KR101266555B1 - 와이어 조절에 의한 스프레더 자세 제어 크레인 및 스프레더 제어 방법 - Google Patents

와이어 조절에 의한 스프레더 자세 제어 크레인 및 스프레더 제어 방법 Download PDF

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Abstract

크레인의 붐 상에서 수평방향으로 이송되도록 형성되는 트롤리와, 상기 트롤리의 하측에서 연결되어 수직방향으로 이송되도록 형성되는 스프레더와, 적어도 상기 스프레더의 기울어짐을 측정하기 위한 기울어짐 센서를 구비하되 상기 스프레더의 움직임을 측정하기 위한 스프레더 센서부와, 상기 스프레더 센서부로부터 측정된 움직임 정보를 수신하여 상기 움직임 정보에 따라 자동으로 제어요소를 선택하여 조종 정보를 생성하기 위한 크레인 제어부와, 상기 스프레더의 롤과 피치 및 히브를 독립적으로 조절할 수 있도록 형성되어 상기 크레인 제어부로부터 생성된 조종 정보를 바탕으로 상기 스프레더의 자세를 제어하기 위한 스프레더 구동부를 포함하는 스프레더 자세 제어 크레인을 제공한다.

Description

와이어 조절에 의한 스프레더 자세 제어 크레인 및 스프레더 제어 방법 {CRANE WITH SPREADER POSTRURE CONTROL AND METHOD FOR SPREADER POSTRURE CONTROL USING WIRE REGULATION}
본 발명은 와이어를 조절하여 크레인에 제공되는 스프레더의 자세를 제어하는 방법과 그 크레인에 관한 것이다.
컨테이너선과 같은 해상운송에 있어서 대형화된 선박을 이용하게 되는데, 이는 선박의 수송량을 증가시켜 운송의 경제성을 확보하기 위한 것이다. 이에 따라 대형 선박을 접안 시킬 수 있는 계류시설 및 하역시설을 구비한 항만이 점점 더 많이 요구되고 있다.
하지만, 대형 컨테이너선을 접안 시킬 수 있는 항구는 국내외에 한정되어 있으며, 이러한 항구의 건설에는 필요한 항만수심을 유지하기 위한 준설 등으로 인하여 많은 경비가 소요될 뿐만 아니라 넓은 장소가 요구된다. 또한, 대형 항구의 건설로 인하여 주변 교통 체증의 유발이나 해안환경의 파괴 등 주위의 환경에도 많은 영향을 끼치는 바, 대형 항구의 건설에는 많은 제약이 따르고 있다.
이에, 대형 선박을 항구 내의 안벽에 접안 시키지 않고, 육지로부터 떨어진 해상에 정박시킨 채로 화물을 선적 및 하역할 수 있는 이동항구(모바일 하버, Mobile Harbor)에 대한 연구가 진행되고 있다. 도 1은 이동항구의 역할을 수행하는 선박(50)에 설치된 크레인(1)이 컨테이너선(S)에 대하여 컨테이너(C) 하역 작업을 수행하는 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다. 여기서 붐(10)의 길이방향이자 선박(50)의 너비방향을 종방향(X방향), 붐(10)의 너비방향이자 선박(50)의 길이방향을 횡방향(Y방향)이라고 정의한다.
일반적으로 컨테이너 크레인(1)은, 컨테이너(C)를 파지하며 수직방향으로 이동하는 스프레더(30)와, 스프레더(30)가 지지되어 종방향으로 이동하는 트롤리(20)와, 트롤리(20)가 이동하도록 안내하는 붐(10)을 가지고 있다. 스프레더(30)는 호이스트 와이어 시스템을 사용하여 수직방향으로 이동한다.
한편 해상에서는 바람, 파랑, 또는 조류 등의 영향으로 선박(50)과 스프레더(30)의 움직임(흔들림, 기울어짐, 뒤틀림 등)이 불가결하다. 이러한 움직임에는 대표적으로 스웨이(sway), 서지(surge), 스큐(skew), 피치(pitch), 롤(roll), 히브(heave)의 6자유도 움직임을 들 수 있다. 스프레더(30)의 움직임으로 인하여 스프레더와 하역 대상인 컨테이너 간의 상대 위치가 유지되지 못할 때에는 이들의 체결 또는 분리에 곤란함을 겪게 되므로 이러한 움직임을 제어할 필요가 있다.
