JP4798363B2

JP4798363B2 - 船体の喫水等計測装置

Info

Publication number: JP4798363B2
Application number: JP2006165092A
Authority: JP
Inventors: 勝辻本; 博史沢田; 佳成南; 研二滝沢
Original assignee: National Maritime Research Institute
Current assignee: National Maritime Research Institute
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2026-06-14
Also published as: JP2007333530A

Description

本発明は、船体について、喫水やメタセンター高さなどを計測するための装置に関する。

従来、船体について重心上のメタセンター高さ（以下、ＧＭと称する。）を計測する際には、船体の喫水を計測したり、上甲板上に載置した重錘の移動に伴う船体の横傾斜角を計測したりすることが行われている。
ところで、模型船の場合は、喫水の計測に際して水槽内の水面が穏やかな半面、水の表面張力により計測値に誤差を招きやすいという不具合があり、また実船の場合も、水面が波立っていると、正確な喫水の計測は困難になる。
「実践浮体の流体力学」（後編：実験と解析）第１２〜１５頁，株式会社成山堂書店平成１５年４月２８日発行

本発明は、レーザー光による計測手段の採用により、水面の影響を受けることなく船体の喫水や傾斜角などを適切に計測できるようにし、ひいてはメタセンター高さについても正確に求めることができるようにした船体の喫水等計測装置を提供することを課題とする。

本発明の船体の喫水等計測装置は、水面に浮かべられた船体の中央部における船体横断面に沿い同船体の上甲板上で船体横方向に設置されるベース部材と、同ベース部材の船外へ張り出した端部から同ベース部材と直角に水中へ垂下される支持部材とを備え、同支持部材の下端部には、上記船体の正立状態および横傾斜状態に拘わらず水底へ向け鉛直にレーザー光を照射して直下の水底における第１計測点までの距離を計測するためのレーザー式測距装置が枢着されるとともに、上記船体の横傾斜状態で同船体の横断面における船体中心線と平行に水底の第２計測点へ向けレーザー光を照射して上記の第１計測点と第２計測点との船体横方向における相互間距離を計測するためのレーザー光照射装置が装着されていて、上記の第１計測点および第２計測点の船体横方向における相互間距離を計測するためのレーザー受光器が、水底に敷設されており、上記船体を横傾斜させるための重錘が、上記ベース部材に沿い船体横方向へ移動調節可能に設けられているとともに、上記レーザー光照射装置が、上記船体の縦傾斜の影響を回避すべく上記支持部材の下端部において上記船体の横方向に沿う支軸により枢着されていることを特徴としている。

本発明の船体の喫水等計測装置では、水面に浮かぶ船体の上甲板上で船体横方向に設置されるベース部材の船外へ張り出した端部から水中へ垂下される支持部材の下端部に、船体の正立状態および横傾斜状態に拘わらず常に水底へ向け鉛直にレーザー光を照射して直下の水底における第１計測点までの距離を計測しうるレーザー式測距装置が設けられるので、上記支持部材についての既知のデータと上記レーザー式測距装置による計測値とに基づいて、上記船体の喫水を正確に且つ容易に求めることができる。

また、上記船体を横傾斜させた状態で上記レーザー式測距装置により鉛直下方の水底における第１計測点までの距離を求めるとともに、上記レーザー光照射装置により上記船体の上記横傾斜状態で同船体の横断面における船体中心線と平行に水底の第２計測点へ向けレーザー光を照射して、上記の第１計測点と第２計測点との船体横方向における相互間距離を求めることにより、上記船体の重心上における横メタセンターの高さも、容易に且つ正確に求めることが可能になる。

そして、上記の第１計測点および第２計測点の船体横方向における相互間距離を計測するためのレーザー受光器が水底に敷設されているので、同レーザー受光器における上記レーザー式測距装置からのレーザー照射スポットと上記レーザー光照射装置からのレーザー照射スポットとの位置関係に基づいて、上記相互間距離を容易に求めることが可能になり、この相互間距離を用いることによって船体の重心上における横メタセンター高さを算出することが可能になる。

