JP6973735B2 - Retention and release device for released material and underwater vehicle equipped with it - Google Patents
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Description
本発明は、海中や海底等の調査に用いられる水中航走体から放出される被放出物の保持放出装置及びそれを備えた水中航走体に関する。 The present invention relates to a holding and releasing device for an object to be released from an underwater vehicle used for investigation of the sea, the seabed, etc., and an underwater vehicle including the device.
従来、海中や海底等における種々の調査を行うために、調査に必要な機器を搭載した無人の水中航走体を所定の場所に自走させて調査することが行われている。この無人の水中航走体には、有索式(ROV)と無索式(AUV)とがある。有索式の水中航走体は、母船とケーブルで結合され、母船からの電力供給を得て遠隔操縦が可能に構成されている。一方、無索式の水中航走体は、母船と繋がらず電池等を搭載し、例えば、予めプログラムされた内容に基づいて自律航行が可能に構成されている。 Conventionally, in order to carry out various surveys in the sea, on the seabed, etc., an unmanned underwater vehicle equipped with equipment necessary for the survey has been self-propelled to a predetermined place for the survey. There are two types of unmanned underwater vehicles: roped type (ROV) and unsearched type (AUV). The roped underwater vehicle is connected to the mother ship by a cable, and is configured to be able to be remotely controlled by receiving power from the mother ship. On the other hand, the non-search type underwater vehicle is not connected to the mother ship and is equipped with a battery or the like, and is configured to enable autonomous navigation based on, for example, pre-programmed contents.
このような水中航走体、例えば、無索式の水中航走体では、調査終了後に、水中航走体にロープで繋がれたブイを水中航走体から放出し、例えば、母船等の作業員が海面に浮かぶブイを捕らえて水中航走体を回収するようにしている。 In such an underwater vehicle, for example, a non-claw type underwater vehicle, after the investigation is completed, a buoy connected to the underwater vehicle by a rope is released from the underwater vehicle to work on, for example, a mother ship. Members are trying to catch buoys floating on the surface of the sea and collect underwater vehicles.
特許文献1,2には、水中航走体の回収用のブイではないものの、ブイを放出する構成が開示されている。
特許文献1の構成では、水中航走体の外面に設けられた凹所にブイが収容されており、このブイは、ばねによって上方に付勢されたブイ受台に載せられ、ばねの付勢力に抗してブイを凹所内に保持するように凹所閉鎖板が設けられている。この凹所閉鎖板は、爆発ボルトによって固定されており、爆発ボルトが爆発によって切断されると、ばねの付勢力によって凹所閉鎖板が開いて、ブイが放出されるようになっている。ブイは、衛星航法受信機等が備えられており、水中航走体が航走中の位置を確認するための位置確認装置として用いられている。
In the configuration of
また、特許文献2の構成では、水中航走体に設けられた垂直円形穴に、ブイと、ブイの下に上下移動可能な蓋とが収容されており、ブイの底面には蓋を貫通してボルトが取り付けられている。そして、ボルトの下端部を保持し、またその保持を解除するための機構(以下、「保持解除機構」という)が設けられている。また、ブイの下の蓋はばねによって上方へ付勢されており、保持解除機構によってボルトの下端部を保持することによって、ブイは垂直円形穴に収容されている。この保持解除機構による保持が解除されると、ばねの付勢力によって蓋が上昇し、蓋の上のブイが垂直円形穴から放出される。上記の保持解除機構には、電気***等が収容されたカートリッジが用いられており、電気***が作動してカートリッジが爆発することによって、ボルトの下端部の保持が解除されるよう構成されている。ブイは、衛星航法装置が備えられており、水中航走体が航走中の位置を確認するための位置確認装置として用いられている。
Further, in the configuration of
上記の特許文献1,2の構成の場合、ブイを保持及び放出するための構成が複雑である。水中航走体において、ブイ等の被放出物を保持及び放出する構成を容易化し、安全で、低消費電力な方式が望まれている。
In the case of the above-mentioned configurations of
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、簡単な構成によってブイ等の被放出物を保持及び放出することができる被放出物の保持放出装置及びそれを備えた水中航走体を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is an underwater navigation device equipped with a holding and releasing device for an object to be released, which can hold and release an object to be released such as a buoy with a simple configuration. The purpose is to provide a running body.
