KR20150066744A - 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치 및 로딩암 자동 타게팅 방법 그리고 이를 구비한 액상화물 하역 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액상화물 하역시 로딩암과 배관을 자동 타게팅으로 신속하고 안전하게 결속시킬 수 있고, 정밀 체결에 의한 로딩암 손상을 최소화할 수 있으며, 완전 자동화를 통해 운용 인력을 필요로 하지 않는 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치 및 로딩암 자동 타게팅 방법 그리고 액상화물 하역 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 이송 배관에 결속될 로딩암을 타게팅하기 위한 장치에 있어서, 상기 로딩암에 형성하는 로딩암 결속바디; 상기 이송배관의 단부에 형성되는 이송배관 결속바디; 상기 로딩암 결속바디에 구비되고, 상기 이송 배관에 대한 위치와 거리를 검출하는 자동 타게팅 수단; 상기 이송배관 결속바디에 구비되어 상기 자동 타게팅 수단을 유도하는 자동 타게팅 유도수단; 및 상기 자동 타게팅 수단의 검출값에 근거하여 상기 로딩암을 구동시키도록 제어하는 제어부를 포함하는 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 이송 배관에 결속될 로딩암을 타게팅하기 위한 장치에 있어서, 상기 로딩암에 형성하는 로딩암 결속바디; 상기 이송배관의 단부에 형성되는 이송배관 결속바디; 상기 로딩암 결속바디에 구비되고, 상기 이송 배관에 대한 위치와 거리를 검출하는 자동 타게팅 수단; 상기 이송배관 결속바디에 구비되어 상기 자동 타게팅 수단을 유도하는 자동 타게팅 유도수단; 및 상기 자동 타게팅 수단의 검출값에 근거하여 상기 로딩암을 구동시키도록 제어하는 제어부를 포함하는 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치가 제공된다.
Description
본 발명은 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치 및 로딩암 자동 타게팅 방법 그리고 이를 구비한 액상화물 하역 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액상화물 하역시 로딩암과 배관을 자동 타게팅으로 신속하고 안전하게 결속시킬 수 있고, 정밀 체결에 의한 로딩암 손상을 최소화할 수 있으며, 완전 자동화를 통해 운용 인력을 필요로 하지 않는 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치 및 로딩암 자동 타게팅 방법 그리고 액상화물 하역 시스템에 관한 것이다.
액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스(Natural Gas, 이하 "NG"라 함)를 약 -162℃로 Gas, 이하 "NG"라 함)를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, NG와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 갖는다. 따라서, NG의 이송 시 LNG로 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있으며, 일 예로 LNG를 해상으로 수송(운반)할 수 있는 LNG 운반선이 사용되고 있다.
최근에는 해상에서 NG를 채취하여 액화한 후 저장할 수 있는 LNG 부유식 생산 저장 설비(LNG Floating, Production, Storage and Offloading, 이하 "LNG FPSO"라 함)가 사용되고 있다.
LNG FPSO는 해상의 특정 지점에 계류되어, 해저의 가스정으로부터 NG를 채취하여 액화한 후 저장탱크에 저장한다. LNG FPSO에 저장된 LNG는 LNG 운반선으로 옮겨져 목적지로 이송될 수 있다.
도 1은 LNG와 같은 액화천연가스 등의 액체화물을 생산설비에서 운송선으로 또는 운송선에서 육상 저장설비로 이송하기 위한 구성을 도시한 개략도이다.
LNG FPSO에 저장된 LNG는 LNG 운반선(LNG shuttle)(1)이 가스 생산설비(예를 들어, LNG FPSO)(2)에 계류된 상태에서 LNG 운반선으로 이동된다. 이를 위해 LNG FPSO(2)에는 다수의 관절을 갖는 도관 형태의 로딩암(loading arm)(3)이 설치되고, LNG 운반선(1)에는 로딩암(3)에 대응되는 매니폴드(manifold)가 설치될 수 있으며, 로딩암이 매니폴드에 연결되어 LNG를 LNG 운반선으로 이송할 수 있다.
