NL2020253B1 - Hijsframe en werkwijze voor het besturen daarvan - Google Patents

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een hijsframe voor het hijsen van containers dat vier nabij zijn hoekpunten aangebrachte opneemelementen voor het met een container verbinden van het hijsframe, aan de bovenzijde van het hij sframe aangebrachte middelen voor het verbinden daarvan met een kraan, en ten minste één met het frame verbonden en naar beneden gerichte sensor omvat. Het hijsframe omvat verder vier beweegbare opneemelementen die in een lengterichting van het hijsframe beschouwd nabij het midden daarvan zijn aangebracht voor het verbinden van het hijsframe met twee naast elkaar geplaatste containers, waarbij de ten minste ene sensor in de nabijheid van de beweegbare opneemelementen is aangebracht. De uitvinding betreft ook een werkwijze voor het besturen van een met een kraan verbonden, instelbaar hijsframe voor het opnemen van ten minste twee naast elkaar geplaatste containers, omvattende de stappen van het met behulp van ten minste een aan de onderzijde van het hijsframe aangebrachte sensor waarnemen van de containers, het op basis van de waarneming instellen van het hijsframe, het op basis van de waarneming met behulp van de kraan naar de containers bewegen van het hijsframe, het koppelen van het hijsframe aan de containers, en het met behulp van de kraan ophij sen van het hijsframe met de daaraan gekoppelde containers.

Description

HIJSFRAME EN WERKWIJZE VOOR HET BESTUREN DAARVAN

De uitvinding heeft betrekking op een hijsframe voor het hijsen van lasten, in het bijzonder containers, omvattende: - vier opneemelementen voor het met een last verbinden van het hijsframe, welke opneemelementen nabij hoekpunten van het frame zijn aangebracht, - aan de bovenzijde van het hijsframe aangebrachte middelen voor het verbinden daarvan met een kraan, en - ten minste één met het frame verbonden en naar beneden gerichte sensor.

Een dergelijk hijsframe, ook wel aangeduid als “spreader” is bekend, bijvoorbeeld uit WO 2015/022001 Al.

Bij de overslag van lasten, met name containers, vanuit een schip naar een containerterminal of vice versa (aangeduid als “ship-to-shore” of STS) is verwerkingssnelheid van groot belang. Immers, zo lang er een containerschip gelost of geladen wordt ligt dit stil voor de kade, hetgeen hoge kosten met zich meebrengt. De huidige generatie containerschepen vertegenwoordigt een zo grote waarde, dat deze zoveel mogelijk onafgebroken in de vaart gehouden moeten worden. Daarom wordt overslagapparatuur zoals kranen, hijsframes en dergelijke steeds verder ontwikkeld om de verwerkingssnelheden te verhogen. Een probleem daarbij is dat hel bedieningspersoneel in toenemende mate moeite heeft om de overslagbewerkingen met de gewenste snelheid en gewenste nauwkeurigheid aan te sturen. Dit wordt mede veroorzaakt doordat de afmetingen van schepen en kranen steeds groter worden, waardoor ook de afstand van hel bedienend personeel tot de locatie waar de eigenlijke overslag plaatsvindt steeds groter wordt.

Daarom zijn reeds voorstellen gedaan om delen van het overslagproces te automatiseren. Een voorbeeld hiervan is het bovengenoemde document WO 2015/022001 Al. Bij het in dit document beschreven hijsframe zijn nabij de hoekpunten vier omlaag gerichte digitale videocamera’s aangebracht. De camera’s zijn op uithouders geplaatst teneinde langs een aan het hijsframe hangende container opnames te kunnen maken van een daaronder staande container waarop de aan het hijsframe hangende container moet worden af gezet.

Het bekende hijsframe heeft het nadeel, dat onderdelen die uitsteken buiten een hijsframe in gebruik bijzonder kwetsbaar zijn. Tijdens overslagbewerkingen worden containers met grote snelheid verplaatst, zowel in verticale als in horizontale richting. Doordat een hijsframe in het algemeen door middel van kabels verbonden is met de kraan, kunnen zwaaibewegingen niet altijd worden voorkomen tijdens de snelle verplaatsing van containers. Hierdoor bestaat het risico dat het hijsframe met de daaronder hangende container in botsing komt met andere containers of delen van overslagapparatuur, hetgeen kan leiden tot beschadiging of zelfs verlies van de camera’ s.

