KR101516463B1 - 해양 유체 하역 시스템의 가동 커플링의 위치 정보 제공 장치 - Google Patents

Abstract

해양 하역 시스템(2)의 적어도 하나의 가동 커플링(26)의 위치 정보 제공 장치(1)이며, 상기 시스템은 베이스(21)에 고정되는 라인 단부 및 타겟 덕트에 연결되도록 구성된 커플링(26)이 제공되는 가동 라인 단부를 갖는 적어도 하나의 유체 전달 라인을 포함하고, 상기 커플링 또는 이 커플링에 바로 인접한 부재는 커플링의 위치 정보를 제공하기 위한 적어도 하나의 수단(33)으로서, 베이스의 위치 정보에 기초하여 베이스에 대해 직접적인 커플링의 상대 위치 정보를 제공하기 위해 베이스 또는 베이스에 바로 인접한 부재 상에 배치되는 베이스의 위치 정보 제공 수단(34)과 직접 협력하도록 구성되거나, 공간에서의 커플링(26)의 절대 위치 정보를 제공하도록 구성되는 정보 제공 수단을 포함하며, 상기 베이스는 공간에서 고정된 위치를 갖고, 상기 장치는 커플링의 절대 위치 정보 및 공간에서 고정된 베이스의 위치에 관한 데이터에 기초하여 베이스에 대해 직접적인 커플링의 상대 위치 정보를 계산할 수 있는 계산 수단을 포함하는 정보 제공 장치가 제공된다.

Description

해양 유체 하역 시스템의 가동 커플링의 위치 정보 제공 장치{DEVICE FOR PROVIDING INFORMATION ON POSITIONING OF A MOVEABLE COUPLING OF A MARINE FLUID LOADING SYSTEM}

본 발명은 일반적으로, 해양 하역(marine loading) 시스템으로 통칭되는, 선박용 유체를 하역하기 위한 시스템에 관한 것이다. 이들 시스템은 유체 제품(fluid product)을 선박과 부두 사이에서 또는 두 대의 선박 사이에서 전달하는데 사용된다.

유체 제품은 액체상 또는 기체상 제품을 의미하는 것으로 이해된다.

보다 구체적으로, 본 발명은 이러한 하역 시스템의 이동에 대한, 커플링의 위치 정보 제공 및 경고 제공 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 해양 하역 시스템은, 베이스에 고정되고 전달될 유체의 탱크에 연결되는 유체 전달 라인 단부, 및 이동가능하고 타겟 덕트에 연결되도록 구성된 커플링이 제공되며 그 자체가 유체 탱크에 연결되는 대향 라인 단부를 갖는다.

가동 커플링의 이동은 조작자용 제어 장치에 의해 제어되는 액추에이터에 의해 제어된다.

커플링이 베이스로부터 너무 멀리 이동하면, 시스템이 특히 파열이나 간섭에 의해 손상될 위험이 존재한다. 커플링이 연장 중에 베이스로부터 너무 멀리 이동하면, 시스템의 파열 위험이 존재한다. 특히 여러 개의 하역 시스템이 부두에 나란히 배치되어 있을 때, 커플링이 베이스에 대해 회전하면, 인접한 하역 시스템과의 충돌 위험이 존재하며, 간섭에 의한 손상이라는 용어가 사용된다. 또한, 회전 시의 파열 위험도 존재한다.

해양 하역 시스템의 손상 또는 파열을 방지하기 위해, 특정 형태의 하역 장치에 경고 장치가 제공되었다.

일반적으로, 본 발명의 목적은 선박용 유체 하역 장치를 위한 이들 경고 장치를 개선하는 것이다.

그 구조로 구별되는 선박용 유체 하역 시스템의 두 집단은, 강성 파이프에 의한 전달을 위한 시스템 및 가요성 파이프에 의한 전달을 위한 시스템이다.

강성 파이프에 의한 전달을 위한 시스템 집단에서는, 하역 아암 시스템과 팬터그래프(pantograph) 시스템이 구별될 수 있다.

하역 아암은, 그 단부들 중 하나의 단부가 수직 축 주위로 회전할 수 있게 하고 나머지 단부가 수평 축 주위로 회전할 수 있게 하는 90°굽힘부를 갖는 튜브 부분을 거쳐서 내부 파이프로 지칭되는 제1 파이프가 상부에 장착되는, 유체 탱크에 연결된 베이스를 갖는 관절식 배관(tubing) 장치이다. 내부 튜브의 대향 단부에는 외부 파이프로 지칭되는 제2 파이프가 수평 축 주위로 회전가능하게 장착된다. 외부 파이프의 단부에는 커플링이 장착된다. 세 회전의 각각은 잭 또는 유압식 모터에 의해 제어된다.

하역 아암의 경우에는, 경고를 촉발하기 위한 근접 검출기의 사용이 공지되어 있다. 이들 근접 검출기는 베이스에 대한 내부 파이프의 회전에 관한 경고를 위해 베이스에 배치되며, 하역 아암의 연장 중에 경고를 촉발하기 위해 내부 및 외부 튜브에 배치된다. 실제로, 이러한 근접 검출기의 작동은 간단하며, 하역 아암의 한 부재 상에 장착된 캠이 하역 아암의 다른 부재에 부착된 대응 근접 검출기의 전방을 통과하며, 이것이 하나 이상의 경고를 촉발한다. 센서의 위치에 따라, 경고는 예를 들어 시스템이 너무 연장되거나 베이스에 대해 너무 높은 각도를 가질 때 촉발된다.

이 형태의 검출기는 온오프 형태의 정보를 제공할 뿐인 바, 즉 조작자에 의해 하역 아암이 작업 구역으로 지칭되는 소정 구역을 떠나게 될 때 경고가 촉발된다. 즉, 조작자는 작업 구역을 벗어날 때만 경고에 대한 정보를 받게 되며, 상기 작업 구역 내에 있거나 작업 구역의 한계 근처에 있을 때는 경고 정보를 갖지 못한다.