한편, 가스 생산설비(2)의 로딩암(3)을 운반선(1)에 결속하기 위한 타게팅 방법으로는 통상 두 가지 방법이 이용되었다.
도 2는 종래 로딩암 타게팅 방법의 일 예로 로딩암을 무선 조작기로 조작하여 타게팅하는 모습을 촬영한 사진이다.
통상 LNG의 이송은 LNG FPSO와 결속 배관을 갖는 이송 대상(예를 들어, 운반선)이 해상에 부유한 상태에서 이뤄지는데, LNG FPSO과 운반선은 바람, 파도 등 해상의 조건에 따라 각각 요동하게 된다. 즉, 주변 환경에 의해 LNG FPSO과 운반선은 과도한 수직, 수평 방향 상대 운동이 발생하여 LNG의 이송에 제약이 생기며, 이에 따라 기존에 무선 조작기로 조작하던 작업은 작업에 한계가 따르는 문제점이 발생하였다.
이를 개선하고자 종래에는 가이드 와이어를 이용하여 로딩암을 타게팅하는 방법이 제안되어 있다.
도 3은 종래 로딩암의 타게팅 방법의 다른 예로, 가이드 와이어를 이용하여 로딩암을 타게팅하는 방식을 도시한 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 가이드 와이어를 이용하는 방식은 로딩암(3)과 배관(4) 사이에 연결된 가이드 와이어(5)를 윈치로 당김으로써 서로 근접하게 가이드하여 결속시키거나, 배관(4) 쪽으로 로프를 던져 로딩암(3) 쪽에서 윈치로 끌어당겨 로딩암과 배관 사이를 근접시켜 결속시키는 방식이다.
그러나 이와 같이 가이드 와이어를 이용하는 방법은 가이드 와이어를 반대편으로 쏘는데 발생하는 인력이 반드시 필요하며, 정밀도에 문제가 발생하는 문제점이 있다.
또한, 이러한 방식은 가이드 와이어를 윈치로 감아 직선을 만들어야 하는데, 두 선체가 흔들릴 경우 와이어가 끊어질 가능성이 크고, 윈치의 고장이 발생하는 문제가 있으며, 매뉴얼에 따른 작업으로 작업 시간 오래 걸리는 문제점이 있다.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, LNG 등의 화물 하역시 로딩암과 배관을 자동 타게팅으로 신속하고 안전하게 결속시킬 수 있고, 정밀 체결에 의한 로딩암 손상을 최소화할 수 있으며, 완전 자동화를 통해 운용 인력을 필요로 하지 않는 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치 및 로딩암 자동 타게팅 방법 그리고 이를 구비한 액상화물 하역 시스템을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 이송 배관에 결속될 로딩암을 타게팅하기 위한 장치에 있어서, 상기 로딩암에 형성하는 로딩암 결속바디; 상기 이송배관의 단부에 형성되는 이송배관 결속바디; 상기 로딩암 결속바디에 구비되고, 상기 이송 배관에 대한 위치와 거리를 검출하는 자동 타게팅 수단; 상기 이송배관 결속바디에 구비되어 상기 자동 타게팅 수단을 유도하는 자동 타게팅 유도수단; 및 상기 자동 타게팅 수단의 검출값에 근거하여 상기 로딩암을 구동시키도록 제어하는 제어부를 포함하는 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치가 제공된다.
상기 로딩암 결속바디는 플랜지부를 갖는 원추대 형태로 형성되고, 상기 로딩암 결속바디는 상기 이송 배관의 단부에서 플랜지부를 갖는 관 형태로 형성되며, 상기 자동 타게팅 수단은 상기 로딩암 결속바디의 외연 일측에 형성되는 하나 이상의 영상센서와, 상기 로딩암 결속바디의 외연 타측에 형성되는 하나 이상의 변위센서를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 영상센서는 레이저 영상 센서이고, 상기 변위센서는 레이저 변위센서인 것이 바람직하다.
