JP6369671B2 - デッキクレーンシステム、船舶および制御方法 - Google Patents
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また、複数のデッキクレーンによって一つの貨物を載置面へ着地させる際、ジブ先端の並ぶ向きが貨物を載置すべき向きに対して水平方向にねじれていると、貨物を正しい向きに載置できず、載置後の貨物が不安定になるなどの危険が生じる可能性がある。貨物が載置すべき向きに対して垂直方向にねじれていても、載置によって正しい向きに修正され得るのに対し、水平方向のねじれの場合は、載置によっても修正されない可能性がある。
前記クレーン本体は、前記貨物を船側の載置面と陸側の載置面との間で移動させ、前記補正駆動制御部は、前記フックが船上に位置する場合、前記フックの相対位置関係を船側の載置面に応じた相対位置関係にし、前記フックが船外に位置する場合、前記フックの相対位置関係を陸側の載置面に応じた相対位置関係にするようにしてもよい。
まず、図1〜図3を参照して、本実施形態におけるデッキクレーンシステムの構成について説明する。図1は、本実施形態の船舶におけるクレーンの配置例を示す概略外形図である。図2は、本実施形態におけるデッキクレーンシステムの機能構成を示す概略ブロック図である。図3は、本実施形態における制御装置の機能構成を示す概略ブロック図である。
デッキクレーンシステム4は、図1に示すようにクレーン本体5を備えている。
クレーン本体5は、船舶本体2に対して固定されたベース部51と、ベース部51の上端に旋回可能に装着された旋回塔52とを備えている。この旋回塔52は、昇降可能に構成されたジブ53を有している。また、旋回塔52は、その頭頂部からジブ53の先端部を介して垂下可能なワイヤ54を備えている。また、ワイヤ54の先端にはフック55が装着されるとともに、フック55の先端には長尺状貨物3を保持するための吊りビーム56が装着されている。
駆動部6が動作することでワイヤ54が巻き取り又は繰り出され、これによってフック55が鉛直方向および水平方向に移動する。その結果、吊りビーム56によって懸架された荷役対象を鉛直方向に昇降させ、また、水平方向に移動させることができる。
同期駆動制御部71、補正駆動制御部72および個別駆動制御部73には、操作部8から特定の操作指令が入力される。同期駆動制御部71、補正駆動制御部72および個別駆動制御部73は、これら操作指令に基づいて駆動部6を駆動させる制御を行う。
相対位置関係記憶部74には、船舶本体2の操作部8から相対位置関係記憶指令が入力される。相対位置関係記憶部74は、この相対位置関係記憶指令に基づいて複数のフック55の相対位置関係を記憶する。
相対位置関係記憶部74は、操作部8から相対位置関係記憶指令が入力されることにより、互いに異なる載置面に対してそれぞれ長尺状貨物3を安定載置可能な複数の相対位置関係を記憶する。また、相対位置関係記憶部74には、複数の相対位置関係を予め記憶させておくこともできる。
本実施形態において、相対位置関係記憶部74は、予め船舶本体2上の載置面に対して平行な同一平面状に複数のフック55が位置する相対位置関係を記憶しているものとする。
特に、操作部8は、同期モードにおいて操作用レバーによるユーザ操作を受けた場合、制御装置7の同期駆動制御部71へ同期指令を出力する。ここでいう同期モードとは、複数のクレーン本体5を同期して動作させるモードである。また、ここでいう同期指令とは、複数のクレーン本体5を同期して動作させる指令である。
また、操作部8は、個別モードにおいて操作用レバーによるユーザ操作を受けた場合、個別駆動制御部73へ個別指令を出力する。ここでいう個別モードとは、クレーン本体5を個別に動作させるモードである。また、ここでいう個別指令とは、クレーン本体5を個別に動作させる指令である。
