KR19990071609A - 개선된 리빙 장치를 구비한 기중기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로드를 조정하도록 리빙 장치를 통해 정렬되어 있는 기중기에 관한 것이다. 상기 기중기는 상부 지지 구조물과, 로드를 매달도록 정렬되어 있는 하부 지지 구조물과, 및 상기 상부 지지 구조물로부터 하부 지지 구조물을 매달고 있는 6개의 리빙 케이블을 포함하고 있다. 상기 리빙 케이블중 선택된 케이블의 상부와 하부 지지 구조물 사이의 유효 길이를 변경시키도록 하는 수단이 제공되어 있다. 상기 리빙 케이블은 각각의 부등변사각형의 정점에서 상부와 하부 구조물에 각각 기하적으로 연결되어 있으며, 상기 리빙 케이블의 제 1 쌍의 케이블이 하향 방향으로 모아지고 제 2 쌍의 케이블이 상향 방향으로 모아지고 그리고 제 3 쌍의 케이블이 상부와 하부 구조물에서 상기 제 1 및 제 2 쌍의 대칭 단부들사이에서 연장하도록 상기 리빙 케이블이 정렬되어 있다. 이러한 리빙 장치를 구비하고 있는 기중기는 개개의 리빙 케이블내의 길이를 조정함에 의해 상부 지지 구조물과 관련하여 하부 지지 구조물의 위치 및 상태를 조정하도록 한다. 이 리빙 장치는 모든 케이블이 응력 상태에 있을 때 상하부 지지 구조물사이의 연결부에 경직성을 제공하도록 한다.

Description

개선된 리빙 장치를 구비한 기중기

특정한 목적의 컨테이너 조정 기중기는 현대식 화물 조절 설비에서 선박에 짐을 선적하고 하역하는데 사용되며 선박이 이러한 기중기에 의해 소요될수도 있는 속도는 항구의 전체적인 효율에 있어서 중요한 결정적 요소이다. 현재 사용되는 겐트리 기중기는 스프래더(spreader)를 사용하여 컨테이너를 고정시키기 위해서 헤드 블록을 사용한다. 이 헤드 블록은 리빙 케이블의 장치에 의해 레일이 설치되어 있는 겐트리 트롤리로부터 매달려 있고, 상기 리빙 케이블 장치는 상기 헤드 블록을 상승시키고 하강시키는데 사용된다.

겐트리 기중기의 순환 시간은 2개의 주요한 인자에 의해 제한된다. 첫 번째로는, 상기 컨테이너는 항상 리프팅되어질 컨테이너의 상단상에 스프레더를 용이하게 위치시키도록 하는 정렬될수만은 없다는 것이다. 이에따라, 스프레더가 상기 기중기에 의해 정확하게 위치될 속도가 상당히 중요하다. 전형적으로, 이러한 위치 조정은 필수적으로 기중기를 순환시키는데 50%이하가 소요되고, 나머지는 선박과 해안사이에서의 이동에 소요된다. 두 번째로는, 리빙 장치에 매달려 있는 헤드 블록과 로드는 때때로 50m이하의 높이에서 기중기 운동을 하는동안 끌어올리는 조작을 하는동안 요동되거나 또는 스윙 운동을 하는 경향을 갖는다. 이들 인자는 소위 박스 비율(box rate), 항구 효율을 약 50%만큼 감소시킬 수 있다. 전형적인 컨테이너 선박이 1,000개의 컨테이너를 운동시켜야 한다는 것을 고려하면, 기중기의 효율을 개선시킴에 의해 생기는 잠재적인 이익은 상당하다.

기중기 호이스트의 요동을 감소시키고 리빙 장치를 보다 제어가능하게 하여 위치 조정 시간을 감소시키고 선박 서비스 시간을 개선시킨다. 10-20% 정도의 위치 조정시간의 감소는 화물 처리 작업분야에서 상당한 영향을 미칠 것이다.

현재 사용되고 있는 조선소 및 안벽 기중기는 단지 수직 Z 방향에서만 안정하다. 이러한 기중기에 의해 이동되는 로드는 측방향 힘에 의해 회전되거나 또는 요동되게 될수도 있다.

현재 이러한 기중기의 조작 효율을 개선시키는데 사용되는 산업적인 실행 여건은 로드 요동을 피하도록 기중기 운전자의 기술에 의존하고 복잡한 요동 방지 장치를 사용한다. 이러한 장치는 통상적으로 복잡한 리빙 장치 및 호이스트 모터용 작용 제어 장치를 사용한다.

2개의 이러한 요동 억제 작용 장치는 미국 특허 제 2,916,162호 및 미국 특허 제 4,350,254호에 기술되어 있다. 미국 특허 제 2,916,162호의 장치는 수평 방향에서 진자 운동을 억제하지만 로드의 피치, 롤 또는 요우잉(yaw) 운동을 억제하는데는 실패하였다. 미국 특허 제 4,350,254호의 장치는 보조 와이어 및 윈치를 사용한다.

다수의 논문이 리빙 장치를 보다 효과적으로 달성하기위해 제시되어있다.

이러한 논문중 하나는 1989년 8월, 3집, 오프쇼어 메카닉스 앤드 아크틱 엔지니어링(Offshore Mechanics and Arctic Eng 잡지의 183-193페이지의 앤. 지. 다가라키스(N. G. Dagalakis)등의 "선박 건설 분야에서 평행한 링크 로봇 기중기의 경직성 연구"이란 제목의 논문을 들수 있다. 또 다른 논문으로는 로보틱 시스탬 잡지의 1993년 10(5), 709-724호의 제임스 알부스등의 "니스트(NIST) 로봇 기중기"이란 제목의 논문이 공지되어 있다.

이들 논문들은 항공기 시뮬레이터에서 통상적으로 사용되는 타입의 역전 스테와르트 플랫포옴의 개념을 포함하고 있는 개선된 호이스트 및 리빙 장치를 갖춘 기중기를 기술하고 있다. 알부스 및 다가라키스에 의해 기중기에 있어서, 스테와르트 플랫포옴의 지지된 로드와 베이스사이의 평행한 링크는 기중기의 리빙 케이블에 의해 교체되고 윈치가 작용기로서 사용된다.

다가라키스 및 알부스에 의해 제안된 호이스트와 리빙 장치는 등변 삼각형의 꼭지점에서 하부 로드 플랫포옴상에서 리빙 장치용 연결 지점을 제공한다. 유사한 형태에 있어서, 기중기 트롤리상의 리빙 장치용 연결 지점은 등변 삼각형의 꼭지점에 정렬되어 있다. 6개의 리빙 케이블은 트롤리로부터 하부 로드 플랫포옴으로 이어져 있으며, 2개는 각각의 삼각형의 각 꼭지점에 연결되어 있다. 상기에서는 평면으로 도시하였지만, 상하부 삼각형은 서로에 대해 수직 축 둘레로 180도 회전되어 하부 삼각형의 꼭지점이 상부 삼각형의 면들의 중앙 지점과 정렬되도록 위치된다.

하부 로드 플랫포옴상의 도르레의 위치 선정에의해 그 정점이 고정되는 기하학적 삼각형내에 로드 매스의 중앙을 위치시키도록 하기 위해, 다가라키스와 알부스에 의해 기술된 리빙 장치는 로드를 지지할수 있는 한편 모든 케이블내에서 응력을 유지할수 있다는 것을 알수 있다. 또한 안정한 위치 제어를 제공하기 위해 하부 로드 플랫포옴상에 삼각형의 도르레 장치를 에워싸는 원의 반경은 로드 플랫포옴 또는 해드 블록에 대해 대략 1.2m이며, 이것은 폭 2.4m x 높이 3m x 길이 12m인 표준 컨테이너를 지지하도록 정렬된다. 이와 유사하게, 상기 트롤리상에서 삼각형의 도르레 장치를 에워싸는 원의 반경은 대략 2.4m인 것을 더 알수 있다.

