JPH09272494A - 水中ロボットの位置確認装置及び該装置を用いた気体供給装置 - Google Patents
水中ロボットの位置確認装置及び該装置を用いた気体供給装置Info
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- JPH09272494A JPH09272494A JP8380196A JP8380196A JPH09272494A JP H09272494 A JPH09272494 A JP H09272494A JP 8380196 A JP8380196 A JP 8380196A JP 8380196 A JP8380196 A JP 8380196A JP H09272494 A JPH09272494 A JP H09272494A
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Abstract
を確認すると共に、位置確認に用いる気体を利用して水
中ロボットの浮上等の有効利用を図る。 【解決手段】船上若しくは陸上側に配設された電源・制
御装置3及び高圧ガス供給装置4と、前記電源・制御装
置にケーブル2を介して接続された水中ロボット1と、
先端が前記水中ロボットに固定され後端が前記高圧ガス
供給装置に接続されたガス供給ホース5とを備えた手
段。また、前記水中ロボットに装着された浮上用バッグ
10と、該浮上用バッグと前記ガス供給ホース又は前記
高圧ガス供給装置に接続された分岐ホース11と、前記
ガス供給ホースの先端からの気体の排出を停止させると
共に前記浮上用バッグに気体を供給するための切換弁
9、12とを備え、電源停止信号又は浮上信号により前
記切換弁を作動させる手段。
Description
ム調査、海洋土木工事等において、水中状況の調査、水
中での作業、各種検査等に用いられる無人潜水機、水中
作業機器等の水中ロボットの技術分野に属する。
各種計測器を搭載し、船上若しくは陸上の制御装置に接
続されたケーブルを介して遠隔操作により各種調査、作
業を行う装置である。従来、無人潜水機において水中の
位置を確認するために、超音波を利用した位置表示装置
が知られている。この装置は、潜水機に取り付けた超音
波発生装置、船上若しくは陸上に配置された2台以上の
受信機及び表示装置からなり、潜水機の水中位置を正確
に測定しモニター画面に表示するものであるが、非常に
高価であるため小型潜水機においては実用的ではなかっ
た。
装置が装備されない無人潜水機では、テレビカメラから
の映像及び進路を決める方位計及び水深計以外には位置
を知る情報はなく、ケーブルの繰り出す長さ、方向から
その位置を推測していた。しかしながら、ケーブルは、
水流の影響により直線的に繰り出されていることは少な
く、比較的浅い水域においても水底の障害物などで屈
折、湾曲し、潜水位置を知ることは困難であり、特に濁
った水域において無人潜水機の運用が困難であった。こ
の対策として、潜水機からロープを取り水面にブイを浮
かべるという方法を用いることも考えられるが、ロープ
の長さを最大潜水深度に設定する必要があること、さら
に運用中に、ロープが潜水機の推進機、ケーブル、水中
の障害物等に絡んでしまうという問題を有している。
は、簡単な方法により水中での位置を確認する手段がな
かった。加えて、従来の無人潜水機においては、潜水機
の位置が確認できても、ケーブルの切断やケーブルの絡
み等の事故が生じた場合、無人潜水機を浮上させる手段
がなく、大がかりな回収作業になったり高価な無人潜水
機が流失してしまうという問題を有している。
て、その第1の目的は、簡単な構成により水中での水中
ロボットの位置を確認することであり、第2の目的は、
ケーブルの切断や断線、水中ロボットの水中拘束等の事
故が生じた場合に、位置確認用の気体を利用して水中ロ
ボットを浮上させこれを回収可能にすることであり、第
3の目的は、位置確認用の気体を利用して水中ロボット
の浮力を調整可能にしその機能を向上させることであ
る。
に、請求項1記載の本発明の位置確認装置は、船上若し
くは陸上側に配設された電源・制御装置3及び高圧ガス
供給装置4と、前記電源・制御装置にケーブル2を介し
て接続された水中ロボット1と、先端が前記水中ロボッ
トに固定され後端が前記高圧ガス供給装置に接続された
ガス供給ホース5とを備えたことを特徴とし、また、請
求項2記載の発明は、請求項1記載の水中ロボットの位
置確認装置を用い、前記水中ロボットに装着された浮上
用バッグ10と、該浮上用バッグと前記ガス供給ホース
又は前記高圧ガス供給装置に接続された分岐ホース11
と、前記ガス供給ホースの先端からの気体の排出を停止
させると共に前記浮上用バッグに気体を供給するための
切換弁9、12、17とを備え、電源停止信号又は浮上
