JP6904649B2 - Caisson position adjustment system and caisson position adjustment method - Google Patents
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Description
本発明は、水面に浮上した平面視矩形のケーソンの平面方向の位置及び向きを調整するケーソン位置調整システム及びケーソン位置調整方法に関するものである。 The present invention relates to a caisson position adjusting system and a caisson position adjusting method for adjusting the position and orientation of a rectangular caisson in a plan view floating on a water surface in a plane direction.
ケーソンを水中等の所定の位置に据付ける際には、一般的に、浮上状態で水中ポンプによりケーソンの枡への注水を行い、ケーソンを所定の重量にして安定させ、所定の位置へケーソンを曳航、誘導した後、更に注水を行ってケーソンを沈降させ、据付を行う方法が用いられる。この際、ケーソンを目標とする位置に可能な限り正確に据付けることが要求されるため、作業管理者は、ケーソンの枡への注水管理を行うと共に、ケーソンの傾斜等の計測結果に基づいて、ケーソンの誘導を行っている。このようなケーソンの据付に関し、本出願人は、ケーソンを所定の位置に誘導するために必要な情報と、ケーソンの全ての枡への注水を管理するために必要な情報とを算出して、ケーソンの誘導を補助するシステム及び方法について、先に出願をしている(特許文献1参照)。 When installing a caisson in a predetermined position such as underwater, in general, water is injected into the caisson's basin with a submersible pump in a floating state to stabilize the caisson at a predetermined weight, and then move the caisson to a predetermined position. After towing and guiding, a method is used in which water is further injected to settle the caisson and then the caisson is installed. At this time, since it is required to install the caisson at the target position as accurately as possible, the work manager manages the water injection into the caisson's basin and based on the measurement results such as the inclination of the caisson. , Caisson is being guided. Regarding the installation of such a caisson, the applicant has calculated the information necessary to guide the caisson to a predetermined position and the information necessary to manage the water injection into all the caisson boxes. An application has been filed earlier for a system and method for assisting caisson guidance (see Patent Document 1).
ここで、上述した従来のシステム及び方法において、ケーソンを移動するための手段として複数のワイヤ及びウィンチを利用する場合は、ケーソンを移動する際、システムによって算出された情報が作業指揮者により確認され、ウィンチを遠隔操作する作業員に対して作業指揮者から指示が出されることになる。このように、作業者による伝達作業を介し、更に作業者によりウィンチが操作されると、情報の算出から実際にウィンチが作動するまでの間にタイムラグが生じ、又、作業者による誤操作の虞もあるため、適切な位置にケーソンを移動できない場合がある。更に、作業者のウィンチ操作によるケーソンの移動は、ケーソンを移動させる方向と反対方向にあるワイヤがウィンチの繰り出し操作を受けて緩められた状態で、ケーソンを移動させる方向にあるワイヤが、ウィンチの巻き取り操作を受けて巻き取られることによって行われる。このような作業が、ケーソンの移動量に応じて繰り返し実行されるため、ワイヤの絡まりやキンクの発生が懸念される。 Here, in the conventional system and method described above, when a plurality of wires and winches are used as means for moving the caisson, the information calculated by the system is confirmed by the work commander when moving the caisson. , The work commander will give instructions to the worker who remotely controls the winch. In this way, if the winch is further operated by the operator through the transmission work by the operator, a time lag occurs between the calculation of the information and the actual operation of the winch, and there is a risk of erroneous operation by the operator. Therefore, it may not be possible to move the caisson to the proper position. Further, in the movement of the caisson by the winch operation of the operator, the wire in the direction of moving the caisson is the winch while the wire in the direction opposite to the direction in which the caisson is moved is loosened by the winch feeding operation. It is performed by receiving a winding operation and winding it. Since such work is repeatedly executed according to the amount of movement of the caisson, there is a concern that wires may be entangled or kink may occur.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ケーソンの位置調整をより精度よく行うことにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to adjust the position of a caisson more accurately.
(発明の態様)
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
(Aspect of the invention)
The following aspects of the invention exemplify the configurations of the present invention, and will be described separately in order to facilitate understanding of the various configurations of the present invention. Each section does not limit the technical scope of the present invention, and some of the components of each section are replaced, deleted, or the like while taking into consideration the best mode for carrying out the invention. Those to which the above-mentioned components are added can also be included in the technical scope of the present invention.
(1)水面に浮上した複数の側面を有するケーソンの平面方向の位置及び向きを調整するシステムであって、前記ケーソン上に設置されるACサーボモータ式の4台のウィンチと、一端が前記ケーソンの周囲4箇所の水底に沈設されたシンカーの各々に固定され、他端が前記4台のウィンチの各々により巻き取り及び繰り出しされる4本のワイヤと、前記ケーソンの平面方向の位置及び向きを計測する位置計測手段と、前記4台のウィンチの動作を制御するウィンチ制御手段と、前記位置計測手段の計測結果に基づき、前記ケーソンを所定の目標位置及び向きまで移動するための、前記4台のウィンチの各々の動作を導出し、該導出した動作を前記4台のウィンチに行わせるための動作指令を、前記ウィンチ制御手段に出力するシステム制御部と、を含むケーソン位置調整システム。 (1) A system for adjusting the position and orientation of a caseon having a plurality of side surfaces floating on the water surface in the plane direction, the four AC servomotor type winches installed on the caseon, and one end of the caseon. The four wires fixed to each of the sinkers sunk on the bottom of the water at four locations around the winch, and the other end is wound and unwound by each of the four winches, and the position and orientation of the cason in the plane direction. The four units for moving the cason to a predetermined target position and direction based on the measurement results of the position measuring means to be measured, the winch control means for controlling the operation of the four winches, and the position measuring means. of deriving the operation of each of the winch, the operation command for causing the operation that issued conductor to the four winches, caisson positioning system comprising: a system controller for outputting to the winch control means.
本項に記載のケーソン位置調整システムは、ケーソンの据付作業時等に、水面に浮上したケーソンの平面方向の位置及び向きを調整するものであり、ケーソンを移動する手段として、ケーソン上に設置されるACサーボモータ式の4台のウィンチと、4台のウィンチの各々により巻き取り及び繰り出しされる4本のワイヤとを備えている。4本のワイヤは、ウィンチに接続された端部と反対側の端部が、ケーソンの周囲4箇所の水底に沈設されたシンカーに固定されている。このような構成により、4台のウィンチによってワイヤの巻き取りや繰り出しが行なわれることで、主に巻き取られたワイヤが固定されたシンカーの方向へと、ケーソンが移動される。 The caisson position adjustment system described in this section adjusts the position and orientation of the caisson floating on the water surface in the plane direction during the installation work of the caisson, and is installed on the caisson as a means for moving the caisson. It is provided with four AC servomotor type winches and four wires wound and unwound by each of the four winches. The four wires are fixed to sinkers whose ends opposite to the end connected to the winch are sunk in four places around the caisson. With such a configuration, the wire is wound and unwound by the four winches, so that the caisson is mainly moved toward the sinker to which the wound wire is fixed.
更に、本項に記載のケーソン位置調整システムは、位置計測手段、ウィンチ制御手段、及び、システム制御部を含んでいる。位置計測手段は、ケーソンの平面方向の位置及び向きを計測するものであり、計測するケーソンの位置及び向きとしては、所定の位置及び向きを基準とした相対的なものであってもよく、絶対的なものであってもよい。ウィンチ制御手段は、4台のウィンチの動作を制御するものであり、後述するように、システム制御部から出力される動作指令を受けて、4台のウィンチの各々の動作を制御する。すなわち、ウィンチ制御手段は、主に、各ウィンチのACサーボモータを制御するように構成されている。 Further, the caisson position adjusting system described in this section includes a position measuring means, a winch control means, and a system control unit. The position measuring means measures the position and orientation of the caisson in the plane direction, and the position and orientation of the caisson to be measured may be relative to a predetermined position and orientation, and is absolute. It may be a typical one. The winch control means controls the operation of the four winches, and as will be described later, controls the operation of each of the four winches in response to an operation command output from the system control unit. That is, the winch control means is mainly configured to control the AC servomotor of each winch.
一方、システム制御部は、位置計測手段により計測されるケーソンの平面方向の位置及び向きに基づいて、ケーソンを所定の目標位置及び向きまで移動するための、4台のウィンチの各々の動作を導出する。この際、システム制御部は、所定の目標位置及び向きが予め設定されていることで、ケーソンの現在の位置及び向きと目標位置及び向きとから、4台のウィンチの動作を導出する。そして、システム制御部は、上述したように、導出した4台のウィンチの動作を各ウィンチに行わせるための動作指令を、ウィンチ制御手段に対して出力するものである。 On the other hand, the system control unit derives the operation of each of the four winches for moving the caisson to a predetermined target position and direction based on the position and orientation of the caisson in the plane direction measured by the position measuring means. do. At this time, the system control unit derives the operation of the four winches from the current position and orientation of the caisson and the target position and orientation by setting a predetermined target position and orientation in advance. Then, as described above, the system control unit outputs an operation command for causing each winch to perform the operation of the four derived winches to the winch control means.
すなわち、本項に記載のケーソン位置調整システムは、位置計測手段によるケーソンの平面方向の位置及び向きの計測、システム制御部によるケーソンを所定の目標位置及び向きに移動するための各ウィンチ動作の導出、及び、ウィンチ制御手段による4台のウィンチの動作制御が、人手を介さずに実行される。これによって、ケーソンの位置調整の自動化が実現されるため、ケーソンの位置及び向きの計測から実際にウィンチが作動するまでの間のタイムラグがほとんど生じなくなり、又、作業者によるウィンチの誤操作の虞がなくなる。更に、ウィンチ制御手段によってACサーボモータ式のウィンチを制御するため、ウィンチ制御が高精度に行われることになる。これらの作用が相まって、ケーソンの位置調整がより精度よく行われるものである。 That is, the caisson position adjustment system described in this section measures the position and orientation of the caisson in the plane direction by the position measuring means, and derives each winch operation for moving the caisson to a predetermined target position and direction by the system control unit. , And the operation control of the four winches by the winch control means is executed without human intervention. As a result, the position adjustment of the caisson is automated, so that there is almost no time lag between the measurement of the position and orientation of the caisson and the actual operation of the winch, and there is a risk of erroneous operation of the winch by the operator. It disappears. Further, since the AC servomotor type winch is controlled by the winch control means, the winch control is performed with high accuracy. Combined with these actions, the position of the caisson is adjusted more accurately.
(2)上記(1)項において、前記システム制御部は、前記4台のウィンチの各々の動作として、ブレーキをかけて前記ワイヤの巻き取りと繰り出しとの双方を抑止するホールド動作と、ウィンチのトルク値を上げて前記ワイヤの巻き取りを可能な状態にするトルクアップ動作と、ウィンチのトルク値を下げて前記ワイヤの繰り出しを可能な状態にするトルクダウン動作との、3つの動作の中のいずれか1つを導出し、この際、前記トルクアップ動作を行うウィンチと、前記トルクダウン動作を行うウィンチとが、少なくとも1台ずつ含まれるように導出するケーソン位置調整システム(請求項1)。 (2) In the above item (1), as the operation of each of the four winches, the system control unit applies a brake to suppress both winding and unwinding of the wire, and a winch. Of the three operations, a torque-up operation that raises the torque value to enable winding of the wire and a torque-down operation that lowers the winch torque value to enable the wire to be unwound. A Kason position adjustment system (claim 1 ) that derives any one of them, and at this time, derives the winch that performs the torque-up operation and the winch that performs the torque-down operation so as to include at least one winch.
