EP0656868A1 - Vorrichtung und verfahren zur steuerung eines containerkranes. - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur steuerung eines containerkranes.

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EP0656868A1
EP0656868A1 EP93919193A EP93919193A EP0656868A1 EP 0656868 A1 EP0656868 A1 EP 0656868A1 EP 93919193 A EP93919193 A EP 93919193A EP 93919193 A EP93919193 A EP 93919193A EP 0656868 A1 EP0656868 A1 EP 0656868A1
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EP
European Patent Office
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container
crane
loading
sensor
edge
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Johann F Hipp
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Publication of EP0656868B1 publication Critical patent/EP0656868B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/46—Position indicators for suspended loads or for crane elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/48—Automatic control of crane drives for producing a single or repeated working cycle; Programme control

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for controlling a container crane.
  • a number of different types of cranes are used for handling containers. This includes common ship unloading cranes that can be moved freely or on rails, as well as gantry cranes or e.g. Jib cranes. What they all have in common is that they have a movable lifting device on which a loading tableware is suspended.
  • the loading gear is designed in such a way that it can grip and hold the common types of containers.
  • This destination can be a suitable parking area, e.g. the loading area of a truck or a freight wagon, but on the other hand also be another container that serves as a stacking base.
  • the movement of the loading gear along the transport path is controlled manually under the sight of a crane operator.
  • the crane operator usually works with so-called instructors who e.g. by radio to help set down the empty or loaded loading gear at the destination.
  • the object is achieved by means of a device according to claim 1 and a method according to opening 9.
  • the device according to the invention works with at least one sensor attached to the crane, which is able to scan surfaces located within the lifting range of the loading gear and to measure at least one point on edges located therein that have a minimum jump in height.
  • the minimum jump in height is specified with regard to the selected edge to be scanned so that the sensor specifically recognizes this edge and applies it to further z.
  • adjacent edges do not respond with a lower jump in height.
  • the distance sensor can be e.g. act as a sensor described below, which scans a line or a surface in a predetermined angular range with resolution decreasing over the distance.
  • the sensor is oriented in such a way that in any case it measures a point on a selected edge, in particular a horizontal edge, of the loading device or a point on a selected edge of the container accommodated in the loading device.
  • the sensor When approaching a container that is to be gripped by the loading gear or serves as a stacking base for a container to be unloaded, the sensor also measures a point on a selected edge of this target container.
  • the device is designed in such a way that it generates control signals for the crane drive for steering the loading gear into an engagement position with the target container from the measurement data determined by the sensor on the basis of the known dimensions of the loading gear or containers contained therein.
  • the device according to the invention in particular enables automatic height control of the empty or loaded loading device.
  • dishes related to a target container It can be assumed that the destination for the loading gear is often a destination container. However, it is just as well possible that a loaded load is brought up to an empty storage area, for example on a truck or freight wagon.
  • Such shelves generally also have characteristic edges, which can be measured by means of the sensor in at least one point. If the term target container is used in the context of this application, then it always also includes those (container-free) destinations that have at least one edge that can be detected by the sensor and that clearly defines the position of the storage surface.
  • edges with any orientation by means of the sensor. It is sensible, however, to select horizontally or essentially horizontally oriented edges for the measurement. With increased computing effort or the use of several sensors, of course, points on inclined, non-horizontal edges can also be measured and related to one another. For example, assume that a truck usually has a slightly beveled shelf with corresponding edges to be measured. Destination configurations of this type can also be detected and calculated with the device according to the invention.
  • Embodiments of the invention are protected in the subclaims, with which further automation of the loading device control can be achieved.
  • These configurations can in particular be implemented in cranes which can be moved overall parallel to one of the horizontal edges of the target container and whose lifting device (trolley) can be moved transversely thereto parallel to a further upper horizontal edge of the target container.
  • the crane In the case of a ship crane, the crane can be moved on wheels or rails, for example, parallel to the longitudinal edges of target containers stacked in transverse rows on a ship.
  • the lifting device is in the direction of the transverse rows movable with loading gear aligned parallel to the target containers.
  • This type of crane is described in detail only because it is commonly used for handling larger quantities of containers and because of the given spatial dimensions in which the crane and lifting device move, sensor-controlled automation makes it particularly simple.
  • any other crane for example a gantry or slewing crane, can of course also be equipped with the device according to the invention.
  • any other crane for example a gantry or slewing crane, can of course also be equipped with the device according to the invention.
  • only a greater amount of processing work has to be carried out when converting the determined measurement data into control signals.
  • sensor-controlled automation of the loading harness movement is also easily possible here.
  • the empty or loaded loading gear hanging on the lifting device behaves like a dynamic system.
  • the extent of this oscillation can already be measured by measuring a point e.g. determine a selected edge of the loading gear or the container accommodated therein, provided that the selected edge to be scanned is and remains oriented transversely to the plane of vibration.
  • the expected pendulum motion cannot, of course, always be predicted.
  • pendulum movements which are overlaid by a rotation of the hanging load, e.g. when moving a container with mass distribution, the measurement of a single edge point can no longer be sufficient to determine the degree of a possible deflection.
  • An advantageous embodiment according to claim 2 therefore provides that two points located on parallel edges of the load harness or a container accommodated therein are measured by means of the sensor. In the case of continuous measurement, the measured values obtained in each case (which allow a specific statement about the deflection and angular position of the loading gear) the vibration movement can be determined. The device then automatically generates signals that control the crane drive to dampen the vibration.
  • the last-mentioned device also permits a particularly simple parallel alignment of the empty or loaded loading gear to a target container.
  • the sensors are furthermore arranged in a somewhat laterally arranged manner (so that they can look under the loading equipment or a container accommodated therein), then the empty or loaded loading equipment can be moved automatically into one position in which it is located above the target container and aligned parallel to it.
  • the empty or loaded loading gear only has to be adjusted in the direction of the container longitudinal axis for a "flush" engagement position.
  • the longitudinal edges of a loading gear can be automatically aligned with the longitudinal edges of a target container.
  • the sensors scanning the longitudinal edges may be provided with further sensors which measure points on the transverse edges.
  • a sensor is provided which is movably received on the crane in the direction of the edge to be scanned.
  • Such a sensor can be moved along the edge to be scanned and its (or its) end points measured. Knowing at least one end point of an edge of the target container to be scanned, the exact position thereof can be determined and the crane can be moved accordingly.
  • the alignment of the empty or loaded loading gear to the longitudinal and transverse edges can be done in the simplest case control the destination container. As a rule, it is sufficient to carry out this measurement process once per row of container transshipment.
  • the containers e.g.
  • the sensor is advantageously attached directly to the lifting device. In this way, an optimal overview of the transport process by means of the sensor is made possible.
  • the sensor can be designed as a 2D distance image sensor.