상기 로딩암에 연결되는 결속바디의 연결부에는 포스센서(force sensor)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
상기 자동 타게팅 유도 수단은 상기 이송배관 결속바디의 플랜지부에 소정 색상이 도포되어 마킹되는 랜드 마크로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 자동 타게팅 유도 수단은 상기 플랜지부 외측으로 확장되어 부착된 플레이트 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 로딩암 결속바디와 이송바디 결속바디를 결착시키는 결착 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 결착 수단은 상기 로딩암 결속바디의 외연에 형성된 플랜지부에서 돌출 형성되는 하나 이상의 가이드핀 지그 부재; 및 상기 이송배관 결속바디의 외연에 형성된 플랜지부에 형성되는 가이드 지그 구멍을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 가이드핀 지그 부재는 원뿔 형태로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 로딩암 결속바디의 플랜지부는 자성체로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 이송 배관에 결속될 로딩암을 타게팅하기 위한 방법에 있어서, 로딩암의 단부를 이송배관의 단부의 평면에 대하여 실시간 추종하여 위치를 산출하는 위치 검출 단계; 상기 로딩암의 단부를 이송배관의 단부에 대한 거리를 실시간 추종하여 거리를 산출하는 거리 산출 단계; 상기 위치 검출 단계와 거리 산출 단계를 통해 로딩암의 단부를 3차원적으로 추종하면서 이송배관의 단부의 중심으로 이동시키는 이동 단계; 및 상기 로딩암의 단부와 이송배관의 단부를 결착시키는 결착 단계를 포함하는 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 방법이 제공된다.
상기 결착 단계는 로딩암의 단부와 이송배관의 단부의 결착 중 발생하는 간극을 포스센서롤 통해 검출하여 정밀제어하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 결착 단계는 상기 로딩암의 단부에서 돌출 형성되는 원뿔형 돌출 부재를 상기 이송배관의 단부에 형성되는 결착 구멍으로 삽입되도록 하여 결착하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 결착 단계는 상기 로딩암의 단부가 자성에 의해 상기 이송배관의 단부에 결착되도록 하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치 및 로딩암 자동 타게팅 방법은 LNG 등의 화물 하역시 로딩암과 배관을 자동 타게팅함으로써 신속하고 안전한 작업이 가능하고, 작업 시간을 단축할 수 있으며, 정밀 체결에 의한 로딩암 손상을 최소화할 수 있고, 종래 무선조작기나 가이드 와이어와 같은 타게팅 방식에서와 같은 운영 인력을 필요로 하지 않아 안전사고를 방지하고, 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 LNG와 같은 액화천연가스 등의 액체화물을 생산설비에서 운송선으로 또는 운송선에서 육상 저장설비로 이송하기 위한 구성을 도시한 개략도,
도 2는 종래 로딩암 타게팅 방법의 일 예로 로딩암을 무선 조작기로 조작하여 타게팅하는 모습을 촬영한 사진,
도 3은 종래 로딩암의 타게팅 방법의 다른 예로, 가이드 와이어를 이용하여 로딩암을 타게팅하는 방식을 도시한 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 로딩암 자동 타게팅 장치를 구비한 액상화물 하역 시스템을 개략적으로 도시한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 자동 타게팅 장치의 로딩 암 측 구성을 도시한 것으로 (a)는 정면도이고, (b)는 측면도,
도 6은 본 발명에 따른 자동 타게팅 장치의 이송 배관 측 구성을 도시한 정면도, 그리고
도 7은 본 발명에 따른 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치에 의해 로딩암 결속바디와 이송배관 결속바디가 체결 전후 상태를 나타낸 것으로, (a)는 체결 전의 상태이고, (b)는 체결 후의 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 로딩암 자동 타게팅 방법을 도시한 플로차트이다.
도 2는 종래 로딩암 타게팅 방법의 일 예로 로딩암을 무선 조작기로 조작하여 타게팅하는 모습을 촬영한 사진,
도 3은 종래 로딩암의 타게팅 방법의 다른 예로, 가이드 와이어를 이용하여 로딩암을 타게팅하는 방식을 도시한 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 로딩암 자동 타게팅 장치를 구비한 액상화물 하역 시스템을 개략적으로 도시한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 자동 타게팅 장치의 로딩 암 측 구성을 도시한 것으로 (a)는 정면도이고, (b)는 측면도,
도 6은 본 발명에 따른 자동 타게팅 장치의 이송 배관 측 구성을 도시한 정면도, 그리고
도 7은 본 발명에 따른 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치에 의해 로딩암 결속바디와 이송배관 결속바디가 체결 전후 상태를 나타낸 것으로, (a)는 체결 전의 상태이고, (b)는 체결 후의 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 로딩암 자동 타게팅 방법을 도시한 플로차트이다.