なお、本実施形態では、図2に示すように、船舶本体2に遠隔操作部64が設けられている。この遠隔操作部64は、上記操作部8と同様の構成をなしており、スリップリング62を介して制御装置7に接続されている。遠隔操作部64は、運転員の操作を受けると、操作部8の場合と同様の指令を制御装置7に出力する。
ここで、相対位置関係とは、複数のフック55が旋回塔52から繰り出されている距離それぞれの間の水平方向および鉛直方向の相対的な差を一つの組として表したものである。例えば、相対位置関係記憶部74は、ジブ53の傾きの各クレーン本体5についての組み合わせを、フック55の水平方向の相対位置関係として記憶する。また、相対位置関係記憶部74は、複数のフック55のうちの1つを基準として、それぞれのフック55が旋回塔52から繰り出されている距離と、基準としたフック55が旋回塔52から繰り出されている距離との差の、各クレーン本体5についての組み合わせを、フック55の鉛直方向の相対位置関係として記憶する。
相対位置関係記憶部74は、操作部8から相対位置関係記憶指令を受けると、フック55の現状の相対位置関係を記憶する。特に、相対位置関係記憶部74は、複数の相対位置関係を記憶することができる。
図4〜図10に、積荷の際のフックの位置の遷移の例を示す。これらの図では、陸側にある長尺状貨物3を船上に積載する場合の例における、船舶本体2、旋回塔52、ジブ53、フック55、および長尺状貨物3の各位置が示されている。
図4の状態において、運転員は、同期モードに設定し、フック55を長尺状貨物3に近付けるようレバー操作を行う。上述したように、ここでいう同期モードはクレーン本体5が互いに同期して動作するモードである。具体的には、同期モードでは、クレーンの動作(ジブ53の傾きの変更、ワイヤ54の巻き上げや巻き下げ等)が、各クレーン本体5で同様に行われる。
運転員の操作に従って同期駆動制御部71が、各クレーンの駆動部6を制御して3台のクレーンを同期して動作させ、フック55を長尺状貨物3に近付ける。
かかる位置調整により、各クレーン本体5が同期してワイヤ54を巻き上げて長尺状貨物3を吊り上げる際、長尺状貨物3は真上に吊り上げられる。すなわち、フック55の相対位置関係が、長尺状貨物3が吊り上げられた状態と長尺状貨物3が載置されかつ玉掛けされている状態とで同じ位置関係になる。
そして、作業員が玉掛けを行う。
上述したように、例えば相対位置関係記憶部74は、ジブ53の傾きの各クレーン本体5についての組み合わせを、フック55の水平方向の相対位置関係として記憶する。また、相対位置関係記憶部74は、複数のフック55のうちの1つを基準として、それぞれのフック55が旋回塔52から繰り出されている距離と、基準としたフック55が旋回塔52から繰り出されている距離との差の、各クレーン本体5についての組み合わせを、フック55の鉛直方向の相対位置関係として記憶する。
そして、長尺状貨物3が安全な高さに達した後、補正駆動制御部72が各駆動部6を制御して、フック55の相対位置関係を、水平方向・鉛直方向共に船側の相対位置関係に変更する。
なお、図4〜図11の操作の開始前に、操作部8により個別操作指令を行い各フック55の位置関係を船側の相対位置関係にしてから当該船側の相対位置関係を相対位置関係記憶部74に記憶させておいてもよい。
制御装置7が、運転員による操作用レバーの操作に従って駆動部6を駆動させる際、補正駆動制御部72は、船側同期モードの設定に応じて、フック55の相対位置関係が船側の相対位置関係になるように駆動部6を制御する。
さらには、同期モードの設定を不要として、補正駆動制御部72が自動的に相対位置関係の調整(駆動部6に対する制御)を行うようにしてもよい。例えば、フック55が船上に位置する場合(従って、ジブ53の先端が船上に位置する場合)、補正駆動制御部72が、フック55の相対位置関係を船側の相対位置関係となるよう調整するようにしてもよい。
一方、フック55が船外に位置する場合(従って、ジブ53の先端が船外に位置する場合)、補正駆動制御部72が、フック55の相対位置関係を陸側の相対位置関係となるよう調整するようにしてもよい。
