JPH03271092A - 潜水式海洋探査ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、例えば海水の温度分布等を計測するために海
水中を航行する潜水式海洋探査ロボットに関する。

〔従来の技術〕

従来、海水の温度分布の計測あるいは海中の沈動の観察
等のような海洋探査を行う潜水式ロボットとして、自航
式のものが知られている。この自航式海洋探査ロボット
は、通常母船に搭載されて運搬され、目的地において母
船から降ろされ自航しつつ所定の海域の探査を行う。探
査が終了すると、海洋探査ロボ・ノドは再び母船に搭載
され、次の目的地へ移動する。このような自航式海洋探
査ロボットは、航行速度は小さいが、調査海域において
自由に移動することができるので、局地的な精密探査を
行うのに適している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが自航式海洋探査ロボットを、例えば広い海域に
おいて高速で曳航しつつ海水の温度分布を計測しようと
すると、ロボットの姿勢が不安定となり、正確な海洋探
査が困難になるという問題が生しる。これは、高速で曳
航すると、ロボットのφ部に発生する渦の影響が大きく
なること、またロボットに対する母船の曳航力がロボッ
トの上部に作用すること等のためである。

本発明は、曳航かつ自航でき、したがって広い海域での
海洋探査とともに局地的な精密探査が可能である潜水式
海洋探査ロボットを提供することを目的としてなされた
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る潜水式海洋探査ロボットは、胴体およびこ
の胴体から外方に張り出して設けられた翼を有する機体
と、この機体を自航させるための推進機と、胴体内に配
設されるとともに胴体の前後方向に沿って進退動自在に
設けられた重錘を有する姿勢制御機構と、機体を曳航す
る手段とを備えたことを特徴としている。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す。機体１０は計測機器
（図示せず）を搭載しており、曳航索５０によって母船
６０に連結される。母船６０は、機体１０を曳航するも
のであり、また機体１０に対して電力を供給する電源と
、機体ｌＯの姿勢制御等のための信号を発信するコント
ローラとを搭載している。これらの電力および制御信号
は曳航索５０を介して機体ＩＯに伝送される。また、計
測機器によって得られた種々の計測信号も、曳航索５０
を介して母船６０に伝送される。このため曳航索５０は
、電力供給用のケーブルと、制御信号を機体ｌＯへ伝送
するためのケーブルと、計測信号を母船６０へ伝送する
ためのケーブルとを有する。

第２図〜第４図は機体１０の構造を示す。なお第２図お
よび第３図において、姿勢制御機構３０と制御袋？１ｉ
４１は胴体ｌｌ内に配設されるものであるが、便宜上実
線で示されている。

これらの図において、機体１０は、略円筒状の胴体１１
と、この胴体１１から外方に張り出して設けられ主翼１
２と、上方に延びる垂直尾翼１３とを有する。胴体１１
は所定の水圧に耐えられるよう耐圧構造を有し、また水
密構造になっている。

主翼１２は上方から見ると略三角形を呈し、胴体１１は
この三角形の中心線に対応した位置に設けられる。また
主翼１２は胴体１１の上面から斜め下方に延び、主翼１
２の右舷側端部および左舷側端部には、それぞれ右舷推
進機１４と左舷推進機１５が設けられる。これらの推進
機Ｉ４．１５は機体１０を自航させるためのものであり
、それぞれダクト付プロペラ１６．１７を有する。これ
らのプロペラ１６．１７はそれぞれモータ１８．１９に
よって駆動される。

主翼１２の上面であってその中心部から所定距離だけ前
方の部分には、継手部材２１が取付けられる。この継手
部材２１には曳航用金具２２が連結され、曳航用金具２
２の自由端２３は曳航索５０に接続される。曳航用金具
２２は継手部材２１によって、垂直尾翼１３を含む平面
内において回転できるように支持される。第４図に明示
されるように、曳航用金具２２は縦方向に細長い六角形
を呈する。したがって曳航用金具２２が機体ｌＯの後方
に傾いた時、曳航用金具２２の六角形の空間部２２ａ内
に垂直尾翼１３が嵌入することとなり、曳航用金具２２
は、垂直尾翼１３に干渉することなく所定角度だけ後方
に傾斜することができる。なお主翼１２の右舷側縁部お
よび左舷側縁部には、目的の箇所を照明するためのライ
ト２４゜２５がそれぞれ設けられる。

