JPH11152085A - 振動翼付き水中航走体 - Google Patents

振動翼付き水中航走体

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JPH11152085A
JPH11152085A JP10121715A JP12171598A JPH11152085A JP H11152085 A JPH11152085 A JP H11152085A JP 10121715 A JP10121715 A JP 10121715A JP 12171598 A JP12171598 A JP 12171598A JP H11152085 A JPH11152085 A JP H11152085A
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actuator
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郁夫 山本
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郁二 寺田
Katsuya Taigo
克哉 太呉
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    • B63H1/30—Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type
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    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、魚のひれのように翼を振動（揺
動）させることにより、推進のみならず舵取りも行なえ
るようにした振動翼付き水中航走体を提供することを課
題とする。 【解決手段】 水中航走体２において、前縁に固着され
た回動軸４，５の往復回動によって振動（揺動）する翼
１ａ，１ｂが直列に複数組装備され、各回動軸４，５の
協調制御により、複数の翼１ａ，１ｂは全体として魚の
尾びれのようにしなやかに作動し、これにより推力が得
られるほか、各翼の振動中心の制御により舵取りも行な
われるようになる。また、この水中航走体２の浮沈制御
は、タンク７の注排水により行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工魚や潜水調査
船，潜水作業船等に用いられる水中航走体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の水中航走体としては、図１０に示
すようなものがあり、その推進のためにはスクリュープ
ロペラ01が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図１０に示
すスクリュープロペラ01は、その回転軸方向にのみ推力
を発生するので、方向制御のためには舵02やサイドスラ
スタ03などの補助装置を必要とし、直進性能に比べ方向
制御や位置保持制御の性能は制限されている。また、ス
クリュープロペラ01やサイドスラスタ03は、回転中に付
近のものを巻き込む恐れがあり、安全面から使用上の制
限を受けることになる。
【０００４】そこで本発明は、魚のひれのように翼を振
動（揺動）させることにより、推進のみならず舵取りも
行なえるようにした振動翼付き水中航走体を提供するこ
とを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明の振動翼付き水中航走体は、前縁に固着され
た回動軸の往復回動により振動する翼を直列に複数組そ
なえるとともに、上記複数組の翼の各回動軸を回動させ
るアクチュエータをそなえ、上記の各回動軸を相互に協
調制御すべく、各回動軸の往復回動に伴う各翼の振幅，
周波数，振動中心および各翼の相互間の位相の設定のた
めの制御信号を出力する振動翼コマンド発生器と、同振
動翼コマンド発生器から出力された制御信号を上記の各
回動軸の回動に係る信号に変換して各回動軸についての
上記アクチュエータを制御する角度サーボドライバとか
らなる振動翼制御装置が設けられたことを特徴としてい
る。
【０００６】また、本発明の振動翼付き水中航走体は、