なお、船側の相対位置関係と陸側の相対地関係との切替は、長尺貨物3が空中にある限りどのタイミングでおこなってもよい。
図8は、長尺状貨物3がホールドの上へ移動した状態の例を示す説明図である。同図(A)、(B)は、それぞれ、長尺状貨物3がホールドの上へ移動した状態におけるフック55の水平方向、鉛直方向の位置の例を示している。同期駆動制御部71は、各駆動部6を制御して長尺状貨物3をそのまま降下させてホールドに載置させる。なお、運転員は、必要に応じて個別モードにてフックの位置の微調整を行う。
作業員が玉掛けを外した後、さらに積荷対象の長尺状貨物3があれば、運転員は、同期モードにてフック55を陸側へ移動させるようレバー操作を行う。当該操作に従って、同期駆動制御部71は、各駆動部6を制御して3台のクレーンを同期して動作させ、フック55を陸側の長尺状貨物3に近付ける。
ここでの陸側の相対位置関係は、図6を参照して説明したように、先の積荷動作の際に相対位置関係記憶部74が予め記憶している。そして、フック55を陸側へ移動させる操作を行う際、運転員は、陸側同期モードに設定しておく。ここでいう陸側同期モードは、陸側の相対位置関係への変更を指示する同期モードである。これにより、制御装置7が、運転員による操作用レバーの操作に従って駆動部6を駆動させる際、補正駆動制御部72が、フック55の相対位置関係を陸側の相対位置関係に変更する。
図10は、フック55が長尺状貨物3の上へ移動した状態の例を示す説明図である。同図(A)、(B)は、それぞれ、フック55が長尺状貨物3の上へ移動した状態におけるフック55の水平方向、鉛直方向の位置の例を示している。同期駆動制御部71は、各駆動部6を制御してフック55をそのまま玉掛け可能な位置まで降下させる。なお、運転員は、必要に応じて個別モードにてフックの位置の微調整を行う。
以後、積荷対象の長尺状貨物3が無くなるまで、図7〜図10を参照して説明した動作を繰り返す。
積荷作業が始まると、同期駆動制御部71は、同期モードでの運転員の操作に従って各駆動部6を制御して3台のクレーンを同期して動作させ、フック55を長尺状貨物3に近付ける(ステップS101)。これにより、フック55は、図4に例示される積荷開始の位置から、図5に例示されるように長尺状貨物3に近付く。
また、玉掛けが完了した後、同期駆動制御部71は、同期モードでの運転員の操作に従って各駆動部6を制御して、3台のクレーンを同期して動作させ、長尺状貨物3を吊り上げる(ステップS104)。そして、長尺状貨物3が安全な高さに達した後、補正駆動制御部72が各駆動部6を制御して、フック55の相対位置関係を、水平方向・鉛直方向共に船側の相対位置関係に変更する(ステップS105)。これにより、図7に例示されるように、フック55の相対位置関係が船側の相対位置関係になる。
積荷対象の貨物が残っていない場合(ステップS107:NO)、積荷作業完了となり、デッキクレーンシステム4は図11の処理を終了する。
その後、ステップS104へ戻る。
図12〜図17に、荷卸しの際のフックの位置の遷移の例を示す。これらの図では、船上にある長尺状貨物3を陸側に荷卸しする場合の例における、船舶本体2、旋回塔52、ジブ53、フック55、および長尺状貨物3の各位置が示されている。
そして、同期駆動制御部71は各駆動部6を制御して、各ジブ53の傾きを同期をとって変更する(すなわち、他のジブ53と同じように変更する)ことで、各ジブ53の先端を、吊りビーム56にて長尺状貨物3を支持する位置の真上に位置させる。
作業員が玉掛けを行った後、運転員は同期モードにて、長尺状貨物3を陸側へ移動させるようレバー操作を行う。当該操作に従って、同期駆動制御部71は各駆動部6を制御して、地切りの後、長尺状貨物3をさらに吊り上げ、長尺状貨物3を陸側へ移動させる。図12(D)は、長尺状貨物3を吊り上げた状態におけるフック55の鉛直方向の位置の例を示している。