さらに、水面に浮く上記船体を横傾斜させるための重錘が、上記ベース部材に沿い船体横方向へ移動調節可能に設けられているので、上記船体を横傾斜させるための操作が上記船体の縦傾斜を生じることなく、簡便に行われるようになる。

また、上記レーザー光照射装置が、上記船体の縦傾斜の影響を回避できるように上記支持部材の下端部で船体横方向に沿う支軸によって枢着されているので、前記横メタセンターの船体重心上における高さが適切に求められるようになる。

図１は本発明の一実施例としての船体の喫水等計測装置の試験水槽における模型船についての使用状態を示す斜視図、図２は図１の船体を横傾斜させた状態を示す斜視図、図３は上記装置を装着された船体を模式的に示す横断面図、図４は図３における船体の横傾斜状態を示す横断面図である。

図１に示すように、本装置におけるベース部材１は、水面Ｗに浮かべられた船体Ｓの中央部における船体横断面に沿い、同船体Ｓの上甲板２上で船体横方向に設置されるものであり、同ベース部材１の船外へ張り出した端部から同ベース部材１と直角に水中へ垂下される支持部材３が設けられている。なお、符号４は舷側面を示している。

支持部材３の下端部には、支持板５の中央部が船体横方向に回転軸を有する第１ヒンジ６を介して船長方向に水平に枢着され、同支持板５の船長方向における一端部には、第１ヒンジ６の回転中心と同じレベルに下方へ向けたレーザー光発射基点７ａを有するレーザー光照射装置７が、この部分での船体横断面における船体中心線と平行にレーザー光を照射しうるように設けられている。そして、水底には、同装置７からレーザー光を受けるための板状のレーザー受光器10が敷設されている。

また、支持板５の他端部には、第１ヒンジ６の回転軸と直交する方向に回転軸を有する第２ヒンジ８を介してレーザー式測距装置９が装着されて、同レーザー式測距装置９の下方へ向けたレーザー光発射基点９ａも、第１ヒンジ６の回転中心と同じレベルに設けられている。なお、支持板５は、船長方向には常に水平に保たれるように配慮されており、要すれば図示しないバランスウエイトが装着される。

さらに、ベース部材１には、図２および図４に示すように、船体Ｓを横傾斜させるための重錘11が、ベース部材１上のレール１ａに沿い船体横方向へ移動調節可能に設けられており、レール１ａの端部には重錘11の脱落を防止するためのストッパー１ｂが設けられている。また、重錘11は、図示しないクランプ機構により、レール１ａに固定される。

上述の本実施例における船体の喫水等計測装置の使用状態を模式的に示すと、図３に示すように水面Ｗに対する船体Ｓの正立状態では、［数１］式により喫水ｄを容易に求めることができる。

また、図２および図４に示すように、船体Ｓが水面Ｗ’に対し傾斜した状態では、レーザー光照射装置７およびレーザー式測距装置９のレーザー受光器10上における各照射点相互の船体横方向における間隔ａが、［数２］式により容易に求められる。

そこで、この数値ａを用いて、メタセンター高さＧＭを次のようにして求めることができる。
まず、傾斜角θについては、［数２］式で求めた数値ａおよびレーザー式測距装置９による計測値ｆ’を用いて、［数３］式により算出することができる。（図４参照）

そして、横メタセンター高さＧＭは、［数４］式により求めることができる。

上述のように本実施例の船体の喫水等計測装置では、水面における船体Ｓの上甲板２上で船体横方向に設置されるベース部材１の船外へ張り出した端部から水中へ垂下される支持部材３の下端部に、船体Ｓの正立状態および横傾斜状態に拘わらず水底へ向け鉛直にレーザー光を照射して直下の水底における第１計測点までの距離ｆを計測しうるレーザー式測距装置９が設けられるので、支持部材３についての既知のデータとレーザー式測距装置９による計測値ｆとに基づいて、船体Ｓの喫水ｄを正確に且つ容易に求めることができる。

