JPH02283591A - 船上クレーンの吊り荷の揺動量検出装置及び吊り荷の揺動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、船上クレーンの吊り荷の揺動の検出及び吊り
荷の揺動制御に関する。

［従来の技術］ 従来、海上に浮かぶオフショアクレーン及びフローティ
ングクレーン等の台船上のクレーンで吊された吊り荷は
、台船のローリングや、ピッチングにより、又は、潮の
干満、うねり等により、上下運動をしている。

このため、オペレータは、その経験により、吊り両作業
の中止や続行を決定しなければならないのが実情であっ
た。

［発明が解決しようとする課題」 しかしながら、オペレータの経験に頼った吊り両作業で
は、人為的ミス等による不測の事故を引起こす問題があ
った。

そこで、本発明の技術的課題は、前記欠点に鑑み、ポリ
荷の正確な上下運動量を検出し、また、係る検出値に基
づいて、正確安全な吊り両作業を行うことができる船上
クレーンの吊り荷の揺動検出装置及び吊り荷高さの揺動
制御装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、船上クレーンで吊られた荷の上下方向
の揺動を、該揺動の上下位置に対応する揺動気圧変化に
基づいて、定量化することを特徴とする船上クレーンの
吊り荷の揺動量検出方法が得られる。

また、本発明によれば、船上クレーンのブームから吊ら
れた吊り荷の上下方向の揺動量を検出する船上クレーン
の吊り荷の揺動量検出装置において、 前記吊り荷の上下方向の揺動と実質的に対応して揺動す
る揺動気圧を検出して、揺動気圧検出信号として出力す
る揺動気圧検出手段と、該揺動気圧検出信号を受け、当
該揺動気圧検出信号に基づいて前記吊り荷の上下方向の
揺動量を求め、揺動演算信号として出力する演算手段と
、該揺動演算信号を受け、当該揺動演算信号を可視表示
する表示手段とを有することを特徴とする船上クレーン
の吊り荷の揺動検出装置が得られる。

また、本発明によれば、前記演算手段は、前記揺動気圧
検出信号のうちの最大値と最小値とから、絶対偏差を求
め、該絶対偏差を絶対値揺動演算信号として出力し、前
記表示手段は、前記絶対値揺動演算信号を可視表示する
ことを特徴とする船上クレーンの吊り荷の揺動検出装置
が得られる。

また、本発明によれば、前記演算手段は、予め定められ
た所定の基準高さに対応する基準気圧を示す基準気圧信
号と前記揺動気圧信号とに基づいて、前記所定の基準高
さに対応する前記吊り荷の上下方向の揺動量を求めて、
相対的揺動演算信号として出力し、前記表示手段は、前
記相対的揺動演算信号を受け、当該相対的揺動演算信号
を可視表示することを特徴とする船上クレーンの吊り荷
の揺動検出装置が得られる。

また、本発明によれば、前記演算手段は、予め定められ
た所定の基準高さに対応する基準気圧を示す基準気圧信
号と前記揺動気圧検出信号のうちの最大値及び最小値の
夫々とに基づいて、前記所定の基準高さに対応する前記
吊り荷の上下方向位置の各揺動高さを求め、揺動高さ信
号として各々出力し、前記表示手段は、前記揺動高さ信
号の各々を可視表示することを特徴とする船上クレーン
の吊り荷の揺動検出装置が得られる。

また、本発明によれば、前記船上クレーンの吊り荷の揺
動検出装置における前記演算手段からの前記出力信号を
受け、当該出力信号に基づいて、前記吊り荷の高さが所
定高さに実質的に維持されるように、前記船上クレーン
から前記吊り荷を懸吊する懸吊部材の懸吊長さを制御す
る懸吊長さ制御手段を設けたことを特徴とする船上クレ
ーンの吊り荷の揺動制御装置が得られる。

また、本発明によれば、前記船上クレーンの吊り荷の揺
動制御装置において、前記懸吊長さ制御手段により制御
された懸吊部材の懸吊長さを示す懸吊長さ検知信号と前
記演算手段からの前記出力信号とを加算する加算手段と
、該加算手段から得られた加算値を可視表示する表示手
段とを有することを特徴とする船上クレーンの吊り荷の
揺動制御装置が得られる。

また、本発明によれば、いづれかの前記演算手段からの
前記出力信号を受け、当該出力信号の値が予め定められ
た不感帯域を示す値から外れているか否かを判定し、外
れていた場合には、警報手段作動信号を出力する判定手
段と、 該警報手段作動信号を受け、オペレータに警報を与える
警報手段とを有することを特徴とする船上クレーンの吊
り荷の揺動制御装置が得られる。

