JPS628899A

JPS628899A - 操船装置

Info

Publication number: JPS628899A
Application number: JP14848485A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Ito; 公明伊藤; Tetsuo Ueno; 植野　哲夫; Susumu Ishii; 進石井
Original assignee: Tokyo Keiki Co Ltd
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1985-07-06
Filing date: 1985-07-06
Publication date: 1987-01-16
Also published as: JPH0442237B2

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、アンカーハンドリングタグサプライベッセル
のような複数の推進機器を有する作業船ジョイステック
の操作で操船する操船装置に関し、特に操船中の旋回角
速度と船首方位を表示する表示器を備えた操船装置に関
する。

（従来技術）従来、アンカーハンドリングタグサプライベッセルとし
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
船にあっては、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−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
って制御されている。

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、斜前、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、長時間に亘つで作業を続けること
となり、熟練した操船者にとっても、かなりの精神的且
つ肉体的な負担を伴なう。そこで、本願発明者にあって
は、このような５つの推力機器の操作を１本のジョイス
テック又はジョイステックとツマミの操作で可能にする
所謂ジョイステックコントロールシステムの開発を進め
ており、ジョイステックまたはジョイステックとツマミ
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（斜前モード）
には、船首方位を保つようにジャイロコンパス等で検出
した船首実方位をフィードバック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。

更にヘラディグホールドによる移動中に船首方位の修正
を可能にするため、ヘッディングホールドをリセットし
て修正すべき船首方位を設定すると、この設定方位に向
くように平行移動のための推力バランスを調整して旋回
させる制御も可能にしている。

（発明が解決しようとする問題点）ところでコントロールボックスに設けられたジョイステ
ックの操作で斜前、旋回等の操船を精度良く行なうため
には、実際の船首方位、船首方位修正時の設定船首方位
、更に旋回時の旋回角速度を知る必要があり、少なくと
も３台の表示器が必要になるが、この種の操船装置にお
けるコントロールボックスは、外の状況を把握するため
に携帯式を取っており、３台の表示器の設置スペースを
確保するとボックス自体が大型化して取扱いが不便であ
り、一方、ボックスの大きざを変えない場合には表示部
が小さくなって見づらいという問題があった。

（問題点を解決するための手段）本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
平行移動時の船首方位、船首方位を保持した平行移動時
の設定船首方位、設定方位修正時の誤差（偏差）、更に
旋回時の旋回角速度の各表示を２台の表示器で可能にし
てコントロールボックスの小型軽量化を視認性を損うこ
となく実現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っては、船首方位表
示器と旋回角速度表示器との２台のみをコントロールボ
ックスに設け、ヘッディングホールドをリセットした平
行移動中はジャイロコンパスで検出した船首実方位を船
首方位表示器に表示させ、ヘッディングホールドのセッ
トで船首方位を設定方位に保持しながら平行移動すると
きには船首方位表示器の表示を船首実方位の表示から設
定船首方位の表示に切換え、更に旋回角速度表示器に設
定船首方位と船首実方位との誤差を表示するようにした
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ック図である。

まず、構成を説明すると、１は操作入力を与えるジョイ
ステックであり、ジョイステック１の先端に斜断モード
と旋回モードを切換えるためのスイッチを操作する押釦
２を備えている。ジョイステック１の操作量は内蔵した
回転角検出器により検出され、ジョイステック入力部３
に与えられる。

ジョイステック入力部３は斜読モード選択時においては
、ジョイステック１の操作方向と操作量（傾斜角）に応
じた斜断モードの操作指令を制御部４に与え、一方、旋
回モードの選択時にはジョイステック１の左右方向の操
作量（傾斜角）のみに応じた右旋回または左旋回の操作
指令を制御部４に与える。制御部４はジョイステック入
力部３からの操作指令に基づいて船の状態ｍ、推力、舵
力、流体間等を演算し、ジョイステック入力部３で与え
られた操作指令に従って船の平行移動、または旋回のた
めの制御信号をアクチュエータ５に出力する。アクチュ
エータ５の出力は推力機器６に与えられており、この推
力機器６としては例えば船尾に設けた２台の可変ピッチ
プロペラ及び各プロペラに対応して設けた２台の舵、更
に船首側で左右方向の推力を発生する″バウスラスタで
成る５つの推力機器で構成される。推力機器６で得られ
た船の動きは船体７に与えられ、船体７の船首方位をジ
ャイロコンパス８で検出している。

