JP2017193284A - Acoustic device shake correction device - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

【課題】機械式の音響装置動揺補正装置を提供すること。【解決手段】姿勢センサ４が、音響装置９の、ピッチ動作方向の角度又は角速度又は角加速度と、ロール動作方向の角度又は角速度又は角加速度と、ヒーブ動作方向の速度又は加速度と、をそれぞれ検出し、制御部８が、ピッチ駆動機構５及びロール駆動機構６を制御すると、音響装置９が初期設定方向を向くように補正され、また、制御部８が、ヒーブ駆動機構７を制御すると、音響装置９のヒーブ動作方向の速度が所定値以下となるように、音響装置９が補正されるようになっている。【選択図】図１[Problem] To provide a mechanical acoustic device vibration correction device. [Solution] An attitude sensor 4 detects the angle, angular velocity, or angular acceleration of an acoustic device 9 in the pitch movement direction, the angle, angular velocity, or angular acceleration of a roll movement direction, and the velocity or acceleration of a heave movement direction, and when a control unit 8 controls a pitch drive mechanism 5 and a roll drive mechanism 6, the acoustic device 9 is corrected so that it faces an initially set direction, and when the control unit 8 controls a heave drive mechanism 7, the acoustic device 9 is corrected so that the velocity of the acoustic device 9 in the heave movement direction is equal to or less than a predetermined value. [Selected Figure] Figure 1

Description

Translated fromJapanese

本発明は、船に取り付けられた音響装置が船の動揺に伴って動揺するのを抑制するために、音響装置の動揺を補正する、音響装置動揺補正装置に関する。  The present invention relates to an acoustic device fluctuation correcting device that corrects the vibration of an acoustic device in order to suppress the acoustic device attached to the ship from being shaken as the boat shakes.

図１０に示されるように、海上の船１０と海中のビークル９０との間のデータの送受信は、一般に、各々に取り付けられた同じ音響装置９によって行われている。図１０は、船１０の底に取り付けられている音響装置９から音波が発信されている状態を、示している。図１０では、船１０は、波浪の影響を受けておらず、すなわち、静止状態にあり、船底１０１の音響装置９は、真下を向いており、よって、音響装置９から発信されている音波の伝播領域Ｗも真下に向いている。  As shown in FIG. 10, transmission / reception of data between themarine vessel 10 and theunderwater vehicle 90 is generally performed by the sameacoustic device 9 attached to each. FIG. 10 shows a state in which sound waves are transmitted from theacoustic device 9 attached to the bottom of theship 10. In FIG. 10, theship 10 is not affected by the waves, that is, is in a stationary state, and theacoustic device 9 on thebottom 101 is facing directly below, so that the sound wave transmitted from theacoustic device 9 is not transmitted. The propagation region W is also directed downward.

ところで、図１１に示されるように、船１０は、波浪の影響を受けると、Ｘ軸回りのロール動作方向Ａ、Ｙ軸回りのピッチ動作方向Ｂ、Ｚ軸回りのヒーブ動作方向Ｃに、動揺する。船１０が動揺すると、船底に固定されている音響装置９も、同様に動揺する。  By the way, as shown in FIG. 11, when theship 10 is affected by the waves, theship 10 is swung in the roll operation direction A around the X axis, the pitch operation direction B around the Y axis, and the heave operation direction C around the Z axis. To do. When theship 10 is shaken, thesound device 9 fixed to the ship bottom is similarly shaken.

そして、例えば、船１０すなわち音響装置９がピッチ動作方向に動揺した場合には、図１２に示されるように、音響装置９から発信されている音波の伝播領域Ｗが真下からずれた方向に向き、ビークル９０での受信確率が低下する。船１０がロール動作方向に動揺した場合も、同様である。また、船１０がヒーブ動作方向に動揺した場合には、ドップラー効果によって音速が変化し、周波数も変化するので、これによっても、ビークル９０での受信確率が低下する。  For example, when theship 10, that is, theacoustic device 9 is shaken in the pitch operation direction, as shown in FIG. 12, the propagation region W of the sound wave transmitted from theacoustic device 9 is directed in a direction shifted from right below. The reception probability at thevehicle 90 decreases. The same applies when theship 10 is shaken in the roll operation direction. Further, when theship 10 is shaken in the heave operation direction, the sound speed is changed by the Doppler effect, and the frequency is also changed, so that the reception probability at thevehicle 90 is also lowered.

このような通信確率の低下を回避するために、特許文献１のように、音響装置９の動揺をプログラムによって補正する技術が提案されている。  In order to avoid such a decrease in communication probability, a technique for correcting the fluctuation of theacoustic device 9 by a program as inPatent Document 1 has been proposed.

特開平５−１３４０３１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-134031特開平１０−１８５５７０号公報JP-A-10-185570特開２００５−３００２２２号公報JP 2005-300222 A特開２０１２−２１５３９０号公報JP 2012-215390 A特開２０１４−４６７５０号公報JP 2014-46750 A

しかるに、一方では、音響装置９の動揺を機械的に補正する技術も、望まれている。機械的補正であれば、あらゆる種類の船に容易に適用できるからである。  However, on the other hand, a technique for mechanically correcting the vibration of theacoustic device 9 is also desired. This is because mechanical correction can be easily applied to all kinds of ships.

本発明は、機械式の音響装置動揺補正装置を提供することを、目的としている。  An object of the present invention is to provide a mechanical acoustic device fluctuation correcting device.

