JPH0354741B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の技術分野〕 本発明は、浚渫船によつて掘り取る水底土盤の
土質を判定しこの土質判定結果に応じてスイング
速度を調整する浚渫船の浚渫制御方法に関する。

〔従来の技術〕

この種の浚渫船は、川底または海底等の水底土
盤を削り取つて航路、港湾等の水深を確保した
り、汚泥等を除去するときに用いられるが、この
場合に土盤の土質が浚渫作業上重要な問題となつ
てくる。その理由は、バケツトまたはカツタを有
するラダーにより土盤を削り取つて進行する途中
において例えば硬土盤等にぶつかつているにも拘
らず無理に前進させると、浚渫作業の能率を著し
く低下させ、またバケツト等が損傷して浚渫作業
を一時停止させざるを得なくなる場合があるため
である。

そこで、近年、浚渫船の浚渫制御方法として、
スイング制御側の直流電動機の出力トルクが設定
トルクと等しくなるように、該直流電動機の電機
子電流を界磁電流値に基づいて制御する浚渫制御
方法が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この方法は、浚渫船のスイング
速度とウインチの巻取り／繰出し速度との差異の
影響を直接受け、土厚、土質等の変化に応じた最
適なスイング速度（移動速度）で浚渫制御をする
ことができない問題がある。

本発明は以上のような点に着目してなされたも
ので、より土質の変化に対応したスイング速度で
適確に浚渫作業を行い得る浚渫船の浚渫制御方法
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、水底土盤を掘い取る浚渫船におい
て、船体の振動、ヒールおよびバケツトあるいは
カツト駆動源の負荷電流のうち１つまたは複数を
検出して前記土盤の土質を判定し、この土質判定
結果に応じて前記浚渫船の現在スイング速度に修
正用スイング速度を加算または減算して修正スイ
ング速度値を得るスイング速度修正手段と、この
スイング速度修正手段によつて加算修正された加
算修正スイング速度と予め求めた標準スイング速
度とを比較し加算修正スイング速度が小さい場合
にはその修正スイング速度を、大きい場合には前
記標準スイング速度をそれぞれ出力する速度比較
出力手段とを有し、この速度比較出力手段の出力
および前記減算修正されたスイング速度を用いて
スイング速度を制御するものである。

〔作用〕

従つて、以上のような手段とすることにより、
土盤の土質を正確に判定してこの判定結果に応じ
て浚渫船の現在スイング速度に予め定められた比
較的小さい修正用速度を与えながらスイング速度
を調整するので、土質の変化に十分対応した適確
なスイング速度で浚渫制御を行い得るものであ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について第１図ないし第
６図を参照して説明する。先ず、バケツト付きラ
ダーを持つたバケツト浚渫船は、第１図および第
２図に示すように、船体１から数10個のエンドレ
スのバケツト２ａ…を持つたラダー２が所定の傾
斜をもつて降下せられ、そのラダー２先端部が水
底３に接触する如く設置されるものである。４は
バケツト駆動源、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
ー昇降装置を設置し、このラダー昇降装置によつ
てラダー２の比較的先端側を吊下して上下動させ
るようになつている。従つて、このような構成に
すれば、バケツト駆動源４を駆動することによ
り、タンブラシヤフト２ｂが回転し、これに伴つ
てバケツト２ａが回転移動してラダー最下端のバ
ケツト２ａにより水底３の土砂等を削り取つて浚
渫することになる。

