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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025001996
(43)【公開日】2025-01-09
(54)【発明の名称】浮標
(51)【国際特許分類】
B63B 22/00 20060101AFI20241226BHJP
【ＦＩ】
B63B22/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023101851
(22)【出願日】2023-06-21
(71)【出願人】
【識別番号】519298514
【氏名又は名称】炎重工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】古澤 洋将
(57)【要約】
【課題】本開示は、姿勢の変動を抑制する浮標を提供する。
【解決手段】貫通孔を有する浮体と、前記貫通孔を貫通し、水中に位置する第１端部と、空中に位置する第２端部と、を有する支柱と、前記浮体と前記支柱との間に設けられ、前記支柱を前記第２端部の側に押す弾性部材と、を備える浮標。
【選択図】図１
【解決手段】貫通孔を有する浮体と、前記貫通孔を貫通し、水中に位置する第１端部と、空中に位置する第２端部と、を有する支柱と、前記浮体と前記支柱との間に設けられ、前記支柱を前記第２端部の側に押す弾性部材と、を備える浮標。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
貫通孔を有する浮体と、
前記貫通孔を貫通し、水中に位置する第１端部と、空中に位置する第２端部と、を有する支柱と、
前記浮体と前記支柱との間に設けられ、前記支柱を前記第２端部の側に押す弾性部と、
を備える、
浮標。
前記貫通孔を貫通し、水中に位置する第１端部と、空中に位置する第２端部と、を有する支柱と、
前記浮体と前記支柱との間に設けられ、前記支柱を前記第２端部の側に押す弾性部と、
を備える、
浮標。
【請求項2】
前記第２端部に接続される上部と、
前記第１端部に接続される下部と、
を備える、
請求項１に記載の浮標。
前記第１端部に接続される下部と、
を備える、
請求項１に記載の浮標。
【請求項3】
前記浮体の位置を検出する位置検出部と、
前記浮体を移動させる推進力を発生する推進部と、
前記位置検出部が検出した前記位置が、予め定められた範囲内になるように前記推進部を制御する制御部と、
を更に備える、
請求項２に記載の浮標。
前記浮体を移動させる推進力を発生する推進部と、
前記位置検出部が検出した前記位置が、予め定められた範囲内になるように前記推進部を制御する制御部と、
を更に備える、
請求項２に記載の浮標。
【請求項4】
前記位置検出部は、全球測位衛星システムにより測位し、
前記位置検出部は、前記上部に設けられるアンテナに接続する、
請求項３に記載の浮標。
前記位置検出部は、前記上部に設けられるアンテナに接続する、
請求項３に記載の浮標。
【請求項5】
前記下部にカメラを備える、
請求項３に記載の浮標。
請求項３に記載の浮標。
【請求項6】
複数の前記推進部を備える、
請求項３に記載の浮標。
請求項３に記載の浮標。
【請求項7】
前記下部に、バッテリを収納するバッテリ収納ボックスを備える、
請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の浮標。
請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の浮標。
【請求項8】
前記上部に、発光部を備える、
請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の浮標。
請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の浮標。
【請求項9】
ロープが結びつけられる結合部を備える、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の浮標。
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の浮標。
【請求項10】
外部と通信する通信部を備える、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の浮標。
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の浮標。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、浮標に関する。
【背景技術】
【0002】
海上での工事を行う際に、工事区域を明示するために浮標を海上に設置する場合がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１４－１１７９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
浮標は、波の影響により姿勢が大きく変動する場合があった。
【0005】
本開示は、姿勢の変動を抑制する浮標を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は、貫通孔を有する浮体と、前記貫通孔を貫通し、水中に位置する第１端部と、空中に位置する第２端部と、を有する支柱と、前記浮体と前記支柱との間に設けられ、前記支柱を前記第２端部の側に押す弾性部材と、を備える浮標である。
