(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源を内蔵した潜水機本体と、
前記潜水機本体にロープを介して接続されたブイと、
前記潜水機本体が海面に浮上した状態で、圧縮気体により前記ブイを前記潜水機本体から斜め上方に射出する射出装置と、を備える、自律型無人潜水機。
【請求項２】
前記潜水機本体の上部には、開口部が設けられており、
前記射出装置は、前記潜水機本体の内部に配置され、前記開口部を通して前記ブイを射出する、請求項１に記載の自律型無人潜水機。
【請求項３】
前記ロープは、前記ブイに接続され、射出された前記ブイにより展張される展張部と、前記潜水機本体に接続され、前記潜水機本体を吊り上げるための吊上部とを有し、前記展張部の径は、前記吊上部の径よりも小さい、請求項１又は２に記載の自律型無人潜水機。
【請求項４】
前記潜水機本体の上部後方には、前後方向に延びる尾翼が設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の自律型無人潜水機。
【請求項５】
前記射出装置に対する前記ブイの射出信号を受信する受信機を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の自律型無人潜水機。
【請求項６】
前記射出装置は、電気信号により前記圧縮気体を大気中に逃すことができるように構成され、
前記受信機は、前記射出装置に対する前記圧縮気体の放出信号を受信する、請求項５に記載の自律型無人潜水機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律型無人潜水機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、海底作業や海底調査等のために、母船からの電力供給を要せず、内蔵動力源によって水中を航走する自律型無人潜水機（ＡＵＶ：Autonomous Underwater Vehicle。以下、ＡＵＶともいう。）が知られている。ＡＵＶは、母船により目的の海域まで運ばれた後、母船から海へと投入され、海面下において所定の作業を行う。そして、所定の作業を終えたＡＵＶは、海面へと浮上し、母船に揚収される。
【０００３】
ＡＵＶを母船に揚収する方法として、一般に、ＡＵＶの本体部分にロープで接続されたブイを母船から回収し、ロープを巻き取ることによりＡＵＶを揚収する、ポップアップブイ方式が知られている。例えば、特許文献１には、ＡＵＶが海面下から浮上する際にＡＵＶがロープ付のブイを放出し、母船上からサンドレット等を投げ込んで該ブイに引掛けてブイの回収を行い、その後、ブイに付いたロープを巻き取ってＡＵＶを揚収することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２９００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のＡＵＶ揚収方法では、母船からブイを回収するために、ブイに母船が近付く必要がある。海面に浮上したＡＵＶとブイとが十分に離れていない場合、ブイに近づいた母船がＡＵＶに衝突するおそれがある。このため、浮上したＡＵＶとブイとが十分に離れていない場合には、ブイとＡＵＶとの間のロープが展張するようにＡＵＶを後進させることが行われる。しかしながら、海象条件によっては、例えば、ＡＵＶの後進がうまくいかなかったり、ブイがその場から移動したりして、ＡＵＶをブイから離すことが困難な場合がある。このような場合、ＡＵＶの揚収作業に費やす時間が長くなり、場合によっては、ブイ回収のために母船からダイバーを出動させなければならないこともある。
【０００６】
そこで、本発明は、ＡＵＶの揚収作業を容易に実施することができるＡＵＶを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係るＡＵＶは、動力源を内蔵した潜水機本体と、前記潜水機本体にロープを介して接続されたブイと、前記潜水機本体が海面に浮上した状態で、圧縮気体により前記ブイを前記潜水機本体から斜め上方に射出する射出装置と、を備える。
【０００８】
上記の構成によれば、潜水機本体が海面に浮上した状態で、射出装置により、ブイを潜水機本体から斜め上方に射出するため、浮上した潜水機本体とブイとの間の距離を容易に確保することができ、母船は安全にブイに近づいて回収することができる。従って、ＡＵＶの揚収作業を容易に実施することができる。
【０００９】
上記のＡＵＶにおいて、前記潜水機本体の上部には、開口部が設けられており、前記射出装置は、前記潜水機本体の内部に配置され、前記開口部を通して前記ブイを射出してもよい。この構成によれば、射出装置が潜水機本体の内部に配置されているため、ＡＵＶは、射出装置に水の抵抗を受けることなく、海中を進行することができる。