上記目的を達成するために、本発明のある態様に係る被放出物の保持放出装置は、水中航走体の本体の外壁の凹部に収容されて保持している被放出物を前記本体の外部へ放出する保持放出装置であって、前記凹部に収容された前記被放出物の外部に露出した面に対して反対側の面に固定された永久磁石と、前記凹部内に前記永久磁石と対向するように設けられ、非通電状態において前記永久磁石に吸着される電磁石と、を備え、前記電磁石に前記永久磁石と反発する磁力を生じさせるように前記電磁石に通電を行うことにより、前記被放出物を放出するよう構成されている。 In order to achieve the above object, the holding and releasing device of the released material according to an aspect of the present invention holds the released material housed and held in the recess of the outer wall of the main body of the underwater vehicle to the outside of the main body. A permanent magnet fixed to a surface opposite to the surface exposed to the outside of the object to be released contained in the recess, and a permanent magnet facing the permanent magnet in the recess. The electromagnet is provided with an electromagnet that is attracted to the permanent magnet in a non-energized state, and the electromagnet is energized so as to generate a magnetic force that repels the permanent magnet. It is configured to release objects.
この構成によれば、電磁石を非通電状態としておくことで、被放出物に固定された永久磁石が凹部内で固定されている電磁石に吸着した状態となって、被放出物が凹部に収容された状態で保持される。被放出物を放出する際には、電磁石に通電することによって、電磁石と永久磁石とが反発し、永久磁石とともに被放出物が本体の外部に放出される。よって、被放出物を保持及び放出するための構成が、永久磁石と電磁石とで構成されるので、構成を簡単にできる。 According to this configuration, by keeping the electromagnet in a non-energized state, the permanent magnet fixed to the object to be released is attracted to the electromagnet fixed in the recess, and the object to be released is accommodated in the recess. It is held in a state of being. When the ejected object is emitted, the electromagnet is energized so that the electromagnet and the permanent magnet repel each other, and the emitted object is emitted to the outside of the main body together with the permanent magnet. Therefore, since the configuration for holding and releasing the object to be released is composed of a permanent magnet and an electromagnet, the configuration can be simplified.
前記被放出物は、一端が前記本体に接続されているロープの他端に接続されたブイであってもよい。 The released object may be a buoy whose one end is connected to the other end of the rope connected to the main body.
この構成によれば、水中航走体が深い水中(海中)から水面(海面)上へ浮上する途中あるいは浮上後に、ブイを放出することにより、水中航走体を回収する際、水面上に浮かぶブイが水中航走体の位置を示す目印となる。 According to this configuration, the underwater vehicle floats on the water surface when the underwater vehicle is recovered by releasing the buoy during or after the underwater vehicle is ascending from deep water (underwater) to the water surface (sea surface). The buoy serves as a marker to indicate the position of the underwater vehicle.
前記被放出物は、前記本体から下方へ放出されて目標物となる機器であってもよい。 The released object may be a device that is discharged downward from the main body and becomes a target.
この構成によれば、水中航走体が水中(海中)を航走中に、水底(海底)の所定の場所に向けて目標物となる機器を放出することにより、それが水底の所定の場所を示す目印または観測点となる。 According to this configuration, while the underwater vehicle is navigating underwater (underwater), it releases a target device toward a predetermined place on the bottom of the water (underwater), so that it is at a predetermined place on the bottom of the water. It becomes a mark or an observation point indicating.
また、本発明のある態様に係る水中航走体は、上記の被放出物の保持放出装置を備えている。 Further, the underwater vehicle according to an aspect of the present invention is provided with the above-mentioned holding and releasing device for an object to be released.
