JP4744021B2 - Underwater travel device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湖沼や港湾等の環境を調査するための観測機器や測定機器を搭載して水底及び海底等の底地を移動する水底走行装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
湖沼等の環境を調査するための湖沼調査装置として、図15や図16(a)に示すような無索式自律型水中ロボット6Aがある。この潜水艇タイプの無索式自律型水中ロボット6Aは、浮力と重量が略等しい状態で、本体61に水平スラスタ62、横スラスタ63、垂直スラスタ64の3方向の推進装置を備えたり、スラスタの角度を変更できるようにして、水中を3次元的に移動できる装置である。
【0003】
そして、AUV(Autonomous Underwater Vehicle)機能を使用して、無索にて予め指定した測線や湖底面に沿って、浮上状態又は潜航状態で、深浅測量や水質計測等の環境計測を自動で行うことができ、また、ROV(Remotely Operated Vehicle) 機能を使用して、有索における遠隔操作により、湖底ダムの堤体・ゲート等の観察・観測を行うことができる。
【0004】
また、水底や海底における水中作業を行う装置として、特開平9−236688号公報や特開平9−296477号公報などの水中作業用の装置や、図16(b)に示す、潜水浚渫装置等のようなクローラベルト71で水底及び海底を走行するクローラ走行タイプの水底走行装置7がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図16(a)に示す潜水艇タイプの装置6は、藻場においてはプロペラ65に藻が絡んで走行が困難となるため、また、ヘドロ場においてはプロペラ65で起こす水流によりヘドロが巻き上げられるため、測定が困難となる場合が生じるという問題がある。
【0006】
また、潜水艇タイプの装置6の場合には、浮力と重量とが釣り合った状態で運航するのが好ましいため、底地の土や泥のサンプル等を採取するような場合には、重量が増加してある程度以上重くなると、移動制御が難しくなるため、多くのサンプルを採取できないという問題や、水流に流され易いため底地に対して静止するのが苦手であるという問題がある。
【0007】
その上、3次元的に移動可能であるため、水深に関係なく水中探査が可能である反面、移動に必要なセンサ類や移動用推進装置や移動用制御装置が複雑となり、高価に成り易いという問題もある。
【0008】
また、図16(b)に示すクローラ走行タイプの水底走行装置7では、クローラベルト71に藻が絡み易く、ヘドロ場においてはクローラベルト71がヘドロを巻き上げるという問題がある。また、岩場等の凹凸のある場所では、移動時に転倒し易く、一旦転倒すると自力で元の姿勢に戻るのは殆ど不可能であるという問題がある。
【0009】
そして、図16(c)に示す、接地面圧を小さくできヘロド場でも走行できそうなソリ走行タイプの水底走行装置8も考えられる。この水底走行装置8では、平板ソリ81により接地圧力を低下でき埋没を防止できる。
【0010】
しかしながら、移動用の推力発生装置にプロペラ82やウォータジェット(ジェットポンプ)を使用すると藻の絡みつきやヘドロの巻き上げの問題を生じ、また、岩場等の凹凸のある場所では、転倒し易く、一旦転倒すると自力で元の姿勢に戻るのは殆ど不可能であるという問題がある。
【0011】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、藻場でも藻類の絡みつきを避けながら活動できると共に、岩場等の凹凸のある場所でも転倒せずに走行でき、しかも、移動機構や移動制御が比較的単純で比較的低コストで製造できる水底走行装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するための水底走行装置は、次のような特徴を有して構成される。
【0013】
1)水底や海底の底地に設置して移動する接地移動手段を備えた水底走行装置であって、重心位置よりも高い位置に浮心位置を設けて浮力により転倒に対する復元力を発生させて水中における姿勢を維持すると共に、前記浮心位置を走行方向に移動可能にする浮心位置移動手段を備えることを特徴とする。
【0014】
この浮力によって水中姿勢を維持することにより、水底や海底の凹凸に出会っても転倒することなく移動できる。
【0015】
また、水底、湖底、海底等の底地に接地して移動することにより、サンプルを採取したり物体を回収して装置重量が増加しても、支障無く移動及びサンプル採取や物体の回収を継続できる。その上、底地に対する停止状態を簡単に実現でき、浮力により常に自立状態を保つことができるので、停止状態であっても、装置の姿勢を維持できる。
【0016】
その上、接地して移動するため、上下方向移動手段が不要となり、装置の機構及び移動制御が簡単になる。そのため、装置が低コストとなる。
浮心位置が固定されている場合には、水底や海底等の底地に比較的大きな傾斜面があると、前後の走行車輪の接地荷重が異なってしまい、効率のよい走行ができなくなるおそれが生じる。そのため、浮心位置を前後方向に移動することにより、前後の走行車輪における接地荷重のバランスを調整する。
この浮心位置の前後方向の位置調整は、一部の浮力発生体をステップモータとネジ棒等を使用して前後方向のガイドに沿って移動させたり、また、浮体を係留する場合には、係留点を前後方向に移動して行うことができる。
なお、この浮心位置の位置調整は、予め設定しておいて自動で行ってもよく、遠隔指令で観測機器を見ながら操縦者が手動で行ってもよく、傾斜計などで水底走行装置の前後方向の傾斜を測定し、この傾斜計の測定値に従って自動的に対応してもよい。
また、サンプリング等の都合により水底走行装置の姿勢を故意に傾斜させることが好ましい場合には、浮心位置を前後方向以外の左右方向(走行方向と垂直な方向)等に移動する浮心位置移動手段を備えることもできる。
【0017】
2)そして、上記の水底走行装置において、前記接地移動手段として、二輪走行手段を備えて構成する。
【0018】
上記の水底走行装置では、重心位置よりも高い位置に浮心位置を設けて浮力により水中における姿勢を維持するので、車輪走行やクローラ走行やソリ走行等の様々な走行手段を有する水底走行装置に適用可能であるが、車輪走行とすることにより、移動にプロペラやウォータジェット等の水流作用を利用する必要が無くなるので、水中を攪乱することが少なくなり、水質測定等に対する悪影響を少なくできる。
【0019】
また、重量と浮力とを調整することにより接地荷重を選定して、底地の状態に適した接地荷重で走行できるので、活動可能な領域が広がる。特に、車輪の径を大きくして回転速度を小さくすることにより、車輪に藻類等が絡まることを防止できるので、藻場でも容易に移動できる。
【0020】
そして、二輪走行とすることにより、狭い場所における移動が可能となり、底地に接する部分、即ち、走行跡を少なくできる。しかも、陸上用の自動二輪車の構造を応用することができ、左右方向への旋回が走行車輪の操舵によって行えるので、簡単な構造及び制御となる。
【0021】
3)上記の水底走行装置において、前記浮力の少なくとも一部を、該走行装置と別体で形成した浮体を、該走行装置に取り付けることにより得るように構成する。
【0022】
この水底走行装置において、浮力による復元力を効果的に確保するためには。