また、船体Ｓを横傾斜させた状態でレーザー式測距装置９により鉛直下方の水底における第１計測点までの距離を求めるとともに、レーザー光照射装置７により船体Ｓの横傾斜状態で同船体Ｓの横断面における船体中心線と平行に水底の第２計測点へ向けレーザー光を照射して、上記の第１計測点と第２計測点との船体横方向における相互間距離ａを求めることにより、船体Ｓの重心上における横メタセンターの高さも、容易に且つ正確に求めることが可能になる。

そして、上記の第１計測点および第２計測点の船体横方向における相互間距離ａを計測するためのレーザー受光器10が水底に敷設されているので、同レーザー受光器10におけるレーザー式測距装置９からのレーザー照射スポットとレーザー光照射装置10からのレーザー照射スポットとの位置関係に基づいて、上記相互間距離ａを容易に求めることが可能になる。

さらに、水面に浮く船体Ｓを横傾斜させるための重錘11が、ベース部材１に沿い船体横方向へ移動調節可能に設けられているので、船体Ｓを横傾斜させるための操作が船体Ｓの縦傾斜を生じることなく、簡便に行われるようになる。

また、レーザー光照射装置７が、船体Ｓの縦傾斜の影響を回避できるように支持部材３の下端部で船体横方向に沿う支軸によって枢着されているので、横メタセンターの船体重心上における高さＧＭが適切に求められるようになる。
なお、本装置は、模型船のみならずドック内の実船についても用いることができる。

また、本装置のレール１ａを船体の端部において前後方向に設置し、図１に示す支持板５を船外の水平面内で９０度回した状態として、レーザー光照射装置７とレーザー式測距装置９とが横方向に並ぶようにセットすることにより、本装置を用いて船体の縦傾斜角や、縦メタセンター高さの測定を行うことも可能である。

本実施例では、レーザー式測距装置９を常に鉛直下方へ向けるための手段として、支持部材３の下端部に、第１ヒンジ６および第２ヒンジ８を介して同装置９の枢着が行われているが、同装置９の枢着手段としては１個の玉継手を用いるようにしてもよい。

本発明の一実施例としての船体の喫水等計測装置の試験水槽における模型船についての使用状態を示す斜視図である。図１の船体を横傾斜させた状態を示す斜視図である。上記装置を装着された船体を模式的に示す横断面図である。図３における船体の横傾斜状態を示す横断面図である。

１ベース部材
１ａレール
１ｂストッパー
２上甲板
３支持部材
４舷側面
５支持板
６第１ヒンジ
７レーザー光照射装置
７ａレーザー光発射基点
８第２ヒンジ
９レーザー式測距装置
９ａレーザー光発射基点
10 レーザー受光器
11 重錘
ｄ喫水
Ｓ船体
Ｗ，Ｗ’水面

Claims

水面に浮かべられた船体の中央部における船体横断面に沿い同船体の上甲板上で船体横方向に設置されるベース部材と、同ベース部材の船外へ張り出した端部から同ベース部材と直角に水中へ垂下される支持部材とを備え、同支持部材の下端部には、上記船体の正立状態および横傾斜状態に拘わらず水底へ向け鉛直にレーザー光を照射して直下の水底における第１計測点までの距離を計測するためのレーザー式測距装置が枢着されるとともに、上記船体の横傾斜状態で同船体の横断面における船体中心線と平行に水底の第２計測点へ向けレーザー光を照射して上記の第１計測点と第２計測点との船体横方向における相互間距離を計測するためのレーザー光照射装置が装着されていて、上記の第１計測点および第２計測点の船体横方向における相互間距離を計測するためのレーザー受光器が、水底に敷設されており、上記船体を横傾斜させるための重錘が、上記ベース部材に沿い船体横方向へ移動調節可能に設けられるとともに、上記レーザー光照射装置が、上記船体の縦傾斜の影響を回避すべく上記支持部材の下端部において上記船体の横方向に沿う支軸により枢着されていることを特徴とする、船体の喫水等計測装置。