JPH0720208Y2 - グラブバケットの掘削軌跡表示装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この考案は、主としてしゅんせつ船に搭載されて、海底
を水平に掘削するグラブバケットの掘削軌跡を表示する
装置に関する。

【従来の技術】

第４図に示す従来のグラブバケットで海底をしゅんせつ
すると、第５図に示す山形の状態となる。グラブバケッ
トを一定の位置に吊り下げてシェルを閉じると、シェル
は、支点を中心に回転するからである。グラブバケット
を吊り下げる支持ワイヤーを緩めてグラブバケットを閉
じると、シェルを閉じるに従って、グラブバケットが地
中に降下するので、中央が深くなる。いずれの状態にし
ても、しゅんせつされた海底は凹凸になって水平になら
ない。 グラブバケットを使用して、しゅんせつ作業をする場
合、堀り跡を極力水平にすることが望ましい。掘り跡を
水平にするには、グラブバケットのシェルを閉じるに従
って、グラブバケットを特定量降下させる必要がある。
この操作をするために、オペレーターには支持ワイヤー
の繰り出し量を調整する修正操作が要求されている。 すなわち、オペレーターは、グラブバケットの掘削軌跡
を水平にするために、開閉ワイヤーを巻き上げてグラブ
バケットを閉じるに従って、支持ワイヤーを少しずつ繰
り出してグラブバケットを降下させる難しい操作が要求
される。 グラブバケットの掘削作業において、オペレーターは、
シェルの掘削軌跡がどのようになっているかを視認でき
ない。このため、オペレーターは感に頼って支持ワイヤ
ーの繰り出し量を調整している。この方法は、オペレー
ターに極めて高度な技術を要求する。また、全てのオペ
レーターが、海底を正確に水平掘削できない。 この欠点を解消するために、油圧バックホー船の海中掘
削状況監視装置が開発されている（実開昭64-91012号公
報）。この公報に記載される装置は、掘削面の地形をソ
ナーセンサーで探査して掘削面の地形を演算して表示す
る。

【考案が解決しようとする課題】

この公報に記載される装置は、海底を掘削していないと
きに限って、掘削した軌跡を表示できる。実際に掘削し
ているときには、グラブバケットの掘削軌跡を表示でき
ない欠点がある。グラブバケットの掘削軌跡表示装置
が、掘削軌跡を表示したいのは掘削するときである。表
示装置を見て、正常に掘削できている状態を確認したい
からである。 ところが、この公報に記載さる装置は、掘削して一定時
間経過し、掘削中の濁りがなくなるまで、掘削軌跡を表
示できない。掘削中は海中が濁っているので、掘削軌跡
の検出ができない。ソナーセンサーが、濁りのある状態
では掘削面の探索ができないからである。とくに、掘削
中に海中に無数の微細な気泡が発生すると、ソナーセン
サーの探索ができなくなる。気泡の表面で音が反射され
るからである。気泡が界面に浮上し、濁りが底に沈殿す
るまで、ソナーセンサーの掘削面の探索できない。この
ため、この公報に記載される装置は、掘削中はいうにお
よばず、掘削が完了して所定時間経過するまでは、掘削
面の表示ができない欠点がある。 さらに困ったことに、掘削が完了して、掘削面を表示で
きるようになるまでの時間は、掘削現場の環境で著しく
変化する。ヘドロの堆積する海底では、掘削してから濁
りが澄むまでに著しく時間がかかり、この間、掘削面の
表示はできない。さらに、最近は、掘削するときの濁り
が周囲に飛散するのを防止するために、掘削部分の周囲
を囲んでグラブバケットで掘削することがある。この状
態においても、濁りが澄むまでに極めて長い時間がかか
る。濁りが周囲に飛散しないからである。したがって、
この状態にあっても、この公報に記載される装置は、掘
削面の表示が出来ない欠点がある。 この考案は、さらにこの欠点を解決することを目的に開
発されたもので、この考案の重要な目的は、掘削しなが
らグラブバケットの掘削軌跡を表示できる掘削軌跡表示
装置を提供するにある。 また、この考案の他の重要な目的は、必要ならば、グラ
ブバケットを交換して、それぞれのグラブバケットに理
想的な状態で海底をしゅんせつできる掘削軌跡表示装置
を提供するにある。

