JP6336280B2 - Movable pier - Google Patents
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Description
本発明は、可動式桟橋に関し、さらに詳しくは、予期できない突発的な波動に対しても橋桁部の動揺を抑制できる安定性に優れた可動式桟橋に関するものである。 The present invention relates to a movable pier, and more particularly, to a movable pier excellent in stability capable of suppressing the shaking of a bridge girder portion even in response to unexpected and unexpected waves.
船舶に乗船している人が陸地や水上に突設された構造物等の対象物に移動する場合には、例えば、船舶から延びる可動式桟橋を船舶と対象物との間に架け渡し、この可動式桟橋を渡って移動する。船舶は波動によって絶えず揺動するので、これに伴い可動式桟橋も動揺することになる。それ故、波が荒い場合には可動式桟橋は不安定になる。 When a person on board a ship moves to an object such as a structure projecting on land or water, for example, a movable jetty extending from the ship is bridged between the ship and the object. Move across a movable jetty. Since the ship constantly rocks due to the wave motion, the movable jetty will also rock. Therefore, the movable jetty becomes unstable when the waves are rough.
そこで、例えば、6本のアクチュエータを有するパラレルリンク機構(6自由度モーションベース)を船舶に設置して、この6自由度モーションベースに支持された天板から可動式桟橋を延設することで揺動を抑えることが可能になる。6自由度モーションベースは、独立して伸縮する6本或いは3本のアクチュエータを有していて、これらアクチュエータの伸縮を制御することにより、天板を常に水平な静止状態に維持することができる(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, for example, a parallel link mechanism (six-degree-of-freedom motion base) having six actuators is installed on the ship, and the movable jetty is extended from the top plate supported by the six-degree-of-freedom motion base. It becomes possible to suppress movement. The six-degree-of-freedom motion base has six or three actuators that extend and contract independently, and by controlling the expansion and contraction of these actuators, the top plate can always be maintained in a horizontal stationary state ( For example, see Patent Document 1).
したがって、船舶の揺動(可動式桟橋の揺動)をセンサにより検知し、この検知したデータに基づいて、6自由度モーションベースを構成するアクチュエータを制御することにより、船舶から延設した可動式桟橋の揺動を抑制することができる。ここで、船舶の揺動を検知してからアクチュエータを作動させるまでには若干の時間を要するので、いわゆる追従遅れが生じる。そこで、検知した船舶の揺動データを用いて自己回帰モデルを作成し、このモデルを用いて船舶の揺動を予測した結果をフィードフォワードすることもできる。6自由度モーションベースを構成するアクチュエータに対して、このようなフィードフォワード制御等を行なうことにより、追従遅れが改善されるので、船舶から延設した可動式桟橋の揺動を抑制するには有利になる。しかしながら、実際の海上では、フィードフォワード等により予期できる波動だけでなく予期不能な突発的な波動も発生する。ある程度予期できる波動であれば、6自由度モーションベースを用いることにより、相当の揺動防止効果を得られるが、予期不能な突発的な波動に起因する可動式桟橋の揺動は抑制できないという問題がある。 Therefore, the movable type extended from the ship is detected by detecting the swing of the ship (the swing of the movable jetty) by the sensor and controlling the actuator constituting the 6-DOF motion base based on the detected data. The swing of the pier can be suppressed. Here, since it takes some time to detect the swing of the ship until the actuator is operated, a so-called follow-up delay occurs. Therefore, an autoregressive model can be created using the detected ship rocking data, and the result of predicting the ship rocking using this model can be fed forward. By performing such feed-forward control and the like on the actuator constituting the 6-DOF motion base, the follow-up delay is improved, which is advantageous for suppressing the swing of the movable jetty extending from the ship. become. However, on the actual sea, not only a wave that can be expected due to feedforward or the like, but also an unexpected and unexpected wave occurs. If the wave can be expected to some extent, a 6-DOF motion base can be used to obtain a considerable swing prevention effect, but the swing of the movable jetty caused by an unexpected and unexpected wave cannot be suppressed. There is.
本発明の目的は、予期できない突発的な波動に対しても橋桁部の動揺を抑制できる安定性に優れた可動式桟橋を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a movable jetty excellent in stability capable of suppressing the fluctuation of a bridge girder portion even when unexpected and unexpected waves are generated.
