荷役用クレーンの制御装置
【課題】コンテナ等の荷役作業における巻上げ量とスプレッダ等の支持手段の方向とを適切に制御することにより、荷役効率を大幅に向上させることができる荷役用クレーンの制御装置を得る。
【解決手段】船に設置された複数の船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂと、船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーン５に設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナ１４と、クレーン５に設けられ、荷物を所定の方向から支持する支持手段と、船体用ＧＰＳアンテナ及びクレーン用ＧＰＳアンテナ１４により検出された各位置データに基づいて、荷物の横行時の障害物高さ及び横行される荷物の下面高さを演算し、複数の船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂにより検出された各位置データに基づいて、荷物の傾斜を演算する演算手段２１とを備え、演算手段２１の演算結果に基づいて、クレーン５の巻上げ量及び支持手段の傾斜を制御する。
【解決手段】船に設置された複数の船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂと、船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーン５に設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナ１４と、クレーン５に設けられ、荷物を所定の方向から支持する支持手段と、船体用ＧＰＳアンテナ及びクレーン用ＧＰＳアンテナ１４により検出された各位置データに基づいて、荷物の横行時の障害物高さ及び横行される荷物の下面高さを演算し、複数の船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂにより検出された各位置データに基づいて、荷物の傾斜を演算する演算手段２１とを備え、演算手段２１の演算結果に基づいて、クレーン５の巻上げ量及び支持手段の傾斜を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンテナクレーンターミナルで使用されるコンテナクレーン等の荷役用クレーンを制御する制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コンテナの荷役作業は、以下の手順により実施される。即ち、船に積載されたコンテナを陸側に降ろす場合、先ず、目的のコンテナが積載されたコンテナ列に合わせてクレーンを走行させ、スプレッダを船体及び積載コンテナに干渉しない位置まで巻き上げる。スプレッダを所定の高さに配置した後、目的のコンテナの上方までスプレッダを横行させ、かかる位置でスプレッダを巻き下げ、目的のコンテナを掴む。そして、船体及び他の積載コンテナに干渉しない高さまでコンテナを巻き上げた後、コンテナを陸側に横行させ、地上で待機するトレーラの荷台に巻き下げる。かかる作業を１サイクルとして所定のコンテナを全て降ろし終わるまで繰り返す。一方、陸側に積載されたコンテナを船に積み込む場合には、上記作業とは反対に、陸側で掴んだコンテナを船上の目的位置で降ろすことになる。
【０００３】
そして、従来では、上記のようなコンテナの荷役作業において、安全に荷役をするための巻上げ横行軌跡は、手動であれば運転手の感覚によって操作されていたが、自動化された荷役用クレーンでは、積載コンテナ等の干渉物と衝突することのない常用上限位置まで巻き上げるのが主流であった。なお、上記のような常用上限位置までの巻上げは、積載コンテナの高さが低い小型の船を含めて全ての船において実施されていた。
【０００４】
また、上記コンテナの荷役作業では、スプレッダによってコンテナを掴む場合に、スプレッダの方向をコンテナの向きに合わせる必要がある。このため、コンテナを掴む際に、スプレッダのコンテナに対する傾き偏差（コンテナの長手方向の傾き、コンテナの短手方向の傾き、水平方向の回転）を許容値以下にすべく、運転手によって陸側と船側とにおけるスプレッダの傾き量が操作調整されていた。なお、自動化された荷役用クレーンでは、クレーンの仕様によって陸側と船側とにおけるスプレッダの傾きを記憶しておき、陸側から船側に、また、船側から陸側にトロリを移動させた際に、自動的にスプレッダが記憶された状態になるように制御するものも実用化されている。
【０００５】
なお、荷役作業を行う荷役装置の従来技術として、走行レールの延在方向におけるベイの位置を検出する可搬型ＧＰＳ検出器と、走行レールの延在方向におけるガントリークレーンの位置を検出する固定型ＧＰＳ検出器とを備えることにより、上記固定型ＧＰＳ検出器及び可搬型ＧＰＳ検出器からの検出値に基づいて、走行レールの延在方向におけるガントリークレーンの走行目標位置を決定し、荷役対象にある船内ベイ位置までガントリークレーンを的確且つ速やかに走行させるとともに、潮位や潮流等による船舶の位置変化にも速やかに対応することができるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、他の従来技術として、クレーンアーム先端の吊り位置に移動局側ＧＰＳ受信アンテナを設置し、その吊り位置座標を計測しながら運搬手段内で予め決められた位置に積載された複数の運搬物を積み替え移動するに際し、予め決められた運搬手段内の基準点にクレーンの吊り位置を初期位置合わせして、その後、基準点から個々の運搬物の相対位置を演算して、運搬手段の座標をクレーンアーム先端の吊り位置座標に変換し、個々の運搬物の吊り位置を決定するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２４４２０９号公報
【特許文献２】特開２０００−１３６０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のコンテナの荷役作業では、スプレッダで掴んだコンテナを他の積載コンテナ等に衝突することのない常用上限位置まで巻き上げていたため、余分な高さを巻き上げることによる時間的損失が大きく、荷役効率を悪化させる要因となっていた。特に、小型の船では荷役効率の悪化が顕著になっていた。
【０００９】
また、停止中の船は、コンテナの積み降ろし等を要因とする船重心の移動や、潮の影響によるあらゆる方向への移動、即ち、横方向傾斜、縦方向傾斜、水平方向回転、高低差等が頻繁に発生する。このため、トロリの移動中にスプレッダを予め記憶された状態に制御しても、実態と記憶値とに偏差が生じる場合があり、手動によるスプレッダの向きの調整が必要となって、荷役効率を悪化させる要因となっていた。
【００１０】
なお、特許文献１記載のものは、走行レールの延在方向におけるガントリークレーンの位置を船内ベイ位置に合わせるためのものであり、上記問題を解決することはできなかった。また、特許文献２記載のものは、船が潮の影響などにより移動してしまった場合に、再度初期位置合わせの必要性が生じ、荷役効率を向上させることはできなかった。
【００１１】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、コンテナ等の荷役作業における巻上げ量を適切に制御することにより、荷役効率を大幅に向上させることができる荷役用クレーンの制御装置を提供することである。
【００１２】
また、他の目的は、コンテナ等の荷役作業における巻上げ量とスプレッダ等の支持手段の方向とを適切に制御することにより、荷役効率を大幅に向上させることができる荷役用クレーンの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係る荷役用クレーンの制御装置は、船に設置された船体用ＧＰＳアンテナと、船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、船体用ＧＰＳアンテナ及びクレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の横行時の障害物高さ及び横行される荷物の下面高さを演算する演算手段と、演算手段の演算結果に基づいて、クレーンの巻上げ量を制御する駆動制御手段とを備えたものである。
【００１４】
また、この発明に係る荷役用クレーンの制御装置は、船に設置された複数の船体用ＧＰＳアンテナと、船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、クレーンに設けられ、荷物を所定の方向から支持する支持手段と、船体用ＧＰＳアンテナ及びクレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の横行時の障害物高さ及び横行される荷物の下面高さを演算し、複数の船体用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の傾斜を演算する演算手段と、演算手段の演算結果に基づいて、クレーンの巻上げ量及び支持手段の傾斜を制御する駆動制御手段とを備えたものである。
【００１５】
