JPS6250617A

JPS6250617A - 船舶用自動操舵装置

Info

Publication number: JPS6250617A
Application number: JP60191329A
Authority: JP
Inventors: Isao Masuzawa; 益沢　功; Toshio Miyayama; 宮山　俊雄; Mitsuo Nakayama; 中山　満男; Koichi Nishimura; 浩一西村
Original assignee: Tokyo Keiki Co Ltd
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1987-03-05
Also published as: GB2180934A; GB2180934B; US4811679A; GB8620988D0

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】〔産業上の利用分野〕本発明は船舶用自動操舵装置に関し、特に船舶援助用の
針路偏差を表示する表示器を具備する船舶用自動操舵装
置に関する。

〔従来の技術〕

第４図Ａは従来の船舶用自動操舵装置のマン・マシーン
・インターフェースの主要部であるパイロットヘッド機
構部の一例を示し、図示せずも、これは自動操舵装置の
パネルの中央部に設置されている。第４図Ｂは、同図Ａ
のシステムを示すブロック図である。

第４図Ａ、Ｈにおいて、（１）は針路設定ノブ、（２）
はこれに連動しているギア機構、（３）はこれによる設
定針路を、後述のレピータカードと共動して示す指針、
（４）はギア機構より出力される設定針路、（５）はこ
れ等を含む針路設定機構、（６）はレピータモータ、（
７）はその出力を伝達するギア、（８）はギア（７）に
より回動されるレピータカード、（９）は基線、αΦは
ギア（７）より出力される船首方位、（１１）は上記各
素子（６）　、　（７）　、　（８１を含む操舵用レピ
ータ、（１２）は設定針路（４）及び船首方位Ｑ１０差
、即ち針路偏差、（１３）は上記針路偏差（１２）を得
る針路偏差機構である。

上記構成の従来の自動操舵装置に於て、船舶の船首方位
を目標とする針路に自動的に保持する自動操舵モードに
おいて、針路設定ノブ（１１を廻して、ギア（２）を介
し針路設定用指針（３）を目標とする方位目盛に設定す
る針路設定機構（５）と、ジャイロコンパス等の万位セ
ンサ（図示せず）により駆動されるステップモータ或い
はシンクロモータ等のレピータモータ＋６１の回転角を
ギア（７）を介してレピータカード（８）に伝達し、船
体の船首方向に固定された基線（９）と一致するレピー
タカード（８）上の目盛として船首方位信号ａのを指示
する操舵用レピータ（１１）と、上記針路設定機構（５
）からの設定針路（４）と操舵用レピータ（１１）から
の船首方位Ｑのとを設け、それらの差、すなわち針路偏
差（１２）を出力する針路偏差機構（１３）とから構成
されるパイロットヘッド機構部が、主要な機能・役割を
果たしている。

これらの機構（５）、　　（１１）　、　　（１３）は
上述の如く機械式で、それ等の組立・開整も難しく、手
間もかかりコスト高であるし、また摩耗によるガタの増
大など、保守面での問題もある。特に、この機構のガタ
は、自動操舵の針路保持性能を著しく悪化させるという
問題がある。一方、第４図の装置は、基線（９）の示す
レピータカード（８）の目盛が船首方位を、指針（３）
の示すレピータカード（８）の目盛が設定針路を表わし
、両目盛の差、すなわち指針（３）と基線（９）のなす
角度が針路偏差（１２）を表わしており、針路偏差（１
２）の方向とその大きさの概略が感覚的に一目で把握で
きるという長所を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の問題点を解決するため、近年急速な進歩をとげて
いる電子技術を利用しようとすると、上述の長所がなく
なってしまうという問題が生ずる。

すなわち、デジタル的に目標とする針路を設定、表示し
、デジタル的に船首方位を数字で表示する方式にすると
、複雑、高価な機構はなくせるが、直感的に針路偏差が
どの程度か判断できず、自動操舵性能の把握やヨーイン
グ（船首揺）状況の監視が困難となる。また、目標とす
る針路を変更する自動変針を行うために、設定針路を再
設定する際に、針路偏差の方向（極性゛）が直感的に判
別できず、操作性に欠点を有するばかりでなく、操舵員
の不安をまねき、心理的負担になり、安全性の点でも問
題がある。

一方、船首方位が一目で判る操舵用レピータ（１１）の
基線（９）とレピータカード（８）とによる表示方式は
、人間工学的に秀れたもので、特に人間が操舵輪を廻し
て行う手動操舵モード時には、操舵−ヒ欠かせないもの
であり、デジタル的表示方式では操作性、安全性等に問
題が生ずる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上述の問題点を解決した船舶用自動操舵装置
を提供せんとするもので、その手段は、デジタル的に目
標針路を設定する船舶用自動操舵装置に於て、設定針路
と船首方位との差である針路偏差を、操舵用レピータカ
ード（８）の基線（９）に対応する位置に零点を有する
針路偏差表示器（３４）　。

