JP5970363B2 - Crane ship and arithmetic control device for controlling crane ship - Google Patents
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Description
本発明は、船体にクレーンが設けられたクレーン船に関する。また、このクレーン船を制御する演算制御装置に関する。 The present invention relates to a crane ship in which a crane is provided on a hull. Moreover, it is related with the arithmetic and control apparatus which controls this crane ship.
水上で吊り荷を吊上げるクレーン船は、船体を所定の位置に停留させた状態で作業が行われる。クレーン船を所定の位置に停留させる方法としては、船体をアンカーに係留する方法、船体から柱状のスパッドを水底へ突き立てる方法、及びその両方を併用する方法がある。しかしながら、アンカーを用いる方法は、アンカー自体が移動してクレーン船が流されることがあり、スパッドを水底へ突き立てる方法は設備が非常に大掛りとなり、また、場所によってはスパッドを水底に突き立てるのが困難な場合もある。 A crane ship that lifts a suspended load on water is operated in a state where the hull is stopped at a predetermined position. As a method of stopping the crane ship at a predetermined position, there are a method of mooring the hull to the anchor, a method of pushing a columnar spud from the hull to the bottom of the water, and a method of using both of them together. However, in the method using an anchor, the anchor itself may move and the crane ship is washed away, and the method of pushing the spud to the bottom of the water is very large, and depending on the location, the spud is pushed to the bottom of the water. It can be difficult.
これに対し、複数の推進器でバランスを保ちながら、船体を目標位置(定点)に保持するよう定点保持制御を行う船舶が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この定点保持制御によれば、風や潮流、波の外力に対抗して船体を所定の目標位置に保持させることができる。 On the other hand, a ship that performs fixed point holding control to hold the hull at a target position (fixed point) while maintaining a balance with a plurality of propulsion devices has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to this fixed point holding control, the hull can be held at a predetermined target position against the external force of wind, tidal current, and waves.
上記の定点保持制御においては、風や潮流、波の外力に対抗して船体を目標位置に保持するために、常に各推進器で推力を発生させる必要がある。一方、水流を内側(推力を船体の外側)に向けた場合、船底に水流が当たることによる推力の損失や振動の発生などの問題が生じる。このような事情から、定点保持制御を行っている間は、各推進器は推力が船体の内側に向くように作動、つまり船体の外側に水を噴出するようにして作動していることが多い。 In the fixed point holding control described above, it is necessary to always generate thrust in each propulsion unit in order to hold the hull at the target position against the external force of wind, tidal current, and waves. On the other hand, when the water flow is directed inward (thrust is outside the hull), problems such as loss of thrust and generation of vibration due to the water flow hitting the bottom of the ship occur. For these reasons, during the fixed point holding control, each propeller is often operated so that the thrust is directed to the inside of the hull, that is, the water is jetted to the outside of the hull. .
そうすると、クレーン船の船体が定点保持されているとき、水面又は水中に吊り荷を投下する投下作業を行うと、推進器から噴出された水によって、その吊り荷に大きな力がかかることがある。この場合、吊り荷が水中で傾いたり揺れることで不安定になったり、吊り荷が流されたりして、投下作業に支障をきたすおそれがある。 Then, when the hull of the crane ship is held at a fixed point, when a dropping operation is performed to drop the suspended load on the water surface or in the water, a large force may be applied to the suspended load by the water ejected from the propulsion device. In this case, the suspended load may become unstable due to tilting or shaking in the water, or the suspended load may be washed away, which may hinder the dropping operation.
本発明はかかる事情を鑑みてなされたもので、複数の推進器によって船体を定点保持する場合に、クレーンによって投下された吊り荷が水面又は水中で不安定になったり、流されたりするのを抑えることができるクレーン船を制御する演算制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and when a hull is held at a fixed point by a plurality of propulsion devices, a suspended load dropped by a crane is unstable or washed away in the water surface or in water. An object of the present invention is to provide an arithmetic control device that controls a crane ship that can be suppressed.