また、この発明に係る荷役用クレーンの制御装置は、船に設置され、二次元傾斜を検出する機能を有する船体用ＧＰＳアンテナと、船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、クレーンに設けられ、荷物を所定の方向から支持する支持手段と、船体用ＧＰＳアンテナ及びクレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の横行時の障害物高さ及び横行される荷物の下面高さを演算する演算手段と、演算手段の演算結果に基づいてクレーンの巻上げ量を制御し、船体用ＧＰＳアンテナにより検出された傾斜データに基づいて支持手段の傾斜を制御する駆動制御手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明は、船に設置された船体用ＧＰＳアンテナと、船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、船体用ＧＰＳアンテナ及びクレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の横行時の障害物高さ及び横行される荷物の下面高さを演算する演算手段と、演算手段の演算結果に基づいて、クレーンの巻上げ量を制御する駆動制御手段とを備える構成としたことで、コンテナ等の荷役作業における巻上げ量を適切に制御することにより、荷役効率を大幅に向上させることができる。
【００１７】
また、この発明は、船に設置された複数の船体用ＧＰＳアンテナと、船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、クレーンに設けられ、荷物を所定の方向から支持する支持手段と、船体用ＧＰＳアンテナ及びクレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の横行時の障害物高さ及び横行される荷物の下面高さを演算し、複数の船体用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の傾斜を演算する演算手段と、演算手段の演算結果に基づいて、クレーンの巻上げ量及び支持手段の傾斜を制御する駆動制御手段とを備える構成としたことで、コンテナ等の荷役作業における巻上げ量とスプレッダ等の支持手段の方向とを適切に制御することにより、荷役効率を大幅に向上させることができる。
【００１８】
また、この発明は、船に設置され、二次元傾斜を検出する機能を有する船体用ＧＰＳアンテナと、船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、クレーンに設けられ、荷物を所定の方向から支持する支持手段と、船体用ＧＰＳアンテナ及びクレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の横行時の障害物高さ及び横行される荷物の下面高さを演算する演算手段と、演算手段の演算結果に基づいてクレーンの巻上げ量を制御し、船体用ＧＰＳアンテナにより検出された傾斜データに基づいて支持手段の傾斜を制御する駆動制御手段とを備える構成としたことで、コンテナ等の荷役作業における巻上げ量とスプレッダ等の支持手段の方向とを適切に制御することにより、荷役効率を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明をより詳細に説明するため、添付の図面に従ってこれを説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるコンテナターミナルを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図を示している。図２はこの発明の実施の形態１における荷役用クレーンの制御装置を示すブロック構成図である。図１及び図２において、１は岸壁、２は岸壁１に接岸し停泊している船の船体、３は船体２に積載されたコンテナ、４は岸壁１に沿って敷設された走行レール、５は船体２と陸との間でコンテナ３等の荷物を積み降ろすクレーン（コンテナクレーン、ガントリークレーン等）、６は岸壁１に停車されてコンテナ３が積み降ろしされるトレーラである。
【００２１】
ここで、上記クレーン５は、走行レール４上を走行するクレーン本体７と、平面視走行レール４と直交するようにクレーン本体７の所定の高さに水平に設けられ、一端部が船体２の上方にまで突設されたガーダ８と、ガーダ８を走行するトロリ（図示せず）上に設けられた機械室９と、トロリからワイヤロープ１０によって吊り下げられ、コンテナ３の上部四隅を所定の方向から掴んで支持するスプレッダ１１（支持手段）とを備えている。なお、上記スプレッダ１１は、ワイヤロープ１０が巻き掛けられた巻上装置（図示せず）によって上下方向に移動（巻上げ、巻下げ）され、所定角度内における長手方向の傾き、短手方向の傾き、水平方向の回転が制御可能に構成されている。また、巻上装置、モータ、ブレーキ等といったクレーン５を駆動する駆動装置１２、並びに、駆動装置１２を制御する駆動制御手段１３は、上記機械室９内に収納されている。
【００２２】
１４はクレーン５に設けられ、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し易いクレーン５の最頂部に配置されたクレーン用ＧＰＳアンテナ、１５はクレーン用ＧＰＳアンテナ１４によって検出された位置データを出力する位置データ送信装置、１６は船体２に設置され、船体２に積載されたコンテナ３の荷役対象レーン上に配置された可搬型の船体用ＧＰＳアンテナ、１７は船体用ＧＰＳアンテナ１６によって検出された位置データを出力する位置データ送信装置、１８は機械室９に設けられ、位置データ送信装置１５及び１７から出力された各位置データを受信する位置データ受信装置である。
【００２３】
１９はクレーン５や船体２、コンテナ３等の各種所定の情報が記憶されたデータ記憶部、２０はワイヤロープ１０の巻出し量を検出するロープ巻出し量検出装置、２１は位置データ受信装置１８から入力される各位置データ、データ記憶部１９に予め記憶された各種データ、ロープ巻出し量検出装置２０から入力されるワイヤロープ１０の巻出し量に基づいて、スプレッダ１１で掴んだコンテナ３を横行させる際に障害物となり得る物（以下、単に「障害物」という）の高さ及び横行されるコンテナ３の下面高さを演算する演算手段である。なお、上記演算手段２１の演算方法については後述する。そして、上記駆動制御手段１３は、駆動装置１２を適切に駆動制御するとともに、演算手段２１の演算結果に基づいてクレーン５の巻上げ量を制御する。
【００２４】
次に、上記構成を有する荷役用クレーンの制御装置の動作について説明する。
先ず、荷役作業開始時に、可搬型の船体用ＧＰＳアンテナ１６が船体２に持ち込まれ、荷役対称レーン上の電波を受け易い位置に設置される。なお、船体用ＧＰＳアンテナ１６の設置位置は、上記の通り荷役対称レーン上の電波を受け易い位置が望ましいが、荷役対象レーンのコンテナ３の高さは、船体用ＧＰＳアンテナ１６によって検出される位置データ及びデータ記憶部１９に記憶された船体データに基づいて演算手段２１で演算可能であるため、電波を受け易い位置であれば任意の位置でも構わない。また、上記位置データ送信装置１７は、通常、船体用ＧＰＳアンテナ１６と一体化されており、船体用ＧＰＳアンテナ１６とともに船体２に設置される。
【００２５】
船体用ＧＰＳアンテナ１６の設置後、クレーン用ＧＰＳアンテナ１４及び船体用ＧＰＳアンテナ１６によって検出された各位置データが、位置データ送信装置１５及び１７を介して位置データ受信装置１８に入力される。演算手段２１では、先ず、クレーン用ＧＰＳアンテナ１４によって検出された位置データに基づいて、ガーダ８の機械位置を演算する。また、ロープ巻出し量検出装置２０から入力されたロープ巻出し量に基づいてロープ長（ガーダ８及びスプレッダ１１間距離）を演算する。そして、演算されたガーダ８の高さ、上記ロープ長、データ記憶部１９に記憶されたスプレッダ高さ及び規格化されたコンテナ高さに基づいて、スプレッダ１１に掴まれたコンテナ３の下面の高さを演算する。即ち、ガーダ８の高さから、ロープ長、スプレッダ高さ、コンテナ高さを差し引くことによって、スプレッダ１１に掴まれたコンテナ３の下面の高さが演算される。なお、上記コンテナ３の下面の高さに関する演算結果は、極僅かな所定時間毎に逐次更新される。
【００２６】
一方、演算手段２１は、船体用ＧＰＳアンテナ１６によって検出された位置データに基づいて、船体２や船体２に積載されたコンテナ３の高さ、即ち、障害物の高さを演算する。なお、上記障害物の高さに関する演算結果は、極僅かな所定時間毎に逐次更新される。
【００２７】
そして、駆動制御手段１３では、演算手段２１によって演算された、スプレッダ１１に掴まれたコンテナ３の下面の高さ及び障害物の高さに基づいて、駆動装置１２を適切に制御する。即ち、障害物の高さに所定の安全高さを加算した高さを制限値とし、スプレッダ１１に掴まれたコンテナ３の下面の高さが上記制限値に一致、或いは、上記制限値より高くなるように、巻上げ及び横行を実施する。
【００２８】
この発明の実施の形態１によれば、スプレッダ１１で掴んだコンテナ３の巻上げ量を障害物の高さに合わせて設定することができ、余分な巻上げを防止し、荷役作業に要する時間を短縮して荷役効率を大幅に向上させることが可能となる。
【００２９】
また、演算手段２１によって演算される、スプレッダ１１に掴まれたコンテナ３の下面の高さ及び障害物の高さは、極僅かな所定時間毎に逐次更新され、常時最新の演算結果に基づいて駆動装置１２が制御される。したがって、コンテナ３の積み降ろしによって船重心が移動して船体２が傾いた場合や、船体２が潮の影響によって上下動した場合でも、船体２の変位に合わせて十分な巻上げ量を確保してコンテナ３が障害物に接触することを防止することができ、且つ、余分な巻上げを防止して荷役効率を向上させることができる。
