JPH08127396A - Joy stick ship steering device - Google Patents
Joy stick ship steering deviceInfo
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- JPH08127396A JPH08127396A JP28875494A JP28875494A JPH08127396A JP H08127396 A JPH08127396 A JP H08127396A JP 28875494 A JP28875494 A JP 28875494A JP 28875494 A JP28875494 A JP 28875494A JP H08127396 A JPH08127396 A JP H08127396A
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- propeller
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ジョイスティックを用
いて操船を行なうための装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for maneuvering with a joystick.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の、船尾にプロペラと同プロペラ直
後の舵とをそなえるとともに船首部にサイドスラスタを
そなえた船舶のジョイスティック操船装置では、ある限
られた範囲（方向）へ推力を発生させるのみであり、船
体を任意の方向へ移動させる機能は有していない。2. Description of the Related Art In a conventional joystick maneuvering apparatus for a ship having a propeller at the stern and a rudder immediately after the propeller and a side thruster at the bow, only thrust is generated in a limited range (direction). It does not have the function of moving the hull in any direction.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ジョイステ
ィック操船装置によりほぼ一定の船首方位を保持しなが
ら船体を横方向へ並進移動させるためには、回頭モーメ
ントのバランスを保ちながら横方向への推力を発生する
ようにサイドスラスタ等のアクチュエータを制御する必
要がある。例えば、船首と船尾とにサイドスラスタを装
備した船舶では、これらにほぼ同じ大きさの推力を発生
させることにより、船首方位を保ちながら横移動が可能
であり、また、これにプロペラ推力を組み合わせること
により斜め方向への移動も容易となる。しかしながら、
本発明の対象とする１プロペラ，１舵船で船首部にしか
サイドスラスタを装備していない場合は、船尾側の横力
を舵に分担させざるを得ず、このためには操舵と共にプ
ロペラを作動させなければならないので、プロペラが発
生する前進方向の推力によって真横に近い方向への移動
が困難となる。また、後方への移動ではプロペラを逆転
させることになるが、その場合は舵がほとんど効かず、
船尾側の横力を発生できないという不具合がある。By the way, in order to translate the hull laterally while maintaining a substantially constant bow direction by the joystick marine vessel maneuvering device, lateral thrust is generated while maintaining the balance of the turning moment. It is necessary to control the actuator such as the side thruster so as to do so. For example, in a ship equipped with side thrusters on the bow and stern, it is possible to move laterally while maintaining the bow direction by generating thrust of approximately the same magnitude on these, and combining this with propeller thrust. This makes it easy to move in an oblique direction. However,
In the case of the one propeller and one rudder ship to which the present invention is applied, and only the bow portion is equipped with the side thruster, the lateral force on the stern side must be shared by the rudder. Since it must be operated, the forward thrust generated by the propeller makes it difficult to move in a direction close to the side. Also, when moving backward, the propeller will be reversed, but in that case the rudder will hardly work,
There is a problem that lateral force on the stern side cannot be generated.
【０００４】本発明は、船首部にのみサイドスラスタを
そなえた一軸一舵船における上述のような問題点の解消
をはかろうとするもので、プロペラ，舵および船首部サ
イドスラスタの各制御を適切に組み合わせることによ
り、１本のジョイスティックで船首方位を保ちながら操
船を行なえるようにしたジョイスティック操船装置を提
供することを目的とする。The present invention is intended to solve the above-mentioned problems in a uniaxial one-rudder ship having a side thruster only on the bow portion, and appropriately controls the propeller, the rudder, and the bow side thruster. It is an object of the present invention to provide a joystick marine vessel maneuvering device that can perform marine vessel maneuvering while maintaining the bow direction with a single joystick.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明では舵角をとった舵にプロペラ後流を当てて
横力を発生させた時に残るプロペラの前進推力を打ち消
すように、上記横力の発生直後にプロペラに後進推力を
発生させるような制御が行なわれる。換言すれば、舵に
おける横力（舵力）を発生するための制御とプロペラ前
進推力を打ち消すための後進推力を発生する制御とを交
互に繰り返すようにして各アクチュエータの制御が行な
われるようになっている。In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, the forward thrust of the propeller that remains when a lateral force is generated by applying a propeller wake to a rudder with a steering angle, Immediately after the generation of the lateral force, control is performed so as to generate reverse thrust on the propeller. In other words, each actuator is controlled by alternately repeating the control for generating the lateral force (rudder force) in the rudder and the control for generating the backward thrust for canceling the propeller forward thrust. ing.