重心位置より高い位置に浮力発生体(浮体)を配置する必要がある。この浮力発生体は水底走行装置と一体に形成することもできるが、接地荷重調整のための浮力調整や復元力の調整のための浮心位置の調整を考慮して、別体で形成し、走行装置に取り付ける構造にすることもできる。
【0023】
4)上記の水底走行装置において、前記浮力の少なくとも一部を水中に浮遊する浮体を係留することによって得るように構成する。
【0024】
浮力調整や配置上の問題で大きな浮体を取り付けることが困難な場合には、浮体をワイヤ等で係留し、この係留ワイヤに作用する浮力を利用して、水底走行装置の姿勢を保持する。なお、水中に浮遊する浮体の場合には水深によらず浮力は一定となる。但し、浮体に対する水流の影響は受ける。
【0025】
この水中に浮遊する浮体を使用する場合には、この浮体や浮体を係留するワイヤの途中等にも計測装置を配置して、水深方向の計測もできるようにすることができる。
【0026】
5)上記の水底走行装置において、前記浮力の少なくとも一部を浮上した浮体を張力調整装置を介して所定の範囲内の引張力で係留することによって得るように構成する。
【0027】
また、水中に浮遊する浮体の代りに、水面や海面に浮上した浮体を利用することもできる。この場合には水深によって、浮体と水底走行装置との距離が変化するので、係留力が変化するので、張力調整装置を使用して係留ワイヤの引張力が所定の範囲内になるように係留ワイヤを延ばしたり縮めたりすることにより、略一定の係留力を得て水底走行装置の姿勢を保持する。
【0028】
この場合には、浮上した浮体にアンテナを設けることにより、DGPS(Differential Global Positioning System)やSS(Spread Spectrum :スペクトラム拡散)無線等を利用することができる。
【0029】
6)上記の水底走行装置で、前記二輪走行手段において、前記二つの走行車輪の少なくとも一方を着底時衝撃吸収ダンパーを介して装置の本体に接続するように構成する。
【0030】
この着底時衝撃吸収ダンパーを備えることにより、水底走行装置が水中又は海中に投入されて水底又は海底等の底地に着底した時の衝撃や、水底又は海底の凹凸の場所を移動する時に発生する衝撃を緩和でき、本体及び本体に搭載した機器類を衝撃から保護することができる。
【0031】
7)上記の水底走行装置において、水中投下から着底までの水中降下における沈降速度を制御する沈降速度調整手段を設けて構成する。
【0032】
フィンや小パラシュート等の抵抗体で形成される沈降速度調整手段を設けることにより、着底時の衝撃を更に緩和できる。
【0038】
8)上記の水底走行装置において、前記浮力を変更する浮力調整手段を備えて構成する。
【0039】
走行中に底地の状態が変化する場合があるので、この底地の状態に合わせて接地荷重を調整するために、浮力を変更する。
【0040】
9)上記の水底走行装置において、前記走行車輪の前後または側方の少なくとも一部にソリを備えて構成する。
【0041】
このソリを備えることにより、ヘドロが溜まっているような底地でも走行車輪が泥の中に埋没するのを防止でき、また、巻き上げるヘドロの量を少なくすることができる。従って、このソリを備えることにより、ヘドロの量が少なく、ヘドロ部分が比較的浅い場所を走行できるようになる。
【0042】
10)上記の水底走行装置において、前記水底走行装置に人が便乗して共に移動できるように便乗手段を備えて構成する。
【0043】
この便乗手段は、陸上の二輪車のように、跨がるような座席であってもよいが、この水底走行装置の移動を利用して、装置と共に人員が移動できれば良く、人員が掴めるハンドルや手すり等の手段であってもよい。この便乗手段により、観測者を同行させることができ、また、水中レジャー用にも使用できるようになる。
【0044】
この人員を搭載した時には、人員による操作で走行してもよく、遠隔操作(ROV)あるいは予め決められたシーケンス操作やあるいは自律型ロボットと同じ自動操作(AUV)で走行してもよい。
【0045】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係る水底走行装置の実施の形態について説明する。
【0046】
図1〜図4に示すように、この水底走行装置1は、本体10と二輪走行用の走行車輪21,22とからなる。この走行車輪21,22は少なくとも一方(通常は後側)をモータ等の走行機構によって回転駆動するように構成する。また、前側の走行車輪21にはステアリング機構(操舵機構)23を設け、走行方向を変更制御できるように構成する。
【0047】
そして、本体10には、電子機器容器30,電池容器41,沈降用バラスト42,観測機器43、測定機器等が搭載され、これらをフレーム11で連結し、周囲をフェアリングカバー12で包んで水中における流れを整えるように構成する。また、水中投入や陸揚げに使用するためのワイヤを掛ける吊り金具13を備えて構成上げ用
また、観測用やレジャー用で水中呼吸装置を装着した人員を搭載する場合には、人員搭載手段として、陸上の二輪車のように跨がるような座席や水中スクータのように寝そべる座席を設けたり、あるいは、人員が掴めるハンドルや手すり等を設ける。
【0048】
この走行車輪21,22は、藻類が絡まないようにスポーク無しのディスクホイールタイプで形成され、周囲にマウンテンバイクのようにタイヤ21a,22aを装着し、車軸部分に設けたモータ21b,22bで回転駆動する。
【0049】
また、走行車輪21,22にタイヤ21a,22aを嵌めて弾力性を確保して着底時の衝撃吸収を行うが、更に、走行車輪21,22の車軸及びモータ21b,22bをそれぞれ着底時衝撃吸収ダンパー24,25を介して本体10に接続する。
【0050】
この着底時衝撃吸収ダンパー24,25には、陸上のオートバイ等で使用されているプランジャ型、テレスコーピック型、ボトムリンク型、スイングアーム型等の緩衝装置を応用して構成することができ、水底走行装置10が水中又は海中に投入されて水底又は海底等の底地に着底する時の衝撃を緩和し、本体10及び本体10に搭載した機器類を衝撃から保護する。なお、この構成により、水底又は海底の凹凸の場所を移動する時に発生する衝撃も緩和し、走行を容易にする効果も得られる。
【0051】
ステアリング機構となる舵取り装置23は、前側の走行車輪21の向きを変更させるための機構であり、ステップモータや油圧モータにより、走行車輪21の着底時衝撃吸収ダンパー24を支持するフレームを回転するように構成される。なお、ダイバー等の人をこの水底走行装置1と共に移動させるための便乗手段を設ける場合には、ハンドル(図示しない)を設け、このハンドルで人員が水中で手動操作できるように構成する。
【0052】
なお、操縦性能を向上させるためには、前後の両方の走行車輪21,22を駆動可能にすると共に、両方にステアリング機構(操舵機構)を設けてもよい。
【0053】
電子機器容器30,30は、通信装置、走行制御装置、観測機器及び測定機器の制御装置、データ処理装置等の各機器を収容する容器であり、浮力の中心をなす部材であり、本体10の上部中央に対称に配置される。
【0054】
電池容器41,41は、走行駆動や各機器の動力源となるリチウム二次電池等の電池を収容する容器であり、一般に重く重心位置に大きな影響を与えるので、本体10の下部に中央に対称に配置する。なお、電池駆動ではなく、有線(有索)から電力を供給し、また、制御する場合には、この電池容器は不要とされるか、又は非常用電源として小型化される。