【００３０】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２におけるコンテナターミナルを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図を示している。図３において、２２ａ及び２２ｂは船体２の異なる場所に設置された可搬型の複数（実施の形態２においては２つ）の船体用ＧＰＳアンテナであり、実施の形態１における船体用ＧＰＳアンテナ１６と同様の構成を有している。即ち、上記船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂには、図示しない位置データ送信装置がそれぞれ一体的に設けられており、この位置データ送信装置によって、検出された位置データが位置データ受信装置１８に対して出力される。また、演算手段２１は、上記２つの船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂにより検出された各位置データに基づいて、コンテナ３の傾斜θを演算する。なお、演算手段２１の演算方法については後述する。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３１】
上記構成を有する荷役用クレーンの制御装置では、先ず、荷役作業開始時に、可搬型の船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂが船体２に持ち込まれ、積載コンテナ３の上面の電波を受け易い異なる位置にそれぞれ設置される。例えば、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂをなるべく離れた位置に配置するため、略直方体状に積載されたコンテナ３群の対角に設置される。そして、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂの設置後、クレーン用ＧＰＳアンテナ１４並びに船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂによって検出された各位置データが、位置データ受信装置１８に入力される。
【００３２】
演算手段２１では、実施の形態１と同様に、位置データ受信装置１８で受信した各位置データに基づいて、スプレッダ１１に掴まれたコンテナ３の下面の高さ及び障害物の高さを演算する。そして、駆動制御手段１３は、上記演算手段２１の演算結果に基づいて、余分な巻上げを防止し、且つ、荷役効率を向上させるように駆動装置１２を制御して、適切な巻上げ及び横行を実施する。
【００３３】
また、演算手段２１は、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂによって検出された各位置データ並びにデータ記憶部１９に記憶された船体データに基づいて、船体２に積載されたコンテナ３の傾きθを演算する。なお、図４はこの発明の実施の形態２における荷役用クレーンの制御装置の動作を説明するための図であり、上記傾きθの演算方法を説明するための図である。図３及び図４において、傾斜θは次式で表される。
【００３４】
[数１]
θ＝ｔａｎ−１（Ｈ１／Ｗ１）＋θ０
ここで、Ｈ１は船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂによって検出された位置データの高さ成分の差、即ち、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂの高低差、Ｗ１は船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂの設置間距離、θ０は船体２の船倉床面とデッキ面との構造的傾きである。なお、数１のＷ１に、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂの船体２の幅方向における設置間距離（図３におけるｘ）を代入することにより、船体２を正面から見た場合の傾きθが算出され、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂの船体２の横（長さ）方向における設置間距離（図３におけるｙ）を代入することにより、船体２を横から見た場合の傾きθが算出される。なお、上記傾きθに関する演算結果は、極僅かな所定時間毎に逐次更新される。
【００３５】
そして、駆動制御手段１３では、演算手段２１によって演算された上記傾きθに基づいて、駆動装置１２を適切に制御する。即ち、スプレッダ１１がコンテナ３を掴む際に、スプレッダ１１の傾斜が、数１にｘ及びｙを代入して得られた各傾斜θに一致するように制御する。
【００３６】
この発明の実施の形態２によれば、船体２に積載されたコンテナ３を掴む際のスプレッダ１１の向きが、演算された傾きθに合わせて設定されるため、手動によるスプレッダ１１の向きの調整が不要となって、荷役効率を大幅に向上させることが可能となる。
【００３７】
また、演算手段２１によって演算される上記傾きθは、極僅かな所定時間毎に逐次更新され、常時最新の演算結果に基づいて駆動装置１２が制御される。したがって、コンテナ３の積み降ろしによって船重心が移動して船体２が傾いた場合や、船体２が潮の影響によって上下動した場合でも、船体２の変位に合わせてスプレッダ１１の向きを追従させることができる。なお、トロリを陸側から船側に横行させる際にスプレッダ１１の傾斜を上記傾斜θに一致させるような制御を開始することにより、船上でコンテナ３を掴む際の調整時間を短縮することができ、さらに荷役効率を向上させることが可能となる。その他の効果は、実施の形態１と同様である。
【００３８】
実施の形体３．
図５はこの発明の実施の形態３におけるコンテナターミナルを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図を示している。図５において、２３ａ及び２３ｂはクレーン５の異なる場所に設けられた複数（実施の形態３においては２つ）のクレーン用ＧＰＳアンテナであり、実施の形態１におけるクレーン用ＧＰＳアンテナ１４と同様の構成を有している。即ち、上記クレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂには、図示しない位置データ送信装置がそれぞれ一体的に設けられており、この位置データ送信装置によって、検出された位置データが位置データ受信装置１８に対して出力される。また、演算手段２１は、上記２つのクレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂにより検出された各位置データに基づいて、クレーン５の傾斜θｃを演算する。なお、演算手段２１の演算方法については後述する。その他の構成は、実施の形態１及び２と同様である。
【００３９】
上記構成を有する荷役用クレーンの制御装置では、先ず、荷役作業開始時に、可搬型の船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂが、積載コンテナ３の上面の電波を受け易い異なる位置にそれぞれ設置される。そして、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂの設置後、クレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂ並びに船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂによって検出された各位置データが、位置データ受信装置１８に入力される。
【００４０】
演算手段２１では、実施の形態１と同様に、位置データ受信装置１８で受信した各位置データに基づいて、スプレッダ１１に掴まれたコンテナ３の下面の高さ及び障害物の高さを演算する。そして、駆動制御手段１３は、上記演算手段２１の演算結果に基づいて、余分な巻上げを防止し、且つ、荷役効率を向上させるように駆動装置１２を制御して、適切な巻上げ及び横行を実施する。
【００４１】
また、演算手段２１は、実施の形態２と同様に、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂによって検出された各位置データ並びにデータ記憶部１９に記憶された船体データに基づいて、上記傾きθを演算する。また、クレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂから入力された各位置データに基づいて、クレーン５の傾きθｃを演算する。なお、図６はこの発明の実施の形態３における荷役用クレーンの制御装置の動作を説明するための図であり、上記傾きθｃの演算方法を説明するための図である。図５及び図６において、傾斜θｃは次式で表される。
【００４２】
[数２]
θｃ＝ｔａｎ−１{（Ｈ２−ｐ）／Ｗ２}