また、この浚渫船においてその船体１の船首側
Ａおよび船首側Ｂよりそれぞれ３方向へアンカリ
ングされたワイヤまたは鎖６Ａ１〜６Ａ３、６Ｂ
１〜６Ｂ３が張られ、船上において各鎖等６Ａ１
〜６Ａ３、６Ｂ１〜６Ｂ３は各別にウインチ７…
により巻取りまたは繰出し可能に巻付けられてい
る。これらの鎖等において６Ａ１は船首左ライ
ン、６Ａ２はヘツドライン、６Ａ３は船首右ライ
ン、６Ｂ１は船尾左ライン、６Ｂ２はスタンライ
ン、６Ｂ３は船尾右ラインと指称する。従つて、
バケツト浚渫船は、各方向へ張られた各ライン６
Ａ１〜６Ａ３および６Ｂ１〜６Ｂ３により所定の
位置に確実に位置決めされる。そして、通常、浚
渫中の船体１の移動は、船首左ライン６Ａ１、船
尾左ライン６Ｂ３を繰出しながらライン６Ａ３、
６Ｂ３を巻取ることにより、第３図に示すスイン
グ動作８を行つてラダー２のバケツト２ａ…で水
底３の土砂等を浚渫し、このときヘツドライン６
Ａ２にはブケーキがかけられ、スタンライン６Ｂ
２は適宜繰り出されあるいは巻き取られる。さら
に、スタンライン６Ｂ２等を繰り出しながらヘツ
ドライン６Ａ２等を巻き取ることにより、第３図
に示す前進動作９を行う。こうして、水底３の土
砂等を浚渫し、よつて浚渫船は第３図に示すよう
にスイング動作８と前進動作９を繰り返しながら
円弧状の軌跡を描きながら区画１０に亙つて土砂
等を浚渫するものである。この間、バケツト２ａ
内の土砂は船体１中央部のベルトコンベア１１に
より土運船等に積載されて運搬される。

ところで、バケツト浚渫船は、比較的硬い土質
に対しても浚渫が可能であるという特徴を有して
いるが、これが反つて浚渫作業の自動化に障害と
なつていた。

そこで、本発明においては、以上のような浚渫
船において第４図に示すスイング速度制御手段を
設け、第５図に示す動作に基づいて土質の変化に
応じたスイング速度により浚渫を行うことにあ
る。先ず、第４図において２１は土質判定手段で
あつて、これには例えば振動検出器、ヒール検出
器およびラダー駆動源の負荷電流検出装置の何れ
か１つまたは複数から土質検出信号が入力される
ようになつている。前記振動検出器は従来から一
般的に使用されているものを用いる。即ち、浚渫
中にバケツト２ａが硬土盤または粘土盤にぶつか
ると、ラダー２全体が振動を発生させるので、そ
れを振動検出器によつて検出しこの振動検出信号
を土質検出信号として土質判定手段２１に供給す
るものである。また、ヒール検出器は浚渫船のス
イング動作８中におけるスイング方向のヒールつ
まり船体１の左右を傾きを検出するものであつ
て、このヒール検出器としては種々のものが考え
られるが、例えばジヤイロの動きをポテンシヨン
メータで検出するとか、気泡管の気泡の移動状態
を光学的に検出するとかあるいは浚渫船の両側に
吃水計をそれぞれ設けこれら両吃水計の出力鎖を
検出するもの等が使用される。さらに、負荷電流
検出装置は、バケツト駆動源４であるバケツト回
転電動機の負荷電流を検出するものである。即
ち、バケツト２ａは浚渫中に所定の回転数で回転
しているが、バケツト２ａが硬土盤または粘土盤
にぶつかると、電動機の負荷電流が増加しそれに
伴つて電動機のトルクが急激に上昇するので、こ
の負荷電流を負荷電流検出装置により検出しこれ
を土質検出信号として土質判定手段２１に供給す
るものである。この土質判定手段２１は上記土質
検出信号を受けてこの検出値が予め定められた上
限値を越える時、つまり例えば硬土質、粘土質等
のときスイツチ２２，２３を図示位置とは反対側
へ切替え制御する。２４は減算演算部、２５は加
算演算部であつて、これらは例えば右ライン６Ａ
３，６Ｂ３を巻き取るウインチ７に設けたタコジ
エネレータ等から得られる現在スイング速度信号
Svと予め定められた比較的小さい修正用スイン
グ速度信号ΔSとが入力されており、各演算部２
４，２５においてそれぞれ減算演算および加算演
算によりスイング速度の修正を行う。２６はスイ
ツチ２２，２３が図示のような位置にあるときの
加算演算部２５の出力と標準スイング速度演算部
２７からの標準スイング速度とを比較する速度比
較出力手段で、ここで加算修正されたスイング速
度が大きいと判断した場合には標準スイング速度
信号を、逆に小さいと判断した場合には修正スイ
ング速度信号を出力するものである。なお、標準
スイング速度演算部２７は次のようにして標準ス
イング速度を求める。すなわち、第６図に示すよ
うに、スイング幅Ｗ（ｍ）の範囲で土厚の薄い部
分（最水部水深）Dmin（ｙ）を最大スイング速
度Smaxによりスイングする時に所定の浚渫土量
Vs（＝Cs×Ns）が得られるように下式に基づい
て目標前進量Lsを定める。但し、上下限値を設
けておくものとする。前記Csはバケツト内土量
目標値、Nsはバケツト速度（個／min）である。

