JPS60278B2

JPS60278B2 - 自動操舵装置

Info

Publication number: JPS60278B2
Application number: JP1683279A
Authority: JP
Inventors: 弘信佐藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-02-16
Filing date: 1979-02-16
Publication date: 1985-01-07
Also published as: JPS55110696A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、横風や横波に影響されない自動操舵装置に関
するものである。

従来のフィードバックシステムを改良した自動操舵装置
として、本発明者は、船の目標方向を設定した時、船の
現在進行方向と目標方向の偏角に比例する信号が発生す
ると同時に、一定の割合で増加（減少）する信号が出さ
れ、偏角に比例した信号によって舵が動かされ、前記増
加（減少）信号が偏角に比例した信号と一致した時、舵
を逆方向に切って当て舵とすると共に、前記増加（減少
）信号を減少（増加）させ、前記信号が前記偏角に比例
した信号より小さくなった時、再び舵を切って船を目標
方向へ進めるようにした自動操舵装置を提案した（実公
昭５２−２６７２０号公報参照）。

第１図はこの自動操舵装置の回路を示したもので、この
装置の動作は、まず、船を目標方向に進ませたい場合、
光導電素子４，５を磁気コンパス２に対して偏位させる
と、この光導電素子４，５はスリット３を通る光の照射
量によってその抵抗値が変化する。今、光導電素子４に
光が多く照射され、光導電素子５の照射量が少〈なった
と仮定すると、接続点１１の電位は電源８の正の電位
に近くなる。このため、左右信号発生装置１７のトラン
ジスタ１８′のベース電位が高くなり、接続点１６の電
位は変らないため、トランジスタ１８のェミッタベース
間に電位差が生じ、ェミッタからベースに電流が流れる
と共に、トランジスタ１８の増幅作用により電源２０か
らェミツタ、コレクタを通り、リレー２１のコイル２２
に電流が流れ、リレー２１の後片２３，２４はそれぞれ
接点ａから接点ｂに接続され、主リレー２６のコイル２
７に電流が流れ、俵片Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを接点ａから接点
ｂに接続する。従って、電源８の正側から穣片Ｃの穣片
ａ「婆片Ｂの接点ｂ、接片Ｂ、楼片Ａ、髪片Ａの接点ｂ
を通ってモータ３３に流れ、スイッチ２９、薮片○の接
点ｂ、薮片Ｄ、援片Ｃの接点ｂ、リミットスイッチ２８
、主リレー２６′の援片Ｂ′の接点ｂを通って電源８の
負側に流れ、舵３２は第１図の上側へ曲げられ、光導電
素子４の抵抗を増加させる方向に船の進行方向が曲げら
れる。−方ト調節抵抗装置においては、リレー２１の援
片２４が接点ｂに接続する前は接点ａを介して電源８の
正側に接続されているので、コンデンサー４は正に充電
されている。

この状態で、前述のようにコイル２２に電流が流れて懐
片２４が接点ｂに接続すると、コンデンサー４が放電し
、これによってトランジスタ１３が導適するので、コン
デンサー４の両端の電圧が低下につれてトランジスタ１
３の電流が増加し、接続点１６の電位は徐々に増加する
。従って、舵３２の偏位によって光導電素子４の抵抗が
増加し、接続点１１の電位が徐々に下げられると同時に
、懐続点１６の電位が徐々に増加することによって、船
がまだ目標方向に向けられないうち接続点１１の電位と
接続点１６の電位が一致し、補助リレー２１のコイル２
２に電流が流れなくなり、主リレー２６および補助リレ
ー２１の各嬢片はそれぞれ接点ａに接続される。以上の
状態を第２図により説明すると、光導電素子４，５を目
標方向に回動し、接続点１１の電位Ｖ，が上昇するとり
レー２１が動作するため、舵３２が動かされて船を目標
方向に向けると、接続点１１の電位Ｖ，は時刻ｔ，で減
少する。一方、リレー２１によってコンデンサー４が徐
々に放電するため、接続点１６の電位Ｖ２は徐々に増
加し、時刻ｔ２で接続点Ｖ，の電位と接続点Ｖ２の電位
が一致するため、補助リレー２１および主リレー２６の
援片は全て懐点ａに接続される。この時から、コンデン
サ１４は充電を開始するため、コンデンサー４の端子電
圧に応じてトランジスタ１３を流れる電流が徐々に減少
し、接続点１６の電位Ｖ２は第２図に示したように徐々
に減少する。また、この時点では、船は惰性により目標
方向に向けられているので、接続点１１の電位Ｖ，も徐
々に減少する。しかしながら、補助リレー２１、主リレ
ー２６の薮片が全て接点ａに接続された時に、即ち、第
２図の時刻ｔ２とｔ３の間に、モータ３３は、舵３２に
よりスイッチ２９の後片３０，３１が接点３０′，３１
′に接続されているため、電源８の正側から主スイッチ
２６の薮片Ｃの接点ａ、接片Ｃ、スイッチ２９の接点３
０′、綾片３０を通ってモ−夕３３に逆の電流が流れ、
舵３２は逆方向へ戻され、船が目標方向へ行くのを妨げ
て当て舵の作用をする。