ここで、Ｈ２はクレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂによって検出された位置データの高さ成分の差、即ち、クレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂの高低差、Ｗ２はクレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂの設置間距離、ｐはクレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂと設置時との機械的高低差である。なお、数２のＷ２に、クレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂのトロリ走行方向における設置間距離（図５におけるｘｃ）を代入することにより、クレーン５を正面から見た場合の傾きθｃが算出され、クレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂの走行レール４長手方向における設置間距離（図５におけるｙｃ）を代入することにより、クレーン５を横から見た場合の傾きθｃが算出される。なお、上記傾きθｃに関する演算結果は、極僅かな所定時間毎に逐次更新される。
【００４３】
そして、駆動制御手段１３では、演算手段２１によって演算された上記傾きθ及び傾きθｃに基づいて、駆動装置１２を適切に制御する。即ち、スプレッダ１１がコンテナ３を掴む際に、スプレッダ１１の傾斜が（θ−θｃ）に一致するように制御する。
【００４４】
この発明の実施の形態３によれば、船体２に積載されたコンテナ３を掴む際のスプレッダ１１の向きが、傾斜θ及び傾斜θｃに合わせて設定されるため、より正確な設定が可能となる。また、トロリを陸側から船側に横行させる際にスプレッダ１１の向きを上記傾斜（θ−θｃ）に一致させるような制御を開始することにより、船上でコンテナ３を掴む際の調整時間を短縮することができ、さらに荷役効率を向上させることが可能となる。その他は、実施の形態１及び２と同様の効果を奏する。
【００４５】
実施の形態４．
実施の形態４における荷役用クレーンの制御装置は、基本的に図１及び図２に示すものと同様である。ここで、船体用ＧＰＳアンテナ１６は、二次元方向の傾斜を検出する機能（センサ）を有しており、位置データと船体２の幅方向の傾斜データ及び横（長さ）方向の傾斜データとを、位置データ送信装置１７を介して位置データ受信装置１８に対して出力する。また、駆動制御手段１３は、演算手段２１の演算結果に基づいてクレーン５の巻上げ量を制御するとともに、船体用ＧＰＳアンテナ１６により検出された各傾斜データに基づいて、スプレッダ１１の傾斜を制御する。その他の構成は、実施の形体１と同様である。
【００４６】
かかる構成を有することにより、１つの船体用ＧＰＳアンテナ１６によって、実施の形態２の機能及び効果を奏することが可能となる。即ち、船体用ＧＰＳアンテナ１６によって直接的にコンテナ３の傾きθを得ることができ、スプレッダ１１の向きを傾きθに合わせて容易に設定することができる。その他は、実施の形態１及び２と同様の効果を奏する。
【００４７】
実施の形態５．
実施の形態５における荷役用クレーンの制御装置は、基本的に図１及び図２に示すものと同様である。ここで、クレーン用ＧＰＳアンテナ１４及び船体用ＧＰＳアンテナ１６は、二次元方向の傾斜を検出する機能（センサ）を有している。そして、クレーン用ＧＰＳアンテナ１４は、位置データとクレーン５のトロリ走行方向の傾斜データ及び走行レール４長手方向の傾斜データとを、位置データ送信装置１５を介して位置データ受信装置１８に対して出力し、船体用ＧＰＳアンテナ１６は、位置データと船体２の幅方向方向の傾斜データ及び横（長さ）方向の傾斜データとを、位置データ送信装置１７を介して位置データ受信装置１８に対して出力する。また、駆動制御手段１３は、クレーン用ＧＰＳアンテナ１４及び船体用ＧＰＳアンテナ１６により検出された各傾斜データに基づいて、スプレッダ１１の傾斜を制御する。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００４８】
かかる構成を有することにより、１つのクレーン用ＧＰＳアンテナ１４及び１つの船体用ＧＰＳアンテナ１６とによって、実施の形態３の機能及び効果を奏することが可能となる。即ち、クレーン用ＧＰＳアンテナ１４によって直接的にクレーン５の傾きθｃを得ることができ、スプレッダ１１の向きを（θ−θｃ）に合わせて容易に設定することができる。その他は、実施の形態１乃至３と同様の効果を奏する。
【００４９】
なお、ＧＰＳアンテナによる位置検出精度は、ｃｍ級の検出が可能なものが実用化されており、その方法については限定しない。現在ｃｍ級の検出精度を得るための方式としては、国内基準点に設けられたＧＰＳアンテナによってＧＰＳ衛星からの信号を元に計算した値と基準位置とのずれ補正量を、電話（携帯電話等の無線手段を含む）やインターネット網（無線ＬＡＮ等も含む）により現地計算値に対し補正を加えるもの等がある。このような方式は、実施の形態１乃至５におけるクレーン用ＧＰＳアンテナ及び船体用ＧＰＳアンテナに対しても適宜採用される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の実施の形態１におけるコンテナターミナルを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。
【図２】この発明の実施の形態１における荷役用クレーンの制御装置を示すブロック構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２におけるコンテナターミナルを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。
【図４】この発明の実施の形態２における荷役用クレーンの制御装置の動作を説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態３におけるコンテナターミナルを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。
【図６】この発明の実施の形態３における荷役用クレーンの制御装置の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 岸壁、 ２ 船体、 ３ コンテナ、 ４ 走行レール、 ５ クレーン、
６ トレーラ、 ７ クレーン本体、 ８ ガーダ、 ９ 機械室、
１０ ワイヤロープ、 １１ スプレッダ、 １２ 駆動装置、
１３ 駆動制御手段、 １４ クレーン用ＧＰＳアンテナ、
１５ 位置データ送信装置、 １６ 船体用ＧＰＳアンテナ、
１７ 位置データ送信装置、 １８ 位置データ受信装置、 １９ データ記憶部、
２０ ロープ巻出し量検出装置、 ２１ 演算手段、
２２ａ 船体用ＧＰＳアンテナ、 ２２ｂ 船体用ＧＰＳアンテナ、
２３ａ クレーン用ＧＰＳアンテナ、 ２３ｂ クレーン用ＧＰＳアンテナ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンテナクレーンターミナルで使用されるコンテナクレーン等の荷役用クレーンを制御する制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コンテナの荷役作業は、以下の手順により実施される。即ち、船に積載されたコンテナを陸側に降ろす場合、先ず、目的のコンテナが積載されたコンテナ列に合わせてクレーンを走行させ、スプレッダを船体及び積載コンテナに干渉しない位置まで巻き上げる。スプレッダを所定の高さに配置した後、目的のコンテナの上方までスプレッダを横行させ、かかる位置でスプレッダを巻き下げ、目的のコンテナを掴む。そして、船体及び他の積載コンテナに干渉しない高さまでコンテナを巻き上げた後、コンテナを陸側に横行させ、地上で待機するトレーラの荷台に巻き下げる。かかる作業を１サイクルとして所定のコンテナを全て降ろし終わるまで繰り返す。一方、陸側に積載されたコンテナを船に積み込む場合には、上記作業とは反対に、陸側で掴んだコンテナを船上の目的位置で降ろすことになる。
【０００３】
そして、従来では、上記のようなコンテナの荷役作業において、安全に荷役をするための巻上げ横行軌跡は、手動であれば運転手の感覚によって操作されていたが、自動化された荷役用クレーンでは、積載コンテナ等の干渉物と衝突することのない常用上限位置まで巻き上げるのが主流であった。なお、上記のような常用上限位置までの巻上げは、積載コンテナの高さが低い小型の船を含めて全ての船において実施されていた。
【０００４】
また、上記コンテナの荷役作業では、スプレッダによってコンテナを掴む場合に、スプレッダの方向をコンテナの向きに合わせる必要がある。このため、コンテナを掴む際に、スプレッダのコンテナに対する傾き偏差（コンテナの長手方向の傾き、コンテナの短手方向の傾き、水平方向の回転）を許容値以下にすべく、運転手によって陸側と船側とにおけるスプレッダの傾き量が操作調整されていた。なお、自動化された荷役用クレーンでは、クレーンの仕様によって陸側と船側とにおけるスプレッダの傾きを記憶しておき、陸側から船側に、また、船側から陸側にトロリを移動させた際に、自動的にスプレッダが記憶された状態になるように制御するものも実用化されている。
【０００５】