종래에는 크레인의 높은 곳에 위치한 작업자가 스프레더의 상태를 직접 보면서 조이스틱 등으로 이를 제어해 왔지만, 이 경우 높은 곳에서 작업한다는 점에서의 스트레스와 위험이 상존하고, 또한 스프레더의 위치에 따라 시야가 제한되기도 하는 등 6자유도의 움직임을 실시간으로 정확히 제어한다는 것에 어려움을 겪어 왔다.
상기한 문제점을 고려하여 본 발명은, 스프레더의 움직임을 실시간으로 측정하고 이를 바탕으로 자동적으로 스프레더의 자세를 제어하고 안정화할 수 있는 스프레더 자세 제어 방법 및 크레인을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 붐 상에서 수평방향으로 이송되도록 형성되는 트롤리와, 상기 트롤리의 하측에서 연결되어 수직방향으로 이송되도록 형성되는 스프레더와, 적어도 상기 스프레더의 기울어짐을 측정하기 위한 기울어짐 센서를 구비하되 상기 스프레더의 움직임을 측정하여 그 측정된 움직임 정보를 스마트 기기로 송신하기 위한 스프레더 센서부와, 상기 스마트 기기에서 생성된 조종 정보를 수신하여 상기 조종 정보에 따라 스프레더의 자세를 제어하기 위한 크레인 제어부를 포함하고, 상기 스마트 기기는 상기 스프레더의 움직임 정보가 표시되기 위한 스크린 및 상기 조종 정보를 생성하기 위하여 적어도 상기 스마트 기기의 기울임을 측정하기 위한 모션 센서를 구비하는 스마트 기기 센서부를 포함하는 스프레더 자세 제어 크레인을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 크레인의 스프레더에 마련된 스프레더 센서부에서 적어도 기울어짐을 포함하여 측정된 스프레더의 움직임 정보를 스마트 기기에서 수신하는 단계와, 상기 스마트 기기에 마련된 스크린에서 상기 스프레더의 움직임 정보가 표시되는 단계와, 상기 스마트 기기에 마련된 스마트 기기 센서부에서 적어도 기울임을 포함하여 상기 스마트 기기의 움직임을 측정하고 상기 스마트 기기의 움직임 정보를 생성하는 단계와, 생성된 스마트 기기의 움직임 정보를 바탕으로 조종 정보를 생성하는 단계와, 상기 크레인으로 생성된 조종 정보를 송신하여 상기 조종 정보에 따라 상기 스프레더의 자세를 제어하도록 하는 단계를 포함하는 스프레더 자세 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면은, 크레인의 붐 상에서 수평방향으로 이송되도록 형성되는 트롤리와, 상기 트롤리의 하측에서 연결되어 수직방향으로 이송되도록 형성되는 스프레더와, 적어도 상기 스프레더의 기울어짐을 측정하기 위한 기울어짐 센서를 구비하되 상기 스프레더의 움직임을 측정하기 위한 스프레더 센서부와, 상기 스프레더 센서부로부터 측정된 움직임 정보를 수신하여 상기 움직임 정보에 따라 자동으로 제어요소를 선택하여 조종 정보를 생성하기 위한 크레인 제어부와, 상기 스프레더의 롤과 피치 및 히브를 독립적으로 조절할 수 있도록 형성되어 상기 크레인 제어부로부터 생성된 조종 정보를 바탕으로 상기 스프레더의 자세를 제어하기 위한 스프레더 구동부를 포함하는 스프레더 자세 제어 크레인을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 기울어짐 및 흔들림을 포함하는 스프레더의 움직임이 측정되어 그 움직임 정보가 크레인 제어부에서 수신되는 단계와, 수신된 움직임 정보를 바탕으로 상기 스프레더의 움직임 중 제어요소가 결정되는 단계와, 결정된 제어요소에 따라 조종 정보가 생성되는 단계와, 생성된 조종 정보를 상기 스프레더에 연결된 복수의 와이어와 연결된 스프레더 구동부로 송신하는 단계를 포함하되, 상기 조종 정보는 상기 스프레더 구동부가 상기 복수의 와이어의 길이 또는 장력을 각각 독립적으로 조절하도록 하여 상기 스프레더의 자세를 제어하기 위한 정보를 포함하는 스프레더 자세 제어 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 스프레더의 움직임을 실시간으로 측정하고 이를 바탕으로 자동적으로 스프레더의 자세를 제어하고 안정화할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면 스프레더에 연결된 복수의 와이어의 길이와 장력을 독립적으로 구동함으로써 스프레더의 다자유도의 움직임에 대하여 제어할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면 해상에서의 선박이나 크레인 또는 스프레더의 심한 움직임에도 불구하고 스프레더의 자세를 유지하며 선박의 화물 운송을 효율적이고 안정적으로 처리할 수 있게 된다.