上述の構成をそなえた水中航走体において、さらに、同
水中航走体の浮沈を制御すべく、注排水可能のタンク
と、同タンクの注排水制御機構とが設けられたことを特
徴としている。
【０００７】上述の本発明の振動翼付き水中航走体で
は、前縁に固着された回動軸の往復回動により振動する
翼が直列に複数組そなえられるので、各翼の振幅，周波
数，振動中心および位相の協調制御により、上記複数組
の翼が全体として魚の尾びれのようにしなやかに揺動し
て所要の推力の発生および舵取りが行なわれるようにな
る。したがって、従来のスクリュープロペラのような巻
込みの危険性が無くなる。
【０００８】また、上記回動軸が横方向に配設されれ
ば、上記複数組の翼が、潜水船の潜舵のように、あるい
は魚の両側の胸びれのように作動して、潜水深度の変更
も可能になる。
【０００９】そして、上記水中航走体に注排水制御の可
能なタンクが設けられると、同タンクが魚体内の浮沈用
浮袋のように浮力の調整を行なって、上記水中航走体の
浮沈制御が円滑に行なわれるようになる。
【００１０】さらに、本発明の振動翼付き水中航走体
は、両側部にそれぞれ基端を枢着された振動翼をそな
え、同振動翼を竪軸線のまわりに往復回動させる第１ア
クチュエータと、同振動翼を横軸線のまわりに回動調整
する第２アクチュエータとが設けられるとともに、上記
の第１および第２アクチュエータをそれぞれ制御して上
記振動翼により上記水中航走体の推進および舵取りを行
なうための振動翼制御装置が設けられたことを特徴とし
ている。
【００１１】上述の振動翼付き水中航走体では、上記振
動翼の翼角を第２アクチュエータで調整しながら、同振
動翼を第１アクチュエータで前後に振動させることによ
り前進または後進を行なうことができる。すなわち、前
進の際には、上記振動翼を第１アクチュエータで前方ま
たは横方向に張り出し、その翼面を鉛直面に添わせた翼
角状態に第２アクチュエータで調整してから、同振動翼
を第１アクチュエータで後方へ揺動させると、前進のた
めの推力を生じるようになる。そして振動翼を元の前方
または横方向へ張り出した状態に戻す際には、同振動翼
の翼面を水平面に沿わせて水の抵抗を少なくするように
する。このような振動翼の動作を連続的に行なわせて前
後に振動させると、前進のための推力を効率よく発生さ
せることができる。
【００１２】また、後進の際には、上述の前進のための
作用とは逆に、振動翼が後方へ張り出した状態から横方
向または前方まで揺動するときに、その翼面を鉛直面に
そわせるようにすればよく、これにより後進のための推
力が発生するようになる。
【００１３】そして、左右両側の振動翼の推力の相互間
に差を生じさせることにより、舵取りを行なうことが可
能になる。
【００１４】さらに、本発明の振動翼付き水中航走体
は、両側部にそれぞれ基端を枢着されて前後方向の軸線
のまわりに往復回動しうるように互いに前後に間隔をあ
けて列設された多数の横方向骨材と、同骨材に張設され
た柔軟な翼板とからなる振動翼をそなえるとともに、上
記多数の骨材の往復回動を個別に制御して上記振動翼を
波打たせることにより上記水中航走体の推進および舵取
りを行なうための振動翼制御装置が設けられたことを特
徴としている。
【００１５】上述の本発明の振動翼付き水中航走体で
は、上記振動翼に列設された各骨材の往復回動による振
動の位相を相互に規則正しくずらせることにより、同骨
材に張設された柔軟な翼板が魚類のエイのひれのごとく
波打つようになり、その波を前方から後方へ伝播するご
とく生じさせると前方への推力が発生し、逆に後方から
前方へ伝播するごとく生じさせると後方への推力が発生
する。
【００１６】そして、この場合も、左右両側の振動翼の
推力の相互間に差を生じさせることにより、舵取りを行
なうことが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施形
態について説明すると、図１は本発明の第１実施形態と
しての振動翼付き水中航走体の内部構成を模式的に示す
平面図、図２は図１の水中航走体の内部構成を模式的に
示す側面図であり、図３は図１，２の水中航走体におけ
る翼の制御系を示すブロック図である。
【００１８】図１，２に示すように、この第１実施形態
では、尾部に２組の翼（振動翼ともいう。）１ａ，１ｂ
を直列にそなえた水中航走体２が、各振動翼１ａ，１ｂ
