JPH05301641A - クレーン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、クレーンの荷揚部と船のハッチ
等との接触を防止するクレーン制御装置である。 【構成】 荷揚部６に設けられ、荷揚げ作業に必要な範
囲を走査し、この必要範囲内の被走査体との間の距離を
検出する距離計測手段７，８と、この距離計測手段７，
８の走査位置を検出する走査位置検出手段９，１０と、
これら検出手段からの距離データと走査位置データに基
づき荷揚部６と被走査体との間の相対距離を算出すると
ともに、荷揚部６と被走査体との間の相対距離が所定値
以下にならないよう荷揚軌道を制御する制御手段と１６
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、岸壁などに設置され
て船からの荷揚げ等に使用されるアンローダなどのクレ
ーンに適用されるクレーン制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】岸壁上に設けられた走行式アンローダ
で、この岸壁に接岸した船のばら荷を荷揚げするとき、
この種の作業に使用されるクレーンであるアンローダの
荷取揚部（以下荷揚部と呼ぶ）と船のハッチとの位置関
係は、アンローダの移動、あるいは船の動揺などにより
相対的に変化し、アンローダの荷揚部と船体との接触に
よる損傷事故発生の原因になる。軌道走行クレーンの荷
揚部と地上のトラック等の間においても同様な事故が考
えられる。従来、このような両者の接触を避けるための
相対位置の認識は次のような方法で行われていた。例え
ば、アンローダと船の場合は、 (1) ハッチの大きさの情報をアンローダの制御用コンピ
ユータへ入力する。 (2) 次に図５に示すようにアンローダ５１の荷揚部５２
の基準点、例えばバケットチェーンのＬ隅部等の一点
を、船のハッチ５３のコーナに合わせる。

【０００３】このときの位置を原点位置として、走行装
置５４の走行距離検出器５５，旋回装置５６の旋回角検
出器５７および起伏ブーム５８の起伏角検出器５９、こ
れらの距離および角度でもって原点位置を制御用コンピ
ユータに認識記憶させる。

【０００４】(3) そして、例えば荷揚部５２はハッチ５
３中央方向への水平移動の移動限度を、概略的に［ハッ
チ幅の１／３］，［ハッチ長さの１／２］として、制御
装置はブーム旋回およびアンローダ走行の制御を行うよ
うにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の方式
は、ハッチ５３とアンローダ５１の相対位置は一度セッ
トすると荷揚げが完了するまでは、船の位置は変化しな
いと仮定した考えに立脚している。

【０００６】しかしながら、現実には船体は荷揚げによ
る吃水の変化、潮位の変化等のよる係船具の遊び量の増
加などにより、両者の水平方向および上下方向の相対位
置が変化して、それによって生じる荷揚部８２と船体と
の接触事故を防ぐことが困難であった。

【０００７】この発明は、このような問題を解決するた
めになされたもので、クレーンの荷揚部と船のハッチ等
との相対位置を荷揚げ作業中常時リアルタイムで監視し
て、両者の接触を回避するクレーン制御装置を提供する
ことを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のクレーン制御
装置は上記目的を達成するため、荷揚部に設けられ、少
なくとも荷揚げ作業に必要な範囲を走査し、この必要範
囲内の物体もしくは構造物の被走査体との間の距離を検
出する距離計測手段と、この距離計測手段の走査位置を
検出する走査位置検出手段と、距離計測手段および走査
位置検出手段からの距離データと走査位置データに基づ
き荷揚部と被走査体との間の相対距離を算出するととも
に、荷揚部と被走査体との間の相対距離が所定値以下に
ならないよう荷揚軌道を制御する制御手段とを備えてい
る。

【０００９】

【作用】このようにクレーン制御装置を構成すること
で、荷揚げ作業中は荷揚部と被走査体との間の距離をリ
アルタイムで監視して、荷揚部が船体やハッチの縁等に
接触するのを防いでいる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明の一実施
例を説明する。図１はこの発明をアンローダに適用した
実施例である。

