを判断し、運転能力が低下した前記軽故障の各項目の能力を上げるように駆動用モータ３８等に指令を出力する。そして、ホスト側の判断実行手段７２においても軽故障と判断し、T9時において故障リセットの指令を走行体側に出力する。これにより軽故障の状態が回復され、再び通常運転状態に復帰する。これらの軽故障に係る検出データおよびその判断結果は、ホスト側においては運行状態表示手段７４に、走行体側においては音声映像出力手段６１にそれぞれ画像や音声によりリアルタイムに表示される。
【００５１】
重故障の発生並びに運転中（図１３（ｂ）の右側）
水中陸走行体の運転と運転中チェックが継続されている場合に、例えば、T10 時に重故障が発生すると、走行体側の制御手段６５の監視手段６７によりチェック項目の変化が検出される。この重故障としては、水中陸走行体独自の制御能力により対応不可能な内容であり、例えば、駆動用モータ３８の停止、走行体カプセル２内の火災発生が挙げられ、この状態が検出され、その検出結果が前記と同様にしてホスト側コントロールセンタ７１へ直ちに出力され、両制御システム５１，５３の判断実行手段６６，７２において前記変化の度合いついて両記憶手段６８，７３に記憶されている基準と比較される。この重故障の場合には、前記変化の度合いが水中陸走行体独自の制御能力により対応不可能な内容であるために、走行体側の判断実行手段６６が緊急脱出の指令を出力し、同時にホスト側の判断実行手段７２においても重故障と判断し、救命艇出動の要請を出力する。このような走行体本体１が水中走行中に重故障となる何らかのトラブルが発生した場合には、図７に示すように、遠隔操作あるいは運転状態切換え器６９によって手動運転状態に切換えて、緊急脱出ボタン（図示せず）等の動作内容入力器７０を搭乗者が操作することによりアクチュエータ４２を動作させ、前記可動フック１７を揺動させることにより、前記可動フック１７の係止溝１６への係合を解除させる。これにより、前記走行体カプセル２の前部が前記走行体カプセル２の浮力により傾斜して浮上がり、この走行体カプセル２の傾斜により前記固定フック２０の係止溝１６への係合も外れ、前記走行体カプセル２が走行体本体１から離脱される。この場合に、前記走行体カプセル２は、前記走行体本体１にワイヤ２６を介して連結されており、前記走行体カプセル２の浮上に伴って前記ワイヤ２６に張力が加わることにより、前記ワイヤ２６が引き出されてこのワイヤ２６により回転プーリ２４が回転される。これにより、前記流体フィン２２が回転駆動され、この流体フィン２２の水中における回転抵抗により、前記ワイヤ２６の引き出しが制限され、前記走行体カプセル２の浮上速度を制限するようになっている。その結果、搭乗者が搭乗している走行体カプセル２を適当な速度で浮上させることができ、搭乗者に浮上時の衝撃が加わることなく、安全に走行体カプセル２を浮上させることができる。そして、前記走行体カプセル２が水上に浮上した状態で、救援を待機するようになっている。この場合に、走行体カプセル２と前記走行体本体１とを、ワイヤ２６の他に電気配線により接続しておくことにより、前記救援待機状態で、例えば、通信手段５４や酸素供給等の制御を継続させることができる。勿論、ＩＳＤＮ６３を経て外部の公衆回線６４に接続させて、救援を依頼することもできる。また、前記走行体カプセル２に簡単なスクリュ装置等の自走装置を搭載させておくことにより、前記走行体カプセル２が水上に浮上した後に、前記ワイヤ２６を切断し、前記自走装置により走行体カプセル２自体で陸まで移動することが可能となる。さらに、前記走行体カプセル２の両側に翼を収容自在に配設し、前記走行体カプセル２の浮上時に前記翼を広げることにより、前記走行体カプセル２の浮上速度を制御することもできる。これらの重故障に係る検出データおよびその判断結果は、ホスト側においては運行状態表示手段７４に、走行体側においては音声映像出力手段６１にそれぞれ画像や音声によりリアルタイムに表示される。
【００５２】
運転完了（図１３（ｂ）の右側）
重故障がない状態で運転が継続されてゆくと走行体本体１は終点に近づいて行き、走行レール４６に沿って走行体本体１が水中４５から空気中に移動され、浮力がなくなって重力が加わることから、走行体本体１が下降し、メインタイヤ１２が走行レール４６の内側下面に当接して、メインタイヤ１２の回転駆動により走行レール４６に沿って移動されるようになる。そして、T11 時にホスト側コントロールセンタ７１の判断実行手段７２から走行体側に終点停止信号が出力され、これを受けた走行体側の制御手段６５の判断実行手段６６が駆動用モータ３８等の駆動系に停止指令を出力して、水中陸走行体を所定位置に停止させる。その後、走行体カプセル２の搭乗室３内が正常であることを確認してから、内部ハッチ４、外部ハッチ５，６を全開として搭乗者に走行体本体１から降りられるようにする。これにより運転が完了する（T12 時）。その後、走行体本体１を始動地点まで移動させて次の搭乗、始動等に備える。
【００５３】
なお、本発明は前記実施例のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。例えば、図１４に示すように、通信手段においてタグ５８を備えた水中アンテナ５７に代えて、複数の近赤外線送受光器７５，７５を所定間隔で設置し、水中陸走行体に近赤外線送受光器７６を設置して、近赤外線をもってホスト側と水中陸走行体側との通信を行なうように形成してもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係る水中陸走行体の運転制御システムは構成され、作用するものであるから、天候等にかかわらず、陸上から水中に確実に、かつ、安全に移動することのできる水中陸走行体、更には水中でトラブルが発生した場合でも、確実に搭乗者を脱出させることができ、安全性を著しく高めることのできる様にして水中陸走行体を適正に運転させることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水中陸走行体の運転制御システムを適用する水中陸走行体の一実施の形態を示す斜視図