하역 아암에 대해 공지된 다른 시스템은 하역 아암의 상이한 가동 부재 상에 배치되는 각도 센서를 포함한다. 이는 진자 센서를 사용함으로써 하역 아암의 각 부재의 인접 부재에 대한 또는 수직에 대한 상대 각도를 언제라도 알 수 있게 해주며, 따라서 베이스에 대한 커플링의 위치를 결정하고 그로부터 경고를 촉발할 필요가 있는지 여부를 추정할 수 있게 해준다.

이들 경고 장치는 경고가 크거나 적은 경계 정도로 촉발될 수 있게 하며, 또한 어떤 경우에는 비상 시퀀스가 촉발될 수 있게 한다. 더욱이, 이들 경고 장치는 하역 아암이 소정 속도보다 빠른 속도로 작업 구역의 한계에 접근할 때 경고 또는 비상 시퀀스가 미리 촉발될 수 있게 한다.

팬터그래프 시스템은 하역 아암과 마찬가지로, 탱크에 연결되는 베이스를 갖는다. 이 베이스에는 크레인이 회전가능하게 장착된다. 크레인은 유체용 파이프를 지탱하는 붐(boom)을 갖는다. 붐의 단부에는 유체용 관절식 파이프로 구성되는 팬터그래프가 장착되며, 이는 팬터그래프의 자유 단부에 장착되는 커플링이 이동될 수 있게 한다. 팬터그래프의 경사는 붐 단부에서의 회전에 의해 제어된다. 팬터그래프의 이동은 유압식 모터에 의해 및 베이스 상에서의 회전을 위한 잭에 의해 제어된다.

팬터그래프 시스템의 경우에, 근접 센서에 의해 촉발되는 시스템의 사용은 베이스에 대한 회전을 위해서 공지되어 있고, 붐을 따른 길이 및 팬터그래프의 펼쳐진 길이에 대한 와이어 또는 증분 센서에 의해 공지되어 있다.

일반적으로, 강성 배관을 갖는 하역 시스템용 경고 장치는 다른 결점을 갖는다.

하역 시스템은 각도 및 위치 센서 및/또는 오버슈트 센서를 그 위에 적절히 위치시킬 수 있도록 미리 알려져 있는 정밀한 운동학을 갖는 구조물을 반드시 구비해야 한다.

베이스에 대한 커플링의 위치 정보를 얻기 위해 베이스에서부터 커플링까지 각각의 관절식 부재 사이에 센서를 설치할 필요가 있다. 따라서 센서는 하역 시스템의 구조에 의존한다. 이러한 센서 "체인"의 누적 오류는 커플링의 위치의 정확성에 부정적인 영향을 미친다.

마지막으로, 가요성 배관 시스템은 일반적으로, 그 내부에서 유체 제품이 이송되는 라인 및 이 라인이 조종(maneuver)될 수 있게 하는 기계적 시스템을 갖는다. 여러가지 형태의 조종 시스템이 존재하지만, 모든 경우에 이 조종 시스템은 가요성 배관을 연결하기 위한 커플링을 지지하는 조작 크레인 또는 구조물을 구비한다.

지금까지는, 가요성 배관을 갖는 시스템에 대해 경고를 촉발시킬 수 있는 어떠한 거리 측정 시스템도 존재하지 않았다.

일반적으로, 본 발명은 그 베이스에 대해 이동가능한 해양 하역 시스템의 커플링의 위치 정보 제공 장치의 개선 제공, 위치 정보의 정밀도 개선, 공지 장치의 단순화, 및 그 구조가 어떤 것이든 강성 또는 가요성 배관이 구비되지 않은 어떤 형태의 해양 하역 시스템에도 적합화될 수 있는 가동 커플링의 위치 정보 제공 장치의 제공에 관한 것이다.

이를 위해서, 본 발명은 해양 하역 시스템의 적어도 하나의 가동 커플링의 위치 정보 제공 장치를 제공하며, 상기 시스템은 베이스에 고정되는 라인 단부 및 타겟 덕트에 연결되도록 구성된 커플링이 제공되는 가동 라인 단부를 갖는 적어도 하나의 유체 전달 라인을 포함하고, 커플링 또는 커플링에 바로 인접한 부재는 커플링의 위치 정보를 제공하기 위한 적어도 하나의 수단을 포함하며, 커플링의 위치 정보를 제공하기 위한 적어도 하나의 수단은,

베이스의 위치 정보에 기초하여 베이스에 대한 커플링의 상대 위치 정보를 직접 제공하기 위해 베이스 또는 베이스에 바로 인접한 부재 상에 배치되는 베이스의 위치 정보 제공 수단과 직접 협력하도록 구성되거나,

공간에서의 커플링의 절대 위치 정보를 제공하도록 구성되며,

베이스는 공간에서 고정된 위치를 갖고, 상기 장치는 커플링의 절대 위치 정보 및 공간에서 고정된 베이스의 위치에 관한 데이터에 기초하여 베이스에 대한 커플링의 상대 위치 정보를 직접 계산할 수 있는 계산 수단을 포함한다.

유리하게, 본 발명은 베이스에 대한 커플링의 위치 정보를 직접 제공하거나 또는 커플링의 절대 위치 정보를 얻어냄으로써 베이스에 대한 커플링의 상대 거리를 직접 계산할 수 있는 수단을 사용한다.

두 경우에, 측정은 더 이상 하역 시스템의 부재들의 상대 위치에 기초하지 않고, 베이스에 대한 커플링의 위치에 직접 기초하는 것이 유리하다. 이는 베이스와 커플링 사이에 있을 수 있는 기계적 구조물(예를 들면 아암 또는 팬터그래프)의 형태에 대해 자유로울 수 있게 하고, 따라서 이 시스템을 가요성 배관에 의한 전달 시스템에서와 마찬가지로 강성 배관에 의한 전달 시스템에서도 임의 형태의 해양 하역 시스템에 대해 쉽게 적합화시킬 수 있게 만든다. 본 발명에 따른 장치에 의하면, 중간 센서가 없기 때문에 커플링의 위치 정보의 정확도가 높아진다. 이로 인해 본 발명에 따른 장치는 공지의 장치보다 간단하고 정밀해진다.