【００１１】同図において、アンローダ１は軌道２上を
走行するための走行ガントリ部３，旋回Ａフレーム４，
起伏ブーム５および起伏ブーム５の先端に設けた荷揚部
６からなる。さらに、荷揚部６の下方先端にはＬ字状に
延びたバケットチェーン捕削部６ａが設けられている。

【００１２】７，８は荷揚部６の正面、側面外壁部に設
けられた、軌道２と平行なＸ軸およびＸ軸に直交するＹ
軸のそれぞれに沿って、下方を走査するＸ軸用とＹ軸用
二組のレーザ距離検出装置である。また、９，１０はレ
ーザ距離検出装置７，８の駆動部に設けた走査角検出器
である。

【００１３】走行ガントリ部３の下部には軌道２を走行
するための走行装具１１が設けられており、この走行装
具１１には走行距離検出器１２が取り付けてある。ま
た、走行ガントリ部３の上部に設けられている旋回Ａフ
レーム４には旋回角検出器１３が、さらに、起伏ブーム
５の枢軸部には起伏角検出器１４が設けられている。ま
た、アンローダ１の運転室１５には、このアンローダ１
を制御する制御装置１６が設けられている。なお、１７
は接岸した船１８のハッチコーミングである。次に、レ
ーザ距離検出装置７，８および走査角検出器９，１０の
構成と動作を図２(a) 〜(d) において説明する。

【００１４】これらの図において２０，２１は荷揚部６
の外壁面部の上下に対向して設けた取付台，これらの取
付台２０，２１にはスキャニング駆動部２２が下部の取
付台２１にターンテーブル２３を介し、また、上部の取
付台２０の下面に軸受２４を介して旋回可能に支持され
ている。

【００１５】このスキャニング駆動部２２は上部の取付
台２０の上のモータ２５の正逆駆動によりピニオン２６
およびギヤ２７を介して、旋回Ａフレーム４の旋回角に
連動し、逆旋回するようになっている。

【００１６】２８はスキャニング駆動部２２の出力回動
軸であり、レーザ距離検出装置７，８はそれぞれ、この
出力回動軸２２の先に固着支持され、スキャニング駆動
部２２に駆動されて、図２(a) に示すように下方部をＸ
軸およびＹ軸方向に沿って一定角度範囲を走査するよう
になっている。また、走査角検出器９，１０はスキャニ
ング駆動部２２のケージング上に出力回動軸２８の周り
を囲んで設けられている。

【００１７】図２(d) はハッチコーミング１７について
レーザ距離検出装置７，８および走査角検出器９，１０
が検出する距離Ｌ1 ，Ｌ2 と旋回角θ1 ，θ2 およびハ
ッチ開口幅Ｘ1 ，Ｘ2 との関係を示している。

【００１８】図３は制御装置１６の構成を示している。
この制御装置１６は初期条件設定器１６ａ，メモリ１６
ｂや荷揚部６のハッチ中央への水平修正移動距離演算部
１６ｃ，荷物面への垂直降下距離演算部１６ｄ，垂直上
昇距離演算部１６ｅよりなる演算部および制御シーケン
サ１６ｆ，表示用のＣＲＴ１６ｇで構成されている。こ
の制御装置１６は，走行距離検出器１２，旋回角検出器
１３，起伏角検出器１４，レーザ距離検出装置７，８お
よび走査角検出器９，１０に接続しており、これらで検
出した走行距離，ブーム旋回角，起伏角，およびハッチ
コーミング１７や荷面への距離検出時における走査角の
データが、メモリ１６ｂおよび水平修正移動距離演算部
１６ｃ，垂直降下距離演算部１６ｄ，垂直上昇距離演算
部１６ｅの各部に入力される。

【００１９】これらのデータから、ハッチ中央部を荷揚
部６の昇降軌道とする必要移動距離等が演算されて制御
シーケンサ１６ｆに送られ、この制御シーケンサ１６ｆ
が演算部１６ｃ，１６ｄ，１６ｅからの入力データを制
御要素データとして、走行装具１１，旋回Ａフレーム
４，起伏ブーム５，および荷揚部６を指定した軌道位置
と距離へ移動制御し、同時に表示用のＣＲＴ１６ｇにそ
の状態を表示する。

