JPH0442238B2 - - 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
又はジヨイステイ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、ジヨイステイツクまたはジヨイ
ステイ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、任意の船首方位を設定し、ジヤイ
ロコンパスで検出された船首実方位をフイードバ
ツクして設定方位となるように制御しながら平行
移動させるヘツデ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。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来より考えられていた操船装
置にあつては、平行移動モードと旋回モードとを
分離した制御形態をとつていたため、平行移動中
に船首方位を変更したいときには、一日平行移動
モードを解除して旋回モードに切換え、旋回モー
ドで船首を目的とする方位までもつていつてから
再び平行移動モードに戻さなければならなかつ
た。

第５図は平行移動モードから旋回モードに切換
えて船首方位を修正するときの船の動きを模式的
に示したもので、可変ピツチプロペラ１Ｒ，１
Ｌ、舵２Ｒ，２Ｌ及びバウスラスター３の５つの
推力機器を備えた船を例にとつている。

まず初期位置Ａから平行移動モードで左舷斜め
前方に平行移動し、位置Ｂで船首方位を修正した
いときには旋回モードに切換えて目的とする方位
にもつて行き、再び平行移動モードに戻して最終
位置Ｃへ平行移動させる。

しかし、このように旋回モードに切換えなけれ
ば方位修正ができない場合には、平行移動の途中
で旋回モードに切換えると、平行移動のための推
力が失われ、風や潮流の影響を受けて旋回中に大
きく流されてしまう場合があり、船首方位を修正
しながら目的とする位置に平行移動させる操作が
困難であつた。

（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、平行移動モードであつても移動中にモー
ド切換を必要とすることなく任意の方向に船首方
位を修正しながら精度良く移動できるようにした
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、平
行移動モードにおいて、船首方位の保持モード、
所謂ヘツデングホールドをセツトするスイツチを
操作すると、その時の船首実方位を設定船首方位
としてセツトし、この設定船首方位は押し釦スイ
ツチ等の方位変更手段により自由に設定変更でき
るようにし、設定方位が変更されたときには、ジ
ヤイロコンパスで検出した船首実方位を設定方位
に一致させるように平行移動のための推力バラン
スを変えることで方位修正のための旋回制御を行
なう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、１０はジヨイステツ
クであり、ジヨイステツク１０の先端に斜航モー
ドと旋回モードを切換えるためのモード切換釦１
２を備えている。モード切換釦１２により斜航モ
ードを選択した時には、ジヨイステツク１０を倒
した方向に船を平行移動させるための操作指令を
ジヨイステツク入力部１４で作り出して制御部１
６に与える。即ち、ジヨイステツク入力部１４
は、ジヨイステツク１０の操作方向とその操作量
（傾斜角）を検出して制御部１６に与え、制御部
１６は操作方向へ平行移動するための操船制御情
報及び操作量に応じた移動速度を得るための制御
演算を行なう。

一方、モード切換釦１２により旋回モードを選
択した時には、例えばジヨイステツク１０の左右
方向の操作量をジヨイステツク入力部１４で検知
して、ジヨイステツク１０を右側に倒せば右旋回
指令、左側に倒せば左旋回指令を制御部１６に与
え、同時にジヨイステツク１０の移動量（傾斜
角）から旋回速度を指令するようになる。

尚、この実施例にあつては、ジヨイステツク１
０に設けたモード切換釦１２により、旋回モード
と斜航モードを切換えているが、ジヨイステツク
１０を斜航モード専用に設け、旋回モードについ
ては別途ツマミを設けるようにしても良い。

制御部１６に続いてはアクチユエータ１８が設
けられ、アクチユエータ１８の出力は、前部左右
方向の推力を作り出すバウスラスター３、後部右
側に設けた可変ピツチプロペラ１Ｒ、後部左側に
設けた可変ピツチプロペラ１Ｌ、可変ピツチプロ
ペラ１Ｒの推力方向を調整する舵２Ｒ及び可変ピ
ツチプロペラ１Ｌの推力方向を調整する舵２Ｌに
与えられる。

これら５つの推力機器により船体２０の運動が
定まり、船体２０の船首方位はジヤイロコンパス
２２により検出されている。

２４はヘツドホールド設定部であり、斜航モー
ドにおいてヘツドホールドをセツトすると、その
ときの船首実方位θrを設定方位θoとし、このヘツ
ドホールド設定部２４の設定方位θoを保つよう
に船を平行移動させる。このヘツドホールド設定
部２４からの設定方位θoは加算点２６に与えら
れ、加算点２６にはジヤイロコンパス２２からの
船首実方位θrも与えられており、その偏差Δθを
制御部１６に与え、船首実方位θrを設定方位θoに
一致させるように制御部１６は、５つの推力機器
を制御する。

ヘツドホールド設定部２４に対しては、設定方
位を変更するための設定変更スイツチ２６が接続
されており、斜航モードにおいてヘツデイングホ
ールドをセツトした状態で、設定変更スイツチ２
６を操作すると、ヘツドホールド設定部２４の設
定方位θoを変更することができる。

