WO2011098326A1 - Method for maneuvering a yacht - Google Patents

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Publication number
WO2011098326A1
WO2011098326A1 PCT/EP2011/050661 EP2011050661W WO2011098326A1 WO 2011098326 A1 WO2011098326 A1 WO 2011098326A1 EP 2011050661 W EP2011050661 W EP 2011050661W WO 2011098326 A1 WO2011098326 A1 WO 2011098326A1
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WO
WIPO (PCT)
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joystick
yacht
pivot drive
drive
thrust
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/050661
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German (de)
French (fr)
Inventor
Adriano Zanfei
Andrea Pellegrinetti
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zf Friedrichshafen Ag filed Critical Zf Friedrichshafen Ag
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Priority to EP11701229.4A priority patent/EP2534044B1/en
Publication of WO2011098326A1 publication Critical patent/WO2011098326A1/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/125—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers movably mounted with respect to hull, e.g. adjustable in direction, e.g. podded azimuthing thrusters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/21—Control means for engine or transmission, specially adapted for use on marine vessels
    • B63H21/213—Levers or the like for controlling the engine or the transmission, e.g. single hand control levers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/02—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
    • B63H2025/026—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring using multi-axis control levers, or the like, e.g. joysticks, wherein at least one degree of freedom is employed for steering, slowing down, or dynamic anchoring

Definitions

  • the invention relates to a method for maneuvering a yacht and to an apparatus for carrying out the method.
  • WO 02/085702 A1 discloses a motor yacht with a propulsion system, which has two drive assemblies each driving a propeller.
  • the motor yacht on a bow thruster and a stern thruster, d. H. thrust devices acting transversely to the longitudinal direction of the yacht.
  • the propellers and the thrusters are controlled together by a control device via a control lever designed as a joystick.
  • the joystick can be tilted within a full 360 ° circle in eight different directions, each differing by 45 °.
  • either the propulsion or the thruster or propulsion and thrusters are activated.
  • WO 2005/005249 A1 discloses a swivelable propeller drive for a boat, hereinafter also referred to as a swivel drive for short.
  • the known rotary actuator is used as a single drive for boats, which can be dispensed with due to the pivoting of the thrust vector generated by the propeller on a rudder blade.
  • Swivel drive and preferably also has a bow thruster. This achieves the advantage that the control by means of a joystick can also be used for smaller yachts with a less complex drive system.
  • the pivoting drive also called rudder propeller, comprises a propulsion device, in particular with a ship's propeller, which can be swiveled about an upright or control axis and thus enables a different thrust direction relative to the ship's hull.
  • the optional bow thruster is fixed in the foremost area of the fuselage, creating a thrust across the vessel's longitudinal direction, thus speeding up its rotation.
  • the maneuvering can be carried out advantageously, ie it is a sensitive, intuitive, quickly responsive maneuverability of the yacht achieved. For example, lateral or lateral movements of the Yacht by transverse position of the rotary actuator and use of the bow thruster represent. This is a significant advantage in maneuvering, especially for sailing yachts.
  • the rotary actuator is controlled by tilting and / or turning the joystick.
  • the tilting direction which takes place preferably in Mitschiffscardi or transversely to the midships direction
  • the direction of the thrust vector, d. H. the control angle of the rotary actuator determined.
  • the tilt angle from 0 ° to approx. 45 ° determines the strength of the thrust.
  • pivot drive and the bow thruster can be controlled by tilting the joystick in the transverse direction simultaneously.
  • pure lateral movements of the yacht, so a Querver algebra with the same course orientation possible.
  • the thrust of the bow thruster and the pivot drive act in the same direction, the thrust is controlled so that no rotational movement of the hull occurs.
  • the bow thruster and the pivot drive by turning the joystick in a vertical position, d. H. not tilted, controlled.
  • a turning of the yacht can be achieved on the spot, d. H. a minimal maneuvering space is needed for the ship's turn.
  • a sailing yacht which is generally equipped with only a motor drive.
  • the application of the method according to the invention on a sailing yacht means a large increase in comfort and safety during maneuvering.
  • An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be described in more detail below, which may result from the description and / or the drawing further features and / or advantages. Show it
  • 1 is a schematic representation of the hull of a sailing yacht
  • FIG. 2 shows a joystick with its three reference axes Xj, y, Zj and a schematic representation of the ship's hull with its stationary axes x, y, z,
  • FIG. 3 is a schematic representation of a control system of the yacht
  • Fig. 4 shows a first position of the joystick with tilting forward
  • FIG. 4a the joystick in its first position and the movement of the yacht
  • FIG. 4b the joystick turned and the movement of the yacht
  • FIG. 5 shows a second position of the joystick with tilting position to the rear, Fig. 5a the joystick in its second position and the movement of the yacht, Fig. 5b the joystick rotated and the movement of the yacht,
  • FIG. 6a the joystick in its second position and the movement of the yacht
  • FIG. 6b the joystick rotated and the movement of the yacht
  • Fig. 8 shows the joystick in its third position and the movement of the yacht
  • Fig. 8a the joystick in its fourth position and the movement of the yacht
  • Fig. 8b the joystick rotated and the movement of the yacht
  • Fig. 9 shows a fifth position of the joystick with tilt position to port, Fig. 9a, the joystick in its fifth position and the movement of the yacht and
  • Fig. 9b turned the joystick and the movement of the yacht.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a fuselage 1 of a not fully illustrated sailing yacht with a keel 2, a prime mover 3, a bow thruster 4 and a rudder blade 5.
  • the prime mover 3 drives a propeller drive 6, which is designed as a pivot drive 6, ie to the vertical axis is pivotable.
  • a rotary actuator is also referred to as a rudder propeller, because it replaces the function of a conventional rudder.
  • the prime mover 3 may be an internal combustion engine or a hybrid drive consisting of an electric motor and an internal combustion engine.
  • the 2 shows a joystick 7 formed as a control lever for controlling the drive machine 3, the pivot drive 6 and the bow thruster 4.
  • the joystick 7 has a handle 7a and a pivot formed as a pivot point 7b, through which the longitudinal axis Zj of the joystick 7 extends. Further, the joystick 7, the axes Xj and y are assigned.
  • the joystick 7 can be tilted in the direction of the axes Xj and y j and rotated about its longitudinal axis Zj.
  • FIG. 2 On the right side of Fig. 2 is a schematic plan view of the yacht 1 (the reference numeral 1 is used for both the hull and for the yacht) with three axes x, y, z, where y the longitudinal axis of the yacht 1, x whose transverse axis and z forms the vertical axis.
  • the axes Xj, y j . Zj are arranged parallel to the stationary shafts x, y, z.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a control system 8 with the components joystick 7, pivot drive 6, bow thruster 4 and drive machine 3. All components 3, 4, 6, 7 are connected to an electronic control unit 9 by control lines 9a, 9b, 9c, 9d , The movements of the joystick 7, tilting and / or turning, are introduced via the control line 9a as input signals to the electronic control unit 9 and passed as control commands to the drive machine 3, the pivot drive 6 and / or the bow thruster 4.
  • the sailing yacht can thus be controlled solely by the movements of the joystick 7 - which will be explained in more detail below, in particular maneuvered at low boat speeds.
  • the speed of the prime mover 3, the control or pivot angle of the pivot drive 6 and / or the thrust direction of the bow thruster 4 are driven.
  • the individual positions of the joystick 7 and their effects on the movement of the yacht are explained in detail.
  • Fig. 4 shows the joystick 7, represented by a circle with center M in a first tilted position.
  • the coordinates Xj, y associated with the joystick 7 are represented as a coordinate system with the center O in a circle k, which marks the pivot range of the joystick 7.
  • the joystick 7 with the longitudinal axis Zj is tilted about the coordinate origin O and the center in the direction of the axes +/- +/- Xj and y "j.
  • the position of the joystick 7 shown in the drawing corresponds to a tilt forwardly, ie in the direction of The tilt angle, measured from the vertical (vertical axis), is decisive for the rotational speed of the drive machine 3, ie the strength of the propeller thrust The further the joystick 7 is tilted, ie the greater the tilt angle
  • the speed of the rotary drive 6 is denoted by n and plotted in a diagram over the axis y It can be seen that the speed n is proportional to the deflection of the joystick 7 in the direction
  • On the right side of Fig. 4 is the floor plan of the yacht with bow thruster 4 and pivot drive 6, the pivoting range about the vertical axis through the W inkel +/- a is indicated schematically.