本発明は、以上に説明した構成を有し、簡単な構成によってブイ等の被放出物を保持及び放出することができる被放出物の保持放出装置及びそれを備えた水中航走体を提供することができるという効果を奏する。 The present invention provides a holding and releasing device for a released material having the above-described configuration and capable of holding and releasing a released material such as a buoy by a simple structure, and an underwater vehicle provided with the holding and releasing device. It has the effect of being able to do it.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding elements are designated by the same reference numerals throughout all the drawings, and the overlapping description thereof will be omitted. Further, the present invention is not limited to the following embodiments.
(実施形態)
図1(A)は、本実施形態の一例の水中航走体を上方から視た概略図であり、図1(B)は、同水中航走体を側方から視た概略図である。また、図2は、同水中航走体の前方部分の概略を示す縦断面図である。
(Embodiment)
FIG. 1 (A) is a schematic view of an example of the underwater vehicle of the present embodiment as viewed from above, and FIG. 1 (B) is a schematic view of the underwater vehicle as viewed from the side. Further, FIG. 2 is a vertical sectional view showing an outline of a front portion of the underwater vehicle.
この水中航走体Aは、図1に示すように、ほぼ魚雷形状の本体1と、昇降舵3を有する水平翼2と、垂直翼4と、推進器5等を備えており、海中(水中)を航走することができる。本体1は、その外壁となる浮力材及び図示されていない骨組み等で構成されている。本体1には、その上部及び船首先端部に揚収アイ41,42,43が設けられている。本体1の内部には、推進器5を回転駆動する電動モータ6、二次電池等からなる電源7、ドップラーソナー8、深度計9、方位計10及び制御装置11等が搭載されている。電源7は、水中航走体Aの電源であって、電動モータ6等の水中航走体Aの各部へ電力を供給する。制御装置11は、CPU及びメモリ等を備え、水中航走体Aの各部を制御する。なお、電力や信号を伝送するケーブルは図示されていない。
As shown in FIG. 1, the underwater navigation body A includes a torpedo-shaped
水中航走体Aは、昇降舵3及び垂直翼4を操舵することで進行方向を変更することができるようになっている。この水中航走体Aは、海中(水中)を自律航行することができる。すなわち、制御装置11は、ドップラーソナー8、深度計9、方位計10等の計測値を入力し、予め設定されたプログラムに基づいて、昇降舵3、垂直翼4及び電動モータ6を制御し、水中航走体Aを予め設定されたコースを航行させるよう構成されている。
The underwater vehicle A can change the traveling direction by steering the
以上に述べた水中航走体Aの航行(航走)機能を実現する構成は一例であり、上記構成に限定されるものではない。 The configuration that realizes the navigation (navigation) function of the underwater navigation body A described above is an example, and is not limited to the above configuration.