  • a 2D distance image sensor Such a sensor generates a measuring beam swiveling in one plane with constant determination of the outside angle and the beam travel time.
  • Beam travel time is the time it takes, for example, a light pulse after emitting to reach an object after reflection on an object to be measured. catcher to return.
  • the distance of an object to the sensor can be calculated via the beam travel time.
  • a common example for such a distance measurement is, for example, the radar measurement.
  • the spatial coordinates of a measured point can be defined in relation to the sensor.
  • a laser beam or a microwave beam can serve as the measuring beam, for example.
  • an area scan is obtained which, for example, Can provide information about the positions of points on a longitudinal and a transverse edge of the target container.
  • a sensor (3D distance image sensor) supplies all three coordinates to the measured points.
  • the measurement data determined by the sensors are converted into control signals in the device according to the invention.
  • the computing processes required for this are part of the basic technical knowledge, as is their computer-controlled implementation in control signals for a crane drive.
  • the sensor is movably arranged on the crane
  • its respective position with respect to the crane is also recorded and included in the location calculations. This ensures that the necessary control signals can be generated regardless of the position of the sensor on the crane.
  • the invention is not limited to a device for controlling container cranes. Rather, a corresponding method is also to be protected.
  • the principle of the method according to the invention is to measure at least one point in each case of a selected upper, in particular horizontal, edge of the loading gear, a container possibly accommodated therein and, when approaching a destination, at least one point of a selected edge of this destination. Knowing the measured values, the height position and also the side position of the edges with respect to one another can be determined and, from the known dimensions of the loading gear and any container possibly accommodated therein, the difference in height and side to the destination (the configuration of which is also known) ) into the crane computer or into another computing unit that controls the crane drive.
  • a destination can be represented both by a target container to be gripped or used as a stack base, but also by a storage space for containers, for example on a ship, freight wagon or truck. It is only essential for the method according to the invention that there is a avoidable edge in the destination area which is clearly geometrically related to the destination configuration. In the event that the destination is a container, this can be, for example, one of the upper horizontal edges of the container.
  • the main areas of application of the method according to the invention relate to the approximation and alignment of the loading gear and any container contained therein to a destination and the automatic 1Ü matic damping of any vibrations of the loading gear.
  • a further embodiment of the method according to the invention is to be dealt with, which relates in particular to the transport route of the loading harness between the destinations.
  • containers are placed next to one another, in particular on ships in transverse rows, and further containers are stacked on top of these containers.
  • the lifting device is moved over the row of (to be dismantled) containers. In the course of the transhipment, the height of the individual stack of containers in the row changes (depending on the loading plan).
  • the loading harness is guided in a safe distance on its transport route over the upper containers in the row. Due to the constantly changing configuration of the row of container stacks to be set up or dismantled, manual control of the transport route requires a high degree of concentration. According to claim 10 it is therefore provided that at least one upper horizontal edge of each container crossed by the loading gear is measured in at least one point.
  • the same sensor can be used that is also used to measure points on the load harness, a container possibly contained therein and the target container.
  • the sensor is expediently attached to the lifting device and oriented essentially vertically looking downwards.
  • a surface profile of the load configuration can be determined with a computing unit, for example in the crane computer, which can be taken into account when controlling the loading gear via the stack of containers to be set up or dismantled.
  • the data entered into the computer are updated with each movement of the loading gear, whereby changes in the loading configuration during the handling, but also in the unloading or loading of the ship, for example, due to a change in the ship position caused by the tidal range are taken into account.
  • Fig. 1 shows schematically a container crane with a
  • Embodiment of the device according to the invention is equipped.
  • FIG 3 shows the approach of a transported container to a destination container using a schematic drawing.
  • a container crane 10 is shown when handling containers 12 stacked in a transverse row 11.
  • the container crane 10 has a bridge 14 which can be moved on wheels 13 and on which a lifting device 15 which can be moved in the longitudinal direction of the bridge is accommodated.
  • the lifting gear 16 can be moved by the lifting device 15 into any vertical position below the bridge 14.
  • the container crane 10 shown in FIG. 1 corresponds to the prior art. According to the invention, however, a number of sensors 17a, b, 18a, b are now arranged on the lifting device 15.
  • the sensors 17a, b are arranged in such a way that, as shown, points 170a, b of longitudinal edges 160a, b of the loading harness 16 are offset in the longitudinal direction, and points 170a ', b' of horizontal longitudinal edges 120a, b are also offset from one another Measure containers 120.
  • points 170a, b of longitudinal edges 160a, b of the loading harness 16 are offset in the longitudinal direction
  • points 170a ', b' of horizontal longitudinal edges 120a, b are also offset from one another Measure containers 120.
  • the height difference between the loading harness 16 and the surface of the container 120 can in particular be easily calculated from the respectively determined point measurement values and a parallel alignment of the longitudinal axes of the loading harness 16 to the longitudinal axis of the container 120 can also be checked . If, as in the given case, the bridge 14 already leads to the container row 11 is aligned.
  • the loading harness 16 can be automatically and easily controlled in a loading operation with one of the containers 12, for example the container 120.
  • the alignment of the bridge 14 to the row of containers 11 can also be automated.
  • the sensors 18a, b serve for this purpose, of which the sensor 18a sweeps a line parallel to the container row 11 with its viewing area 180a (the viewing area of the sensor 18b was not shown for reasons of clarity).
  • the position of the row of containers 11 relative to the crane 10 can be clearly established on the basis of these measured values. It is then sufficient to move the crane 10 until the load harness 16 is arranged centrally over the row 11.
  • This alignment of the crane can, however, also take place by means of the sensors 17a, b.
  • the crane 10 must be moved in one direction until e.g. the sensor 17a reaches the closer end of the upper horizontal edge 120a of the container 120 which it scans. From the known relationship of the loading harness 16 to the crane 10 and the measured value, the position of the row 11 with respect to the crane 10 can then be determined unambiguously and aligned accordingly.
  • Another possibility described above would be to assign the sensor (s) 17a, b to be movable in the direction of the scanned edge 120a, b in the lifting device 15. In this case, it would be sufficient to move the sensor 17a (and not the entire crane 10) accordingly in order to determine the corner point of the scanned edge of the container 120.
  • FIG. 2 shows a container crane 20 which in principle corresponds to the crane 10 shown in FIG. 1.
  • a bridge 22 which is movable on wheels 21 is provided, on which a lifting device 23 is accommodated so as to be movable in the longitudinal direction of the bridge 22.
  • a driver's cab 50 is provided on bridge 22.
  • a crane driver can control the loading activities from the driver's cab 50.
  • a vertically movable loading gear 24 is suspended from the lifting device 23 and is currently in loading engagement with a container 25.