  • the pivot drive 6 rotates so proportionally, but in opposite directions to the rotational movement of the joystick 7.
  • the bow thruster 4 is turned off in this maneuver.
  • Fig. 4a shows - in addition to Fig. 4 - the joystick 7 (left image) in forward tilted position.
  • the associated position of the pivot drive 6 is shown in the right image: the pivot drive 6 is amidships and drives the yacht 1 in the direction of arrow V forward and straight.
  • Fig. 4b shows the joystick 7 in the same tilt position as in Fig. 4a, but by the positive rotation angle a Zj , that is rotated in a clockwise direction.
  • the right image shows the yacht 1 with the pivot drive 6, which is pivoted in the counterclockwise direction by the control angle -a.
  • the thrust vector generated by the pivot drive 6 thus exerts a clockwise rotating yaw moment on the yacht 1, which rotates according to the arrow StB to starboard.
  • Fig. 5 shows the joystick 7 in a second position, ie tilted backwards or aft, ie in the direction -y j.
  • the pivot drive 6 is in the same, ie unchanged position as in Fig. 4, however, the direction of rotation of the propeller is reversed so that the thrust direction is directed backwards, the yacht moves aft.
  • the speed n of the pivot drive 6 is plotted in the quadrant -n / -y j .
  • the control angle ⁇ of the pivot drive 6 is plotted in the diagram as a function of the rotation angle a z ⁇ . It can be seen that the joystick 7 and the pivot drive 6 rotate in the same direction.
  • Fig. 5a shows - in addition to Fig. 5 - the joystick 7 in the back tilted position (left image), d. H. go straight on for the reverse.
  • the right image shows the yacht 1 with the midship swivel drive 6, whose propeller, however, runs in the opposite direction as when driving forward.
  • the yacht 1 runs - as indicated by the arrow R - straight backwards.
  • Fig. 5b shows the joystick 7 in the same tilted position as in Fig. 5a, but rotated in the clockwise direction by the angle + a Zj .
  • the pivot drive 6 is thereby also rotated in a clockwise direction, as indicated by the arrow + a. Due to the control angle + a the thrust vector of the pivot drive 6 generates a clockwise rotating yaw moment. This has the consequence that the stern of the yacht 1 rotates according to the arrow BB to port.
  • Fig. 6 shows the joystick 7 in the same position as in Fig. 5, namely to the rear, ie in the direction -Vj, tilted. However, the pivot drive 6 is pivoted by 180 ° relative to the position in Fig.
  • Fig. 6a shows - in addition to Fig. 6 - the joystick 7 in the rear tilted position, d. H. go straight on for the reverse.
  • the pivot drive 6 is amidships and pushes the yacht 1 just astern, which is indicated by the arrow R.
  • Fig. 6b shows the joystick 7 in the same position as in Fig. 6a, but rotated by the angle + a zj clockwise. This causes - as the right picture shows - a pivoting of the pivot drive 6 also in a clockwise direction, ie by the control angle + a. As a result, a yaw moment that rotates in a clockwise direction acts on the yacht 1, so that its stern turns to port, as indicated by the arrow BB.
  • Fig. 7 shows the joystick 7 in a third position in the coordinate origin, ie in a vertical position, ie the tilt angle is equal to zero.
  • the propeller thrust ie the propeller speed n
  • the pivoting drive 6 is preferably swiveled through 90 ° so that it is transverse to the ship's longitudinal direction and thus exerts a yawing moment on the yacht
  • the steering angle ⁇ of the swivel drive 6 remains constant during the turning maneuver, as the diagram shows.
  • the bow thruster 4 can be added to support the yaw movement. be switched so that a pair of forces results with oppositely acting thrust vectors.
  • Fig. 7a shows - for further explanation of Fig. 7 - the joystick 7 in central vertical position for initiation of the maneuver "turn on the spot.”
  • the joystick 7 is rotated clockwise, as indicated by the arrow + a Z j.
  • the swivel drive 6 set at 90 ° acts in a clockwise direction acting yaw moment on the yacht 1, so that it rotates clockwise according to the arrow D.
  • the bow thruster 4 can be switched on, which operates in the opposite direction of thrust as the pivot drive 6.
  • the rotation of the yacht 1 is so obvious, ie in the same direction as the rotation on the joystick 7.
  • the corresponding maneuver is carried out in the opposite direction of rotation which is not shown.
  • Fig. 8 shows the joystick 7 in a fourth position, namely tilted in the direction of the positive Xj axis, ie to the starboard side.
  • a transverse or sideways movement also called lateral movement
  • the yacht can be effected.
  • the pivot drive 6 are pivoted by + 90 ° and the bow thruster 4 is activated with the same thrust direction.
  • On the yacht then act two thrust vectors, which are aligned parallel and transverse to the longitudinal direction of the ship. To avoid yawing the ship, both thrust vectors are balanced against each other via the electronic control unit.
  • the constant speed n b of the bow thruster 4 is slightly higher.
  • Fig. 8a shows - for further explanation of Fig. 8 - the joystick 7 tilted to starboard position, causing a movement of the yacht 1 (right image) in the direction of the arrow L.
  • the yacht 1 moves sideways and makes a pure lateral movement, d. H. without yawing.
  • the bow thruster 4 is switched on and also pushes to starboard.
  • the sum of the yaw moments from the thrust vector of the bow thruster 4 and the thrust vector of the pivot drive 6 is equal to zero - there is torque balance.
  • FIG. 8b shows a modification of the maneuver according to FIG. 8a in that the joystick 7 is rotated in the clockwise direction in accordance with the arrow + a Z j.
  • the torque balance is canceled by either the thrust of the pivot drive 6 is reduced, so that the yaw moment dominated due to the bow thruster 4, or the thrust of the bow thruster 4 is amplified so that its yaw moment over the yaw moment dominated by the pivot drive 6.
  • the yacht 1 is rotated in the same direction, ie, the lateral movement L of FIG. 8 is a rotational movement to the starboard side, indicated by the arrow StB, superimposed.
  • FIG. 9 shows the joystick 7 in a fifth position, namely in the direction of the negative Xj axis, that is to say in FIG. H. tilted to the port side.
  • a lateral movement of the yacht can be carried out to the port side - analogous to the previous exemplary embodiment according to FIG. 8 to the starboard side.
  • Fig. 9a shows - in further explanation of Fig. 9 - the joystick 7 in the port tilted position, causing a lateral movement of the yacht, according to the arrow L to the port side.
  • the bow thruster 4 is activated and also pushes to port.
  • Fig. 9b shows a modification of the maneuver according to Fig. 9a, by turning the joystick 7 counterclockwise according to arrow -a Zj .
  • the previous moment balance is canceled, so that a resulting left-turning yaw moment is generated, which initiates a yaw movement of the yacht 1 to port corresponding to the arrow BB.
  • a swivel drive 6 also called rudder propeller
  • a swivel drive 6 can be dispensed with a stern thruster and a conventional rudder with rudder blade.

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Abstract

The invention relates to a method for maneuvering a yacht by means of a control organ designed as a joystick (7), wherein the joystick (7) is tilted in the direction of a longitudinal axis (y) and a transverse axis (x) of the yacht to initiate forward or reverse movements and transverse movements of the yacht and rotated to initiate yaw movements of the yacht around the longitudinal axis (zj) thereof, wherein the yacht (1) has a turning drive (6) designed as an individual drive having a thrust vector which can pivot around a vertical axis and wherein the control movements of the joystick (7) are logically transferred to the turning drive (6).

Description

Verfahren zum Manöyrieren einer Yacht  Method for maneuvering a yacht
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Manövrieren einer Yacht sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method for maneuvering a yacht and to an apparatus for carrying out the method.
