KR100208916B1 - 항만 자동 하역시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항만 자동 하역시스템에 관한 것으로, 종래 부가적인 운송 시스템인 크레인을 사용하여 하역작업을 함에 따라 한 번에 소량의 컨테이너를 운반할 수 밖에 없어 선적/하역에 많은 시간이 소요되어 항만의 화물처리 능력이 떨어짐과 아울러 인력의 낭비가 심한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 복수개의 컴테이너 팔레트 적재가 가능한 운송차(1); 상기 운송차의 주행속도를 계산하는 운송차 제어시스템(21); 가변되는 선박의 위치를 센싱하는 선박거동 관측기(22); 및 슬라이딩 가이드(11a)가 형성된 복수개의 지지컬럼(11)과, 상기 슬라이딩 가이드에 연결설치되어 슬라이딩 되는 플랫폼(12)과, 상기 지지컬럼에 설치되며 상기 운송차 제어시스템에 의해 계산된 운송차의 플랫폼 도착시간 정보에 따른 전기장의 강도에 의해 압력변화가 발생되는 전기유동유체 밸브(13)와 선단이 상기 플랫폼에 설치되며 상기 전기유동유체의 압력변화에 의해 위치와 속도가 가변제어되어 상기 플랫폼을 슬라이딩 가이드를 통해 운송차의 도착시간에 맞추어 운송차의 높이와 일치시키는 피스톤 로드(14a)를 가진 실린더(14)로 이루어진 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템(23)으로 이루어져 부두와 선박사이에 설치되는 리프팅 타워로 구성하여 화물을 자동으로 선적/하역할 수 있도록 함으로써 항만의 화물처리 능력을 증대시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

항만 자동 하역시스템

일반적으로 조수간만의 차가 큰 지역에서는 대형 선박의 접안이 어려워 갑문을 설치하고, 도크내에서 산박을 접안하고 하역이나 선적을 하고 있다.

이러한 조건은 선박이 기항하는데 큰 애로점이 되고 있으며, 갑문의 설치에는 많은 초기 투자가 요구되고 설치공간에도 많은 제약을 받게 된다.

또한 갑문을 설치한다고 하여도 사용시설의 제한 때문에 많은 물량을 신속하게 동시에 여러 선박으로의 선적이나 하역을 수행할 수 없게 된다.

예를 들면 현재 인천과 같이 조수간만의 차가 심한 경우에는 컨테이너 모선은 하역에 제약을 받고 있으며, 갑문의 이용 및 시설의 부족으로 기항을 기피하고 있다.

컨테이너선 뿐만아니라 다른 선박의 경우에도 도크의 이용은 커다란 운항상의 장애요인이다.

특히 현재 사용되고 있는 컨테이너 하역은 대부분 대형 크레인을 사용하고 있는데, 이러한 대형 크레인을 사용할 경우에는 시설비용이 고가일 뿐만아니라 한번에 소량의 컨테이너를 운반할 수 밖에 없어 선적 및 하역에 많은 시간이 소요되어 항만의 화물처리 능력이 떨어지고 있다.

또한 크레인은 선적/하역 시스템의 자동화에도 문제점을 내포하고 있어 자동화를 실현하지 못함에 따라 인력의 낭비는 크다고 할 수 있다.

앞으로 초고속선 시대를 맞이하여 신속 정확한 하역시스템이 요구되는 실정에서 도크내에 정박한 선박의 선적 및 하역에 소요되는 시간이 지체될 경우 외항에서 대기하는 선박의 채선률이 증가하게 되어 기항을 기피하게 된다.

본 발명의 기술적 과제는 상기한 문제점을 고려하여 운송차를 자동주행시키는 레일 운송 시스템과 가변되는 선박의 높이에 대응하는 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템을 연계하여 많은 수량의 컨테이너를 연속적이고 자동적으로 선적/하역할 수 있도록 함으로써 항만의 화물처리능력을 증대시킴과 아울러 이에 따른 선박의 선적/하역시간의 절감 및 선박의 체선률을 감소시킬 수 있도록 한 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템을 이용한 항만 자동 하역시스템을 제공함에 있다.