【００１０】
上記のＡＵＶにおいて、前記ロープは、前記ブイに接続され、射出された前記ブイにより展張される展張部と、前記潜水機本体に接続され、前記潜水機本体を吊り上げるための吊上部とを有し、前記展張部の径は、前記吊上部の径よりも小さくてもよい。この構成によれば、ロープが展張部と吊上部を有し、展張部の径が吊上部の径よりも小さいため、ブイの飛翔する距離が十分に確保されるように展張部の軽量化を図るとともに、吊上部の強度を、母船から潜水機本体を吊り上げるのに十分なものにすることができる。
【００１１】
上記のＡＵＶにおいて、前記潜水機本体の上部後方には、前後方向に延びる尾翼が設けられていてもよい。この構成によれば、母船から潜水機本体と尾翼を目視して潜水機本体の向きを判断することができる。このため、ブイが射出される前に、ブイが射出される方向を予め把握することができる。
【００１２】
上記のＡＵＶは、前記射出装置に対する前記ブイの射出信号を受信する受信機を備えてもよい。この構成によれば、射出装置に対するブイの射出信号を受信機に送信することにより、所望のタイミングでブイを射出させることができる。
【００１３】
上記のＡＵＶにおいて、前記射出装置は、電気信号により前記圧縮気体を大気中に逃すことができるように構成され、前記受信機は、前記射出装置に対する前記圧縮気体の放出信号を受信してもよい。この構成によれば、例えばブイの射出が失敗した場合であっても、射出装置に対する圧縮気体の放出信号を受信機に送信することにより、射出装置の圧縮気体を大気中に逃すことができる。これにより、揚収作業者は安全にＡＵＶに近づくことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＡＵＶの揚収作業を容易に実施することができるＡＵＶを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るＡＵＶの概略側面断面図である。
【図２】図１に示すＡＵＶの揚収作業を説明するための図であり、（ａ）は、海面に浮上したＡＵＶを示す図であり、（ｂ）は、ブイが射出された様子を示す図であり、（ｃ）は、射出されたブイが着水した様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１に、一実施形態に係るＡＵＶ１の概略側面断面図を示す。ＡＵＶ１は、海面下において所定の作業を行った後、海面Ｓへと浮上し、母船２（図２参照）に揚収される。図１は、ＡＵＶ１が海面Ｓに浮上した状態を示している。以下の説明では、ＡＵＶ１に関して、ＡＵＶ１が進行するときの進行方向側を前方、進行方向反対側を後方、ＡＵＶ１が海面Ｓに浮上したときの空中側を上方、海水側を下方と定義する。
【００１７】
ＡＵＶ１は、動力源としての蓄電池を内蔵した潜水機本体１０と、水中を航走するための推進力を発生させるプロペラ等のいくつかの推進装置（図示せず）を備える。潜水機本体１０の外形は、その前方側が水の抵抗の少ない流線型をなしている。
【００１８】
潜水機本体１０の上部後方には、前後方向に延びる尾翼１２が設けられている。尾翼１２は、ＡＵＶ１の水平方向の姿勢を規定する垂直翼である。後述するように、尾翼１２は、海面Ｓに浮上した潜水機本体１０の向きを母船２（図２参照）から判断するための指標としての役割も果たす。
【００１９】
ＡＵＶ１は、潜水機本体１０にロープ２１を介して接続されたブイ２２と、潜水機本体１０から前方側斜め上方に射出する射出装置３０を備える。ブイ２２は、海面Ｓに着水後に海に浮くものであればよい。ブイ２２の重さは、射出地点から着水地点までの距離であるブイ２２の飛翔距離を十分に確保できるように調整される。射出装置３０は、潜水機本体１０の内部に配置されており、潜水機本体１０の上部中央に設けられた開口部１３を通してブイ２２を射出する。
【００２０】
射出装置３０は、潜水機本体１０が海面Ｓに浮上した状態で、圧縮気体によりブイ２２を射出する。例えば、射出装置３０によるブイ２２の射出には、高圧の空気やガスを利用して浮環弾等を発射する公知の救命索発射銃と同様の仕組みが利用される。具体的には、射出装置３０は、圧縮気体を収容する図示しないチャンバーを備えた基部３１と、基部３１に連結された筒部３２とを有する。基部３１のチャンバーには、例えば１０〜２０ＭＰａの圧縮気体が収容される。筒部３２は、ブイ２２が装填されて、該ブイ２２を保持するように構成される。例えば、略円筒状の筒部３２の内壁にＯリングが設けられており、該Ｏリングに略円柱状のブイ２２が嵌め込まれることによって、筒部３２にブイ２２が保持される。