【０００６】すなわち、本発明のジョイスティック操船
装置は、船尾にプロペラと同プロペラ直後の舵とをそな
えるとともに船首部サイドスラスタをそなえた船舶の操
船装置において、船体の平行移動を指示するためのジョ
イスティックをそなえたオペレーションコントローラ
と、同オペレーションコントローラに接続されて上記ジ
ョイスティックの操作方向および操作量に応じ上記のプ
ロペラ，舵および船首部サイドスラスタを制御するマス
ターコントローラとが設けられ、上記ジョイスティック
の操作に応じて船体を移動させるべく上記マスターコン
トローラが、次の３つの制御手段をそなえていることを
特徴としている。 （１）上記プロペラが前進推力を発生するのに伴い、上
記舵が操舵量に応じ横方向舵力を発生し、一方、上記船
首部サイドスラスタが横方向推力を発生して、船体を斜
め横方向へ平行移動させるようにした第１の制御手段 （２）上記プロペラが後進推力を発生して上記舵が横方
向舵力を発生しない場合に、上記船首部サイドスラスタ
の横方向推力の発生を停止させる第２の制御手段 （３）船体を平行移動させる方向に応じて上記プロペラ
の推力，上記舵の横方向舵力および上記船首部サイドス
ラスタの推力の大きさを調整する第３の制御手段。That is, the joystick maneuvering device of the present invention is a ship manipulating device having a propeller and a rudder immediately after the propeller at the stern and a side thruster at the bow, and a joystick for instructing parallel movement of the hull. An operation controller provided with the operation controller and a master controller that is connected to the operation controller and controls the propeller, rudder, and bow side thruster according to the operation direction and operation amount of the joystick are provided. The master controller is provided with the following three control means for moving the hull. (1) As the propeller generates a forward thrust, the rudder generates a lateral rudder force according to the steering amount, while the bow side thruster generates a lateral thrust, so that the hull is slanted laterally. (2) When the propeller generates a reverse thrust and the rudder does not generate a lateral rudder force, the lateral thrust of the bow side thruster is stopped. Second control means (3) Third control means for adjusting the magnitudes of the thrust of the propeller, the lateral rudder force of the rudder, and the thrust of the bow side thruster according to the direction in which the hull is translated.
【０００７】[0007]
【作用】船首部にのみサイドスラスタを有する一軸一舵
船では、船首方位をほぼ一定に保ちながら、船体を横方
向に移動させる場合、船首部サイドスラスタと舵とを作
動させることになるが、舵に横力（舵力）を発生させる
ためにはプロペラを前進作動させる必要があり、この時
のプロペラ前進推力により船体は意図した方向よりも前
方に移動することになる。本発明の装置では、必要以上
の前進推力を打ち消すようにプロペラを後進側に作動さ
せる制御を介在させ、プロペラ前進作動での舵力発生操
作とプロペラ後進操作とを交互に繰り返すように第１〜
３の制御手段を組み合わせて各アクチュエータの制御が
行なわれる。これにより、所定の横力と前進（あるいは
後進）推力とが得られるので、船体を操船者の意図する
方向へ移動させることができる。なお、ジョイスティッ
クを倒す方向によってプロペラの前進操作量および後進
操作量が予め調整しておかれる。In a uniaxial single rudder ship having a side thruster only on the bow, when the hull is moved in the lateral direction while keeping the bow direction almost constant, the bow side thruster and rudder are operated. In order to generate lateral force (rudder force) on the rudder, it is necessary to move the propeller forward, and the propeller forward thrust at this time moves the hull forward of the intended direction. In the device of the present invention, the control for actuating the propeller to the reverse side so as to cancel the forward thrust more than necessary is interposed, and the steering force generating operation and the propeller reverse operation in the propeller forward operation are alternately repeated.