一方、制御部４に対しては旋回中心選択スイッチ９から
選択信号が与えられており、旋回中心選択スイッチ９に
より船首を中心とした旋回、船の中央を中心とした旋回
、または船尾を中心とした旋回の３つの旋回モードを選
択することができる。

一方、斜断モードにおける船首保持及び船首修正のため
、船首方位修正スイッチ１０及び船首方位設定部１２が
設けられ、船首方位を保持して平行移動するヘッディン
グホールドをかけた時は、ヘッディングホールド開始時
にジャイロコンパス８で得られている船首方位を設定方
位として保つように加算点１３に対するジャイロコンパ
ス８からのフィードバック制御で制御部４が斜断モード
の制御処理を行なう。即ち、ヘッディングホールドをセ
ットすると、ヘッディングホールドセット時に得られて
いるジャイロコンパス８の船首実方位Ｏｒを船首方位設
定部１２に設定して加算点１３に設定方位θＯとして出
力し、加算点１３から得られる偏差へ〇を零とするよう
に平行移動のための推力バランスを調整する。

次に旋回モード選択時の旋回角速度、即ちターンレイト
、更に斜読モード選択時の船首実方位θｒ及び設定船首
方位θＯの表示部を説明する。

まず、船首方位設定部にはジャイロコンパス８から船首
実方位θｒが与えられていることから、ヘッディングホ
ールドリセット時の船首実方位θｒ及びヘッディングホ
ールドセット時の設定方位θＯを船首方位表示部１４に
選択的に表示するようにしている。また、ジャイロコン
パス８で検出された船首実方位θｒをターンレイト検出
部１５に与え、演算されたターンレイトを切換スイッチ
１６を介してターンレイト表示器１８に与えている。切
換スイッチ１６は切換端子ａとｂを有し、切換端子ａに
はターンレイト検出部１５の出力が接続され、一方、切
換端子すには加算点１３より得られる船首実方位θｒと
設定船首方位θＯとの偏差、即ち誤差へ〇が与えられて
いる。切換スイッチ１６の切換条件は、船首方位設定部
１２に対するヘッディングホールドのセット、リセット
に同期して行なわれ、ヘッディングホールドリセット時
にあっては、図示のように切換端子ａ側に切換ねってタ
ーンレイト検出部１５の出力を選択しており、ヘッディ
ングホールドをセットすると、切換端子す側に切換ねっ
て加算点１３より出力ざれる誤差Δθを選択する。

第２図は第１図の実施例で用いられるコントロールボッ
クスの操作面を示した説明図である。

第２図において、ボックスパネル面の右側路中夫には先
端に斜読モードと旋回モードを切換えるための押釦２を
備えたジョイステック１が設けられ、ジョイステック１
を中心としてパネル面に船の形状を模式的に示したシン
ボル表示１９が成されている。

パネル面の上部右側には船首方位表示器１４が設けられ
、この船首方位表示器１４には３桁の７セグメント表示
素子を使用し、船首方位をデジタル的に数値表示してい
る。船首方位表示器１４の両側にはヘッディングホール
ドをセットした状態で設定方位を修正するための修正釦
２ＯＬ、２０Ｒｔｆｉ設けられており、この修正釦を１
回押すと、規定角度、例えば１度づつ船首方位表示器１
４の設定表示が増減する。