본 발명의 유리한 특징에 따르면, 상기 장치는 커플링에 대한 적어도 하나의 허가 위치 구역을 정하는 데이터를 갖는 계산 수단을 포함하고, 계산 수단은

- 베이스에 대한 커플링의 위치 정보를 실시간으로 계산하고,

- 커플링이 공인 구역 내에 위치하는지를 실시간으로 체크하며,

- 커플링이 대응 공인 구역을 떠날 때 특정 경고를 발한다.

따라서, 공인 구역 또는 작업 구역은 사실상 계산 수단에 의해 정해진다. 이러한 구역을 형성하기 위해 하역 시스템에 물리적으로 배치되는 센서 또는 스위치를 제공할 필요는 없다. 이들은 계산 수단을 통해서 쉽게 파라미터화될 수 있다.

이는 보다 정밀하게 촉발되는 경고에 의해 사용 안전성을 증가시킬 수 있다. 또한, 예를 들어 하나의 구역이 다른 구역 내에 중첩되고, 작업 위험도가 상이하며, 관련 구역 내의 작업이 더 위험한지 덜 위험한지에 따라 다른 경고에 상응하게 되는 다수의 공인 구역을 제공할 수 있다.

바로 인접한 부재는, 베이스에 대한 커플링의 상대 위치에 관한 정확한 정보를 제공하기 위해, 특히 커플링이 파라미터화된 공인 구역을 떠날 때 특정 경고를 발하기 위해 하역 시스템의 기하학적 구조에 관계없이 커플링 또는 베이스에 대해 각각 고정되거나 이동가능하지만 충분히 근접한 해양 하역 시스템의 부재를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 유리한 특징에 따르면, 상기 계산 수단은 커플링의 이동 속도를 실시간으로 계산하고 커플링이 소정 속도보다 빠른 속도로 대응 공인 구역의 한계에 접근할 때(즉, 너무 빠를 때) 미리 경고를 촉발하도록 구성된다.

유리하게, 이는 커플링의 이동이 공인 구역의 한계를 향해서 너무 빠를 때 미리 촉발되는 경고에 의해 사용 안전성을 증가시킬 수 있다.

조합될 수 있는 유리한 특징에 따라,

- 커플링의 위치 정보 제공 수단은 공간에서의 커플링의 절대 위치 정보를 제공할 수 있는, 특히 GPS 형태의 전지구 위치확인 시스템 장치를 구비하고,

- 베이스의 위치 정보 제공 수단은 베이스의 절대 위치 정보를 제공할 수 있는, 특히 GPS 형태의 전지구 위치확인 시스템 장치를 구비하며, 계산 수단은 커플링 및 베이스의 절대 위치 정보에 기초하여 베이스에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하도록 구성되고,

- 특히 GPS 형태의 전지구 위치확인 장치는 베이스에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 정보를 계산 수단에 직접 제공하기 위해 상호 통신하도록 설계된 장치이며,

- 커플링 또는 베이스의 위치 정보 제공 수단의 하나는, 레이저 빔과 같은 발광 빔을 베이스나 커플링 또는 베이스나 커플링에 대해 각각 고정되는 타겟을 향해 방출함으로써 베이스나 커플링 각각 또는 베이스나 커플링에 대해 각각 고정되는 타겟과 협력하며, 반사된 빔을 검출하고 빔의 이동 시간을 측정하여 그로부터 베이스에 대한 커플링의 상대 위치 정보를 직접 추정하도록 구성되는 광학 장치를 구비하며,

- 커플링 또는 베이스의 위치 정보 제공 수단의 하나는 베이스나 커플링 각각 또는 베이스나 커플링에 대해 각각 고정되는 타겟의 화상을 계산 수단에 제공하도록 구성된 광학 카메라이고, 상기 계산 수단은 카메라에 의해 제공된 화상을 처리하여 베이스에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하도록 구성되며,

- 커플링 또는 베이스의 위치 정보를 제공하기 위한 상기 적어도 하나의 수단은 커플링과 베이스 사이에서 릴을 사용하여 인장된 적어도 하나의 코드, 및 베이스에 대한 커플링의 상대 위치를 계산할 수 있게 하는 정보를 계산 수단에 제공하기 위해 선택된, 릴 상에서 권선해제된 코드의 적어도 하나의 각도 센서 및/또는 적어도 하나의 길이 센서를 구비한다.

하역 시스템이 여러 개의 라인을 포함할 때, 그 베이스는 동일한 부두에 평행하게 배치되며 대응 커플링은 동일한 선박에 평행하게 배치된 타겟 덕트에 연결된다. 이 경우에, 커플링들 사이의 거리는 동일한 선박에 부착된 타겟 덕트에 연결되기 때문에 더 이상 변화되지 않는다. 커플링의 위치 정보를 제공하기 위한 각종 수단에 의해 제공되는 정보와 이들 수단의 적절한 작동의 일관성을 입증하기 위해 커플링들 사이 거리의 가능한 변화를 서로에 대해 체크하는 것은 유용하다.

유리하게, 이를 위해, 본 발명은, 하역 시스템이 여러 개의 라인을 포함하고 그 베이스가 동일한 부두에 배치되며 대응 커플링이 동일한 선박에 배치된 타겟 덕트에 연결될 때,

커플링의 위치 정보에 기초하여, 커플링 세트가 대응하는 타겟 덕트에 연결된 직후 커플링들 사이의 거리를 계산하고,

상기 거리를 기준 거리로 저장하며,

커플링의 위치 정보에 기초하여 커플링들 사이의 거리를 실시간으로 계산하고,

계산된 거리를 실시간으로 기준 거리와 비교하며,

계산된 거리가 기준 거리에 대해 소정 역치를 지나서 변할 때 경고를 발하도록 구성되는 계산 수단을 포함하는 장치를 제공한다.

이러한 비교는 결함있는 커플링의 위치 정보 제공 수단을 확인할 수 있게 해준다.

