JPH0442237B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アンカーハンドリングタグサプライ
ベツセルのような複数の推進機器を有する作業船
ジヨイステツクの操作で操船する操船装置に関
し、特に操船中の旋回角速度と船首方位を表示す
る表示器を備えた操船装置に関する。

（従来の技術） 従来、アンカーハンドリングタグサプライベツ
セルとして知られた石油掘削リグへの資材運搬に
用いられる作業船にあつては、通常、２舵、２軸
可変ピツチプロペラ、更に左右方向の推力を得る
バウスラスターを装備しており、これら５つの推
力機器は各々独立したレバーによつて制御されて
いる。

このような作業船に要求される作業には、石油
掘削リグに近接した状態でのリグへの資材供給、
リグのクレーンによる資材の荷役、またリグを移
動、係留するためのアンカーハンドリング等があ
り、これら作業は、風や潮流等の外乱の中で、そ
の場での旋回、横移動、斜航、定点保持、そして
船首方位の保持等の低速での微妙な操船が要求さ
れている。

この要求に対し操船者は、装備されている５つ
の推力機器の能力を考えつつ、それぞれの制御レ
バーを状況に合わせて調整しながら、長時間に亘
つて作業を続けることとなり、熟練した操船者に
とつても、かなりの精神的且つ肉体的な負担を伴
なう。そこで、本願発明者にあつては、このよう
な５つの推力機器の操作を１本のジヨイステツク
又はジヨイステツクとツマミの操作で可能にする
所謂ジヨイステツクコントロールシステムの開発
を進めており、ジヨイステツクまたはジヨイステ
ツクとツマミの操作で船の平行移動または旋回運
動をさせるようにしている。

ところで船を平行移動させる操船モード（斜航
モード）には、船首方位を保つようにジヤイロコ
ンパスで検出した船首実方位をフイードバツクし
ながら平行移動させるヘツデイングホールドとい
う操船モードがあり、ある方向に船首を保持した
まま平行移動させることができる。

更にヘツデイングホールドによる移動中に船首
方位の修正を可能にするため、ヘツデイングホー
ルドをリセツトして修正すべき船首方位を設定す
ると、この設定方位に向くように平行移動のため
の推力バランスを調整して旋回させる制御も可能
にしている。

（発明が解決しようとする問題点） ところでコントロールボツクスに設けられたジ
ヨイステツクの操作で斜航、旋回等の操船を精度
良く行なうためには、実際の船首方位、船首方位
修正時の設定船首方位、更に旋回時の旋回角速度
を知る必要があり、少なくとも３台の表示器が必
要になるが、この種の操船装置におけるコントロ
ールボツクスは、外の状況を把握するために携帯
式を取つており、３台の表示器の設置スペースを
確保するとボツクス自体が大型化して取扱いが不
便であり、一方、ボツクスの大きさを変えない場
合には表示部が小さくなつて見づらいという問題
があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような問題点を鑑みてなされた
もので、平行移動時の船首方位、船首方位を保持
した平行移動時の設定船首方位、設定方位修正時
の誤差（偏差）、更に旋回時の旋回角速度の各表
示を２台の表示器で可能にしてコントロールボツ
クスの小型軽量化を視認性を損うことなく実現で
きるようにした操船装置を提供することを目的と
する。

この目的を達成するため本発明にあつては、船
首方位表示器と旋回角速度表示器との２台のみを
コントロールボツクスに設け、ヘツデイングホー
ルドをリセツトした平行移動中はジヤイロコンパ
スで検出した船首実方位を船首方位表示器に表示
させ、ヘツデイングホールドのセツトで船首方位
を設定方位に保持しながら平行移動するときには
船首方位表示器の表示を船首実方位の表示から設
定船首方位の表示に切換え、更に旋回角速度表示
器に設定船首方位と船首実方位との誤差を表示す
るようにしたものである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示したブロツク図
である。