このように舵３２が動作すると、第２図に示したように
、接続点１１の電位Ｖ，の減少が妨げられるが、接続点
１６の電位Ｖ２は、コンデンサ１４が一定の割合で充
電されるので、第２図の時刻ｔ３，ｔ４間に示したよう
に、接続点１１の電位Ｖ，より小さくなる。

この時に再び補助リレー２１のコイルに電流が流れ「援
片２３，２４を接点ｂ側に接続すると共に「主リレー２
６の接片は接点ｂ側へ接続され、モータ３３は舵３２を
曲げて船を再び目標方向に近づける。従って、接続点１
１の電位Ｖ，が減少すると共に、接続点１６の電位Ｖ２
が上昇し、接続点１１の電位Ｖ，の電位を越えると、補
助リレー２１、主リレー２６の各俵片は接点ａに戻ると
共に、モータ３３が逆転して舵３２を戻して船は惰性で
目標方向に近づきすぎるのを妨げる。従って、船は目標
方向へ向かう惰性と舵の戻し１こよって徐々に進行方向
に向けられ、接続点１１の電位Ｖ，は徐々に減少し、ま
た、接続点１６の電位Ｖ２も減少し、第２図の時間ｔ４
，ｔ５で示したように共に減少し、最終的に零になり、
船は目標方向に向けられる。また同様に、船を前記と反
対方向に向けたい時には数字にダッシュのついた装置が
動作する。

以上のように、この装置は、船を目標方向に設定するこ
とによる接続点１１の電位Ｖ，が上昇（または下降）す
ると同時に、接続点１６の電位Ｖ２を一定の割合で増加
（減少）させて減少（増加）させることにより、これら
の電位を比較して、まず接続点１１の電位でモー夕３３
を制御し、次に、接続点１６の電位が高く（低く）なる
と、接続点１６の電位でモータ３３を制御し、接続点１
６の電位Ｖ２が接続点１１の電位Ｖ，より下がりすぎる
と、自動的に電位Ｖ２を上昇させ、その間に接続点１１
の電位でモータを制御することにより、最初は目標方向
と現在の進行方向との偏差信号により船を大きく回動さ
せ、船が目標方向を向き始めると、船の惰性をゆるめた
り、強めたりしながら船を目標方向に向けるようにして
いるので、船を目標方向に精度良く向けることができる
。しかしながら、以上のように構成した自動操舵装置で
は、横風または横波を受けた場合、船は目標方向に進行
するが、横風または横波を受けたことによる目標方向と
のずれを精度良く制御するために、制御回数が多くなり
、それによって船が舵行するという欠点があった。

本発明は、上記の欠点を考慮して、舵を駆動した時、予
め舵の中心をずらした見かけの中心に舵を操作し、横風
や横波がない場合には舵を実際の中心に戻し、横風や横
波がある場合には、舵の見かけの中心を更にずらすよう
にした自動操舵装置を提供するものである。

以下、図面により実施例を詳細に説明する。第３図は、
本発明の１実施例を示したもので、３４はモータ３３の
回転によって回転するプーリー、３５は第１の回転軸、
３６は回転軸３５の回転によって移動する舵中心位置決
め体、３７，３８はラチエツトリレー、３９はラチエツ
トリレ−３７，３８によってそれぞれ正、逆回転する第
２の回転軸、４０はこの回転軸３９によって横方向に移
動し、舵中心位置決め体３６との接触によってオンにな
り、１回のオンでラチエツトリレ−３７，３８をそれぞ
れ１回動作する第１、第２のスイッチ４１，４２を有す
る移動体、４３．４４は舵の最大角を決めるリレー、４
５，４６は移動体４０の最大移動位置を決めるスイッチ
である。

次に、本実施例の動作を第４図により説明する。第４図
は、第１図のモータ３３を動作するスイッチ部分を示し
たものであり、第１図の接点ａ，ｂと対応して動作する
。まず第１図のコイル２７に信号が送られると、接片４
７は接点ａから接点ｂに接触する。これによってリレー
４８が動作し、その接片Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは接点ａから接
点ｂに接触するので、モータ３３は回転し、舵３２を回
動する。それと同時に、第３図のプーリー３４によって
回転軸３５が回転し、舵中心位置決め体３６を第３図の
左方へ移動し、スイッチ４１をオンにする。ここで「第
２図の電位Ｖ２が電位Ｖ，より上昇すると「前述のよう
にコイル２７に信号がなくなるので、鞍片４７は接点ａ
に接触し、リレー４８が動作して援片Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄも
接点ａに接触する。