【図２】図１の走行体の側面図
【図３】図１の走行体の平面図
【図４】図１の走行体の正面図
【図５】図１の走行体の後面図
【図６】緊急脱出装置の一実施の形態を示す縦断面図
【図７】緊急脱出装置の可動フックの解除状態を示す説明図
【図８】緊急脱出装置の走行体カプセルの離脱状態を示す説明図
【図９】図１の走行体の内部を示す概略構成図
【図１０】走行体の走行システムを示す説明図
【図１１】図１１（ａ）は陸上走行時の走行体を示す説明図、図１１（ｂ）は水中走行時の走行体を示す説明図
【図１２】本発明に係る水中陸走行体の運転制御システムの一実施の形態を示す概略構成図
【図１３】本発明に係る水中陸走行体の運転制御システムによる運転制御のタイムチャートを示す説明図
【図１４】本発明に係る水中陸走行体の運転制御システムの通信手段の他の実施の形態を示す概略構成図
【符号の説明】
１ 走行体本体
２ 走行体カプセル
３ 搭乗室
１２ メインタイヤ
１３ 補助タイヤ
１５ ガイドタイヤ
１６ 係止溝
１７ 可動フック
２０ 固定フック
２２ 流体フィン
２４ 回転プーリ
２６ ワイヤ
３８ 駆動モータ
４０ 駆動制御装置
４４ 陸上
４５ 水中
４６ 走行レール
５１ 走行体側制御システム
５３ ホスト側制御システム
５４，５５ 通信手段
６５ 制御手段
６６，７２ 判断実行手段
６７ 監視手段
６８，７３ 記憶手段
７１ ホスト側コントロールセンタ
７４ 運行状態表示手段
【発明の属する技術分野】
本発明は水中陸走行体の運転制御システムに係り、特に、走行レールに沿って陸上と水中との間を走行することを可能とした水中陸走行体の安全性を確保した運転を行わせるようにした水中陸走行体の運転制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来から、人や荷物を乗せて海や湖等の水上を航行するものとしては、一般に、船舶が利用されており、また、水中を観覧できるものとしては、底部がガラス張りとされた船舶や水中を航行する潜水船が使用されている。
【０００３】
しかし、前記船舶や潜水船においては、荒天時に運行することが不可能となってしまうため、不都合が生じることが多く、観光客等を十分に満足させることができないという問題を有している。また、前記船舶等の乗降を行なう際には、棧橋等に移動する必要があるため、極めて不便であり、しかも、乗降の際に危険が伴うという問題点をも有している。
【０００４】
本発明は前記した点に鑑みなされたもので、天候等にかかわらず、陸上から水中に確実に、かつ、安全に移動することのできる水中陸走行体、更には水中でトラブルが発生した場合でも、確実に搭乗者を脱出させることができ、安全性を著しく高めることができるように水中陸走行体を適正に運転させることのできる水中陸走行体の運転制御システム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】
前記目的を達成するため請求項１に記載の本発明に係る水中陸走行体の運転制御システムは、走行レールを陸上から水中に至るように敷設し、上部に走行体カプセルが設置された走行体本体であって重力により前記走行レールにメインタイヤをもって上から当接して当該メインタイヤの回転駆動により走行自在とされるとともに浮力により浮上して前記走行レールに前記メインタイヤに接触している補助タイヤをもって下から当接して当該補助タイヤの回転駆動により走行自在とされる走行体本体を走行レールに沿って移動自在に形成し、緊急時に前記走行体本体から走行体カプセルを離脱させる緊急脱出装置を備えた水中陸走行体を前記走行レールに沿って運転させる水中陸走行体の運転制御システムであって、前記水中陸走行体の少なくとも走行に関する動作を行う構成各部の動作を制御する走行体側制御システムを水中陸走行体に設け、この走行体側制御システムに対して水中陸走行体の前記構成各部に対する運転動作の指令を発するホスト側制御システムを前記水中陸走行体と別個に設け、前記走行体側制御システムおよびホスト側制御システムの間の前記構成各部に対する運転動作の指令に関する情報の伝達を行う通信手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に記載の水中陸走行体の運転制御システムは請求項１において、前記走行体側制御システムの通信手段には、走行体本体および走行体カプセルに搭載されている前記構成各部の動作を制御する制御手段が接続されており、前記ホスト側制御システムの通信手段には走行体側制御システムに動作指令を送るホスト側コントロールセンタが接続されていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に記載の水中陸走行体の運転制御システムは請求項２において、走行体側制御システムの制御手段には、判断実行手段、監視手段および記憶手段が設けられており、前記監視手段は、走行体本体および走行体カプセルに搭載されている前記構成各部の現状を常時監視してデータを前記判断実行手段へ出力するように形成されており、前記記憶手段には、ホスト側制御システムとの通信方法、前記構成各部の状態に対応した監視項目としてのチェックリストの判断基準および判断方法、前記構成各部への出力方法からなる前記制御手段の動作内容が記憶されており、前記判断実行手段は、ホスト側制御システムからの指令を受けた場合や、前記記憶手段内のプログラムに基づく走行体側の独自の判断により前記チェックリストを判断し、その結果を前記通信手段を介してホスト側制御システムへ出力するとともに、判断内容に応じた前記構成各部への動作指令をホスト側制御システムからの指令を受けた場合や、前記記憶手段内のプログラムに基づく走行体側の独自の判断により出力するように形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に記載の水中陸走行体の運転制