도 1은 선박에 설치된 크레인이 컨테이너선에 대하여 화물 하역 작업을 수행하는 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너 크레인의 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트롤리와 스프레더의 모습을 도시하는 사시도이다.
도 4a 및 도 4b은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레더 구동부의 구조를 개략적으로 도시하는 측면도 및 사시도이다.
도 5a는 스프레더 구동부에서 와이어의 길이를 줄이거나 장력을 인가할 때의 모습을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도5b는 와이어의 길이를 늘이거나 장력을 해제할 때의 모습을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 각각 와이어의 길이 조절에 따라 스프레더의 히브, 롤, 피치 및 스큐를 조절하는 모습을 보여주는 개념도이다.
도 7은 와이어의 장력 조절에 따라 스프레더의 스웨이 또는 서지를 조절하는 모습을 보여주는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레더의 자세를 제어하는 방법을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레더의 자세를 제어하는 방법의 흐름을 나타내는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너 크레인의 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
컨테이너 크레인(100)은, 수평으로 길게 뻗은 붐(110)과, 붐(110) 상에서 수평방향으로 이송되도록 형성되는 트롤리(120)와, 트롤리(120)의 하측에서 연결되어 수직방향으로 이송되도록 형성되는 스프레더(140)와, 트롤리(120) 및 스프레더(140)의 위치와 자세를 제어하는 스프레더 구동부(200)를 포함한다.
트롤리(120)는 붐(110)을 따라 종방향으로 이동할 수 있으며, 나아가서는 횡방향으로도 이동할 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 이에 관한 자세한 작동 원리와 구조는 후에 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
스프레더(140)는 컨테이너를 파지할 수 있으며, 와이어를 사용하여 스프레더 구동부(200)에 의해 작동된다. 도 2에서는 와이어의 도시를 생략하였으며, 이에 관한 작동 원리와 구조는 도 4 및 도 5를 참조하여 후에 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트롤리와 스프레더의 모습을 도시하는 사시도이다.
트롤리(120)는 다단 트롤리로서, 제1 트롤리(122)와, 제2 트롤리(124)와, 제3 트롤리(126)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 트롤리(122)는 컨테이너 크레인의 붐(110)을 따라 횡방향으로 이동할 수 있다. 제1 트롤리(122)는 주로 컨테이너를 이송하기 위한 용도로 사용될 수 있다.
제2 트롤리(124)는 제1 트롤리(122) 상에서 종방향으로 이동할 수 있다. 제3 트롤리(126)는 제2 트롤리(124) 상에서 횡방향으로 이동할 수 있다. 여기서 위치를 바꾸어 제3 트롤리(126)가 제1 트롤리(122) 상에서 이동하고 제2 트롤리(124)가 제3 트롤리(126) 상에서 이동하도록 구성할 수도 있다.
이와 같은 트롤리(120)의 다단 구조를 가지게 됨으로써, 트롤리(120)는, 정확히는 제2 트롤리(124) 또는 제3 트롤리(126)는, 종방향 및 횡방향으로 독립적으로 이송될 수 있도록 형성된다. 그에 따라 제3 트롤리(126)에 연결된 스프레더(140) 또한 종방향 및 횡방향으로 독립적으로 이동시킬 수 있다.