信号により前記切換弁を作動させることを特徴とし、ま
た、請求項3記載の発明は、請求項1記載の水中ロボッ
トの位置確認装置を用い、前記水中ロボットに装着され
たバラストタンク16と、該バラストタンクに設けられ
た浮力調整弁18と、前記バラストタンクと前記ガス供
給ホース又は前記高圧ガス供給装置に接続された分岐ホ
ース11と、前記ガス供給ホースの先端からの気体の排
出を停止させると共に前記バラストタンクにガスを供給
するための切換弁9、12、17とを備え、浮力調整信
号又は電源停止信号により前記切換弁及び浮力調整弁を
作動させることを特徴とし、さらに、請求項4記載の発
明は、請求項2又は請求項3記載の気体供給装置におい
て、前記水中ロボットに装着され、前記浮上用バッグ又
はバラストタンクに送気弁15bを介して接続された高
圧ガス容器15aを備え、電源停止信号又は浮上信号に
より前記送気弁15bを作動させることを特徴とする。
なお、上記構成に付加した番号は、本発明の理解を容易
にするために図面と対比させるもので、これにより本発
明が何ら限定されるものではない。
を参照しつつ説明する。図1及び図2は、本発明におけ
る水中ロボットの位置確認装置の例を示し、図1(A)
は無人潜水機を含む全体構成図、図1(B)は位置確認
装置の構成図、図2は本発明の作用を説明するための図
である。なお、本発明はこのような無人潜水機に限定さ
れるものではなく、水中での作業、各種検査等に用いら
れる各種の水中ロボットに適用可能である。
水機1には、テレビカメラ1a、推進機1b、その他図
示しない照明器、各種計測器、マニピュレータ等が搭載
され、電源及び信号を伝送するためのケーブル2により
船上若しくは陸上に配設された電源・制御装置3に接続
され、テレビカメラ1aからの映像及び各種計測データ
をモニター画面に表示させるようにしている。また、船
上若しくは陸上側には、高圧ガス供給装置4が配設さ
れ、高圧ガス供給装置4には、ガス供給ホース5が接続
され、ガス供給ホース5は、ケーブル2に沿って固定さ
れ、その先端は無人潜水機1に固定されている。
他の気体を貯蔵する高圧ガス容器4a、減圧弁4b、流
量調整弁4cから構成され、その出口側には圧力計6が
取り付けられている。なお、本例においては、高圧ガス
容器4aにより気体を供給するようにしているが、圧縮
機により空気を圧縮し供給するようにしてもよい。
する。無人潜水機1は、ケーブル2を繰り出し、電源・
制御装置3を操作することにより、図2に示すように、
水中を移動し各種の調査、観測等を行う。無人潜水機1
が水中を移動する際、高圧ガス供給装置4からガス供給
ホース5に、潜水機1が存在する水深相当圧以上の圧力
で気体を供給することにより、ガス供給ホース5の先端
から気泡7が放出され、これを水面で確認することによ
り無人潜水機1の位置を知ることができる。また、送気
を一旦停止しかつ圧力を保持した状態でガス供給ホース
5内の圧力を圧力計6で計測することにより、圧力と水
深の関係から潜水機1の深度を測定することができる。
このようにして潜水機の位置と水深が判ることにより潜
水機の運用効率が著しく向上する。
置確認装置を用いた気体供給装置の例を示し、図3
(A)は無人潜水機を含む全体構成図、図3(B)は位
置確認装置及び気体供給装置の構成図である。なお、図
1と同一の構成には同一番号を付けて説明を省略する。
近に遮断弁9を設けると共に、無人潜水機1には浮上用
バッグ10を装着し、この浮上用バッグ10を分岐ホー
ス11を経てガス供給ホース5の遮断弁9の上流側に接
続する。分岐ホース11には送気弁12が設けられ、浮
上用バッグ10には過膨張、破裂防止用の安全弁13が
設けられている。遮断弁9及び送気弁12は、ケーブル
2の切断や断線、無人潜水機の水中拘束等による電源停
止信号又は船上若しくは陸上からの緊急或いは任意の浮
上信号により開閉される。浮上用バッグ10は、潜水機
1の水中重量以上の浮力を得るのに必要な容積を有する
ものであり、通常の運用時には折り畳まれてケースなど
に収納されている。
する。ガス供給ホース5による無人潜水機1の位置確認
及び深度測定については図1の例と同様である。本例に
おいては、ケーブル2の切断等の緊急時或いは船上若し
くは陸上からの指令時には、遮断弁9が閉じられると同
時に送気弁12が開放され、ガス供給ホース5、分岐ホ
ース11を経て浮上用バッグ10内に気体が供給され
る。その結果、浮上用バッグ10は膨張し浮力が大きく
なり、図2に示すように、無人潜水機1は水面に浮上
し、目視によりこれを容易に発見し回収することができ
る。
1をガス供給ホース5から分岐させるようにしている
が、分岐ホース11をガス供給ホース5と並列に直接、
高圧ガス供給装置4に接続するようにしてもよい。この