  • the container 25 belongs to a whole series of further containers, also designated by the reference numeral 25, which are arranged in a transverse row 26 in stacks 27 arranged side by side. In the case shown, the container 25 gripped by the loading gear 24 is to be reloaded onto a truck 28.
  • sensors 29a and 29b are provided on the lifting device 23, the sensor areas 290b, 290a of which each measure a point of the upper horizontal longitudinal edges of the loading gear 24.
  • the empty loading gear 24 was first lowered onto the container 25 in a targeted manner (shown state). Now the loading gear 24 loaded with the container 25 is moved to the truck 28, with the sensors 29a, 29b additionally sweeping over the surfaces of the container stack 27 and in each case measuring a point on the longitudinal edges of the containers 25 delimiting the surfaces becomes. On the basis of the measured values, a profile of the surfaces defined by the container stack is created in the crane computer, which can be updated with each loading movement of the loading gear 24 or the lifting device 23. The crane computer can thus automatically provide a collision-free route to the desired destination for each container transport, in this case the truck 28.
  • the truck in turn has upper horizontal edges 30, 31 which can be measured by the sensors 29a, 29b in at least one point.
  • the container 25 gripped by the loading tackle 24 can be lowered precisely onto the loading area of the truck 28.
  • 3 roughly schematically shows a typical handling situation in which a container 40 is to be placed flush on a target container 41. All other components of the crane transporting the container 40 have been omitted for reasons of clarity.
  • the reference symbols 42 and 43 denote points which were measured by means of a sensor 60 fastened to the crane (not shown) on one of the upper longitudinal edges of the container 40 and the container 41.
  • a measuring beam 600 is pivoted by the sensor 60 over an angular range 61 in one plane.
  • the beam travel time is determined at a defined beam angle. From the beam travel time, the distance between the sensor and a point reflecting the beam can be determined from the outside angle of the beam, its angular position to the sensor. In this way, coordinates can be calculated for each point measured by the sensor, which indicate the vertical and horizontal position of the point in relation to the sensor.
  • points 42 and 43 were measured on the upper horizontal longitudinal edges of the containers 40 and 41 by means of the measuring beam 600 in the angular positions A ⁇ and A2.
  • the vertical distance ⁇ h and the horizontal distance ⁇ X between points 42 and 43 can be determined from the corresponding coordinates.
  • the container 40 and with it the measuring point 42 must be moved so far that the value ⁇ X goes to zero and the value ⁇ h becomes equal to the known height of the container 40 ⁇ C. Knowing the continuously determined and checked position of the measured values 42 and 43, the corresponding control signals for the crane drive can be generated without problems.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Containerkranes. Mittels mindestens eines Sensors werden die Positionen von Punkten auf einer Kante des Ladegeschirrs oder eines darin aufgenommenen Containers sowie eines Punktes einer in einem Zielort befindlichen Kante vermessen und in Signale zur Ansteuerung des Kranantriebes umgesetzt.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Containerkranes.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Containerkranes.
Es werden eine Reihe unterschiedlicher Krantypen für den Um¬ schlag von Containern eingesetzt. Darunter fallen übliche Schiffs- entladekräne, die frei oder auf Schienen verfahrbar sind, sowie Portalkräne oder z.B. Schwenkkräne. Ihnen allen ist gemeinsam, daß sie eine bewegbare Hubvorrichtung aufweisen, an der ein La¬ degeschirr hängend aufgenommen ist. Das Ladegeschirr ist so kon¬ zipiert, daß es die gängigen Containertypen ergreifen und halten kann.
Es gibt eine Reihe von unterschiedlichen Umschlagsituationen. Die häufigste Situation ist, daß mit einem leeren Ladegeschirr ein Con¬ tainer aufgenommen und zu einem Zielort transportiert wird. Dieser Zielort kann einerseits eine geeignete Absteilfläche, z.B. die Lade¬ fläche eines LKWs oder eines Güterwaggons, andererseits aber auch ein weiterer Container sein, der als Stapelbasis dient.
Eine korrekte Steuerung des Ladegeschirrs zwischen einem Aus¬ gangs- und einem Zielpunkt wird durch folgende Faktoren er¬ schwert: 1. verhält sich das frei an der Hubvorrichtung hängende Lade¬ geschirr wie ein Pendel und kann aufgrund der Bewegung der Hubvorrichtung bzw. äußerer Einflüsse, wie Wind, in unerwünschte Schwingungen versetzt werden,
2. ist der Punkt, an dem das Ladegeschirr bzw. der daran hän¬ gende Container abgesetzt werden soll, nicht immer optimal einsehbar und
3. sind für den Fall, daß Container von einem Schiff auf Land oder umgekehrt umgeschlagen werden, strömungsbedingte Bewegungen des Schiffes auszugleichen.
Hinzu kommt, daß sich beim Be- bzw. Entladen von z.B. Schiffen, die Ladungskonfiguration (d.h. die Höhe der einzelnen, möglicher¬ weise von dem Ladegeschirr zu überquerenden Containerstapel) kontinuierlich ändert, was zur Kollisionsvermeidung ebenfalls zu beachten ist.
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt wird die Bewegung des Ladege¬ schirrs entlang des Transportweges manuell unter Sicht von einem Kranführer gesteuert. Der Kranführer arbeitet in der Regel mit so¬ genannten Einweisern zusammen, die ihm z.B. über Funk bei dem Absetzen des leeren oder beladenen Ladegeschirrs am Zielort be¬ hilflich sind.
Es versteht sich, daß insbesondere der Kranführer eine äußerst ver¬ antwortungsvolle Aufgabe ausübt, die nur mit hochqualifiziertem Personal auszufüllen ist. Aber auch in diesem Fall besteht immer die Gefahr menschlichen Versagens, bei der insbesondere die in der Nähe des Zielortes befindlichen Einweiser gefährdet werden und darüber hinaus auch die Fracht zu Schaden kommen kann. Unab¬ hängig davon ist auch der zur Zeit erforderliche Personalaufwand beim Umschlag von Containern zu hoch. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Ver¬ fahren zu schaffen, mit dem sich die beim Umschlag von Contai¬ nern erforderliche Bewegung des Ladegeschirrs zumindest partiell automatisch steuern läßt.
Die Aufgabe wird gelöst mittels einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren gemäß Anbruch 9.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet mit mindestens einem an dem Kran befestigten Sensor, der in der Lage ist, innerhalb des Hubbereiches des Ladegeschirrs befindliche Oberflächen abzutasten und an darin befindlichen Kanten, die einen Mindesthöhensprung aufweisen, mindestens einen Punkt zu vermessen. Der Mindesthö¬ hensprung wird im Hinblick auf die ausgewählte, abzutastende Kante so vorgegeben, daß der Sensor speziell diese Kante erkennt und auf weitere z. B. danebenliegende Kanten mit geringerem Hö¬ hensprung nicht reagiert.
