JPS62290697A - 海上荷役装置 - 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】 ’ｉ、　＞１明の詳細な説明 す る海上荷役装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、海底石油掘削基地においては、海底より海面上
へ突出するよう構築したプラノ１〜ホームの頂部フロア
にクレーンを搭載し、該クレーンを用いてサプライボー
トとの間で物資の揚げ卸し等の荷役作業を行うようにし
ている。

［発明が解決しようとする問題点］ そのため従来は、 ■　波浪によってサプライボートが動揺している時は作
業を行うことができない、 ■　海上構造物の火事等で爆発の虞があると、作業員が
退避してプラク”トホーム上は無人となるため、復帰す
る時でも直ちにクレーンを取扱うことができない、 ■　プラットホームは海上高く位置しているため（２８
ｍ位）、火炎消火後も熱等でしばらく作業員が近付けな
い場合、状況を把握することができない、 等の問題点を有していた。

本発明は、これらの問題点を解決しようとするものであ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するため、船体上に、ベース
フレームと、該ベースフレーム上に水平旋回駆動可能に
設けた旋回台と、該旋回台上に垂直面内に揺動駆動可能
に設けた揺動台と、該揺動台上に揺動台の揺動方向と直
交する方向に傾動駆動可能に設けた第一アームと、該第
一アームの先端に第一アームの傾動面と同一面内で傾動
駆動可能に連結した第三アームと、該第二アームの先端
に第一アームの傾動面と同一面内で傾動駆動可能に設け
た第三アームと第三アームの先端に第三アームの軸方向
に直交する面内で旋回駆動可能に設けた把持装置から構
成されるマニプレータを設置し、且つ、マニプレータを
構成する上記の計６種の要素の各運動■を検出する検出
回路と、船体のヒービング、サージング、スウェイング
の直線変位成分及びローリング、ピッチング、ヨーイン
グの角度変位成分を各々検出することにより船体の動揺
を検出する船体動揺検出回路からの信号に基づいて、船
体の動揺によるマニプレータ先端の把持装置の運動を打
消すようにマニプレータ各構成要素の運動を規制する信
号を発する動揺補償制御器を有してなるマニプレータ３
次元姿勢保持制御装置を備えた構成としている。

［作　　用］ マニプレータは、旋回台と揺動台と第一アームと第三ア
ームと第三アームと把持装置によって６自由度が与えら
れるが、船体が波浪で動揺すると、マニプレータ先端部
と海上プラットホーム上との位置関係が不安定となる。

この場合、マニプレータ３次元姿勢保持制御装置によっ
て、船体の動揺に合わせてマニプレータの各部が動かさ
れるので、マニプレータ先端の把持装置は空間で静止す
ることが可能となり恰も船体が静止しているときと同様
な安定した作業を行うことが可能となる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、１は海底より海上高く構築されたプラ
ットホーム、２は該プラットホーム１に設けられたフロ
ア、３はザブライボート、４はプラットホーム２どの間
で荷役作業を行えるようザブライボート３の甲板上に設
置したマニプレータて°ある。

上記マニプレータ４は、次のような構成としである。即
ち、第２図及び第３図に示す如く、サプライボート３の
甲板上に固設したベースフレーム５上に、旋回駆動装置
６の作動によって水平旋回するようにした旋回台７を配
し、且つ該旋回台７上に支持台８を固定し、該支持台８
には水平軸１２を介して揺動台９を取付け、該揺動台９
を、揺動台９左右側、部に張出したブラケッ１〜１０と
旋回台７との間に設置した油圧シリンダ１１の伸縮動に
より、上記水平軸１２を支点として揺動し得るよう構成
する。又、揺動台９には、上記水平軸１２と直交するよ
う配置した支軸１３を設けると共に、該支軸１３に、長
尺とした第一アーム１４の下端を枢着して、該第一アー
ム１４を、揺動台９との間に傾斜設置した油圧シリンダ
１５の伸縮動により、上記支軸１３を支点として傾動し
得るよう構成する。更に上記第一アーム１４には、上記
束ＩＩＩＩＩ１１３と平行配置した支軸１６を用いて所
要長さの第三アーム１７の基端側を連結し、該第三アー
ム１７を、第三アーム１７の基端と第一ア−ム１４との
間に傾斜設置した油圧シリンダ１８の伸縮動により、上
記支軸１６を支点として傾動し得るようにする。又、上
記第三アーム１７の先端には上記支軸１３と平行配置し
た支軸２０を用いて、第三アーム２１の基端側を連結し
、該第三アーム２１と第三アーム１７との間に設置した
油圧シリンダ１９の伸縮動により、第三アーム２１が傾
動し得るようにし、更に上記第三アーム２１の先端に、
荷物２２を把持するための把持装置２３を第三アームの
軸方向に直角な面内で旋回可能に取付けた構成としてあ
り、６つの自由度を有している。

