JP2004075355A

JP2004075355A - 門型クレーンのスプレッダ衝突防止装置

Info

Publication number: JP2004075355A
Application number: JP2002240164A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Ogasawara; 小笠原　正信
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2002-08-21
Filing date: 2002-08-21
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-21
Also published as: JP4115774B2

Abstract

【課題】スプレッダ巻下げ時の衝突防止、スプレッダの位置合わせ、スプレッダ横行時又はクレーン走行時の衝突防止を計る。
【解決手段】スプレッダ４に、複数の第１ユニットセンサ５ａをスプレッダの横行方向Ｘに所定の間隔を隔てて下向きに設けると共に、複数の第２ユニットセンサ５ｂをスプレッダの横行方向に対して交叉する方向Ｙに所定の間隔を隔てて下向きに設ける。更に、第１，第２ユニットセンサ５ａ，５ｂを、少なくとも３個の１次元レーザセンサ５０を扇状に組み付けて形成する。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンテナヤードで使用する門型クレーンにおいて、スプレッダ巻き下げ時の衝突防止、スプレッダの位置合わせ、スプレッダ横行時又はクレーン走行時の衝突防止を計る門型クレーンのスプレッダ衝突防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スプレッダ巻き下げ時に、スプレッダとコンテナとが衝突する事故を防止する方法としては、スプレッダの下面に超音波センサを下向きに取り付け、その検出信号によって警報を発したり、スプレッダを減速させるなどの方法があった。
【０００３】
また、スプレッダとコンテナとのずれ量やスキュー（Ｓｋｅｗ）を制御する方法としては、オペレータの目視や、フリッパなどの機械的な用具を使用する方法、或いは、クレーン上部又はスプレッダに取り付けた２次元又は３次元レーザセンサによってコンテナの位置を検出してスプレッダの位置や姿勢を制御する方法があった。
【０００４】
また、スプレッダの横行時や、クレーン走行時において、スプレッダとコンテナとが衝突する事故を防止する方法としては、コンテナに向けて１次元、２次元又は３次元レーザセンサ、或いは、超音波センサを取り付け、それによってコンテナの高さを検出してスプレッダの巻き上げ高さや横行位置、或いは、クレーンの走行位置などからコンテナとスプレッダとの間隔を計算し、衝突の危険がある時に警報を発したり、減速するなどの方法があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スプレッダ巻き下げ時、スプレッダの位置合わせ、スプレッダ横行時又はクレーン走行時において、スプレッダとコンテナとの衝突を防止するには、多様なセンサを多数取り付ける必要があるが、センサの数を増やすと、レーザセンサや超音波センサ同士が互いに干渉して誤動作が発生するという問題があった。
【０００６】
このため、スプレッダ巻き下げ時の衝突防止、スプレッダの位置合わせ、及び、横行又は走行時の衝突防止のうち、何れか２つを同時に実現することが困難であった。
【０００７】
また、スプレッダ巻き下げ時の衝突は、コンテナ及びスプレッダに致命的な損傷を与えることが多く、コンテナヤード全体の作業を止めてしまうことがある。
【０００８】
また、スプレッダ横行時又はクレーン走行時の衝突は、側面からコンテナを横に押す方向に衝突するため、蔵置コンテナが落下することがある。若し、落下したコンテナが下で待っている車両に当たった場合には、人命が失われることがあり、これらの衝突防止装置が必要とされている。