JPH0840687A - 吊荷の振れ止め制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吊荷に初期振れや外乱による振れが作用して
も最終的にはこの振れを抑制して吊荷を正確に位置決め
可能とした吊荷の振れ止め制御方法を提供する。 【構成】 検出されたトロリー１７の移動位置ｄ及び移
動速度Ｖ_d とスプレッダ２０（荷役１４）の移動位置ｘ
及び移動速度Ｖ_x 、スプレッダ２０（荷役１４）の目標
到達位置ｘ₀ 、予め設定された定数係数α，β，γ，δ
からトロリー１７の速度指令値ｖを下記数式 ｖ＝α（ｄ−ｘ₀ ）＋β・Ｖ_d ＋γ（ｘ−ｘ₀ ）＋δ・
Ｖ_x に基づいて演算してその速度指令値ｖをトロリー駆動部
１８にフィードバックしてトロリー１７の速度を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吊荷用コンテナクレー
ンやトランスファクレーン等に使用される吊荷装置のた
めの吊荷の振れ止め制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、岸壁でコンテナ船から荷役の陸
揚げを行う場合にはコンテナクレーンを用いて行う。こ
のコンテナクレーンは岸壁とコンテナ船との間に架設さ
れたガータに沿ってトロリーが移動自在に支持され、こ
のトロリーにロープを介してスプレッダが吊り下げられ
て構成されている。従って、トロリーがガータに沿って
コンテナ船の上方に移動し、このコンテナ船の荷役を掴
持する。そして、トロリーがガータに沿って岸壁側に移
動し、トラックシャーシ等に荷役を降ろす。この繰り返
しによってコンテナ船の荷役を全て陸揚げする。

【０００３】このようなコンテナクレーンには、一般
に、トロリー移動時における吊荷（荷役及びスプレッ
ダ）の振れ止め装置が設けられている。従来、この吊荷
の振れ止め装置はトロリーの移動速度を制御することで
吊荷の振れを抑制している。即ち、吊荷の振れの固有振
動はトロリーから吊り下げられたロープ長によって定ま
るものであり、この吊荷の振れの固有振動から決まる振
れ周期に応じてトロリーの加速時及び減速時にその速度
を制御することで、加速終了時及び減速終了時に吊荷の
振れがなくなくようにしている。そのためにトロリーの
駆動部に吊荷の振れ止め用の速度パターンを与えてい
る。

【０００４】図１０にトロリーの速度パターン及びその
ときの吊荷の振れ幅を表すグラフを示す。図１０に示す
ように、トロリーの速度パターンＰにおいて、所定時間
加速後及び減速後に一定速度に保つようにしており、こ
れによって振れ幅を抑制し、振れが減衰されることとな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、コンテナク
レーンにあっては、ロープの巻上や繰り出しによるスプ
レッダの上下移動、あるいは荷役の掴持動作などによっ
て初期振れが発生することがある。また、トロリーの移
動中に外乱によって振れが発生することがある。こ場
合、前述した従来の吊荷の振れ止め装置にあっては、図
１１に示すように、トロリーの移動前に初期振れＱがあ
ったり、外乱による振れＲがあったりすると、トロリー
の移動後に振れ戻しなどの残留振れＳが発生してしま
う。このように吊荷に残留振れＳが発生すると、荷役の
積卸し作業に支障を来すこととなり、荷役の陸揚げ作業
の作業効率を低下させてしまうという問題があった。

【０００６】本発明はこのような問題を解決するもので
あり、吊荷に初期振れや外乱による振れが発生しても最
終的にはこの振れを確実に抑制して吊荷を正確に位置決
め可能とした吊荷の振れ止め制御方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の吊荷の振れ止め制御方法は、トロリー駆動
部により搬送経路に沿って移動自在に支持されたトロリ
ーにロープを介して吊荷が吊下げられ、前記トロリーが
吊荷の目標到達位置ｘ₀ への所定の速度パターンに基づ
いて移動することで前記吊荷を搬送する吊荷装置におい
て、前記トロリーの移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_d を検出
すると共に、前記吊荷の移動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x を
検出し、前記吊荷の目標到達位置ｘ₀ 及び前記トロリー
の移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_d と前記吊荷の移動位置ｘ
及び移動速度Ｖ_x 、予め設定された定数係数α，β，
γ，δから前記トロリーの速度指令値ｖを下記数式 ｖ＝α（ｄ−ｘ₀ ）＋β・Ｖ_d ＋γ（ｘ−ｘ₀ ）＋δ・
Ｖ_x に基づいて演算し、算出した該トロリーの速度指令値ｖ
を前記トロリー駆動部にフィードバックすることを特徴
とするものである。

【０００８】また、本発明の吊荷の振れ止め制御方法
は、トロリー駆動部により搬送経路に沿って移動自在に
支持されたトロリーにロープを介して吊荷が吊下げら
れ、前記トロリーが吊荷の目標到達位置ｘ₀ への所定の
速度パターンに基づいて移動することで前記吊荷を搬送
する吊荷装置において、前記トロリーの移動位置ｄ及び
移動速度Ｖ_d を検出すると共に、前記吊荷の移動位置ｘ
及び移動速度Ｖ_x を検出し、前記吊荷の目標到達位置ｘ
₀ 及び前記トロリーの移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_dと前
記吊荷の移動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x 、予め設定された
ｎ組の中から前記吊荷の振れ状態に応じて選択された定
数係数α_i ，β_i ，γ_i ，δ_i （ｉ＝１〜ｎ）から前記
トロリーの速度指令値ｖを下記数式 ｖ＝α_i（ｄ−ｘ₀ ）＋β_i・Ｖ_d ＋γ_i（ｘ−ｘ₀ ）＋
δ_i・Ｖ_x に基づいて演算し、算出した該トロリーの速度指令値ｖ
を前記トロリー駆動部にフィードバックすることを特徴
とするものである。

