JPH02167932A - 浚渫船のスイング動作制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、水底土盤を掘り取る浚渫船のスイング動作制
御方法に係わり、特に高精度なスイング軌跡制御を実現
する浚渫船のスイング動作制御方法に関する。

（従来の技術） 一般に、浚渫船は、例えばパケット付きラダーを持った
パケット浚渫船が使用され、主として川底または海底等
の水底上盤を削り取って航路１港湾等の水深を確保した
り、汚泥等を除去するために使用される。バラケト浚渫
船は、第５図および第６図に示すように船体１から数１
０個のエンドレスのパケット２ａ・・・を待ったラダー
２を所定の傾斜をもって降下させ、そのラダ−２先端部
を水底３に接触する如く設置する。４はパケット駆動源
、５はラダー支持体である。なお、ラダー２は、図示さ
れていないが船首側にラダー昇降装置が設置され、ラダ
ー先端側をワイヤ等で吊下して上下動させるようになっ
ている。従って、以上のような浚渫船においては、パケ
ット駆動源４を駆動すればタンブラシャフト２ｂが回転
し、これに伴ってパケット２ａが水底３の土砂等を削り
取って浚渫することになる。また、この浚渫船において
通常その船体１の船首側Ａおよび船尾側Ｂよりそれぞれ
３方向ヘアンカリングされたワイヤまたはチェーン６Ａ
１〜６Ａ３．６Ｂ１〜６８３が張られ、船上において各
チェーン等６Ａ１〜６Ａ３．６Ｂ１〜６８３は各別にウ
ィンチ７・・・により巻取りまたは繰出し可能に巻付け
られている。これらチェーン等において６Ａ１は船首左
ライン、６Ａ２はヘッドライン、６Ａ３は船首右ライン
、６Ｂ１は船尾左ライン、６Ｂ２はスタンライン、６８
３は船尾右ラインと相称するが、これらラインのうち特
に６Ａ１．６Ａ３．６Ｂ１，６８３をサイドラインとも
呼ぶ。

ところで、近年９以上のような浚渫船のスイング時の移
動制御は自動化の方向に向っているが、その基本となる
制御方法はウィンチ７・・・の制御により船首左ライン
６Ａ１、船尾左ライン６Ｂ１からチェーン等を繰り出し
ながらライン６Ａ３゜６８３を巻取ることによりスイン
グ動作を行いながら、ラダー２のパケット２ａ・・・で
水底３の土砂等を浚渫する方法である（特開昭５９−８
０８３４号〜特開昭５９−８０８３９号等）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、以上のような浚渫船のスイング動作制御
方法は、船体１のサイドライン６Ａ１゜６Ｂ１．６Ａ２
．６Ｂ２側のみのウィンチ制御を行いながら左右方向の
スイング速度を制御する方法であるため、実際にはパケ
ット２ａ・・・による土砂浚渫時の掘削抵抗、潮流ある
いは風等の外乱を受けて前後方向に大きく変化したとき
に適切なスイング動作を行えない問題がある。例えば以
上のような原因によってスイング運転中に船尾方向から
大きな力を受けると船体１が前方向に突込む場合がある
が、このときパケット２ａ（カッタを含む）等の浚渫機
器に過大な負荷がかかって故障または損傷することがあ
り、また船尾方向に未掘削区域を残すことにより浚渫作
業の効率を低下させる問題がある。逆に、スイング運転
中に船首方向から大きな力を受けて船体１が後方向へ引
戻された場合には既に作業完了中の区域を再度浚渫する
ことになり、同様に作業効率の低下をきたす問題がある
。

本発明は以上のような不具合を解決するためになされた
もので、船体の前後方向の位置を適切に制御し、掘削抵
抗、潮流あるいは風等の外乱条件の変化に拘らず浚渫船
の円滑、かつ、高精度なスイング軌跡制御を行いうる浚
渫船のスイング動作制御方法を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段および作用）本発明による
浚渫船のスイング動作制御方法は上記目的を達成するた
めに、従来と同様にサイドライン側ウィンチによるサイ
ドラインの巻取りおよび繰出しにより左右方向ヘスイン
ク動作を行うが、このスイング動作中にヘッドラインま
たはスタンラインの張力を検出し、この検出張力が常に
所定の範囲に入るように前記スタンライン側またはヘッ
ドライン側のウィンチを操作しながら船体の前後方向を
制御することにより、例えば潮流や風等の外乱変化に対
しても適切にスイング軌跡にそって移動制御させること
ができる。

