JP3900944B2 - 船舶用送受信装置およびそれが備える動揺修正装置 - Google Patents
船舶用送受信装置およびそれが備える動揺修正装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3900944B2 JP3900944B2 JP2002017830A JP2002017830A JP3900944B2 JP 3900944 B2 JP3900944 B2 JP 3900944B2 JP 2002017830 A JP2002017830 A JP 2002017830A JP 2002017830 A JP2002017830 A JP 2002017830A JP 3900944 B2 JP3900944 B2 JP 3900944B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transceiver
- actuators
- ship
- hull
- hydraulic servo
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶に搭載される送受信装置およびこの送受信装置が備える動揺修正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の船舶に搭載される送受信器では、送受信器が船体に固定されていたので、船体の動揺に応じて送受信器も動揺する。その結果、送受信器を用いて測定をする場合には、測定誤差が増加したり、送信や受信不良が生じる恐れがあった。そこで船体の動揺により生じた送受信器の測定誤差を低減するために、例えばソーナー装置では、ジャイロ等の検出手段が測定した船体のロールやピッチデータを用いて送受波器の測定誤差を算出し、この測定誤差を用いて送受信器から得られた信号や画像を補正していた。
【0003】
また、例えば特開2001−151190号公報に記載のように、送受信器を平行四辺形リンクの1辺に取付け、この平行四辺形リンクの他の1辺を船体に沿って取付ける。そして、平行四辺形の角度を変えることにより、超音波送受波器を海底面に対して正確に対峙させることにより、正確な海面データが得られるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の前者のものでは、送受信器が動揺しても目標物からの反射音を確実に受信できるようにするために、送受信器が大型化し、コストが上昇するおそれがある。また、信号や画像を補正するのには膨大な計算が必要となり、船舶に搭載する計算機が大型化したり、小型の計算機の場合には応答に多大な時間を要する。
【0005】
上記従来技術の後者の特開2001−151190号公報に記載のものは、超音波送受波器の角度設定を任意に行えるが、船体が動揺したときに超音波送受波器の動揺を修正することについては配慮されていないので、船体の動揺の影響を受けやすい。
【0006】
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は船舶に搭載される送受信器の測定精度を向上させることまたは送受信器の送受信不良を防止することにある。本発明の他の目的は、船舶用送受信装置の応答性と信号精度を向上させることにある。本発明はこれら目的の少なくともいずれかを達成することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、船舶に搭載される送受信装置であって、音波または電波を送受信する送受信器と、船舶が動揺したときに前記送受信器に生じる動揺を修正する動揺修正装置と、少なくとも船舶または送受信器のいずれかの姿勢と加速度の一方を検出する検出手段とを備え、前記動揺修正装置は、前記検出手段が検出した姿勢または加速度信号に基づいて送受信器の姿勢を変化させ船舶に前記送受信器を支持するため並列に配置された前記複数のアクチュエータと、前記送受信器に設けられ前記送受信器の送受信の方位角を変える回転手段と、前記複数のアクチュエータと前記回転手段との運動を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は船舶の動揺により発生する送受信器の動揺を補償するように前記複数のアクチュエータと回転手段とを制御するものである。
【0008】
そしてこの特徴において、複数のアクチュエータはリンク機構に接続されていることが望ましく、送受信器の送受信の方位角を変える回転手段を送受信器に設けてもよい。また、動揺修正装置の有する複数のアクチュエータの運動と回転手段の運動とを制御する制御手段を設け、この制御手段は船舶の動揺により発生する送受信器の動揺を補償するように複数のアクチュエータと回転手段とを制御することが望ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る船舶用送受信装置のいくつかの実施例を、図面を用いて説明する。図6に、船舶用受信装置90を搭載した船舶の例を示す。ここで、送受信器82は水中の物体を確認するソーナーであり、船舶の船体80の底部に動揺修正装置81を介して取付けられている。ソーナー82から水中に発信された音波は、目標物84に当たって反射する。ソーナー82はこの反射音を受信し、目標物84の位置を測定する。このソーナー82により目標物を測定する際、波や風等により船体80が動揺すると、ソーナー82も船体80とともに動揺し、測定誤差が発生する。そこで、船体80の動揺に起因する送受信器82の動揺を補償するために、動揺修正装置81が設けられている。
【0011】
動揺修正装置81を備えた送受信装置90の詳細を、図1および図2を用いて説明する。図1は、船体11の底部に動揺修正装置81を介して送受信器13を固定した様子を示す斜視図である。図2は、図1に示した送受信装置の制御系統を示す図である。送受信器13は、音波または電波を放射および受信するアンテナ部13aと、このアンテナ部13aを保持するベース12とを備えている。
【0012】