【0055】
また、沈降用バラスト42は、接地荷重を調整するための重りであり、浮上時に切り離すことにより、走行装置10の水中重量を負にして浮上できるようにするものである。この沈降用バラスト42は環境に影響を与えない、測定場所に近い所で採取された石等が選定される。また、この水底走行装置1は水深の浅い所で使用される場合が多いので、引き揚げ用の索で本体10と連結しておき、水底走行装置1の回収時に回収できるようにすることもできる。
【0056】
観測機器としては、アクリルドーム43に収容されたTVカメラ43aや水中照明灯43b、ソナー、ドップラーソーナー等があり、これらから得られる画像等のデータに基づいて遠隔操縦により制御したり、録画して走行装置の回収後に画像分析したりする。
【0057】
また、測定機器としては、水温、塩分濃度、電気伝導度、pH、クロロフィル、DO、濁度等を測定する水質計測関連機器や水中顕微鏡、採水装置、採泥装置、深度計測等がある。
【0058】
また、制御方式としては、予め設定したプログラムによる自律型制御(AUV)や有線や無線(電波や超音波水中通信)による遠隔制御(ROV)等を使用できる。また、便乗手段を備えた場合には、人員による手動にても制御可能に構成する。
【0059】
次に、この水底走行装置1における姿勢の保持について、図5を参照しながら説明する。
【0060】
この水底走行装置1を自立状態、即ち、走行状態及び停止状態の水中において傾斜した時に元の姿勢に戻るようにするために、浮心位置Bを重心位置Gより上に配置し、浮力Ffにより水底走行装置1の姿勢を維持する。即ち、走行車輪21,22の接地点Pを支点にして角度α傾斜した時に、浮心Bに作用する浮力Ffによる復元モーメントMfが、重心Gに作用する重力Fgによる転倒モーメントMgより大きくなる様に、浮心位置B、浮力Ff、重心位置G,重力(空中重量)Fgを調整して構成し、転倒モーメントMgを上回る復元モーメントMfにより水底走行装置1の姿勢を基に戻す。
【0061】
つまり、それぞれのモーメントレバーは、接地点Pと浮心Bの距離Lfと,接地点Pと重心Gの距離Lgとなるので、Mf−Mg=Ff*Lf−Fg*Lg>0の関係があれば、元の姿勢に戻る。
【0062】
従って、接地荷重Fg−Ffを底地走行に適した値に設定した後、この復元モーメントMfを大きくするためには、浮心位置Bを高く、重心位置Gを低くすれば良いことになる。
【0063】
次にその他の実施の形態について説明する。
【0064】
第1の実施の形態においては、電子機器容器30により浮力の多くの部分を得ていたが、図6に示す第2に実施の形態のように、本体とは別体で設けた浮体31を本体10Aに取り付けてもよい。この構造によれば、接地荷重調整のための浮力調整や復元力の調整のための浮心位置の調整を考慮して、重心位置より高い位置に浮力発生体(浮体)31を配置でき、浮力による復元力を効果的に確保することが容易となる。
【0065】
また、図7に示す第3の実施の形態のように、水中又は海中に没水する浮体32を本体10Bに係留してもよい。この構造によれば、浮力調整や配置上の問題で大きな浮体を取り付けることが困難な場合でも、水深によらず浮力は一定となる水中に浮遊する浮体32を係留し、この係留ワイヤ32wに作用する浮力を利用して、水底走行装置1Bの姿勢を保持することができる。この場合には、この浮体32や浮体32を係留するワイヤ32wの途中等にも計測装置を配置して、水深方向の計測もできるようにすることができる。
【0066】
更には、図8に示す第4の実施の形態のように、水面又は海面に浮上した浮体33を所定の範囲内の引張力で引張るようにして本体10Cに係留するように構成してもよい。
【0067】
この構成では、水深によって、浮体33と水底走行装置1Cとの距離が変化して係留力が変化するので、係留ワイヤ33wの引張力が所定の範囲内になるように係留ワイヤ33wを延ばしたり縮めたりする張力調整装置(図示しない)により、略一定の係留力を得て水底走行装置1Cの姿勢を保持する。
【0068】
この場合には、浮上した浮体33にアンテナ33aを設けることにより、DGPS(Differential Global Positioning System)やSS(Spread Spectrum :スペクトラム拡張)無線等を利用することができる。
【0069】
また、図9に示すように、ヘドロ場も走行できるように、水底走行装置1Dの走行車輪21,22の前後または側方にソリ14を備えてもよい。この構成により、ヘドロが局所的に溜まっているような底地でも走行車輪21,22がヘドロの中に埋没するのを防止でき、また、巻き上げるヘドロの量を少なくすることができる。従って、このソリ14を備えることにより、ヘドロの量が少なく、ヘドロ部分が散在するような場所も走行できるようになる。
【0070】
更には、図10に示すように、水中投下から着底までの水中降下中における水底走行装置1Eの沈降速度Vを低減するために、フィン等の抵抗体で形成される沈降速度調整手段15を設けて、着底時の衝撃を緩和してもよい。
【0071】
また、図11に示すように、このフィンの角度を変更できるようにして、埋泥防止用のソリとしても使用できるようにしてもよい。つまり、この沈降速度調整手段としてのフィンと埋泥防止用のソリとを兼用とした板16を備え、図11(a)に示すように、水中沈降時は水平に対して傾斜した状態に維持して沈降速度調整フィンとして使用し、図11(b)に示すように、着底後は水平状態に維持してソリとして使用する。
【0072】
また、図12は、浮心位置Gを走行方向X−Xに移動可能にする浮心位置移動手段を備えた実施の形態の例であり、図12(a)では、一部の浮体31Gを図示しないステップモータとネジ棒等を使用して前後方向のガイドに沿って移動させることにより、また、図12(b)では、浮体32Hや浮上物体33Hを係留する係留点Wを前後方向に移動することにより、浮心位置の前後方向の位置調整を行う。
【0073】
この構成により、水底や海底等の底地に比較的大きな傾斜面がある場合であっても、図12(c)の状態から図12(d)の状態に、浮心位置Bを前後方向X−Xに移動して、前後の走行車輪21,22への接地荷重Fga,Fgbのバランスを最適に調整することができ、効率のよい走行ができる。
【0074】
なお、この浮心位置の位置調整は、予め設定しておいて自動で行ってもよく、遠隔指令で観測機器を見ながら操縦者が手動で行ってもよく、傾斜計などで水底走行装置の前後方向の傾斜を測定し、この傾斜量に対応して行ってもよい。
【0075】
また、サンプリング等の都合により水底走行装置の姿勢を傾斜させることが好ましい場合には、浮心位置を左右方向(走行方法と垂直な方向)に移動する浮心位置移動手段を備えることもできる。
【0076】
そして、図13は、浮力を変更する浮力調整手段を備えた例を示す。図13(a)は、圧縮空気等を利用してタンク内の水を注排水する浮力発生体34Aの例を示し、図13(b)は、風船を膨らますように圧縮空気等を利用して浮力を発生する浮力発生体34Bの例を示し、図13(c)は、水密室34aの上蓋34bを上下動(Z−Z)して機械的に容積を拡張する浮力発生体34Cの例を示す。
【0077】
この構成により、走行中に底地の状態が変化しても、浮力を変更することにより、この底地の状態に好適な接地荷重を調整して走行できる。また、この浮力調整によって前後方向の浮心位置の調整を行ってもよい。
【0078】