Bei dem Entfernungssensor kann es sich um z.B. einen weiter unten beschriebenen Sensor handeln, der mit über die Entfernung abneh¬ mender Auflösung in einem vorgegebenen Winkelbereich eine Linie oder eine Fläche abtastet. Der Sensor ist so ausgerichtet, daß er auf jeden Fall einen Punkt einer ausgewählten Kante, insbesondere ei¬ ner Horizontalkante, des Ladegeschirrs oder einen Punkt einer aus¬ gewählten Kante des in dem Ladegeschirr aufgenommenen Contai¬ ners vermißt. Bei Annäherung an einen Container, der von dem Ladegeschirr ergriffen werden soll oder als Stapelbasis für einen abzuladenden Container dient, wird von dem Sensor weiterhin auch ein Punkt einer ausgewählten Kante dieses Zielcontainers vermes¬ sen. Die Vorrichtung ist so ausgelegt, daß sie aus den von dem Sensor ermittelten Meßdaten unter Zugrundelegung der bekannten Abmessungen des Ladegeschirrs oder darin aufgenommenen Con¬ tainers Steuersignale für den Kranantrieb zur Lenkung des Ladege¬ schirrs in eine Eingriffsposition mit dem Zielcontainer erzeugt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht insbesondere eine automatische Höhensteuerung des leeren oder beladenen Ladege- schirrs in bezug auf einen Zielcontainer. Es kann davon ausgegan¬ gen werden, daß der Zielort für das Ladegeschirr häufig ein Ziel¬ container ist. Genauso gut ist es aber auch möglich, daß ein be- ladenes Ladegeschirr an eine leere Abstellfläche, z.B. auf einem LKW oder Güterwaggon herangeführt wird. Auch derartige Ab- stellflächen besitzen in der Regel charakteristische Kanten, die mit¬ tels des Sensors in mindestens einem Punkt vermessen werden kön¬ nen. Wenn im Rahmen dieser Anmeldung der Begriff Zielcontainer verwendet wird, dann umschließt er stets auch solche (containerfreien) Zielorte, die mindestens eine mit dem Sensor de- tektierbare und die Position der Abstellfläche eindeutig festlegbare Kante aufweisen.
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, beliebig ausgerichtete Kanten mittels des Sensors zu vermessen. Sinnvollerweise wird man zur Vermessung jedoch horizontal bzw. im wesentlichen hori¬ zontal ausgerichtete Kanten auswählen. Mit erhöhtem Rechenauf¬ wand bzw. dem Einsatz mehrerer Sensoren lassen sich aber selbst¬ verständlich auch Punkte auf geneigten, nicht horizontalen Kanten vermessen und zueinander in bezug setzen. So ist z.B. davon auszugehen, daß ein LKW in der Regel eine leicht abgeschrägte Abstellfläche mit entsprechend verlaufenden zu vermessenden Kanten aufweist. Auch derartige Zielortkonfigurationen lassen sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfassen und berechnen.
In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen der Erfindung ge¬ schützt, mit denen sich eine weitergehende Automatisierung der Ladegeschirrsteuerung erreichen läßt.
Diese Ausgestaltungen können insbesondere in Kranen verwirklicht werden, die insgesamt parallel zu einer der Horizontalkanten des Zielcontainers verfahrbar sind und deren Hubvorrichtung (Lauf¬ katze) quer dazu parallel zu einer weiteren oberen Horizontalkante des Zielcontainers bewegbar ist. Im Fall eines Schiffkrans kann der Kran auf z.B. Rädern oder Schienen parallel zu den Längskanten von in Querreihen auf einem Schiff gestapelten Zielcontainern ver¬ fahren werden. Die Hub Vorrichtung ist in Richtung der Querreihen mit parallel zu den Zielcontainern ausgerichtetem Ladegeschirr be¬ wegbar. Dieser Krantypus wird nur deswegen so ausführlich be¬ schrieben, weil er gängigerweise für den Umschlag größerer Con¬ tainermengen eingesetzt wird und aufgrund der vorgegebenen Raummachsen, in denen sich Kran und Hubvorrichtung bewegen, eine sensorgesteuerte Automatisierung besonders einfach macht. Unabhängig davon kann selbstverständlich aber auch jeder andere Kran, z.B. Portal- oder Schwenkkran, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstet werden. Bei derartigen Kranen muß ledig¬ lich ein größerer Verarbeitungsaufwand bei der Umsetzung der er¬ mittelten Meßdaten in Steuersignale betrieben werden. Prinzipiell ist hier aber auch ohne weiteres eine sensorgesteuerte Automati¬ sierung der Ladegeschirrbewegung möglich.
Bereits oben wurde das Problem angesprochen, daß sich das an der Hubvorrichtung hängende leere oder beladene Ladegeschirr wie ein dynamisches System verhält. Bereits aufgrund der Bewegung der Hubvorrichtung, aber auch infolge von z.B. Wind kann es zu un¬ gewünschten Schwingungen veranlaßt werden. Theoretisch läßt sich das Ausmaß dieser Pendelschwingung bereits durch Vermessung eines Punktes z.B. einer ausgewählten Kante des Ladegeschirrs oder des darin aufgenommenen Containers ermitteln, vorausgesetzt, daß die ausgewählte abzutastende Kante quer zur Schwingungs¬ ebene ausgerichtet ist und bleibt. Die zu erwartende Pendelbewe¬ gung läßt sich allerdings naturgemäß nicht immer voraussagen. Ins¬ besondere bei Pendelbewegungen, die durch eine Drehung des hän¬ genden Ladegeschirrs überlagert werden, z.B. bei Bewegung eines Containers mit Masseverteilung, kann die Messung eines einzelnen Kantenpunktes nicht mehr ausreichen, um den Grad einer mögli¬ chen Auslenkung zu ermitteln.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 sieht daher vor, daß mittels des Sensors zwei auf parallelen Kanten des Ladege¬ schirrs oder eines darin aufgenommenen Containers befindliche Punkte vermessen werden. Bei kontinuierlicher Messung kann aus den jeweils erhaltenen Meßwerten (die eine punktuelle Aussage über Auslenkung und Winkelposition des Ladegeschirrs erlauben) die Schwingungsbewegung ermittelt werden. In der Vorrichtung werden dann automatisch Signale erzeugt, die den Kranantrieb zur Dämpfung der Schwingung ansteuern.
'.am Denkbar ist, daß die.beiden parallelen Kanten mit einem Sensor ab¬ getastet werden. Entsprechende Sensoren mit geeigneten Blickwin¬ keln stehen zur Verfügung. Allerdings läßt bei zunehmendem Blickwinkel die Auflösung derartiger Sensoren nach, weswegen eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 bevorzugt wird, die jeder abzutastenden Kante einen eigenen Sensor höherer Auflösung zu¬ ordnet. Werden diese Sensoren, wie in Anspruch 4 vorgeschlagen, in unterschiedlichen Axialpositionen, bezogen auf die abzutastenden Kanten, angeordnet, so werden Meßwerte erhalten, aus denen sich mit relativ geringem Rechnungsaufwand die Winkelposition und Auslenkung des Ladegeschirrs ermitteln lassen.