御システムは請求項２において、前記ホスト側コントロールセンタには、判断実行手段、記憶手段および運行状態表示手段が設けられており、前記記憶手段には、走行体側制御システムとの通信方法、前記構成各部の状態に対応した監視項目としてのチェックリストの判断基準および判断方法、判断結果に基づく前記構成各部への動作指令内容、ホスト側コントロールセンタの動作内容が記憶されており、前記判断実行手段は、走行体側制御システム側の監視手段による各種の監視データを受けた場合に、前記記憶手段に記憶されている基準に基づいて前記チェックリストを判断するとともに、その判断結果に応じた前記構成各部への動作指令を走行体側制御システムへ出力するように形成されており、前記運行状態表示手段は、前記判断実行手段の判断結果や指令内容並びに監視手段による監視結果の情報を画像や音声として出力するように形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５に記載の水中陸走行体の運転制御システムは請求項１において、緊急脱出装置に前記走行体カプセルと走行体本体とを一体に保持するとともに緊急時にこの保持を解除するカプセル保持機構を設け、前記走行体本体と前記走行体カプセルとをワイヤにより連結し、前記走行体本体に前記ワイヤの引き出し量を制限する抵抗負荷装置を配設したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の水中陸走行体の運転制御システムによれば、以下の実施の形態に詳細に説明するように、天候等にかかわらず、陸上から水中に確実に、かつ、安全に移動することのできる水中陸走行体、更には水中でトラブルが発生した場合でも、確実に搭乗者を脱出させることができ、安全性を著しく高めることができるように水中陸走行体を適正に運転させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１から図１４を参照して説明する。
【００１２】
まず、本発明が適用される水中陸走行体を説明する。
【００１３】
図１から図５は緊急脱出装置を備えている水中陸走行体の一実施の形態を示したもので、例えば、ＦＲＰやアクリル樹脂等の材料からなる走行体本体１の上部には、走行体カプセル２が設置されており、この走行体カプセル２の内部には、本実施例においては、搭乗室３が設けられている。この搭乗室３の後方には、前記搭乗室３の内部と外部とを気密状態で仕切る内部ハッチ４が開閉自在に配設されており、前記走行体本体１および前記走行体カプセル２の後部には、それぞれ外部ハッチ５，６が一側部を中心として一体的に横方向に開閉自在に配設されている。前記走行体本体１の下方であって前記外部ハッチ５，６の内側と前記走行体カプセル２の内部ハッチ４との間には、乗降の際に搭乗者が移動するためのステップ７が配設されている。
【００１４】
また、前記搭乗室３の内部には、例えば、前後に２列ずつの複数の座席８が配置されており、この搭乗室３の上部には、耐圧性を有しガラス等の透明な材料からなるウインドウ９が一体に装着されている。そして、このウインドウ９により前記座席８に着席した搭乗者が搭乗室３の内部から前方、上方および側方を視認することができるようになされている。
【００１５】
また、前記走行体本体１の両側面上縁部には、側方に突出するウイング状のサイドカバー１０が一体に形成されており、前記走行体本体１の前記外部ハッチ５，６の下端縁部分には、前記外部ハッチ５，６の表面に対して所定間隔を有するように横方向に延在するウイング１１が取付けられている。
【００１６】
また、前記走行体本体１の両側の前記サイドがカバー１０の下側には、前後に４つのメインタイヤ１２，１２…が配設されており、本実施例においては、前記各メインタイヤ１２の上部には、２つの小径の補助タイヤ１３がその周面が前記メインタイヤ１２の外周面に当接するように回転自在に配設されている。これら補助タイヤ１３は、その上部高さが一定となるように設置されている。さらに、前記走行体本体１の両側面であって前記前後のメインタイヤ１２の間には、それぞれガイドアーム１４が側方に突出するように取付けられており、このガイドアーム１４の先端部には、先端部が前記メインタイヤ１２の外側面より突出するガイドタイヤ１５が回転自在に取付けられている。
【００１７】
また、本実施の形態においては、図６から図８に示すように、走行体カプセル２の前後部分には、それぞれカプセル保持機構としての係止溝１６，１６…が形成されており、この係止溝１６は、１つであっても複数形成するようにしてもよい。また、前記走行体本体１の前記前側の係止溝１６に対応する位置には、前記係止溝１６に係合する可動フック１７が基台１８の支持ピン１９を中心として前後に揺動自在に配設されており、前記走行体本体１の前記後側の係止溝１６に対応する位置には、前記係止溝１６に係合する固定フック２０が配設されている。そして、前記可動フック１７を揺動させて前記係止溝１６への係合を解除することにより、前記走行体カプセル２が走行体本体１から離脱できるようになされている。
【００１８】
さらに、前記走行体カプセル２の下面中央部分には、凹部２１が形成されており、前記走行体本体１の上面であって前記凹部２１に対応する位置には、流体フィン２２が回転軸２３を中心として回転自在に配設されている。さらに、前記流体フィン２２の回転軸２３の上端部には、回転プーリ２４が同軸状に取付けられており、前記走行体本体１の前記流体フィン２２の前後近傍には、ワイヤガイド２５が立設されている。また、前記走行体カプセル２の凹部２１の内面前後位置には、所定長さのワイヤ２６が連結されており、このワイヤ２６は、前記各ワイヤガイド２５を介して前記回転プーリ２４に同一方向に巻回されている。
【００１９】