本項に記載のケーソン位置調整システムは、システム制御部が4台のウィンチの動作を導出する際に、4台のウィンチの各々の動作として、ホールド動作とトルクアップ動作とトルクダウン動作との、3つの動作の中のいずれか1つを導出するものである。ホールド動作は、ウィンチのブレーキをかけることで、ワイヤの巻き取りと繰り出しとの双方を抑止する動作である。これに対し、トルクアップ動作は、ウィンチのトルク値を上げることで、ワイヤの巻き取りを可能な状態にする動作であり、トルクダウン動作は、ウィンチのトルク値を下げることで、ワイヤの繰り出しを可能な状態にする動作である。更に、システム制御部は、4台のウィンチの中に、トルクアップ動作を行うウィンチと、トルクダウン動作を行うウィンチとが、少なくとも1台ずつ含まれるように導出する。 In the caisson position adjustment system described in this section, when the system control unit derives the operation of the four winches, the operation of each of the four winches is a hold operation, a torque up operation, and a torque down operation. It derives any one of the three operations. The hold operation is an operation of suppressing both winding and unwinding of the wire by applying the winch brake. On the other hand, the torque-up operation is an operation in which the wire can be wound by increasing the torque value of the winch, and the torque-down operation is an operation in which the wire is unwound by decreasing the torque value of the winch. It is an operation to make it possible. Further, the system control unit derives the four winches so that at least one winch for torque-up operation and one winch for torque-down operation are included in the four winches.
そして、システム制御部から動作指令を受けたウィンチ制御手段により、上記のような動作を行うように制御されることで、ホールド動作のウィンチは、ワイヤの巻き取り及び繰り出しを抑止し、トルクアップ動作のウィンチは、ワイヤを巻き取るように作動し、トルクダウン動作のウィンチは、ワイヤを繰り出すように作動する。このとき、トルクダウン動作のウィンチは、ワイヤが繰り出し可能な状態になるまでトルク値が下げられる制御を受けるため、ワイヤにテンションがかかった状態のまま、ワイヤが繰り出されることになる。すなわち、ホールド動作及びトルクアップ動作のウィンチだけでなく、トルクダウン動作のウィンチについても、そこから繰り出されるワイヤが弛むことはないため、ワイヤの絡まりやキンクの発生が防止されるものとなる。 Then, the winch control means that receives the operation command from the system control unit controls the winch to perform the above-mentioned operation, so that the winch in the hold operation suppresses the winding and unwinding of the wire and the torque-up operation. The winch of the torque down operation operates to wind up the wire, and the winch of the torque down operation operates to unwind the wire. At this time, since the winch in the torque down operation is controlled to reduce the torque value until the wire can be unwound, the wire is unwound while the wire is under tension. That is, not only the winch of the hold operation and the torque up operation but also the winch of the torque down operation does not loosen the wire drawn out from the winch, so that the wire is entangled and the kink is prevented from occurring.
(3)上記(2)項において、前記4台のウィンチの各々からの前記ワイヤの繰り出し量を計測する繰り出し量計測手段を含み、前記システム制御部は、前記繰り出し量計測手段の計測結果に基づき、前記トルクアップ動作或いは前記トルクダウン動作の動作指令を受けているウィンチの各々が、前記動作指令の通りに作動しているか否かを判定し、前記動作指令の通りに作動していないウィンチが1台以上存在する場合に、前記トルクダウン動作の動作指令を受けているウィンチのトルク値を更に下げる指令を、前記ウィンチ制御手段に出力するケーソン位置調整システム(請求項2)。 (3) In the above item (2), the system control unit includes a feeding amount measuring means for measuring the feeding amount of the wire from each of the four winches, and the system control unit is based on the measurement result of the feeding amount measuring means. It is determined whether or not each of the winches receiving the operation command of the torque up operation or the torque down operation is operating according to the operation command, and the winch not operating according to the operation command is A cason position adjustment system (claim 2 ) that outputs a command to further reduce the torque value of the winch that has received the operation command of the torque down operation to the winch control means when one or more units are present.
本項に記載のケーソン位置調整システムは、更に、繰り出し量計測手段を含んでおり、この繰り出し量計測手段は、各ウィンチからのワイヤの繰り出し量を計測するように、4台のウィンチの夫々に設置される。そして、システム制御部は、繰り出し量計測手段から取得する各ウィンチのワイヤの繰り出し量に基づき、トルクアップ動作或いはトルクダウン動作の動作指令を受けているウィンチの各々が、夫々の動作指令の通りに作動しているか否かを判定する。すなわち、トルクアップ動作のウィンチは、トルク値が上げられることで、ワイヤを巻き取るように作動するべきであるため、このウィンチからのワイヤの繰り出し量が、トルクアップ動作の後に減っている場合は、動作指令の通りに作動していると判定され、トルクアップ動作の後に減っていない場合は、動作指令の通りに作動していないと判定される。 The caisson position adjusting system described in this section further includes a feeding amount measuring means, and the feeding amount measuring means is used for each of the four winches so as to measure the feeding amount of the wire from each winch. Will be installed. Then, in the system control unit, based on the wire feeding amount of each winch acquired from the feeding amount measuring means, each of the winches receiving the operation command of the torque up operation or the torque down operation follows the operation command of each winch. Determine if it is working. That is, since the winch of the torque-up operation should be operated so as to wind up the wire by increasing the torque value, if the amount of wire drawn out from this winch is reduced after the torque-up operation, , It is determined that the operation is performed according to the operation command, and if it does not decrease after the torque up operation, it is determined that the operation is not performed according to the operation command.
他方、トルクダウン動作のウィンチは、トルク値が下げられることで、ワイヤを繰り出すように作動するべきであるため、このウィンチからのワイヤの繰り出し量が、トルクダウン動作の後に増えている場合は、動作指令の通りに作動していると判定され、トルクダウン動作の後に増えていない場合は、動作指令の通りに作動していないと判定される。そして、システム制御部は、動作指令の通りに作動していないウィンチが1台でも存在すると、トルクダウン動作の動作指令を受けているウィンチのトルク値を更に下げる指令を、ウィンチ制御手段に出力する。すなわち、トルク値が上げられているにも関わらずワイヤが巻き取れていないウィンチが存在する場合は、トルク値が下げられている別のウィンチからワイヤが繰り出されていないことが原因と判断し、そのようなウィンチからワイヤが繰り出されるように、トルク値を更に下げるものである。又、トルク値が下げられているにも関わらずワイヤが繰り出せていないウィンチが存在する場合は、そのウィンチのトルク値がまだ高すぎることが原因と判断し、そのウィンチからワイヤが繰り出されるように、トルク値を更に下げるものである。 On the other hand, the winch of the torque down operation should be operated so as to feed out the wire by lowering the torque value. Therefore, if the amount of wire drawn out from this winch is increased after the torque down operation, If it is determined that the operation is performed according to the operation command and the torque is not increased after the torque down operation, it is determined that the operation is not performed according to the operation command. Then, if there is even one winch that is not operating according to the operation command, the system control unit outputs a command to the winch control means to further reduce the torque value of the winch that has received the operation command of the torque down operation. .. That is, if there is a winch in which the wire is not wound even though the torque value is increased, it is determined that the cause is that the wire is not drawn out from another winch in which the torque value is decreased. The torque value is further lowered so that the wire is unwound from such a winch. If there is a winch in which the wire cannot be unwound even though the torque value has been lowered, it is determined that the torque value of the winch is still too high, and the wire is unwound from the winch. , The torque value is further lowered.
上記のような制御により、ワイヤの繰り出しに必要なトルク値の幅だけ、トルクダウン動作のウィンチのトルク値を下げることになるため、ワイヤの弛みがより確実に防止される。更に、動作指令の通りに作動していないウィンチが存在した場合に行う制御は、トルクダウン動作のウィンチのトルク値を更に下げることのみであるため、4台のウィンチのトルク値を調整する必要はなく、トルク制御が単純化されるものである。なお、ホールド動作のウィンチについては、ウィンチのブレーキを作動させるものであり、ワイヤの繰り出し量が変化せず、トルク値の調整も必要ないため、動作判定が行われなくても何ら問題はない。 With the above control, the torque value of the winch in the torque down operation is lowered by the width of the torque value required for feeding the wire, so that the slackening of the wire is more reliably prevented. Furthermore, if there is a winch that is not operating according to the operation command, the only control to be performed is to further reduce the torque value of the winch for torque down operation, so it is necessary to adjust the torque values of the four winches. However, torque control is simplified. As for the winch in the hold operation, the brake of the winch is operated, the wire feeding amount does not change, and the torque value does not need to be adjusted. Therefore, there is no problem even if the operation is not determined.
(4)上記(2)(3)項において、前記システム制御部は、前記4台のウィンチの各々の動作を導出する際に、前記所定の目標位置及び向きにある状態の前記ケーソンの、任意の1つの側面の法線と平行な方向を前後方向、該前後方向と水平面上で直交する方向を左右方向とした場合の平面視で、ケーソンの右回転と、ケーソンの左回転と、ケーソンの右移動と、ケーソンの左移動と、ケーソンの前移動と、ケーソンの後移動との、6つの移動形態の中から、前記ケーソンを前記所定の目標位置及び向きまで移動するための移動形態を少なくとも1つ選択し、該選択したケーソンの移動形態が実行されるように、前記4台のウィンチの各々の動作を導出するケーソン位置調整システム(請求項3)。 (4) In the above items (2) and (3), when the system control unit derives the operation of each of the four winches, the caisson in a state of being in the predetermined target position and orientation is arbitrary. In a plan view where the direction parallel to the normal of one side surface is the front-back direction and the direction orthogonal to the front-back direction on the horizontal plane is the left-right direction, the caisson is rotated to the right, the caisson is rotated to the left, and the caisson is rotated. From the six movement modes of right movement, left movement of the caisson, front movement of the caisson, and rear movement of the caisson, at least a movement mode for moving the caisson to the predetermined target position and direction is selected. A caisson position adjustment system (claim 3 ) that selects one and derives the operation of each of the four winches so that the movement mode of the selected caisson is executed.
本項に記載のケーソン位置調整システムは、システム制御部が、4台のウィンチの各々の動作を導出する際に、所定の目標位置及び向きにあるケーソンの側面の法線から定まる方向に基づいた、以下のような6つの移動形態の中から、ケーソンを所定の目標位置及び向きに移動するための移動形態を、少なくとも1つ選択する。詳しくは、6つの移動形態は、所定の目標位置及び向きにある状態のケーソンの、複数の側面のうち、任意の1つの側面の法線と平行な方向を前後方向、この前後方向と水平面上で直交する方向を左右方向とした場合の平面視で定められる。 The caisson position adjustment system described in this section is based on a direction determined by the system control unit from the normal of the side surface of the caisson in a predetermined target position and orientation when deriving the operation of each of the four winches. , At least one movement mode for moving the caisson in a predetermined target position and direction is selected from the following six movement modes. Specifically, the six movement modes are the front-back direction, the front-back direction and the horizontal plane in the direction parallel to the normal of any one side of the plurality of sides of the cason in a predetermined target position and orientation. It is determined in the plan view when the direction orthogonal to is the left-right direction.
すなわち、6つの移動形態は、上記のような平面視で、ケーソンの右回転、ケーソンの左回転、ケーソンの右移動、ケーソンの左移動、ケーソンの前移動、及び、ケーソンの後移動であり、このような6つの移動形態の中から、ケーソンを所定の目標位置及び向きまで移動するための移動形態が少なくとも1つ選択される。そして、システム制御部は、選択したケーソンの移動形態が実行されるように、4台のウィンチの各々の動作を導出するものである。この際、ケーソンを所定の目標位置及び向きまで移動するための移動形態が2つ以上選択される場合は、予め設定された優先順位等に基づいて、選択された移動形態が順次実行されるように、選択された移動形態毎に4台のウィンチの各々の動作を導出すればよい。このように、予め設定された6つの移動形態から選択された移動形態が、必要に応じて組み合わされて実行されることで、所定の目標位置及び向きに到達するまでのケーソンの移動が、効率的かつ連続的に実行されることになる。これにより、ケーソンの位置調整作業の効率アップが図られるものである。 That is, the six movement forms are the right rotation of the caisson, the left rotation of the caisson, the right movement of the caisson, the left movement of the caisson, the front movement of the caisson, and the rear movement of the caisson in the above-mentioned plan view. From these six movement modes, at least one movement mode for moving the caisson to a predetermined target position and direction is selected. Then, the system control unit derives the operation of each of the four winches so that the movement mode of the selected caisson is executed. At this time, when two or more movement modes for moving the caisson to a predetermined target position and direction are selected, the selected movement modes are sequentially executed based on a preset priority or the like. In addition, the operation of each of the four winches may be derived for each selected movement mode. In this way, the movement modes selected from the six preset movement modes are combined and executed as necessary, so that the movement of the caisson until it reaches a predetermined target position and direction is efficient. It will be executed continuously and targetedly. As a result, the efficiency of the caisson position adjustment work can be improved.