De uitvinding heeft tot doel een hijsframe van de hiervoor beschreven soort te verschaffen, waarbij de genoemde nadelen zich niet of althans in mindere mate voordoen. Volgens een eerste aspect van de uitvinding wordt dit bij een dergelijk hijsframe bereikt door vier beweegbare opneemelementen die in een lengterichting van het hijsframe beschouwd nabij het midden daarvan zijn aangebracht voor het verbinden van het hijsframe met twee naast elkaar geplaatste lasten, waarbij de ten minste ene sensor in de nabijheid van de beweegbare opneemelementen is aangebracht.

Door de ten minste ene sensor in de nabijheid van de beweegbare opneemelementen, dus binnen de omtrek van het hijsframe aan te brengen, is deze beter beschermd tegen stoolbelastingen en beschadiging dan de sensoren of camera’s buiten op de hoekpunten van het hijsframe volgens de stand van de techniek. Bovendien kan de sensor zo gebruikt worden om de onderlinge positie van de twee naast elkaar geplaatste lasten (containers) waar te nemen.

Wanneer de ten minste ene sensor in de lengterichting van het hijsframe beschouwd in hoofdzaak in het midden daarvan is aangebracht, kan deze de positie van de containers ten opzichte van het hijsframe nauwkeurig waarnemen.

Bij voorkeur heeft de ten minste ene sensor een zichtveld dat twee in dwarsrichting verlopende, elk door twee beweegbare opneemelementen bepaalde vlakken snijdt. Zo kan de sensor tegelijkertijd de einden van de twee naast elkaar geplaatste containers waarnemen.

Wanneer de ten minste ene sensor een zichtveld heeft dat ten minste één in de lengterichting van het hijsframe verlopend, door twee hoekpunten van het frame bepaald vlak snijdt, wordt gewaarborgd, dat de sensor de lange zijden van de beide containers in beeld heeft, en dus ook de hoekpunten daarvan. Dit is van belang, omdat een container meestal tw'ee verschillend uitgevoerde korte zijden heeft, een zijde met deuren en een gesloten zijde. Daarentegen bevinden de hoekpunten van de container - de zogeheten “corner castings” waarin de opneemelementen of “twist-locks” ingrijpen - zich altijd op vaste afstanden van elkaar, zoals vastgelegd in de desbetreffende ISO-norm. Door dus ervoor te zorgen dat de hoekpunten in beeld zijn, kan de positie van elke container nauwkeurig worden bepaald.

Bij voorkeur is het hijsframe voorzien van ten minste twee sensoren die elk een zichtveld hebben dat één van twee evenwijdige, door de hoekpunten aan één van de twee lange zijden van het hijsframe bepaalde vlakken snijdt. Zo kunnen alle vier hoekpunten van naar elkaar gerichte zijden van de twee containers in beeld gebracht worden, waardoor niet slechts de onderlinge afstand van de containers bepaald kan worden, maar ook hun stand of oriëntatie.

Wanneer de ten minste ene sensor een driedimensionale sensor is, kunnen waarnemingen in drie onderling loodrechte richtingen worden uitgevoerd. In dat geval zou mogelijk volstaan kunnen worden met een enkele sensor, zoals een 3D-scanner.

Bij voorkeur is de ten minste ene sensor een optische sensor, die signaalgevend verbonden is met een besturingssysteem dat is ingericht voor beeldherkenning. Door middel van beeldherkenning kunnen in opnames die door de sensor gemaakt zijn eenvoudig allerlei karakteristieke punten of vormen van de containers worden teruggevonden.

