JP7428509B2 - Heavy machinery automatic transfer device for ships of cargo handling machinery - Google Patents
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Description
本発明は、荷役機械の船舶用重機自動移送装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heavy equipment automatic transfer device for ships of cargo handling machines.
一般に、アンローダやコンテナクレーン等の荷役機械においては、オペレータが運転室のコントローラを操作し、荷役作業を行っている。 Generally, in cargo handling machines such as unloaders and container cranes, an operator operates a controller in a driver's cab to perform cargo handling work.
荷役作業に掛かる時間は、オペレータの技量によって大きく変化し、荷役効率に多大な影響を及ぼすため、自動運転への関心が高まっている。又、オペレータへの負担を軽減する上でも、荷役作業の自動運転は非常に重要となる。 The time required for cargo handling operations varies greatly depending on the skill of the operator, which has a significant impact on cargo handling efficiency, which is why there is growing interest in automated driving. Furthermore, automatic operation of cargo handling operations is extremely important in reducing the burden on operators.
一方、石炭等のバラ物が積載される船舶の場合、船倉の内部空間と比べてハッチの開口面積は小さくなっているため、前記荷役機械のグラブバケットが掴み取れるバラ物の範囲は、船倉のハッチから下方へ投影される領域周辺に限られている。このため、前記船倉の内部に残ったバラ物は、ブルドーザやバックホウ等の重機によって掻き寄せられるようになっている。 On the other hand, in the case of ships loaded with bulk materials such as coal, the opening area of the hatch is smaller than the interior space of the hold, so the range of bulk materials that can be grabbed by the grab bucket of the cargo handling machine is limited to the area of the cargo hold. Limited to the area projected downward from the hatch. For this reason, loose materials remaining inside the ship's hold are scraped up by heavy machinery such as bulldozers and backhoes.
従来、前記重機は、オペレータが手動で操作する荷役機械によって桟橋から吊り上げられ、前記ハッチから船倉の内部に投入されるようになっている。 Conventionally, the heavy equipment is lifted from a pier by a cargo handling machine manually operated by an operator, and is thrown into a hold through the hatch.
尚、前記荷役機械と関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献1がある。
Note that, for example,
しかしながら、従来のように、オペレータが手動で操作する荷役機械によって重機を桟橋から吊り上げ、ハッチから船倉の内部に投入するのでは、非常に時間が掛かり、荷役効率の低下につながる虞があった。 However, as in the past, lifting heavy machinery from a pier with a cargo handling machine manually operated by an operator and loading it into a ship's hold through a hatch is very time consuming and may lead to a decrease in cargo handling efficiency.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、重機を効率良く船倉の内部に投入し得、今後の完全自動運転へつなげることができる荷役機械の船舶用重機自動移送装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides an automatic heavy equipment transfer device for ships for cargo handling equipment that can efficiently load heavy equipment into the interior of a ship's hold and can lead to future fully automatic operation. This is what I am trying to do.
本発明は、バラ物が積載される船倉にハッチから重機が投入される船舶に沿って移動自在な荷役機械の船舶用重機自動移送装置であって、
前記荷役機械に配設され且つ重機とハッチとバラ物とを捉える検出器と、
該検出器で捉えられた重機のデータとハッチのデータとバラ物のデータとを蓄積し、該データに基づき重機とハッチとバラ物とを認識可能となるまで機械学習を繰り返す機械学習コンピュータと、
前記荷役機械の運転操作を統括する制御装置と
を備え、
前記機械学習コンピュータは、重機吊上モード選択時、その時点において検出器で捉えられた重機のデータに基づき重機位置を認識し、重機位置までトロリを移動・停止させるトロリ移動・停止指令を前記制御装置へ出力し、重機投入モード選択時、前記重機を吊り上げる重機吊上指令を前記制御装置へ出力し、その時点において検出器で捉えられたハッチのデータ並びにバラ物のデータに基づき重機投入位置を決定し、重機投入位置上方までトロリを移動・停止させるトロリ移動・停止指令を前記制御装置へ出力し、前記トロリ停止後、前記重機を吊り下げる重機吊下指令を前記制御装置へ出力し、前記重機着床後、前記重機の吊り下げを停止させる重機吊下停止指令を前記制御装置へ出力する荷役機械の船舶用重機自動移送装置に係るものである。
The present invention is an automatic ship heavy equipment transfer device for a cargo handling machine that is movable along a ship in which heavy equipment is introduced from a hatch into a ship's hold where bulk goods are loaded,
a detector disposed on the cargo handling machine and detecting heavy machinery, hatches, and loose objects;
a machine learning computer that accumulates heavy equipment data, hatch data, and loose object data captured by the detector, and repeats machine learning based on the data until it can recognize the heavy equipment, the hatch, and the loose object;
and a control device that supervises the operation of the cargo handling machine,
When the heavy equipment lifting mode is selected, the machine learning computer recognizes the position of the heavy equipment based on the heavy equipment data captured by the detector at that time, and controls the trolley movement/stop command to move and stop the trolley to the heavy equipment position. When the heavy machinery loading mode is selected, a heavy machinery lifting command to lift the heavy machinery is output to the control device, and the heavy machinery loading position is determined based on hatch data and bulk material data detected by the detector at that time. determine, output a trolley movement/stop command to the control device to move and stop the trolley above the heavy equipment loading position, output a heavy equipment suspension command to the control device to suspend the heavy equipment after the trolley has stopped, and The present invention relates to an automatic heavy equipment transfer device for a ship of a cargo handling machine that outputs a heavy equipment suspension stop command to the control device to stop the suspension of the heavy equipment after the heavy equipment has landed on the floor.