また、前記走行体本体１の内部には、図９に示すように、軸受２７により回転自在に軸支され、両端部に前記前部のメインタイヤ１２が固着される前部駆動シャフト２８および後部のメインタイヤ１２が固着される後部駆動シャフト２９がそれぞれ前後に配設されており、この前部駆動シャフト２８の中途部には、前部ディファレンシャルギア３０がカップリング３１を介して配置されるとともに、前記後部駆動シャフト２９の中途部には、後部ディファレンシャルギア３２がカップリング３１を介して配置されている。また、前記各ディファレンシャルギア３０，３２は、ドライブシャフト３３により連結されており、このドライブシャフト３３の中途部には、センターディファレンシャルギア３４がカップリング３１を介して配置されている。さらに、前記センターディファレンシャルギア３４には、伝達シャフト３５が連結されており、この伝達シャフト３５の中途部には、ギアボックス３６が配置されている。このギアボックス３６には、伝達シャフト３５の方向を９０゜変更するベベルギアボックス３７が連結されており、このベベルギアボックス３７には、駆動用モータ３８の出力軸が連結されている。そして、この駆動用モータ３８の回転駆動により、ベベルギアボックス３７、ギアボックス３６、センターディファレンシャルギア３４、前部ディファレンシャルギア３０および後部ディファレンシャルギア３２をそれぞれ介して前部駆動シャフト２８および後部駆動シャフト２９が回転駆動され、これにより、前記各メインタイヤ１２を回転駆動できるようになされている。さらに、前記走行体本体１の内部の前記走行駆動機構の隙間部分には、前記駆動用モータ３８を駆動するための複数のバッテリ３９が配置されるとともに、前記駆動用モータ３８の駆動制御を行なうための駆動制御装置４０が配設されている。また、本実施の形態においては、前記走行体本体１は、図１２から図１４に示す本発明の運転制御システムにより、無線による遠隔操作によって、自動的に走行駆動制御するものであるため、走行体本体１の内部には、走行体側制御システム５１が配設されている。さらに、前記走行体本体１の内部には、前記可動フック１７を回動させるアクチュエータ４２が配設されるとともに、このアクチュエータ４２を動作させるアクチュエータ用バッテリ４３が配設されており、前記アクチュエータ４２を動作させることにより、前記可動フック１７を揺動させて前記可動フック１７の係止溝１６への係合を解除するようになされている。なお、このアクチュエータ４２の動作は、走行操作と同様に遠隔操作により行なうようにしてもよいし、走行体カプセル２の搭乗室の内部から搭乗者が手動で操作することができるようにしてもよい。
【００２０】
また、本実施の形態においては、走行体本体１の前部および後部には、図示しない注水口および排水口がそれぞれ設けられており、水中走行時には、走行体本体１の内部に水が侵入する浸水型の走行体とされている。そのため、前記走行駆動機構および前記バッテリ３９等は、水の侵入に耐えることができるように防水処理が施されている。
【００２１】
図１０はこのように構成された走行体本体１を走行させるための走行システムの一実施の形態を示したもので、例えば、陸上４４から海等の水中４５を通るように走行レール４６を敷設するようになされており、この走行レール４６は、図１０に示すように、１本の走行レール４６によりこの走行レール４６上を往復走行させるようにしてもよいし、走行レール４６を環状に敷設し、この走行レール４６上を周回させるようにしてもよい。
【００２２】
また、前記走行レール４６は、図１１に示すように、断面形状コ字状を有しており、この走行レール４６は、その開口する面が互いに対向するように平行に敷設するようになされている。そして、これら各走行レール４６の内側に、前記メインタイヤ１２および補助タイヤ１３を位置させることにより、前記走行体本体１を走行レール４６に設置するようになっており、この状態で、前記ガイドタイヤ１５が前記各走行レール４６の内側面に当接するようになっている。
【００２３】
なお、本実施例においては、前記走行レール４６を断面形状コ字状に形成するようにしているが、この走行レール４６は、例えば、水中４５においては少なくとも上面を有するとともに、陸上４４においては少なくとも下面を有する形状を有していればよい。さらに、陸上４４においては、走行レール４６の代りに路面上を走行させるようにしてもよい。
【００２４】
次に、本発明の水中陸走行体の運転制御システム（以下、運転制御システムという）を図１２から図１４について説明する。
【００２５】
図１２は運転制御システムの一実施の態様の概略を示している。本実施の態様の運転制御システムは、走行体本体１側に設けた走行体側制御システム５１と、走行体本体１とは別個の地上の固定ステーションや船舶等の移動ステーション等からなるホスト側ステーション５２に設けたホスト側制御システム５３とにより形成されている。両制御システム５１，５３の間においては、無線により情報を相互に伝達するために、それぞれ送受信機等からなる通信手段５４，５５が設けられている。ホスト側の通信手段５５にはアダプタ５６を介して漏洩同軸ケーブルからなる水中アンテナ５７が接続されている。そして水中アンテナ５７の所定箇所には、水中陸走行体の通過を検出するためのタグ５８が所定間隔毎に設けられている。水中陸走行体側にも通信手段５４にアンテナ５９が接続されている。このアンテナ５９には更に前記タグ５８の有無を検出して水中陸走行体の位置を検出するためのタグ読取機６０が接続されている。また、これらの通信手段５４，５５は運転制御に必要とされる情報の伝達を行うとともに、音声電話、テレビ電話等の機能も備えるように形成されている。従って、両通信手段５４，５５には、それぞれ音声映像出力手段６１，６２が接続されている。また、ホスト側制御システム５３の通信手段５５には、ＩＳＤＮ６３を介してＮＴＴ等の公衆回線６４にも接続可能に形成されている。
【００２６】
走行体側制御システム５１の通信手段５４には、走行体本体１および走行体カプセル２に搭載されている構成各部の動作を制御する制御手段６５が接続されている。この制御手段６５には、主として判断実行手段６６、監視手段６７および記憶手段６８が設けられている。
【００２７】