【課題を解決するための手段】

この考案のしゅんせつ用グラブバケットの掘削軌跡表示
装置は、前記の目的を達成するために下記の構成を備え
る。グラブバケットの掘削軌跡表示装置は、センサーか
らの信号を処理してグラブバケット１の掘削軌跡を演算
する演算手段６と、この演算手段６で演算されたグラブ
バケット１の掘削軌跡を表示する表示部材７とを備え
る。 さらに、この考案のグラブバケットの掘削軌跡表示装置
は、センサーを、グラブバケット１を開閉させる開閉ワ
イヤー２の移動量を検出する開閉センサー３と、グラブ
バケット１を上下させる支持ワイヤー４の移動量を検出
する支持センサー５とで構成する。開閉センサー３と支
持センサー５からの信号を演算手段６で演算してグラブ
バケットの掘削軌跡を計算し、演算されたグラブバケッ
ト１の掘削軌跡を表示部材７に表示するように構成して
いる。 表示部材７には、モニタテレビが最適である。モニタテ
レビに代わって、プリンタやxyブロッタも使用可能であ
る。

【作用】

この考案のグラブバケットの掘削軌跡表示装置は、開閉
ワイヤー２と支持ワイヤー４との繰り出し量を検出し
て、グラブバケット１の掘削軌跡を演算して表示する。 グラブバケット１のシェル先端の移動軌跡は、開閉ワイ
ヤー２と支持ワイヤー４の移動量で決まる。開閉ワイヤ
ー２と支持ワイヤー４の移動量から、シェル先端の掘削
軌跡を演算するには、下方の方法が採用できる。 支持ワイヤー４を移動させないで、開閉ワイヤー２
を巻き取って、シェル先端の軌跡を実測し、あるいは、
計算しておく。この軌跡は、第５図に示すようになる。
開閉ワイヤー２の巻き取量に対する、シェル先端の軌跡
を、ｘ値と、ｙ値とで記憶させておく。 支持ワイヤー４は、グラブバケット１を上下に移動
させるにすぎない。したがって、支持ワイヤー４の移動
量で、ｙ軸位置を補正して、シェル先端の移動軌跡を求
めることができる。 ただ、支持ワイヤー４が繰り出されると、開閉ワイヤー
２が相対的に巻取られた状態となる。従って、支持ワイ
ヤー４の移動量で開閉ワイヤー２の移動量を修正する。 演算手段６で計算された結果が表示部材７に表示され
る。表示部材７は、例えば、第１図に示すように、シェ
ル先端の移動軌跡を表示する。 このように、この考案のグラブバケットの掘削軌跡表示
装置は、表示部材７にシェルの移動軌跡が表示される。
従って、オペレーターは、表示部材７を見て、シェルの
掘削軌跡を簡単かつ正確に確認できる。このため、オペ
レーターは、表示部材７をみながら、シェルの掘削軌跡
が水平になるように、支持ワイヤー４の繰り出し量を調
整して、海底を簡単かつ容易に、しかも正確に水平堀で
きる。 また、この考案のグラブバケットの掘削軌跡表示装置
は、自動的にシェルの掘削軌跡が水平に調整される掘削
装置にも利用できる。この場合、表示部材７を見て、シ
ェルが正確に水平に掘削できるかどうかを確認できる。
また、自動的に海底を水平に掘削する装置は、表示部材
７でもって、シェルがより完全な水平堀をするように、
精密調整することも可能である。

