KR101691705B1

KR101691705B1 - 전기 모터로 구성된 작동기를 구비한 해상 로딩 암

Info

Publication number: KR101691705B1
Application number: KR1020147000715A
Authority: KR
Inventors: 드브아 르노 르; 니콜라 시라드
Original assignee: 에프엠씨 테크놀로지스 에스.아.
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2016-12-30
Also published as: KR20110014601A; PL2671839T3; US10081414B2; BR122014025280B1; CA2722181C; PL2282967T3; JP5882982B2; ZA201007767B; CN102036905B; JP2011520718A; EP2671839B1; CN103950517B; MX2010012771A; EP2671839A1; JP2014111477A; JP5453398B2; US20110066290A1; US20190009865A1; AU2008356828A1; KR101532812B1

Abstract

해상 로딩 암은 적어도 하나의 유체 이송 라인 및 제어 장치(1)를 포함하고, 유체 이송 라인은 베이스(21)에 고정된 라인 단부 및 타겟 덕트(35)에 연결되도록 된 커플링(26)이 구비된 이동 가능 라인 단부를 갖고, 커플링은 베이스에 대해 적어도 3개의 자유도(A, B, C)를 갖고, 그룹 커플링/타겟 덕트 중 적어도 하나의 부재 또는 그룹 커플링/타겟 덕트 중 적어도 하나의 부재에 바로 인접한 부재가 커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 적어도 수단(33, 34)을 포함하고, 제어 장치는 커플링(26)의 이동 및 위치 확인을 위한 것으로 하나의 자유도에서 시스템의 이동을 각각 제어하는 적어도 3개의 작동기(27, 28, 29)를 포함하고, 각 작동기는 전기 모터로 구성되고 적어도 3개의 자유도 중 하나를 제공하는 로딩 암의 관절 연결부에 제공되고, 제어 장치는 커플링의 위치 정보 수단에 의해 제공된 정보에 따라 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 직접적으로 계산하는 단계와, 전기 모터의 조합 이동이 커플링을 타겟 덕트에 더 근접하게 하기 위한 커플링의 이동을 발생시키도록 전기 모터 각각에 제공될 제어 지시를 계산하는 단계와, 커플링이 타겟 덕트에 더 근접하게 하는 상기 제어 지시를 적용하는 단계와, 커플링이 연결을 위한 위치에서 타겟 덕트 앞에 제공될 때까지 3개의 선행 단계를 반복하는 단계를 포함하도록 구성된 계산 수단(41)을 더 포함한다.

Description

전기 모터로 구성된 작동기를 구비한 해상 로딩 암{MARINE LOADING ARM WITH ACTUATORS CONSISTING OF ELECTRIC MOTORS}

본 발명은 일반적으로 통상적으로 해양 하역 시스템(marine loading system)으로서 호칭되는 선박에 대해 유체를 하역하는 시스템에 관한 것이다. 이들 시스템은 선박과 부두 사이에서 또는 2척의 선박들 사이에서 유체 제품을 이송하는 데 사용된다.

유체 제품은 액체 또는 기체 제품을 의미하는 것으로 이해된다.

특히, 본 발명은 이러한 하역 시스템의 이동, 위치 확인 및 연결을 제어하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 해양 하역 시스템은 베이스(base)에 고정되고 이송될 유체의 탱크에 연결되는 유체 이송 라인 단부 및 이동 가능하고 그 자체가 유체 탱크에 연결되는 타겟 덕트(target duct)에 연결되도록 된 커플링(coupling)이 제공되는 대향 라인 단부를 갖는다.

그 구조에 의해 구별되는 선박을 위한 2개 계열의 유체 하역 시스템, 즉 강성 파이프에 의한 이송을 위한 시스템 그리고 가요성 파이프에 의한 이송을 위한 시스템이 알려져 있다.

강성 파이프에 의한 이송을 위한 계열의 시스템에서, 로딩 암 시스템(loading arm system) 및 팬터그래프 시스템(pantograph system)이 구별될 수 있다.

로딩 암은 단부들 중 하나의 단부의 수직 축에 대한 회전을 가능케 하고 나머지 단부의 수평 축에 대한 회전을 가능케 하는 90˚ 굽힘부(bend)를 갖는 튜브의 일부를 통해 유체 탱크에 연결되는 베이스를 포함하는 관절형 튜브 배열체이며, 이 베이스 상에는 내부 파이프로서 지정되는 제1 파이프가 장착된다. 내부 튜브의 대향 단부에서, 외부 파이프로서 지정되는 제2 파이프가 수평 축에 대해 회전 가능하게 장착된다. 커플링이 외부 파이프의 단부에 장착된다. 3개의 회전은 각각 잭(jack) 또는 유압 모터(hydraulic motor)에 의해 제어된다.

로딩 암과 같이 팬터그래프 시스템은 탱크에 연결되는 베이스를 포함한다. 크레인(crane)이 그 베이스 상에 회전 가능하게 장착된다. 크레인은 유체를 위한 파이프를 보유하는 붐(boom)을 포함한다. 붐의 단부에서, 유체를 위한 관절형 파이프를 포함하는 팬터그래프가 장착되고, 그에 의해 팬터그래프의 자유 단부에 장착되는 커플링이 이동될 수 있게 한다. 팬터그래프의 경사는 붐의 단부에서의 회전에 의해 제어된다. 팬터그래프의 이동은 유압 모터에 의해 그리고 베이스 상에서의 회전을 위한 잭에 의해 제어된다.

마지막으로, 가요성 파이프 시스템은 일반적으로 유체 제품이 운반되는 라인 그리고 라인이 조종될 수 있게 하는 기계 시스템을 포함한다. 여러 개의 형태의 조종 시스템이 있지만, 모든 경우에, 이들은 가요성 파이프를 연결하는 커플링을 지지하는 조작 크레인 또는 구조물을 포함한다.

일반적으로, 하역 시스템은 그 단부에서 커플링이 클램핑 또는 클램핑 해제될 수 있게 하는 작동기를 포함한다. 일반적으로, 이것은 1개 이상의 잭 또는 1개 이상의 유압 모터이다.

실제로, 대부분의 시스템에서, 커플링은 3개의 회전 자유도로 그 단부에서 관절 연결된다. 이러한 방식으로, 타겟 덕트의 평면에 대한 커플링의 평면의 각도 배향이 암의 경사와 독립적으로 가능하고, 커플링의 평면은 연결을 위한 접근 시에 타겟 덕트의 평면에 평행한 상태로 남아 있고, 그 다음에, 커플링이 타겟 덕트 상으로 클램핑되면, 이들 관절이 조립체의 "부유(floating)" 이동을 가능케 한다. 실제로, 회전은 타겟 덕트로의 커플링의 연결이 성취될 때까지 유압 모터 또는 잭을 통해 작업자에 의해 제어된다. 커플링이 클램핑되면, 유압 모터 또는 잭이 커플링을 구속하지 않은 상태에서 하역 시스템이 타겟 덕트의 이동을 추종할 수 있도록 결합 해제 또는 "프리휠(freewheel)에 설치"된다.

위에서 설명된 2개 계열의 하역 장치는 구조적 차이를 갖지만, 그 제어 시스템은 동일한 일반 동작 원리에 따라 설계된다. 모든 경우에, 커플링은 베이스에 대해 적어도 3개의 자유도를 갖고 그에 의해 덕트의 고정 단부를 지지하고, 각각의 이들 자유도에서의 이동은 작동기에 의해 독립적으로 제어된다는 것이 주목되어야 한다. 작업자는 커플링의 이동을 제어할 수 있게 하는 명령 인터페이스를 갖는다.

각각의 작동기는 온/오프 형태의 독립 제어에 의해 별개로 또는 동시 비례 제어에 의해 제어된다.

