JPH0678918B2 - 波浪の影響を除去する無人測量調査装置。 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、海の深さなどの測量調
査において、波浪の影響による測深誤差および測量調査
の困難性、危険性をなくするため波浪の影響を除去する
測量調査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、海の測量調査には船艇に音響測深
機等を仮設し、測量調査を行っているが、波浪による船
自体の上下動とローリング、ピッチングにより、舷側に
取付た音響測深機の送受波器が上下して大きな測深誤差
を生じている。音響測深値についてはバーチェックによ
る音速修正と潮高の改正を行い実水深を求め、水深図を
作成している。しかし波高による誤差については確たる
修正方法がなかったので、海上保安庁水路部の水路測量
業務準則（昭和４１年４月１２日）の通達に、「測深は
海上模様ができるだけ、平穏なときに実施するものと
し、特に掘り下げ区域および岩礁区域では、波浪のある
場合は避けるものとする」と規定されている、また運輸
省港湾局の深浅測量の仕様書にも前記と同様なことが明
記されている、然し実状は、経費、調査の時期および日
数などの関係で波浪が高いにもかかわらず測量調査を強
行し、波浪による大きな誤差を生じたり、また事故を起
した例もあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】船艇は船底と両舷側に
より形成されているので耐水、耐波面積が大きく、波浪
の抵抗を受け波に乗って航走する構造となっている。従
って波浪による上下動、ローリング、ピッチングは避け
られない。そのため船艇の舷側に取付た音響測深機の送
受波器が上下動して、測深誤差を生ずる、また使用船は
現地用船の小型漁船に測量機器を仮設し、測量調査員が
乗船して船内を移動するためのローリングと風波による
ローリング等により安定性・危険性が大きく測量調査が
できないなどの問題がある。 この発明は、海の測量調査に使用する船艇に替え、波浪
の影響を除去し、遠隔操縦により無人化した測量調査装
置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決しようとする手段】課題を解決するための
発明の構成を図１の斜視図に示した、本装置の耐水、耐
波面積は従来の船艇の１／２０以下の構造とした。 本装置はアルミ等の軽金属の角パイプ４本の支柱（１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）の左右にそれぞれ上段（１Ｅ）
中段（１Ｆ）下段（１Ｇ）の各３本と前部、後部の上段
（１Ｈ）下段（１Ｊ）の各２本および中央部の上段（１
Ｋ）と中段（１Ｍ）（１Ｍａ）の角パイプを組みたてて
骨格とし、角パイプの直角コーナーにステンレス丸パイ
プを対角線状にボルト締めにて取付て直角補強とした。

【０００５】浮体は水面上部コラムの断面積が浮体下部
の断面積の４０％〜６０％と細くし、浮体の浮力主体を
浮体下部におく、フーテング付編平コラム型とし４個の
浮体（Ｂ_１Ｂ_２Ｂ_３Ｂ_４）の浮力中心点を結ぶ線が正方
形になるように骨格の４隅に垂直に取付たことにより、
本装置が例えば右側に傾斜すると右側の浮体が沈み、沈
んだ浮体の容積だけ右側の浮力が増大し反発浮上する、
傾斜と同時に反対側の左側浮体が浮き上り、浮き上った
容積だけ浮力が減少すると、上部に搭載した機器類の重
みで浮体が沈み、復原して左右の平衡が保たれてローリ
ング誤差は生じない、など４個の浮体の相対作用によ
り、何れの方向からの波浪に対しても本装置の傾斜の抑
制と転覆の防止となる。

【０００６】前部上段の角パイプ（１Ｈ）と後部上段角
パイプ（１Ｈａ）の中央部にＬ字型アルミ、アングル２
本（Ｌ_１Ｌ_２）を６０ｃｍ間隔にレール状に取付て機器
取付台とした。機器取付台に配置する機器は本装置と全
機器を含む総重量の中心点（重心）から、配置する各機
器の中心までの距離と、その機器の重量との積が、重心
の前部に配置する機器類の和と、重心の後部に配置する
機器類の和が等しくなるように配置することにより、前
後部の平衡が保たれる。各機器は取付板（Ｂｄ）により
機器取付台の中心線上に取付る。

【０００７】本装置の波高による上下動を検知するサー
ボ加速度計（１５）を重い容器のなかに垂直に固定し、
垂直保持器に吊して、本装置の傾きや動揺に対しても常
に垂直を保持して、上下動の加速度を検知するとサーボ
加速度計（１５）の内部機構で検知加速度に比例した電
圧を出力する、その出力電圧を二重積分器（１４）に入
力して１回積分して速度、２回積分して波高の偏位に比
例した電圧信号に変換する、二重積分器の感度を１ｍに
設定すると、波高１ｍが１Ｖの偏位電圧が出力される、
これを図４により説明すると、図４（Ａ）は本装置の波
高による上下動、図４（Ｂ）は（加速度計＋二重積分
器）の出力電圧を示したこの電圧をヒーブ用音響測深機
の発振線回路に入力すると、発振線制御回路が働き、音
響測深機の発振線が図４（Ｃ）の音測記録となり、海底
は波高のない直線記録となることにより、本装置の波浪
による測深誤差が発振線の上下動により消去されたこと
を示している、図４Ｄは従来の音響測深記録です。

