JP5606357B2 - 浮体およびその運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、浮体およびその運転方法に係り、特に連結されて稼動しかつ遠隔装置および航送装置を有する場合に好適な浮体ならびにその運転方法に関する。

洪水などの災害により河川に架けられた橋が破壊され、臨時の橋の架設が必要なときに架橋手段として使用される浮橋の例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載の浮橋では、浮橋本体を水よりも十分比重の小さい複数の板状の浮橋ブロックで構成し、輸送中等の使用前の状態では、この浮橋ブロックをｗ字型に折り曲げて保持している。そして、架橋時には、折り曲げて保持した浮橋ブロックを水面上に置き、折り曲げ部から展開して浮橋を形成している。

従来の架橋の他の例が、特許文献２に記載されている。この明細書に記載の浮橋では、水陸両用の移動体の上面に、特許文献１に記載の浮橋と類似の浮橋を搭載し、陸上走行時には、浮橋ブロックを折り曲げて車体の上面形状とほぼ同じにしておき、河川等の架橋が必要な場所に移動体が到着すると、そのまま河川に乗り込むとともに上面に搭載した浮橋ブロックを展開するようにしている。また、浮橋の両側面には、スロープが形成されており、他の移動体に搭載された浮橋と連結できるようになっている。

特開昭５９−１２６８０８号公報 米国特許明細書第７、６９０、９５７号

ところで、上記特許文献１に記載の浮橋では、浮橋全体または浮橋ブロックをトラックに載置し、架橋する位置まで輸送し終えたら、トラックの後部からウインチ等で河川へ浮橋全体または浮橋ブロックを投入することが記載されている。しかしながら、この浮橋では、河川への投入位置が架橋位置から離れている場合に、架橋することについては、記載されていない。河川に通常架橋する場合には、河川の両岸のうち、アクセスしやすい場所を選んで浮橋を搭載したトラックが近づき、その場で浮橋ブロックを投入した後、実際に架橋に必要な場所まで浮橋を移動させる。この特許文献１では、このような架橋位置まで浮橋を移動させることについては、考慮されていない。

特許文献２に記載の水陸両用車に搭載した浮橋の場合には、浮橋の下面側に水陸両用車が位置するので、水陸両用車の河川へのアクセス位置と架橋位置が異なっていても、水陸両用車で浮橋を架橋位置まで運ぶことが可能になり、上記特許文献１に記載の不具合は解消される。しかしながら、この浮橋は水陸両用車と一体になっており、構造が複雑化し高価にならざるを得ない。しかも、連結使用する場合には、複数台そろえる必要があり、災害はどこで発生するか予見不可能であるから、全国に分散配置することが困難になる。また、特殊車両である各水陸両用車を操作できる人の養成も必要となる。

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、その目的は浮体を簡素に構成して遠隔操作を可能とするとともに、浮体に搭乗する操作者がいなくても自力で水上移動を可能にすることにある。本発明の他の目的は、無人の浮体を遠隔操作可能としたときに、その移動操作を容易とすることにある。

上記目的を達成する本発明の特徴は、水面に浮かされ連結可能な浮体ブロックと、前記浮体ブロックを遠隔から操作する遠隔操作手段と、前記浮体ブロックに搭載され前記遠隔操作手段からの指令を受信する遠隔操作装置と、前記浮体ブロックを航走させるプロペラを有する複数の船外機と、前記遠隔操作装置が受信した指令信号に基づいて前記複数の船外機を制御する制御部と、前記複数の船外機を旋回させる旋回機構とを有し、前記複数の船外機は前記浮体ブロックの両端部に配置されており、さらに前記制御部は前記旋回機構を用いて前記船外機を前記浮体ブロックに対して旋回させ、この旋回させた状態で前記プロペラを前記制御部が回転駆動することを可能にした浮体において、前記制御部は、前記プロペラの回転方向と回転速度を制御し、前記旋回機構は、前記船外機を旋回可能にする旋回手段を有し、前記遠隔操作手段は２個の操作棒と、前記操作棒の操作内容と前記旋回機構の操作内容を切替える複数の切替ボタンを備えることにある。

そしてこの特徴において、前記旋回手段は、前記船外機に取付けられた第１の旋回用歯車と、この第１の旋回用歯車と噛み合う第２の旋回用歯車と、この第２の旋回用歯車が取り付けられた旋回用モータとを有するのが好ましい。

上記目的を達成する本発明の他の特徴は、水面に浮かされ連結可能な浮体ブロックと、前記浮体ブロックの両側に搭載され前記浮体ブロックを航走させるプロペラを有する２個の船外機と、前記２個の船外機を旋回させる旋回機構とを有する浮体を、前記浮体から遠隔に配置され２個の操作棒とこの操作棒の操作内容と前記旋回機構の操作内容を切替える複数の切替ボタンを有する遠隔操作手段と、前記浮体ブロックに搭載され前記遠隔操作手段からの指令を受信する遠隔操作装置と、前記遠隔操作装置が受信した指令信号に基づいて前記複数の船外機を制御する制御部とを用いて、運転制御する浮体の運転方法において、前記制御部は前記旋回機構を用いて前記船外機を前記浮体ブロックに対して旋回させ、旋回させた状態で前記プロペラを前記制御部が回転駆動し、さらに、前記遠隔操作手段が有する２個の操作棒と前記切替ボタンとを切替えて浮体の運転モードを切替え、前記浮体の運転モードは、前記２個の船外機を前進方向の基準位置に位置決めして２個の操作棒の傾き角と傾き方向でそれぞれの船外機が有するプロペラの回転方向と回転速度を個別に定める第１の運転モードと、一方の操作棒の傾き角と傾き方向で前記２個の船外機の旋回方向と旋回量を決定し他方の操作棒の傾き角と傾き方向で双方の前記プロペラの回転方向と回転速度を決定する第２の運転モードと、前記２個の船外機を互いに逆方向に位置決めし、一方の操作棒の傾き角と傾き方向でその場回転方向と双方の前記プロペラの回転速度を定める第３の運転モードと、前記２個の船外機を左右いずれか９０度だけ旋回させた状態を基準位置に位置決めし、一方の操作棒の傾き角と傾き方向で前記２個の船外機の旋回方向と旋回量を決定し他方の操作棒の傾き角と傾き方向で双方の前記プロペラの回転方向と回転速度を決定する第４の運転モードとを有することにある。