온/오프 독립 제어의 경우에, 작업자는 하역 시스템의 특정 부재를 제어하기 위해 각각의 제어에 대해 독립적으로 조치할 수 있다. 작동기의 그룹에 대한 조합 조치는 커플링이 공간 내의 요구 지점에 위치될 수 있게 한다.

비례 제어의 경우에, 작업자는 더 크거나 더 작은 크기를 갖는 비례 제어에 대한 조치가 각각 대응 작동기에 대해 더 크거나 더 작은 크기로 되어 있는 적어도 1개의 비례 제어 지시로 이어지고 그 결과 각각 더 높거나 더 낮은 이동 속도로의 커플링의 이동을 가져오도록 계산기와 협력하는 비례 제어를 포함하는 명령 입력 인터페이스를 갖는다.

계산기는 동시에 모든 작동기에 작용함으로써 커플링의 이동을 구성하므로, 작업자는 이처럼 커플링의 이동을 직접적으로 제어할 수 있고, 이처럼 특히 직선형 및/또는 일정한 속도로의 커플링의 이동을 성취할 수 있다.

일반적으로, 사용된 작동기는 유압식 예컨대 유압 모터 또는 잭이지만, 전기 작동기 예컨대 전기 모터 또는 공압 작동기의 사용이 또한 알려져 있다. 작동기 구비 해양 하역 시스템은 일정한 이동 속도를 갖고 일부 경우에 2개의 이동 속도를 설정할 수 있는 온/오프 제어에 의해 또는 비례 제어의 경우에 비례 분배기에 의해 제어된다.

모든 경우에, 타겟 덕트로의 커플링의 연결은 수동으로 수행되고, 작업자는 이처럼 타겟 덕트 상에 커플링을 연결하기 위해 제어 계산기의 개입이 있거나 없는 상태에서 하역 시스템을 조종한다.

이들 제어 장치는 작업자가 완전하게 해양 하역 시스템의 기능 및 운동을 인식하여야 한다는 점에서 사용하기 어렵다. 나아가, 작업자는 특히 거친 해양 여건의 경우에 선박의 이동을 보상하여야 한다. 이것은 커플링이 장애물 또는 타겟 덕트에 충돌될 위험성을 증가시키며, 이것은 커플링의 밀봉부를 손상시킬 수 있다. 조종 및 연결은 이처럼 유자격 인력을 요구한다.

커플링이 타겟 덕트에 케이블에 의해 미리 연결되는 타겟 덕트로의 커플링의 연결을 용이하게 하는 것을 가능케 하는 시스템이 알려져 있다. 케이블이 부두 또는 베이스를 보유한 선박과 타겟 덕트를 보유한 선박 사이에 투척되고, 그 다음에 타겟 덕트와 베이스 사이에 작업자에 의해 부착된다. 윈치(winch)가 그 다음에 암이 인장 케이블을 따라 전진될 수 있게 하고, 그에 따라 커플링이 타겟 덕트를 향해 견인될 수 있게 한다. 이러한 시스템은 통상적으로 "타겟팅 시스템(targeting system)"으로서 호칭된다. 이것은 케이블이 연결되면 작업자가 권취 작업을 수행함으로써 케이블을 따른 커플링의 이동을 제어하여야 하는 반-자동 시스템이다. 안내 콘(guiding cone)이 접근의 최종 단계를 위해 제공된다. 커플링이 근처에 오면, 작업자가 수동으로 그 연결 및 그 폐쇄를 완결하여야 한다.

이러한 반-자동 연결 모드는 능숙한 스탭 그리고 적절한 중장비 기계 구조물(특히, 케이블을 따라 암을 견인하도록 된 모터, 케이블의 대향 단부를 위한 고정 지점 그리고 최종 단계에서의 접근을 위한 안내 콘)을 요구한다.

이들 관찰을 기초로 하여, 본 발명의 목적은 작업자를 위한 커플링의 이동을 제어하는 작업을 용이하게 하고 특히 불리한 해양 여건에서 커플링을 성공적으로 연결하는 것을 가능케 하고 더 일반적으로 커플링의 충돌의 위험성을 감소시키면서 모든 경우에 연결을 용이하게 하고 연결을 더 신속하게 하는 장치를 제공하는 것이다.

그 목적을 위해, 본 발명은, 해양 하역 시스템을 위한 커플링의 이동 및 위치 확인을 위한 제어 장치로서, 해양 하역 시스템은 베이스에 고정되는 라인 단부 그리고 타겟 덕트에 연결되도록 된 커플링이 제공되는 이동 가능한 라인 단부를 갖는 적어도 1개의 유체 이송 라인을 포함하며, 커플링은 베이스에 대해 적어도 3개의 자유도를 갖는, 제어 장치에 있어서, 제어 장치는 하나의 자유도에서 시스템의 이동을 각각 제어하는 적어도 3개의 작동기를 포함하고, 그룹 커플링/타겟 덕트 중 적어도 1개의 부재 또는 그룹 커플링/타겟 덕트 중 적어도 1개의 부재에 바로 인접한 부재가 커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 적어도 1개의 수단을 포함하고, 제어 장치는,

커플링의 위치 정보 수단에 의해 제공된 정보에 따라 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 직접적으로 계산하는 단계와,

작동기의 조합 운동이 커플링이 타겟 덕트에 더 근접하게 하기 위한 커플링의 이동을 가져오도록 각각의 작동기에 제공될 제어 지시를 계산하는 단계와,

커플링이 타겟 덕트에 더 근접하게 하는 제어 지시를 적용하는 단계와,

커플링이 연결을 위한 위치에서 타겟 덕트 앞에 제공될 때까지 3개의 선행 단계를 반복하는 단계를 수행하도록 되어 있는, 계산 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.

바로 인접한 부재는 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 정확한 정보를 제공하기 위해 특히 연결의 목적을 위해 타겟 덕트 앞에 자동적으로 커플링을 정확하게 제공하는 것을 가능케 하기 위해 하역 시스템의 기하학적 구성과 무관하게 커플링 또는 타겟 덕트에 대해 각각 고정되거나 이동 가능하지만 그것에 충분히 가까운 해양 하역 시스템의 부재를 의미하는 것으로 이해된다.

유리하게는, 본 발명에 따른 장치는 커플링이 타겟 덕트 앞에 제공될 때까지 자동적으로 커플링의 이동을 제어하는 작업을 수행하므로, 작업자가 연결을 위한 타겟 덕트의 접근 중에 커플링의 이동을 제어하는 것을 필요 없게 할 수 있게 한다.

바꿔 말하면, 본 발명에 따른 장치는 연결을 위한 위치에서 타겟 덕트 앞에 위치될 때까지 커플링이 자동적으로 이동될 수 있게 한다. 작업자는 더 이상 타겟 덕트로의 연결을 위한 커플링의 이동을 제어할 필요가 없고, 연결을 위한 위치로의 커플링의 이동은 자동적으로 수행된다.

이것은 유리하게는 모든 경우에 연결을 용이하게 하고 연결을 더 신속하게 하고 특히 커플링의 충돌의 위험성을 감소시키면서 불리한 해양 여건에서 커플링의 연결을 성공적으로 수행하는 것을 가능케 한다.

본 발명에 따른 장치로, 연결은 심지어 초보 작업자에 대해 가능하다.

본 발명에 따른 장치는 임의의 부적절한 조작의 위험성을 제거시킴으로써 사용의 안전성이 증가될 수 있게 한다.

유리하게는, 커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단은 하역 시스템의 운동 및 구조와 독립적으로 정보가 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치에 대해 직접적으로 얻어질 수 있게 하므로, 본 발명은 임의의 형태의 해양 하역 시스템 즉 강성 파이프에 의한 이송을 위한 시스템 그리고 또한 가요성 파이프에 의한 이송을 위한 시스템에 적용된다.