この水中航走体Aの前方上部には、水中航走体Aを回収する際に水中航走体Aの位置を示す目印(目標物)となる回収用のブイ21が収容されている。ブイ21は、被放出物の第1の例である。図2に示すように、ブイ21は、略円柱形状の浮力体で形成されており、本体1の外壁に設けられた凹部H1に収容されている。ブイ21は、一端が本体1(本例では揚収アイ42)に接続されているロープの29の他端に接続されている。ロープ29の一端は、船首先端部の揚収アイ43に接続された構成としてもよいし、本体1の適宜の位置に別途、取付金具が設けられて、その取付金具に接続された構成としてもよい。本体1の内部には、ロープ29の大部分が収納される収納室30が凹部H1と連通して設けられている。
A
凹部H1に収容されたブイ21の外部に露出した面に対して反対側の面には、永久磁石22が固定されている。この永久磁石22は、ブイ21に固定されている側の面がS極(またはN極)で、反対側の電磁石24と接する面がN極(またはS極)となっている。
A
また、凹部H1内には、永久磁石22と対向する電磁石24を有する電磁石装置23Aが設けられている。電磁石装置23Aは、本体1に取り付けられたケーシング25内に均圧油26を介して電磁石24が配置され、均圧油26を密封するためにケーシング25と電磁石24との間にOリング等のシール材27が設けられている。このようにして電磁石24は、凹部H1内の所定位置において本体1に固定された状態である。電磁石24は、永久磁石22に対して凹部H1の奥側に配置されている。
Further, in the recess H1, an
制御装置11(図1)によって電磁石24の通電及び非通電が制御され、電磁石24の通電時には、水中コネクタ28等を介して電源7(図1)から電磁石24に通電が行われる。このとき、電磁石24には、永久磁石22と反発する磁力が生じるように通電が行われるよう構成されている。
The control device 11 (FIG. 1) controls energization and de-energization of the
電磁石24に通電が行われていない非通電状態のときには、永久磁石22が電磁石24を吸着しており、図2に示すように、永久磁石22に固定されたブイ21は、本体1の凹部H1に収容された状態で保持されている。このとき、ブイ21は、永久磁石22とは反対側の面が外部に露出した状態で凹部H1に配置されている。一方、電磁石24に通電が行われると、反発力(斥力)によって永久磁石22とともにブイ21が本体1から放出される。
When the
このように、永久磁石22と電磁石24とを用いて被放出物(例えば、ブイ21や後述の目標物となる機器31)の保持放出装置が構成されている。
As described above, a
なお、ブイ21の収容位置は、本体1の前方上部に限らず他の位置でもよい。例えば、本体1の前部の先端部分でもよい。ブイ21の収容位置に応じて電磁石装置23Aが設けられる。
The accommodation position of the
図3(A)、(B)はそれぞれ、永久磁石22及び電磁石24の具体的な構成の一例を示す図である。
3A and 3B are diagrams showing an example of specific configurations of the
図3(A)の場合、永久磁石22として、リング型の永久磁石22Aを用いている。また、電磁石24として、電磁石24Aを用いている。この電磁石24Aは、鉄心24aと、鉄心24aに巻かれたコイル24bと、鉄心24aに固定されたヨーク24cとを備えている。ヨーク24cは、円筒形の側壁と、この側壁に連接して一体的に形成された底部とを有する有底筒体形状である。この場合、電磁石24Aに通電が行われていないとき、永久磁石22Aが電磁石24Aのヨーク24cを吸着している。
In the case of FIG. 3A, a ring-shaped
また、図3(B)の場合、永久磁石22として、円柱型の永久磁石22Bを用いている。また、電磁石24として、電磁石24Bを用いている。この電磁石24Bは、鉄心24dと、鉄心24dに巻かれたコイル24eとを備えている。この場合、電磁石24Bに通電が行われていないとき、永久磁石22Bが電磁石24Bの鉄心24dを吸着している。
Further, in the case of FIG. 3B, a cylindrical
図3(A)、図3(B)のいずれの場合も、電磁石24に通電が行われていない場合は、永久磁石22が電磁石24を吸着し、その吸着力によって永久磁石22に固定されているブイ21が凹部H1に保持されている。
In both cases of FIGS. 3A and 3B, when the
なお、図3(A)、図3(B)では(N),(S)として、永久磁石22のN極及びS極と、電磁石24に通電が行われたときのN極及びS極とが、例示されているが、それぞれN極及びS極が逆であってもよい。
In FIGS. 3A and 3B, as (N) and (S), the N pole and the S pole of the
また、永久磁石22及び電磁石24の構成は、図3(A)、図3(B)の構成に限られるものではなく、電磁石24が通電されていないときに、永久磁石22が電磁石24を吸着し、電磁石24が通電されたときに、永久磁石22と電磁石24との間に反発力(斥力)が生じるよう構成されていればよい。
Further, the configurations of the
また、図2に示すように、水中航走体Aは、その下部に、海底の所定の位置(場所)を示す目印とするための目標物となる機器31(以下、「目標機器31」と記載する)が収納されている。この目標機器31は、水中航走体Aの本体1の底面側の外壁に設けられた凹部H2に収容されている。目標機器31は、被放出物の第2の例であり、海底に向けて本体1から下方へ放出される被放出物である。目標機器31としては、音響発信器(例えばトランスポンダ)や、音波等を反射してソナー等で発見することができる所定形状の金属板を用いることができる。なお、図1、図2では、目標機器31として金属板を用いた場合の形状が例示されている。