이와같은 본 발명의 기술적 과제는 복수개의 컨테이너 팔레트 적재가 가능한 운송차, 상기 컨테이너 팔레트 운송차의 주행속도를 계산하는 운송차 제어시스템; 조수간만의 차이, 파고의 영향 및 선적/하역 물량의 변동에 따른 선박의 위치를 센싱하는 선박거동 관측기; 및 슬라이딩 가이드가 형성된 복수개의 지지컬럼과, 상기 슬라이딩 가이드에 연결설치되어 슬라이딩 되는 플랫폼과, 상기 지지컬럼에 설치되며 상기 운송차 제어시스템에 의해 계산된 운송차의 플랫폼 도착시간 정보에 따른 전기장의 강도에 의해 압력변화가 발생되는 전기유동유체 밸브와 선단이 상기 플랫폼에 설치되며 상기 전기유동유체의 압력변화에 의해 위치와 속도가 가변제어되어 상기 플랫폼을 슬라이딩 가이드를 통해 운송차의 도착시각에 맞추어 운송차의 높이와 일치시키는 피스톤 로드를 가진 실린더로 이루어진 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템으로 이루어져 부두와 선박사이에 설치되는 리프팅 타워로 구성함으로써 달성된다.

제1도(a)는 본 발명에 의한 항만 자동 하역시스템의 전체적인 구성과 이에 의한 컨테이너의 선적/하역을 나타낸 평면도.

제1도(b)는 항만 자동 하역시스템의 전체적인 구성과 이에 의한 컨테이너의 선적/하역을 나타낸 측면도.

제2도는 항만 자동 하역시스템의 구성을 나타낸 사시도.

제3도는 항만 자동 하역시스템의 제어블록도.

제4도(a)는 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템의 전기유동유체 밸브의 구조도.

제4도(b)는 전기유동유체 밸브의 브릿지 회로도.

제5도는 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템의 제어를 위한 신경망-슬라이딩 모드 제어블록도.

제6도는 전기유동유체 밸브의 압력강하 응답특성을 나타낸 것으로,

제6도(a)는 전기유동유체 밸브의 압력강하의 전기장 의존성을 나타낸 도면.

제6도(b)는 전기유동유체 밸브의 압력강하를 나타낸 도면.

제7도는 전기유동유체 밸브 브릿지 회로의 제어응답특성을 나타낸 것으로.

제7도(a)는 일정지점 제어응답을 나타낸 도면.

제7도(b)는 사각파형 추적 제어응답을 나타낸 도면.

제7도(c)는 정현파형 추적 제어응답을 나타낸 도면,

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 운송차 4 : 레일

6 : 지지가이드 11 : 지지컬럼

11a : 슬라이딩 가이드 12 : 플랫폼

13 : 전기유동유체 밸브 13a, 13b : 제 1,2실린더

14 : 실린더 14a : 피스톤 로드

21 : 운송차 제어시스템 22 : 선박거동 관측기

23 : 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템

24 : 전기유동유체 브릿지 밸브

31 : 슬라이딩 모드 제어기 32 : 신경망 제어기

이하 본 발명의 바람직한 기술구성과 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 기술하면 다음과 같다.

제1도(a)는 항만 자동 하역시스템의 전체적인 구성과 이에 의한 컨테이너의 선적/하역을 나타낸 평면도이고, 제1도(b)는 항만 자동 하역 시스템의 전체적인 구성과 이에 의한 컨테이너의 선적/하역을 나타낸 측면도이며, 제2도는 항만 자동 하역시스템의 구성을 나타낸 사시도이며, 제3도는 항만 자동 하역시스템의 제어블록도이다.

상기한 도면에 나타낸 바와 같이 본 발명은 대별하면 컨테이너 팔레트(5)를 운송하는 운송차(1), 상기 운송차(1)의 이송을 위해 부두(2)와 선박(3)의 갑판위에 설치된 레일(4)로 구성된 동력 메커니즘, 즉 레일 운송 시스템, 및 상기 운송차(1)를 상기 부두(2)와 선박(3)의 갑판으로 이송시킬 수 있도록 제어하는 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템(23)이 설치된 리프팅 타워로 구성된 것이다.