まず、構成を説明すると、１は操作入力を与え
るジヨイステツクであり、ジヨイステツク１の先
端に斜航モードと旋回モードを切換えるためのス
イツチを操作する押釦２を備えている。ジヨイス
テツク１の操作量は内蔵した回転角検出器により
検出され、ジヨイステツク入力部３に与えられ
る。ジヨイステツク入力部３は斜航モード選択時
においては、ジヨイステツク１の操作方向と操作
量（傾斜角）に応じた斜航モードの操作指令を制
御部４に与え、一方、旋回モードの選択時にはジ
ヨイステツク１の左右方向の操作量（傾斜角）の
みに応じた右旋回または左旋回の操作指令を制御
部４に与える。制御部４はジヨイステツク入力部
３からの操作指令に基づいて船の状態量、推力、
舵力、流体量等を演算し、ジヨイステツク入力部
３で与えられた操作指令に従つて船の平行移動、
または旋回のための制御信号をアクチユエータ５
に出力する。アクチユエータ５の出力は推力機器
６に与えられており、この推力機器６としては例
えば船尾に設けた２台の可変ピツチプロペラ及び
各プロペラに対応して設けた２台の舵、更に船首
側で左右方向の推力を発生するバウスラスタで成
る５つの推力機器で構成される。推力機器６で得
られた船の動きは船体７に与えられ、船体７の船
首方位をジヤイロコンパス８で検出している。

一方、制御部４に対しては旋回中心選択スイツ
チ９から選択信号が与えられており、旋回中心選
択スイツチ９により船首を中心とした旋回、船の
中央を中心とした旋回、または船尾を中心とした
旋回の３つの旋回モードを選択することができ
る。

一方、斜航モードにおける船首保持及び船首修
正のため、船首方位修正スイツチ１０及び船首方
位設定部１２が設けられ、船首方位を保持して平
行移動するヘツデイングホールドをかけた時は、
ヘツデイングホールド開始時にジヤイロコンパス
８で得られている船首方位を設定方位として保つ
ように加算点１３に対するジヤイロコンパス８か
らのフイードバツク制御で制御部４が斜航モード
の制御処理を行なう。即ち、ヘツデイングホール
ドをセツトすると、ヘツデイングホールドセツト
時に得られているジヤイロコンパス８の船首実方
位θrを船首方位設定部１２に設定して加算点１３
に設定方位θoとして出力し、加算点１３から得
られる偏差Δθを零とするように平行移動のため
の推力バランスを調整する。

次に旋回モード選択時の旋回角速度、即ちター
ンレイト、更に斜航モード選択時の船首実方位θr
及び設定船首方位θoの表示部を説明する。

まず、船首方位設定部にはジヤイロコンパス８
から船首実方位θrが与えられていることから、ヘ
ツデイングホールドリセツト時の船首実方位θr及
びヘツデイングホールドセツト時の設定方位θo
を船首方位表示部１４に選択的に表示するように
している。また、ジヤイロコンパス８で検出され
た船首実方位θrをターンレイト検出部１５に与
え、演算されたターンレイトを切換スイツチ１６
を介してターンレイト表示器１８に与えている。
切換スイツチ１６は切換端子ａとｂを有し、切換
端子ａにはターンレイト検出部１５の出力が接続
され、一方、切換端子ｂには加算点１３より得ら
れる船首実方位θrと設定船首方位θoとの偏差、即
ち誤差Δθが与えられている。切換スイツチ１６
の切換条件は、船首方位設定部１２に対するヘツ
デイングホールドのセツト、リセツトに同期して
行なわれ、ヘツデイングホールドリセツト時にあ
つては、図示のように切換端子ａ側に切換わつて
ターンレイト検出部１５の出力を選択しており、
ヘツデイングホールドをセツトすると、切換端子
ｂ側に切換わつて加算点１３より出力される誤差
Δθを選択する。

第２図は第１図の実施例で用いられるコントロ
ールボツクスの操作面を示した説明図である。

第２図において、ボツクスパネル面の右側略中
央には先端に斜航モードと旋回モードを切換える
ための押釦２を備えたジヨイステツク１が設けら
れ、ジヨイステツク１を中心としてパネル面に船
の形状を模式的に示したシンボル表示１９が成さ
れている。

パネル面の上部右側には船首方位表示器１４が
設けられ、この船首方位表示器１４には３桁の７
セグメント表示素子を使用し、船首方位をデジタ
ル的に数値表示している。船首方位表示器１４の
両側にはヘツデイングホールドをセツトした状態
で設定方位を修正するための修正釦２０Ｌ，２０
Ｒが設けられており、この修正釦を１回押すと、
規定角度、例えば１度づつ船首方位表示器１４の
設定表示が増減する。