図14は二輪走行手段以外の装置の例であり、図14(a)は三輪走行の例を、図14(b)は、単一のクローラによる走行の例を示す。
【0079】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る水底走行装置によれば、次のような効果を奏することができる。
【0080】
水底又は海底等の底地に接地して移動する接地移動手段を備えた水底走行装置としており、底地に接地して移動するため、上下方向移動手段が不要となり、装置の機構及び移動制御が簡単になる。そのため、装置が低コストとなる。
【0081】
また、底地に接地して移動することにより、サンプルを採取して装置重量が増加しても、支障無く移動及びサンプル採取を継続できる。
【0082】
そして、重心位置よりも高い位置に浮心位置を設けて浮力により転倒に対する復元力を発生させて水中における姿勢を維持するので、水底や海底の凹凸に出会っても転倒することなく移動できる。また、底地に対する停止状態を簡単に実現でき、浮力により常に自立状態を保つことができるので、停止状態であっても、装置の姿勢を維持できる。
【0083】
更に、接地移動手段として二輪走行手段を備えて構成することにより、移動にプロペラやウォータジェット等の水流作用を利用する必要が無くなるので、水中を攪乱することが少なくなり、水質測定等に対する悪影響を少なくできる。
【0084】
また、二輪走行であるので、狭い場所における移動が可能となり、底地に接する部分、即ち、走行跡を少なくでき、環境への影響を少なくできる。しかも、陸上用の自動二輪車の構造を応用することができ、左右方向への旋回が走行車輪の操舵によって行えるので、簡単な構造及び制御となる。
【0085】
また、重量と浮力とを調整することにより接地荷重を選定して、底地の状態に適した接地荷重で走行できるので、活動可能な領域を広げることができる。特に、車輪の径を大きくして回転速度を小さくすることにより、車輪に藻類等が絡まることを防止できるので、藻場でも容易に移動できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施の形態の水底走行装置の斜視図である。
【図2】図1の水底走行装置の側断面図である。
【図3】図1の水底走行装置の正面図である。
【図4】図1の水底走行装置のA−A断面図である。
【図5】水底走行装置の姿勢復元を説明するための図であり、(a)は接地荷重を示し、(b)は復元モーメントを示す。
【図6】本体とは別体で設けた浮体を備えた第2の実施の形態の水底走行装置を示す図である。
【図7】没水する浮体を係留する第3の実施の形態の水底走行装置を示す図である。
【図8】浮上した浮体を係留する第4の実施の形態の水底走行装置を示す図である。
【図9】走行車輪の前後または側方にソリを備えた実施の形態の水底走行装置を示す図である。
【図10】沈降速度調整手段であるフィンを備えた実施の形態の水底走行装置を示す図である。
【図11】沈降速度調整手段としてのフィンと埋泥防止用のソリとを兼用とした実施の形態の水底走行装置を示す図であり、(a)は水中沈降時を示し、(b)は着底後を示す。
【図12】浮心位置移動手段を備えた実施の形態の例であり、(a)は、浮体を前後方向のガイドに沿って移動する例であり、(b)は、浮体や浮上物体の係留点を前後方向に移動する例である。また、(c)は浮心位置移動の無い状態の接地荷重を示す図で、(d)は浮心位置移動をした状態の接地荷重を示す図である。
【図13】浮力調整手段を備えた実施の形態の例であり、(a)は注排水方式の例を示し、(b)は風船方式の例を示し、(c)は機械的容積拡張方式の例を示す。
【図14】二輪走行手段以外の実施の形態の例であり、(a)は三輪走行の例を、(b)は、単一のクローラによる走行の例を示す。
【図15】従来技術の潜水艇タイプの装置を示す図で、(a)は平面図で、(b)は側面図で、(c)は正面図である。
【図16】水中作業用装置の例を示す図で、(a)は潜水艇タイプの装置の図で、(b)はクローラ走行タイプの装置の図で、(c)はソリ走行タイプの装置の図である。
【符号の説明】
1 水底走行装置
10 本体
14 ソリ
15 フィン(沈降速度調整手段)
21,22 走行車輪
24,25 着底時衝撃吸収ダンパー
23 ステアリング機構(操舵機構)
30 電子機器容器(浮力発生体)
32 浮体
33 浮上した浮体
41 電池容器
42 沈降用バラスト
43 アクリルドーム(観測機器)
43a TVカメラ
43b 水中照明
P 接地点
B 浮心位置
G 重心位置
Ff 浮力
Fg 重力による
Mf 復元モーメント
Mg 転倒モーメント
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a submarine traveling device that is equipped with an observation device and a measurement device for investigating the environment of a lake, a harbor, and the like, and moves on a bottom such as a water bottom and a seabed.
[0002]
[Prior art]
As a lake investigation device for investigating the environment of a lake and the like, there is a no-search autonomous underwater robot 6A as shown in FIG. 15 and FIG. This submersible type unsponsored autonomous underwater robot 6A is provided with a propulsion device in three directions of a horizontal thruster 62, a lateral thruster 63, and a vertical thruster 64 in the main body 61 in a state where buoyancy and weight are substantially equal. It is a device that can move in three dimensions in water so that the angle can be changed.
[0003]
And, using the AUV (Autonomous Underwater Vehicle) function, automatically measure the environment such as depth surveying and water quality measurement in the ascending state or underwater state along the survey line or the bottom of the lake specified without search. In addition, the ROV (Remotely Operated Vehicle) function can be used to observe and observe the dam body, gate, etc. of the lake dam by remote operation on the cable.