船首方位表示器１４の右側にはターンレイト表示器１８
が設けられており、このターンレイト表示器１８は例え
ば１６個の表示ドツトバーグラフ表示器でおり、１表示
ドツト当りターンレイトについては１０’　／ＭＩＮ−
ＤＩＶとなり、またヘッディングホールドセット時のへ
ラドエラ−（誤差）については１ドツト当り１°／ＤＩ
Ｖを表わす。

更に、船を描いたシンボル表示１９の船首側には旋回モ
ードを選択した時の旋回方向を示す旋回表示２１Ｌ、２
１Ｒが設けられている。

次に船首方位表示器１４の下側には、ヘッディングホー
ルドのセットまたはリセットを行なうためのヘッディン
グホールド選択釦２２が設けられ、選択釦２２の右上に
示した表示部２２ａがヘッディングホールドのセットで
点灯し、リセットで消灯する。このヘッディングホール
ド選択釦２２の左側にはパワーアップ選択釦２３が設け
られ、斜読モード及び旋回モードのいずれかにおいても
パワーアップ選択釦２３をセットすると、その時の斜前
若しくは旋回の制御条件を保持したまま最大推力の条件
を作り出す。

更に、その下側には旋回中心選択スイッチ９を構成する
３つの旋回中心選択釦ｇａ、ｇｂ、ｇｃが設けられてお
り、旋回モードにおいて旋回中心選択釦９ａを押すと、
船首を中心とした旋回モードとなり、また９ｂを押すと
船の中央を中心とした旋回モードとなり、更に９Ｃを押
すと船尾を中心とした旋回モードとなる。

更に、２３ａ、２３ｂはデマースイッチであり、コント
ロールボックスに設けた船首方位表示器１４、ターンレ
イト表示器１８、旋回表示器２１Ｌ２１Ｒ等の明るさを
増減させることができる。

次に第１図の実施例による操船制御を、第３図のフロー
チャートを参照して説明する。

まず、第２図のコントロールボックスにおけるジョイス
テック１の先端に設けた押釦２を操作して斜読モードを
選択すると、判別ブロック３０で斜読モードの選択が判
別され、斜前制御に移行する。この斜前制御はヘッディ
ングホールド選択釦２２を押すことにより、ヘッディン
グホールドのセット又はリセットのいずれかの状態で行
われる。

この斜前制御の制御原理は次の通りである。

第４図は本発明における斜前制御の例を示した説明図で
あり、初期位置Ａにある船を前、１麦、左斜め前方、左
斜め後方にヘッディングホールドをかけて平行移動させ
た場合を示しており、併わぜでジョイステック１の操作
状態を模式的に示している。尚、矢印は推力の方向と大
きざを示す。

まず、船には推力機器として可変ピッチプロペラ２４Ｌ
、２４Ｒ，舵２５Ｌ、２５Ｒ及びバウスラスタ２６が設
けられており、これらの推力機器を制御することで斜前
制御が行なわれる。

（Ａ＞横移動；例えば、初期位置Ａから左方向への横移動は、バウスラ
スタ２６に左方向の推力を与え、移動側となるポート側
の可変ピッチプロペラ２４Ｌに前進推力を与えて舵２５
Ｌをスタブ側にとってバウスラスタ２６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。更
に、スタブ側の可変ピッチプロペラ２４Ｒに後進推力を
与えることによっ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。

（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ョンを基本と
し、ポート側の可変ピッチプロペラ２４Ｌの前進推力を
増加させる。この前進推力の増加で船体は斜め前方は進
むことによって時計回りの回頭モーメントを発生するが
、このモーメントを打消すためバウスラスタ２６の左方
向推力を同時に増加させる。

（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ョンを基本と
し、スタブ側の可変ピッチプロペラ２４Ｒ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
よって発生する反時計回りのモーメントを打消すため、
ボート側の舵２５Ｌによって横方向の推力を増加する。