다른 태양에 따르면, 본 발명은 전술된 장치의, 커플링에 대한 적어도 하나의 허가 위치 구역을 정하는 데이터를 갖는 계산 수단을 위한 방법으로서, 후술하는 계산 단계, 즉

- 베이스에 대한 커플링의 위치 정보를 실시간으로 계산하는 단계,

- 커플링이 공인 구역 내에 위치하는지를 실시간으로 체크하는 단계,

- 커플링이 대응 공인 구역을 떠날 때 특정 경고를 발하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

다른 태양에 따르면, 본 발명은 전술된 장치를 위한 계산기로서, 계산 수단은 커플링에 대한 적어도 하나의 허가 위치 구역을 정하는 데이터를 가지며,

- 베이스에 대한 커플링의 위치 정보를 실시간으로 계산하고,

- 커플링이 공인 구역 내에 위치하는지를 실시간으로 체크하고,

- 커플링이 대응 공인 구역을 떠날 때 특정 경고를 발하도록 구성되는 계산기를 제공한다.

이제 본 발명의 설명은 첨부도면을 참조하여, 비제한적 예로서 후술되는 일 실시예의 상세한 설명과 함께 계속될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치가 구비된 하역 아암의 개략 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 아암의 작동을 도시하는 아암의 작동의 개요 도시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 따른 제어 장치의 작동의 전반적인 원리를 나타내기 위한 기능도이다.
도 4는 본 발명에 따른 장치가 구비된 하역 아암의 다른 실시예의 개략 사시도이다.

도 1은 본 발명에 따른 제어 장치(1)가 구비된 하역 아암(2)의 개략도이다. 하역 아암의 도시는 대단히 단순화되어 있으며, 이와 관련하여 본 발명에 따른 위치 정보를 제공하기 위한 장치는 임의 형태의 해양 하역 시스템, 특히 전술한 하역 시스템에 적합화될 수 있음을 상기해야 한다.

도 1의 하역 아암은 베이스(21)를 갖는데, 베이스는 베이스가 상부에 고정되는 표면(22) 아래에 배치되는 유체 탱크에 연결되며, 표면은 예를 들어 선박의 갑판 또는 부두일 수 있다. 베이스의 정점에는 만곡 튜브(23)가 회전가능하게 관절연결되며, 이 만곡 튜브에는 내부 튜브(24)로 지칭되는 제1 튜브가 관절연결되고, 제1 튜브는 제1 튜브의 대향 단부에서 외부 튜브(25)로 지칭되는 제2 튜브와 관절연결된다. 외부 튜브의 단부는 타겟 덕트(도시되지 않음)에 연결되도록 구성된 커플링(26)을 보유한다.

개시된 실시예에서, 커플링은 원래 공지되어 있는 방식으로 외부 튜브의 단부에 대한 3개의 회전 자유도를 갖는다. 본 실시예에서, 이들 3회전은 자유로우며, 따라서 조작자는 타겟 파이프에 대한 커플링의 연결을 위한 접근의 최종 단계 중에 커플링의 각도를 자유롭게 조절할 수 있다.

개시되지 않은 대체 실시예에서, 이들 회전 중 하나 이상은 액추에이터에 의해 제어되며, 커플링의 최종 접근 시에 조작자가 회전을 직접 제어할 수 있도록 공통 인터페이스에 연결된다.

본 실시예에서의 커플링은 원래 공지된 방식으로 로킹 클로(locking claws)(31)를 포함하며, 이 로킹 클로는 연결되었을 때 커플링(26)을 타겟 덕트 주위에 유지시키기 위해 대단히 개략적으로 도시된 액추에이터(30)에 의해 폐쇄된다.

일반적으로, 이런 형태의 하역 아암은 그 자체가 공지되어 있으며, 따라서 여기에서는 더 자세히 설명하지 않을 것이다. 더욱이, 본 발명에 따른 장치는 모든 해양 시스템에 적합화되며, 본 발명에 따른 제어 장치를 다른 임의 형태의 하역 시스템, 특히 전술한 시스템 중 하나에 적합화시키는 것은 당업자의 능력에 포함된다는 점이 상기될 것이다.

도 1에 개략 도시된 본 발명에 따른 장치에서, 하역 아암의 세 관절부(이중 화살표 A, B, C로 표기됨) 각각에는 액추에이터(27, 28, 29)가 제공된다. 보다 구체적으로, 베이스(21)의 정점과 만곡 튜브(23) 사이에는 제1 액추에이터(27)가 제공되어 만곡 튜브를 베이스에 대해 수평으로 피봇시키고, 만곡 튜브(23)의 단부와 내부 튜브(24) 사이에는 제2 액추에이터(28)가 제공되어 내부 튜브를 수직으로 피봇시키며, 내부 튜브(24)와 외부 튜브(25) 사이에는 제3 액추에이터(29)가 제공되어 외부 튜브를 수직으로 피봇시킨다.

세 개의 액추에이터(27, 28, 29)는 도 1에 대단히 개략적으로 도시되어 있는 유압식 잭이다. 개시되지 않은 변형예에서, 유압식 잭의 하나 이상은 유압식 모터로 대체된다. 개시되지 않은 변형예에 따르면, 액추에이터는 전기식 또는 공압식 모터이다.

베이스(21)는, 본 실시예에서 절대 위치, 특히 베이스의 공간 좌표를 제공할 수 있는 GPS 형태의 전지구 위치확인 시스템 장치인, 베이스의 위치 정보 제공 수단이 봉입된 박스(34)를 구비한다.

이는 절대 위치, 특히 커플링의 연결 단부의 공간 좌표를 제공할 수 있는 GPS 형태의 전지구 위치확인 시스템 장치가 봉입된 박스(33)를 포함하는 커플링(26)에도 적용된다. 대안적으로, 박스(33)는 아암의 단부에 관절연결된 튜브 중 하나와 같은 커플링에 바로 인접한 부재 상에 배치된다. 실제로, 계산 수단은 바로 인접한 부재 상에 배치된 위치 정보 제공 수단에 기초하여 커플링 자체의 위치 정보를 추정하도록 구성된다.

제어 장치의 계산 수단은 전기 제어 캐비넷(40)에 배치된 계산기(41)와 연결된다.