なお、荷役作業を行う荷役装置の従来技術として、走行レールの延在方向におけるベイの位置を検出する可搬型ＧＰＳ検出器と、走行レールの延在方向におけるガントリークレーンの位置を検出する固定型ＧＰＳ検出器とを備えることにより、上記固定型ＧＰＳ検出器及び可搬型ＧＰＳ検出器からの検出値に基づいて、走行レールの延在方向におけるガントリークレーンの走行目標位置を決定し、荷役対象にある船内ベイ位置までガントリークレーンを的確且つ速やかに走行させるとともに、潮位や潮流等による船舶の位置変化にも速やかに対応することができるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、他の従来技術として、クレーンアーム先端の吊り位置に移動局側ＧＰＳ受信アンテナを設置し、その吊り位置座標を計測しながら運搬手段内で予め決められた位置に積載された複数の運搬物を積み替え移動するに際し、予め決められた運搬手段内の基準点にクレーンの吊り位置を初期位置合わせして、その後、基準点から個々の運搬物の相対位置を演算して、運搬手段の座標をクレーンアーム先端の吊り位置座標に変換し、個々の運搬物の吊り位置を決定するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２４４２０９号公報
【特許文献２】特開２０００−１３６０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のコンテナの荷役作業では、スプレッダで掴んだコンテナを他の積載コンテナ等に衝突することのない常用上限位置まで巻き上げていたため、余分な高さを巻き上げることによる時間的損失が大きく、荷役効率を悪化させる要因となっていた。特に、小型の船では荷役効率の悪化が顕著になっていた。
【０００９】
また、停止中の船は、コンテナの積み降ろし等を要因とする船重心の移動や、潮の影響によるあらゆる方向への移動、即ち、横方向傾斜、縦方向傾斜、水平方向回転、高低差等が頻繁に発生する。このため、トロリの移動中にスプレッダを予め記憶された状態に制御しても、実態と記憶値とに偏差が生じる場合があり、手動によるスプレッダの向きの調整が必要となって、荷役効率を悪化させる要因となっていた。
【００１０】
なお、特許文献１記載のものは、走行レールの延在方向におけるガントリークレーンの位置を船内ベイ位置に合わせるためのものであり、上記問題を解決することはできなかった。また、特許文献２記載のものは、船が潮の影響などにより移動してしまった場合に、再度初期位置合わせの必要性が生じ、荷役効率を向上させることはできなかった。
【００１１】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、コンテナ等の荷役作業における巻上げ量を適切に制御することにより、荷役効率を大幅に向上させることができる荷役用クレーンの制御装置を提供することである。
【００１２】
また、他の目的は、コンテナ等の荷役作業における巻上げ量とスプレッダ等の支持手段の方向とを適切に制御することにより、荷役効率を大幅に向上させることができる荷役用クレーンの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係る荷役用クレーンの制御装置は、船に設置された船体用ＧＰＳアンテナと、船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、船体用ＧＰＳアンテナ及びクレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の横行時の障害物高さ及び横行される荷物の下面高さを演算する演算手段と、演算手段の演算結果に基づいて、クレーンの巻上げ量を制御する駆動制御手段とを備えたものである。
【００１４】
また、この発明に係る荷役用クレーンの制御装置は、船に設置された複数の船体用ＧＰＳアンテナと、船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、クレーンに設けられ、荷物を所定の方向から支持する支持手段と、船体用ＧＰＳアンテナ及びクレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の横行時の障害物高さ及び横行される荷物の下面高さを演算し、複数の船体用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の傾斜を演算する演算手段と、演算手段の演算結果に基づいて、クレーンの巻上げ量及び支持手段の傾斜を制御する駆動制御手段とを備えたものである。
【００１５】
また、この発明に係る荷役用クレーンの制御装置は、船に設置され、二次元傾斜を検出する機能を有する船体用ＧＰＳアンテナと、船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、クレーンに設けられ、荷物を所定の方向から支持する支持手段と、船体用ＧＰＳアンテナ及びクレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の横行時の障害物高さ及び横行される荷物の下面高さを演算する演算手段と、演算手段の演算結果に基づいてクレーンの巻上げ量を制御し、船体用ＧＰＳアンテナにより検出された傾斜データに基づいて支持手段の傾斜を制御する駆動制御手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明は、船に設置された船体用ＧＰＳアンテナと、船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、船体用ＧＰＳアンテナ及びクレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の横行時の障害物高さ及び横行される荷物の下面高さを演算する演算手段と、演算手段の演算結果に基づいて、クレーンの巻上げ量を制御する駆動制御手段とを備える構成としたことで、コンテナ等の荷役作業における巻上げ量を適切に制御することにより、荷役効率を大幅に向上させることができる。
【００１７】
また、この発明は、船に設置された複数の船体用ＧＰＳアンテナと、船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、クレーンに設けられ、荷物を所定の方向から支持する支持手段と、船体用ＧＰＳアンテナ及びクレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の横行時の障害物高さ及び横行される荷物の下面高さを演算し、複数の船体用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の傾斜を演算する演算手段と、演算手段の演算結果に基づいて、クレーンの巻上げ量及び支持手段の傾斜を制御する駆動制御手段とを備える構成としたことで、コンテナ等の荷役作業における巻上げ量とスプレッダ等の支持手段の方向とを適切に制御することにより、荷役効率を大幅に向上させることができる。
【００１８】
また、この発明は、船に設置され、二次元傾斜を検出する機能を有する船体用ＧＰＳアンテナと、船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、クレーンに設けられ、荷物を所定の方向から支持する支持手段と、船体用ＧＰＳアンテナ及びクレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、荷物の横行時の障害物高さ及び横行される荷物の下面高さを演算する演算手段と、演算手段の演算結果に基づいてクレーンの巻上げ量を制御し、船体用ＧＰＳアンテナにより検出された傾斜データに基づいて支持手段の傾斜を制御する駆動制御手段とを備える構成としたことで、コンテナ等の荷役作業における巻上げ量とスプレッダ等の支持手段の方向とを適切に制御することにより、荷役効率を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明をより詳細に説明するため、添付の図面に従ってこれを説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるコンテナターミナルを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図を示している。図２はこの発明の実施の形態１における荷役用クレーンの制御装置を示すブロック構成図である。図１及び図２において、１は岸壁、２は岸壁１に接岸し停泊している船の船体、３は船体２に積載されたコンテナ、４は岸壁１に沿って敷設された走行レール、５は船体２と陸との間でコンテナ３等の荷物を積み降ろすクレーン（コンテナクレーン、ガントリークレーン等）、６は岸壁１に停車されてコンテナ３が積み降ろしされるトレーラである。
【００２１】
ここで、上記クレーン５は、走行レール４上を走行するクレーン本体７と、平面視走行レール４と直交するようにクレーン本体７の所定の高さに水平に設けられ、一端部が船体２の上方にまで突設されたガーダ８と、ガーダ８を走行するトロリ（図示せず）上に設けられた機械室９と、トロリからワイヤロープ１０によって吊り下げられ、コンテナ３の上部四隅を所定の方向から掴んで支持するスプレッダ１１（支持手段）とを備えている。なお、上記スプレッダ１１は、ワイヤロープ１０が巻き掛けられた巻上装置（図示せず）によって上下方向に移動（巻上げ、巻下げ）され、所定角度内における長手方向の傾き、短手方向の傾き、水平方向の回転が制御可能に構成されている。また、巻上装置、モータ、ブレーキ等といったクレーン５を駆動する駆動装置１２、並びに、駆動装置１２を制御する駆動制御手段１３は、上記機械室９内に収納されている。
【００２２】