(5)上記(4)項において、前記システム制御部は、ケーソンの前記6つの移動形態毎に、該移動形態を実行するための前記4台のウィンチの各々の動作が予め設定されているケーソン位置調整システム(請求項4)。
本項に記載のケーソン位置調整システムは、上記(4)項において説明したケーソンの6つの移動形態毎に、その移動形態を実行するための4台のウィンチの各々の動作が、シンカーの沈設位置やワイヤの引き回しルート等に応じて、システム制御部に予め設定されているものである。例えば、システム制御部が、4台のウィンチの各々の動作として、上記(2)項において説明したような、ホールド動作、トルクアップ動作、トルクダウン動作のいずれか1つを導出するものである場合は、ケーソンの6つの移動形態毎に、4台のウィンチの各々の動作が、上記3つの動作の中から設定される。これにより、4台のウィンチの動作を導出する手間が省かれるため、6つの移動形態の各々がより迅速に実行され、ケーソンの位置調整作業の更なる効率アップが図られるものである。
(5) In the above item (4), the system control unit presets the operation of each of the four winches for executing the movement mode for each of the six movement modes of the caisson. Position adjustment system (claim 4 ).
In the caisson position adjustment system described in this section, for each of the six movement modes of the caisson described in the above section (4), the operation of each of the four winches for executing the movement mode is the sinker sinking position. It is set in advance in the system control unit according to the routing route of the wire and the wire. For example, when the system control unit derives any one of the hold operation, the torque up operation, and the torque down operation as described in the above section (2) as the operation of each of the four winches. Is set for each of the four winch movements from the above three movements for each of the six movement modes of the caisson. As a result, since the trouble of deriving the operation of the four winches is saved, each of the six movement modes is executed more quickly, and the efficiency of the caisson position adjustment work can be further improved.
(6)上記(2)から(5)項において、前記位置計測手段が、既設構造物上に設置される自動追尾機能を有する2台のトータルステーションと、前記ケーソン上に設置される2台の全方向ミラーとを含むケーソン位置調整システム。
本項に記載のケーソン位置調整システムは、位置計測手段が、既設ケーソン等の既設構造物上に設置される、自動追尾機能を有する2台のトータルステーションと、移動対象のケーソン上に設置される2台の全方向ミラーとを含むものである。トータルステーションは、目標物にレーザー光等を照射してその反射光を検知し、距離と角度とを同時に計測する機器である。このような2台のトータルステーションにより、ケーソン上に設置される2台の全方向ミラーを追尾して、角度と距離との計測を行う。これにより、2台のトータルステーションによる計測結果から、ケーソンの平面方向の相対的な位置及び向きを、リアルタイムに精度よく把握するものとなる。
(6) In the above items (2 ) to (5), the position measuring means is installed on the existing structure, two total stations having an automatic tracking function, and all two units installed on the caisson. Caisson position adjustment system including directional mirror.
In the caisson position adjustment system described in this section, the position measuring means is installed on two total stations having an automatic tracking function, which are installed on an existing structure such as an existing caisson, and on the caisson to be moved2. It includes a stand omnidirectional mirror. A total station is a device that irradiates a target with laser light or the like, detects the reflected light, and simultaneously measures a distance and an angle. The two total stations track the two omnidirectional mirrors installed on the caisson and measure the angle and distance. As a result, the relative position and orientation of the caisson in the plane direction can be accurately grasped in real time from the measurement results of the two total stations.
(7)上記(2)から(6)項において、前記ケーソン上に設置される装置と前記システム制御部との間の通信を行うための無線通信手段を備えるケーソン位置調整システム。
本項に記載のケーソン位置調整システムは、ケーソン上に設置される装置、すなわち、ウィンチ制御手段、及び、本システムに含まれる場合は繰り出し量計測手段と、システム制御部との間の通信を、無線で行う無線通信手段を備えているものである。無線通信手段には、例えば、無線LANが用いられ、システム制御部からウィンチ制御手段への動作指令の送信や、繰り出し量計測手段からシステム制御部への計測データの送信が、無線通信手段を介して行われる。これにより、システム制御部がケーソンから離れた場所に設置される場合であっても、指令やデータのやり取りが問題なく行われるものである。
(7) The caisson position adjusting system including the wireless communication means for communicating between the device installed on the caisson and the system control unit in the above items (2) to (6).
The caisson position adjustment system described in this section communicates between a device installed on the caisson, that is, a winch control means, and, if included in this system, a payout amount measuring means, and a system control unit. It is equipped with a wireless communication means that is performed wirelessly. For example, a wireless LAN is used as the wireless communication means, and the transmission of an operation command from the system control unit to the winch control means and the transmission of measurement data from the delivery amount measuring means to the system control unit are performed via the wireless communication means. Is done. As a result, even when the system control unit is installed at a location away from the caisson, commands and data can be exchanged without any problem.
(8)水面に浮上した複数の側面を有するケーソンの平面方向の位置及び向きを調整する方法であって、前記ケーソン上にACサーボモータ式の4台のウィンチを設置すると共に、該4台のウィンチの各々から繰り出されるワイヤの先端を、前記ケーソンの周囲4箇所の水底に沈設させたシンカーの各々に固定し、前記ケーソンの平面方向の位置及び向きを計測する位置計測手段と、前記4台のウィンチの動作を制御するウィンチ制御手段と、システム制御部とを利用し、該システム制御部により、前記位置計測手段の計測結果に基づき、前記ケーソンを所定の目標位置及び向きまで移動するための、前記4台のウィンチの各々の動作を導出し、該導出した動作を前記4台のウィンチに行わせるための動作指令を、前記システム制御部から前記ウィンチ制御手段へ出力するケーソン位置調整方法。 (8) This is a method of adjusting the position and orientation of a caseon having a plurality of side surfaces floating on the water surface in the plane direction. Four AC servomotor type winches are installed on the caseon, and the four winches are installed. A position measuring means for fixing the tip of a wire drawn from each of the winches to each of the sinkers submerged in the water bottom at four locations around the caseon and measuring the position and orientation of the caseon in the plane direction, and the four units. The winch control means for controlling the operation of the winch and the system control unit are used, and the system control unit is used to move the caseon to a predetermined target position and direction based on the measurement result of the position measurement means. the derives the operation of each of the four winch, the operation command for causing the operation that issued conductor to the four winches, caisson alignment how to be output to the winch control means from said system control unit ..
(9)上記(8)項において、前記システム制御部により、前記4台のウィンチの各々の動作として、ブレーキをかけて前記ワイヤの巻き取りと繰り出しとの双方を抑止するホールド動作と、ウィンチのトルク値を上げて前記ワイヤの巻き取りを可能な状態にするトルクアップ動作と、ウィンチのトルク値を下げて前記ワイヤの繰り出しを可能な状態にするトルクダウン動作との、3つの動作の中のいずれか1つを導出し、この際、前記トルクアップ動作を行うウィンチと、前記トルクダウン動作を行うウィンチとが、少なくとも1台ずつ含まれるように導出するケーソン位置調整方法(請求項5)。
(10)上記(9)項において、前記4台のウィンチの各々からの前記ワイヤの繰り出し量を計測する繰り出し量計測手段を更に利用し、前記システム制御部により、前記繰り出し量計測手段の計測結果に基づき、前記トルクアップ動作或いは前記トルクダウン動作の動作指令を受けているウィンチの各々が、前記動作指令の通りに作動しているか否かを判定し、前記動作指令の通りに作動していないウィンチが1台以上存在する場合に、前記トルクダウン動作の動作指令を受けているウィンチのトルク値を更に下げる指令を、前記システム制御部から前記ウィンチ制御手段へ出力するケーソン位置調整方法(請求項6)。
(9) In the above item (8), as the operation of each of the four winches, the system control unit applies a brake to suppress both winding and unwinding of the wire, and a winch. Of the three operations, a torque-up operation that raises the torque value to enable winding of the wire and a torque-down operation that lowers the winch torque value to enable the wire to be unwound. A cason position adjusting method (claim 5 ) for deriving any one of them so that at least one winch for performing the torque-up operation and one winch for performing the torque-down operation are included at this time.
(10) In the above item (9), the feeding amount measuring means for measuring the feeding amount of the wire from each of the four winches is further used, and the measurement result of the feeding amount measuring means by the system control unit. Based on the above, it is determined whether or not each of the winches receiving the operation command of the torque up operation or the torque down operation is operating according to the operation command, and is not operating according to the operation command. A cason position adjusting method (claimed claim) in which when one or more winches are present, a command for further lowering the torque value of the winch receiving the operation command of the torque down operation is output from the system control unit to the winch control means. 6 ).
(11)上記(9)(10)項において、前記システム制御部により、前記4台のウィンチの各々の動作を導出する際に、前記所定の目標位置及び向きにある状態の前記ケーソンの、任意の1つの側面の法線と平行な方向を前後方向、該前後方向と水平面上で直交する方向を左右方向とした場合の平面視で、ケーソンの右回転と、ケーソンの左回転と、ケーソンの右移動と、ケーソンの左移動と、ケーソンの前移動と、ケーソンの後移動との、6つの移動形態の中から、前記ケーソンを前記所定の目標位置及び向きまで移動するための移動形態を少なくとも1つ選択し、該選択したケーソンの移動形態が実行されるように、前記4台のウィンチの各々の動作を導出するケーソン位置調整方法(請求項7)。
(12)上記(11)項において、ケーソンの前記6つの移動形態毎に、該移動形態を実行するための前記4台のウィンチの各々の動作を、前記システム制御部に対して予め設定するケーソン位置調整方法(請求項8)。
(11) In the above items (9) and (10), when the operation of each of the four winches is derived by the system control unit, the caisson in the state of being in the predetermined target position and orientation is optional. In a plan view where the direction parallel to the normal of one side surface is the front-back direction and the direction orthogonal to the front-back direction on the horizontal plane is the left-right direction, the caisson is rotated to the right, the caisson is rotated to the left, and the caisson is rotated. From the six movement modes of right movement, left movement of the caisson, front movement of the caisson, and rear movement of the caisson, at least a movement mode for moving the caisson to the predetermined target position and direction is selected. A caisson position adjusting method (claim 7 ) in which one is selected and the operation of each of the four winches is derived so that the movement mode of the selected caisson is executed.
(12) In the above item (11), for each of the six movement modes of the caisson, the operation of each of the four winches for executing the movement mode is preset in the system control unit. Position adjustment method (claim 8 ).
(13)上記(9)から(12)項において、前記位置計測手段として、既設構造物上に設置される自動追尾機能を有する2台のトータルステーションと、前記ケーソン上に設置される2台の全方向ミラーとを使用するケーソン位置調整方法。
(14)上記(9)から(13)項において、無線通信手段を用いて、前記ケーソン上に設置される装置と前記システム制御部との間の通信を行うケーソン位置調整方法。
そして、(8)〜(14)項に記載のケーソン位置調整方法は、各々、上記(1)〜(7)項のケーソン位置調整システムを用いて実行されることで、上記(1)〜(7)項のケーソン位置調整システムに対応する同等の作用を奏するものである。
(13) In the above items (9 ) to (12), as the position measuring means, two total stations having an automatic tracking function installed on the existing structure and all two units installed on the caisson. Caisson position adjustment method using a directional mirror.
(14) The caisson position adjusting method for communicating between a device installed on the caisson and the system control unit by using the wireless communication means in the above items (9) to (13).
The caisson position adjustment methods according to items (8) to (14) are executed by using the caisson position adjustment systems according to items (1) to (7), respectively. It has the same function as the caisson position adjustment system in item 7).
本発明はこのように構成したので、ケーソンの位置調整をより精度よく行うことが可能となる。 Since the present invention is configured in this way, the position of the caisson can be adjusted more accurately.