そしてこの特徴において、運転開始時には、各切替ボタンがオフ状態または中立状態であって前記第１の運転モードに設定されていることが好ましい。

本発明によれば、水面に浮かぶ浮体において、遠隔からの指示により浮体の両側部に配置した航送装置の浮体に対する姿勢および速度を可変にしたので、浮体を簡素に構成して遠隔操作が可能になるとともに、浮体に搭乗する操作者がいなくても自力で水上移動が可能になる。また、無人の浮体が遠隔操作可能であるとともに、その移動操作も容易になる。

本発明に係る浮体本体の一実施例の斜視図である。 図１に示した浮体本体が備える旋回機構の模式図であり、その正面図である。 図２に示した遠隔操作装置および浮体の概略上面図である。 図１に示した浮体本体および遠隔操作装置の主要部のブロック図である。 遠隔操作装置の操作による、運転モード切替えを説明する図である。 運転モード１を説明する図である。 運転モード２を説明する図である。 運転モード３を説明する図である。 運転モード４を説明する図である。 本発明に係る浮体の運転方法を説明するフローチャートである。

以下、本発明に係る浮体の一実施例を図面を用いて説明する。図１は、浮体１０の斜視図であり、河川４８中に供用した様子を示している。浮体１０は、陸上に配置した遠隔操作手段１からの操作指令でその位置を変化させる。

浮体１０は、陸上輸送に便利なように、直方体状の３個の浮体ブロック４１〜４３を折り曲げ部３３で接続して形成されている。陸上輸送時には、この折り曲げ部で、中央に位置する走行部となる浮体ブロック４３の上方に、両側に位置する浮体ブロック４１、４２が折り重ねられる。中央に位置する浮体ブロック４３の幅が、両側に位置する浮体ブロック４１、４２の幅の２倍程度あるので、折り重ねて運ぶことが可能になる。

両側の浮体ブロック４１、４２の幅方向端部には、河川４８などで浮体ブロック４１〜４３を展開したときに、浮体ブロック４１〜４３上へ波が押し寄せるのを防止するために、波除け４４が立設されている。また、中央の浮体ブロック４３の前後端部には連結部３２が設けられており、他の浮体１０と連結するための図示しない連結装置が取り付け可能になっている。

本発明の浮体１０の特徴として、浮体１０は無人で移動できるようになっている。そのため、浮体１０の下方であって左右の浮体ブロック４１、４２の部分には、モータ５４、６４で駆動されるプロペラ５３、６３が配置されている。これらモータ５４、６４およびプロペラ５３、６３は、船外機５０、６０を構成している。

つまり、図２に詳細を示すように、浮体１０の進行方向に対して左側に位置する左船外機５０は、左側の浮体ブロック４１を貫通して配置されている。なお、図２は、船外機50、60の正面図(同図(ａ))および側面図(同図(ｂ))である。浮体１０を推進するためのプロペラ５３、６３が水平軸モータ５４、６４の先端に取り付けられている。モータ５４、６４は、垂直に延びる回転軸５５、６５の先端部に取り付けられて、水中に保持される。

回転軸５５、６５の中間部は、浮体ブロック４１、４２に下端部を固定した船外機固定フレーム７１、７２に保持された軸受５２、６２で回転自在に支持されている。回転軸５５、６５の軸受５２、６２よりも下方には、歯車５６ａ、６６ａが取り付けられており、この歯車５６ａ、６６ａは旋回用モータ５７、６７の先端部に取り付けた歯車５６ｂ、６６ｂと噛み合っている。旋回用モータ５７、６７を駆動することにより、回転軸５５、６５が垂直軸回りに回転する。軸受５２、６２や歯車５６ａ、５６ｂ、６６ａ、６６ｂ、旋回用モータ５７、６７は、旋回機構５８、６８を構成する。なお、本実施例では、符号の５０番台は左船外機５０に関する部分を、６０番台は右船外機６０に関する部分を指示している。また本実施例では、旋回用モータ５７、６７の動力伝達に歯車を使用したが、ベルト等を用いてもよい。

軸受５２、６２や歯車５６、６６、旋回用モータ５７、６７等は、図示しないカバーで気密に覆われており、浮体１０への河川水の侵入を防止している。また、カバーを突き抜けて回転軸は５５、６５上方に延びていて、その上部先端側には、横木が取り付けられている。横木の先端部にはハンドル５１、６１が取り付けられており、この浮体１０に人が搭乗したときに、マニュアル操作で回転軸５５、６５の向き(船外機５０、６０の旋回)とプロペラ駆動モータ５４、６４を操作できるようになっている。

図１において、側部に配置される浮体ブロック４１、４２の一方(図１では浮体ブロック４１)には、河岸に位置する操作者が所持する遠隔操作手段１からの指示を受信するための遠隔装置６が搭載されている。遠隔装置(受信部)６は、受信回路６ａとこの受信回路６ａに接続されたアンテナ６ｂとを有している。遠隔操作装置６や左右両船外機５０、６０等へ電力を供給するために、左右側部に配置した浮体ブロック４１、４２内に、電源(電池)３１が格納されている。遠隔操作装置６の近傍であって、浮体４１内には、遠隔操作装置６に接続され、左右両船外機５０、６０および左右旋回機構５８、６８を制御する制御部７(図３参照)も搭載されている。

