JPS5823760Y2 - 自動操舵回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は船舶等の自動操舵回路に関し、舵の制御回路
を基準回路に選択的に接続可能とすることによって、制
御回路の零点チェックを容易にできるようにしたもので
ある。

船舶等の自動操舵方式においては、錠機構の制御回路を
方位、風向、海流（水流）等の舵角設定要因の検出部に
接続して、負帰還自動制御によって舵角の設定を行うが
、この場合、非行動状態において制御回路が正しく零点
状態に保たれている事が必要である。

非行動状態において制御回路が零点状態に保たれてない
と、制御動作が始まっても、舵が本来あるべき零点状態
（即ちトモ軸方向に合致した中立軸）から偏った舵角位
置を基準に転舵する事になり、制御動作に狂いが生じて
くる。

この結果、自動操舵系全体の動作に異常があった場合、
はたしてその異常が検出部および／もしくは錠機構の異
常によるものなのか、制御回路の零点調整が行われてな
い事によるものか、その間の識別が出来ない。

この考案の目的は舵の制御回路を有した自動操舵回路に
おいて、制御動作とは分離して、制御回路そのもの＼零
点チェックを簡単に行えるようにすることにある。

この考案の他の目的は、自動操舵回路全体の動作に異常
があった場合に、その異常が検出部、制御回路および錠
機構のいずれの異常に起因するものであるかを容易に識
別できるようにすることにある。

この考案においては、検出部と制御回路と錠機構に加え
て基準回路を設け、通常の制御動作中は制御回路を検出
部に接続し、零点チェック時には制御回路を基準回路に
接続せしめ、この際、基準回路からの基準入力信号によ
って舵がトモ軸方向（中立軸）に設定されるようにした
ものである。

更に詳述すれば、舵駆動用のモーターと舵との間にはモ
ーターの回転角に比例して可動するポテンション要素が
介設されており、舵がトモ軸方向（中立軸）にあるとき
はポテンション要素も中立軸上にあってこれに相当した
出力を出し、このとき基準入力信号とポテンション要素
からの出力信号の逆転したものとが制御回路の差動増幅
器の出力を零にするような大小関係に設定されているの
である。

以下図面によって更に詳細に説明する。

第１図はこの考案の自動操舵回路の全体的構成を示すも
ので、制御回路１は錠機構２の働きを制御するもので、
検出部４と基準回路５が切換部３を介して選択的にこれ
に接続されるものである。

即ち、通常の制御動作中は制御回路１は検出部４に接続
されて、検出部４からの入力信号に応じて錠機構２に制
御信号を与えてその自動操舵を行う。

制御動作を開始するに先立ってこの制御回路１は基準回
路５に接続されて、その零点チェックが行われる。

第２図に示すのは、上記の自動操舵回路の詳細な構成で
ある。

制御回路１において、増幅器１１の出力端は差動増幅器
１２のマイナスの入力端に接続され、増幅器１２の出力
端は互に並列に設けられたフィルター付モーター駆動回
路１３．１４を介してモーター１５に接続されている。

モーター１５の出力端に接続されたポテンション要素１
６の出力端は増幅器１７を介して、前記した増幅器１２
のプラスの入力端に接続されている。

こＳで、後に詳述するように、ポテンション要素１６は
モーター１５の回転角に比例して可動する。

又、増幅器１７は負帰還を行うものであり、増幅器１１
から増幅器１２への入力信号と増幅器１７から増幅器１
２への入力信号とは逆相（極性が逆）になっている。

錠機構２の舵２１はモーター１５の出力軸に作動連結さ
れており、舵２１はモーター１５の回転角に応じてその
中立軸（即ち舵の用いられている船舶のトモ軸方向）に
ついて左右に振れるが、この振れの程度はポテンション
要素１６の中立軸に対する上下の可動の程度と比例する
。

（後に詳述する） 切換部３は多接点スイッチ３１を有しており、このスイ
ッチ３１の−の接点は制御回路１の増幅器１１に、他の
−の接点は基準回路５の基準入力要素５１に、残余の接
点は検出部４の各要素４１゜４２．４３等に夫々接続さ
れている。

基準入力要素５１は例えば抵抗等を含んだ回路であって
、制御回路１に接続されたとき、所定の大きさの基準入
力信号、例えば所定の電圧を制御回路１に加えるもので
ある。

検出部４の各要素とは、例えば方位検出要素４１、風向
検出要素４２、海流（又は水流）検出要素４３等であっ
て、船舶の航行を決定するこれら諸要因に応じた信号を
制御回路１に与え、設定されるべき舵２１の舵角決定に
影響を及ぼすものである。

第３図にポテンショ要素１６の一例を示す。

即ちモーター１５の出力軸の回転は適宜なる運転伝達機
構１６１によって可変抵抗１６２に伝えられ、従って可
変抵抗１６２の動きはモーター１５の回転角に比例する
。

こ＼で、舵２１が中立軸の左右に角度θずつ、合計２θ
の範囲で振れる場合可変抵抗１６２による電圧降下はそ
の中立軸の上下にＶずつ合計２■になる様に設定する。

そして、舵２１の中立軸（振れ角０）が可変抵抗１６２
の中立軸（電圧降下■の位置）に相当するように設定す
る。

こ＼で通常の制御動作について説明する。

この場合のスイッチ３１は検出部４の例えば方位検出要
素４１に接続されている。

検出部４からの信号（電圧）は増幅器１１から増幅器１
２に入り、その極性（即ち舵２１を中立軸のいずれの側
に振らせるか）のいかんによって１駆動回路１３．１４
の内いずれかの回路を作動させてモーター１５を正又は
逆転させる。