上記目的を達成するため本発明の可動式桟橋は、船舶に設置される6自由度モーションベースと、この6自由度モーションベースにより支持された天板と、この天板の上面から横方向に延長された橋桁部と、前記船舶の揺動を逐次検知するセンサと、このセンサにより検知された揺動データが逐次入力される制御部とを備えた可動式桟橋において、前記橋桁部が複数の分割体を長手方向に接続して構成され、長手方向に隣接する分割体どうしを接続する少なくとも1つの水平回転機構と、長手方向に隣接する分割体どうしを接続する少なくとも1つの上下回転機構とを備え、前記揺動データに基づいて、前記6自由度モーションベースに支持されている天板を水平に維持するように、前記制御部により前記6自由度モーションベースを構成するアクチュエータの伸縮が逐次制御されるとともに、前記水平回転機構を中心にしてこの水平回転機構を介して接続される分割体を水平方向に回動可能にし、前記上下回転機構を中心にしてこの上下回転機構を介して接続される分割体を上下方向に回動可能にした構成にしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the movable jetty of the present invention includes a six-degree-of-freedom motion base installed on a ship, a top plate supported by the six-degree-of-freedom motion base, and a lateral extension from the top surface of the top plate In the movable pier having a bridge girder section , a sensor for sequentially detecting the swing of the ship, and a control section to which the swing data detected by the sensor is sequentially input , the bridge girder section is divided into a plurality of parts. Comprising at least one horizontal rotation mechanism configured to connect the bodies adjacent to each other in the longitudinal direction, and at least one vertical rotation mechanism configured to connect the segments adjacent to each other in the longitudinal direction. , on the basis of the swing data, the 6 so as to maintain the flexibility ceiling plate motion base is supported horizontally, to constitute the 6 DOF motion base by the control unit With expansion and contraction of the actuator is sequentially controlled, and around the horizontal rotation mechanism allows rotating the divided body which is connected via the horizontal rotating mechanism horizontally, the vertical rotation about the vertical rotation mechanism The divided body connected through the mechanism is configured to be rotatable in the vertical direction.
本発明によれば、可動式桟橋を構成する橋桁部を6自由度モーションベースにより支持された天板の上面から横方向に延長したので、6自由度モーションベースによる天板の姿勢制御により、予期できる波動に対して橋桁部の揺動を抑制できる。加えて、橋桁部を複数の分割体を長手方向に接続して構成し、水平回転機構を中心にしてこの水平回転機構を介して接続される分割体を水平方向に回動可能にし、上下回転機構を中心にしてこの上下回転機構を介して接続される分割体を上下方向に回動可能にしたので、予期できない突発的な波動に対しては、水平回転機構および上下回転機構を中心にした分割体の回動によって、橋桁部の動揺を抑制することが可能になる。それ故、従来の可動式桟橋に比して優れた安定性を確保できる。 According to the present invention, the bridge girder constituting the movable jetty is extended laterally from the top surface of the top plate supported by the six-degree-of-freedom motion base. The swing of the bridge girder can be suppressed against the generated wave. In addition, the bridge girder part is constructed by connecting a plurality of divided bodies in the longitudinal direction, and the divided body connected via the horizontal rotating mechanism can be rotated in the horizontal direction around the horizontal rotating mechanism and rotated up and down. Since the split body connected via the vertical rotation mechanism can be rotated in the vertical direction around the mechanism, the horizontal rotation mechanism and the vertical rotation mechanism are mainly used for unexpected and unexpected waves. By rotating the divided body, it is possible to suppress the shaking of the bridge girder. Therefore, excellent stability can be secured as compared with the conventional movable jetty.
ここで、少なくとも1つの分割体を、長手方向に隣接して接続される相手側の分割体に対して長手方向に移動させることにより、前記橋桁部が伸縮する構成にすることもできる。前記水平回転機構による分割体の水平回動範囲角度を150°以上にして、前記水平回転機構を中心にして回動可能に互いに接続される一方の分割体を、他方の分割体の近傍位置まで水平方向に回動させて折り畳める構成にすることもできる。これらの構成によれば、橋桁部を使用しない時はコンパクトに収容することができる。 Here, the bridge girder part can be extended and contracted by moving the at least one divided body in the longitudinal direction with respect to the other divided body connected adjacently in the longitudinal direction. The horizontal rotation range angle of the divided body by the horizontal rotation mechanism is set to 150 ° or more, and one divided body connected to each other so as to be rotatable around the horizontal rotation mechanism is moved to a position near the other divided body. It can also be set as the structure which can be folded by rotating in a horizontal direction. According to these structures, when not using a bridge girder part, it can accommodate compactly.