（３８）によりアナログ的に表示するようになした船舶
用自動操舵装置である。

〔作用〕

本発明の上述した装置によれば、船首方位の表示は、操
舵用レピータのレピータカードの方式のままとし、目標
とする針路の設定はデジタル式に針路設定器（２１）で
、設定針路表示器（２３）の数字表示を見ながら行う方
式とし、設定針路と船首方位との差である針路偏差を、
操舵用レピータカード（８）の基線（９）に対応する位
置にその零点を持つ針路偏差表示器（３４）　、　　（
３Ｂ）にアナログ量として表示するものである。

〔実施例〕

本発明の船舶用自動操舵装置の一実施例を、第１図を参
照して説明する。

同図Ａは、マン・マシーン・インターフェースの主要部
であるパイロットヘッド部の一例であり、図示せずも、
これは自動操舵装置のパネルの中央部に設置されている
。同図Ｂは同図Ａのシステム部を承すブロック図である
。第１図Ａ及びＢにおいて、（２１）は例えばスイッチ
釦の如き針路設定器、（２２）はそれに連結したインタ
ーフェース、（２３）はインターフェース（２２）の出
力である設定針路信号（２４）を受ける設定針路表示器
、（２５）はそれ等を含む針路設定回路、（２９）は操
舵用レピータ（１１）よりの船首方位α〔を受けて船首
方位信号（３０）を発生するインターフェース回路、（
３１）は設定針路信号（２４）及び船首方位信号（３０
）を加算する加算器、（３２）は加算器（３１）より出
力される針路偏差信号、（３３）はそれ等を含む針路偏
差演算回路、（３４）は針路偏差信号（３２）を受け、
対応する針路偏差を表示する針路偏差表示器、（３５）
は針路偏差信号（３２）を受ける自動操舵制御演算部、
（３６）は手動操舵用の操舵輪、（３７）は自動操舵或
いは手動操舵を選択する操舵モード選択器である。尚、
操舵レピータ（１１）は第４図Ｂの従来例と同じである
ので、説明を省略する。

上述した本発明の例に於て、デジタル的に目標とする針
路を設定するための針路設定器（２１）を操作すると、
インターフェース（２２）を介して、デジタル的に、即
ち数値で設定針路が設定針路表示器（２３）に表示され
る。一方、針路設定回路（２５）からの上記設定針路信
号（２４）と、ジャイロコンパス等の船舶の方位センサ
（図示せず）から駆動され、レピータカード（８）及び
基線（９）により船首方位を表示する操舵レピータ（１
１）からの機械的信号である船首方位α１がインターフ
ェース回路（２９）を介して電子的信号に変換された船
首方位信号（３０）とが、加算器（３１）で電子的な針
路偏差信号（３２）になされ、この信号（３２）が針路
偏差表示器（３４）に供給され、針路偏差がアナログ的
に表示される。尚、パイロットヘッド部は、針路設定回
路（２５）　、操舵レピータ（１１）　、針路偏差演算
回路（３３）とから主として構成される。

また、針路偏差演算部（３３）からの電子的針路偏差信
号（３２）は、自動操舵制御演算部（３５）に伝えられ
る。

操舵モード選択器（３７）がＡ側を、即ち自動操舵演算
部（３５）を選択している自動操舵モード時には、この
演算部（３５）で船舶の船首方位を設定針路に一致させ
るための制御演算が行われ、その出力が操舵モード選択
器（３７）を介して、図示せずも、自動操舵装置のパワ
ーユニット、或いは舵取機に供給され、船舶の舵を所定
量とる。

また、操舵モード選択器（３７）のＨ側が選択されてい
る手動操舵モード時にも、針路設定回路（２５）、操舵
用レピータ（１１）及び針路偏差演算回路（３３）は機
能する構成となっている。即ち、操舵質が希望する針路
を針路設定器（２１）で設定すれば、アナログ的に針路
偏差を表示している針路偏差表示器（３４）を見ながら
、操舵輪（３６）で容易に所望の設定針路に船が一致す
るように操船できる。