조합될 수 있는 유리한 특징에 따르면,

그룹 커플링/타겟 덕트 중 적어도 1개의 부재 또는 그룹 커플링/타겟 덕트 중 적어도 1개의 부재에 대해 고정되는 부재가 타겟 덕트의 위치에 대한 정보를 제공하는 적어도 1개의 수단을 포함하고, 계산 수단은 위치 정보를 제공하는 적어도 2개의 수단에 의해 제공되는 덕트의 위치에 대한 정보 그리고 커플링의 위치에 대한 정보를 기초로 하여 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 유도하도록 되어 있고,

커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단 그리고 타겟 덕트의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단은 서로와 통신하도록 설계되고, 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 정보를 계산하여 직접적으로 제공하는 계산 수단을 포함하고,

커플링은 3개의 회전 자유도로 그 단부에서 관절 연결되고, 3개의 회전들 중 적어도 1개의 회전이 작동기에 의해 제어되고, 장치에는 커플링의 각도 배향에 대한 정보를 제공하는 수단 그리고 타겟 덕트의 각도 배향에 대한 정보를 제공하는 수단이 제공되고, 계산 수단은 각도 배향에 대한 정보를 제공하는 수단에 의해 제공된 정보를 기초로 하여 연결을 위한 위치에서의 커플링의 각도 배향이 타겟 덕트의 각도 배향과 실질적으로 동일하도록 적어도 1개의 작동기에 제공될 제어 지시를 계산하도록 되어 있다.

유리하게는, 커플링은 타겟 덕트와 동일한 축을 따라 배향되며, 이것은 밀봉부의 성능 저하 및 충돌의 위험성을 제한하면서 정확하고 신뢰 가능한 연결을 가능케 한다.

조합될 수 있는 본 발명의 유리한 특징에 따르면,

제어 장치는 커플링이 클램핑 및 클램핑 해제될 수 있게 하는 작동기를 추가로 포함하고, 커플링이 연결을 위한 위치에서 타겟 덕트 앞에 제공되면, 계산 수단이 타겟 덕트 상으로 커플링을 클램핑하는 제어 지시를 작동기에 적용하고,

커플링이 타겟 덕트 상으로 연결 및 클램핑되면, 계산 수단이 시스템의 이동이 자유로워지게 하도록 그 자유도에서 시스템의 이동을 제어하는 작동기를 결합 해제하는 지시를 적용한다.

이와 같이, 유리하게는, 타겟 덕트가 이동되더라도 예컨대 해양 여건이 거칠 때에 사람의 개입이 없는 상태에서 연결은 수행된다. 커플링의 클램핑은 그것이 연결을 위한 위치에서 제공되면 자동이다. 그런 다음에 하역 시스템의 작동기는 하역 시스템을 손상시키지 않으면서 커플링 및 하역 시스템이 타겟 덕트의 이동을 추종할 수 있도록 그 이동 면에서 자유로워지게 된다.

조합될 수 있는 유리한 특징에 따르면,

타겟 덕트의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단은 특히 GPS 형태의 위성 위치 확인을 위한 시스템의 장치를 포함하여 타겟 덕트의 절대 위치를 제공하는 것을 가능케 하고, 계산 수단은 타겟 덕트의 절대 위치에 대한 정보를 기초로 하여 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하도록 되어 있고,

커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단은 특히 GPS 형태의 위성 위치 확인을 위한 시스템의 장치를 포함하여 커플링의 절대 위치를 제공하는 것을 가능케 하고, 계산 수단은 커플링 및 타겟 덕트의 절대 위치에 대한 정보를 기초로 하여 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하도록 되어 있고,

특히 GPS 형태의 위성 위치 확인을 위한 장치는 서로와 통신하도록 설계된 장치이고, 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 정보를 계산하여 직접적으로 제공하는 계산 수단을 포함하고,

커플링 또는 타겟 덕트의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단들 중 1개의 수단이 타겟 덕트 또는 커플링, 또는 타겟 덕트 또는 커플링에 대해 각각 고정되는 타겟을 향해 레이저 빔 등의 발광 빔을 방출함으로써 타겟 덕트 또는 커플링 각각과, 또는 타겟 덕트 또는 커플링에 대해 각각 고정되는 타겟과 협력하도록 된 그리고 반사 빔을 검출하고 빔의 이동 시간을 측정하여 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 정보를 그로부터 직접적으로 유도하도록 된 광학 장치를 포함하고,

커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단은 계산 수단에 커플링의 화상을 제공하도록 설계 및 장착된 광학 카메라를 포함하고, 계산 수단은 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하기 위해 카메라에 의해 제공된 화상을 처리하도록 되어 있고,

적어도 1개의 코드가 커플링과 타겟 덕트 사이에 릴을 사용하여 인장되고, 위치에 대한 정보를 제공하는 수단은 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하는 것을 가능케 하는 정보를 계산 수단에 제공하도록 선택된 릴 상의 적어도 1개의 각도 센서 및/또는 적어도 1개의 미권취 코드 길이 센서이고,

하나의 자유도에서 시스템의 이동을 각각 제어하는 작동기들 중 적어도 1개의 작동기가 비례 제어 작동기이고,

제어 장치는 작업자를 위한 명령 인터페이스를 포함하고, 명령 인터페이스와 계산 수단 사이의 통신은 무선으로 수행되며, 명령 인터페이스는 계산 수단에 연결된 수신기와의 무선 통신을 위한 송신기를 포함하고,

제어 장치는 커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 적어도 2개의 수단을 포함하며, 하나의 수단은 나머지 수단보다 큰 정확도로 커플링의 위치를 결정하는 것을 가능케 하고, 계산 수단은 커플링과 타겟 덕트 사이의 거리가 소정의 거리보다 작아질 때에 커플링의 위치에 대해 더 큰 정확도를 갖는 위치 확인 수단을 사용한다.

커플링이 베이스로부터 과도하게 멀리 이동될 때에, 특히 파단 또는 간섭에 의한 시스템에 대한 손상의 위험성이 있다. 커플링이 연장 중에 베이스로부터 과도하게 멀리 이동될 때에, 시스템의 파단의 위험성이 있다. 커플링이 베이스에 대해 회전될 때에, 특히 여러 개의 하역 시스템이 부두에 병렬로 배치될 때에, 인접한 하역 시스템과의 충돌의 위험성이 있으며, 간섭에 의한 손상이란 용어가 사용된다.

이러한 하역 시스템에 대한 손상을 피하기 위해, 경보 장치가 일부 형태의 하역 장치 상에 제공되었다.

하역 시스템의 부재 상에 또는 그 부재의 경로 상에 배치된 근접 검출기 및 각도 센서를 사용하는 시스템들이 알려져 있다. 근접을 검출하는 시스템 또는 스위치는 하역 시스템의 운동의 지식을 요구하여 결국 작업 영역을 한정하기 위해 시스템 상에 스위치 또는 센서를 위치시키는 단점을 갖는다. 나아가, 이들 센서는 단지 온/오프 형태의 신호를 제공하며, 이것은 경보에 대한 가능성을 제한한다. 센서마다 단일의 영역 제한이 있다. 각도 센서를 갖는 장치는 작업 영역이 한정될 수 있게 하지만, 내부에 센서를 위치시키기 위한 강성 구조물을 갖는 시스템을 강요한다. 마지막으로, 가요성 파이프를 갖는 시스템에 대해 경보가 촉발될 수 있게 하는 어떠한 시스템도 현재에는 알려져 있지 않다.