이하에서 설명되는 본 발명에 따른 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치 및 로딩암 자동 타게팅 방법은 LNG와 같은 액체 화물을 하역하기 위하여 로딩암과 이송대상의 배관을 결속하도록 타게팅 작업을 필요로 하는 모든 해양구조물에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치 및 로딩암 자동 타게팅 방법은, LNG 등의 화물 하역시 로딩암과 배관을 자동 타게팅함으로써 신속하고 안전한 작업이 가능하고, 작업 시간을 단축할 수 있으며, 정밀 체결에 의한 로딩암 손상을 최소화할 수 있고, 종래 무선조작기나 가이드 와이어와 같은 타게팅 방식에서와 같은 운영 인력을 필요로 하지 않아 안전성과 비용절감을 도모할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지의 명확화를 위하여 그 상세한 설명을 생략하거나 간략히 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치 및 로딩암 자동 타게팅 방법을 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치를 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 로딩암 자동 타게팅 장치를 구비한 액상화물 하역 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 자동 타게팅 장치의 로딩 암 측 구성을 도시한 것으로, (a)는 정면도이고, (b)는 측면도이다. 도 6은 본 발명에 따른 자동 타게팅 장치의 이송 배관 측 구성을 도시한 정면도이다.
본 발명에 따른 액상화물 하역 시스템의 자동 타게팅 장치는, 액상화물을 이송시킬 대상인 배관(10)(이하, '이송 배관'이라 칭함)에 로딩암(20)을 결속시키도록 타게팅하기 위한 장치에 있어서, 로딩암(20)의 단부를 형성하는 로딩암 결속바디(100); 상기 이송 배관(10)의 단부에 형성되고 상기 로딩암 결속바디(100)와 결속되는 이송배관 결속바디(200); 상기 로딩암 결속바디(100)에 구비되고, 상기 이송 배관(10)에 대한 위치와 거리를 검출하는 자동 타게팅 수단; 상기 이송배관 결속바디(200)에 구비되는 자동 타게팅 유도수단; 및 상기 자동 타게팅 수단의 검출값에 근거하여 로딩암을 구동시키도록 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.
상기 로딩암 결속바디(100)는 로딩암에 입구가 넓고 안으로 갈수록 좁아지는 깔대기 형태, 즉 원추대 형태로 형성된다. 이러한 로딩암 결속바디(100)는 본 발명의 구성을 구현하기 위하여 특별히 제작되는 것은 아니며, 기존 로딩암 단부에 구성되는 그대로의 바디를 이용할 수 있다.
상기 로딩암 결속바디(100)는 로딩암(20)에 대향하는 이송 배관(10)의 단부에 형성되는 것으로 관 형상으로 형성된다. 상기 이송배관 결속바디(200) 또한 본 발명의 구성을 구현하기 위하여 특별히 제작되는 것은 아니며, 기존 이송 배관의 단부에 구성되는 관부 그대로의 바디가 이용될 수 있다.
상기 자동 타게팅 수단은 상기 로딩암 결속바디(100)의 외연 일측에 형성되는 하나 이상의 영상센서(즉, 비전센서(vision sensor)(310)와, 상기 로딩암 결속바디(100)의 외연 타측에 형성되는 하나 이상의 변위센서(거리센서(distance sensor))(320)를 포함한다.
상기 영상센서(310)는 레이저 영상 센서인 것이 바람직하며, 상기 변위센서(320)는 레이저 변위센서인 것이 바람직하다. 이 외에 다른 영상센서나 변위 센서가 채용될 수 있다.