次に、第１図に示した本発明の例の主たる特徴である針
路偏差表示器（３４）について説明する。

針路偏差表示器（３４）は、操舵用レピータ（１１）の
基線（９）に対応する位置にその零点をもち、設定針路
と船首方位との差である針路偏差を、アナログ量として
表示するものであり、レピータカー　ド（８）の外周部
に多数のＬＥＤ　（発光ダイオード）を等間隔でリング
状に並べて構成される。この場合、表示器（３４）のＬ
ＥＤを針路偏差の値に対応する長さく角度）分だけ、零
点から左又は右に向かって点灯表示し、針路偏差の方向
（極性）によって、基線（９）の左側は例えば赤色、右
側は例えば緑色に分け、その方向の識別も容易となるよ
うに表示する。

また、一度の操作で自動変針できる限界の範囲である±
１８０°付近に針路偏差過大表示器（３９）。

（３９’）を針路偏差表示器（３４）の左右の延長上の
各端に設け、操舵員の過大な変針操作に対して、針路偏
差表示器（３４）の表示とともに、針路偏差過大表示器
（３９）又は（３９’）も警告を与えるための点灯表示
するようにしてもよい、この表示器（３９）　、　　（
３９’）も、例えばＬＥＤであり、針路偏差の方向（極
性）に応じて、例えば赤色、緑色で表示するようにして
もよい。

上述の如き、第１図に示す本発明の実施例においては、
デジタル的に目標針路を設定しても、針路偏差がアナロ
グ的に針路偏差表示器（３４）に表示されるので、船首
方位が設定針路に対し、どの方向に、どの程度ずれてい
るかを一目で直感的に理解でき、自動操舵性能の確認や
、船首揺の状況の監視が容易であり、操作性、安全性に
も効果がある。

また、針路偏差過大表示器（３９）　、　　（３９’）
を設けたことにより、操舵員の誤操作を警告することが
できる。更に、自動操舵モードばかりでな（、手動操舵
モード時にも、上記針路偏差表示器（３４）及び針路偏
差過大表示器（３９）　、　　（３９’）は表示機能を
有するもので、船長、航海士等より発令される針路を針
路設定器（２１）で設定すれば、直感的に判断できるア
ナログ的に針路偏差表示器（３４）に表示された針路偏
差を見ながら、所要の当舵を適切なタイミングでとるこ
とができ、操船援助手段として有用である。

尚、第１図に示す本発明の実施例において、針路偏差表
示器（３４）は多数のＬＥＤをリング状に等間隔で並べ
たものであるが、この代わりに、ＬＥＤを、通常、使用
する表示範囲、例えば±３０゜の表示範囲においては１
〜２°の分解能で表示し得るように並べ、それ以上の表
示範囲では５〜２０゜程度の分解能で表示し得るように
並べて、部品を減らして、低コストにすることもでき、
この場合でも実用上支障はない。

更に、リング状でなく、通常使用する範囲を円弧状に表
示するような針路偏差表示器であってもよく、この場合
、針路偏差過大表示器は、通常使用範囲以上の針路偏差
の発生を表示するものとなし、円弧状の円周方向の適当
な位置に針路偏差過大表示器（３９）　、　　（３９’
）を設け、自動操舵時のトラブルによる過大な針路偏差
の発生、大角度の自動変針又は手動変針中であることを
表示する機能となり、操舵の目安を与えることができる
。

また、針路偏差表示器（３４）及び針路偏差過大表示器
（３９）　、　　（３９’）はＬＥＤを並べたものでな
く、ＬＣＤ　（液晶表示器）等であってもよい。

更に、針路偏差過大表示器（３９）　、　　（３９’）
は点灯表示の代わりに、点滅表示することもよい。

尚又、針路設定回路（２５）、操舵用レピータ（１１）
及び針路偏差表示器（３４）を除（針路偏差演算回路（
３３）は、−例であり、他の方式のものでも本発明は適
用可能である。

第２図は本発明の他の実施例を示す。同図に於て、（３
８）は基線（９）に対応する位置をその零点とし、左右
方向に棒状に延設した針路偏差表示器、（３９）　、　
　（３９’）は針路偏差表示器（３８）の延長上の両端
に設置した針路偏差過大表示器であり、（４０）は針路
偏差表示器（３８）に関連して設けた針路偏差の尺度を
等間隔で示す針路偏差目盛であり、それ以外の構成は第
１図に示す実施例と全く同じである。

第２図に示す実施例においては、通常使用する針路偏差
の範囲（本例では±３０°）を、基線（９）に対応する
零位置から、左右に直線的に表示器（３８）で表示し、
その範囲以上の針路偏差になった時には、針路偏差表示
器（３８）の表示とともに、針路偏差過大表示器（３９
）又は（３９’）も点灯表示する。

この第２図に示す実施例においても、第１ｏ図に示す実
施例と同様の作用、効果が得られることは明らかであり
、共に表示器（３Ｂ）　、　　（３９）　、　　（３９
’）及び目盛（４０）が簡単な形状となっているため、
低コスト化できる。