본원의 출원인이 이전에 출원한 특허출원 제2010-0032270호에는 이러한 다단 트롤리에 관한 구체적인 설명이 기재되어 있다.
크레인에는 스프레더 센서부가 마련된다. 스프레더 센서부는 스프레더(140)의 움직임을 측정하여 그 측정된 움직임 정보를 크레인에 마련된 제어수단 또는 외부의 제어기기로 송신할 수 있다.
스프레더 센서부는 기울어짐 센서(330)와 흔들림 센서(320)와 거리 센서(340)를 포함할 수 있다.
기울어짐 센서(330)는 예를 들어, 자이로스코프, 가속도계 또는 관성항법장치(INS), 관성측정유닛(IMU) 등의 형태로 구현될 수 있다. 기울어짐 센서(330)는 스프레더의 기울어짐, 즉, X축 회전인 롤(roll), Y축 회전인 피치(pitch), Z축 회전인 스큐(skew)를 측정할 수 있다.
흔들림 센서(320)는 예를 들어, 비전 카메라 또는 스마트 카메라의 형태로 구현될 수 있다. 흔들림 센서(320)는 스프레더(140)에 대한 영상을 처리하여 그 움직임을 측정한다. 흘들림 센서(320)는 스프레더의 흔들림, 즉, X축 이동인 서지(surge), Y축 이동인 스웨이(sway), Z축 회전인 스큐(skew)를 측정할 수 있다. 여기서 스큐는 기울어짐 센서(330) 혹은 흔들림 센서(320)의 2가지 방법에 의해 측정될 수 있다. 광원(310)이 마련되어 흔들림 센서의 측정을 도울 수 있으며, 이에 관하여는 본원의 출원인이 이전에 출원한 특허출원 제2010-0106084호에 구체적인 설명이 기재되어 있다.
거리 센서(340)는 예를 들어, 초음파 혹은 레이저 등을 이용할 수 있으며, 스프레더의 Z축 이동인 히브(heave)를 측정할 수 있다.
도 4a 및 도 4b은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레더 구동부의 구조를 개략적으로 도시하는 측면도 및 사시도이다.
스프레더 구동부(200)는 스프레더(140)의 롤링과 피칭 및 히빙을 독립적으로 조절할 수 있도록 형성되어 크레인에 마련된 제어수단 또는 외부의 제어기기로부터 생성된 조종 정보를 바탕으로 스프레더(140)의 자세를 제어하게 된다. 스프레더 구동부(200)는, 스프레더(140)의 적어도 3곳에 각각 연결된 3개 이상의 와이어를 구비하는 구조로 형성된다.
도 4b를 참조하면, 예를 들어 4개가 와이어(205)가 스프레더(140)의 4개 모서리에 각각 연결된다. 각각의 와이어(205)가 독립적으로 조절되도록 하는 4개의 액추에이터(220)와, 와이어(205)가 감기고 풀리는 호이스트 드럼(210)과 와이어(205)의 동작을 안내하는 가이드 시브(215)가 마련된다.
4개의 액추에이터(220)는 각각 4개의 와이어(205)를 스프레더(140)와 이격되는 방향으로 밀어냄으로써, 와이어(205)의 길이(즉, 트롤리(120)와 스프레더(140) 간의 길이)를 조절하는 유압 실린더의 형태로 구현될 수 있다.
스프레더 구동부(200)의 동작을 제어하여 4개의 와이어(205)를 독립적으로 조절함으로써 스프레더(140)의 기울임 및 흔들림을 제어할 수 있다.
도 5a는 스프레더 구동부(200)에서 와이어의 길이를 줄이거나 장력을 인가할 때의 모습을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도5b는 와이어의 길이를 늘이거나 장력을 해제할 때의 모습을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5a를 참조하면, 호이스트 드럼(210)은 정지하고 있는 상태에서, 액추에이터(220), 즉 유압 실린더를 신장시킴으로써 스프레더(140)는 상방으로 끌어당겨진다. 이 때 서서히 유압 실린더를 신장시키면 스프레더(140)는 유압 실린더의 움직임과 함께 이동하게 될 것이고, 반면에 순간적으로만 유압 실린더를 신장시킨 후 바로 다시 수축시키면 와이어(205)에 강한 장력이 인가되어 스프레더(140)가 순간적으로 끌어당겨지는 힘을 받게 된다.