本発明のある形態に係る演算制御装置は、船体と、前記船体に回動可能に設けられ、吊り荷を水面又は水中に投下するクレーンと、複数の推進器によって冗長に構成された推進システムと、を備えたクレーン船を制御する演算制御装置であって、前記推進器から前記吊り荷の投下位置に向かって噴出する水の量を減らす制限運転を行いながら、前記船体を定点保持する制御を行う。 An arithmetic and control unit according to an aspect of the present invention includes a hull, a crane that is rotatably provided on the hull, and that drops a suspended load on the surface of the water or in water, and a propulsion system configured redundantly by a plurality of propulsion devices. And a control device for controlling the crane to hold the hull at a fixed point while performing a limited operation to reduce the amount of water ejected from the propulsion device toward the dropping position of the suspended load. Do.
ここで「冗長に構成され」ているとは、船体に任意の方向の力を発生させるための各推進器による推力分配の組合せが複数存在するよう構成されていることをいう。また、「船体を定点保持する制御」には、GPS等で船体位置をとらえて船体が自動的に定点保持される「自動定点保持」だけでなく、乗組員が周囲状況を見てジョイスティック等で手動操作して船体を定点保持する「手動定点保持」も含まれる。上記の構成によれば、船体を定点保持する際、複数の推進器から吊り荷の投下位置に向かって放出される水の量が減るため、推進器から噴出された水によって吊り荷が受ける力を低減することができる。 Here, “redundantly configured” means that there are a plurality of combinations of thrust distribution by each propulsion device for generating a force in an arbitrary direction on the hull. In addition, “control to hold the hull at a fixed point” includes not only “automatic fixed point hold” in which the hull is automatically held at a fixed point by capturing the hull position with GPS or the like, but also the joystick etc. “Manual fixed point holding” in which the hull is held at a fixed point by manual operation is also included. According to the above configuration, when the hull is held at a fixed point, the amount of water discharged from the plurality of propulsion devices toward the dropping position of the suspended load is reduced, so the force received by the suspended load by the water ejected from the propulsion device Can be reduced.
また、上記の演算制御装置において、前記制限運転は、前記投下位置に水流の影響を与える少なくとも1つの推進器を停止させることにより行われるように構成してもよい。 In the above-described arithmetic control device, the limited operation may be performed by stopping at least one propulsion unit that affects the drop position by a water flow.
また、上記の演算制御装置において、前記制限運転は、前記投下位置に水流の影響を与える少なくとも1つの推進器が前記投下位置の方向とは異なる方向に水を噴出することにより行われるように構成してもよい。 Further, in the above-described arithmetic control device, the limited operation is configured such that at least one propulsion device that influences a water flow at the dropping position ejects water in a direction different from the direction of the dropping position. May be.
また、上記の演算制御装置において、前記制限運転は、前記投下位置に水流の影響を与える少なくとも1つの推進器が噴出する水の量そのものを減らすことにより行われるように構成してもよい。 In the above-described arithmetic control device, the limited operation may be performed by reducing the amount of water ejected by at least one propulsion device that affects the drop position by a water flow.
また、上記の演算制御装置において、前記複数の推進器のうち少なくとも1つがプロペラを有する推進器であって、前記演算制御装置は、前記プロペラを有する推進器が前記投下位置に水流の影響を与える推進器になったとき、前記プロペラの回転速度、ピッチ、又はその両方を低減するように構成されていてもよい。 Further, in the above-described arithmetic control device, at least one of the plurality of propulsion devices is a propulsion device having a propeller, and the arithmetic control device is configured such that the propulsion device having the propeller influences a water flow on the dropping position. When it becomes a propulsion device, it may be configured to reduce the rotational speed, pitch, or both of the propeller.
また、上記の演算制御装置において、前記複数の推進器のうち少なくとも1つがウォータジェットポンプを有する推進器であって、前記演算制御装置は、前記ウォータジェットポンプを有する推進器が前記投下位置に水流の影響を与える推進器になったとき、前記ウォータジェットポンプの出力を低減するように構成されていてもよい。 Further, in the above arithmetic control device, at least one of the plurality of propulsion devices is a propulsion device having a water jet pump, and the arithmetic control device is configured such that the propulsion device having the water jet pump has a water flow at the dropping position. The output of the water jet pump may be reduced when the propulsion device is affected.
また、上記の演算制御装置において、前記複数の推進器のうち少なくとも1つが、旋回式推進器、プロペラと舵を組み合わせた舵式推進器、又はサイドスラスタとしてもよい。 In the above-described arithmetic control device, at least one of the plurality of propulsion devices may be a swivel propulsion device, a rudder propulsion device combining a propeller and a rudder, or a side thruster.