Control of each actuator is performed by combining the three control means. As a result, a predetermined lateral force and forward (or reverse) thrust are obtained, so that the hull can be moved in the direction intended by the operator. The forward operation amount and the backward operation amount of the propeller are adjusted in advance according to the direction in which the joystick is tilted.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
ジョイスティック操船装置について説明すると、図１は
その装置を搭載した船首部にのみサイドスラスタを有す
る一軸一舵船を模式的に示す縦断面図、図２は図１の装
置を用いて左真横，左斜め前方および左斜め後方へ船体
移動をそれぞれ行なった場合の船体の移動軌跡および方
位変化を示した説明図、図３は図２における左真横への
船体移動の場合の舵力，船首部サイドスラスタ推力およ
びプロペラ推力の時刻歴データを示すグラフ、図４は図
１の装置の制御フローチャートである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A joystick marine vessel maneuvering device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a uniaxial single rudder ship having a side thruster only on a bow portion equipped with the device. 2 and FIG. 2 are explanatory views showing a movement trajectory and a change in direction of the hull when the hull is moved to the left side, diagonally forward left and diagonally rearward using the apparatus of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a control flowchart of the apparatus shown in FIG. 1, which is a graph showing time history data of rudder force, bow side thruster thrust and propeller thrust when the hull is moved right to the left.
【０００９】図１に示すように、船体１は、その船尾に
プロペラ２をそなえるとともに、同プロペラ２の直後に
舵３をそなえ、サイドスラスタ４は船首部にのみ設けら
れている。そして、船体１のブリッジには、船体１の平
行移動を指示するための操船用ジョイスティック８を有
するオペレーションコントローラ６と、同コントローラ
６に接続されてジョイスティック８の操作方向および操
作量に応じプロペラ２，舵３およびサイドスラスタ４の
各アクチュエータを制御するためのマスターコントロー
ラ７とからなる制御装置５が設けられている。As shown in FIG. 1, a hull 1 has a propeller 2 at its stern and a rudder 3 immediately after the propeller 2, and a side thruster 4 is provided only on the bow portion. In the bridge of the hull 1, an operation controller 6 having a joystick 8 for maneuvering for instructing parallel movement of the hull 1 and a propeller 2, which is connected to the controller 6 according to an operation direction and an operation amount of the joystick 8. A control device 5 including a master controller 7 for controlling each actuator of the rudder 3 and the side thruster 4 is provided.
【００１０】マスターコントローラ７には次の３つの制
御手段がそなえられている。 （１）プロペラ２が前進推力を発生するのに伴い、舵３
が操舵量に応じ横方向舵力を発生し、一方、サイドスラ
スタ４が横方向推力を発生して、船体１を斜め横方向へ
平行移動させるようにした第１の制御手段 （２）プロペラ２が後進推力を発生して舵３が横方向舵
力を発生しない場合に、サイドスラスタ４の横方向推力
の発生を停止させる第２の制御手段 （３）船体１を平行移動させる方向に応じて、プロペラ
２の推力，舵３の横方向舵力およびサイドスラスタ４の
推力の大きさを調整する第３の制御手段。The master controller 7 is provided with the following three control means. (1) As the propeller 2 generates forward thrust, the rudder 3
Generates a lateral rudder force in accordance with the steering amount, while the side thruster 4 generates a lateral thrust force to move the hull 1 in a slanted lateral direction in parallel. (2) The propeller 2 Second control means for stopping the generation of the lateral thrust of the side thruster 4 when the backward thrust is generated and the rudder 3 does not generate the lateral rudder force. (3) The propeller according to the direction in which the hull 1 is translated. Third control means for adjusting the amounts of the thrust of No. 2, the lateral rudder of the rudder 3, and the thrust of the side thruster 4.