이를 위해, 본 발명의 유리한 특징에 따르면, 커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 적어도 1개의 수단은 베이스의 위치에 대한 정보를 기초로 하여 베이스에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 정보를 직접적으로 제공하기 위해 베이스 상에 또는 베이스에 대해 고정되는 부재 상에 배치되는 베이스의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단과 직접적으로 협력하도록 되어 있거나, 또는 공간 내에서의 커플링의 절대 위치에 대한 정보를 제공하도록 되어 있고, 베이스가 공간 내에서 고정 위치를 가지며, 제어 장치는 커플링의 절대 위치에 대한 정보 그리고 공간 내에서의 베이스의 고정 위치에 대한 데이터를 기초로 하여 베이스에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 정보를 직접적으로 계산하는 것을 가능케 하는 계산 수단을 포함하고, 제어 장치는,

베이스에 대한 커플링의 이동에 따라 베이스에 대한 커플링의 위치에 대한 정보를 실시간으로 계산하는 단계로서, 커플링에 대해 허용된 적어도 1개의 위치 영역을 한정하는 데이터가 계산 수단에서 변수화되는, 단계와,

커플링이 허용 영역 내에 위치되는 지를 실시간으로 점검하는 단계와,

작업자에게 경고하기 위해 커플링이 대응 허용 영역을 이탈할 때에 특정 경보를 발령하는 단계를 수행하도록 된 계산 수단을 추가로 포함한다.

이와 같이, 허용 영역 또는 작업 영역이 계산 수단에 의해 실질적으로 한정된다. 이러한 영역을 한정하기 위해 하역 시스템 상에 물리적으로 배치되는 센서 또는 스위치를 제공할 필요가 없고, 이들은 계산 수단을 통해 변수화하기 쉽다.

이것은 하역 시스템의 운동 및 구조와 독립적으로 더 정확하게 촉발되는 경보에 의해 사용의 안전성을 증가시키는 것을 가능케 한다.

나아가, 상이한 정도의 작업 위험성을 갖고 관련된 영역 내에서의 작업이 더 큰 또는 더 작은 위험성을 보유하는 지에 따라 상이한 경보에 대응하는 예컨대 서로 중첩되는 복수개의 허용 영역을 제공하는 것이 가능하다.

유리한 특징에 따르면, 계산 수단은 커플링에 이동을 부여하는 각각의 작동기에 제공될 제어 지시의 적용을 정지시키도록 되어 있다.

이와 같이, 연결 절차는 경보가 촉발된 때에 자동적으로 정지되며, 이것은 본 발명에 따른 장치가 더 안전해질 수 있게 한다.

유리한 특징에 따르면, 여러 개의 해양 하역 시스템이 계산 수단에 연결되고, 계산 수단에 연결된 하나의 하역 시스템을 선택적으로 제어하기 위해 명령 인터페이스에 선택기가 제공된다.

이와 같이, 작업자는 커플링을 연결하고자 하는 암을 선택하기만 하면 되고, 작업은 타겟 덕트가 이동 중이거나 정지 중인 지와 무관하게 자동적으로 수행될 것이다.

또 다른 태양에 따르면, 본 발명은, 위에서 설명된 것과 같은 장치를 위한 계산기에 있어서,

커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단에 의해 제공된 정보에 따라 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하는 단계와,

커플링이 연결을 위한 위치에서 타겟 덕트 앞에 제공될 때까지 커플링이 타겟 덕트에 더 근접하게 하는 제어 지시를 적용하는 단계를 수행하도록 되어 있는 계산기를 제공한다.

또 다른 태양에 따르면, 본 발명은, 위에서 설명된 것과 같은 장치의 계산 수단을 위한 계산 방법에 있어서,

커플링이 연결을 위한 위치에서 타겟 덕트 앞에 제공될 때까지 커플링이 타겟 덕트에 더 근접하게 하는 제어 지시를 적용하는 단계

를 포함하는 방법을 제공한다.

본 발명의 설명은 이제부터 첨부 도면을 참조하여 비-제한 예로서 아래에 제공되는 실시예의 상세한 설명으로 계속될 것이다.
도1은 본 발명에 따른 제어 장치가 구비된 로딩 암의 개략 사시도이다.
도2는 도1에 따른 장치의 동작의 개략도이다.
도3은 도1 및 도2에 따른 제어 장치의 동작 원리를 도시하는 기능도이다.
도4는 본 발명에 따른 제어 장치가 구비된 로딩 암의 또 다른 실시예의 개략 사시도이다.
도5는 본 발명에 따른 제어 장치가 구비된 로딩 암의 또 다른 실시예의 개략 사시도이다.
도6a 및 도6b는 본 발명에 따른 제어 장치가 구비된 로딩 암의 또 다른 실시예의 개략 사시도이다.

도1은 본 발명에 따른 제어 장치(1)가 구비된 로딩 암(2)의 개략도이다. 로딩 암의 도시는 여기에서는 매우 단순화되어 있고, 이것과 관련하여, 본 발명에 따른 제어 장치는 임의의 형태의 해양 하역 시스템 특히 위에서 설명된 하역 시스템에 적용된다는 것이 상기되어야 한다.

도1의 로딩 암은 유체 탱크에 연결되는 베이스(21)를 포함하며, 이 유체 탱크는 베이스가 고정되는 표면(22) 아래에 위치된다. 이 경우에, 표면은 부두이지만, 하나의 변형예에서, 표면은 선박이다. 베이스의 정점에서, 만곡 튜브(23)가 회전 가능하게 관절 연결되며, 이 만곡 튜브 상에서 내부 튜브로서 호칭되는 제1 튜브(24)가 관절 연결되며, 이 제1 튜브는 외부 튜브로서 호칭되는 제2 튜브(25)와 그 대향 단부에서 관절 연결된다. 외부 튜브의 단부는 이 예에서는 매우 개략적으로 도시된 선박(36) 상에 배치되는 타겟 덕트(35)에 연결되도록 된 커플링(26)을 보유한다.

도시된 실시예에서, 그 자체가 알려져 있는 방식으로, 커플링은 외부 튜브의 단부에 대해 3개의 회전 자유도를 갖는다. 이 실시예에서, 이들 3개의 회전은 작업자가 타겟 파이프로의 커플링의 연결을 위한 접근의 최종 단계 중에 커플링의 각도를 자유롭게 조정할 수 있도록 자유롭다.

도시되지 않은 대체 실시예에서, 이들 회전 중 1개 이상은 작동기에 의해 제어되며, 커플링의 최종 접근 시에 작업자가 회전을 직접적으로 제어할 수 있도록 명령 인터페이스에 연결된다.

이 실시예에서의 커플링은 그 자체가 알려져 있는 방식으로 로킹 클로(locking claw)(31)를 포함하며, 이 로킹 클로는 연결되었을 때 타겟 덕트(35) 주위에 커플링(26)을 보유하기 위해 매우 개략적으로 도시된 작동기(30)에 의해 폐쇄된다.

일반적으로, 이러한 형태의 로딩 암은 그 자체가 알려져 있고, 여기에서는 더 상세하게 설명되지 않을 것이다. 더욱이, 본 발명에 따른 제어 장치는 모든 해양 하역 시스템에 적용되고, 임의의 다른 형태의 하역 시스템 특히 위에서 설명된 시스템들 중 하나의 시스템으로의 본 발명에 따른 제어 장치의 적용은 당업자의 능력 내에 있다는 것이 상기되어야 할 것이다.

도1에 개략적으로 도시된 본 발명에 따른 장치에서, 작동기(27, 28, 29)가 (이중 화살표 A, B, C에 의해 표시된) 로딩 암의 3개의 관절부 각각에 제공된다. 더 구체적으로, 베이스에 대해 만곡 튜브를 수평으로 피벗하기 위해 베이스(21)의 정점과 만곡 튜브(23) 사이에 제1 작동기(27)가 제공되고, 내부 튜브를 수직으로 피벗하기 위해 만곡 튜브(23)의 단부와 내부 튜브(24) 사이에 제2 작동기(28)가 제공되고, 외부 튜브가 수직으로 피벗되게 하기 위해 내부 튜브(24)와 외부 튜브(25) 사이에 제3 작동기(29)가 제공된다.