次に、運転員は個別モードに設定し、長尺状貨物3を荷卸し予定位置に着床させるようレバー操作を行う。当該操作に従って、個別駆動制御部73は各駆動部6を制御して、長尺状貨物3を荷卸し予定位置に移動させ着床させる。
また、フック55の巻き上げ以後のいずれかのタイミングで、補正駆動制御部72が各駆動部6を制御して、フック55の相対位置関係を船側の相対位置関係に変更する。
図16は、フック55が長尺状貨物3の上へ移動した状態の例を示す説明図である。同図(A)、(B)は、それぞれ、フック55が長尺状貨物3の上へ移動した状態におけるフック55の水平方向、鉛直方向の位置の例を示している。同期駆動制御部71は、各駆動部6を制御してフック55をそのまま玉掛け可能な位置まで降下させる。なお、運転員は、必要に応じて個別モードにてフックの位置の微調整を行う。
また、長尺状貨物3が安全な高さに達した後のいずれかのタイミングで、補正駆動制御部72が各駆動部6を制御して、フック55の相対位置関係を、水平方向・鉛直方向共に陸側の相対位置関係に変更する。
図17は、フック55の相対位置関係が陸側の相対位置関係となった状態の例を示す説明図である。同図(A)、(B)は、それぞれ、フック55の相対位置関係が陸側の相対位置関係となった状態におけるフック55の水平方向、鉛直方向の位置の例を示している。
次に、運転員は個別モードに設定し、長尺状貨物3を荷卸し予定位置(例えば、先に荷卸しした長尺状貨物3の隣)に着床させるようレバー操作を行う。当該操作に従って、個別駆動制御部73は各駆動部6を制御して、図14に例示されるのと同様、長尺状貨物3を荷卸し予定位置に移動させ着床させる。
また、フック55の巻き上げ以後のいずれかのタイミングで、補正駆動制御部72が各駆動部6を制御して、フック55の相対位置関係を船側の相対位置関係に変更する。
以後、荷卸し対象の長尺状貨物3が無くなるまで、図14〜図17を参照して説明した動作を繰り返す。
荷卸し作業が始まると、同期駆動制御部71および補正駆動制御部72は、船側同期モードでの運転員の操作に従って、フック55を長尺状貨物3に近付ける(ステップS201)。例えば、補正駆動制御部72が各駆動部6を制御して、フック55の相対位置関係を船側の相対位置関係に設定する。そして、同期駆動制御部71は各駆動部6を制御して、各ジブ53の傾きを同期をとって変更することで、図12に例示されるように、各ジブ53の先端を、吊りビーム56にて長尺状貨物3を支持する位置の真上に位置させる。
玉掛けが行われた後、同期駆動制御部71は、同期モードでの運転員の操作に従って駆動部6を制御して、図13に示される例のように、長尺状貨物3を陸側へ移動させ、さらに長尺状貨物3を地面付近まで降下させる(ステップS203)。
そして、相対位置関係記憶部74は、運転員の相対位置関係記憶ボタン押下に従って、水平方向、鉛直方向の各々についてフック55の相対位置関係を陸側の相対位置関係として記憶する(ステップS205)。
また、玉掛けが外された後、同期駆動制御部71および補正駆動制御部72は、フック55を船側へ移動させると共に、フック55の相対位置関係を船側の相対位置関係にする(ステップS206)。具体的には、同期駆動制御部71は、玉掛けが外された後、同期モードでの運転員の操作に従って各駆動部6を制御して、フック55を船側へ移動させる。また、補正駆動制御部72は各駆動部6を制御して、フック55の相対位置関係を船側の相対位置関係に変更する。これにより、図15に例示されるように、フック55の相対位置関係が船側の相対位置関係になる。
一方、荷卸し対象の貨物が残っている場合(ステップS207:YES)、同期駆動制御部71は、同期モードでの運転員の操作に従って各駆動部6を制御して、フック55を玉掛け可能な位置へ移動させる(ステップS208)。具体的には、同期駆動制御部71は各駆動部6を制御して、図16に例示されるようにフック55を長尺状貨物3の上へ平行移動させ、さらにフック55を玉掛け可能な位置まで降下させる。