前記荷役機械の船舶用重機自動移送装置において、前記検出器は、重機とハッチとバラ物とを撮影し画像データを取り込むカメラとすることができる。 In the automatic ship heavy equipment transfer device for cargo handling equipment, the detector may be a camera that photographs the heavy equipment, the hatch, and loose items and captures image data.
又、前記荷役機械の船舶用重機自動移送装置において、前記検出器は、パルス状に発光するレーザー照射に対する散乱光を測定し、重機までの距離と形状の分析データと、ハッチまでの距離と形状の分析データと、バラ物までの距離と形状の分析データとを取り込むレーザー画像検出器とすることもできる。 Further, in the automatic ship heavy equipment transfer device for cargo handling equipment, the detector measures scattered light in response to pulsed laser irradiation, and analyzes data on the distance and shape to the heavy equipment and the distance and shape to the hatch. It is also possible to use a laser image detector that captures analysis data on the distance and shape of the loose object.
本発明の荷役機械の船舶用重機自動移送装置によれば、重機を効率良く船倉の内部に投入し得、今後の完全自動運転へつなげることができるという優れた効果を奏し得る。 According to the automatic ship heavy equipment transfer device for cargo handling machines of the present invention, it is possible to efficiently introduce heavy equipment into a ship's hold, and it is possible to achieve the excellent effect of being able to lead to future fully automatic operation.
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1~図6は本発明の荷役機械の船舶用重機自動移送装置の実施例である。 FIGS. 1 to 6 show embodiments of the automatic heavy equipment transfer system for ships of cargo handling machines according to the present invention.
本実施例の荷役機械の船舶用重機自動移送装置は、図1に示す如く、検出器100と、機械学習コンピュータ200と、制御装置300と、送信機400と、受信機500とを備え、例えば、図5及び図6に示すような荷役機械としてのグラブバケット式アンローダ600に利用される。但し、本実施例の船舶用重機自動移送装置は、グラブバケット式アンローダ600に限らず、コンテナクレーン等の荷役機械に利用することも可能である。
As shown in FIG. 1, the automatic ship heavy equipment transfer device for cargo handling machines of this embodiment includes a
先ず、前記グラブバケット式アンローダ600について説明する。
First, the grab
図5に示す如く、前記グラブバケット式アンローダ600は、海側の海脚601と陸側の陸脚602を有して桟橋800上のレール603上を走行する機械本体604と、該機械本体604上部の陸側に設けられたガーダ605から海側へ張り出しピン606aを中心に俯仰可能なブーム606と、該ブーム606及びガーダ605の長手方向に沿って横行するトロリ607と、該トロリ607から吊り下げられて昇降と開閉を行うようにしたグラブバケット608とを有している。尚、前記トロリ607からは、重機710を移送するための重機用フック609が吊り下げられている。