図３に、浮体を遠隔操作するときに用いる遠隔操作手段１の一例を正面図（同図（ａ））で、遠隔操作手段１により無人で遠隔操作される浮体１０の一例を上面図（同図（ｂ））で示す。遠隔操作手段１は、左側に２個の操作棒Ａ、Ｂ（１２、２２）が、右側に５個の操作ボタン３ａ〜３ｅを有する運転モード切替手段３とを有している
ジョイスティック等で構成される２個の操作棒Ａ、Ｂ（１２、２２）は、後述する運転モードによりその操作内容が異なるが、左側の操作棒Ａ（１２）は、主としてプロペラ５３、６３の回転数を制御するのに用いられる。一方、右側の操作棒Ｂ（２２）は、主として左右の旋回機構５８、６８を制御するのに用いられる。操作ボタン３ａ〜３ｅの作用については、後述する。

次に、遠隔操作手段１と浮体１０側の設備との電気的接続関係を、図４を用いて説明する。図４は、遠隔操作手段１と浮体１０の電気的設備のブロック図である。遠隔操作手段１では、左側操作棒Ａ（１２）を操作したときに、その操作棒Ａ（１２）の上下方向および左右方向の傾き角と傾き方向とを検出するために、左操作棒電圧センサ１３が設けられている。傾き角の大きさは、ほとんどの運転モードにおいて、プロペラ５３、６３の回転速度の大きさに対応する。また、傾き方向（上、下、左、右方向）の別により、プロペラ５３、６３の回転方向が異なってくる。

右側の操作棒Ｂ（２２）は上述したように、運転モードによりその指示内容が異なってくる。しかしながら、左操作棒Ａ（１２）と同様に、傾き角と傾き方向とを検出するための、右操作棒電圧センサ２３が設けられている。なお、運転モードによっては、これらの検出値は無視される。左操作棒電圧センサ１３と右操作棒電圧センサ２３の出力は、操作信号として信号変換部２４に送信される。運転モード切替手段３が有する５つのボタン３ａ〜３ｅの信号は、送信部４が備える送信回路４ａに送信される。なお、送信部４はアンテナ４ｂを有している。

送信部４のアンテナ４ｂから送信された無線信号は、浮体１０側の遠隔操作装置６のアンテナ６ｂで受信される。そして受信回路６ａで受信処理された後、制御部７へ送信される。制御部７では、初めにＡ/Ｄ入力部７ｂでアナログデータからデジタルデータにデータ変換され、演算部７ａへ入力される。演算部７ａでは、操作信号に応じて左船外機５０または／および右船外機６０のプロペラ５３、６３の回転方向及びプロペラ５３、６３の回転速度を演算し、Ｄ／Ａ出力部７ｃへ出力する。

Ｄ／Ａ出力部７ｃでは、デジタル信号をアナログ信号にデータ変換し、左船外機制御部５９または／および右船外機制御部６９に、プロペラ５３、６３の回転方向とプロペラ５３、６３の回転速度を動作信号として出力する。なお、左右両船外機５０、６０とも、正転／逆転の双方向の動作が可能である。

本実施例では、操作棒１２を上側へ傾けたときに、プロペラ５３、６３が正転方向に動作し、操作棒１２を下側へ傾けたときに、プロペラ５３、６３が逆転方向に動作させている。操作棒１２とプロペラ５３、６３の回転方向はこれに限るものではなく、操作棒１２を上側に傾けたときにプロペラ５３、６３を逆転方向に動作させ、操作棒１２を下側に傾けたときにプロペラ５３、６３を正転方向動作とすることも可能である。これらは、操作者が任意に選択できる。

ところで、後述するいくつかの運転モードでは、遠隔操作手段１の右操作棒２２の操作により、旋回機構５８、６８を動作させることが可能になる。その場合、遠隔操作手段１の右操作棒２２を左右方向に変位させると、旋回機構５８、６８が動作する。例えば、右操作棒２２を右方向へ傾けると、操作棒２２の傾き角と傾き方向が右操作棒電圧センサ２３により操作信号として信号変換部２４へ入力される。この入力信号は、送信部４から浮体１０側の遠隔操作装置６に無線通信される。

浮体１０側では、受信した信号をＡ／Ｄ入力部７ｂでデジタル信号にデータ変換し、操作信号に応じた左旋回機構５８および右旋回機構６８の旋回角度を演算部７ａで演算する。演算された左右旋回機構５８、６８の旋回角度は、左右両船外機５０、６０が同期して旋回するような旋回動作信号としてＤ/Ａ出力部７ｃに入力される。Ｄ/Ａ出力部７ｃは、アナログデータにデータ変換し、左旋回用モータ５７および右旋回用モータ６７へ指令値を出力する。

つまり、上記右操作棒２２の右方向への傾きにより、左旋回用モータ５７および右旋回用モータ６７はともに右転動作を行い、左船外機５０と右船外機６０が右旋回する。このように、右操作棒２２の操作に対して制御部７が逐次演算および信号を出力するので、自走式浮体の人力による旋回動作に比べて、左右同期した精度が良くかつ高速な旋回操作が可能になる。

また、旋回動作に限らず従来の自走式浮体では、左右船外機の各々の近傍に操作者を配置し、指令者からの発令により、前後進方向やプロペラ回転数の制御、旋回動作をマニュアルで実行していた。そのため、発令から浮体の動作までに多くの時間を要し、直感的な浮体の操作や動作が困難になっていた。本実施例によれば、操作者は浮体に搭乗することなく、遠隔操作手段を遠隔で操作するだけで済み、瞬時の操作が可能になる。また、荒天時など操作がマニュアルでは困難な場合でも、確実に操作できる。

さらに、左右操作棒と船外機の動作は予め設定されているので、従来の自走式浮体のように指令の聞き間違いによる誤操作や周囲の騒音により指令を聞き取れないと言った不具合が発生しない。これら遠隔操作手段１と船外機の動作により、浮体１０は遠隔操作により水上を自走可能となる。