유압식 파워 유닛(42)은 액추에이터에 그 작동에 필요한 유압 에너지를 공급하기 위해 제공된다. 이는 계산기(41)에 의해 제어된다.

또한 박스(33, 34)에는 각각, 베이스와 커플링을 분리시키는 거리에 대한 정보를 제공하도록 구성된 반사성 타겟 및 레이저 광선(32)의 방출기/수신기가 제공된다. 실제로는, 거리를 추정하기 위해 레이저빔의 이동 시간이 측정된다.

더욱이, 박스(33, 34)에는 위치 정보를 포함하는 신호를 송신하기위한 무선 송신기 장치(33A, 34A)가 각각 제공된다. 송신기(33A, 34A)로부터 상기 신호를 수신하도록 구성된 수신기 장치(40A)에는 계산기가 링크된다. 제어 장치는 도 1에서 볼 수 있는 x, y, z축에 따른 커플링의 이동을 제어하기 위해 조작자용 명령 인터페이스(60)를 더 포함한다.

도 2에서 보다 구체적으로 알 수 있듯이, 도 1에 따른 장치의 작동의 개략도에서, 계산기(41)는 커플링 및 베이스의 박스(33, 34)에 각각 링크되는 무선 송신기 장치(33A, 34A)와 통신하도록 구성된 무선 수신기인 수신기 장치(40A)에 링크된다. 따라서 박스는 GPS 형태의 전지구 위치확인 시스템 장치를 사용하고 레이저 빔(32)과 대응 방출기 및 수신기를 사용하여 커플링 및 베이스의 위치 정보를 계산기에 제공한다.

대체 실시예에서, GPS 형태의 전지구 위치확인 시스템용 장치는 베이스에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 정보를 계산하여 계산기에 직접 제공하기 위해 상호 통신하도록 설계된 장치이다.

대체 실시예에서, 베이스가 부두에 고정될 때는, GPS 형태의 단일의 전지구 위치확인 시스템 장치만 존재한다. 이는 커플링에 배치되어 그 절대 위치 좌표를 제공하며, 계산 수단은 공간에서 고정되는 베이스의 위치 좌표로부터 및 커플링의 절대 위치 좌표로부터 베이스에 대해 직접적인 커플링의 상대 위치 좌표를 계산하기 위해 제공된다. 실제로, 베이스가 공간에 고정됨에 따라, 그 좌표가 알려지며, 따라서 베이스에 GPS 장치를 제공할 필요는 없다.

유압식 파워 유닛(42)은 액추에이터에 대해 그 작동에 필요한 유압 에너지를 공급한다. 이는 유압식 파워 유닛의 시동 및 정지를 제어하기 위한 파워 릴레이를 거쳐서 계산기에 의해 제어된다. 유압식 유닛은 유압식 유체를 펌핑하여 액추에이터에 공급하도록 구성된 펌프(도시되지 않음)를 포함한다.

도 2에서 보다 구체적으로 알 수 있듯이, 명령 인터페이스(60)는 조작자가 커플링의 이동을 레버(63)를 통해서 x축 및 y축을 따라서 제어하고 레버(64)를 통해서 z축을 따라서 제어할 수 있도록 계산기(41)에 링크되며, 이들 축은 도 1에 개략 도시되어 있다. 계산기는 하역 아암(2)의 이동을 제어하는 액추에이터(27, 28, 29)에 대응 지령을 보낸다. 개시된 실시예에서, 액추에이터는 비례 액추에이터이며, 레버(63, 64)는 비례 제어 레버이다. 계산기는 액추에이터 각각에 대한 지령을 계산하여 하나의 레버를 통한 하나의 축을 따른 비례 명령이 대응 축을 따른 커플링의 비례 이동을 초래하도록 구성된다.

명령 인터페이스는 시각적 경고 인디케이터(61) 및 경고 혼(horn)(62)을 더 포함한다. 시각적 인디케이터(61)와 혼(62)은 커플링이 계산기(41)에서 파라미터화된 공인 구역을 떠나면 촉발된다.

도 3에서 보다 구체적으로 알 수 있듯이, 커플링에 대해 공인된 구역의 좌표는 계산기(41)에서 파라미터화된다. 박스(33, 34)에 의해 제공되는 좌표에 따르면, 계산기는 베이스에 대한 커플링의 상대 공간 좌표를 계산하고, 이후 이들 좌표를 커플링에 대해 공인된 구역의 좌표와 비교한다. 커플링이 공인 구역 내에 배치되면, 계산기는 그 사이에 커플링의 이동을 결정할 수 있는 박스(33, 34)에 의해 그것에 제공되는 좌표에 따라 베이스에 대한 커플링의 상대 공간 좌표를 실시간으로 계산하도록 루프 작동된다.

계산기가 커플링이 공인 구역에 있지 않다고 판정하면, 계산기는 시각적 경고 인디케이터 및 경고 혼을 촉발시킨다.

즉, 계산기는 커플링의 이동에 따른 베이스에 대한 커플링의 위치 정보 및 상기 커플링의 위치 정보를 제공하기 위한 수단에 의해 제공되는 정보를 실시간으로 계산하며, 계산기는 커플링에 대해 적어도 하나의 허가 위치 구역을 정하는 데이터에 따라 파라미터화되고, 커플링이 공인 구역 내에 위치하는지를 실시간으로 입증하며 적절할 경우 경고를 촉발하도록 구성된다. 유리하게, 이러한 공인 구역 또는 작업 구역이 제공되는 사실은, 커플링이 연장이나 회전 중에 베이스로부터 너무 멀리 이동할 때 특히 파열이나 간섭에 의한 시스템의 손상 위험을 방지할 수 있게 해준다.

레이저 빔(32)의 사용은 베이스와 커플링 사이의 거리에 대해 매우 정밀한 정보를 얻을 수 있게 해준다. 이 정보는 베이스에 대한 커플링의 상대 좌표를 고정밀도로 계산하기 위해서 커플링의 GPS 좌표와 함께 계산기에 의해 고려된다.