【好ましい実施例】

以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 但し、以下に示す実施例は、この考案の技術思想を具体
化する為のグラブバケットの掘削軌跡表示装置を例示す
るものであって、この考案の掘削軌跡表示装置は、構成
部品の材質、形状、構造、配置を下記の構造に特定する
ものでない。この考案の掘削軌跡表示装置は、実用新案
登録請求の範囲に記載の範囲に於て、種々の変更が加え
られる。 更に、この明細書は、実用新案登録請求の範囲が理解し
易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、
「実用新案登録請求の範囲の欄」、「従来の課題を解決
する為の手段の欄」および「作用の欄」に示される部材
に付記している。ただ、実用新案登録請求の範囲に示さ
れる部材を、実施例の部材に特定するものでは決してな
い。 第１図ないし第２図に示すしゅんせつ機に使用されるグ
ラブバケット１の掘削軌跡表示装置は、 グラブバケット１を開閉する開閉ワイヤー２の移動
量を検出する開閉センサー３と、 グラブバケット１を上下させる支持ワイヤー４の移
動量を検出する支持センサー５と、 両センサーからの入力信号を演算処理する演算手段
６と、 演算手段６の演算結果を処理する表示部材７とを備
えている。 開閉センサー３には、開閉ワイヤー２の移動量を直接、
あるいは、間接的に検出できる全てのセンサーが利用で
きる。開閉ワイヤー２の移動量を直接検出する開閉セン
サー３は、開閉ワイヤー２に接触して回転するローラー
の回転を検出するセンサーが使用できる。開閉ワイヤー
２の移動量を間接的に検出するセンサーには、例えば、
開閉ワイヤー２の巻取ドラムの回転を検出するセンサー
が使用できる。 支持センサー５も、開閉センサー３と同様に、支持ワイ
ヤー４の移動量を直接、あるいは、間接的に検出できる
全てのセンサーが利用できる。支持ワイヤー４の移動量
を直接検出するセンサーは、支持ワイヤー４に接触して
回転するローラーの回転を検出するセンサーが利用でき
る。支持ワイヤー４の移動量を間接的に検出するセンサ
ーには、例えば、支持ワイヤー４の巻取ドラムの回転を
検出するセンサー等が使用できる。 演算手段６は、開閉センサー３と支持センサー５からの
入力信号から、グラブバケット１の掘削軌跡を演算す
る。演算手段６には、マイクロコンピュータが使用され
る。マイクロコンピュータは、開閉センサー３と支持セ
ンサー５から入力されるアナログ信号をデジタル信号に
変換するA/Dコンバータ6Aと、両センサーからの入力信
号を計算してシェル先端の移動軌跡を求めるCPU6Bと、
シェルの移動軌跡を記憶するメモリ6Cとを備えている。 メモリ6Cは、開閉ワイヤー２の移動量に対するシェル先
端の移動軌跡を、ｘ値とｙ値とで記憶している。複数の
グラブバケット１を交換して使用するしゅんせつ機は、
交換して使用される全てのグラブバケット１の移動軌跡
をメモリに記憶させる。 CPU6Bは、A/Dコンバータ6Aから入力される信号と、メモ
リ6Cの記憶値とを、予め決められたプログラムに従って
演算処理し、グラブバケット１の掘削軌跡を計算する。 表示部材７は、演算手段６に接続され、演算手段６から
演算結果が伝送されて、グラブバケット１の掘削軌跡を
表示する。表示部材は、第１図に示すように、シェル先
端の垂直面の移動軌跡を平面的に表示するのがもっとも
簡単である。ただ、シェルの掘削軌跡を、三次元で立体
的に表示することも可能である。 表示部材は、第１図に示すように、グラブバケットの掘
削軌跡を各回毎に表示することも可能であるが、第７図
に示すように、グラブバケットの複数回の掘削軌跡を表
示する装置は、掘削作業が完了した後で、掘削現場の海
底のどの部分をどの様な状態で掘削したかを明示する。
この場合、シェルの掘削軌跡を三次元で表示すると、海
底の様子をより判り易く状態で確認できる。 グラブバケットの複数の掘削軌跡を表示する場合、単に
順番に掘削軌跡を表示するよりも、グラブバケットが掘
削した位置に対応させて、掘削軌跡を表示させるのがよ
い。これを実現するには、グラブバケットの掘削軌跡と
共に、グラブバケットの水平位置を検出する必要があ
る。 グラブバケットの水平位置は、しゅんせつ機がセットさ
れる台船位置と、ジブの水平回動角および垂直回動角と
で特定される。台船位置は、台船の４隅を固定するワイ
ヤーの移動量をセンサーで検出して計算できる。ジブの
垂直回転角は、ジブを傾動させるワイヤーの移動量をセ
ンサーで検出して計算できる。ジブの水平回転角は、ジ
ブが乗せられたターンテーブルの回転角をセンサーで検
出して測定できる。 グラブバケットの複数回の掘削軌跡を、グラブバケット
の掘削位置に対応させて表示する表示部材は、掘削され
た回転全体の状態を正確に推測できる特長がある。 表示部材７には、モニタテレビ、プリンタ、xyプロッタ
等が使用できる。 この考案のグラブバケット１の掘削軌跡表示装置は、手
動で開閉ワイヤー２と支持ワイヤー４を操作できるしゅ
んせつ機に使用して、最も便利に使用できる。ただ、こ
の考案のグラブバケット１の掘削軌跡表示装置は、シェ
ルの掘削軌跡を自動的に水平に近付けるしゅんせつ機に