【発明の効果】
【0007】
本開示の浮標によれば、姿勢の変動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
本実施例に係る浮標の具体例を、以下に図面を参照しながら説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0010】
なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の又は対応する機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する場合がある。また、理解を容易にするために、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。
【0011】
平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、実施形態の効果を損なわない程度のずれが許容される。角部の形状は、直角に限られず、丸みを帯びてもよい。平行、直角、直交、水平、垂直には、それぞれ略平行、略直角、略直交、略水平、略垂直が含まれてもよい。
【0012】
例えば、略平行は、２つの線又は２つの面が互いに完全に平行でなくても、製造上許容される範囲内で互いに平行として扱うことができることを意味する。他の略直角、略直交、略水平及び略垂直についても、略平行と同様に、２つの線又は２つの面の相互の位置関係が製造上許容される範囲内であればそれぞれに該当することが意図される。
【0013】
≪実施形態≫
本実施形態に係る浮標について説明する。本実施形態に係る浮標は、浮体と、浮体の位置を検出する位置検出部と、浮体を移動させる推進力を発生する推進部と、位置検出部が検出した位置が、予め定められた範囲内になるように推進部を制御する制御部と、を備える。本実施形態に係る浮標は、予め定められた範囲内に留まることができる。
本実施形態に係る浮標について説明する。本実施形態に係る浮標は、浮体と、浮体の位置を検出する位置検出部と、浮体を移動させる推進力を発生する推進部と、位置検出部が検出した位置が、予め定められた範囲内になるように推進部を制御する制御部と、を備える。本実施形態に係る浮標は、予め定められた範囲内に留まることができる。
【0014】
また、別の観点から本実施形態に係る浮標を説明する。本実施形態に係る浮標は、貫通孔を有する浮体と、貫通孔を貫通し、水中に位置する第１端部と、空中に位置する第２端部と、を有する支柱と、浮体と支柱との間に設けられ、支柱を第２端部の側に押す弾性部材と、を備える。本実施形態に係る浮標は、姿勢の変動を抑制できる。
【0015】
本実施形態に係る浮標について詳細を説明する。図１は、本実施形態に係る浮標の一例である浮標１の斜視図である。図２は、本実施形態に係る浮標の一例である浮標１の正面図である。図３は、本実施形態に係る浮標の一例である浮標１における浮体２０及び接続部４０について説明するための分解斜視図である。図４は、本実施形態に係る浮標の一例である浮標１における浮体２０及び接続部４０について説明するための断面図である。
【0016】
なお、図面には、説明の便宜のために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸（ＸＹＺ軸）からなる仮想三次元座標系（ＸＹＺ直交座標系）が設定される場合がある。図面の紙面に対して垂直な座標軸について、座標軸の丸の中に黒丸印を示す場合、当該座標軸が紙面に対して手前側に向いていることを表している。また、座標軸の丸の中にバツ印を示す場合、当該座標軸が紙面に対して奥側に向いていることを表している。
【0017】
ただし、当該座標系は、説明のために定めるものであって、本実施形態に係る浮標の姿勢について限定するものではない。
【0018】
なお、以下の図面では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれは、水平方向とする。Ｚ軸は、垂直方向とする。また、Ｘ軸方向に沿って、対象を＋Ｘ側からＸ軸の反対向きに見る図を正面図という。対象に対してＺ軸方向に沿って＋Ｚ側を上側、－Ｚ側を下側、という場合がある。
【0019】
浮標１は、上部１０と、浮体２０と、下部３０と、接続部４０と、弾性部５０と、結合部６０と、を備える。
【0020】
［上部１０］
上部１０は、使用時において、水面から空中に露出して設けられる。上部１０は、使用時において、水面より上に設けられる。上部１０は、制御部１１を備える。制御部１１は、例えば、回路基板として構成される。制御部１１は、風雨、波浪等の使用環境における影響を低減するために、半球殻状の筐体１０ａの中に設けられる。
上部１０は、使用時において、水面から空中に露出して設けられる。上部１０は、使用時において、水面より上に設けられる。上部１０は、制御部１１を備える。制御部１１は、例えば、回路基板として構成される。制御部１１は、風雨、波浪等の使用環境における影響を低減するために、半球殻状の筐体１０ａの中に設けられる。
【0021】
制御部１１は、浮標１における位置を計測する。言い換えると、制御部１１は、浮標１の測位を行う。具体的には、制御部１１は、衛星測位システムを用いて、浮標１の測位を行う。ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星に代表されるＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から送信される信号を受信するアンテナ１４ａが、制御部１１に接続される。制御部１１は、アンテナ１４ａから受信したＧＮＳＳ衛星の信号を処理して、浮標１の測位を行う。