本発明は、船に取り付けられた音響装置が船の動揺に伴って動揺するのを抑制するために、前記音響装置の動揺を補正する、音響装置動揺補正装置であって、船に固定された第１フレーム体と、前記第１フレーム体に支持された第２フレーム体と、前記第２フレーム体に支持された第３フレーム体と、を備えており、前記第３フレーム体は、前記音響装置を支持しており、船が動揺した際における、前記音響装置の、ピッチ動作方向の角度又は角速度又は角加速度と、ロール動作方向の角度又は角速度又は角加速度と、ヒーブ動作方向の速度又は加速度と、をそれぞれ検出する、姿勢センサと、前記音響装置を、前記第３フレーム体に対してピッチ動作させる、ピッチ駆動機構と、前記第３フレーム体を、前記音響装置と共に、前記第２フレーム体に対してロール動作させる、ロール駆動機構と、前記第２フレーム体を、前記第３フレーム体及び前記音響装置と共に、第１フレーム体に対してヒーブ動作させる、ヒーブ駆動機構と、前記ピッチ駆動機構、前記ロール駆動機構、及び前記ヒーブ駆動機構を、制御する、制御部と、を更に備えており、前記制御部は、前記姿勢センサの検出値に基づいて、前記音響装置が初期設定方向を向くように前記ピッチ駆動機構及び前記ロール駆動機構を制御するとともに前記音響装置のヒーブ動作方向の速度が所定値以下となるように前記ヒーブ駆動機構を制御するようになっている、ことを特徴としている。  The present invention is an acoustic device fluctuation correction device that corrects the vibration of the acoustic device in order to prevent the acoustic device attached to the ship from being shaken with the vibration of the ship, and is fixed to the ship. A first frame body, a second frame body supported by the first frame body, and a third frame body supported by the second frame body, wherein the third frame body includes the sound An angle or angular velocity or angular acceleration in the pitch motion direction, an angle or angular velocity or angular acceleration in the roll motion direction, and a velocity or acceleration in the heave motion direction of the acoustic device when the ship is shaken while supporting the device Detecting a posture sensor, and a pitch driving mechanism for causing the acoustic device to perform a pitch operation with respect to the third frame body, and the third frame body together with the acoustic device. A roll driving mechanism for performing a roll operation on the frame body, a heave driving mechanism for causing the second frame body to perform a heave operation on the first frame body together with the third frame body and the acoustic device, and the pitch. A control unit that controls the drive mechanism, the roll drive mechanism, and the heave drive mechanism, wherein the control unit is configured so that the acoustic device is in an initial setting direction based on a detection value of the attitude sensor. The pitch drive mechanism and the roll drive mechanism are controlled so as to face, and the heave drive mechanism is controlled so that the speed of the sound device in the heave operation direction is a predetermined value or less. It is said.

なお、音響装置の「初期設定方向」とは、平水中において音響装置から対象物への音波の伝播を最も良好に行うことができる場合の、音響装置の向いている方向である。例えば、音響装置が船底に取り付けられた場合には、初期設定方向は「真下」である。  The “initial setting direction” of the acoustic device is a direction in which the acoustic device is facing when propagation of sound waves from the acoustic device to an object can be best performed in plain water. For example, when the acoustic device is attached to the ship bottom, the initial setting direction is “just below”.

本発明は、更に、任意に、次の構成を採用するのが好ましい。
（ａ）前記ピッチ駆動機構は、前記第３フレーム体が前記音響装置をピッチ動作可能に支持するための、ピッチ動作軸と、前記音響装置に固定されたピッチ用電動機と、前記ピッチ用電動機の回転を前記ピッチ動作軸に伝えるピッチ用伝達機構と、を備えており、前記制御部は、前記ピッチ用電動機の回転を制御するようになっている。The present invention preferably further adopts the following configuration arbitrarily.
(A) The pitch drive mechanism includes a pitch operation shaft for the third frame body to support the acoustic device so as to perform a pitch operation, a pitch motor fixed to the acoustic device, and the pitch motor. A transmission mechanism for transmitting the rotation to the pitch operation axis, and the control unit controls the rotation of the pitch motor.

（ｂ）前記ロール駆動機構は、前記第２フレーム体が前記第３フレーム体をロール動作可能に支持するための、ロール動作軸と、前記第２フレーム体に固定されたロール用電動機と、前記ロール用電動機の回転を前記ロール動作軸に伝えるロール用伝達機構と、を備えており、前記制御部は、前記ロール用電動機の回転を制御するようになっている。(B) The roll driving mechanism includes a roll operating shaft for the second frame body to support the third frame body so as to be able to perform a roll operation, a roll electric motor fixed to the second frame body, A roll transmission mechanism that transmits the rotation of the roll motor to the roll operation shaft, and the control unit controls the rotation of the roll motor.

（ｃ）前記ヒーブ駆動機構は、前記第１フレーム体が前記第２フレーム体をヒーブ動作可能に支持するための、ヒーブガイド軸と、前記第１フレーム体に固定されたヒーブ用電動機と、前記ヒーブ用電動機の回転をヒーブ動作に変換して前記第２フレーム体に伝える、ヒーブ用伝達機構と、を備えており、前記制御部は、前記ヒーブ用電動機の回転を制御するようになっている。(C) The heave drive mechanism includes a heave guide shaft for supporting the second frame body so that the first frame body can perform a heave operation, a heave motor fixed to the first frame body, A heave transmission mechanism that converts the rotation of the heave motor into a heave operation and transmits it to the second frame body, and the control unit controls the rotation of the heave motor. .

本発明においては、音響装置が船の動揺に伴って動揺しようとした時に、ピッチ駆動機構及びロール駆動機構を制御して、音響装置を初期設定方向に向けることができるとともに、ヒーブ駆動機構を制御して、音響装置のヒーブ動作方向の速度を所定値以下に抑制できる。したがって、音響装置から発信されている音波の伝播領域が初期設定方向からずれた方向に向くのを、防止できるとともに、ドップラー効果による音波の周波数の変化を抑制できる。よって、本発明によれば、船の動揺によって音響装置の通信確率が低下するのを、防止できる。  In the present invention, when the acoustic device tries to shake as the ship shakes, the pitch drive mechanism and the roll drive mechanism can be controlled so that the acoustic device can be directed in the initial setting direction and the heave drive mechanism can be controlled. Thus, the speed of the sound device in the heave operation direction can be suppressed to a predetermined value or less. Therefore, it is possible to prevent the propagation region of the sound wave transmitted from the acoustic device from being shifted from the initial setting direction, and to suppress the change in the frequency of the sound wave due to the Doppler effect. Therefore, according to this invention, it can prevent that the communication probability of an audio equipment falls by ship's shaking.