［実施例］ 次に、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

一第１実施例− １は海上に浮かぶ台船であり、台船１上には、クレーン
２が搭載されている。クレーン２は、斜め上方に延びる
ブーム３と、ブーム３の上端側に巻上用スーブ４とを有
し、また、クレーン２の内部には、ワイヤロープ５に巻
回された巻上用ドラム６が備えられている。ワイヤロー
プ５は、巻上用ドラム６からブーム３に沿って延び、巻
上用スーブ４を経て垂下している。ワイヤロープ５の先
端には、フックブロック７を介して、吊り荷８が懸吊さ
れている。

このとき、台船１は海上に浮かんでいるため、ローリン
グ、ピッチング、ヒープ、及び波の干満の影響等により
、周期的に揺れている。

水晶式気圧計９は、ブーム３上端側の巻上用スーブ４近
傍に設けられており、台船１の揺動に応じて上下する。

なお、フックブロック７に設けても良い。

気圧計９からは、台船１の揺動に応じた高さ位置におけ
る気圧が測定され、その気圧が無線（或は有線）でクレ
ーンのオペレータ室９内に設けられた演算装置１０（第
２図参照）に送出される。

上述の演算装置１０について、第２図を参照して説明す
る。

気圧計９から出力される台船１の揺動に対応した気圧の
変化は、図中に示すような正弦波と仮定することができ
、揺動気圧信号として演算装置１０内の復調器１１に入
力される。揺動気圧信号は、復調器１１により、揺動気
圧信号に基づいて、適切なレベルの電気信号に変換され
た後、アナログ／ディジタル変換器１２に出力され、デ
ィジタル信号に変換される。変換されたディジタル信号
は、演算部１３に出力され、演算部１３により、その変
換されたディジタル信号の最大値と最小値との偏差が求
められ、その値の絶対値が、ディジタル表示器１４に出
力される。演算部１３においては、最大値或は最小値と
判定される毎に演算が行われる。即ち、１サイクル（６
〜１５ｓｅｃ程度）に２回データが書き替えられる。

よって、ディジタル表示器１４に表示される数値は、気
圧計９が設置されている位置における上下動距離を表示
することとなり、その変化量（β）は、吊り荷８の揺動
ｆｆ１（α）に等しいとして扱うことができる。なお、
気圧自体の変化に比べて、短時間に、台船１自体が揺動
することから、気圧自体の変化を厳密に考慮する必要は
ないが、考慮することも可能である。

また、ディジタル表示器１４では、吊り荷の揺動量（α
）を時系列的に羅列して表示することにより、揺動の変
化を予ｎ１することができる。同様に、潮の干満の傾向
を検知することも可能である。

−第２実施例− 次に、第１図に示すように、海底３０に固定された固定
建造物３１の上端に、揺動ｆｌ（α）で揺れる吊り荷８
を載置する作業を行う場合、固定建造物３１の上端に対
する吊り荷８の相対的な距離変動、即ち、高さの変化を
把握する必要がある。

そこで、演算部１３において、固定建造物３１の上端に
おける気圧を基準気圧値として、この基準気圧値に対す
る揺動気圧の最大値と最小値との偏差を求めることによ
り、固定建造物３１の上端に対する吊り荷８の高さ変化
を求める。

上記演算部１３について、更に詳細に説明する。

第３図に示されるように、ブーム３上端側の巻上用スー
ブ４近傍に設けられ気圧計９からの出力信号である揺動
気圧信号をＰｌ、固定建造物３１の上端に設置した基準
気圧計９′からの出力信号である基準気圧信号をＰ２と
し、Ｐｌ及びＰ２は、それぞれの復調器１１．１１’に
て電気信号Ｐ１及びＰ２　に変換され、プログラマブル
・コントローラである演算部１３に出力される。

演算部１３に出力された信号Ｐ、′及びＰ２は、図示し
ないＡ／Ｄ変換器によりディジタル信号にそれぞれ変換
された後、演算器２１において、揺動気圧信号Ｐ、と基
準気圧信号Ｐ２との偏差Ｐ０が、下記に示す０式に基づ
いて演算される。

ＰＤ−Ｐ、　　−Ｐ２　　　　・・・■従って、ＰＤの
値は、固定建造物３１の上端に対する吊り荷８の離間距
離を表すことなる。

なお、上記０式の左辺に、気圧計９と基準気圧計９′と
の取付は高さの差を補正する定数Ｃ３を導入して変形す
れば、 Ｐ　ｏ　”　Ｐ　ＩＦ　２　　　ＣＩ　　　・・・■上
記■式が得られる。

ここで、ＰＤの値は、第４図（１）、（２）の実線で示
すように、基準気圧信号Ｐ２を０点として振幅する吊り
荷８の揺動量自体を示すことになる。Ｃ１は、補正値設
定器２２に補正値として格納されており、演算器２１へ
の出力の有無により、上述の０式或は０式に演算形式が
選択される。