3개의 작동기(27, 28, 29)는 여기에서는 도1에 매우 개략적으로 도시된 유압 잭이다. 도시되지 않은 하나의 변형예에서, 1개 이상의 유압 잭이 유압 모터에 의해 교체된다. 도시되지 않은 또 다른 변형예에 따르면, 작동기는 전기 또는 공압 모터이다.

여기에서는 매우 개략적으로 도시된 선박(36) 상에 제공된 타겟 덕트(35)에는 이 실시예에서는 절대 위치 특히 타겟 덕트의 자유 단부의 공간 좌표가 제공될 수 있게 하는 GPS 형태의 위성 위치 확인을 위한 시스템의 장치인 타겟 덕트의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단을 수용하는 박스(34)가 제공된다.

동일한 사항이 절대 위치 특히 커플링의 연결 단부의 공간 좌표가 제공될 수 있게 하는 GPS 형태의 위성 위치 확인을 위한 시스템의 장치를 수용하는 박스(33)를 포함하는 커플링(26)에 대해 적용된다.

제어 장치의 계산 수단은 전기 제어 캐비닛(40) 내에 배치되는 계산기(41) 내로 결합된다.

그 동작을 위해 필요한 유압 에너지를 작동기에 공급하는 유압 동력 유닛(42)이 제공된다. 이것은 계산기(41)에 의해 제어된다.

GPS 박스(33, 34)에는 위치 정보를 포함하는 신호를 전송하는 송신 장치(33A, 34A)가 각각 제공된다. 계산기는 송신기(33A, 34A)로부터 신호를 수용하도록 된 수신기 장치(40A)에 연결된다. 제어 장치는 작업자를 위한 명령 인터페이스(60)를 추가로 포함한다.

대체예에서, 박스(33)는 커플링에 바로 인접한 부재 예컨대 암의 단부에 대해 관절 연결되는 부재들 중 하나의 부재 상에 위치되고, 계산 수단은 박스에 의해 제공된 정보에 대해 커플링의 위치에 대한 정보를 외삽하도록 되어 있다.

특히 도2에서 이해될 수 있는 것과 같이, 도1에 따른 장치의 동작의 개략도에서, 계산기(41)는 커플링 및 타겟 덕트의 GPS 박스(33, 34)에 각각 연결된 전파 송신기 장치(33A, 34A)와 통신하도록 된 전파 수신기인 수신기 장치(40A)에 연결된다. GPS 박스는 이처럼 커플링 및 타겟 덕트의 위치에 대한 정보를 계산기에 제공한다.

대체 실시예에서, GPS 박스는 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 정보를 계산기에 직접적으로 제공하기 위해 서로와 통신하도록 설계된 장치이다.

로딩 암(2)에는 계산기에 의해 제어되는 밸브 자체에 의해 제어되는 작동기(27, 28, 29)가 구비된다. 유압 동력 유닛(42)은 밸브를 통한 그 동작을 위해 필요한 유압 에너지를 작동기에 공급한다. 이것은 유압 동력 유닛의 시작 및 정지를 제어하기 위해 동력 계전기(43)를 통해 계산기에 의해 제어된다. 유압 유닛은 작동기에 공급될 유압 유체를 펌핑하도록 된 (도시되지 않은) 펌프를 포함한다.

명령 인터페이스(60)는 작업자가 타겟 덕트로의 커플링의 연결을 명령할 수 있게 하기 위해 계산기에 연결된다.

도2 및 도3에서 이해될 수 있는 것과 같이, 작업자가 타겟 덕트에 커플링을 연결하고자 할 때에, 작업자는 연결을 명령하기 위해 명령 인터페이스(60) 상의 버튼(61)을 작동시킨다. 작업자의 명령에 대응하는 신호가 그 다음에 계산기로 전송된다. 계산기는 그 다음에 자동 연결 절차를 개시한다.

계산기는 전파 수신기(40A)를 통해 각각의 GPS 박스(33, 34)로부터 커플링 및 타겟 덕트의 위치에 대한 정보를 수용한다. 대체예에서, 또 다른 실시예에서, 계산기는 GPS 박스로부터 케이블에 의해 정보를 직접적으로 수용한다.

대체 실시예에 따르면, 선박 상에 위치된 GPS 박스(34)는 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하는 로딩 암의 GPS 박스(33)로 타겟 덕트의 위치에 대한 정보를 전송하고, 무선 또는 유선 링크에 의해 계산기에 그 결과를 재전송한다.

계산기는 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 얻기 위해 이러한 정보를 공간 좌표로 변환한다.

타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 정보를 기초로 하여, 계산기는 도1에 개략적으로 도시된 X, Y 및 Z 축을 따라 커플링과 타겟 덕트 사이에 남아 있는 거리를 계산한다.

이들 3개의 거리가 0이 아니거나 연결을 위해 알려져 있는 기준 거리로서 변수화된 거리와 동일하지 않으면, 계산기가 작동기의 조합 운동이 커플링이 3개의 축을 따라 타겟 덕트에 더 근접하게 하기 위한 커플링의 이동을 가져오도록 된 암의 각각의 작동기(27, 28, 29)에 대한 제어 지시를 계산한다. 계산기는 그 다음에 대응 밸브를 통해 각각의 작동기에 대해 계산된 제어 지시를 작동기(27, 28, 29)에 적용한다. 지시가 작동기에 의해 실행되면, 계산기가 X, Y 및 Z 축을 따라 커플링과 타겟 덕트 사이에 남아 있는 거리를 재계산한다. 이들 거리가 (예컨대, 해양 여건이 나쁠 때에) 여전히 0이 아니거나 변수화된 거리와 동일하지 않으면, 계산기가 작동기에 대한 지시의 계산을 재시작하고, 거리가 0이거나 변수화된 거리와 동일할 때까지 이것들을 적용한다. 바꿔 말하면, 계산기는 명령 인터페이스(60)를 통한 작업자의 명령 시에 커플링이 연결을 위한 위치에서 타겟 덕트 앞에 제공될 때까지 커플링이 타겟 덕트를 향해 접근하게 하는 제어 지시를 적용한다.

3개의 거리가 0이거나 변수화된 거리와 동일하면, 이것은 커플링이 연결을 위한 위치에서 타겟 덕트와 대면하여 위치된다는 것을 의미한다. 계산기는 그 다음에 타겟 덕트에 커플링을 클램핑하는 제어 지시를 커플링의 작동기(30)에 전송하고, 그 다음에 커플링이 타겟 덕트에 연결 및 클램핑되면 암의 이동이 자유로워지게 하도록 암의 작동기(27, 28, 29)를 결합 해제하는 지시를 커플링의 작동기에 전송한다.

마지막으로, 자동 연결이 성공적으로 종료되었다는 지시자 광(62)이 명령 인터페이스 상에서 작업자에게 표시된다.

도시되지 않은 자동 연결 절차를 정지시키는 긴급 정지 버튼이 명령 인터페이스(60) 상에 제공된다.

도시되지 않은 하나의 변형예에서, 자동 연결 과정에서의 다양한 고장 또는 문제점을 작업자에게 신호하는 다른 지시자가 명령 인터페이스 상에 제공된다.