Durch die WO 02/085702 A1 wurde eine Motoryacht mit einer Vortriebsanlage bekannt, welche zwei jeweils eine Schiffsschraube antreibende Antriebsaggregate aufweist. Zusätzlich zu der Vortriebsanlage weist die Motoryacht ein Bugstrahlruder und ein Heckstrahlruder auf, d. h. quer zur Längsrichtung der Yacht wirkende Schubeinrichtungen. Die Schiffsschrauben und die Strahlruder werden gemeinsam von einer Steuereinrichtung über einen als Joystick ausgebildeten Steuerhebel gesteuert. Der Joystick kann innerhalb eines Vollkreises von 360° in acht verschiedene Richtungen gekippt werden, die sich jeweils um 45° unterscheiden. Je nachdem, welches Manöver mit der Yacht gefahren werden soll, werden entweder der Vortrieb oder die Strahlruder oder Vortrieb und Strahlruder aktiviert. WO 02/085702 A1 discloses a motor yacht with a propulsion system, which has two drive assemblies each driving a propeller. In addition to the propulsion system, the motor yacht on a bow thruster and a stern thruster, d. H. thrust devices acting transversely to the longitudinal direction of the yacht. The propellers and the thrusters are controlled together by a control device via a control lever designed as a joystick. The joystick can be tilted within a full 360 ° circle in eight different directions, each differing by 45 °. Depending on which maneuver is to be driven with the yacht, either the propulsion or the thruster or propulsion and thrusters are activated.
Durch die US 7,234,983 B2 wurde eine Motoryacht bekannt, welche zwei um eine Hochachse schwenkbare Propellerantriebe, kurz Schwenkantriebe genannt, aufweist. Durch die Schwenkung des von den Propellern erzeugten Schubvektors werden Giermomente in den Schiffsrumpf eingeleitet, welche den Kurs des Bootes bestimmen. Eine Lateralbewegung, d. h. ein Manövrieren der Yacht quer zur Längsrichtung ist mit diesem Antrieb nicht möglich. By US 7,234,983 B2, a motor yacht was known, which has two pivotable about a vertical axis propeller drives, briefly called rotary actuators has. By pivoting the thrust vector generated by the propellers yaw moments are introduced into the hull, which determine the course of the boat. A lateral movement, d. H. a maneuvering of the yacht transversely to the longitudinal direction is not possible with this drive.
Durch die US 7,267,068 B2 wurde eine Motoryacht mit zwei Schwenkantrieben bekannt, welche je nach Ausrichtung der beiden Schubvektoren beliebige Manövrierbewegungen wie vorwärts, rückwärts, seitwärts und drehend erlauben. Eine reine Lateralbewegung, d. h. eine seitliche Versetzung der Yacht ist aufgrund der beiden nebeneinander im Heckbereich angeordneten Schwenkantriebe jedoch nicht möglich. Die Steuerung der Motoryacht erfolgt über eine als Joystick ausgebildete Steuereinrichtung, wobei der Joystick in jede beliebige Richtung innerhalb eines Vollkreises gekippt und um seine Längsachse gedreht werden kann. Durch Kippen oder Drehen des Joysticks werden sinnfällige Manövrierbewegungen des Bootes eingeleitet. Nachteilig bei dem bekannten Manövrierverfahren ist es, dass zwei Schwenkantriebe zur Erzeugung eines Kräftepaares aus Schubvektoren erforderlich sind. Eine solche Doppelantriebsanlage ist für kleinere Yachten, insbesondere Segelyachten aus Kosten-, Gewichts- und Bauraumgründen nicht sinnvoll. By US 7,267,068 B2 a motor yacht with two rotary actuators was known, which allow any maneuvering movements such as forward, backward, sideways and rotating depending on the orientation of the two thrust vectors. A pure lateral movement, ie a lateral displacement of the yacht is not possible due to the two juxtaposed in the rear area pivot drives. The control of the motor yacht via a control device designed as a joystick, wherein the joystick can be tilted in any direction within a full circle and rotated about its longitudinal axis. Tilting or turning the joystick causes obvious maneuvering movements of the boat initiated. A disadvantage of the known maneuvering method is that two part-turn actuators are required for generating a force pair of thrust vectors. Such a double drive system is not useful for smaller yachts, especially sailing yachts for cost, weight and space reasons.
Durch die WO 2005/005249 A1 wurde ein schwenkbarer Propellerantrieb für ein Boot bekannt, im Folgenden auch kurz als Schwenkantrieb bezeichnet. Der bekannte Schwenkantrieb wird als Einzelantrieb für Boote verwendet, wobei aufgrund der Schwenkbarkeit des vom Propeller erzeugten Schubvektors auf ein Ruderblatt verzichtet werden kann. WO 2005/005249 A1 discloses a swivelable propeller drive for a boat, hereinafter also referred to as a swivel drive for short. The known rotary actuator is used as a single drive for boats, which can be dispensed with due to the pivoting of the thrust vector generated by the propeller on a rudder blade.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Manövrieren einer Yacht anzugeben, welches auch für kleinere Yachten brauchbar ist, sowie eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. It is an object of the present invention to provide a method for maneuvering a yacht, which is also useful for smaller yachts, as well as to provide a suitable device for carrying out the method.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. The object of the invention is achieved by the independent claims 1 and 10. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
Erfindungsgemäß wird das bekannte Manövrierverfahren mittels Joystick, der von Hand kipp- und drehbar ist, auf eine Yacht übertragen, welche nur einen According to the known maneuvering method by means of a joystick, which is tiltable and rotatable by hand, transferred to a yacht, which only one
Schwenkantrieb und vorzugsweise auch ein Bugstrahlruder aufweist. Damit wird der Vorteil erreicht, dass die Steuerung mittels Joystick auch für kleinere Yachten mit einer weniger aufwändigen Antriebsanlage angewendet werden kann. Swivel drive and preferably also has a bow thruster. This achieves the advantage that the control by means of a joystick can also be used for smaller yachts with a less complex drive system.
Der Schwenkantrieb, auch Ruderpropeller genannt, umfasst eine Vortriebseinrichtung, insbesondere mit Schiffsschraube, welche um eine Hoch- oder Steuerachse schwenkbar ist und somit eine unterschiedliche Schubrichtung relativ zum Schiffsrumpf ermöglicht. Das optionale Bugstrahlruder ist fest im vordersten Bereich des Rumpfes angeordnet, erzeugt einen Schub quer zur Längsrichtung des Schiffes und beschleunigt somit eine Drehbewegung. Mittels des Schwenkantriebes und des Bugstrahlruders kann das Manövrierverfahren vorteilhaft durchgeführt werden, d. h. es wird eine feinfühlige, intuitive, schnell ansprechende Manövrierbarkeit der Yacht erreicht. Beispielsweise lassen sich Quer- oder Lateralbewegungen der Yacht durch Querstellung des Schwenkantriebes und Einsatz des Bugstrahlruders darstellen. Dies ist ein erheblicher Vorteil beim Manövrieren, insbesondere für Segelyachten. The pivoting drive, also called rudder propeller, comprises a propulsion device, in particular with a ship's propeller, which can be swiveled about an upright or control axis and thus enables a different thrust direction relative to the ship's hull. The optional bow thruster is fixed in the foremost area of the fuselage, creating a thrust across the vessel's longitudinal direction, thus speeding up its rotation. By means of the rotary actuator and the bow thruster, the maneuvering can be carried out advantageously, ie it is a sensitive, intuitive, quickly responsive maneuverability of the yacht achieved. For example, lateral or lateral movements of the Yacht by transverse position of the rotary actuator and use of the bow thruster represent. This is a significant advantage in maneuvering, especially for sailing yachts.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schwenkantrieb durch Kippen und/oder Drehen des Joysticks ansteuerbar. Durch die Kipprichtung, welche vorzugsweise in Mitschiffsrichtung oder quer zur Mittschiffsrichtung erfolgt, wird die Richtung des Schubvektors, d. h. der Steuerwinkel des Schwenkantriebes bestimmt. Durch den Kippwinkel von 0° bis ca. 45° wird die Stärke des Schubes bestimmt. According to a preferred embodiment of the rotary actuator is controlled by tilting and / or turning the joystick. By the tilting direction, which takes place preferably in Mitschiffsrichtung or transversely to the midships direction, the direction of the thrust vector, d. H. the control angle of the rotary actuator determined. The tilt angle from 0 ° to approx. 45 ° determines the strength of the thrust.