（実施例） 以下、本発明方法の一実施例を説明するに先立ち、本発
明方法を実現するための基本的な原理について第１図を
参照しながら説明する。すなわち、第１図はヘッドライ
ン６Ａ２の展張状態を示す図であり、この図からヘッド
ライン６Ａ２の張力を一定とした場合に高精度なスイン
グ制御が可能である理由について説明する。船体１がＰ
点位置に存在する場合、この船体１からヘッドライン（
チェーン）６Ａ２が単位長さ当りの水中重量ωを受けな
がら着底しているものと考えられる。そこで、以上のよ
うなヘッドライン６Ａ２の着底に基づいて、ヘッドライ
ン６Ａ２のチェーン着底点を原点とし、その鉛直上方を
ｙ軸、水平方向をＸ軸とする直交座標系において、ヘッ
ドライン６Ａ２の張力をＴ、その水平分力をＴｈ、船体
１のＸ座標値をｘｐ、水深をｄとし、かつ、チェーン着
底点の張力をＴｏとすると、前記カテナリーの基礎式よ
り次式を得ることができる。

Ｔ　＝　Ｔｈ　ｃｏｓｈ　（ｘ　ｐ　／　ａ　）　　　
　　・・・・・・（１）Ｔ富Ｔｈ＋ωｄ　　　　　　　
　・・・・・・（２）ａ＝Ｔｈ／ω　　　　　　　　・
・・・・・（３）’ｒｏ　＝Ｔｈ　　　　　　　　　　
　　　　　　・・・・・・（４）従って、この（１）式
〜（４）式からＴ。、Ｔｈ。

ａを消去すれば、次の（５）式によりヘッドライン６Ａ
２の張力Ｔを得ることができる。

Ｔ　−（Ｔ−ωｄ）　ｃｏｓｈｌ（ωｘｐ）／（Ｔ−ω
ｄ）１・・・・・・（５） ここで、浚渫区域の水深ｄをおおむね一定とみなすと、
（５）式のω、ｄは一定値となる。そこで、ヘッドライ
ン６Ａ２の張力Ｔが一定となるように制御すれば、上記
（５）式に基づき船体１の位置Ｐにおけるチェーン着底
点からの水平距離ｘｐを一定とすることができる。つま
り、ヘッドライン６Ａ２の張力Ｔを一定にしてスイング
作業を行うことにより、浚渫船の軌跡をチェーン海底着
底点から一定の距離で滑らかに移動制御することが可能
となる。

そこで、本発明方法は、上記のような原理を利用しつつ
スイング動作制御を行うものであり、以下、その一実施
例について第２図を参照して説明する。船体１のスイン
グ動作は、サイドライン６Ａ１，６Ｂ１．６Ａ３，６８
３側のウィンチ７による巻取り／繰出し制御により図示
実線矢印方向にそってスイング動作を行う。

しかして、以上のようなスイング動作中にヘッドライン
６Ａ２の張力を一定に保つように制御すると共にスタン
ライン６　Ｂ　、２はそのヘッドライン６Ａ２の張力状
態に応じて適宜に張力制御を行う。

このヘッドライン６Ａ２の張力を一定に保つように制御
すれば、第１図の原理からも明らかなようにチェーン着
底点から一定の水平距離Ｘｐを保ちながら、船体１を円
滑、かつ、正確にスイング軌跡にそって移動させること
が可能になる。

次に、第３図はヘッドライン６Ａ２を一定に保つための
システム構成を示す図である。同図において１１はヘッ
ドライン６Ａ２の張力Ｔを直接的または間接的に検出す
るヘッドライン張力検出器である。ここで、直接的な張
力検出は例えばロードセル等を用いて行い、間接的な張
力検出は例えばウィンチ制御系の負荷電流から知ること
ができる。このヘッドライン張力検出器１１で検出され
た張力・Ｔはヘッドライン張力判定手段１２に送出され
る。このヘッドライン張力判定手段１２は検出張力Ｔが
予め定めた所定の張力範囲に入っているか否かを判定し
、その判定結果の信号をスタンラインウィンチ制御信号
発生手段１３に供給する。

