JPH0445099A - スウェルコンペンセータ制御装置 - 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】 （従来の技術） スウェルコンペンセータ従来例ヲ第４．５図によっ１説
明すると、所定水深での海中観測、測定又は試料採集を
行うため海上調査艙９のウィンチ２から繰り出された懸
吊用のクープル３は、船体後部デツキ」−に設けたフレ
ー・ム５上部の滑車６を介１．て海中に懸吊され観測機
器７を昇降操作する構造になっている。そして船体動揺
によって生じる観測機器７の深度変化を極力小さくする
ためケーブル３の繰出し７、巻き下げとは独立して船体
の動きを検出してり゛−プル３の長さを調節するスウェ
ルコンペンセータカする。従来のスウェルコンペンセー
タ１０は、第５図に示すようにラム式油圧シリンダ１１
と、ラム式油圧シリンダの上、下端部に軸支された固定
滑車１２、移動滑車１３、ラノ、式油ＨＥシリンダ１１
の油圧室に油圧管１４を介し連設さ′Ｉ′また空気バネ
装置１５等からなり、該空気バネ装置１５は、油圧管１
４に連設された作動油加１士タンク１５ａ、圧気管１５
ｂで作動油Ｆ１−タンク１５ａの」二部空気部と連設さ
れた空気ボンベユニッ）　１５　ｃ、および空気圧縮機
１５ｆ等からなる。

前記スウェルコンペンセータ１（１！、第４図に示すよ
うに船体９上に配設されて固定滑車１２と移動滑車１３
にウィンチ２からのり゛−プル３が複数目側は廻しされ
、クープル３の張力をうム式油圧シリンダ１１の作動油
を介し、て空気ホンベニニラ）１５ｃの圧縮空気に伝達
し１、圧縮空気の空気バネで前記張力を緩衝、支持する
とともに、船体９の上下動揺に伴うクープル３の張力変
化も緩＠Ｉ７、二次的に海中の観測機器７の位置（深度
）変化を防１１１．τいる３゜また、移動滑車の位置検
出装置（図乃、省略）、排気弁１５ｄ、給気弁１５ｅ等
からなる中位点補正装置に」７って、空気ホンベニニラ
）１５ｃの空気圧、即ち空気バネ力を調整し、観測機器
７の投入水深の変化等によっで増減するクープル３の張
力に対応させ１、移動滑車１３の中位点Ｘを調整する。

即ちクープル３に作用する張力が増加すると、空気ホン
ベニニラ）１５ｃ内の圧縮空気が圧縮されて、移動滑車
１３のストローク範囲は第５図イのように中位点Ｘの移
動で２．　＞　２．となり、張力が減少すると、圧縮空
気が膨張によって第５図口のようにｌ、、＜ｔ：、とな
る。

移動滑車１３０ストローク範囲が前記のように変化し６
たま甘で放置すると、張力の増減しＪ、り移動滑車１３
の不動ストローク範囲Ｉ、を越えるようになり、張力緩
衝機能が失わ′ｉｊるため、２、　＞／、　　になるど
、給気弁１５ｅを開き空気Ｈ−縮機１５ｆから圧縮空気
を補給１．　？、空気ホンベニニラ）１５ｃ内の空気圧
を増加し、１１＜２゜になると、排気弁１５ｄを開き空
気圧を減少して、第５図Ｃのようにｌ、−４＝ｌ、とな
るように調整して張力緩衝機能を確保づる３゜ （発明が解決しようとする課題） 従沫の前記スウェルコンペンセータは、波浪等による船
体の上昇時に、クープルを介して観測機器に上昇力が作
用し、水抵抗によってクープル張力が増加ブるが、移動
滑車、ラム式油圧シリンダの作動油を介し空気ボンベニ
；、・、ト内の圧縮空気が圧縮されて同ラム式油圧シリ
ンダが短縮し、固定滑車と移動滑車の距離短縮により画
情車間のケーブルが繰り出され、クープル張力の増加お
よび観測機器の位置（深度）変化を防１１シフ、船体の
下降時は、逆の働きでクープルを巻き込みケーブル張力
の減少、観測機器の位置（深度）変化を防止する。

このように従来のスウェルコンペンセータでは受動的な
制御になっているため、船体の動揺速度が小さく、張力
の変化が小さい場合スウェルコンペンセータは不作動と
なり、観測機器の水深変化の防止には全く用をなさない
。また、張力の増減に対応してケーブルの繰り出し、巻
き込みを行い、観測機器の水深の変化を防止することは
、実際上不可能と言える。