도시되지 않은 하나의 실시예에 따르면, 커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단은 베이스의 위치에 대한 정보를 기초로 하여 베이스에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 정보를 직접적으로 제공하기 위해 베이스 상에 또는 그에 대해 고정되는 부재 상에 배치되는 베이스의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단과 직접적으로 협력하도록 되어 있다. 이것은 예컨대 베이스 상에 배치되는 또 다른 GPS 박스와 협력하는 동일한 GPS 박스(33)일 수 있다. 대체예에서, 베이스가 부두에 고정되면, 커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단이 베이스가 공간 내에서 고정 위치를 갖는 상태에서 예컨대 GPS 박스를 통해 공간 내에서의 커플링의 절대 위치에 대한 정보를 제공하도록 되어 있고, 계산기는 베이스의 고정된 GPS 좌표 그리고 공간 내에서 이동 가능한 커플링의 GPS 좌표를 기초로 하여 베이스에 대한 커플링의 상대 위치를 직접적으로 계산하도록 되어 있다. 이러한 실시예에서, 계산기는 커플링의 이동 그리고 커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단에 의해 제공된 정보에 따라 베이스에 대한 커플링의 위치에 대한 정보를 실시간으로 계산한다. 계산기는 커플링의 위치에 대해 적어도 1개의 허용 영역을 한정하는 데이터로 변수화되고, 커플링이 허용 영역 내에 있는 지를 실시간으로 검증하도록 되어 있다. 반대 경우에, 계산기는 커플링이 대응 허용 영역을 이탈할 때에 경보를 발령하도록 되어 있다. 유리하게는, 하나의 변형예에 따르면, 계산 수단은 이러한 경보가 발령될 때에 커플링의 자동 연결에 대한 명령을 정지시키도록 되어 있다. 유리하게는, 이러한 허용 영역 또는 작업 영역을 제공한다는 사실은 커플링이 연장 또는 회전 중에 과도하게 멀리 이동될 때에 특히 파단 또는 간섭에 의한 시스템에 대한 손상의 위험성을 피하는 것을 가능케 한다.

이러한 경우에, 계산기는 유체 제품의 각각의 선적 또는 하적에 따라 작업자에 의해 변수화될 수 있는 작업 영역 및/또는 금지 영역을 한정하도록 프로그래밍될 수 있다. 이것은 예컨대 상이한 잠재 충돌 영역을 가질 수 있는 상이한 선박에 자동 연결 절차를 적용하는 것을 가능케 한다.

허용 영역 경계의 침범을 작업자에게 경고하는 광 또는 음 방출 지시자가 제공된다.

도시되지 않은 하나의 실시예에서, 여러 개의 해양 하역 시스템이 동일한 계산기(40)에 연결되고, 계산기에 연결된 하역 시스템들 중 하나 또는 다른 하나의 연결을 선택적으로 제어하는 선택기가 명령 인터페이스에 제공된다. 인접한 로딩 시스템에 대응하는 작업 영역이 상이한 하역 시스템들 사이의 충돌을 피하도록 프로그래밍될 수 있다.

도시되지 않은 대체 실시예에서, 외부 튜브의 단부에 대한 그 단부에서의 커플링의 3개의 회전 자유도는 작동기 예컨대 유압 모터 또는 잭에 의해 제어된다. 이 장치에는 커플링의 각도 배향에 대한 정보를 제공하는 수단 그리고 타겟 덕트의 각도 배향에 대한 정보를 제공하는 수단 예컨대 진자 센서(pendulum sensor)가 제공된다. 커플링 및 타겟 덕트의 각도 배향에 대한 정보를 제공하는 수단에 의해 제공된 정보에 따라 연결을 위한 위치에서의 커플링의 각도 배향이 타겟 덕트의 각도 배향과 실질적으로 동일하도록 작동기에 제공될 제어 지시를 계산하는 적절한 계산 수단이 제공된다. 이와 같이, 연결은 연결 시에 타겟 덕트 및 커플링이 정렬된다는 점에서 더 정확하고 더 신뢰 가능하게 수행된다. 이것은 특히 커플링과 타겟 덕트 사이의 밀봉부에 대한 손상의 위험성을 감소시키는 것을 가능케 한다.

모든 경우에, 연결이 수행된 때에 즉 커플링이 타겟 덕트 상으로 클램핑된 때에, 계산기가 커플링이 타겟 덕트의 이동을 자유롭게 추종하기 위해 시스템의 이동을 자유로워지게 하는 결합 해제 지시를 작동기로 전송한다.

도4는 커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단이 커플링 상에 장착된 카메라인 본 발명에 따른 제어 장치가 구비된 로딩 암의 또 다른 실시예의 개략 사시도이다. 커플링의 도면은 명료화의 이유로 단순화되었다.

타겟(71)이 타겟 덕트(35) 상에 배치된다. 카메라는 그 초점이 타겟에 형성되고 타겟의 화상을 계산기에 제공하도록 설계된다. 그 화상을 기초로 하여, 계산기는 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하도록 되어 있다.

그 목적을 위해, 계산기에는 거리 및 각도를 결정하고 그에 의해 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 그로부터 유도하기 위해 화상을 처리하고 형상 인식을 수행하는 알고리즘이 제공된다. 거리의 계산을 위해, 알고리즘은 커플링과 타겟 덕트 사이의 거리가 멀수록 타겟의 화상이 작아진다는 원리 그리고 원형 타겟에 대해 커플링이 타겟 덕트의 축을 따라 있을 때에 타겟의 화상이 원형이고 커플링이 타겟 덕트에 대해 축 방향으로 이탈될 때에 타겟의 화상이 타원형인 원리를 사용한다.

또 다른 변형예에서, 여러 개의 카메라가 그 초점이 동일한 타겟에 형성되고 계산기에 여러 개의 화상을 제공하도록 배치되며, 계산기는 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하기 위해 모든 이들 화상을 처리하도록 되어 있다.

또 다른 실시예에서, 카메라가 타겟을 향해 연속적으로 배향되고 커플링의 축에 대한 카메라의 각도 배향이 임의의 시간에 알려질 수 있도록 피벗되게 하기 위해 그 자체가 계산 수단에 의해 제어되는 모터식 지지부 상에 장착되며, 계산 수단은 연결을 위한 위치로의 커플링의 이동을 제어하기 위해 이러한 각도 배향 정보 그리고 카메라에 의해 전송된 화상을 처리하도록 되어 있다.

바람직하게는, 보여주기 위한 이유로, 타겟은 반사성 조준 장치이다.

도시되지 않은 하나의 유리한 변형예에 따르면, 타겟이 생략될 수 있고, 카메라는 타겟으로서 타겟 덕트 자체의 자유 단부를 취하도록 설계될 수 있다. 이러한 실시예는 특히 타겟 덕트 상에 조준 장치 또는 타겟을 갖는 것을 생략하는 것을 가능케 한다. 이와 같이, 예컨대, 타겟 덕트가 선박 상에 있으면, 선박에 타겟이 구비되는 지와 무관하게 이 장치가 덕트가 커플링과 양립 가능한 모든 선박에 적용되는 것이 가능할 것이다.

위에서 설명된 차이 이외에, 구조적으로 및 기능적으로, 이러한 실시예는 도1 내지 도3의 실시예와 동일하고 그에 따라 여기에서 더 상세하게 설명되지 않을 것이다.

도시되지 않은 또 다른 실시예에 따르면, 카메라는 선박의 브리지에 대해 고정 또는 모터식으로 형성되도록 타겟 덕트 상에 또는 선박의 브리지 상에 배치될 수 있고, 계산기가 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치의 동일한 원리를 사용하여 계산할 수 있게 하기 위해 커플링의 화상을 계산기에 제공하도록 배향될 수 있다.

도5는 커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단이 타겟 덕트와 커플링 사이의 인장 코드인 본 발명에 따른 제어 장치가 구비된 로딩 암의 또 다른 실시예의 개략 사시도이다.

그 단부들 중 하나의 단부에서, 코드(75)는 타겟 덕트에 체결하는 수단을 갖는다. 코드의 다른 단부는 그 자체가 커플링 상에 장착되는 릴(72)의 드럼에 부착된다. 릴은 미권취 코드의 길이를 결정하는 것을 가능케 하는 증분 센서(incremental sensor)(73)를 포함하고, 이러한 정보는 커플링과 타겟 덕트 사이의 거리를 그로부터 유도하는 계산기로 전송된다.

나아가, 적어도 2개의 기준 각도에 대한 코드의 경사를 결정하는 코드의 각도 센서(74)가 코드(75)에 제공된다.