차례로 이들 형태적인 제한성은 (트롤리가 운동가능한 겐트리를 따르는)측방향으로 ±0.6m 이고 (방향이 겐트리에 대해 수직인) 길이방향으로 ±0.7m인 리빙 장치에 의해 매달린 표준 컨테이너내에 포함된 로드의 매스의 중앙의 편심이 허용될수 있도록 한다. 이들 형태는 각각 측방향 및 길이 방향으로 24% 및 6%의 매스 편심의 중앙을 허용가능하게 이동시킨다. 24%의 허용가능한 측면 편심은 10%의 전형적인 산업 표준 명세보다 더 크지만, 길이 방향에서의 6%의 편심은 산업 표준에 맞지 않는다.

본 발명은 상술한 단점을 최소화시킨다.

본 발명은 로드(road)를 조정하도록 리빙 장치에 의해 정렬된 기중기에 관한 것이다.

본 발명은 선박 컨테이너를 조정하는데 사용되는 겐트리 기중기(gantry crane)를 개선시킨 것이며 이러한 내용을 하기에 기술할 것이다. 그러나, 본 발명은 안정한 제어를 수행하는데 필요로 하는 다른 기중기 타입에도 폭넓게 적용되어 매달려 있는 로드의 배향 및 위치를 제어할수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다.

도 1은 겐트리 타입의 기중기를 예시한 개략도이다.

도 2는 도 1의 겐트리 및 호이스트를 간단하게 예시한 사시도로서, 호이스트 케이블 구동 장치의 제 1 형태을 예시한 사시도이다.

도 3은 도 2의 겐트리를 보다 상세하게 도시한 사시도로서, 호이스트 케이블 구동 장치의 제 2 형태를 예시한 사시도이다.

도 4는 도 3에 도시된바와 같은 겐트리 트롤리의 상부를 예시한 사시도로서, 트롤리상에서 리빙 케이블을 안내하도록 하는 하나의 도르레 장치를 예시한 것이다.

도 5는 도 3에 예시된바와 같은 기중기의 헤드 블록의 상부를 예시한 평면도로서, 리빙 장치용의 한셋트의 복귀 도르레를 설치한 것이다.

도 6은 도 2 및 3에 예시된 바와같은 기중기를 기하적으로 예시한 도면이다.

도 7은 도 1 및 2에 예시된바와 같은 기중기의 헤드 블록과 겐트리 트롤리사이에서 연장되는 리빙 케이블을 개략적으로 예시한 도면이다.

도 8은 도 4에 예시된 바와 같은 겐트리 트롤리의 좌측면상의 풀리 및 도르레를 간단하고 개략적으로 예시한 도면으로서, 겐트리의 좌측면상의 개개의 리빙 케이블의 경로를 도시한것이며, 우측면의 도르레 장치는 좌측면에 대칭된다.

본 발명은 상부 지지 구조물과, 로드를 이동시키도록 정렬되어 있는 하부 지지 구조물과, 상부 지지 구조물로부터 하부 지지 구조물을 매다는 6개의 리빙 케이블, 및 상기 리빙 케이블들중 선택적인 것의 상부 구조물과 하부 구조물사이의 유효 길이를 변경시키는 수단을 포함하는 기중기를 제공한다. 리빙 케이블은 각각의 부등변 사각형의 정점에서 상하부 지지 구조물에 기하학적으로 연결되어 있고, 리빙 케이블의 제 1 쌍의 케이블이 하향 방향으로 모아지고, 제 2 쌍의 케이블이 상향 방향으로 모아지고 그리고 제 3 쌍의 케이블이 상하부 구조물에서 리빙 케이블의 제 1 쌍과 제 2 쌍의 대칭 단부 사이에서 연장되도록 리빙 케이블이 정렬된다.

본원 명세서의 전술 및 후술될 '부등변사각형(trapezium)', '사다리꼴(trapezoid)', 및 '등변사다리꼴(regular trapezoid)'은 리빙 장치와 상하부 지지 구조물사이에서 연결하는 정점 위치를 결정하는 (물리적 형태가 아닌) 기하학적 형태에 적용될수 있다.

부등변사각형 : 평행사변형이 아니고 2면이 평행할수도 있거나 그렇지 않을수도 있는 사변형.

사다리꼴 : 한쌍의 평행 면을 갖춘 부등변사각형.

등변사다리꼴 : 2개의 평행면들을 가로지르는 축둘레에서 대칭인 부등변사각형.

상술한바와 같은 리빙 장치를 갖는 기중기는 예정된 방식으로 개개의 리빙 케이블의 길이를 조정함에 의해 상부 지지 구조물과 관련하여 하부 지지 구조물의 위치와 상태의 조정을 제어가능하도록 한다. 리빙 케이블 장치는 모든 케이블이 응력상태에 있을 때 상하부 지지구조물사이에 응력이 존재하여 하부 지지 구조물과 이것에 부착된 로드가 상부 지지 구조물의 운동을 따르게할 것이다.

하부 및 상부 지지 구조물상에서 부등변사각형의 정점에서 리빙 케이블의 연결을 위치시킴에의해, 매달린 컨테이너의 질량 중심이 있는 면적을 최대화하는 것이 가능하여, 질량 편심의 허용가능한 중심을 최대화하도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 리빙 케이블은 상하부 지지 구조물내의 지점에서 기하학적으로 연결되어 있으며, 이것은 각각의 사다리꼴의 정점 및 바람직하게는 각각의 등변사다리꼴의 정점과 일치한다. 바람직하게는, 상부 지지 구조물에서 연결 지점의 위치에 의해 형성된 각각의 사다리꼴은 형태가 유사하고 그리고 바람직하게는 상부 지지 구조물에서 연결 지점에 의해 한정된 면적은 바람직하게는 하부 지지 구조물에서의 연결 지점에 의해 한정된다.

본 발명의 특히 바람직한 형태로는 사다리꼴의 크기는 상부 사다리꼴의 짧은 평행한 측면에서의 정점에서의 거리가 하부 사다리꼴의 보다 짧은 평행한 측면과 동일하도록 되어 있다. 나아가, 하부 사다리꼴의 긴 평행 면의 정점사이의 거리는 보다 짧은 평행 면에서의 정점사이의 거리와 을 더한 것과 동일하도록 선택되며, 여기서 R은 측면 길이가 하부 사다리꼴의 비평행 측면의 정점사이의 거리와 같은 등변 삼각형을 에워싸는 원의 반경이다. 이어서 상부 사다리꼴의 더 긴 평행 면에서의 정점사이에서의 거리는 짧은 평행 면에서 정점사이에서의 거리와 를 더한 거리와 같으며, 하부 사다리꼴의 짧은 평행면은 하부 사다리꼴의 평행 면위에 위치된다.

이들 크기의 제한에 있어서, 다른 직교축 중 하나의 축 둘레로 운동하지 않고서 하나의 축 둘레의 운동이 작용을 받을수 있도록 하는 방식으로 상부 지지 구조물과 관련하여 하부 지지 구조물의 운동을 제어하는 것이 가능하다.

컨테이너를 들어올리는 부두에서 사용되는 기중기에 있어서, 상부 지지 구조물은 기중기의 겐트리 또는 부움 구조물을 따라 왕복 선형 운동을 하도록 정렬된 트롤리를 포함할수도 있다. 하부 지지 구조물은 헤드 블록에 의해 제공될수도 있는데, 이 헤드 블록에는 컨테이너가 스프래더에 의해 연결될수도 있다.

