JP6990708B2 - 自律型無人潜水機用の充電システムおよび自律型無人潜水機の揚収方法 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照しながら、本発明の第1実施形態について説明する。
まずAUV10の構成について説明する。図3は、AUV10の側面図であり、図4は、AUV10の平面図である。なお、本明細書において、説明の便宜上、AUV10に関して、AUV10が充電ステーション40にアプローチする際のAUV10の進行方向を前方、進行方向の反対方向を後方、進行方向に対して左方、右方、上方、および下方を、それぞれ左方、右方、上方、および下方と定義する。
次に、充電ステーション40の構成について説明する。図5は、充電ステーション40の側面図であり、図6は、充電ステーション40の平面図であり、図7は、充電ステーション40の正面図である。なお、本明細書において、説明の便宜上、図2に示したAUV10が充電ステーション40にドッキングした状態におけるAUV10の前方、後方、左方、右方、上方、および下方を、それぞれ充電ステーション40の前方、後方、左方、右方、上方、および下方と定義する。
次に、充電システム1におけるAUV10が充電ステーション40にドッキングされるまでの流れを、図10Aおよび図10Bを参照して説明する。図10Aは、AUV10が充電ステーション40にアプローチする様子を示す平面図である。図10Bは、ポール43を保持装置31が保持した状態でAUV10がポール43を中心に回転する様子を示す側面図である。なお、図10Aでは、ステーション側光送信器45から放出される光が届く範囲を二点鎖線で模式的に示し、図10Bでは、潜水機側光送信器22から放出される光の範囲を二点鎖線で模式的に示す。
次に、第2実施形態に係る充電システム1Aについて、図11~図15を参照して説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と同様の構成について、詳細な説明を省略する。また、充電システム1AにおけるAUV110および充電ステーション140の方向の定義も、第1実施形態と同様とする。
次に、本実施形態における充電システム1Aを用いたAUV110の投入および揚収方法について説明する。
図16は、変形例1に係る充電ステーション140Aの側面図である。この変形例1に係る充電ステーション140Aは、第2実施形態の充電ステーション140の構成に加え、水中での姿勢および水中での向きの少なくとも一方を維持するための推力発生装置を備えている。
図17は、変形例2に係る充電ステーション200の側面図である。この変形例2に係る充電ステーション200は、第1実施形態と異なる構成の水底設置型の充電ステーションである。
上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
10,110 :AUV
11,111 :受電部
12,112 :潜水機本体
14 :垂直スラスタ
15,115 :水平スラスタ
16,116 :制御装置
22,122 :潜水機側光送信器(光放出器)
23,123 :潜水機側光受信器
31,131 :保持装置
32a,32b :ガイド部
33a,33b :保持爪
35,135a,135b :被係止ピン(被係止部)
40,140,140A,200 :充電ステーション
41,141 :給電部
42,142 :基台
43,143 :ポール
45,145 :ステーション側光送信器
46,146 :ステーション側光受信器(受光器)
48,148 :回転規制部
51,151a,151b :係止装置
52 :嵌合穴
53 :ガイド面
54a,54b :係止爪
61,161 :主制御部
62,162 :給電制御部
170 :水上浮体
171 :揚荷設備
172 :索
173 :連結部材
181,182 :水平スラスタ
P1 :保持位置
P2 :係止位置
Claims (10)
- 水中に位置する基台と、
前記基台に設けられ、上下方向に延びるポールと、
前記基台における前記ポールより水平方向に離間した位置に設けられた給電部と、を有する、充電ステーションと、
潜水機本体と、
前記潜水機本体に設けられた、前記給電部から給電される受電部と、
前記潜水機本体から進行方向側にいくにつれて互いの間隔が広がるとともに、前記進行方向側から当接した前記ポールを保持位置へと案内する一対のガイド部、および前記保持位置に案内された前記ポールを相対的に回転可能に保持する保持部を有する保持装置と、
前記ポールを前記保持装置が保持した前記潜水機本体を、前記ポールを中心に回転させる少なくとも水平方向に推力を発生させる推力発生装置と、