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づいて説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略することとし、又、図面の全体にわたって、同一部分又は対応する部分は、同一符号で示している。
図1は、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整システム10の構成を平面方向から概略的に示す概略図であり、既設ケーソン64(既設構造物62)に隣接する位置を目標位置として、ケーソン位置調整システム10を用いて、水上に浮上したケーソン60の位置調整を行う様子を示している。図示のように、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整システム10は、ケーソン60の平面方向の位置及び向きを計測する位置計測手段12として、既設ケーソン64上に設置された自動追尾機能を有する2台のトータルステーション14と、ケーソン60上に設置された2台の全方向ミラー16とを備えている。2台のトータルステーション14は、夫々、ケーソン60上の2台の全方向ミラー16を追尾して、全方向ミラー16までの距離及び角度の計測を行うものである。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, detailed description of the same part or the corresponding part as in the prior art will be omitted, and the same part or the corresponding part will be indicated by the same reference numerals throughout the drawings.
FIG. 1 is a schematic view schematically showing the configuration of the caisson
又、ケーソン位置調整システム10は、ケーソン60を移動する手段として、ケーソン60上に設置されたACサーボモータ式の4台のウィンチ20と、一端がケーソン60の周囲に沈設されたシンカー24に固定され、他端が4台のウィンチ20の各々によって巻き取り及び繰り出しされる4本のワイヤ22とを備えている。図1の例では、4本のワイヤ22の各々の中途部が、ケーソン60上に設けられた滑車26(図7〜図12参照)に掛け回されている。又、ケーソン位置調整システム10は、4台のウィンチ20の動作を制御するウィンチ制御手段28と、4台のウィンチ20からのワイヤ22の繰り出し量を計測する繰り出し量計測手段30とを備えている。ウィンチ制御手段28は、4台のウィンチ20の近傍に設置され、繰り出し量計測手段30は、4台のウィンチ20の各々に設けられている。ウィンチ制御手段28は、例えば、各ウィンチ20のACサーボモータを電気的に制御可能な制御盤によって構成される。
Further, the caisson
更に、ケーソン位置調整システム10は、既設ケーソン64上に設置されたシステム制御部32と、ケーソン60上と既設ケーソン64上とに設けられた無線通信手段34とを備えている。システム制御部32は、詳しくは後述するが、2台のトータルステーション14から計測データを取得し、ウィンチ制御手段28に対して4台のウィンチ20への動作指令を出力する。システム制御部32には、システム制御部32が算出する各種の情報を表示するための監視モニター46が接続され、監視モニター46は、既設ケーソン64上に設けられた管理室56内に設置されている。又、システム制御部32には、例えば、パーソナルコンピュータ等が用いられ、マウスやキーボードによる操作が可能となっている。又、無線通信手段34には、例えば、無線LAN等が用いられ、ケーソン60に設置される各装置(ウィンチ制御手段28、繰り出し量計測手段30等)と、既設ケーソン64に設置される各装置(システム制御部32等)との間に、無線による通信を確立する。
Further, the caisson
なお、図1の例では、上述したケーソン位置調整システム10の各構成要素に加えて、ケーソン60に設けられた複数の枡44の注水管理を行うための装置が設置されている。具体的に、ケーソン60上に、二軸傾斜計40と、ケーソン60の枡44毎に設置される複数の水位計42と、複数の水位計42の全てに接続されているデータ収録装置48とを備えている。複数の水位計42は、各々が設置されている枡44の水位を計測するものであり、各水位計42が計測した水位データは、データ収録装置48に全て送信され、データ収録装置48により収集及び記録される。システム制御部32は、無線通信手段34を介して、二軸傾斜計40の計測データと、データ収録装置48に収録された複数の水位計42の計測データとを取得し、これらの計測データに基づいて、枡44への注水管理に必要な各情報を算出し、監視モニター46に表示する。
In the example of FIG. 1, in addition to each component of the caisson
すなわち、図1の例では、ケーソン位置調整システム10のシステム制御部32が、注水管理に必要な情報を算出するように構成されているが、システム制御部32とは別の制御装置を用いて、注水管理に必要な情報を算出してもよい。又、ケーソン60の各枡44への注水量は、4台の水中ポンプ50により、水中の水を枡44内へ注水、或いは、枡44内の水を水中へ排水することにより調整される。4台の水中ポンプ50の操作は、管理室56内において、監視モニター46に表示される注水管理用の各情報を確認しながら、ポンプ遠隔装置54を用いて作業管理者により行われる。なお、ケーソン60の各枡44の注水管理や、それに基づく水中ポンプ50の動作制御は、各種のコンピュータを利用して自動化させてもよい。
That is, in the example of FIG. 1, the
続いて、図2には、図1に示したケーソン位置調整システム10を用いて実行する、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整方法を実行するタイミングを示すための、ケーソン据付作業のフローチャートを示している。このフローチャートはS10〜S110で構成され、その中で、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整方法を実行するタイミングはS60であるため、ここでは、S60を除く工程について簡単に説明する。
S10(事前測量):据付を行うケーソン60の事前測量をする。すなわち、ケーソン60の曳航を行う前に、ケーソン60の出来形測定を行い、ケーソン60の大きさ等を正確に把握する。これらの測定結果は、必要に応じてシステム制御部32に入力される。
Subsequently, FIG. 2 is a flowchart of the caisson installation work for showing the timing of executing the caisson position adjustment method according to the embodiment of the present invention, which is executed by using the caisson
S10 (pre-survey): Pre-survey the
S20(ケーソン艤装):ケーソン60や既設ケーソン64に、ケーソン位置調整システム10の各構成要素や、ケーソン60の注水管理を行うための各装置等の艤装を行う。
S30(キャリブレーション):上記S20において設置した、各計測機器のキャリブレーションを行う。更に、各装置が正常に動作することを確認してもよい。
S40(ケーソン曳航):ケーソン60を、据付の目標位置近辺まで曳航する。この際、ケーソン60の大きさや、曳航する距離等に合わせて、浮上した状態のケーソン60を曳航船にて曳航する方法、ケーソン60を大型起重機にて吊り下げた状態で曳航する方法等が用いられる。
S20 (Caisson equipment): The
S30 (Calibration): Calibrate each measuring device installed in S20. Further, it may be confirmed that each device operates normally.
S40 (Caisson towing): The
S50(一次注水):ケーソン60に設けられている各枡44に対して、水中ポンプ50により注水を行う。この際、システム制御部32により監視モニター46に表示される、注水管理に必要な各種の情報を確認しながら、各枡44間の水位差が過度に大きくなることのないようにバランス良く注水を行い、据付時の計画注水量の8割程度の注水量となるように、各枡44の水位を調整する。こうすることで、ケーソン60は、水流等の影響により大きく移動することのない安定した重量を有しながらも、据付の目標位置近辺で浮上した状態となる。なお、水中ポンプ50の操作は、管理室56に設置されているポンプ遠隔装置54を用いて行う。
S60(ケーソン位置調整):本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整方法により、ケーソン60を所定の目標位置及び向きへ移動する。詳しくは後述する。
S50 (primary water injection): Water is injected into each of the
S60 (Caisson position adjustment): The
S70(二次注水):上記S60において、ケーソン60を目標位置まで移動した後に、再度、ケーソン60の各枡44に対して、水中ポンプ50により注水を行う。この際、監視モニター46に表示される注水管理に必要な各種の情報を確認しながら、各枡44間の水位差が過度に大きくなることのないようにバランス良く注水を行い、据付時の計画注水量、或いは、その場で適切と判断される注水量となるように調整を行う。
S80(ケーソン沈設):上記S70において注水を行い、ケーソン60の重量を増加させることで、ケーソン60が着底し、沈設された状態となる。
S90(出来形測定):沈設した状態のケーソン60の出来形測定を行い、ケーソン60が目標位置に正確に沈設されているか否かの判定を行う。そして、ケーソン60が目標位置に正確に沈設されていると判定した場合(YES)は、S110へ移行し、ケーソン60が目標位置に正確に沈設されていないと判定した場合(NO)は、S100へ移行する。
S70 (secondary water injection): In the above S60, after the
S80 (caisson sunk): By injecting water in the above S70 and increasing the weight of the
S90 (finished shape measurement): The finished shape of the
S100(排水):上記S90において、ケーソン60が目標位置に正確に沈設されていないと判定した場合は、水中ポンプ50を用いてケーソン60の各枡44から排水を行う。この際、監視モニター46に表示される注水管理に必要な各種の情報を確認しながら、各枡44間の水位差が過度に大きくなることのないようにバランス良く排水を行う。そして、各枡44の水位を下げ、ケーソン60の重量を減らすことで、ケーソン60を再度浮上させる。その後、上記S60へ復帰する。
S110(据付完了):上記S90において、ケーソン60が目標位置に正確に沈設されていると判定した場合は、ケーソン60の据付が完了となる。
S100 (drainage): In the above S90, when it is determined that the
S110 (Installation completed): In the above S90, when it is determined that the
次に、図2のS60のケーソン位置調整工程において実行する、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整方法について、図3のフローチャート及び図4、図5のサブフローチャートに沿って詳しく説明する。本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整方法は、一例として、図3に示すS200〜S330で構成されており、S220のケーソン移動形態設定工程の詳細が図4のサブフローチャートに、S280のウィンチ動作判定工程の詳細が図5のサブフローチャートに、夫々示されている。なお、ケーソン位置調整システム10の構成等については、適宜、図1を参照されたい。
Next, the caisson position adjusting method according to the embodiment of the present invention, which is executed in the caisson position adjusting step of S60 of FIG. 2, will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 3 and the sub-flow charts of FIGS. 4 and 5. The caisson position adjusting method according to the embodiment of the present invention is configured by S200 to S330 shown in FIG. 3 as an example, and details of the caisson movement mode setting process of S220 are shown in the sub-flow chart of FIG. Details of the operation determination process are shown in the sub-flow charts of FIG. 5, respectively. For the configuration of the caisson
S200(位置調整準備):ケーソン60を位置調整するための準備を行う。すなわち、図1に示すように、ケーソン60の周囲4箇所の水底にシンカー24を沈設し、4台のウィンチ20の各々から繰り出したワイヤ22の端部を、滑車26(図7〜図12参照)に掛け回した状態で、シンカー24に固定する。そして、各ワイヤ22が弛まないようにテンションをかけた状態で、全てのウィンチ20にブレーキをかける。なお、シンカー24は、ケーソン60の現在の位置と所定の目標位置との関係や、ウィンチ20及び滑車26の位置等に応じた、適切な位置に沈設する。又、この時点で、ケーソン60を移動する目標位置及び向きをシステム制御部32へ設定してもよい。
S200 (preparation for position adjustment): Prepares for adjusting the position of the
S210(ケーソン位置計測):位置計測手段12により、ケーソン60の現在の平面方向の位置及び向きを計測する。すなわち、2台のトータルステーション14により、ケーソン60上の2台の全方向ミラー16までの距離及び角度を計測し、計測データをシステム制御部32へ送信する。そして、システム制御部32により、トータルステーション14の計測データ、ケーソン60上での全方向ミラー16の位置、ケーソン16の大きさ等から、例えば、ケーソン60の所定の目標位置及び向きを基準とした、ケーソン60の平面方向の相対的な位置及び向きを算出する。なお、ケーソン60の位置計測は、位置計測手段12及びシステム制御部32により、継続的に行うものとする。
S210 (Caisson position measurement): The position measuring means 12 measures the position and orientation of the
S220(ケーソン移動形態設定):システム制御部32により、ケーソン60を所定の目標位置及び向きに移動するための、ケーソン60の移動形態を設定する。ここから、図4のサブフローチャートへ移行する。ここで、ケーソン60の移動形態は、図6に示すような、所定の目標位置及び向きにある状態のケーソン60aの、任意の1つの側面の法線を基準として定められる方向に基づいて設定される。本実施例では、ケーソン60(60a)が平面視で矩形を成しているため、ケーソン60aの図中の上辺又は下辺に相当する側面の法線と平行な方向を前後方向、この前後方向と水平面上で直交する方向(ケーソン60aの図中の右辺及び左辺に相当する側面の法線と平行な方向)を左右方向として、ケーソン60の移動形態が設定される。具体的に、ケーソン60の移動形態とは、図6において、紙面と直交する軸を回転軸として回転させる、ケーソン60の右回転又は左回転、図中右方向又は左方向に平行移動させる、ケーソン60の右移動又は左移動、図中下方向又は上方向に平行移動させる、ケーソン60の前移動又は後移動を示している。なお、図4のS400〜S520で行われる処理は、全てシステム制御部32により実行される。