상기 영상센서(310)와 변위센서(320)는 로딩암 결속바디(100)의 외연에서 서로 일정 간격을 갖고 서로 대칭된 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 도 6에서 영상센서(310)와 변위센서(320)는 서로 180도로 이격된 위치에 설치되는 경우를 도시하고 있다.
이와 같은 영상센서(310)는 yz 평면상의 이송배관(10)의 중심 위치를 항상 모니터링 하고, 거리센서(320)는 로딩암(20)의 일단(결속바디(100)의 끝단면)과 이송배관(10)의 일단(결속바디(200)의 끝단면)의 거리, 즉 x방향으로의 거리를 항상 모니터링 한다.
또한, 상기 로딩암(20)에 연결되는 결속바디(100)의 연결부에는 포스센서(force sensor)(330)가 더 구비된다. 상기 포스센서(330)가 구비됨으로써 타게팅에 따른 이송배관(10)과의 마지막 체결 시 포스센서(330)에 의해 검출되는 간섭을 고려하여 상하좌우로 로딩암(20)을 정밀 제어하게 된다.
상기 자동 타게팅 유도 수단은 상기 이송배관 결속바디(200)의 끝단에서 반경방향으로 연장되어 형성되는 플랜지부(410)에 마킹되는 랜드 마크(420)로 이루어진다.
상기 랜드 마크(420)는 영상센서(310)가 이송배관(10)의 플랜지부(410)에 대한 인식을 돕기 위하여 가이드 역할을 하는 것으로, 예를 들면 빨간색 페인트 등이 도색되어 있는 것으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 자동 타게팅 유도 수단은 이송배관(10)의 플랜지부(410) 주위에서 거리센서(320)의 포커싱 영역을 넓혀주기 위하여 플랜지부(410) 외측으로 확장되어 부착된 플레이트 부재(430)를 더 포함한다. 여기에서, 상기 플레이트 부재(430)가 넓으면 넓을수록 거리센서(320)의 포커싱 영역이 넓어지게 되어 로딩암(20)의 x방향 이동을 원활하고 신뢰성 있게 도울 수 있다.
한편, 본 발명의 액상화물 하역 시스템의 자동 타게팅 장치는 상기한 자동 타게팅 수단과 자동 타게팅 유도 수단에 의해 로딩암 결속바디(100)가 이송배관 결속바디(200) 측으로 유도되어 체결될 때, 로딩암 결속바디(100)와 이송배관 결속바디(200)의 확실히 결속시켜 체결성을 확보하기 위하여 기구적 메커니즘의 결착 수단을 더 포함한다.
구체적으로, 상기 결착 수단은 상기 로딩암 결속바디(100)의 외연에서 반경방향 외측으로 연장되어 형성된 플랜지부(510)와, 상기 플랜지부(510)에서 이송배관 결속바디(200) 측으로 돌출되게 형성되는 하나 이상의 가이드핀 지그 부재(520), 및 상기 이송배관 결속바디(200)의 플랜지부(410)에 형성되고 상기 가이드핀 지그 부재가 삽입되도록 형성되는 가이드 지그 구멍(530)을 포함한다.
여기에서, 상기 로딩암 결속바디(100)의 플랜지부(510)는 자성체로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 가이드핀 지그 부재(520)는 원뿔 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 자성체의 자력은 두 결속바디(100, 200)가 어느 정도 밀착될 수 있을 정도의 자력을 갖도록 하여, 이후 두 결속바디(100, 200)가 분리될 때 자석의 힘은 상대적으로 크지 않도록 설계적 사항으로 고려할 수 있다.
한편, 상기 제어부는 상기 자동 타게팅 수단에 의해 검출된 검출 신호에 기초하여 공지의 방식을 통해 로딩암을 구동시켜 이송배관 측으로 타게팅시켜 결속되도록 제어한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치의 동작을 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 본 발명에 따른 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치에 의해 로딩암 결속바디와 이송배관 결속바디가 체결 전후 상태를 나타낸 것으로, (a)는 체결 전의 상태이고, (b)는 체결 후의 상태를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치는 도 7에 도시된 바와 같이, 로딩암(20)과 이송배관(10)이 격리되어 있는 상태에서(도 7의 (a)), 로딩암 결속바디(100)에 구비된 영상센서(310)는 반대편의 이송배관 결속바디(200)를 실시간 촬영한다. 제어유닛은 실시간으로 인식되는 반대편 배관의 랜드마크(420)의 중심을 계산한다.