【００２１】
また、ＡＵＶ１は、射出装置３０に対するブイ２２の射出信号を受信する受信機３４を備える。受信機３４は、受信した射出信号を射出装置３０に送り、射出装置３０は、受信機３４から射出信号を受けて、基部３１に収容された圧縮気体を筒部３２に送り込み、ブイ２２に向かって発射する。ブイ２２は、筒部３２に保持される力よりも大きい力を圧縮気体から受けて、筒部３２より射出される。但し、射出装置３０は、ブイ２２を保持した状態と保持しない状態とで切り換えられるように構成されていてもよく、この場合、ブイ２２の射出信号を受けたときに、ブイ２２を保持した状態から保持しない状態に切り換えるように構成されていてもよい。
【００２２】
射出装置３０は、潜水機本体１０に対してブイ２２を射出させる角度を変更可能に構成されている。これにより、ブイ２２を射出させる際の気象条件に適したブイ２２の射出角度を設定することが可能である。例えば、射出されたブイ２２が強風の影響を受けにくくするために、ブイ２２の滞空時間を減らすよう海面Ｓに対するブイ２２の射出角度を小さくすることが可能である。
【００２３】
ロープ２１は、その一端が潜水機本体１０の前端に設けられた連結部１４で接続されており、その他端がブイ２２に接続されている。ブイ２２が射出装置３０に装填されている間、ロープ２１の大部分は、潜水機本体１０の内部に設けられたロープ収容部２３に収容される。即ち、ロープ２１は、連結部１４から開口部１３を通ってロープ収容部２３へと延びており、ロープ収容部２３からブイ２２へと延びている。
【００２４】
ロープ２１は、射出されたブイ２２により展張される展張部２１ａと、潜水機本体１０を吊り上げるための吊上部２１ｂを有する。展張部２１ａの一端と吊上部２１ｂの一端が互いに接続されており、展張部２１ａの他端は、ブイ２２に接続され、吊上部２１ｂの他端は、潜水機本体１０の連結部１４に接続されている。展張部２１ａの径は、吊上部２１ｂの径よりも小さく、例えば、展張部２１ａの径は、６ｍｍであり、吊上部２１ｂの径は１０ｍｍである。このように、展張部２１ａの径が吊上部２１ｂの径よりも小さいため、ブイ２２の飛翔距離が十分に確保されるように展張部２１ａの軽量化を図るとともに、吊上部２１ｂの強度を、母船２から潜水機本体１０を吊り上げるのに十分なものにすることができる。
【００２５】
ブイ２２の射出により、吊上部２１ｂの一部も海に出て展張部２１ａと共に海面Ｓに展張されてもよい。また、ブイ２２の射出により、展張部２１ａの全ての部分が飛翔して展張されなくてもよい。例えば、射出されたブイ２２が着水した際に、展張部２１ａの一部は潜水機本体１０に残っていてもよい。
【００２６】
なお、ブイ２２の飛翔距離は、射出装置３０に収容された圧縮気体の圧力、海面Ｓに対するブイ２２の射出角度、ブイ２２の形状や重量、展張部２１ａ及び吊上部２１ｂの長さや単位長さ当たりの重量などに依存し、また、ＡＵＶ１を揚収する際の気象条件にも依存する。飛翔距離を決定する各要素のほとんどがブイ２２の射出前から既知のものであるため、海面Ｓに浮上した潜水機本体１０の向きさえ分かれば、射出装置３０から射出されたブイ２２が着水する範囲をある程度予測することが可能である。
【００２７】
着水したブイ２２を母船２から見つけやすくするために、ブイ２２は、例えば、射出される際に通電可能となるように構成された電池式発光体を有していてもよい。
【００２８】
また、射出信号を受信機３４に送ったにもかかわらずブイ２２の射出が実行されなかった場合など、ブイ２２の射出に失敗した場合でも安全にＡＵＶ１を揚収できるように、射出装置３０は、電気信号により圧縮気体を大気中に逃すことができるように構成されている。受信機３４は、射出装置３０に対する圧縮気体の放出信号を受信して、受信した放出信号を射出装置３０に送り、射出装置３０は、受信機３４から放出信号を受けて、収容された圧縮気体を大気中に逃す。
【００２９】
次に、所定の作業を終えたＡＵＶ１を洋上の母船２に揚収する流れについて、図２を参照しながら説明する。
【００３０】
所定の作業を終えたＡＵＶ１は、図２（ａ）に示すように海面Ｓに浮上する。母船２の乗船者は、浮上したＡＵＶ１の尾翼１２を目視して、潜水機本体１０の向きを判断し、ブイ２２が射出される方向を予め把握する。乗船者は、母船２が安全な位置にあることを確認した後、母船２から受信機３４にブイ２２の射出信号を送信し、図２（ｂ）に示すように、射出装置３０はブイ２２を潜水機本体１０から斜め上方に射出する。図２（ｃ）に示すように、ブイ２２が着水した後、母船２はブイ２２に近づき、該ブイ２２を回収する。その後、ブイ２２に接続されたロープ２１を、母船２に設置された吊上装置（図示せず）により巻き取り、潜水機本体１０を吊り上げる。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態のＡＵＶ１では、潜水機本体１０が海面Ｓに浮上した状態で、射出装置３０により、ブイ２２を潜水機本体１０から斜め上方に射出する。このため、海面Ｓに浮上した潜水機本体１０とブイ２２との間の距離を容易に確保することができ、母船２は安全にブイ２２に近づいて回収することができる。従って、ＡＵＶ１の揚収作業を容易に実施することができる。