【0022】
また、制御部１１は、浮標１の位置を予め定められた位置に保持するように制御する。具体的には、制御部１１は、後述する下部３０が備える推進部３１ａ及び推進部３１ｂを制御して、浮標１が所望の位置に移動し、所望の位置において留まるように制御する。
【0023】
さらに、制御部１１は、例えば、地上に設けられるコンピュータ、リモートコントローラ等の通信対象と通信する。通信対象と通信するためのアンテナ１５ａが、制御部１１に接続される。制御部１１は、アンテナ１５ａを介して、例えば、無線通信を行う。通信は、移動体通信網又はネットワーク等を介して通信してもよいし、１対１で通信してもよい。無線通信は、例えば、移動体通信網を介した通信でもよいし、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に関する通信規格に用いられる無線通信でもよい。なお、無線ＬＡＮに用いられる通信規格は、例えば、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ） ８０２．１１規格である。また、無線通信は、ＩＥＥＥ ８０２．１５等の近距離無線通信でもよい。さらに、無線通信は、無線操縦用通信、いわゆる、ラジオコントロール用通信、を用いてもよい。
【0024】
制御部１１と通信する通信対象は、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等の無線端末でもよいし、パーソナルコンピュータでもよいし、ラジオコントロール用のコントローラでもよい。
【0025】
さらに、発光部１８ａが、制御部１１に接続される。発光部１８ａは、制御部１１による制御に基づいて発光する。発光部１８ａは、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ランプである。制御部１１は、発光部１８ａの点灯を制御する。また、カメラ１９ａが、制御部１１に接続される。制御部１１は、カメラ１９ａを制御するとともに、カメラ１９ａが撮影した画像を取得する。
【0026】
［浮体２０］
浮体２０は、浮標１を水面に浮かべるための浮力を発生させる。浮体２０は、例えば、樹脂により形成される。浮体２０は、両端が半球状である円筒型を有する。浮体２０は、中央を貫通する貫通孔２０ｈを有する。貫通孔２０ｈには、後述する支柱４１が貫通する。
浮体２０は、浮標１を水面に浮かべるための浮力を発生させる。浮体２０は、例えば、樹脂により形成される。浮体２０は、両端が半球状である円筒型を有する。浮体２０は、中央を貫通する貫通孔２０ｈを有する。貫通孔２０ｈには、後述する支柱４１が貫通する。
【0027】
なお、図４において、浮体２０は中実である例を示しているが、浮体２０は中空であってもよい。また、浮体２０の素材について、必要な浮力が発生可能であれば、浮体２０は金属等で形成されてもよい。なお、浮標１を海において使用する場合、海水に含まれる塩分により腐食しないように、浮体２０は樹脂により形成されるとよい。
【0028】
［下部３０］
下部３０は、使用時において、水中に設けられる。下部３０は、上面視で矩形状の天板３０ｐ１及び底板３０ｐ２と、天板３０ｐ１と底板３０ｐ２を繋ぐ４本の棒状部材３０ｒと、を備える。下部３０は、推進部３１ａ及び推進部３１ｂと、バッテリ収納ボックス３２ａ及びバッテリ収納ボックス３２ｂと、を備える。推進部３１ａ及び推進部３１ｂのそれぞれは、いわゆる、スラスタである。また、下部３０は、カメラ１９ａが取り付けられる。カメラ１９ａは、水中カメラである。
下部３０は、使用時において、水中に設けられる。下部３０は、上面視で矩形状の天板３０ｐ１及び底板３０ｐ２と、天板３０ｐ１と底板３０ｐ２を繋ぐ４本の棒状部材３０ｒと、を備える。下部３０は、推進部３１ａ及び推進部３１ｂと、バッテリ収納ボックス３２ａ及びバッテリ収納ボックス３２ｂと、を備える。推進部３１ａ及び推進部３１ｂのそれぞれは、いわゆる、スラスタである。また、下部３０は、カメラ１９ａが取り付けられる。カメラ１９ａは、水中カメラである。
【0029】
推進部３１ａ及び推進部３１ｂのそれぞれは、天板３０ｐ１の下側の面に取り付けられる。カメラ１９ａは、天板３０ｐ１の上側の面に取り付けられる。バッテリ収納ボックス３２ａは、－Ｙ側における２本の棒状部材３０ｒの間にわたって取り付けられる側板３０ｐａに取り付けられる。バッテリ収納ボックス３２ｂは、＋Ｙ側における２本の棒状部材３０ｒの間にわたって取り付けられる側板３０ｐｂに取り付けられる。
【0030】
【0031】
制御部１１は、推進部３１ａ及び推進部３１ｂのそれぞれの出力を制御する。制御部１１は、推進部３１ａ及び推進部３１ｂのそれぞれを同じ出力になるように制御することにより、浮標１を図１及び図２のそれぞれにおけるＸ軸方向に移動させる。また、制御部１１は、推進部３１ａ及び推進部３１ｂの一方を他方より高出力になるように制御することにより、進行方向をＸ軸方向から推進部３１ａ及び推進部３１ｂの他方の向きに曲がりながら移動させる。さらに、制御部１１は、推進部３１ａ及び推進部３１ｂの一方を他方と反対に出力するように制御することにより、浮標１を回転させる。
【0032】