次に、比較器２３は、演算値Ｐ。と、不感帯設定器２４
から出力された不感帯値Ｃ２とを受け、双方を比較する
。不感帯値Ｃ２は、吊りｖｊ８の揺動が波のうねり等に
より大きく揺動した場合等に、巻上用スーブ４から垂下
するワイヤローブ５の長さを調整して、吊り荷８の高さ
を略一定に保持するための判断基準値を示すものである
。

なお、ワイヤローブ５の長さを調整により、気圧計９と
吊り荷８との懸吊長さが変動することから、気圧計９は
、フックブロック７等に設置されることが好ましい。

比較器２３の比較結果がＰＤ＞０２の場合（図中のＢ点
又はＢ′点）、出力器２５は、その比較結果信号を受け
、巻取ドラム制御装置２６に“巻下指令°を指示し、巻
上用ドラム６を回転させる巻取用モータ２７を正転成は
逆転させる。巻取ドラム制御装置２６に対する“停止指
令“は、ＰＤ−Ｃ２／２（第４図（１））或は、ＰＤ−
０（第４図（２））に達したときに（図中の０点又は０
点）、指示される。

ＰＤ＜Ｃ２の場合（図中のＤ点又はＤ′点）は、“巻上
指令″を指示する。“停止指令”は、ＰＤ　−−Ｃ２／
２　（第４図（１））或は、ｐＤ−０（第４図（２））
に達したときに（図中のＥ点又はＥ′点）、指示される
。

一０２≦ＰＤ≦０２の場合は、吊り荷８は、波の動きに
任せた揺動となる。

なお、不感帯値Ｃ２を、一定の安全域を示す基準値と置
換えて、比較器２３からの比較結果信号に基づいて、警
報スピーカ（図示せず）の作動を制御しても良い。これ
により、オペレータの注意を聴・覚的に喚起することが
でき、船上作業の安全性をより高めることができる。

一第３実施例− 次に、第５図を参照して、上述した第２実施例における
巻取用モータ２７の回転速度をも制御する場合について
説明する。

巻取ドラム制御装置２６には、既述した比較結果信号だ
けでなく、揺動気圧信号Ｐ１が出力される。

巻取ドラム制御装置２６は、揺動気圧信号Ｐ。

である正弦波の傾斜に応じ、即ち、正弦波の微分値を演
算して、その微分値を揺動速度として出力する微分回路
（図示しない）を有している。巻取ドラム制御装置２６
は、上述の比較器２３の比較結果信号と共に、微分回路
から出力された“揺動速度信号”とを受け、巻取用モー
タ２７の正転成は逆転の種別と、その回転数を制御する
。

−節４実施例 次に、第５図を参照して、上述した第３実施例に基づい
て、吊り荷８の揺動及びワイヤローブ５の巻上げ７巻下
げによる変動をも考慮して、固定建造物３１上端等の固
定物からの吊り荷位置の鉛直距離が一定に維持されるよ
うに制御する場合について説明する。

まず、巻取用モータ２７により駆動された巻上用ドラム
６の回転数を、回転数検出器２８によりカウントされ、
そのカウント値を巻取長さ検出器２９が受ける。巻取長
さ検出器２９は、単位時間当りのカウント値から吊り荷
８を懸吊するワイヤローブ５の長さを算出し、巻取長さ
のフィードバック信号として巻取ドラム制御装置２６に
出力する。

例えば、クレーン２全体が波の動きによって２−上昇し
た場合、その気圧変動に基づいて、巻取ドラム制御装置
２６は、ワイヤローブ５を２膳巻下げる方向に働く。巻
取長さ検出器２９は、回転数検出器２８からのカウント
値に基づいて、巻下げ量を検知し、２■の巻下げを得る
ためのフィードバック要素として、巻取ドラム制御装置
２６に出力する。