ベース12の上面では3個の油圧サーボアクチュエータ8〜10の一端部が、ユニバーサルジョイント17〜19を介してベース12に接続されている。油圧サーボアクチュエータ8〜10の各々の他端部は、船体11側にピンジョイント14〜16で接続されている。ここで、油圧サーボアクチュエータ8〜10を固定するジョイントは、使用されるアクチュエータの個数や必要とする自由度から選定される。
【0013】
油圧サーボアクチュエータ8〜10は、ジャイロあるいは加速度計24が検出した船体11あるいは送受信器13の動揺と、油圧シリンダ5〜7の位置を検出する変位計20〜22の出力とに基づいて、コントローラ23により駆動される。具体的には、船体11とベース12間の距離を変化させて、船体11の動揺に対する送受信装置13の動揺をキャンセルする。これにより、測定精度を向上でき、画像補正に必要な計算量を大幅に減らすことが可能になる。
【0014】
なお、油圧サーボアクチュエータ8〜10の駆動源には、油圧シリンダ5の変位をフィードバックしてモータ2で直接ポンプ3の吐出量を制御する油圧サーボアクチュエータ8を用いている。そのため、油圧サーボアクチュエータ8の油圧回路に、油量の過不足を調整するチェック弁25、26とタンク4を設けている。
【0015】
本実施例では油圧サーボアクチュエータを3個を並列に設けて送受信装置13の動揺を低減しているが、さらに多くのアクチュエータを並列に配置してもよい。その例としては、6個のアクチュエータを用いるスチュワートプラットフォームがある。このように多くのアクチュエータを用いることにより、本実施例ではロールとピッチの動揺制御しかできなかったものを、ヨー制御も可能となる。
【0016】
つまり、本実施例では油圧サーボアクチュエータ8〜10が、船体11側にピンジョイント14〜16を介して接続される。しかし、アクチュエータが4個以上になるとロール、ピッチおよびヨーの3軸の回転動作が可能になり、より正確に船体の動揺に対する送受信器の動揺をキャンセルできる。ただし、アクチュエータの数が増えるとコスト増となるので、要求精度とコストを勘案して動揺修正機構の構成を定めればよい。なお、船体の前後方向の軸回転をロール、このロール軸に直交する左右方向の軸回転をピッチ、ロール軸に直交する上下方向の軸回転をヨーと定義する。
【0017】
次に、本発明に係る動揺修正装置の他の実施例を、図3を用いて説明する。 本実施例が図1に示した実施例と異なる点は、3個の油圧サーボアクチュエータの中の1個を、リンクとしたことにある。つまり、送受信器32が固定されているベース31は、船体30に2個の油圧サーボアクチュエータ27、28とリンク機構29によって並列に支持されている。油圧サーボアクチュエータ27、28およびリンク機構29は、船体30側にピンジョイント33〜35を介して、ベース31側にはユニバーサルジョイント36〜38を介して接続されている。本実施例によれば、送受信器32の位置は微少量だけずれるものの、このずれを演算により補正することが可能であるから、2個のサーボアクチュエータ27、28を用いるだけで送受信装置90の動揺を制御でき、低コスト化および軽量化が可能になる。
【0018】
次に、本発明に係る動揺修正装置のさらに他の実施例を、図4を用いて説明する。
本実施例が、図1に示した実施例と異なる点は、ベース45に、送受信器55を回転駆動する旋回機構47を設けたことにある。送受信器46が取付けられているベース45には、3個の油圧サーボアクチュエータ41〜43の一端部がユニバーサルジョイント51〜53を介して接続されている。油圧サーボアクチュエータ41〜43の他端部は、船体44にピンジョイント48〜50を介して接続されている。油圧サーボアクチュエータ41〜43制御することにより、船体44の動揺に対して送受信器46の動揺をキャンセルできる。
【0019】
また本実施例では、ベース45上に送受信器46の送受信面55の方位角54を変える旋回機構47を設けているので、送受信器46を用いて船体44の側面や後方にある物体の探索が可能となる。前述した通り、4個以上のアクチュエータを用いると送受信器46のヨー制御も可能になる。しかし、アクチュエータ同士が干渉する恐れが生じるので、船体44に対して全方位を探索する場合には旋回機構47を設けるのがよい。この旋回機構47を設けることにより、波や風等によるヨーの修正も可能になる。この結果、何らかの要因により船体44が動揺しても、送受信器46を動揺させることがなく、送受信器を用いた測定精度を向上できる。なお、旋回機構を設けた場合には、動揺修正装置40に必ずしもヨー制御させる必要はない。
【0020】
次に、本発明に係る動揺修正装置のさらに他の実施例を、図5を用いて説明する。
本実施例が図1の実施例と異なる点は、3個の油圧サーボアクチュエータで船体とベースを接続する代わりに、3個のリンクを設け、このリンクの船体側取付け位置を油圧サーボアクチュエータを用いて可変にしたことにある。具体的には、油圧サーボアクチュエータ61〜63を、船体64に固定する。油圧サーボアクチュエータ61〜63が備える油圧シリンダの各ロッドは、リニアガイド67〜69上をスライドするスライダに接続されている。スライダにはリンク73〜75を固定するピンジョイント76〜78が取付けられている。リンク73〜75は並列に配置されている。リンク73〜75の一端部はピンジョイント76〜78に接続されており、他端部はユニバーサルジョイント70〜72を介してベース65に接続されている。ベース65には、送受信器66が固定されている。
【0021】
このように構成した本実施例では、油圧シリンダの変位を制御すると、船体64と各リンク73〜75の成す角度が変化する。これにより、船体64の動揺に対する送受信器66の動揺をキャンセルできる。油圧サーボアクチュエータ61〜63は船体64に固定されているので、可動部の質量が軽減され応答を早めることができる。この実施例において、図4に示した実施例のように、送受信器66の送受信面79の方位角を変えられる旋回機構を付与すれば、全方位の物体探索が可能になる。なお、本実施例においても、図3に示した実施例のように、複数の油圧サーボアクチュエータの中の1本をリンク機構に置き換えてもよい。
【0022】