バッテリ収納ボックス３２ａは、バッテリ３３ａを収納する。また、バッテリ収納ボックス３２ｂは、バッテリ３３ｂを収納する。バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂのそれぞれは、電力を貯蔵できれば種類は限定されない。バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂのそれぞれは、例えば、充放電可能な二次電池である。バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂのそれぞれは、例えば、リチウムイオンバッテリである。
【0033】
なお、バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂのそれぞれは、リチウムイオンバッテリに限らない。バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂのそれぞれは、二次電池として、例えば、ニッケル水素電池、鉛蓄電池、でもよい。また、バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂのそれぞれは、例えば、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層コンデンサ等の大容量コンデンサでもよい。さらに、バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂのそれぞれは、例えば、一次電池でもよい。また、バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂのそれぞれは、燃料電池でもよい。
【0034】
バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂから、動作に必要な電力が制御部１１に供給される。制御部１１は、バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂから推進部３１ａ及び推進部３１ｂのそれぞれへの電力の供給を制御する。制御部１１が、バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂから推進部３１ａ及び推進部３１ｂのそれぞれへの電力の供給を制御することにより、推進部３１ａ及び推進部３１ｂのそれぞれの出力を制御する。
【0035】
バッテリ収納ボックス３２ａ及びバッテリ収納ボックス３２ｂのそれぞれに収納されるバッテリの数についても適宜定めてもよい。
【0036】
天板３０ｐ１、底板３０ｐ２及び棒状部材３０ｒのそれぞれは、例えば、金属、樹脂により形成される。なお、浮標１を海において使用する場合、海水に含まれる塩分により腐食しないように、天板３０ｐ１、底板３０ｐ２及び棒状部材３０ｒのそれぞれは樹脂により形成されてもよい。または、浮標１を海において使用する場合、海水に含まれる塩分により腐食しないように、天板３０ｐ１、底板３０ｐ２及び棒状部材３０ｒのそれぞれは塩水に対して耐食性のある金属により形成されてもよい。また、浮標１を海において使用する場合、天板３０ｐ１、底板３０ｐ２及び棒状部材３０ｒのそれぞれは塩分に対して耐食性のある塗装が施されてもよい。
【0037】
推進部３１ａ、推進部３１ｂ、バッテリ収納ボックス３２ａ及びバッテリ収納ボックス３２ｂのそれぞれの素材についても同様である。
【0038】
バッテリ収納ボックス３２ａ及びバッテリ収納ボックス３２ｂのそれぞれは、水中において内部に水が入らないように、防水の耐圧容器であることが望ましい。
【0039】
［接続部４０］
接続部４０は、上部１０と下部３０とを接続する。また、接続部４０は、浮体２０を保持する。
接続部４０は、上部１０と下部３０とを接続する。また、接続部４０は、浮体２０を保持する。
【0040】
接続部４０は、支柱４１と、フランジ４２及びフランジ４３と、を備える。浮標１を使用する際に、支柱４１の下側の端部に接続されるフランジ４２は、水中に位置する。また、浮標１を使用する際に、支柱４１の上側の端部に接続されるフランジ４３は、空中に位置する。フランジ４２は、下部３０に接続される。フランジ４３は、上部１０に接続される。
【0041】
支柱４１は、浮標１が備える上部１０と下部３０との間を接続する。支柱４１は、フランジ４２とフランジ４３との間に浮体２０を保持する。具体的には、支柱４１は、浮体２０に設けられる貫通孔２０ｈを貫通する。また、支柱４１は、浮体２０とフランジ４３と間に弾性部５０を保持する。
【0042】
支柱４１は、内部に上側の端部から下側の端部まで貫通する貫通路４１ｈを有する。貫通路４１ｈを通って、制御部１１から推進部３１ａ、推進部３１ｂ、バッテリ３３ａ、バッテリ３３ｂ及びカメラ１９ａのそれぞれに接続されるケーブルが配線される。
【0043】
なお、上記の例では、接続部４０は、支柱４１の端部にフランジ４２及びフランジ４３を備えるが、上部１０及び下部３０と接続できれば、フランジ４２及びフランジ４３に換えて他の構成を採用してもよい。
【0044】
支柱４１、フランジ４２及びフランジ４３は、例えば、樹脂により形成される。
【0045】
［弾性部５０］
弾性部５０は、浮標１を使用する際に、浮体２０に対して、支柱４１を上向きに押す。弾性部５０は、浮体２０と接続部４０におけるフランジ４３との間に設けられる。弾性部５０は、例えば、圧縮コイルばねである。