以下では、ジブ53の傾きが、水平に近い状態から鉛直に近い状態へと変化する場合を例に、フック55の高さの変化について説明する。
また、ジブ53の傾きが鉛直に近い状態の状態におけるジブ53の先端のシーブと旋回塔52側のシーブとの距離をD21およびD22とし、ジブの先端からフック55の位置までの距離をD23とする。
また、ジブ53の傾きが変化した際のジブ53の先端の高さの変化をD31とし、フック55の高さの変化をD32とする。
図19において、ジブ53の傾きが鉛直に近い状態の方が、ジブ53の傾きが水平に近い状態よりも、ジブ53の先端のシーブと旋回塔52側のシーブとの距離が短くなっている。すなわち、距離D21やD22の方が、距離D11やD12よりも短くなっている。
同図の例において、ウインチ(Hoisting Winch)側からフック55へは、ワイヤ54が、シーブ間の往復なしに(従って、1本)張られている。これに対し、固定端側からフック55へは、ワイヤ54が、シーブ間を2往復半して(従って、5本)張られている。また、フック55とジブ53の先端のシーブとの間は1往復(従って2本)と数えられる。
D11×1 + D12×5 + D13×2
となる。
ここで、ジブの傾きが変化する際、ウインチを動作させないこととする。従って、ジブの傾きが変化する前後でワイヤ54の長さは一定である。
D21×1 + D22×5 + D23×2
となる。従って、
D11×1 + D12×5 + D13×2 = D21×1 + D22×5 + D23×2
との関係が得られる。
この距離D23と距離D13との差(距離D31)により、ジブの傾きが水平に近い状態から鉛直に近い状態へと変化した際の、フック55の鉛直方向の移動距離(距離D32)を小さくすることができる。特に、図20に例示するように、ワイヤを張る本数を調整することで、フック55の鉛直方向の移動距離(距離D32)を小さくすることができ、フック55をほぼ水平に移動させることができる。
もっとも、ジブ53の傾きの変化に応じてフック55の高さが多少は変化する。そこで、フック55の位置を調整する際、まず、ジブ53の傾きを変化させてフック55の水平方向の位置を調整した後、ウインチの動作にてワイヤ54の長さを変化させてフック55の鉛直方向の位置を調整することが好ましい。
これにより、デッキクレーンシステム4では、ジブ53の先端の並ぶ向きが貨物の向きに対してねじれていることに起因して、デッキクレーン(クレーン本体5)が貨物を持ち上げた際にねじれを戻す回転運動が生じ、貨物が周囲の人や物に当たるなどの危険を回避し得る。また、デッキクレーンシステム4では、貨物を載置面へ着地させる際、ジブ先端の並ぶ向きが貨物を載置すべき向きに対してねじれていることに起因して、貨物を正しい向きに載置できず、載置後の貨物が不安定になるなどの危険を回避し得る。
この点において、デッキクレーンシステム4では、より安全に貨物を載置面から持ち上げ又は載置面へ着地させることができる。
なお、船側同期モードの設定や陸側同期モードの設定が、補正指令操作の例に該当する。また、個別モードにおける操作レバーの操作が、個別指令操作の例に該当する。
これにより、補正駆動制御部72は、相対位置関係記憶部74の記憶する複数の相対位置関係のうち対象となる載置面に応じた相対位置関係を読み出すことで、フック55の相対位置関係の調整を容易に行い得る。
これにより、運転員はクレーン本体5を操作してフック55の相対位置関係を設定して相対位置関係記憶部74に記憶させればよく、相対位置関係記憶部74に相対位置関係を記憶させるために当該相対遺体関係をデータにて入力する必要がない。この点において、デッキクレーンシステム4では運転員の負担を軽減させることができる。
また、上記プログラムは、前述した各処理部の機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