また、上記の演算制御装置において、前記船体を定点保持する制御は、船体位置の測定値及び船体位置の目標値を含む値に基づいて船体を自動に定点保持する自動定点保持制御であってもよい。かかる構成によれば、手動定点保持制御の場合に比べ、乗組員の負担を軽減することができる。 Further, in the above arithmetic control device, the control for holding the hull at a fixed point may be automatic fixed point holding control for automatically holding the hull at a fixed point based on a value including a measured value of the hull position and a target value of the hull position. Good. According to this configuration, it is possible to reduce the burden on the crew as compared with the case of manual fixed point holding control.
さらに、本発明のある形態に係るクレーン船は、上記の演算制御装置を備えている。 Furthermore, the crane ship which concerns on a certain form of this invention is equipped with said calculation control apparatus.
上述したように、本発明に係る演算制御装置によれば、推進器から噴出された水によって吊り荷が受ける力を低減することができる。その結果、クレーンによって投下された吊り荷が水面又は水中で不安定になったり、流されたりするのを抑えることができる。 As described above, according to the arithmetic and control unit according to the present invention, the force received by the suspended load by the water ejected from the propulsion device can be reduced. As a result, it is possible to prevent the suspended load dropped by the crane from becoming unstable or flowing on the water surface or in the water.
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一または相当する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the following description, the same or corresponding components are denoted by the same reference symbols throughout the drawings, and redundant description is omitted.
(第1実施形態)
まず、図1乃至図3を参照して、本発明の第1実施形態に係るクレーン船100の構成について説明する。図1は本実施形態に係るクレーン船100の概略図であり、図2は本実施形態に係るクレーン船100の平面図であり、図3は本実施形態の制御に関する構成のブロック図である。図1に示すように、クレーン船100は、船体10と、推進システム20と、クレーン30と、演算制御装置40と、を備えている。以下、これらの構成要素について順に説明する。
(First embodiment)
First, with reference to FIG. 1 thru | or FIG. 3, the structure of the
船体10は、クレーン船100のベースとなる部分である。図1及び図2に図示した船体10のうち、紙面右側が船首であり、紙面左側が船尾である(図4、図7及び図8も同様である)。船体10の船首と船尾の間の中央部分には、後述するクレーン30が配置されている。船体10には、船体位置(船体10の中心位置)を測定する位置測定装置11及び船首回頭角(船首方向)を測定するジャイロコンパス12が搭載されている。また、図3に示すように、位置測定装置11は、船体位置の測定値に関する信号を後述の演算制御装置40に送信している。同様に、ジャイロコンパス12は、船首回頭角の測定値に関する信号を後述の演算制御装置40に送信している。
The
推進システム20は、船体10を推進させるシステムである。より具体的には、推進システム20は、船体10を回頭運動及び並進運動させるシステムである。ここでいう「回頭運動」とは船体上のある点を中心として回頭(旋回)する運動をいい、「並進運動」とは船首方向を一定にしたまま前後左右に移動する運動をいう。推進システム20は、図2の紙面右上(船首の左側)から反時計回りで順に第1推進器21、第2推進器22、第3推進器23、及び第4推進器24の4つの推進器を有している。各推進器21乃至24は同じ構成を有しており、水を噴出することで推力を得ることができる。図2に示すように、各推進器21乃至24は、船体10の底面において、クレーン30を囲むようにして配置されている。これら各推進器21乃至24の中心は、クレーン30の回動中心と一致している。
The