Durch Drehen des Joysticks um seine Längsachse wird eine Gierbewegung der Yacht eingeleitet, wobei der Schubvektor derart geschwenkt wird, dass ein Giermoment auf das Unterwasserschiff der Yacht ausgeübt wird. By rotating the joystick about its longitudinal axis, a yaw movement of the yacht is initiated, wherein the thrust vector is pivoted so that a yaw moment is exerted on the underwater vessel of the yacht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können der Schwenkantrieb und das Bugstrahlruder durch Kippen des Joysticks in Querrichtung gleichzeitig angesteuert werden. Dadurch sind reine Lateralbewegungen der Yacht, also eine Querversetzung bei gleicher Kursausrichtung, möglich. Der Schub des Bugstrahlruders und des Schwenkantriebes wirken dabei in die gleiche Richtung, wobei der Schub so gesteuert wird, dass keine Drehbewegung des Schiffsrumpfes auftritt. According to a further advantageous embodiment of the pivot drive and the bow thruster can be controlled by tilting the joystick in the transverse direction simultaneously. As a result, pure lateral movements of the yacht, so a Querversetzung with the same course orientation, possible. The thrust of the bow thruster and the pivot drive act in the same direction, the thrust is controlled so that no rotational movement of the hull occurs.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können das Bugstrahlruder und der Schwenkantrieb durch Drehen des Joysticks in senkrechter Position, d. h. nicht gekippt, angesteuert werden. Durch diese Drehung des Joysticks kann ein Drehen der Yacht auf der Stelle erreicht werden, d. h. es wird ein minimaler Manövrierraum für die Schiffsdrehung benötigt. According to a further advantageous embodiment, the bow thruster and the pivot drive by turning the joystick in a vertical position, d. H. not tilted, controlled. By this rotation of the joystick, a turning of the yacht can be achieved on the spot, d. H. a minimal maneuvering space is needed for the ship's turn.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist als Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens eine Segelyacht vorgesehen, welche im Allgemeinen mit nur einem motorischen Antrieb ausgerüstet ist. Insofern bedeutet die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einer Segelyacht einen großen Komfort- und Sicherheitszuwachs beim Manövrieren. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen According to a further aspect of the invention is provided as a device for carrying out the method, a sailing yacht, which is generally equipped with only a motor drive. In this respect, the application of the method according to the invention on a sailing yacht means a large increase in comfort and safety during maneuvering. An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be described in more detail below, which may result from the description and / or the drawing further features and / or advantages. Show it
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Rumpfes einer Segelyacht, 1 is a schematic representation of the hull of a sailing yacht,
Fig. 2 einen Joystick mit seinen drei Bezugsachsen Xj, y , Zj sowie eine schematische Darstellung des Schiffsrumpfes mit seinen ortfesten Achsen x, y, z,  2 shows a joystick with its three reference axes Xj, y, Zj and a schematic representation of the ship's hull with its stationary axes x, y, z,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Steuerungssystems der Yacht, Fig. 4 eine erste Position des Joysticks mit Kippposition nach vorn,  3 is a schematic representation of a control system of the yacht, Fig. 4 shows a first position of the joystick with tilting forward,
Fig. 4a den Joystick in seiner ersten Position und die Bewegung der Yacht, Fig. 4b den Joystick gedreht und die Bewegung der Yacht,  4a the joystick in its first position and the movement of the yacht, FIG. 4b the joystick turned and the movement of the yacht,
Fig. 5 eine zweite Position des Joysticks mit Kippposition nach hinten, Fig. 5a den Joystick in seiner zweiten Position und die Bewegung der Yacht, Fig. 5b den Joystick gedreht und die Bewegung der Yacht,  5 shows a second position of the joystick with tilting position to the rear, Fig. 5a the joystick in its second position and the movement of the yacht, Fig. 5b the joystick rotated and the movement of the yacht,
Fig. 6 die zweite Position des Joysticks mit um 180° geschwenktem  Fig. 6, the second position of the joystick with pivoted by 180 °
Schwenkantrieb,  Rotary actuator,
Fig. 6a den Joystick in seiner zweiten Position und die Bewegung der Yacht, Fig. 6b den Joystick gedreht und die Bewegung der Yacht,  6a the joystick in its second position and the movement of the yacht, FIG. 6b the joystick rotated and the movement of the yacht,
Fig. 7 eine dritte Position des Joysticks mit mittiger Position,  7 shows a third position of the joystick with a central position,
Fig. 7a den Joystick in seiner dritten Position und die Bewegung der Yacht, Fig. 8 eine vierte Position des Joysticks mit Kippposition nach Steuerbord, Fig. 8a den Joystick in seiner vierten Position und die Bewegung der Yacht, Fig. 8b den Joystick gedreht und die Bewegung der Yacht,  Fig. 8 shows the joystick in its third position and the movement of the yacht, Fig. 8 a fourth position of the joystick with tilting position to starboard, Fig. 8a the joystick in its fourth position and the movement of the yacht, Fig. 8b, the joystick rotated and the movement of the yacht,
Fig. 9 eine fünfte Position des Joysticks mit Kippposition nach Backbord, Fig. 9a den Joystick in seiner fünften Position und die Bewegung der Yacht und  Fig. 9 shows a fifth position of the joystick with tilt position to port, Fig. 9a, the joystick in its fifth position and the movement of the yacht and
Fig. 9b den Joystick gedreht und die Bewegung der Yacht.  Fig. 9b turned the joystick and the movement of the yacht.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Rumpf 1 einer nicht vollständig dargestellten Segelyacht mit einem Kiel 2, einer Antriebsmaschine 3, einem Bugstrahlruder 4 sowie einem Ruderblatt 5. Die Antriebsmaschine 3 treibt einen Propellerantrieb 6 an, welcher als Schwenkantrieb 6 ausgebildet, d. h. um die Hochachse schwenkbar ist. Ein derartiger Schwenkantrieb wird auch als Ruderpropeller bezeichnet, weil er die Funktion eines konventionellen Ruders ersetzt. Die Antriebsmaschine 3 kann ein Verbrennungsmotor oder ein Hybridantrieb, bestehend aus Elektro- und Verbrennungsmotor, sein. Fig. 1 shows a schematic representation of a fuselage 1 of a not fully illustrated sailing yacht with a keel 2, a prime mover 3, a bow thruster 4 and a rudder blade 5. The prime mover 3 drives a propeller drive 6, which is designed as a pivot drive 6, ie to the vertical axis is pivotable. Such a rotary actuator is also referred to as a rudder propeller, because it replaces the function of a conventional rudder. The prime mover 3 may be an internal combustion engine or a hybrid drive consisting of an electric motor and an internal combustion engine.
Fig. 2 zeigt einen als Joystick 7 ausgebildeten Steuerhebel zur Steuerung der Antriebsmaschine 3, des Schwenkantriebes 6 und des Bugstrahlruders 4. Der Joystick 7 weist einen Handgriff 7a und einen als Gelenk ausgebildeten Schwenkpunkt 7b auf, durch welchen die Längsachse Zj des Joysticks 7 verläuft. Ferner sind dem Joystick 7 die Achsen Xj und y zugeordnet. Der Joystick 7 kann in Richtung der Achsen Xj und yj gekippt und um seine Längsachse Zj gedreht werden. 2 shows a joystick 7 formed as a control lever for controlling the drive machine 3, the pivot drive 6 and the bow thruster 4. The joystick 7 has a handle 7a and a pivot formed as a pivot point 7b, through which the longitudinal axis Zj of the joystick 7 extends. Further, the joystick 7, the axes Xj and y are assigned. The joystick 7 can be tilted in the direction of the axes Xj and y j and rotated about its longitudinal axis Zj.
Auf der rechten Seite von Fig. 2 ist schematisch ein Grundriss der Yacht 1 (die Bezugsziffer 1 wird sowohl für den Rumpf als auch für die Yacht verwendet) mit drei Achsen x, y, z dargestellt, wobei y die Längsachse der Yacht 1 , x deren Querachse und z die Hochachse bildet. Die Achsen Xj, yj. Zj sind parallel zu den ortfesten Schiffachsen x, y, z angeordnet. On the right side of Fig. 2 is a schematic plan view of the yacht 1 (the reference numeral 1 is used for both the hull and for the yacht) with three axes x, y, z, where y the longitudinal axis of the yacht 1, x whose transverse axis and z forms the vertical axis. The axes Xj, y j . Zj are arranged parallel to the stationary shafts x, y, z.
Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung ein Steuerungssystem 8 mit den Komponenten Joystick 7, Schwenkantrieb 6, Bugstrahlruder 4 und Antriebsmaschine 3. Sämtliche Komponenten 3, 4, 6, 7 sind mit einer elektronischen Steuereinheit 9 durch Steuerleitungen 9a, 9b, 9c, 9d verbunden. Die Bewegungen des Joysticks 7, Kippen und/oder Drehen, werden über die Steuerleitung 9a als Eingangssignale in die elektronische Steuereinheit 9 eingeleitet und als Steuerbefehle an die Antriebsmaschine 3, den Schwenkantrieb 6 und/oder das Bugstrahlruder 4 weitergegeben. Die Segelyacht kann somit allein durch die Bewegungen des Joysticks 7 - was im Folgenden genauer erläutert wird - gesteuert, insbesondere bei niedrigen Bootsgeschwindigkeiten manövriert werden. Dabei werden die Drehzahl der Antriebsmaschine 3, der Steuer- oder Schwenkwinkel des Schwenkantriebes 6 und/oder die Schubrichtung des Bugstrahlruders 4 angesteuert. Anhand der nachfolgenden Figuren 4 bis 9 werden die einzelnen vom Joystick 7 einnehmbaren Positionen und deren Wirkungen auf die Bewegung der Yacht ausführlich erläutert. 3 shows a schematic representation of a control system 8 with the components joystick 7, pivot drive 6, bow thruster 4 and drive machine 3. All components 3, 4, 6, 7 are connected to an electronic control unit 9 by control lines 9a, 9b, 9c, 9d , The movements of the joystick 7, tilting and / or turning, are introduced via the control line 9a as input signals to the electronic control unit 9 and passed as control commands to the drive machine 3, the pivot drive 6 and / or the bow thruster 4. The sailing yacht can thus be controlled solely by the movements of the joystick 7 - which will be explained in more detail below, in particular maneuvered at low boat speeds. The speed of the prime mover 3, the control or pivot angle of the pivot drive 6 and / or the thrust direction of the bow thruster 4 are driven. With reference to the following figures 4 to 9, the individual positions of the joystick 7 and their effects on the movement of the yacht are explained in detail.
Fig. 4 zeigt den Joystick 7, dargestellt durch einen Kreis mit Mittelpunkt M in einer ersten gekippten Position. Die dem Joystick 7 zugeordneten Koordinaten Xj, y sind als Koordinatenkreuz mit dem Mittelpunkt O in einem Kreis k, der den Schwenkbereich des Joysticks 7 markiert, dargestellt. Der Joystick 7 mit der Längsachse Zj ist um den Koordinatenursprung und Mittelpunkt O in Richtung der Achsen +/-Xj und +/-y"j kippbar. Die in der Zeichnung dargestellte Position des Joysticks 7 entspricht einer Kippung nach vorn, d. h. in Richtung der Längsachse y der Yacht bzw. in Richtung Vorwärtsfahrt. Der Kippwinkel, gemessen aus der Senkrechten (Hochachse), ist maßgebend für die Drehzahl der Antriebsmaschine 3, d. h. die Stärke des Propellerschubes. Je weiter der Joystick 7 gekippt ist, d. h. je größer der Kippwinkel ist, desto höher ist die Drehzahl der Antriebsmaschine 3 und der Schub des Schwenkantriebes 6. Die Drehzahl des Schwenkantriebes 6 ist mit n bezeichnet und in einem Diagramm über der Achse y aufgetragen. Man erkennt, dass die Drehzahl n proportional zur Auslenkung des Joysticks 7 in Richtung der Achse y ansteigt. Auf der rechten Seite von Fig. 4 ist der Grundriss der Yacht mit Bugstrahlruder 4 und Schwenkantrieb 6, dessen Schwenkbereich um die Hochachse durch den Winkel +/-a angedeutet ist, schematisch dargestellt. Durch Drehung des Joystickes 7 um seine Längsachse Zj, dargestellt durch einen Doppelpfeil aZj, wird der Schwenkantrieb 6 um die Hochachse geschwenkt und eine Gierbewegung der Yacht bewirkt. Der Schwenkoder Steuerwinkel des Schwenkantriebes 6 um die Hochachse ist mit α angegeben und in dem Diagramm rechts unten in Fig. 4 über dem Drehwinkel aZj des Joysticks 7 aufgetragen. Man erkennt die lineare Abhängigkeit zwischen beiden Winkeln, allerdings mit entgegengesetzten Vorzeichen. Bei einer Drehung des Joysticks 7 im Uhrzeigersinn erfolgt die Schwenkung des Schwenkantriebes 6 entgegen dem Uhrzeigersinn, damit intuitiv auch ein Giermoment im Uhrzeigersinn, d. h. ein Drehen der Yacht nach Steuerbord erreicht wird. Der Schwenkantrieb 6 dreht also proportional, aber gegensinnig zur Drehbewegung am Joystick 7. Das Bugstrahlruder 4 ist bei diesem Manöver abgeschaltet. Fig. 4a zeigt - in Ergänzung zu Fig. 4 - den Joystick 7 (linkes Bild) in nach vorn gekippter Position. Die zugehörige Stellung des Schwenkantriebes 6 ist im rechten Bild dargestellt: der Schwenkantrieb 6 liegt mittschiffs und treibt die Yacht 1 in Richtung des Pfeils V nach vorn und geradeaus. Fig. 4 shows the joystick 7, represented by a circle with center M in a first tilted position. The coordinates Xj, y associated with the joystick 7 are represented as a coordinate system with the center O in a circle k, which marks the pivot range of the joystick 7. The joystick 7 with the longitudinal axis Zj is tilted about the coordinate origin O and the center in the direction of the axes +/- +/- Xj and y "j. The position of the joystick 7 shown in the drawing corresponds to a tilt forwardly, ie in the direction of The tilt angle, measured from the vertical (vertical axis), is decisive for the rotational speed of the drive machine 3, ie the strength of the propeller thrust The further the joystick 7 is tilted, ie the greater the tilt angle The speed of the rotary drive 6 is denoted by n and plotted in a diagram over the axis y It can be seen that the speed n is proportional to the deflection of the joystick 7 in the direction On the right side of Fig. 4 is the floor plan of the yacht with bow thruster 4 and pivot drive 6, the pivoting range about the vertical axis through the W inkel +/- a is indicated schematically. By rotation of the joystick 7 about its longitudinal axis Zj, represented by a double arrow a Z j, the pivot drive 6 is pivoted about the vertical axis and causes a yaw movement of the yacht. The pivot or control angle of the pivot drive 6 about the vertical axis is indicated by α and plotted in the diagram at the bottom right in Fig. 4 over the rotation angle a Z j of the joystick 7. One recognizes the linear dependence between both angles, however with opposite signs. In a clockwise rotation of the joystick 7, the pivoting of the pivot drive 6 takes place counterclockwise, so that intuitively a clockwise yaw moment, ie turning the yacht to starboard is achieved. The pivot drive 6 rotates so proportionally, but in opposite directions to the rotational movement of the joystick 7. The bow thruster 4 is turned off in this maneuver. Fig. 4a shows - in addition to Fig. 4 - the joystick 7 (left image) in forward tilted position. The associated position of the pivot drive 6 is shown in the right image: the pivot drive 6 is amidships and drives the yacht 1 in the direction of arrow V forward and straight.
Fig. 4b zeigt den Joystick 7 in derselben Kippposition wie in Fig. 4a, jedoch um den positiven Drehwinkel aZj, also im Uhrzeigersinn gedreht. Das rechte Bild zeigt die Yacht 1 mit dem Schwenkantrieb 6, der entgegen dem Uhrzeigersinn um den Steuerwinkel -a geschwenkt ist. Der vom Schwenkantrieb 6 erzeugte Schubvektor übt somit ein im Uhrzeigersinn drehendes Giermoment auf die Yacht 1 aus, welche entsprechend dem Pfeil StB nach Steuerbord eindreht. Fig. 4b shows the joystick 7 in the same tilt position as in Fig. 4a, but by the positive rotation angle a Zj , that is rotated in a clockwise direction. The right image shows the yacht 1 with the pivot drive 6, which is pivoted in the counterclockwise direction by the control angle -a. The thrust vector generated by the pivot drive 6 thus exerts a clockwise rotating yaw moment on the yacht 1, which rotates according to the arrow StB to starboard.