胴体１１の内部には、機体ｌＯのトリム調整、すなわち
機体ｌＯを前方あるいは後方に所定角だけ傾斜させる姿
勢制御機構３０が設けられる。姿勢制御機構３０は、重
錘駆動部３１と、枠体３２と、ボールネジ３３と、重錘
３４とを備える。重錘駆動部３１はボールネジ３３を回
転駆動するためのモータおよび減速機構を有する。枠体
３２は胴体ＩＯの内壁に固定される。ボールネジ３３は
胴体１１の長手方向に沿って延び、枠体３２によって軸
心周りに回転自在に支持される。ボールネジ３３の一端
は枠体３２から突出し、重錘駆動部３１の減速機構に接
続される。重錘３４はボールネジ３３に螺合されるとと
もに、枠体３２によって回転しないように支持されてい
る。したがってボールネジ３３が軸心周りに回転すると
、重錘３４はボールネジ３３の軸心方向すなわち胴体１
１の前後方向に進退動する。これにより、機体１０の重
心位置が前後方向に移動し、機体１０のトリム角が変化
する。

また胴体１１の内部には、制御装置４１と計測機器４２
が配設される。制御装置４１は、推進機１４．１５、ラ
イト２４．２５、姿勢制御機構３０および計測機器４２
を制御するものであり、胴体１１の後部外壁に設けられ
た第１の水中コネクタ４３を介して曳航索５０に電気的
に接続され、母船６０から電力を供給されるとともに制
御信号を伝送される。この電力および制御信号は、電気
配線４４．４５を介して重錘駆動部３１および計測機器
４２に伝送される。計測機器４２が計測したデータすな
わち計測信号は、電気配線４５、制御装置４１および曳
航索５０内の信号ケーブルを通って母船６０に伝送され
る。また制御装置４１は、胴体１１の後部外壁に設けら
れた第２の水中コネクタ４６に電気的に接続され、この
水中コネクタ４６は外部配線４７．４８を介して推進機
１４．１５およびライト２４．２５に電気的に接続され
る。したがって、母船６０から供給された電力は曳航索
５０、制御装置４１、および外部配線４７．４８を通っ
て、推進機１４．１５およびライト２４．２５に供給さ
れる。

計測機器４２は、種々のセンサを有する他、撮影用テレ
ビカメラを備えている。このセンサとして、機体ＩＯの
トリム角あるいはヒール角を検出するための傾斜計、機
体１０の深度を検出するための圧力計、機体ｌＯの進行
方向を検出するための方位計等が設けられ、さらに、海
洋探査の目的に応して水温計等、必要なセンサが設けら
れる。

これらのセンサ自体は従来公知のものであるので、その
詳細な説明は省略する。

第５図は母船６０に搭載されるコントローラ６１を示す
。このコントローラ６１は曳航索５０の信号ケーブルに
接続され、機体ＩＯの推進および姿勢制御等のための制
御信号を発信する。

重錘位置指令部６２はコントローラ６１の上部に設けら
れ、回転式のスイッチ６３を有する。このスイッチ６３
を時計方向に回転させると、重錘３５が機体ｌＯの後方
へ変位し、また反時計方向に回転させると、重錘３５が
機体ＩＯの前方へ変位する。一方コントローラ６１の下
部には、右舷推進機指令部６４、左舷推進機指令部６５
およびライト制御部６６が設けられ、これらはトグルス
イッチを有する。右舷推進機指令部６４のスイッチをコ
ントローラ６１の上側に倒すと、右舷推進機１４のプロ
ペラ１６が正転し、機体１０の右舷側を前進させる推力
を発生する。またこのスイッチをコントローラ６１の下
側に倒すと、プロペラ１６が逆転し、機体１０の右舷側
を後進させる推力を発生する。同様に、左舷推進機指令
部６５のスイッチをコントローラ６１の上側または下側
に倒すことにより、機体１０の左舷側を前進または後進
させる推力が発生する。なおライト制御部６６のスイッ
チは右舷および左舷側のライト２４゜２５を点灯および
消灯させるものである。