Insbesondere die letztgenannte Vorrichtung erlaubt auch eine be¬ sonders einfache parallele Ausrichtung des leeren oder beladenen Ladegeschirrs zu einem Zielcontainer. Werden weiterhin die Senso¬ ren, wie in Anspruch 5 vorgeschlagen, etwas seitlich ausgestellt an¬ geordnet (so daß sie unter das Ladegeschirr bzw. einen darin auf¬ genommenen Container schauen können), dann kann das leere oder beladene Ladegeschirr automatisch bis in eine Position verfahren werden, in der es sich über dem Zielcontainer und parallel dazu ausgerichtet befindet. Das leere bzw. beladene Ladegeschirr muß für eine "bündige" Eingriffsposition nur noch in Richtung der Containerlängsachse justiert werden.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in den bislang geschilder¬ ten Ausgestaltungen lassen sich z.B. die Längskanten eines Ladege¬ schirrs zu den Längskanten eines Zielcontainers automatisch aus¬ richten. Damit werden dem Kranführer bereits mehrere schwierige Steuervorgänge abgenommen. Für eine bündige Absenkung z.B. des Ladegeschirrs auf einem Zielcontainer ist es aber zusätzlich er¬ forderlich, daß auch noch eine Ausrichtung bezüglich der Quer¬ kanten vorgenommen wird. Diese Ausrichtung kann z.B. von Hand durch den Kranführer erfolgen. Weiterhin können neben den z.B. die Längskanten abtastenden Sensoren weitere Sensoren vorgesehen sein, die Punkte auf den Querkanten vermessen.
Vorteilhafterweise wird jedoch in einer Ausgestaltung gemäß An¬ spruch 6 ein Sensor vorgesehen, der in Richtung der abzutastenden Kante bewegbar an dem Kran aufgenommen ist. Ein derartiger Sen¬ sor kann entlang der abzutastenden Kante verfahren werden und ih¬ ren (bzw. ihre) Endpunkte vermessen. In Kenntnis mindestens eines Endpunktes einer abzutastenden Kante des Zielcontainers läßt sich dessen genaue Position festlegen und der Kran entsprechend verfah¬ ren. In dieser Ausgestaltung läßt sich also im einfachsten Fall mit einem einzigen Sensor die Ausrichtung des leeren oder beladenen Ladegeschirrs zu den Längs- und Querkanten des Zielcontainers steuern. In der Regel reicht es aus, diesen Meßvorgang einmal pro umzuschlagende Containerquerreihe durchzuführen. Sollen die Container allerdings z.B. auf ein Schiff geladen oder von diesem abgehoben werden, dann bietet es sich an, in regelmäßigen Abstän¬ den die Endpunkte der abzutastenden Kanten des Zielcontainers (bzw. in derselben Querreihe befindlicher Container) zu ermitteln und gegebenenfalls durch Strömung etc. bedingte Verschiebungen des Schiffes durch entsprechendes Verfahren des Kranes auszuglei¬ chen. Selbstverständlich ist es weiterhin auch möglich, gleichzeitig die Endpunkte der abzutastenden Kanten des Ladegeschirrs und ei¬ nes gegebenenfalls darin aufgenommenen Containers sowie der ab¬ zutastenden Kante des Zielcontainers zu ermitteln.
Vorteilhafterweise wird der Sensor gemäß Anspruch 7 direkt an der Hubvorrichtung befestigt. Auf diese Weise wird ein optimaler Überblick über das Transportgeschehen mittels des Sensors ermög¬ licht.
Der Sensor kann gemäß Anspruch 8 als 2 D-Entfernungsbildsensor ausgebildet sein. Ein derartiger Sensor erzeugt einen in einer Ebene schwenkenden Meßstrahl unter ständiger Bestimmung des Aussen¬ dewinkels und der Strahllaufzeit. Unter Strahllaufzeit versteht man die Zeit, die z.B. ein Lichtimpuls nach Aussendung benötigt, um nach Reflexion an einem zu vermessenden Objekt zu einem Emp- fänger zurückzukehren. Über die Strahllaufzeit läßt sich die Entfer¬ nung eines Objektes zu dem Sensor berechnen. Ein übliches Bei¬ spiel für eine derartige Entfernungsmessung ist z.B. die Radarmes¬ sung. Mittels der von dem 2 D-Entfernungsbildsensor ermittelten Daten (Winkel, Strahllaufzeit) lassen sich die Raumkoordinaten eines vermessenen Punktes in Bezug auf den Sensor festlegen. Als Meßstrahl kann z.B. ein Laserstrahl oder ein Mikrowellenstrahl dienen.
Verschwenkt man zusätzlich die Abtastebene der oben beschriebe¬ nen 2 D-Entfernungsbildsensoren so erhält man einen Flächenscan, der einen z.B. Aufschluß über die Positionen von Punkten auf einer Längs- und einer Querkante des Zielcontainers geben kann. Ein derartiger Sensor (3 D-Entfernungsbildsensor) liefert zu den ver¬ messenen Punkten alle drei Koordinaten.
Wie oben bereits erwähnt, werden die von den Sensoren ermittelten Meßdaten in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu Steuersignalen umgesetzt. Die hierfür erforderlichen Rechenvorgänge gehören zum fachmännischen Grundwissen genauso wie ihre rechnergesteuerte Umsetzung in Steuersignale für einen Kranantrieb. Es soll jedoch noch darauf hingewiesen werden, daß insbesondere bei der Ausge¬ staltung, bei der der Sensor bewegbar an dem Kran angeordnet ist, auch dessen jeweilige Position in bezug auf den Kran festgehalten und in die Ortsberechnungen einbezogen wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß unabhängig von der Position des Sensors an dem Kran die erforderlichen Steuersignale erzeugt werden können.
Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf eine Vorrichtung zur Steuerung von Containerkränen. Es soll vielmehr auch ein ent¬ sprechendes Verfahren geschützt werden.