As shown in FIG. 5, the grab
前記機械本体604には、ホッパ610が設けられ、該ホッパ610の下には、機内コンベヤ611が配備され、該機内コンベヤ611の下流端には、前記桟橋800に設置された搬送コンベヤ612が接続されている。
The machine
前記ブーム606には、グラブバケット式アンローダ600を操作するオペレータが搭乗する運転室613がブーム606に沿ってスライド自在に配設されている。尚、図5中、700は船舶であり、前記グラブバケット608を船舶700のハッチ701から船倉702内に吊り下げ、船舶700に積載された荷としての石炭等のバラ物900を前記グラブバケット608で掴み取るようになっている。
An operator's
そして、本実施例における前記検出器100は、前記グラブバケット式アンローダ600に、重機710とハッチ701と船倉702のバラ物900とを捉えるよう配設されている。図5及び図6に示す例では、前記グラブバケット式アンローダ600のブーム606の先端部に四台の検出器100を配設している。前記四台の検出器100のうちの一台は、図5に示す如く、ブーム606に桟橋800側へ斜め下向きに設けられて、桟橋800上の重機710を捉えるようになっている。図5に示すもう一台の検出器100は、ブーム606に鉛直下向きに設けられて直下のハッチ701とバラ物900とを捉え、残りの二台の検出器100は、図6に示す如く、ブーム606に斜め下向きに設けられて左右のハッチ701を捉えるようになっている。但し、その配設箇所は適宜選定し得ることは言うまでもない。又、検出器100の台数は、重機710とハッチ701とバラ物900の形状を捉えることができれば、一台或いは二台以上の複数台であっても良い。前記検出器100としては、重機710と船舶700のハッチ701とバラ物900とを撮影し画像データを取り込むカメラを採用することができる。又、前記検出器100としては、パルス状に発光するレーザー照射に対する散乱光を測定し、重機710までの距離と形状の分析データと、ハッチ701までの距離と形状の分析データと、バラ物900までの距離と形状の分析データとを取り込むLIDAR(Laser Imaging Detection and Ranging)等のレーザー画像検出器とすることもできる。
The
前記機械学習コンピュータ200は、前記検出器100で捉えられた重機710のデータとハッチ701のデータとバラ物900のデータとを蓄積し、該データに基づき重機710とハッチ701とバラ物900とを認識可能となるまで機械学習を繰り返すようになっている。
The
前記制御装置300は、前記グラブバケット式アンローダ600の運転操作を統括するものであり、プログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC:Programmable Logic Controller)である。前記制御装置300には、無線式の送信機400からのトリガ信号を受信する受信機500が接続されている。前記送信機400は、例えば、運転室613に設けられ、オペレータが重機吊上モード又は重機投入モードを選択する際にボタン等を押すことでトリガ信号を出力するようになっている。但し、前記送信機400は、運転室613に設ける代わりに、図示していない集中管理室等に設置しても良い。
The
更に、前記機械学習コンピュータ200は、重機吊上モード選択時、その時点において検出器100で捉えられた重機710のデータに基づき重機710位置を認識し、重機710位置までトロリ607を移動・停止させるトロリ移動・停止指令を前記制御装置300へ出力する。又、前記機械学習コンピュータ200は、重機投入モード選択時、前記重機710を吊り上げる重機吊上指令を前記制御装置300へ出力し、その時点において検出器100で捉えられたハッチ701のデータ並びにバラ物900のデータに基づきハッチ701の画像並びにバラ物900の画像を認識し、重機投入位置を決定し、重機投入位置上方までトロリ607を移動・停止させるトロリ移動・停止指令を前記制御装置300へ出力する。更に又、前記機械学習コンピュータ200は、前記トロリ607停止後、前記重機710を吊り下げる重機吊下指令を前記制御装置300へ出力し、前記重機710着床後、前記重機710の吊り下げを停止させる重機吊下停止指令を前記制御装置300へ出力するようになっている。
Furthermore, when the heavy equipment lifting mode is selected, the
次に、上記実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be explained.
