JPS6121875B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２モータ・２ドラム方式のスイングウ
インチを有するカツタ式浚渫船の転動抑制回路に
関する。

この種のカツタ式浚渫船の概要を第１図、第２
図と共に説明する。第１図はその概略平面図であ
り、１０は船体、１２はラダー１４の先端に設け
られた掘削用のカツタであり、１６はこのカツタ
１２用の駆動モータである。２０はスイングウイ
ンチであつて２２ａ，２２ｂは夫々左舷、右舷用
のウインチドラムであり、２４ａ，２４ｂは夫々
このウインチドラム２２ａ，２２ｂ駆動用の直流
モータである。なお２６ａ，２６ｂはこの直流モ
ータの回転数検出器である。又３０はスイングウ
インチロープであつて、その一端がウインチドラ
ム２２ａ，２２ｂに装着され、他端が水底に埋設
されたアンカ３２に連結されている。４０は船体
後尾に設けられたスパツドであつて第２図に示さ
れるように水底５０に植設されている。４２はス
パツド吊金具であつてこの吊金具４２に連結され
たスパツドウインチワイヤ４４を介してスパツド
ウインチドラム４６を回動操作することにより左
右のスパツド４０を交互に水底５０に打ちこみ、
この打ち込み点を支点として前述したスイングウ
インチロープ３０の張力制御により浚渫船はスイ
ング動作を行いながらカツタ１２により掘削を行
う。

このようにスイングウインチは船体を左右にス
イングして広範囲に水底を掘削すると共に、水底
の土質およびカツタの回転速度、主ポンプの吸入
量などに応じてスイング速度を変え掘削量を調整
して主ポンプの能力と排泥量のバランスを図るよ
う制御される。

ところで、一般にカツタ回転方向を同一方向、
通常右スイングを行う時にはカツタトルクがスイ
ングトルクに寄与するためにいわゆる転動を起こ
しやすい。浚渫船による掘削作業において最も大
きなねらいは排泥量の向上にあるが、この排泥量
はスイング速度とは反比例するので上述のような
転動が起きるとスイング速度が増加するため排泥
量の低下を招いてしまう。これを防ぐには巻出側
ドラムにブレーキをかける必要がある。

この点機械的ブレーキを使用する１モータドラ
イブ方式に比べて、本発明においても採用されて
いる２モータドライブ方式では巻出側モータで回
生ブレーキを常時連続的にかけ得るので転動の恐
れは大幅に軽減される。しかしながら掘削対象と
される土質の状態により、いわゆるバツクテンシ
ヨン制御による２モータドライブ方式においても
転動現象は避けられない。

従来こうした転動を防止するためには、転動状
態になるとスイング速度が上昇して通常の約３倍
程度になる点に着目して、具体的には巻出側スイ
ングモータの回転数を検出して回生ブレーキをか
けると共にカツタを停止させていた。

しかしながら従来のこのような転動防止対策で
は、実際に転動状態になつてからカツタを停止さ
せてしまうやり方なので掘削作業の能率の低下は
避けられず、しかも転動状態を表示する回転数を
例えば上述のように約３倍に設定すると、実際に
はこれ以下の回転数でも転動が生じてしまう場合
がありこれを防止できないばかりでなく、エネル
ギーの無駄を招いてしまう。かといつて設定回転
数を２倍程度に抑えてしまうと、転動ではないの
にカツタが頻繁に停止して掘削作業の著しい低下
となり実際的でない。

即ち従来の転動防止装置では、掘削される土質
の実際の状態に即して転動を防止することは困難
であるため、排泥量の同上を計ることは極めて困
難であるばかりでなく、エネルギーの損失は大で
経済性を欠いている。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、
スイング速度設定器の出力とバツクテンシヨン制
御されるウインチロープ繰り出し側の駆動モータ
の回転数もしくはトルク検出値とをつき合せる第
１のつき合せ回路と、該第１のつき合せ回路から
の偏差出力の極性が正の場合入力に比例した出力
を発生すると共に、偏差出力の極性が負の場合出
力が零レベルとなるダイオード特性回路と、該ダ
イオード特性回路の出力と前記スイング速度設定
器の出力を同極性でつき合せ、その偏差出力が前
記ウインチロープ繰出し側駆動モータ制御系の制
御入力となる第２のつき合せ回路と、前記カツタ
速度設定器の出力と前記ダイオード特性回路の出
力とをつき合せ、その偏差出力が前記カツタ駆動
モータ制御系の制御入力となる第３のつき合せ回
路とを設けたので、転動に至らないうちにこれを
抑制することにより上記従来の種々の問題点を解
決したカツタ式浚渫船の転動抑制回路を提供する
ことを目的とする。