도 5b를 참조하면, 호이스트 드럼(210)은 정지하고 있는 상태에서, 액추에이터(220), 즉 유압 실린더를 수축시킴으로써 스프레더(140)는 하방으로 내려가게 된다.
4개의 와이어(205)의 길이를 조절함으로써 스프레더(140)의 기울임을 제어하도록 하고 4개의 와이어(205)의 장력을 조절함으로써 스프레더(140)의 흔들림을 제어하도록 할 수 있다.
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 각각 와이어의 길이 조절에 따라 스프레더의 히브, 롤, 피치 및 스큐를 조절하는 모습을 보여주는 개념도이다.
4개의 와이어(205) 중 2개의 와이어 별로 짝지어 그 길이를 조절함으로써 스프레더(140)의 히브와 롤과 피치 및 스큐를 제어하도록 한다. 스프레더(140)가 흔들리거나 기울어지는 반대방향으로 스프레더(140)가 움직이도록 제어될 수 있다.
도 6a에서는 4개의 와이어가 동일하게 조절됨으로써 히브가 제어되고, 도 6b에서는 대각선으로 마주보는 와이어끼리 짝지어져 조절됨으로써 스큐가 제어되고, 도 6c 및 6d에서는 각각 마주보는 2개의 와이어끼리 짝지어져 조절됨으로써 각각 피치 및 롤이 제어되는 것을 도시한다.
도 7은 와이어의 장력 조절에 따라 스프레더(140)의 스웨이 또는 서지를 조절하는 모습을 보여주는 개념도이다.
4개의 와이어(205) 중 2개의 와이어 별로 짝지어 순간적으로 장력을 인가함으로써 스프레더(140)는 와이어가 연결된 쪽에서 끌어당겨지는 힘을 받게 되고, 그럼으로써 스프레더(140)의 흔들림이 억제된다.
스프레더(140)가 흔들리고 있을 때 흔들리는 쪽(이동되어 있는 쪽)의 반대방향으로 장력을 인가하게 될 것이고, 그 타이밍은 스프레더(140)가 방향전환이 된 직후에 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레더의 자세를 제어하는 방법을 개략적으로 도시하는 개념도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레더의 자세를 제어하는 방법의 흐름을 나타내는 순서도이다.
기울어짐 센서(310)와 흔들림 센서(320)를 포함하는 스프레더 센서부(300)는 스프레더(140)의 6자유도 움직임을 측정하여 그 측정된 움직임 정보를 크레인 제어부(500)로 송신한다(S510).
크레인 제어부(500)에서는 수신된 움직임 정보를 바탕으로 제어요소(즉 스프레더의 움직임 중 어느 것을 제어할 것인가)가 결정된다(S520). 이 때 2개 이상의 센서에서 수신된 움직임 정보는 통합되어 더욱 정밀하게 보정되고 계산될 수 있다(Sensor Fusion). 여기서 제어요소는 스프레더의 스웨이, 스프레더의 서지, 스프레더의 4자유도 움직임(스큐와 롤링과 피칭 및 히브)의 3가지 중 어느 하나 이상이 될 수 있다.
결정된 제어요소에 따라 스프레더(140)의 움직임을 억제하도록 하는 조종 정보가 자동으로 생성된다(S530). 스프레더 구동부(200)에 의한 와이어의 조절로는 최대 4자유도의 움직임 제어가 가능할 것이다.
스프레더 구동부(200)에서는 생성된 조종 정보를 수신하여 와이어(205)의 길이 또는 장력을 조절함으로써 스프레더(140)의 움직임을 억제하여 위치 또는 자세를 제어하게 된다(S540).
