JPS628900A - 操船装置 - 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】 （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、−石油掘削り
′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、斜読、
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、長時間に亘って作業を続けること
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ィックとツマミのの操作で可能に
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、ジョイスティックまたはジョイスティック
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（斜読モード）
には、任意の船首方位を設定し、ジャイロコンパスで検
出された船首実方位をフィードバックして設定方位とな
るように制御しながら平行移動させるへツデングホール
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。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来より考えられていた操船装置にあっ
ては、平行移動モードと旋回モードとを分離した制御形
態をとっていたため、平行移動中に船首方位を変更した
いときには、−旦平行移動モードを解除して旋回モード
に切換え、旋回モードで船首を目的とする方位までもっ
ていってから再び平行移動モードに戻さなければならな
かった。

第５図は平行移動モードから旋回モードに切換えて船首
方位を修正するときの船の動きを模式的に示したもので
、可変ピッチプロペラ１’Ｒ，１Ｌ。

舵２Ｒ，２Ｌ及びバウスラスタ−３の５つの推力機器を
備えた船を例にとっている。

まず初期位置Ａから平行移動モードで左舷斜め前方に平
行移動し、位置Ｂで船首方位を修正したいときには旋回
モードに切換えて目的とする方位にもって行き、再び平
行移動モードに戻して最終位置Ｃへ平行移動させる。

しかし、このように旋回モードに切換えなければ方位修
正ができない場合には、平行移動の途中で旋回モードに
切換えると、平行移動のための推力が失われ、風や潮流
の影響を受けて旋回中に大きく流されてしまう場合があ
り、船首方位を修正しながら目的とする位置に平行移動
させる操作が困難であった。

（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、
平行移動モードであっても移動中にモード切換を必要と
することなく任意の方向に船首方位を修正しながら精度
良く移動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、平行移動モ
ードにおいて、方位修正のために船首方位の保持モード
、所謂ヘツデングホールドを解除するスイッチを操作す
ると、その時の船首実方位を設定方位としてセットし、
この設定方位は押し釦スィッチ等の方位変更手段により
自由に設定変更できるようにし、設定方位が変更された
ときには、ジャイロコンパス等で検出した船首実方位を
設定方位に一致させるように平行移動のための推力バラ
ンスを変えることで方位修正のための旋回制御を行なう
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、１０はジョイステックであり、
ジョイステック１０の先端に斜読モードと旋回モードを
切換えるためのモード切換釦１２を備えている。モード
切換釦１２により斜読モードを選択した時には、ジョイ
ステック１０を倒した方向に船を平行移動させるだめの
操作指令をジヨイステック入力部１４で作り出して制御
部１６に与える。即ち、ジョイステック入力部１４は、
ジョイステック１０の操作方向とその操作量（傾斜角）
を検出して制御部１６に与え、制御部１６は操作方向へ
平行移動するための操船制御情報及び操作量に応じた移
動速度を得るための制御演算を行なう。

一方、モード切換釦１２により旋回モードを選択した時
には、例えばジョイステック１０の左右方向の操作量を
ジョイステック入力部１４で検知して、ジョイステック
１０を右側に倒せば右旋回指令、左側に倒せば左旋回指
令を制御部１６に与え、同時にジョイステック１０の移
動量（傾斜角）から旋回速度を指令するようになる。

尚、この実施例におっては、ジョイステック１０に設け
たモード切換釦１２により、旋回モードと斜前モードを
切換えているが、ジョイステック１０を斜読モード専用
に設け、旋回モードについては別途ツマミを設けるよう
にしても良い。

制御部１６に続いてはアクチュエータ１８が設けられ、
アクチュエータ１８の出力は、前部左右方向の推力を作
り出すバウスラスタ３、後部右側に設けた可変ピッチプ
ロペラ１Ｒ１後部左側に設けた可変ピッチプロペラ１Ｌ
、可変ピッチプロペラ１Ｒの推力方向を調整する舵２Ｒ
及び可変ピッチプロペラ１Ｌの推力方向を調整する舵２
Ｌに与えられる。

これら５つの推力機器により船体２０の運動が定まり、
船体２０の船首方位はジャイロコンパス２２により検出
されている。

２４はヘッドホールド設定部であり、斜前モードにおい
てヘッドホールド設定部２４の設定方位を保つように船
を平行移動させる。このヘッドホールド設定部２４から
の設定方位θＯは加算点２６に与えられ、加算点２６に
はジャイロコンパス２２からの船首実方位θｒも与えら
れており、その偏差Δθを制御部１６に与え、船首実方
位θｒを設定方位θＯに一致させるように制御部１６は
、５つの推力機器を制御する。

ヘッドホールド設定部２４に対しては、設定方位を変更
するための設定変更スイッチ２６が接続されており、斜
前モードにおいてヘッディングホールドを解除した状態
で、設定変更スイッチ２６を操作すると、ヘッドホール
ド設定部２４の設定方位θＯを変更することができる。