以下本発明の一実施例を添附された図面の第３
図と共に説明する。

１００はスイング速度設定器であり、L₁は右
舷スイングウインチ制御系であつて、１１０は制
御用アンプ、１２０はサイリスタレオナード等の
速度制御装置であり、２４ｂは前述した右舷のウ
インチドラム駆動用の直流モータである。又L₂
は左舷スイングウインチ制御系であつて、２１０
は制御用アンプ、２２０は速度制御装置、２４ａ
は前述した左舷のウインチドラム駆動用の直流モ
ータ、２３ａはこの直流モータ２４ａの回転数を
検出する速度検出器である。又３００はカツタ速
度設定器であり、L₃はカツタ制御系であつて、
３１０は制御用アンプ、３２０は速度制御装置、
１６は前述したカツタ駆動用直流モータである。
２４０は第１のつき合せ回路であつて、前記スイ
ング速度設定器１００からの指令値を負極性で前
記速度検出器２６ａからの検出値を正極性でつき
合わせ、この偏差力はダイオード特性回路２５０
に与えられる。このダイオード特性回路２５０で
は上記第１のつき合せ回路２４０の偏差出力の極
性が正なら入力に比例した出力を発生し、偏差出
力の極性が負なら入力にかかわらず出力は零レベ
ルとなるダイオード特性を有している。２６０は
第２のつき合せ回路であつてスイング速度設定器
１００からの指令値を正極性で前記ダイオード特
性回路２５０の出力を正極性でつき合せる。２０
０は寄切位置設定器であり、スイング動作により
カツタ寄切位置まで来た時に接点SWが投入さ
れ、その出力は後述する第３のつき合せ回路に負
極性としてえられる。３３０はこの第３のつき合
せ回路であつて、カツタ速度設定器３００の指令
値を正極性で、前述したダイオード特性回路２５
０の出力及び寄切位置設定器２００の出力を負極
性でつき合せる。

本発明の一実施例は上記のような構成をしてお
り、次にその動作の説明を行う。

通常のスイング動作、例えば右スイングによる
掘削を行つていたとする。即ちスイング速度設定
器１００からの所定の指令が制御アンプ１１０を
介して速度制御装置１２０に与えられ右舷の直流
モータ２４ｂは所定速度でウインチロープの巻き
込みを行う。この時同様な指令が制御アンプ２１
０を介して速度制御装置２２０に与えられ、左舷
の直流モータ２４ａはバツクテンシヨン制御を行
ない、かつ所定速度でウインチロープを繰り出し
ている。この左舷の直流モータ２４ａの回転数を
速度検出器２６ａで検出して、この検出信号と前
記スイング速度設定器１００の出力とを図に示さ
れる極性で第１のつき合せ回路２４０においてつ
き合せる。

通常の右スイング動作で転動が生じていない時
には、直流モータ２４ａの回転数は所定値であつ
て第１のつき合せ回路２４０の偏差出力は零もし
くは負の極性となつている。従つてダイオード特
性回路２５０からは出力が生せず第２のつき合せ
回路２６０では加算は行われずスイング速度設定
器１００からの最初の指令値が左舷スイングウイ
ンチ制御系の制御入力となつている。又この時、
ダイオード特性回路２５０の出力はなく、しかも
スイングが寄切位置でなければカツタもカツタ速
度設定器３００からの所定の指令値に基づきカツ
タモータ１６は所定の速度で回転して掘削作業を
行つている。

もしこの作業中に土質の状態により転動状態に
なると、右スイングトルクにカツタトルクが寄与
するためバツクテンシヨン制御を行つている関係
で、左スイングの直流モータ２４ａの回転速度は
増加方向に向う。従つて速度検出器２６ａで検出
された直流モータ２４ａの回転数も増加し、第１
のつき合せ回路２４０の偏差出力は正方向に変化
し、従つてダイオード特性回路２５０の出力も入
力に比例した正極性の値となる。このため第２の
つき合せ回路２６０の出力はスイング速度設定器
１００からの指令値にダイオード特性回路２５０
の出力が加算されこの値が左舷スイングウインチ
系L₂の制御入力となるため、バツクテンシヨン
が強まる。すなわち、転動が起きてラダー１４が
第１図の右方向に動こうとすると、スイングウイ
ンチロープ３０が引き出される。このロープ３０
の引き出す量が直流モータ２４ａでは抑制する方
向のトルクとなる。従つてラダー１４に引つぱら
れてロープ３０が繰り出されるウインチドラム２
２ａの回転方向を直流モータ２４ａの電気的なト
ルク方向が異なる。このため、トルク方向が強ま
り、転動が抑制される。この時前記ダイオード特
性回路２５０の出力とカツタ速度設定器３００か
らの指令値とが第３のつき合せ回路３３０でつき
合わされる。転動が生じていない状態に比べてカ
ツタ制御系の制御トルクは弱め方向となりカツタ
モータ６の回転数が減少する。従つてスイング方
向への制動が大となると共にカツタのトルクが抑
制されるので、スイングウインチが転動しかけて
もその転動が抑制され再び通常のスイング動作に
復帰できる。このようにスイング動作とカツタ動
作が関連づけられるため、制御の質が向上し作業
効率は著しい。