も使用できる。 第２図は、この考案のグラブバケットの掘削軌跡表示装
置をセットできるしゅんせつ機を示している。 このしゅんせつ機は、掘削するグラブバケット１と、 グラブバケット１のシェルを開閉させる開閉ワイヤー２
と、 グラブバケット１を上下させる支持ワイヤー４と、 開閉ワイヤー２を巻き取る開閉ドラム17と、 支持ワイヤー４を巻き取る支持ドラム10と、 開閉ドラム17と支持ドラム10とを駆動する動力原16とを
備えている。 グラブバケット１は、第２図と第４図とに示すように、
開閉ワイヤー２と支持ワイヤー４との２本のワイヤーが
連結されている。開閉ワイヤー２はシェルを開閉させ
る。すなわち、開閉ワイヤー２が引っ張られると、シェ
ルが閉じられる。前記ワイヤー２は、第４図においてシ
ェルの中央に連結されている。シェル上端は、回転自在
に連結されている。 支持ワイヤー４はグラブバケット１全体を上下に移動さ
せる。支持ワイヤー４と開閉ワイヤー２とが一緒に牽引
されると、グラブバケット１は開閉運転されることなく
上下に移動される。 すなわち、支持ワイヤー４に対して、開閉ワイヤー２を
引っ張ると、シェルが閉じられる方向に運動する。支持
ワイヤー４に対して開閉ワイヤー２が緩められると、シ
ェルが開かれる。 水平掘削するしゅんせつ機は、シェルを閉じて海底の土
砂をすくい取る時に、支持ワイヤー４を繰り出す必要が
ある。支持ワイヤー４の繰り出し量は、オペレーターが
表示部材７の軌跡を見て手動で操作し、あるいは、制御
手段８で自動的に制御される。 シェルの掘削軌跡を自動的に水平に近付ける制御手段８
は、シェルの開度でグラブソケット１の上下位置を調整
し、グラブバケットの上下位置で支持ワイヤーの繰り出
し量がフィードバックされる。 シェルの開度は、開閉センサー３で検出される。グラブ
バケット１の上下位置は、支持センサー５で検出され
る。支持ワイヤー４の繰り出し量を制御する制御手段８
は、第６図に示されている。制御手段８は、開閉センサ
ー３からの入力信号で、支持ワイヤー４の繰り出し量を
計算する演算処理部材11を備えている。 演算処理部材11は、ブレーキ手段９を制御して、支持ワ
イヤー４の繰り出し量を制御する。すなわち、開閉ワイ
ヤー２が引っ張られて、シェルが閉じられるに従って、
グラブバケット１を決められた量だけ降下させるよう
に、開閉センサー３からの入力信号を計算して、ブレー
キ手段９を制御する。 演算処理部材11は、シェルの開度が開閉センサー３から
入力されると、グラブバケット１の降下量を特定する。
グラブバケット１の降下量は、開閉センサー３で検出さ
れる。グラブバケット１の降下量が計算値よりも少ない
と、ブレーキ手段９を緩める。反対に、グラブバケット
１の降下量が計算値よりも大きいと、ブレーキ手段９が
支持ドラム10の回転を制動する。 第６図は、演算処理部材11で制御されるブレーキ手段９
の制御回路図を示している。この図に示されるブレーキ
手段９は、支持ドラム10の回転を制動する制動部材9Aで
あるディスクブレーキと、このディスクブレーキのキャ
リパを駆動して、ディスクブレーキの制動力を調整する
駆動部材9Bとを備えている。 制動部材9Aであるディスクブレーキは、第２図に示すよ
うに、支持ドラム10の両側に固定されているディスク
と、このディスクを挟着してディスクの回転を制動する
キャリパとを備えている。 駆動部材9Bは、ディスクの制止力を調整する油圧ピスト
ン12と、制御弁13と、水平掘削切換弁14と、油圧ポンプ
15とを備えている。 油圧ピストン12が油圧で押し出されると、キャリパがデ
ィスクを挟着して、ディスクの回転を制動する。 制御弁13は、演算処理部材11で制御される。すなわち、
制御弁13の開度が演算処理部材11で制御される。制御弁
13は、水平掘削切換弁14から油圧ピストン12に供給され
る油圧をバイパスさせる。 制御弁13の開度が大きい程、多量の油圧がバイパスされ
て油圧ピストン12の供給油圧が低下され、油圧ピストン
12がキャリパを押圧する力が弱くなる。キャリパの押圧
力が弱くなると、ディスクが回転し易い状態、すなわ
ち、ブレーキを緩めた状態となって、支持ドラム10が回
り易くなる。 反対に、制御弁13が閉弁されるほど、油圧ピストン12に
作用する油圧が高くなり、油圧ピストン12がキャリパを
強い力でディスクを押圧する。この状態では、ブレーキ
を強く閉めた状態となって、支持ドラム10の回転が制
止、または、制動される。 水平掘削切換弁14は、グラブバケット１が一定の水深に
降下されるまでは、第３図の位置にある。この状態で
は、油圧シリンダーに油圧ポンプで加圧された差動油が
供給されない。このため、ブレーキ手段９は、支持ドラ
ム10の回転を制動しない。グラブバケット１が海底をし
ゅんせつするまで降下されると、水平掘削切換弁14が第
３図の位置から切り換えられる。水平掘削切換弁14が切
り換えられると、油圧ポンプは、油圧シリンダーに作動
油を供給する。 この状態で制御弁13の開度が調整され、グラブバケット
１は、シェルが閉まるに従って、次第に降下される。 以上のしゅんせつ機は、支持ワイヤー４の繰り出し量を
自動的に制御しているが、この考案のグラブバケットの
掘削軌跡表示装置は、支持ワイヤー４の繰り出し量を手
動で操作するしゅんせつ機に便利に利用できる。