이와 관련하여, 본 발명에 따른 장치는 위치 정보를 제공하기 위한, 예를 들어 GPS에 의한 단일 형태의 수단과 함께 작동하는 것을 상기해야 한다. 본 명세서에 제공되는 변형예에서, 위치 정보를 제공하기 위한, GPS와 레이저의 조합에 의한 두 가지 형태 수단의 사용은 보다 정밀하고 보다 신뢰성있는 위치 정보를 얻기 위해 두 가지 다른 기술의 특징이 사용될 수 있게 한다.

레이저 빔의 사용에 의해 제공되는 거리 정보가 GPS 좌표에 기초하여 계산된 거리 정보에 비해서 계산기에서 예정되고 파라미터화된 특정 역치를 넘어서 벗어나면, 계산기는 예를 들어 발광 경고 또는 오디오 경고와 같은 대응 경고를 발함으로써 조작자에게 이를 알린다. 이 제공은 장치의 신뢰도를 향상시킨다.

레이저는 그 타겟, 예를 들면 커플링을 추적할 수 있고 세 축 x, y, z를 따른 자신과 그 타겟 사이의 거리를 계산기에 직접 제공할 수 있는 추적자(tracker) 타입인 것이 바람직하다.

레이저 빔 및 전술한 대응 작동은 명료함을 위해 도 3에서 생략되었다.

개시되지 않은 실시예에 따르면, 하나의 구역이 다른 구역 내에 중첩되는 두 개의 공인 구역이 계산기에서 파라미터화된다. 제1 공인 구역은 커플링에 대해 어떠한 특정 위험도 제공하지 않으며, 제2 공인 구역은 비교적 낮은 정도의 위험을 제공한다. 이 제2 구역이 남겨지면, 위험 정도가 높아진다. 커플링이 제2 구역에 진입하면, 인디케이터와 혼이 단속적으로 작동되어 사용자가 무위험 구역을 적정 위험 구역으로 만들고 있음을 사용자에게 경고한다. 커플링이 이 제2 구역을 떠나면, 인디케이터와 혼은 위험도가 높다는 것을 조작자에게 알리기 위해 지속적으로 작동한다.

유리하게, 개시되지 않은 실시예에 따르면, 계산기는 그 시퀀스가 커플링이 공인 구역을 떠나게 만드는 것이 될 액추에이터의 운동에 대한 제어 지령을 금지하도록 구성된다. 따라서, 조작자가 이러한 제어 지령을 내려도, 커플링은 공인 구역을 떠나지 않을 것이다.

유리하게, 개시되지 않은 실시예에 따르면, 계산기는 유체 제품의 각각의 하역 동작에 따라 조작자에 의해 파라미터화될 수 있는 작업 구역 및/또는 금지 구역을 정하도록 프로그래밍될 수 있다. 이는 예를 들어 자동 연결 과정을 상이한 가능한 충돌 구역을 가질 수 있는 상이한 선박들에 적합화시킬 수 있게 만든다.

개시되지 않은 실시예에 따르면, 계산기는 커플링의 이동 속도를 실시간으로 계산하고 커플링이 대응 공인 구역의 한계에 너무 빨리 접근할 때 미리 경고를 촉발하도록 구성된다. 대응 공인 구역의 한계에 대한 속도 및 거리는 계산기에서 파라미터화된다.

개시되지 않은 실시예에서는, 동일한 계산기(40)에 여러 개의 해양 하역 시스템이 연결되고, 명령 인터페이스에는 계산기에 링크된 하역 시스템 중 하나 또는 다른 하나의 연결을 선택적으로 제어하기 위해 셀렉터가 제공된다. 인접한 하역 시스템에 대응하는 작업 구역은 상이한 하역 시스템 사이의 충돌을 방지하도록 프로그래밍된다.

도 4는 본 발명에 따른 커플링의 위치 정보 제공 장치가 구비된 하역 아암의 다른 실시예의 개략 사시도이며, 여기에서 커플링의 위치 정보 제공 수단은 베이스와 커플링 사이의 인장된 코드이다.

그 단부 중 하나에서, 코드(75)는 커플링에 대한 체결 수단을 포함한다. 코드의 다른 단부는 베이스에 장착된 릴(72)의 드럼에 부착된다. 릴은 권선해제된 코드의 길이를 결정할 수 있게 해주는 증분 센서(73)를 포함하며, 이 정보는 계산기로 보내지고 계산기는 이 정보로부터 커플링과 베이스 사이의 거리를 추정한다.

또한, 적어도 두 개의 기준 각도에 대한 코드의 경사를 결정하기 위해 코드(75)에 대해서는 코드의 각도 센서(74)가 제공된다. 각도 센서에는 계산기(41)에 링크된 수신기 장치(40A)와 통신하기 위한 송신기 장치(74A)가 제공된다. 증분 센서(73)는 계산기(41)에 대해 유선 연결로 링크된다.

이런 식으로, 두 개의 기준 각도 및 권선해제된 코드의 거리에 기초하여 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 결정할 수 있다. 각도 센서는 예를 들어, 상기 적어도 두 개의 기준 각도에 대한 코드의 경사를 결정하기 위해 경사측정기 또는 레이저를 사용하는 센서이다.

대안적으로, 각도 센서는 릴(72)의 출구에 배치된다.

변형예로서, 장치에는, 릴 센서에 의해 제공되는 권선해제된 거리에 대한 정보만을 기초로 계산기가 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 위한 각도 및 거리를 계산하도록 그 코드가 개별 분리된 장소에 부착되는 다수의 릴이 제공된다.

개시되지 않은 변형예에 따르면, 릴에는 코드 파손 검출기가 제공된다. 이후 예를 들어 코드의 파손을 나타내는 상태표시등(indicator light)에 의해 대응 경고가 명령 인터페이스를 거쳐서 조작자에게 전해진다.

전술한 차이점을 제외하고, 구조적으로 및 기능적으로, 본 실시예는 도 1 내지 도 3의 실시예와 동일하며, 따라서 이는 더 자세히 설명하지 않을 것이다.