を振動（揺動）させるため、同振動翼１ａ，１ｂの前縁
に往復回動の可能な回動軸４，５をそれぞれ固着される
ようにして設けられている。
【００１９】そして、各回動軸４，５を往復回動させる
アクチュエータ14, 15（図３参照）をそなえた振動翼制
御装置６（図１，２参照）が設けられ、同装置６の所要
電力はバッテリー16から供給される。
【００２０】振動翼制御装置６は、図３に示すように、
回動軸アクチュエータ14, 15のほか、各振動翼１ａ，１
ｂの回動軸４，５を相互に協調制御できるように、各ア
クチュエータ14, 15を作動させる角度サーボドライバ13
をそなえるとともに、さらに各振動翼１ａ，１ｂの振
幅，周波数，位相および振動中心について制御を行なえ
るように角度サーボドライバ13に制御信号を送る振動翼
コマンド発生器12もそなえている。
【００２１】なお、この水中航走体２では、尾部が、図
１に示すごとく、各振動翼１ａ，１ｂの作動に伴って、
しなやかに屈曲できるように、同振動翼１ａ，１ｂを覆
う軟質の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製被覆材のご
とき可撓性の外被２ｃが、剛性または可撓性の前部外被
２ｂに所要の部位２ａで接続するように装着されてい
る。
【００２２】また、本実施形態の振動翼付き水中航走体
では、その浮沈も制御できるように、注排水可能のタン
ク７が設けられるとともに、同タンク７の注排水制御機
構として、図２に示すごとく、ポンプ８および切替バル
ブ９，10を含む配管と、同ポンプ８および各バルブ９,
10を制御してタンク７の浮力の制御を行なう浮力制御装
置17とが設けられている。
【００２３】上述の水中航走体における振動翼１ａ，１
ｂの制御のための振動翼コマンド発生器12の操作量の導
出および浮力制御装置17による制御は次のように行なわ
れる。 （１）水中航走体２に与えたい力を水平成分と垂直成分
に分解する。 （２）水平成分の力の大きさは、回動軸４，５の往復回
動の振幅および周波数の大きさにより制御する。また、
力の前後方向の向き（前進後進）は回動軸４，５の相互
間の位相により制御する。そして、舵取りのための水平
成分の力の向きの制御は、振動翼１ａ，１ｂの振動中心
をこの水中航走体の中心線11から偏心させる量により行
なう。 （３）垂直成分の力の大きさについては、浮力制御装置
17によりタンク７内の水の量をポンプ８および各バルブ
９，10を介して制御し、このようにして浮力調整が行な
われる。
【００２４】振動翼コマンド発生器12は操縦指令（推進
力，回頭角，浮力など）とセンサ入力（速度など）を入
力し、基準波形を正弦波とした各回転軸４，５の振幅，
周波数，回転軸４，５間の位相，振動中心を出力するこ
とにより振動翼１ａ，１ｂの運動を規定する。ここで振
動中心とは航走体２の中心線11と振動翼１ａ，１ｂの振
れ角の中心位置とがなす角度のことをいう。角度サーボ
ドライバ13は振動翼コマンド発生器12の出力を各回転軸
１ａ，１ｂの角度信号に変換し、回転軸アクチュエータ
14, 15を制御する。振動翼制御装置６および浮力制御装
置17の制御方法を以下に示す。
【００２５】（１）振動翼コマンド発生器12の学習（準
備） 水中航走体２の速度（流れがある場合は相対速度）と推
進力毎の最適な振動翼１の振幅，周波数と位相差を下記
手段にて求める。 (ａ)水中航走体２を水槽中に固定し、推力をはかるため
にひずみゲージを取り付ける。 (ｂ)水槽に一定の流れを与え、推力が発生するように振
動翼１を動作させる。ここで、上記流れの流速を水中航
走体２の速度として処理する。 (ｃ)特定の推力にて回転軸アクチュエータ14, 15の合計
の消費電力が最小となる振動翼１の振幅，周波数と位相
差の組み合わせを最急降下法にて求める。 (ｄ)数種類の速度と推力の組み合わせにて(ｂ),(ｃ)を
行ない、データを速度と推力の２次元テーブルの形にま
とめる。
【００２６】（２）振動翼制御装置６の制御法 振動翼コマンド発生器12の学習を上記手順により終了さ
せた後、下記手順により振動翼制御装置６は振動翼２を
制御する。 (ａ)振動翼コマンド発生器12は、操縦指令（外部からの
無線指令）の推進力とセンサ入力（水中航走体２に取り
付けられた速度計からの入力）の速度を入力され、(１)
項で学習したテーブルを補間することにより振動翼２の