즉, 본 발명은 크게 운송차(1), 레일 운송 시스템 및 리프팅 타워로 이루어진 것이다.

상기 운송차(1)는 상기 레일(4)위를 주행하여 한 번에 10-20개 정도의 컨테이너 팔레트(5) 운송이 가능하며, 상기 레일 운송 시스템은 부두(2)와 선박(3)의 갑판위에 설치되어 상기 운송차(1)를 자동주행시킨다.

또한 상기 레일 운송 시스템에 의해 자동주행되는 운송차(1)의 주행속도를 계산하여 운송차(1)가 주행속도를 계산하여 운송차(1)가 상기 리프팅 타워에 도착하는 시간을 계산하는 운송차 제어 시스템(21)과 조수간만의 차이, 파고의 영향 및 선적/하역 물량의 변동에 따른 선박의 위치를 센싱하는 선박거동 관측기(22)가 포함된다.

그리고 상기 리프팅 타워는 부두(2)와 선박(3)사이에 설치되며 크게 지지컬럼(11), 전기유동유체 밸브-유압시스템(23) 및 상기 지지컬럼(11)에 설치되어 상기 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템(23)의 제어에 의해 상기 지지컬럼(11)에서 승강되는 플랫폼(12)으로 구성된다.

한편 컨테이너 팔레트(5)를 실은 선박(3)이 상기 리프팅 타워에 정확하게 접안할 수 있도록 해 주면서 접안 후에 파고나 기타 영향을 받더라도 그 상태를 유지할 수 있도록 상기 리프팅 타워의 지지컬럼(11) 전방 양측에는 지지가이드(6)가 설치된다.

상기 지지컬럼(11)은 부두(2)와 선박(3)사이에 고정설치되며 그 일측면에 상기 플랫폼(12)이 승강 슬랑이딩 되는 슬라이딩 가이드(11a)가 형성되어 있고, 상기 플랫폼(12)은 상기 레일 운송 시스템의 레일(4)이 상기 부두(2)와 선박(3)의 갑판위에 설치된 레일(4)과 일치되도록 설치되어 있고, 그 귀퉁이가 상기 슬라이딩 가이드(11a)에 연결되어 있다.

상기 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템(23)은 상기 지지컬럼(11)에 설치되며 상기 운송차 제어시스템(21)에 의해 계산된 운송차(1)의 상기 플랫폼(12) 도착시각 정보에 따른 전기장의 강도에 의해 압력변화가 발생되는 전기유동유체 밸브(13)와 선단이 상기 플랫폼(12)에 설치되며 상기 전기유동유체의 압력변화에 의해 위치와 속도가 가변제어되어 상기 플랫폼(12)을 슬라이딩 가이드(11a)를 통해 운송차(1)의 도착시각에 맞추어 운송차(1)의 높이와 일치시키는 피스톤 로드(14a)를 가진 실린더(14)로 구성된다.

상기 전기유동유체 밸브(13)는 제4도a의 실린더형 전기유동유체 밸브의 구조와 제4도b의 실린더형 전기유동유체 밸브의 브릿지 회로(24)에 나타낸 바처럼 제1실린더(13a)와 상기 제1실린더(13a)의 내부에 제1실린더(13a)와 소정 간극(h)이 유지되어 설치되는 제2실린더(13b)로 이루어져 브릿지형으로 연결되어 있고, 상기 소정 간극(h)으로는 전기유동유체가 유동되도록 구성된다.

그리고 상기 플랫폼(12)의 승강 위치제어는 제5도에 도시한 바처럼 슬라이딩 모드 제어기(31)와 상기 슬라이딩모드 제어기(31)와 연계된 신경망 제어기(32)에 의해 결정된 제어 전기장 E에 의해 제어된다.

미설명 부호 25는 항만 제어시스템을 나타낸 것이다.