【００２０】また、荷揚部６の移動中にレーザ距離検出
装置７，８が、検出値の急な変化部への接近を検知した
ときは、制御シーケンサ１６ｆはアラームを発生させる
とともに、アンローダ１を自動的に停止させて危険を回
避する制御を行うようになっている。このような制御動
作は各検出センサ１２，１３，１４，７，８，９，１０
からの検出出力データに基づいて行われる。

【００２１】走行距離検出器１２は、アンローダ１の軌
道の一端測終点を原点（零表示）位置として、離れ方向
への走行距離を加算し、反対に戻り方向の走行距離を減
算して原点からの現在位置を検出する。旋回角検出器１
３は、軌道２と直交している海側方向を零角とし、一方
への旋回をプラス角、他方への旋回をマイナス角として
現在旋回位置を検出する。起伏角検出器１４は、起伏ブ
ーム５の水平位置を零角として、上下の起伏をそれぞれ
プラス角およびマイナス角として検出する。

【００２２】レーザ距離検出装置７，８は、スキャニン
グ駆動部２２の駆動により微速の往復の走査動作を行
い、この動作中に短い距離、時間間隔で距離測定を繰り
返す。また、走査角検出器９，１０は、それぞれレーザ
距離検出装置７，８が距離計測したときの走査各を、垂
直下方を零各として一方への走査角をプラス角、他方へ
の走査角をマイナス角として検出する。なお、これらの
検出手順は変更可能である。アンローダ１の動作を図４
に示す流れ図を参照して説明する。

【００２３】同図において、ステップＰ１の初期値設定
では、アンローダ１のブーム長さ，レーザ距離検出装置
７，８の取付位置から下、前後，左右への荷揚部６の張
出距離，荷揚部６のハッチへの挿入、抜出し軌道位置指
定，荷役対象の船のハッチサイズ，および船倉内での自
動荷揚げパターン等が初期条件設定器１６ａから指定さ
れ、メモリ１６ｂに記憶する。

【００２４】ステップＰ２で原点位置からアンローダ１
は走行を開始し、ステップＰ３で図１に示すように荷揚
部６を荷揚げすべきハッチの開口中央付近の上部位置に
停止させる。

【００２５】この位置において、レーザ距離検出装置
７，８および走査角検出器９，１０の計測を開始する。
この計測でレーザ距離検出装置７，８および走査角検出
器９，１０はそれぞれＸ軸、Ｙ軸沿いの左右のハッチコ
ーミング１７の上端への距離および走査角検出するとと
もに、レーザ距離検出装置８，走査角検出器１０は下部
荷面の荷揚部６下端のＬ形部に対向する部分への距離、
走査角を同時に検出してそのデータを制御装置１６に入
力する。

【００２６】水平修正移動距離演算部１６ｃは図２(d)
に例示するように、計測距離Ｌ1 ，Ｌ2 と計測旋回角θ
1 ，θ2 からレーザ距離検出装置７，８の垂直軸線から
左右のハッチコーミング１７までの水平距離Ｘ1 ，Ｘ2
またはＹ1 ，Ｙ2 を計算し、かつ荷揚部６の対応する方
向への張出し距離を減じて、実質的に荷揚部６の前後、
左右の張出部からハッチコーミング１７への距離が等し
くなる仮想ハッチ中心位置を計算する。さらに現在位置
から、仮想ハッチ中心位置への移動距離をブーム旋回
角、アンローダ走行距離に換算して制御シーケンサ１６
ｆに渡す。これらの処理動作はステップＰ４〜６で行わ
れる。ステップＰ７では、制御シーケンサ１６ｆはその
ブーム旋回角、アンローダ走行距離に合わせてアンロー
ダ１を制御してハッチ中央へ移動させる。

【００２７】ステップＰ８〜１０では、垂直降下距離演
算部１６ｄは、このハッチ中央位置でレーザ距離検出装
置８，走査角検出器１０が検出した荷面までの距離、角
度から荷揚部６下端と荷面までの垂直降下可能な距離
を、起伏角，旋回角，走行距離に変換計算して制御シー
ケンサ１６ｆに渡す。制御シーケンサ１６ｆはこれらの
データに基づいて荷揚部６を垂直降下させる。このよう
な荷面までのハッチ中央位置が、荷揚部６の挿入、抜出
し軌道位置としてメモリ１６ｂに記憶される。