Vs＝Smax・Ls（Dmin（ｙ）−Ds） ……(1) したがつて、上式から目標前進量Lsは、 Ls＝（Cs×Ns）／｛Smax ・（Dmin（ｙ）−Ds）｝ ……(2) となる。但し、上式においてDsは浚渫目標深さ
であり、かつSmaxは固定と考えることができ
る。そして以上のようにして求めた目標前進量
Lsの外、Vs、水深Ｄ（ｘ、ｙ）およびDs等を用
いて、その時々の土厚に拘らず一定の浚渫土量
Vsを確保するように下式に基づいて標準スイン
グ速度Ssを求めて前記速度比較出力手段２６に
供給するものである。但し、上下限を設けるもの
とする。

Vs＝Ss・（Ｄ（ｘ、ｙ）−Ds）・Ls ……(3) Ss＝Vs／｛（Ｄ（ｘ、ｙ）−Ds）・Ls｝ ……(4) 第４図において２８は各ウインチの速度を演算
する各ウインチ速度演算部、２９はウインチ速度
演算部２８の出力により前記ラインの巻取り／繰
出しを行うウインチ７を制御するウインチ駆動制
御部であり、これによつて浚渫船のウインチ速度
が制御されるものである。

次に、第５図を参照しながらスイング速度の制
御について説明する。先ず、土質判定手段２１に
おいてステツプＳ１〜Ｓ３に示すように、振動検
出器、ヒール検出器および負荷電流検出装置でそ
れぞれ検出された検出値がそれぞれ各別に定めた
上限値を越えたか否かを所定の順次により判断
し、何れかが上限値を越えている時つまり土質が
例えば硬土質である時にはスイツチ２２，２３を
図示位置とは反対側に閉成して前記減算演算部２
４へ判定結果を送出する。ここで減算演算部２４
はステツプＳ４に示すように、浚渫船１の現在ス
イング速度Svから修正用スイング速度ΔSを減算
してスイング速度を降下させ、これを各ウインチ
速度演算部２８に供給する。このウインチ速度演
算部２８は減算修正されたスイング速度に基づい
て各ウインチ７…の巻取り速度および繰出す速度
を求めてウインチ速度制御部２９に与え、土質に
対応したスイング速度で浚渫船１をスイング方向
に浚渫制御するものである。

一方、前記ステツプＳ１〜Ｓ３において検出値
が上限値以下の場合には土質が軟土質であると判
定しその判定結果を加算演算部２５に供給する。
この加算演算部２５はステツプＳ５に示すように
現在スイング速度Svに修正用スイング速度ΔSを
加えてスイング速度を加算修正し、これを速度比
較出力手段２６に供給する。この速度比較出力手
段２６では加算修正されたスイング速度と前述し
た標準スイング速度Ssとを比較し、（ステツプＳ
６）、標準スイング速度が大きい場合には修正ス
イング速度を各ウインチ速度演算部２８に供給
し、逆に修正スイング速度が大きい場合にはステ
ツプＳ７により標準スイング速度Ssを各ウイン
チ速度演算部２８に供給し、標準スイング速度を
越えない範囲で標準スイング速度に近づけるよう
にスイング速度を調整するものである。