次に、図５ないし図１０を用いて、本発明に係る浮体１０の運転モードについて説明する。図５は、運転モードを切替える運転モード切替手段３の運転モードによる動作の違いを説明する図であり、図６ないし図９は、各運転モードにおける遠隔操作手段１の操作と浮体１０の動きをまとめた図である。また、図１０は、遠隔操作手段１を用いた運転モード切替のフローを示すフローチャートである。

本実施例では、基本的に４個の運転モードを有している。「運転モード１」は、デフォルトして設定されるモードであり、左右両操作棒Ａ、Ｂ（１２、２２）をそれぞれ両船外機５０、６０の運転動作の操作に使用する運転モードである。「運転モード２」は、左の操作棒Ａ（１２）で、左右両船外機５０、６０の運転動作を同期して制御するモードであり、右の操作棒Ｂ（２２）は、左右の旋回機構５８、６８の制御に用いられる運転モードである。「運転モード３」は、信地旋回に適した運転モードであり、「運転モード４」は運転モード２の変形であり、旋回機構５８、６８の基準位置（新原点）を、前後進方向ではなく、前後進方向に対し９０度の方向、すなわち横方向とする運転モードである。

この４個の運転モードを切替えるために、図５に示すように運転モード切替手段３を操作する。運転モード切替手段３は、通常方向切替ボタン３ａおよび超信地旋回ボタン３ｂ、垂直運行切替ボタン３ｃ、復帰モード切替ボタン３ｄ、緊急停止ボタン３ｅを備えている。

ここで、すべてのボタン３ａ〜３ｅがオフであれば、同図（ａ）に示す運転モード１のデフォルト状態になる。上述したようにこの状態では、左操作棒Ａ（１２）の傾き角と傾き方向に従って、左プロペラ５３の回転速度と正転/逆転が設定される。操作棒Ａ（１２）の左右方向への傾きは、無視される。同様に、右操作棒Ｂ（２２）の傾き角と傾き方向に従って、右プロペラ６３の回転速度と正転/逆転が設定される。操作棒Ｂ（２２）の左右方向への傾きは、無視される。また、左右いずれの操作棒Ａ、Ｂ（１２、２２）でも、上方向に傾けるとプロペラ５３、６３は正転し、下方向に傾けるとプロペラ５３、６３は逆転する。

通常方向切替ボタン３ａだけがオンでその他のボタン３ｂ〜３ｅがオフ状態になると、運転モード２に切り替わる。この運転モード２では、左操作棒Ａ（１２）の上下方向への傾きで、左右両プロペラ５３、６３の回転速度と回転方向が設定される。左操作棒Ａ（１２）の左右の傾きは、無視される。右操作棒Ｂ（２２）の左右への傾きで、左右の旋回機構５８、６８が同期して動作する。右操作棒Ｂ（２２）の上下方向の傾きは、無視される。

超信地旋回ボタン３ｂのみがオンで、他のボタン３ａ、３ｃ〜３ｅがオフの状態になると、運転モード３に切り替わる。右旋回機構６８が作用して、右のプロペラ駆動モータ６４と右プロペラ６３の前後方向の配置が逆になる。右操作棒Ｂ（２２）の傾きは、無視される。左操作棒Ａ（１２）の前後方向の動作のみ有効で、その傾きに応じて左右両プロペラ５３、６３の正転/逆転の切替と回転速度が設定される。

垂直運行ボタン３ｃが「切」状態から、「左」「右」のいずれかに切替えられ、その他のボタン３ａ、３ｂ、３ｄ、３ｅがオフ状態であれば、運転モード４に切替わる。垂直運行ボタン３ｃの「左」「右」の切替方向に応じて、左右両旋回機構５８、６８が動作して、プロペラ５３、６３の推進方向を左横方向または右横方向に設定する。この方向が、新原点となる。

さらに、左の操作棒Ａ（１２）では、操作棒Ａ（１２）の上下方向の傾きにより、左右両プロペラ５３、６３の同期した回転速度および正転/逆転が設定される。操作棒Ａ（１２）の左右方向の傾きは無視される。また、右操作棒Ｂ（２２）の左右方向の傾きにより、横方向（９０度ずれた位置）からの左右両旋回機構５８、６８の回動量が決定される。右操作棒Ｂ（２２）の上下方向の傾きは、無視される。

各運転モードにおけるさらに具体的な運用を、図６〜図９を用いて説明する。
（運転モード１）
運転モード１における特徴的な運転状態を、図６に６種類示す。
運転モード１では、左操作棒１２が左の船外機５０を、右操作棒２２が右船外機６０を制御するのに用いられる。そして、左右の操作棒１２、２２の傾き角が等量であれば、まっすぐ前進または後退し、左右の操作棒１２、２２の傾きが異なると、より多く傾けた側へ、浮体１０は旋回しながら移動する。一方の操作棒１２または２２が、中立位置にあれば、独楽のように浮体は旋回のみする。

操作棒１２、２２の傾き角を左右操作棒電圧センサ１３、２３（図４参照）が検出して、制御部７が左右操作棒１２、２２の傾き角に応じて左右船外機５０、６０のプロペラ５３、６３の回転方向を決定するとともに、プロペラ５３、６３の回転速度を演算し、左船外機制御部５９と右船外機制御部６９へ信号出力する。制御部７からの信号出力により、プロペラ５３、６３が回転し、浮体１０を推進させる。左右操作棒１２、２２の傾き角により速度が調整されるので、左右操作棒１２、２２が中立位置から遠ざかれば遠ざかるほど、速度が速くなる。

図６の最上段に示した状態［１−１］は、左右の操作棒１２、２２ともに、上側に傾けた場合であり、その傾き角は左右等量である。プロペラ５３、６３はともに正転し、かつ回転速度が等しいので、各プロペラ５３、６３からは符号５３ａ、６３ａ方向に推進力が発生し、浮体１０は符号１０ａ方向に推進されて、前進する。