第２図は第１図の実施例で用いられるコントロ
ールボツクスの一実施例を示した説明図である。

第２図において、コントロールボツクスの操作
面には、第１図で明らかにしたように先端にモー
ド切換釦１２を備えたジヨイステツク１０が設け
られており、ジヨイステツク１０の装着部分には
船の形状を示すシンボル表示３０が描かれてい
る。

３２はヘツデイングホールドのセツトとリセツ
トを行なうためのヘツデイングホールド操作釦で
あり、ジヨイステツク１０のモード切換釦１２に
より斜航モードを選択している状態でヘツデイン
グホールド操作釦３２を押すことでそのセツトと
リセツトを交互に切換できる。尚、旋回モードを
選択している時には、ヘツデイングホールド操作
釦３２を操作してもセツト、リセツトは行なわれ
ない。

３４は船首方位表示器であり、船首方位角を３
桁の７セグメント表示素子によりデジタル数値表
示できるようにしている。この船首方位表示器３
４では、ヘツデイングホールド操作釦３２でヘツ
デイングホールドをリセツトした時には、ジヤイ
ロコンパスから得られる船首実方位θrを表示し、
一方、ヘツデイングホールドをセツトした時に
は、リセツト時にジヤイロコンパス２２から得ら
れている船首実方位θrを設定方位θoとして固定表
示する。

船首方位表示器３４の両側には、方位修正釦３
６Ｒ，３６Ｌが設けられ、ヘツデイングホールド
をセツトした状態で、船首方位表示器３４に固定
的に表示されている設定方位θoを設定変更する
ことができる。

更に斜航モードで使用される操作部として、パ
ワーアツプ釦３８が設けられており、パワーアツ
プ釦３８を操作することで、可変ピツチプロペラ
１Ｒ，１Ｌ及びバウスライター３のピツチ角を最
大にして、最大推力が得られるようにしている。
勿論、パワーアツプ釦３８は、旋回モードにおい
ても同様な推力増強コントロールを行なうことが
できる。

次に旋回モードの操作及び表示部として、旋回
中心を選択するための旋回中心選択釦４０Ｆ，４
０Ｍ及び４０Ａが設けられ、選択釦４０Ｆをセツ
トすると船首を中心とした旋回モードとなり、選
択釦４０Ｍをセツトすると船体中央を中心とした
旋回モードとなり、更に選択釦４０Ａをセツトす
ると船尾を中心とした旋回モードである。また船
首方位表示器３４の右側には、旋回角速度を表示
するためのターンレイト表示器４２が設置され、
このターンレイト表示器４２はドツトバーグラフ
表示器であり、例えば１ドツト当り10゜／MIN／
DIVのターンレイトを表わす。

尚、旋回中心選択釦４０Ｆ，４０Ｍ，４０Ａの
下側に設けたスイツチ釦４４ａ，４４ｂは、コン
トロールボツクス２８に設けた各種表示の明るさ
を増減させるためのデマー釦である。

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

今、第４図に示すように初期位置Ａにある船
を、左舷斜め前方の目的位置Ｃに船首方位を変え
ながら平行移動させる場合を例にとる。

まず第２図に示したコントロールボツクス２８
におけるヘツデイングホールド釦３２を操作し
て、ヘツデイングホールドをセツトし、ジヨイス
テツク１０のモード切換釦１２を操作して斜航モ
ードを選択する。このヘツデイングホールドのセ
ツトでそのときの船首実方位θrが設定方位θoとな
る。

続いてジヨイステツク１０を目的位置Ｃとなる
右舷前方に倒すと、ジヨイステツク入力部１４が
制御部１６に対しジヨイステツク１０の操作方向
及びその移動量をブロツク５０で入力する。この
ジヨイステツクによる操作入力を受けて、制御部
１６はブロツク５２で斜航制御を開始する。

制御部１６による斜航制御の原理は次の通りで
ある。

(A) 横方向の移動； 例えば、左方向への横移動を例にとると、バ
ウスラスター３に左方向の推力を与え、移動す
る側となるポート側の可変ピツチプロペラ１Ｌ
に前進推力を与えて、舵２Ｌをスタブ側にとつ
てバウスラスタ３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。そして
スタブ側の可変ピツチプロペラ１Ｒ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ことにより船を
横移動させる。

(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１Ｌ
の前進推力を増加する。この推力増加で船体は
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ので、このモーメントを打
消すためバウスラスタ−３の左方向推力を増加
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１Ｒ
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作り出す反時計回
りのモーメントを打消すため、ポート側の舵２
Ｌによつて横方向の推力を増加させる。

(D) 前後進； 両舷の可変ピツチプロペラ１Ｒ，１Ｌとも同
方向に同一推力を出すように制御する。

従つて、第３図のブロツク５２における斜航
制御にあつては、前記Ｂに示す５つの推力機器
の制御が制御部１６の制御出力に基づいたアク
チユエータ１８の作動で行なわれる。