S220 (Caisson movement mode setting): The
S400(位置差分算出):ケーソン60の現在の平面方向の位置及び向きと、ケーソン60の所定の目標位置及び向きとの差分を算出する。具体的には、例えば、図6に示すように、平面視矩形のケーソン60の4辺のうち、図中の上辺及び下辺上の、右辺及び左辺と平行な線と交わる位置に、ケーソン60の誘導点NP1、NP2を仮想的に設定する。同様に、所定の目標位置及び向きまで移動された状態のケーソン60aの、誘導点NP1、NP2に相当する位置に、目標点TP1、TP2を仮想的に設定する。図6に示すケーソン60は、上記S210において位置を計測した時点でのケーソン60であり、ケーソン60の位置及び向きが変化すると、誘導点NP1、NP2の位置が変化するが、目標点TP1、TP2の位置は変化しない。
S400 (Calculation of position difference): The difference between the current position and orientation of the
そして、誘導点NP1、NP2と、目標点TP1、TP2との、図中左右方向の差分h1、h2及び図中上下方向の差分v1、v2を算出する。更に、誘導点NP1とNP2との、図中左右方向の差分h3を算出する。なお、ここで算出する各差分は、正負を含めた差分を算出することとする。例えば、図6において、図中上方向及び右方向に増加する座標系を想定すると、誘導点NP1とNP2との図中左右方向の差分h3は、誘導点NP1を基準として正(プラス)の値となる。又、誘導点NP1と目標点TP1との図中左右方向の差分h1は、目標点TP1を基準として負(マイナス)の値となる。同様に、誘導点NP2と目標点TP2との図中左右方向の差分h2は、目標点TP2を基準として負(マイナス)の値、誘導点NP1と目標点TP1との図中上下方向の差分v1は、目標点TP1を基準として正(プラス)の値、誘導点NP2と目標点TP2との図中上下方向の差分v2は、目標点TP2を基準として正(プラス)の値となる。以降では、このように正負を含めて算出した差分値を利用した場合を例に説明する。又、このように算出した差分値を、監視モニター46に表示させてもよい。
Then, the differences h1 and h2 in the left-right direction in the figure and the differences v1 and v2 in the vertical direction in the figure between the induction points NP1 and NP2 and the target points TP1 and TP2 are calculated. Further, the difference h3 between the induction points NP1 and NP2 in the left-right direction in the figure is calculated. For each difference calculated here, the difference including positive and negative is calculated. For example, in FIG. 6, assuming a coordinate system that increases in the upward direction and the right direction in the figure, the difference h3 in the left-right direction in the figure between the induction points NP1 and NP2 is a positive value with respect to the induction point NP1. It becomes. Further, the difference h1 in the left-right direction between the induction point NP1 and the target point TP1 in the figure is a negative (minus) value with respect to the target point TP1. Similarly, the difference h2 in the left-right direction in the figure between the induction point NP2 and the target point TP2 is a negative (minus) value with respect to the target point TP2, and the difference v1 in the vertical direction in the figure between the induction point NP1 and the target point TP1. Is a positive (plus) value with respect to the target point TP1, and the difference v2 in the vertical direction in the figure between the induction point NP2 and the target point TP2 is a positive (plus) value with reference to the target point TP2. In the following, a case where the difference value calculated including positive and negative in this way is used will be described as an example. Further, the difference value calculated in this way may be displayed on the
S410(右回転判定):上記S400において算出した、ケーソン60の誘導点NP1とNP2との差分h3が、予め設定された右回転の閾値以上か否かを判定する。本実施例では、図6の右方向に増加する座標系において、誘導点NP1を基準とした誘導点NP1とNP2との図中左右方向の差分h3が正(プラス)の値であり、かつ、その値が右回転の閾値以上である場合(YES)に、S420へ移行し、それ以外の場合(NO)に、S430へ移行する。
S420(右回転設定):ケーソン60の移動形態として右回転を設定し、図3のS230へ移行する。
S410 (right rotation determination): It is determined whether or not the difference h3 between the induction points NP1 and NP2 of the
S420 (right rotation setting): Right rotation is set as the movement mode of the
S430(左回転判定):上記S400において算出した、ケーソン60の誘導点NP1とNP2との差分h3が、予め設定された左回転の閾値以上か否かを判定する。本実施例では、図6の右方向に増加する座標系において、誘導点NP1を基準とした誘導点NP1とNP2との図中左右方向の差分h3が負(マイナス)の値であり、かつ、その絶対値が左回転の閾値以上である場合(YES)に、S440へ移行し、それ以外の場合(NO)に、S450へ移行する。
S440(左回転設定):ケーソン60の移動形態として左回転を設定し、図3のS230へ移行する。
S430 (Left rotation determination): It is determined whether or not the difference h3 between the induction points NP1 and NP2 of the
S440 (left rotation setting): Left rotation is set as the movement mode of the
S450(右移動判定):上記S400において算出した、ケーソン60の誘導点NP1、NP2と目標点TP1、TP2との差分h1、h2が、予め設定された右移動の閾値以上か否かを判定する。本実施例では、図6の右方向に増加する座標系において、目標点TP1を基準とした誘導点NP1と目標点TP1との図中左右方向の差分h1が負(マイナス)の値であり、かつ、その絶対値が右移動の閾値以上である場合、或いは、目標点TP2を基準とした誘導点NP2と目標点TP2との図中左右方向の差分h2が負(マイナス)の値であり、かつ、その絶対値が右移動の閾値以上である場合(YES)に、S460へ移行し、それ以外の場合(NO)に、S470へ移行する。なお、本工程は、上記S410及びS430の回転の判定を通過した(NO)場合に実施されるため、誘導点NP1とNP2との図6の左右方向における差分は、ほとんどないものと考えられる。このため、誘導点NP1と目標点TP1との図中左右方向の差分h1と、誘導点NP2と目標点TP2との図中左右方向の差分h2との、いずれか一方のみを、本工程での判定に利用してもよい。
S460(右移動設定):ケーソン60の移動形態として右移動を設定し、図3のS230へ移行する。
S450 (Right movement determination): It is determined whether or not the differences h1 and h2 between the induction points NP1 and NP2 of the
S460 (right movement setting): Right movement is set as the movement mode of the
S470(左移動判定):上記S400において算出した、ケーソン60の誘導点NP1、NP2と目標点TP1、TP2との差分h1、h2が、予め設定された左移動の閾値以上か否かを判定する。本実施例では、図6の右方向に増加する座標系において、目標点TP1を基準とした誘導点NP1と目標点TP1との図中左右方向の差分h1が正(プラス)の値であり、かつ、その値が左移動の閾値以上である場合、或いは、目標点TP2を基準とした誘導点NP2と目標点TP2との図中左右方向の差分h2が正(プラス)の値であり、かつ、その値が左移動の閾値以上である場合(YES)に、S480へ移行し、それ以外の場合(NO)に、S490へ移行する。なお、上記S450と同様に、本工程は、上記S410及びS430の回転の判定を通過した(NO)場合に実施されるため、誘導点NP1とNP2との図6の左右方向における差分は、ほとんどないものと考えられる。このため、誘導点NP1と目標点TP1との図中左右方向の差分h1と、誘導点NP2と目標点TP2との図中左右方向の差分h2との、いずれか一方のみを、本工程での判定に利用してもよい。
S480(左移動設定):ケーソン60の移動形態として左移動を設定し、図3のS230へ移行する。
S470 (Left movement determination): It is determined whether or not the differences h1 and h2 between the induction points NP1 and NP2 of the
S480 (left movement setting): Left movement is set as the movement mode of the
S490(前移動判定):上記S400において算出した、ケーソン60の誘導点NP1、NP2と目標点TP1、TP2との差分v1、v2が、予め設定された前移動の閾値以上か否かを判定する。本実施例では、図6の上方向に増加する座標系において、目標点TP1を基準とした誘導点NP1と目標点TP1との図中上下方向の差分v1が正(プラス)の値であり、かつ、その値が前移動の閾値以上である場合、或いは、目標点TP2を基準とした誘導点NP2と目標点TP2との図中上下方向の差分v2が正(プラス)の値であり、かつ、その値が前移動の閾値以上である場合(YES)に、S500へ移行し、それ以外の場合(NO)に、S510へ移行する。なお、本工程は、上記S410及びS430の回転の判定を通過した(NO)場合に実施されるため、誘導点NP1と目標点TP1との差分v1と、誘導点NP2と目標点TP2との差分v2とは、略等しいと考えられる。このため、誘導点NP1と目標点TP1との差分v1と、誘導点NP2と目標点TP2との差分v2との、いずれか一方のみを、本工程での判定に利用してもよい。
S500(前移動設定):ケーソン60の移動形態として前移動を設定し、図3のS230へ移行する。
S490 (forward movement determination): It is determined whether or not the differences v1 and v2 between the induction points NP1 and NP2 of the
S500 (forward movement setting): The forward movement is set as the movement mode of the
S510(後移動判定):上記S400において算出した、ケーソン60の誘導点NP1、NP2と目標点TP1、TP2との差分v1、v2が、予め設定された後移動の閾値以上か否かを判定する。本実施例では、図6の上方向に増加する座標系において、目標点TP1を基準とした誘導点NP1と目標点TP1との図中上下方向の差分v1が負(マイナス)の値であり、かつ、その絶対値が後移動の閾値以上である場合、或いは、目標点TP2を基準とした誘導点NP2と目標点TP2との図中上下方向の差分v2が負(マイナス)の値であり、かつ、その絶対値が後移動の閾値以上である場合(YES)に、S520へ移行し、それ以外の場合(NO)に、図3のS230へ移行する。なお、上記S490と同様に、本工程は、上記S410及びS430の回転の判定を通過した(NO)場合に実施されるため、誘導点NP1と目標点TP1との差分v1と、誘導点NP2と目標点TP2との差分v2とは、略等しいと考えられる。このため、誘導点NP1と目標点TP1との差分v1と、誘導点NP2と目標点TP2との差分v2との、いずれか一方のみを、本工程での判定に利用してもよい。
S520(後移動設定):ケーソン60の移動形態として後移動を設定し、図3のS230へ移行する。
S510 (post-movement determination): It is determined whether or not the differences v1 and v2 between the induction points NP1 and NP2 of the
S520 (rear movement setting): The rear movement is set as the movement mode of the
なお、上述した各移動形態の判定の際に用いる各移動形態の閾値には、ケーソン60の大きさや各移動形態の特徴を考慮した、適切な値を設定するものとする。又、図6における座標系の正負の方向、誘導点や目標点の設定位置、算出する差分の内容等は、上記の実施形態に限定されるものではなく、別の方向、位置、内容等であってもよい。更に、上記S400〜S520において説明したケーソン60の移動形態の設定方法は、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整方法で用いられる移動形態の設定方法の一例であり、他の設定方法によって、ケーソン60の移動形態を設定してもよい。
ここで、図3のフローチャートに復帰する。
It should be noted that the threshold value of each movement form used in the determination of each movement form described above shall be set to an appropriate value in consideration of the size of the
Here, the process returns to the flowchart of FIG.