前記監視手段６７は、走行体本体１および走行体カプセル２に搭載されている構成各部の現状を適宜のセンサ（図示せず）を用いて常時監視して、検出したデータを判断実行手段６６へ出力するように形成されている。この監視項目としては、走行体本体１の始動前チェックリストとして挙げられるもの、運転中チェックリストとして挙げられるもの、軽故障チェックリストとして挙げられるもの、重故障チェックリストとして挙げられるもの、走行完了チェックリストとして挙げられるもの等がある。
【００２８】
前記始動前チェックリストとしては、例えば、走行体カプセル２内とホスト側ステーション５２との通話状態、ハッチ４，５，６の開閉状態、両バッテリ３９，４３の電圧状態、駆動用モータ３８の負荷トルク、駆動用モータ３８の通電電流、同通電電圧、走行体カプセル２内の酸素濃度、同二酸化炭素濃度、同室内温度、同室内湿度、空調機の運転状況等が挙げられる。
【００２９】
また、前記運転中チェックリストとしては、例えば、前記始動前チェックリストに加えて、走行スピード、指定箇所の通過、指定場所における停止および始動、車両間隔等が挙げられる。
【００３０】
前記軽故障チェックリストとしては、水中陸走行体独自の制御能力により対応可能な内容であり、例えば、走行スピード、指定場所の通過、指定場所における停止動作、通話機能の低下、室内空調の低下等が挙げられる。
【００３１】
前記重故障チェックリストとしては、水中陸走行体独自の制御能力により対応不可能な内容であり、例えば、駆動用モータ３８の停止、走行体カプセル２内の火災発生が挙げられる。
【００３２】
前記走行完了チェックリストとしては、指定場所（主に終点）における水中陸走行体の停止、走行体カプセル２内の室内状況、両ハッチ４，５の開閉状態等が挙げられる。
【００３３】
前記記憶手段６８には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に各種の情報が記憶されている。例えば、ホスト側ステーションとの通信方法、各チェックリストの判断基準および判断方法、駆動用モータ３８等の構成各部への出力方法等の制御手段６５の動作内容が全部記憶されている。
【００３４】
前記判断実行手段６６はＣＰＵ等により構成されており、ホスト側ステーション５２側からの指令を受けた場合や、記憶手段６８内のプログラムに基づく走行体側の独自の判断により前記各チェックリストを判断し、その結果を通信手段５４，５５を介してホスト側ステーション５２側へ出力するとともに、判断内容に応じた駆動用モータ３８等の構成各部への動作指令をホスト側ステーション５２側からの指令を受けた場合や、記憶手段６８内のプログラムに基づく走行体側の独自の判断により出力する。この判断実行手段６６の判断結果や指令内容並びに監視手段６７による監視結果の情報はモニタとしても作用する音声映像出力手段６１に送られて画像や音声として出力されるように形成されている。
【００３５】
また、制御手段６５には、駆動用モータ３８等の構成各部へ自動的に動作指令を出力する自動運転状態と、走行体カプセル２内の搭乗者が手動により動作指令を出力させる手動運転状態とを切換え可能な運転状態切換え器６９が接続されており、手動運転内容を入力するための操作レバー、キーボード等の動作内容入力器７０が添設されている。
【００３６】
本実施の形態において、前記の構成を有する走行体側制御システム５１は全体が走行体カプセル２内に配設されている。また、走行体側制御システム５１にホスト側ステーション５２側と独立して駆動用モータ３８等の構成各部を動作させることができるようにしたのは、何らかの理由により両制御システム５１，５３間の通信が不可能になっても水中陸走行体が独自に動作できるようにして安全性を確保するためである。
【００３７】
更にまた、ホスト側制御システム５３の通信手段５５には走行体側制御システム５１に動作指令を送るホスト側コントロールセンタ７１が接続されている。このホスト側コントロールセンタ７１には、主として判断実行手段７２、記憶手段７３および運行状態表示手段７４が設けられている。
【００３８】
前記記憶手段７３には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に各種の情報が記憶されている。例えば、走行体側制御システム５１との通信方法、前記各チェックリストの判断基準および判断方法、判断結果に基づく駆動用モータ３８等の構成各部への動作指令内容、ホスト側コントロールセンタ７１の動作内容が全部記憶されている。
【００３９】
前記判断実行手段７２はＣＰＵ等により構成されており、走行体側制御システム５１側の監視手段６７による各種の監視データを受けた場合に、記憶手段７３に記憶されている基準に基づいて前記各チェックリストを判断するとともに、その判断結果に応じた駆動用モータ３８等の構成各部への動作指令を走行体側制御システム５１へ出力する。この判断実行手段７２の判断結果や指令内容並びに監視手段６７による監視結果の情報は運行状態表示手段７４に送られて画像や音声として出力されるように形成されている。
【００４０】
前記両制御システム５１，５３において、両通信手段５４，５５に接続されている他の構成要素や、他の構成要素同士の間のマッチングを整えるために、必要に応じて図示しない適宜な変換器を設置するとよい。
【００４１】
次に、本実施の形態の作用を図１３について説明する。
【００４２】
水中走行体の始動前（図１３（ａ）の左側）
本実施の形態においては、まず、陸部に走行体本体１を位置させた状態で、前記走行体本体１および走行体カプセル２の外部ハッチ５，６を開き、搭乗者が搭乗した後、内部ハッチ４を閉じるとともに、外部ハッチ５，６を閉じる。これにより、前記走行体カプセル２の搭乗室３の内部は気密に保持されることになる。この場合、図示していないが、酸素発生装置により前記搭乗室３の内部には常に適当な酸素が供給されるようになっているとともに、二酸化炭素除去装置により、前記搭乗室３の内部に発生する二酸化炭素を除去するようになっている。
【００４３】