[0004]
In addition, as an apparatus for performing underwater work on the bottom of the sea or the sea floor, an apparatus for underwater work such as JP-A-9-236688 and JP-A-9-296477, a submersible device shown in FIG. There is a crawler traveling type water bottom traveling device 7 that travels on the water bottom and the sea bottom with such a crawler belt 71.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the submersible type device 6 shown in FIG. 16 (a) is difficult to travel because the algae get involved with the propeller 65 in the algae field, and the sludge is rolled up by the water flow generated by the propeller 65 in the sludge field. Therefore, there is a problem that measurement may be difficult.
[0006]
Further, in the case of the submersible type device 6, since it is preferable to operate in a state where buoyancy and weight are balanced, the weight increases when a sample of soil or mud in the bottom is taken. If it becomes heavier to some extent, movement control becomes difficult, so there are problems that many samples cannot be collected and problems that it is difficult to stand still with respect to the bottom because it is easily washed away by water flow.
[0007]
In addition, because it can move three-dimensionally, underwater exploration is possible regardless of the water depth, but the sensors, the moving propulsion device, and the moving control device that are necessary for movement are complicated and expensive. There is also a problem.
[0008]
Further, in the crawler traveling type water bottom traveling device 7 shown in FIG. 16B, there is a problem that algae are easily entangled with the crawler belt 71 and the crawler belt 71 winds up the sludge in the sludge field. In addition, there is a problem that in an uneven place such as a rocky place, it is easy to fall when moving, and it is almost impossible to return to the original posture by itself once it falls.
[0009]
Further, a sled traveling type water bottom traveling device 8 shown in FIG. 16C, which can reduce the contact surface pressure and can travel even in a Herod field, is also conceivable. In this water bottom traveling device 8, the ground pressure can be lowered by the flat plate warp 81, and burial can be prevented.
[0010]
However, if a propeller 82 or water jet (jet pump) is used for the thrust generating device for movement, problems such as entanglement of algae and winding of sludge occur, and it is easy to overturn in places with irregularities such as rocky places. Then, there is a problem that it is almost impossible to return to the original posture by itself.
[0011]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to be able to operate while avoiding entanglement of algae even in an algae basin, and can run without falling even in uneven areas such as rocky terrain. In addition, it is an object of the present invention to provide a water bottom traveling apparatus that can be manufactured at a relatively low cost with a relatively simple movement mechanism and movement control.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A water-bottom traveling device for achieving the above object has the following characteristics.
[0013]
  1) UnderwaterUnderseaA submarine traveling device equipped with a ground moving means that is installed and moved on the bottom, and a buoyancy position is provided at a position higher than the position of the center of gravity to generate a restoring force against a fall by buoyancy so that the posture in the water isA buoyancy position moving means for maintaining the buoyancy position in the traveling direction and maintaining the buoyancy position;It is characterized by that.
[0014]
By maintaining the underwater posture by this buoyancy, even if it encounters irregularities on the bottom of the water or the sea, it can move without falling.
[0015]
In addition, even if samples are collected or objects are collected by moving to the bottom such as the bottom of the water, lake, sea, etc. it can. In addition, since the stop state with respect to the bottom can be easily realized and the self-sustaining state can be always maintained by buoyancy, the posture of the apparatus can be maintained even in the stop state.
[0016]
  In addition, since it moves in contact with the ground, there is no need for vertical movement means, and the mechanism and movement control of the apparatus are simplified. As a result, the cost of the apparatus is reduced.
  When the buoyancy position is fixed, if there is a relatively large inclined surface on the bottom such as the bottom of the water or the sea, the ground contact load of the front and rear traveling wheels will be different, and efficient traveling may not be possible. Arise. Therefore, the balance of the ground load on the front and rear traveling wheels is adjusted by moving the buoyancy position in the front-rear direction.
  The position adjustment of the buoyancy position in the front-rear direction can be performed by moving some buoyancy generators along the front-rear direction guide using a step motor and screw rod, or when mooring the float. The mooring point can be moved in the front-rear direction.
  The position adjustment of the buoyancy position may be performed automatically by setting in advance, or may be performed manually by the operator while viewing the observation equipment with a remote command. You may measure the inclination of the front-back direction, and respond | correspond automatically according to the measured value of this inclinometer.
  In addition, when it is preferable to intentionally tilt the bottom running device for sampling or other reasons, the buoyancy position is moved to move the buoyancy position in the left-right direction other than the front-rear direction (direction perpendicular to the running direction). Means can also be provided.
[0017]
2) In the above water bottom traveling apparatus, the ground moving means is configured to include a two-wheel traveling means.
[0018]
In the above water bottom traveling device, since the buoyant position is provided at a position higher than the center of gravity position and the posture in the water is maintained by buoyancy, the water bottom traveling device having various traveling means such as wheel traveling, crawler traveling, sled traveling, etc. Although it is applicable, since it is not necessary to use a water flow action such as a propeller or a water jet for the movement by using the wheel running, the disturbance of the water is reduced, and the adverse effect on the water quality measurement and the like can be reduced.
[0019]
Moreover, since the ground load can be selected by adjusting the weight and buoyancy and the vehicle can run with the ground load suitable for the condition of the land, an active area is expanded. In particular, by increasing the diameter of the wheel and decreasing the rotation speed, it is possible to prevent the algae and the like from being entangled with the wheel, so that the algae can easily move.
[0020]
And by carrying out two-wheel driving | running | working, the movement in a narrow place is attained and the part which touches a land, ie, a running trace, can be decreased. In addition, the structure of a motorcycle for land use can be applied, and the turning in the left-right direction can be performed by steering the traveling wheel, so that the structure and control are simple.
[0021]
3) In the above water bottom traveling device, at least a part of the buoyancy is configured to be obtained by attaching a floating body formed separately from the traveling device to the traveling device.
[0022]
In order to effectively secure the restoring force due to buoyancy in this submarine traveling device.
It is necessary to arrange a buoyancy generator (floating body) at a position higher than the position of the center of gravity. This buoyancy generator can also be formed integrally with the bottom running device, but considering the buoyancy adjustment for ground load adjustment and the adjustment of the buoyancy position for adjustment of the restoring force, it is formed separately, It can also be made the structure attached to a traveling apparatus.
[0023]
4) The above-described underwater travel device is configured to obtain at least a part of the buoyancy by mooring a floating body floating in water.
[0024]
When it is difficult to attach a large floating body due to buoyancy adjustment or placement problems, the floating body is moored with a wire or the like, and the attitude of the water-bottom traveling device is maintained using the buoyancy acting on the mooring wire. In the case of a floating body floating in water, the buoyancy is constant regardless of the water depth. However, it is affected by the water flow on the floating body.
[0025]
When using this floating body floating in water, a measuring device can be arranged in the middle of the floating body or the wire mooring the floating body so that the measurement in the depth direction can be performed.