S230(移動形態設定判定):システム制御部32により、上記S220(S400〜S520)において、ケーソン60の移動形態が何かしら設定されたか否かを判定する。そして、ケーソン60の移動形態として何かしらの移動形態が設定されている場合、すなわち、上記S420、S440、S460、S480、S500、S520の何れかの処理を通過している場合(YES)は、S240へ移行する。これに対し、ケーソン60の移動形態として何も設定されていない場合、すなわち、上記S420、S440、S460、S480、S500、S520の何れの処理も通過していない場合(NO)は、ケーソン60が所定の目標位置及び向きまで移動された状態にあると判断され、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整方法が終了となる。
S230 (Movement form setting determination): The
S240(ウィンチ動作導出):システム制御部32により、上記S220において設定されたケーソン60の移動形態を実行するための、4台のウィンチ20の各々の動作を導出する。本実施例では、ウィンチ20の各々の動作として、ウィンチ20のブレーキをかけてワイヤ22の巻き取りと繰り出しとの双方を抑止するホールド動作と、ウィンチ20のトルク値を上げてワイヤ22の巻き取りを可能な状態にするトルクアップ動作と、ウィンチ20のトルク値を下げてワイヤ22の繰り出しを可能な状態にするトルクダウン動作との、何れかの動作を導出する。更に、本実施例では、ケーソン60の6つの移動形態毎に、4台のウィンチ20の各々の動作が予め設定されている。このため、本工程では、予め設定された移動形態毎のウィンチ20の動作の中から、上記S220において設定されたケーソン60の移動形態に対応する、4台のウィンチ20の各々の動作を選択すればよい。
S240 (winch operation derivation): The
ここで、ケーソン60の6つの移動形態毎に設定されている、4台のウィンチ20の各々の動作について説明する。図7〜図12には、ケーソン60の6つの移動形態の各々に対応した、4台のウィンチ20の各々の動作を図示している。これらの各図では、図中左上のシンカー24に固定されたワイヤ22を繰り出しているウィンチをウィンチ20A、図中右下のシンカー24に固定されたワイヤ22を繰り出しているウィンチをウィンチ20B、図中左下のシンカー24に固定されたワイヤ22を繰り出しているウィンチをウィンチ20C、図中右上のシンカー24に固定されたワイヤ22を繰り出しているウィンチをウィンチ20Dとしている。まず、図7はケーソン60の右回転に対応する動作を示しており、ウィンチ20Aにトルクアップ動作M2、ウィンチ20Bにトルクアップ動作M2、ウィンチ20Cにホールド動作M1、ウィンチ20Dにトルクダウン動作M3が設定される。又、図8はケーソン60の左回転に対応する動作を示しており、ウィンチ20Aにトルクダウン動作M3、ウィンチ20Bにホールド動作M1、ウィンチ20Cにトルクアップ動作M2、ウィンチ20Dにトルクアップ動作M2が設定される。
Here, the operation of each of the four
同様に、ケーソン60の右移動に対応する動作を示す図9では、ウィンチ20Aにトルクダウン動作M3、ウィンチ20Bにトルクアップ動作M2、ウィンチ20Cにトルクダウン動作M3、ウィンチ20Dにトルクアップ動作M2が設定され、ケーソン60の左移動に対応する動作を示す図10では、ウィンチ20Aにトルクアップ動作M2、ウィンチ20Bにトルクダウン動作M3、ウィンチ20Cにトルクアップ動作M2、ウィンチ20Dにトルクダウン動作M3が設定される。更に、ケーソン60の前移動に対応する動作を示す図11では、ウィンチ20Aにトルクダウン動作M3、ウィンチ20Bにトルクアップ動作M2、ウィンチ20Cにトルクアップ動作M2、ウィンチ20Dにトルクダウン動作M3が設定され、ケーソン60の後移動に対応する動作を示す図12では、ウィンチ20Aにトルクアップ動作M2、ウィンチ20Bにトルクダウン動作M3、ウィンチ20Cにトルクダウン動作M3、ウィンチ20Dにトルクアップ動作M2が設定される。
Similarly, in FIG. 9, which shows the operation corresponding to the right movement of the
S250(動作指令出力):上記S240において導出した4台のウィンチ20の動作を、4台のウィンチ20の各々に行わせるための動作指令を、無線通信手段34を介して、システム制御部32からウィンチ制御手段28へ出力する。この動作指令を受けたウィンチ制御手段28により動作制御される前の時点で、4台のウィンチ20は、上記S200或いは後述するS330での処理により、ブレーキがかけられた状態になっている。このため、動作指令の出力は、トルクアップ動作M2及びトルクダウン動作M3の動作指令を受けるウィンチ20についてのみ行えばよい。更に、トルクダウン動作M3よりも先にトルクアップ動作M2が行われるように、各動作指令に優先度や順番を付与する。
S250 (operation command output): An operation command for causing each of the four
S260(ウィンチ動作開始):上記S250において出力された動作指令を受けて、ウィンチ制御手段28により4台のウィンチ20の動作を制御し、各ウィンチ20を作動させる。まず、上記S240においてホールド動作M1が導出されたウィンチ20は、ブレーキをかけた状態を維持し、ワイヤ22の巻き取り及び繰り出しを抑止する。次に、トルクアップ動作M2の動作指令を受けたウィンチ20は、ウィンチ制御手段28により、ブレーキが解除された後、トルク値が最大まで上げられる。ここでは、最大トルク値を10tとし、トルクアップ動作M2の動作指令を受けたウィンチ20のトルク値を10tまで上げ、このトルク値に固定する。続いて、トルクダウン動作M3の動作指令を受けたウィンチ20は、ウィンチ制御手段28により、ブレーキが解除された後、トルク値が一旦10tまで上げられ、その後、トルク値が1段階下げられる(−1t)。なお、ケーソン60の6つの移動形態毎の、各ウィンチ20の動作は、右回転については図7、左回転については図8、右移動については図9、左移動については図10、前移動については図11、後移動については図12を、夫々参照のこと。
S260 (start of winch operation): In response to the operation command output in S250, the winch control means 28 controls the operation of the four
S270(ウィンチ状態計測):繰り出し量計測手段30により、4台のウィンチ20の各々からのワイヤ22の繰り出し量を計測する。この繰り出し量計測手段30による計測は、継続的に行うものとする。更に、ウィンチ制御手段28によって各ウィンチ20が動作制御される前及び後のタイミング(上記S260の前及び後のタイミング)で、システム制御部32により、無線通信手段34を介して、繰り出し量計測手段30から計測結果を取得する。そして、システム制御部32により、ウィンチ制御手段28によって各ウィンチ20が動作制御される前後間での、各ウィンチ20におけるワイヤ22の繰り出し量の変化(増減)を算出する。なお、繰り出し量計測手段30からの計測結果の取得、及び、繰り出し量の変化の算出は、ホールド動作M1のウィンチ20については省いてもよく、又、ワイヤ22の繰り出し量に代えて巻き取り量を取り扱ってもよい。更に、継続的に計測される各ウィンチ20におけるワイヤ22の繰り出し量を、各ウィンチ20のトルク値等と併せて、監視モニター46に表示させてもよい。
S270 (winch state measurement): The payout amount measuring means 30 measures the payout amount of the
S280(ウィンチ動作判定):システム制御部32により、4台のウィンチ20の各々が、動作指令の通りに作動しているか否かを判定する。ここから、図5のサブフローチャートへ移行する。なお、図5のS600〜S680で行われる処理は、全てシステム制御部32により実行される。
S600(判定ウィンチ設定):4台のウィンチ20の中から、まだ動作判定を行っていない1台のウィンチ20を選択して、動作判定対象のウィンチ20として設定する。
S280 (winch operation determination): The
S600 (determination winch setting): From the four
S610(ホールド動作ウィンチ判定):動作判定対象のウィンチ20が、ホールド動作M1の動作指令を受けたウィンチ20であるか否かを判定する。そして、ホールド動作M1の動作指令を受けたウィンチ20である場合(YES)は、S650へ移行し、ホールド動作M1ではない別の動作指令を受けたウィンチ20である場合(NO)は、S620へ移行する。
S620(トルクアップ動作ウィンチ判定):動作判定対象のウィンチ20が、トルクアップ動作M2の動作指令を受けたウィンチ20であるか否かを判定する。そして、トルクアップ動作M2の動作指令を受けたウィンチ20である場合(YES)は、S630へ移行し、トルクアップ動作M2ではない別の動作指令、すなわち、トルクダウン動作M3の動作指令を受けたウィンチ20である場合(NO)は、S640へ移行する。
S610 (hold operation winch determination): It is determined whether or not the
S620 (torque-up operation winch determination): It is determined whether or not the
S630(ワイヤ巻き取り判定):トルクアップ動作M2の動作指令を受けている、動作判定対象のウィンチ20において、ワイヤ22が巻き取れているか否かを判定する。具体的には、上記S270において算出した各ウィンチ20におけるワイヤ22の繰り出し量の変化の中から、動作判定対象のウィンチ20での変化を参照する。そして、それがワイヤ22の繰り出し量が減っている(すなわち、ワイヤ22が巻き取られている)ことを示す場合(YES)は、S650へ移行し、ワイヤ22の繰り出し量が減っていない(すなわち、ワイヤ22が巻き取られていない)ことを示す場合(NO)は、S660へ移行する。
S630 (Wire winding determination): It is determined whether or not the
S640(ワイヤ繰り出し判定):トルクダウン動作M3の動作指令を受けている、動作判定対象のウィンチ20において、ワイヤ22が繰り出せているか否かを判定する。具体的には、上記S270において算出した各ウィンチ20におけるワイヤ22の繰り出し量の変化の中から、動作判定対象のウィンチ20での変化を参照する。そして、それがワイヤ22の繰り出し量が増えている(すなわち、ワイヤ22が繰り出されている)ことを示す場合(YES)は、S670へ移行し、ワイヤ22の繰り出し量が増えていない(すなわち、ワイヤ22が繰り出されていない)ことを示す場合(NO)は、S660へ移行する。
S640 (wire feeding determination): It is determined whether or not the
S650(作動OK判定設定):上記S610において、動作判定対象のウィンチ20がホールド動作M1のウィンチ20であると判定された場合や、上記S630において、動作判定対象のトルクアップ動作M2のウィンチ20が、ワイヤ22を巻き取っていると判定された場合は、それら動作判定対象のウィンチ20が、動作指令通りに作動していると判断し、作動OKであることを設定する。
S660(作動NG判定設定):上記S630において、動作判定対象のトルクアップ動作M2のウィンチ20が、ワイヤ22を巻き取っていないと判定された場合や、上記S640において、動作判定対象のトルクダウン動作M3のウィンチ20が、ワイヤ22を繰り出していないと判定された場合は、それら動作判定対象のウィンチ20が、動作指令通りに作動していないと判断し、作動NGであることを設定する。
S650 (operation OK determination setting): In the above S610, when it is determined that the
S660 (operation NG determination setting): In the above S630, when it is determined that the
S670(作動OK判定設定):上記S640において、動作判定対象のトルクダウン動作M3のウィンチ20が、ワイヤ22を繰り出していると判定された場合は、その動作判定対象のウィンチ20が、動作指令通りに作動していると判断し、作動OKであることを設定する。
S680(判定ウィンチ確認):4台のウィンチ20の全てについて、動作判定を行ったか否かを判定する。そして、4台全てのウィンチ20について動作判定を行った場合(YES)は、図3のS290へ移行し、動作判定を行っていないウィンチ20が残っている場合(NO)は、上記S600へ復帰する。すなわち、4台全てのウィンチ20について動作判定を行うまで、上記S600〜S670を繰り返し実行する。
S670 (operation OK determination setting): In the above S640, when it is determined that the
S680 (confirmation of determination winch): It is determined whether or not the operation determination has been performed for all four
ここから、図3のフローチャートに復帰する。
S290(動作判定確認):システム制御部32により、上記S280におけるウィンチ動作判定において、作動NGと設定されたウィンチ20が存在するか否かを判定する。そして、作動NGと設定されたウィンチ20が1台でも存在する場合(YES)は、S300へ移行し、作動NGと設定されたウィンチ20が存在せず、全てのウィンチ20が作動OKと設定された場合(NO)は、各ウィンチ20に現在設定されている動作及びトルク値をそのまま維持し、S310へ移行する。
From here, the process returns to the flowchart of FIG.