また、第３図は本発明の更に他の実施例を示す。

この実施例では、第２図に示す実施例の等間隔の針路偏
差目盛（４０）の代わりに、針路偏差の小さい範囲（本
例では±１０°）を拡大表示できるような目盛（４１）
を使用したもので、自動操舵及び手動操舵モード時の針
路保持性能を見やすくしたものである。その他の構成等
は第１図に示す実施例と同様であることは明白であるの
で、説明を省略する。

〔発明の効果〕

従来の針路設定機構（５）及び針路偏差機構（１３）の
複雑、高コスト機構をなくし、電子的な針路設定回路（
２５）及び針路偏差演算回路（３３）にしたので、低コ
スト、軽量化がはかられるとともに、機構部のもつガタ
がなくなり、保守面及び自動操舵性能の：ＩＪ％化が防
止できる。また、針路設定器（２１）でデジタル的に目
標針路を設定しても、針路偏差を針路偏差表示器（３４
）　、　　（３８）にアナログ的に表示するようにした
ので、船首方位が設定針路に対し、どの方向に、どの程
度ずれているかを直感的に把握することができる。従っ
て、自動操舵性能の把握や船首揺の状況の監視が容易で
あり、操作性、安全性の問題もなくなる。

更に、手動操舵モード時にも針路偏差表示器が機能でき
るので、希望する針路を針路設定器（２１）で設定し、
針路偏差表示器（３４）　、　　（３Ｂ）を見ながら、
所要の当館をとれるため、操舵員への操船援助に大いに
寄与する。

また、針路偏差過大表示器（３９）　、　　（３９’）
を設けたことにより、操舵員の誤操作の警告、或いは過
大偏角の変針中であることの表示により操舵の目安とす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ及びＢは本発明の一例のパイロットヘッド機構
部の平面図及びそのシステム部のブロック図、第２図は
本発明の他の例のパイロットヘッド機構部の平面図、第
３図は本発明の更に他の実施例の主要部の平面図、第４
図Ａ及びＢは従来例のパイロットヘッド機構部の平面図
及びそのシステム部のブロックである。図に於て、（６）はレピータモータ、（７）はギア、（
８）はレピータカード、（９）は基線、（１１）は操舵
用レピータ、（２１）は針路設定器、（２２）はインタ
ーフェース、（２３）は設定針路表示器、（２５）は針
路設定回路、（２９）はインターフェース回路、（３１
）は加算器、（３３）は針路偏差演算回路、（３４）　
、　　（３Ｂ）は針路偏差表示器、（３５）は自動操舵
制御演算部、（３６）は操舵輪、（３７）は操舵モード
選択器、（３９）　、　　（３９’）は針路偏差過大表
示器を夫々示す。本！ｌ１ｌＦｔめイ℃シの竹りｎ上αｎ昏）第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】１、デジタル的に目標針路を設定する自動操舵装置にお
いて、設定針路と船首方位との差である針路偏差を操舵
用レピータカードの基線に対応する位置に零点を持つ針
路偏差表示器にアナログ的に表示するようになしたこと
を特徴とする船舶用自動操舵装置。２、上記針路偏差表示器は所望の範囲まで表示可能な上
記零点を中心に左右方向に延びている棒状表示器である
ことを特徴とする上記特許請求の範囲第１項記載の船舶
用自動操舵装置。３、上記針路偏差表示器はレピータカードの周囲にリン
グ状に配設された表示器であることを特徴とする上記特
許請求の範囲第１項記載の船舶用自動操舵装置。４、上記針路偏差表示器は通常使用頻度の多い針路偏差
の小さい領域を拡大表示し得る目盛を有することを特徴
とする上記特許請求の範囲第２項記載の船舶用自動操舵
装置。５、上記針路偏差表示器は針路偏差の大きさをレピータ
カード上の目盛を兼用して表示するようになしたことを
特徴とする上記特許請求の範囲第３項記載の船舶用自動
操舵装置。６、上記針路偏差表示器は所望の範囲は細か
く、それを超えた範囲は大まかな表示をするようになし
たことを特徴とする上記特許請求の範囲第３項記載の船
舶用自動操舵装置。７、上記針路偏差表示器はリング状の所要の範囲をのみ
表示する円弧状表示器であることを特徴とする上記特許
請求の範囲第３項記載の船舶用自動操舵装置。８、上記針路偏差表示器はレピータカードの基線より左
側を赤色、右側を緑色で色別表示するようにしたことを
特徴とする上記特許請求の範囲第１項記載の船舶用自動
操舵装置。