状態［１−２］は、右操作棒２２を中立位置（停止）にし、左操作棒１２のみ上側に傾けた場合である。制御部７が、左操作棒１２の傾き角に応じて、プロペラ５３の回転方向およびプロペラ５３の回転速度を算出し、左船外機制御部５９へ信号出力するので、浮体１０にはプロペラ５３による推進力のみ作用し、浮体１０は符号１０ｂで示すように右旋回する。旋回速度の大きさは、左操作棒１２の傾き角に依存する。

状態［１−３］は、左操作棒１２を上側に、右操作棒２２を下側に傾けた場合である。、制御部７は左操作棒１２が上側に傾いているので、プロペラ５３の回転方向を正転方向とし、さらに左操作棒１２の傾き角に応じたプロペラ５３の回転速度を算出する。この情報を、左船外機制御部５９に信号出力する。さらに、制御部７は右操作棒２２が下側に傾いているので、プロペラ６３の回転方向を逆転方向とし、右操作棒２２の傾き角に応じたプロペラ６３の回転速度を算出する。そしてこの情報を、右船外機制御部６９に信号出力する。左操作棒１２と右操作棒２２の傾き方向が逆であるので、左右プロペラの回転方向が逆となり、各プロペラ５３、６３の推進方向も逆となる。そこで浮体１０は、浮体１０の中心位置を旋回中心として、その場右旋回する。旋回速度の大きさは、左右操作棒１２、２２の傾き角による。

状態［１−４］は、左操作棒１２を中立位置（停止）にし、右操作棒２２のみ上側に傾けた場合である。状態［１−２］とは逆に、浮体１０は左旋回する。制御部７が、右操作棒２２の傾き角に応じて、プロペラ６３の回転方向および回転速度を演算し、右船外機制御部６９へ信号出力するので、浮体１０にはプロペラ６３による推進力のみ作用し、浮体１０は左旋回する。旋回速度の大きさは、右操作棒２２の傾き角に依存する。

状態［１−５］は、状態［１-３］の逆の場合である。すなわち、右操作棒２２を上側に、左操作棒１２を下側に傾けた場合である。、制御部７は左操作棒１２が下側に傾いているので、プロペラ５３の回転方向を逆転方向とし、さらに左操作棒１２の傾き角に応じたプロペラ５３の回転速度を算出する。この情報を、左船外機制御部５９に信号出力する。さらに、制御部７は右操作棒２２が上側に傾いているので、プロペラ６３の回転方向を正転方向とし、右操作棒２２の傾き角に応じたプロペラ６３の回転速度を算出する。そしてこの情報を、右船外機制御部６９に信号出力する。左操作棒１２と右操作棒２２の傾き方向が逆であるので、左右プロペラの回転方向が逆となり、各プロペラ５３、６３の推進方向も逆となる。そこで浮体１０は、浮体１０の中心位置を旋回中心として、その場左旋回する。旋回速度の大きさは、左右操作棒１２、２２の傾き角による。

状態［１−６］は、状態［１−１］の逆の場合である。すなわち、左操作棒１２と右操作棒２２を等量だけ、下側へ傾けた場合である。制御部７が左右操作棒１２、２２の傾き角に応じて左右のプロペラ５３、６３を逆転させ、さらに左右プロペラ５３、６３の回転速度を算出する。左船外機制御部５９および右船外機制御部６９へこの情報を、信号出力する。制御部７からの信号出力により、左右のプロペラ５３、６３が逆方向に回転し、浮体１０を後退(後進)させる。後退速度の大きさは、左右操作棒１２、２２の傾き角による。
（運転モード２）
運転モード２における特徴的な運転状態を、図７に４種類示す。運転モード２では、左操作棒１２が、左右双方のプロペラ５３、６３を同期して制御するのに用いられる。右操作棒２２は、左右双方の船外機５０、６０の姿勢を制御する、すなわち旋回させるのに用いられる。

状態［２−１］は、左操作棒１２を上方向に、右操作棒２２を中立位置にした場合である。右操作棒２２が中立位置にあるので、左右の旋回機構５８、６８は、左右の船外機５０、６０を、基準位置である浮体１０の前後方向に位置させる。一方、左操作棒が上方向に傾けられているので、制御部７は左操作棒１２の傾き角に応じて左右のプロペラ５３、６３の回転方向を正転とするとともに、左右のプロペラ５３、６３の回転速度を演算して左船外機制御部５９と右船外機制御部６９へ同じ信号を出力する。制御部からの指令信号により左右の船外機５０、６０のプロペラ５３、６３が正転方向へ同一速度で回転するので、浮体１０は前進する。前進速度の大きさは、左操作棒１２の傾き角に基づく。

状態［２-２］は、左操作棒１２を上側に、右操作棒２２を右側へ傾けた場合である。制御部７は右操作棒２２が右側に傾いているので、左右の旋回機構５８、６８を用いて、左右両船外機５０、６０を右方向に旋回させる。旋回させる角度は０〜９０度の範囲であり、その大きさは、右操作棒２２の傾き角による。

制御部７は、また左操作棒１２の傾き角に応じて左右のプロペラ５３、６３の回転方向を正転とするとともに左右のプロペラ５３、６３の回転速度を算出して左船外機制御部５９と右船外機制御部６９へ同じ信号を出力する。制御部７からの指令信号により、左右の船外機５０、６０のプロペラ５３、６３の回転方向が正転方向となり、左右のプロペラ５３、６３が同期して同じ回転速度で回転する。左右のプロペラ５３、６３の回転速度の大きさは、左操作棒１２の傾き角による。左右船外機５０、６０のプロペラ５３、６３が正転し左右船外機５０、６０が右旋回しているので、浮体１０は右方向に転回しながら移動する。右操作棒２２が右方向に最大まで傾いている場合には、浮体１０には前進方向の推力が働かず、浮体１０は真横方向(右方向)に移動する。