Fig. 5 zeigt den Joystick 7 in einer zweiten Position, d. h. nach hinten bzw. nach achtern gekippt, d. h. in Richtung -yj. Der Schwenkantrieb 6 befindet sich in der gleichen, d. h. unveränderten Position wie in Fig. 4, allerdings ist die Drehrichtung des Propellers umgekehrt, sodass die Schubrichtung nach rückwärts gerichtet ist, die Yacht bewegt sich nach achtern. Die Drehzahl n des Schwenkantriebes 6 ist im Quadranten -n/-yj aufgetragen. Der Steuerwinkel α des Schwenkantriebes 6 ist im Diagramm als Funktion des Drehwinkels az\ aufgetragen. Man erkennt daraus, dass der Joystick 7 und der Schwenkantrieb 6 gleichsinnig drehen. Fig. 5 shows the joystick 7 in a second position, ie tilted backwards or aft, ie in the direction -y j. The pivot drive 6 is in the same, ie unchanged position as in Fig. 4, however, the direction of rotation of the propeller is reversed so that the thrust direction is directed backwards, the yacht moves aft. The speed n of the pivot drive 6 is plotted in the quadrant -n / -y j . The control angle α of the pivot drive 6 is plotted in the diagram as a function of the rotation angle a z \. It can be seen that the joystick 7 and the pivot drive 6 rotate in the same direction.
Fig. 5a zeigt - in Ergänzung zu Fig. 5 - den Joystick 7 in nach hinten gekippter Position (linkes Bild), d. h. für Rückwärtsfahrt geradeaus. Das rechte Bild zeigt die Yacht 1 mit dem mittschiffs liegenden Schwenkantrieb 6, dessen Propeller allerdings in entgegengesetzter Richtung wie bei Vorwärtsfahrt läuft. Die Yacht 1 läuft - wie durch den Pfeil R angedeutet - geradeaus rückwärts. Fig. 5a shows - in addition to Fig. 5 - the joystick 7 in the back tilted position (left image), d. H. go straight on for the reverse. The right image shows the yacht 1 with the midship swivel drive 6, whose propeller, however, runs in the opposite direction as when driving forward. The yacht 1 runs - as indicated by the arrow R - straight backwards.
Fig. 5b zeigt den Joystick 7 in derselben Kippposition wie in Fig. 5a, jedoch im Uhrzeigersinn um den Winkel +aZj gedreht. Wie das rechte Bild zeigt, wird dadurch der Schwenkantrieb 6 ebenfalls im Uhrzeigersinn gedreht, wie durch den Pfeil +a angedeutet. Aufgrund des Steuerwinkels +a erzeugt der Schubvektor des Schwenkantriebes 6 ein im Uhrzeigersinn drehendes Giermoment. Dies hat zur Folge, dass das Heck der Yacht 1 entsprechend dem Pfeil BB nach Backbord dreht. Fig. 6 zeigt den Joystick 7 in derselben Position wie in Fig. 5, nämlich nach hinten, d. h. in Richtung -Vj, gekippt. Allerdings ist der Schwenkantrieb 6 um 180° gegenüber der Position in Fig. 4 geschwenkt, sodass er bei positiver Drehzahl n einen Schub in Richtung Heck und damit eine Rückwärtsfahrt der Yacht bewirkt. Während der Rückwärtsfahrt kann der Joystick 7 um seine Längsachse Zj um den Drehwinkel aZj gedreht werden, was eine Schwenkung des Schwenkantriebes 6 um den Steuerwinkel +/-a und eine Gierbewegung der Yacht bewirkt. Wie das Diagramm a= f (aZj) zeigt, erfolgt die Drehbewegung am Joystick 7 gleichsinnig mit der Schwenkbewegung des Schwenkantriebes 6. Fig. 5b shows the joystick 7 in the same tilted position as in Fig. 5a, but rotated in the clockwise direction by the angle + a Zj . As the right image shows, the pivot drive 6 is thereby also rotated in a clockwise direction, as indicated by the arrow + a. Due to the control angle + a the thrust vector of the pivot drive 6 generates a clockwise rotating yaw moment. This has the consequence that the stern of the yacht 1 rotates according to the arrow BB to port. Fig. 6 shows the joystick 7 in the same position as in Fig. 5, namely to the rear, ie in the direction -Vj, tilted. However, the pivot drive 6 is pivoted by 180 ° relative to the position in Fig. 4, so that it causes a positive thrust n thrust toward the rear and thus a reverse of the yacht. During the reversing of the joystick 7 can be rotated about its longitudinal axis Zj by the rotation angle a Z j, which causes a pivoting of the pivot drive 6 by the control angle +/- a and yaw movement of the yacht. As the diagram shows a = f (a Z j), the rotational movement takes place on the joystick 7 in the same direction with the pivoting movement of the pivot drive. 6
Fig. 6a zeigt - in Ergänzung zu Fig. 6 - den Joystick 7 in nach hinten gekippter Position, d. h. für Rückwärtsfahrt geradeaus. Der Schwenkantrieb 6 liegt mittschiffs und schiebt die Yacht 1 gerade achteraus, was durch den Pfeil R angedeutet ist. Fig. 6a shows - in addition to Fig. 6 - the joystick 7 in the rear tilted position, d. H. go straight on for the reverse. The pivot drive 6 is amidships and pushes the yacht 1 just astern, which is indicated by the arrow R.
Fig. 6b zeigt den Joystick 7 in der gleichen Position wie in Fig. 6a, jedoch um den Winkel +azj im Uhrzeigersinn gedreht. Dies bewirkt - wie das rechte Bild zeigt - eine Schwenkung des Schwenkantriebes 6 ebenfalls im Uhrzeigersinn, d. h. um den Steuerwinkel +a. Dadurch wirkt ein im Uhrzeigersinn drehendes Giermoment auf die Yacht 1 , sodass deren Heck nach Backbord eindreht, wie durch den Pfeil BB angedeutet. Fig. 6b shows the joystick 7 in the same position as in Fig. 6a, but rotated by the angle + a zj clockwise. This causes - as the right picture shows - a pivoting of the pivot drive 6 also in a clockwise direction, ie by the control angle + a. As a result, a yaw moment that rotates in a clockwise direction acts on the yacht 1, so that its stern turns to port, as indicated by the arrow BB.
Fig. 7 zeigt den Joystick 7 in einer dritten Position im Koordinatenursprung, d. h. in einer senkrechten Stellung, d. h. der Kippwinkel ist gleich Null. Durch Drehung des Joysticks 7 um seine senkrechte Längsachse Zj kann eine Drehung der Yacht auf der Stelle („auf dem Teller") durchgeführt werden. Der Propellerschub, d. h. die Propellerdrehzahl n ist dabei, wie das entsprechende Diagramm zeigt, proportional zum Drehwinkel aZf des Joysticks 7. Der Schwenkantrieb 6 wird bei diesem Manöver bevorzugt um 90° geschwenkt, sodass er quer zur Schiffslängsrichtung steht und somit ein Giermoment auf die Yacht ausübt. Der Steuerwinkel α des Schwenkantriebes 6 bleibt, wie das Diagramm zeigt, während des Drehmanövers konstant. Zusätzlich kann zur Unterstützung der Gierbewegung das Bugstrahlruder 4 zuge- schaltet werden, sodass sich ein Kräftepaar mit entgegengesetzt wirkenden Schubvektoren ergibt. Fig. 7 shows the joystick 7 in a third position in the coordinate origin, ie in a vertical position, ie the tilt angle is equal to zero. By rotating the joystick 7 about its vertical longitudinal axis Zj, the yacht can be rotated on the spot ("on the plate") .The propeller thrust, ie the propeller speed n, is proportional to the angle of rotation a Z f, as the corresponding diagram shows In this maneuver, the pivoting drive 6 is preferably swiveled through 90 ° so that it is transverse to the ship's longitudinal direction and thus exerts a yawing moment on the yacht The steering angle α of the swivel drive 6 remains constant during the turning maneuver, as the diagram shows. In addition, the bow thruster 4 can be added to support the yaw movement. be switched so that a pair of forces results with oppositely acting thrust vectors.