【００１１】このジョイスティック操船装置では、ジョ
イスティック８の操作量に応じて次のようにプロペラ
２，舵３および船首部サイドスラスタ４の各アクチュエ
ータを動かし、船体１の動きを制御する。 （１）ジョイスティック８を倒した方向と倒した量とに
応じ、予めシミュレーション等により船体１の動きを考
慮しながら決めておいた（制御プログラムの内部データ
として組み込んでおいた）前進方向と横方向の必要推力
を求める。 （２）このようにして決めた前進方向と横方向の必要推
力を各アクチュエータに配分し（船体方位を保ちながら
の場合にはモーメントバランスを保つように配分す
る）、各々の特性からプロペラ翼角や舵角等の操作量を
求めて指令信号として出力する。In this joystick marine vessel manipulating device, the actuators of the propeller 2, the rudder 3 and the bow side thruster 4 are moved in accordance with the operation amount of the joystick 8 to control the movement of the hull 1. (1) A forward direction and a lateral direction, which are determined in advance by considering the movement of the hull 1 by simulation or the like according to the direction in which the joystick 8 is tilted and the amount by which the joystick 8 is tilted (which is incorporated as internal data of the control program). Seek the required thrust of. (2) The required thrust in the forward and lateral directions determined in this way is distributed to each actuator (if the ship's heading is maintained, the moment balance is maintained), and the propeller blade angle is determined from each characteristic. And the amount of operation such as the steering angle is calculated and output as a command signal.
【００１２】すなわち、マスターコントローラ７では、
図４に示すように、ジョイスティック８からの入力に応
じ、必要推力演算部で制御プログラム内部データを参照
しながら所要の前後方向力および横方向力の演算が行わ
れ、これらの信号に基づき推力配分部では各アクチュエ
ータへ推力配分が行なわれ、次いで推力配分部からの出
力信号に応じ、制御プログラム内部データにおけるアク
チュエータ特性を参照して舵角，翼角等の操作量が計算
され、それらの信号が信号出力部を経由して各アクチュ
エータへ指令信号として送られる。本実施例におけるマ
スターコントローラ７は、上述のように構成されている
ので、前述の第１の制御手段における「プロペラ２が前
進推力を発生するのに伴い、舵３が操舵量に応じ横方向
舵力を発生し、一方、サイドスラスタ４が横方向推力を
発生して、船体１を斜め横方向へ平行移動させる」制御
や、第２の制御手段における「プロペラ２が後進推力を
発生して舵３が横方向舵力を発生しない場合に、サイド
スラスタ４の横方向推力の発生を停止させる」制御や、
第３の制御手段における「船体１を平行移動させる方向
に応じてプロペラ２の推力，舵３の横方向舵力およびサ
イドスラスタ４の推力の大きさを調整する」制御が実現
されるようになる。That is, in the master controller 7,
As shown in FIG. 4, in response to the input from the joystick 8, the required thrust calculation unit calculates the required longitudinal force and lateral force while referring to the internal data of the control program, and the thrust distribution is performed based on these signals. In the section, thrust is distributed to each actuator, and then the manipulated variables such as steering angle and blade angle are calculated by referring to the actuator characteristics in the control program internal data according to the output signal from the thrust distribution section, and these signals are calculated. It is sent as a command signal to each actuator via the signal output unit. Since the master controller 7 in this embodiment is configured as described above, the "rudder 3 moves in the lateral steering force according to the steering amount as the propeller 2 generates forward thrust in the first control means described above. On the other hand, the side thruster 4 generates a lateral thrust, which causes the hull 1 to move in parallel in an oblique lateral direction ", or the" propeller 2 generates a backward thrust and the rudder 3 "in the second control means. Control that stops the generation of the lateral thrust of the side thruster 4 when the lateral rudder force is not generated. "
The control of "adjusting the magnitudes of the thrust of the propeller 2, the lateral rudder of the rudder 3, and the thrust of the side thruster 4 in accordance with the direction in which the hull 1 is translated is realized by the third control means.