次に、前述した始動前チェックリストに従ったチェックが行われる。
【００４４】
即ち、図１３（ａ）のT1時において、ホスト側ステーション５２のホスト側制御システム５３が作動して、ホスト側コントロールセンタ７１の判断実行手段７２が記憶手段７３に記憶されているプログラムに従って始動前チェックリストの開始指令を出力する。この開始指令が通信手段５５、両アンテナ５７，５９を経て走行体側の通信手段５４に入力され、続いて制御手段６５の判断実行手段６６に入力される。この判断実行手段６６は前記始動前チェックリストの開始指令を受けて、記憶手段６８に記憶さているプログラムに従って、監視手段６７に前記始動前チェックリストの内容の各データの検出を指示する。監視手段６７は始動前チェックリストとして、例えば、走行体カプセル２内とホスト側ステーション５２との通話状態、ハッチ４，５，６の開閉状態、両バッテリ３９，４３の電圧状態、駆動用モータ３８の負荷トルク、駆動用モータ３８の通電電流、同通電電圧、走行体カプセル２内の酸素濃度、同二酸化炭素濃度、同室内温度、同室内湿度、空調機の運転状況等が適正か否かを検出する。図１３（ａ）のT2時において、この検出結果は前記とは逆にして走行体側の通信手段５４からホスト側の通信手段５５に送信され、ホスト側コントロールセンタ７１の判断実行手段７２に入力され、記憶手段７３に記憶されている基準と比較されて各チェックリストの内容の適否が判断される。全チェックリストが適になるまで再チェックがなされ（T3時）、全チェックリストが適になると始動前チェックが完了する（T4時）。これらのチェックリストに係る検出データおよびその判断結果は、ホスト側においては運行状態表示手段７４に、走行体側においては音声映像出力手段６１にそれぞれ画像や音声によりリアルタイムに表示される。
【００４５】
走行体の始動並びに運転中（図１３（ａ）の右側）
始動前チェックが完了すると、ホスト側の判断実行手段７２によりT5時に始動条件の確認が行われ、T6時に水中走行体の始動の指令が発せられ、この指令が走行体側の判断実行手段６６により駆動用モータ３８等の走行体の構成各部に出力されて、水中走行体の運転が開始される。
【００４６】
即ち、駆動制御装置４０により駆動用モータ３８が駆動制御される。そして、この駆動用モータ３８の回転駆動により、ベベルギアボックス３７、ギアボックス３６、センターディファレンシャルギア３４、前部ディファレンシャルギア３０および後部ディファレンシャルギア３２をそれぞれ介して前部駆動シャフト２８および後部駆動シャフト２９が回転駆動され、これにより、前記各メインタイヤ１２が回転駆動され、前記走行体本体１が前記走行レール４６に沿って走行される。
【００４７】
この場合に、陸上４４においては、走行体本体１に重力が加わるため、図１１（ａ）に示すように、前記メインタイヤ１２が走行レール４６の内側下面に当接して、メインタイヤ１２の回転駆動により走行レール４６に沿って移動されることになる。
【００４８】
そして、前記走行体本体１が走行レール４６に沿って移動されて水中４５に没すると、前記注水口および排水口により走行体本体１の内部に水が侵入され、前記走行体本体１の浮力および搭乗室３の内部空気の浮力により、走行体本体１が前記走行レール４６の内側部分で浮き上がり、図１１（ｂ）に示すように、メインタイヤ１２が走行レール４６の内側下面から離隔し、前記補助タイヤ１３が走行レール４６の内側上面に当接することになる。この場合に、前記補助タイヤ１３は、メインタイヤ１２に接触しているため、メインタイヤ１２に対して逆方向に回転するものであり、これにより、前記メインタイヤ１２の回転方向は、そのままで、前記補助タイヤ１３により、走行レール４６の内側上面に沿って走行体本体１が水中４５を移動されるものである。
【００４９】
このようにして運転が開始されると、ホスト側の判断実行手段７２よりT7時以降は通常運転の指令が発せられ、走行体側の判断実行手段６６により運転中チェックリストの各項目について常時チェックされる。即ち、この判断実行手段６６は前記運転中チェックの指令を受けて、記憶手段６８に記憶さているプログラムに従って、監視手段６７に前記運転中チェックリストの内容の各データの検出を指示する。監視手段６７は運転中チェックリストとして、例えば、前記始動前チェックリストに加えて、走行スピード、指定箇所の通過、指定場所における停止および始動、車両間隔等の運転状況が適正か否かを検出する。本実施の形態において、前記の指定箇所の通過、指定場所における停止および始動、車両間隔等の検出については、水中アンテナ５７の各タグ５８とタグ読取機６０とにより行われる。この検出結果は前記始動前チェックと同様とにして走行体側の通信手段５４からホスト側の通信手段５５に送信され、ホスト側コントロールセンタ７１の判断実行手段７２に入力され、記憶手段７３に記憶されている基準と比較されて各チェックリストの内容の適否が判断される。通常は全チェックリストが適であるためにそのまま運転の継続指令が発っせられ、運転と運転中チェックが継続される。これらのチェックリストに係る検出データおよびその判断結果は、ホスト側においては運行状態表示手段７４に、走行体側においては音声映像出力手段６１にそれぞれ画像や音声によりリアルタイムに表示される。また、搭乗者は両音声影像出力手段６１，６２を介してテレビ電話で外部と話したり、ＩＳＤＮ６３を介してＮＴＴなどの外部の公衆回線６４を利用して電話をかけることができる。
【００５０】
軽故障の発生並びに運転中（図１３（ｂ）の左側）