2 船舶本体
3 長尺状貨物(貨物)
4 デッキクレーンシステム
5 クレーン本体
6 駆動部
7 制御装置
8 操作部
9 傾斜センサ
10 陸地
51 ベース部
52 旋回塔
53 ジブ
54 ワイヤ
55 フック
56 吊りビーム
61 中継装置
62 スリップリング
63 センサ
64 遠隔操作部
71 同期駆動制御部
72 補正駆動制御部
73 個別駆動制御部
74 相対位置関係記憶部
Claims (6)
- 鉛直方向および水平方向に移動可能なフックをそれぞれ有し、前記フックによって同一の貨物を昇降させる複数のクレーン本体と、
前記クレーン本体毎に設けられて、それぞれ前記フックを移動させる駆動部と、
前記フックの移動を指示する操作を受ける操作部と、
前記操作部が受けた操作に応じて複数の前記駆動部を制御する制御装置と、を具備し、
前記制御装置は、
前記操作部が補正指令操作を受けると、複数の前記フックの相対位置関係が少なくとも水平方向について貨物が吊り上げられた状態と当該貨物が載置されかつ玉掛けされている状態とで同じ位置関係になるように、前記駆動部を制御する補正駆動制御部と、
互いに異なる載置面に対してそれぞれ前記相対位置関係を記憶する相対位置関係記憶部と、を具備し、
前記補正駆動制御部は、前記駆動部を制御して、複数の前記フックの相対位置関係を前記貨物の移動元の載置面に応じた相対位置関係から前記貨物の移動先の載置面に応じた相対位置関係へ切り替える、デッキクレーンシステム。 - 前記補正駆動制御部は、安全な高さに設定されている所定の高さに前記フックが達したことをトリガとして、前記フックの相対位置関係を切り替える、請求項1に記載のデッキクレーンシステム。
- 前記クレーン本体は、前記貨物を船側の載置面と陸側の載置面との間で移動させ、
前記補正駆動制御部は、前記フックが船上に位置する場合、前記フックの相対位置関係を船側の載置面に応じた相対位置関係にし、前記フックが船外に位置する場合、前記フックの相対位置関係を陸側の載置面に応じた相対位置関係にする、
請求項1に記載のデッキクレーンシステム。 - 前記制御装置は、
前記操作部が個別指令操作を受けると、複数の前記フックが個別に移動するよう前記駆動部を駆動させる個別駆動制御部をさらに具備し、
前記相対位置関係記憶部は、前記個別駆動制御部の制御によって前記フックが移動されることにより設定される前記相対位置関係を記憶可能である、請求項1から3のいずれか一項に記載のデッキクレーンシステム。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載のデッキクレーンシステムと、
該デッキクレーンシステムが設けられる船舶本体と、を具備する船舶。 - 鉛直方向および水平方向に移動可能なフックをそれぞれ有し、前記フックによって同一の貨物を昇降させる複数のクレーン本体と、
前記クレーン本体毎に設けられて、それぞれ前記フックを移動させる駆動部と、
前記フックの移動を指示する操作を受ける操作部と、
前記操作部が受けた操作に応じて複数の前記駆動部を制御する制御装置と、を具備し、
前記制御装置が、互いに異なる載置面に対してそれぞれ複数の前記フックの相対位置関係を記憶する相対位置関係記憶部を具備するデッキクレーンシステムの制御方法であって、
前記制御装置が、前記操作部が補正指令操作を受けると、複数の前記フックの相対位置関係が少なくとも水平方向について貨物が吊り上げられた状態と当該貨物が載置されかつ玉掛けされている状態とで同じ位置関係になるように、前記駆動部を制御するステップと、
前記制御装置が、前記駆動部を制御して、複数の前記フックの相対位置関係を前記貨物の移動元の載置面に応じた相対位置関係から前記貨物の移動先の載置面に応じた相対位置関係へ切り替えるステップと、を有する制御方法。
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