【０００９】また、本発明の吊荷の振れ止め制御方法
は、トロリー駆動部により搬送経路に沿って移動自在に
支持されたトロリーにロープを介して吊荷が吊下げら
れ、前記トロリーが吊荷の目標到達位置ｘ₀ への所定の
速度パターンに基づいて移動することで前記吊荷を搬送
する吊荷装置において、前記トロリーの移動位置ｄ及び
移動速度Ｖ_d を検出すると共に、前記吊荷の移動位置ｘ
及び移動速度Ｖ_x を検出し、前記吊荷の目標到達位置ｘ
₀ 及び前記トロリーの移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_dと前
記吊荷の移動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x 、予め設定された
定数係数α，β，γ，δ、また、前記目標到達位置ｘ₀
が移動中にｎ回任意に切り換えた目標到達位置ｘ_0i（ｉ
＝１〜ｎ）から前記トロリーの速度指令値ｖを下記数式 ｖ＝α（ｄ−ｘ_0i）＋β・Ｖ_d ＋γ（ｘ−ｘ_0i）＋δ・
Ｖ_x に基づいて演算し、算出した該トロリーの速度指令値ｖ
を前記トロリー駆動部にフィードバックすることを特徴
とするものである。

【００１０】

【作用】第１の発明にあっては、検出されたトロリーの
移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_d と吊荷の移動位置ｘ及び移
動速度Ｖ_x 、吊荷の目標到達位置ｘ₀ 、設定された定数
係数α，β，γ，δに基づいてトロリーの速度指令値ｖ
を ｖ＝α（ｄ−ｘ₀ ）＋β・Ｖ_d ＋γ（ｘ−ｘ₀ ）＋δ・
Ｖ_x により演算し、算出したトロリーの速度指令値ｖをトロ
リー駆動部にフィードバックしてトロリーを制御する。
このとき、距離ｄ−ｘ₀ 及び移動速度Ｖ_d と距離ｘ−ｘ
₀ 及び移動速度Ｖ_x の値を限り無く０に収斂される。

【００１１】第２の発明にあっては、検出されたトロリ
ーの移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_d と吊荷の移動位置ｘ及
び移動速度Ｖ_x 、吊荷の目標到達位置ｘ₀ 、設定された
ｎ組の中から吊荷の振れ状態に応じて選択された定数係
数α_i ，β_i ，γ_i ，δ_i に基づいてトロリーの速度指
令値ｖを ｖ＝α_i（ｄ−ｘ₀ ）＋β_i・Ｖ_d ＋γ_i（ｘ−ｘ₀ ）＋
δ_i・Ｖ_x により演算し、算出したトロリーの速度指令値ｖをトロ
リー駆動部にフィードバックしてトロリーを制御する。
このとき、距離ｄ−ｘ₀ 及び移動速度Ｖ_d と距離ｘ−ｘ
₀ 及び移動速度Ｖ_x の値を限り無く０に収斂される。そ
して、定数係数α _i ，β_i ，γ_i ，δ_i が複数組設定さ
れたことで、吊荷の振れ幅の差異等に応じて適切に選択
できる。

【００１２】第３の発明にあっては、検出されたトロリ
ーの移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_d と吊荷の移動位置ｘ及
び移動速度Ｖ_x 、吊荷の目標到達位置ｘ₀ 、設定された
定数係数α，β，γ，δに基づき、移動中にｎ回任意に
切り換える目標到達位置ｘ_0i（ｉ＝１〜ｎ）に応じてト
ロリーの速度指令値ｖを ｖ＝α（ｄ−ｘ_0i）＋β・Ｖ_d ＋γ（ｘ−ｘ_0i）＋δ・
Ｖ_x により演算し、算出したトロリーの速度指令値ｖをトロ
リー駆動部にフィードバックしてトロリーを制御する。
このとき、距離ｄ−ｘ_0i及び移動速度Ｖ_d と距離ｘ−ｘ
_0i及び移動速度Ｖ_x の値を限り無く０に収斂される。

【００１３】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１４】図１に本発明の一実施例に係る吊荷の振れ
止め制御方法を実施するためのコンテナクレーンの概略
構成、図２に本発明の振れ止め制御方法の第１実施例を
表す制御ブロック、図３に本実施例の振れ止め制御方法
のフローチャートを示す。

【００１５】図１に示すように、本実施例の吊荷の振れ
止め制御方法を実施するためのコンテナクレーン１１は
岸壁１２に停泊しているコンテナ船１３から荷役１４の
陸揚げを行う場合に用いられるものである。即ち、コン
テナクレーン本体１５には岸壁１２とコンテナ船１３と
の間に位置してガータ１６が架設されており、このガー
タ１６に沿ってトロリー１７が移動自在に支持されてい
る。このトロリー１７は図示しない駆動モータを有する
トロリー駆動部１８によって移動することができる。そ
して、このトロリー１７には巻上ロープ１９を介してス
プレッダ２０が吊り下げられており、スプレッダ２０は
荷役１４を掴持することができるようななっている。な
お、２１は岸壁１２に待機しているトラックシャーシで
ある。

【００１６】従って、岸壁１２側に位置していたトロリ
ー１７がトロリー駆動部１８によりガータ１６に沿って
図１にて右方向に移動し、コンテナ船１３の上方にて停
止する。ここで、巻上ロープ１９を繰り出してスプレッ
ダ２０を下降し、このスプレッダ２０により所定の荷役
１４を掴持し、巻上ロープ１９を巻き上げてスプレッダ
２０を上昇する。そして、荷役１４を掴持したたまま、
トロリー１７はガータ１６に沿って図１にて左方向に移
動し、岸壁１３に待機しているトラックシャーシ２１に
荷役１４を降ろす。この繰り返しによってコンテナ船１
３の荷役１４を全て陸揚げする。

