航行控制装置及方法、具备该装置的船舶及相关操纵系统制造方法及图纸

航行控制装置控制船舶的航行，该船舶包括一对推进机和一对操舵机构；该一对推进机分别在船体的后部左舷侧和后部右舷侧，产生推进力；该一对操舵机构分别改变操舵角，该操舵角是由上述一对推进机的推进力的发生方向相对于上述船体形成的角度。该装置包括：目标合成推进力取得部，获得应通过上述一对推进机，作用于上述船体上的目标合成推进力；目标移动角度取得部，获得船体的目标行进方向相对于上述船体的船首方向形成的目标移动角度；操舵控制部，按照上述船体的旋转角速度为规定的目标角速度的方式，控制上述一对操舵机构的操舵角；目标推进力算出部，对应于通过上述目标合成推进力取得获得的目标合成推进力、通过上述目标移动角度取得部获得的目标移动角度、以及上述一对操舵机构的操舵角，算出应从上述一对推进机分别产生的目标推进力；推进力控制部，控制上述一对推进机，以便达到通过上述目标推进力算出部算出的目标推进力。

Navigation control device and method, ship equipped with the same and related control system

The navigation control device to control the navigation of the ship, including the propulsion machine and a pair of steering mechanism of the machine; to advance in the hull of the rear port side and rear starboard side, propulsion; the steering mechanism of a different steering angle, the steering angle is by a pair of propulsive forces the direction with respect to the hull form angle. The apparatus includes a target synthetic propulsion acquisition unit, must be through the machine, the target propulsive force applied to the synthesis of the hull; moving target angle acquisition unit relative to the target moving direction of the ship's bow angle obtained the direction of the hull; steering control department, in accordance with the rotation speed of the the hull of the specified target angular velocity, controlling the steering mechanism of the steering angle; a target propulsive force calculated, corresponding to the goal of synthetic propulsion has obtained the propelling force, has obtained the target moving angle, through the target moving angle and the steering steering mechanism from the angle, calculated to promote the goal of promoting the force generating machine respectively; control of propulsion, controlling the propulsion machine, In order to achieve the target pushing force calculated by the propulsion force calculation unit through the said target.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适用于在船体的后部具有至少一对推进机的船舶的船舶航行控制装置、具备它的操纵船支援系统和船舶以及航行控制方法。
技术介绍
当船舶离岸或靠岸时，比如，在将船体的角速度(转头速度)保持在一定(比如零)的状态下，进行使船体沿横向移动的船的横向移动的操纵。为了这种船的横向移动的操纵，在大型的船舶中，在船体的包括船首部的多个部位上，设置有称为侧推进器的小型推进机。侧推进器产生向船体的左右方向的推进力。于是，在离岸或靠岸时，通过使侧推进器动作，可使船体沿横向平行地移动。但是，几乎没有在游艇这样的小型船舶中设置侧推进器的实例。其原因在于，成本上升、安装位置确保用的船体的形状改变、航行时的阻力增加造成的燃费的恶化等的缺点比较严重。多数场合，游艇或小舟这样的休闲游览用船舶的船驾驶者为操作不熟练的初学者。但是，未装备侧推进器的小型船舶的船横向移动的操纵难度较高，要求熟练的操作。在此，比如，在日本专利第2810087号专利文献中，公开有下述的船舶操纵装置，其用于使在船尾装设了左右一对推进机的船舶的横向移动操纵容易。在该专利文献1中，公开有沿左右的推进机的方向联动的机构，以及使与左右的推进机的发动机相对应的节流阀联动的机构。更具体地说，公开有下述的机构，该机构用于辅助操作而使得产生左右的推进机朝向中心方向、从左右的推进机的一个方向朝向前进方向、从另一方向朝向后退方向的推进力。但是，使船体沿所需方向横向移动所必需的左右的推进机的推进力的方向和大小是无法算出的。由此，为了使船体沿横向平行地移动，最终必须要求船驾驶者凭借知觉的操作，仍要求某种程度的熟练。另外，小型船舶还具有比大型船舶更容易受到干扰的影响的问题。具体来说，由于乘船人数、乘船者的位置、货物的重量和所谓其配置的静态干扰，船舶旋转时的瞬间中心(瞬间旋转中心)容易改变。另外，还由于所谓水面上的波浪或风的动态干扰，瞬间中心改变。但是，日本专利第2810087号公报的现有技术以瞬间中心不改变为前提，而对于前述那样的干扰完全没有考虑。从而，即使在采用该现有技术，实际上，靠岸时或离岸时的船操纵仍需要相当的熟练。