이와같이 구성한 본 발명의 항만 자동 하역시스템에 있어서, 가장 중요하고 핵심적인 장치인 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템(23)은 기존 유압시스템의 서보 밸브와 같은 고가의 장비들을 필요로 하지 않고 전기유동유체를 이용한 제4도b와 같은 전기유동유체 밸브 브릿지 회로(24)를 구성하여 유압시스템을 작동시키므로 설계 및 제조가 단순하게 됨과 아울러 전기장의 크기만에 의하여 제어를 수행하게 되므로 연속적이고 신속한 제어를 수행할 수 있는 특성을 갖는 있다.

상기한 전기유동유체(Electro-Rheological Fluids)는 절연성의 유체에 전도성을 갖는 미세입자를 분산시킨 현탁액으로써, 부가되는 전기장의 강도에 따라 유체의 역학적 특성이 변하는 유체를 말하며, 외면상 가장 두드러진 특징은 전기장 무부하시 액체상태에서 전기장 부하시 고체상태로 상변화(phase change)하는 것이다.

이를 역학적 관점에서 표현하면 분산된 입자들은 전기장 무부하시에는 랜덤(random) 구조를 갖고 있어 뉴토니안(Newtonian) 유체의 특성을 나타내지만 전기장을 부가하면 양쪽의 전극(본 발명에 있어서 전기유동유체 밸브의 제 1,2실린더(13a)(13b))을 향하여 전기장과 평행하게 입자들이 서로 연결되어 체인형(chain type) 구조를 형성하며, 입자들간의 결합력에 의한 항복 전단응력을 갖게되는 빙햄(Bingham) 유체로 변하게 된다.

이때 발생되는 전기유동유체의 항복 전단응력은 부하되는 전기장의 크기에 따라 변하게 되며, 전기장을 조율(turing)함으로써 시스템에서 요구되는 강성, 댐핑 혹은 압력의 크기를 얻을 수 있다.

더욱이, 전기장에 대한 전기유동유체의 반응은 순간적으로 이루어지므로 이는 기존 기계장치에 의해 구현될 수 없는 매우 빠른 응답조건을 충분히 만족시킬 수 있어 제어시스템 구성에 매우 적합하며, 가변 제어형 유압 엑츄에이터 시스템 구현을 가능하게 한다.

이러한 전기유동유체의 특성에 의해 상기 제 1,2실린더(13a)(13b)로 된 전극을 통해 상기 전기유동유체에 전기장을 부가하면 전기유동유체는 항복응력에 의해 전단응력이 변하게 되고, 변화된 전단응력에 의해 전기유동유체의 유동이 조절됨에 따라 실린더(14)의 위치와 속도조절에 필요한 적절한 전기유동유체의 압력강하가 발생하게 되어 플랫폼(12)의 위치와 속도를 제어할 수 있게 된다.

이렇게 부가하는 전기장의 강도에 따라 유체의 역학적 특성이 변하는 전기유동유체의 거동은 빙행거동(Bingham behavior) 모델로써 표현되어 지며, 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.

여기서 τ는 전기유동유체의 전단응력, τ_y는 전기유동유체의 항복전단응력, E는 전기장, η는 전기유동유체의 점성계수, γ는 전단비(share rate), α는 비례상수, β는 지수를 나타낸다.

상기 τ_y(E)는 전기장 세기에 따라 일정한 크기로 발생되는 (전기장의 증가와 더불어 증가하는) 전기유동유체의 항복전단응력이고, α와 β는 전기유동유체의 조성조건과 사용조건에 따라 달라지는 전기유동유체의 고유특성치로 실험을 통하여 구할 수 있다.

그리고 제4도a에 나타낸 바처럼 튜브형태의 전극을 갖고 있는 실린더형 전기 유동유체 밸브(13)의 압력강하는 유체점성에 의한 성분(ΔP_η)과 전기장 부가에 따른 성분(ΔP_ER)으로 구성되며, 이를 식으로 나타내면 다음과 같다.

여기서 L은 밸브 전극길이, h는 전극사이의 소정 간극, b(=2πr)는 평판으로 환산한 전극의 유효너비, Q_E는 전기장 부가시 간극사이를 통과하는 전기유동유체의 유량을 나타낸다.