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであり、必要最小限のセンサによってスプレッダ巻き下げ時の衝突防止、スプレッダの位置合わせ、スプレッダ横行時又はクレーン走行時の衝突防止を計ることができる門型クレーンのスプレッダ衝突防止装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の門型クレーンのスプレッダ衝突防止装置は、門型クレーンのスプレッダに、複数の第１ユニットセンサをスプレッダの横行方向に所定の間隔を隔てて下向きに設けるとともに、複数の第２ユニットセンサをスプレッダの横行方向に対して交叉する方向に所定の間隔を隔てて下向きに設け、かつ、第１，第２ユニットセンサを、少なくとも３個の１次元レーザセンサを扇状に組み付けて形成することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第１ユニットセンサは、第１ユニットセンサから発せられるレーザ光群がスプレッダの横行方向と平行になるようにスプレッダに設置する。
【００１２】
本発明の第２ユニットセンサは、第２ユニットセンサから発せられるレーザ光群がスプレッダの横行方向と交叉する方向と平行になるようにスプレッダに設置する。
【００１３】
本発明の門型クレーンのスプレッダ衝突防止装置は、第１，第２ユニットセンサを構成している少なくとも３個の１次元レーザセンサのうち、その一つを鉛直下向きに設置する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１５】
図１において、１は、門型クレーン（以下、クレーンという）であり、２頭矢印Ｙの方向に走行するようになっている。このクレーン１のガーダ２上に搭載されているトロリ３は、図２に示すように、スプレッダ４を吊り下げた状態で２頭矢印Ｘの方向に横行するようになっている。スプレッダ４の巻き下げ、及び、巻き上げは、トロリ３上に搭載した昇降装置（図示せず）によって行うようになっている。
【００１６】
図３及び図４に示すように、スプレッダ４は、２個の第１ユニットセンサ５ａ及び２個の第２ユニットセンサ５ｂを備えている。
【００１７】
図３において、一方の第１ユニットセンサ５ａは、スプレッダ４の左上に設置され、他方の第１ユニットセンサ５ａは、スプレッダ４の右下に設置されている。その上、これらのユニットセンサ５ａ，５ａは、図４に示すように、スプレッダ４に下向きに取り付けられている。
【００１８】
更に、一方の第２ユニットセンサ５ｂは、スプレッダ４の左端中央に設置され、他方の第２ユニットセンサ５ｂは、スプレッダ４の右端中央に設置されている。その上、これらのユニットセンサ５ｂ，５ｂは、図４に示すように、スプレッダ４に下向きに取り付けられている。
【００１９】
図３に示すように、第１ユニットセンサ５ａは、このユニットセンサ５ａから発せられるレーザ光群７がスプレッダ４の横行方向（２頭矢印Ｘ方向）と平行になるように、スプレッダ４に取り付けられている。また、第２ユニットセンサ５ｂは、このユニットセンサ５ｂから発せられるレーザ光群７’がクレーンの走行方向（２頭矢印Ｙ方向）と平行になるように、スプレッダ４に取り付けられている。
【００２０】
この４個のユニットセンサ５ａ，５ａ，５ｂ，５ｂにより、スプレッダ４とコンテナとのずれ量及びスキュー、巻き下げ時のスプレッダ下部とコンテナとの距離、横行方向にあるコンテナとの距離、及び、走行方向にあるコンテナとの距離を検出するようになっている。
【００２１】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、ユニットセンサ５は、３個の１次元レーザセンサ５０により形成されている。これらの１次元レーザセンサ５０は、図５（ａ）に示すように、扇状に組み付けられている。
【００２２】
具体的に説明すると、真ん中（２番目）の１次元レーザセンサ５０ｂは、鉛直下向きに設けられている。そして、１番目の１次元レーザセンサ５０ａは、２番目の１次元レーザセンサ５０ｂに対して角度θだけ時計方向に傾斜し、３番目の１次元レーザセンサ５０ｃは、２番目の１次元レーザセンサ５０ｂに対して角度θだけ反時計方向に傾斜している。その上、１次元レーザセンサ５０ａは、レーザ光Ａ（Ｄ）を照射し、１次元レーザセンサ５０ｂは、レーザ光Ｂ（Ｅ）を照射し、１次元レーザセンサ５０ｃは、レーザ光Ｃ（Ｆ）を照射するようになっている。
【００２３】
図６は、制御装置（図示せず）の機能説明図であり、スプレッダ左端のユニットセンサ５がコンテナ９を検出した状態を「１」、ユニットセンサ５がコンテナ９を検出していない状態を「０」とした故障診断ロジック及びスプレッダ制御ロジックが［表１］に示すように設定されている。
【００２４】
【表１】