又、上記第三アーム２１は、第４図に詳細を示す如く、
ピン２０に吊られた基部プレート２４と、該基部プレー
ト２４の下面に固設され下端外周にストッパ部２６を有
する内筒２５と、該内筒２５に対し水平方向旋回不可で
且つ上下方向摺動可能なよう嵌装され上端内周に上記ス
トッパ部２６と対応するストッパ部２７を備えた外筒２
８と、該外筒２８の下端に固着した下部プレート２９と
、内、外筒２５，２８内にて上部プレート２４と下部プ
レート２９との間に配設したショックアブソーバ３０と
を備えている。尚、内筒２５と外筒２８としては円筒ヤ
角筒が採用されるが、円筒の場合には例えばスプライン
やキー等の回り止め機構を施す必要がある。更に第三ア
ーム２１の下面、つまり下部プレート２９の下面には、
把持装置２３を例えばボルトによって着脱可能に取付け
た取付は板３１が旋回輪軸受３２を介して支持せしめで
ある。具体的には、旋回輪軸受３２を構成するインナー
レース３２ａが下部プレート２９に固設され、一方アウ
ターレース３２ｂが取付は板３１に固設され、又、下部
プレート２９上に設置した駆動モータ３３のピニオン３
４が、アウターレース３２ｂの外周に刻設したギヤ３５
に噛合している。

尚、第２図において、３６はプラットホーム上のフロア
２上を監視しｊｑるよう第三アーム１７の先端に設置し
たテレビカメラ、３７は把持装置２３とプラットホーム
上のフロア２或いは荷物２２どの間の相対距離を検出す
る測距センサーでおる。

又、図示してないが、旋回台７、水平軸１２、支軸１３
、支軸１６、支軸２０、旋回輪軸受３２等の各支点部に
は、これら各支点部に取付けたマニプレータ構成部材の
回転角を検出する変位センサーが設けられている。

第５図は上記構成としたマニプレータの３次元姿勢を保
持する制御装置でおり、３８はテレビカメラ３６で蹟ら
えた画像を表示する画像表示器３９と、測距センサー３
７で検出した対象物との間の距離を表示する相対距離表
示器４０と、手動操作盤４１とを備えた操作パネルであ
る。又４２はサプライボート３の前後、左右、上下等の
直線変位を検出する直線変位センサー、４３はサプライ
ボート３のピッチング、ローリング、ヨーイング等の角
度変位を検出する角度変位センサー、４４はこれら変位
センサー４２．４３からの信号に基づいてサプライボー
トの動揺を検出する船体動揺検出回路、４５は上記マニ
プレータ各支点部に設けた各変位センサーからの信号４
８によってマニプレータ４の全体的な移動量を検出する
マニプレータ移動量検出回路、４６は該マニプレータ移
動量検出回路４５並びに上記船体動揺検出回路４４によ
って夫々検出した値に基づいて手動操作盤４１からの指
令信号に補正を与え、各アクチュエータを駆動するマニ
プレータ駆動回路４７へ補正後の駆動指令を送る動揺補
償制御器である。

尚、上記各アクチュエータとは、旋回駆動装置６、油圧
シリンダ１１，１５，１８，１９　、駆動モータ３３を
総称している。

次に、作動について説明する。

マニプレータ４は、画像表示器３９と相対距離表示器３
７を見ながら作業員が行う手動操作盤４１の操作によっ
て動作される。即ち、荷物２２の種類と対応して装着さ
れた把持装置２３はモータ３３の駆動により旋回し、把
持装置２３を支持する第三アーム２１は油圧シリンダ１
９の伸縮動によって傾動し、第三アーム２１を支持する
第三アーム１７は油圧シリンダ１８の伸縮動によって回
動し、第二アーム１７を支持する第一アーム１４は油圧
シリンダ１５の伸縮動によって傾動し、第一アーム１４
を支持する揺動台９は油圧シリンダ１１の伸縮勅によっ
て揺動し、揺動台９を支持する支持台８は旋回駆動装置
６の駆動によって旋回台７を介し水平旋回する。このよ
うにして、マニプレータ４はサプライボート３上で６自
由度が得られるので、プラットホーム２とサプライボー
ト３との間で能率よく荷役作業を行うことができる。