上記各実施例においては、駆動源に油圧サーボアクチュエータを用いているが、油圧サーボアクチュエータの代わりに、油圧源を有し制御弁を用いて油圧シリンダを制御する一般的な油圧システムでもよい。その場合、低コスト化には有利となる。また、大きな駆動力を必要としないときには、モータとボールネジを用いた駆動系やモータと歯車を用いた駆動系でもよい。
【0023】
本発明に係る動揺修正装置のさらに他の実施例を、図7を用いて説明する。 本実施例は、上記各実施例と異なり船体87の上面に電波等を送受信するアンテナ85を取付けるベース85aが置かれている。船体87の甲板上にアンテナ85を設置する場合に、上記何れかの実施例で説明した動揺修正装置86でアンテナ85のベース85aを支持する。本実施例によれば、波や風等によって船体87が動揺しても、送信および受信不良によるトラブルを防止することができる。また、動揺修正装置としてだけではなく、アンテナ85を任意の方向、例えば衛星の方向等に向ける姿勢制御装置の役割も兼ねることができる。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、船舶に搭載した送受信器に船舶の動揺を補償する動揺修正装置を設けたので、目標物の位置測定や電波の送受信を正確に実行できる。また、膨大な画像処理を必要とせず、計算機の小型化や応答時間の短縮が可能に成る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る動揺修正装置の一実施例の斜視図である。
【図2】図1に示した動揺修正装置を制御する制御系の模式図である。
【図3】本発明に係る動揺修正装置の他の実施例の斜視図である。
【図4】本発明に係る動揺修正装置のさらに他の実施例の斜視図である。
【図5】本発明に係る動揺修正装置のさらに他の実施例の斜視図である。
【図6】ソーナー説明する図である。
【図7】本発明に係るアンテナ機構の一実施例の模式図である。
【符号の説明】
1…動揺修正装置、8〜10…油圧サーボアクチュエータ、11…船体、12…ベース、13…送受信器、14〜16…ピンジョイント、17、18、19…ユニバーサルジョイント、23…コントローラ(制御装置)、24…ジャイロあるいは加速度計、27、28…油圧サーボアクチュエータ、29…リンク機構、30…船体、31…ベース、32…送受信器、33〜35…ピンジョイント、36〜38…ユニバーサルジョイント、41〜43…油圧サーボアクチュエータ、44…船体、45…ベース、46…送受信器、47…旋回機構、48〜50…ピンジョイント、51〜53…ユニバーサルジョイント、55…送受信面、61〜63…油圧サーボアクチュエータ、64…船体、65…ベース、66…送受信器、67〜69…リニアガイド、70〜72…ユニバーサルジョイント、73〜75…リンク機構、76〜78…ピンジョイント、79…送受信面、80…船体、81…動揺修正装置、82…送受信器、86…動揺修正装置、87…船体、90…送受信装置。
Claims (2)
- 船舶に搭載される送受信装置であって、音波または電波を送受信する送受信器と、船舶が動揺したときに前記送受信器に生じる動揺を修正する動揺修正装置と、少なくとも船舶または送受信器のいずれかの姿勢と加速度の一方を検出する検出手段とを備え、
前記動揺修正装置は、
前記検出手段が検出した姿勢または加速度信号に基づいて送受信器の姿勢を変化させ船舶に前記送受信器を支持するため並列に配置された前記複数のアクチュエータと、
前記送受信器に設けられ前記送受信器の送受信の方位角を変える回転手段と、
前記複数のアクチュエータと前記回転手段との運動を制御する制御手段と、
を有し、前記制御手段は船舶の動揺により発生する送受信器の動揺を補償するように前記複数のアクチュエータと回転手段とを制御することを特徴とする船舶用送受信装置。 - 請求項1に記載のものにおいて、前記複数のアクチュエータは、3個の油圧サーボアクチェータであることを特徴とする船舶用送受信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002017830A JP3900944B2 (ja) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | 船舶用送受信装置およびそれが備える動揺修正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002017830A JP3900944B2 (ja) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | 船舶用送受信装置およびそれが備える動揺修正装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003212187A JP2003212187A (ja) | 2003-07-30 |
JP3900944B2 true JP3900944B2 (ja) | 2007-04-04 |
Family
ID=27653389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002017830A Expired - Lifetime JP3900944B2 (ja) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | 船舶用送受信装置およびそれが備える動揺修正装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3900944B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004144528A (ja) * | 2002-10-23 | 2004-05-20 | Hitachi Ltd | 水中用ソーナー装置 |
WO2008109778A2 (en) * | 2007-03-06 | 2008-09-12 | Sailormade Tecnologia Ltd | Marine telemetry and two way communication system |
KR101647753B1 (ko) * | 2014-08-29 | 2016-08-12 | 대우조선해양 주식회사 | 음파 탐지기 및 음파 탐지기의 움직임 보정 장치 |