【００２５】
すなわち、
（ａ）　レザー光Ｂのみがコンテナ９を検出する場合、及び、レザー光Ａ及びＣのみがコンテナ９を検出する場合は、現実的に、あり得ないので、センサ異常と判断する。
【００２６】
（ｂ）　レザー光Ｃのみがコンテナ９を検出する場合は、最適位置と判断するとともに、スプレッダの巻き下げが制限される。
【００２７】
（ｃ）　レザー光Ｂ，Ｃのみがコンテナ９を検出する場合は、コンテナ９に対してスプレッダ４が右寄りであると判断するとともに、スプレッダの巻き下げが制限される。
【００２８】
（ｄ）　レザー光Ａのみがコンテナ９を検出する場合は、コンテナ９に対してスプレッダ４が左寄りであると判断するとともに、スプレッダの横行が制限される。
【００２９】
（ｅ）　レザー光Ａ，Ｂのみがコンテナ９を検出する場合は、コンテナ９に対してスプレッダ４が左寄りであると判断するとともに、スプレッダの横行が制限される。
【００３０】
（ｆ）　全てのレザー光Ａ，Ｂ，Ｃがコンテナ９を検出する場合は、コンテナ９に対してスプレッダ４が左寄りであると判断するとともに、スプレッダの横行及び巻き下げが制限される。
【００３１】
上記第１ユニットセンサ５ａ，５ａは、既に説明したように、スプレッダ４の対角線上に設置しても良いが、図７に示すように、スプレッダ４の一方の側に片寄らせても良い。
【００３２】
また、第２ユニットセンサ５ｂ，５ｂは、既に説明したように、スプレッダ４の左右両端中央に設置させても良いが、図８に示すように、スプレッダ４の一方の側に片寄らせて設けても良いし、図９に示すように、スプレッダ４の対角線上に設置させても良い。
【００３３】
次に、上記ユニットセンサの作用について説明する。
【００３４】
図１０（ａ）に示すように、レーザ光Ｃ，Ｄのみがコンテナ９を検出した場合は、制御装置（図示せず）がコンテナ９とスプレッダ４との位置関係が適切であると判断する。ところが、図１０（ｂ）に示すように、レーザ光Ｂ，Ｃ，Ｄのみがコンテナ９を検出した場合は、制御装置（図示せず）がコンテナ９に対してスプレッダ４が右方向にずれていると判断する。
【００３５】
ところで、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、コンテナ９とスプレッダ４との距離が近くなるに連れてコンテナ９上面の延長線１１上におけるレーザスポットの距離は、次第に近くなる。従って、コンテナ９とスプレッダ４との距離が近くなるに連れて高精度の位置合わせが可能となる。
【００３６】
スプレッダ４を巻き下げてコンテナ９を把持する場合、操作ミスや目測の誤りによってスプレッダ４とコンテナ９との距離の割合にスプレッダ４の巻き下げ速度が速過ぎることがある。このような場合、状況によってはコンテナ９とスプレッダ４とが衝突する危険がある。そこで、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのいずれかのレーザ光がコンテナ９を検出した場合には、制御装置（図示せず）からスプレッダ４の巻き下げ速度低下、非常停止、或いは、オペレータに警報で知らせるなどの指令を発することにより、スプレッダ４とコンテナ９との衝突を回避する。
【００３７】
図１２（ａ）及び（ｂ）は、スプレッダ４によって把持されたコンテナ９と、その下にある蔵置コンテナ９’との位置合わせを行う場合の例であり、レーザ光Ｂ，Ｆによりスプレッダ４のずれを判断することができる。
【００３８】
図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、スプレッダ４が横行する場合、操作ミスや目測の誤りによって蔵置コンテナ９’と衝突する危険がある。そこで、レーザ光Ｆが蔵置コンテナ９’を検出した場合には、制御装置（図示せず）からスプレッダ４の横行速度低下、非常停止、或いは、オペレータに警報で知らせるなどの指令を発することにより、蔵置コンテナ９’との衝突を回避する。
【００３９】
尚、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、コンテナ９を把持したスプレッダ４が横行する場合も上記と同様に蔵置コンテナ９’との衝突を回避することができる。