Diesbezüglich wird auf den unabhängigen Anspruch 9 verwiesen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteran¬ sprüchen 10 und 11 geschützt. Das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, min¬ destens einen Punkt jeweils einer ausgewählten oberen insbesondere Horizontalkante des Ladegeschirrs, eines eventuell darin aufge¬ nommenen Containers sowie bei Annäherung an einen Zielort min¬ destens einen Punkt einer ausgewählten Kante dieses Zielortes zu vermessen. In Kenntnis der Meßwerte kann die Höhenposition und auch die Seitenposition der Kanten zueinander bestimmt werden und aus den bekannten Abmessungen des Ladegeschirrs und eines gegebenenfalls darin aufgenommenen Containers die noch zu über¬ brückende Höhen- und Seitendifferenz zu dem Zielort (dessen Kon¬ figuration ebenfalls bekannt ist) in den Kranrechner oder eine son¬ stige Recheneinheit, die den Kranantrieb steuert, eingegeben wer¬ den. Auch an dieser Stelle sei noch einmal darauf hingewiesen, daß ein Zielort sowohl z.B. durch einen zu ergreifenden oder als Sta¬ pelbasis dienenden Zielcontainer aber auch durch eine Abstellfläche für Container z.B. auf einem Schiff, Güterwaggon oder LKW re¬ präsentiert werden kann. Wesentlich für das erfindungsgemäße Ver¬ fahren ist lediglich, daß sich in dem Zielortbereich eine vermeßbare Kante befindet, die in eindeutigem geometrischen Bezug zu der Zielortkonfiguration steht. Für den Fall, daß der Zielort ein Contai¬ ner ist, kann dies z.B. eine der oberen Horizontalkanten des Con¬ tainers sein.
In Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgese¬ hen, daß weitere Punkte weiterer Kanten des Ladegeschirrs, eines darin aufgenommenen Containers sowie gegebenenfalls des Zielor¬ tes vermessen werden. Auf diese Weise kann das Ladegeschirr nicht nur bezüglich seiner Hubhöhe, sondern auch bezüglich weite¬ rer geometrischer Achsen zu dem Zielort ausgerichtet werden.
Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die diesbezüglichen Ausführungen zu den Vorrichtungsansprüchen verwiesen.
Die bislang besprochenen Hauptanwendungsgebiete des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens (und auch der Vorrichtung) betreffen die An¬ näherung und Ausrichtung des Ladegeschirrs und eines eventuell darin aufgenommenen Containers zu einem Zielort sowie die auto- 1Ü matische Dämpfung eventueller Schwingungen des Ladegeschirrs. Im folgenden soll auf eine weitere Ausgestaltung des erfindungsge¬ mäßen Verfahrens eingegangen werden, die insbesondere den Transportweg des Ladegeschirrs zwischen den Zielorten betrifft. Wie oben bereits ausgeführt, werden Container insbesondere z.B. auf Schiffen in Querreihen nebeneinander placiert und auf diese Container weitere Container aufgestapelt. Die Hubvorrichtung wird dabei über die auf- bzw (abzubauende) Containerreihe bewegt. Im Verlaufe des Umschlages ändert sich die Höhe der einzelnen in der Reihe befindlichen Containerstapel (in Abhängigkeit von dem La¬ deplan) kontinuierlich. Es ist darauf zu achten, daß das Ladege¬ schirr jeweils in gebührendem Sicherheitsabstand auf seinem Trans¬ portweg über die oberen in der Reihe befindlichen Container ge¬ führt wird. Aufgrund der sich dauernd ändernden Konfiguration der auf- bzw. abzubauenden Containerstapelreihe erfordert eine ma¬ nuelle Kontrolle des Transportweges ein hohes Maß an Konzentra¬ tion. Gemäß Anspruch 10 wird daher vorgesehen, daß mindestens eine obere Horizontalkante eines jeden von dem Ladegeschirr über¬ querten Containers in mindestens einem Punkt vermessen wird. Hierzu kann der gleiche Sensor verwendet werden, der auch zur Vermessung von Punkten auf dem Ladegeschirr, eines eventuell darin aufgenommenen Containers und des Zielcontainers eingesetzt wird. Sinnvollerweise ist der Sensor dabei an der Hubvorrichtung befestigt und im wesentlichen senkrecht nach unten schauend ausge¬ richtet.
Anhand der Meßwerte kann mit einer Recheneinheit, z.B. im Kran¬ rechner, ein Oberflächenprofil der Ladungskonfiguration ermittelt werden, das bei der Steuerung des Ladegeschirrs über die auf- bzw. abzubauenden Containerstapel berücksichtigt werden kann. Die in den Rechner eingegebenen Daten werden bei jeder Bewegung des Ladegeschirrs aktualisiert, wodurch Änderungen der Ladungskonfi¬ guration während des Umschlages, aber auch bei z.B. dem Ent- oder Beladen des Schiffes eines durch Tidenhub hervorgerufene Veränderung der Schiffsposition berücksichtigt werden. Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Darstellungen, die Ausführungsbeispiele betreffen, näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Containerkran, der mit einer
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstet ist.
Fig. 2 zeigt einen weiteren Kran,
Fig. 3 zeigt anhand einer Schemazeichnung die Annäherung eines transportierten Containers an einen Zielcontai¬ ner.
In Fig. 1 ist ein Containerkran 10 beim Umschlag von in einer Querreihe 11 gestapelten Containern 12 dargestellt. Der Container¬ kran 10 weist eine auf Rädern 13 verfahrbare Brücke 14 auf, an der eine in Längsrichtung der Brücke bewegbare Hubvorrichtung 15 aufgenommen ist. An der Hubvorrichtung 15 ist hängend ein Lade¬ geschirr 16 angeordnet, mit dem sich die Container 12 ergreifen und halten lassen. Das Ladegeschirr 16 kann von der Hubvorrich¬ tung 15 in eine beliebige Vertikalposition unterhalb der Brücke 14 bewegt werden.
Soweit entspricht der in Fig. 1 dargestellte Containerkran 10 dem Stand der Technik. Erfindungsgemäß sind nun jedoch an der Hub¬ vorrichtung 15 eine Reihe von Sensoren 17a, b, 18a, b angeordnet. Die Sensoren 17a, b sind so angeordnet, daß sie, wie gezeigt, je¬ weils in Längsrichtung versetzte Punkte 170a, b von Längskanten 160a, b des Ladegeschirrs 16 sowie ebenfalls zueinander versetzte Punkte 170a', b' von horizontalen Längskanten 120a, b eines Con¬ tainers 120 vermessen. Wie später unter Fig. 3 erläutert, kann aus den jeweiligen ermittelten Punktemeßwerten insbesondere die Hö¬ hendifferenz zwischen Ladegeschirr 16 und der Oberfläche des Containers 120 ohne weiteres errechnet werden und weiterhin eine parallele Ausrichtung der Längsachsen des Ladegeschirrs 16 zu der Längsachse des Containers 120 überprüft werden. Wenn, wie im vorgegebenen Fall die Brücke 14 bereits zu der Containerreihe 11 ausgerichtet ist. kann mittels der von den Sensoren 17a, b ermittel¬ ten Meßdaten das Ladegeschirr 16 problemlos automatisch in einen Ladeeingriff mit einem der Container 12, z.B. den Container 120 gesteuert werden.