弾性部５０は、浮標１を使用する際に、浮体２０に対して、支柱４１を上向きに押す。弾性部５０は、浮体２０と接続部４０におけるフランジ４３との間に設けられる。弾性部５０は、例えば、圧縮コイルばねである。
【0046】
浮標１において、特に、下部３０の重量により、浮力を考慮しても、接続部４０は、下向きに力がかかる。そして、浮体２０の浮力により、浮標１は水上に浮かぶ。浮標１が水上に浮かんでいる場合、弾性部５０は、圧縮された状態になっている。
【0047】
弾性部５０は、例えば、樹脂により形成される。
【0048】
［結合部６０］
結合部６０は、例えば、浮標１に接続されるロープが結びつけられる。結合部６０に、例えば、地上又は水中に一端が固定されたロープの他端が結びつけられることにより、浮標１が遠くに流されて、回収不能となることを防止できる。また、結合部６０に、例えば、ボート、船、いかだ等の浮遊体に一端が結びつけられたロープの他端が結びつけられることにより、浮遊体を係留できる。
結合部６０は、例えば、浮標１に接続されるロープが結びつけられる。結合部６０に、例えば、地上又は水中に一端が固定されたロープの他端が結びつけられることにより、浮標１が遠くに流されて、回収不能となることを防止できる。また、結合部６０に、例えば、ボート、船、いかだ等の浮遊体に一端が結びつけられたロープの他端が結びつけられることにより、浮遊体を係留できる。
【0049】
＜機能構成＞
本実施形態に係る浮標の機能について説明する。図５は、本実施形態に係る浮標の一例である浮標１における機能構成を示す図である。浮標１は、自動的に所望の位置に留まるように自律航行を行うために、制御部１１を備える。制御部１１が備える機能の概要について説明する。なお、図５は、浮標１が備える制御部１１に接続する要素の一部も示す。
本実施形態に係る浮標の機能について説明する。図５は、本実施形態に係る浮標の一例である浮標１における機能構成を示す図である。浮標１は、自動的に所望の位置に留まるように自律航行を行うために、制御部１１を備える。制御部１１が備える機能の概要について説明する。なお、図５は、浮標１が備える制御部１１に接続する要素の一部も示す。
【0050】
制御部１１は、演算部１２と、慣性計測部１３と、衛星測位部１４と、無線通信部１５と、モータ駆動部１６ａ及びモータ駆動部１６ｂと、電源制御部１７と、発光駆動部１８と、カメラ入出力部１９と、を備える。各構成について詳細を以下に説明する。
【0051】
［演算部１２］
演算部１２は、浮標１の動作を制御する。演算部１２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を備えるマイクロプロセッシングユニットにより構成される。演算部１２は、ＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより処理を行う。
演算部１２は、浮標１の動作を制御する。演算部１２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を備えるマイクロプロセッシングユニットにより構成される。演算部１２は、ＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより処理を行う。
【0052】
演算部１２は、慣性計測部１３と、衛星測位部１４と、に接続する。そして、演算部１２は、慣性計測部１３及び衛星測位部１４から入力される計測結果に基づいて、浮標１の動作状態を監視する。例えば、演算部１２は、慣性計測部１３から入力される計測結果に基づいて、浮標１の速度、浮標１の進行方向、浮標１の向きを監視する。また、演算部１２は、衛星測位部１４から入力される計測結果に基づいて、浮標１の位置、速度等を監視する。
【0053】
演算部１２は、慣性計測部１３及び衛星測位部１４から入力される計測結果に基づいて、浮標１を所望の位置に留まるように自律航行させる。なお、浮標１は、指示された指令に基づいて、所望の位置に移動するように自律航行してもよい。また、浮標１は、例えば、無線コントローラ等を用いて、遠隔操作による手動航行を行ってもよい。
【0054】
［慣性計測部１３］
慣性計測部１３は、浮標１について運動状態を計測する。慣性計測部１３は、例えば、三軸方向の加速度、三軸方向周りの角加速度及び三軸方向の方位の測定等を行う。
慣性計測部１３は、浮標１について運動状態を計測する。慣性計測部１３は、例えば、三軸方向の加速度、三軸方向周りの角加速度及び三軸方向の方位の測定等を行う。
【0055】
慣性計測部１３は、測定した結果を演算部１２に出力する。演算部１２は、慣性計測部１３で測定した結果を用いて、自律航行のための制御を行う。
【0056】
［衛星測位部１４］
衛星測位部１４は、浮標１の位置を測定する。すなわち、衛星測位部１４は、衛星測位システムを用いて測位を行う。衛星測位部１４は、浮標１の位置、言い換えると、浮体２０の位置、を検出する位置検出部の一例である。衛星測位部１４は、例えば、全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）における受信機である。衛星測位部１４は、衛星から送信された測位信号をアンテナ１４ａにより受信して測位を行う。
衛星測位部１４は、浮標１の位置を測定する。すなわち、衛星測位部１４は、衛星測位システムを用いて測位を行う。衛星測位部１４は、浮標１の位置、言い換えると、浮体２０の位置、を検出する位置検出部の一例である。衛星測位部１４は、例えば、全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）における受信機である。衛星測位部１４は、衛星から送信された測位信号をアンテナ１４ａにより受信して測位を行う。