（Ｄ＞前後進；両舷の可変ピッチプロペラ２４Ｌ、２４Ｒを同一方向に
同一の推力を出すように制御する。

再び第３図のフローチャートを参照するに、ヘッディン
グホールドをセットすると、判別ブロック３２からブロ
ック３４に進み、設定船首方位θＯとジャイロコンパス
から得た船首実方位θｒとの誤差を零とするように５つ
の推力機器の推力バランスを調整する。続いて、修正釦
２ＯＬ又は２０Ｒの操作の有無をチェックすることで判
別ブロック３６にて船首方位修正の有無を判別する。

修正操作が行なわれると、ブロック３８に進む。

このとき船首方位表示器１４には、ヘッディングホール
ドセット時にジャイロコンパス８で検出された船首実方
位θＲが設定船首方位θＯとして固定表示されているこ
とから、いずれか一方の修正釦２ＯＬ、２ＯＲを押すこ
とで船首方位表示器１４の設定船首方位が切換わり、ブ
ロック３４にて修正した設定方位θ０に船首実方位θｒ
を一致させるように、斜前制御における５つの推力機器
の推力バランスを調整して旋回制御させることができる
。

一方、旋回モードを選択した時には、判別ブロック３０
から判別ブロック４２にすすみ、コントロールボックス
に設けた旋回中心選択釦９ａ、９ｂ、９ｃのいずれかを
セットすることでブロック４４．４６，４８に示す船首
中央船尾のいずれかを中心とした旋回制御が行なわれる
。この３つの旋回モードの制御原理は次の通りである。

（Ａ＞船首を中心とした旋回：第５図（ａ　）に示すように、時計回りの旋回を例にと
ると、ボート側の可変ピッチプロペラ２４Ｌに前進推力
を与え、対応するボート側の舵２５して横方向の推力を
発生させる。スタブ側の可変ピッチプロペラ２４Ｒはポ
ート側の前進推力を打消すために後進推力を発生させる
。この時、バウスラスタ２６には推力を発生させていな
いので船尾に左方向の力が働き、船は船首を中心に時計
回りに旋回する。

（Ｂ）船体中央の中心旋回；第５図（ｂ、）に示す時計回りの旋回を例にとると、前
記＜Ａ＞に示す船首中心の旋回のスラストアロケーショ
ンを基本とし、この旋回制御にバウスラスタ２６の推力
が加わる。即ち、バウスラスタ２６で右方向の推力を発
生させることにより船尾側で作り出される左方向の力と
合成されて、船体中央を中心とした時計回りのモーメン
トを発生させ、船を時計回りに旋回させる。

（Ｃ）船尾中心の旋回：第５図（Ｃ）に示すように、バウスラスタ２６の推力の
みで行なうが、バウスラスタ２６のみで旋回した時、旋
回によって生ずる流れが船体を前方に押し出す力として
作用するため、この力を打消すように両舷の可変ピッチ
プロペラ２４Ｌ、２４Ｒによって後進推力を発生させる
。

勿論、この第５図に示す旋回制御時におっては、ジャイ
ロコンパス８からの検出方位に基づいて演算されたター
ンレイトがコントロールボックスに設けたドツトグラフ
表示器で成るターンレイト表示器１８に表示され、旋回
時における船の挙動を正確に知ることができる。

次に第６図に模式的に示す斜読制御を例にとって、ヘッ
ディングホールドリセット時の船首実方位θｒの表示、
ヘッディングホールドセット時の設定船首方位及び誤差
の表示について説明する。

まず第６図に示すように初期位置Ａにおいて、ヘッディ
ングホールドをかけてジョイステック１の操作により斜
め前方への斜前制皿行なったとすると、ヘッディングホ
ールドセット時の船首実方位θｒが船首方位表示器１４
に設定船首方位θＯとしてデジタル表示される。次に中
間位置Ｂで船首方位を修正するために修正釦２ＯＬ又は
２ＯＲを押して船首方位表示器１４に表示している設定
船首方位を変更すると、船首方位修正のための旋回制御
が開始される。ヘッディングホールドのセットにより、
第１図に示した切換スイッチ１６は、切換端子す側に切
換ねっていることから、加緯点１３より設定船首方位θ
Ｏと船首実方位θｒとの誤差Δθがターンレイト表示器
１８に与えられ、ターンレイト表示器１８のドツトバー
グラフ表示を見ることで、修正すべき船首方位に向けて
平行移動しながら船体が旋回していることを知ることが
できる。そしてターンレイト表示器１８に表示されてい
るヘッディングエラー、即ち誤差が零となったならば、
修正すべき船首方位に向いたことが判り、修正された船
首方位を保ったまま船体を斜読制御により平行移動させ
ることができ、目的位置Ｃに平行移動の途中で船首方位
の修正を掛けながら、正確に移動させることができる。