この時、スイッチ４１が閉じているので、リレー４９が
動作し、薮片Ｅ，Ｆを接点ａから接点ｂに接続し、従っ
てモータ３３を逆転する。それと同時にラチェットリレ
ー３７を動作し、回転軸３９を回転して移動体４０を舵
中心位置決め体３６の移動方向に予め決められた間隔だ
け移動させ、舵３２の中心位置を見かけ上舵を切った方
向に予め決められた距離だけ移動させる。従って、この
ように舵３２の中心が偏位した状態で船が目標方向に設
定された場合は、船は目標方向に対して余分に舵を切っ
た状態になるので、第１図の回路でコイル２７′に信号
が送られ、第４図の後片４７′が接点ｂと接触し、リレ
ー４８′を動作して薮片Ａ′，Ｂ′，Ｃ′，Ｄ′を接点
ａから俵点ｂに接触させ、モータ３３を逆転する。従っ
て、舵中心位置決め体３６が第３図の右方に動くので、
スイッチ４２を閉じ、モータ３３が逆転する時、ラチェ
ットリレ−を戻して舵３２を実際の中心位置へ戻す。も
し、船が目標方向に設定された時に横風または横波を受
けた場合、船が流されて目標方向からずれる度にラチェ
ツトリレー３７または３８が動作し、移動体４０を移動
して舵３２の見かけの中心を移動し、船を横波または藤
風の受ける方向へ常に向けるようにする。

なお、船が例えば横風または横波を受け、船の見かけの
中心を決める移動体４０が中心より偏位した状態にある
ときに、船の方向を手動で変更して本発明の自動操舵に
切り替えた場合には、移動体４０が中心位置に戻るまで
に時間がかかり、自動操舵の本来の動作に時間遅れが生
じる。

従って、船の目標を変更するときに、スイッチ５０また
は５０′を接点ａから接点ｂに接触させて、クリア発振
器５１または５１′から出力されるパルス電圧によりラ
チェットリレー３７または３８を駆動させ、移動体４０
を中心に移動させて、移動体４０がこの中心位置あると
きに自動操舵に切り替えると、舵３２の中心と移動体４
０の中心が一致した状態から制御が行なわれるので、船
を目標方向にスムーズに向けることができる。また５２
は遅延回路であり、モータ３３の急激な動作を避けるよ
うにしている。更に第３図において、スィッチ４３，４
４が動作した時には、舵３２の回動が限界にきた時であ
り、その時には第４図のスイッチ４３，４４をオフにし
てモータの回転を停止する。以上説明したように、本発
明によれば、移動体を移動して舵の中心を見かけ上の中
心に設定させるようにしたので、簡単な構成で、横風ま
たは横波の影響を除去することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本回路図であり、第２図は、第１
図の動作説明図であり、第３図は、本発明の１実施例の
構成図であり、第４図は、第３図を動作するための一部
の回路図である。３４・・・・・・プーリー、３５・・・・・・回転軸、
３６・・・・・・舵中心位置決め体、３７，３８・・・
・・・ラチェツトリレ−、３９・・・・・・回転軸、４
０・・・・・・移動体、４１，４２，４３，４４，４５
，４６……スイッチ。第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

１船の偏角に比例するように電位を設定できる可変抵
抗装置をホイトストンブリツジの比例側に設け、該ホイ
トストンブリツジの反比例側に調節電位を設定する調節
抵抗装置を設け、前記偏角に比例する電位及び前記調節
電位のうちの大きい（または小さい）方の電位によって
主リレーをオンオフし、モータを制御して舵を制御する
ようにした自動操舵装置において、前記モータの回転に
応じて回転する第１の回転軸と、該第１の回転軸の回転
に応じて舵角と対応して直線移動する舵中心位置決め体
と、前記第１の回転軸と平行に設けられた第２の回転軸
の回転によって移動する移動体と、前記舵中心位置決め
体の両端にそれぞれ接触するように前記移動体に装着さ
れて前記舵中心位置決め体で押圧されることによって閉
じる第１、第２のスイツチと、該第１、第２のスイツチ
が閉じることによって閉じた側が駆動されるラチエツト
リレーとからなり、該ラチエツトリレーにより前記第２
の回転軸を回転させて前記移動体を閉じた方のスイツチ
側へ移動することにより、前記舵の見かけの中心を移動
させるようにしたことを特徴とする自動操舵装置。