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位置姿勢制御装置及び位置姿勢制御方法

国内特許コード P07P005254
整理番号 KANDAI-109
掲載日 2007年5月25日
出願番号 特願2005-311686
公開番号 特開2007-118702
登録番号 特許第4764698号
出願日 平成17年10月26日(2005.10.26)
公開日 平成19年5月17日(2007.5.17)
登録日 平成23年6月17日(2011.6.17)
発明者
  • 倉田 純一
  • 内山 寛信
  • 入江 健一
出願人
  • 学校法人 関西大学
発明の名称 位置姿勢制御装置及び位置姿勢制御方法
発明の概要

【課題】小回りの効く浮遊体の位置姿勢制御を可能にするとともに、一方向だけでなくその他の種々の方向についても同一姿勢を維持しながら移動する位置姿勢制御を可能にする。
【解決手段】それぞれ推力を発生させる6つの推力発生器14を備え、推力発生器14の何れもが、異なる方向に推力を発生させる設定とされている。各推力発生器14は、推力方向に延びる仮想直線30が隣の推力発生器14の推力方向に延びる仮想直線30と仮想軸40に垂直な2つの仮想平面上で交差するように位置決めされるとともに、前記一方の仮想平面上における仮想直線30の交点が仮想軸40上に重心位置のある正三角形の各頂点位置となり、かつ前記他方の仮想平面上における仮想直線30の交点が仮想軸40上に重心位置のある正三角形の各頂点位置となるように位置決めされている。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


浮遊体の一例として深海調査艇が挙げられる。この深海調査艇の一例として、下記非特許文献1にも掲載されている「しんかい6500」があり、この深海調査艇には、図15に示すように艇を前後方向に推進させることを主目的とした推進装置91と、上下移動を担う垂直スラスタ92と、左右方向への頭部旋回を担う水平スラスタ93とが設けられている。そして、深海調査艇は、これら推進装置91及び両スラスタ92,93による推力を制御することにより、調査海域において縦横無尽に、かつ調査物体を捕捉したまま追跡を行うことができるようになっている。この深海調査艇では、前後・上下・左右の三軸方向の推力で位置姿勢制御を行うので、非ホロノミックな拘束条件となっている。

【非特許文献1】「平成17年6月27日検索」、インターネット<URL;http://www.jamstec.go.jp/ships/shinkai3.html>

産業上の利用分野


本発明は、浮遊体の位置及び姿勢を制御する位置姿勢制御装置及び位置姿勢制御方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
浮遊体の位置及び姿勢を制御する位置姿勢制御装置であって、
それぞれ推力を発生させる6つの推力発生器と、
前記各推力発生器を制御する制御部とを備え、
前記推力発生器の何れもが、異なる方向に推力を発生させる設定とされ、かつ、仮想軸に垂直な2つの仮想平面を規定したときに、前記各推力発生器は、推力方向に延びる仮想直線が隣の推力発生器の推力方向に延びる仮想直線と前記仮想平面上で交差するように位置決めされるとともに、前記一方の仮想平面上における前記仮想直線の交点が前記仮想軸上に重心位置のある正三角形の各頂点位置となり、かつ前記他方の仮想平面上における前記仮想直線の交点が前記仮想軸上に重心位置のある正三角形の各頂点位置となるように位置決めされている位置姿勢制御装置。

【請求項2】
前記2つの正三角形の各頂点位置となる各交点が、前記仮想軸の方向に見て正六角形以外の六角形を構成するように前記各推力発生器が位置決めされている請求項に記載の位置姿勢制御装置。

【請求項3】
前記各推力発生器の何れもが、前記仮想直線と前記仮想平面とのなす角度が同じ角度になるように設定されている請求項又はに記載の位置姿勢制御装置。

【請求項4】
前記一方の仮想平面上における正三角形の各頂点を通る仮想円の半径に対する前記他方の仮想平面上における正三角形の各頂点を通る仮想円の半径の比をRとし、前記一方の仮想平面上の仮想円の半径に対する前記両仮想平面間の間隔の比をHとしたときに、下記の式(1)
【数式1】



(ただし、Rc=-0.1、Hc=0.0、a=0.045、b=0.07、c=12、d=0.25)によって描かれる楕円の内側の領域に前記R及びHが属している請求項又はに記載の位置姿勢制御装置。

【請求項5】
前記推力発生器は、前記仮想直線と前記仮想平面とのなす角度が45度に設定されている請求項に記載の位置姿勢制御装置。

【請求項6】
浮遊体の位置及び姿勢を制御する位置姿勢制御方法であって、
何れも異なる方向に推力を発生させる向きに固定される6つの推力発生器が用いられ、
仮想軸に垂直な2つの仮想平面を規定したときに、
前記各推力発生器が、推力方向に延びる仮想直線が隣の推力発生器の推力方向に延びる仮想直線と前記仮想平面上で交差するように位置決めされるとともに、前記一方の仮想平面上における前記仮想直線の交点が前記仮想軸上に重心位置のある正三角形の各頂点位置となり、かつ前記他方の仮想平面上における前記仮想直線の交点が前記仮想軸上に重心位置のある正三角形の各頂点位置となるように位置決めされ、前記各推力発生器が発生させる推力を調整することによって前記浮遊体の位置及び姿勢を制御する位置姿勢制御方法。

【請求項7】
前記2つの正三角形の各頂点位置となる各交点が、前記仮想軸の方向に見て正六角形以外の六角形を構成するように前記各推力発生器が位置決めされている請求項に記載の位置姿勢制御方法。

【請求項8】
前記各推力発生器の何れもが、前記仮想直線と前記仮想平面とのなす角度が同じ角度になるように設定されている請求項又はに記載の位置姿勢制御方法。
産業区分
  • 船舶
  • 船舶
  • その他衛生
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2005311686thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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