このスタンラインウィンチ制御信号発生手段１３は判定
結果の信号に基づきスタンラインウィンチ７に巻取り／
＠出し／停止のための制御信号を出力する機能を持って
いる。具体的には第４図に示す如く、ヘッドライン６Ａ
２の張力Ｔが所定の張力範囲の上限値よりも大きいか否
かを判定しくステップＳ１）、張力Ｔが上限値よりも大
きいと判定した場合にはスタンライン繰出指令の判定結
果信号を出力する（ステップＳ２）。その結果、スタン
ライン繰出指令に基づいてスタンラインウィンチ７から
スタンライン６Ｂ２を繰出すと、スタンライン６Ｂ２の
張力が小さくなるので、船体１は前方への加速度を受け
て押出されてヘッドライン６Ａ２の張力が緩んで適正な
張力となる。また、ステップＳ１において張力Ｔが上限
値よりも小さいと判定した場合にはステップＳ３に移行
する。

このステップＳ３ではヘッドライン６Ａ２の張力Ｔが所
定の張力範囲の下限値よりも小さいか否かを判定し、張
力Ｔが下限値よりも小さいと判定した場合にはスタンラ
イン巻取り指令の判定結果信号を出力しくステップＳ４
）、前記とは逆の動作を行って張力を適正な範囲に入る
ように制御する。

ステップＳ３において張力Ｔが下限値よりも大きい場合
には適正な値であると判定しスタンラインブレーキ指令
を判定結果の信号として出力する（ステップＳ５）。そ
して、ステップＳ６においてスイング動作終了か否かを
判断し、終了していない場合には再びステップＳ１に戻
って同様の動作を繰返すものである。

従って、以上のような実施例の構成によれば、スイング
動作中においてヘッドライン６Ａ２の張力を検出し、こ
の検出張力が所定の張力範囲内に有るか否かに応じてス
タンライン６Ｂ２側のウィンチ７に対し巻取り／繰出し
／停止の指令を与えて前記ヘッドライン６Ａ２の張力を
一定となるよに制御することにより、船体１の位置Ｐを
常にチェーン着底点から一定の水平距離に保つことがで
き、目標スイング軌跡にそって高精度にスイング制御を
行うことができる。従って、掘削抵抗。

潮流あるいは風等の外乱条件が加わっても船体１をスイ
ング軌跡に設定することが可能となり、よって、浚渫機
器を破損させたり、あるいは未掘削区域を残したり、同
一区域を２度掘りすることがなくなり、浚渫作業を円滑
かつ効率的に行うことができる。

なお、本発明方法は上記実施例に限定されるものではな
い。上記実施例ではヘッドライン６Ａ２の張力を一定と
なるように制御したが、逆にスタンライン６Ｂ２の張力
を一定となるように制御してもよい。その他、本発明は
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

（発明の効果） 以上詳記したように本発明によれば、スイング動作中に
ヘッドラインまたはスタンラインを一定の張力となるよ
うに制御することにより、船体の前後方向の位置を適切
に設定でき、掘削抵抗、潮流あるいは風等の外乱条件の
変化に拘らず浚渫船の円滑、かつ、高精度にスイング軌
跡にそってスイング制御できる浚渫船のスイング動作制
御方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実現するためのヘッドラインの展
張状況を説明する図、第２図は本発明方法の一実施例を
説明するための船体のスイング軌跡図、第３図および第
４図はヘッドラインの張力を一定とするための具体例を
説明する図であって、第３図はシステム構成図、第４図
は第３図の動作１・・・船体、２・・・ラダー　６Ａ１
．６Ａ３゜６Ｂ１．６８３・・・サイドライン、６Ａ２
・・・ヘッドライン、６Ｂ２・・・スタンライン、７・
・・ウィンチ、１１・・・ヘッドライン張力検出器、１
２・・・ヘッドライン張力判定手段、１３・・・スタン
ラインウィンチ制御信号発生手段。 第３図 第１図 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スイング動作によって浚渫作業を行う浚渫船のスイング
   動作制御方法において、サイドライン側ウインチによる
   サイドラインの巻取りおよび繰出しにより左右方向ヘス
   インク動作させると共に、このスイング動作中にヘッド
   ラインまたはスタンラインの張力を検出し、この検出張
   力が所定の範囲に入るように前記スタンライン側または
   ヘッドライン側のウインチを操作することにより、スイ
   ング軌跡制御を行うことを特徴とする浚渫船のスイング
   動作制御方法。