Bijvoorbeeld kan het besturingssysteem ingericht zijn om uit signalen van de ten minste ene sensor hoekpunten van naast elkaar geplaatste lasten te herkennen en besturingssignalen op te wekken om opneemelementen van het hijsframe met de herkende hoekpunten in register te brengen. De hoekpunten of “corner castings” van de container hebben een karakteristieke vorm en gestandaardiseerde afmetingen, waardoor zij in een optische opname goed te herkennen zijn, en dan als referentie kunnen fungeren. Daarbij kunnen verschillende aspecten van de hoekpunten gebruikt worden voor het bepalen van de onderlinge positie van de containers, bijvoorbeeld de afstand tussen de eindranden van de “corner castings” van de twee containers en de afstand tussen centrale openingen van de “corner castings” daarvan.

Wanneer de lengte van het hijsframe instelbaar is, kan hel besturingssysteem ingericht zijn om op basis van signalen van de ten minste ene sensor besturingssignalen op te wekken voor het instellen van de lengte. Zo kunnen twee naast elkaar geplaatste containers automatisch worden opgepakt nadat ze door het hijsframe zijn waargenomen en de lengte van het hijsframe daarop aangepast is.

Daarnaast of in plaats daarvan kan het besturingssysteem ingericht zijn om op basis van signalen van de ten minste ene sensor besturingssignalen op te wekken voor het in horizontale richting verplaatsen van het hijsframe. Zo kan het hijsframe recht boven de twee op te pakken containers gebracht worden.

Bij een andere uitvoeringsvorm is het besturingssysteem ingericht om op basis van signalen van de ten minste ene sensor een verticale afstand tussen de sensor en de last(en) te bepalen en besturingssignalen op te wekken voor het in verticale richting verplaatsen van het hijsframe. De verticale afstand tussen de sensor en de container(s) kan op verschillende w'ijze worden gebruikt.

Enerzijds is het mogelijk om verschillen in hoogte tussen de twee naast elkaar geplaatste lasten te bepalen. Deze situatie kan zich voordoen als naast een standaard container een zogeheten “high cube” container geplaatst is, die ruim 30 cm hoger is. In de praktijk is het niet altijd mogelijk om tw'ee zo verschillende containers in één bew'erking op te pakken met behulp van het instelbare hijsframe volgens de uitvinding. In dat geval kan het besturingssysteem een waarschuwingssignaal afgeven. Daarnaast kan de informatie met betrekking tot de hoogte ook gebruikt worden voor het aansturen van de beweging waarmee het hijsframe neergelaten w'ordt op de twee naast elkaar staande containers. Door een nauwkeurige afstandsbepaling kan de verticale beweging van het hijsframe tijdig worden afgeremd, zodat beschadiging van de containers door het hijsframe, met name door de daaronder uitstekende “twist locks” wordt voorkomen. Dit is met name van belang in situaties waar een bedienend persoon niet goed zicht heeft op de containers, zoals diep in een cel in een containerschip.

En wanneer het hijsframe eenmaal de containers heeft opgenomen kan, aangezien het zichtveld van de ten minste ene sensor ook de ruimte tussen de twee containers beslaat, de afstand vanaf de sensor tot de grond of tot een ondergelegen container bepaald worden. Aan de hand van deze informatie kan de verticale beweging van het hijsframe met de daaronder hangende containers ook weer tijdig worden afgeremd w'anneer de containers een oppervlak naderen w'aarop zij moeten worden afgezet, zoals de grond, een stapel containers, een laadvlak van een voertuig of een dek van een schip.

Wanneer de verbindingsmiddelen ingericht zijn om het hijsframe te koppelen aan een met de kraan verbonden instelbaar combinatieframe, dat ook een naastgelegen hijsframe draagt, en het besturingssysteem ingericht is om op basis van signalen van de ten minste ene sensor besturingssignalen op te wekken om een positie en/of oriëntatie van het hijsframe ten opzichte van het naastgelegen hijsframe te variëren door het instellen van het combinatieframe, kunnen zelfs meer dan twee lasten in één bewerking worden opgenomen of neergelaten. Daarbij kan het combinatieframe een zogeheten “split head block” zijn zoals beschreven in aanvraagsters eerdere document WO 03/104132 Al. Volgens dit aspect van de uitvinding kan het bedrijf van een dergelijke combinatie van een deelbaar hoofdblok en twee instelbare “spreaders” geheel automatisch plaatsvinden.