【００４０】
更に、クレーン１が矢印Ｙ方向に走行する時は、第２ユニットセンサ５ｂから発せられるレーザ光群７’によって蔵置コンテナ９’との衝突を回避することができる。
【００４１】
以上の説明では、ユニットセンサが、３個の１次元レーザセンサで形成されている場合について説明したが、１次元レーザセンサの個数を増やすと、ユニットセンサの精度を高めることができる。
【００４２】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、門型クレーンのスプレッダに、複数の第１ユニットセンサをスプレッダの横行方向に所定の間隔を隔てて下向きに設けるとともに、複数の第２ユニットセンサをスプレッダの横行方向に対して交叉する方向に所定の間隔を隔てて下向きに設け、かつ、第１，第２ユニットセンサを、少なくとも３個の１次元レーザセンサを扇状に組み付けて形成するので、必要最小限のセンサであるにも関わらず、スプレッダ巻き下げ時の衝突防止、スプレッダの位置合わせ、スプレッダ横行時又はクレーン走行時の衝突防止を実現できるようになった。
【００４３】
また、本発明によれば、スプレッダ巻き下げ時の衝突防止、スプレッダの位置合わせ、スプレッダ横行時又はクレーン走行時におけるスプレッダとコンテナとの衝突防止のうち、その２つを同時に実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスプレッダを搭載した門型クレーンの側面図である。
【図２】同クレーンの正面図である。
【図３】本発明に係るスプレッダの平面図である。
【図４】同スプレッダの側面図である。
【図５】（ａ）ユニットセンサの正面図、（ｂ）ユニットセンサの側面図である。
【図６】制御装置の機能説明図である。
【図７】第１ユニットセンサの設置箇所を示す平面図である。
【図８】第２ユニットセンサの設置箇所を示す平面図である。
【図９】第２ユニットセンサの設置箇所を示す平面図である。
【図１０】（ａ）スプレッダが適正位置にいる場合の説明図、（ｂ）スプレッダが左寄りの場合の説明図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）スプレッダがコンテナに接近すると、センサの精度が高くなる説明図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）コンテナを把持したスプレッダと蔵置コンテナとの位置関係を示す説明図である。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）スプレッダと蔵置コンテナとの衝突防止説明図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）コンテナを把持したスプレッダと蔵置コンテナとの衝突防止説明図である。
【符号の説明】
１　門型クレーン
４　スプレッダ
５ａ　第１ユニットセンサ
５ｂ　第２ユニットセンサ
５０　１次元レーザセンサ
Ｘ　スプレッダの横行方向
Ｙ　スプレッダの横行方向に対して交叉する方向

Claims

門型クレーンのスプレッダに、複数の第１ユニットセンサをスプレッダの横行方向に所定の間隔を隔てて下向きに設けるとともに、複数の第２ユニットセンサをスプレッダの横行方向に対して交叉する方向に所定の間隔を隔てて下向きに設け、かつ、第１，第２ユニットセンサを、少なくとも３個の１次元レーザセンサを扇状に組み付けて形成することを特徴とする門型クレーンのスプレッダ衝突防止装置。
第１ユニットセンサを、第１ユニットセンサから発せられるレーザ光群がスプレッダの横行方向と平行になるようにスプレッダに設置する請求項１記載の門型クレーンのスプレッダ衝突防止装置。
第２ユニットセンサを、第２ユニットセンサから発せられるレーザ光群がスプレッダの横行方向と交叉する方向と平行になるようにスプレッダに設置する請求項１記載の門型クレーンのスプレッダ衝突防止装置。
第１，第２ユニットセンサを構成している少なくとも３個の１次元レーザセンサのうち、その一つを鉛直下向きに設置する請求項１、２又は３記載の門型クレーンのスプレッダ衝突防止装置。