JP4023885B2

JP4023885B2 - 連続式アンローダ自動運転における船舶揺動時の退避方法および退避制御装置

Info

Publication number: JP4023885B2
Application number: JP34478097A
Authority: JP
Inventors: 岳樹西尾
Original assignee: 石川島運搬機械株式会社
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2017-12-15
Also published as: JPH11171349A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶からバラ物を荷揚する連続式アンローダの自動運転に係り、特に小型の船舶で大きな揺動が起きた場合に、掻取部が船倉の側壁と衝突しないように退避させる退避方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続式アンローダは、例えば、鉱石、石炭、穀物等の積荷を、船の船倉から陸揚げする場合に使用されるものであり、その全体構成の概略を図４に示す。図に示す連続式アンローダは、荷積み、あるいは、陸揚げ場である埠頭に設けられたレールに沿って走行する走行部１と、この走行部１に回動自在、かつ、俯仰自在に設けられたブーム２と、このブーム２の先端部に設けられたトップ支持フレーム３に回動自在に支承されるとともに、鉛直方向に垂下される旋回マスト４と、該旋回マスト４の先端に設けられた掻取部５から構成されている。
【０００３】
掻取部５の外周には、複数のバケット６が連設されたバケットエレベータ７が設けられており、このバケットエレベータ７が掻取部５の外周を周回することによって船倉８内の積荷を掻き取り、積荷を旋回マスト４上部へ搬送する。そして、積荷は、ブーム２、走行部１を介して陸揚げされる。この際、掻取部５は、船倉８内の積荷の表面が平坦になるように船倉８内をループ状の軌跡を描きながら水平移動することにより積荷を掻き取り、一周に亘って水平移動して積荷を掻き取ると、段下げを行ってさらに船倉８の下部の積荷を掻き取る。連続式アンローダは、この一連の動作を繰り返すことによって船倉８内の積荷を順次陸揚げする。また、カメラ９は、運転室のオペレータが積荷の掻取状態を確認するために設けられている。
【０００４】
この連続式アンローダによって、船倉内の積荷の荷揚げ作業を行う場合、制御装置に、掻取部５が描くべきループ状の軌跡のデータのプログラムを入力しておく。また、船舶と連続式アンローダの相対位置を相対位置検出センサにより検出し、そのデータも制御装置に入力する。オペレータが開始釦を押すと、連続式アンローダは先に入力したプログラムにしたがって、一周に亘って水平移動して積荷を掻き取ると、段下げを行ってさらに船倉８の下部の積荷を掻き取る。この場合に、船舶がわずかに移動した場合、相対位置検出センサによりそれを検出して制御装置に入力し、制御装置はそのデータにより上記プログラムを補正して、船舶のわずかな動きに追従するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した従来の連続式アンローダの自動運転は、大型の船舶を対象としており、波や風等により、発生する船舶の揺動も小さく、かつ、ゆっくりしたものであり、自動運転制御装置により、追従可能な範囲内であった。しかし、船舶が小型であると、波や風等の影響を受けて大きく、かつ、急激な揺動が起る場合があり、揺動の大きさと速さが連続式アンローダの追従範囲を越えると、掻取部５の先端が船倉８の壁面に衝突する可能性がある。
【０００６】
本発明は、従来技術の以上述べた問題点に鑑み案出されたもので、船舶の揺動を検出し、揺動が起ったときに掻取部５を船壁から退避させて自動的に運転を中断させることにより、掻取部５の船壁との衝突を防止し、運転の安全性を確保することのできる連続式アンローダ自動運転における船舶揺動時の退避方法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】
上記目的を達成するため本願請求項１の発明の連続式アンローダの自動運転における船舶揺動時の退避方法は、船倉内に掻取部を挿入し、掻取部先端をループ状に移動させて、バラ物を荷揚する連続式アンローダのティーチングプログラム方式の自動運転において、連続式アンローダと船舶との相対位置を相対位置検出センサにより検出し、そのデータによりコンピュータが船舶の揺動の有無を判断した後、揺動が起ったと判断したときには掻取部先端の移動中の軌跡に対して垂直方向後方に退避設定値離れた退避位置を計算する第１工程と、掻取部が退避位置まで退避したとき障害物と衝突の可能性の有無を計算する衝突監視計算の第２工程と、計算の結果衝突の可能性がない場合に退避位置に移動する指令を発信し、計算の結果衝突の可能性があれば退避設定値変更の可否を判断した後、退避設定値を変更する第３工程とを有するものである。
【０００８】
また、請求項２の発明の連続式アンローダの自動運転における船舶揺動時の退避制御装置は船倉内に掻取部を挿入し、掻取部先端をループ状に移動させて、バラ物を荷揚する連続式アンローダのティーチングプログラム方式の自動運転制御装置において、連続式アンローダと船舶との相対位置を検出する相対位置検出センサと、そのデータにより船舶の揺動の有無を判断した後、揺動が起ったと判断したときには掻取部先端の移動中の軌跡に対して垂直方向後方に退避設定値離れた退避位置を計算し、掻取部が退避位置まで退避したとき障害物と衝突の可能性の有無を計算し、計算の結果衝突の可能性がない場合に退避位置に移動する指令を発信し、計算の結果衝突の可能性があれば退避設定値変更の可否を判断した後、退避設定値を変更する指令を発信するコンピュータとを有するものである。