場合、各ホース5、11の遮断弁9及び送気弁12は、
無人潜水機1側に設けてもよいし高圧ガス供給装置4側
に設けてもよい。また、上記の例においては、遮断弁9
及び送気弁12からなる2つの切換弁により浮上用バッ
グに気体を供給するようにしているが、図5に示すよう
に1つの三方弁からなる切換弁により気体を供給するよ
うにしてもよい。
置確認装置を用いた気体供給装置の他の例を示す構成図
である。本例は、図3の例をさらに改良した例を示し、
無人潜水機1に浮上用ガス供給装置15を装着し、これ
を浮上用バッグ10に接続している。浮上用ガス供給装
置15は、空気若しくはその他の気体を貯蔵する小型高
圧ガス容器15aと送気弁15bから構成され、送気弁
15bは、ケーブル2が切断されたことによる電源停止
信号又は船上若しくは陸上からの緊急或いは任意の浮上
信号により開放され、小型高圧ガス容器15aから浮上
用バッグ10に気体が供給される。本例においては、ケ
ーブル2及びガス供給ホース5が共に切断された場合に
も、無人潜水機1を水面に浮上させ、これを容易に発見
し回収することができる。
置確認装置を用いた気体供給装置の他の例を示し、図5
(A)は無人潜水機を含む全体構成図、図5(B)は位
置確認装置及び気体供給装置の構成図である。なお、図
3と同一の構成には同一番号を付けて説明を省略する。
対のバラストタンク16を装着するとともに、ガス供給
ホースに三方弁17を設け、バラストタンク16を分岐
ホース11を経て三方弁17に接続する。また、バラス
トタンク16には浮力調整弁18を設けている。なお、
図3の浮上用バッグ10を付加してもよいし、さらに、
図4の浮上用ガス供給装置15を付加するようにしても
よい。
する。無人潜水機1が水面を航走する際は、船上若しく
は陸上からの指令信号により三方弁17を切り換えてバ
ラストタンク16に気体を供給し浮力を付けて推進さ
せ、海底へ潜降する時は、浮力調整弁を開いてバラスト
タンク16の気体を抜いて浮力をなくし、推進機1bを
回さずに海底へ静かに潜降させる。海底では着底したま
ま安定した状態で生物等を観察したり、或いはバラスト
タンク16に気体を適量入れて中性浮力の状態で推進機
1bを浮上潜航させて海底を探索する。また、海底でマ
ニピュレータにより重量のある捜索物を回収した際に
は、バラストタンク16に気体を供給し推進機1bを使
わずに浮力により水面に浮上させる。さらに、ケーブル
2の切断等の緊急時或いは船上若しくは陸上からの指令
時には、バラストタンク16に気体を供給することによ
り、無人潜水機1を水面に浮上させ、目視によりこれを
容易に発見し回収することができる。
いた気体供給装置の更に他の例を示している。上記の例
においては、水中ロボットの位置確認装置の気体を利用
して水中ロボットの浮上や浮力調整を行うようにしてい
るが、図6(A)に示すように、無人潜水機1に回収用
バッグ20を装備しておき、海底にある重量物21を浮
上させる際には、マニピュレータを操作して重量物21
に回収用バッグ20を取り付け回収用バッグ20内に気
体を供給するようにしたり、図6(B)に示すように、
無人潜水機にエアリフターパイプ22を装備し、エアリ
フターパイプ22内に分岐ホース11から気体7を供給
可能にすることにより、砂23等の堆積物を取り除く際
に、マニピュレータを操作してエアリフターパイプ22
を設置し、内部に気体を供給して堆積物を取り除くよう
にする。
る。小型の無人潜水機(水中重量約0.5kg、空中重
量約25kg)を水深約5mの海域で使用する場合、気
体の供給圧は約1kg/cm2 で十分である。気体を連
続的に供給すれば常時、水面に気泡が上がり無人潜水機
の動きを追跡できる。例えば、供給圧力1kg/cm2
で毎分5リットル(83ml/秒)供給した場合には、
通常のスクーバ潜水用のボンベ(内容積10リットル、
充填圧力200kg/cm2 )1本で3時間以上の供給
が可能である。また、供給する気体の総量に制限がある
場合には、数秒毎に気体が供給されるような電磁弁を付
設すれば使用量を低減させることができる。また、水面
が波浪により荒れている場合には、気泡が確認しずらく
なるため、送気量を増加すればある程度確認が容易にな
る。
10は、容量1リットル以上のものを用いれば、水面ま
での浮上が可能であるが、ある程度の浮上速度を確保す
るためには、5〜10リットルの容量があればよい。た
だし、浮上に伴い浮上用バッグ10内の気体が膨張する
ので、安全弁13からの排出量に合わせた浮上速度を設
定する必要がある。
よれば、気体供給用の装置とホースを付加するだけの簡
単な構成で水中での水中ロボットの位置を確認すること
ができ、また、取り付け及び操作も簡単で故障が少ない
という利点を有する。この場合、モニター画面ではなく
実際の目視で水面での位置が確認できるため、操縦者等