일반적으로, 전술한 실시예 전부에 적용되는 개시되지 않은 변형예에서는, 여러 개의 아암이 동일한 계산기에 의해 제어된다. 명령 인터페이스에 제공되는 셀렉터는 동일한 계산기에 링크된 다수의 하역 아암이 동일한 원리를 사용하여 동일한 명령 인터페이스로 제어될 수 있게 만든다. 각각의 아암에 대한 계산기 내의 공인 구역은 인접한 아암의 운동에 대응하며, 인접한 아암의 운동에 따라 실시간으로 파라미터화되거나 다시 정해진다.

개시되지 않은 다른 보편적인 변형예에서, 명령 인터페이스는 전기 제어 캐비넷 내의 계산기에 링크된 수신기와 무선 통신하기 위한 송신기가 제공된 원격 제어 유닛이다. 송신기와 수신기는 전파로 통신한다. 변형예로서, 송신기와 수신기는 예를 들어 적외선파와 같은 광파로 통신한다.

개시되지 않은 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 커플링의 위치 정보 제공 장치가 하역 아암에 제공되며, 여기에서 커플링의 위치 정보 제공 수단은 베이스에 장착된 카메라이다.

커플링 상에는 타겟이 배치된다. 카메라는 타겟에 초점을 맞추고 타겟의 화상을 계산기에 제공하도록 설계된다. 그 화상에 기초하여, 계산기는 베이스에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하도록 구성된다.

이를 위해, 계산기에는 거리 및 각도를 결정하여 그로부터 베이스에 대한 커플링의 상대 위치를 추정하기 위해 화상을 처리하고 형상을 인식하기 위한 알고리즘이 제공된다. 거리 계산을 위해서, 상기 알고리즘은 커플링과 베이스 사이의 거리가 길수록 타겟의 화상은 작아지는 원리를 사용하며, 각도 계산을 위해서는, 원형 타겟에 있어서 커플링이 타겟 덕트의 축을 따를 때 타겟의 화상은 원형이고 커플링이 타겟 덕트에 대해 축방향으로 오프셋될 때 타겟의 화상은 타원형이 되는 원리를 사용한다.

다른 변형예에서는, 여러 대의 카메라가 동일한 타겟에 대해 초점이 맞게 배치되어 여러 개의 화상을 계산기에 제공하며, 계산기는 이들 화상 전부를 처리하여 베이스에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하도록 구성된다.

다른 실시예에서, 카메라는, 그 자체가 계속 타겟을 향하도록 계산 수단에 의해 피봇 제어되고 베이스에 대한 카메라의 각도 배향을 언제나 알 수 있게 해주는 전동식 지지체 상에 장착되며, 계산 수단은 이 각도 배향 정보 및 카메라가 보내주는 화상을 처리하여 베이스에 대한 커플링의 상대 위치를 결정하도록 구성된다.

성능 상의 이유로, 타겟은 반사식 조준 장치인 것이 바람직하다.

하역 시스템이 여러 개의 라인을 포함할 때, 그 베이스는 동일한 부두에 평행하게 배치되고 대응 커플링은 동일한 선박에 평행하게 배치된 타겟 덕트에 연결된다. 이 경우, 커플링 사이의 거리는 더 이상 변하지 않는 바, 그 이유는 커플링이 동일한 선박에 부착된 타겟 덕트에 연결되기 때문이다. 이후 커플링의 위치 정보를 제공하기 위한 각종 수단에 의해 제공되는 정보와 이들 수단의 적절한 배향의 일관성을 입증하기 위해 커플링 사이 거리의 가능한 변화를 상호 체크하는 것이 유용하다. 이를 위해, 본 발명은 상관 장치로 지칭되는 장치를 제공한다.

하역 시스템이 여러 개의 라인을 포함하고, 그 베이스가 동일한 부두에 배치되며, 대응 커플링이 동일한 선박에 배치된 타겟 덕트에 연결될 때, 계산기는 연결 직후 커플링 사이의 거리를 계산하고 그 결과를 저장한다. 다음으로, 계산기는 커플링 사이의 거리를 실시간으로 계산하고 이를 상기 저장된 값과 실시간으로 비교한다.

계산된 값이 저장된 값에 비해 계산기에서 파라미터화된 소정 역치 이상으로 변하면, 계산기는 커플링의 위치 정보 제공 수단에 결함이 있음을 조작자에게 알리기 위해 경고를 발한다. 이는 예를 들어 상태표시등일 수 있다.

하역 시스템이 셋 이상의 라인을 포함할 때, 계산기는 어떤 커플링이 그 커플링의 위치 정보 제공 수단에 결함이 있는 것으로 나타나는지를 알려주는 경고를 발한다. 이는 예를 들어 대응 아암을 지칭하기 위한 표식을 갖는 상태표시등일 수 있다.

이러한 상관 장치는 결함있는 커플링의 위치 정보 제공 수단을 신속히 확인할 수 있게 해준다.

환경에 따라 다른 수많은 변형예가 가능하며, 이와 관련하여 본 발명은 개시 및 설명된 예에 한정되지 않음을 알아야 한다.

Claims (15)