このようにして運転と運転中チェックが継続されている場合に、例えば、T8時に軽故障が発生すると、走行体側の制御手段６５の監視手段６７によりチェック項目の変化が検出される。この軽故障としては、例えば、走行スピード、指定場所の通過、指定場所における停止動作、通話機能の低下、室内空調の低下等が検出され、この検出結果が前記と同様にしてホスト側コントロールセンタ７１へ直ちに出力され、両制御システム５１，５３の判断実行手段６６，７２において前記変化の度合いについて両記憶手段６８，７３に記憶されている基準と比較される。この軽故障の場合には、前記変化の度合いが水中陸走行体独自の制御能力により対応可能な内容であるために、走行体側の判断実行手段６６が走行体側で独自に対応することを判断し、運転能力が低下した前記軽故障の各項目の能力を上げるように駆動用モータ３８等に指令を出力する。そして、ホスト側の判断実行手段７２においても軽故障と判断し、T9時において故障リセットの指令を走行体側に出力する。これにより軽故障の状態が回復され、再び通常運転状態に復帰する。これらの軽故障に係る検出データおよびその判断結果は、ホスト側においては運行状態表示手段７４に、走行体側においては音声映像出力手段６１にそれぞれ画像や音声によりリアルタイムに表示される。
【００５１】
重故障の発生並びに運転中（図１３（ｂ）の右側）
水中陸走行体の運転と運転中チェックが継続されている場合に、例えば、T10 時に重故障が発生すると、走行体側の制御手段６５の監視手段６７によりチェック項目の変化が検出される。この重故障としては、水中陸走行体独自の制御能力により対応不可能な内容であり、例えば、駆動用モータ３８の停止、走行体カプセル２内の火災発生が挙げられ、この状態が検出され、その検出結果が前記と同様にしてホスト側コントロールセンタ７１へ直ちに出力され、両制御システム５１，５３の判断実行手段６６，７２において前記変化の度合いついて両記憶手段６８，７３に記憶されている基準と比較される。この重故障の場合には、前記変化の度合いが水中陸走行体独自の制御能力により対応不可能な内容であるために、走行体側の判断実行手段６６が緊急脱出の指令を出力し、同時にホスト側の判断実行手段７２においても重故障と判断し、救命艇出動の要請を出力する。このような走行体本体１が水中走行中に重故障となる何らかのトラブルが発生した場合には、図７に示すように、遠隔操作あるいは運転状態切換え器６９によって手動運転状態に切換えて、緊急脱出ボタン（図示せず）等の動作内容入力器７０を搭乗者が操作することによりアクチュエータ４２を動作させ、前記可動フック１７を揺動させることにより、前記可動フック１７の係止溝１６への係合を解除させる。これにより、前記走行体カプセル２の前部が前記走行体カプセル２の浮力により傾斜して浮上がり、この走行体カプセル２の傾斜により前記固定フック２０の係止溝１６への係合も外れ、前記走行体カプセル２が走行体本体１から離脱される。この場合に、前記走行体カプセル２は、前記走行体本体１にワイヤ２６を介して連結されており、前記走行体カプセル２の浮上に伴って前記ワイヤ２６に張力が加わることにより、前記ワイヤ２６が引き出されてこのワイヤ２６により回転プーリ２４が回転される。これにより、前記流体フィン２２が回転駆動され、この流体フィン２２の水中における回転抵抗により、前記ワイヤ２６の引き出しが制限され、前記走行体カプセル２の浮上速度を制限するようになっている。その結果、搭乗者が搭乗している走行体カプセル２を適当な速度で浮上させることができ、搭乗者に浮上時の衝撃が加わることなく、安全に走行体カプセル２を浮上させることができる。そして、前記走行体カプセル２が水上に浮上した状態で、救援を待機するようになっている。この場合に、走行体カプセル２と前記走行体本体１とを、ワイヤ２６の他に電気配線により接続しておくことにより、前記救援待機状態で、例えば、通信手段５４や酸素供給等の制御を継続させることができる。勿論、ＩＳＤＮ６３を経て外部の公衆回線６４に接続させて、救援を依頼することもできる。また、前記走行体カプセル２に簡単なスクリュ装置等の自走装置を搭載させておくことにより、前記走行体カプセル２が水上に浮上した後に、前記ワイヤ２６を切断し、前記自走装置により走行体カプセル２自体で陸まで移動することが可能となる。さらに、前記走行体カプセル２の両側に翼を収容自在に配設し、前記走行体カプセル２の浮上時に前記翼を広げることにより、前記走行体カプセル２の浮上速度を制御することもできる。これらの重故障に係る検出データおよびその判断結果は、ホスト側においては運行状態表示手段７４に、走行体側においては音声映像出力手段６１にそれぞれ画像や音声によりリアルタイムに表示される。
【００５２】
運転完了（図１３（ｂ）の右側）
重故障がない状態で運転が継続されてゆくと走行体本体１は終点に近づいて行き、走行レール４６に沿って走行体本体１が水中４５から空気中に移動され、浮力がなくなって重力が加わることから、走行体本体１が下降し、メインタイヤ１２が走行レール４６の内側下面に当接して、メインタイヤ１２の回転駆動により走行レール４６に沿って移動されるようになる。そして、T11 時にホスト側コントロールセンタ７１の判断実行手段７２から走行体側に終点停止信号が出力され、これを受けた走行体側の制御手段６５の判断実行手段６６が駆動用モータ３８等の駆動系に停止指令を出力して、水中陸走行体を所定位置に停止させる。その後、走行体カプセル２の搭乗室３内が正常であることを確認してから、内部ハッチ４、外部ハッチ５，６を全開として搭乗者に走行体本体１から降りられるようにする。これにより運転が完了する（T12 時）。その後、走行体本体１を始動地点まで移動させて次の搭乗、始動等に備える。
【００５３】
なお、本発明は前記実施例のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。例えば、図１４に示すように、通信手段においてタグ５８を備えた水中アンテナ５７に代えて、複数の近赤外線送受光器７５，７５を所定間隔で設置し、水中陸走行体に近赤外線送受光器７６を設置して、近赤外線をもってホスト側と水中陸走行体側との通信を行なうように形成してもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係る水中陸走行体の運転制御システムは構成され、作用するものであるから、天候等にかかわらず、陸上から水中に確実に、かつ、安全に移動することのできる水中陸走行体、更には水中でトラブルが発生した場合でも、確実に搭乗者を脱出させることができ、安全性を著しく高めることのできる様にして水中陸走行体を適正に運転させることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水中陸走行体の運転制御システムを適用する水中陸走行体の一実施の形態を示す斜視図