本発明の一実施形態の音響装置動揺補正装置の正面図である。It is a front view of the acoustic apparatus shake correction apparatus of one Embodiment of this invention.図１のII矢視図である。It is an II arrow directional view of FIG.図１のIII矢視図である。FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow III in FIG.図１のIV矢視図である。It is IV arrow line view of FIG.図１のＶ−Ｖ断面図である。It is VV sectional drawing of FIG.図１のVI−VI断面図である。It is VI-VI sectional drawing of FIG.制御機構のブロック図である。It is a block diagram of a control mechanism.音響装置がピッチ動作方向に補正される様子を示す正面図である。It is a front view which shows a mode that an audio equipment is correct | amended by the pitch operation direction.音響装置がロール動作方向に補正される様子を示す左側面図である。It is a left view which shows a mode that an audio equipment is correct | amended by the roll operation direction.船が静止状態の時の音響装置の作動を示す略図である。4 is a schematic diagram illustrating the operation of the acoustic device when the ship is stationary.船の動揺に関する動作方向を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the operation | movement direction regarding a ship's shaking.船がピッチ動作方向に動揺した場合の従来の音響装置の作動を示す略図である。It is the schematic which shows the action | operation of the conventional acoustic apparatus when a ship shakes in a pitch action direction.

図１は本発明の一実施形態の音響装置動揺補正装置１００の正面図であり、図２は図１のII矢視図であり、図３は図１のIII矢視図であり、図４は図１のIV矢視図であり、図５は図１のＶ−Ｖ断面図であり、図６は図１のVI−VI断面図である。図７は制御機構のブロック図である。  1 is a front view of an acoustic devicefluctuation correcting device 100 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view taken along the line II in FIG. 1, FIG. 3 is a view taken along the line III in FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along line IV in FIG. 1, FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 1, and FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. FIG. 7 is a block diagram of the control mechanism.

装置１００は、音響装置９を支持した状態で船底１０１に取り付けて用いられ、音響装置９が船１０の動揺に伴って動揺するのを抑制するために、音響装置９の動揺を補正する。音響装置９は、初期設定方向を向いた状態で装置１００に支持されており、ここでは、装置１００は船底１０１に取り付けられているので、音響装置９は真下を向いた状態で装置１００に支持されている。装置１００は、第１フレーム体１、第２フレーム体２、第３フレーム体３、姿勢センサ４、ピッチ駆動機構５、ロール駆動機構６、ヒーブ駆動機構７、及び制御部８を、備えている。音響装置９は、第３フレーム体３に支持されている。なお、装置１００の正面は、船１０の側面側に向いている。  Thedevice 100 is used by being attached to theship bottom 101 while supporting theacoustic device 9, and corrects the shaking of theacoustic device 9 in order to suppress theacoustic device 9 from shaking as theboat 10 shakes. Theacoustic device 9 is supported by thedevice 100 in a state in which it faces the initial setting direction. Here, since thedevice 100 is attached to theship bottom 101, theacoustic device 9 is supported by thedevice 100 in a state in which it is directed downward. Has been. Theapparatus 100 includes afirst frame body 1, asecond frame body 2, athird frame body 3, anattitude sensor 4, apitch driving mechanism 5, aroll driving mechanism 6, a heave driving mechanism 7, and acontrol unit 8. . Theacoustic device 9 is supported by thethird frame body 3. Note that the front of theapparatus 100 faces the side of theship 10.

［第１フレーム体］
第１フレーム体１は、平面視矩形の直方体形状を有している。第１フレーム体１は、天板１１、右側板１２、左側板１３、前板１４、背板１５、及び底板１６を、有している。右側板１２、左側板１３、前板１４、背板１５、及び底板１６は、それぞれ、中央に大きな開口１２１、１３１、１４１、１５１、１６１を、有している。すなわち、天板１１以外の各板１２、１３、１４、１５、１６は、実質的には、それぞれ、周囲枠で構成されている。そして、第１フレーム体１は、上部にて、船底１０１に対して垂直となるように、船底１０１に固定されている。[First frame body]
Thefirst frame body 1 has a rectangular parallelepiped shape in plan view. Thefirst frame body 1 includes atop plate 11, aright side plate 12, aleft side plate 13, afront plate 14, aback plate 15, and abottom plate 16. Each of theright side plate 12, theleft side plate 13, thefront plate 14, theback plate 15 and thebottom plate 16 has alarge opening 121, 131, 141, 151, 161 at the center. That is, eachplate 12, 13, 14, 15, 16 other than thetop plate 11 is substantially constituted by a peripheral frame. Thefirst frame body 1 is fixed to theship bottom 101 so as to be perpendicular to theship bottom 101 at the top.

［第２フレーム体］
第２フレーム体２は、第１フレーム体１の内部に配置されている。第２フレーム体２は、天板２１、右側板２２、及び左側板２３を、有している。すなわち、第２フレーム体２は、前後方向に開通している。[Second frame body]
Thesecond frame body 2 is disposed inside thefirst frame body 1. Thesecond frame body 2 includes atop plate 21, aright side plate 22, and aleft side plate 23. That is, thesecond frame body 2 is opened in the front-rear direction.

［第３フレーム体］
第３フレーム体３は、第２フレーム体２の内部に配置されている。第３フレーム体３は、第２フレーム体２の底板を構成するように配置された枠体である。すなわち、第３フレーム体３は、前枠３１、背枠３２、右枠３３、及び左枠３４を、有している。[Third frame body]
Thethird frame body 3 is disposed inside thesecond frame body 2. Thethird frame body 3 is a frame body arranged so as to constitute the bottom plate of thesecond frame body 2. That is, thethird frame body 3 includes afront frame 31, aback frame 32, aright frame 33, and aleft frame 34.

［ピッチ駆動機構］
ピッチ駆動機構５は、ピッチ動作軸５１、ピッチ用電動機５２、及びピッチ用伝達機構５３を、有している。[Pitch drive mechanism]
Thepitch drive mechanism 5 includes apitch operation shaft 51, apitch motor 52, and apitch transmission mechanism 53.