先ず、前記グラブバケット式アンローダ600のブーム606の先端部に検出器100が設置される(図2のステップS10参照)。
First, the
前記検出器100としてカメラが採用された場合、該カメラにより重機710と、船舶700のハッチ701と、船倉702のバラ物900とが撮影され画像データが取り込まれる。又、前記検出器100としてLIDAR等のレーザー画像検出器が採用された場合、該レーザー画像検出器によりパルス状に発光するレーザー照射に対する散乱光が測定され、重機710までの距離と形状の分析データと、ハッチ701までの距離と形状の分析データと、船倉702のバラ物900までの距離と形状の分析データとが取り込まれる(図2のステップS20参照)。
When a camera is employed as the
前記検出器100で捉えられた重機710のデータ(重機710の画像データ又は重機710までの距離と形状の分析データ)と、ハッチ701のデータ(ハッチ701の画像データ又はハッチ701までの距離と形状の分析データ)と、バラ物900のデータ(バラ物900の画像データ又はバラ物900までの距離と形状の分析データ)は、機械学習コンピュータ200に蓄積される(図2のステップS30参照)。
The data of the
前記機械学習コンピュータ200においては、重機710とハッチ701とバラ物900とを認識するための機械学習が行われる(図2のステップS40参照)。
In the
前記機械学習コンピュータ200において、機械学習された後、重機710とハッチ701とバラ物900とを認識可能であるか否かの判断が行われる(図2のステップS50参照)。重機710とハッチ701とバラ物900とを認識できなければ、前記ステップS10~ステップS40の操作が継続される。
After the
前記ステップS50において重機710とハッチ701とバラ物900とを認識可能であると判断されると、機械学習が終了する。
If it is determined in step S50 that the
次に、前記機械学習を重ねた後の重機710の自動移送について説明する。
Next, automatic transport of the
オペレータが送信機400のボタン等を押すことで重機吊上モードを選択すると、前記送信機400からトリガ信号が出力される。該トリガ信号は、受信機500で受信され、制御装置300により前記グラブバケット式アンローダ600が重機吊上モードに切り換えられる(図3のステップS100参照)。
When the operator selects the heavy equipment lifting mode by pressing a button or the like on the
前記グラブバケット式アンローダ600が重機吊上モードに切り換えられると、検出器100により重機710が捉えられ、該重機710の位置が機械学習コンピュータ200によって認識される(図3のステップS110参照)。
When the grab
前記重機710の位置が認識されると、前記機械学習コンピュータ200から制御装置300へトロリ移動・停止指令が出力され、前記重機710の位置までトロリ607が移動して停止する(図3のステップS120参照)。
When the position of the
前記重機710の位置までトロリ607が移動して停止すると、該トロリ607から重機用フック609が吊り下げられると共に、該重機用フック609に重機710を吊り下げる玉掛け作業が行われる(図3のステップS130参照)。尚、前記玉掛け作業は、作業員によって行われる。
When the
この後、オペレータが送信機400のボタン等を押すことで重機投入モードを選択すると、前記送信機400からトリガ信号が出力される。該トリガ信号は、受信機500で受信され、制御装置300により前記グラブバケット式アンローダ600が重機投入モードに切り換えられる(図4のステップS200参照)。
Thereafter, when the operator selects the heavy equipment loading mode by pressing a button or the like on the
前記グラブバケット式アンローダ600が重機投入モードに切り換えられると、前記機械学習コンピュータ200から制御装置300へ重機吊上指令が出力され、前記重機710が吊り上げられる(図4のステップS210参照)。
When the grab
前記重機710が吊り上げられると、その時点において検出器100で捉えられたハッチ701のデータ(ハッチ701の画像データ又はハッチ701までの距離と形状の分析データ)並びにバラ物900のデータ(バラ物900の画像データ又はバラ物900までの距離と形状の分析データ)に基づきハッチ701並びにバラ物900が機械学習コンピュータ200によって認識される(図4のステップS220参照)。
When the
前記機械学習コンピュータ200は、前記ハッチ701の内部でバラ物900の上に重機710を投入する位置を決定する(図4のステップS230参照)。
The
前記機械学習コンピュータ200により、前記ハッチ701の内部でバラ物900の上に重機710を投入する位置が決定されると、前記機械学習コンピュータ200から制御装置300へトロリ移動・停止指令が出力され、前記重機710の投入位置までトロリ607が移動して停止する(図4のステップS240参照)。
When the
前記トロリ607が重機710の投入位置まで移動して停止すると、前記機械学習コンピュータ200から制御装置300へ重機吊下指令が出力され、前記重機710が吊り下げられる(図4のステップS250参照)。
When the
前記重機710が吊り下げられると、該重機710がバラ物900の上に着床したか否かの判断が行われる(図4のステップS260参照)。この判断は、例えば、トロリ607の巻上機構に取り付けられたロードセル(図示せず)で荷重を検出することによって行われる。前記重機710がバラ物900の上に着床していないと判断されると、前記ステップS250に戻り、前記重機710の吊り下げが継続される。
When the
前記重機710がバラ物900の上に着床したと判断されると、前記機械学習コンピュータ200から制御装置300へ重機吊下停止指令が出力され、前記重機710の吊り下げが停止される(図4のステップS270参照)。
When it is determined that the
これにより、従来とは異なり、オペレータが手動で操作することなく、荷役機械としてのグラブバケット式アンローダ600が重機710を桟橋800から吊り上げ、ハッチ701から船倉702の内部に短時間で投入することが可能となり、荷役効率が高められる。
As a result, unlike in the past, the grab
こうして、重機710を効率良く船倉702の内部に投入し得、今後の完全自動運転へつなげることができる。
In this way, the