S290 (operation determination confirmation): The
S300(トルク調整):上記S290において作動NGと設定されたウィンチ20が存在すると判定された場合は、4台のウィンチ20のうち、トルクダウン動作M3の動作指令を受けているウィンチ20のトルク値を、更に1段階下げる(−1t)指令を、システム制御部32からウィンチ制御手段28へ出力する。そして、ウィンチ制御手段28により、トルクダウン動作M3の動作指令を受けているウィンチ20のトルク値を1段階下げる。その後、上記S270へ復帰する。すなわち、作動NGのウィンチ20が存在しなくなるまで、トルクダウン動作M3のウィンチ20のトルク調整、ウィンチ状態の計測、ウィンチ20の動作判定を、繰り返し実行する。なお、トルクダウン動作M3の動作指令を受けているウィンチ20が2台存在するケースでは、それら2台のウィンチ20の中に作動NGと設定されたウィンチ20がある場合はそのウィンチ20について、ない場合は各ウィンチ20やシンカー24の位置関係等に応じて、作動NGの原因と考えられるトルクダウン動作M3のウィンチ20について、トルク値を下げる指令を出力すればよい。
S300 (torque adjustment): When it is determined that there is a
S310(ケーソン位置計測):上記S210に記載したように、ケーソン60の位置計測は、位置計測手段12及びシステム制御部32により継続的に行っているため、本工程では、現時点でのケーソン60の位置及び向きのデータを取得する。
S320(位置差分判定):上記S400と同様に、システム制御部32により、ケーソン60の現在の平面方向の位置及び向きと、ケーソン60の所定の目標位置及び向きとの差分を算出する。すなわち、図6に示すような、誘導点NP1と目標点TP1との、図中左右方向の差分h1及び図中上下方向の差分v1、誘導点NP2と目標点TP2との、図中左右方向の差分h2及び図中上下方向の差分v2、及び、誘導点NP1とNP2との、図中左右方向の差分h3を算出する。
S310 (Caisson position measurement): As described in S210 above, since the position measurement of the
S320 (Position difference determination): Similar to the above S400, the
更に、システム制御部32により、算出した差分が、上記S220において設定されたケーソン60の移動形態についての閾値以上か否かを判定する。各移動形態の閾値と差分との比較は、上記S410、S430、S450、S470、S490、S510に記載した通りであるため、ここでの説明は省略する。そして、算出した差分が、現在設定されているケーソン60の移動形態の閾値以上である場合(YES)は、上記S310へ復帰する。すなわち、ケーソン60の現在位置と目標位置との差分が、各移動形態の閾値より小さくなるまで、現在設定されている移動形態を継続して実行する。そして、ケーソン60の現在位置と目標位置との差分が、現在設定されているケーソン60の移動形態の閾値より小さくなった場合(NO)は、S330へ移行する。
Further, the
S330(全ウィンチブレーキ):上記S320において、ケーソン60の現在位置と目標位置との差分が、現在設定されているケーソン60の移動形態の閾値より小さいと判定された場合は、システム制御部32により、現在設定されている移動形態での移動が十分行われたと判断し、ウィンチ制御手段28へ、4台全てのウィンチ20にブレーキをかける指令を出力する。そして、ウィンチ制御手段28の制御によって、4台全てのウィンチ20にブレーキをかける。その後、上記S210へ復帰する。
すなわち、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整方法は、ケーソン60が所定の目標位置に移動されるまで、図7〜図12に示すような6つの移動形態の中から、必要な移動形態を繰り返し選択して実行するものである。
S330 (all winch brakes): In the above S320, when it is determined that the difference between the current position of the
That is, the caisson position adjusting method according to the embodiment of the present invention is a necessary movement mode from the six movement modes as shown in FIGS. 7 to 12 until the
なお、上述した実施例では、ケーソン60を移動させる所定の目標位置及び向きが、既設ケーソン64(既設構造物62)に隣接して設定されているが、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整システム及びケーソン位置調整方法は、これに限定されることなく、ケーソン60を既設構造物62から離れた位置に据付ける場合や、単独でケーソン60を据付ける場合等に利用してもよいものである。この場合は、図1において既設ケーソン64上に設置されている各装置(トータルステーション14、システム制御部32等)を、例えば、ケーソン60の所定の目標位置の近傍に浮かべた台船等の上や、ケーソン60の所定の目標位置の近傍にある陸上等に設置すればよい。更に、位置調整を行うケーソン60の形状も、上述した実施例のような平面視矩形に限定されるものではなく、複数の側面を有する形状であれば、例えば、平面視で台形、五角形、他の多角形等であってもよい。
In the above-described embodiment, the predetermined target position and direction for moving the
さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整システム10は、図1に示すように、ケーソン60の据付作業時(図2参照)等に、水面に浮上したケーソン60の平面方向の位置及び向きを調整するものである。そして、ケーソン60を移動する手段として、ケーソン60上に設置されるACサーボモータ式の4台のウィンチ20と、4台のウィンチ20の各々により巻き取り及び繰り出しされる4本のワイヤ22とを備えている。4本のワイヤ22は、ウィンチ20に接続された端部と反対側の端部が、ケーソン60の周囲4箇所の水底に沈設されたシンカー24に固定されている。このような構成により、4台のウィンチ20によってワイヤ22の巻き取りや繰り出しが行なわれることで、主に巻き取られたワイヤ22が固定されたシンカー24の方向へと、ケーソン60を移動することができる。
Now, according to the embodiment of the present invention having the above configuration, it is possible to obtain the following effects. That is, as shown in FIG. 1, the caisson
更に、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整システム10は、位置計測手段12、ウィンチ制御手段28、及び、システム制御部32を含んでいる。位置計測手段12は、ケーソン60の平面方向の位置及び向きを計測するものであり、計測するケーソン60の位置及び向きとしては、所定の位置及び向きを基準とした相対的なものであってもよく、絶対的なものであってもよい。ウィンチ制御手段28は、4台のウィンチ20の動作を制御するものであり、後述するように、システム制御部32から出力される動作指令を受けて、4台のウィンチ20の各々の動作を制御する。すなわち、ウィンチ制御手段28は、主に、各ウィンチ20のACサーボモータを制御するように構成されている。
Further, the caisson
一方、システム制御部32は、位置計測手段12により計測されるケーソン60の平面方向の位置及び向きに基づいて、ケーソン60を所定の目標位置及び向きまで移動するための、4台のウィンチ20の各々の動作を導出する(図3のS240参照)。この際、システム制御部32は、所定の目標位置及び向きが予め設定されていることで、ケーソン60の現在の位置及び向きと目標位置及び向きとから、4台のウィンチ20の動作を導出する。そして、システム制御部32は、上述したように、導出した4台のウィンチ20の動作を各ウィンチ20に行わせるための動作指令を、ウィンチ制御手段28に対して出力するものである(図3のS250参照)。
On the other hand, the
すなわち、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整システム10は、位置計測手段12によるケーソン60の平面方向の位置及び向きの計測、システム制御部32によるケーソン60を所定の目標位置及び向きに移動するための各ウィンチ20の動作の導出、及び、ウィンチ制御手段28による4台のウィンチ20の動作制御を、人手を介さずに実行することができる。これによって、ケーソン60の位置調整の自動化を実現することができるため、ケーソン60の位置及び向きの計測から実際にウィンチ20が作動するまでの間のタイムラグがほとんど生じなくなり、又、作業者によるウィンチ20の誤操作の虞がなくなる。更に、ウィンチ制御手段28によってACサーボモータ式のウィンチ20を制御するため、ウィンチ制御を高精度に行うことができる。これらの作用効果が相まって、ケーソン60の位置調整をより精度よく行うことが可能となる。
That is, the caisson
更に、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整システム10は、位置計測手段12が、既設ケーソン64等の既設構造物62上に設置される、自動追尾機能を有する2台のトータルステーション14と、移動対象のケーソン60上に設置される2台の全方向ミラー16とを含むものである。トータルステーション14は、目標物にレーザー光等を照射してその反射光を検知し、距離と角度とを同時に計測する機器である。このような2台のトータルステーション14により、ケーソン60上に設置される2台の全方向ミラー16を追尾して、角度と距離との計測を行う。これにより、2台のトータルステーション14による計測結果から、ケーソン60の平面方向の相対的な位置及び向きを、リアルタイムに精度よく把握することができる。
Further, in the caisson
又、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整システム10は、システム制御部32が4台のウィンチ20の動作を導出する際に、4台のウィンチ20の各々の動作として、ホールド動作M1とトルクアップ動作M2とトルクダウン動作M3(図7〜図12参照)との、3つの動作の中のいずれか1つを導出するものである。ホールド動作M1は、ウィンチ20のブレーキをかけることで、ワイヤ22の巻き取りと繰り出しとの双方を抑止する動作である。これに対し、トルクアップ動作M2は、ウィンチ20のトルク値を上げることで、ワイヤ22の巻き取りを可能な状態にする動作であり、トルクダウン動作M3は、ウィンチ20のトルク値を下げることで、ワイヤ22の繰り出しを可能な状態にする動作である。更に、システム制御部32は、4台のウィンチ20の中に、トルクアップ動作M2を行うウィンチ20と、トルクダウン動作M3を行うウィンチ20とが、少なくとも1台ずつ含まれるように導出する。
Further, in the caisson
そして、システム制御部32から動作指令を受けたウィンチ制御手段28により、上記のような動作を行うように制御されることで、ホールド動作M1のウィンチ20は、ワイヤ22の巻き取り及び繰り出しを抑止し、トルクアップ動作M2のウィンチ20は、ワイヤ22を巻き取るように作動し、トルクダウン動作M3のウィンチ20は、ワイヤ22を繰り出すように作動する。このとき、トルクダウン動作M3のウィンチ20は、ワイヤ22が繰り出し可能な状態になるまでトルク値が下げられる制御を受けるため、ワイヤ22にテンションがかかった状態のまま、ワイヤ22を繰り出すことができる。すなわち、ホールド動作M1及びトルクアップ動作M2のウィンチ20だけでなく、トルクダウン動作M3のウィンチ20についても、そこから繰り出されるワイヤ22が弛むことはないため、ワイヤ22の絡まりやキンクの発生を防止することが可能となる。
Then, the winch control means 28 that receives the operation command from the
更に、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整システム10は、繰り出し量計測手段30を含んでおり、この繰り出し量計測手段30は、各ウィンチ20からのワイヤ22の繰り出し量を計測するように、4台のウィンチ20の夫々に設置される。そして、システム制御部32は、繰り出し量計測手段30から取得する各ウィンチ20のワイヤ22の繰り出し量に基づき、トルクアップ動作M2或いはトルクダウン動作M3の動作指令を受けているウィンチ20の各々が、夫々の動作指令の通りに作動しているか否かを判定する(図3のS280、図5参照)。すなわち、トルクアップ動作M2のウィンチ20は、トルク値が上げられることで、ワイヤ22を巻き取るように作動するべきであるため、このウィンチ20からのワイヤ22の繰り出し量が、トルクアップ動作M2の後に減っている場合は、動作指令の通りに作動していると判定され、トルクアップ動作M2の後に減っていない場合は、動作指令の通りに作動していないと判定される(図5のS630、S650、S660参照)。
Further, the caisson
他方、トルクダウン動作M3のウィンチ20は、トルク値が下げられることで、ワイヤ22を繰り出すように作動するべきであるため、このウィンチ20からのワイヤ22の繰り出し量が、トルクダウン動作M3の後に増えている場合は、動作指令の通りに作動していると判定され、トルクダウン動作M3の後に増えていない場合は、動作指令の通りに作動していないと判定される(図5のS640、S660、S670参照)。そして、システム制御部32は、動作指令の通りに作動していないウィンチ20が1台でも存在すると、トルクダウン動作M3の動作指令を受けているウィンチ20のトルク値を更に下げる指令を、ウィンチ制御手段28に出力する(図3のS290、S300参照)。すなわち、トルク値が上げられているにも関わらずワイヤ22が巻き取れていないウィンチ20が存在する場合は、トルク値が下げられている別のウィンチ20からワイヤ22が繰り出されていないことが原因と判断し、そのようなウィンチ20からワイヤ22が繰り出されるように、トルク値を更に下げるものである。又、トルク値が下げられているにも関わらずワイヤ22が繰り出せていないウィンチ20が存在する場合は、そのウィンチ20のトルク値がまだ高すぎることが原因と判断し、そのウィンチ20からワイヤ22が繰り出されるように、トルク値を更に下げるものである。
On the other hand, since the
上記のような制御により、ワイヤ22の繰り出しに必要なトルク値の幅だけ、トルクダウン動作M3のウィンチ20のトルク値を下げることになるため、ワイヤ22の弛みをより確実に防止することができる。更に、動作指令の通りに作動していないウィンチ20が存在した場合に行う制御は、トルクダウン動作M3のウィンチ20のトルク値を更に下げることのみであるため、4台のウィンチ20のトルク値を調整する必要はなく、トルク制御を単純化することができる。なお、ホールド動作M1のウィンチ20については、ウィンチ20のブレーキを作動させるものであり、ワイヤ22の繰り出し量が変化せず、トルク値の調整も必要ないため、動作判定が行われなくても問題ないものである(図5のS610、S650参照)。
With the above control, the torque value of the
又、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整システム10は、ケーソン60上に設置される装置、すなわち、ウィンチ制御手段28及び繰り出し量計測手段30と、システム制御部32との間の通信を、無線で行う無線通信手段34を備えているものである。無線通信手段34には、例えば、無線LANが用いられ、システム制御部32からウィンチ制御手段28への動作指令の送信や、繰り出し量計測手段30からシステム制御部32への計測データの送信が、無線通信手段34を介して行われる。これにより、システム制御部32がケーソン60から離れた場所に設置される場合であっても、指令やデータのやり取りを問題なく行うことができる。
Further, the caisson
又、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整システム10は、システム制御部32が、4台のウィンチ20の各々の動作を導出する際に、所定の目標位置及び向きにあるケーソン60aの側面の法線から定まる方向に基づいた、図7〜図12に示す6つの移動形態の中から、ケーソン60を所定の目標位置及び向きに移動するための移動形態を、少なくとも1つ選択する(図3のS220、図4参照)。例えば、図6の例において、6つの移動形態は、所定の目標位置及び向きにある状態のケーソン60aの、図6における上辺、下辺、右辺、左辺に相当する4つの側面のうち、図6における上辺又は下辺に相当する側面の法線と平行な方向を前後方向(図6における下側を前方向、上側を後方向)、この前後方向と水平面上で直交する方向を左右方向(図6における右側を右方向、左側を左方向)とした場合の平面視で定められる。
Further, in the caisson