ピッチ動作軸５１は、図６に示されるように、音響装置９を第３フレーム体３に対してピッチ動作可能に支持している。ピッチ動作軸５１は、水平に伸びており、前枠３１にピッチ動作可能に挿通されている前軸部５１１と、背枠３２にピッチ動作可能に挿通されている後軸部５１２と、からなっている。前軸部５１１及び後軸部５１２は、音響装置９の縦方向中央部に固定されている。  As shown in FIG. 6, thepitch operation shaft 51 supports theacoustic device 9 with respect to thethird frame body 3 so that the pitch operation is possible. Thepitch operation shaft 51 extends horizontally, and includes afront shaft portion 511 that is inserted into thefront frame 31 so as to be capable of pitch operation, and arear shaft portion 512 that is inserted into theback frame 32 so as to be capable of pitch operation. ing. Thefront shaft portion 511 and therear shaft portion 512 are fixed to the central portion in the longitudinal direction of theacoustic device 9.

ピッチ用電動機５２は、サーボ電動機であり、音響装置９の頂面９１上に固定されている。  Thepitch motor 52 is a servo motor and is fixed on thetop surface 91 of theacoustic device 9.

ピッチ用伝達機構５３は、ピッチ用電動機５２の回転軸に固定された第１スプロケット５３１と、ピッチ動作軸５１の前軸部５１１に固定された第２スプロケット５３２と、両スプロケット５３１、５３２に掛け渡された歯付きベルト５３３と、を有している。  Thepitch transmission mechanism 53 is hung on thefirst sprocket 531 fixed to the rotation shaft of thepitch motor 52, thesecond sprocket 532 fixed to thefront shaft portion 511 of thepitch operation shaft 51, and bothsprockets 531, 532. And a passedtoothed belt 533.

これにより、ピッチ用電動機５２が作動すると、第１スプロケット５３１、歯付きベルト５３３、及び第２スプロケット５３２を介して、ピッチ動作軸５１が回転し、それに伴って、音響装置９が第３フレーム体３に対してピッチ動作するようになっている。  Accordingly, when thepitch motor 52 is operated, thepitch operation shaft 51 rotates via thefirst sprocket 531, thetoothed belt 533, and thesecond sprocket 532, and accordingly, theacoustic device 9 is connected to the third frame body. 3 is pitch-operated.

［ロール駆動機構］
ロール駆動機構６は、ロール動作軸６１、ロール用電動機６２、及びロール用伝達機構６３を、有している。ロール動作軸６１は、ピッチ動作軸５１に対して同一平面内で直交して且つ水平に伸びており、第２フレーム体２の右側板２２にロール動作可能に挿通されている右軸部６１１と、第２フレーム体２の左側板２３にロール動作可能に挿通されている左軸部６１２と、からなっている。右軸部６１１及び左軸部６１２は、それぞれ、第３フレーム体３の右枠３３及び左枠３４の前後方向中央部に、固定されている。[Roll drive mechanism]
Theroll drive mechanism 6 has aroll operating shaft 61, a rollelectric motor 62, and aroll transmission mechanism 63. Theroll operation shaft 61 extends perpendicularly and horizontally to thepitch operation shaft 51 in the same plane, and is inserted into theright side plate 22 of thesecond frame body 2 so as to be capable of roll operation. Theleft shaft portion 612 is inserted into theleft side plate 23 of thesecond frame body 2 so as to be able to roll. Theright shaft portion 611 and theleft shaft portion 612 are fixed to the center portions in the front-rear direction of theright frame 33 and theleft frame 34 of thethird frame body 3, respectively.

ロール用電動機６２は、サーボ電動機であり、第２フレーム体２の天板２１上に固定されている。  Theroll motor 62 is a servo motor and is fixed on thetop plate 21 of thesecond frame body 2.

ロール用伝達機構６３は、ロール用電動機６２の回転軸に固定された第１スプロケット６３１と、ロール動作軸６２の左軸部６１２に固定された第２スプロケット６３２と、両スプロケット６３１、６３２に掛け渡された歯付きベルト６３３と、を有している。なお、第２スプロケット６３２は、第２フレーム体２の外部且つ第１フレーム体１の内部に、位置している。  Theroll transmission mechanism 63 is hung on thefirst sprocket 631 fixed to the rotation shaft of theroll motor 62, thesecond sprocket 632 fixed to theleft shaft portion 612 of theroll operating shaft 62, and bothsprockets 631, 632. A passedtoothed belt 633. Thesecond sprocket 632 is located outside thesecond frame body 2 and inside thefirst frame body 1.

これにより、ロール用電動機６２が作動すると、第１スプロケット６３１、歯付きベルト６３３、及び第２スプロケット６３２を介して、ロール動作軸６１が回転し、それに伴って、第３フレーム体３が、音響装置９と共に、第２フレーム体２に対してロール動作するようになっている。  As a result, when theroll motor 62 operates, theroll operation shaft 61 rotates via thefirst sprocket 631, thetoothed belt 633, and thesecond sprocket 632, and accordingly, thethird frame body 3 Along with thedevice 9, a roll operation is performed on thesecond frame body 2.

［ヒーブ駆動機構］
ヒーブ駆動機構７は、ヒーブガイド軸７１、ヒーブ用電動機７２、及びヒーブ用伝達機構７３を、有している。ヒーブガイド軸７１は、第１フレーム体１の右側板１２の前後方向中央部に、上下方向に延びて固定されている、右ガイド軸７１１と、第１フレーム体１の左側板１３の前後方向中央部に、上下方向に延びて固定されている、左ガイド軸７１２と、を有している。右ガイド軸７１１と左ガイド軸７１２とは、平面視において対向した位置に配置されている。そして、両ガイド軸７１１、７１２には、第２フレーム体２がアーム２４１、２４２、２４３、２４４を介して、摺動自在に、支持されている。すなわち、第２フレーム体２は、第１フレーム体１に対して、ヒーブガイド軸７１に沿ってヒーブ動作可能となっている。なお、アーム２４１、２４２は、それぞれ、第２フレーム体２の右側板２２の上と下の位置に、設けられており、アーム２４３、２４４は、それぞれ、第２フレーム体２の左側板２３の上と下の位置に、設けられている。[Heave drive mechanism]
The heave drive mechanism 7 includes aheave guide shaft 71, aheave motor 72, and aheave transmission mechanism 73. Theheave guide shaft 71 extends in the up-down direction and is fixed to the center in the front-rear direction of theright side plate 12 of thefirst frame body 1, and the front-rear direction of theleft side plate 13 of thefirst frame body 1. Aleft guide shaft 712 is fixed to the central portion so as to extend in the vertical direction. Theright guide shaft 711 and theleft guide shaft 712 are disposed at positions facing each other in plan view. Thesecond frame body 2 is slidably supported on theguide shafts 711 and 712 via thearms 241, 242, 243 and 244. That is, thesecond frame body 2 can perform a heave operation along theheave guide shaft 71 with respect to thefirst frame body 1. Thearms 241 and 242 are provided at positions above and below theright side plate 22 of thesecond frame body 2, respectively, and thearms 243 and 244 are respectively above and below theleft side plate 23 of thesecond frame body 2. In position.

ヒーブ用電動機７２は、サーボ電動機であり、第１フレーム体１の天板１１上に固定されている。  Theheave motor 72 is a servo motor, and is fixed on thetop plate 11 of thefirst frame body 1.

ヒーブ用伝達機構７３は、第１スプロケット７３１、伝達軸７３２、第２スプロケット７３３、第１歯付きベルト７３４、第３スプロケット７３５、第４スプロケット７３６、第５スプロケット７３７、第６スプロケット７３８、第２歯付きベルト７３９、及び第３歯付きベルト７４０を、有している。第１スプロケット７３１は、ヒーブ用電動機７２の回転軸に固定されている。伝達軸７３２は、第１フレーム体１の天板１１上に、回転自在に且つ左右方向に延びて、固定されている。第２スプロケット７３３は、第１スプロケット７３１に対して前後方向で対向するように、伝達軸７３２に固定されている。第１歯付きベルト７３４は、第１スプロケット７３１と第２スプロケット７３３とに掛け渡されている。第３スプロケット７３５及び第４スプロケット７３６は、それぞれ、伝達軸７３２の右端及び左端に、固定されている。第５スプロケット７３７は、第３スプロケット７３５に対して上下方向で対向するように、右側板１２の下端又は底板１６の右端面に、回転自在に固定されている。第６スプロケット７３８は、第４スプロケット７３６に対して上下方向で対向するように、左側板１３の下端又は底板１６の左端面に、回転自在に固定されている。第２歯付きベルト７３９は、第３スプロケット７３５と第５スプロケット７３７とに掛け渡されている。第３歯付きベルト７４０は、第４スプロケット７３６と第６スプロケット７３８とに掛け渡されている。そして、アーム２４１、２４２は、第２歯付きベルト７３９に固定されており、アーム２４３、２４４は、第３歯付きベルト７４０に固定されている。  Thetransmission mechanism 73 for the heave includes afirst sprocket 731, atransmission shaft 732, asecond sprocket 733, a firsttoothed belt 734, athird sprocket 735, afourth sprocket 736, afifth sprocket 737, asixth sprocket 738, and asecond sprocket 738. Atoothed belt 739 and a thirdtoothed belt 740 are provided. Thefirst sprocket 731 is fixed to the rotating shaft of theheave motor 72. Thetransmission shaft 732 is fixed to thetop plate 11 of thefirst frame body 1 so as to be rotatable and extend in the left-right direction. Thesecond sprocket 733 is fixed to thetransmission shaft 732 so as to face thefirst sprocket 731 in the front-rear direction. The firsttoothed belt 734 is stretched between thefirst sprocket 731 and thesecond sprocket 733. Thethird sprocket 735 and thefourth sprocket 736 are fixed to the right end and the left end of thetransmission shaft 732, respectively. Thefifth sprocket 737 is rotatably fixed to the lower end of theright side plate 12 or the right end surface of thebottom plate 16 so as to face thethird sprocket 735 in the vertical direction. Thesixth sprocket 738 is rotatably fixed to the lower end of theleft side plate 13 or the left end surface of thebottom plate 16 so as to face thefourth sprocket 736 in the vertical direction. The secondtoothed belt 739 is stretched between thethird sprocket 735 and thefifth sprocket 737. The thirdtoothed belt 740 is stretched between thefourth sprocket 736 and thesixth sprocket 738. Thearms 241 and 242 are fixed to the secondtoothed belt 739, and thearms 243 and 244 are fixed to the thirdtoothed belt 740.

これにより、ヒーブ用電動機７２が作動すると、第１スプロケット７３１、第１歯付きベルト７３４、第２スプロケット７３３、伝達軸７３２、第３スプロケット７３５、及び第４スプロケット７３６を介して、第２歯付きベルト７３９及び第３歯付きベルト７４０が回転移動し、それに伴って、第２フレーム体２が、音響装置９及び第３フレーム体３と共に、ヒーブ動作するようになっている。  As a result, when theheave motor 72 is activated, the second toothed teeth are transmitted via thefirst sprocket 731, the firsttoothed belt 734, thesecond sprocket 733, thetransmission shaft 732, thethird sprocket 735, and thefourth sprocket 736. Thebelt 739 and the thirdtoothed belt 740 rotate and move, and accordingly, thesecond frame body 2 performs a heave operation together with theacoustic device 9 and thethird frame body 3.

［姿勢センサ］
姿勢センサ４は、音響装置９の頂面９１に固定されている。姿勢センサ４は、船１０が動揺した際における、音響装置９の、ピッチ動作方向の角度又は角速度又は角加速度と、ロール動作方向の角度又は角速度又は角加速度と、ヒーブ動作方向の速度又は加速度と、をそれぞれ検出するようになっている。[Attitude sensor]
Theattitude sensor 4 is fixed to thetop surface 91 of theacoustic device 9. Theattitude sensor 4 includes an angle or angular velocity or angular acceleration in the pitch motion direction, an angle or angular velocity or angular acceleration in the roll motion direction, and a speed or acceleration in the heave motion direction when theship 10 is shaken. , Are detected respectively.