Further, as shown in FIG. 2, the underwater vehicle A is referred to as a target device 31 (hereinafter referred to as “
上述のように、凹部H2に収容された目標機器31の外部に露出した面に対して反対側の面には、永久磁石22が固定されている。この永久磁石22は、目標機器31に固定されている側の面がS極(またはN極)で、反対側の電磁石24と接する面がN極(またはS極)となっている。
As described above, the
また、凹部H2内には、永久磁石22と対向する電磁石24を有する電磁石装置23Bが設けられている。この電磁石装置23Bは、前述の電磁石装置23Aと同様に構成することができる。
Further, in the recess H2, an
目標機器31は、例えば、水中航走体Aによる調査の後に行われる調査での調査場所を示す目印となる。この目標機器31は、海底近くの深いところの高圧下で放出される場合が想定されるので、永久磁石22と接する電磁石24の表面を粗い面とすることにより、永久磁石22と電磁石24との間に海水が侵入しやすくなり、目標機器31を放出しやすくなる。
The
この水中航走体Aは海中や海底等の種々の調査に用いられる。この水中航走体Aを用いた調査では、水中航走体Aは、母船から降ろされた後、予め設定されたコースを水中航行しながら、例えば、搭載されている任意のソナー(図示せず)を用いて海底の調査を行う。そして、制御装置11は、上記ソナーの出力から予め定められた特定の情報を検出すると、電磁石装置23Bの電磁石24を通電させて目標機器31を下方へ放出させる。目標機器31は特定の情報の検出地点の目印となる。そして、調査が終了し、例えば、海面下10数メートルないし海面上へ浮上したときに、電磁石装置23Aの電磁石24を通電させ、ブイ21を海面上へ放出させる。その後、所定のタイミングで、水中航走体Aの航行を停止させる。
This underwater vehicle A is used for various investigations such as underwater and the seabed. In the investigation using this underwater vehicle A, the underwater vehicle A is unloaded from the mother ship and then sails underwater on a preset course, for example, any sonar mounted (not shown). ) Is used to investigate the seabed. Then, when the
その後、水中航走体Aは回収される。この回収方法の一例としては、母船で海面上に浮くブイ21に近づいた後、例えば、母船の作業員等が所定の道具を用いてブイ21及びロープ29をとらえて水中航走体Aを母船に近づけて水中航走体Aを母船に引き上げて回収する。このように水中航走体Aを回収する際に、海面上に浮かぶブイ21が水中航走体Aの位置を示す目印となる。
After that, the underwater vehicle A is recovered. As an example of this recovery method, after approaching the
なお、航行途中で海底へ放出された目標機器31は、例えば、母船に搭載されたソナー等で発見することができ、次回の調査場所の目印にすることができる。
The
上記のように、回収用のブイ21や、下方へ放出される目標機器31は、放出後に目印となる物体(目標物)である。
As described above, the
本実施形態では、被放出物(ブイ21、目標機器31等)を保持及び放出するための構成が、永久磁石22と電磁石24とで構成されるので、構成を簡単にできる。また、爆発物等を用いないので安全面においても好ましい。また、被放出物を放出するときにのみ電磁石24に通電すればよいので、少ない消費電力で済む。
In the present embodiment, the configuration for holding and releasing the object to be released (buoy 21,
また、本実施形態において、ブイ21と目標機器31とのいずれか一方のみを保持及び放出するための構成として、永久磁石22と電磁石24とを用いた構成としてもよい。
Further, in the present embodiment, the
なお、本実施形態では、ブイ21を、水中航走体Aの回収用に用いるものとしたが、例えば、先述の特許文献2のように、ブイ21を水中航走体Aの位置確認装置として用いるように構成してもよい。この場合、ブイ21と本体1とを繋ぐロープ29は不要であり、ブイ21にGPS等による位置情報取得装置及び音波送信装置を搭載し、取得した位置情報を水中音波で水中航走体Aへ送信し、それを水中航走体Aが受信するように構成されている。そして、水中航走体Aの航行途中(調査途中)において、ブイ21を放出し、ブイ21が海面上に浮上して取得された位置情報が水中航走体Aへ送信され、水中航走体Aでは、位置情報に基づいて軌道修正を行って航行するように構成される。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、1つの被放出物(例えば、ブイ21、目標機器31)に対して、互いに対応する永久磁石22と電磁石24との組を1組設けるようにしているが、複数組設けるようにしてもよい。また、1つの被放出物に対して、1つの永久磁石22と、この永久磁石22に対応する複数の電磁石24とを設けるようにしてもよい。また、1つの被放出物に対して、複数の永久磁石22と、これら複数の永久磁石22に対応する1つの電磁石24とを設けるようにしてもよい。よって、1つの被放出物に対して、1つ以上の永久磁石22と、1つ以上の電磁石24とを設けるように構成することができる。
Further, in the present embodiment, one set of
