JPH0140074Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は水底で捨て石ならしのような作業を
行う水中作業機械の水準測量装置に関する。

従来技術 従来水上に構造物を構築したり、防波堤や護岸
などを建設する場合、基礎として水底に多量の捨
て石が投入される。この捨て石により形成される
基礎（マウンド）のうち、特に構造物が構築され
る部分は例えば本ならしの許容範囲は±５cmのよ
うに高い精度が要求される。このため捨て石のな
らし作業を行う水中作業機械の水準を常に精密に
測量して、所望とする精度が得られるよう水底作
業機械の動作を制御する必要がある。そこで従来
では第１図に示すように水中作業機械ａより測量
用の支柱ｂを立設して、この支柱ｂに設けた標尺
ｅを陸上などに設置したレベルｃで視準する方法
により、水中作業機械の水準を測量していた。し
かしこの方法では作業域の水深が深くなると、こ
れに応じて支柱ｂの高さが高くなるため、潮流や
波浪などにより支柱ｂがたわんで精度の高い測量
ができなくなると共に、レベルｃによる視準のた
め、測量毎にその結果を水中作業機械を操縦する
作業者に連絡して、水中作業機械の修正を行う動
作を繰返さなければならず、作業能率も悪いなど
の欠点があつた。

これを改善するものとして、第２図に示すよう
に水中作業機械ａに取付けた超音波送受波器ｄに
より水面までの水深を測定して、陸上または支援
船上などの制御基地ｆへその結果を常時送る方法
もあるが、この方法では潮位により水面の高さが
変るため、潮位補正を行なわないと絶対水準が測
定できないと共に、波や、水温の影響を受けるな
ど、精度の高い測定ができないなどの不具合があ
つた。

考案の目的 この考案は上記不具合を改善する目的でなされ
たもので、潮位補正を必要とせず、かつ波や水温
などの影響を受けることのない水中作業機械の水
準測量装置を提供しようとするものである。

考案の構成 水中作業機械より水面までの水深を測定する超
音波送受波器とは別に、作業水域の水底に設置し
た測量機本体に、基準面よりある深さに設定した
施工計画基準面と一致するよう超音波送受波器を
設置して、これら超音波送受波器で測定した水深
データをもとに施工計画面から水中作業機までの
水深を測定し、かつ得られた値と基準面より施工
計画基準面までの値を加算して、基準面から水中
作業機械までの水深を測定するようにした水中作
業機械の水準測量装置。

実施例 この考案の実施例を第３図以下に示す図面を参
照して詳述すると、図において１は水中作業機械
で、作業水域に浮上する支援船２上に設けられた
制御基地２４（なお制御基地２４は防波堤２３な
どの陸上へ設置してもよいが実施例では支援船２
上に設置した場合について説明する）よりケーブ
ル１９を介して入力された制御信号により動作が
制御されるようになつている。また上記水中作業
機械１の上部には超音波送受波器３が設置されて
いて、水面までの距離を測定するようになつてい
る。なお水中作業機１自体が水平を維持する機能
を有しているので、超音波送受波器３は上向きに
取付ければよいが、水中作業機１の移動中の水深
も測定する場合は、ジンバルなどに取付けて、移
動中も傾斜しないよう考慮する。

一方４は作業域の水底に設置された測量機本体
で、第４図に示すように例えば３本の脚体５を有
しており、各脚体５の下部には高さ調整機構６が
設けられている。この高さ調整機構６は脚体５の
下端部に螺挿されたねじ杆６ａと、このねじ杆６
ａの上端に取付けられて、ねじ杆６ａを回転する
ハンドル６ｂ及びねじ杆６ａの下端に球面座６ｃ
を介して回動自在に取付けられた踏板６ｄとより
なり、設置する水底の凹凸に応じて高さ調整する
ことにより、本体４の支柱７を垂直状態とするこ
とができる。上記支柱７は本体４の脚体５上部に
固着された円板４ａの中心部を上下方向に貫通さ
れている。また円板４ａ上には、支柱７の上下動
を案内するガイド筒４ｂと、このガイド筒４ｂに
設けられ、かつ上記支柱７の外周部に設けたラツ
ク７ａに噛合するピニオン８が設けられていて、
このピニオン８を昇降用ハンドル９により回転す
ることにより、支柱７が上下動できるようになつ
ていると共に、ガイド筒４ｂ上にはクランプ筒４
ｃが設けられていて、このクランプ筒４ｃに開放
端部４ｄ間に螺挿されたねじ軸１０ａをクランプ
ハンドル１０により回転されることにより支柱７
を任意な高さでクランプできるようになつてい
る。

また支柱７の上端には支持板１１が固着されて
いて、この支持板１１上に３本の水平調整ねじ１
２を介して水平台１３が取付けられている。そし
て上記水平台１３上に標尺支持部材１４を介して
標尺１５の下端が、また標尺１５と離れた位置
に、水中作業機械１に設けられた超音波送受波器
３と同仕様、同性能の超音波送受波器１６及び傾
斜計１７がそれぞれ設置されていると共に、これ
ら超音波送受波器１６により検出された測定信号
は本体４下部に設けられた水密構造の送受信器箱
１８を経てケーブル１９より支援船２上へ送られ
るようになつている。