JP7083081B2 (ja) * | 2018-10-10 | 2022-06-10 | ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 | 自動着岸装置 |
CN110803264A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-02-18 | 广东精铟海洋工程股份有限公司 | 姿态补偿装置及水上作业平台 |
JP7136497B1 (ja) | 2021-03-23 | 2022-09-13 | 株式会社アースワン | 探知方向調整装置及び水中探知システム |
CN115092318B (zh) * | 2022-08-24 | 2022-12-27 | 苏州海鱼电子科技有限责任公司 | 一种船载声呐稳定器 |
CN117622380B (zh) * | 2023-11-29 | 2024-05-03 | 哈尔滨工业大学(威海) | 一种无人艇载设备晃动补偿结构及方法 |
-
2002
- 2002-01-28 JP JP2002017830A patent/JP3900944B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003212187A (ja) | 2003-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5922039A (en) | Actively stabilized platform system | |
JP5016464B2 (ja) | 2軸ジンバル構造を有するアンテナの指向誤差を低減する制御方法およびその方法を備えた制御装置 | |
US10837780B2 (en) | Mobile structure heading and piloting systems and methods | |
JP5010332B2 (ja) | 水中航走体運動制御装置および水中航走体 | |
US20100250020A1 (en) | Space sensor apparatus, mobile carrier, and control method thereof | |
US20190331779A1 (en) | Sonar transducer having a gyroscope | |
JP3900944B2 (ja) | 船舶用送受信装置およびそれが備える動揺修正装置 | |
CA1089076A (en) | Stabilized-transducer driving device for underwater ultrasonic detection system | |
US20090095208A1 (en) | Water drift compensation method and device | |
JP2006220436A (ja) | マルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置又はこれを備えた海底探査船 | |
JPH1090017A (ja) | 海面定点を浮遊する多目的ポッド | |
CN110294068A (zh) | 声呐单轴稳定装置 | |
JP4636783B2 (ja) | 浮体式風況調査方法およびその装置 | |
JP2008098853A (ja) | 衛星放送・通信用レンズアンテナ装置 | |
KR102123232B1 (ko) | 소형 소나를 이용한 수심 측정장치 | |
JP2003004846A (ja) | 船速測定装置 | |
US11486989B2 (en) | Speed sensor calibration systems and methods | |
KR20010023006A (ko) | 변형 센서를 구비한 배 및 배의 변형을 측정하기 위한 변형 센서 장치 | |
KR102114980B1 (ko) | 자세제어유닛을 포함하는 수중구조물 형상측정장치 | |
JP2004144528A (ja) | 水中用ソーナー装置 | |
JP2004177368A (ja) | 音響測深システム | |
JP7300151B2 (ja) | 浮体の姿勢制御による音響通信方法及び音響通信システム | |
JP4256227B2 (ja) | 傾斜角検出装置 | |
JP2002214340A (ja) | 動揺修正装置を備える水中音響機器 | |
JP7135592B2 (ja) | 音響通信システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040311 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060314 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20060419 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060424 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061212 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061225 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3900944 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100112 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120112 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130112 Year of fee payment: 6 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |