JP4043086B2 - アンローダ設備 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶の船倉に積載された鉱石などの散積み貨物を連続的に陸揚げするアンローダ設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
岸壁に接岸した船舶の船倉に積載された鉱石などの散積み貨物を連続的に陸揚げするための荷役設備として、掻取り搬送装置を備えたアンローダ設備が用いられている。
【０００３】
図６及び図７は従来のアンローダ設備の一例であり、１は岸壁に沿って延設された一対の走行用レール、２は走行体であり、該走行体２は、走行用レール１上を走行するように構成されている。
【０００４】
３は旋回体であり、該旋回体３は、走行体２に対して旋回し得るように設けられている。
【０００５】
４はブームであり、該ブーム４は、旋回体３に対して起伏し得るように設けられている。
【０００６】
このブーム４の先端部には、後述する掻取り搬送装置１０を支持するための先端フレーム５が枢支されており、該先端フレーム５は、リンク機構６により前記のブーム４の起伏角度の影響を受けることなく、略水平に保持されるようになっている。
【０００７】
また、先端フレーム５には、岸壁に接岸した船舶７の船倉８を見下ろせるように操作室９が設けられている。
【０００８】
掻取り搬送装置１０は、略垂直に延び且つ上端部が前記の先端フレーム５に支持されたバケットエレベータ部１１と、該バケットエレベータ部１１の下端部から略水平に突出する掻取り部１２とを有している。
【０００９】
バケットエレベータ部１１は、先端フレーム５に対して周方向へ回動し得るように、また、掻取り部１２は、バケットエレベータ部１１に対して昇降し得るようになっている。
【００１０】
更に、荷役作業を行なう船舶７のハッチ口１３に対する掻取り搬送装置１０の相対位置を検出する相対位置検出機能をアンローダ設備に具備させて、ハッチ口１３と掻取り搬送装置１０との衝突を防止するようにし、アンローダ設備の操作性の向上を図っている。
【００１１】
相対位置検出機能を有するアンローダ設備では、走行体２に対する旋回体３の旋回位置を検出する旋回位置検出センサ１４と、旋回体３に対するブーム４の起伏角度を検出する起伏角度検出センサ１５と、先端フレーム５に対する掻取り搬送装置の回動位置を検出する回動位置検出センサ１６と、走行体２に設けられ且つ船舶７の所定箇所に設置されるターゲットＴの位置を検出する船体位置検出センサ１７とを備えている。
【００１２】
上記の船体位置検出センサ１７には、自動追尾方式の光波距離計が用いられている。
【００１３】
また、運転者の手動設定により船舶選択信号を出力する船舶選択器１８と、荷役を行なうべき複数の船舶７の船体及びハッチ口１３の形状データを保持し且つ船舶選択器１８からの船舶選択信号に応じた船舶の形状データ信号を出力するデータ記憶器１９と、旋回位置検出センサ１４、起伏角度検出センサ１５、回動位置検出センサ１６からの検出信号及びアンローダ設備を構成する部材の既知の寸法に基づき、走行体２に対する掻取り搬送装置１０の位置を求める搬送装置位置検出器２０と、船体位置検出センサ１７からの検出信号、データ記憶器１９からの形状データ信号、及び搬送装置位置検出器２０からの搬送装置位置信号に基づき、ハッチ口１３に対する掻取り搬送装置１０の相対位置を求める相対位置検出器２１とのそれぞれを、操作室９の内部に設けている。
【００１４】
船舶７からの散積み貨物の陸揚げを行なう際には、船舶７の所定箇所にターゲットＴを設置し、また、荷役を行なう船舶７を船舶選択器１８に設定して、船舶データ記憶器１９から相対位置検出器２１へ荷役を行なう船舶７の形状データ信号を出力する。
【００１５】
このとき、搬送装置位置検出器２０において、旋回位置検出センサ１４、起伏角度検出センサ１５、回動位置検出センサ１６からの検出信号に基づき、掻取り搬送装置１０の走行体２に対する位置が求められる。
【００１６】
また、相対位置検出器２１において、船体位置検出センサ１７からの検出信号、データ記憶器１９からの形状データ信号、及び搬送装置位置検出器２０からの搬送装置位置信号に基づき、掻取り搬送装置１０のハッチ口１３に対する相対位置が求められ、相対位置検出器２１から操作室９内の表示装置２２へ画像信号が出力され、掻取り搬送装置１０のハッチ口１３に対する相対位置が表示装置２２に画像表示される。
【００１７】
これにより、アンローダ設備の運転者が、船舶７のハッチ口１３と掻取り搬送装置１０との相対位置を把握することができる。
【００１８】
更に、掻取り搬送装置１０がハッチ口１３に近接し過ぎた状態になると、相対位置検出器２１から操作室９内の警報装置２３へ警報信号が出力され、警報装置２３が作動して、ハッチ口１３に掻取り搬送装置１０が近接し過ぎていることが、アンローダ設備の運転者に告知される。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したアンローダ設備では、船舶７の船体及びハッチ口１３の形状データを得られない場合、すなわち、当該形状データをデータ記憶器１９に保持できないと、ハッチ口１３に対する掻取り搬送装置１０の相対位置検出機能を活用することができない。
【００２０】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、ハッチ口の形状を計測してハッチ口と掻取り搬送装置との相対位置検出を行なうアンローダ設備を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のアンローダ設備では、走行体に対して旋回可能な旋回体の旋回位置を検出する旋回位置検出センサと、先端部に掻取り搬送装置が取り付けられ且つ旋回体に対して起伏可能なブームの起伏角度を検出する起伏角度検出センサと、ブームに対する掻取り搬送装置の回動位置を検出する回動位置検出センサと、レーザ発振器より出射されるレーザ光をブーム先端部からブーム前方の左右方向に走査照射し且つハッチ口上及びハッチ口内で反射するレーザ光を受光し得る第１のハッチ口計測センサと、当該第１のハッチ口計測センサと同じレーザ発振器より出射されるレーザ光をブーム先端部からブームの前後方向に走査照射し且つハッチ口上及びハッチ口内で反射するレーザ光を受光し得る第２のハッチ口計測センサと、旋回位置検出センサ及び起伏角度検出センサからの検出信号に基づき走行体に対する各ハッチ口計測センサの位置を検出する計測位置検出器と、該計測位置検出器からの計測位置検出信号、各ハッチ口計測センサでのレーザ光の出射から受光までに要した時間及び各ハッチ口計測センサからのレーザ光の出射方向に基づきハッチ口の形状を検出するハッチ口形状検出器と、回動位置検出センサからの検出信号、ハッチ口形状検出器からの形状信号及び計測位置検出器からの計測位置信号に基づきハッチ口に対する掻取り搬送装置の相対位置を検出する相対位置検出器とを備え、回転軸がブームの前後方向を向くように配置された第１のサーボモータ、並びに前記回転軸に同軸に取り付けられ且つ先端部に回転軸に対して傾いた反射面を有する第１のミラーにより第１のハッチ口計測センサを構成し、回転軸がブームの左右方向を向くように配置された第２のサーボモータ、並びに前記回転軸に同軸に取り付けられ且つ先端部に回転軸に対して傾いた反射面を有する第２のミラーにより第２のハッチ口センサを構成している。
【００２２】
本発明のアンローダ設備においては、各ハッチ口計測センサでのレーザ光の出射から受光までに要した時間及び各ハッチ口計測センサからのレーザ光の出射方向に基づいて、ハッチ口の平面形状を検出し、回動位置検出センサからの検出信号、ハッチ口形状検出器からの形状信号及び計測位置検出器からの計測位置検出信号に基づいてハッチ口に対する掻取り搬送装置の相対位置を検出する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１から図５は本発明のアンローダ設備の実施の形態の一例であり、図中、図６及び図７に示すものと同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００２５】