로딩암 결속바디(100)는 실시간으로 계산되는 반대편 이송배관 결속바디(200)를 yx 평면상에서 실시간으로 추종하면서 거리센서(320)를 통해 거리를 계산한다. 제어유닛은 거리센서(320)에 의해 거리가 줄어드는 방향으로 로딩암 결속바디(100)를 x방향으로 이동시킨다.
상기 로딩암 결속바디(100)는 실시간으로 x, y, z 값을 추종하면서 반대편 이송배관 결속바디(200)의 중심과 일치되게 이동되고, 마지막으로 포스센서(330)를 이용하여 두 결속바디(100, 200)의 결착 중 발생하는 간극에서의 부딪힘을 3차원으로 검출하여 로딩암을 세밀하게 제어된다.
거리센서(320)로 두 결속바디(100, 200)가 근접 거리에서 계속 추적되고 있는 상태에서 매우 인접하게 근접하게 되면, 로딩암 결속바디(100)에 구비된 가이드 핀 지그 부재(520)가 이송배관 결속바디(200)의 가이드 지그 구멍(530)으로 삽입되어 가이드되면서 계속 진행하다. 이때, 상기 가이드 핀 지그 부재(520)는 원뿔 형태로 형성되어 있어 가이드 지그 구멍(530)으로 용이하게 삽입될 수 있고, 두 결속바디(100, 200)가 근접할수록 얼라인먼트되게 된다.
계속해서, 가이드 핀 지그 부재(520)가 삽입되어 가이드 되면서 로딩암 결속바디(100)가 이송배관 결속바디(200)의 전방에 매우 근접하게 접근하게 되면, 자성을 띠는 로딩암 결속바디(100)의 플랜지부는 자성의 인력에 의해 자성체(금속)로 이루어진 이송배관 결속바디(200)의 플랜지부(410)와 밀착되어 결착이 완료되고, 로딩암과 이송배관의 체결은 완료된다.
다음으로, 본 발명에 따른 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 방법을 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 본 발명에 따른 로딩암 자동 타게팅 방법을 도시한 플로차트이다.
본 발명에 따른 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 방법은, 이송 배관에 결속될 로딩암을 타게팅하기 위한 방법에 있어서, 로딩암의 단부를 이송배관의 단부의 평면에 대하여 실시간 추종하여 위치를 산출하는 위치 검출 단계(S100); 상기 로딩암의 단부를 이송배관의 단부에 대한 거리를 실시간 추종하여 거리를 산출하는 거리 산출 단계(S200); 상기 위치 검출 단계와 거리 산출 단계를 통해 로딩암의 단부를 3차원적으로 추종하면서 이송배관의 단부의 중심으로 이동시키는 이동 단계(S300); 및 상기 로딩암의 단부와 이송배관의 단부를 결착시키는 결착 단계(S400)를 포함한다.
상기 위치 검출 단계에서 위치 검출은 로딩암의 단부에 위치되는 영상 센서(바람직하게는, 레이저 영상 센서)에 의해 실행되고, 상기 거리 산출 단계에서 거리 검출은 변위 센서(바람직하게는, 레이저 변위 센서)에 의해 실행되도록 한다.
상기 결착 단계는 로딩암의 단부와 이송배관의 단부의 결착 중 발생하는 간극을 포스센서를 통해 검출하여 정밀제어하는 것을 포함한다. 상기 포스센서는 로딩암의 단부 측에 구비되어 로딩암의 단부와 이송배관의 단부의 마지막 체결 시 포스센서에 의해 검출되는 간섭을 고려하여 상하좌우로 로딩암 단부를 정밀 제어하게 된다.