１４はクレーン５に設けられ、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し易いクレーン５の最頂部に配置されたクレーン用ＧＰＳアンテナ、１５はクレーン用ＧＰＳアンテナ１４によって検出された位置データを出力する位置データ送信装置、１６は船体２に設置され、船体２に積載されたコンテナ３の荷役対象レーン上に配置された可搬型の船体用ＧＰＳアンテナ、１７は船体用ＧＰＳアンテナ１６によって検出された位置データを出力する位置データ送信装置、１８は機械室９に設けられ、位置データ送信装置１５及び１７から出力された各位置データを受信する位置データ受信装置である。
【００２３】
１９はクレーン５や船体２、コンテナ３等の各種所定の情報が記憶されたデータ記憶部、２０はワイヤロープ１０の巻出し量を検出するロープ巻出し量検出装置、２１は位置データ受信装置１８から入力される各位置データ、データ記憶部１９に予め記憶された各種データ、ロープ巻出し量検出装置２０から入力されるワイヤロープ１０の巻出し量に基づいて、スプレッダ１１で掴んだコンテナ３を横行させる際に障害物となり得る物（以下、単に「障害物」という）の高さ及び横行されるコンテナ３の下面高さを演算する演算手段である。なお、上記演算手段２１の演算方法については後述する。そして、上記駆動制御手段１３は、駆動装置１２を適切に駆動制御するとともに、演算手段２１の演算結果に基づいてクレーン５の巻上げ量を制御する。
【００２４】
次に、上記構成を有する荷役用クレーンの制御装置の動作について説明する。
先ず、荷役作業開始時に、可搬型の船体用ＧＰＳアンテナ１６が船体２に持ち込まれ、荷役対称レーン上の電波を受け易い位置に設置される。なお、船体用ＧＰＳアンテナ１６の設置位置は、上記の通り荷役対称レーン上の電波を受け易い位置が望ましいが、荷役対象レーンのコンテナ３の高さは、船体用ＧＰＳアンテナ１６によって検出される位置データ及びデータ記憶部１９に記憶された船体データに基づいて演算手段２１で演算可能であるため、電波を受け易い位置であれば任意の位置でも構わない。また、上記位置データ送信装置１７は、通常、船体用ＧＰＳアンテナ１６と一体化されており、船体用ＧＰＳアンテナ１６とともに船体２に設置される。
【００２５】
船体用ＧＰＳアンテナ１６の設置後、クレーン用ＧＰＳアンテナ１４及び船体用ＧＰＳアンテナ１６によって検出された各位置データが、位置データ送信装置１５及び１７を介して位置データ受信装置１８に入力される。演算手段２１では、先ず、クレーン用ＧＰＳアンテナ１４によって検出された位置データに基づいて、ガーダ８の機械位置を演算する。また、ロープ巻出し量検出装置２０から入力されたロープ巻出し量に基づいてロープ長（ガーダ８及びスプレッダ１１間距離）を演算する。そして、演算されたガーダ８の高さ、上記ロープ長、データ記憶部１９に記憶されたスプレッダ高さ及び規格化されたコンテナ高さに基づいて、スプレッダ１１に掴まれたコンテナ３の下面の高さを演算する。即ち、ガーダ８の高さから、ロープ長、スプレッダ高さ、コンテナ高さを差し引くことによって、スプレッダ１１に掴まれたコンテナ３の下面の高さが演算される。なお、上記コンテナ３の下面の高さに関する演算結果は、極僅かな所定時間毎に逐次更新される。
【００２６】
一方、演算手段２１は、船体用ＧＰＳアンテナ１６によって検出された位置データに基づいて、船体２や船体２に積載されたコンテナ３の高さ、即ち、障害物の高さを演算する。なお、上記障害物の高さに関する演算結果は、極僅かな所定時間毎に逐次更新される。
【００２７】
そして、駆動制御手段１３では、演算手段２１によって演算された、スプレッダ１１に掴まれたコンテナ３の下面の高さ及び障害物の高さに基づいて、駆動装置１２を適切に制御する。即ち、障害物の高さに所定の安全高さを加算した高さを制限値とし、スプレッダ１１に掴まれたコンテナ３の下面の高さが上記制限値に一致、或いは、上記制限値より高くなるように、巻上げ及び横行を実施する。
【００２８】
この発明の実施の形態１によれば、スプレッダ１１で掴んだコンテナ３の巻上げ量を障害物の高さに合わせて設定することができ、余分な巻上げを防止し、荷役作業に要する時間を短縮して荷役効率を大幅に向上させることが可能となる。
【００２９】
また、演算手段２１によって演算される、スプレッダ１１に掴まれたコンテナ３の下面の高さ及び障害物の高さは、極僅かな所定時間毎に逐次更新され、常時最新の演算結果に基づいて駆動装置１２が制御される。したがって、コンテナ３の積み降ろしによって船重心が移動して船体２が傾いた場合や、船体２が潮の影響によって上下動した場合でも、船体２の変位に合わせて十分な巻上げ量を確保してコンテナ３が障害物に接触することを防止することができ、且つ、余分な巻上げを防止して荷役効率を向上させることができる。
【００３０】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２におけるコンテナターミナルを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図を示している。図３において、２２ａ及び２２ｂは船体２の異なる場所に設置された可搬型の複数（実施の形態２においては２つ）の船体用ＧＰＳアンテナであり、実施の形態１における船体用ＧＰＳアンテナ１６と同様の構成を有している。即ち、上記船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂには、図示しない位置データ送信装置がそれぞれ一体的に設けられており、この位置データ送信装置によって、検出された位置データが位置データ受信装置１８に対して出力される。また、演算手段２１は、上記２つの船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂにより検出された各位置データに基づいて、コンテナ３の傾斜θを演算する。なお、演算手段２１の演算方法については後述する。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３１】
上記構成を有する荷役用クレーンの制御装置では、先ず、荷役作業開始時に、可搬型の船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂが船体２に持ち込まれ、積載コンテナ３の上面の電波を受け易い異なる位置にそれぞれ設置される。例えば、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂをなるべく離れた位置に配置するため、略直方体状に積載されたコンテナ３群の対角に設置される。そして、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂの設置後、クレーン用ＧＰＳアンテナ１４並びに船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂによって検出された各位置データが、位置データ受信装置１８に入力される。
【００３２】
演算手段２１では、実施の形態１と同様に、位置データ受信装置１８で受信した各位置データに基づいて、スプレッダ１１に掴まれたコンテナ３の下面の高さ及び障害物の高さを演算する。そして、駆動制御手段１３は、上記演算手段２１の演算結果に基づいて、余分な巻上げを防止し、且つ、荷役効率を向上させるように駆動装置１２を制御して、適切な巻上げ及び横行を実施する。
【００３３】
また、演算手段２１は、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂによって検出された各位置データ並びにデータ記憶部１９に記憶された船体データに基づいて、船体２に積載されたコンテナ３の傾きθを演算する。なお、図４はこの発明の実施の形態２における荷役用クレーンの制御装置の動作を説明するための図であり、上記傾きθの演算方法を説明するための図である。図３及び図４において、傾斜θは次式で表される。
【００３４】
[数１]
θ＝ｔａｎ−１（Ｈ１／Ｗ１）＋θ０
ここで、Ｈ１は船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂによって検出された位置データの高さ成分の差、即ち、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂの高低差、Ｗ１は船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂの設置間距離、θ０は船体２の船倉床面とデッキ面との構造的傾きである。なお、数１のＷ１に、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂの船体２の幅方向における設置間距離（図３におけるｘ）を代入することにより、船体２を正面から見た場合の傾きθが算出され、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂの船体２の横（長さ）方向における設置間距離（図３におけるｙ）を代入することにより、船体２を横から見た場合の傾きθが算出される。なお、上記傾きθに関する演算結果は、極僅かな所定時間毎に逐次更新される。
【００３５】
そして、駆動制御手段１３では、演算手段２１によって演算された上記傾きθに基づいて、駆動装置１２を適切に制御する。即ち、スプレッダ１１がコンテナ３を掴む際に、スプレッダ１１の傾斜が、数１にｘ及びｙを代入して得られた各傾斜θに一致するように制御する。