このアンローダ設備では、レーザ光Ｌをブーム４の左右方向に走査照射し且つハッチ口１３上及びハッチ口１３内で反射するレーザ光Ｌを受光し得る第１のハッチ口計測センサ２４と、レーザ光Ｌをブーム４の前後方向に走査照射し且つハッチ口１３上及びハッチ口１３内で反射するレーザ光Ｌを受光し得る第２のハッチ口計測センサ２５とを、操作室９の下部に設けている（図１参照）。
【００２６】
また、運転者の手動操作により検出指令信号を出力する検出指令器２６と、運転者の手動操作により監視指令信号を出力する監視指令器２７と、旋回位置検出センサ１４、起伏角度検出センサ１５からの検出信号及びアンローダ設備を構成する部材の既知の寸法に基づき、走行体２に対する両ハッチ口計測センサ２４，２５の位置を求める計測位置検出器２８と、検出指令器２６から検出指令信号が出力された際に、計測位置検出器２８からの計測位置検出信号、各ハッチ口計測センサ２４，２５でのレーザ光Ｌの出射から受光までに要した時間及び各ハッチ口計測センサ２４，２５からのレーザ光の出射方向に基づきハッチ口１３の形状を求めるハッチ口形状検出器２９と、監視指令器２７から監視指令信号が出力された際に、回動位置検出センサ１６からの検出信号、計測位置検出器２８からの計測位置信号、及びハッチ口形状検出器２９からのハッチ口形状信号に基づき、ハッチ口１３に対する掻取り搬送装置１０の相対位置を求める相対位置検出器３０と、ハッチ口形状検出器２９からのハッチ口形状信号に基づいてハッチ口１３の形状を図形表示し且つ相対位置検出器３０からの相対位置信号に基づいてハッチ口１３に対する掻取り搬送装置１０の相対位置を図形表示する表示装置３１とのそれぞれを、操作室９の内部に設けている（図２参照）。
【００２７】
第１のハッチ口計測センサ２４は、回転軸３２がブーム４の前後方向を向くように配置された第１のサーボモータ３３と、前記の回転軸３２に同軸に取り付けられ且つ先端部に回転軸３２に対して傾いた反射面３４を有する第１のミラー３５と備えている（図３参照）。
【００２８】
第１のミラー３５の反射面３４には、レーザ発振器３６に接続した光ファイバーケーブル３７の端部から所定間隔で出射されるレーザ光Ｌが、分離光学素子３８，３９を透過して入射するようになっており、第１のミラー３５が回転すると、反射面３４からレーザ光Ｌがブーム４の左右方向へ走査照射される。
【００２９】
また、ハッチ口１３部分で反射するレーザ光Ｌは、前記の分離光学素子３９により反射し、集光素子４０で集光されて、ハッチ口形状検出器２９に接続した光ファイバーケーブル４１の端部へ入射する。
【００３０】
第２のハッチ口計測センサ２５は、回転軸４２がブーム４の左右方向を向くように配置された第２のサーボモータ４３と、前記の回転軸４２に同軸に取り付けられ且つ先端部に回転軸４２に対して傾いた反射面４４を有する第２のミラー４５とを備えている（図３参照）。
【００３１】
第２のミラー４５の反射面４４には、前記の光ファイバーケーブル３７の端部から所定間隔で出射されるレーザ光Ｌが、分離光学素子３８を透過し、分離光学素子３９で反射し、分離光学素子４６を透過して入射するようになっており、第２のミラー４５が回転すると、反射面４４からレーザ光Ｌがブーム４の前後方向へ走査照射される。
【００３２】
また、ハッチ口１３部分で反射するレーザ光Ｌは、前記の分離光学素子４６により反射し、集光素子４７で集光されて、ハッチ口形状検出器２９に接続した光ファイバーケーブル４８の端部へ入射する。
【００３３】
更に、前記の光ファイバーケーブル３７の端部から出射されるレーザ光Ｌは、分離光学素子３８で反射して、ハッチ口形状検出器２９に接続した光ファイバーケーブル４９の端部へ入射する。
【００３４】