［制御部］
制御部８は、図７に示されるように、姿勢センサ４の検出値に基づいて、音響装置９が真下を向くようにピッチ駆動機構５及びロール駆動機構６を制御するとともに音響装置９のヒーブ動作方向の速度が所定値Ｖ以下となるようにヒーブ駆動機構７を制御するようになっている。具体的には、制御部８は、ピッチ用電動機５２、ロール用電動機６２、及びヒーブ用電動機７２を、サーボ制御するようになっている。なお、ヒーブ駆動機構７の制御における「所定値Ｖ」は、その速度を超えると音響装置９がドップラー効果の影響を排除できなくなる速度である。制御部８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により、実現されている。[Control unit]
As shown in FIG. 7, thecontrol unit 8 controls thepitch driving mechanism 5 and theroll driving mechanism 6 so that theacoustic device 9 faces directly below based on the detection value of theattitude sensor 4, and the heave of theacoustic device 9. The heave drive mechanism 7 is controlled so that the speed in the operation direction is a predetermined value V or less. Specifically, thecontrol unit 8 servo-controls thepitch motor 52, theroll motor 62, and theheave motor 72. The “predetermined value V” in the control of the heave drive mechanism 7 is a speed at which theacoustic device 9 cannot eliminate the influence of the Doppler effect when the speed is exceeded. Thecontrol unit 8 is realized by a CPU, a ROM, a RAM, and the like.

［作動］
次に、前記構成の装置１００の作動について、説明する。[Operation]
Next, the operation of theapparatus 100 having the above configuration will be described.

装置１００は、第１フレーム体１の上部にて、船底１０１に対して垂直となるように、船底１０１に固定されて、用いられる。そして、船底１０１に固定された装置１００において、装置１００に支持されている音響装置９は、船１０が波浪の影響を受けていない状態では、真下を向いている。  Theapparatus 100 is used by being fixed to theship bottom 101 so as to be perpendicular to theship bottom 101 at the upper part of thefirst frame body 1. And in theapparatus 100 fixed to theship bottom 101, theacoustic apparatus 9 supported by theapparatus 100 faces directly below when theship 10 is not affected by the waves.

そして、船１０が波浪の影響を受けて動揺すると、装置１００は次のように作動する。  When theship 10 is shaken under the influence of waves, thedevice 100 operates as follows.

まず、姿勢センサ４が、音響装置９の、ピッチ動作方向Ｂの角度又は角速度又は角加速度と、ロール動作方向Ａの角度又は角速度又は角加速度と、ヒーブ動作方向Ｃの速度又は加速度と、をそれぞれ検出する（図１１参照）。  First, theattitude sensor 4 determines the angle or angular velocity or angular acceleration in the pitch motion direction B, the angle or angular velocity or angular acceleration in the roll motion direction A, and the velocity or acceleration in the heave motion direction C of theacoustic device 9, respectively. Detect (see FIG. 11).

次に、制御部８が、姿勢センサ４の検出値に基づいて、ピッチ用電動機５２、ロール用電動機６２、及びヒーブ用電動機７２を、サーボ制御する。具体的には、次のとおりである。  Next, thecontrol unit 8 servo-controls thepitch motor 52, theroll motor 62, and theheave motor 72 based on the detection value of theattitude sensor 4. Specifically, it is as follows.

（ａ）ピッチ変化量演算部８１１が、ピッチ動作方向Ｂの前記検出値に基づいて、音響装置９のピッチ動作方向Ｂにおける角度の変化量を求める。次に、ピッチ補正量演算部８１２が、音響装置９をピッチ動作方向Ｂにおいて下に向けるのに必要な角度の補正量を求める。次に、ピッチ補正指示部８１３が、当該補正量を実行するようにピッチ用電動機５２を制御する。(A) The pitch changeamount calculation unit 811 obtains an angle change amount in the pitch operation direction B of theacoustic device 9 based on the detected value in the pitch operation direction B. Next, the pitch correction amount calculation unit 812 obtains an angle correction amount necessary to turn theacoustic device 9 downward in the pitch operation direction B. Next, the pitchcorrection instruction unit 813 controls thepitch motor 52 to execute the correction amount.

そして、ピッチ用電動機５２が、制御部８による制御によって回転すると、図８に示されるように、第１スプロケット５３１、歯付きベルト５３３、及び第２スプロケット５３２を経て、ピッチ動作軸５１が回転し、それによって、音響装置９がピッチ動作方向Ｂに動揺する。この動揺量は、船１０の動揺に伴ってピッチ動作方向Ｂに動揺しようとした音響装置９が、ピッチ動作方向において下を向くようになる量である。  Then, when thepitch motor 52 is rotated by the control by thecontrol unit 8, thepitch operation shaft 51 rotates through thefirst sprocket 531, thetoothed belt 533, and thesecond sprocket 532 as shown in FIG. 8. Thereby, theacoustic device 9 is shaken in the pitch operation direction B. This amount of swaying is an amount by which theacoustic device 9 that is about to sway in the pitch motion direction B as theship 10 sways turns downward in the pitch motion direction.

（ｂ）ロール変化量演算部８２１が、ロール動作方向Ａの前記検出値に基づいて、音響装置９のロール動作方向Ｃにおける角度の変化量を求める。次に、ロール補正量演算部８２２が、音響装置９をロール動作方向Ａにおいて下に向けるのに必要な角度の補正量を求める。次に、ロール補正指示部８２３が、当該補正量を実行するようにロール用電動機６２を制御する。(B) The roll changeamount calculation unit 821 obtains an angle change amount in the roll operation direction C of theacoustic device 9 based on the detected value in the roll operation direction A. Next, the roll correction amount calculation unit 822 calculates an angle correction amount necessary to turn theacoustic device 9 downward in the roll operation direction A. Next, the rollcorrection instruction unit 823 controls theroll motor 62 so as to execute the correction amount.

そして、ロール用電動機６２が、制御部８による制御によって回転すると、図９に示されるように、第１スプロケット６３１、歯付きベルト６３３、及び第２スプロケット６３２を経て、ロール動作軸６１が回転し、それによって、音響装置９がロール動作方向Ａに動揺する。この動揺量は、船１０の動揺に伴ってロール動作方向に動揺しようとした音響装置９が、ロール動作方向において下を向くようになる量である。  Then, when theroll motor 62 is rotated by the control by thecontrol unit 8, theroll operation shaft 61 is rotated through thefirst sprocket 631, thetoothed belt 633, and thesecond sprocket 632 as shown in FIG. 9. Thereby, theacoustic device 9 is shaken in the roll operation direction A. This amount of swaying is an amount by which theacoustic device 9 that is about to sway in the roll operation direction as theship 10 sways turns downward in the roll operation direction.