本実施形態において、各推進器21乃至24は、プロペラ25を有する旋回式推進器である。各推進器21乃至24は、舵を有しておらず、それ自体が旋回して水を噴出する方向を調整することができる。つまり、推力方向を変更することができる。また、各推進器21乃至24は、プロペラ25の回転速度を変更できるように構成されている。このプロペラ25の回転速度が小さくなれば、噴出する水の量(すなわち推力)は小さくなる。なお、各プロペラ25は、ピッチ(翼角)を変更することができる可変ピッチプロペラ(Controllable Pitch Propeller)であってもよく、ピッチ(翼角)を変更することができない固定ピッチプロペラ(Fixed Pitch Propeller)であってもよい。プロペラ25が可変ピッチプロペラである場合、ピッチ(翼角)を小さくすることで、噴出する水の量(すなわち推力)を減らすことができる。
In the present embodiment, each
また、推進システム20は、各推進器21乃至24によって「冗長」に構成されている。つまり、推進システム20は、船体10に任意の方向の力を発生させるための各推進器21乃至24による推力分配の組合せが複数存在するように構成されている。例えば、複数の推進器によって推力を発生させて船体を移動させることができる場合に、さらに各推進器が異なる方向及び大きさの推力を発生させて同じ方向に船体を移動させることができれば、それらの推進器からなる推進システムは冗長に構成されているといえる。本実施形態の推進システム20は冗長に構成されているため、推進器21乃至24のうちの1つを停止させたとしても(すなわち推力をゼロとしたとしても)、残りの3つの推進器によって船体10に任意の方向の力を発生させることができる。
Further, the
なお、本実施形態では、各推進器21乃至24としてプロペラ25を有する旋回式推進器を採用しているが、水を噴出する機構としてプロペラ以外のものを有する推進器を採用してもよい。例えば、各推進器21乃至24は、図4に示すような構成であってもよい。図4は、本実施形態の変形例に係るクレーン船100の概略側面図である。図4に示すように、本変形例では、船尾側の各推進器22及び23がプロペラ25を有する旋回式推進器であるが、船首側の推進器21及び24は、ウォータジェットポンプ(Water Jet Pump)26を有し、先端部分が旋回して水を噴出する方向を変更することができるように構成されている。つまり、本変形例の推進器21及び24は、ウォータジェットポンプ26を有する旋回式推進器である。ウォータジェットポンプ26は、船体10の底に形成された水吸込み口27から吸い込んだ水を加圧し、加圧した水を推進器21及び24の先端から噴射する。これにより、両推進器21及び24は、推力を得ることができる。なお、図4に示す変形例では、推進器21及び24の先端部が360°首を振るように構成されているが、これに代えて、先端部の構造が、−30°〜+30°の範囲で首を振って噴射方向を左右方向に変えるディフレクタと、噴射方向を前後に変えるリバーサとを併せ持ったものであってもよい。
In the present embodiment, a swivel propulsion device having a
クレーン30は、吊り荷101を吊上げる装置である。クレーン30は船体10に設けられており、ブーム31を有している。ブーム31の先端には、ワイヤー33を介して吊り具34が昇降可能に吊下げられている。本実施形態の吊り具34は、吊り荷101を掛けるためのフックであるが、これに代えて水底の土砂などをつかみ上げるバケットとしてもよい(この場合、土砂やバケットが「吊り荷」となる)。クレーン30は、船体10に対して回動できるように構成されている。言い換えれば、クレーン30は回動角θを調整できるように構成されている。本実施形態ではクレーン30のブーム31の長さは一定であるが、ブーム31は伸び縮みできるように構成されていてもよい。また、図3に示すように、クレーン30は、クレーン30の回動角θに関する信号を後述の演算制御装置40に送信している。
The
演算制御装置40は、CPU等からなり、推進システム20を制御する装置である。演算制御装置40は、推進システム20を制御することで、船体10の船首を任意の方向に回頭(旋回)させ、また、並進させることができる。図3に示すように、演算制御装置40は、位置測定装置11から船体位置の測定値に関する信号を受信し、ジャイロコンパス12から船首回頭角の測定値に関する信号を受信し、クレーン30からクレーンの回動角θに関する信号を受信する。さらに、演算制御装置40は、入力設定部41から船体位置の目標値及び船首回頭角の目標値に関する信号を受信する。この入力設定部41は、作業者が座標及び角度を入力できるように構成されている。そして、作業者が入力した座標及び角度に基づいて船体位置の目標値及び船首回頭角の目標値を設定する。ここでいう船体位置の目標値及び船首回頭角の目標値は、それぞれ定点保持制御における船体10を保持しようとする位置(定点)及び船首回頭角である。そして演算制御装置40は、上述した船体位置の測定値、船首回頭角の測定値、船体位置の目標値、及び船首回頭角の目標値に基づいて、定点保持制御を行う。なお、具体的な制御方法は後述する。
The
次に、図5及び図6を参照して、本実施形態に係るクレーン船100の定点保持に関する動作について説明する。図5は、本実施形態に係るクレーン船100の定点保持に関する動作のフロー図である。以下で説明する動作は、演算制御装置40の制御によって遂行される。
Next, with reference to FIG.5 and FIG.6, the operation | movement regarding fixed point holding | maintenance of the