【図２】図１の走行体の側面図
【図３】図１の走行体の平面図
【図４】図１の走行体の正面図
【図５】図１の走行体の後面図
【図６】緊急脱出装置の一実施の形態を示す縦断面図
【図７】緊急脱出装置の可動フックの解除状態を示す説明図
【図８】緊急脱出装置の走行体カプセルの離脱状態を示す説明図
【図９】図１の走行体の内部を示す概略構成図
【図１０】走行体の走行システムを示す説明図
【図１１】図１１（ａ）は陸上走行時の走行体を示す説明図、図１１（ｂ）は水中走行時の走行体を示す説明図
【図１２】本発明に係る水中陸走行体の運転制御システムの一実施の形態を示す概略構成図
【図１３】本発明に係る水中陸走行体の運転制御システムによる運転制御のタイムチャートを示す説明図
【図１４】本発明に係る水中陸走行体の運転制御システムの通信手段の他の実施の形態を示す概略構成図
【符号の説明】
１ 走行体本体
２ 走行体カプセル
３ 搭乗室
１２ メインタイヤ
１３ 補助タイヤ
１５ ガイドタイヤ
１６ 係止溝
１７ 可動フック
２０ 固定フック
２２ 流体フィン
２４ 回転プーリ
２６ ワイヤ
３８ 駆動モータ
４０ 駆動制御装置
４４ 陸上
４５ 水中
４６ 走行レール
５１ 走行体側制御システム
５３ ホスト側制御システム
５４，５５ 通信手段
６５ 制御手段
６６，７２ 判断実行手段
６７ 監視手段
６８，７３ 記憶手段
７１ ホスト側コントロールセンタ
７４ 運行状態表示手段
Claims (5)
- 走行レールを陸上から水中に至るように敷設し、上部に走行体カプセルが設置された走行体本体であって重力により前記走行レールにメインタイヤをもって上から当接して当該メインタイヤの回転駆動により走行自在とされるとともに浮力により浮上して前記走行レールに前記メインタイヤに接触している補助タイヤをもって下から当接して当該補助タイヤの回転駆動により走行自在とされる走行体本体を走行レールに沿って移動自在に形成し、緊急時に前記走行体本体から走行体カプセルを離脱させる緊急脱出装置を備えた水中陸走行体を前記走行レールに沿って運転させる水中陸走行体の運転制御システムであって、前記水中陸走行体の少なくとも走行に関する動作を行う構成各部の動作を制御する走行体側制御システムを水中陸走行体に設け、この走行体側制御システムに対して水中陸走行体の前記構成各部に対する運転動作の指令を発するホスト側制御システムを前記水中陸走行体と別個に設け、前記走行体側制御システムおよびホスト側制御システムの間の前記構成各部に対する運転動作の指令に関する情報の伝達を行う通信手段を設けたことを特徴とする水中陸走行体の運転制御システム。
- 前記走行体側制御システムの通信手段には、走行体本体および走行体カプセルに搭載されている前記構成各部の動作を制御する制御手段が接続されており、前記ホスト側制御システムの通信手段には走行体側制御システムに動作指令を送るホスト側コントロールセンタが接続されていることを特徴とする請求項１に記載の水中陸走行体の運転制御システム。
- 走行体側制御システムの制御手段には、判断実行手段、監視手段および記憶手段が設けられており、前記監視手段は、走行体本体および走行体カプセルに搭載されている前記構成各部の現状を常時監視してデータを前記判断実行手段へ出力するように形成されており、前記記憶手段には、ホスト側制御システムとの通信方法、前記構成各部の状態に対応した監視項目としてのチェックリストの判断基準および判断方法、前記構成各部への出力方法からなる前記制御手段の動作内容が記憶されており、前記判断実行手段は、ホスト側制御システムからの指令を受けた場合や、前記記憶手段内のプログラムに基づく走行体側の独自の判断により前記チェックリストを判断し、その結果を前記通信手段を介してホスト側制御システムへ出力するとともに、判断内容に応じた前記構成各部への動作指令をホスト側制御システムからの指令を受けた場合や、前記記憶手段内のプログラムに基づく走行体側の独自の判断により出力するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の水中陸走行体の運転制御システム。
- 前記ホスト側コントロールセンタには、判断実行手段、記憶手段および運行状態表示手段が設けられており、前記記憶手段には、走行体側制御システムとの通信方法、前記構成各部の状態に対応した監視項目としてのチェックリストの判断基準および判断方法、判断結果に基づく前記構成各部への動作指令内容、ホスト側コントロールセンタの動作内容が記憶されており、前記判断実行手段は、走行体側制御システム側の監視手段による各種の監視データを受けた場合に、前記記憶手段に記憶されている基準に基づいて前記チェックリストを判断するとともに、その判断結果に応じた前記構成各部への動作指令を走行体側制御システムへ出力するように形成されており、前記運行状態表示手段は、前記判断実行手段の判断結果や指令内容並びに監視手段による監視結果の情報を画像や音声として出力するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の水中陸走行体の運転制御システム。
- 緊急脱出装置は、前記走行体カプセルと走行体本体とを一体に保持するとともに緊急時にこの保持を解除するカプセル保持機構を設け、前記走行体本体と前記走行体カプセルとをワイヤにより連結し、前記走行体本体に前記ワイヤの引き出し量を制限する抵抗負荷装置を配設したことを特徴とする請求項１に記載の水中陸走行体の運転制御システム。
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