【００３６】
この発明の実施の形態２によれば、船体２に積載されたコンテナ３を掴む際のスプレッダ１１の向きが、演算された傾きθに合わせて設定されるため、手動によるスプレッダ１１の向きの調整が不要となって、荷役効率を大幅に向上させることが可能となる。
【００３７】
また、演算手段２１によって演算される上記傾きθは、極僅かな所定時間毎に逐次更新され、常時最新の演算結果に基づいて駆動装置１２が制御される。したがって、コンテナ３の積み降ろしによって船重心が移動して船体２が傾いた場合や、船体２が潮の影響によって上下動した場合でも、船体２の変位に合わせてスプレッダ１１の向きを追従させることができる。なお、トロリを陸側から船側に横行させる際にスプレッダ１１の傾斜を上記傾斜θに一致させるような制御を開始することにより、船上でコンテナ３を掴む際の調整時間を短縮することができ、さらに荷役効率を向上させることが可能となる。その他の効果は、実施の形態１と同様である。
【００３８】
実施の形体３．
図５はこの発明の実施の形態３におけるコンテナターミナルを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図を示している。図５において、２３ａ及び２３ｂはクレーン５の異なる場所に設けられた複数（実施の形態３においては２つ）のクレーン用ＧＰＳアンテナであり、実施の形態１におけるクレーン用ＧＰＳアンテナ１４と同様の構成を有している。即ち、上記クレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂには、図示しない位置データ送信装置がそれぞれ一体的に設けられており、この位置データ送信装置によって、検出された位置データが位置データ受信装置１８に対して出力される。また、演算手段２１は、上記２つのクレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂにより検出された各位置データに基づいて、クレーン５の傾斜θｃを演算する。なお、演算手段２１の演算方法については後述する。その他の構成は、実施の形態１及び２と同様である。
【００３９】
上記構成を有する荷役用クレーンの制御装置では、先ず、荷役作業開始時に、可搬型の船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂが、積載コンテナ３の上面の電波を受け易い異なる位置にそれぞれ設置される。そして、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂの設置後、クレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂ並びに船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂによって検出された各位置データが、位置データ受信装置１８に入力される。
【００４０】
演算手段２１では、実施の形態１と同様に、位置データ受信装置１８で受信した各位置データに基づいて、スプレッダ１１に掴まれたコンテナ３の下面の高さ及び障害物の高さを演算する。そして、駆動制御手段１３は、上記演算手段２１の演算結果に基づいて、余分な巻上げを防止し、且つ、荷役効率を向上させるように駆動装置１２を制御して、適切な巻上げ及び横行を実施する。
【００４１】
また、演算手段２１は、実施の形態２と同様に、船体用ＧＰＳアンテナ２２ａ及び２２ｂによって検出された各位置データ並びにデータ記憶部１９に記憶された船体データに基づいて、上記傾きθを演算する。また、クレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂから入力された各位置データに基づいて、クレーン５の傾きθｃを演算する。なお、図６はこの発明の実施の形態３における荷役用クレーンの制御装置の動作を説明するための図であり、上記傾きθｃの演算方法を説明するための図である。図５及び図６において、傾斜θｃは次式で表される。
【００４２】
[数２]
θｃ＝ｔａｎ−１{（Ｈ２−ｐ）／Ｗ２}
ここで、Ｈ２はクレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂによって検出された位置データの高さ成分の差、即ち、クレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂの高低差、Ｗ２はクレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂの設置間距離、ｐはクレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂと設置時との機械的高低差である。なお、数２のＷ２に、クレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂのトロリ走行方向における設置間距離（図５におけるｘｃ）を代入することにより、クレーン５を正面から見た場合の傾きθｃが算出され、クレーン用ＧＰＳアンテナ２３ａ及び２３ｂの走行レール４長手方向における設置間距離（図５におけるｙｃ）を代入することにより、クレーン５を横から見た場合の傾きθｃが算出される。なお、上記傾きθｃに関する演算結果は、極僅かな所定時間毎に逐次更新される。
【００４３】
そして、駆動制御手段１３では、演算手段２１によって演算された上記傾きθ及び傾きθｃに基づいて、駆動装置１２を適切に制御する。即ち、スプレッダ１１がコンテナ３を掴む際に、スプレッダ１１の傾斜が（θ−θｃ）に一致するように制御する。
【００４４】
この発明の実施の形態３によれば、船体２に積載されたコンテナ３を掴む際のスプレッダ１１の向きが、傾斜θ及び傾斜θｃに合わせて設定されるため、より正確な設定が可能となる。また、トロリを陸側から船側に横行させる際にスプレッダ１１の向きを上記傾斜（θ−θｃ）に一致させるような制御を開始することにより、船上でコンテナ３を掴む際の調整時間を短縮することができ、さらに荷役効率を向上させることが可能となる。その他は、実施の形態１及び２と同様の効果を奏する。
【００４５】
実施の形態４．
実施の形態４における荷役用クレーンの制御装置は、基本的に図１及び図２に示すものと同様である。ここで、船体用ＧＰＳアンテナ１６は、二次元方向の傾斜を検出する機能（センサ）を有しており、位置データと船体２の幅方向の傾斜データ及び横（長さ）方向の傾斜データとを、位置データ送信装置１７を介して位置データ受信装置１８に対して出力する。また、駆動制御手段１３は、演算手段２１の演算結果に基づいてクレーン５の巻上げ量を制御するとともに、船体用ＧＰＳアンテナ１６により検出された各傾斜データに基づいて、スプレッダ１１の傾斜を制御する。その他の構成は、実施の形体１と同様である。
【００４６】
かかる構成を有することにより、１つの船体用ＧＰＳアンテナ１６によって、実施の形態２の機能及び効果を奏することが可能となる。即ち、船体用ＧＰＳアンテナ１６によって直接的にコンテナ３の傾きθを得ることができ、スプレッダ１１の向きを傾きθに合わせて容易に設定することができる。その他は、実施の形態１及び２と同様の効果を奏する。
【００４７】
実施の形態５．
実施の形態５における荷役用クレーンの制御装置は、基本的に図１及び図２に示すものと同様である。ここで、クレーン用ＧＰＳアンテナ１４及び船体用ＧＰＳアンテナ１６は、二次元方向の傾斜を検出する機能（センサ）を有している。そして、クレーン用ＧＰＳアンテナ１４は、位置データとクレーン５のトロリ走行方向の傾斜データ及び走行レール４長手方向の傾斜データとを、位置データ送信装置１５を介して位置データ受信装置１８に対して出力し、船体用ＧＰＳアンテナ１６は、位置データと船体２の幅方向方向の傾斜データ及び横（長さ）方向の傾斜データとを、位置データ送信装置１７を介して位置データ受信装置１８に対して出力する。また、駆動制御手段１３は、クレーン用ＧＰＳアンテナ１４及び船体用ＧＰＳアンテナ１６により検出された各傾斜データに基づいて、スプレッダ１１の傾斜を制御する。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００４８】
かかる構成を有することにより、１つのクレーン用ＧＰＳアンテナ１４及び１つの船体用ＧＰＳアンテナ１６とによって、実施の形態３の機能及び効果を奏することが可能となる。即ち、クレーン用ＧＰＳアンテナ１４によって直接的にクレーン５の傾きθｃを得ることができ、スプレッダ１１の向きを（θ−θｃ）に合わせて容易に設定することができる。その他は、実施の形態１乃至３と同様の効果を奏する。
【００４９】
なお、ＧＰＳアンテナによる位置検出精度は、ｃｍ級の検出が可能なものが実用化されており、その方法については限定しない。現在ｃｍ級の検出精度を得るための方式としては、国内基準点に設けられたＧＰＳアンテナによってＧＰＳ衛星からの信号を元に計算した値と基準位置とのずれ補正量を、電話（携帯電話等の無線手段を含む）やインターネット網（無線ＬＡＮ等も含む）により現地計算値に対し補正を加えるもの等がある。このような方式は、実施の形態１乃至５におけるクレーン用ＧＰＳアンテナ及び船体用ＧＰＳアンテナに対しても適宜採用される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の実施の形態１におけるコンテナターミナルを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。