1. 해양 하역 시스템(2)의 적어도 하나의 가동 커플링(26)의 위치 정보 제공 장치(1)이며, 상기 시스템은 베이스(21)에 고정되는 라인 단부 및 타겟 덕트에 연결되도록 구성된 커플링(26)이 제공되는 가동 라인 단부를 갖는 적어도 하나의 유체 전달 라인을 포함하는, 위치 정보 제공 장치(1)에 있어서,
   위치 정보 제공 장치(1)는 커플링의 위치 정보를 제공하기 위한 적어도 하나의 제1 수단(33)으로서, 상기 커플링 또는 상기 커플링에 바로 인접한 부재에 배치되고, 공간에서의 커플링의 절대 위치 정보를 제공할 수 있게 하는 전지구 위치확인 시스템 장치를 구비하는, 적어도 하나의 제1 수단(33)을 포함하고,
   위치 정보 제공 장치(1)가 베이스의 위치 정보를 제공하기 위해 상기 제1 수단과 직접 협력하도록 구성되는 추가의 수단(34)으로서, 베이스의 위치 정보에 기초하여, 베이스에 대한 커플링의 상대 위치 정보를 직접 제공하기 위해, 베이스 또는 베이스에 바로 인접한 부재 상에 배치되는, 추가의 수단(34)을 포함하거나,
   제1 수단(33)이 공간에서의 커플링(26)의 절대 위치 정보를 제공하도록 구성되며, 베이스는 공간에서 고정된 위치를 갖고, 위치 정보 제공 장치(1)는 커플링의 절대 위치 정보 및 공간에서 고정된 베이스의 위치에 관한 데이터에 기초하여 베이스에 대한 커플링의 상대 위치 정보를 직접 계산할 수 있는 계산 수단을 포함하는것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 장치.
2. 제1항에 있어서, 전지구 위치확인 시스템 장치는 GPS 형태인 것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 장치.
3. 제1항에 있어서, 계산 수단(41)을 포함하고, 상기 계산 수단은,
   - 베이스에 대한 커플링의 위치 정보를 실시간으로 계산하고, 커플링에 대한 적어도 하나의 허가 위치 구역을 정하는 데이터를 가지며,
   - 커플링이 공인 구역 내에 위치하는지를 실시간으로 체크하며,
   - 커플링이 대응 공인 구역을 떠날 때 특정 경고를 발하도록 구성된 것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 계산 수단(41)은 커플링의 이동 속도를 실시간으로 계산하고 커플링(26)이 소정 속도보다 빠른 속도로 대응 공인 구역의 한계에 접근할 때 미리 경고를 촉발하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 베이스의 위치에 관한 상기 정보 제공 수단(34)은 베이스의 절대 위치 정보를 제공할 수 있는, 전지구 위치확인 시스템 장치를 구비하며, 상기 계산 수단은 커플링 및 베이스의 절대 위치 정보에 기초하여 베이스에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 전지구 위치확인 시스템 장치는 베이스에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 정보를 계산 수단에 직접 제공하기 위해 상호 통신하도록 설계된 장치인 것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 장치.
7. 제5항에 있어서, 전지구 위치확인 시스템 장치는 GPS 형태인 것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 장치.
8. 제3항에 있어서, 커플링 또는 베이스의 위치 정보 제공 수단의 하나는, 레이저 빔과 같은 발광 빔(32)을 베이스나 커플링 또는 베이스나 커플링에 대해 각각 고정되는 타겟을 향해 방출함으로써 베이스나 커플링 각각 또는 베이스나 커플링에 대해 각각 고정되는 타겟과 협력하며, 반사된 빔을 검출하고 빔의 이동 시간을 측정하여 그로부터 베이스에 대한 커플링의 상대 위치 정보를 직접 추정하도록 구성되는 광학 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 장치.
9. 제3항에 있어서, 커플링 또는 베이스의 위치 정보 제공 수단의 하나는 베이스나 커플링 각각 또는 베이스나 커플링에 대해 각각 고정되는 타겟의 화상을 계산 수단에 제공하도록 구성된 광학 카메라이고, 상기 계산 수단은 카메라에 의해 제공된 화상을 처리하여 베이스에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 장치.
10. 제3항에 있어서, 커플링 또는 베이스의 위치 정보를 제공하기 위한 상기 적어도 하나의 수단은 커플링과 베이스 사이에서 릴(72)을 사용하여 인장된 적어도 하나의 코드(75), 및 베이스에 대한 커플링의 상대 위치를 계산할 수 있게 하는 정보를 계산 수단에 제공하기 위해 선택된, 상기 릴 상에서 권선해제된 코드의 적어도 하나의 각도 센서(74) 및 적어도 하나의 길이 센서(73) 중 어느 한쪽 또는 양자 모두를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 장치.
11. 제3항에 있어서, 하역 시스템이 여러 개의 라인을 포함하고 그 베이스가 동일한 부두에 배치되며 대응 커플링이 동일한 선박에 배치된 타겟 덕트에 연결될 때,
    커플링의 위치 정보에 기초하여, 커플링 세트가 대응하는 타겟 덕트에 연결된 직후 커플링들 사이의 거리를 계산하고,
    상기 거리를 기준 거리로 저장하며,
    커플링의 위치 정보에 기초하여 커플링들 사이의 거리를 실시간으로 계산하고,
    계산된 거리를 실시간으로 기준 거리와 비교하며,
    계산된 거리가 기준 거리에 대해 소정 역치를 지나서 변할 때 경고를 발하도록 구성되는 계산 수단(41)을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 장치.
12. 제3항에 따른 장치의, 커플링에 대한 적어도 하나의 허가 위치 구역을 정하는 데이터를 갖는 계산 수단(41)을 위한 방법으로서,
    - 베이스에 대한 커플링의 위치 정보를 실시간으로 계산하는 단계,
    - 커플링이 공인 구역 내에 위치하는지를 실시간으로 체크하는 단계,
    - 커플링이 대응 공인 구역을 떠날 때 특정 경고를 발하는 단계로 구성되는 계산 단계를 포함하는 방법.
13. 제3항에 따른 장치를 위한 계산기(41)이며, 계산 수단은 커플링에 대한 적어도 하나의 허가 위치 구역을 정하는 데이터를 가지며,
    - 베이스에 대한 커플링의 위치 정보를 실시간으로 계산하고,
    - 커플링이 공인 구역 내에 위치하는지를 실시간으로 체크하고,
    - 커플링이 대응 공인 구역을 떠날 때 특정 경고를 발하도록 구성되는 계산기.
14. 베이스(21)에 고정되는 라인 단부 및 타겟 덕트에 연결되도록 구성된 커플링이 제공되는 이동 가능한 라인 단부를 갖는 적어도 하나의 유체 전달 라인 및 제1항 내지 제4항 및 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 위치 정보 제공 장치(1)를 포함하는 해양 하역 시스템(2).
15. 베이스(21)에 고정되는 라인 단부 및 타겟 덕트에 연결되도록 구성된 커플링이 제공되는 이동 가능한 라인 단부를 갖는 적어도 하나의 유체 전달 라인 및 제7항에 따른 위치 정보 제공 장치(1)를 포함하는 해양 하역 시스템(2).

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