【０００８】本装置における、バーチェック法による水
中音波速度の改正値を求める、バーチェック用捲揚器
（１６）のリールにステンレス、ワイヤ（以下ワイヤと
する）に正確に２ｍ毎に深度板（１６ｂ）が取付られた
ワイヤが巻いてあり、使用に際しては、測深海域のバー
チェック深度を検討し、例えば深度１５ｍまで行うとき
は、予めワイヤが１５ｍまで降りたら、１５ｍで下降し
ないように、ワイヤを固定して置く、バーチェックを実
施する海域において本装置を停止させて、捲揚器モータ
ー（１６ａ）を下降する回転にして、１５ｍでワイヤが
ストップすると、モーター（１６ａ）に負荷がかかり、
捲卸し側の回路に入れた、電気回路切断用のブレカーが
作動してモーターの回転が停止する。バーチェックは、
波浪誤差消去装置のスイッチを断にした場合と接にした
場合を各３〜５分間実施して音響測深機に２ｍ毎の深度
板記録を記録させてから、捲揚器モーターを捲揚回転に
する、装置の中段の捲揚ストップ装置（１Ｍ）と（１Ｍ
ａ）にてワイヤが停止してモーターの捲揚回路の「ブレ
カー」が働いて、モーターが、停止して、バーチェック
を終る。

【０００９】本装置は音響測深機（１３）の送受波器
（１３ａ）が本装置の重心に取付られているので、ロー
リングピッチングの動揺誤差は殆んど生じない。

【００１０】本装置は市販の８チャンネルの「ラジコ
ン」を利用して、機器の遠隔操作・操縦を行っている。
陸上の基点より「ラジコン」送信機の所定のスイッチ・
レバーを動かし、所定の信号を発信すると、本装置のア
ンテナ（１８ｄ）を通して、遠隔操縦箱（１８）の受信
機（１８ａ）に入り、送信チンネルのサーボモーターを
作動させて、必要な機器を働かすシステムにより操縦さ
れる、遠隔操縦を行う機器は次のとおり、（１）船外機
の前進、停止、後進及び舵角の左右とその切替ハンドル
を離すと舵中央になり直進する。 （２）船外機（２０）の速力の調整 （３）音響測深機（１３）の波高消去装置の接と断 （４）音響測深機に測位時の固定線（タイムマーク）記
入。 （５）バーチェックの捲揚器モータ（１６ａ）の揚げ、
卸しの操作操縦

【００１１】

【作用】

以下本発明の作用について説明する。 本装置の本体が軽金属の角パイプを組たて骨格とし、偏
平コラム型浮体４個を骨格の４隅と垂直に取りつけられ
ている。簡単な構成により、対水、対波面積が少なく、
波浪抵抗も少ない。骨格の４隅に設置した４個の浮体の
相対作用により、従来の船艇より安定性復原性は抜群で
船艇では消去することのできないローリング、ピッチン
グが消去され、１ｍ以上の大きな砕波でも本装置は波に
乗らず波中を進行するので転覆することがない。

【００１２】

【実施例】

以下図面に基いて本発明について説明する。 本装置は測地まで、クレン付２トントラックにて運搬し
使用することを前提に大きさは、本装置の骨格の幅は、
１６２ｃｍ−（７ｃｍ×２）＝１４８ｃｍで、１６２ｃ
ｍはトラックの内幅、７ｃｍは浮体の厚さの１／２で
す。アルミ角パイプ４ｃｍ角（１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄ）の４支柱と両側に上段（１Ｅ）・中段（１Ｆ）・下
段（１Ｇ）を２組と前部、後部の上段（１Ｈ）下段（１
Ｊ）の２組と中央部の上段（１Ｋ）中段（１Ｍ）のアル
ミ角パイプ３ｃｍ角をステンレスのボルト締めで組たて
骨格とした。各コーナの直角保持にステンレス丸管の両
端を潰して、ボルト締めにて補強した。

【００１３】浮体は、水面下の浮体下部を、本装置と搭
載機器を含めた全重量の１／４の重量を保持する浮力を
有する、厚さ１４ｃｍと高さ６０ｃｍの大きさとし、上
部コラムは、浮体下部の５０％とし、高さは６０ｃｍと
した。浮体は発泡ウレタンにより形成し、Ｆ．Ｒ．Ｐ．
でコーティングして作成した。浮体４個の浮心（Ｂ_１，
Ｂ_２，Ｂ_３，Ｂ_４）が正方形となるようにして骨格の４
隅に取付た、今回は浮体厚さを１４ｃｍとしたが、１１
ｃｍ〜１２ｃｍが望ましい。

