JP2004284699A

JP2004284699A - ヤードクレーン

Info

Publication number: JP2004284699A
Application number: JP2003076009A
Authority: JP
Inventors: Koji Uchida; 浩二内田; Osayuki Karasuda; 修之烏田; Hirobumi Yoshikawa; 博文吉川
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】捩れによって走行方向を誤認することを防止し、ヤードクレーンの直進走行制御を正確に行うことができるヤードクレーンを提供すること。
【解決手段】衛星電波によって位置を認識する衛星電波検出器１６を具備し、複数の走行車輪１１を介してヤード上に支持された複数の脚部１２と、脚部１２間に架設された梁部１３とを備えて門型に構成され、ヤード内を走行するヤードクレーン１０であって、衛星電波検出器１６が、梁部１３の端部１３ａ、１３ｃに、走行方向に２個並べて設けられていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、衛星電波によって位置を認識する衛星電波検出器を具備し、ヤード内を走行するヤードクレーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ヤード内を走行するヤードクレーンにおいては、衛星電波によって位置を認識する衛星電波検出器（ＧＰＳ検出器）を具備したものが提案されている。
従来、ＧＰＳ検出器を具備したヤードクレーンとして、例えば、ヤードクレーンに１個設けられたＧＰＳ検出器を利用して、そのヤードクレーンが直進方向に走行する走行経路との平面的なずれを補正して、自動的に走行を制御するものがある（特許文献１参照）。
また、例えば、ヤードクレーンの両脚部にそれぞれ個別に走行用の駆動源を備え、両脚部にそれぞれＧＰＳ検出器を設け、これらのＧＰＳ検出器で検出された位置データから両脚部間の走行位置誤差を算出し、ヤードクレーンのガーダが走行レールに直角な位置関係となるように、走行位置誤差に基づいて両脚部における駆動源を制御する制御部を有するものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１１２５２４号公報（第１−４頁、第１図）
【特許文献２】
特開２０００−２２９７７９号公報（第１−６頁、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のヤードクレーンにおいては、ＧＰＳ検出器がヤードクレーンに１個設けられた場合、そのヤードクレーンが走行方向を向いているかどうかを認識することができず、したがってそのヤードクレーンの走行方向を特定することができないため、ヤードクレーンにＧＰＳ検出器を少なくとも２つ設置する必要がある。
しかしながら、ＧＰＳ検出器がヤードクレーンの両脚部、すなわち、走行方向と交差する方向に２個並べて設けられた場合でも次の問題が生じて、正しい走行方向が認識できない。即ち、ヤードクレーンは、梁部に捩れが生じていない場合は、上面視して、長方形であるので、上述のようにＧＰＳ検出器を並べても正しい走行方向は認識できる。
【０００５】
しかし、梁部に捩れが生じた場合、即ち、ヤードクレーンを上面視して、一方の短辺が他方の短辺よりも走行方向に対して遅れた状態の場合は、ヤードクレーンは、上面視して、平行四辺形となる。
この場合、そのヤードクレーンに備えられた走行車輪が走行方向を向いているにもかかわらず、ＧＰＳ検出器が走行方向と異なる方向を向き、そのヤードクレーンの走行方向であると誤って認識してしまうことによって、ヤードクレーンに対して誤った走行制御を行ってしまうという問題があった。
【０００６】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、捩れによって走行方向を誤認することを防止し、ヤードクレーンの直進走行制御を正確に行うことができるヤードクレーンを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