【0057】
衛星測位部１４は、測位した結果を演算部１２に出力する。演算部１２は、衛星測位部１４で測定した結果を用いて、自律航行のための制御を行う。制御部１１は、衛星測位部１４で測定した浮標１の位置、言い換えると、浮体２０の位置、が予め定められた範囲内になるように、推進部３１ａ及び推進部３１ｂのそれぞれを制御する。
【0058】
［無線通信部１５］
無線通信部１５は、外部の通信対象と通信を行う。無線通信部１５は、アンテナ１５ａにより外部の通信対象とデータ等の送受信を行う。無線通信部１５は、通信部の一例である。
無線通信部１５は、外部の通信対象と通信を行う。無線通信部１５は、アンテナ１５ａにより外部の通信対象とデータ等の送受信を行う。無線通信部１５は、通信部の一例である。
【0059】
無線通信部１５は、外部の通信対象から、例えば、浮標１を移動させるための制御指令を受信する。そして、無線通信部１５は、受信した制御指令を演算部１２に出力する。演算部１２は、取得した制御指令に基づいて、自律航行のための制御を行う。
【0060】
また、無線通信部１５は、例えば、浮標１において取得したデータや状態情報を、外部の通信対象に送信する。例えば、無線通信部１５は演算部１２からカメラ１９ａで取得した映像データが入力されると、アンテナ１５ａを介して、外部の通信対象に送信する。外部の通信対象は、例えば、ディスプレイ等に受信した映像データを表示する。
【0061】
［モータ駆動部１６ａ及びモータ駆動部１６ｂ］
モータ駆動部１６ａ、モータ駆動部１６ｂは、それぞれ、推進部３１ａが備えるモータ３１ｍ、推進部３１ｂが備えるモータ３１ｎを駆動する。モータ駆動部１６ａ及びモータ駆動部１６ｂのそれぞれは、いわゆる、モータドライバである。
モータ駆動部１６ａ、モータ駆動部１６ｂは、それぞれ、推進部３１ａが備えるモータ３１ｍ、推進部３１ｂが備えるモータ３１ｎを駆動する。モータ駆動部１６ａ及びモータ駆動部１６ｂのそれぞれは、いわゆる、モータドライバである。
【0062】
モータ駆動部１６ａ及びモータ駆動部１６ｂのそれぞれは、演算部１２に接続される。モータ駆動部１６ａは、演算部１２からの指令に基づいて、推進部３１ａにおけるモータ３１ｍを駆動する。モータ駆動部１６ｂは、演算部１２からの指令に基づいて、推進部３１ｂにおけるモータ３１ｎを駆動する。
【0063】
モータ駆動部１６ａ及びモータ駆動部１６ｂのそれぞれは、例えば、パルス幅変調により、モータに供給する電力を調整する。モータ駆動部１６ａ及びモータ駆動部１６ｂのそれぞれは、モータに供給する電力を調整することにより、モータに接続されるスクリュープロペラの回転速度を制御する。モータ駆動部１６ａ及びモータ駆動部１６ｂのそれぞれは、スクリュープロペラの回転速度を制御することにより、浮標１における航行する速度と進行方向を制御する。
【0064】
なお、推進部３１ａ及び推進部３１ｂのそれぞれは、モータ駆動部を介して、バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂの少なくともいずれかから電力が供給される。
【0065】
［電源制御部１７］
電源制御部１７は、バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂのそれぞれを制御する。電源制御部１７は、バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂのそれぞれについて、充電と放電を制御する。
電源制御部１７は、バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂのそれぞれを制御する。電源制御部１７は、バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂのそれぞれについて、充電と放電を制御する。
【0066】
［発光駆動部１８］
発光駆動部１８は、発光部１８ａにおける点灯及び消灯を制御する。演算部１２は、発光駆動部１８を制御して、発光部１８ａを点灯又は消灯させる。
発光駆動部１８は、発光部１８ａにおける点灯及び消灯を制御する。演算部１２は、発光駆動部１８を制御して、発光部１８ａを点灯又は消灯させる。
【0067】
制御部１１は、例えば、衛星測位部１４において、測位ができている場合、発光部１８ａにおいて緑色を点灯させるようにしてもよい。また、制御部１１は、例えば、衛星測位部１４において、測位ができていない場合、発光部１８ａにおいて赤色を点灯させるようにしてもよい。
【0068】
発光駆動部１８は、発光部１８ａを、例えば、点灯と消灯を繰り返して点滅させるようにしてもよい。また、発光駆動部１８は、発光部１８ａを、例えば、データに基づいて強度変調して通信可能に点灯させてもよい。
【0069】
なお、発光部１８ａについて、点灯させる色は、上記の例に限らず、例えば、青色、黄色、白色等を点灯するようにしてもよい。また、発光部１８ａはＬＥＤランプに限らない。発光部１８ａは、ＬＥＤランプに換えて、例えば、白熱灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ等を用いてもよい。また、発光部１８ａは、回転灯でもよい。
【0070】
［カメラ入出力部１９］