技术实现思路
在此，本专利技术的目的在于，提供可更加容易进行船舶的操作的航行控制装置，以及具有它的操纵船支援系统和船舶。另外，本专利技术的另一目的在于，提供可更加容易进行船舶的操作的航行控制方法。本专利技术涉及一种控制船舶的航行的航行控制装置，该船舶包括一对推进机和一对操舵机构；该一对推进机分别在船体的后部左舷侧和后部右舷侧，产生推进力；该一对操舵机构分别改变操舵角；该操舵角是上述一对推进机的推进力的发生方向相对于上述船体形成的角度。该专利技术的航行控制装置包括目标合成推进力取得部，获得应通过上述一对推进机，作用于上述船体上的目标合成推进力；目标移动角度取得部，获得船体的目标行进方向相对于上述船体的船首方向形成的目标移动角度；操舵控制部，按照上述船体的旋转角速度成为规定的目标角速度的方式，控制上述一对操舵机构的操舵角；目标推进力算出部，对应于通过上述目标合成推进力取得部获得的目标合成推进力、通过上述目标移动角度取得部获得的目标移动角度、以及上述一对操舵机构的操舵角，计算出应从上述一对推进机分别产生的目标推进力；推进力控制部，该推进力控制部对控制上述一对推进机进行控制，以便达到实现通过上述该目标推进力算出部算出的目标推进力。根据该结构，按照船体的角速度与规定的目标角速度一致的方式，控制一对操舵机构的操舵角。在该状态，对应于目标合成推进力、目标移动角度和操舵角，控制一对推进机的推进力，由此，可通过目标合成推进力，使船体朝向目标移动角度的方向移动。比如，如果将目标角速度设为零，则可在不使船体转头的情况下，使其平行移动。如这样，不需要熟练操作，可进行船的横向移动操纵，比如，即使是初学者，仍容易进行离岸时和靠岸时的船的操纵。另外，即使在利用船舶进行钓鱼时，想仅仅移动微小距离来改变地点的场合(所谓的拖捕)，或抵抗于潮流或风而想使船舶停留在一定地点的场合，仍可容易保持船体的方位。这样，可容易进行船的操纵。在将船体的瞬间中心(瞬间旋转中心)视为一定的场合，可使操舵机构的操舵角为与目标角速度相对应的一定值。具体来说，在目标角速度为零的场合，可按照直线的作用线与瞬间中心相交的方式，确定一对操舵机构的操舵角，该直线包括一对推进机产生的推进力的方向。该场合的操舵角可根据关于船体和推进机的几何性信息来确定。几何性信息是指，比如包括相对于瞬间中心的一对推进机的相对位置。该场合的相对位置也可由相对于通过船体的船首和船尾的中心线的推进机的位置(中心线和推进力产生位置之间的距离)、以及从一对推进机的推进力产生位置之间的中间点，到瞬间中心的距离来提供。瞬间中心比如，位于船体的中心线上。比如，一对推进机在相对于中心线左右对称的位置上，产生推进力。在该场合，一对操舵机构的操舵角也可确定在相对于中心线对称的值。船舶可以是如游艇、钓鱼船、喷水式推进器、水上游艇这样的较小型的船舶。推进机可为舷外发动机(outboard motor)、舷内外发动机(stern drive。inboard motor·outboard drive)、舷内发动机(inboard motor)、喷水驱动器(water jet drive)中的任意一种形式。舷外发动机，在船外设置有推进部件，该推进部件包括原动机和推进力发生构件(螺旋桨)，另外，附设有使推进部件整体相对于船体，在水平方向转动的操舵机构。舷内发动机是下述机构，即原动机配置于船内，包含推进力发生构件和操舵机构的驱动组件配置于船外。舷内发动机具有原动机和驱动组件均内置于船体内，螺旋桨轴从驱动组件伸出到船外的形式。在该场合，操舵机构另外设置。喷水驱动器，通过将从船底吸入的水通过泵加速，并从船尾的喷嘴喷射，获得推进力。在该场合，操舵机构由喷嘴和在水平面使该喷嘴转动的机构构成。目标合成推进力取得部也可为获得目标合成推进力的形式，该目标合成推进力是从通过船驾驶者操作的目标推进力输入操作部输入的。同样，目标移动角度取得部也可为获得目标移动角度的形式，该目标移动角度是从通过船驾驶者操作的目标移动角度操作部输入的。更具体地说，目标推进力输入操作部和目标移动角度输入操作部可由操纵杆型的操作装置构成。该操作装置也为可下述形式，即包括可沿任意方向倾倒的直立杆，将该杆的倾倒量(从中立位置的倾倒角度)作为目标推进力信号而输出，将杆的倾倒方向作为移动角度信号而输出。目标移动角度也可为以船体的中心线为基准，船体的目标移动方向相对于船首方向形成的角度。在推进机包括原动机、特别是发动机的场合，推进力控制部也可为对应于目标推进力，控制发动机的节流阀开度的形式。更具体地说，推进力控制部也可包括目标发动机转速算出部与节流阀开度控制部，该目标发动机转速算出部算出与目标推进力相对应的目标发动机转速，该节流阀开度控制部按照达到算出的目标转速的方式，控制节流阀开度。最好，上述航行控制装置还包括角速度检出部，该角速度检出部检出上述船体的旋转角速度。在该场合，最好，上述操舵控制部包括目标操舵角算出部，该目标操舵角算出部按照通过上述角速度检出部检出的旋转角速度等于上述目标角速度的方式，算出上述一对操舵机构的目标操舵角。根据该结构，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航行控制装置，控制船舶的航行，该船舶包括一对推进机和一对操舵机构；该一对推进机分别在船体的后部左舷侧和后部右舷侧，产生推进力；该一对操舵机构分别改变操舵角；该操舵角是由上述一对推进机的推进力的发生方向相对于上述船体形成的角度，其特征在于该航行控制装置包括：目标合成推进力取得部，获得应通过上述一对推进机作用于上述船体上的目标合成推进力；目标移动角度取得部，获得船体的目标行进方向相对于上述船体的船首方向形成的目标移动角度；操舵控制部，按照上述船体的旋转 角速度成为规定的目标角速度的方式，控制上述一对操舵机构的操舵角；目标推进力算出部，对应于通过上述目标合成推进力取得部获得的目标合成推进力、通过上述目标移动角度取得部获得的目标移动角度、以及上述一对操舵机构的操舵角，算出应从上述一对推 进机分别产生的目标推进力；推进力控制部，控制上述一对推进机，以便达到通过上述目标推进力算出部算出的目标推进力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：楫洋隆，末森胜，
申请(专利权)人：雅马哈发动机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]