이러한 방식으로, 2개의 기준 각도 그리고 미권취 코드의 길이를 기초로 하여 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 결정하는 것이 가능하다. 각도 센서는 예컨대 적어도 2개의 기준 각도에 대한 코드의 경사를 결정하기 위해 경사계 또는 레이저를 사용하는 센서이다.

하나의 변형예로서, 이 장치에는 단지 릴 센서에 의해 제공된 미권취 길이에 대한 정보를 기초로 하여 계산기가 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 각도 및 거리를 계산하도록 코드가 별개의 위치에 부착되는 복수개의 릴이 제공된다.

어떤 위치에 코드를 위치시킬 때에, 코드가 우선 부두로부터 선박으로 또는 선박으로부터 또 다른 선박으로 당업자에게 공지된 수단에 의해 투척되는 발사체에 체결된다. 작업자가 그 다음에 타겟 덕트 상에 제공되는 어떤 위치에 코드의 자유 단부를 체결한다. 작업자는 그 다음에 도1 내지 도3의 실시예에서와 동일한 원리를 사용하여 자동 연결을 위한 절차를 개시할 수 있다.

도시되지 않은 변형예에 따르면, 릴에는 코드의 파단의 경우에 연결 절차를 중지하고 암의 후퇴를 위한 절차를 촉발시키는 코드 파단 검출기가 제공된다. 대응 경고가 그 다음에 예컨대 코드의 파괴를 지시하는 지시자 광에 의해 명령 인터페이스를 통해 작업자와 통신된다.

도6a 및 도6b는 커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 2개의 상이한 수단이 사용되는 본 발명에 따른 제어 장치가 구비된 로딩 암의 또 다른 실시예의 개략 사시도이다. 하나의 수단은 다른 하나의 수단보다 큰 정확도로 커플링의 위치를 결정하는 것을 가능케 한다. 계산기(40)는 타겟 덕트로의 커플링의 연결의 목적을 위한 대략적인 접근을 수행하기 위해 최소 정확도를 갖는 커플링의 위치 확인을 위한 수단을 사용하도록 되어 있고, 그 다음에, 커플링과 타겟 덕트 사이의 거리가 소정의 거리보다 작아질 때에, 계산기가 연결을 위한 위치에서 타겟 덕트 앞에 커플링을 제공할 목적을 위한 접근의 최종 단계를 수행하기 위해 최대 정확도를 갖는 커플링 위치 정보 수단을 사용한다. 실제로, 제1 단계에서, 계산기는 위에서 설명된 것과 동일한 원리에 따라 GPS 박스(33, 34)를 사용하고, 제2 단계에서, 레이저 방출기(77)를 포함하는 레이저 장치 그리고 타겟(76)이 레이저 빔(78)에 의해 연결을 위한 위치에서 타겟 덕트의 앞에 커플링을 제공하기 위한 접근의 최종 단계 중에 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 결정하도록 되어 있다. 이와 같이, 유리하게는, 이 장치는 연결을 위한 위치에 도달하는 데 남아 있는 거리와 그 정확도를 조화시킴으로써 커플링 및 타겟 덕트의 위치에 대한 정보를 제공하는 상이한 수단의 특징을 이용한다. 연결의 정확도가 그에 의해 최적화된다. 하나의 변형예로서, 레이저 장치는 적외선 장치에 의해 교체된다.

일반적으로, 위에서 설명된 모든 실시예에 적용되는 도시되지 않은 하나의 변형예에서, 여러 개의 암이 동일한 계산기에 의해 제어된다. 명령 인터페이스 상에 제공되는 선택기가 동일한 계산기에 연결되는 복수개의 로딩 암이 동일한 원리를 사용하여 동일한 명령 인터페이스로 제어될 수 있게 한다.

도시되지 않은 또 다른 일반적인 변형예에서, 명령 인터페이스는 전기 제어 캐비닛 내의 계산기에 연결되는 수신기와의 무선 통신을 위한 송신기가 제공되는 원격 제어 유닛이다. 송신기 및 수신기는 전파에 의해 통신한다. 하나의 변형예로서, 송신기 및 수신기는 광파 예컨대 적외선에 의해 통신한다.

도시되지 않은 하나의 변형예에서, 로딩 암의 적어도 1개의 작동기가 비례 제어 작동기이다. 이러한 변형예에서, 계산기는 비례 제어 작동기를 제어하도록 되어 있다. 유리하게는, 비례 제어 작동기의 사용은 직접적이고 직선형이고 그에 따라 더 짧고 더 신속한 커플링의 이동을 가능케 한다. 이것은 자동 연결 절차를 위한 시간이 단축될 수 있게 한다.

다수개의 다른 변형예가 환경에 따라 가능하고, 이것과 관련하여, 본 발명은 도시 및 설명된 예에 제한되지 않는다는 것이 주목되어야 한다.

1: 제어 장치
2: 로딩 암
21: 베이스
22: 표면
23: 만곡 튜브
24: 제1 튜브, 내부 튜브
25: 제2 튜브, 외부 튜브
26: 커플링
35: 타겟 덕트
36: 선박