カメラ入出力部１９は、カメラ１９ａの動作を制御するとともに、カメラ１９ａで撮影した画像を取得する。カメラ入出力部１９は、取得したカメラ１９ａで撮影した画像を演算部１２に出力する。
カメラ入出力部１９は、カメラ１９ａの動作を制御するとともに、カメラ１９ａで撮影した画像を取得する。カメラ入出力部１９は、取得したカメラ１９ａで撮影した画像を演算部１２に出力する。
【0071】
カメラ１９ａにおいて取得する画像は、静止画でもよいし、動画でもよい。また、カメラ１９ａにおいて取得する画像は、カラーでもよいし白黒でもよい。さらに、カメラ１９ａにおいて取得する画像の帯域は、可視光に限らず、赤外光でもよい。また、カメラ１９ａは、水中カメラに限らず、例えば、上部１０にカメラを設けて水上における画像を取得してもよい。
【0072】
なお、浮標１は、例えば、空中における温度を測定する温度計及び湿度計、水温を測定する温度計、照度計、気体又は液体の成分を分析する分析計等を搭載してもよい。そして、浮標１は、測定した結果を、無線通信部１５を介して、外部に出力してもよい。
【0073】
＜浮標の挙動＞
本実施形態に係る浮標の挙動について説明する。図６は、本実施形態に係る浮標の一例である浮標１の使用状態を示す図である。
本実施形態に係る浮標の挙動について説明する。図６は、本実施形態に係る浮標の一例である浮標１の使用状態を示す図である。
【0074】
水面ＳＬにおいて、浮体２０が浮くことにより、上部１０は水面ＳＬから上に露出する。水面ＳＬが波により変動したときの影響について説明する。水面ＳＬが両矢印付き線Ｆａのように変動したとき、弾性部５０は、緩衝装置として作用する。したがって、浮標１における上部１０及び下部３０の変動は、両矢印付き線Ｆｂで示すように小さくなる。
【0075】
上部１０の変動が小さくなることにより、例えば、発光部１８ａの位置変動が小さくなる。発光部１８ａの位置変動が小さくなることにより、離れた位置から浮標１を見る場合に、発光部１８ａから放たれる光の位置の揺らぎが小さくなり、視認性が向上する。また、上部１０の変動が小さくなることにより、例えば、アンテナ１４ａ及びアンテナ１５ａのそれぞれの位置変動が小さくなる。アンテナ１４ａの位置変動が小さくなることにより、安定して浮標１の測位ができる。また、例えば、アンテナ１５ａの位置変動が小さくなることにより、安定して通信できる。
【0076】
下部３０の変動が小さくなることにより、例えば、カメラ１９ａの位置変動が小さくなる。カメラ１９ａの位置変動が小さくなることにより、水中で安定してカメラ１９ａの撮影ができる。
【0077】
＜浮標の使用例＞
本実施形態に係る浮標の使用例について説明する。図７は、本実施形態に係る浮標の一例である浮標１の使用例について説明する図である。
本実施形態に係る浮標の使用例について説明する。図７は、本実施形態に係る浮標の一例である浮標１の使用例について説明する図である。
【0078】
図７（ａ）に示すように、浮標１を予め定められた位置に留まるようにすることにより、水面ＳＬ上に目印として配置できる。
【0079】
また、図７（ｂ）に示すように、予め定められた位置に留まっている浮標１に浮遊体ＦＬＯを予め定められた位置に係留できる。
【0080】
≪変形例≫
本実施形態の変形例に係る浮標について説明する。本実施形態の変形例に係る浮標は、推進部の個数が本実施形態に係る浮標と異なる。
本実施形態の変形例に係る浮標について説明する。本実施形態の変形例に係る浮標は、推進部の個数が本実施形態に係る浮標と異なる。
【0081】
【0082】
浮標２は、上部１１０と、浮体２０と、下部１３０と、接続部４０と、弾性部５０と、結合部１６１、結合部１６２及び結合部１６３と、を備える。なお、浮体２０、接続部４０、弾性部５０については、本実施形態に係る浮標の一例である浮標１の説明を参照することとして、ここでは詳細な説明は省略する。
【0083】
［上部１１０］
上部１１０は、使用時において、水面から空中に露出して設けられる。上部１１０は、使用時において、水面より上に設けられる。上部１１０は、制御部１１１を備える。制御部１１１は、例えば、回路基板として構成される。制御部１１１は、風雨、波浪等の使用環境における影響を低減するために、円筒状の筐体１１０ａの中に設けられる。浮標２は、筐体１１０ａの上部に発光部１８ａを備える。
上部１１０は、使用時において、水面から空中に露出して設けられる。上部１１０は、使用時において、水面より上に設けられる。上部１１０は、制御部１１１を備える。制御部１１１は、例えば、回路基板として構成される。制御部１１１は、風雨、波浪等の使用環境における影響を低減するために、円筒状の筐体１１０ａの中に設けられる。浮標２は、筐体１１０ａの上部に発光部１８ａを備える。
【0084】
制御部１１１の詳細について、浮標１における制御部１１を参照することとする。
【0085】
［下部１３０］
下部１３０は、使用時において、水中に設けられる。下部１３０は、推進部１３１ａ、推進部１３１ｂ及び推進部１３１ｃと、バッテリ収納ボックス１３２と、を備える。なお、推進部１３１ａ、推進部１３１ｂ及び推進部１３１ｃとバッテリ収納ボックス１３２とは、接続部１３４によって接続される。
下部１３０は、使用時において、水中に設けられる。下部１３０は、推進部１３１ａ、推進部１３１ｂ及び推進部１３１ｃと、バッテリ収納ボックス１３２と、を備える。なお、推進部１３１ａ、推進部１３１ｂ及び推進部１３１ｃとバッテリ収納ボックス１３２とは、接続部１３４によって接続される。