【００２８】ステップＰ１１〜１４では、倉内におい
て、アンローダ１は初期設定された自動荷揚げ動作パタ
ーンに従って、制御シーケンサ１６ｆが荷揚部６をハッ
チ長手方向へ櫛形軌道沿いに移動させるとともに順次降
下させて荷揚げ作業を連続して行う。

【００２９】倉内の荷揚げ作業が済むと、アンローダ１
は荷揚部６を挿入軌道位置の水平方向へ移動して戻し
て、コラムの垂直上昇運転を行い、レーザ距離検出装置
７，８および走査角検出器９，１０をハッチコーミング
１７を検出した高さ位置まで戻して停止させる。

【００３０】ステップＰ１５〜１８では、この位置で、
水平修正移動距離演算部１６ｃ，垂直上昇距離演算部１
６ｅによる水平修正距離、必要垂直上昇距離を演算して
水平方向位置を修正し、荷揚部６をハッチから船外へ上
昇させて、アンローダ１をハッチの他の位置または原点
位置に移動させる。

【００３１】上記したような荷揚部６の移動運転中にレ
ーザ距離検出装置７，８が検出面の急激な変化部を検出
したときは、アラームを発するとともに、自動停止して
危険を回避する。また、この状態を表示ＣＲＴ１６ｇに
表示する。

【００３２】上記したように、この実施例はアンローダ
１の荷揚げ作業中の荷揚部６とハッチコーミング１７，
荷面、その他の船体部との相対位置をリアルタイムで検
出して、接触事故等を回避するものである。なお、この
発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を変
更しない範囲で変形して実施できる。

【００３３】

【発明の効果】この発明によれば、荷揚げ作業中の荷揚
部とハッチコーナ等の構造物や荷面との間の距離間隔を
リアルタイムで監視しているので、これらとの接触によ
る危険を自動的に回避できる。このため、クレーンの自
動運転における安全性を格段に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の構成を示すアンローダの
斜視図。

【図２】同実施例のレーザ距離検出器、走査角検出器の
構成と動作を説明する構造図。

【図３】同実施例の制御部の構成を示すブロック回路
図。

【図４】同実施例の動作を説明する流れ図。

【図５】従来のクレーンの動作を説明するアンローダの
斜視図。

【符号の説明】

１…アンローダ、２…軌道、３…走行ガントリ部、４…
旋回Ａフレーム、５…起伏ブーム、６…荷揚部、６ａ…
バケットチェーン捕削部、７，８…レーザ距離検出装
置、９，１０…走査角検出器、１１…走行装具、１２…
走行距離検出器、１３…旋回角検出器、１４…起伏角検
出器、１５…運転室、１６…制御装置、１６ａ…初期条
件設定器、１６ｂ…メモリ、１６ｃ…水平修正移動距離
演算部、１６ｄ…垂直降下距離演算部、１６ｅ…垂直上
昇距離演算部、１６ｆ…制御シーケンサ、１６ｇ…ＣＲ
Ｔ、１７…ハッチコーミング、１８…船、２０，２１…
取付台、２２…スキャニング駆動部、２３…ターンテー
ブル、２４…軸受、２５…モータ、２６…ピニオン、２
７…ギヤ、２８…出力回動軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】荷揚部に設けられ、少なくとも荷揚げ作業
   に必要な範囲を走査し、この必要範囲内の物体もしくは
   構造物の被走査体との間の距離を検出する距離計測手段
   と、 この距離計測手段の走査位置を検出する走査位置検出手
   段と、 距離計測手段および走査位置検出手段からの距離データ
   と走査位置データに基づき荷揚部と被走査体との間の相
   対距離を算出するとともに、荷揚部と被走査体との間の
   相対距離が所定値以下にならないよう荷揚軌道を制御す
   る制御手段と、 を備えたことを特徴とするクレーン制御装置。