각각의 리빙 케이블의 상하부 지지 구조물사이의 유효 길이를 변경시키는 수단은 각각 리빙 케이블에 대응되는 다수의 호이스트 드럼을 포함할수도 있다. 호이스트 드럼은 개개의 모터 또는 통상적인 모터에 의해 피구동되어 상부 구조물과 관련하여 하부 지지 구조물의 미세 상태 제어를 실행하도록 한다. 후자의 경우에, 전동 장치는 개개의 호이스트 드럼의 다른 운동을 작용시키도록 제공될수도 있으며 이 전동 장치는 기계식 또는 유압식일수도 있다.

선택적으로는, 각각의 리빙 케이블의 상하부 구조물사이의 유효 길이를 변경시키는 수단은 모든 리빙 케이블에 대해 단일 모터 피구동 호이스트 드럼을 포함할수도 있다. 이어서, 각 리빙 케이블의 길이의 개별적 추가 조정을 위해 제공되는 조정 수단이 각 리빙 케이블의 경로에 삽입될 것이다. 바람직하게는, 상기 조정 수단은 전기식, 유압식 및 압축식 작용 램을 포함할 것이다.

호이스트 드럼은 기중기의 상부 지지 구조물상에 설치될수도 있거나 또는 바람직하게는, 상부 지지 구조물에 의해 지지된 매스를 감소시키도록 기중기의 구동 구획부내에 설치될수도 있다.

기중기는 리빙 케이블의 유효 길이를 변경시키는 수단을 조작하도록 제어 명령을 제공하기 위해 정렬된 전기 제어기를 더 포함하여 하부 지지 구조물의 예정된 공간 상태 또는 배향과 관련된 각각의 리빙 케이블의 예정된 길이와 응력을 조정하고 유지하도록 한다.

기중기에는 데카르트 좌표계내에서 상부 지지 구조물과 관련하여 z축이 수직인 x-y-z축에서 하부 지지 구조물의 공간적 위치 및 3차원 배향을 결정하도록 하는 센서 수단이 더 제공될수도 있다. 바람직하게는, 센서 수단에 의해 결정된 상부 지지 구조물과 관련하여 피드 백 수단이 하부 지지 구조물의 공간내에서 위치 및 배향을 전기 제어기에 전달하도록 정렬된다. 전기 제어기는 피드 백 수단에 의해 제공된 피드백 데이터에 응답하여 하부지지 구조물의 위치 및 배향을 미세 조정하도록 정렬될수도 있다.

리빙 케이블의 유효 길이를 변경시키는 수단이 외부에서 가해지는 힘에 자동적으로 대항되도록 제어 피드백 수단에 자동적으로 응답하도록 하는 전기 제어기가 또한 제공될수도 있으며, 외부에서 가해지는 힘으로는 예컨데, 하부 지지 구조물에 의해 지지되는 로드를 받게되는 와인딩 로드를 들 수 있다.

바람직하게는 센서 수단은 하부 지지 구조물상에 배치된 자이로스코프(gyroscope)와 가속도 계기로 구성된 관성 플랫포옴을 구비할수도 있다.

수용 피드백 자료가 로드의 비정상 위치 또는 배향을 지시할 때 리빙 케이블의 길이를 변경시키는 수단에 의해 리빙 케이블의 길이를 자동적으로 조정하도록 하는 전기 제어기가 정렬될수도 있다.

다른 실시예에서 규정한바와 같은 기중기는 리빙 케이블 장치의 증가된 경직성이 로드 요동을 최소화하도록 제공한다.

제안된 리빙 장치는 공간내의 로드를 충분하게 제한되도록 할수 있다. 로드 변위는 리빙 케이블의 탄성 변형을 일으켜서 응력이 가해져 있는 각각의 리빙 케이블의 길이에 의해 결정된 안정된 위치 및 배향에서 로드를 다시 운동시키고 유지하도록 하는 큰 회복력을 결과한다. 또한 상술한 리빙 케이블 장치는 상부 지지 구조물을 운동시키지 않고서 공간내의 로드의 미세 위치 및 상태 제어를 제공하도록 한다.

본 발명은 바람직한 본 발명의 전형적인 실시예의 다음 설명에 의해 충분히 이해될 것이다. 다음 설명은 첨부된 도면과 관련하여 기술하였다.

도면에서 작용상으로 동일한 부품에 대해서는 동일한 부호를 사용하였다.

도 1은 부두에 정박된 선박으로부터 컨테이너를 이동시키고 선박으로 이동시키도록 하는 안벽 겐트리 타입 기중기(10)를 개략적으로 예시한 것이다. 기중기(10)는 타워 구조물(13)을 포함하는데 이것은 y축 방향으로 안벽을 따라 끌려지는 평면에 대해 수직 방향으로 트랙(11)상에서 이동가능하다. 타워 구조물(13)은 레일이 설치된 트롤리(14)를 매단 겐트리(12)를 지지하며 상기 트롤리(14)는 타워 구조물(13)의 운동 축에 대해 수직한 x축의 방향으로 왕복운동시킬수 있다. 6개의 케이블을 포함하는 리빙 설비(18) 및 매달린 헤드 블록(15)('호이스트')은 x-y평면에 대해 수직인 z축을 따라 상하향 운동하도록 하는 트롤리(14)로부터 매달려있다. 호이스트(15)는 트롤리 운동, 타워 운동 및 z축을 따라 리빙 설비(18)의 케이블의 길이를 조정함에 의해 제공된 3개의 이동 자유도를 갖춘다. 선박(예시되지 않았음)에 선적하고 하역하도록 컨테이너(17)에 결합되도록 하는 구조로 된 스프레더(16)가 공지된 방법으로 헤드 블록(15)아래에 배치된다. 하기에 기술될 리빙 장치이외의, 기중기, 이것의 구동 장치 및 제어부 뿐만아니라 특정 성분의 기본적 개념은 널리 공지되어 있어서 더 이상 기술하지는 않았다.

도 2에는 기중기(1)의 겐트리(12)와 리빙 설비(18)을 개략적으로 예시하여 도시하였다. 주로 헤드 블록(15)과 겐트리 트롤리(14)만을 예시하였고 다른 기중기 부품은 명료하게 예시하기 위해 도 2로부터 생략하였다. 한편으로는, 도 3, 4 및 5는 도 1에서 예시된 기중기에서 사용된 겐트리 트롤리(14)와 헤드 블록(15)의 특정 실시예를 보다 상세하게 기술하였다.

도 2에 있어서, 호이스트 케이블 구동 장치의 제 1 형태는 전체 6개의 호이스트 드럼과 각각의 구동부를 구비하고 있다.

번호(22)로 지시된 전체 6개의 리빙 케이블은 리빙 설비(18)를 형성하도록 제공된다. 각각의 케이블(22)의 한 단부는 공지된 방법(예시되지 않았음)으로 부움의 단부에 고정되어, 다른 단부가 각각의 호이스트 드럼(19)상에 수용된다. 3개의 호이스트 드럼(19)은 도 2의 호이스트 케이블 구동 장치에서 겐트리(12)의 각 면상에 정렬된다. 호이스트 드럼(19)은 기어 박스를 구비한 공지된 구동 트레인 설비를 통해 통상적인 모터(20)에 피구동된다. 호이스트 드럼(19)은 각각 또는 동시에 피구동되어 객객의 케이블(22)을 결합하여 또는 분리하여 길게하거나 또는 짧게 하도록 한다.