[0026]
5) The above-mentioned water bottom traveling apparatus is configured to obtain a floating body levitating at least a part of the buoyancy by mooring with a tensile force within a predetermined range via a tension adjusting device.
[0027]
Moreover, the floating body which floated on the water surface or the sea surface can also be used instead of the floating body which floats in water. In this case, since the distance between the floating body and the bottom traveling device changes depending on the water depth, the mooring force changes. Therefore, the tensioning device is used so that the tensile force of the mooring wire is within a predetermined range. By extending or contracting, a substantially constant mooring force is obtained to maintain the attitude of the bottom traveling device.
[0028]
In this case, it is possible to use DGPS (Differential Global Positioning System), SS (Spread Spectrum) radio, etc. by providing an antenna on the floating body.
[0029]
6) In the above water bottom traveling device, in the two-wheel traveling means, at least one of the two traveling wheels is connected to the main body of the device through a bottom impact absorbing damper.
[0030]
By providing this shock absorbing damper at the time of landing, when the submarine traveling device is thrown into the water or the sea and landed on the bottom such as the water bottom or the seabed, or when moving on the uneven surface of the water bottom or the seabed The generated impact can be reduced, and the main body and the devices mounted on the main body can be protected from the impact.
[0031]
7) In the above water bottom traveling device, a sedimentation speed adjusting means for controlling the sedimentation speed in the underwater descent from underwater dropping to landing is provided.
[0032]
By providing a sedimentation speed adjusting means formed of a resistor such as a fin or a small parachute, the impact at the time of landing can be further alleviated.
[0038]
  8)The above-described water bottom traveling device is configured to include buoyancy adjusting means for changing the buoyancy.
[0039]
Since the state of the land may change during traveling, the buoyancy is changed in order to adjust the ground contact load according to the state of the land.
[0040]
  9)In the above water bottom traveling device, a sled is provided on at least a part of the front and rear or side of the traveling wheel.
[0041]
By providing this sled, it is possible to prevent the traveling wheels from being buried in the mud even in the bottom where sludge is accumulated, and to reduce the amount of sludge to be rolled up. Therefore, by providing this warp, the amount of sludge is small, and it becomes possible to travel in a place where the sludge portion is relatively shallow.
[0042]
  10)In the above-described water bottom traveling apparatus, a piggyback means is provided so that a person can ride on the water bottom traveling apparatus and move together.
[0043]
This piggyback means may be a seat that straddles like a two-wheeled vehicle on the ground, but it is sufficient that a person can move with the apparatus by using the movement of the underwater traveling apparatus. It may be a means such as. This piggyback means allows an observer to accompany and can also be used for underwater leisure.
[0044]
When this person is mounted, the vehicle may run by an operation by a person, or may run by a remote operation (ROV), a predetermined sequence operation, or the same automatic operation (AUV) as an autonomous robot.
[0045]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a water bottom traveling apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0046]
As shown in FIGS. 1 to 4, the water bottom traveling device 1 includes a main body 10 and traveling wheels 21 and 22 for two-wheel traveling. The traveling wheels 21 and 22 are configured such that at least one (usually the rear side) is rotationally driven by a traveling mechanism such as a motor. Further, the front traveling wheel 21 is provided with a steering mechanism (steering mechanism) 23 so that the traveling direction can be changed and controlled.
[0047]
The main body 10 is equipped with an electronic device container 30, a battery container 41, a sedimentation ballast 42, an observation device 43, a measurement device, and the like, which are connected by a frame 11, and surrounded by a fairing cover 12. It arranges so that the flow in may be arranged. In addition, it is equipped with a hanging bracket 13 for hanging a wire for use in underwater charging or landing.
In addition, when mounting personnel equipped with underwater breathing devices for observation or leisure, a seat that straddles like a land motorcycle or a seat that lies down like an underwater scooter can be installed. Or, provide a handle or handrail that can be held by personnel.
[0048]
These traveling wheels 21 and 22 are formed of a disc wheel type without spokes so that algae do not get entangled, and tires 21a and 22a are mounted around like a mountain bike, and are rotated by motors 21b and 22b provided on an axle portion. To drive.
[0049]
Further, the tires 21a and 22a are fitted to the traveling wheels 21 and 22 to ensure elasticity and absorb the impact at the time of bottoming. Further, the axles of the traveling wheels 21 and 22 and the motors 21b and 22b are respectively bottomed. The main body 10 is connected via shock absorbing dampers 24 and 25.
[0050]
The shock absorbing dampers 24 and 25 at the time of landing can be configured by applying a shock absorber such as a plunger type, a telescopic type, a bottom link type, or a swing arm type used in land motorcycles. , The impact when the submarine traveling device 10 is thrown into the water or the sea and reaches the bottom such as the bottom of the water or the seabed is mitigated, and the main body 10 and the devices mounted on the main body 10 are protected from the impact. In addition, with this configuration, the impact generated when moving on the uneven surface of the bottom of the water or the sea bottom is also mitigated, and the effect of facilitating traveling can be obtained.
[0051]
The steering device 23 serving as a steering mechanism is a mechanism for changing the direction of the traveling wheel 21 on the front side, and rotates a frame that supports the shock absorbing damper 24 at the time of landing of the traveling wheel 21 by a step motor or a hydraulic motor. Configured as follows. In the case of providing a piggyback means for moving a person such as a diver together with the underwater travel device 1, a handle (not shown) is provided so that a person can manually operate underwater with this handle.
[0052]
In order to improve the steering performance, both the front and rear traveling wheels 21 and 22 can be driven, and a steering mechanism (steering mechanism) may be provided on both.
[0053]
The electronic device containers 30 and 30 are containers for storing each device such as a communication device, a travel control device, a control device for an observation device and a measurement device, a data processing device, and the like. It is arranged symmetrically in the upper center.
[0054]
The battery containers 41 and 41 are containers for storing a battery such as a lithium secondary battery that serves as a driving power source or a power source for each device, and are generally heavy and greatly affect the position of the center of gravity. To place. In the case where power is supplied and controlled from a wired (wired) rather than battery-driven, this battery container is unnecessary or downsized as an emergency power source.
[0055]
Moreover, the sedimentation ballast 42 is a weight for adjusting the ground contact load, and is separated at the time of ascent so that the underwater weight of the traveling device 10 can be made negative to ascend. For the sedimentation ballast 42, stones collected at a location close to the measurement location that does not affect the environment are selected. Further, since the water bottom traveling device 1 is often used at a shallow depth, the bottom traveling device 1 can be connected to the main body 10 with a lifting rope so that it can be recovered when the water bottom traveling device 1 is recovered.
[0056]
As the observation equipment, there are a TV camera 43a, an underwater illumination lamp 43b, a sonar, a Doppler sonar, etc. accommodated in the acrylic dome 43, and controlled or recorded by remote control based on data such as images obtained from these. Image analysis is performed after the traveling device is collected.