船首方位表示器１４の右側にはターンレイト表
示器１８が設けられており、このターンレイト表
示器１８は例えば16個の表示ドツトバーグラフ表
示器であり、１表示ドツト当りターンレイトにつ
いては10゜／MIN−DIVとなり、またヘツデイン
グホールドセツト時のヘツドエラー（誤差）につ
いては１ドツト当り1゜／DIVを表わす。

更に、船を描いたシンボル表示１９の船首側に
は旋回モードを選択した時の旋回方向を示す旋回
表示２１Ｌ，２１Ｒが設けられている。

次に船首方位表示器１４の下側には、ヘツデイ
ングホールドのセツトまたはリセツトを行なうた
めのヘツデイングホールド選択釦２２が設けら
れ、選択釦２２の右上に示した表示部２２ａがヘ
ツデイングホールドのセツトで点灯し、リセツト
で消灯する。このヘツデイングホールド選択釦２
２の左側にはパワーアツプ選択釦２３が設けら
れ、斜航モード及び旋回モードのいずれかにおい
てもパワーアツプ選択釦２３をセツトすると、そ
の時の斜航若しく旋回の制御条件を保持したまま
最大推力の条件を作り出す。

更に、その下側には旋回中心選択スイツチ９を
構成する３つの旋回中心選択釦９ａ，９ｂ，９ｃ
が設けられており、旋回モードにおいて旋回中心
選択釦９ａを押すと、船首を中心とした旋回モー
ドとなり、また９ｂを押すと船の中央を中心とし
た旋回モードとなり、更に９ｃを押すと船尾を中
心とした旋回モードとなる。

更に、２３ａ，２３ｂはデマースイツチであ
り、コントロールボツクスに設けた船首方位表示
器１４、ターンレイト表示器１８、旋回表示器２
１Ｌ，２１Ｒ等の明るさを増減させることができ
る。

次に第１図の実施例による操船制御を、第３図
のフローチヤートを参照して説明する。

まず、第２図のコントロールボツクスにおける
ジヨイステツク１の先端に設けた押釦２を操作し
て斜航モードを選択すると、特別ブロツク３０で
斜航モードの選択が判別され、斜航制御に移行す
る。この斜航制御はヘツデイングホールド選択釦
２２を押すことにより、ヘツデイングホールドの
セツト又はリセツトのいずれかの状態で行われ
る。

この斜航制御の制御原理は次の通りである。

第４図は本発明における斜航制御の例を示した
説明図であり、初期位置Ａにある船を前、後、左
斜め前方、左斜め後方にヘツデイングホールドを
かけて平行移動させた場合を示しており、併わせ
てジヨイステツク１の操作状態を模式的に示して
いる。尚、矢印は推力の方向と大きさを示す。

まず、船には推力機器として可変ピツチプロペ
ラ２４Ｌ，２４Ｒ、舵２５Ｌ，２５Ｒ及びバウス
ラスタ２６が設けられており、これらの推力機器
を制御することで斜航制御が行なわれる。

(A) 横移動； 例えば、初期位置Ａから左方向への横移動
は、バウスラスタ２６に左方向の推力を与え、
移動側となるポート側の可変ピツチプロペラ２
４Ｌに前進推力を与えて舵２５Ｌをスタブ側に
とつてバウスラスタ２６の発生する回頭モーメ
ントを打消すための横方向推力を発生させる。
更に、スタブ側の可変ピツチプロペラ２４Ｒに
後進推力を与えることによつて前進推力を打消
し、船体に横方向のみの力を発生させる。

(B) 斜め前方への移動； 前記(A)の横移動のスラストアロケーシヨンを
基本とし、ポート側の可変ピツチプロペラ２４
Ｌの前進推力を増加させる。この前進推力の増
加で船体は斜め前方に進むことによつて時計回
りの回頭モーメントを発生するが、このモーメ
ントを打消すためバウスラスタ２６の左方向推
力を同時に増加させる。

(C) 斜め後方への移動； 前記(A)の横移動のスラストアロケーシヨンを
基本とし、スタブ側の可変ピツチプロペラ２４
Ｒの後進推力を増加させる。この時、船体が斜
め後方に移動することによつて発生する反時計
回りのモーメントを打消すため、ポート側の舵
２５Ｌによつて横方向の推力を増加する。