ハッチ口形状検出器２９は、光ファイバーケーブル４９を介してレーザ光が入射したときから、光ファイバーケーブル４１を介してレーザ光が入射したときまでの時間、及び第１のサーボモータ３３への駆動信号に基づく第１のミラー３５の反射面３４の向き（レーザ光Ｌの出射方向）により、ハッチ口１３の形状を計測し、この形状計測結果に基づき、エッジ検出処理を行い、エッジ部の座標（ｘ１，ｙ１）（ｘ３，ｙ３）（ｘ１’，ｙ１’）（ｘ３’，ｙ３’）を求め、また、光ファイバーケーブル４９を介して光レーザが入射したときから、光ファイバーケーブル４８を介してレーザ光が入射したときまでの時間、及び第２のサーボモータ４３への駆動信号に基づく第２のミラー４５の向き（レーザ光Ｌの出射方向）により、ハッチ口１３の形状を計測し、この形状計測結果に基づき、エッジ検出処理を行い、エッジ部の座標（ｘ２，ｙ２）（ｘ２’，ｙ２’）を求めて、ハッチ口１３のエッジ部のそれぞれ座標から、ハッチ口１３の形状を求めるように構成されている（図４及び図５参照）。
【００３５】
また、相対位置検出器３０は、掻取り搬送装置１０がハッチ口１３に近接しすぎた状態になると、操作室９内の警報装置２３を作動させるようになっている。
【００３６】
図１から図５に示すアンローダ設備において、船舶７のハッチ口１３の形状を検出する際には、走行体２に対する旋回体３の旋回位置、旋回体３に対するブーム４の起伏角度を適宜調整して、両ハッチ口計測センサ２４，２５を、形状検出の対象となるハッチ口１３の海側の一辺と、岸壁に対して直交する方向に延びる一辺との上方に位置させる（図４参照）。
【００３７】
また、掻取り搬送装置１０の掻取り部１２を岸壁側へ向けておく。
【００３８】
両ハッチ口計測センサ２４，２５を作動させ、検出指令器２６から検出指令信号をハッチ口形状検出器２９へ出力すると、ハッチ口形状検出器２９において、走行体２の移動経路をｘ軸とするハッチ口１３のエッジ部の座標（ｘ１，ｙ１）（ｘ２，ｙ２）（ｘ３，ｙ３）が求められ、ｘ＝ｘｍｉｎ（＝ｘ１）、ｙ＝ｍａｘ（＝ｙ２ ｏｒ ｙ３）として、ハッチ口１３の海側の一辺と、岸壁に対して直交する方向に延びる一辺が求められる。
【００３９】
次いで、走行体２に対する旋回体３の旋回位置、旋回体３に対するブーム４の起伏角度を適宜調整して、両ハッチ口計測センサ２４，２５を、前記のハッチ口１３の岸壁側の一辺と、岸壁に対して直交する方向に延びる他辺との上方に位置させる（図５参照）。
【００４０】
両ハッチ口計測センサ２４，２５を作動させ、検出指令器２６から検出指令信号をハッチ口形状検出器２９へ出力すると、ハッチ口形状検出器２９において、走行体２の移動経路をｘ軸とするハッチ口１３のエッジ部の座標（ｘ１’，ｙ１’）（ｘ２’，ｙ２’）（ｘ３’，ｙ３’）が求められ、ｘ＝ｘｍａｘ（＝ｘ３’）、ｙ＝ｙｍｉｎ（＝ｙ１’）として、ハッチ口１３の岸壁側の一辺と、岸壁に対して直交する方向に延びる他辺とが求められる。
【００４１】
これにより、ハッチ口形状検出器２９からハッチ口形状信号が表示装置３１に出力され、該表示装置３１にハッチ口１３の形状が、平面的に図形表示されることになる。
【００４２】
上記操作により、ｘｍｉｎ，ｘｍａｘ，ｙｍｉｎ，ｙｍａｘを１回求めておけば、以降の相対位置検出は、本パラメータを使用してアンローダの姿勢に関係なく行なえる。
【００４３】
図１から図５に示すアンローダ設備において、ハッチ口１３と掻取り搬送装置１０との相対位置を検出する際には、監視指令器２７から監視指令信号を相対位置検出器３０へ出力する。
【００４４】
相対位置検出器３０においては、回動位置検出センサ１６からの検出信号、計測位置検出器２８からの計測位置検出信号、及びハッチ口形状検出器２９からのハッチ口形状信号に基づき、ハッチ口１３に対する掻取り搬送装置１０の位置が求められる。
【００４５】
これにより、相対位置検出器３０から相対位置検出信号が表示装置３１に出力され、該表示装置３１にハッチ口１３と掻取り搬送装置１０の相対位置が、平面的に図形表示されることになる。
【００４６】
更に、掻取り搬送装置１０がハッチ口１３に近接し過ぎた状態になると、相対位置検出器２１から操作室９内の警報装置２３へ警報信号が出力され、警報装置２３が作動して、ハッチ口１３に掻取り搬送装置１０が近接し過ぎていることが、アンローダ設備の運転者に告知される。
【００４７】