請求項１に係る発明は、衛星電波によって位置を認識する衛星電波検出器を具備し、複数の走行車輪を介してヤード上に支持された複数の脚部と、該脚部間に架設された梁部とを備えて門型に構成され、前記ヤード内を走行するヤードクレーンであって、前記衛星電波検出器が、前記梁部の端部に、走行方向に２個並べて設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、衛星電波検出器が、ヤードクレーンに備えられた梁部の端部に、走行方向に２個並べて設けられていることにより、例えば、ヤードクレーンの走行方向と交差する方向に延在する梁部に捩れが生じても、そのヤードクレーンが走行方向を向いていないと誤って認識することが回避されることとなる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のヤードクレーンにおいて、前記衛星電波検出器が、前記梁部の他方の端部に追加して設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、衛星電波検出器が、梁部の他方の端部に追加して設けられていることにより、例えば、ヤードクレーンの走行車輪が走行方向を向いているにもかかわらず、ヤードクレーンが走行方向と直角の方向に位置していない場合、その状態が衛星電波検出器によって正しく認識されることとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、荷役される貨物が載置されるヤード７１には、複数のレーン７２が一方向に延在するように複数直列あるいは並列に設けられている。
ヤード７１は、その端部に岸壁Ｗを有しており、その岸壁Ｗには、貨物を荷役する船舶Ｓが停泊するようになっている。また、ヤード７２には、岸壁Ｗに停泊した船舶Ｓから貨物の荷役を行うために、その貨物を吊上げあるいは吊下ろすクレーンＣが、一方向に延在するように敷設されたレールＲ上を走行するように配置されている。
【００１２】
ヤードクレーン１０は、そのヤード７１に設けられた複数のレーン７２上に、その複数のレーン７２が延在する方向に走行するように、一つのレーン７２に複数配置されているとともに、各レーン７２に配置されている。また、このヤード７１上には、ヤードクレーン１０に対して指示を送る管理棟３０が、複数のレーン７２とは別の位置に設けられている。
【００１３】
また、ヤードクレーン１０は、図２に示すように、タイヤ式の複数の走行車輪１１を介してヤード７１上に支持された複数の脚部１２と、その脚部１２間に、脚部１２の上部に架設された梁部１３とを備えて門型に構成され、梁部１３にその梁部１３の軸方向に移動するように設けられたトロリ１４と、そのトロリ１４から吊設された吊り具１５とを備えて構成されている。複数の走行車輪１１は、レーン７２に沿った通常走行時には、基本的に、走行方向が梁部１３の軸方向に対して垂直の方向になるように、脚部１２に固定されている。走行方向がずれてきた場合には、複数の走行車輪１１の方向を操作するのではなく、後述のように、ヤードクレーン１０の左右それぞれの速度量を調整することによって走行方向を補正する。
【００１４】
梁部１３の端部１３ａおよび別の梁部１３の端部１３ｃには、ＧＰＳ検出器１６として、それぞれＧＰＳ検出器１６ａ、１６ｃが設けられている。このＧＰＳ検出器１６ａ、１６ｃは、ヤードクレーン１０の走行方向に並ぶように配置されている。ＧＰＳ検出器１６は、梁部１３のような、ヤードクレーン１０の上部のところに設けられているので、衛星からの電波を受信しやすい。
また、ヤードクレーン１０の左右側に配置された走行車輪１１の上部には、制御装置１７が設けられている。この制御装置１７は、図示しないが、ヤードクレーン１０の走行方向を制御する走行軌道制御装置と、複数の走行車輪１１を駆動する走行速度制御装置であるモータと、そのモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを備えて構成されている。
【００１５】
次に、上記の構成からなるヤードクレーン１０の作用について、図３のヤードクレーン１０のモデル図及び図４のフローチャートを用いて説明する。
ヤードクレーン１０は、クレーン上の運転室あるいは管理棟３０から初期速度指令値Ｖ_０で走行する指示を受けながら、貨物の荷役作業を行うために、ヤード７１に設けられたレーン７２上を速度Ｖ_０で走行する（ステップＳ１１）。
ヤードクレーン１０の走行中に、ＧＰＳ検出器１６ａまたは１６ｃ、あるいはその両方が、現在位置の座標を検出する（ステップＳ１２）。すなわち、ＧＰＳ検出器１６ａは座標（ｘ_ａ，ｙ_ａ，ｚ_ａ）、ＧＰＳ検出器１６ｃは座標（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ，ｚ_ｃ）を得る。このとき、ＧＰＳ検出器１６ａ、１６ｃがヤードクレーン１０の速度について認識可能である。
また、測定位置の座標、傾斜角を予め測定して、その座標、傾斜角およびその座標、傾斜角から算出される横行傾斜をデータ化した測定位置テーブルを作成しておき（ステップＳ１３）、その測定位置テーブルから測定位置および横行傾斜を読み出す（ステップＳ１４）。ここで、ヤードクレーン１０の幅をＬ_ａｂとし、ヤード７１の傾斜角をαとすると、横行傾斜は、
【数１】