【００１３】これにより各アクチュエータが所要の各推
力を発生して船体１が所望の方向へ平行移動できるよう
になる。As a result, the actuators generate the required thrusts and the hull 1 can move in parallel in a desired direction.
【００１４】図２，３は水槽試験により本実施例の装置
を検証した例を示している。図３に示すように、プロペ
ラが前進推力９を発生している場合に舵力10が発生し、
一方、回頭モーメントのバランスを保つように船首部サ
イドスラスタ推力11を発生させて横方向へ移動するため
の力を得ると、この結果、船体は横方向へ移動する。し
かしながら、プロペラ前進推力９によって船体は前方へ
も移動するため、これを打ち消すようにプロペラ後進推
力12を発生させる。そして、プロペラが逆転状態にある
場合には、舵は効かない状態（13)にあるため、この時
には船首部サイドスラスタも推力を発生しない状態（1
4）に制御される。これらの一連の操作を繰り返すこと
によって、図２に示すごとく、船体をほぼ左真横に移動
させることができる。また、船体を移動させたい方向に
よって、プロペラ推力，船首部サイドスラスタ推力，舵
力の大きさを調整し、予め制御装置５における制御プロ
グラム内部データへ組み込んでおくことによって、ジョ
イスティック８を倒した任意の方向、例えば左斜め前方
移動や左斜め後方移動を行なわせることができる。2 and 3 show an example in which the apparatus of this embodiment is verified by a water tank test. As shown in FIG. 3, when the propeller is generating forward thrust 9, steering force 10 is generated,
On the other hand, when the bow side thruster thrust 11 is generated so as to maintain the balance of the turning moment and a force for moving in the lateral direction is obtained, as a result, the hull moves in the lateral direction. However, the hull also moves forward due to the propeller forward thrust 9, so that the propeller reverse thrust 12 is generated so as to cancel it. When the propeller is in the reverse rotation state, the rudder does not work (13), so at this time the bow side thruster also produces no thrust (1
4) controlled by. By repeating these series of operations, the hull can be moved almost to the left, as shown in FIG. In addition, by adjusting the propeller thrust, the bow side thruster thrust, and the magnitude of the rudder force according to the direction in which the hull is desired to move, and incorporating them in the control program internal data in the control device 5 in advance, the joystick 8 can be tilted arbitrarily. , The left diagonal forward movement and the left diagonal rearward movement can be performed.
【００１５】[0015]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のジョイス
ティック操船装置によれば船尾にプロペラと同プロペラ
直後の舵とをそなえるとともに船首部にサイドスラスタ
をそなえた船舶について、プロペラ，舵および船首部サ
イドスラスタの各制御を適切に組み合わせることが可能
になり、これにより１本のジョイスティックで、船首方
位を保ちながら、真横移動のほか斜め前方移動や斜め後
方移動の操船を的確に行なえるようになる効果がある。As described in detail above, according to the joystick marine vessel maneuvering device of the present invention, a ship having a propeller and a rudder immediately after the propeller at the stern and a side thruster at the bow portion is used for the propeller, rudder and bow. It becomes possible to combine each control of the side thruster appropriately, so that with one joystick, while keeping the heading, it is possible to accurately perform lateral maneuvering, diagonal forward movement and diagonal backward movement. There is an effect.
【図１】本発明の一実施例としてのジョイスティック操
船装置をそなえた船舶を模式的に示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view schematically showing a ship equipped with a joystick marine vessel maneuvering device as one embodiment of the present invention.
【図２】図１の装置を用いて船体移動を行なう場合の船
体の移動軌跡および方位変化を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing movement loci and azimuth changes of the hull when the hull is moved using the apparatus of FIG.