（発明の効果）以上説明してきたように本発明によれば、船首方位表示
器と旋回角速度表示器との２台のみをもってヘッディン
グホールドリセット時の船首実方位及びセット時の設定
船首方位、更に旋回時の角速度の３つを表示できること
から、コントロールボックスに設ける表示器の設置スペ
ースが節減でき、表示部の視認性を損うことなくコント
ロールボックスの小型軽量化を計ることができる。

また、船首方位を保持した平行移動中には、設定船首方
位と船首実方位の誤差となるヘッディングエラーを角速
度表示器を使用して表示することから、船首方位を途中
で修正したときにはターンレイト表示器のヘッディング
エラー表示状態から修正状態を知ることができる。

更にターンレイト表示器としてドツトバーグラフ表示器
を使用していることから、旋回角速度及びヘッディング
エラーを量的に捕えることができ、船の運動状態を直感
的に把握することが可能となって、より適切な操船が可
能となる。

【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図で用いるジョイステックを備えたコントロールボッ
クスの説明図、第３図は第１図の実施例による祖先制御
を示したフローチャート、第４図は第３図の斜読制御に
よる船の動きを模式的に示した説明図、第５図は第３図
の旋回制御による船の動きを模式的に示した説明図、第
６図は斜前制御中に船首方位を修正したときの船の動き
を模式的に示した説明図である。１：ジョイステック２：押釦３：ジョイステック入力部４：制御部５ニアクチユニータロ：推力機器７：船体８：ジャイロコンパス９：旋回中心選択スイッチ９ａ　、９ｂ　、９ｃ　：　旋回中心ｉ択釦１０：船首
方位修正スイッチ１２：船首方位設定部１３：加算点１４：船首方位表示器１５：ターンレイト検出部１６：切換スイッチ１８：ターンレイト表示器２ＯＬ、２ＯＲ：修正釦２１Ｌ、２１Ｒ：旋回表示器２２：ヘッディングホールド選択釦２３：パワーアップ釦２３ａ、２３ｂ　：デマー釦２４Ｌ、２４Ｒ：可変ピッチプロペラ２５ｍ、２５Ｒ：舵２６：バウスラスタ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の推進機器を備えた船舶を、斜航モード選択
時はジョイステック操作方向に平行移動させ且つ該平行
移動につき船首方位を設定方位に保持するモードを有し
、旋回モード選択時はジョイステック操作方向に応じて
定位置で旋回させ、更に前記平行移動中に船首方位の保
持を解除して新たな設定船首方位へ修正旋回可能な操船
装置に於いて、前記旋回モード又は斜航モード選択時の旋回角速度を表
示する角速度表示器と、前記斜航モード選択時の船首方位を保持しないモードで
の平行移動中にジャイロコンパス等から得られた船首実
方位を表示すると共に、該船首方位の保持モードを選択
したときに設定船首方位の表示に切替わる船首方位表示
器と、該船首方位表示器が設定船首方位の表示に切替わったと
き、前記角速度表示器に設定船首方位と船首実方位との
誤差を表示させる誤差表示制御手段とを備えたことを特
徴とする操船装置。
（２）前記角速度表示器は、１ドット当り所定角速度ま
たは所定誤差角度を表わす複数の表示ドットを直線配列
したドットバーグラフ表示器で成ることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の操船装置。