도 2에 예시된 바와 같은 호이스트 케이블 구동 장치에 대조하여, 도 3의 호이스트 케이블 구동 장치에 있어서, (도 3에 도시되어 있지는 않지만) 6개의 케이블의 모든 단부가 수용되는 공통 호이스트 드럼(19)에 제공된다. 케이블의 다른 단부는 상술한바와 같이 부움의 대칭 단부에 상술한바와 같이 고정된다. 공유 호이스트 드럼(19)은 상부에 정렬되고 자유 말단부에 인접해서 겐트리(12)상에서 지지된다. 호이스트 드럼(19)은 공지된 감소 기어 구동 트레인 설비를 통해 통상적인 모터에 의해 피구동된다. 호이스트 드럼(19)은 단지 개개의 케이블을 결합하여 길게하거나 또는 짧게 하도록 피구동될수있기 때문에, 일반적으로 (25)로 지시된 장치가 제공되며, 이 장치는 이후에 기술될 겐트리 트롤리(14)와 관련하여 헤드 블록의 위치 및 상태 제어를 충분하게 하도록 개개의 리빙 케이블의 길이를 조정하거나 또는 변경시키도록 정렬된다. 케이블의 유효 길이를 변경시키는 조정 장치(25)는 각각의 케이블에 대응하여, 6개의 각 램(26)을 결합하고 있으며, 전기식으로, 유압식으로 또는 압축공기식으로 피구동될수도 있다. 케이블 안내 도르레(27)는 각 케이블을 루핑시키도록 각 램(32)의 왕복 구동 로드상에 설치된다.

특히 도 2 내지 7을 참조로 하여, 리빙 설비(18)의 케이블은 도 2의 부호(30)로 지시된 바와 같이 상부 트롤리(14)에서 그리고 부호(40)로 지시된 바와 같이, 헤드 블록에서 도르레 및 풀리 장치에 의해 이어진다. 도르레 및 풀리 장치는 도 3, 4, 5 및 7에 예시된 트롤리에서 번호(32-325) 및 (521-525) 및 (821-825)에 의해 지시되어있고 도3, 5 및 7의 헤드 블록에서 번호(420-425)로 지시되어 있다. 그러나, 이것은 하기에 더 상세하게 기술될 것이다.

리빙 설비(18)의 기초적인 기하적인 배치를 이해하기 위해서는, 도 6을 참조로 하여야 하며, 도 6은 도 2 및 3에 도시된 바와 같은 기중기를 기하적으로 도시하였다.

도 6에서 알수 있는 바와 같이, 헤드 블록(15)은 등변 사다리꼴(24a, 25a)의 정점(24 및 25)에 의해 각각 트롤리(14)의 지지 평판 또는 구조물에 기하적으로 연결된다. 사다리꼴(24a, 25a)의 짧은 면은 반대 방향으로 대향된다. 하부 사다리꼴(25a)은 상부 사다리꼴(24a)보다 작다. 예를들어 도 7에 예시되어 있고 실제 공간에 의해 야기된 제한성이 예시된 작용 리빙 설비와 관련하여 물리적 리빙 케이블(22)을 매단 물리적 안내 도르레를 설치함에 있어서, 케이블들이 도 6에 예시된 사다리꼴(24a, 25a)의 정점에 물리적으로 가능한한 인접하여 일치하도록 하는 방식으로 상부 트롤리(14)와 헤드 블록(15)의 지지 구조물상에 설치될 것이다.

리빙 케이블(220 및 221)의 제 1 쌍은 분기 경로내에서 하부 사다리꼴(25a)의 보다 짧은 평행 면의 코너 지점으로부터 상부 사다리꼴(24a)의 보다 긴 평행 면의 코너 지점(24)을 향해 뻗어있다. 도 7에 예시된바와 같은 물리적 리빙 설비에 있어서, 각각의 케이블은 후술될 각각의 상하부 지지 구조물상에서 각각의 도르레(320 내지 325) 및 (420 내지 425)둘레에서 안내된 케이블 당 2개의 폴(fall)들을 구비한다. 리빙 케이블(222 및 223)의 제 2 쌍은 집중 경로내에서 하부 사다리꼴(25a)의 보다 긴 평행 면의 코너 지점(25)으로부터 상부 사다리꼴(24a)의 보다 짧은 평행 면의 코너 지점(24)을 향해 뻗어있다. 리빙 케이블(224 및 225)의 제 3 쌍은 상하부 사다리꼴(24a 및 25a)의 코너 지점(24 및 25)에서 제 1 및 제 2 쌍의 리빙 케이블(220, 221 및 222, 223)의 각각의 대칭되는 하부와 상부 단부사이에서 뻗어있다. 다른 말로, 리빙 케이블(224 및 225)의 제 3 쌍은 각각 하부 및 상부 사다리꼴(24a 및 25a)의 보다 긴 평행 면의 코너 지점(25 및 24)사이에서 뻗어있다. 도 6에서 잘 알수 있겠지만, 리빙 케이블(220 내지 225)는 상하부 사다리꼴(24a 및 24b)사이에서 서로 교차하지 않으며 리빙 케이블(220 내지 225)중의 2개는 서로 평행하여 연장하지는 않는다.

예상할수 있겠지만, 사다리꼴의 비 평행면과 동일한 면 길이를 갖는 등변 삼각형을 에워싸는 원의 반경 값을 제공함에 의해 그리고 더 짧은 평행면의 길이를 제공함에 의해 등변사다리꼴의 기하학적 형태를 전체적으로 형성하는 것이 가능하며, 보다 긴 평행면의 길이 값은 비평행면에 짧은 평행면을 더한 길이와 같다. 예시한 바람직한 기하학적 설비에서와 같이, 만약, 하부 및 상부 사다리꼴이 등변이라면, 상부 사다리꼴은 하부 사다리꼴의 보다 짧은 평행면과 길이가 같은 보다 짧은 평행면에 의해 그리고 하부 삼각형보다 더 큰 면적을 갖는 등변 삼각형의 반경에 의해 균등하게 형성될수 있다. 이에따라, 도 6에는 정점들(2Sp)사이의 보다 짧은 측면 거리 뿐만아니라 각각 하부 및 상부 사다리꼴에서 형성된 원의 각각의 반경a 및 b가 지시되어 있다.

이들 크기 제한에 있어서, 헤드 블록(15)과 트롤리(14)사이의 리빙 케이블(220 내지 225)의 유효 길이는 헤드 블록(15) 및 트롤리(14)가 서로 평행하게 수평 위치에 있을 때 동일할 것이다.

예시된 리빙 설비는 x, y, z 방향에서 그리고 x, y, z축둘레에서 트롤리(14)와 관련하여 헤드 블록(15)의 제한을 안정하게 하고 제어가능하게 하며, 이것은 각각, 롤링, 피칭, 및 요우잉과 관련된다.

보다 상세하게는, 도 7에 예시된 바와 같은 실제 설비를 물리적으로 구현함에 의해 도 6의 리빙 장치(18)는 대칭되는 리빙 설비이며, 본 발명에 있어서, 이것은 모든 케이블이 동일한 양만큼씩 짧아 지게 될 때, x- 및 y-축을 따라 컨테이너(17)의 위치를 변경시키지 않고서 또는 x-, y- 및 z-축의 배향 또는 상태(롤, 피치 및 요우잉)를 변경시키지 않고서, 부착된 하부 헤드 블록(15) 및 컨테이너(17)은 트롤리(14)와 관련하여 z-축을 따라 상승하고 하강될 것이다. 한편으로는, 하나 이상의 리빙 케이블(220 내지 225)을 짧게 하거나 또는 길게함에 의해, 그리고 다른 케이블에서는 응력을 유지하거나 또는 조정함에 의해, 트롤리(14)와 관련하여 헤드 블록(15)의 위치 및 상태에서 제어되고 예정된 변경을 유도하고 그리고 이러한 위치 및 상태를 유지하는 것이 가능하며, 한편으로는 상술한바와 같이, 전체적으로 기중기(10)를 이동시키거나 또는 겐트리(12)를 따라 트롤리(14)를 이동시킨다.