De uitvinding betreft ook een werkwijze voor het besturen van een met een kraan verbonden, instelbaar hijsframe voor het opnemen van ten minste tw'ee naast elkaar geplaatste lasten. Volgens de uitvinding omvat een dergelijke werkwijze de stappen van: - het met behulp van ten minste één aan de onderzijde van het hijsframe aangebrachte sensor waarnemen van de lasten, - hel op basis van de waarneming instellen van het hijsframe, - het op basis van de waarneming met behulp van de kraan naar de lasten bew'egen van het hijsframe, - het koppelen van het hijsframe aan de lasten, en - het met behulp van de kraan ophijsen van het hijsframe met de daaraan gekoppelde lasten.

Bij voorkeur toegepaste varianten van deze werkwijze zijn beschreven in de volgconclusies 13 tot 15.

De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van een voorbeeld, w'aarbij verwezen wordt naar de bij voegde tekening, waarin:

Fig. 1 een perspectivisch onderaanzicht is van een instelbaar hijsframe volgens de uitvinding,

Fig. 2 een zijaanzicht is van het hijsframe van Fig. 1 wanneer dit boven twee tegelijkertijd op te nemen lasten hangt, waarbij het zichtveld van een naar onderen gerichte sensor schematisch is aangegeven,

Fig. 3 een met Fig. 2 overeenkomend aanzicht is van het hijsframe nadat de lengte daarvan is aangepast aan de afstand tussen de tw'ee lasten,

Fig. 4 een vooraanzicht is van het hijsframe van Fig. 2 en 3 en de last daaronder, w'aarin eveneens schematisch het zichtveld van de sensor is weergegeven,

Fig. 5 een perspectivisch bovenaanzicht is van een tweetal instelbare hijsframes en een instelbaar combinatieframe, waaronder schematisch vier lasten getoond zijn,

Fig. 6 een schematisch bovenaanzicht op twee voertuigen die elk twee lasten dragen, waarbij de lasten met verschillende tussenruimte op de voertuigen staan,

Fig. 7 een met Fig. 2 overeenkomend aanzicht is van het hijsframe en de twee lasten, w'aarin aangegeven is hoe het hijsframe kan worden gecentreerd.

Fig. 8A en 8B twee opnames tonen die gemaakt zijn door een optische sensor onder het hijsframe, waarbij in de rechter opname hoekpunten van de lasten door middel van beeldherkenning zijn geïdentificeerd,

Fig. 9 een weergave is van informatie die aan een bedieningspersoon wordt getoond,

Fig. 10 een schematische weergave is van een tweetal lasten met daarboven een hijsframe met sensor, een combinatieframe, een kraan en een besturingssysteem, en

Fig. 11 een stroomschema is dat de stappen van de werkwijze volgens de uitvinding toont.

Een hijsframe of “spreader” 1 (Fig. 1) voor het hijsen van lasten Cl, C2 (Fig. 2), in het bijzonder containers, omvat vier opneemelementen 2 waardoor het hijsframe 1 met de lasl(en) verbonden kan worden. Deze opneemelementen 2, ook wel aangeduid als “tw'ist-locks”, zijn aangebracht nabij hoekpunten 3 van het frame 1. Aan de bovenzijde van het hijsframe 1 zijn middelen 4 aangebracht voor het verbinden van het frame met een kraan K (Fig. 10). In dit voorbeeld is hel hijsframe 1 bedoeld om onder tussenkomst van een hoofdblok (“head block”) 5 met de kraan K verbonden te worden. Op het hoofdblok 5 zijn kabelschijven 6 gelagerd waar hijskabels 7 omheen geslagen waarmee het hoofdblok 5 aan de kraan K hangt. De verbindingsmiddelen 4 van het hijsframe 1 omvatten in het getoonde voorbeeld vier versterkte hoekstukken 8, w'aarin koppelelementen van het hoofdblok 5, bijvoorbeeld “twist-locks” kunnen worden bevestigd.

Hel hijsframe 1 is hier in lengterichting instelbaar, en omvat daartoe een centrale doos 9 en twee in tegengestelde richting uit en in de centrale doos 9 schuifbare langsliggers 10.