すると上記したポテンション要素１６がこれの回転角に
比例して動作して増幅器１７を介して増幅器１１からの
入力信号と逆相の電圧を増幅器１２に印加する。

舵２１が検出部４からの信号に応じた角度だけ回転し終
ると、増幅器１２への増幅器１１からの入力信号と増幅
器１７からの増幅器１２への入力信号とは逆相でかつ絶
対値が等しくなるから、増幅器１２の出力は零となり、
モーター１５は停止する。

即ち、モーター１５は増幅器１１からの入力信号に比例
した回転角だけ回転し、これにより舵２１の舵角が定ま
る。

転航が完了して船舶の船道方向が検出部４からの信号に
相当する方向に一致すると、検出部４からの信号は零と
なり、従って増幅器１１から増幅器１２への入力信号は
零（上記の具体例では■）となる。

一方、その時点では舵２１は船舶の転舵後のトモ軸方向
（即ち中立軸）からずれているから、ポテンション要素
１６からはこのずれ（モーター１５の回転角に比例して
いる）に相当する信号が増幅器１７を介して増幅器１２
に入る。

先に述べた様にこの信号は極性が逆転しており、しかも
増幅器１１からの入力信号は零であるから、モーター１
５はこの増幅器１７からの入力信号に相当した分だけ転
舵前とは逆方向に回転し、舵２１は中立軸に向けて振れ
、中立軸に至ってモーター１５は停止し、舵２１もそこ
で停止する。

即ち、船舶は転舵後の設定方向に沿って直進航行する。

以上はごく一般の負帰還フィードバック動作である。

次にこの考案の操舵回路の動作について説明する。

零点チェックの時点において舵２１が中立軸に合致して
おり（即ち狂いがなく）、従って第３図の可変抵抗１６
２も中立軸（電圧■）に位置しているものとする。

この時接点スイッチ３１を切換えて基準入力要素５１と
増幅器１１とを接続し、基準入力要素５１から電圧■の
基準入力信号を与える。

この信号は増幅器１１を介して増幅器１２の−の入力端
に送り込まれる。

一方、ポテンショ要素１６からは増幅器１７を介して逆
転した入力信号−■が増幅器１２の他の入力端に送り込
まれる。

かくして両用幅器ＩＬ１７からの入力信号は互に相殺さ
れ、増幅器１２の出力は零となり、モーター１５は回転
せず、舵２１はそのま＼中立軸上に位置する。

零点チェックの時点において、舵２１が中立軸上になく
（即ち狂っていて）、例えば第３因中十θ／２の位置に
あるとすると、可変抵抗１６２は１．５■に位置する。

この時接点スイッチ３１を切換えて基準入力要素５１と
増幅器１１とを接続し、基準入力要素５１から電圧■の
基準入力信号を与える。

この信号は増幅器１１を介して増幅器１２の−の入力端
に送り込まれる。

一方、ポテンション要素１６からは増幅器１７を介して
逆転した入力信号−１，５■が増幅器１２の他の入力端
に送り込まれる。

かくして両用幅器１１．１７からの入力信号の偏差−０
，５Ｖが増幅器１２の出力信号となり、これによってモ
ーター１６は舵２１を中立軸に向けて振る様に回転し、
舵２１が中立軸に達すると、増幅器１１と１７からの入
力信号は＋■と一■となって相殺し、増幅器１２の出力
は零となり、モーター１６は停止し、舵２１は中立軸に
合致する。

即ち狂いが修正された。尚、以上の例では舵２１の中立
軸からの振れを左右にθづつとり、これに対応して可動
抵抗１６２の可動範囲を中立軸を■として上下に■ずつ
とり、基準入力信号を■としたがこれは一例にすぎず、
三者の関係は実用上の条件に応じて種々自由に設定でき
る。

要するに、舵２１が中立軸上にあるとき、ポテンション
要素も中立軸上に出力を示し、このとき基準入力信号と
ポテンション要素からの逆転入力信号とが増幅器１２の
出力を零にするような大小関係ならよいのである。

以上のように、この考案によれば、自動操舵のための制
御回路の零点チェックをいつでも必要なときに簡単なス
イッチ切換操作によって行う事が出来る。

従って、制御回路は常に正しく零点調整された状態に保
たれるから、自動操舵回路全体に動作上異状があった場
合、検出部か舵機構をチェックすれば充分であり、従来
のように、これらの部分の異状と制御回路自身の異状と
が混同されるような事はない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の自動操舵回路の全体的構成を示すブ
ロック線図、第２図はその各部構成を詳細に示すブロッ
ク線図、第３図は第２図の構成において用いられるポテ
ンション要素の一例を示す説明図である。 １・・・・・・制御回路、２・・・・・・舵機構、３・
・・・・・切換部、４・・・・・・検出部、５・・・・
・・基準回路、１１．１７・・・・・・増幅器、１３，
１４・・・・・・モーター駆動回路、１５・・・・・・
モーター、１６・・・・・・ポテンション、２１・・・
・・・舵、３１・・・・・・多接点スイッチ、５１・・
・・・・基準入力要素。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 舵の動きを制御する制御回路と、切換部を介してこれに
   選択的に接続される舵角設定要因検出部及び基準回路と
   からなり、上記制御回路が該基準回路に接続された場合
   該基準回路からの基準入力信号によって舵がトモ軸方向
   （中立軸）に設定される如き自動操舵回路。