후자 타입의 조정은 전체적인 위치 조정을 하는데 사용되며 반면에 전자 타입의 조정은 트롤리(14)를 이동시키지 않고서 컨테이너를 미세조정하도록 하는데 사용될수 있다.

공간에서의 2개의 사다리꼴의 8개의 정점사이의 기하학적 관계와 상부 사다리꼴(즉 트롤리과 관련된 헤드 블록의 상대 운동)과 관련한 하부 사다리꼴의 상대 운동을 반영하는 기초 방정식을 제공하는 것이 가능하다. 도 6과 관련하여, 직교 좌표계 x, y, z의 원점이 반경이 b인 상부 원의 중앙에 위치되고, 반경 b는 Sp와 함께 상부 사다리꼴을 형성하고 그리고 하부 사다리꼴의 공간적 배향이 오일러(Euler)Φ,θ 및 Ψdp 의해 한정되고, 이것이 각각 하부 데카르트 좌표계의 i, j, k축 둘레로 회전 상태를 제공하고, 상기 좌표계가 하부 사다리꼴의 반경이 a인 원의 중심에서 하부 사다리꼴과 관련하여 고정된다면, 오일러 각의 함수로서 리빙 케이블(220 내지 225)의 각각의 유효 길이 i, 사다리꼴의 기하학적 파라메터 a, b, 및 Sp 및 상부 데카르트 좌표계 x, y, 및 z와 관련된 하부 데카르트 좌표계 i, j, k의 중앙의 변위에 대한 방정식을 제공하는 것이 가능하다.

이들 방정식은 다음과 같이 주어진다.

회 전	로봇 항목	선적 항목
xyz	롤피치요우잉	균형경사휨

회전	기호
Ijk	ΦθΨ

오일러 각은 x, y, 및 z 축 둘레의 롤, 피치 및 요우잉 각과 동일하지 않지만, 공지된 동차 변환식에 의해 용이하게 연관시킬 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 또한, 상술한 기하학적 방정식은 모든 6개의 케이블 (220 내지 225)가 응력 상태에 있을 때, 단지 케이블 길이만을 결정하는데 사용되어야 하며, 또한 헤드 블록(15)은 상부 트롤리(14)와 관련하여 충분하게 제한되지 않는다는 것이 중요하다.

또한, 작용 호이스트 케이블 구동 제어기에서 기초 기하적 방정식을 실행하기 위해서는, 설치를 고려할 때 보정 변수가 도입되어야 하며, 이것은 사다리꼴의 정점에서 이상적인 배치로부터의 도르레의 크기 및 이들의 위치 및 변위를 고려하여야만 한다. 그러나, 이것은 본 발명의 기술을 요하지 않는 통상적인 것이다.

일반적으로 상술한 방정식이 주어지지만, 상술한바와 같이, 호이스트 조작을 하는 동안 헤드 블록의 평면 운동으로부터 벗어나는 경우에 기하학적 설비에 b=2a를 선택할수 있다는 것이 중요하다.

예를들어 기중기를 조작함에 있어서, 단지 각각의 제 1 리빙 케이블 쌍(220 및 221)을 균등한 양으로 길게 함에 의해, 단지 하부 사다리꼴(25a)의 긴 팽행 면 둘레에서만 컨테이너가 피치 운동되도록 한다. 동시에, 만약 제 2 및 제 3 케이블 쌍(222, 223 및 224)가 제 1 쌍의 리빙 케이블(220 및 221)보다 작은 양으로 짧게 된다면, 이것은 z축을 따라 헤드 블록(15)와 여기에 부착된 컨테이너를 상승하게 하고 기술된 바와 같이 헤드 블록(15)이 동시에 피칭되도록 한다.

이에따라, 트롤리(14)와 관련된 헤드 블록(15)의 위치 및 상태는 트롤리(14)와 헤드 블록(15)사이의 개개의 리빙 케이블(220 내지 225)의 길이를 적절하게 조정함에 의해 충분히 제어될 수 있으며, 리빙 케이블(220 내지 225)에 의해 헤드 블록(15)에 가해진 힘과 모멘트는 개개의 케이블상에 적용된 작용 응력을 대응 조정함에 의해 충분히 제어될수 있다.

상기한 바에 의해 명백해졌지만, 도 6에 예시된 바와 같은 대칭 리빙 장치(18)는 도 3에 예시되고 상술한바와 같은 단일의 호이스팅 드럼 개념을 이행하도록 한다. 이에따라, 모든 6개의 리빙 케이블(220 내지 225)의 자유 단부는 공유 호이스팅 드럼상에 수용되어 z축을 따라, 공동의 또는 편차가 없는 호이스팅 운동을 보장하도록 한다. 교체가능한 도르레(27)를 갖춘 개개의 램(26)이 각각의 리빙 케이블(220 내지 225)의 경로내에 정렬되어 작용 케이블 경로를 짧게 하거나 또는 길게하도록 하는 장치를 제공하여 x, y축 위치에 대해 헤드 블록(15)의 피치, 롤 및 요우잉 배향 조정을 하도록 개개의 리빙 케이블의 길이를 변경시킨다. 도 2에 예시된 호이스트 드라이브의 실시예는 2개의 구조 장치를 사용하며 이것은 개개이 리빙 케이블(22)에 대해 개개의 호이스트 드럼(19)을 사용하여, 3개는 겐트리(12)의 각 면상에 정렬되어 있고 그리고 각각의 3개의 드럼 그룹에 대해 2개의 모터(10)를 사용한다.

구동부 및 장치를 조작하도록 하는 작용 제어 장치는 상술한 방정식을 이용하여 개개의 수용 케이블의 유효 길이를 변경시켜서 트롤리(14)와 관련하여 헤드 블록(15)의 필요한 운동을 하도록 하며 이러한 작용은 공지된 제어기 기술을 사용하여 수행될수 있으며 더 설명하지는 않을 것이다.

또한 등변사다리꼴(24a 및 25a)의 정점과 가능한 가깝게 일치하도록 트롤리(14)와 헤드 블록(15)상에서 리빙 케이블(222 내지 225)의 연결 지점을 위치시켜서 전체적으로 호이스트의 경직성 증가시켜서 컨테이너의 기하학적 중심과 일치하지 않는 매스의 중심을 갖는 컨테이너(17)를 안정하게 전달하도록 한다. 다른 말로는, 컨테이너의 매스의 중심이 포함되어 있는 허용 면적이 하부 사다리꼴(25a)내에 위치되도록 증가되어, 매스의 편심성의 중심을 더 크게 허용하도록 하며, 트롤리(14)와 관련하여 헤드 블록(15)의 위치를 안정하게 제어하도록 한다.

트롤리 지지 평판(14)과 헤드 블록(15)상의 등변사다리꼴(24a 및 25a)의 짧은 평행 면의 정점에서 리빙 케이블에 대한 연결 지점사의의 작용 이격 거리(트롤리 지지 평판과 헤드 블록상의 이격 거리는 도 6에서 2Sp로 예시하였다)는 y축의 방향으로 트롤리(14)의 최대 허용크기를 토대로 선택될수 있다(도 2 및 3 참조). 예를들어, 트롤리 폭이 5.0m인 경우에, 만약 이격 거리가 12.0m가 되도록 선택된다면, 12m의 컨테이너에 대해 대략 10%의 매스의 중심의 편심을 허용하도록 한다. 이 값은 본원의 서두의 도입부에 언급한 내용내에 있다. 이 허용가능한 편심성은 6m의 트롤리 폭에 대해 15%로 증가하는데 이것은 이격 거리를 2.2m로 증가시키는 것이 가능하기 때문이다.