Aan de vrije einden van de langsliggers 10 zijn dwarsliggers 36 aangebracht, die de hoekpunten 3 van het frame 1 bepalen en die daar de vier opneemelementen 2 dragen. In de ingeschoven toestand van de langsliggers 10 als getoond in Fig. 1 kan het hijsframe 1 een enkele container met een lengte van 20 voel opnemen. Wanneer de langsliggers 10 volledig uitgeschoven zijn kan het hijsframe 1 een enkele lange container van bijvoorbeeld 45 of 48 voet opnemen.

In de uitgeschoven toestand van de langsliggers 10 kan het hijsframe 1 echter ook twee 20-voets containers opnemen. Daartoe is het hijsframe 1 verder voorzien van vier beweegbare opneemelementen 11, die in zijn lengterichting beschouwd nabij het midden zijn aangebracht.

Deze extra opneemelementen 11 zijn paarsgewijs aangebracht op twee zadels 12, die verschuifbaar zijn gelagerd op de centrale doos 9. Elk van deze zadels 12 kan door middel van een balk 13 met een beweegbare pin 14 verbonden worden met de overeenkomstige langsligger 10, waardoor de afstand tussen de opneemelementen 2 op de hoekpunten 3 en de beweegbare opneemelementen 11 wordt gefixeerd. De beweegbare opneemelementen 11 zijn overigens opgenomen in behuizingen 15 die volgens de pijl ER uitschuifbaar en intrekbaar in de zadels 12 gelagerd zijn, zodat zij niet onder het hijsframe 1 uitsteken wanneer zij niet in gebruik zijn.

Het hijsframe 1 is verder voorzien van een naar beneden gerichte sensor 16, die volgens de uitvinding in de nabijheid van de beweegbare opneemelementen 11 is aangebrachl. In het getoonde voorbeeld is de sensor 16 in de lengterichting van het hijsframe 1 beschouwd in het midden aangebracht, en zijn de zadels 12 voorzien van samenwerkende uitsparingen 17 die een venster vormen voor de sensor 16. De sensor 16 bevindt zich dus geheel binnen de omtrek van het hijsframe 1, en is daardoor aanzienlijk minder kwetsbaar dan sensoren volgens de stand van de techniek, die aan de buitenomtrek van een hijsframe zijn aangebracht. In het getoonde voorbeeld is de sensor 16 een driedimensionale sensor, die een zichtveld 18 heeft dat de vorm heeft van een piramide met een relatief grote tophoek a.

Het zichtveld 18 snijdt daarbij twee denkbeeldige vlakken T l, T2, die elk door twee beweegbare opneemelementen 11 bepaald zijn en die in dwarsrichting van het hijsframe 1 verlopend. Doordat het zichtveld 18 dus als het ware vanaf het midden van het hijsframe 1 “uitwaaiert” voorbij de vlakken Tl, T2 waarin de beweegbare opneemelementen 11 liggen, wordt gewaarborgd dat de sensor 16 de naar elkaar gerichte korte zijden 19 van de twee naast elkaar geplaatste containers Cl, C2 waarneemt.

In het getoonde voorbeeld snijdt het zichtveld 18 een denkbeeldig vlak LI dat bepaald wordt door twee hoekpunten 3 van het frame 1 en dat in de lengterichting verloopt (Fig. 4). Hierdoor wordt gewaarborgd dat de sensor 16 ook de lange zijden 20 van de twee naast elkaar geplaatste containers Cl, C2 waarneemt.

Doordat de sensor 16 zowel de korte als de lange zijde van elke container Cl, C2 waarneemt, vallen ook de hoekpunten CC1, CC2 van de containers Cl, C2 binnen zijn zichtveld 18, Deze hoekpunten CC1, CC2 vormen een belangrijke referentie bij het bepalen van de onderlinge afstand van de containers Cl, C2. Omdat in een van de twee korte zijden van elke container een deur zit, terwijl de tegenovergelegen korte zijde gesloten is, verschilt de uitvoering en de maatvoering van de beide korte zijden. De hoekpunten CC1, CC2 hebben echter altijd een vaste positie ten opzichte van alle andere hoekpunten van de container, die bepaald wordt door de normen als vastgelegd door de International Maritime Organization.