さらに、巻取長さ検出器２９の検出した巻下げ量は、加
算器４０に出力される。

加算器４０は、検出した巻下げｊｌ（−２霞）と、演算
部から出力される吊り荷８の揺動量（２−）とを受け、
双方を加算する（−２膳＋２ｍ　＝０）。

加算結果は、ディジタル表示器１４にて表示され、吊り
荷８の高さが一定に維持されているか否かを、オペレー
タに告知する。

［発明の効巣］ 以上の説明の通り、本発明によれば、船上クレーンで吊
られた荷の上下方向の揺動を、その揺動気圧変化に基づ
いて検出し、その検出値に基づいて、吊り荷の高さを制
御することができるから、正確かつ安全な船上のクレー
ン作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例に係わる船上クレーンの作業上程
を示す概念図、第２図は本発明に係わる第１実施例のブ
ロック図、第３図は本発明に係わる第２実施例のブロッ
ク図、第４図（１）、（２）は本発明に係わる第２実施
例における吊り荷位置の制御結果を表す概念図、第５図
は本発明に係わる第３実施例のブロック図である。 １・・・台船、２・・・クレーン、３・・・ブーム、４
・・・巻上用シーブ、５・・・ワイヤローブ、６・・・
巻上用ドラム、７・・・フックブロック、８・・・吊り
荷、９・・・水晶式気圧計、１０・・・演算装置、１１
・・・復調器、１２・・・アナログ／ディジタル変換器
、１３・・・演算部、１４・・・ディジタル表示器、２
１・・・演算器、２２・・・補正値設定器、２３・・・
比較器、２４・・・不感帯設定器、２５・・・出力器、
２６・・・巻上ドラム制御装置、２７・・・巻上用モー
タ、２８・・・回転数検出器、２９・・・巻取長さ検出
器、３０・・・海底、３１・・・固定建造物、４０・・
・加算器。 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、船上クレーンで吊られた荷の上下方向の揺動を、該
   揺動の上下位置に対応する揺動気圧変化に基づいて、定
   量化することを特徴とする船上クレーンの吊り荷の揺動
   量検出方法。 ２、船上クレーンのブームから吊られた吊り荷の上下方
   向の揺動量を検出する船上クレーンの吊り荷の揺動量検
   出装置において、 前記吊り荷の上下方向の揺動と実質的に対応して揺動す
   る揺動気圧を検出して、揺動気圧検出信号として出力す
   る揺動気圧検出手段と、 該揺動気圧検出信号を受け、当該揺動気圧検出信号に基
   づいて前記吊り荷の上下方向の揺動量を求め、揺動演算
   信号として出力する演算手段と、該揺動演算信号を受け
   、当該揺動演算信号を可視表示する表示手段と を有することを特徴とする船上クレーンの吊り荷の揺動
   検出装置。 ３、第２請求項記載の船上クレーンの揺動量検出装置に
   おいて、 前記演算手段は、前記揺動気圧検出信号のうちの最大値
   と最小値とから、絶対偏差を求め、該絶対偏差を絶対値
   揺動演算信号として出力し、前記表示手段は、前記絶対
   値揺動演算信号を可視表示することを特徴とする船上ク
   レーンの吊り荷の揺動検出装置。 ４、第２請求項記載の船上クレーンの揺動量検出装置に
   おいて、 前記演算手段は、予め定められた所定の基準高さに対応
   する基準気圧を示す基準気圧信号と前記揺動気圧信号と
   に基づいて、前記所定の基準高さに対応する前記吊り荷
   の上下方向の揺動量を求めて、相対的揺動演算信号とし
   て出力し、 前記表示手段は、前記相対的揺動演算信号を受け、当該
   相対的揺動演算信号を可視表示することを特徴とする船
   上クレーンの吊り荷の揺動検出装置。 ５、第２請求項記載の船上クレーンの揺動量検出装置に
   おいて、 前記演算手段は、予め定められた所定の基準高さに対応
   する基準気圧を示す基準気圧信号と前記揺動気圧検出信
   号のうちの最大値及び最小値の夫々とに基づいて、前記
   所定の基準高さに対応する前記吊り荷の上下方向位置の
   各揺動高さを求め、揺動高さ信号として各々出力し、 前記表示手段は、前記揺動高さ信号の各々を可視表示す
   ることを特徴とする船上クレーンの吊り荷の揺動検出装
   置。 ６、第２〜第５項記載のいづれかの船上クレーンの吊り
   荷の揺動検出装置における前記演算手段からの前記出力
   信号を受け、当該出力信号に基づいて、前記吊り荷の高
   さが所定高さに実質的に維持されるように、前記船上ク
   レーンから前記吊り荷を懸吊する懸吊部材の懸吊長さを
   制御する懸吊長さ制御手段を設けたことを特徴とする船
   上クレーンの吊り荷の揺動制御装置。 ７、第６項記載の船上クレーンの吊り荷の揺動制御装置
   において、前記懸吊長さ制御手段により制御された懸吊
   部材の懸吊長さを示す懸吊長さ検知信号と前記演算手段
   からの前記出力信号とを加算する加算手段と、 該加算手段から得られた加算値を可視表示する表示手段
   と を有することを特徴とする船上クレーンの吊り荷の揺動
   制御装置。 ８、第２〜第７項記載のいづれかの前記演算手段からの
   前記出力信号を受け、当該出力信号の値が予め定められ
   た不感帯域を示す値から外れているか否かを判定し、外
   れていた場合には、警報手段作動信号を出力する判定手
   段と、 該警報手段作動信号を受け、オペレータに警報を与える
   警報手段とを有することを特徴とする船上クレーンの吊
   り荷の揺動制御装置。