前記上下回転機構による分割体の上下回動範囲角度を90°以下に規制する規制部材を備えた構成にすることもできる。この構成によれば、上下回転機構を中心として上下に回動する分割体が大きく垂れ下がることを防止できる。それ故、垂れ下がった分割体を水平な位置まで戻すための労力を小さくできる。 It can also be configured to include a regulating member that regulates the vertical rotation range angle of the divided body by the vertical rotation mechanism to 90 ° or less. According to this structure, it can prevent that the division body rotated up and down centering on an up-and-down rotation mechanism droops greatly. Therefore, it is possible to reduce the labor for returning the suspended divided body to the horizontal position.
前記橋桁部の先端に、この橋桁部を接続対象物に接続するためのマグネットを備えた構成にすることもできる。この構成によれば、橋桁部の先端を接続対象物に簡単に固定、或いは、仮固定することができ、接続対象物からの取り外しも容易に行える。 It can also be set as the structure provided with the magnet for connecting this bridge girder part to a connection target object at the front-end | tip of the said bridge girder part. According to this structure, the front-end | tip of a bridge girder part can be easily fixed or temporarily fixed to a connection target object, and can also be removed from a connection target object easily.
以下、本発明の可動式桟橋を図に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the movable jetty of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
図1〜図3に例示する本発明の可動式桟橋1の実施形態は、船舶12の上に配置されている。この可動式桟橋1は、天板6aと基板6bとの間に設置された6自由度モーションベース2と、天板6aの上面から横方向に延長された橋桁部7とを備えている。天板6aに支持板を載置して、この支持板から橋桁部7を延設する構成にすることもできる。
The embodiment of the
6自由度モーションベース2は、6本のアクチュエータ3a〜3fとそれぞれのアクチュエータ3a〜3fを伸縮させる駆動部4a〜4fと、これらアクチュエータ3a〜3f(駆動部4a〜4f)の動作を制御する制御部5とを有している。アクチュエータ3a〜3fには、高い出力が得られる油圧シリンダを用いるとよい。それぞれのアクチュエータ3a〜3fは上端部が回転リンクを介して天板6aに回転可能に接続され、下端部が回転リンクを介して基板6bに回転可能に接続されていて、それぞれが独立に制御されて伸縮できる構成になっている。
The six-degree-of-
また、船舶12の揺動を逐次検知するジャイロセンサ等のセンサ5aも備わっている。センサ5aにより検知された揺動データは制御部5に逐次入力される。それぞれのアクチュエータ3a〜3fの伸縮(伸縮量)は、入力された揺動データに基づいて制御部5により逐次制御されることになる。
Further, a
船舶12が波動により揺動しても、それぞれのアクチュエータ3a〜3fの伸縮を制御することにより、6自由度モーションベース2によって支持された天板6aは、水平を維持することが可能である。即ち、船12に生じるサージ(前後揺)、スウェイ(左右揺)、ヒーブ(上下揺)、ロール(横揺)、ピッチ(縦揺)、ヨー(船首揺)の各揺動を打ち消すように、それぞれのアクチュエータ3a〜3fを伸縮させることによって天板6aを水平に維持することができる。
Even if the
人が通行する通路となる橋桁部7は、複数の分割体7A、7B、7Cが長手方向に接続して構成されている。この実施形態では分割体が3個であるがその数は例えば、2個、4個など適宜の数にすることができる。分割体7A、7B、7Cは、テレスコピック構造になっていて橋桁部7が伸縮する構成になっている。それぞれの分割体7A、7B、7Cの両側側面には手摺りが設けられている。
The
最先端となる分割体7Aの先端には、水上に突設された接続対象物13などに橋桁部7を接続するための接続固定具として機能するマグネット11が備わっている。マグネット11としては強力な固定力を得られる電磁式マグネットが好ましい。マグネット11に代えて、或いは、マグネット11に加えて別の接続固定具を設けることもできる。
A
この実施形態では、長手方向に隣接する分割体7B、7Cどうしが水平回転機構8を介して接続され、長手方向に隣接する分割体7A、7Bどうしが上下回転機構9を介して接続されている。水平回転機構8および上下回転機構9は、それぞれ1個に限らず複数設けることもできる。また、上下回転機構9が水平回転機構8よりも橋桁部7の先端側に配置されているが、水平回転機構8を上下回転機構9よりも先端側に配置した構成にすることもできる。