となる。
【００１６】
ヤードクレーン１０の高さをＨとすると、横行傾斜ずれ量は、
【数２】

となり（ステップＳ１５）、基準線その１および基準線その２のｘ座標をそれぞれｘ_１，ｘ_２とし、その横行傾斜ずれ量ｔ_ａと現在位置が走行位置からずれた量との和をそれぞれ走行ずれ量ｓ_ａ，ｓ_ｃとすると、
【数３】

となる（ステップＳ１６）。
また、走行ずれ量ｘ、走行ずれ角θ、走行ずれ角積分θｓ、走行ずれ量積分Ｓとすると、
【数４】

となる（ステップＳ１７）。
その後、速度操作△Ｖ’が次式により算出される。
【数５】

さらに、この△Ｖ’を用いて左右の走行モータの速度指令値Ｖ_１，Ｖ_２が次式により算出される。
【数６】

または、初期速度指令値Ｖ_０が最大速度のとき、左右いずれかの速度を遅くすることのみ行うようにしてもよい。つまり、
【数７】

となる。
【００１７】
これらによって、制御量が計算されることとなる（ステップＳ１８）。
上記の算出結果に基づき、左右のモータに速度指令を出力し（ステップＳ１９）、ヤードクレーン１０が直進走行するように、制御装置１７によって制御される（ステップＳ２０）。その制御が終了した後、ヤードクレーン１０の走行が終了したかを確認し（ステップＳ２１）、走行中であればステップ１２からのフローをくり返し行い、走行が終了していれば、このフローを終了する（ステップＳ２２）。このフローは、ヤードクレーン１０が走行している際、リアルタイムでくり返し行われる。走行ずれ量や走行ずれ角の大小が、走行方向が正しいか否かの尺度になる。また、ヤードクレーンが停止しているときにも、ヤードクレーンがどちらに向いているかの正しい姿勢が認識できるので、走り出して早々に走行方向を修正するような、フィードフォワード的な制御が可能である。
【００１８】
この場合、ＧＰＳ検出器１６が、ヤードクレーン１０の走行方向に２個並べて設けられていることにより、ヤードクレーン１０に捩れが生じても、そのＧＰＳ検出器１６によって、ヤードクレーン１０の走行方向が正しく認識されることとなる。
【００１９】
上記の構成によれば、ＧＰＳ検出器１６が、ヤードクレーン１０の走行方向に２個並べて設けられていることにより、ヤードクレーン１０の走行方向が正しく認識されることとなるので、捩れによって走行方向を誤認することを防止して、ヤードクレーン１０の直進走行制御を正確に行うことができる。
【００２０】
なお、ヤードクレーン１０に設置されるＧＰＳ検出器１６は、図５に示すように、上記第１の実施の形態において設置されるＧＰＳ検出器１６ａ、１６ｃの他に、梁部１３のもう一方の端部１３ｂに設置されることによって、合計３個設置されてもよい。
この場合、例えば、ヤードクレーン１０の走行車輪１１が走行方向を向いているにもかかわらず、ヤードクレーン１０が走行方向と直角の方向に位置していないとき、その状態がＧＰＳ検出器１６によって正しく認識されることとなる。したがって、測定位置の精度向上に寄与し、ヤードクレーン１０の直進走行制御を正確に行うことができる。
【００２１】
また、ヤードクレーン１０の走行方向における測定位置は、ヤード７１の傾斜によってそのヤードクレーン１０が走行方向に傾いていた場合、ヤードクレーン１０の走行位置に対してずれを生じているが、ヤードクレーン１０に備えられたトロリ１４の荷役位置と一致しているため、走行位置と測定位置との間に生じるずれを補正する必要がない。したがって、その測定位置が補正されることなく、そのまま直接用いられることとなる。
【００２２】
また、ＧＰＳ検出器１６を用いたＧＰＳシステムとしては、例えば、一般に利用されているＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）の他、Ｄ−ＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ−ＧＰＳ）またはＲＴＫ−ＧＰＳ（ＲｅａｌＴｉｍｅＫｉｎｅｍａｔｉｃ−ＧＰＳ）がある。