Fig. 7a zeigt - zur weiteren Erläuterung von Fig. 7 - den Joystick 7 in mittiger senkrechter Position zur Einleitung des Manövers„Drehen auf der Stelle". Dazu wird der Joystick 7 im Uhrzeigersinn gedreht, wie durch den Pfeil +aZj angedeutet. Das rechte Bild zeigt die Yacht 1 mit quergestelltem Schwenkantrieb 6, welcher um den Steuerwinkel α = -90° geschwenkt wurde. Die Drehung des Joysticks 7 und die Schwenkung des Schwenkantriebes 6 sind also gegenläufig. Der auf 90° gestellte Schwenkantrieb 6 übt ein im Uhrzeigersinn wirkendes Giermoment auf die Yacht 1 aus, sodass diese im Uhrzeigersinn entsprechend dem Pfeil D dreht. Zur Unterstützung dieses Manövers kann das Bugstrahlruder 4 zugeschaltet werden, welches mit entgegengesetzter Schubrichtung wie der Schwenkantrieb 6 arbeitet. Die Drehung der Yacht 1 erfolgt also sinnfällig, d. h. in der gleichen Drehrichtung wie die Drehung am Joystick 7. Analog wird das entsprechende Manöver mit entgegengesetzter Drehrichtung ausgeführt, was nicht dargestellt ist. Fig. 7a shows - for further explanation of Fig. 7 - the joystick 7 in central vertical position for initiation of the maneuver "turn on the spot." For this purpose, the joystick 7 is rotated clockwise, as indicated by the arrow + a Z j. The right image shows the yacht 1 with transversely positioned swivel drive 6, which has been swiveled by the control angle α = -90 °, ie the counterclockwise rotation of the joystick 7 and the swiveling of the swivel drive 6. The swivel drive 6 set at 90 ° acts in a clockwise direction acting yaw moment on the yacht 1, so that it rotates clockwise according to the arrow D. To support this maneuver, the bow thruster 4 can be switched on, which operates in the opposite direction of thrust as the pivot drive 6. The rotation of the yacht 1 is so obvious, ie in the same direction as the rotation on the joystick 7. Similarly, the corresponding maneuver is carried out in the opposite direction of rotation which is not shown.
Fig. 8 zeigt den Joystick 7 in einer vierten Position, nämlich in Richtung der positiven Xj-Achse gekippt, also zur Steuerbordseite. In dieser Position des Joysticks 7 kann eine Quer- oder Seitwärtsbewegung, auch Lateralbewegung genannt, der Yacht bewirkt werden. Dabei werden der Schwenkantrieb 6 um +90° verschwenkt und das Bugstrahlruder 4 mit der gleichen Schubrichtung aktiviert. Auf die Yacht wirken dann zwei Schubvektoren, die parallel und quer zur Längsrichtung des Schiffes ausgerichtet sind. Um keine Gierbewegung des Schiffes zu erzeugen, werden beide Schubvektoren über die elektronische Steuereinheit gegeneinander ausbalanciert. Die Drehzahl n des Schwenkantriebes 6 entspricht dabei zunächst dem Kippwinkel des Joysticks 7, wie dies im mittleren Diagramm n = f (Xj) dargestellt ist. Die konstante Drehzahl nb des Bugstrahlruders 4 liegt etwas höher. Zusätzlich, d. h. nach der Kippbewegung kann der Joystick 7 um den Drehwinkel az gedreht werden, wie dies im linken Diagramm n = f (aZj) dargestellt ist. Damit wird die bisherige Fig. 8 shows the joystick 7 in a fourth position, namely tilted in the direction of the positive Xj axis, ie to the starboard side. In this position of the joystick 7, a transverse or sideways movement, also called lateral movement, the yacht can be effected. The pivot drive 6 are pivoted by + 90 ° and the bow thruster 4 is activated with the same thrust direction. On the yacht then act two thrust vectors, which are aligned parallel and transverse to the longitudinal direction of the ship. To avoid yawing the ship, both thrust vectors are balanced against each other via the electronic control unit. The speed n of the rotary actuator 6 initially corresponds to the tilt angle of the joystick 7, as shown in the middle diagram n = f (Xj). The constant speed n b of the bow thruster 4 is slightly higher. In addition, ie after the tilting movement, the joystick 7 can be rotated by the rotation angle a z , as shown in the left diagram n = f (a Z j). This will be the previous
Schubbalance aufgehoben und ein Giermoment auf das Schiff ausgeübt, welches zu einer Drehbewegung - nach Backbord oder Steuerbord - führt. Damit kann der rei- nen Lateralbewegung eine Drehbewegung des Schiffes überlagert werden, was bei bestimmten Manövern, z. B. bei Windeinfluss von Vorteil sein kann. Relieved push balance and exerted a yaw moment on the ship, which leads to a rotational movement - to port or starboard -. Thus, the Lateral movement are superimposed on a rotational movement of the vessel, resulting in certain maneuvers, z. B. may be beneficial in wind influence.
Fig. 8a zeigt - zur weiteren Erläuterung von Fig. 8 - den Joystick 7 in nach Steuerbord gekippter Position, was eine Bewegung der Yacht 1 (rechtes Bild) in Richtung des Pfeils L bewirkt. Die Yacht 1 bewegt sich seitwärts und macht eine reine Lateralbewegung, d. h. ohne Gierbewegung. Der Schwenkantrieb 6 ist um den Steuerwinkel α = +90° geschwenkt, mit Schubrichtung nach Steuerbord. Das Bugstrahlruder 4 ist zugeschaltet und schiebt ebenfalls nach Steuerbord. Die Summe der Giermomente aus dem Schubvektor des Bugstrahlruders 4 und dem Schubvektor des Schwenkantriebes 6 ist gleich Null - es herrscht Momentengleichgewicht. Fig. 8a shows - for further explanation of Fig. 8 - the joystick 7 tilted to starboard position, causing a movement of the yacht 1 (right image) in the direction of the arrow L. The yacht 1 moves sideways and makes a pure lateral movement, d. H. without yawing. The pivot drive 6 is pivoted about the control angle α = + 90 °, with shear direction to starboard. The bow thruster 4 is switched on and also pushes to starboard. The sum of the yaw moments from the thrust vector of the bow thruster 4 and the thrust vector of the pivot drive 6 is equal to zero - there is torque balance.
Fig. 8b zeigt eine Änderung des Manövers gemäß Fig. 8a, indem der Joystick 7 im Uhrzeigersinn entsprechend dem Pfeil +aZj gedreht wird. Durch diese Drehung am Joystick wird das Momentengleichgewicht aufgehoben, indem entweder der Schub des Schwenkantriebes 6 reduziert wird, sodass das Giermoment aufgrund des Bugstrahlruders 4 dominiert, oder der Schub des Bugstrahlruders 4 verstärkt wird, sodass dessen Giermoment gegenüber dem Giermoment aus dem Schwenkantrieb 6 dominiert. Durch die Drehung des Joysticks 7 im Uhrzeigersinn wird die Yacht 1 gleichsinnig gedreht, d. h. der Lateralbewegung L gemäß Fig. 8 wird eine Drehbewegung zur Steuerbordseite, angedeutet durch den Pfeil StB, überlagert. FIG. 8b shows a modification of the maneuver according to FIG. 8a in that the joystick 7 is rotated in the clockwise direction in accordance with the arrow + a Z j. By this rotation on the joystick, the torque balance is canceled by either the thrust of the pivot drive 6 is reduced, so that the yaw moment dominated due to the bow thruster 4, or the thrust of the bow thruster 4 is amplified so that its yaw moment over the yaw moment dominated by the pivot drive 6. By the rotation of the joystick 7 in the clockwise direction, the yacht 1 is rotated in the same direction, ie, the lateral movement L of FIG. 8 is a rotational movement to the starboard side, indicated by the arrow StB, superimposed.