In het getoonde voorbeeld “ziet” de sensor 16 slechts twee hoekpunten CC1, CC2, en is deze geschikt voor het waarnemen van een onderlinge afstand tussen de twee containers Cl, C2. Wanneer het hijsframe 1 voorzien wordt van een tweede sensor, die naar de andere lange zijde van het frame en de containers gericht is, kan ook de afstand tussen de twee andere hoekpunten van de containers Cl, C2 waargenomen worden. Uit die twee waargenomen afstanden kan dan worden afgeleid of de korte zijden 19 van de containers Cl, C2 evenwijdig zijn of onder een hoek staan. Deze aanvullende informatie kan van belang zijn voor het richten van het hijsframe 1.

In plaats van een tweede sensor met een zichtveld met soortgelijke tophoek als de getoonde sensor 16, is het ook denkbaar dat gebruik gemaakt wordt van een enkele sensor om alle vier de hoekpunten van de naast elkaar geplaatste containers Cl, C2 waar te nemen. Een dergelijke sensor zou dan niet slechts in lengterichting maar ook in dwarsrichting in of nabij het midden van het hijsframe 1 aangebracht moeten zijn. Bovendien zou een dergelijke sensor een zichtveld met grotere tophoek moeten hebben dan hier getoond.

De sensor 16 is signaalgevend verbonden met een besturingssysteem 21 (Fig. 10). Het besturingssysteem 21 is op zijn beurt signaalgevend verbonden met zowel het hijsframe 1 als de kraan K. Op basis van meetsignalen MS die afkomstig zijn van de sensor 16 kan het besturingssysteem 21 signalen CS1 opwekken voor het besturen van het hijsframe 1 en besturingssignalen CS2 voor het besturen van de kraan K.

De besturingssignalen CS 1 worden toegevoerd aan een bedieningsmechanisme 22 van het hijsframe 1, waarmee ondermeer zijn lengte kan worden ingesteld. De besturingssignalen CS2 dienen om de verplaatsing van het hijsframe 1 door de kraan K aan te sturen. Deze verplaatsing bestaat uit een verplaatsing in horizontale richting waarmee het hijsframe tot recht boven twee op te pakken lasten/containers Cl, C2 wordt gebracht, en een verplaatsing in verticale richting waarmee het hijsframe 1 op de twee lasten/containers Cl, C2 wordt neergelaten. Doordat het besturingssysteem 21 uit de meetsignalen MS nauwkeurig de verticale afstand DV tussen de sensor 16 en de lasten/containers Cl, C2 kan bepalen, kan het ook de verticale verplaatsing van het hijsframe 1 zo aansturen dat dit precies op tijd wordt afgeremd. Zo kan de snelheid waarmee het hijsframe 1 naar de op te pakken lasten/containers Cl, C2 beweegt worden gemaximaliseerd. De besturingssignalen CS1 zorgen er daarna voor dat het hijsframe 1 door middel van de opneemelementen 2, 11 met de lasten/containers Cl, C2 wordt verbonden.

Voor het bepalen van de benodigde horizontale verplaatsing wordt uit de waarneming van de hoekpunten CC1, CC2 van de beide containers Cl, C2 eerst het midden 37 bepaald van de tussenruimte LC tussen deze containers Cl, C2 (fig. 7). Daarbij wordt de tussenruimte LC in dit voorbeeld gedefinieerd als de hart-op-hart afstand tussen de openingen bovenin de “corner castings” van de containers Cl, C2. Vervolgens wordt de horizontale afstand X bepaald tussen het midden 37 van de tussenruimte LC en het midden van het hijsframe 1. Dit is het punt waar zich de sensor 16 bevindt. Dan wordt een besturingssignaal CS2 opgewekt en naar de kraan K gestuurd, waardoor de kraan K het hijsframe 1 over de bepaalde afstand tussen het midden van de tussenruimte LC en het midden van het hijsframe 1 verplaatst.