第２図は第１図の実施例に用いられるコントロールボッ
クスの一実施例を示した説明図である。

第２図において、コントロールボックスの操作面には、
第１図で明らかにしたように先端にモード切換釦１２を
備えたジョイステック１０ｔｆｉ設けられており、ジョ
イステック１０の装着部分には船の形状を示すシンボル
表示３０が描かれている。

３２はヘッディングホールドのセットとリセットを行な
うためのヘッディングホールド操作釦であり、ジョイス
テック１０のモード切換釦１２により斜前モードを選択
している状態でヘッディングホールド操作釦３２を押す
ことでそのセットとリセットを交互に切換できる。尚、
旋回モードを選択している時には、ヘッディングホール
ド操作釦３２を操作してもセット、リセットは行なわれ
ない。

３４は船首方位表示器であり、船首方位角を３桁の７セ
グメント表示素子によりデジタル数値表示できるように
している。この船首方位表示器３４では、ヘッディング
ホールド操作釦３２でヘッディングホールドをセットし
た時には、ジャイロコンパスから得られる船首実方位θ
ｒを表示し、一方、ヘッディングホールドを解除した時
には、解除時にジャイロコンパス２２から得られている
船首実方位θｒを設定方位θＯとして固定表示する。

船首方位表示器３４の両側には、方位修正釦３６Ｒ，３
６Ｌが設けられ、ヘッディングホールドを解除した状態
で、船首方位表示器３４に固定的に表示されている設定
方位θ０＠設定変更することができる。

更に斜読モードで使用される操作部として、パワーアッ
プ釦３８が設けられており、パワーアップ釦３８を操作
することで、可変ピッチプロペラ１Ｒ，１Ｌ及びバウス
ラスタ３のピッチ角を最大にして、最大推力が得られる
ようにしている。勿論、パワーアップ釦３８は、旋回モ
ードにおいても同様な推力増強コントロールを行なうこ
とができる。

次に旋回モードの操作及び表示部として、旋回中心を選
択するための旋回中心選択釦４０Ｆ、４０Ｍ及び４０Ａ
が設けられ、選択釦４０Ｆをセットすると船首を中心と
した旋回モードとなり、選択釦４０Ｍをセットすると船
体中央を中心とした旋回モードとなり、更に選択釦４０
Ａをセットすると船尾を中心とした旋回モードとなる。

また船首方位表示器３４の右側には、旋回角速度を表示
するためのターンレイト表示器４２が設置され、このタ
ーンレイト表示器４２はドツトバーグラフ表示器であり
、例えば１ドツト当り１０’／ＭＩＮ／ＤＩＶのターン
レイトを表わす。

尚、旋回中心選択釦４０Ｆ、４０Ｍ、４０Ａの下側に設
けたスイッチ釦４４ａ　、４４ｂは、コントロールボッ
クス２８に設けた各種表示の明るざを増減させるための
デマー釦である。

次に第１図の実施例による本発明の操船制御を第３図の
フローチャートを参照して説明する。

今、第４図に示すように初期位置Ａにおる船を、左舷斜
め前方の目的位置Ｃに船首方位を変えながら平行移動さ
せる場合を例にとる。

まず第２図に示したコントロールボックス２８における
ヘッディングホールド釦３２を操作して、ヘッディング
ホールドをセットし、ジョイステック１０のモード切換
釦１２を操作して斜読モードを選択する。

続いてジョイステック１０を目的位置Ｃとなる右舷前方
に倒すと、ジョイステック入力部１４が制御部１６に対
しジョイステック１０の操作方向及びその移動量をブロ
ック５０で入力する。このジョイステックによる操作入
力を受けて、制御部１６はブロック５２で斜読制御を開
始する。

制御部１６による斜読制御の原理は次の通りである。

（Ａ＞横方向の移動； 例えば、左方向への横移動を例にとると、バウスラスタ
３に左方向の推力を与え、移動する側となるポート側の
可変ピッチプロペラ１Ｌに前進推力を与えて、舵２Ｌを
スタブ側にとってバウスラスタ３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。そしてス
タブ側の可変ピッチプロペラ１Ｒ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
発生させることにより船を横移動させる。

（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１Ｌの前進推力を増
加する。この推力増加で船体は斜め前方に進むことによ
って時計回りの回頭モーメントを発生するので、このモ
ーメントを打消すためバウスラスタ３の左方向推力を増
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１Ｒ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
って作り出す反時計回りのモーメントを打消すため、ポ
ート側の舵２Ｌによって横方向の推力を増加させる。

（Ｄ＞前後進： 両舷の可変ピッチプロペラ１Ｒ，ｌＬとも同方向に同一
推力を出すように制御する。

従って、第３図のブロック５２における斜読制御にあっ
ては、前記（Ｂ）に示す５つの推力機器の制御が制御部
１６の制御出力に基づいたアクチュエータ１８の作動で
行なわれる。

次の判別ブロック５４にあっては、船首方位変更の有無
をチェックしている。この船首方位変更の有無は、具体
的には第２図のコントロールボックス２８におけるヘッ
ディングホールド操作釦３２のリセット操作で、船首方
位変更の条件が得られる。