そして、本実施例の場合、前記検出器100は、重機710とハッチ701とバラ物900とを撮影し画像データを取り込むカメラとすることができる。前記検出器100をカメラで構成すると、システムを簡易に構築できる。
In the case of this embodiment, the
又、前記検出器100は、パルス状に発光するレーザー照射に対する散乱光を測定し、重機710までの距離と形状の分析データと、ハッチ701までの距離と形状の分析データと、バラ物900までの距離と形状の分析データとを取り込むレーザー画像検出器とすることもできる。前記検出器100をレーザー画像検出器で構成すると、極めて高い光学的解像度で重機710とハッチ701とバラ物900とを捉えることができ、精度向上を図れる。
Further, the
尚、本発明の荷役機械の船舶用重機自動移送装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 It should be noted that the automatic heavy equipment transfer device for ships of cargo handling machines of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
100 検出器
200 機械学習コンピュータ
300 制御装置
400 送信機
500 受信機
600 グラブバケット式アンローダ(荷役機械)
601 海脚
602 陸脚
603 レール
604 機械本体
605 ガーダ
606 ブーム
606a ピン
607 トロリ
608 グラブバケット
609 重機用フック
610 ホッパ
611 機内コンベヤ
612 搬送コンベヤ
613 運転室
700 船舶
701 ハッチ
702 船倉
710 重機
800 桟橋
900 バラ物
100
601
Claims (3)
前記荷役機械に配設され且つ重機とハッチとバラ物とを捉える検出器と、
該検出器で捉えられた重機のデータとハッチのデータとバラ物のデータとを蓄積し、該データに基づき重機とハッチとバラ物とを認識可能となるまで機械学習を繰り返す機械学習コンピュータと、
前記荷役機械の運転操作を統括する制御装置と
を備え、
前記機械学習コンピュータは、重機吊上モード選択時、その時点において検出器で捉えられた重機のデータに基づき重機位置を認識し、重機位置までトロリを移動・停止させるトロリ移動・停止指令を前記制御装置へ出力し、重機投入モード選択時、前記重機を吊り上げる重機吊上指令を前記制御装置へ出力し、その時点において検出器で捉えられたハッチのデータ並びにバラ物のデータに基づき重機投入位置を決定し、重機投入位置上方までトロリを移動・停止させるトロリ移動・停止指令を前記制御装置へ出力し、前記トロリ停止後、前記重機を吊り下げる重機吊下指令を前記制御装置へ出力し、前記重機着床後、前記重機の吊り下げを停止させる重機吊下停止指令を前記制御装置へ出力する荷役機械の船舶用重機自動移送装置。 An automatic ship heavy equipment transfer device for a cargo handling machine that is movable along a ship in which heavy equipment is introduced from a hatch into a ship's hold where bulk goods are loaded,
a detector disposed on the cargo handling machine and detecting heavy machinery, hatches, and loose objects;
a machine learning computer that accumulates heavy equipment data, hatch data, and loose object data captured by the detector, and repeats machine learning based on the data until it can recognize the heavy equipment, the hatch, and the loose object;
and a control device that supervises the operation of the cargo handling machine,
When the heavy equipment lifting mode is selected, the machine learning computer recognizes the position of the heavy equipment based on the heavy equipment data captured by the detector at that time, and controls the trolley movement/stop command to move and stop the trolley to the heavy equipment position. When the heavy machinery loading mode is selected, a heavy machinery lifting command to lift the heavy machinery is output to the control device, and the heavy machinery loading position is determined based on hatch data and bulk material data detected by the detector at that time. determine, output a trolley movement/stop command to the control device to move and stop the trolley above the heavy equipment loading position, output a heavy equipment suspension command to the control device to suspend the heavy equipment after the trolley has stopped, and A heavy equipment automatic transfer device for ships of cargo handling equipment that outputs a heavy equipment suspension stop command to the control device to stop the lifting of the heavy equipment after the heavy equipment lands on the floor.
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