状態［２-３］は、状態［２-２］と左右方向逆に浮体１０を移動させる場合である。左操作棒１２は、状態［２-２］と同じく上方向に傾かせ、右操作棒２２は左方向に傾かせている。右操作棒２２が左側に傾いているので、制御部７は左右の旋回機構５８、６８を用いて、左右両船外機５０、６０を左方向に旋回させる。旋回させる角度は０〜９０度の範囲であり、その大きさは、右操作棒２２の傾き角による。左操作棒１２の操作による作用は状態［２-２］と同じであり、説明を省略する。左右船外機５０、６０のプロペラ５３、６３が正転し左右船外機５０、６０が左旋回しているので、浮体１０は左方向に転回しながら移動する。右操作棒２２が左方向に最大まで傾いている場合には、浮体１０には前進方向の推力が働かず、浮体１０は真横方向(左方向)に移動する。

状態［２−４］は、状態［２-１］の逆の場合であり、浮体１０を後退させる場合である。左操作棒１２を下側に傾け、右操作棒２２を中立位置にしている。右操作棒２２が中立位置にあるので、左右の旋回機構５８、６８は作動せず、船外機５０、６０は基準位置であるプロペラ５３、６３が回転軸の後ろ側となる位置を保持する。一方、左操作棒が下側に傾いているので、制御部７は左右のプロペラ５３、６３の回転方向を逆転方向とし、左右のプロペラの回転速度を左操作棒１２の傾き角に応じた速度として求め、左船外機制御部５９と右船外機制御部６９へ同一信号を出力する。制御部７からの指令信号により左右船外機５０、６０のプロペラ５３、６３が同一速度で逆回転するので、浮体１０は後退する。後退速度の大きさは、左操作棒１２の傾き角に応じる。

上記した運転モード２における特徴は、左右のプロペラ５３、６３の制御を左の操作棒１２の操作のみで実行することにある。上記運転モード１に比べきめ細かな浮体１０の制御では劣るが、操作が不慣れな場合や目標位置にある程度近づくまでの素早い操作が必要な場合には、有効な手段である。例えば、浮体１０を水上で連結して使用する門橋やフロート橋を構成するような場合に、浮体１０同士を向き合わせて、連結作業をするような場合に、好適である。

なお、運転モード２では、状態「２−４」から、右操作棒２２を操作して浮体１０を後退させながら転回させることも可能である。しかし、プロペラ５３、６３を正転させる場合に比べ逆転させる場合には、プロペラ５３、６３からの流れが船外機５０、６０により邪魔をされるので推力が小さくなるので、本実施例では、プロペラ５３、６３が正転する場合のみ示している。
（運転モード３）
運転モード３における特徴的な運転状態を、図８に基準停止状態も含めて３種類示す。運転モード３では、右の旋回機構６８を用いて、右の船外機６０を１８０度旋回させている。左操作棒１２は、左右双方のプロペラ５３、６３を同期して制御するのに用いられる。右操作棒２２は、無効化されている。

状態［３−１］は、基準停止状態であり、超信地旋回ボタン３ｂをオン状態にすることにより、右の旋回機構６８が右の船外機６０を１８０度旋回させた状態である。左操作棒１２は、中立位置にある。以下に説明する超信地旋回の準備段階である。

状態［３−２］は、左操作棒１２を上側に傾けた状態である。制御部７は、左操作棒１２の傾き角に応じて左右のプロペラ５３、６３の回転方向を正転とするとともに左右のプロペラ５３、６３回転速度を演算し、左船外機制御部５９と右船外機制御部６９へ同一の信号を出力する。制御部７からの指令信号出力により、プロペラ５３、６３は同一の回転速度で正転運転する。右船外機６０が１８０度旋回(反転)しているので、左船外機５０からは前進方向の、右船外機６０からは後退方向の推力が発生する。その結果、浮体１０は浮体１０の中心位置を旋回中心として、その場右旋回し、いわゆる超信地旋回をする。旋回速度の大きさは、左操作棒１２の傾き角に応じる。

状態［３−３］は、左操作棒１２を下側に傾けた状態であり、状態［３-２］と逆方向に浮体１０を旋回させる場合である。状態［３-２］とその場回転の回転方向が異なるだけで、制御部７やプロペラ５３、６３の動作は状態［３−２］と同じであり、浮体１０は左回りに超信地旋回する。

この運転モード３は、その場右旋回、その場左旋回を、より高精度に行いたい場合に使用される。例えば、狭小な場所での方向転換などに使用するのがよい。また、左右の船外機５０、６０およびプロペラ５３、６３の動作が関連付けられているので、運転モード１よりも不慣れな人でも操作しやすい。一方運転モード１は操作の自由度が高いので、操作棒動作の技術が高ければ、きめ細かな対応も可能である。

なお、上記実施例では、反転する船外機を右船外機６０としたが、左船外機５０としてもよいことは言うまでもない。左船外機５０を旋回させる場合には、左操作棒１２で左船外機５０を旋回させ、右操作棒２２でプロペラ５３、６３を操作するようにすれば、違和感なく浮体を操作できる。
（運転モード４）
運転モード４における特徴的な運転状態を、図９に４種類示す。運転モード４は、垂直運行ボタン３ｃが左、右、のいずれかに切替えられると有効にとなる。今、垂直運行ボタン３ｃが右に切替えられたとすると、左右の船外機５０、６０が９０度右旋回される。この状態を基準位置として、右操作棒２２を左右に傾けると、−９０度〜＋９０度の範囲で、船外機５０、６０が旋回する。左操作棒１２は、左右双方のプロペラ５３、６３を同期して制御するのに用いられる。垂直運行ボタン３ｃを左に切替えると、上記とは逆に、左右の船外機が９０度左旋回される。その他の動作は、垂直運行ボタン３ｃを右に切替えた場合と同じである。