상술한 리빙 장치의 주요한 장점 중 하나는 기중기가 트롤리가 운동되지 않고서 헤드 블록( 및 로드)의 위치(3차원에서의 위치 및 배향)를 변경시키는 능력을 갖도록 하며, 즉 미세 위치 및 상태 제어를 할수있도록 한다. 이것은 호이스트 모터 또는 램 장치(상기에 도시함)를 독립적으로 조작함에 의해 리빙 케이블 길이를 변경시켜서 헤드 블록을 매단 개개의 케이블의 길이를 변경시키도록 한다. (z축을 따라)트롤리와 헤드 블록의 높이의 고정된 위치에서 로드의 x(겐트리 기중기를 따름) 및 y(안벽 기중기를 따름)운동의 가능한 회전 운동은 리빙 장치의 기하학적 형태에 의해 조정된다. 트롤리(14)로부터 헤드 블록(15)으로의 호이스트 높이를 30m로 가정한다면, 헤드 블록의 y 및 x 운동에 대한 범위는 각각 0 내지 약 1.2m 및 0 내지 약 1m이다. 고정된 트롤리 위치에서 헤드 블록의 상태 또는 위치를 변경시키지 않고서 약 ±35°만큼 수직 z축 둘레에서 로드를 회전시키는 것이 가능하다.

도 6에 예시된 바와 같은 기하학적 연결부를 결합한 도 1의 겐트리 타입의 기중기용 리빙 장치는 도해식 방식으로 예시하였다. 헤드 블록과 트롤리는 명료하게 예시할 목적으로 생략하였지만, 헤드 블록과 트롤리 지지 플랫포옴상의 도르레 및 풀리는 실제 리빙 설비의 이해를 돕기위해 각각의 사다리꼴의 정점과 일치하도록 부분적으로 예시하였다. 도 6의 동일한 참조 부호는 헤드 블록과 트롤리사이의 물리적 리빙 케이블 폴을 언급하도록 도 7에서 사용하였다. 도 2를 참조로 상술한 바와 같이, 6개의 케이블(220 내지 225)은 겐트리의 부움 단부에 고정된다. 리빙 케이블(220 내지 225)의 다른 3개의 단부는 도 2 및 3에서 이미 기술한바와 같은 방식으로 개개의 호이스트 또는 윈치 또는 공유 호이스트 드럼상에 수용된다. 리빙 케이블(220 및 221)의 제 1 쌍의 케이블은 겐트리의 반대측면상에서 각각 겐트리를 따라 이어진다. 케이블(220 및 221)은 도르레 및 풀리 장치에 들어가서 트롤리상에서 각각의 안내 도르레(320 및 321)와 결합하며 헤드 블록(15)을 향해 지향되며, 이들은 사다리꼴(도 5 참조)의 보다 작은 평행 면의 단부에 위치된 각각의 복귀 도르레(420 및 421)와 결합되어 트롤리에 복귀되어 호이스트에서 벗어나도록 안내 도르레(320 및 321)와 각각 관련된 제 2 안내 도르레(도시되지 않았음)에 의해 지향되도록 한다. 제 1쌍(220 및 221)의 각 케이블의 입구부 및 출구부는 겐트리의 동일 측면상에 있다.

겐트리의 한측면을 따라 이어지는 제 2 쌍(222 및 223)의 리빙 케이블은 도르레 및 풀리 장치에 들어간다. 케이블(222 및 223)은 (상부 사다리꼴의 짧은 평행 측면의 단부에 위치된) 안내 도르레(322 및 323)를 거쳐서 각각의 편향된 풀리(522 및 523)를 통해서 헤드 블록상에서 각각 복귀 도르레(422 및 423)를 향해 통과된다. 케이블(222 및 223)은 각각의 제 2 안내 도르레(예시되지 않았음)와 결합되도록 동일 경로상에서 복귀되며, 이 도르레는 이들이 각각의 편향 풀리(522' 및 523')에 의해 대칭 겐트리 측면으로 편향되도록 통과되는 곳으로부터 안내 도르레(322 및 323)와 연관된다. 이에따라, 제 2 쌍의 케이블(222 및 223)의 입구부와 출구부는 겐트리의 대칭면상에 있다.

제 3 쌍의 리빙 케이블(224 및 225)은 겐트리의 각 면상에서 이어지고 그리고 도르레와 풀리 장치에 들어가서 상부 사다리꼴의 보다 긴 평행면의 단부상에 위치된 각각의 안내 도르레(324 및 325)에 결합하도록 한다. 이것으로부터, 케이블(224 및 225)은 하부 사다리꼴(도 5 참조)의 보다 긴 평행 면의 단부에서 배열된 각각의 복귀 도르레(424 및 425)로 이어진다. 이후에, 케이블(224 및 225)는 안내 도르레(324 및 325)와 관련된 제 2 안내 도르레를 향해 동일한 경로를 따라 복귀되며, 이들은 부움을 향해 벗어나도록 편향된다. 또한, 각각의 케이블(224 및 225)의 입구부 및 출구부는 겐트리의 동일면상에 있다.

호이스트 장치(리빙 설비(18) 및 헤드 블록(15)은 센서 장치(26)를 더 포함하며, 이 센서 장치(26)는 헤드 블록(15)의 위치를 정확하게 결정하도록 하고 이에따라 트롤리(14)와 관련하여, 헤드 블록(15)에 의해 매달린 컨테이너(17)을 정확하게 결정할수 있도록 한다. 이에따라, 도 7의 참조 부호(29)에서 지시된 바와 같은 한 셋트의 관성 센서가 헤드 블록(15)상에 설치된다. 이들 센서로는 3개의 자이로스코프와 3축 가속도 계기(또는 사로 수직하게 정렬된 3축 가속도 계기)를 들수있으며, 이들은 3개의 직교 방향 x, y, z으로 헤드 블록(15)의 각속도 및 선형 가속도를 측정하도록 하고 그리고 2개의 경사 센서는 수평 x-y평면과 관련하여 로드의 방향을 측정하도록 한다. 센서에 의한 이러한 자료는 트롤리(14)와 관련하여 헤드 블록(15)의 위치 및 상태를 계산하는데 사용될 수 있다. 이 자료는 트롤리(14)와 호이스트 드라이브를 구동시키는데 사용되는 제어 알고리즘이 결합될수 있어서 로드 요동을 최소화하고 호이스트 장치에 의해 매달린 컨테이너를 정확하게 위치시키도록 한다. 또한, 이들 자료는 기중기 조작자를 보조하는데 사용되어 선적하거나 또는 하역하고자 하는 컨테이너를 결합시키도록 헤드 블록을 조종하도록 한다.

도 7에서, 각각의 리빙 케이블 쌍의 가동을 명료하게 예시하기 위해서, 소위 제 2 안내 도르레의 설명을 생략하였으며, 상술한바와 같이 사용되는 제 2 안내 도르레는 안내 도르레를 2개의 도르레로 분리하며 상기 도르레 디스크는 유입 케이블을 편향시켜서 하향 방향으로 헤드 블록 복귀 도르레를 향해 이어지도록 하고 그밖에도 이어져 오는 케이블을 안내하여 트롤리의 도르레 및 풀리 장치에서 벗어나서 케이스와 같이 부움 단부 또는 호이스팅 드럼을 향해 이어진다.