【図２】この発明の実施の形態１における荷役用クレーンの制御装置を示すブロック構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２におけるコンテナターミナルを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。
【図４】この発明の実施の形態２における荷役用クレーンの制御装置の動作を説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態３におけるコンテナターミナルを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。
【図６】この発明の実施の形態３における荷役用クレーンの制御装置の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 岸壁、 ２ 船体、 ３ コンテナ、 ４ 走行レール、 ５ クレーン、
６ トレーラ、 ７ クレーン本体、 ８ ガーダ、 ９ 機械室、
１０ ワイヤロープ、 １１ スプレッダ、 １２ 駆動装置、
１３ 駆動制御手段、 １４ クレーン用ＧＰＳアンテナ、
１５ 位置データ送信装置、 １６ 船体用ＧＰＳアンテナ、
１７ 位置データ送信装置、 １８ 位置データ受信装置、 １９ データ記憶部、
２０ ロープ巻出し量検出装置、 ２１ 演算手段、
２２ａ 船体用ＧＰＳアンテナ、 ２２ｂ 船体用ＧＰＳアンテナ、
２３ａ クレーン用ＧＰＳアンテナ、 ２３ｂ クレーン用ＧＰＳアンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船に設置された船体用ＧＰＳアンテナと、
前記船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、
前記船体用ＧＰＳアンテナ及び前記クレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、前記荷物の横行時の障害物高さ及び横行される前記荷物の下面高さを演算する演算手段と、
前記演算手段の演算結果に基づいて、前記クレーンの巻上げ量を制御する駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする荷役用クレーンの制御装置。
【請求項２】
船に設置された複数の船体用ＧＰＳアンテナと、
前記船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、
前記クレーンに設けられ、前記荷物を所定の方向から支持する支持手段と、
前記船体用ＧＰＳアンテナ及び前記クレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、前記荷物の横行時の障害物高さ及び横行される前記荷物の下面高さを演算し、前記複数の船体用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、前記荷物の傾斜を演算する演算手段と、
前記演算手段の演算結果に基づいて、前記クレーンの巻上げ量及び前記支持手段の傾斜を制御する駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする荷役用クレーンの制御装置。
【請求項３】
複数のクレーン用ＧＰＳアンテナがクレーンに設けられ、
演算手段は、前記複数のクレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、前記クレーンの傾斜を演算する
ことを特徴とする請求項２に記載の荷役用クレーンの制御装置。
【請求項４】
船に設置され、二次元傾斜を検出する機能を有する船体用ＧＰＳアンテナと、
前記船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、
前記クレーンに設けられ、前記荷物を所定の方向から支持する支持手段と、
前記船体用ＧＰＳアンテナ及び前記クレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、前記荷物の横行時の障害物高さ及び横行される前記荷物の下面高さを演算する演算手段と、
前記演算手段の演算結果に基づいて前記クレーンの巻上げ量を制御し、前記船体用ＧＰＳアンテナにより検出された傾斜データに基づいて前記支持手段の傾斜を制御する駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする荷役用クレーンの制御装置。
【請求項５】
クレーン用ＧＰＳアンテナは、二次元傾斜を検出する機能を有し、
駆動制御手段は、船体用ＧＰＳアンテナ及び前記クレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各傾斜データに基づいて、支持手段の傾斜を制御する
ことを特徴とする請求項４に記載の荷役用クレーンの制御装置。
【請求項６】
駆動制御手段は、支持手段の横行時に、前記支持手段の傾斜の制御を開始することを特徴とする請求項２から請求項５の何れかに記載の荷役用クレーンの制御装置。
【請求項１】
船に設置された船体用ＧＰＳアンテナと、
前記船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、
前記船体用ＧＰＳアンテナ及び前記クレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、前記荷物の横行時の障害物高さ及び横行される前記荷物の下面高さを演算する演算手段と、
前記演算手段の演算結果に基づいて、前記クレーンの巻上げ量を制御する駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする荷役用クレーンの制御装置。
【請求項２】
船に設置された複数の船体用ＧＰＳアンテナと、
前記船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、
前記クレーンに設けられ、前記荷物を所定の方向から支持する支持手段と、
前記船体用ＧＰＳアンテナ及び前記クレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、前記荷物の横行時の障害物高さ及び横行される前記荷物の下面高さを演算し、前記複数の船体用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、前記荷物の傾斜を演算する演算手段と、
前記演算手段の演算結果に基づいて、前記クレーンの巻上げ量及び前記支持手段の傾斜を制御する駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする荷役用クレーンの制御装置。
【請求項３】
複数のクレーン用ＧＰＳアンテナがクレーンに設けられ、
演算手段は、前記複数のクレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、前記クレーンの傾斜を演算する
ことを特徴とする請求項２に記載の荷役用クレーンの制御装置。
【請求項４】
船に設置され、二次元傾斜を検出する機能を有する船体用ＧＰＳアンテナと、
前記船と陸との間で荷物を積み降ろすクレーンに設けられたクレーン用ＧＰＳアンテナと、
前記クレーンに設けられ、前記荷物を所定の方向から支持する支持手段と、
前記船体用ＧＰＳアンテナ及び前記クレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各位置データに基づいて、前記荷物の横行時の障害物高さ及び横行される前記荷物の下面高さを演算する演算手段と、
前記演算手段の演算結果に基づいて前記クレーンの巻上げ量を制御し、前記船体用ＧＰＳアンテナにより検出された傾斜データに基づいて前記支持手段の傾斜を制御する駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする荷役用クレーンの制御装置。
【請求項５】
クレーン用ＧＰＳアンテナは、二次元傾斜を検出する機能を有し、
駆動制御手段は、船体用ＧＰＳアンテナ及び前記クレーン用ＧＰＳアンテナにより検出された各傾斜データに基づいて、支持手段の傾斜を制御する
ことを特徴とする請求項４に記載の荷役用クレーンの制御装置。
【請求項６】
駆動制御手段は、支持手段の横行時に、前記支持手段の傾斜の制御を開始することを特徴とする請求項２から請求項５の何れかに記載の荷役用クレーンの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−３２０７３７（Ｐ２００７−３２０７３７Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５４５８６（Ｐ２００６−１５４５８６）
【出願日】平成１８年６月２日（２００６．６．２）
【出願人】（５０１１３７６３６）東芝三菱電機産業システム株式会社 (904)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２日（２００６．６．２）
【出願人】（５０１１３７６３６）東芝三菱電機産業システム株式会社 (904)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]