まず、演算制御装置40は、位置測定装置11から船体位置の測定値を取得し、ジャイロコンパス12から船首回頭角の測定値を取得する(ステップS1)。上述したように、演算制御装置40は、位置測定装置11及びジャイロコンパス12から、それぞれ船体位置の測定値に関する信号及び船首回頭角の測定値に関する信号を受信しているため、これらの信号に基づけば船体位置の測定値及び船首回頭角の測定値を取得(算出)することができる。
First, the arithmetic and
続いて、演算制御装置40は、入力設定部41により予め作業者が設定した船体位置の目標値及び船首回頭角の目標値と、ステップS1で取得した船体位置の測定値及び船首回頭角の測定値とが、それぞれ一致するために必要な、船体10に作用する並進合力(以下、「必要並進合力」と称す)及び回頭モーメント合力(以下、「必要回頭モーメント合力」と称す)を計算(以下、この計算を「制御演算」と称す)する(ステップS2)。なお、この制御演算では、現在における測定値と目標値の偏差だけでなく、過去における偏差情報や、未来の予測される偏差情報に基づいて必要推進合力及び必要回頭モーメント合力が計算される。
Subsequently, the arithmetic and
続いて、演算制御装置40は、クレーン30からクレーンの回動角θを取得する(ステップS3)。上述したように、演算制御装置40は、クレーン30から回動角θに関する信号を受信しているため、この信号に基づけばクレーン30の回動角θを取得(算出)することができる。
Subsequently, the arithmetic and
続いて、演算制御装置40は、クレーン30の吊り荷101を投下する投下位置に水流の影響を与える推進器を選定する(ステップS4)。具体的には、クレーン30の回動角θに基づいて、投下位置に近い推進器を選定する。なお、近い推進器であっても、水流の影響を与えない場合は選定しない。本実施形態では、図2に示すように船首方向を基準として、船首方向とクレーン30のブーム31がなす角度を回動角θとすると、この回動角θが、0°を越えて90°までの場合には第1推進器21を選定し、90°を越えて180°までの場合には第2推進器22を選定し、180°を越えて270°までの場合には第3推進器23を選定し、270°を越えて360°までの場合には第4推進器24を選定する。
Subsequently, the arithmetic and
続いて、演算制御装置40は、ステップS4で選定した推進器を除いた、残りの3つの推進器による推進力によって船体10に作用する並進合力及び回頭モーメント合力と、ステップS2で計算された必要並進合力及び必要回頭モーメント合力が一致するように、各推進器の旋回方向及びプロペラ25の回転速度の組合せを選定(演算)する(ステップS5)。つまり、各推進器の推力配分演算を実施する。なお、プロペラ25が可変ピッチプロペラである場合には、プロペラ25のピッチも組合せの要素に含まれる。
Subsequently, the arithmetic and
続いて、演算制御装置40は、ステップS5で得られた演算結果に基づいて、各推進器を作動させる(ステップS6)。つまり、演算制御装置40はステップS1乃至S5を経て定点保持制御を行う。ただし、このとき、演算制御装置40は、ステップS4で選定した投下位置に水流の影響を与える推進器を停止させる。ここで、図6は、クレーン30の回動角θと各推進器21乃至24との関係を示した図である。図6では、横軸がクレーン30の回動角θを示しており、船首方向を0°として反時計回りを正としている。縦軸は、クレーン30の回動角θに対して各推進器21乃至24が作動(ON)しているか、停止(OFF)しているかを示している。図6に示すように、演算制御装置40は、クレーン30の回動角θが、0°を越えて90°までの場合には第1推進器21を停止し、90°を越えて180°までの場合には第2推進器22を停止し、180°を越えて270°までの場合には第3推進器23を停止し、270°を越えて360°までの場合には第4推進器24を停止する。
Subsequently, the arithmetic and
このようにして、演算制御装置40は、クレーン30の回動角θに基づいて、投下位置に水流の影響を与える推進器を停止させる制限運転を行っている。この制限運転より、各推進器21乃至24のうち、クレーン30の吊り荷101を投下する投下位置に水流の影響を与える推進器が停止されるため、投下位置に水流の影響を与える推進器から投下位置(吊り荷101)に向けて水が噴出されることはない。よって、推進システム20全体としてみても投下位置に向かって噴出する水の量を減らす(無くす)ことができる。つまり、本実施形態に係るクレーン船100によれば、各推進器21乃至24から噴出された水によって吊り荷101が受ける力を低減することができるため、クレーン30によって投下された吊り荷101が水面又は水中で不安定になったり、流されたりするのを抑えることができる。しかも、推進システム20は冗長に構成されているため、投下位置に水流の影響を与える推進器を停止させたとしても、船体10を定点保持することができる。
In this way, the arithmetic and
さらに、図5に示すように、演算制御装置40は、以上で説明したステップS1乃至S6を繰り返すように構成されている。つまり、演算制御装置40は、船体10が目標位置(定点)と一致するときはその状態が維持されるように、船体が目標位置からずれているときにはその目標位置に向かって移動するように各ステップS1乃至S6を繰り返すのである。以上が本実施形態のクレーン船100の定点保持に関する動作の説明である。
Further, as shown in FIG. 5, the arithmetic and