次に水中作業機械１の水準測量について説明す
ると、水中作業機１の投入された作業域の水底に
測量機本体４を設置する。この本体４の設置精度
が水準測量の精度を決定するので、まず傾斜計１
７を見ながら各高さ調整機構６を調整して、支柱
７が垂直となるように本体４を設置し、次に作業
水域に浮上する船舶より標尺１５を降下させて下
端を標尺支持部材１４に支持させ、支援船２上や
既設の防波堤２３または護岸などに設置したレベ
ル２２により第１１図に示すように標尺１５を視
測して、基準面Ａに対して予め水深H₂に設定し
た施工計画基準面Ｂに超音波送受波器１６が精度
よく設置されるよう昇降用ハンドル９により支柱
７を高さ調整すると共に、超音波が垂直に発信さ
れるよう傾斜計１７を見ながら、調整ねじ１２を
回転して水平台１３を水平に調整する。この状態
で各超音波送受波器３，１６より超音波を発信し
て、水深h₁，h₂を測定し、測量結果を支援船２へ
送る。支援船２上では送られてくる水深信号h₁，
h₂を記録し、単位時間Ｔ内における複数のデータ
から平均値₁，₂を次式により求める。

次に基準面Ａから施工計画基準面Ｂまでの設定
値H₂に対する水中作業機械１の高さΔHを求め
る。

ΔHは、H₁−H₂で定義されるが H₁＝₁＋Δh′₁＋Δh″₁ H₂＝₂＋Δh′₂＋Δh″₂ よつて ΔH＝H₁−H₂ ＝₁＋Δh′₁＋Δh″₁ −（₂＋Δh′₂＋Δh″₂） ＝（₁−₂）＋（Δh′₁−Δh′₂） ＋（Δh″₁−Δh″₂） ここで同じ仕様、特性の超音波送受波器３，１
６であること及び近接した所に設置してあること
から、送受波器３，１６の音速補正値及び潮位と
波の補正値は、同じとみなすことができるので、 Δh′₁−Δh′₂≒０ Δh″₁−Δh″₂≒０ すなわちΔH≒₁−₂で求まる。

さらに水中作業機械１の水準（基準面Ａに対す
る高さ）H₁を求める。

H₁＝H₂＋ΔH となり、水底で作業する水中作業機械１の基準面
Ａからの水深H₁が波や潮位などの影響を受ける
ことなく測定きるようになる。

また上記処理は支援船２内に設置されたデータ
処理装置２０内において第１２図に示すフローチ
ヤートに沿つて自動処理され、その結果すなわ
ち、水中作業機械１の基準面Ａからの水深H₁（絶
対水深）は表示装置２１に施工計画基準面Ａに対
する水中作業機１の高さの差ΔHとともに表示さ
れる。

なお上記実施例で、測定データh₁，h₂の平均値
を求めたのは、波による影響をなくすためであ
る。

すなわち送受波器３，１６が非常に近接してい
る場合（測深データが同一の波の影響を受けてい
る場合）各時間の測深データの平均値を₁i，
₂iで定義する。

時 間 平均値 平均値 ０〜Ｔ h₁i h₂i Ｔ〜2T h₁₂ h₂₂ 〓 〓 (i-1)Ｔ〜iT h₁i h₂i iT〜(i+1)Ｔ h₁(i+1) h₂(i+1) 〓 〓 ここで平均時間Ｔは、基準となる送受波器１６
の平均値と隣接するものの差 S₂i＝₂i−₂（ｉ−１）が要求される精度よよ
り小さくなる様に、時間幅を設定する。

また超音波送受波器３と１６が多少離れていて
波の伝播に超音波送受波器３，１６の間でｔ時間
の差が観測される場合、超音波送受波器３，１６
で平均する時間をｔ時間ずらして上記と同様にＴ
時間の測深データを平均すればよい。

時 間 平均化したデータ ０〜Ｔ H₂₁ ｔ〜Ｔ＋ｔ H₁₁ Ｔ〜2T H₂₂ Ｔ＋ｔ〜2T＋ｔ H₁₂ 〓 〓 (i-1)Ｔ〜iT H₂i (i-1)Ｔ＋ｔ〜iT＋ｔ H₁i 〓 〓 なお上記実施例では捨て石をならす水中作業機
械１の水準を測定する場合について説明したが、
水中を移動しながら作業する水中作業機械全般の
水準測量が可能である。

考案の効果 この考案は以上のように潮位や波による水平面
の変化や水温の変化により音速が変化しても、こ
れらに応じて補正する必要がないため、水中作業
機械の水深測定が容易に行えると共に、測定精度
も向上する。

また深い水深での作業でも、水中作業機の水深
測定が可能であると共に、潮流などに影響される
こともない。しかも、測量結果を表示装置表示す
るようにすれば、表示を見ながら水中作業機械を
操縦することができるため、水底に精度の高い基
礎などが能率よく造成できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の水深測定方法を示す
説明図、第３図はこの考案の一実施例を示す全体
図、第４図は測量機本体の拡大正面図、第５図は
同高さ調整機構の詳細図、第６図は同支柱昇降部
分の拡大図、第７図は第６図−線に沿う断面
図、第８図は第６図−線に沿う断面図、第９
図は水平台付近の正面図、第１０図は同平面図、
第１１図は作用説明図、第１２図は制御系のブロ
ツク図である。 １は水中作業機械、３及び１６は超音波送受波
器、４は測量機本体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 作業水域に投入された水中作業機械１に設置さ
   れて、作業機械１より水面までの水深を測定する
   超音波送受波器３と、作業水域の水底に設置され
   た測量機本体４に設けられ、かつ基準面Ａに対し
   て予め水深H₂に設定された施行計画基準面Ｂと
   一致するように高さ調整手段により高さが調整さ
   れた超音波送受波器１６と、これら超音波送受波
   器３，１６より送られてくる時間の経過に伴う複
   数の水深データh₁，h₂より平均水深₁，₂を算
   出するための手段と、これら平均水深₁，₂の
   差から施行計画基準面Ｂより水中作業機械１まで
   の高さΔHを算出する手段と、高さΔH及び上記
   設定水深H₂より基準面Ａから水中作業機械まで
   の水深H₁を算出する手段とを具備してなる水中
   作業機械の水準測量装置。