Weiterhin kann jedoch auch die Ausrichtung der Brücke 14 zu der Containerreihe 11 automatisiert werden. Hierzu dienen in der Ab¬ bildung die Sensoren 18a, b, von denen der Sensor 18a mit seinem Blickbereich 180a (aus Übersichtlichkeitsgründen wurde der Blick¬ bereich des Sensors 18b nicht eingezeichnet) eine Linie parallel zu der Containerreihe 11 überstreicht. Zur Ausrichtung des Kranes 10 kann dieser z.B. so weit in Längsrichtung der Container 12 verfah¬ ren werden, bis der Blickbereich 180a des Sensors 18a die Stirn¬ kanteneckpunkte der Container 12 erfaßt. Anhand dieser Meßwerte kann die Position der Containerreihe 11 zu dem Kran 10 eindeutig festgelegt werden. Es reicht dann, den Kran 10 so weit zu verfah¬ ren, bis das Ladegeschirr 16 mittig über der Reihe 11 angeordnet ist.
Diese Ausrichtung des Kranes kann allerdings auch mittels der Sen¬ soren 17a, b erfolgen. Hierzu muß der Kran 10 in eine Richtung so weit verfahren werden, bis z.B. der Sensor 17a das näher gelegene Ende der von ihm abgetasteten oberen Horizontalkante 120a des Containers 120 erreicht. Aus der bekannten Beziehung des Ladege¬ schirrs 16 zu dem Kran 10 und dem Meßwert läßt sich dann ein¬ deutig die Position der Reihe 11 zu dem Kran 10 ermitteln und ent¬ sprechend ausrichten. Eine weitere, oben beschriebene Möglichkeit bestünde darin, den oder die Sensoren 17a, b in Richtung der ab¬ getasteten Kante 120a, b verfahrbar in der Hubvorrichtung 15 an¬ zuordnen. In diesem Fall würde es ausreichen, den Sensor 17a (und nicht den gesamten Kran 10) entsprechend zu verfahren, um den Eckpunkt der abgetasteten Kante des Containers 120 zu ermitteln.
Fig. 2 zeigt einen Containerkran 20, der im Prinzip mit dem in Fig. 1 gezeigten Kran 10 übereinstimmt. Auch hier ist eine auf Rädern 21 verfahrbare Brücke 22 vorgesehen, an der in Längsrichtung der Brücke 22 bewegbar eine Hubvorrichtung 23 aufgenommen ist. Der Hubvorrichtung 23 zugeordnet und mit dieser bewegbar ist ein Füh¬ rerhaus 50 an der Brücke 22 vorgesehen. Von dem Führerhaus 50 aus kann ein Kranführer die Ladetätigkeiten kontrollieren. An der Hubvorrichtung 23 ist hängend ein vertikal bewegbares Ladege¬ schirr 24 aufgenommen, das sich gerade im Ladeeingriff mit einem Container 25 befindet. Der Container 25 gehört zu einer ganzen Reihe von weiteren, ebenfalls mit dem Bezugszeichen 25 benannten Containern, die in einer Querreihe 26 in nebeneinander stehenden Stapeln 27, angeordnet sind. Im gezeigten Fall soll der von dem Ladegeschirr 24 ergriffene Container 25 auf einen LKW 28 um¬ geladen werden.
Zur Steuerung des Ladevorganges sind an der Hubvorrichtung 23 angeordnete Sensoren 29a und 29b vorgesehen, deren Sensorberei¬ che 290b, 290a jeweils einen Punkt der oberen Horizontallängs¬ kanten des Ladegeschirrs 24 vermessen.
Mit Hilfe der Sensoren 29a, 29b wurde zunächst das leere Ladege¬ schirr 24 auf den Container 25 zielgenau abgesenkt (dargestellter Zustand). Jetzt wird das mit dem Container 25 beladene Ladege¬ schirr 24 zu dem Lastkraftwagen 28 bewegt, wobei zusätzlich mit¬ tels der Sensoren 29a, 29b die Oberflächen der Containerstapel 27 überstrichen und dabei jeweils ein Punkt der die Oberflächen be¬ grenzenden Längskanten der Container 25 vermessen wird. Anhand der Meßwerte wird in dem Kranrechner ein Profil der durch die Containerstapel definierten Oberflächen erstellt, das bei jeder Lade¬ bewegung des Ladegeschirrs 24 bzw. der Hubvorrichtung 23 ak¬ tualisiert werden kann. Der Kranrechner kann damit also für jeden Containertransport einen kollisionsfreien Weg zu dem gewünschten Zielort, in diesem Fall dem Lastkraftwagen 28 automatisch vorge¬ ben.
Der Lastkraftwagen seinerseits verfügt über obere Horizontalkanten 30, 31, die von den Sensoren 29a, 29b in mindestens einem Punkt vermessen werden können. Anhand der für den LKW ermittelten Meßwerte kann der von dem Ladegeschirr 24 ergriffene Container 25 zielgenau auf der Ladefläche des LKWs 28 abgesenkt werden. Fig. 3 zeigt grob schematisch eine typische Umschlagsituation, in der ein Container 40 auf einem Zielcontainer 41 bündig abgestellt werden soll. Alle übrigen Bestandteile des den Container 40 trans¬ portierenden Krans etc. wurden aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassen. Die Referenzzeichen 42 und 43 bezeichnen Punkte, die mittels eines an dem nicht dargestellten Kran befestigten Sen¬ sors 60 auf einer der oberen Längskanten des Containers 40 und des Containers 41 vermessen wurden. Zur Vermessung wird von dem Sensor 60 ein Meßstrahl 600 über einen Winkelbereich 61 in einer Ebene verschwenkt. Es wird jeweils bei einem definierten Ausstrahlwinkel die Strahllaufzeit bestimmt. Aus der Strahllaufzeit läßt sich die Entfernung zwischen dem Sensor und einem den Strahl reflektierenden Punkt aus dem Aussendewinkel des Strahles dessen Winkelposition zu dem Sensor bestimmen. Auf diese Weise können für jeden von dem Sensor vermessenen Punkt Koordinaten errechnet werden, die die Vertikal- und Horizontalposition des Punktes im Verhältnis zu dem Sensor angeben. Im vorliegenden Fall wurden mittels des Meßstrahles 600 in den Winkelpositionen A^ und A2 Punkte 42 und 43 auf oberen Horizontallängskanten der Container 40 und 41 vermessen. Aus den entsprechenden Koordinaten kann der vertikale Abstand Δ h und der horizontale Abstand Δ X zwischen den Punkten 42 und 43 ermittelt werden.