상기 식(2)에 의해 전기유동유체 밸브(13)의 전기유동유체에 부가되는 전기장의 세기변화에 의하여, 즉 제6도a에 나타낸 바와같은 전기장의 세기변화에 의하여 제6도b와 같은 전기유동유체의 압력강하를 얻을 수 있다.

이러한 특성을 갖는 전기유동유체 밸브를 제4도b와 같이 브릿지 회로로 구성하면 실린더의 상하운동에 대한 위치 및 속도제어가 가능하게 된다.

제4도b의 1내지 4는 전기유동유체 밸브라 정의하고, Q₁내지 Q₄는 각각의 전기유동유체 밸브를 흐르는 전기유동유체의 유량, E₁은 전기유동유체 밸브 1,3에 가해지는 전기장의 세기, E₂는 전기유동유체 밸브 2,4에 가해지는 전기장의 세기라고 하면 전기유동유체 밸브 양단에서 발생되는 압력강하는 다음과 같이 구할 수 있다.

식 (2)로부터 공급압력이 일정한 경우 전기유동유체 밸브 양단에 걸리는 압력은 전기유동유체 밸브에 부가되는 전기장과 전기유동유체의 유량의 함수로 나타낼 수 있음을 알 수 있다.

이러한 특성을 갖는 전기유동유체 밸브 브릿지 회로(24)를 이용하여 상하운동을 하는 실린더 시스템을 구성 할 수 있으며, 구성된 시스템에서의 제어목적은 변화하는 질량(M) 부과시 전기장에 따른 전기유동유체 밸브의 압력제어로 실린더의 위치(x)와 속도(x)를 정확하게 제어하는 것이다.

이를 위해 전기유동유체 밸브에서 발생되는 운동방정식을 유도하면 다음과 같다.

여기서 F는 전기유동유체 밸브 유도시 발생될 수 있는 최소 마찰력을 나타내며, 일반적으로 정지마찰력과 점성마찰력을 포함한다.

제어시스템 모델을 얻기 위하여 식(3)과 전기유동유체 밸브-브릿지에 대한 운동방정식을 이용하면 다음과 같은 값을 갖는 상태공간 모델을 유도할 수 있다.

상기 제어시스템 모델을 이용하여 전기장에 따른 성능분석을 수행한 후, 시스템 불확실성에 강건한 제어 알고리즘을 구축하여 제어할 수 있다.

일반적으로 유압 서보 시스템은 측정 불가능 하거나 생략된 파라미터, 외란등과 같은 불확실성과 비선형성으로 인하여 플랜트를 정확하게 모델링하는 것과 강건한 제어기를 설계하는 것이 매우 어렵다.

또한 전기유동유체가 사용 온도와 전기장의 변화 등에 비선형적인 특성을 갖고 있기 때문에 기존의 선형화된 제어로직을 적용하여서는 우수한 제어성능을 얻기 어렵다.

하지만 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템의 위치제어를 위하여 선형화된 상기 제어시스템 모델을 바탕으로 슬라이딩모드 제어기(31)를 설계하고, 이를 학습 능력이 있고 다층 신경망 구조를 갖는 신경망 제어기(32)와 연계하여 시스템의 불확실성과 비선형성에 대하여 강건한 제어를 할 수 있다.

이러한 구성을 제5도에 도시하였다.

여기서 시스템의 요구 출력과 플랜트의 실제 출력과의 차가 최소가 되도록 신경망 제어입력을 조절하고, 또한 오차가 빠르게 영(zero)으로 수렴하고, 불확실성에 강건하도록 슬라이딩모드 게인을 설정한다.

슬라이딩모드 제어기(31)는 신경망 제어기(32)의 학습이 완료될때까지 시스템의 최소성능을 유지시켜 준다.

전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템(23)에서의 위치오차는 피드백되어서 슬라이딩모드 제어기(31)의 입력이 된다.

슬라이딩모드 제어기(31)의 출력 Usm은 신경망 제어기(32)의 학습신호로 사용되고, 신경망 제어기(32)는 학습 알고리즘을 통하여 제어입력 Un을 능동적으로 발생시킨다.