第４図の操船では、最初ヘッディングホールドをかけて
いることから、ブロック５６に進み、初期位置Ａにおけ
る船首方位を保持したまま、右舷斜め前方への平行移動
が行なわれる。

次に平行移動の途中における位置Ｂにおいて、ヘッディ
ングホールドを解除したとすると、判別ブロック５４か
らブロック５８に進み、その時ジャイロコンパス２２で
検出している船首実方位θｒをヘッドホールド設定部２
４の設定方位θＯにセットする。この設定方位のセット
に伴い、コントロールボックス２８の船首方位表示器３
４に表示されていたジャイロコンパス２２の検出方位は
、固定表示となる。

続いて船首方位を変更するために、方位修正釦３６Ｒを
押すと判別ブロック６０で設定方位の変更が判別され、
方位修正釦３６Ｒの操作毎に規定角度だけ設定方位を修
正し、ブロック６２で変更方位を設定方位としてセット
する。このように設定方位が修正されると、ブロック６
２に進み、変更方位への旋回制御を行なう。即ち、修正
したヘッドホールド設定部２４からの設定方位θＯとジ
ャイロコンパス２２で検出された船首実方位ｏｒとの偏
差へ〇が加算点２６から得られることから、制御部１６
でこの偏差Δθを零とするように５つの推力機器の推力
バランスを変え、修正した船首方位に向けて船体を旋回
させる。この旋回制御は、前記（Ｂ）に示した斜め前方
へ移動させるための推力制御において、時計回りの回頭
モーメントを発生するようにポート側の可変ピッチプロ
ペラ１Ｌの推進力を減少させることで実現される。

この結果、第４図に示すように位置Ｂで方位修正を行な
うと、船は目的位置Ｃに向けて平行移動しながら船首方
位を回頭させ、旋回中にも移動方向の推力が失われない
ことから、風や潮流により流されることなく、船首を修
正位置に向けて最終位置Ｃに移動することができる。

尚、上記の実施例は、２台の可変ピッチプロペラ及び舵
、更にバウスラスタで成る５つの推力機器を有する船の
操船制御を例にとるものであったが、本発明はこれに限
定されず、平行移動可能な推力アロケーションが得られ
る複数の推進機器を備えた適宜の船舶につき、そのまま
適用することができる。

（発明の効果） 以上、説明してきたように本発明によれば、平行移動モ
ードにおいて方位修正のために船首方位の保持モード、
所謂ヘッディングホールドを解除するスイッチを操作す
ると、その時の船首実方位を設定方位としてセットし、
且つこの設定方位を押釦スイッチ等の方位変更手段によ
り、自由に設定変更できるようにし、設定方位が変更さ
れた時には、ジャイロコンパス等で検出した船首実方位
を設定方位に一致させるように平行移動のための推力バ
ランスを変えることで方位修正のための旋回制御を行な
うようにしたため、平行移動モードから旋回モードへ切
換えることなく平行移動モードの中で船首方位の修正制
御ができ、平行移動のための推力が得られた状態で、そ
のバランスを変えることで船首方位の修正を行なうこと
から、従来の旋回モードのように風や潮流の影響を受け
て、旋回中に船が流されてしまうことがなく、目的とす
る位置に船首方位を修正しながら、短時間で且つ正確に
横移動させることができる。

【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図の実施例による操船制御
を示したフローチャート、第４図は第３図の操船制御に
よる船の動きを模式的に示した説明図、第５図は斜読モ
ードと旋回モードとの分離制御方式をとったときの船の
動きを模式的に示した説明図である。 ＩＲ，１Ｌ：可変ピッチプロペラ ２Ｒ，２Ｌ：舵 ３：バウスラスタ １０：ジョイステック １２：モード切換釦 １４：ジョイステック入力部 １６二制御部 １８：アクチュエータ ２０：船体 ２２：ジャイロコンパス ２４：ヘッドホールド設定部 ２５：ヘッド変更スイッチ ２６：加算点 ２８：コントロールボックス ３０ニシンポル表示 ３２：ヘッディングホールド操作釦 ３４：船首方位表示器 ３６Ｒ，３６Ｌ：方位修正釦 ３８：パワーアップ釦 ４０Ｆ、４０Ｍ、４０Ａ：旋回中心選択釦４２：ターン
レイト表示器 ４４ａ　、４４ｂ　：デマー釦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の推進機器を備えた船舶をジョイスティックの操作
   方向に該操作量で定まる速度で船首方位を保持したまま
   平行移動させる操船装置に於いて、前記船首方位の保持
   を解除して船首方位の変更を可能にする船首方位変更ス
   イッチと、該船首方位変更スイッチを操作したときの船
   首実方位を設定船首方位にセットする船首方位設定手段
   と、該船首方位設定手段の設定船首方位を変更する船首
   方位変更手段と、ジャイロコンパス等で検出した船首実
   方位を前記設定船首方位に一致させるように旋回制御す
   る旋回制御手段とを備えたことを特徴とする操船装置。