すなわち、6つの移動形態は、図7〜図12の夫々において、図中の左右方向をそのまま左右方向、図中の下方向を前方向、図中の上方向を後方向として、図7に示すケーソン60の右回転、図8に示すケーソン60の左回転、図9に示すケーソン60の右移動、図10に示すケーソン60の左移動、図11に示すケーソン60の前移動、及び、図12に示すケーソン60の後移動である。このような6つの移動形態の中から、ケーソン60を所定の目標位置及び向きまで移動するための移動形態が、少なくとも1つ選択される。そして、システム制御部32は、選択したケーソン60の移動形態が実行されるように、4台のウィンチ20の各々の動作を導出するものである。この際、ケーソン60を所定の目標位置及び向きまで移動するための移動形態が2つ以上選択される場合は、予め設定された優先順位等に基づいて、選択された移動形態が順次実行されるように、選択された移動形態毎に4台のウィンチ20の各々の動作を導出すればよい。このように、予め設定された6つの移動形態から選択された移動形態が、必要に応じて組み合わされて実行されることで、所定の目標位置及び向きに到達するまでのケーソン60の移動を、効率的かつ連続的に実行することができる。これにより、ケーソン60の位置調整作業の効率アップを図ることができる。
That is, the six movement modes are shown in FIGS. 7 to 12, with the left-right direction in the figure as the left-right direction, the lower direction in the figure as the front direction, and the upper direction in the figure as the rear direction. The right rotation of the
しかも、本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整システム10は、上記のようなケーソン60の6つの移動形態毎に、その移動形態を実行するための4台のウィンチ20の各々の動作が、シンカー24の沈設位置やワイヤ22の引き回しルート等に応じて、システム制御部32に予め設定されていてもよいものである。例えば、システム制御部32が、4台のウィンチ20の各々の動作として、上述したようなホールド動作M1、トルクアップ動作M2、トルクダウン動作M3のいずれか1つを導出するものである場合は、図7〜図12に示すように、ケーソン60の6つの移動形態毎に、4台のウィンチ20の各々の動作が、上記3つの動作の中から設定される。これにより、4台のウィンチ20の動作を導出する手間を省くことができるため、6つの移動形態の各々をより迅速に実行することができ、ケーソン60の位置調整作業の更なる効率アップを図ることが可能となる。
なお、図3〜図5に示す本発明の実施の形態に係るケーソン位置調整方法は、上述したようなケーソン位置調整システム10を用いて実行されることで、ケーソン位置調整システム10に対応する同等の作用効果を奏することができる。
Moreover, in the caisson
The caisson position adjustment method according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 3 to 5 is equivalent to the caisson
10:ケーソン位置調整システム、12:位置計測手段、20(20A〜20D):ウィンチ、22:ワイヤ、24:シンカー、28:ウィンチ制御手段、30:繰り出し量計測手段、32:システム制御部、60:ケーソン、62:既設構造物、M1:ホールド動作、M2:トルクアップ動作、M3:トルクダウン動作 10: Caisson position adjustment system, 12: position measuring means, 20 (20A to 20D): winch, 22: wire, 24: sinker, 28: winch control means, 30: feeding amount measuring means, 32: system control unit, 60 : Caisson, 62: Existing structure, M1: Hold operation, M2: Torque up operation, M3: Torque down operation
Claims (8)
前記ケーソン上に設置されるACサーボモータ式の4台のウィンチと、
一端が前記ケーソンの周囲4箇所の水底に沈設されたシンカーの各々に固定され、他端が前記4台のウィンチの各々により巻き取り及び繰り出しされる4本のワイヤと、
前記ケーソンの平面方向の位置及び向きを計測する位置計測手段と、
前記4台のウィンチの動作を制御するウィンチ制御手段と、
前記位置計測手段の計測結果に基づき、前記ケーソンを所定の目標位置及び向きまで移動するための、前記4台のウィンチの各々の動作を導出し、該導出した動作を前記4台のウィンチに行わせるための動作指令を、前記ウィンチ制御手段に出力するシステム制御部と、を含み、
前記システム制御部は、前記4台のウィンチの各々の動作として、ブレーキをかけて前記ワイヤの巻き取りと繰り出しとの双方を抑止するホールド動作と、ウィンチのトルク値を上げて前記ワイヤの巻き取りを可能な状態にするトルクアップ動作と、ウィンチのトルク値を下げて前記ワイヤの繰り出しを可能な状態にするトルクダウン動作との、3つの動作の中のいずれか1つを導出し、この際、前記トルクアップ動作を行うウィンチと、前記トルクダウン動作を行うウィンチとが、少なくとも1台ずつ含まれるように導出することを特徴とするケーソン位置調整システム。 A system that adjusts the position and orientation of a caisson with multiple sides floating on the surface of the water in the plane direction.
Four AC servomotor type winches installed on the caisson,
Four wires, one end of which is fixed to each of the four sinkers sunk on the bottom of the water around the caisson, and the other end of which is wound and unwound by each of the four winches.
A position measuring means for measuring the position and orientation of the caisson in the plane direction,
A winch control means for controlling the operation of the four winches, and
Based on the measurement result of the position measuring means, the operation of each of the four winches for moving the caisson to a predetermined target position and direction is derived, and the derived operation is performed on the four winches. an operation command for causing, seen including a system control unit, the output to the winch control means,
As the operation of each of the four winches, the system control unit applies a brake to suppress both winding and unwinding of the wire, and raises the torque value of the winch to wind the wire. One of the three operations, that is, the torque-up operation that makes the winch possible and the torque-down operation that lowers the winch torque value so that the wire can be unwound, is derived. , The Kason position adjusting system, characterized in that the winch that performs the torque-up operation and the winch that performs the torque-down operation are led out so as to be included at least one by one.
前記システム制御部は、前記繰り出し量計測手段の計測結果に基づき、前記トルクアップ動作或いは前記トルクダウン動作の動作指令を受けているウィンチの各々が、前記動作指令の通りに作動しているか否かを判定し、前記動作指令の通りに作動していないウィンチが1台以上存在する場合に、前記トルクダウン動作の動作指令を受けているウィンチのトルク値を更に下げる指令を、前記ウィンチ制御手段に出力することを特徴とする請求項1記載のケーソン位置調整システム。 A feeding amount measuring means for measuring a feeding amount of the wire from each of the four winches is included.
Based on the measurement result of the feeding amount measuring means, the system control unit determines whether or not each of the winches receiving the operation command of the torque up operation or the torque down operation is operating according to the operation command. When there is one or more winches that are not operating according to the operation command, the winch control means is given a command to further reduce the torque value of the winch that has received the operation command for the torque down operation. caisson positioning system according to claim 1, wherein the output.
前記ケーソン上にACサーボモータ式の4台のウィンチを設置すると共に、該4台のウィンチの各々から繰り出されるワイヤの先端を、前記ケーソンの周囲4箇所の水底に沈設させたシンカーの各々に固定し、
前記ケーソンの平面方向の位置及び向きを計測する位置計測手段と、前記4台のウィンチの動作を制御するウィンチ制御手段と、システム制御部とを利用し、
該システム制御部により、前記位置計測手段の計測結果に基づき、前記ケーソンを所定の目標位置及び向きまで移動するための、前記4台のウィンチの各々の動作を導出し、該導出した動作を前記4台のウィンチに行わせるための動作指令を、前記システム制御部から前記ウィンチ制御手段へ出力し、
前記システム制御部により、前記4台のウィンチの各々の動作として、ブレーキをかけて前記ワイヤの巻き取りと繰り出しとの双方を抑止するホールド動作と、ウィンチのトルク値を上げて前記ワイヤの巻き取りを可能な状態にするトルクアップ動作と、ウィンチのトルク値を下げて前記ワイヤの繰り出しを可能な状態にするトルクダウン動作との、3つの動作の中のいずれか1つを導出し、この際、前記トルクアップ動作を行うウィンチと、前記トルクダウン動作を行うウィンチとが、少なくとも1台ずつ含まれるように導出することを特徴とするケーソン位置調整方法。 A method of adjusting the position and orientation of a caisson having a plurality of side surfaces floating on the surface of the water in the plane direction.
Four AC servomotor type winches are installed on the caisson, and the tips of the wires drawn from each of the four winches are fixed to each of the sinkers sunk in the water bottom at four locations around the caisson. death,
A position measuring means for measuring the position and orientation of the caisson in the plane direction, a winch control means for controlling the operation of the four winches, and a system control unit are used.
Based on the measurement result of the position measuring means, the system control unit derives the operation of each of the four winches for moving the caisson to a predetermined target position and direction, and the derived operation is described as described above. An operation command for causing the four winches to be executed is output from the system control unit to the winch control means .
As the operation of each of the four winches, the system control unit applies a brake to suppress both winding and unwinding of the wire, and raises the torque value of the winch to wind the wire. One of the three operations, that is, the torque-up operation that makes the winch possible and the torque-down operation that lowers the winch torque value so that the wire can be unwound, is derived. A cason position adjusting method, characterized in that a winch that performs the torque-up operation and a winch that performs the torque-down operation are led out so as to include at least one winch.
前記システム制御部により、前記繰り出し量計測手段の計測結果に基づき、前記トルクアップ動作或いは前記トルクダウン動作の動作指令を受けているウィンチの各々が、前記動作指令の通りに作動しているか否かを判定し、前記動作指令の通りに作動していないウィンチが1台以上存在する場合に、前記トルクダウン動作の動作指令を受けているウィンチのトルク値を更に下げる指令を、前記システム制御部から前記ウィンチ制御手段へ出力することを特徴とする請求項5記載のケーソン位置調整方法。 Further utilizing the feeding amount measuring means for measuring the feeding amount of the wire from each of the four winches,
Whether or not each of the winches receiving the operation command of the torque up operation or the torque down operation is operated according to the operation command based on the measurement result of the payout amount measuring means by the system control unit. When there is one or more winches that are not operating according to the operation command, the system control unit issues a command to further reduce the torque value of the winch that has received the operation command for the torque down operation. The cason position adjusting method according to claim 5, wherein the output is output to the winch control means.
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