[0057]
Measurement equipment includes water quality measurement-related equipment for measuring water temperature, salinity, electrical conductivity, pH, chlorophyll, DO, turbidity, and the like, an underwater microscope, a water collection device, a mud collection device, and a depth measurement.
[0058]
As a control method, autonomous control (AUV) by a preset program, remote control (ROV) by wire or wireless (radio wave or ultrasonic underwater communication), or the like can be used. Further, in the case where a piggyback means is provided, it is configured to be controllable manually even by personnel.
[0059]
Next, holding | maintenance of the attitude | position in this water bottom traveling apparatus 1 is demonstrated, referring FIG.
[0060]
In order to return the water bottom traveling device 1 to the original posture when tilted in the water in the independent state, that is, in the traveling state and the stopped state, the buoyancy position B is disposed above the gravity center position G, and the buoyancy Ff The attitude of the water bottom traveling device 1 is maintained. That is, when the angle α is inclined with the ground contact point P of the traveling wheels 21 and 22 as a fulcrum, the restoring moment Mf due to the buoyancy Ff acting on the buoyancy B is greater than the overturning moment Mg due to the gravity Fg acting on the center of gravity G. Further, the buoyancy position B, the buoyancy Ff, the gravity center position G, and the gravity (air weight) Fg are adjusted, and the attitude of the submarine traveling device 1 is returned to the base by the restoring moment Mf exceeding the tipping moment Mg.
[0061]
That is, each moment lever has a distance Lf between the ground point P and the buoyancy B and a distance Lg between the ground point P and the center of gravity G, and therefore there is a relationship of Mf−Mg = Ff * Lf−Fg * Lg> 0. Return to the original posture.
[0062]
Therefore, after setting the ground contact load Fg−Ff to a value suitable for running on the land, in order to increase the restoring moment Mf, the buoyancy position B is increased and the gravity center position G is decreased.
[0063]
Next, other embodiments will be described.
[0064]
In the first embodiment, many parts of buoyancy are obtained by the electronic device container 30. However, as in the second embodiment shown in FIG. 6, a floating body 31 provided separately from the main body is provided. You may attach to the main body 10A. According to this structure, the buoyancy generator 31 (floating body) 31 can be arranged at a position higher than the center of gravity in consideration of buoyancy adjustment for ground contact adjustment and adjustment of the buoyancy position for adjustment of restoring force. It is easy to effectively secure the restoring force due to.
[0065]
Further, as in the third embodiment shown in FIG. 7, a floating body 32 that is submerged in water or in the sea may be moored to the main body 10B. According to this structure, even when it is difficult to attach a large floating body due to buoyancy adjustment or placement problems, the floating body 32 that floats in water where the buoyancy is constant regardless of the water depth is moored and acts on the mooring wire 32w. The attitude of the water bottom traveling device 1B can be maintained by using the buoyancy. In this case, a measuring device can be arranged in the middle of the floating body 32 or the wire 32w mooring the floating body 32 so that measurement in the depth direction can be performed.
[0066]
Furthermore, as in the fourth embodiment shown in FIG. 8, the floating body 33 that has floated on the water surface or the sea surface may be anchored to the main body 10C by being pulled with a tensile force within a predetermined range. .
[0067]
In this configuration, the mooring force changes due to a change in the distance between the floating body 33 and the bottom traveling device 1C depending on the water depth. Therefore, the mooring wire 33w is extended or contracted so that the tensile force of the mooring wire 33w is within a predetermined range. A substantially constant mooring force is obtained by a tension adjusting device (not shown), and the posture of the water bottom traveling device 1C is maintained.
[0068]
In this case, a DGPS (Differential Global Positioning System), SS (Spread Spectrum) radio, etc. can be used by providing the antenna 33a to the floating body 33 that has floated.
[0069]
Moreover, as shown in FIG. 9, you may provide the sled 14 in the back and front or the side of the driving | running | working wheels 21 and 22 of water bottom traveling apparatus 1D so that a sludge field can also drive | work. With this configuration, it is possible to prevent the traveling wheels 21 and 22 from being buried in the sludge even in the land where sludge is locally accumulated, and to reduce the amount of sludge to be rolled up. Therefore, by providing this sled 14, the amount of sludge is small, and it becomes possible to travel even in places where sludge portions are scattered.
[0070]
Furthermore, as shown in FIG. 10, in order to reduce the sedimentation speed V of the bottom traveling device 1E during the underwater descent from the underwater drop to the bottom, a sedimentation speed adjusting means 15 formed of a resistor such as a fin is provided. It may be provided to alleviate the impact at the time of landing.
[0071]
Further, as shown in FIG. 11, the angle of the fin may be changed so that it can be used as a sludge for preventing mud. In other words, a plate 16 serving as both a fin as a sedimentation speed adjusting means and a sludge for preventing mud is provided, and as shown in FIG. Then, it is used as a sedimentation speed adjusting fin, and as shown in FIG.
[0072]
FIG. 12 is an example of an embodiment provided with a buoyancy position moving means that enables the buoyancy position G to move in the traveling direction XX. In FIG. By using a step motor and a screw rod (not shown) to move along the front-rear direction guide, in FIG. 12B, the mooring point W for mooring the floating body 32H and the floating object 33H is moved in the front-rear direction. As a result, the position of the buoyancy position in the front-rear direction is adjusted.
[0073]
With this configuration, even when there is a relatively large inclined surface on the bottom such as the water bottom or the sea bottom, the buoyancy position B is changed from the state of FIG. 12C to the state of FIG. By moving to −X, the balance of the ground loads Fga and Fgb to the front and rear traveling wheels 21 and 22 can be optimally adjusted, and efficient traveling can be performed.
[0074]
The position adjustment of the buoyancy position may be performed automatically by setting in advance, or may be performed manually by the operator while viewing the observation equipment with a remote command. You may measure the inclination of the front-back direction, and may carry out according to this amount of inclination.
[0075]
Further, when it is preferable to incline the posture of the water-bottom traveling device for the convenience of sampling or the like, it is possible to provide buoyancy position moving means for moving the buoyancy position in the left-right direction (direction perpendicular to the traveling method).
[0076]
And FIG. 13 shows the example provided with the buoyancy adjustment means which changes a buoyancy. FIG. 13 (a) shows an example of a buoyancy generator 34A that pours and drains water in a tank using compressed air or the like, and FIG. 13 (b) uses compressed air or the like to inflate a balloon. An example of a buoyancy generator 34B that generates buoyancy is shown, and FIG. 13C shows an example of a buoyancy generator 34C that mechanically expands the volume by moving the upper lid 34b up and down (Z-Z) of the watertight chamber 34a. Show.