このように、図１から図５に示すアンローダ設備では、各ハッチ口計測センサ２４，２５でのレーザ光Ｌの出射から受光までに要した時間、及び各ハッチ口計測センサ２４，２５からのレーザ光Ｌの出射方向に基づいて、ハッチ口１３の平面形状を検出するので、船舶７の船体及びハッチ口１３の形状データが得られない場合でも、ハッチ口１３と掻取り搬送装置１０との相対位置検出を行なうことができ、また、船舶７上にターゲットＴ（図６参照）を設置する必要もない。
【００４８】
なお、本発明のアンローダ設備は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のアンローダ設備においては、各ハッチ口計測センサでのレーザ光の出射から受光までに要した時間、及び各ハッチ口計測センサからのレーザ光の出射方向に基づいて、ハッチ口の平面形状を検出するので、船舶の船体及びハッチ口の形状データが得られない場合でも、ハッチ口と掻取り搬送装置との相対位置検出を行なえ、また、船舶上にターゲットなどを設置する必要もない、という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンローダ設備の実施の形態の一例を示す全体図である。
【図２】図１における各ハッチ口計測センサ、ハッチ口形状検出器、及び相対位置検出器などの関係を示すブロック図である。
【図３】各ハッチ口計測センサの詳細を示すブロック図である。
【図４】ハッチ口の形状を検出する第１段階を示す概念図である。
【図５】ハッチ口の形状を検出する第２段階を示す概念図である。
【図６】従来のアンローダ設備の一例を示す全体図である。
【図７】図６における船体位置検出センサ、データ記憶器、相違位置検出器などの関係を示すブロック図である。
【符号の説明】
２ 走行体
３ 旋回体
４ ブーム
７ 船舶
１０ 掻取り搬送装置
１３ ハッチ口
１４ 旋回位置検出センサ
１５ 起伏角度検出センサ
１６ 回動位置検出センサ
２４ 第１のハッチ口計測センサ
２５ 第２のハッチ口計測センサ
２８ 計測位置検出器
２９ ハッチ口形状検出器
３０ 相対位置検出器
Ｌ レーザ光

Claims (1)

1. 走行体に対して旋回可能な旋回体の旋回位置を検出する旋回位置検出センサと、先端部に掻取り搬送装置が取り付けられ且つ旋回体に対して起伏可能なブームの起伏角度を検出する起伏角度検出センサと、ブームに対する掻取り搬送装置の回動位置を検出する回動位置検出センサと、レーザ発振器より出射されるレーザ光をブーム先端部からブーム前方の左右方向に走査照射し且つハッチ口上及びハッチ口内で反射するレーザ光を受光し得る第１のハッチ口計測センサと、当該第１のハッチ口計測センサと同じレーザ発振器より出射されるレーザ光をブーム先端部からブームの前後方向に走査照射し且つハッチ口上及びハッチ口内で反射するレーザ光を受光し得る第２のハッチ口計測センサと、旋回位置検出センサ及び起伏角度検出センサからの検出信号に基づき走行体に対する各ハッチ口計測センサの位置を検出する計測位置検出器と、該計測位置検出器からの計測位置検出信号、各ハッチ口計測センサでのレーザ光の出射から受光までに要した時間及び各ハッチ口計測センサからのレーザ光の出射方向に基づきハッチ口の形状を検出するハッチ口形状検出器と、回動位置検出センサからの検出信号、ハッチ口形状検出器からの形状信号及び計測位置検出器からの計測位置信号に基づきハッチ口に対する掻取り搬送装置の相対位置を検出する相対位置検出器とを備え、回転軸がブームの前後方向を向くように配置された第１のサーボモータ、並びに前記回転軸に同軸に取り付けられ且つ先端部に回転軸に対して傾いた反射面を有する第１のミラーにより第１のハッチ口計測センサを構成し、回転軸がブームの左右方向を向くように配置された第２のサーボモータ、並びに前記回転軸に同軸に取り付けられ且つ先端部に回転軸に対して傾いた反射面を有する第２のミラーにより第２のハッチ口センサを構成したことを特徴とするアンローダ設備。

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