또한, 상기 결착 단계는 상기 로딩암의 단부에서 돌출 형성되는 원뿔형 돌출 부재를 상기 이송배관의 단부에 형성되는 결착 구멍으로 삽입되도록 하여 결착하는 것을 포함한다. 상기 원뿔형 돌출 부재는 로딩암의 단부에 형성되는 플랜지부에 돌출 형성될 수 있고, 상기 결착 구멍은 이송배관의 단부에 형성되는 플랜지부에 형성되고, 이들 원뿔형 돌출 부재와 결착 구멍은 복수로 형성될 수 있다.
또한, 상기 결착 단계는 상기 로딩암의 단부가 자성에 의해 상기 이송배관의 단부에 결착되도록 하는 것을 포함한다. 상기 로딩암의 단부의 플랜지부가 자성체로 형성되거나 자성물질이 도포되어 자성을 띠게 할 수 있고, 이에 따라 금속재질의 이송배관의 단부(즉, 플랜지부)와 인력에 의해 밀착될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치 및 로딩암 자동 타게팅 방법은, LNG 등의 화물 하역시 로딩암과 배관을 자동 타게팅함으로써 신속하고 안전한 작업이 가능하고, 작업 시간을 단축시킬 수 있으며, 정밀 체결에 의한 로딩암 손상을 최소화할 수 있고, 종래 무선조작기나 가이드 와이어와 같은 타게팅 방식에서와 같은 운영 인력을 필요로 하지 않아 안전성과 비용절감을 도모할 수 있는 이점이 있다.
이러한 본 발명에 따른 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치 및 로딩암 자동 타게팅 방법은 LNG와 같은 액체 화물을 하역하기 위하여 로딩암과 이송대상의 배관을 결속하도록 타게팅 작업을 필요로 하는 모든 해양구조물에 적용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치 및 로딩암 자동 타게팅 방법은, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시 예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
10: 이송배관
20: 로딩암
100: 로딩암 결속바디
200: 이송배관 결속바디
310: 영상센서(비전센서(vision sensor)
320: 변위센서(거리센서(distance sensor))
330: 포스센서(force sensor)
410, 510: 플랜지부
420: 랜드 마크
430: 플레이트 부재
520: 가이드핀 지그 부재
530: 가이드 지그 구멍
20: 로딩암
100: 로딩암 결속바디
200: 이송배관 결속바디
310: 영상센서(비전센서(vision sensor)
320: 변위센서(거리센서(distance sensor))
330: 포스센서(force sensor)
410, 510: 플랜지부
420: 랜드 마크
430: 플레이트 부재
520: 가이드핀 지그 부재
530: 가이드 지그 구멍
Claims (15)
- 이송 배관에 결속될 로딩암을 타게팅하기 위한 장치에 있어서,
상기 로딩암에 형성하는 로딩암 결속바디;
상기 이송배관의 단부에 형성되는 이송배관 결속바디;
상기 로딩암 결속바디에 구비되고, 상기 이송 배관에 대한 위치와 거리를 검출하는 자동 타게팅 수단;
상기 이송배관 결속바디에 구비되어 상기 자동 타게팅 수단을 유도하는 자동 타게팅 유도수단; 및
상기 자동 타게팅 수단의 검출값에 근거하여 상기 로딩암을 구동시키도록 제어하는 제어부를 포함하는
액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 로딩암 결속바디는 플랜지부를 갖는 원추대 형태로 형성되고,
상기 로딩암 결속바디는 상기 이송 배관의 단부에서 플랜지부를 갖는 관 형태로 형성되며,
상기 자동 타게팅 수단은 상기 로딩암 결속바디의 외연 일측에 형성되는 하나 이상의 영상센서와, 상기 로딩암 결속바디의 외연 타측에 형성되는 하나 이상의 변위센서를 포함하는
액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 영상센서는 레이저 영상 센서이고,
상기 변위센서는 레이저 변위센서인
액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 로딩암에 연결되는 결속바디의 연결부에는 포스센서(force sensor)가 더 구비되는
액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 자동 타게팅 유도 수단은
상기 이송배관 결속바디의 플랜지부에 소정 색상이 도포되어 마킹되는 랜드 마크로 이루어지는
액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 자동 타게팅 유도 수단은
상기 플랜지부 외측으로 확장되어 부착된 플레이트 부재를 더 포함하는
액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 로딩암 결속바디와 이송바디 결속바디를 결착시키는 결착 수단을 더 포함하는
액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치. - 청구항 7에 있어서,
상기 결착 수단은
상기 로딩암 결속바디의 외연에 형성된 플랜지부에서 돌출 형성되는 하나 이상의 가이드핀 지그 부재; 및
상기 이송배관 결속바디의 외연에 형성된 플랜지부에 형성되는 가이드 지그 구멍을 포함하는
액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치. - 청구항 8에 있어서,
상기 가이드핀 지그 부재는 원뿔 형태로 형성되는
액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치. - 청구항 2 또는 청구항 8에 있어서,
상기 로딩암 결속바디의 플랜지부는 자성체로 형성되는
액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치. - 청구항 1 내지 청구항 8중 어느 한 항에 따른 로딩암 자동 타게팅 장치를 포함하는 액상화물 하역 시스템.