なお、この運転モード４を使用すると、初期状態では、船外機５０、６０が左方向または右方向に９０度旋回する。この運転モード４では、この船外機５０、６０が向いた左９０度旋回方向または右９０度旋回方向を前進方向とする。

状態［４−１］は、右操作棒２２を中立位置とし、左操作棒１２を上側に傾けた状態である。右操作棒が中立位置なので、左右の船外機５０、６０を旋回駆動する旋回機構５８、６８は作動せず、垂直運行ボタン３ｃで切替えた右９０度の旋回位置を保つ。左操作棒１２が上側に傾けられているので、制御部７は左操作棒１２の傾き角に応じて、左右両プロペラ５３、６３を正転させるとともにプロペラ５３、６３の回転速度を演算し、左船外機制御部５９と右船外機制御部６９に同じ信号を出力する。制御部７の指令信号によりプロペラ５３、６３が同一回転数で正転する。これにより、浮体１０には右横向きの推力が作用し、浮体１０は右横向きに進む。

状態［４−２］は、状態［４−１］において右操作棒２２を操作した状態である。すなわち、右操作棒２２を右側に傾けると、旋回機構５８、６８は左右の船外機５０、６０を右方向に旋回駆動する。元々９０度右旋回しているので、さらに旋回角が増し、９０度から１８０度の範囲で旋回する。右操作棒２２を右方向に最大傾けると、船外機５０、６０は反転状態になる。旋回角の大きさは、右操作棒２２の傾き角による。左操作棒１２は正転を示しているので、浮体１０は後方に進む。この浮体１０の動きはプロペラ５３、６３の正転での推進なので、運転モード１や運転モード２における逆転時(状態［１−６］、［２−４］)よりも速い移動速度が得られる。

状態［４−３］は、状態［４−２］とは反対方向の左側に右操作棒２２を傾けた場合である。右操作棒２２が左側に傾けられたので、船外機５０、６０を旋回駆動する旋回機構５８、６８は船外機５０、６０を元の方向に戻すように作用する。すなわち、０〜９０度の範囲で、船外機５０、６０を旋回させる。旋回角は、右操作棒２２の傾き角に応じて変化し、左側に最大傾けると、基準状態である浮体１０の前後方向を向いた位置に船外機５０、６０を設定する。この状態では、左操作棒１２が上側に傾けられているので、浮体１０は前進する。

状態［４−４］は、左操作棒１２の傾きを状態［４−１］と逆方向にしたものである。左操作棒１２が下側に傾けられているので、プロペラ５３、６３は逆転となる。旋回機構５８、６８により船外機５０、６０が９０度右向きに旋回されているので、浮体１０は左側へ移動する。ただし、この場合もプロペラ５３、６３が逆転動作なので、この運転モード４の説明では省略しているが、垂直運行ボタン３ｃを左に切替えて船外機を左側に旋回させた場合に比べて遅い速度しか達成できない。

この運転モード４には、垂直運行ボタン３ｃを切替えて左右反対の動きをさせることができるが、ここでは説明を省略する。なお、上記実施例では垂直運行ボタン３ｃを切替えると、船外機５０、６０は右９０度まで旋回するようにしているが、垂直運行ボタン３ｃを切替えたときに、船外機５０、６０を左右方向の９０度以外の旋回位置に旋回させるようにすることも可能である。

運転モード４は、たとえば浮体１０を橋軸方向に連結してフロート橋を構成する場合であって、河川の流速が大きく浮体１０が流されやすくなったときに、流れに対して抵抗が必要な場合等に適している。

次に、上記各モードを組み合わせて遠隔操作手段１を操作し、浮体１０を動作させる動作フローの一例を、図１０に示す。浮体１０および遠隔操作手段１の電源を入れて、どちらもスタンバイの状態になったあとの手順である。遠隔操作手段１の電源が投入されると、デフォルトで運転モード１が設定される(ステップＳ１００)。切替ボタン３ａ〜３ｃのいずれも投入されていないと、ステップＳ１２０を実行し、左右の各操作棒１２、２２の傾き角に応じた速度で、左右プロペラを別々に運転する。切替ボタン３ａ〜３ｃのいずれかが投入されると、ステップＳ１１０で運転モードの変更を操作手段の制御部７が認識し、切替えたボタン３ａ〜３ｃの内容に応じて、運転モードを判定する(ステップＳ１４０、Ｓ１６０、Ｓ１８０)。運転モードが運転モード２に変更されているときは、ステップＳ１５０を実行し、右操作棒２２の傾き角に応じて両船外機５０、６０を旋回させ、運転モード３が選択されているときはステップＳ１７０で右船外機６０を１８０度旋回(反転)させる。運転モード４に変更されているときは、ステップＳ１７０で垂直運行ボタン３ｃの切替方向に応じて、左右両船外機５０、６０を９０度旋回(新原点に設定)させ、次いでステップＳ２００で右操作棒２２の傾き角に応じて、左右両船外機を５０、６０を上記原点位置から旋回させる。

運転モード２〜４が選択されているときは、左操作棒１２の傾き角に応じた速度で、左右プロペラ５３、６３を運転するかまたは一方のプロペラ５３または６３を停止する。その後運転モードを変更したければ、ステップＳ１３０に戻って運転モード切替ボタン３を操作する。また、割り込み的に復帰ボタン３ｄがＯＮになれば(ステップＳ２３０)、デフォルト状態に戻り、運転モード１が設定される(ステップＳ１００)。

上記各運転モードにおいては、浮体を遠隔操作で自走させているので、従来の浮体に比べ補助のボートや人力による牽引を必要とせず、遠隔操作手段を操作する操作者が１名いればよく、浮体を操作する人員を低減できる。そのため、緊急時であって人員確保が困難な場合にも、容易に浮体を移動させることができる。また、補助のボート及び補助のボート用運搬車を必要としないので、浮体システムをコンパクト化できる。さらに、浮体の操作を容易にするため各種運転モードを設けて操作者を補助するようにしているので、操作に不慣れな人が操作する場合でも容易に浮体を移動させることができる。