【００１４】骨格上部（１Ｈ）・（１Ｈａ）の中央に、
搭載機器の配置を考慮してＬ字型アルミアングルを６０
ｃｍ間隔として、レール状に取付、機器取付台とした。
本装置の重心の前部と後部が平衡になるよう各機器を配
置し、各機器は取付台（Ｌ_１Ｌ_２）に取付板（Ｂｄ）に
より取付たアルミ角パイプ（１Ｋ）と（１Ｍ）に音響測
深機の送受波器（１３ａ）を取付た。また中央附近にア
ンテナ柱（１８ｄ）と目標板（１９）をたてた。 船外機は後部上段角パイプ（１Ｈａ）に角パイプ３本を
長いボルトにて締め、その両側に取り付板を取つけて、
船外機台とし、取外し式にして船外機を取付た。

【００１５】

【発明の効果】従来、海の測量調査は、船艇を使用して
実施していたため、風波による困難性危険性により調査
不能日数が多かったが、本装置は、耐水耐波面積が船艇
の１／２０となり、また遠隔操縦で無人化されたので、
風速１０ｍ／ｓｅｃ前後の風波でも測量調査が可能とな
り、合理化・能率化がはかられた。 従来波浪のあるときの砕波海域，岩礁海域の測量調査不
能海域も自由に測量調査が可能となった。 波浪による上下動やローリング、ピッチングによる測深
誤差が消去されたので港湾、沿岸の工事等に対して正確
な水深、海底地形が提供できる。

【００１６】従来の誘導測深の場合は、基点に誘導員が
トランシットを覗きながら船が計画線からの偏位量を、
誘導員よりトランシーバにて船側に連絡する、それを船
側の調査員がトランシーバで受信して船長に指示し船長
が舵をとるまでに時間がかゝるので適切な誘導ができず
偏位誤差が大きかったが、本装置の場合は誘導者がトラ
ンシットを覗きながら、手持ちの「ラジコン」送信機の
操船レバーを操作して、本装置を操縦するので、偏位誤
差が少く、航走能率がよく且正確で技術的効果は大き
い。

【００１７】本装置は搭載機器を水温塩分調査装置及び
海潮流調査機に取り替えることにより、測量以外の海洋
調査にも使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本装置全体の構成を示す斜視図

【図２】平面図

【図３】側面図

【図４】本装置の波高による上下動と（加速度計＋二重
積分器）の出力電圧と音響測深記録

【符号の説明】

骨格関係 １ａ ４隅の支柱 １ｂ ４隅の支柱 １ｃ ４隅の支柱 １ｄ ４隅の支柱 １Ｅ 両側の上段 １Ｆ 両側の中段 １Ｇ 両側の下段 １Ｋ 中央部上段 １Ｍ 中央部中段 １Ｍａ 中央部中段 １Ｈ 前部の上段 １Ｈａ後部の上段 Ｌ_１ 上部機器取付台 Ｌ_２ 上部機器取付台 Ｂ_１ ４隅の浮体 Ｂ_２ ４隅の浮体 Ｂ_３ ４隅の浮体 Ｂ_４隅の浮体機器関係 １１ 電池入トランク １１ａ電池 １２ 大型トランク １３ 音響測深機 １３ａ音響測深機の送受波器 １４ 二重積分器 １５ サーボ加速度計 １６ バーチェック用巻揚器 １６ａ 捲揚用モータ １６ｂ 反射板 １６ｃ 釣錘量 １７ 燃料タンク １８ 遠隔操縦箱 １８ａ 受信器 １８ｂ 乾電池箱 １８ｃ 操舵操縦装置 １８ａ サーボ類 １８ｄ アンテナ １９ 目標板で上半は赤色下半は白色 ２０ 船外機 ２０ａ 前後進切替用モータ ２０ｂ 前後進・停止切替ハンドル ２０ｃ スタータハンドル Ｂｄ 機器取付板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 海の測量調査において、アルミ角パイプ
   を組みたてて、骨格とし、浮体は水面上部を細くし、浮
   体下部を浮力の主体とした４個の浮体を骨格の４隅に配
   置し、各浮体は浮力中心点を結ぶ線が、正方形になるよ
   うに組たてた４個の各浮体は本装置と搭載機器の全重量
   を均等に保持するように、搭載機器を配置し骨格に垂直
   に取付たことを特徴とする波浪の影響を除去する無人測
   量調査装置。
2. 【請求項２】 本装置は陸上基点より発信する無線信号
   により遠隔操縦、操作することにより、無人化したこと
   を特徴とする特許請求の範囲請求項１記載の波浪の影響
   を除去する無人測量調査装置。
3. 【請求項３】 音響測深機・サーボ加速度計と二重積分
   器を組合せて、本装置の波浪による上下動誤差を消去す
   ることを特徴とする、特許請求の範囲請求項１、記載の
   波浪の影響を除去する無人測量調査装置。