振幅，周波数および位相差を出力する。 (ｂ)振動翼コマンド発生器12は操縦指令の回頭角を入力
し、係数を掛け振動中心として出力する。上記係数は振
動中心の最大値を回頭角信号の最大値で正規化するよう
な係数とする。 (ｃ)角度サーボドライバ13は、振動翼コマンド発生器12
の出力である、振幅（最大角度）をＡ，周波数（角振動
数）をω，位相をα，振動中心をＫ，時間をｔとする
と、以下の式より回転軸アクチュエータ14，15の角度信
号を出力する。 回転軸アクチュエータ14の角度信号＝Ａｓｉｎ(ωｔ)＋
Ｋ 回転軸アクチュエータ15の角度信号＝Ａｓｉｎ(ωｔ＋
α)＋Ｋ (ｄ)回転軸アクチュエータ14, 15は上記(ｃ)で求めた角
度信号に従い、翼を振動させる。
【００２７】（３）浮力制御装置17の制御法 浮力制御装置17は下記手順により、浮力を調整する。 (ａ)操縦指令の浮力を浮力の向きと大きさに分解する。 (ｂ)浮力の向きにより、浮上の時は排水弁９を開き、給
水弁10を閉じ、沈降の時は給水弁10を開き、排水弁９を
閉じる。 (ｃ)浮力の大きさに従い、給水排水ポンプ８の出力を調
整する。 (ｄ)浮き袋の入口の流量が０になった（満水または空に
なった）とき、給水排水ポンプ８を停止する。
【００２８】上述の第１実施形態の振動翼付き水中航走
体では、推進，回転および浮沈の３次元制御が可能にな
る。すなわち、前縁に固着された回動軸４，５の往復回
動により振動する翼１ａ，１ｂが直列に複数組そなえら
れるので、各翼１ａ，１ｂの振幅，周波数，振動中心お
よび位相の協調制御により、上記複数組の翼１ａ，１ｂ
が全体として魚の尾びれのようにしなやかに揺動して所
要の推力の発生および舵取りが行なわれるようになる。
したがって、従来のスクリュープロペラ（図４の符号01
参照）のような巻込みの危険性が無くなる。
【００２９】また、回動軸４，５が横方向に配設されれ
ば、上記複数組の翼が、潜水船の潜舵のように、あるい
は魚の両側の胸びれのように作動して、潜水深度の変更
も可能になる。
【００３０】さらに、本実施形態の水中航走体では、特
に注排水制御の可能なタンク７が設けられるので、同タ
ンク７が魚の浮袋のように浮力の調整を行なって、この
水中航走体の浮沈制御が円滑に行なわれるようになる。
【００３１】次に本発明の第２実施形態としての振動翼
付き水中航走体について説明すると、図４はその内部構
成を模式的に示す平面図、図５はその内部構成を模式的
に示す正面図、図６はその振動翼の制御系を示すブロッ
ク図である。
【００３２】図４，５に示すように、この第２実施形態
では、水中航走体22の両側部に、それぞれ基端を枢着さ
れた振動翼21をそなえ、同振動翼21を竪軸25を介し竪軸
線のまわりに往復回動させる流体圧式または電動式のシ
リンダ装置としての第１アクチュエータ24と、同振動翼
21を横軸26を介し横軸線のまわりに回動させて翼角を調
整しうるモーターのごとき第２アクチュエータ23とが設
けられている。
【００３３】そして、第１アクチュエータ24および第２
アクチュエータ23を操縦指令に基づき制御して両側の振
動翼21により水中航走体22の推進および舵取りを行なう
ための振動翼制御装置28（図６参照）が設けられてい
る。
【００３４】また本実施形態の水中航走体では、その浮
沈も制御できるように、注排水可能のタンク（浮袋）29
と、その図示しない注排水制御系とが設けられている。
なお、図４における符号27は電源としてのバッテリーを
示している。
【００３５】上述の水中航走体における振動翼21の制御
装置28の操作は次のように行なわれる。 （１）操作量である推力を水中航走体22の重心に掛ける
推力で表す。 （２）上記(１)項の推力を左右の振動翼21の航走体本体
との接続点に掛ける推力の和になるように、左右の振動
翼21へ推力を配分する。 （３）上記(２)項の各振動翼21の推力から同振動翼21の
回動速度と振幅の大きさとを求め、竪軸25まわりの角度
が上記の回動速度と振幅とになるように第１アクチュエ
ータ24を制御する。 （４）翼角制御用の第２アクチュエータ23は、前進方向
に推力を発生させる場合には両振動翼21を開くときに抵
抗を受けないように翼角を水平方向へ制御し、閉じると
き推力を発生するように翼角を垂直方向へ制御する。後
進方向に推力を発生させる場合には、翼を開くときに推