前記推力発生装置を制御する制御装置と、を有する、自律型無人潜水機と、を備え、
前記基台における前記ポールより水平方向に離間した位置に、光放出器および受光器の一方が設けられており、
前記潜水機本体における前記保持位置より水平方向に離間した位置に、前記光放出器および前記受光器の他方が設けられており、
前記受光器は、前記ポールを前記保持装置が保持した前記潜水機本体が前記ポールに対して所定の回転位置にきたときに、前記光放出器から放出される光を受光可能になり、
前記制御装置は、前記受光器が前記光放出器から放出した光を受けるか否かの判定結果を用いて、前記ポールを前記保持装置が保持した前記潜水機本体が、前記ポールに対して前記受光器が前記光放出器から放出した光を受ける前記回転位置にくるように、前記推力発生装置を制御する、自律型無人潜水機用の充電システム。 - 前記光放出器は、光信号として光を放出する潜水機側光送信器であり、
前記受光器は、前記潜水機側光送信器からの光信号を受信するステーション側光受信器であり、
前記充電ステーションは、光信号として光を放出するステーション側光送信器を有し、
前記自律型無人潜水機は、前記ステーション側光送信器からの光信号を受信する潜水機側光受信器を有する、請求項1に記載の自律型無人潜水機用の充電システム。 - 前記推力発生装置は、前記潜水機本体を進行方向および上下方向に移動させる推力を発生させ、
前記ステーション側光送信器は、前記ポールを中心に放射状に光信号として光を放出するように設けられており、
前記自律型無人潜水機は、前記ステーション側光送信器から放出された光の到来方向を検出する方向検出装置を有し、
前記制御装置は、前記方向検出装置により検出した到来方向に基づいて、前記自律型無人潜水機が進行して前記ガイド部が前記ポールに当接するように、前記推力発生装置を制御する、請求項2に記載の自律型無人潜水機用の充電システム。 - 水上に浮かんだ水上浮体を備え、
前記充電ステーションは、前記水上浮体から延びる索で水中に吊り下げられており、
前記ポールは、前記基台から下方に延びる、請求項1~3のいずれか1項に記載の自律型無人潜水機用の充電システム。 - 前記自律型無人潜水機および前記充電ステーションの一方は、係止装置を有し、
前記自律型無人潜水機および前記充電ステーションの他方は、前記係止装置により係止される被係止部を有し、
前記自律型無人潜水機は、前記係止装置が前記被係止部を係止することにより、前記受電部が前記給電部から給電可能な位置に配置された状態で、前記充電ステーションに対しドッキングする、請求項1~3のいずれか1項に記載の自律型無人潜水機用の充電システム。 - 前記推力発生装置は、前記ポールを前記保持装置が保持した前記潜水機本体を、前記ポールに沿って移動させる推力を発生させ、
前記回転位置に位置する前記潜水機本体が、前記給電部と前記受電部とが互いに近づくように前記ポールに沿って移動することにより、前記被係止部は、前記係止装置により係止される係止位置に配置される、請求項5に記載の自律型無人潜水機用の充電システム。 - 前記被係止部は、前記潜水機本体から上方または下方に延びる被係止ピンであり、
前記充電ステーションは、前記係止装置を有し、
前記係止装置は、前記給電部と前記受電部とが互いに近づくように前記潜水機本体が前記ポールに沿って移動することにより前記被係止ピンが当接し、当接した前記被係止ピンを前記係止位置へと案内するガイド面、および前記係止位置に案内された前記被係止ピンを係止する係止部を有する、請求項6に記載の自律型無人潜水機用の充電システム。 - 前記充電ステーションは、前記潜水機本体が前記ポールに沿って移動する途中で前記潜水機本体または前記ガイド部に当接し、前記ポールに対する前記潜水機本体の回転範囲を機械的に規制する回転規制部を有する、請求項6または7に記載の自律型無人潜水機用の充電システム。
- 水上に浮かんだ水上浮体を備え、
前記充電ステーションは、前記水上浮体から延びる索で水中に吊り下げられており、
前記ポールは、前記基台から下方に延び、
前記水上浮体は、前記索を引いて、ドッキングされた前記自律型無人潜水機と一体的に前記充電ステーションを空中に吊り上げる揚荷設備を有する、請求項5~8のいずれか1項に記載の自律型無人潜水機用の充電システム。 - 前記充電ステーションは、水中での姿勢および水中での向きの少なくとも一方を維持するための推力発生装置を有する、請求項1~9のいずれか1項に記載の自律型無人潜水機用の充電システム。
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