【００１７】上述したコンテナクレーン１１のトロリー
１７は制御装置３１によってその移動速度が制御される
ようになっている。この制御装置３１は、トロリー１７
の移動位置及びその移動速度、並びにスプレッダ２０
（荷役１４）の移動位置及び移動速度を検出する検出装
置３２と、所定の速度パターンに基づいて移動する目標
到達位置を指令する目標到達位置指令装置３３と、検出
装置３２によって検出された各検出値及び目標位置指令
装置３３からの目標到達位置からトロリー１７の速度指
令値を演算する演算装置３４と、この演算装置３４によ
って算出された速度指令値に基づいてトロリー１７の速
度を制御する速度制御装置３５とを有している。

【００１８】この制御装置３１について、図２に示す制
御ブロック及び図３に示すフローチャートに基づいて制
御方法を説明する。図２及び図３に示すように、検出装
置３２がトロリー１７の移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_d を
検出（ステップＳ１，Ｓ２）すると共に、スプレッダ２
０（荷役１４）の移動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x を検出
（ステップＳ３，Ｓ４）し、演算装置３４に出力する。
一方、目標到達位置指令装置３３は所定の速度パターン
に基づいてスプレッダ２０の目標到達位置ｘ₀ を演算装
置３４に出力する。この演算装置３４はトロリー１７の
移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_d 、スプレッダ２０（荷役１
４）の移動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x 、スプレッダ２０の
目標到達位置ｘ₀ 、並びに各定数係数α，β，γ，δに
基づいてトロリー１７の速度指令値ｖを下記数式（１）
に基づいて演算（ステップＳ５）する。 ｖ＝α（ｄ−ｘ₀ ）＋β・Ｖ_d ＋γ（ｘ−ｘ₀ ）＋δ・Ｖ_x ・・・（１） そして、算出したトロリー１７の速度指令値ｖを速度制
御装置３５に出力し、速度制御装置３５はこの速度指令
値ｖをトロリー駆動部１８にフィードバックしてこの速
度指令値ｖに基づいてトロリー１７を速度制御（ステッ
プＳ６）する。この制御を繰り返し行う（ステップＳ
７）ことでスプレッダ２０（荷役１４）を目標到達位置
ｘ₀ に移動させる。

【００１９】ここで、この制御装置３１によるコンテナ
クレーン１１の具体的な制御について説明する。図１に
示すように、コンテナ船１３の荷役１４を岸壁１２に陸
揚げする場合、まず、岸壁１２側に位置するトロリー１
７をコンテナ船１３の上方に移動する。このとき、トロ
リー１７のスタート前には検出装置３２により、 トロリー１７の移動位置 ｄ ＝ｄ₁ トロリー１７の移動速度 Ｖ_d ＝０ スプレッダ２０の移動位置 ｘ ＝ｘ₁ スプレッダ２０の移動速度 Ｖ_x ＝Ｖ_x1 が検出され、目標到達位置指令装置３３により、 スプレッダ２０の目標到達位置ｘ₀ ＝掴持する荷役１４
の載置位置ｘ_k が設定され、それぞれ演算装置３４に入力される。この
場合、トロリー１７のスタート時点であるので、トロリ
ー１７の移動速度Ｖ_d は０であるが、スプレッダ２０の
移動速度Ｖ_x は何らかの外乱によって必ずしも０とは限
らず、また、スプレッダ２０の移動位置ｘ＝ｘ₁ がトロ
リー１７の移動位置ｄ＝ｄ₁ と同じになるとは限らな
い。

【００２０】そして、このように各初期値が設定された
とき、即ち、時刻ｔ＝０のときに、トロリー１７の速度
指令値ｖを前述した数式（１）に基づいて演算する。 ｖ₀ ＝α（ｄ₁−ｘ₀）＋β・０＋γ（ｘ₁−ｘ₀）＋δ・
Ｖ_x1 このように算出された速度指令値ｖに基づいてトロリー
駆動部１８が制御され、トロリー１７はスタート位置ｄ
₁ から目標到達位置ｘ₀ に移動する。一方、スプレッダ
２０もスタート位置ｘ₁ から目標到達位置ｘ_k に移動す
るが、移動中に振れが抑制される。そして、コンテナ船
１３の上方にて停止した位置からスプレッダ２０を下降
して荷役１４を掴持し、荷役１４と共にスプレッダ２０
を上昇する。

【００２１】スプレッダ２０が荷役１４を掴持すると、
今度はトロリー１７を岸壁１２のトラックシャーシ２１
の上方に移動する。このとき、前述と同様に、トロリー
１７のスタート前には検出装置３２により、 トロリー１７の移動位置 ｄ ＝ｄ_k ＝ｘ_k トロリー１７の移動速度 Ｖ_d ＝０ スプレッダ２０の移動位置 ｘ ＝ｘ₂ スプレッダ２０の移動速度 Ｖ_x ＝Ｖ_x2 が検出され、目標到達位置指令装置３３により、 スプレッダ２０の目標到達位置ｘ₀ ＝トラックシャーシ
２１の載置位置ｘ_c が設定され、それぞれ演算装置３４に入力される。

【００２２】そして、このように各初期値が設定された
とき、即ち、時刻ｔ＝０のときに、トロリー１７の速度
指令値ｖを前述した数式（１）に基づいて演算する。 ｖ₀ ＝α（ｄ_k−ｘ_c）＋β・０＋γ（ｘ₂−ｘ_c）＋δ・
Ｖ_x2 このように算出された速度指令値ｖに基づいてトロリー
駆動部１８が制御され、トロリー１７はスタート位置ｄ
_k から目標到達位置ｘ_c に移動する。一方、スプレッダ
２０もスタート位置ｘ₂ から目標到達位置ｘ_c に移動す
るが、移動中に振れが抑制される。そして、岸壁１３に
待機しているトラックシャーシ２１の上方にて停止した
位置からスプレッダ２０を下降し、荷役１４をトラック
シャーシ２１に降ろす。