【0086】
推進部１３１ａ、推進部１３１ｂ及び推進部１３１ｃのそれぞれは、浮標２を移動させるための推進力を発生させる。推進部１３１ａは、図８及び図９のそれぞれにおけるＸ軸方向に推力を発生させる。推進部１３１ｂは、図８及び図９のそれぞれにおいて、Ｚ軸方向に沿って＋Ｚ側からＺ軸と反対方向に見て、Ｘ軸方向からＺ軸を中心に－Ｙ側に１２０°回転した方向に推進力を発生させる。推進部１３１ｃは、図８及び図９のそれぞれにおいて、Ｚ軸方向に沿って＋Ｚ側からＺ軸と反対方向に見て、Ｘ軸方向からＺ軸を中心に＋Ｙ側に１２０°回転した方向に推進力を発生させる。
【0087】
制御部１１１は、推進部１３１ａ、推進部１３１ｂ及び推進部１３１ｃのそれぞれの出力を制御する。制御部１１が推進部１３１ａ、推進部１３１ｂ及び推進部１３１ｃのそれぞれを制御することにより、浮標２は、ＸＹ平面において、向きを変えずに移動できる。
【0088】
バッテリ収納ボックス１３２は、バッテリ１３３を収納する。バッテリ１３３については、バッテリ３３ａ及びバッテリ３３ｂのそれぞれの説明を参照することとして、ここでは詳細な説明は省略する。
【0089】
［結合部１６１、結合部１６２及び結合部１６３］
上述のように、浮標２は、向きを変えずに移動可能になっている。そこで、浮標２は、結合部１６１、結合部１６２及び結合部１６３をＸＹ平面に平行な面において、Ｚ軸に沿う方向に１２０°回転した位置に備える。
上述のように、浮標２は、向きを変えずに移動可能になっている。そこで、浮標２は、結合部１６１、結合部１６２及び結合部１６３をＸＹ平面に平行な面において、Ｚ軸に沿う方向に１２０°回転した位置に備える。
【0090】
＜機能構成＞
本実施形態の変形例に係る浮標の機能について説明する。図１０は、本実施形態の変形例に係る浮標の一例である浮標２における機能構成を示す図である。浮標２は、自動的に所望の位置に留まるように自律航行を行うために、制御部１１１を備える。制御部１１１が備える機能の概要について説明する。なお、図１０は、浮標２が備える制御部１１１に接続する要素の一部も示す。
本実施形態の変形例に係る浮標の機能について説明する。図１０は、本実施形態の変形例に係る浮標の一例である浮標２における機能構成を示す図である。浮標２は、自動的に所望の位置に留まるように自律航行を行うために、制御部１１１を備える。制御部１１１が備える機能の概要について説明する。なお、図１０は、浮標２が備える制御部１１１に接続する要素の一部も示す。
【0091】
制御部１１１は、演算部１１２と、慣性計測部１３と、衛星測位部１４と、モータ駆動部１１６ａ、モータ駆動部１１６ｂ及びモータ駆動部１１６ｃと、電源制御部１７と、発光駆動部１８と、カメラ入出力部１９と、を備える。本実施形態に係る浮標の一例である浮標１と共通の構成については、浮標１の説明を参照することとして、ここでは説明を省略する。
【0092】
［演算部１１２］
演算部１１２は、浮標２の動作を制御する。演算部１１２は、演算部１２と同様の構成を有し、処理も同様の処理を行うことから、演算部１２の説明を参照することとして、ここでは詳細な説明は省略する。
演算部１１２は、浮標２の動作を制御する。演算部１１２は、演算部１２と同様の構成を有し、処理も同様の処理を行うことから、演算部１２の説明を参照することとして、ここでは詳細な説明は省略する。
【0093】
［モータ駆動部１１６ａ、モータ駆動部１１６ｂ及びモータ駆動部１１６ｃ］
モータ駆動部１１６ａ、モータ駆動部１１６ｂ、モータ駆動部１１６ｃは、それぞれ、推進部１３１ａが備えるモータ１３１ｍ、推進部１３１ｂが備えるモータ１３１ｎ、推進部１３１ｃが備えるモータ１３１ｏを駆動する。モータ駆動部１１６ａ、モータ駆動部１１６ｂ及びモータ駆動部１１６ｃのそれぞれは、いわゆる、モータドライバである。
モータ駆動部１１６ａ、モータ駆動部１１６ｂ、モータ駆動部１１６ｃは、それぞれ、推進部１３１ａが備えるモータ１３１ｍ、推進部１３１ｂが備えるモータ１３１ｎ、推進部１３１ｃが備えるモータ１３１ｏを駆動する。モータ駆動部１１６ａ、モータ駆動部１１６ｂ及びモータ駆動部１１６ｃのそれぞれは、いわゆる、モータドライバである。
【0094】
なお、上記の例では、２つ又は３つの推進部を用いているが、推進部の個数は２つ又は３つに限らず、４つ以上備えてもよい。
【符号の説明】
【0095】
１、２ 浮標
１０、１１０ 上部
１０ａ 筐体
１１ 制御部
１８ａ 発光部
１９ａ カメラ
２０ 浮体
２０ｈ 貫通孔
３０、１３０ 下部
３１ａ、３１ｂ、１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ 推進部
３２ａ、３２ｂ、１３２ バッテリ収納ボックス
３３ａ、３３ｂ、１３３ バッテリ
４０ 接続部
４１ 支柱
４２、４３ フランジ
５０ 弾性部
６０、１６１、１６２、１６３ 結合部
１０、１１０ 上部
１０ａ 筐体
１１ 制御部
１８ａ 発光部
１９ａ カメラ
２０ 浮体
２０ｈ 貫通孔
３０、１３０ 下部
３１ａ、３１ｂ、１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ 推進部
３２ａ、３２ｂ、１３２ バッテリ収納ボックス
３３ａ、３３ｂ、１３３ バッテリ
４０ 接続部
４１ 支柱
４２、４３ フランジ
５０ 弾性部
６０、１６１、１６２、１６３ 結合部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】