- 이송 배관에 결속될 로딩암을 타게팅하기 위한 방법에 있어서,
로딩암의 단부를 이송배관의 단부의 평면에 대하여 실시간 추종하여 위치를 산출하는 위치 검출 단계;
상기 로딩암의 단부를 이송배관의 단부에 대한 거리를 실시간 추종하여 거리를 산출하는 거리 산출 단계;
상기 위치 검출 단계와 거리 산출 단계를 통해 로딩암의 단부를 3차원적으로 추종하면서 이송배관의 단부의 중심으로 이동시키는 이동 단계; 및
상기 로딩암의 단부와 이송배관의 단부를 결착시키는 결착 단계를 포함하는
액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 결착 단계는 로딩암의 단부와 이송배관의 단부의 결착 중 발생하는 간극을 포스센서롤 통해 검출하여 정밀제어하는 것을 포함하는
액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 결착 단계는
상기 로딩암의 단부에서 돌출 형성되는 원뿔형 돌출 부재를 상기 이송배관의 단부에 형성되는 결착 구멍으로 삽입되도록 하여 결착하는 것을 포함하는
액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 결착 단계는
상기 로딩암의 단부가 자성에 의해 상기 이송배관의 단부에 결착되도록 하는 것을 포함하는
액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130152157A KR20150066744A (ko) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치 및 로딩암 자동 타게팅 방법 그리고 이를 구비한 액상화물 하역 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020130152157A KR20150066744A (ko) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치 및 로딩암 자동 타게팅 방법 그리고 이를 구비한 액상화물 하역 시스템 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR20150066744A true KR20150066744A (ko) | 2015-06-17 |
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ID=53514984
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020130152157A KR20150066744A (ko) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | 액상화물 하역 시스템의 로딩암 자동 타게팅 장치 및 로딩암 자동 타게팅 방법 그리고 이를 구비한 액상화물 하역 시스템 |
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Cited By (6)
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| KR20170027354A (ko) | 2015-09-01 | 2017-03-10 | 대우조선해양 주식회사 | 로딩 암의 조립 및 탑재를 위한 반목 및 이를 이용한 로딩 암의 조립 및 탑재 방법 |
| KR20170027352A (ko) | 2015-09-01 | 2017-03-10 | 대우조선해양 주식회사 | 로딩 암의 해상 운반을 위한 조립 및 탑재 방법 |
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| NL2021555B1 (en) * | 2018-09-04 | 2019-09-12 | J De Jonge Beheer B V | Method and system for marine loading, computer readable medium and computer program for a marine loading system |
| KR20220138530A (ko) * | 2021-04-05 | 2022-10-13 | 한국광기술원 | 로딩 암 모니터링 장치 |
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- 2013-12-09 KR KR1020130152157A patent/KR20150066744A/ko not_active Application Discontinuation
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| WO2020050715A1 (en) * | 2018-09-04 | 2020-03-12 | J. De Jonge Beheer B.V. | Method and system for marine loading, computer readable medium and computer program for a marine loading system |
| US11059546B1 (en) | 2018-09-04 | 2021-07-13 | J. De Jonge Beheer B.V. | Method and system for marine loading, computer readable medium and computer program for a marine loading system |
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