ＧＰＳの測定精度は１０ｍ程度、Ｄ−ＧＰＳの測定精度は１００ｍｍ程度、ＲＴＫ−ＧＰＳの測定精度は１０〜７０ｍｍ程度である。
ヤードクレーン１０において、例えば、その幅を２０ｍとし、ヤードの傾斜を０．５％とすると、１００ｍｍ程度のずれが生じるため、１０ｍｍ程度の精度を必要とするＧＰＳシステムが好ましい。したがって、ヤードクレーン１０に利用されるＧＰＳシステムは、ＲＴＫ−ＧＰＳを使用することが好ましい。
【００２３】
また、ヤードクレーン１０の上部に傾斜計を設けて、横行傾斜をその傾斜計によって検出することによって、ヤードクレーン１０の走行制御を行ってもよい。この場合、その横行傾斜の検出方法のみが上記の実施の形態と異なるため、最終的に得られる効果は、上記の実施の形態と変わらない。
【００２４】
また、上記の実施の形態において、測定位置の座標、傾斜角を予め測定して、その座標、傾斜角およびその座標、傾斜角から算出される横行傾斜をデータ化した測定位置テーブルを作成する際（ステップＳ２４）、ＧＰＳ検出器または傾斜計を用いて、地盤沈下などでヤード７１に傾斜が経年変化したことを反映して、測定位置テーブルのデータを自動的に修正するようにしてもよい。
【００２５】
また、上記の実施の形態において、測定位置の座標、傾斜角を予め測定して、その座標、傾斜角およびその座標、傾斜角から算出される横行傾斜をデータ化した測定位置テーブルを作成する際（ステップＳ２４）、ＧＰＳ検出器または傾斜計を用いる方法に限らず、例えば、トランシットを用いて計測して座標、傾斜角を得るなどの方法を用いてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したこの発明のヤードクレーンの走行制御方法においては、以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明によれば、衛星電波検出器が、ヤードクレーンに備えられた梁部の端部に、走行方向に２個並べて設けられていることにより、ヤードクレーンに捩れが生じても、その衛星電波検出器によって、ヤードクレーンの走行方向が正しく認識されることとなるので、ヤードクレーンの直進走行制御を正確に行うことができる。
【００２７】
請求項２に係る発明によれば、衛星電波検出器が、梁部の他方の端部に追加して設けられていることにより、例えば、ヤードクレーンの走行車輪が走行方向を向いているにもかかわらず、ヤードクレーンが走行方向と直角の方向に位置していない場合、その状態が衛星電波検出器によって正しく認識されることとなるので、ヤードクレーンの直進走行制御を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明における実施の形態に係るヤードクレーンが走行するヤードの斜視図である。
【図２】この発明における実施の形態に係るヤードクレーンの斜視図である。
【図３】この発明における実施の形態に係るヤードクレーンのモデル図である。
【図４】この発明における実施の形態に係るヤードクレーンの作用のフローチャートである。
【図５】この発明における実施の形態に係る別のヤードクレーンの斜視図である。
【符号の説明】
１０ヤードクレーン
１６ＧＰＳ検出器（衛星電波検出器）
１７制御装置

Claims

衛星電波によって位置を認識する衛星電波検出器を具備し、複数の走行車輪を介してヤード上に支持された複数の脚部と、該脚部間に架設された梁部とを備えて門型に構成され、前記ヤード内を走行するヤードクレーンであって、
前記衛星電波検出器が、前記梁部の端部に、走行方向に２個並べて設けられていることを特徴とするヤードクレーン。
請求項１記載のヤードクレーンにおいて、
前記衛星電波検出器が、前記梁部の他方の端部に追加して設けられていることを特徴とするヤードクレーン。