力を発生するように翼角を垂直方向へ制御し、閉じると
き抵抗を受けないように翼角を水平方向へ制御する。 （５）舵取りの際には、左右の振動翼21の各推力に差を
生じさせて、所望の方向へ水中航走体22を旋回させるよ
うにする。
【００３６】このようにして、この第２実施形態の振動
翼付き水中航走体では、左右の振動翼21が魚の胸びれの
ように作動して、水中航走体22の前後進および舵取りが
可能になるほか、各振動翼21の翼角制御により同振動翼
21を潜水船の潜舵のように用いることも可能になる。そ
して、浮力調整用のタンク２の注排水制御と相まって、
水中航走体の潜航深度の調整が自在に行なわれるように
なる。
【００３７】振動翼21の制御は、図６に示すように、振
動翼制御装置28が、回転角制御アクチュエータ24へシリ
ンダストロークを指示するとともに、翼角アクチュエー
タ23へ角度を指示することにより行なわれ、浮き袋29の
浮力制御は、第１実施形態と同じである。この第２実施
形態では振動翼21の回転運動を含めた６軸運動の制御が
可能であり、以下に上記ストロークと角度の制御方法を
図６により説明する。
【００３８】（１）振動翼21の動作範囲の計測（準備） (ａ)水中航走体22を水槽中に固定し、水中航走体22と振
動翼21の接続部に掛かる力（上下，左右，前後の３方
向）を計測するためにセンサを取り付ける。 (ｂ)回転角制御アクチュエータ24のストローク範囲と翼
角アクチュエータ23の角度を指定し、１回の揺動で水中
航走体22と振動翼21の接続部に掛かる力を計測する。 (ｃ)上記(ｂ)を繰り返し、上下，左右，前後の３方向に
掛けることができる力の範囲とその時のストローク範囲
と翼角の角度をデータべースとしてまとめる。 (ｄ)上記(ｃ)のデータにおいて往復運動となる同じスト
ローク範囲のデータを組み合わせて振動翼21が発生する
力とその時の振動パターンをまとめる。 (ｅ)振動翼21の揺動速度と接続部に掛かる力の比を求め
る。
【００３９】（２）振動翼の制御法 (ａ)振動翼制御装置28により、振動翼21の出力可能な推
力の方向と大きさを制約条件として、水中航走体22の操
縦指令（水中航走体に掛ける力とモーメント）を非線形
計画法にて左右の振動翼21に分配する。 (ｂ)上記(ａ)の各振動翼に分配した力を発生する揺動パ
ターンを上記(１)で作成したデータより求める。 (ｃ)１往復毎に上記(ｂ)で求めた揺動パターンを更新
し、回転角制御アクチュエータ24と翼角アクチュエータ
23を制御する。 上記方法に浮力制御を組み合わせ、回転を伴った６軸の
推進力制御が可能となる。
【００４０】次に本発明の第３実施形態としての振動翼
付き水中航走体について説明すると、図７，８はその全
体構成を模式的に示すもので、図７はその平面図、図８
はその正面図であり、図９はその振動翼の制御系を示す
ブロック図である。
【００４１】図７，８に示すように、この第３実施形態
では、水中航走体32の両側部に、それぞれ基端を枢着さ
れた多数の横方向の骨材31ａが、前後方向の軸線36のま
わりに往復回動しうるように、互いに前後に所定の間隔
をあけて列設されている。そして、骨材31ａに張設され
た柔軟な翼板31ｂが設けられ、このようにして多数の骨
材31ａと翼板31ｂとにより、振動翼31が構成されてい
る。
【００４２】また、各アクチュエータ34を制御する振動
翼制御装置35（図９参照）と、電源となるバッテリ37と
が装備されており、振動翼制御装置35は多数の骨材31の
往復回動をアクチュエータ34を介して個別に制御して振
動翼31をエイのひれのように波打たせることにより、こ
の水中航走体32の推進および舵取りを行なう機能を有し
ている。また、この水中航走体32には、その浮沈を制御
できるように、注排水可能のタンク（浮き袋）38と、そ
の図示しない注排水制御系とが設けられている。
【００４３】上述の水中航走体における振動翼制御装置
35の操作は次のように行なわれる。 （１）操作量である推力を航走体中心線方向の推力と重
心回りのモーメントで表す。 （２）上記(１)項の推力とモーメントを左右の振動翼31
に掛かる航走体中心線33に平行な推力の和に配分する。 （３）上記(２)項で求めた推力になるように振動翼制御
装置35が各骨材31ａの角度を制御する。推力の大きさは
各骨材31ａの角速度と骨材相互間の位相差で制御し、推