In this embodiment, the
分割体7B、7Cは図4に例示するように、水平回転機構8を中心にして水平方向に回動可能に接続されている。即ち、分割体7B、7Cに対して上下に直交する回転軸を中心にして分割体7Bがいずれの周方向にも回動できるようになっている。水平回転機構8としては、例えば、回転台やこれに類似した機構を用いることができる。水平回転機構8を中心にした分割体7Bの水平方向の回動範囲角度Aは、30°以上にすることが好ましく、例えばこの角度Aを30°以上180°以下にする。水平左方向、水平右方向それぞれには少なくとも15°以上回動可能にする。
As illustrated in FIG. 4, the divided
分割体7A、7Bは図5に例示するように、上下回転機構9を中心にして上下方向に回動可能に接続されている。即ち、分割体7A、7Bに対して水平に直交する回転軸を中心にして分割体7Aがいずれの周方向にも回動できるようになっている。上下回転機構9としては、例えば、いわゆるヒンジ機構やこれに類似した機構を用いることができる。
As illustrated in FIG. 5, the divided
上下回転機構9を中心にした分割体7Aの上下方向の回動範囲角度Bは、例えば30°以上90°以下にする。上方向、下方向それぞれには少なくとも20°以上回動可能にする。上下方向の回動範囲が過大であると、分割体7Aが大きく垂れ下がることになるので、分割体7Aを水平な位置まで戻すために多大な労力(工数)が必要になる。そのため、上下回転機構9による分割体7A、7Bの上下方向の回動範囲を90°以下に規制する規制部材10を設けるとよい。この実施形態では、分割体7Bの先端部に規制部材10を長手方向に突設して、この規制部材10に分割体7Aの下面が当接してそれ以上回動できない構成になっている。
The rotation range angle B in the vertical direction of the divided
次に、この可動式桟橋1の使用方法を、船舶12から水上に突設された風力発電機の基柱を接続対象物13として、この接続対象物13に乗船している人を移動させる場合を例にして説明する。
Next, the method of using this
まず、接続対象物13と所定の間隔をあけて船舶12を停止させる。次いで、図6、図7に例示するように収縮状態の橋桁部7を、分割体7A、7Bを長手方向に沿って接続対象物13に向かって前進させることにより伸長させる。この実施形態では、水平回転機構8が分割体7Bの下面に固定されていて、分割体7Bとともに水平回転機構8が前進する構成になっている。即ち、水平回転機構8が分割体7Bとともに橋桁部7の長手方向に移動可能に構成されている。
First, the
橋桁部7の先端部が接続対象物13に到達したら、図1、2に例示するように、マグネット11を介して橋桁部7の先端部を接続対象物13に接続して橋桁部7を接続対象物17に固定、或いは仮固定する。マグネット11を用いることにより、橋桁部7と接続対象物13との着脱が容易、迅速に行える。マグネット11の固定力では不十分な場合は、マグネット11に代えて、或いは、マグネット11に加えて別の接続固定具を用いて橋桁部7を接続対象物13に接続、固定する。
When the leading end of the
橋桁部7により船舶12と接続対象物13とが接続された後は、乗船していた人はこの橋桁部7と通じて船舶12と接続対象物13との間を往来する。船舶12はその海域の周期的な波動によって揺動し、これに伴って橋桁部7も揺動することになる。ここで、本発明の可動式桟橋1では、センサ5aにより検知された船舶12の揺動データに基づいて、波動による天板6aの揺動を相殺するように、それぞれのアクチュエータ3a〜3fの伸縮を制御して天板6aの姿勢制御を行なう。これにより、天板6aは概ね水平に維持され、これに伴い、橋桁部7の揺動が抑制される。
After the
センサ5aが船舶12の揺動を検知してからそれぞれのアクチュエータ3a〜3fが実際に伸縮作動するまでには若干の時間を要するので、いわゆる追従遅れが生じる。そこで、センサ5aにより検知した船舶12の揺動データを用いて自己回帰モデルを作成し、このモデルを用いて船舶12の揺動を予測した結果をフィードフォワードするとよい。アクチュエータ3a〜3fに対して、このようなフィードフォワード制御等を行なうことにより、追従遅れが改善されるので橋桁部7の揺動を一段と抑制することができる。即ち、6自由度モーションベース2を用いることにより、ある程度予期可能な波動に対して橋桁部7の揺動を抑制できることになる。
Since it takes some time until the
一方、フィードフォワード等によって予期することができない突発的な波動に対しては、水平回転機構8を中心として分割体7B、7Cが水平回動するとともに、上下回転機構9を中心にして分割体7A、7Bが上下回動する。これらの分割体7A、7Bの回動によって、突発的な波動に起因する橋桁部7の揺動がある程度吸収されるので、複雑な機構を用いることなく、橋桁部7の動揺を抑制することが可能になる。それ故、従来の可動式桟橋に比して優れた安定性を確保できる。
On the other hand, for sudden waves that cannot be anticipated due to feedforward or the like, the