ここで、波浪が発生してサプライボート３が動揺した場
合には、第５図に示す如く、直線変位センサー４２によ
ってサプライボート３の前後、左右、上下方向の直線変
位が検出されると共に、角度変位センサー４３によって
サプライボート３のピッチング、ローリング、ヨーイン
グ等の角度変位が検出され、これらの検出信号が船体動
揺検出回路４４に送られて船体の動揺が検出される。一
方、各支点部に設けられた変位センサーによって各マニ
プレータ構成部材の作動位置の信号４８がマニプレータ
移動量検出回路４５に送られる。そうして、マニプレー
タ移動量検出回路からの信号と上記船体動揺検出回路４
４からの信号とが動揺補償制御器４６に送られ、手動操
作盤４１からマニプレータ駆動回路４７に与えられる指
令に対して補正が行われ、各アクチュエータは補正後の
指令によって駆動される。即ら、船体の時々刻々と変化
する動きが検知されてその動きを打消すような動作（第
１図参照）が自動制御によりマニプレータ４に与えられ
る。

従って、サプライボート３が波浪によって動Ｊｌていて
も、マニプレータ４の先端部は恰もザブライボート３が
動揺していない場合と同様な動作によって円滑に荷役作
業を行うことが可能となる。更に、荷物２２を把持する
把持装置２３と第三アーム２１の間にはショックアブソ
ーバ３０が挿入されているので、荷物２２のやりとりの
際に万一衝撃が発生したとしても、該衝撃力がショック
アブソーバ３０により緩衝されるので、第二アーム１７
側への影響がなく安全である。

又前記において、第三アーム１７の先端にはテレビカメ
ラ３６が設置しであることから、プラットホーム１上を
いつでも監視することができるので、火事等でプラット
ホーム１に作業員が近付けないような場合でも、サプラ
イボート３上から状況の確認を容易に行うことができる
。

尚、本発明は前記実施例にのみ限定されるものではなく
、海底石油掘削支援作業以外のあらゆる海上荷役作業に
使用することができ、その池水発明の要旨を逸脱しない
限り種々変更を加（１）船体が動揺していても、それを
打消すようマニプレータを作動させることができるので
、波浪時にも円滑に荷役作業を行うことができる。

（ＩＩ）火災等により作業員がｊμ避してプラットホー
ム上が無人と化しても、必要な資材をザブライボートか
ら支給することが出来る。

（ｉｉｉ）　　又、火災消火後も熱等で作業員が近付け
ない場合に、状況把握のための探索ロホットをサプライ
ボートから深追することも可能となる。

特　以上により、海底石油掘削支援作業に用いて極めて
好適な荷役装置となる。

等の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の海上荷役装置の全体説明図、第２図は
マニプレータの側面図、第３図はマニプレータの背面図
、第４図はマニプレータの部分説明図、第５図はマニプ
レータの３次元姿勢を保持するための制御装置の説明図
である。 ３・・・サプライボート、４・・・マニプレータ、５・
・・ベースフレーム、７・・・旋回台、９・・・揺動台
、１２・・・水平軸、１３・・・支軸、１４・・・第一
アーム、１７・・・第二アーム、２３・・・把持装置、
３６・・・テレビカメラ、４１・・・手動操作盤、４２
・・・直線変位センサー、４３・・・角度変位センサー
、４４・・・船体動揺検出回路、４５・・・マニプレー
タ移動量検出回路、４６・・・動揺補償制御器、４７・
・・マニプレータ駆動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）船体上に、ベースフレームと、該ベースフレーム上
   に水平旋回駆動可能に設けた旋回台と、該旋回台上に垂
   直面内に揺動駆動可能に設けた揺動台と、該揺動台上に
   揺動台の揺動方向と直交する方向に傾動駆動可能に設け
   た第一アームと、該第一アームの先端に第一アームの傾
   動面と同一面内で傾動駆動可能に連結した第二アームと
   、該第二アームの先端に第一アームの傾動面と同一面内
   で傾動駆動可能に設けた第三アームと第三アームの先端
   に第三アームの軸方向に直交する面内で旋回駆動可能に
   設けた把持装置から構成されるマニプレータを設置し、
   且つ、マニプレータを構成する上記の計６種の要素の各
   運動量を検出する検出回路と、船体のヒービング、サー
   ジング、スウェイングの直線変位成分及びローリング、
   ピッチング、ヨーイングの角度変位成分を各々検出する
   ことにより船体の動揺を検出する船体動揺検出回路から
   の信号に基づいて、船体の動揺によるマニプレータ先端
   の把持装置の運動を打消すようにマニプレータ各構成要
   素の運動を規制する信号を発する動揺補償制御器を有し
   てなるマニプレータ３次元姿勢保持制御装置を備えたこ
   とを特徴とする海上荷役装置。