【００２３】このように本実施例の吊荷の振れ止め制御
装置を具えたコンテナクレーン１１にあっては、トロリ
ー１７の移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_d とスプレッダ２０
（荷役１４）の移動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x 、スプレッ
ダ２０（荷役１４）目標到達位置ｘ₀ 、定数係数α，
β，γ，δに基づいて前述した数式（１）によりトロリ
ー１７の速度指令値ｖを演算し、この速度指令値ｖをト
ロリー駆動部１８にフィードバックしてトロリー１７の
速度を制御するようにしてことで、スプレッダ２０及び
荷役１４の移動中に、距離ｄ−ｘ₀ 、移動速度Ｖ_d 、距
離ｘ−ｘ₀ 、移動速度Ｖ_x の値は限り無く０に収斂さ
れ、スプレッダ２０及び荷役１４の振れが抑制される。

【００２４】図４に本発明の振れ止め制御方法の第２実
施例を表す制御ブロック、図５に本実施例の振れ止め制
御方法のフローチャート、図６に状態空間の分割と定数
係数の組の対応を表す相関関数の三次元グラフを示す。
なお、前述の実施例で説明したものと同様の機能を有す
る部材には同一の符号を付して重複する説明は省略す
る。

【００２５】本実施例において、コンテナクレーン１１
の構成は上述したものと同様であり、説明は省略する。
そして、本実施例のコンテナクレーン１１において、図
４に示すように、トロリー１７は制御装置４１によって
その移動速度が制御されるようになっている。この制御
装置４１は、トロリー１７の移動位置及びその移動速
度、並びにスプレッダ２０（荷役１４）の移動位置及び
移動速度を検出する検出装置４２と、所定の速度パター
ンに基づいて移動する目標到達位置を指令する目標到達
位置指令装置４３と、トロリー１７のロープ長及びスプ
レッダ２０（荷役１４）の振れ状態にそれぞれ対応して
設定された複数組の定数係数を記憶する記憶装置４４
と、検出装置４２によって検出された各検出値及び目標
位置指令装置４３からの目標到達位置、記憶装置４４か
らの各定数係数からトロリー１７の速度指令値を演算す
る演算装置４５と、この演算装置４５によって算出され
た速度指令値に基づいてトロリー１７の速度を制御する
速度制御装置４６とを有している。

【００２６】この制御装置４１について、図４に示す制
御ブロック及び図５に示すフローチャートに基づいて制
御方法を説明する。図４及び図５に示すように、検出装
置４２がトロリー１７の移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_d を
検出（ステップＴ１，Ｔ２）すると共に、スプレッダ２
０（荷役１４）の移動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x を検出
（ステップＴ３，Ｔ４）し、演算装置４４に出力する。
一方、目標到達位置指令装置４３は所定の速度パターン
に基づいてスプレッダ２０の目標到達位置ｘ₀ を演算装
置４５に出力する。また、記憶装置４４はトロリー１７
のロープ長及びスプレッダ２０（荷役１４）の振れ状態
にそれぞれ対応して設定された複数組の定数係数α_i，
β_i，γ_i，δ_i（ｉ＝１〜ｎ）を記憶している。そし
て、この定数係数α_i，β_i，γ_i，δ_iは、図６に示すよ
うに、予め用意した定数係数群の中から、ｄ，Ｖ_d ，
ｘ，Ｖ_x が属する部分空間に対応する定数係数の組を取
り出されて（ステップＴ５）用いられるものである。

【００２７】演算装置４５はトロリー１７の移動位置ｄ
及び移動速度Ｖ_d 、スプレッダ２０（荷役１４）の移動
位置ｘ及び移動速度Ｖ_x 、スプレッダ２０の目標到達位
置ｘ ₀ 、並びに各定数係数α_i，β_i，γ_i，δ_iに基づい
てトロリー１７の速度指令値ｖを下記数式（２）に基づ
いて演算（ステップＴ６）する。 ｖ＝α_i（ｄ−ｘ₀ ）＋β_i・Ｖ_d ＋γ_i（ｘ−ｘ₀ ）＋δ_i・Ｖ_x ・・・（２） そして、算出したトロリー１７の速度指令値ｖを速度制
御装置４６に出力し、速度制御装置４６はこの速度指令
値ｖをトロリー駆動部１８にフィードバックしてこの速
度指令値ｖに基づいてトロリー１７を速度制御（ステッ
プＴ７）する。この制御を繰り返し行う（ステップＴ
８）ことでスプレッダ２０（荷役１４）を目標到達位置
ｘ₀ に移動させる。

【００２８】ここで、この制御装置４１によるコンテナ
クレーン１１の具体的な制御について説明する。図１及
び図４に示すように、コンテナ船１３の荷役１４を岸壁
１２に陸揚げする場合、まず、岸壁１２側に位置するト
ロリー１７をコンテナ船１３の上方に移動する。このと
き、トロリー１７のスタート前には検出装置３２によ
り、 トロリー１７の移動位置 ｄ ＝ｄ₁ トロリー１７の移動速度 Ｖ_d ＝０ スプレッダ２０の移動位置 ｘ ＝ｘ₁ スプレッダ２０の移動速度 Ｖ_x ＝Ｖ_x1 が検出され、目標到達位置指令装置３３により、 スプレッダ２０の目標到達位置ｘ₀ ＝掴持する荷役１４
の載置位置ｘ_k が設定され、それぞれ演算装置３４に入力される。この
場合、トロリー１７のスタート時点であるので、トロリ
ー１７の移動速度Ｖ_d は０であるが、スプレッダ２０の
移動速度Ｖ_x は何らかの外乱によって必ずしも０とは限
らず、また、スプレッダ２０の移動位置ｘ＝ｘ₁ がトロ
リー１７の移動位置ｄ＝ｄ₁ と同じになるとは限らな
い。

