JP2004075355A - 門型クレーンのスプレッダ衝突防止装置 - Google Patents
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Abstract
【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
【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 (4)
- 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。
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