第６図は１トンの観測機器７を長さ４１３８．５ｍの深
度にケーブル３で保持させた時の観測機器７の上下動を
示す図である。この図は調査船９＃８秒の周期、０５７
５ｍの片振幅で上下動した場合のものであるが、この図
から観測機器も船体運動とほとんど同じ周期、振幅で上
下動ｔ７ており、従来のスウェルコンペンセータが観測
機器の水深変化に全く役立ってないことがわかる。

本発明は、このような従来装置の不具合を解消し１．よ
うとするもので、船体におけるコンペンセータとりつけ
部の上下加速度を検出（２、ぞｉｌを積分Ｉ、で得た上
下変位と、コンペンセータ変位検出器より得たピストン
変位に、クー−プルのに重掛けの場合、−に倍し、た値
との偏差に対ｔ、。

て制御を竹うスウェルコンペンセータ制御装置を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

このため本発明のスウェルコンペンセータ制御装置は、
船体におけるコンベンセー・夕とりつけ部の」−下加速
度を検出し２、それを２回積分して得た上下変位と、コ
ンペンセータ変位検出器より得たピストン変位にクープ
ルのｋｉｔＩＩｌの場合、−に倍した値との偏差に対し
で制御を行うようしたことを特徴としている。

〔作用〕

」−述の本発明の７ウエルコンペンセータ制御装置に、
１　ｔ＋ば、観測機器の深度Ｚｖは１．クープルの伸び
を無視−すると次のように表わさｔする。

Ｚｖ＝　Ｚｓ　　＋　　ｈｏ　　−＋−ｋ５　　　　　
　　（１，１但し５、Ｚｓ、船の上下運動 ｈｏ　　　索のくり出し長（ピストンによる索の繰り出
し７変動含まず） 吃：スウェルコンベンセー・夕（ヒス トン）の変位 ｋ　：ケーブルのに１掛は 観測機器を水深ｈＯで位置保持するには（１）式％式％ すなわちスウェルコンペンセータ設置位置における船の
上下運動Ｚｓと、スウェルコンペンセータ変位号に−に
倍した値との偏差がＯとなるように制御を行えば、観測
機器の深度保持が達成できる。

（実施例） 以１、図面により本発明の一実例と１．′″′Ｃのスウ
ェルコンベンセーフ制御装置にＶいて説明すると、第１
図および第２図において１１はラム式油圧シリンダ、１
２はラム式油日シリンダ１１のへラドカバー側の端部に
軸受フＬ／−ムを鳴シ２て軸支された固定滑車、１３は
ラム式油用シリンダ１１０ロッドエンド側に軸受フレー
ムを介し軸支された移動滑車であつ１、ラム式油圧シリ
ンダ１１の伸縮によって固定滑車１２に対し７移動滑車
１３が移動Ｌ７両画情間の距離が増減されて、固定滑車
１２と移動滑車１３にに重に掛は廻しされている懸吊用
のクープル３の掛は廻し長さが増減、即ちクープル３が
繰り出し２、巻き込みされる構造になっており、ラム式
油圧シリンダ１１０両端部に配設され船９上の懸吊用ケ
ーブル３が掛は廻しされた固定滑車１２と移動滑車１３
を具備したスウェルコンペンセータにおいて、ラム式油
圧シリンダ１１に連設され空気バネでり゛−プル３の張
力変化を緩ｓ−ｉろ空気バネ装置】５と、移動滑車１３
に連設さね船体上下動揺に対応させて移動滑車１３を移
動制御する滑車移動用油圧シリンダ２０と、滑車移動用
油圧シリンダ２０に連設され船体上］動揺とクープル張
力および移動滑車変位の各検出に基づく制御信号で制御
されるシリンダ駆動制御装置全具備し７たスウェルコン
ペンセータ制御装置になっている。

前記空気バネ装置１５は、ラム式油圧シリンダ１１の油
圧室に油圧管１４を介して連設された作動油加圧タンク
１５ａ、圧気管１５ｂで連設された空気ボンベユニ７　
）　１５　ｃ　、排気弁１５ｄ、給気弁１５ｅ、空気圧
縮機１５ｆ等からなる。

前記滑車移動用油圧シリンダ２０は、ラム式油圧シリン
ダ１１のヘッドカバー側に配設されピストンロッドの先
端部を移動滑車１３の軸部に連設置〜ｆｒ：、、Ｓ造に
なっており、図示のように複数配設される。