【０００９】
次に本発明の作用を説明する。
相対位置検出センサにより船舶の揺動を検出し、センサからのデータによりコンピュータが危険な揺動が起ったと判断したときには、次のような工程で掻取部の退避を行う。
（１）掻取部先端の移動中の軌跡に対し、垂直方向後方に所要の退避設定値（軌跡から、垂直方向に退避する距離（例えばａｍ））離れた退避位置の座標を計算する（第１工程）。
（２）掻取部が退避位置まで退避したとき、障害物と衝突の可能性の有無の判断をする衝突監視計算をする（第２工程）。
（３）衝突監視計算の結果、衝突の可能性が無い場合は、退避位置に移動する指令を発し、衝突の可能性が有る場合には、退避設定値を例えば、（ａ−ｂ）ｍに変更して、第２工程に戻り衝突監視計算を行い、そこで衝突の可能性が無ければ、退避位置に移動する指令を発し、まだ衝突の可能性が有る場合には、退避設定値を例えば，（ａ−２ｂ）ｍに変更して、再び衝突監視計算を行う。これを繰り返し行い、退避設定値を例えば、ａ／２ｍにしても衝突の可能性が残っていれば、退避を取りやめ、現在位置で停止する（第３工程）。
【００１０】
このようにして退避した後、揺動が治まったら、掻取部を元の軌跡に戻し、再び掻取を始める。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態における連続式アンローダの機械構成は、図４に示した構成と同一であり、その説明は省略する。
【００１２】
図５は、本実施形態の連続式アンローダ自動運転の制御系統図である。図において、１０は相対位置検出センサである。相対位置検出センサ内は、図３に示すように連続式アンローダの走行部１内に設けられた、２台の光波距離計からなり、アンローダと船舶との相対位置を検出する。
【００１３】
１１は各種センサで、船倉８内における掻取部の位置、あるいは、この掻取部５を移動させるために動作する走行部１、ブーム２、旋回マスト４等の各動作位置を検出する。１２は操作部で、オペレータが操作する押釦等が配置されている。１３は表示部で、掻取部５の軌跡などを表示する。１４は自動運転用コンピュータであり、相対位置検出センサ１０およびシーケンサ１５からの信号を入力して演算を行い、シーケンサ１５へ指令信号を送るとともに、表示部１３に出力する。１５はシーケンサでコンピュータ１４からの指令信号、各種センサ１１、操作部１２からの信号を受けて、駆動装置１６に指令信号を出力する。
【００１４】
図３は、船舶とアンローダの相対関係を示す平面図である。図において、Ｘは船舶の長手方向の軸、Ｙは幅方向の軸、Ｚは垂直方向の軸である。そして、ロール角はＺ軸の回転角、ピッチ角はＹ軸の回転角、ヨー角はＸ軸の回転角である。揺動は、これらの角度の変化率を計算して判断する。
【００１５】
図１および図２は、揺動退避のフローを示すフローシートである。図に示すように、相対位置検出センサでＣＵＬ（連続式アンローダ）と船舶間の相対位置を検出する。次に、そのデータに基づき、コンピュータ１４がその相対位置における軸角度（ロール角およびピッチ角の２つでよい）の変化率を計算する。軸角度の変化率としたのは、変化率が軸角度変化の先行指標となるからである。コンピュータ１４は、変化率を監視して危険な揺動であるか、否かの判定を行う。揺動が起ったと判断した場合には、先に説明したように第１、第２、第３工程により退避の可否および退避位置を決定し退避する。
【００１６】
揺動時の退避位置は、次のように計算する。
（１）掻取部先端の移動中の軌跡が直線である場合は、掻取部５は軌跡に対し、垂直方向を向いており、退避距離をＴd とすると、そのままＸ方向またはＹ方向にＴd だけ退避すればよい。
（２）掻取部先端の軌跡が円弧である場合は、図７に示すように座標をとると、バケットエレベータ７（以下ＢＥという）の中心座標を（Ｘce、Ｙce）、掻取部５先端座標を（Ｘtp、Ｙtp）とすると、θ＝tan ^-1（Ｘtp−Ｘce）／（Ｙtp−Ｙce）、（−π≦θ≦πとする）であり、退避目標座標を、ＢＥ中心座標が（Ｘbce 、Ｙbce ）、掻取部先端座標が（Ｘbtp 、Ｙbtp ）とすると、
Ｘbce ＝Ｘce−Ｔd sin θ
Ｙbce ＝Ｙce−Ｔd cos θ
Ｘbtp ＝Ｘtp−Ｔd sin θ
Ｙbtp ＝Ｙtp−Ｔd cos θ
となる。
【００１７】
掻取部５の退避が完了し、掻取部５の運転が中断したことを確認した後も揺動の監視を続け、揺動が治まったと判定した場合は、オペレータは運転の中断を解除し、掻取部５は退避する前の軌跡に自動的に復帰する。
【００１８】
図６は、連続アンローダが自動運転中の掻取部５の軌跡を示しており、丸印で揺動退避中断箇所を示している。
【００１９】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の連続式アンローダにおける船舶揺動時の退避方法によれば、小型の船舶に連続式アンローダを使用して自動運転を行う場合に船舶に大きな揺動が起っても掻取部を退避させて掻取を中断させるので、掻取部と船壁とが衝突するおそれがなくなり、運転の安全が確保されるとともに、掻取部先端を船壁に近づける運転ができるので、運転効率が向上するなど優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】揺動退避のフローを示すフローシートの一部である。
【図２】揺動退避のフローを示すフローシートの一部である。
【図３】船舶とアンローダの相対関係を示す平面図である。
【図４】連続式アンローダの正面図である。
【図５】連続式アンローダ自動運転の制御系統図である。
【図６】掻取部のループ状の軌跡を示す図面である。
【図７】退避位置計算の説明図である。
【符号の説明】
５掻取部
１０相対位置検出センサ