【００２９】そして、このように各初期値が設定された
とき、即ち、時刻ｔ＝０のときに、トロリー１７の速度
指令値ｖを前述した数式（２）に基づいて演算する。ま
た、各定数係数α_i，β_i，γ_i，δ_iは、図６に示すよう
に、予め用意した定数係数群の中から、ｄ＝ｄ₁ ，Ｖ_d
＝０，ｘ＝ｘ₁ ，Ｖ_x ＝Ｖ_x1がそれぞれ属する部分空間
に対応する定数係数の組（α_k，β_k，γ_k，δ_k）が取り
出される。 ｖ₀ ＝α_k（ｄ₁−ｘ₀）＋β_k・０＋γ_k（ｘ₁−ｘ₀）＋
δ_k・Ｖ_x1

【００３０】このように算出された速度指令値ｖに基づ
いてトロリー駆動部１８が制御され、トロリー１７はス
タート位置ｄ₁ から目標到達位置ｘ₀ に移動する。一
方、スプレッダ２０もスタート位置ｘ₁ から目標到達位
置ｘ_k に移動するが、移動中に振れが抑制される。そし
て、コンテナ船１３の上方にて停止した位置からスプレ
ッダ２０を下降して荷役１４を掴持し、荷役１４と共に
スプレッダ２０を上昇する。

【００３１】スプレッダ２０が荷役１４を掴持すると、
今度はトロリー１７を岸壁１２のトラックシャーシ２１
の上方に移動する。このとき、前述と同様に、トロリー
１７のスタート前には検出装置４２により、 トロリー１７の移動位置 ｄ ＝ｄ_k ＝ｘ_k トロリー１７の移動速度 Ｖ_d ＝０ スプレッダ２０の移動位置 ｘ ＝ｘ₂ スプレッダ２０の移動速度 Ｖ_x ＝Ｖ_x2 が検出され、目標到達位置指令装置３３により、 スプレッダ２０の目標到達位置ｘ₀ ＝トラックシャーシ
２１の載置位置ｘ_c が設定され、それぞれ演算装置４５に入力される。

【００３２】そして、このように各初期値が設定された
とき、即ち、時刻ｔ＝０のときに、トロリー１７の速度
指令値ｖを前述した数式（２）に基づいて演算する。ま
た、各定数係数α_i，β_i，γ_i，δ_iは、図６に示すよう
に、予め用意した定数係数群の中から、ｄ＝ｄ₁ ，Ｖ_d
＝０，ｘ＝ｘ₁ ，Ｖ_x ＝Ｖ_x1がそれぞれ属する部分空間
に対応する定数係数の組（α_c，β_c，γ_c，δ_c）が取り
出される。 ｖ₀ ＝α_c（ｄ_k−ｘ_c）＋β_c・０＋γ_c（ｘ₂−ｘ_c）＋
δ_c・Ｖ_x2

【００３３】このように算出された速度指令値ｖに基づ
いてトロリー駆動部１８が制御され、トロリー１７はス
タート位置ｄ_k から目標到達位置ｘ_c に移動する。一
方、スプレッダ２０もスタート位置ｘ₂ から目標到達位
置ｘ_c に移動するが、移動中に振れが抑制される。そし
て、岸壁１３に待機しているトラックシャーシ２１の上
方にて停止した位置からスプレッダ２０を下降し、荷役
１４をトラックシャーシ２１に降ろす。

【００３４】なお、複数組の定数係数α_i，β_i，γ_i，
δ_iを求めた前記状態空間の分割法として有効、且つ、
簡単なものは次に示す通りである。まず、ｄ，ｘ，
Ｖ_x ，ｌがあるそれぞれの閾値Δ１に対してロープ長を
ｌとすると下式が設定できる。 Ｖ_x ² ＋（ｘ−ｄ）≦Δ１² ・・・（Ａ） ｌ≦ｌ₀ ・・・（Ｂ） この（Ａ）（Ｂ）式をすべて満足する空間を第１空間、
（Ａ）式だけを満足する空間を第２空間、（Ｂ）式だけ
を満足する空間を第３空間、それ以外の空間を第４空間
として４つの部分に領域を分割する。このようにして全
体としてスムースな制御が可能となる。

【００３５】このように本実施例の吊荷の振れ止め制御
装置を具えたコンテナクレーン１１にあっては、トロリ
ー１７の移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_d とスプレッダ２０
（荷役１４）の移動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x 、スプレッ
ダ２０（荷役１４）目標到達位置ｘ₀ 、複数組の定数係
数α_i，β_i，γ_i，δ_iから選択された定数係数に基づい
て前述した数式（２）によりトロリー１７の速度指令値
ｖを演算し、この速度指令値ｖをトロリー駆動部１８に
フィードバックしてトロリー１７の速度を制御するよう
にしてことで、スプレッダ２０及び荷役１４の移動中
に、距離ｄ−ｘ₀、移動速度Ｖ_d 、距離ｘ−ｘ₀ 、移動
速度Ｖ_x の値は限り無く０に収斂され、スプレッダ２０
及び荷役１４の振れが抑制される。

【００３６】図７に本発明の振れ止め制御方法の第３実
施例を表す制御ブロック、図８に本実施例の振れ止め制
御方法のフローチャート、図９に本実施例におけるトロ
リーの速度パターン及びそのときの吊荷の振れ幅を表す
グラフを示す。なお、前述の実施例で説明したものと同
様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する
説明は省略する。