다르게는 상기 4자유도 움직임은 와이어의 조절로 제어하고, 스웨이와 서지는 트롤리(120)의 이동에 의하여 제어하도록 하는 조종 정보를 생성하는 경우 6자유도를 모두 제어할 수도 있다. 이 때 트롤리(120) 또는 트롤리의 구동부(미도시)는 생성된 조종 정보를 수신하여, 트롤리(120)가 횡방향 및 종방향으로 이동이면서 스프레더(140)의 위치를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스프레더 자세 제어 크레인(100)은 컨테이너에 대한 하역 작업을 수행하도록 해상에 부유하는 부유체 또는 이동항구에 설치될 수 있다(도 1 참조).
부유체는 자체 동력을 가지고 이동할 수 있는 선박일 수 있고, 해상에 계류되는 부유 구조물일 수도 있다. 부유체는 해상에 부유하면서 육상의 항만 대신에 또는 육상의 항만과 더불어 컨테이너선과의 사이에서 컨테이너를 전달하고 컨테이너를 임시적으로 적재하는 이동항구의 기능을 수행할 수 있다.
크레인(100)이 제공된 부유체는 컨테이너선에 접근한 후, 붐을 따라 트롤리(120)가 이송되고 스프레더(140)가 컨테이너를 파지하고 승강함으로써 컨테이너의 하역 작업을 수행한다. 이 때 본 발명의 실시예에 따르면 컨테이너에 대한 하역 작업 시에 스프레더(140)의 움직임을 정확하게 측정하여 스프레더(140)의 자세를 용이하게 제어하고 안정화함으로써, 부유체의 요동 또는 움직임에도 불구하고 컨테이너에 대한 하역 작업을 원활하게 수행할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 컨테이너 크레인이 설치된 부유체 또는 이동항구는 깊은 수심이 필요한 초대형 선박의 화물 운송을 효율적이고 안정적으로 처리할 수 있어 앞으로의 항만 시스템 경쟁력 강화에 기여할 것이다.
한편 본 발명에 따른 제어 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, 자기 테이프, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경할 수 있으며, 개시된 실시형태들을 조합 또는 치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이 외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것은 명백하다.
100: 컨테이너 크레인 110: 붐
120: 트롤리 140: 스프레더
200: 스프레더 구동부 300: 스프레더 센서부
500: 크레인 제어부

Claims (18)

  1. 크레인의 붐 상에서 수평방향으로 이송되도록 형성되는 트롤리와, 상기 트롤리의 하측에서 연결되어 수직방향으로 이송되도록 형성되는 스프레더와, 적어도 상기 스프레더의 기울어짐을 측정하기 위한 기울어짐 센서를 구비하되 상기 스프레더의 움직임을 측정하기 위한 스프레더 센서부와, 상기 스프레더 센서부로부터 측정된 움직임 정보를 수신하여 상기 움직임 정보에 따라 자동으로 제어요소를 선택하여 조종 정보를 생성하기 위한 크레인 제어부와, 상기 스프레더의 롤과 피치 및 히브를 독립적으로 조절할 수 있도록 형성되어 상기 크레인 제어부로부터 생성된 조종 정보를 바탕으로 상기 스프레더의 자세를 제어하기 위한 스프레더 구동부를 포함하고,
    상기 스프레더 센서부는 상기 스프레더의 흔들림을 측정하기 위한 흔들림 센서를 더 구비하고, 상기 스프레더 구동부는 상기 스프레더에 연결된 복수의 와이어를 구비하고, 상기 크레인 제어부는 상기 복수의 와이어의 길이 및 장력을 조절함으로써 상기 스프레더의 기울임 및 흔들림을 각각 제어하도록 하고,
    상기 스프레더 구동부는, 상기 스프레더의 4개 모서리에 각각 연결된 4개의 와이어와, 상기 4개의 와이어에 대한 길이가 독립적으로 조절되도록 하는 4개의 액추에이터를 포함하여, 상기 스프레더의 스큐도 독립적으로 조절할 수 있도록 형성되고,
    상기 크레인 제어부는 상기 4개의 와이어의 길이를 조절함으로써 상기 스프레더의 기울임을 제어하도록 하고 상기 4개의 와이어에 순간적인 장력을 인가하도록 함으로써 상기 스프레더의 흔들림을 제어하도록 하고, 상기 4개의 와이어 중 2개의 와이어 별로 짝지어 그 길이를 조절함으로써 상기 스프레더의 롤과 피치 및 스큐를 제어하도록 하며, 상기 4개의 와이어 중 2개의 와이어 별로 짝지어 순간적으로 장력을 인가함으로써 상기 스프레더의 스웨이 또는 서지를 제어하도록 하는 스프레더 자세 제어 크레인.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스프레더 구동부는 상기 와이어가 감기는 드럼을 더 구비하고,
    상기 액추에이터는 상기 와이어를 상기 스프레더와 이격되는 방향으로 밀어냄으로써 길이를 조절하는 유압 실린더를 포함하는
    스프레더 자세 제어 크레인.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 크레인 제어부는,
    상기 스프레더의 스웨이, 상기 스프레더의 서지, 상기 스프레더의 스큐와 롤과 피치 중 하나 이상을 선택하여 제어하도록 하는
    스프레더 자세 제어 크레인.