Fig. 9 zeigt den Joystick 7 in einer fünften Position, nämlich in Richtung der negativen Xj-Achse, d. h. zur Backbordseite hin gekippt. In dieser Kippposition kann eine Lateralbewegung der Yacht zur Backbordseite hin durchgeführt werden - analog dem vorherigen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 zur Steuerbordseite. Der FIG. 9 shows the joystick 7 in a fifth position, namely in the direction of the negative Xj axis, that is to say in FIG. H. tilted to the port side. In this tilting position, a lateral movement of the yacht can be carried out to the port side - analogous to the previous exemplary embodiment according to FIG. 8 to the starboard side. Of the
Schwenkantrieb 6 wird auf die Position α = -90° verschwenkt. Das Bugstrahlruder 4 wird aktiviert, sodass beide Schubrichtungen zur Backbordseite hin gerichtet sind. Beide Schubvektoren werden wiederum ausbalanciert, damit keine Gierbewegung des Schiffes auftritt, sondern eine reine Lateralbewegung bei gleicher Längsausrichtung. Soll die Lateralbewegung des Schiffes durch eine Gierbewegung korrigiert werden, so kann der Joystick 7 im oder entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wer- den, was eine Änderung der Drehzahl des Schwenkantriebes 6 und damit eine Schubänderung bewirkt - dies ist im linken Diagramm n = f (aj) dargestellt. Swivel drive 6 is pivoted to the position α = -90 °. The bow thruster 4 is activated so that both thrust directions are directed to the port side. Both thrust vectors are in turn balanced, so that no yaw movement of the ship occurs, but a pure lateral movement with the same longitudinal alignment. If the lateral movement of the ship is to be corrected by a yawing motion, the joystick 7 can be rotated clockwise or counterclockwise. that which causes a change in the rotational speed of the pivot drive 6 and thus a change in thrust - this is shown in the left diagram n = f (a j ).
Fig. 9a zeigt - in weiterer Erläuterung von Fig. 9 - den Joystick 7 in nach Backbord gekippter Position, was eine Lateralbewegung der Yacht, entsprechend dem Pfeil L zur Backbordseite bewirkt. Der Schwenkantrieb 6 ist dabei um α = -90° geschwenkt, steht also quer zur Schiffslängsrichtung und schiebt nach Backbord. Das Bugstrahlruder 4 ist aktiviert und schiebt ebenfalls nach Backbord. Fig. 9a shows - in further explanation of Fig. 9 - the joystick 7 in the port tilted position, causing a lateral movement of the yacht, according to the arrow L to the port side. The pivot drive 6 is pivoted by α = -90 °, so it is transverse to the ship's longitudinal direction and pushes to port. The bow thruster 4 is activated and also pushes to port.
Fig. 9b zeigt eine Abänderung des Manövers gemäß Fig. 9a, und zwar durch Drehen des Joysticks 7 entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß Pfeil -aZj. Durch diese Drehung am Joystick 7 wird die vorherige Momentenbalance aufgehoben, sodass ein resultierendes links drehendes Giermoment erzeugt wird, welches eine Gierbewegung der Yacht 1 nach Backbord entsprechend dem Pfeil BB einleitet. Fig. 9b shows a modification of the maneuver according to Fig. 9a, by turning the joystick 7 counterclockwise according to arrow -a Zj . By this rotation on the joystick 7, the previous moment balance is canceled, so that a resulting left-turning yaw moment is generated, which initiates a yaw movement of the yacht 1 to port corresponding to the arrow BB.
Durch die Ausrüstung der Yacht 1 mit einem Schwenkantrieb 6, auch Ruderpropeller genannt, kann auf ein Heckstrahlruder und ein konventionelles Ruder mit Ruderblatt verzichtet werden. By equipping the yacht 1 with a swivel drive 6, also called rudder propeller, can be dispensed with a stern thruster and a conventional rudder with rudder blade.
Bezuqszeichen REFERENCE CHARACTERS
1 Rumpf (Yacht) 1 hull (yacht)
2 Kiel  2 keel
3 Antriebsmaschine  3 prime mover
4 Bugstrahlruder  4 bow thrusters
5 Ruderblatt  5 rudder blade
6 Schwenkantrieb  6 rotary actuator
7 Joystick  7 joystick
7a Handgriff 7a handle
7b Gelenkpunkt  7b pivot point
8 Steuerungssystem  8 control system
9 Steuereinheit  9 control unit
9a -9d Steuerleitungen  9a -9d control lines
Xj! y ; Zj Achsen von Joystick Xj! y; Zj axes of joystick
x, y, z Achsen von Yacht n Drehzahl (Schwenkantrieb) x, y, z axles of yacht n speed (slew drive)
nb Drehzahl (Bugstrahlruder) n b speed (bow thruster)
α Steuerwinkel (Schwenkantrieb) α control angle (rotary actuator)
dZj Drehwinkel (Joystick) d Z j rotation angle (joystick)
M Mittelpunkt Joystick M center joystick
O Koordinatenursprung  O coordinate origin
k Kreis k circle
BB Backbord  BB port
StB Steuerbord  StB starboard
V Vorwärts  V forward
R Rückwärts  R backwards
L Lateralbewegung  L lateral movement
D Drehen  D Turn

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zum Manövrieren einer Yacht mittels eines als Joystick (7) ausgebildeten Steuerorgans, wobei der Joystick (7) in Richtung einer Längsachse (y) und einer Querachse (x) der Yacht zur Einleitung von Vorwärts- oder Rückwärtsbewegungen und Querbewegungen der Yacht gekippt und zur Einleitung von Gierbewegungen der Yacht um seine Längsachse (Zj) gedreht wird, wobei die Yacht (1 ) einen als Einzelantrieb ausgebildeten Schwenkantrieb (6) mit einem um eine Hochachse schwenkbaren Schubvektor aufweist und wobei die Steuerbewegungen des Joysticks (7) sinnfällig auf den Schwenkantrieb (6) übertragen werden. 1 . A method for maneuvering a yacht by means of a joystick (7) formed control member, wherein the joystick (7) in the direction of a longitudinal axis (y) and a transverse axis (x) of the yacht to initiate forward or backward movements and transverse movements of the yacht tilted and Initiation of yawing movements of the yacht about its longitudinal axis (Zj) is rotated, wherein the yacht (1) designed as a single drive pivot drive (6) with a pivotable about a vertical axis thrust vector and the control movements of the joystick (7) obvious to the pivot drive ( 6).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Yacht (1 ) ein Bugstrahlruder (4) aufweist und dass die Steuerbewegungen des Joysticks (7) auch auf das Bugstrahlruder (4) übertragen werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that the yacht (1) has a bow thruster (4) and that the control movements of the joystick (7) are also transmitted to the bow thruster (4).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb (6) durch Kippen und/oder Drehen des Joysticks (7) angesteuert wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the pivot drive (6) by tilting and / or turning the joystick (7) is driven.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb (6) bezüglich seiner Schubstärke durch Kippen des Joysticks (7) angesteuert wird. 4. The method of claim 1, 2 or 3, characterized in that the pivot drive (6) is controlled with respect to its thrust by tilting the joystick (7).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstärke mit zunehmendem Kippwinkel des Joysticks (7) wächst und mit abnehmendem Kippwinkel abnimmt. 5. The method according to claim 4, characterized in that the thrust increases with increasing tilt angle of the joystick (7) and decreases with decreasing tilt angle.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb (6) um einen Steuerwinkel (a) von 0° bis +/-90°, vorzugsweise von 0° bis +/-180° schwenkbar ist und dass der Steuerwinkel (a) durch Drehen des Joysticks (7) angesteuert wird. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the pivot drive (6) is pivotable about a control angle (a) of 0 ° to +/- 90 °, preferably from 0 ° to +/- 180 ° and that the control angle (a) is controlled by turning the joystick (7).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb (6) und das Bugstrahlruder (4) durch Kippen des Joysticks (7) in Querrichtung (+Xj, -Xj) derart angesteuert werden, dass eine Lateralbewegung (L) der Yacht (1 ) stattfindet. 7. The method according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the pivot drive (6) and the bow thruster (4) by tilting the joystick (7) in the transverse direction (+ Xj, -Xj) are controlled such that a lateral movement ( L) of the yacht (1) takes place.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch Drehen des Joysticks (7) vor oder nach dem Kippen eine Gierbewegung auf die Yacht (1 ) eingeleitet wird. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that by turning the joystick (7) before or after tipping a yawing motion to the yacht (1) is initiated.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bugstrahlruder (4) und/oder der Schwenkantrieb (6) durch Drehen des Joysticks (7) in senkrechter Position derart angesteuert werden, dass ein Kräftepaar aus Schubvektoren erzeugt und ein Drehen der Yacht auf der Stelle bewirkt wird. 9. The method according to claim 8, characterized in that the bow thruster (4) and / or the pivot drive (6) are controlled by turning the joystick (7) in a vertical position such that generates a pair of thrust vector forces and turning the yacht on the place is effected.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Yacht (1 ) als Segelyacht ausgebildet ist. 10. Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that the yacht (1) is designed as a sailing yacht.
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