なお、本実施形態では、無索式の水中航走体Aについて述べたが、母船から遠隔操縦される有索式の水中航走体においても、ロープ29の接続された回収用のブイ21以外の被放出物(例えば、目標機器31等)を保持しておいて放出する構成については、適用することが可能である。
In the present embodiment, the unlined underwater vehicle A has been described, but even in the roped underwater vehicle remotely controlled from the mother ship, other than the
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。 From the above description, many improvements and other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the above description should be construed as an example only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best aspects of carrying out the present invention. The details of its structure and / or function can be substantially changed without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、簡単な構成によってブイ等の被放出物を保持及び放出することができる被放出物の保持放出装置及びそれを備えた水中航走体等として有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as a holding and releasing device for an object to be released, which can hold and release an object to be released such as a buoy, and an underwater vehicle equipped with the device.
A 水中航走体
H1,H2 凹部
1 水中航走体の本体
21 ブイ
22 永久磁石
24 電磁石
29 ロープ
31 目標物となる機器(目標機器)
A Underwater vehicle H1,
Claims (4)
前記凹部に収容された前記被放出物の外部に露出した面に対して反対側の面に固定された永久磁石と、
前記凹部内に前記永久磁石と対向するように設けられ、非通電状態において前記永久磁石に吸着される電磁石と、を備え、
非通電状態の前記電磁石に前記永久磁石が吸着することのみによって、前記被放出物が前記凹部に保持されており、
前記電磁石に前記永久磁石と反発する磁力を生じさせるように前記電磁石に通電を行うことのみによって、前記被放出物を放出するよう構成された、
被放出物の保持放出装置。 A holding / discharging device that discharges an object to be released, which is housed and held in a recess on the outer wall of the main body of the underwater vehicle, to the outside of the main body.
A permanent magnet fixed to the surface opposite to the surface exposed to the outside of the object to be released, which is housed in the recess.
An electromagnet provided in the recess so as to face the permanent magnet and attracted to the permanent magnet in a non-energized state is provided.
The object to be released is held in the recess only by attracting the permanent magnet to the electromagnet in a non-energized state.
It is configured to release the object to be released only by energizing the electromagnet so as to generate a magnetic force repulsive to the permanent magnet in the electromagnet.
Retention and release device for the released material.
請求項1に記載の被放出物の保持放出装置。 The released object is a buoy whose one end is connected to the other end of the rope connected to the main body.
The holding and releasing device for an object to be released according to claim 1.
請求項1に記載の被放出物の保持放出装置。 The released object is a device that is discharged downward from the main body and becomes a target.
The holding and releasing device for an object to be released according to claim 1.
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