(D) 前後進； 両舷の可変ピツチプロペラ２４Ｌ，２４Ｒを
同一方向に同一の推力を出すように制御する。

再び第３図のフローチヤートを参照するに、
ヘツデイングホールドをセツトすると、判別ブ
ロツク３２からブロツク３４に進み、設定船首
方位θoとジヤイロコンパスから得た船首実方
位θrとの誤差を零とするように５つの推力機器
の推力バランスを調整する。続いて、修正釦２
０Ｌ又は２０Ｒの操作の有無をチエツクするこ
とで判別ブロツク３６にて船首方位修正の有無
を判別する。

修正操作が行なわれると、ブロツク３８に進
む。このとき船首方位表示器１４には、ヘツデ
イングホールドセツト時にジヤイロコンパス８
で検出された船首実方位θRが設定船首方位θo
として固定表示されていることから、いるれか
一方の修正釦２０Ｌ，２０Ｒを押すことで船首
方位表示器１４の設定船首方位が切換わり、ブ
ロツク３４にて修正した設定方位θoに船首実
方位θrを一致させるように、斜航制御における
５つの推力機器の推力バランスを調整して旋回
制御させることができる。

一方、旋回モードを選択した時には、判別ブロ
ツク３０から判別ブロツク４２にすすみ、コント
ロールボツクスに設けた旋回中心選択釦９ａ，９
ｂ，９ｃのいずれかをセツトすることでブロツク
４４，４６，４８に示す船首中央船尾のいずれか
を中心とした旋回制御が行なわれる。この３つの
旋回モードの制御原理は次の通りである。

(A) 船首を中心した旋回； 第５図ａに示すように、時計回りの旋回を例
にとると、ポート側の可変ピツチプロペラ２４
Ｌに前進推力を与え、対応するポート側の舵２
５Ｌで横方向の推力を発生させる。スタブ側の
可変ピツチプロペラ２４Ｒはポート側の前進推
力を打消すために後進推力を発生させる。この
時、バウスラスタ２６には推力を発生させてい
ないので船尾に左方向の力が働き、船は船首を
中心に時計回りに旋回する。

(B) 船体中央の中心旋回； 第５図ｂに示す時計回りの旋回を例にとる
と、前記(A)に示す船首中心の旋回のスラストア
ロケーシヨンを基本とし、この旋回制御にバウ
スラスタ２６の推力が加わる。即ち、バウスラ
スタ２６で右方向の推力を発生させることによ
り船尾側で作り出される左方向の力と合成され
て、船体中央を中心とした時計回りのモーメン
トを発生させ、船を時計回りに旋回させる。

(C) 船尾中心の旋回； 第５図Ｃに示すように、バウスラスタ２６の
推力のみで行なうが、バウスラスタ２６のみで
旋回した時、旋回によつて生ずる流れが船体を
前方に押し出す力として作用するため、この力
を打消すように両舷の可変ピツチプロペラ２４
Ｌ，２４Ｒによつて後進推力を発生させる。

勿論、この第５図に示す旋回制御時にあつて
は、ジヤイロコンパス８からの検出方位に基づ
いて演算されたターンレイトがコントロールボ
ツクスに設けたドツトグラフ表示器で成るター
ンレイト表示器１８に表示され、旋回時におけ
る船の挙動を正確に知ることができる。

次に第６図に模式的に示す斜航制御を例にとつ
て、ヘツデイングホールドリセツト時の船首実方
位θrの表示、ヘツデイングホールドセツト時の設
定船首方位及び誤差の表示について説明する。