【考案の効果】

この考案のグラブバケットの掘削軌跡表示装置は、掘削
して海水が著しく濁っていても、グラブバケットの掘削
軌跡を表示できる。支持ワイヤーと開閉ワイヤーの移動
量を演算してグラブバケットの掘削軌跡を演算し、その
演算結果を表示するからである。この考案のグラブバケ
ットの掘削軌跡表示装置は、海底の濁りや、無数の気泡
が掘削軌跡を狂わせることがない。本考案の装置は、掘
削しながらグラブバケットの掘削軌跡をリアルタイムに
表示できる優れた特長がある。このため、表示部材を見
て、グラブバケットがどのように海底を掘削しているか
を確認しながら、海底の掘削が可能である。このこと
は、グラブバケットの掘削軌跡表示装置にとって極めて
大切なことです。掘削中に海底の掘削軌跡が確認できる
と、掘削状態を最適な状態に調整できるからである。 また、本考案のグラブバケットの掘削軌跡表示装置は、
濁りや気泡に影響を受けないで、グラブバケットの掘削
軌跡を正確に表示して、しかも製造コストを低減でき
る。従来の装置に装備されるソナーセンサーに比較する
と、支持ワイヤーや開閉ワイヤーの移動量のセンサーは
安価であることが理由である。このため、この考案のグ
ラブバケットの掘削軌跡表示装置は、全体にコストを低
減して正確に、しかもリアルタイムにグラブバケットの
掘削軌跡を表示できるという、この種の装置にとって極
めて優れた特長を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案のグラブバケットの掘削軌跡表示装置
のブロック線図、第２図は掘削軌跡表示装置がセットさ
れるしゅんせつ機を示す側面図、第３図は第２図に示す
しゅんせつ機の支持ドラムと開閉ドラム部分を示す平面
図、第４図はグラブバケットの側面図、第５図はグラブ
バケットのシェル先端の移動軌跡を示すグラフ、第６図
はブレーキ手段の制御回路を示す油圧回路図、第７図は
表示部材がグラブバケットの掘削軌跡を表示する具体例
を示す平面図である。 １……グラブバケット、２……開閉ワイヤー ３……開閉センサー、４……支持ワイヤー ５……支持センサー、６……演算手段 6A……A/Dコンバータ、6B……CPU 6C……メモリ、７……表示部材 ８……制御手段、９……ブレーキ手段 9A……制動部材、9B……駆動部材 10……支持ドラム、11……演算処理部材 12……油圧ピストン、13……制御弁 14……水平掘削切換弁、15……油圧ポンプ 16……動力源、17……開閉ドラム

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】センサーからの信号を処理してグラブバケ
   ット（１）の掘削軌跡を演算する演算手段（６）と、こ
   の演算手段（６）で演算されたグラブバケット（１）の
   掘削軌跡を表示する表示部材（７）とを備えるグラブバ
   ケットの掘削軌跡表示装置において、 前記のセンサーが、グラブバケット（１）を開閉させる
   開閉ワイヤー（２）の移動量を検出する開閉センサー
   （３）と、グラブバケット（１）を上下させる支持ワイ
   ヤー（４）の移動量を検出する支持センサー（５）とを
   備え、開閉センサー（３）と支持センサー（５）からの
   信号を演算手段（６）が演算してグラブバケットの掘削
   軌跡を計算し、演算されたグラブバケット（１）の掘削
   軌跡が表示部材（７）に表示されるように構成されてな
   ることを特徴とするグラブバケットの掘削軌跡表示装
   置。