결국, 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템에 입력되는 제어기 입력 U는 신경망 제어기(32)의 출력 Un과 슬라이딩모드 제어기(31)의 출력 Usm의 합이 되며 다음과 같다.

여기서 제어입력 U는 전기장에 의한 압력강하 ΔP_ER로 매 순간마다 능동적으로 변화된다.

전기장에 의한 압력강하 ΔP_ER을 제어 전기장 E로 변환하면 식(1)과 (2)로부터 다음과 같이 주어진다.

식 (7)로부터 결정된 제어 전기장 E를 매 순간마다 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템(23)에 공급하여 플랫폼(12)의 위치를 정확히 제어하게 된다.

또한 신경망 제어기(32)의 출력 Un은 능동적으로 변화되어 슬라이딩모드 제어기(31)가 나타내지 못하는 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템의 비선형성과 파라미터 변화를 강건하게 보상해 준다.

제7도는 전기유동유체 밸브 브릿지 회로(24)를 이용하여 실린더 시스템을 구성하였을 때 얻어진 실린더(14)의 위치 및 속도를 제어한 결과를 나타낸 것이다.

도시된 바와같이 매우 빠른 응답속도로 위치와 궤적을 추적하고 있음을 알수 있다.

지금까지 기술한 항만 자동 하역시스템의 각각의 구성요소들의 역할과 작동원리를 알기쉽게 설명하면 다음과 같다.

우선, 한 번에 10-20개 정도의 컨테이너 운송이 가능한 운송차(1)가 자동화된 레일 운송 시스템에 의하여 부두와 선박간을 운행하여 선적/하역을 하게 된다.

컨테이너 팔레트(5)를 실은 운송차(1)가 레일 운송 시스템에 의하여 이동하게 되면, 제3도에 나타낸 운송차 제어 시스템(21)에 의하여 운송차의 플랫폼(12) 도착시각을 게산하게 된다.

계산된 정보를 부두(2)와 선박(3) 사이에 설치된 리프팅 타워의 전기유동우체 밸브-실린더 유압시스템(23)에 전송하면, 플랫폼(12)의 위치와 속도를 제어하기 위한 적절한 전기장의 강도를 신경망-슬라이딩 모드 제어기(31)(32)가 계산하여 전기유동유체 밸브 브릿지 회로(24)에 전송하게 된다.

부가된 전기장에 따라 전기유동유체 밸브 브릿지 회로에서는 실린더(14)의 위치와 속도에 적절한 압력강하가 발생하게 되고, 이에 따라 플랫폼(12)의 위치와 속도가 제어되어 운송차(1)의 도착시각에 맞추어 레일(4)의 높이와 일치하게 된다.

운송차(1)의 높이와 플랫폼(12)의 높이가 일치하게 되면 운송차(1)는 자동으로 리프팅 타워의 플랫폼(12)으로 이동하게 된다.

조수간만의 차이나 선적/하역 물량의 변동에 따른 선박의 위치를 선박거동 관측기(22)로부터 센싱하여 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템(23)은 선박(3)내의 레일(4)의 높이와 일치하도록 플랫폼(12)의 높이를 제어한다.

플랫폼(12)의 높이와 선박(3) 내 레일(4)의 높이가 일치하게 되면 운송차 제어시스템(21)에 의하여 운송차(1)는 자동적으로 화물이 놓일 위치로 이동하게 된다.

하역의 순서는 반대의 순서로 진행된다.

이러한 항만 자동 하역 시스템은 다음과 같은 특징을 갖고 있는 것이다.

첫째, 레일 운송 시스템에 의하여 한 번에 많은 양의 컨테이너를 선적/하역할수 있고, 둘째 부동 플랫폼의 높이를 운송차의 운행조건에 맞추어 연속적으로 제어 할 수 있으므로 컨테이너 운송차의 대기시간이 없어지고, 셋째, 조수간만의 차가 큰 항만 하역에 높은 적응력을 기대할 수 있고, 넷째, 전기유동유체 밸브 브릿지 회로를 사용하므로 신속하고 정확한 연속제어가 가능하며 유압제어회로의 단순화를 기대할 수 있다.