まず第６図に示すように初期位置Ａにおいて、
ヘツデイングホールドをかけてジヨイステツク１
の操作により斜め前方への斜航制御行なつたとす
ると、ヘツデイングホールドセツト時の船首実方
位θrが船首方位表示器１４に設定船首方位θoとし
てデジタル表示される。次に中間位置Ｂで船首方
位を修正するために修正釦２０Ｌ又は２０Ｒを押
して船首方位表示器１４に表示している設定船首
方位を変更すると、船首方位修正のための旋回制
御が開始される。ヘツデイングホールドのセツト
により、第１図に示した切換スイツチ１６は、切
換端子ｂ側に切換わつていることから、加算点１
３より設定船首方位θoと船首実方位θrとの誤差
Δθがターンレイト表示器１８に与えられ、ター
ンレント表示器１８のドツトバーグラフ表示を見
ることで、修正すべき船首方位に向けて平行移動
しながら船体が旋回していることを知ることがで
きる。そしてターンレイト表示器１８に表示され
ているヘツデイングエラー、即ち誤差が零となつ
たならば、修正すべき船首方位に向いたことが判
り、修正された船首方位を保つたまま船体を斜航
制御により平行移動させることができ、目的位置
Ｃに平行移動の途中で船首方位の修正を掛けなが
ら、正確に移動させることができる。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、船首
方位表示器と旋回角速度表示器との２台のみをも
つてヘツデイングホールドリセツト時の船首実方
位及びセツト時の設定船首方位、更に旋回時の角
速度の３つを表示できることから、コントロール
ボツクスに設ける表示器の設置スペースが節減で
き、表示部の視認性を損うことなくコントロール
ボツクスの小型軽量化を計ることができる。

また、船首方位を保持した平行移動中には、設
定船首方位と船首実方位の誤差となるヘツデイン
グエラーを角速度表示器を使用して表示すること
から、船首方位を途中で修正したときにはターン
レイト表示器のヘツデイングエラー表示状態から
修正状態を知ることができる。

更にターンレイト表示器としてドツトバーグラ
フ表示器を使用していることから、旋回角速度及
びヘツデイングエラーを量的に捕えることがで
き、船の運動状態を直感的に把握することが可能
となつて、より適切な操船が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した説明図、第
２図は第１図で用いるジヨイステツクを備えたコ
ントロールボツクスの説明図、第３図は第１図の
実施例による祖先制御を示したフローチヤート、
第４図は第３図の斜航制御による船の動きを模式
的に示した説明図、第５図は第３図の旋回制御に
よる船の動きを模式的に示した説明図、第６図は
斜航制御中に船首方位を修正したときの船の動き
を模式的に示した説明図である。 １：ジヨイステツク、２：押釦、３：ジヨイス
テツク入力部、４：制御部、５：アクチユエー
タ、６：推力機器、７：船体、８：ジヤイロコン
パス、９：旋回中心選択スイツチ、９ａ，９ｂ，
９ｃ：旋回中心選択釦、１０：船首方位修正スイ
ツチ、１２：船首方位設定部、１３：加算点、１
４：船首方位表示器、１５：ターンレイト検出
部、１６：切換スイツチ、１８：ターンレイト表
示器、２０Ｌ，２０Ｒ：修正釦、２１Ｌ，２１
Ｒ：旋回表示器、２２：ヘツデイングホールド選
択釦、２３：パワーアツプ釦、２３ａ，２３ｂ：
デマー釦、２４Ｌ，２４Ｒ：可変ピツチプロペ
ラ、２５Ｌ，２５Ｒ：舵、２６：バウスラスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の推進機器５，６を備えた船舶７を、斜
   航モード選択時はジヨイステツク１の操作方向に
   平行移動させ且つ該平行移動につき船首方位を設
   定方位θoに保持するモードを有し、旋回モード
   選択時はジヨイステツク１の操作方向に応じて定
   位置で旋回させ、更に前記平行移動中に船首方位
   の保持を解除して新たな設定船首方位θoへ修正
   旋回可能な操船装置に於いて、 前記旋回モード又は斜航モード選択時の旋回角
   速度を表示する角速度表示器１８と、 前記旋回モード選択時の船首方位を保持しない
   モードでの平行移動中にジヤイロコンパスから得
   られた船首実方位θrを表示すると共に、該 船首方位の保持モードを選択したときに設定船
   首方位θoの表示に切替わる船首方位表示器１４
   と、 該船首方位表示器１４が設定船首方位θoの表
   示に切替わつたとき、前記角速度表示器１８に設
   定船首方位θoと船首実方位θrとの誤差Δθを表示
   させる誤差表示制御手段１２，１３，１６とを備
   えたことを特徴とする操船装置。 ２ 前記角速度表示器１８は、１ドツト当り所定
   角速度または所定誤差角度を表わす複数の表示ド
   ツトを直線配列したドツトバーグラフ表示器で成
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   操船装置。