なお第４図に示されるように、カツタが矢印Ａ
で示される寄切位置に来た状態で矢印Ｂに示され
るような転動に近い状態となると、スイツチSW
が投入され第３のつき合せ回路３３０の偏差出力
は更に減少方向となり、カツタ制御系の制御トル
クは急激に減少して場合によつては停止すること
によつて無駄なエネルギーの消費を回避できる。
又、寄切位置においては通常逆方向へのスイング
動作に切替るので、転動現象が生じない通常のス
イング動作においてもカツタ速度設定器３００の
指令値の減少に加えて寄切位置設定器２００から
の出力が負極性で制御系に与えられるため、カツ
タの回転停止までの時間が短縮され無駄掘りを回
避できる。

以上述べてきたように本発明に係るカツタ式浚
渫船の転動抑制回路は、スイング速度設定器の出
力とバツクテンシヨン制御されるウインチロープ
繰り出し側の駆動モータの回転数もしくはトルク
検出値とをつき合せる第１のつき合せ回路と、該
第１のつき合せ回路からの偏差出力の極性が正の
場合入力に比例した出力を発生すると共に、偏差
出力の極性が負の場合出力が零レベルとなるダイ
オード特性回路と、該ダイオード特性回路の出力
と前記スイング速度設定器の出力を同極性でつき
合せ、その偏差出力が前記ウインチロープ繰出し
側駆動モータ制御系の制御入力となる第２のつき
合せ回路と、前記カツタ速度設定器の出力と前記
ダイオード特性回路の出力とをつき合せ、その偏
差出力が前記カツタ駆動モータ制御系の制御入力
となる第３のつき合せ回路とを設けて転動を抑制
するようにしたので、以下のような効果が期待さ
れる。

(1) スイング動作にカツタ動作が関連づけられ、
転動抑制が可能となつたので、従来の如く転動
のたび毎にカツタを停止する必要がなく、浚渫
作業の向上化は著しく排泥量の増加、ポンプ効
率の一定化等が容易に実現できる。

(2) 本発明では“転動にまで発展しそうな微候”
を検出しているので、掘削される土質状態に即
して転動抑制が行われるのみならず、２モータ
２ドラム式のスイングウインチのバツクテンシ
ヨン制御における長所が十分発揮される。

(3) スイング制御系とカツタ制御系を相互に関連
させ制御対象に応じた応答量を得ることが可能
なので、自動制御の質が向上し、無駄な消費エ
ネルギーを極力低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は夫々カツタ式浚渫船の概略平
面図及び概略側面図であり、第３図は本発明に係
るカツタ式浚渫船の転動抑制回路の概略構成図で
あり、第４図はカツタが寄切位置に来た状態を示
す概略説明図である。 １００……スイング速度設定器、２００……寄
切位置設定器、３００……カツタ速度設定器、１
１０，２１０，３１０……制御アンプ、１２０，
２２０，３２０……速度制御装置、２４ａ……左
舷ウインチドラム駆動用直流モータ、２４ｂ……
右舷ウインチドラム駆動用直流モータ、１６……
カツタモータ、２４０……第１のつき合せ回路、
２５０……ダイオード特性回路、２６０……第２
のつき合せ回路、３３０……第３のつき合せ回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スイング速度設定器により設定されたスイン
   グ速度に基づき２モータ・２ドラム方式のスイン
   グウインチをバツクテンシヨン制御すると共に、
   カツタ速度設定器により設定されたカツタ速度に
   基づき駆動モータを介してカツタを制御するカツ
   タ式浚渫船において、前記スイング速度設定器の
   出力とバツクテンシヨン制御されるウインチロー
   プ繰り出し側の駆動モータの回転数もしくはトル
   ク検出値とを互に異極性でつき合せる第１のつき
   合せ回路と、この第１のつき合せ回路での比較結
   果、前記スイング速度設定器の設定出力に対して
   回転数もしくはトルク検出値の方が大きいとき、
   前記設定出力と同極性の出力を発生し、それが小
   さいとき、出力が零レベルとなるダイオード特性
   回路と、このダイオード特性回路の出力と前記ス
   イング速度設定器の出力を同極性でつき合せ、そ
   の偏差出力が前記ウインチロープ繰出し側駆動モ
   ータ制御系の制御入力となる第２のつき合せ回路
   と、前記カツタ速度設定器の出力と前記ダイオー
   ド特性回路の出力とを異極性でつき合せ、その偏
   差出力が前記カツタ駆動モータ制御系の制御入力
   となる第３のつき合せ回路とを備えてなることを
   特徴とするカツタ式浚渫船の転動抑制回路。