は直感的に位置が判り潜水機の運用が著しく向上する。
置の気体を利用することにより、緊急時には無人潜水機
を水面まで浮上させ、水面に浮かせておけるので、流失
する恐れを低減させることができる。また、気体を供給
可能にすることにより重量物の回収、砂の除去などが可
能になる。さらに、バラストタンクを装着し、ガス供給
装置の気体を利用し無人潜水機の浮力を調整することに
よりその機能を向上させることができる。
例を示し、図1(A)は無人潜水機を含む全体構成図、
図1(B)は位置確認装置の構成図である。
用いた気体供給装置の例を示し、図3(A)は無人潜水
機を含む全体構成図、図3(B)は位置確認装置及び気
体供給装置の構成図である。
用いた気体供給装置の他の例を示す構成図である。
用いた気体供給装置の他の例を示し、図5(A)は無人
潜水機を含む全体構成図、図5(B)は位置確認装置及
び気体供給装置の構成図である。
装置の更に他の例を示す図である。
電源・制御装置 4…高圧ガス供給装置、5…ガス供給ホース、9…遮断
弁(切換弁) 10…分岐ホース、12…送気弁(切換弁)、15…浮
上用ガス供給装置 15a…高圧ガス容器、15b…送気弁、16…バラス
トタンク 17…三方弁(切換弁)、18…浮力調整弁
Claims (4)
- 【請求項1】船上若しくは陸上側に配設された電源・制
御装置及び高圧ガス供給装置と、前記電源・制御装置に
ケーブルを介して接続された水中ロボットと、先端が前
記水中ロボットに固定され後端が前記高圧ガス供給装置
に接続されたガス供給ホースとを備えたことを特徴とす
る水中ロボットの位置確認装置。 - 【請求項2】前記水中ロボットに装着された浮上用バッ
グと、該浮上用バッグと前記ガス供給ホース又は前記高
圧ガス供給装置に接続された分岐ホースと、前記ガス供
給ホースの先端からの気体の排出を停止させると共に前
記浮上用バッグに気体を供給するための切換弁とを備
え、電源停止信号又は浮上信号により前記切換弁を作動
させることを特徴とする請求項1記載の水中ロボットの
位置確認装置を用いた気体供給装置。 - 【請求項3】前記水中ロボットに装着されたバラストタ
ンクと、該バラストタンクに設けられた浮力調整弁と、
前記バラストタンクと前記ガス供給ホース又は前記高圧
ガス供給装置に接続された分岐ホースと、前記ガス供給
ホースの先端からの気体の排出を停止させると共に前記
バラストタンクにガスを供給するための切換弁とを備
え、浮力調整信号又は電源停止信号により前記切換弁及
び浮力調整弁を作動させることを特徴とする請求項1記
載の水中ロボットの位置確認装置を用いた気体供給装
置。 - 【請求項4】前記水中ロボットに装着され、前記浮上用
バッグ又はバラストタンクに送気弁を介して接続された
高圧ガス容器を備え、電源停止信号又は浮上信号により
前記送気弁を作動させることを特徴とする請求項2又は
請求項3記載の水中ロボットの位置確認装置を用いた気
体供給装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08380196A JP3743686B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 水中ロボットの位置確認装置及び該装置を用いた気体供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP08380196A JP3743686B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 水中ロボットの位置確認装置及び該装置を用いた気体供給装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09272494A true JPH09272494A (ja) | 1997-10-21 |
JP3743686B2 JP3743686B2 (ja) | 2006-02-08 |
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ID=13812769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP08380196A Expired - Fee Related JP3743686B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 水中ロボットの位置確認装置及び該装置を用いた気体供給装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3743686B2 (ja) |
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