研究課題
本研究は、海底に設置される機器や構造物にスラスターを取り付け、クレーン船から懸垂された構造物の振動を制御しながら設置する方法について、実験システムを構築し、シミュレーションと実験によって、手法の可能性を検討することを目的とした。シミュレーションプログラムを作成し、計算した結果、ケーブル速度が速い方が、振り子の振れ角の振幅が大きく、さらに水深が深くなるにつれて、横方向の変位が大きくなることがわかった。これに最適制御を加えた場合、振幅を約1/10に抑えることができ、制御力は、構造物の質量50tfに対し、最大500kgf程度と、既存のROVのスラスターで対応できる範囲で十分であることを確認した。構造物の制御のためには、水中での座標を検出する必要がある。そこで3基のブイを浮かせ、ブイに取り付けたGPS信号を無線通信でやりとりしながらLBLを構築することを目標に、フローティングLBLを設計製作した。フローティングLBLでは、ブイと水中の構造物間の距離を超音波で測定する必要があるが、既製品は高価であるため、安価に実験できる超音波送受信装置を開発した。さらに、東海大学所有の小型船舶から釣りおろし実験を実施するため、アルミ製耐圧容器、スラスター2基を取り付け、内部には、姿勢センサ、超音波距離測定システム、これらを統合する小型コンピューターを搭載した実験用の構造物模型を設計、製作した。耐圧容器、スラスター、超音波送受波器は、フレームに取り付けられており、その4か所に、ワイヤーを取り付ける治具を取り付けている。マスターブイが水中の構造物の位置を計算し、構造物内部のコンピューターに位置を送信するため、通信ケーブルが接続されている。この実験システムを用いて、小型舟艇にて実験を試み、今回考案した手法の基本性能の確認、ブイを海中に投入回収するドローンシステムの確認等を実施した。
すべて 2017
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Proceedings of ICAROB2017
巻: ICAROB2017 ページ: 246-249