前記シリンダ駆動制御装置は、滑車移動用油圧シリンダ
２０に油圧管２１を介して連設された制御弁ユニット２
２と油圧パワーユニット２３等からなる駆動装置（２１
，２２，２３）、および制御弁ユニット２２０制御装置
２５からなり、該制御装置２５は、船体におけるコンペ
ンセータとりつけ部の上下動揺加速度を検出する船体加
速度検出器３１、船体加速度検出器３１の出力信号を２
回積分して平滑して船体上下動揺の変位検出信号３２ａ
を出力する積分器及びフィルタ３２、移動滑車１３の変
位を検出し、てその−に倍の信号３Ｊａを出力する滑車
変位検出器３４及びその変位を−に倍する演算器３４ｂ
、上記信号と３２ａと３４ａの偏差をとる加減器３７、
加減器３７の出力信号を比例、積分、微分演算するＰＩ
Ｄコントローラ３８、等からなる。。

前記制御装置２５は、船体上下変位の検出信号３２ａと
−に倍さ１１た移動滑車変位の検出イ暫号３４ａに基づ
き、ＰＩＤコン・トローラ３８から制御信号４０ａを出
力し５、該制御信号４Ｄａによっで駆動装装置（２１，
２２，２３）の制御弁ユニット２２を制御（５、駆動μ
置（２１，２２２３）によって滑車移動用油に１シリン
ダ２０を駆動し、舵体」−下！ｔｌＩ揺に対応さセ°て
、移動滑油１３を強制的に移動制御３る。

本発明は、前記のような構成にガっ′Ｃおり作用につい
て詳述するど、船上のスウユルコンペンセータ部伺近に
取り伺けた加速度８１３１よりけノイズをとりのぞ＜３
．他方コンペンセータに取りつけたコンペンセータ変位
検出器３４よりコンペンセータ変位を検出し、（わに演
算器３４ｂで−に倍し、た値を求めｆｅｅｄ　ｂａｃｋ
　をかける。

ぞして加減器３７で上述の船の土、）変位信号３２ａと
コンペンセータ変位に−に倍しまた仙の信号３４ａどの
偏Ｘ−を２す、ＰＩＤコン）ｒ−バー１８へ、信号を送
る。Ｐ　Ｉ　Ｄコントローラ３８からは制御４２４号４
０ａが制御弁、：＋、　−＝　ッ）　２２　ｉ′送らノ
）、油圧を介ｌでコンベンセ　タ（シリンダ）　２０を
動かし、ケーブル３をブＩ−ｔ、、で観測機ａ’；”ｉ
の運動が制御さｔする。

（効％） 第３図は第６図ど回じ条ｆ１で、本実施例の制御を行っ
た４瀞結果であるが、第３図は第６図に比べ振幅がｌ／
１０以１となる。即ち本発明のスウェルコンペンセータ
制御装置にＪす！！　１ｌｌｊ１機器の深さ方向の変位
が低減され大幅な性能の改善となっている。又、クープ
ル張力変動に′）いでも従来のものど比べて大幅に小さ
くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、本発明の１実施例とし、１スウユルコンペ
ンセータ制御装置を模式的にス、す図、第１図すは第り
図ａ二↓ニ一番美液図、第２図は郊−覇１１ 実施例に示−すスウェルコンペンセータ制御装置の制御
弁ユニットの制御装置のブロック線図、第３図は本発明
の実施例による制御を行った晩の観測機器の１１動振幅
を７Ｔ、ニー８図である。第４図は従来のスウェルコン
ペンセータを具えた調査船の作業状態概要を示す図、第
５図は従来のスウェルコンペンセータ制御装置を模式的
（て小す図、第６図は第５図装置により制御を行、うた
時の観測機器の十下動振幅を示す図である。 １１・−ラム式油圧シリンダ、１２・・固定滑車、１３
・・・移動滑車、１４・・・油圧管、１５・空気バネ装
置、１５ａ・・作動油加圧タンク、１５ｂ・・圧気管、
１５ｃ・・・空気ボンベユニット、１５ｄ・排気弁、１
５ｅ・・・給気弁、１５ｆ・空気圧縮機、２０・滑車移
動用油圧シリンダ、２１・・油圧管、２２・・制御弁ユ
ニット、２３・油圧パワーユニット、２５・・・制御弁
ユニットの制御装置３１・・加速＃割、３２・・積分器
＆フィルタ、３２ａ・・変位検出信号、３４・・・移動
滑車変位検出器、ｂ　・・ 演算器、 ７　・・ 加減器、 ■ ■） コントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 船体におけるコンペンセータとりつけ部の上下加速度を
   検出し、それを２回積分して得た上下変位と、コンペン
   セータ変位検出器より得たピストン変位にケーブルのｋ
   重掛けの場合、−ｋ倍した値との偏差に対して制御を行
   うようしたことを特徴とするスウェルコンペンセータ制
   御装置。