【００３７】本実施例において、コンテナクレーン１１
の構成は上述したものと同様であり、説明は省略する。
そして、本実施例のコンテナクレーン１１において、図
７に示すように、トロリー１７は制御装置５１によって
その移動速度が制御されるようになっている。この制御
装置５１は、トロリー１７の移動位置及びその移動速
度、並びにスプレッダ２０（荷役１４）の移動位置及び
移動速度を検出する検出装置５２と、所定の速度パター
ンに基づいて移動する目標到達位置を指令する目標到達
位置指令装置５３と、検出装置５２によって検出された
各検出値及び目標位置指令装置３３からの目標到達位
置、記憶装置４４からの各定数係数からトロリー１７の
速度指令値を演算する演算装置５４と、この演算装置５
４によって算出された速度指令値に基づいてトロリー１
７の速度を制御する速度制御装置５５とを有している。

【００３８】この制御装置５１について、図７に示す制
御ブロック及び図８に示すフローチャートに基づいて制
御方法を説明する。図７及び図８に示すように、検出装
置５２がトロリー１７の移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_d を
検出（ステップＲ１，Ｒ２）すると共に、スプレッダ２
０（荷役１４）の移動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x を検出
（ステップＲ３，Ｒ４）し、演算装置４４に出力する。
一方、目標到達位置指令装置５３は所定の速度パターン
に基づいてスプレッダ２０の目標到達位置ｘ₀ を設定す
ると共に、トロリー１７の移動中に目標到達位置ｘ₀ が
ｎ回任意に切り換えたときに目標到達位置ｘ_0i（ｉ＝１
〜ｎ）を切り換える（ステップＲ５）。

【００３９】演算装置５４はトロリー１７の移動位置ｄ
及び移動速度Ｖ_d 、スプレッダ２０（荷役１４）の移動
位置ｘ及び移動速度Ｖ_x 、スプレッダ２０の目標到達位
置ｘ _0i、並びに各定数係数α，β，γ，δに基づいてト
ロリー１７の速度指令値ｖを下記数式（１）に基づいて
演算（ステップＲ６）する。 ｖ＝α（ｄ−ｘ_0i）＋β・Ｖ_d ＋γ（ｘ−ｘ_0i）＋δ・Ｖ_x ・・・（３） そして、算出したトロリー１７の速度指令値ｖを速度制
御装置５５に出力し、速度制御装置５５はこの速度指令
値ｖをトロリー駆動部１８にフィードバックしてこの速
度指令値ｖに基づいてトロリー１７を速度制御（ステッ
プＲ７）する。この制御を繰り返し行う（ステップＲ
８）ことでスプレッダ２０（荷役１４）を目標到達位置
ｘ_0iに移動させる。

【００４０】ここで、この制御装置５１によるコンテナ
クレーン１１の具体的な制御について説明する。図１及
び図７に示すように、コンテナ船１３の荷役１４を岸壁
１２に陸揚げする場合、まず、岸壁１２側に位置するト
ロリー１７をコンテナ船１３の上方に移動する。このと
き、トロリー１７のスタート前には検出装置５２によ
り、 トロリー１７の移動位置 ｄ ＝ｄ₁ トロリー１７の移動速度 Ｖ_d ＝０ スプレッダ２０の移動位置 ｘ ＝ｘ₁ スプレッダ２０の移動速度 Ｖ_x ＝Ｖ_x1 が検出され、目標到達位置指令装置５３により、 スプレッダ２０の目標到達位置ｘ₀ ＝掴持する荷役１４
の載置位置ｘ_k が設定され、それぞれ演算装置５４に入力される。この
場合、トロリー１７のスタート時点であるので、トロリ
ー１７の移動速度Ｖ_d は０であるが、スプレッダ２０の
移動速度Ｖ_x は何らかの外乱によって必ずしも０とは限
らず、また、スプレッダ２０の移動位置ｘ＝ｘ₁ がトロ
リー１７の移動位置ｄ＝ｄ₁ と同じになるとは限らな
い。

【００４１】そして、このように各初期値が設定された
とき、即ち、時刻ｔ＝０のときに、トロリー１７の速度
指令値ｖを前述した数式（３）に基づいて演算する。 ｖ₀ ＝α（ｄ₁−ｘ₀）＋β・０＋γ（ｘ₁−ｘ₀）＋δ・
Ｖ_x1 このように算出された速度指令値ｖに基づいてトロリー
駆動部１８が制御され、トロリー１７はスタート位置ｄ
₁ から目標到達位置ｘ₀ に移動する。一方、スプレッダ
２０もスタート位置ｘ₁ から目標到達位置ｘ_k に移動す
るが、移動中に振れが抑制される。

【００４２】ところで、トロリー１７の移動中に外乱に
よってスプレッダ２０に振れが発生した場合には目標到
達位置を切り換えて振れ戻しを抑制している。即ち、図
９に示すように、トロリー１７が移動速度Ｖ₀ から減速
したときに外乱が発生した場合、停止時の振れ戻しを防
止するために目標到達位置ｘ₀ を２回切り換えて速度指
令値ｖを演算する。 ｔ₀ ≦ｔ≦ｔ₁ のとき ｘ₀₁ ｖ₀ ＝α（ｄ−ｘ₀₁）＋β・Ｖ_d ＋γ（ｘ−ｘ₀₁）＋δ
・Ｖ_x ｔ₁ ≦ｔ のとき ｘ₀₂ ｖ₀ ＝α（ｄ−ｘ₀₂）＋β・Ｖ_d ＋γ（ｘ−ｘ₀₂）＋δ
・Ｖ_x 従って、トロリー１７が減速開始後、目標到達位置ｘ₀
を２回刻々と計算され、トロリー１７滑らかに移動する
こととなり、トロリー１７の停止時に振れ戻しが抑制さ
れる。