次の判別ブロツク５４にあつては、ヘツデイン
グホールドのセツト、リセツトをチエツクしてい
る。このヘツデイングホールドの判別は、具体的
には第２図のコントロールボツクス２８における
ヘツデイングホールド操作釦３２をセツト操作す
るとヘツデイングホールドがかけられる。

第４図の操船では、最初ヘツデイングホールド
をかけていることから、ブロツク５８に進み、初
期位置Ａにおける船首実方位を設定方位としたフ
イードバツク制御により設定方位を保持したま
ま、右舷斜め前方への平行移動が行なわれる。

次に平行移動の途中における位置Ｂにおいて、
ヘツデイングホールドをセツトしたまま方位修正
釦３６Ｌまたは３６Ｒを操作したとすると、判別
ブロツク６０からブロツク６２に進み、ブロツク
６２で変更方位を設定方位としてセツトする。こ
のように設定方位が修正されると、ブロツク６２
に進み、変更方位への旋回制御を行なう。即ち、
修正したヘツデイングホールド設定部２４からの
設定方位θoとジヤイロコンパス２２で検出され
た船首実方位θrとの偏差Δθが加算点２６から得
られることから、制御部１６でこの偏差Δθを零
とするようにバウスラスターと舵の推力バランス
を変え、修正した船首方位に向けて船体を旋回さ
せる。

この結果、第４図に示すように位置Ｂで方位修
正を行なうと、船は目的位置Ｃに向けて平行移動
しながら船首方位を回頭させ、旋回中にも移動方
向の推力が失われないことから、風や潮流により
流されることなく、船首を修正位置に向けて最終
位置Ｃに移動することができる。

尚、上記の実施例は、２台の可変ピツチプロペ
ラ及び舵、更にバウスラスターで成る５つの推力
機器を有する船の操船制御を例にとるものであつ
たが、本発明はこれに限定されず、平行移動可能
な推力アロケーシヨンが得られる複数の推進機器
を備えた適宜の船舶につき、そのまま適用するこ
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、平
行移動モードにおいて船首方位の保持モード、所
謂ヘツデイングホールドをセツトするスイツチを
操作すると、その時の船首実方位を設定方位とし
てセツトし、且つこの設定方位を押釦スイツチ等
の方位変更手段により、自由に設定変更できるよ
うにし、設定方位が変更された時には、ジヤイロ
コンパスで検出した船首実方位を設定方位に一致
させるように旋回のための推力バランスを変える
ことで方位修正のための旋回制御を行なうように
したため、平行移動モードから旋回モードへ切換
えることなく平行移動モードの中で船首方位の修
正制御ができ、平行移動のための推力が得られた
状態で、そのバランスを変えることで船首方位の
修正を行なうことから、従来の旋回モードのよう
に風や潮流の影響を受けて、旋回中に船が流され
てしまうことがなく、目的とする位置に船首方位
を修正しながら、短時間で且つ正確に横移動させ
ることができる。

【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
実施例による操船制御を示したフローチヤート、
第４図は第３図の操船制御による船の動きを模式
的に示した説明図、第５図は斜航モードと旋回モ
ードとの分離制御方式をとつたときの船の動きを
模式的に示した説明図である。 １Ｒ，１Ｌ：可変ピツチプロペラ、２Ｒ，２
Ｌ：舵、３：バウスラスター、１０：ジヨイステ
ツク、１２：モード切換釦、１４：ジヨイステツ
ク入力部、１６：制御部、１８：アクチユエー
タ、２０：船体、２２：ジヤイロコンパス、２
４：ヘツドホールド設定部、２５：ヘツド変更ス
イツチ、２６：加算点、２８：コントロールボツ
クス、３０：シンボル表示、３２：ヘツデイング
ホールド操作釦、３４：船首方位表示器、３６
Ｒ，３６Ｌ：方位修正釦、３８：パワーアツプ
釦、４０Ｆ，４０Ｍ，４０Ａ：旋回中心選択釦、
４２：ターンレイト表示器、４４ａ，４４ｂ：デ
マー釦。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の推進機器１Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２Ｌ，３
   を備えた船舶２０をジヨイステイツク１０の操作
   方向に該操作量で定まる速度で船首方位を保持し
   たまま平行移動させる操船装置に於いて、 前記船首方位の保持をセツトする船首方位保持
   スイツチ１２と、 該船首方位保持スイツチ１２を操作したときの
   船首実方位θrを設定船首方位θoにセツトする船首
   方位設定手段１６と、 該船首方位設定手段１６の設定船首方位θoを
   変更する船首方位変更手段２４，２５と、 ジヤイロコンパス２２で検出した船首実方位θr
   を前記設定船首方位θoに一致させるように旋回
   制御する旋回制御手段１６，２６とを備えたこと
   を特徴とする操船装置。