【００３２】
また、射出装置３０は、圧縮気体によってブイ２２を射出するため、例えばバネの力により射出する方法に比べて、コンパクトな構成でブイ２２を遠くに飛ばすことができる。このため、潜水機本体１０内部の限られた空間を有効に利用することができる。
【００３３】
また、射出装置３０が潜水機本体１０の内部に配置されているため、ＡＵＶ１は、射出装置３０に水の抵抗を受けることなく、海中を進行することができる。
【００３４】
また、潜水機本体１０の上部後方に、前後方向に延びる尾翼１２が設けられているため、母船２からＡＵＶ１の尾翼１２を目視して潜水機本体１０の向きを判断することができる。このため、ブイ２２が射出される前に、ブイ２２が射出される方向を予め把握することができる。従って、ブイ２２が着水してから母船２に回収するまでの作業をスムーズに実施することができる。
【００３５】
また、ＡＵＶ１が、射出装置３０に対するブイ２２の射出信号を受信する受信機３４を備えるため、射出装置３０に対するブイ２２の射出信号を受信機３４に送信して、所望のタイミングでブイ２２を射出させることができる。例えば、母船２の乗船者は、射出されるブイ２２に対して母船２が安全な位置にあることを確認した後に、ブイ２２を射出させることができる。
【００３６】
また、例えばブイ２２の射出が失敗した場合であっても、射出装置３０に対する圧縮気体の放出信号を受信機３４に送信することにより、射出装置３０の圧縮気体を大気中に逃すことができる。これにより、揚収作業者は安全にＡＵＶ１に近づくことができる。
【００３７】
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。
【００３８】
例えば、上記実施形態では、射出装置３０が潜水機本体１０の前方側斜め上方にブイ２２を射出するように構成されていたが、後方側斜め上方であってもよいし、右方側斜め上方又は左方側斜め上方であってもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、射出装置３０が潜水機本体１０の内部に配置されていたが、射出装置３０に水の抵抗をそれほど受けない構成であれば、潜水機本体１０の外面に設けられていてもよい。この場合、潜水機本体１０には、ブイ２２を通すための開口部１３がなくてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、ロープ２１が、展張部２１ａと、展張部２１ａの径よりも径が大きい吊上部２１ｂを有していたが、これに限定されない。例えば、ロープ２１は、ブイ２２の飛翔距離を十分に確保できる重量であり、母船２から潜水機本体１０を吊り上げるのに十分な強度を有していれば、その一端から他端まで同一の径を有してもよい。
【００４１】
また、潜水機本体１０に設けられた尾翼１２の位置も上記実施形態に限定されない。また、母船２から潜水機本体１０の向きを判断する方法は、母船２から尾翼１２を目視確認する方法に限らず、別の手段によって判断してもよい。
【００４２】
また、ＡＵＶ１は、受信機３４に加えて、又は、受信機３４の代わりに、潜水機本体１０が海面Ｓに浮上したことを検知するセンサと、浮上したときからの経過時間を計測するタイマーを備えていてもよい。この場合、射出装置３０は、潜水機本体１０が浮上してから所定時間経過後に自動的にブイ２２を射出するように構成されていてもよい。また、射出装置３０は、潜水機本体１０が浮上してから所定時間経過後に自動的に圧縮気体を大気中に逃すように構成されていてもよい。
【００４３】
受信機３４に送られた射出信号や放出信号は、受信機３４から射出装置３０に直接送られていなくてもよく、潜水機本体１０の内部に設けられた制御部を介して送られてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１    ＡＵＶ（自律型無人潜水機）
１０  潜水機本体
１２  尾翼
１３  開口部
２１  ロープ
２１ａ  展張部
２１ｂ  吊上部
２２  ブイ
３０  射出装置
３４  受信機
Ｓ    海面
【図１】
0006595900.tif 000002
【図２】
0006595900.tif 000003