（ｃ）ヒーブ変化量演算部８３１が、ヒーブ動作方向Ｃの前記検出値に基づいて、音響装置９のヒーブ動作方向Ｃにおける速度の変化量を求める。次に、ヒーブ補正量演算部８３２が、音響装置９のヒーブ動作方向Ｃにおける速度が所定値Ｖ以下となるのに必要な速度の補正量を求める。なお、「所定値Ｖ以下」は、ドップラー効果による音波の周波数の変化を抑制できる値である。そして、ヒーブ補正指示部８３３が、当該補正量を実行するようにヒーブ用電動機７２を制御する。(C) The heave changeamount calculation unit 831 obtains the speed change amount in the heave operation direction C of theacoustic device 9 based on the detection value in the heave operation direction C. Next, the heave correction amount calculation unit 832 obtains a correction amount of a speed necessary for the speed in the heave operation direction C of theacoustic device 9 to be equal to or less than a predetermined value V. The “predetermined value V or less” is a value that can suppress a change in the frequency of the sound wave due to the Doppler effect. Then, the heave correction instruction unit 833 controls theheave motor 72 so as to execute the correction amount.

そして、ヒーブ用電動機７２が、制御部８による制御によって回転すると、第１スプロケット７３１、第１歯付きベルト７３４、及び第２スプロケット７３３を介して、伝達軸７３２が回転し、それによって、第３スプロケット７３５、第２歯付きベルト７３９、及び第５スプロケット７３７が回転し、また、第４スプロケット７３６、第３歯付きベルト７４０、及び第６スプロケット７３８が回転する。その結果、第２歯付きベルト７３９及び第３歯付きベルト７４０がヒーブ動作方向Ｃに移動し、それに伴って、第２フレーム体２が、音響装置９及び第３フレーム体３と共に、第１フレーム体１に対して、ヒーブ動作方向Ｃに移動する。このときの第２フレーム体２の移動の速度は、船１０の動揺に伴ってヒーブ動作方向Ｃに動揺しようとした音響装置９の速度が所定値Ｖ以下となるような値に、制御されている。  Then, when theheave motor 72 is rotated by the control by thecontrol unit 8, thetransmission shaft 732 is rotated via thefirst sprocket 731, the firsttoothed belt 734, and thesecond sprocket 733, whereby the third Thesprocket 735, the secondtoothed belt 739, and thefifth sprocket 737 rotate, and thefourth sprocket 736, the thirdtoothed belt 740, and thesixth sprocket 738 rotate. As a result, the secondtoothed belt 739 and the thirdtoothed belt 740 move in the heave operation direction C, and accordingly, thesecond frame body 2 together with theacoustic device 9 and thethird frame body 3 It moves in the heave operation direction C with respect to thebody 1. The speed of movement of thesecond frame body 2 at this time is controlled to a value such that the speed of theacoustic device 9 attempting to shake in the heave operation direction C as theship 10 shakes is equal to or less than a predetermined value V. Yes.

［効果］
前記構成の装置１００によれば、音響装置９が船１０の動揺に伴って動揺しようとした時に、ピッチ駆動機構５及びロール駆動機構６を制御して、音響装置９を真下すなわち初期設定方向に向けることができるとともに、ヒーブ駆動機構７を制御して、音響装置９のヒーブ動作方向Ｃの速度を所定値Ｖ以下に抑制できる。したがって、音響装置９から発信されている音波の伝播領域Ｗが真下からずれた方向に向くのを、防止できるとともに、ドップラー効果による音波の周波数の変化を抑制できる。よって、前記構成の装置１００によれば、船１０の動揺によって音響装置９の通信確率が低下するのを、防止できる。[effect]
According to theapparatus 100 having the above-described configuration, when theacoustic device 9 tries to shake as theship 10 shakes, thepitch drive mechanism 5 and theroll drive mechanism 6 are controlled so that theacoustic device 9 is directly below, that is, in the initial setting direction. In addition, the speed of thesound device 9 in the heave operation direction C can be suppressed to a predetermined value V or less by controlling the heave drive mechanism 7. Therefore, it is possible to prevent the propagation region W of the sound wave transmitted from theacoustic device 9 from being directed in the direction shifted from directly below, and to suppress the change in the frequency of the sound wave due to the Doppler effect. Therefore, according to theapparatus 100 of the said structure, it can prevent that the communication probability of theacoustic apparatus 9 falls by the shake of theship 10. FIG.

しかも、ヒーブ駆動機構６は、位置の補正を行っているのではなく、ヒーブ動作方向Ｃの速度を所定値Ｖ以下に制御することを行っている。それ故、前記構成の装置１００によれば、ヒーブ駆動機構６の小型化を図ることができる。  Moreover, theheave drive mechanism 6 does not correct the position but controls the speed in the heave operation direction C to be equal to or less than the predetermined value V. Therefore, according to theapparatus 100 configured as described above, theheave drive mechanism 6 can be downsized.

［変形例］
（１）ヒーブ用伝達機構７３においては、台形ねじ又はボールねじ等を用いて、ヒーブ用電動機７２の回転をヒーブ動作に変換してもよい。
（２）装置１００は、船底に限らず、船側に、取り付けられてもよい。[Modification]
(1) In theheave transmission mechanism 73, the rotation of theheave motor 72 may be converted into a heave operation using a trapezoidal screw or a ball screw.
(2) Theapparatus 100 is not limited to the ship bottom but may be attached to the ship side.

本発明の音響装置動揺補正装置は、船の動揺によって音響装置の通信確率が低下するのを、防止できるので、産業上の利用価値が大である。  The acoustic apparatus fluctuation correcting apparatus of the present invention can prevent the communication probability of the acoustic apparatus from being lowered due to the fluctuation of the ship, and thus has great industrial utility value.