従つて、以上のような実施例の構成によれば、
１つまたは複数の土質検出器を用いてその検出値
を土質判定手段２１に供給して土質判定を行つて
いるので、土質が正確に判定でき、しかも土質判
定結果に応じて例えば硬土質の場合には現在スイ
ング速度から比較的小さい修正用スイング速度を
減算修正してスイング速度を制御しているので、
バケツトを損傷させるような問題がなくなり、浚
渫作業を円滑に行うことができる。また、軟土質
と判定した場合には現在スイング速度に修正用ス
イング速度を加算修正してスイング速度を求める
とともに、予め定めた標準スイング速度よりも小
さい場合には修正スイング速度でスイング速度制
御を行い、逆の場合には標準スイング速度でスイ
ング速度制御を行うので、スムーズに浚渫作業が
でき、かつ確実に目標土量を掘り取ることができ
る。

なお、上記実施例では減算演算部２４と加算演
算部２５に同じ修正用スイング速度ΔSを供給し
たが、異なる値ものを用いてもよい。また、標準
スイング速度の演算手段は実施例に限定されるも
のではない。また、上記実施例はバケツト付きの
ラダー２を用いたが、これに代えてカツタ付きラ
ダーを用いてもよい。さらに、土質判定手段２１
で２値化した論理信号に変換して出力すればスイ
ツチ２２，２３を不要とすることできる。また、
土質判定手段２１から２値化信号または正負信号
を出力するようにすれば、両演算部２４，２５を
１つにして同様の機能を行わせることができる。
その他、本発明は上記実施例に限定されずに種々
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、土質に対
応して適確なスイング速度で浚渫船をスイングし
て土砂等を浚渫でき、バケツト等を損傷すること
なく円滑に浚渫作業を行い得る浚渫船の浚渫制御
方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を説明
するために示したもので、第１図は浚渫状態を示
す模式的な図、第２図は浚渫時の平面図、第３図
は浚渫作業の軌跡を示す図、第４図は本発明方法
を実現するための模式的なブロツク図、第５図は
スイング制御の動作説明図、第６図は標準スイン
グ速度を求めるための説明図である。 １……船体、２……ラダー、２ａ……バケツ
ト、４……バケツト駆動源、６Ａ１〜６Ａ３，６
Ｂ１〜６Ｂ３……鎖等のライン、７……ウイン
チ、２１……土質判定手段、２４……減算演算
部、２５……加算演算部、２６……速度比較出力
手段、２７……標準スイング速度演算部、２８…
…各ウインチ速度演算部、２９……ウインチ駆動
制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水底土盤を掘り取る浚渫船において、船体の
   振動、ヒールおよびバケツトまたはカツタ駆動源
   の負荷電流の何れか１つまたは複数の信号から硬
   土質、粘土質に属する土質か軟土質に属する土質
   かを判定する土質判定手段と、この土質判定手段
   によつて硬土質、粘土質に属する土質と判定した
   とき、前記浚渫船の現在スイング速度から修正用
   スイング速度を減算して減速修正スイング速度を
   得るスイング速度減速修正手段と、前記土質判定
   手段によつて軟土質に属する土質と判定したと
   き、現在スイング速度に修正用スイング速度を加
   算して加速修正スイング速度を得るスイング速度
   加速修正手段と、このスイング速度加速修正手段
   によつて加算修正された加速修正スイング速度と
   予め求めた標準スイング速度とを比較し、その加
   速修正スイング速度が小さい場合にはその加速修
   正スイング速度を、大きい場合には前記標準スイ
   ング速度をそれぞれ出力する速度比較出力手段と
   を有し、 水底土盤の土質の変化に応じて前記スイング速
   度減速修正手段による減速修正スイング速度また
   は前記速度比較出力手段によつて得られた出力を
   用いて前記現在スイング速度を調整することを特
   徴とする浚渫船の浚渫制御方法。