なお、本実施形態では、演算制御装置40による制限運転は、投下位置に水流の影響を与える推進器を停止させることにより行われるが、制限運転はこのような場合に限られない。例えば、制限運転は、投下位置に水流の影響を与える推進器が投下位置の方向とは異なる方向に水を噴出することにより行われてもよい。かかる構成であっても、投下位置に最も近い推進器から投下位置(吊り荷101)に向けて噴出される水の量を減らすことができるため、水面又は水中に投下された吊り荷101が不安定になったり、流されたりするのを抑えることができる。
In the present embodiment, the limited operation by the arithmetic and
さらに別の制限運転として、投下位置に水流の影響を与える推進器が噴出する水の量そのものを減らすことにより行われてもよい。上述したように、本実施形態のように各推進器21乃至24が、プロペラ25を有する推進器の場合、プロペラ25の回転速度、ピッチ、又はその両方を低減すれば、その推進器が噴出する水の量を減らすことができる。また、変形例のように(図4参照)、船首側の各推進器21及び24が、ウォータジェットポンプ26を有する推進器の場合、ウォータジェットポンプ26の出力を低減すれば、その推進器が噴出する(噴射する)水の量を減らすことができる。
Furthermore, as another limited operation, it may be performed by reducing the amount of water itself ejected by the propulsion device that influences the water flow at the dropping position. As described above, in the case where each of the
(第2実施形態)
次に、図7を参照して、本発明の第2実施形態に係るクレーン船200ついて説明する。図7は、本実施形態に係るクレーン船200の概略平面図である。図7に示すように、本実施形態に係るクレーン船200は、推進システム220を構成する3つの推進器221乃至223のうち、1つが船体10の左方向又は右方向に水を噴出するサイドスラスタ(Side Thruster)である点で、第1実施形態に係るクレーン船100と構成が異なる。以下、本実施形態の推進システム220を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Next, a
本実施形態の推進システム220は、船体10の船首側に配置された第1推進器221、並びに船尾側に配置された第2推進器222及び第3推進器223の3つの推進器を有しており、各推進器221乃至223により冗長に構成されている。第1推進器221は、プロペラ225を有するサイドスラスタである。第1推進器221は、プロペラ225によって噴出された水を、船体10の船首方向を向いて左側に形成された放出口226又は右側に形成された放出口227から船体10の外側へ放出し、これにより左方向又は右方向に推力を得ることができる。また、第1推進器221のプロペラ225は、回転速度を変更できるように構成されており、回転速度を小さくすることで、噴出する水の量(すなわち推力)を減らすことができる。また、第2推進器222及び第3推進器223は、プロペラ228を有する旋回式推進器であり、その構成は第1実施形態で説明した第1推進器21等と同じである。
The
なお、第1推進器221のプロペラ225、第2推進器222のプロペラ228、及び第3推進器223のプロペラ228に代えて、水を噴出させる機構には、ウォータジェットポンプ(図4のウォータジェットポンプ26を参照)を用いてもよい。この場合は、ウォータジェットポンプの出力を低減することで、各推進器221乃至223が噴出する水の量(すなわち推力)を減らすことができる。
Instead of the
また、演算制御装置40は、吊り荷101の投下位置に向かって噴出する水の量を減らす制限運転を行いながら、船体10を定点保持する。具体的には、クレーン30の回動角θが、0°を越えて90°までの場合及び270°を越えて360°までの範囲で吊り荷101の投下位置に水流の影響を与える角度になった場合には第1推進器(サイドスラスタ)221を停止する。ただし、船首前方に吊り荷101を投下する場合は、第1推進器221は両サイドに水を噴出するので、吊り荷101には水流の影響は及ばない。そのため、この場合は第1推進器221を停止しなくて良い。さらに、90°を越えて180°までの場合には第2推進器222を停止し、180°を越えて270°までの場合には第3推進器223を停止する。そして、このように停止された推進器があっても、推進システム220は冗長に構成されているため、停止していない残りの推進器によって船体10を定点保持する。かかる構成によれば、第1実施形態の場合と同様の理由から、水面又は水中に投下された吊り荷101が不安定になったり、流されたりするのを抑えることができる。
Further, the arithmetic and
なお、制限運転は、投下位置に水流の影響を与える推進器を停止する場合に限らず、投下位置に最も近い推進器が投下位置の方向とは異なる方向に水を噴出することにより行われてもよい。上記の第1推進器(サイドスラスタ)221についていえば、クレーン30の回動角θが0°を越えて90°までの場合、投下位置に最も近い推進器が第1推進器221となるが、この場合に第1推進器221から噴出した水を左側の放出口226から放出させず、右側の放出口227からのみ放出されるようにしてもよい。