【００４３】そして、コンテナ船１３の上方にて停止し
た位置からスプレッダ２０を下降して荷役１４を掴持
し、荷役１４と共にスプレッダ２０を上昇する。スプレ
ッダ２０が荷役１４を掴持すると、今度はトロリー１７
を岸壁１２のトラックシャーシ２１の上方に移動する。
このとき、前述と同様に、トロリー１７のスタート前に
は検出装置５２により、 トロリー１７の移動位置 ｄ ＝ｄ_k ＝ｘ_k トロリー１７の移動速度 Ｖ_d ＝０ スプレッダ２０の移動位置 ｘ ＝ｘ₂ スプレッダ２０の移動速度 Ｖ_x ＝Ｖ_x2 が検出され、目標到達位置指令装置５３により、 スプレッダ２０の目標到達位置ｘ₀ ＝トラックシャーシ
２１の載置位置ｘ_c が設定され、それぞれ演算装置５４に入力される。

【００４４】そして、このように各初期値が設定された
とき、即ち、時刻ｔ＝０のときに、トロリー１７の速度
指令値ｖを前述した数式（３）に基づいて演算する。 ｖ₀ ＝α（ｄ_k−ｘ_c）＋β・０＋γ（ｘ₂−ｘ_c）＋δ・
Ｖ_x2 このように算出された速度指令値ｖに基づいてトロリー
駆動部１８が制御され、トロリー１７はスタート位置ｄ
_k から目標到達位置ｘ_c に移動する。一方、スプレッダ
２０もスタート位置ｘ₂ から目標到達位置ｘ_c に移動す
るが、移動中に振れが抑制される。そして、岸壁１３に
待機しているトラックシャーシ２１の上方にて停止した
位置からスプレッダ２０を下降し、荷役１４をトラック
シャーシ２１に降ろす。

【００４５】このように本実施例の吊荷の振れ止め制御
装置を具えたコンテナクレーン１１にあっては、トロリ
ー１７の移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_d とスプレッダ２０
（荷役１４）の移動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x 、定数係数
α，β，γ，δに基づき、移動中にｎ回任意に切り換え
る目標到達位置ｘ_0i（ｉ＝１〜ｎ）に応じて前述した数
式（３）によりトロリー１７の速度指令値ｖを演算し、
この速度指令値ｖをトロリー駆動部１８にフィードバッ
クしてトロリー１７の速度を制御するようにしてこと
で、スプレッダ２０及び荷役１４の移動中に、距離ｄ−
ｘ₀ 、移動速度Ｖ _d 、距離ｘ−ｘ₀ 、移動速度Ｖ_x の値
は限り無く０に収斂され、スプレッダ２０及び荷役１４
の振れが抑制される。

【００４６】なお、上述した実施例にあっては、トロリ
ー１７の移動中に外乱が作用した場合、停止時の振れ戻
しを防止するために目標到達位置ｘ₀ を２回切り換えて
速度指令値ｖを演算するようにしたが、切り換え回数は
２回に限らず、外乱の作用状態によって適宜目標到達位
置ｘ₀ を切り換えればよいものである。

【００４７】また、上述した各実施例において、トロリ
ー１７のロープ１９の長さの変化に関しては言及してい
ないが、ロープ長が一定であろうと、巻き上げと移動の
同時運転であろうと、本発明の吊荷の振れ止め制御方法
は前述と同様の作用効果を奏することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明の吊荷の振れ止め制御方法によれば、吊荷の
目標到達位置ｘ₀ と検出されたトロリーの移動位置ｄ及
び移動速度Ｖ_d と吊荷の移動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x と
予め設定された定数係数α，β，γ，δとからトロリー
の速度指令値ｖを下記数式 ｖ＝α（ｄ−ｘ₀ ）＋β・Ｖ_d ＋γ（ｘ−ｘ₀ ）＋δ・
Ｖ_x に基づいて演算してその速度指令値ｖをトロリー駆動部
にフィードバックするようにしたので、吊荷の初期振れ
や移動中の外乱による振れが発生しても、最終的には振
れをなくしつつ吊荷を目標到達位置に正確に位置決めす
ることができ、荷役効率の向上を図ることができる。

【００４９】また、本発明の吊荷の振れ止め制御方法に
よれば、吊荷の目標到達位置ｘ₀ と検出されたトロリー
の移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_d と吊荷の移動位置ｘ及び
移動速度Ｖ_x と予め設定されたｎ組の中から吊荷の振れ
状態に応じて選択された定数係数α_i ，β_i ，γ_i ，δ
_i （ｉ＝１〜ｎ）とからトロリーの速度指令値ｖを下記
数式 ｖ＝α_i（ｄ−ｘ₀ ）＋β_i・Ｖ_d ＋γ_i（ｘ−ｘ₀ ）＋
δ_i・Ｖ_x に基づいて演算してその速度指令値ｖをトロリー駆動部
にフィードバックするようにしたので、吊荷の初期振れ
や移動中の外乱による振れが発生しても、その振れ状態
に応じて定数係数を選択し、最終的には振れをなくしつ
つ吊荷を目標到達位置に正確に位置決めすることがで
き、荷役効率の向上を図ることができる。