橋桁部7を使用しない時は、図8に例示するように、分割体7A、7Bを長手方向に後退させて橋桁部7を収縮した状態にできる。それ故、橋桁部7が専有するスペースを小さくすることができ、スペースに厳しい制約がある船舶12にとっては非常に有益である。
When the
分割体7A、7Bが長手方向に前進、後退させて橋桁部7を伸縮させる構成にする代わりに、或いは、この構成に加えて、図9に例示する実施形態のように、水平回転機構8による分割体7Bの水平方向の回動範囲角度Aを150°以上した構成にすることもできる。このように、水平方向の回動範囲角度Aを150°以上180°以下に設定して、一方の分割体7Bを他方の分割体7Cの近傍位置まで回動可能にすれば、橋桁部7をコンパクトに折り畳んで収容することができる。尚、分割体7Cに設けられた手摺りが、橋桁部7を折り畳む際に邪魔になる場合は、手摺りを例えば着脱可能な仕様にする。
Instead of or in addition to this configuration in which the divided
上記のように橋桁部7を折り畳んだ後、或いは、折り畳む前に分割体7A、7Bを分割体7Cの長手方向に沿って後退(船舶に近接する方向移動)させると、橋桁部7を一段とコンパクトに収容できる。
After folding the
尚、本発明に用いる6自由度モーションベース2は、実施形態で例示したものに限定されず、6自由度のすべての動きを与えて、天板6aを常に水平な静止状態に維持できるものであればよい。
The six-degree-of-
1 可動式桟橋
2 6自由度モーションベース
3a〜3f アクチュエータ
4a〜4f 駆動部
5 制御部
5a センサ
6a 天板
6b 基板
7 橋桁部
7A、7B、7C 分割体
8 水平回転機構
9 上下回転機構
10 規制部材
11 マグネット(接続固定具)
12 船舶
13 接続対象物
DESCRIPTION OF
12
Claims (5)
前記橋桁部が複数の分割体を長手方向に接続して構成され、長手方向に隣接する分割体どうしを接続する少なくとも1つの水平回転機構と、長手方向に隣接する分割体どうしを接続する少なくとも1つの上下回転機構とを備え、
前記揺動データに基づいて、前記6自由度モーションベースに支持されている天板を水平に維持するように、前記制御部により前記6自由度モーションベースを構成するアクチュエータの伸縮が逐次制御されるとともに、前記水平回転機構を中心にしてこの水平回転機構を介して接続される分割体を水平方向に回動可能にし、前記上下回転機構を中心にしてこの上下回転機構を介して接続される分割体を上下方向に回動可能にした構成にしたことを特徴とする可動式桟橋。 6-degree-of-freedom motion base installed on the ship, a top plate supported by the 6-degree-of-freedom motion base, a bridge girder extending laterally from the top surface of the top board, and the swing of the ship are sequentially detected. In a movable jetty equipped with a sensor that performs and a controller to which swing data detected by the sensor is sequentially input ,
The bridge girder part is configured by connecting a plurality of divided bodies in the longitudinal direction, and at least one horizontal rotating mechanism for connecting the adjacent divided bodies in the longitudinal direction and at least one for connecting the divided bodies adjacent in the longitudinal direction. Two vertical rotation mechanisms,
Based on the swing data, expansion and contraction of the actuators constituting the 6-DOF motion base is sequentially controlled by the control unit so as to keep the top plate supported by the 6-DOF motion base horizontal. In addition, the divided body connected through the horizontal rotation mechanism about the horizontal rotation mechanism can be rotated in the horizontal direction, and the division body connected through the vertical rotation mechanism about the vertical rotation mechanism. A movable jetty characterized in that the body can be rotated in the vertical direction.
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