The limited operation is not limited to stopping the propulsion unit that affects the water flow at the dropping position, but is performed when the propulsion unit closest to the dropping position spouts water in a direction different from the direction of the dropping position. Also good. Regarding the first propulsion device (side thruster) 221, when the rotation angle θ of the
さらに別の制限運転として、投下位置に水流の影響を与える推進器が噴出する水の量そのものを減らすことにより行われてもよい。上述したように、本実施形態のように各推進器221乃至223が、プロペラ225、228を有する推進器の場合、プロペラ225、228の回転速度、ピッチ、又はその両方を低減すれば、その推進器が噴出する水の量を減らすことができる。また、各推進器221乃至223が、ウォータジェットポンプを有する推進器である場合には、ウォータジェットポンプの出力を低減すれば、その推進器が噴出する水の量を減らすことができる。
Furthermore, as another limited operation, it may be performed by reducing the amount of water itself ejected by the propulsion device that influences the water flow at the dropping position. As described above, when the
(第3実施形態)
次に、図8を参照して、本発明の第3実施形態に係るクレーン船300ついて説明する。図8は、本実施形態に係るクレーン船300の概略平面図である。図8に示すように、本実施形態に係るクレーン船300は、推進システム320を構成する3つの推進器321乃至323のうち、1つがサイドスラスタであり、2つがプロペラと舵を有する舵式推進器である点で、第1実施形態に係るクレーン船100と構成が異なる。以下、本実施形態の推進システム320を中心に説明する。
(Third embodiment)
Next, a
本実施形態の推進システム320は、船体10の船首側に配置された第1推進器321、並びに船尾側に配置された第2推進器322及び第3推進器323の3つの推進器を有しており、各推進器321乃至323によって冗長に構成されている。第1推進器321は、プロペラ325を有するサイドスラスタであって、第2実施形態で説明した第1推進器221と同じ構成である。また、第2推進器322及び第3推進器323は、プロペラ328及び舵329を有する舵式推進器である。第2推進器322及び第3推進器323では、プロペラ328の回転速度を変化させることで噴出する水の量(すなわち推力)を調整することができ、舵329の方向を変えることで噴出する水の噴出方向を調整することができる。
The
なお、第1推進器321のプロペラ325、第2推進器322のプロペラ328、及び第3推進器323のプロペラ328に代えて、ウォータジェットポンプ(図4のウォータジェットポンプ26を参照)を用いてもよい。この場合は、ウォータジェットポンプの出力を低減することで、各推進器321乃至323が噴出する水の量(すなわち推力)を減らすことができる。
Instead of the
また、演算制御装置40は、吊り荷101の投下位置に向かって噴出する水の量を減らす制限運転を行いながら、船体10を定点保持する。クレーン回動角θと各推進器321乃至323の停止との関係は、第2実施形態で説明したパターンと同様である。なお、制限運転は、投下位置に水流の影響を与える推進器を停止する場合に限らず、投下位置に水流の影響を与える推進器が投下位置の方向とは異なる方向に水を噴出することにより行われてもよい。上述したように、本実施形態の第2推進器322及び第3推進器323は、舵329の方向を変えることで噴出する水の噴出方向を調整することができる。
Further, the arithmetic and
また、制限運転は、投下位置に水流の影響を与える推進器が噴出する水の量そのものを減らすことにより行われてもよい。上述したように、本実施形態のように各推進器321乃至323が、プロペラ325、328を有する推進器の場合、プロペラ325、328の回転速度、ピッチ、又はその両方を低減すれば、その推進器が噴出する水の量を減らすことができる。また、各推進器321乃至323が、ウォータジェットポンプを有する推進器である場合には、ウォータジェットポンプの出力を低減することで、その推進器が噴出する水の量を減らすことができる。
In addition, the limited operation may be performed by reducing the amount of water that is ejected by the propulsion device that affects the drop position by the water flow. As described above, in the case where each of the