이상 기술한 바와같이 레일 운송 시스템과 연계된 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템을 사용하여 항만 자동 하역시스템을 구성함에 따라 종래처럼 부가적인 운송 시스템인 크레인을 사용하였을 경우 한 번에 소량의 컨테이너를 운반 할 수 밖에 없어 선적/하역에 많은 시간이 소요되고, 인력의 낭비가 심한 것과는 달리 레일 운송 시스템에 의하여 한 번에 많은 컨테이너를 운송할 수 있으며, 또한 연속적인 제어가 가능한 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템에 의하여 부차적인 운송수단없이 직접 연속적으로 선적/하역을 할 수 있어 항만의 화물처리 능력이 증대되며, 이에 따라 도크내에 정박한 선박의 선적 및 하역에 소요되는 시간이 짧아지고, 외항에서 대기하는 선박의 체선률이 감소하게 된다.

또한 레일 운송 시스템을 적절히 조절한다면 기존의 철도체계와 연계된 해운과 철도의 복합수송형태가 가능하게 되어 육로운송의 의존도를 줄일 수 있어 물류비의 감소효과를 얻을 수 있게 된다.

본 발명은 항만 하역시스템에 관한 것으로, 특히 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템을 사용하여 조수간만의 차이, 파고의 영향, 하역물량의 변동에 의한 선박의 높이변화에 대하여 능동적으로 대처하여 많은 수량의 컨테이너를 연속적이고 자동적으로 선적/하역할 수 있도록 한 항만 자동 하역시스템을 제공하기 위한 것이다.

Claims (5)

1. 복수개의 컨테이너 팔레트 적재가 가능한 운송차(1); 상기 운송차의 주행속도를 계산하는 운송차 제어시스템(21); 가변되는 선박의 위치를 센싱하는 선박거동관측기(22); 및 슬라이딩 가이드(11a)가 형성된 복수개의 지지컬럼(11)과, 상기 슬라이딩 가이드에 연결설치되어 슬라이딩 되는 플랫폼(12)과, 상기 지지컬럼에 설치되며 상기 운송차 제어시스템에 의해 계산된 운송차의 플랫폼 도착시간 정보에 따른 전기장의 강도에 의해 압력변화가 발생되는 전기유동유체 밸브(13)와 선단이 상기 플랫폼에 설치되며 상기 전기유동유체의 압력변화에 의해 위치와 속도가 가변제어되어 상기 플랫폼을 슬라이딩 가이드를 통해 운송차의 도착시각에 맞추어 운송차의 높이와 일치시키는 피스톤 로드(14a)를 가진 실린더(14)로 이루어진 전기유동유체 밸브-실린더 유압시스템(23)으로 이루어져 부두와 선박사이에 설치되는 리프팅 타워를 포함하여 상기 선박거동 관측기의 센싱값과 부가된 전기장에 의해 운송차와 플랫폼의 높이가 일치시 운송차가 상기 플랫폼을 통해 상기 운송차 제어시스템에 의해 자동적으로 화물이 놓일 위치로 이동하도록 구성한 것을 특징으로 하는 항만 자동 하역시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 전기유동유체 밸브는 제1실린더(13a)와 상기 제1실린더의 내부에 제1실린더와 소정 간극(h)이 유지되어 설치되는 제2실린더(13b)로 이루어진 밸브와 상기 소정 간극을 통해 유동되는 전기유동유체로 구성된 것을 특징으로 하는 항만 자동 하역시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 플랫폼의 위치제어는 슬라이딩모드 제어기(31)와 상기 슬라이딩모드 제어기와 연계된 신경망 제어기(32)에 의해 결정된 제어 전기장 E에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 항만 자동 하역시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전기유동유체 밸브를 브릿지 회로로 구성한 것을 특징으로 하는 항만 자동 하역시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 부두, 플랫폼 및 선박의 갑판위에는 운송차를 자동주행 시키는 레일 운송 시스템이 상호 일치되어 설치된 것을 특징으로 하는 항만 자동 하역시스템.

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