力を大きくするときは角速度および位相差を共に大きく
し、推力を小さくするときは角速度および位相差を共に
小さくする。 （４）推力の向きは、前進方向へ推力を掛ける場合は先
頭の骨材から末尾の骨材に向かって各骨材の往復回動
（振動）の位相を遅らせ、後進方向へ推力を掛ける場合
は先頭の回転軸から末尾の回転軸に向かって位相を進ま
せる。 （５）舵取りの際には、左右の振動翼31の各推力に差を
生じさせて、所望の方向へ水中航走体32を旋回させるよ
うにする。
【００４４】このようにして、この第３実施形態の振動
翼付き水中航走体では、左右の振動翼31がエイのひれの
ように作動して、水中航走体32の前後進および舵取りが
可能になるほか、各振動翼31の骨材31ｂの制御により同
振動翼31を潜水船の潜舵のように用いることも可能にな
る。そして、浮力調整用のタンク38の注排水制御と相ま
って、水中航走体32の潜航深度の調整が自在に行なわれ
るようになる。
【００４５】振動翼制御装置35は、水中航走体32に掛け
たい推力とモーメントを左右の振動翼31に分配し、上記
推力を振動翼31が発生するための揺動パターンの生成と
アクチュエータ34の制御を行なう。浮き袋38の浮力制御
は第１実施形態と同じである。以下に上記揺動パターン
の導出方法および制御方法を示す。
【００４６】（１）推力の計算（準備） (ａ)水中航走体32を水槽に固定し、推力をはかるために
ひずみゲージを取り付ける。 (ｂ)アクチュエータ34が最大振幅かつ最大角速度となる
正弦波で揺動させる。 (ｃ)隣接するアクチュエータ34の位相差はすべてのアク
チュエータ34で同一とし、最大推力を発生する位相差を
求める。 (ｄ)上記(ｂ)で求めた位相差と骨材31ａの間隔から揺動
波の速度を求める。
【００４７】（２）振動翼31の制御法 (ａ)振動翼制御装置35による制御に際して、操縦指令
（推進力と回頭角）より水中航走体32に掛ける推力を、
航走体中心線33方向の推力と重心回りのモーメントで表
す。 (ｂ)上記(ａ)の推力とモーメントを左右の回転軸36に掛
ける推力に配分する。 (ｃ)上記(ｂ)で求めた推力を(１)で求めた最大推力で正
規化し、アクチュエータ34の揺動速度を求める。 (ｄ)センサ入力（水中航走体32の速度）を考慮し、振動
翼の揺動波形の対水速度が(１)で求めた揺動波形の速度
になるようにアクチュエータ間の位相差を求める。 (ｅ)上記(ｃ),(ｄ)で求めた揺動波形になるようにアク
チュエータ34を制御する。
【００４８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の振動翼付
き水中航走体によれば次のような効果が得られる。 (1) 水中航走体において、前縁に固着された回動軸の往
復回動により振動する翼が直列に複数組そなえられるの
で、各翼の振幅，周波数，振動中心および位相の協調制
御により、上記複数組の翼が全体として魚の尾びれのよ
うにしなやかに揺動して所要の推力の発生および舵取り
が行なわれるようになる。したがって、従来のスクリュ
ープロペラのような巻込みの危険性が無くなる。（請求
項１） (2) 上記回動軸が横方向に配設されれば、上記複数組の
翼が、潜水船の潜舵のように、あるいは魚の両側の胸び
れのように作動して、潜水深度の変更も可能になる。 (3) 上記水中航走体に注排水制御の可能なタンクが設け
られると、同タンクが魚体内の浮沈用浮袋のように浮力
の調整を行なって、上記水中航走体の浮沈制御が円滑に
行なわれるようになる。（請求項２） (4) 水中航走体の左右の振動翼を前後に振動（揺動）さ
せる第１アクチュエータと、同振動翼の翼角を調整する
第２アクチュエータとをそなえると、左右の振動翼が魚
の胸びれのように作動して、水中航走体の前後進および
舵取りが可能になるほか、各振動翼の翼角制御により同
振動翼を潜水船の潜舵のように用いることも可能にな
る。（請求項３） (5) 水中航走体の左右の振動翼を、上下に往復回動（振
動）可能の多数の骨材と、同骨材に張設された柔軟な翼
板とで構成して、エイのひれのように制御すると、水中
航走体の前後進および舵取りが可能になるほか、上記骨
材の制御により上記振動翼を潜舵のように用いることも
可能になる。（請求項４）
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としての振動翼付き水中