【００５０】また、本発明の吊荷の振れ止め制御方法に
よれば、吊荷の目標到達位置ｘ₀ と検出されたトロリー
の移動位置ｄ及び移動速度Ｖ_d と吊荷の移動位置ｘ及び
移動速度Ｖ_x と予め設定された定数係数α，β，γ，δ
に基づき、目標到達位置ｘ₀を移動中にｎ回任意に切り
換えた目標到達位置ｘ_0i（ｉ＝１〜ｎ）に応じてトロリ
ーの速度指令値ｖを下記数式 ｖ＝α（ｄ−ｘ_0i）＋β・Ｖ_d ＋γ（ｘ−ｘ_0i）＋δ・
Ｖ_x に基づいて演算してその速度指令値ｖをトロリー駆動部
にフィードバックするようにしたので、吊荷の初期振れ
や移動中の外乱による振れが発生しても、その振れ状態
に応じて目標到達位置ｘ_0iを切り換え、最終的には振れ
をなくしつつ吊荷を目標到達位置に正確に位置決めする
ことができ、荷役効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る吊荷の振れ止め制御方
法を実施するためのコンテナクレーンの概略構成図であ
る。

【図２】本発明の振れ止め制御方法の第１実施例を表す
制御ブロック図である。

【図３】本実施例の振れ止め制御方法のフローチャート
である。

【図４】本発明の振れ止め制御方法の第２実施例を表す
制御ブロック図である。

【図５】本実施例の振れ止め制御方法のフローチャート
である。

【図６】状態空間の分割と定数係数の組の対応を表す相
関関数の三次元グラフである。

【図７】本発明の振れ止め制御方法の第３実施例を表す
制御ブロック図である。

【図８】本実施例の振れ止め制御方法のフローチャート
である。

【図９】本実施例におけるトロリーの速度パターン及び
そのときの吊荷の振れ幅を表すグラフである。

【図１０】トロリーの速度パターン及びそのときの吊荷
の振れ幅を表すグラフである。

【図１１】初期振れ及び外乱による振れの発生時におけ
るトロリーの速度パターン及びそのときの吊荷の振れ幅
を表すグラフである。

【符号の説明】

１１ コンテナクレーン １２ 岸壁 １３ コンテナ船 １４ 荷役 １６ ガータ １７ トロリー １８ トロリー駆動部 １９ ロープ ２０ スプレッダ ２１ トラックシャーシ ３１，４１，５１ 制御装置 ３２，４２，５２ 検出装置 ３３，４３，５３ 目標到達位置指令装置 ３４，４５，５４ 演算装置 ３５，４６，６５ 速度制御装置 ４４ 記憶装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星名 博光 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 大久保 欣昭 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 門前 唯明 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トロリー駆動部により搬送経路に沿って
   移動自在に支持されたトロリーにロープを介して吊荷が
   吊下げられ、前記トロリーが吊荷の目標到達位置ｘ₀ へ
   の所定の速度パターンに基づいて移動することで前記吊
   荷を搬送する吊荷装置において、前記トロリーの移動位
   置ｄ及び移動速度Ｖ_d を検出すると共に、前記吊荷の移
   動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x を検出し、前記吊荷の目標到
   達位置ｘ₀ 及び前記トロリーの移動位置ｄ及び移動速度
   Ｖ_d と前記吊荷の移動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x 、予め設
   定された定数係数α，β，γ，δから前記トロリーの速
   度指令値ｖを下記数式 ｖ＝α（ｄ−ｘ₀ ）＋β・Ｖ_d ＋γ（ｘ−ｘ₀ ）＋δ・
   Ｖ_x に基づいて演算し、算出した該トロリーの速度指令値ｖ
   を前記トロリー駆動部にフィードバックすることを特徴
   とする吊荷の振れ止め制御方法。
2. 【請求項２】 トロリー駆動部により搬送経路に沿って
   移動自在に支持されたトロリーにロープを介して吊荷が
   吊下げられ、前記トロリーが吊荷の目標到達位置ｘ₀ へ
   の所定の速度パターンに基づいて移動することで前記吊
   荷を搬送する吊荷装置において、前記トロリーの移動位
   置ｄ及び移動速度Ｖ_d を検出すると共に、前記吊荷の移
   動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x を検出し、前記吊荷の目標到
   達位置ｘ₀ 及び前記トロリーの移動位置ｄ及び移動速度
   Ｖ_d と前記吊荷の移動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x 、予め設
   定されたｎ組の中から前記吊荷の振れ状態に応じて選択
   された定数係数α_i ，β_i ，γ_i ，δ_i （ｉ＝１〜ｎ）
   から前記トロリーの速度指令値ｖを下記数式 ｖ＝α_i（ｄ−ｘ₀ ）＋β_i・Ｖ_d ＋γ_i（ｘ−ｘ₀ ）＋
   δ_i・Ｖ_x に基づいて演算し、算出した該トロリーの速度指令値ｖ
   を前記トロリー駆動部にフィードバックすることを特徴
   とする吊荷の振れ止め制御方法。
3. 【請求項３】 トロリー駆動部により搬送経路に沿って
   移動自在に支持されたトロリーにロープを介して吊荷が
   吊下げられ、前記トロリーが吊荷の目標到達位置ｘ₀ へ
   の所定の速度パターンに基づいて移動することで前記吊
   荷を搬送する吊荷装置において、前記トロリーの移動位
   置ｄ及び移動速度Ｖ_d を検出すると共に、前記吊荷の移
   動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x を検出し、前記吊荷の目標到
   達位置ｘ₀ 及び前記トロリーの移動位置ｄ及び移動速度
   Ｖ_d と前記吊荷の移動位置ｘ及び移動速度Ｖ_x 、予め設
   定された定数係数α，β，γ，δ、また、前記目標到達
   位置ｘ₀ が移動中にｎ回任意に切り換えた目標到達位置
   ｘ_0i（ｉ＝１〜ｎ）から前記トロリーの速度指令値ｖを
   下記数式 ｖ＝α（ｄ−ｘ_0i）＋β・Ｖ_d ＋γ（ｘ−ｘ_0i）＋δ・
   Ｖ_x に基づいて演算し、算出した該トロリーの速度指令値ｖ
   を前記トロリー駆動部にフィードバックすることを特徴
   とする吊荷の振れ止め制御方法。