本実施例の作用を以下に説明する。

曳航モードの場合、推進機１４．１５は停止せしめられ
ており、海洋探査は機体ＩＯを曳航索５０によって曳航
しつつ行われる。機体１０の潜航深度は重錘３４を前後
方向に移動させることにより制御される。すなわち、重
錘駆動部３１によってボールネジ３３を回転させること
により重錘３４を前方に動かすと、機体１０の重心位置
が前方に移動し、機体１０に負のトリム角がつく。これ
により、主翼１２に生しる下向きの揚力が増加するため
、機体１０の潜航深度が増大する。これに対し、重錘駆
動部３１によって重錘３４を後方に動かすと、機体１０
の重心位置が後方に移動し、機体ｌＯに正のトリム角が
つく。すなわち、主翼１２に生しる上向きの揚力が増え
、機体１０の潜航深度が減少する。しかして機体１０は
、高速で曳航しても、所定の深度において安定して航行
することとなり、正確な海洋探査が行われる。

自航モードの場合、機体１０は右舷および左舷准ａ機１
４．１５が発生する推進力により航行する。この推進機
１４．１５に対する電力の供給は曳航索５０を介して行
われるが、この場合、曳航索５０は機体ｌＯに対して実
質的に曳航力を付与しない。機体１０の潜航深度は、曳
航モードの場合と同様に、重錘３４を前後方向に移動さ
せることにより制御される。すなわち、重錘駆動部３１
によって重錘３４を前方に動かすと、機体ＩＯの重心位
置が前方に移動し、機体１０に負のトリム角がつく。こ
の結果、推進機１４．１５は下方を向く推力を発生する
こととなり、これにより機体１０の潜航深度が増大する
。これに対し、重錘駆動部３１によって重錘３４を後方
に動かすと、機体１０の重心位置が後方に移動して機体
ｌＯに正のトリム角がつき、推進機１４．１５が上方を
向く推力を発生することとなって機体ＩＯの潜航深度が
減少する。機体ｌＯの旋回は、右舷および左舷推進機１
４．１５を相互に反対方向に回転させることにより行わ
れる。

以上のように本実施例の海洋探査ロボットは、曳航モー
ドおよび自航モードにおいて海水中を潜航することがで
きる。したがって、機体１０は目的地までは母船６０に
よって運搬され、所定の海域において母船６０から海中
に降下される。そして機体１０は、曳航索５０を介して
制御されつつ曳航モードあるいは自航モードで海洋探査
を行う。

通常、機体１０は曳航索５０によって高速で曳航され、
広い海域での海洋探査が効率的に行われる。

探査目標物が発見されると、推進機１４．１５が駆動さ
れて自航モードに切替えられ、機体ｌＯは目標物の近辺
を自在に移動してより詳細な探査を行うことができる。

曳航モードでの海洋探査において、機体１ｏの潜航深度
は、重錘３４の位置の制御によって主翼１２の発生する
揚力を変化させることにより、制御される。したがって
、機体１０の設定深度は迅速に変化せしめられ、またそ
の深度は極めて安定して保持される。

なお、上述したような構成を有する機体１０は、海洋探
査を行わない場合であっても常時母船６゜によって曳航
することもできる。これにより、目的地毎に機体１０の
母船６０に対する積卸し作業を行う必要がなくなり、ま
た母船６０に機体１゜の搭載用のスペースおよび装置を
設ける必要がなくなる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、曳航かっ自航でき、した
がって広い海域において高速で海洋探査を実施でき、し
かも局地的な精密探査が可能である潜水式海洋探査ロボ
ットが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略図、第２図は機体
を示す側面図、 第３図は機体を示す平面図、 第４図は機体を示す正面図、 第５図はコントローラを示す正面図である。 １０・・・機体 １１・・・胴体 １２・・・主翼 Ｉ３・・・垂直尾翼 １４．１５・・・推進機 ３０・・・姿勢制御機構 ３４・・・重錘 ５０・・・曳航索 ６０・・・母船 第１図 １１　・囲体 １２−・主翼 １４−［遣磯 １２・−・主翼 ９・・・を嫂 第２ 図 ＋１０ 第３図 第４ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）胴体およびこの胴体から外方に張り出して設けら
   れた翼を有する機体と、この機体を自航させるための推
   進機と、上記胴体内に配設されるとともに該胴体の前後
   方向に沿って進退動自在に設けられた重錘を有する姿勢
   制御機構と、上記機体を曳航する手段とを備えたことを
   特徴とする潜水式海洋探査ロボット。