상술한 내용은 도 4 및 도 8을 참조하여 보다 더 용이하게 이해할수 있으며, 도르레와 풀리의 실제 장치는 상부 겐트리 트롤리(14)상에서 호이스팅 케이블을 안내하고 편향시키는데 사용되는 것이 예시되어 있다. 예시된 도르레와 풀리 장치는 이미 도 7에 기술된 바와 같은 것과는 약간 다르고, 도르레와 풀리 장치로의 리빙 케이블의 입구 및 출구는 항상 겐트리의 동일면상에 있다. 즉, 제 2 쌍의 리빙 케이블과 관련된 상술한 바와 같이 이어지는 케이블의 교차(crossover)는 발생하지 않는다. 도 4에 예시된 바와 같은 실제 겐트리 트롤리(14)는 x 방향으로 뻗어있는 길이 방향축 둘레로 거울 대칭형이며, 이어서 좌측면에 예시된 도르레와 풀리 장치상에서 이어지는 리빙 케이블은 우측면에 예시된 바와 같은 거울 대칭형이다.

도 4에서 알수 있는 바와 같이, 겐트리 트롤리(14)는 2개의 주요 지지 비임 또는 박스(142)와 결합되고 또한 이들은 각각 대칭 단부에서 하나의 케리지(144)를 지지하고 있으며, 이 케리지에 의해 트롤리는 겐트리(12)의 안내 비임상에서 지지되어 갠트리 연장부를 따라 축 x의 방향으로 전달 이동시키도록 한다. 전체 4개의 하향되어 뻗어있는 지지 아암(146)은 2개의 지지 플랫포옴 반쪽부(140)를 지지 비임(142)의 각각의 하나에 결합시킨다. 지지 형태부(140)의 밑면에 배치된 2개의 버팀 비임(148)은 필요 구조 강도를 제공하도록 트롤리 구조물을 브레이즈(braise)시키고 상호 연결시킨다.

안내 도르레와 편향 및 안내 풀리의 장치는 (30)으로 지시하였다. 일부 풀리 및 도르레는 수평으로 뻗어있는 축둘레에서 그리고 일부는 각각의 설치 아암상에서 수직 축 둘레에서 회전되도록 지지되며, 2개는 전형적으로 (31)로 지시되어 있으며, 이것은 상술한 기하학적 리빙 설비에 의해 실행되는 장치에서 지지 플랫포옴(140)상에서 단단히 설치되며 케이블 이음의 충돌을 피할 필요성이 있다.

트롤리 구조물과는 대조적으로, 도 5에 예시된 헤드 블록(15)은 평판 부재(152)를 지지하는 다수의 버팀목 및 비임(150)으로 구성된 단순한 지지 구조물이며, 상기 평판 부재는 그 자체가 상술한바와 같은 사다리꼴 장치에 제공된 복귀 도르레(420-425)용 베어링을 지지한다.

도 4에서, 예시되어 있지는 않지만, 3개쌍의 케이블의 각각의 리빙 케이블은 좌측면에서 이어지고 다른 3개 쌍의 3개의 케이블은 트롤리(14)의 풀리 및 도르레 장치를 통해 우측면에서 이어진다. 이것은 도 8을 참조로 더 용이하게 이해될 것이다. 트롤리의 좌측면에 수용된 케이블 이음의 거의 전체를 예시하고 있다. 장치를 시각적으로 나타내도록 명료성을 위해 실제 지지 플랫포옴(140)은 생략하였으며 지지 플랫포옴의 하부 부품상의 안내 풀리 장치 및 회전되도록 설치된 지지 플랫포옴의 상부 부품상의 풀리 및 도르레의 장치를 도시하고 있다. 지지 플랫포옴(140)의 하부 부품상에 배치된 모든 안내 풀리는 6을 백단위로 하였고, 상기 지지 플랫포옴의 상부상에 정렬된 편향 풀리는 5를 백단위로 하였고, 그리고 하향 방향으로 리빙 케이블을 향하도록 하고 예시되지 않은 블록 헤드로부터 이어지는 복귀 케이블을 수용하는 안내 도르레는 3을 백단위로 하였다. 나머지 2개 숫자는 개개의 도르레와 풀리를 구별하는데 사용되며 개개의 리빙 케이블(221, 223 및 225)을 식별하도록 하는데 사용되는 참조 번호의 마지막 2자리 숫자에 대응한다.

3개의 리빙 케이블(221, 223, 및 225)은 당김 평면의 하부 우측면으로부터 도르레와 풀리 장치에 들어가고 상부 좌측 코너를 향해 장치를 벗어난다. 이에따라, 리빙 케이블(221)은 트롤리의 하부 측면으로부터 들어가서 안내 풀리(621)과 맞물리고 이 풀리로부터 케이블은 안내 도르레(321)에 의해 직접 수용되는 지지 평판의 상부 부분을 향해 통과되며 그리고 헤드 블록을 향해 하향되도록 지향된다. 도 8에 개략적으로 예시함으로 인해, 명백하지는 않지만, 안내 도르레(321)는 도 7에 예시된것과 유사한 방식으로 상부 사다리꼴의 보다 긴 평행 측면의 정점 근처에서 정렬된다는 것을 이해할 수 있다. 리빙 케이블(221)은 도 5에 예시된 바와 같이 헤드 블록의 복귀 도르레(421)상에서 수용되고 그리고 안내 도르레(321')에서 수용되도록 상향 방향으로 복귀되며, 이것은 도 7과 관련하여 상술한바와 같이, 제 2 안내 도르레로 지칭한다. 이어서 리빙 케이블(221)은 안내 풀리(521)을 통해 통과되고 상기 케이블은 트롤리의 하부 측면상에 정렬된 예시되어 있지는 않지만 또 다른 안내 풀리로 편향되어 상술한 개략적인 방식으로 장치로부터 벗어난다.

리빙 케이블(223)은 상향 방향에서 안내 도르레로 지향된 하부 안내 풀리(623)에서 편향되도록 장치에 들어가며, 상기 도르레로부터 리빙 케이블(223)은 헤브 블록을 향해 하향되어 이어진다. 케이블(223)은 상향 방향에서 이어져서 안내 도르레(323')에서 수용되도록 복귀되며, 상기 안내 도르레로부터 상기 케이블은 다시 안내 풀리(623')를 낮추도록 하향으로 지향되며 연속해서 예시된 왼쪽 편 코너를 향해 풀리 장치에서 벗어나도록 방향이 다시 조정된다. 안내 도르레(323)는 상부 부등변사각형의 짧은 측면의 정점 근처에서 위치된다.

최종적으로, 리빙 케이블(225)은 하부 안내 풀리(625)와 결합하도록 풀리 장치에 들어가서 트롤리의 상부 측면에 통과되도록 하고 그리고 안내 풀리(525)와 결합된다. 리빙 케이블(225)은 안내 풀리(525')로 통과되며 이 풀리는 수직 방향으로 뻗어있는 회전 축을 갖추고 있다. 리빙 케이블(225)은 안내 도르레(325)를 향해 편향되어 헤드 블록에서 복귀 도르레(425)를 향해 하향방향으로 지향되며 상기 헤드 블록으로부터 케이블은 상향 방향으로 복귀되어 안내 도르레(325')와 결합되도록 한다. 이에따라, 리빙 케이블(225)은 편향 풀리(525''')를 향해 수평 회전 안내 풀리(525")에 의해 편향되며, 상기 편향 풀리는 예시되지는 않은 방식으로 케이블을 트롤리의 하부 부분으로 향하도록 하며 이것은 예시되지 않은 하부 안내 풀리와 결합하여 도르레 장치로부터 벗어난다.