１０ 船 １０１ 船底 １００ 音響装置動揺補正装置 １ 第１フレーム体
２ 第２フレーム体 ３ 第３フレーム体 ４ 姿勢センサ ５ ピッチ駆動機構
５１ ピッチ動作軸 ５２ ピッチ用電動機 ５３ ピッチ用伝達機構
６ ロール駆動機構 ６１ ロール動作軸 ６２ ロール用電動機
６３ ロール用伝達機構 ７ ヒーブ駆動機構 ７１ ヒーブガイド軸
７２ ヒーブ用電動機 ７３ ヒーブ用伝達機構 ８ 制御部 ９ 音響装置DESCRIPTION OFSYMBOLS 10Ship 101Ship bottom 100 Acoustic apparatusshake correction apparatus 11st frame body 22nd frame body 33rd frame body 4Attitude sensor 5Pitch drive mechanism 51Pitch operation shaft 52Pitch motor 53Pitch transmission mechanism 6Roll drive mechanism 61Roll operation shaft 62Roll motor 63 Roll transmission mechanism 7Heave drive mechanism 71Heave guide shaft 72Heave motor 73Heave transmission mechanism 8Control unit 9 Sound device

Claims (4)

Translated fromJapanese

船に取り付けられた音響装置が船の動揺に伴って動揺するのを抑制するために、前記音響装置の動揺を補正する、音響装置動揺補正装置であって、
船に固定された第１フレーム体と、
前記第１フレーム体に支持された第２フレーム体と、
前記第２フレーム体に支持された第３フレーム体と、
を備えており、
前記第３フレーム体は、前記音響装置を支持しており、
船が動揺した際における、前記音響装置の、ピッチ動作方向の角度又は角速度又は角加速度と、ロール動作方向の角度又は角速度又は角加速度と、ヒーブ動作方向の速度又は加速度と、をそれぞれ検出する、姿勢センサと、
前記音響装置を、前記第３フレーム体に対してピッチ動作させる、ピッチ駆動機構と、
前記第３フレーム体を、前記音響装置と共に、前記第２フレーム体に対してロール動作させる、ロール駆動機構と、
前記第２フレーム体を、前記第３フレーム体及び前記音響装置と共に、第１フレーム体に対してヒーブ動作させる、ヒーブ駆動機構と、
前記ピッチ駆動機構、前記ロール駆動機構、及び前記ヒーブ駆動機構を、制御する、制御部と、
を更に備えており、
前記制御部は、前記姿勢センサの検出値に基づいて、前記音響装置が初期設定方向を向くように前記ピッチ駆動機構及び前記ロール駆動機構を制御するとともに前記音響装置のヒーブ動作方向の速度が所定値以下となるように前記ヒーブ駆動機構を制御するようになっている、
ことを特徴とする音響装置動揺補正装置。An acoustic device fluctuation correction device that corrects the vibration of the acoustic device in order to suppress the acoustic device attached to the ship from being shaken as the boat shakes,
A first frame body fixed to the ship;
A second frame body supported by the first frame body;
A third frame body supported by the second frame body;
With
The third frame body supports the acoustic device,
Detecting the angle or angular velocity or angular acceleration in the pitch motion direction, the angle or angular velocity or angular acceleration in the roll motion direction, and the velocity or acceleration in the heave motion direction of the acoustic device when the ship shakes, An attitude sensor;
A pitch driving mechanism for causing the acoustic device to perform a pitch operation with respect to the third frame body;
A roll driving mechanism for causing the third frame body to roll together with the acoustic device with respect to the second frame body;
A heave drive mechanism for causing the second frame body to perform a heave operation on the first frame body together with the third frame body and the acoustic device;
A control unit for controlling the pitch driving mechanism, the roll driving mechanism, and the heave driving mechanism;
Is further provided,
The control unit controls the pitch driving mechanism and the roll driving mechanism so that the acoustic device faces an initial setting direction based on a detection value of the posture sensor, and a speed in a heave operation direction of the acoustic device is predetermined. The heave drive mechanism is controlled to be less than or equal to the value,
An acoustic apparatus shake correction apparatus characterized by that. 前記ピッチ駆動機構は、
前記第３フレーム体が前記音響装置をピッチ動作可能に支持するための、ピッチ動作軸と、
前記音響装置に固定されたピッチ用電動機と、
前記ピッチ用電動機の回転を前記ピッチ動作軸に伝えるピッチ用伝達機構と、
を備えており、
前記制御部は、前記ピッチ用電動機の回転を制御するようになっている、
請求項１記載の音響装置動揺補正装置。The pitch drive mechanism is
A pitch motion axis for the third frame body to support the acoustic device in a pitch motionable manner;
A pitch motor fixed to the acoustic device;
A pitch transmission mechanism for transmitting rotation of the pitch motor to the pitch operation axis;
With
The control unit is adapted to control rotation of the pitch motor.
The acoustic device fluctuation correcting device according to claim 1. 前記ロール駆動機構は、
前記第２フレーム体が前記第３フレーム体をロール動作可能に支持するための、ロール動作軸と、
前記第２フレーム体に固定されたロール用電動機と、
前記ロール用電動機の回転を前記ロール動作軸に伝えるロール用伝達機構と、
を備えており、
前記制御部は、前記ロール用電動機の回転を制御するようになっている、
請求項１又は２に記載の音響装置動揺補正装置。The roll drive mechanism is
A roll operating shaft for the second frame body to support the third frame body in a rollable manner;
A roll electric motor fixed to the second frame body;
A transmission mechanism for a roll for transmitting rotation of the electric motor for the roll to the roll operation axis;
With
The control unit is adapted to control rotation of the roll motor.
The acoustic device fluctuation correcting device according to claim 1 or 2. 前記ヒーブ駆動機構は、
前記第１フレーム体が前記第２フレーム体をヒーブ動作可能に支持するための、ヒーブガイド軸と、
前記第１フレーム体に固定されたヒーブ用電動機と、
前記ヒーブ用電動機の回転をヒーブ動作に変換して前記第２フレーム体に伝える、ヒーブ用伝達機構と、
を備えており、
前記制御部は、前記ヒーブ用電動機の回転を制御するようになっている、
請求項１〜３のいずれか１つに記載の音響装置動揺補正装置。The heave drive mechanism is
A heave guide shaft for the first frame body to support the second frame body so that heave operation is possible;
A heave motor fixed to the first frame body;
A transmission mechanism for the heave that converts the rotation of the electric motor for the heave into a heave operation and transmits it to the second frame body;
With
The control unit is adapted to control the rotation of the heave motor.
The acoustic device fluctuation correcting device according to any one of claims 1 to 3.

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