[0077]
With this configuration, even if the state of the land changes during traveling, it is possible to adjust the grounding load suitable for the state of the land by changing the buoyancy. Further, the buoyancy position in the front-rear direction may be adjusted by this buoyancy adjustment.
[0078]
FIG. 14 shows an example of a device other than the two-wheel traveling means, FIG. 14 (a) shows an example of three-wheel traveling, and FIG. 14 (b) shows an example of traveling by a single crawler.
[0079]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the water bottom traveling apparatus according to the present invention can provide the following effects.
[0080]
It is a submarine traveling device equipped with ground moving means that moves to ground while moving to the bottom such as the bottom of the sea or the sea. It will be easy. As a result, the cost of the apparatus is reduced.
[0081]
Moreover, even if a sample is collected and the weight of the apparatus is increased by moving to ground while moving to the bottom, movement and sample collection can be continued without any trouble.
[0082]
Since the buoyancy position is provided at a position higher than the position of the center of gravity and the restoring force against the fall is generated by the buoyancy and the posture in the water is maintained, it is possible to move without falling even if it encounters irregularities on the bottom of the water or the sea bottom. Moreover, since the stop state with respect to the bottom can be easily realized and the self-supporting state can always be maintained by buoyancy, the posture of the apparatus can be maintained even in the stop state.
[0083]
Furthermore, since the two-wheel traveling means is provided as the ground moving means, it is not necessary to use a water flow action such as a propeller or a water jet for the movement, so that the disturbance of the water is reduced and there is an adverse effect on water quality measurement and the like. Less.
[0084]
Moreover, since it is a two-wheeled driving | running | working, the movement in a narrow place is attained, the part which touches a land, ie, a running trace, can be decreased, and the influence on an environment can be decreased. In addition, the structure of a motorcycle for land use can be applied, and the turning in the left-right direction can be performed by steering the traveling wheel, so that the structure and control are simple.
[0085]
In addition, by adjusting the weight and buoyancy, the contact load can be selected and traveled with the contact load suitable for the condition of the land, so that the active area can be expanded. In particular, by increasing the diameter of the wheel and decreasing the rotation speed, it is possible to prevent the algae and the like from being entangled with the wheel, so that the algae can easily move.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a water bottom traveling apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view of the water bottom traveling apparatus of FIG.
FIG. 3 is a front view of the water bottom traveling device of FIG. 1;
4 is a cross-sectional view taken along the line AA of the water bottom traveling apparatus of FIG. 1;
FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining posture restoration of the water bottom traveling apparatus, in which FIG. 5A shows a ground load and FIG. 5B shows a restoring moment.
FIG. 6 is a view showing a water bottom traveling apparatus according to a second embodiment including a floating body provided separately from a main body.
FIG. 7 is a view showing a water bottom traveling apparatus according to a third embodiment for mooring a submerged floating body.
FIG. 8 is a view showing a water bottom traveling apparatus according to a fourth embodiment for mooring a floating body that has floated;
FIG. 9 is a view showing a water bottom traveling apparatus according to an embodiment provided with a warp before and after or on a side of a traveling wheel.
FIG. 10 is a view showing a water bottom traveling apparatus according to an embodiment provided with fins as settling speed adjusting means.
FIGS. 11A and 11B are diagrams showing a water bottom traveling apparatus according to an embodiment in which fins serving as settling speed adjusting means and sleds for preventing mud are combined, wherein FIG. Shown after bottoming.
FIG. 12 is an example of an embodiment provided with a buoyancy position moving means, (a) is an example of moving a floating body along a guide in the front-rear direction, and (b) is a drawing of a floating body or a floating object. It is an example which moves a mooring point to the front-back direction. Further, (c) is a diagram showing the contact load in a state where there is no buoyancy position movement, and (d) is a diagram showing the contact load in a state where the buoyancy position is moved.
13 is an example of an embodiment provided with a buoyancy adjustment means, (a) shows an example of a pouring method, (b) shows an example of a balloon method, and (c) shows a mechanical volume expansion method. An example of
FIG. 14 is an example of an embodiment other than two-wheel traveling means, where (a) shows an example of three-wheel traveling, and (b) shows an example of traveling by a single crawler.
FIGS. 15A and 15B are diagrams showing a conventional submersible type device, where FIG. 15A is a plan view, FIG. 15B is a side view, and FIG. 15C is a front view;
FIG. 16 is a diagram showing an example of a device for underwater work, (a) is a diagram of a submersible type device, (b) is a diagram of a crawler traveling type device, and (c) is a sled traveling type device. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Underwater travel device
10 Body
14 Sled
15 Fin (Settling speed adjusting means)
21, 22 Traveling wheels
24, 25 Shock absorption damper at the bottom
23 Steering mechanism (steering mechanism)
30 Electronic equipment container (buoyancy generator)
32 Floating body
33 Floating body
41 Battery container
42 Ballast for sedimentation
43 Acrylic dome (observation equipment)
43a TV camera
43b Underwater lighting
P Grounding point
B Floating position
G Center of gravity position
Ff buoyancy
Fg due to gravity
Mf Restoring moment
Mg overturning moment

Claims (5)

水底や海底の底地に設置して移動する接地移動手段を備えた水底走行装置であって、重心位置よりも高い位置に浮心位置を設けて浮力により転倒に対する復元力を発生させて水中における姿勢を維持すると共に、前記浮心位置を走行方向に移動可能にする浮心位置移動手段を備えることを特徴とする水底走行装置。A submarine traveling device equipped with ground moving means that is installed on the bottom of the seabed or seabed and moves, and a buoyancy position is provided at a position higher than the position of the center of gravity to generate a restoring force against a fall by buoyancy. A submarine travel device characterized by comprising a buoyancy position moving means for maintaining the posture and allowing the buoyancy position to move in the travel direction . 前記浮力の少なくとも一部を水中に浮遊する浮体を係留することによって得ることを特徴とする請求項1に記載の水底走行装置。The bottom traveling apparatus according to claim 1, wherein at least a part of the buoyancy is obtained by mooring a floating body that floats in water. 前記浮力の少なくとも一部を浮上した浮体を張力調整装置を介して所定の範囲内の引き張り力で係留することによって得ることを特徴とする請求項1又は2に記載の水底走行装置。The underwater travel device according to claim 1, wherein the floating body that floats at least a part of the buoyancy is obtained by mooring with a pulling force within a predetermined range via a tension adjusting device. 前記走行車輪の前後または側方の少なくとも一部にソリを備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の水底走行装置。The waterbed traveling device according to any one of claims 1 to 3 , wherein a sled is provided at least at a part of the front and rear or side of the traveling wheel . 該水底走行装置に人が便乗して共に移動できるように便乗手段を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の水底走行装置。 The bottom traveling device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a piggybacking means so that a person can piggyback on the bottom traveling device and move together .
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