航走体の内部構成を模式的に示す平面図である。
【図２】図１の振動翼付き水中航走体の内部構成を模式
的に示す側面図である。
【図３】図１，２の振動翼付き水中航走体における翼の
制御系を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態としての振動翼付き水中
航走体の内部構成を模式的に示す平面図である。
【図５】図４の振動翼付き水中航走体の内部構成を模式
的に示す正面図である。
【図６】図４，５の振動翼付き水中航走体における翼の
制御系を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３実施形態としての振動翼付き水中
航走体の内部構成を模式的に示す平面図である。
【図８】図７の振動翼付き水中航走体の内部構成を模式
的に示す正面図である。
【図９】図７，８の振動翼付き水中航走体における翼の
制御系を示すブロック図である。
【図１０】従来の水中航走体の側面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 翼（振動翼） ２ 水中航走体 ２ｂ 剛性または可撓性の外被 ２ｃ 可撓性外被 ４，５ 回動軸 ６ 振動翼制御装置 ７ タンク ８ ポンプ ９，10 バルブ 11 中心線 12 振動翼コマンド発生器 13 角度サーボドライバ 14, 15 回動軸アクチュエータ 16 バッテリー 17 浮力制御装置 21 振動翼 22 水中航走体 23 第２アクチュエータ 24 第１アクチュエータ 25 竪軸 26 横軸 27 バッテリー 28 振動翼制御装置 31 振動翼 31ａ 骨材 31ｂ 翼板 32 水中航走体 33 中心線 34 アクチュエータ 35 振動翼制御装置 36 軸線 37 バッテリー 38 タンク

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水中航走体において、前縁に固着された
    回動軸の往復回動により振動する翼を直列に複数組そな
    えるとともに、上記複数組の翼の各回動軸を回動させる
    アクチュエータをそなえ、上記の各回動軸を相互に協調
    制御すべく、各回動軸の往復回動に伴う各翼の振幅，周
    波数，振動中心および各翼の相互間の位相の設定のため
    の制御信号を出力する振動翼コマンド発生器と、同振動
    翼コマンド発生器から出力された制御信号を上記の各回
    動軸の回動に係る信号に変換して各回動軸についての上
    記アクチュエータを制御する角度サーボドライバとから
    なる振動翼制御装置が設けられたことを特徴とする、振
    動翼付き水中航走体。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の振動翼付き水中航走体
    において、同水中航走体の浮沈を制御すべく、注排水可
    能のタンクと、同タンクの注排水制御機構とが設けられ
    たことを特徴とする、振動翼付き水中航走体。
  3. 【請求項３】 水中航走体において、両側部にそれぞれ
    基端を枢着された振動翼をそなえ、同振動翼を竪軸線の
    まわりに往復回動させる第１アクチュエータと、同振動
    翼を横軸線のまわりに回動調整する第２アクチュエータ
    とが設けられるとともに、上記の第１および第２アクチ
    ュエータをそれぞれ制御して上記振動翼により上記水中
    航走体の推進および舵取りを行なうための振動翼制御装
    置が設けられたことを特徴とする、振動翼付き水中航走
    体。
  4. 【請求項４】 水中航走体において、両側部にそれぞれ
    基端を枢着されて前後方向の軸線のまわりに往復回動し
    うるように互いに前後に間隔をあけて列設された多数の
    横方向骨材と、同骨材に張設された柔軟な翼板とからな
    る振動翼をそなえるとともに、上記多数の骨材の往復回
    動を個別に制御して上記振動翼を波打たせることにより
    上記水中航走体の推進および舵取りを行なうための振動
    翼制御装置が設けられたことを特徴とする、振動翼付き
    水中航走体。
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