  10. 제1항 또는 제9항의 크레인이 설치되는 부유체.
  11. 제1항 또는 제9항의 크레인이 장착되어 해상에서 컨테이너선에 선적되는 컨테이너에 대한 하역 작업을 수행하는 이동항구.
  12. 기울어짐 및 흔들림을 포함하는 스프레더의 움직임이 측정되어 그 움직임 정보가 크레인 제어부에서 수신되는 단계와, 수신된 움직임 정보를 바탕으로 상기 스프레더의 움직임 중 제어요소가 결정되는 단계와, 결정된 제어요소에 따라 조종 정보가 생성되는 단계와, 생성된 조종 정보를 상기 스프레더에 연결된 복수의 와이어와 연결된 스프레더 구동부로 송신하는 단계를 포함하되, 상기 조종 정보는 상기 스프레더 구동부가 상기 복수의 와이어의 길이 또는 장력을 각각 독립적으로 조절하도록 하여 상기 스프레더의 자세를 제어하기 위한 정보를 포함하고,
    상기 제어요소가 결정되는 단계는,
    상기 스프레더의 스웨이, 상기 스프레더의 서지, 상기 스프레더의 스큐와 롤과 피치 중 하나 이상이 선택되는 단계를 포함하고,
    결정된 제어요소가 상기 스프레더의 스큐와 롤 및 피치 중 하나 이상을 포함할 때에는 상기 조종 정보가 상기 복수의 와이어 중 일부의 길이를 조절하도록 하는 정보를 포함하고, 결정된 제어요소가 상기 스프레더의 스웨이 및 서지 중 하나 이상을 포함할 때에는 상기 조종 정보가 상기 복수의 와이어 중 일부에 순간적으로 장력을 인가하도록 하는 정보를 포함하는 스프레더 자세 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 조종 정보는,
    상기 스프레더의 4개 모서리에 각각 연결된 4개의 와이어에 대한 길이가 독립적으로 조절되도록 하는 4개의 액추에이터의 작동을 각각 조절하는 정보를 포함하는
    스프레더 자세 제어 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서,
    결정된 제어요소가 상기 스프레더의 스웨이 및 서지 중 하나 이상을 포함할 때에는 상기 조종 정보가 상기 스프레더가 연결된 트롤리를 붐 상에서 이동하도록 하는 정보를 포함하고,
    결정된 제어요소가 상기 스프레더의 스큐와 롤 및 피치 중 하나 이상을 포함할 때에는 상기 조종 정보가 상기 복수의 와이어 중 일부의 길이를 조절하도록 하는 정보를 포함하고,
    스프레더 자세 제어 방법.
  17. 상기 크레인이 제공된 부유체가 컨테이너선에 접근하는 단계와,
    상기 붐을 따라 상기 트롤리가 이송되고 상기 스프레더가 컨테이너를 파지하고 승강함으로써 컨테이너의 하역 작업을 수행하는 단계와,
    제12항, 제13항 또는 제16항 중 어느 한 항의 제어 방법의 각 단계를 포함하는
    스프레더 제어가 수반되는 컨테이너 하역 방법.
  18. 제12항, 제13항 또는 제16항 중 어느 한 항의 제어 방법이 실현되도록 하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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