Claims

船倉内に掻取部を挿入し、掻取部先端をループ状に移動させて、バラ物を荷揚する連続式アンローダのティーチングプログラム方式の自動運転において、連続式アンローダと船舶との相対位置を相対位置検出センサにより検出し、そのデータによりコンピュータが船舶の揺動の有無を判断した後、揺動が起こったと判断したときには掻取部先端の移動軌跡面内において、掻取部先端座標からバケットエレベータ中心座標に向かう方向に退避設定値離れた退避位置を計算する第１工程と、掻取部が退避位置まで退避したとき障害物と衝突の可能性の有無を計算する衝突監視計算の第２工程と、計算の結果衝突の可能性が無い場合に退避位置に移動する指令を発信し、計算の結果衝突の可能性があれば退避設定値変更の可否を判断した後、退避設定値を変更する第３工程とを有することを特徴とする連続式アンローダ自動運転における船舶揺動時の退避方法。
船倉内に掻取部を挿入し、掻取部先端をループ状に移動させて、バラ物を荷揚する連続式アンローダのティーチングプログラム方式の自動運転制御装置において、連続式アンローダと船舶との相対位置を検出する相対位置検出センサと、そのデータにより船舶の揺動の有無を判断した後、揺動が起こったと判断したときには掻取部先端の移動軌跡面内において、掻取部先端座標からバケットエレベータ中心座標に向かう方向に退避設定値離れた退避位置を計算し、掻取部が退避位置まで退避したとき障害物と衝突の可能性の有無を計算し、計算の結果衝突の可能性が無い場合に退避位置に移動する指令を発信し、計算の結果衝突の可能性があれば退避設定値変更の可否を判断した後、退避設定値を変更する指令を発信するコンピュータとを有することを特徴とする連続式アンローダ自動運転における船舶揺動時の退避制御装置。