従来の自走式浮体の運用では、指揮者の発令に基づいて、人力で船外機を操作し、それにより浮体を動作させるようにしていたが、本実施例によれば、操作者の操作（発令）により瞬時に船外機動作が可能になり、直感的な浮体の操作が可能であり、指令の聞き間違いによる誤操作や周囲の騒音により指令を聞き取れないという事態を回避できる。また、操作を補助する４つの運転モードにより、操作に不慣れな人であっても場面に適するように浮体を動作させることが可能となり、遠隔操作が容易になる。

１…遠隔操作手段、３…運転モード切替手段、３ａ…通常方向切換ボタン、３ｂ…超信地旋回ボタン、３ｃ…垂直運行ボタン、３ｄ…復帰モードボタン、３ｅ…緊急停止ボタン、４…送信部、４ａ…送信回路、４ｂ…アンテナ、６…遠隔操作装置（受信部）、６ａ…受信回路、６ｂ…アンテナ、７…制御部、７ａ…演算部、７ｂ…Ａ／Ｄ入力部、７ｃ…Ｄ／Ａ出力部、１０…浮体、１０ａ…浮体の推進方向、１０ｂ…浮体の回転方向、１２…左操作棒、１３…左操作棒電圧センサ、２２…右操作棒、２３…右操作棒電圧センサ、２４…信号変換部、３１…電源（電池）、３２…連結部、３３…折り曲げ部、４１、４２…浮体ブロック、４３…浮体ブロック（走行部）、４４…波除け、４８…河川、５０…左船外機(航送装置)、５１…ハンドル、５２…軸受、５３…プロペラ、５３ａ…プロペラの推進方向、５４…プロペラ駆動モータ、５５…回転軸、５６ａ、５６ｂ…(第１、第２の)旋回用歯車、５７…左旋回用モータ、５８…左旋回機構、５９…左船外機制御部、６０…右船外機(航送装置)、６１…ハンドル、６２…軸受、６３…プロペラ、６３ａ…プロペラの推進方向、６４…プロペラ駆動モータ、６５…回転軸、６６ａ、６６ｂ…(第１、第２の)旋回用歯車、６７…右旋回用モータ、６８…右旋回機構、６９…右船外機制御部、７１、７２…フレーム。

Claims (4)

1. 水面に浮かされ連結可能な浮体ブロックと、前記浮体ブロックを遠隔から操作する遠隔操作手段と、前記浮体ブロックに搭載され前記遠隔操作手段からの指令を受信する遠隔操作装置と、前記浮体ブロックを航走させるプロペラを有する複数の船外機と、前記遠隔操作装置が受信した指令信号に基づいて前記複数の船外機を制御する制御部と、前記複数の船外機を旋回させる旋回手段を有する旋回機構とを備え、前記複数の船外機は前記浮体ブロックの両端部に配置されており、さらに前記制御部は前記旋回手段を用いて前記船外機を前記浮体ブロックに対して旋回させ、この旋回させた状態で前記プロペラを前記制御部が回転駆動することを可能にした浮体において、
   前記制御部は、前記プロペラの回転方向と回転速度を制御し、前記旋回機構は、前記船外機を旋回可能にする旋回手段を有し、
   前記遠隔操作手段は２個の操作棒と、前記操作棒の操作内容と前記旋回機構の操作内容を切替える複数の切替ボタンを備えることを特徴とする浮体。
2. 前記旋回手段は、前記船外機に取付けられた第１の旋回用歯車と、この第１の旋回用歯車と噛み合う第２の旋回用歯車と、この第２の旋回用歯車が取り付けられた旋回用モータとを有することを特徴とする請求項１に記載の浮体。
3. 水面に浮かされ連結可能な浮体ブロックと、前記浮体ブロックの両側に搭載され前記浮体ブロックを航走させるプロペラを有する２個の船外機と、前記２個の船外機を旋回させる旋回機構とを有する浮体を、前記浮体から遠隔に配置され２個の操作棒とこの操作棒の操作内容と前記旋回機構の操作内容を切替える複数の切替ボタンを有する遠隔操作手段と、前記浮体ブロックに搭載され前記遠隔操作手段からの指令を受信する遠隔操作装置と、前記遠隔操作装置が受信した指令信号に基づいて前記複数の船外機を制御する制御部とを用いて、運転制御する浮体の運転方法において、
   前記制御部は前記旋回機構を用いて前記船外機を前記浮体ブロックに対して旋回させ、旋回させた状態で前記プロペラを前記制御部が回転駆動し、さらに、前記遠隔操作手段が有する２個の操作棒と前記切替ボタンとを切替えて浮体の運転モードを切替え、
   前記浮体の運転モードは、前記２個の船外機を前進方向の基準位置に位置決めして２個の操作棒の傾き角と傾き方向でそれぞれの船外機が有するプロペラの回転方向と回転速度を個別に定める第１の運転モードと、一方の操作棒の傾き角と傾き方向で前記２個の船外機の旋回方向と旋回量を決定し他方の操作棒の傾き角と傾き方向で双方の前記プロペラの回転方向と回転速度を決定する第２の運転モードと、前記２個の船外機を互いに逆方向に位置決めし、一方の操作棒の傾き角と傾き方向でその場回転方向と双方の前記プロペラの回転速度を定める第３の運転モードと、前記２個の船外機を左右いずれか９０度だけ旋回させた状態を基準位置に位置決めし、一方の操作棒の傾き角と傾き方向で前記２個の船外機の旋回方向と旋回量を決定し他方の操作棒の傾き角と傾き方向で双方の前記プロペラの回転方向と回転速度を決定する第４の運転モードとを有することを特徴する浮体の運転方法。
4. 運転開始時には、前記操作手段の各切替ボタンがオフ状態または中立状態であって前記第１の運転モードに設定されていることを特徴とする請求項３に記載の浮体の運転方法。

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