Claims

적어도 하나의 유체 이송 라인 및 제어 장치(1)를 포함하는 해상 로딩 암이며,
상기 유체 이송 라인은 베이스(21)에 고정된 라인 단부 및 타겟 덕트(35)에 연결되도록 된 커플링(26)이 구비된 이동 가능 라인 단부를 갖고, 커플링은 베이스에 대해 적어도 3개의 자유도(A, B, C)를 갖고, 그룹 커플링/타겟 덕트 중 적어도 하나의 부재 또는 그룹 커플링/타겟 덕트 중 적어도 하나의 부재에 바로 인접한 부재가 커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 적어도 하나의 수단(33, 34)을 포함하고,
상기 제어 장치는 커플링(26)의 이동 및 위치 확인을 위한 것으로, 상기 제어 장치는 하나의 자유도에서 시스템의 이동을 각각 제어하는 적어도 3개의 작동기(27, 28, 29)를 포함하고, 각 작동기는 전기 모터로 구성되고 적어도 3개의 자유도 중 하나를 제공하는 해상 로딩 암의 관절 연결부에 제공되고,
위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System)을 포함하고, 위성 위치 확인 시스템은, 상기 커플링과 상기 타겟 덕트 중 하나의 공간상에서의 절대 위치에 대한 정보를 제공하도록, 상기 커플링과 타겟 덕트 중 하나에 또는 상기 커플링과 타겟 덕트 중 하나와 인접하게 배치되는, 해상 로딩 암.
제1항에 있어서, 상기 제어 장치는,
커플링의 위치 정보 수단에 의해 제공된 정보에 따라 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 직접적으로 계산하는 단계와,
전기 모터의 조합 이동이 커플링을 타겟 덕트에 더 근접하게 하기 위한 커플링의 이동을 발생시키도록 전기 모터 각각에 제공될 제어 지시를 계산하는 단계와,
커플링이 타겟 덕트에 더 근접해지도록 상기 제어 지시를 적용하는 단계와,
커플링이 연결을 위한 위치에서 타겟 덕트 앞에 제공될 때까지 3개의 선행 단계를 반복하는 단계를 수행하도록 구성된 계산 수단(41)을 더 포함하는, 해상 로딩 암.
제2항에 있어서, 커플링(26)은 3개의 회전 자유도로 그 단부에서 관절 연결되고, 3개의 회전들 중 적어도 1개의 회전이 전기 모터에 의해 제어되고, 장치에는 커플링의 각도 배향에 대한 정보를 제공하는 수단 그리고 타겟 덕트의 각도 배향에 대한 정보를 제공하는 수단이 제공되고, 계산 수단(41)은 각도 배향에 대한 정보를 제공하는 수단에 의해 제공된 정보를 기초로 하여 연결을 위한 위치에서의 커플링(26)의 각도 배향이 타겟 덕트(35)의 각도 배향과 실질적으로 동일하도록 적어도 1개의 전기 모터에 제공될 제어 지시를 계산하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 해상 로딩 암.
제2항 또는 제3항에 있어서, 제어 장치는 커플링이 클램핑 및 클램핑 해제될 수 있게 하는 작동기(30)를 추가로 포함하고, 커플링이 연결을 위한 위치에서 타겟 덕트 앞에 제공되면, 계산 수단(41)은 제어 지시를 상기 작동기(30)에 적용하여 타겟 덕트 상으로 커플링을 클램핑하는 것을 특징으로 하는, 해상 로딩 암.
제2항 또는 제3항에 있어서, 커플링(26)이 타겟 덕트(35) 상으로 연결 및 클램핑되면, 계산 수단(41)이 시스템의 이동이 자유로워지게 하도록 그 자유도에서 시스템의 이동을 제어하는 전기 모터를 결합 해제하는 지시를 적용하는 것을 특징으로 하는, 해상 로딩 암.
제2항 또는 제3항에 있어서, 그룹 커플링/타겟 덕트 중 적어도 하나의 부재 또는 그룹 커플링/타겟 덕트 중 적어도 하나의 부재에 대해 고정되는 부재가 타겟 덕트의 위치에 대한 정보를 제공하는 적어도 하나의 수단(34)을 포함하고, 계산 수단은 위치 정보를 제공하는 적어도 2개의 수단(33, 34)에 의해 제공되는 덕트의 위치에 대한 정보 그리고 커플링의 위치에 대한 정보를 기초로 하여 타겟 덕트(35)에 대한 커플링(26)의 상대 위치를 유도하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 해상 로딩 암.
제6항에 있어서, 커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단(33) 그리고 타겟 덕트의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단(34)은 서로와 통신하도록 설계되고, 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 정보를 계산하여 직접적으로 제공하는 계산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 해상 로딩 암.
제2항 또는 제3항에 있어서, 적어도 하나의 코드(75)가 커플링과 타겟 덕트 사이에 릴(72)을 사용하여 인장되고, 위치에 대한 정보를 제공하는 수단은 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하는 것을 가능케 하는 정보를 계산 수단(41)에 제공하도록 선택된 릴 상의 적어도 하나의 각도 센서(74) 또는 적어도 1개의 미권취 코드 길이 센서(73)인 것을 특징으로 하는, 해상 로딩 암.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 자유도에서 시스템의 이동을 각각 제어하는 전기 모터(27, 28, 29)들 중 적어도 하나가 비례 제어 전기 모터인 것을 특징으로 하는, 해상 로딩 암.
제2항 또는 제3항에 있어서, 제어 장치는 작업자를 위한 명령 인터페이스(60)를 포함하고, 명령 인터페이스(60)와 계산 수단 사이의 통신은 무선으로 수행되며, 명령 인터페이스는 계산 수단에 연결된 수신기와의 무선 통신을 위한 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 해상 로딩 암.
제2항 또는 제3항에 있어서, 제어 장치는 커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 적어도 2개의 수단(33, 34, 77, 76)을 포함하며, 하나의 수단(77, 76)은 나머지 수단(33, 34)보다 큰 정확도로 커플링의 위치를 결정하는 것을 가능케 하고, 계산 수단(41)은 커플링과 타겟 덕트 사이의 거리가 소정의 거리보다 작아질 때에 커플링의 위치에 대해 더 큰 정확도를 갖는 위치 수단을 사용하는 것을 특징으로 하는, 해상 로딩 암.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 커플링의 위치에 대한 정보를 제공하는 적어도 하나의 수단(33)은 베이스의 위치에 대한 정보를 기초로 하여 베이스에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 정보를 직접적으로 제공하기 위해 베이스(33) 상에 또는 베이스에 대해 고정되는 부재 상에 배치되는 베이스의 위치에 대한 정보를 제공하는 수단과 직접적으로 협력하도록 되어 있거나, 또는 공간 내에서의 커플링의 절대 위치에 대한 정보를 제공하도록 되어 있고, 베이스는 공간 내에서 고정 위치를 가지며, 제어 장치는 커플링의 절대 위치에 대한 정보 그리고 공간 내에서의 베이스의 고정 위치에 대한 데이터를 기초로 하여 베이스에 대한 커플링의 상대 위치에 대한 정보를 직접적으로 계산하는 것을 가능케 하는 계산 수단을 포함하고, 제어 장치는,
베이스에 대한 커플링의 이동에 따라 베이스에 대한 커플링의 위치에 대한 정보를 실시간으로 계산하는 단계로서, 커플링에 대해 허용된 적어도 하나의 위치 영역을 한정하는 데이터가 계산 수단에서 변수화되는, 단계와,
커플링이 허용 영역 내에 위치되는 지를 실시간으로 점검하는 단계와,
작업자에게 경고하기 위해 커플링이 대응 허용 영역을 이탈할 때에 특정 경보를 발령하는 단계를 수행하도록 된 계산 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 해상 로딩 암.
제2항 또는 제3항에 있어서, 계산 수단(41)은 커플링에 이동을 부여하는 각각의 전기 모터에 제공될 제어 지시의 적용을 정지시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 해상 로딩 암.
제1항에 있어서, 상기 해상 로딩 암은 베이스의 정점에서 회전 가능하게 관절 연결되는 만곡 튜브(23)를 포함하고, 베이스의 정점에서 내부 튜브(24)가 차례로 관절 연결되며, 내뷰 튜브는 외부 튜브(25)와 대향 단부에서 관절 연결되고 외부 튜브의 단부는 커플링(26)을 보유하고, 제1 전기 모터(27)는 베이스에 대해 만곡 튜브를 수평으로 피벗하기 위해 베이스(21)의 정점과 만곡 튜브(23) 사이에 제공되고, 제2 전기 모터(28)는 내부 튜브를 수직으로 피벗하기 위해 내부 튜브(24)와 만곡 튜브(23)의 단부 사이에 제공되고, 제3 전기 모터(29)는 외부 튜브가 수직으로 피벗되도록 외부 튜브(25)와 내부 튜브(24) 사이에 제공되는, 해상 로딩 암.
제1항에 있어서, 상기 커플링과 상기 타겟 덕트 중 하나의 공간상에서의 절대 위치에 대한 정보 및 상기 커플링과 상기 타겟 덕트 중 다른 하나의 공간상에서의 절대 위치에 대한 정보로부터 타겟 덕트에 대한 커플링의 상대 위치를 계산하는 단계 (a)와,
각각의 작동기가 상기 커플링을 상기 타겟 덕트로 이동시키도록 해주는 제어 지시를 계산하는 단계 (b)와,
상기 커플링이 상기 타겟 덕트에 근접하도록 상기 제어 지시를 작동기들에 적용하는 단계 (c)와 ,
상기 커플링이 상기 타겟 덕트와 연결되는 위치에 이를 때까지 상기 단계 (a) 내지 (c)를 반복하는 단계 (d)를 수행하도록 되어 있는 계산 수단(41)을 포함하는, 해상 로딩 암.
제1항에 있어서, 상기 커플링이 상기 타겟 덕트에 연결되면, 상기 해상 로딩 암의 움직임을 자유롭게 하기 위해서 상기 해상 로딩 암의 전기 모터를 결합 해제하는 계산 수단(41)을 포함하는, 해상 로딩 암.
제1항에 있어서, 상기 커플링과 상기 타겟 덕트 중 다른 하나의 공간상에서의 절대 위치에 대한 정보를 제공하도록, 상기 커플링과 타겟 덕트 중 다른 하나에 또는 상기 커플링과 타겟 덕트 중 다른 하나와 인접하게 배치되는 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System)을 더 포함하는, 해상 로딩 암.