기중기의 실시예에 있어서 상술한 리빙 설비는 트롤리(14)와 관련하여 헤드 블록(15)를 안정하고 제어된 조정을 하도록 한다. 이에따라, 트롤리(14)와 이것에 매달린 헤드 블록(15)의 전체 위치 조정이 달성될 때 헤드 블록(15)의 미세 위치 조정이 이루어져서 컨테이너를 픽업하도록 한다. 또한 제안된 리빙 장치(18)는 반 요동 작용 및 댐핑 제어를 위한 가능성을 제공하는데, 이것은 리빙 장치(18)가 로드 요동을 유도하게하는 힘에 직면하도록 안정되고, 예정된 방식에 응답하도록 조정될 수 있다.

최종적으로, 상술한 리빙 케이블 설비는 리빙 케이블 당 2개의 폴을 갖추고 있는 것으로 예시하였지만, 기중기의 부움 단부 대신에 헤드 블록상에서 적절한 설치부상에서 작용되도록 단단하게 수용되는 기중기의 다른 실시예를 예상할수 있다. 이에따라, 도르레 및 풀리 장치는 크게 단순화 시킬수 있으며 케이블 당 단지 하나의 폴이 상부 지지 구조물과 블록사이에 존재할 수 있다.

Claims (16)

1. 상부 지지 구조물과, 로드를 매달도록 정렬되어 있는 하부 지지 구조물과, 상기 상부 지지 구조물로부터 하부 지지 구조물을 매달고 있는 6개의 리빙 케이블과, 그리고 상기 리빙 케이블중 선택된 케이블의 상부와 하부 지지 구조물 사이의 유효 길이를 변경시키도록 하는 수단을 포함하고 있는 기중기로서,

   상기 리빙 케이블은 각각의 부등변사각형의 정점에서 상부와 하부 구조물에 각각 기하적으로 연결되어 있으며, 상기 리빙 케이블의 제 1 쌍의 케이블이 하향 방향으로 모아지고 제 2 쌍의 케이블이 상향 방향으로 모아지고 그리고 제 3 쌍의 케이블이 상부와 하부 구조물에서 상기 제 1 및 제 2 쌍의 대칭 단부들사이에서 연장하도록 상기 리빙 케이블이 정렬되어 있는 기중기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 리빙 케이블이 사다리꼴의 정점과 일치하도록 상부 및 하부 지지 구조물내의 지점에서 기하학적으로 연결되어 있는 기중기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 리빙 케이블이 등변사다리꼴의 정점과 일치하도록 상부 및 하부 지지 구조물내의 지점에서 기하학적으로 연결되어 있는 기중기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 상기 상부 지지 구조물에서 기하학적 연결 지점에 의해 형성된 부등변사각형의 면적이 상기 하부 지지 구조물에서 기하학적 연결 지점에 의해 형성된 부등변사각형의 면적 보다 더 큰 기중기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한항에 있어서, 상기 리빙 장치는 등변사각형의 정점과 일치하는 상부 및 하부 지지 구조물내의 지점에서 기하학적으로 연결되어 있고, 상기 상부 및 하부 사다리꼴의 짧은 평행 측면에서의 정점사이의 거리가 동일하며, 상기 하부 사다리꼴의 보다 긴 평형면에서의 정점들사이의 거리가 짧은 평행면에서 정점들사이의 거리에 을 더한 거리와 동일하고, R이 측면 길이가 하부 사다리꼴의 비평행 측면의 정점사이의 거리가 같은 등변 삼각형을 에워싸는 원의 반경이며, 그리고 상기 상부 사다리꼴의 평행 측면에서 정점사이의 거리가 짧은 평행 측면에서의 정점사이에 거리에 2 을 더한 거리와 동일한 기중기.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한항에 있어서, 상기 기중기는 상기 컨테이너를 끌어올리는 겐트리 타입의 기중기로 정렬되어 있고, 상기 상부 지지 구조물이 상기 기중기의 켄트리 또는 부움 구조물을 따라 선형 왕복 운동을 하도록 정렬되어 있는 트롤리를 포함하고 있으며, 상기 하부 지지 구조물이 상기 컨테이너가 스프레더에 의해 연결될수도 있는 헤드 블록을 포함하고 있는 기중기.
7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한항에 있어서, 상기 상부 및 하부 지지 구조물사이의 각각의 리빙 케이블의 유효 길이를 변경시키는 수단이 각각의 리빙 케이블에 대응되어 있는 다수의 호이스트 드럼을 포함하고 있는 기중기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 호이스트 드럼이 개별 모터 또는 공유 모터에 의해 피구동되어 상기 상부 지지 구조물과 관련하여 상기 하부 지지 구조물의 미세 상태 제어를 수행하도록 하며, 개개의 상기 호이스트 드럼이 다른 운동을 하도록 하는 전달 장치가 제공되어 있는 기중기.
9. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한항에 있어서, 상기 상부와 하부 지지 구조물사이의 각각의 상기 리빙 케이블의 유효 길이를 변경시키는 수단이 모든 리빙 케이블에 대한 단일 모터 피구동 호이스트 드럼 및 각각의 상기 리빙 케이블의 경로내에 정렬된 조정 수단을 포함하고 있으며, 상기 조정 수단은 각각의 리빙 케이블의 길이를 개별적으로 추가로 조정하도록 되어 있는 기중기.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 조정 수단이 전기식, 유압식, 또는 압축 공기식 램과 케이블 안내 엘레먼트를 구비하고 있는 기중기.
11. 제 8 항, 제 9 항 또는 제 10 항중 어느 한항에 있어서, 상기 리빙 케이블의 유효 길이를 변경시키는 수단상에서 기하학적 방정식에 따라 조작되도록 제어 명령을 제공하도록 정렬된 전기 제어기를 더 포함하여, 공간 상태와 관련하여 각각의 상기 리빙 케이블내의 예정된 길이와 응력을 조정하고 유지하도록 하며, 상기 방정식은 하부 지지 구조물의 3차원 배향 또는 공간 상태를 하부 및 상부 지지 구조물에서 사다리꼴의 정점사이에서 작용 거리에 연결시키도록 설정되어 있는 기중기.
12. 제 11 항에 있어서, 상부 지지 구조물과 관련하여 하부 지지 구조물의 3차원 배향과 공간 위치를 결정하도록 하는 센서 수단을 더 포함하고 있는 기중기.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 상부 지지 구조물과 관련된 상기 하부 지지 구조물의 공간내의 위치 및 배향을 전기 제어기에 전송하도록 정렬된 피드백 수단을 더 포함하고 있으며, 상기 전기 제어기는 피드백 수단에 의해 제공된 피드백 데이터에 응답하여 상기 하부 지지 구조물의 위치 및 배향을 미세 조정하도록 정렬되어 있는 기중기.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 전기 제어기가 피드백 수단에 자동적으로 응답하도록 정렬되어 있어서 상기 리빙 케이블의 유효 길이를 변경시키는 수단이 하부 지지 구조물에 의해 가해지는 로드가 받게되는 외력에 자동적으로 대항되도록 조작되는 기중기.
15. 제 12 항, 제 13 항, 또는 제 14 항에 있어서, 상기 센서 수단이 상기 하부 지지 구조물상에 배치된 자이로스코프와 가속도 계기로 구성된 관성 플랫포옴을 구비하고 있는 기중기.
16. 제 14 항 내지 제 15 항중 어느 한항에 있어서, 상기 로드의 비정상 위치 또는 배향을 지시하는 피드백 자료를 수용할 때 상기 전기 제어기가 상기 리빙 케이블의 유효 길이를 변경시키도록 하는 수단을 통해 상기 리빙 케이블의 길이를 자동으로 조정하도록 정렬되어 있는 기중기.