Zur zielgenauen Absetzung muß der Container 40 und mit ihm der Meßpunkt 42 so weit bewegt werden, daß der Wert Δ X gegen Null geht und der Wert Δ h gleich der bekannten Höhe des Containers 40 Δ C wird. In Kenntnis der laufend ermittelten und überprüften Position der Meßwerte 42 und 43 lassen sich die entsprechenden Steuersignale für den Kranantrieb ohne Probleme erzeugen.
Aufgrund der vorhergegangenen Beschreibung des Sensors 60 wird auch deutlich, daß ohne weiteres eine Mindesthöhe einer abzuta¬ stenden Kante vorgegeben werden kann. Hierzu genügt es, die ein¬ zelnen Abstandswerte der von dem Sensor in unterschiedlichen Winkelpositionen ausgesendeten Meßstrahlen 600 miteinander in bezug zu setzen. Tritt z.B. bei kleiner Winkeländerung eine größere Änderung des Abstandes ein, dann liegt ein Kantensprung vor. Die Beziehung zwischen Winkeländerung und ermittelten Abstands¬ werten läßt sich beliebig einstellen, so daß man den eine Messung auslösenden Kantensprung exakt an die abzutastende ausgewählte Kante anpassen kann. Auf diese Weise kann z.B. sichergestellt werden, daß der Sensor sicher eine äußere Horizontalkante des Containers erkennt und nicht auf z.B. kleinere Kanten von Verstei¬ fungsprofilen auf dem Container anspricht. Man könnte dem Sensor z.B. vorgeben, daß er erst auf Kanten anspricht, die einen Sprung in Höhe der Seitenwand des Containers aufweisen. Wie oben ge¬ sagt, besteht hier jedoch absolute Wahlfreiheit.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Vorrichtung zur Steuerung eines Containerkranes, der eine bewegbare Hubvorrichtung für ein hängendes Ladegeschirr aufweist, mit dem Container ergriffen und gehalten werden können, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein an dem Kran (10, 20,) oberhalb des Ladegeschirrs (16, 24) an¬ geordneter und nach unten schauender Sensor (17a, b; 18a, b; 29a, b; 60) vorgesehen ist, der in der Lage ist, innerhalb des Hubbereiches des Ladegeschirrs (16, 24) befindliche Oberflächen abzutasten und an darin befindlichen Kanten (160a, b; 120a, b), die einen Mindesthöhensprung aufweisen, wenigstens einen Punkt (170a, b; 170a', b'; 42; 43) der Kante (160a, b; 120a, b) zu vermessen, und der so ausge¬ richtet ist, daß sein Abtastbereich Punkte (170a, b) minde¬ stens einer Kante (160a, b) des Ladegeschirres (16, 24) oder mindestens einer oberen Kante eines im Ladegeschirr (24) aufgenommenen Containers (25) und bei Annäherung an einen zu ergreifenden oder als Stapelbasis dienenden Ziel¬ container (120) mindestens einer oberen Kante (120a, b) des Zielcontainers (120) überstreicht, wobei die Vorrichtung aus den Positionen der ermittelten Kantenpunkte (170a, b; 170a', b'; 42; 43) und aus den bekannten Abmessungen des Ladege¬ schirrs (16, 24) bzw der Container (12, 120, 25, 40, 41) Steuersignale für den Kranantrieb zur Lenkung des Ladege¬ schirrs (16, 24) oder eines daran befestigten Containers in eine Eingriffsposition mit dem Zielcontainer (120) umsetzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor mindestens zwei ausgewählte parallele Kanten des Ladegeschirrs, bzw. des darin aufgenommenen Containers überstreicht.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß mindestens zwei Sensoren (17a, b; 29a, b) vorgesehen sind, die jeweils gegenüberliegende parallele Kanten (160a, b) des Ladegeschirrs (16) oder eines in dem Ladegeschirr aufgenommenen Containers abtasten.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die beiden Sensoren (17a, b) in Richtung der abzutastenden Kanten (160a, b) zueinander versetzt sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Sensor (29a, b) außerhalb der lot¬ rechten Projektion eines in dem Ladegeschirr (24) aufge¬ nommenen Containers (25) an dem Kran angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Sensor in Richtung der ab¬ getasteten ausgewählten Kante bewegbar aufgenommen ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Sensor (17a, b; 18a, b; 29a, b) an der Hubvorrichtung (15, 23) aufgenommen ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Sensoren (17a, b; 18a, b; 29a, b; 60) übliche 2 D-Entfernungsmesser sind, die einen in einer Ebene schwenkenden Strahl (600) erzeugen unter stän¬ diger gleichzeitiger Bestimmung des Strahlwinkels und der Strahllaufzeit.
9. Verfahren zur Steuerung eines Containerkranes, bei dem ein an einer bewegbaren Hubvorrichtung hängendes Ladege¬ schirr für Container im leeren oder beladenen Zustand zwi¬ schen zwei wechselnden Zielorten hin- und herbewegt wird, wobei die Zielorte im wesentlichen durch einen zu ergreifen¬ den oder als Stapelbasis dienenden Zielcontainer bzw. eine Abstellfläche mit charakteristischer Konfiguration repräsen¬ tiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß mittels minde¬ stens eines an dem Kran (10, 20) angeordneten Sensors (17a, b; 18a, b; 29a, b; 60) mindestens jeweils ein Punkt (170a, b; 170a', b'; 42) einer ausgewählten oberen Kante (160a, b) des Ladegeschirrs (16) und/oder eines darin aufgenommenen Containers (40) und bei Annäherung an den Zielort (120, 28, 41) ein Punkt (170a1 , b': 43) einer ausgewählten im Zielort (120, 28) befindlichen Kante (120a, b; 30, 31) vermessen werden, aus den Meßergebnissen und den bekannten Abmes¬ sungen des Ladegeschirrs (16, 24) und eines eventuell darin aufgenommenen Containers (40) sowie der bekannten Zielortkonfiguration die Höhendifferenz und die Seitendiffe¬ renz zwischen Ladegeschirr (16, 24) und dem Zielort (120, 28, 41) ermittelt und in Steuersignale für den Kranantrieb umgesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor gegenüber oder zusammen mit dem Kran in Rich¬ tung der ausgewählten Horizontalkante des Zielortes verfah¬ ren und dabei mindestens einer der beiden Eckpunkte der ausgewählten Kante vermessen wird und der Kran dann ent¬ sprechend des ermittelten Meßwertes parallel zu der ab¬ getasteten Kante so verfahren wird, daß sein Ladegeschirr ohne weitere Verschiebung in Richtung der abgetasteten Kante in den Zielort bewegbar ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß mittels des Sensors jeweils mindestens ein Punkt jeweils einer Horizontalkante aller auf dem Weg zwi¬ schen dem Ausgangs- und dem Zielort befindlichen Oberflä- chen vermessen und aus den Meßwerten ein Profil der von dem Ladegeschirr überquerten Oberfläche errechnet und er¬ gänzt wird. _
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