【図３】図１の装置を用いて船体の真横移動を行なう場
合の舵力，船首部サイドスラスタ推力およびプロペラ推
力の時刻歴データを示すグラフである。3 is a graph showing time history data of rudder force, bow side thruster thrust, and propeller thrust when the hull is moved laterally using the apparatus of FIG. 1. FIG.
【図４】図１の装置の制御フローチャートである。FIG. 4 is a control flowchart of the apparatus of FIG.
１ 船体 ２ プロペラ ３ 舵 ４ 船首部サイドスラスタ ５ 制御装置 ６ オペレーションコントローラ ７ マスターコントローラ ８ ジョイスティック ９, 12 プロペラ推力 10, 13 舵力 11, 14 船首部サイドスラスタ推力 1 Hull 2 Propeller 3 Rudder 4 Bow side thruster 5 Control device 6 Operation controller 7 Master controller 8 Joystick 9, 12 Propeller thrust 10, 13 Rudder force 11, 14 Bow side thruster thrust
Claims (1)
をそなえるとともに船首部サイドスラスタをそなえた船
舶の操船装置において、船体の平行移動を指示するため
のジョイスティックをそなえたオペレーションコントロ
ーラと、同オペレーションコントローラに接続されて上
記ジョイスティックの操作方向および操作量に応じ上記
のプロペラ，舵および船首部サイドスラスタを制御する
マスターコントローラとが設けられ、上記ジョイスティ
ックの操作に応じて船体を移動させるべく上記マスター
コントローラが、次の３つの制御手段をそなえているこ
とを特徴とする、ジョイスティック操船装置。 （１）上記プロペラが前進推力を発生するのに伴い、上
記舵が操舵量に応じ横方向舵力を発生し、一方、上記船
首部サイドスラスタが横方向推力を発生して、船体を斜
め横方向へ平行移動させるようにした第１の制御手段 （２）上記プロペラが後進推力を発生して上記舵が横方
向舵力を発生しない場合に、上記船首部サイドスラスタ
の横方向推力の発生を停止させる第２の制御手段 （３）船体を平行移動させる方向に応じて上記プロペラ
の推力，上記舵の横方向舵力および上記船首部サイドス
ラスタの推力の大きさを調整する第３の制御手段。1. A vessel maneuvering device for a vessel having a stern, a propeller and a rudder immediately after the propeller, and a bow side thruster, and an operation controller having a joystick for instructing parallel movement of a hull, and the same operation. A master controller is provided which is connected to the controller and controls the propeller, rudder and bow side thruster according to the operation direction and operation amount of the joystick, and the master controller for moving the hull according to the operation of the joystick. , Is provided with the following three control means, a joystick marine vessel maneuvering device. (1) As the propeller generates a forward thrust, the rudder generates a lateral rudder force according to the steering amount, while the bow side thruster generates a lateral thrust, so that the hull is slanted laterally. (2) When the propeller generates a reverse thrust and the rudder does not generate a lateral rudder force, the lateral thrust of the bow side thruster is stopped. Second control means (3) Third control means for adjusting the magnitudes of the thrust of the propeller, the lateral rudder force of the rudder, and the thrust of the bow side thruster according to the direction in which the hull is translated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28875494A JPH08127396A (en) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | Joy stick ship steering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28875494A JPH08127396A (en) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | Joy stick ship steering device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08127396A true JPH08127396A (en) | 1996-05-21 |
Family
ID=17734277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28875494A Pending JPH08127396A (en) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | Joy stick ship steering device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08127396A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004021099A1 (en) * | 2002-08-29 | 2004-03-11 | Jie Hou | An integrated control device for ship |
| WO2008111249A1 (en) * | 2007-03-13 | 2008-09-18 | Yanmar Co., Ltd. | Ship maneuvering device having intermittent specifications |
| CN112660332A (en) * | 2020-12-28 | 2021-04-16 | 宁波海伯集团有限公司 | Intelligent control system for ship and ship body control method |
-
1994
- 1994-10-28 JP JP28875494A patent/JPH08127396A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021120 |