以上、本発明の第1乃至3実施形態に係るクレーン船100、200、300ついて説明したが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、以上では、各推進器について、水を噴出させる機構で分けると、プロペラ及びウォータジェットポンプを用いることができ、噴出された水の噴出方向を調整(選択)する方式で分けると、旋回式、舵式、及びサイドスラスタ方式を用いることができることを説明した。しかしながら、本発明の推進器の形式は上述したものに限られず、上述した形式以外の推進器を用いたとしても、本発明の要旨を逸脱しない。 The crane ships 100, 200, 300 according to the first to third embodiments of the present invention have been described above, but the specific configuration is not limited to these embodiments, and the scope of the present invention is not deviated. Any change in design is included in the present invention. For example, in the above, if each propeller is divided by a mechanism for ejecting water, a propeller and a water jet pump can be used, and if divided by a method of adjusting (selecting) the ejection direction of the ejected water, It has been explained that a rudder type and a side thruster method can be used. However, the type of the propulsion device of the present invention is not limited to the above-described type, and even if a propulsion device other than the above-described type is used, the gist of the present invention is not deviated.
また、上述した実施形態では、演算制御装置40が、船体位置(つまり、船体の中心位置)の測定値と船体位置の目標値とを一致させる定点保持制御を行っているが、定点保持制御はこのようなものに限らない。つまり、各実施形態に係るクレーン船において、演算制御装置40が上述した定点保持制御に代えて、クレーン30の先端位置と吊り荷101を投下しようとする目標投下位置とを一致させるような定点保持制御を行ったとしても、そのクレーン船は本発明に含まれる。
In the above-described embodiment, the arithmetic and
また、以上では、船体10を定点保持する制御が、船体位置の測定値、船首回頭角の測定値、船体位置の目標値、及び船首回頭角の目標値に基づいて、演算制御装置40によって自動に行われる場合(いわゆる「自動定点保持」)について説明したが、船体10を定点保持する制御はこれに限られない。つまり、乗組員が周囲の状況に応じてジョイスティック等を操作し、演算制御装置40がそのジョイスティック等の信号に基づいて船体10を定点保持する場合(いわゆる「手動定点保持」)であっても本発明に含まれる。
In the above, the control for holding the
本発明に係る演算制御装置は、クレーンによって投下された吊り荷が水面又は水中で不安定になったり、流されたりするのを抑えることができるため、クレーン船の技術分野において有益である。 The arithmetic and control unit according to the present invention is useful in the technical field of crane ships because it can suppress the suspended load dropped by the crane from becoming unstable or flowing on the water surface or in the water.
10 船体
20、220、320 推進システム
21、221、321 第1推進器
22、222、322 第2推進器
23、223、323 第3推進器
24 第4推進器
25、225、228、325、328 プロペラ
26 ウォータジェットポンプ
30 クレーン
40 演算制御装置
100、200、300 クレーン船
101 吊り荷
θ 回動角
10
Claims (9)
前記推進器から前記吊り荷の投下位置に向かって噴出する水の量を減らす制限運転を行いながら、前記船体を定点保持する制御を行う演算制御装置。 An arithmetic and control device for controlling a crane ship, comprising: a hull, a crane that is rotatably provided on the hull, and that drops a suspended load into the surface of the water or underwater; and a propulsion system configured redundantly by a plurality of propulsion devices. Because
An arithmetic and control unit that performs control to hold the hull at a fixed point while performing a limited operation to reduce the amount of water ejected from the propulsion device toward the dropping position of the suspended load.
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