Voor het bepalen van de benodigde lengteverandering van het hijsframe 1 wordt de eerder bepaalde tussenruimte LC tussen de hoekpunten CC1, CC2 van de containers Cl, C2 vergeleken met een tussenruimte LT tussen de beweegbare opneemelementen 11 (Fig. 2). Vervolgens wordt een besturingssignaal CS1 opgewekt en naar het hijsframe 1 gestuurd, waar het bedieningsmechanisme 22 de langsliggers 10 en de daarmee verbonden zadels 12 zover uit elkaar beweegt, dat de tussenruimte LT tussen de beweegbare opneemelementen 11 gelijk wordt aan de tussenruimte LC tussen de containers Cl, C2 (Fig. 3).

Wanneer het hijsframe 1 eenmaal recht boven de twee op te nemen lasten/containers Cl, C2 hangt en de lengte daarvan zo is ingesteld dat de tussenruimten gelijk zijn (LT = LC), kan het hijsframe 1 omlaag bewogen worden tot de opneemelementen 2, 11 ingrijpen in de “corner castings” van de containers Cl, C2. Deze neerwaartse beweging wordt aangestuurd doordat het besturingssysteem 21 het besturingssignaal CS2 afgeeft aan de kraan 2. Vervolgens worden de opneemelementen of “twist-locks” 2, 11 geactiveerd door een besturingssignaal CS1 van het besturingssysteem 21 aan het hijsframe 1.

In plaats van een enkel hijsframe 1 dat ingericht is om tegelijkertijd tw'ee naast elkaar geplaatste lasten/containers Cl, C2 op te pakken, kan de uitvinding ook w'orden toegepast in samenhang met tw'ee naast elkaar geplaatste hijsframes 1, 1’, die zijn opgehangen aan een hoofdblok 5 in de vorm van een combinatielfame (Fig. 5). Wanneer de hijsframes 1,1’ elk zijn ingericht om tegelijkertijd twee naast elkaar geplaatste lasten/containers Cl, C2 op te pakken, kunnen op deze wijze vier lasten/containers Cl, C2, Cl ’, C2’ tegelijkertijd worden opgepakt. Daartoe is het besturingssysteem 21 in dit voorbeeld ook signaal gevend verbonden met het hoofdblok of combinatielfame 5, dat hier deelbaar is uitgevoerd (“split head block”). Het besturingssysteem 21 is daarbij ook ingericht voor het opwekken van besturingssignalen CS3 die de onderlinge afstand van de hijsframes 1, 1’zowel in dwarsrichting als in langsrichting bepalen, alsmede eventuele hoekverdraaiingen om verschillende assen die nodig zijn om alle bewegingen te compenseren.

Een deelbaar hoofdblok of combinatieframe 5 van het algemene type dat is beschreven in WO 03/104132 Al omvat twee framedelen 23 die zijn verbonden door twee beweegbare armen 24. Elk framedeel 23 kan een eigen hijsframe 1,1’ dragen, maar in een gesloten stand van het combinatieframe 5 kunnen de beide framedelen 23 ook samen een enkel hijsframe 1 dragen. Op elk framedeel 23 zijn twee schijfkasten 25 aangebracht, waarin telkens een kabelschijf 6 is gelagerd, waar een hijskabel 7 omheen geslagen is. De framedelen 23 kunnen onderling evenwijdig in dwarsrichting uit elkaar en naar elkaar bewogen worden door het strekken of juist invouwen van de armen 24. Daarnaast kunnen de framedelen 23 ten opzichte van elkaar worden getransleerd en gezwenkt in verschillende vlakken door het op verschillende wijze bew'egen van de armen 24. Verder kunnen de schijfkasten 25 over de framedelen 23 worden verplaatst. Al deze bewegingsmogelijkheden kunnen in het geloonde voorbeeld worden aangestuurd door besturingssignalen CS3 die door het besturingssysteem 21 worden opgewekt op basis van meetsignalen van de sensor/en) 16.

In de praktijk zullen bijvoorbeeld vier containers Cl, C2, Cl’, C2’ worden aangevoerd op twee transportvoertuigen 26, 27 (Fig. 6). Hoewel chauffeurs zullen trachten deze voertuigen 26, 27 exact naast elkaar te parkeren, zullen in de regel toch afwijkingen optreden, doordat de voertuigen niet op eenzelfde punt gestopt zijn, of niet helemaal evenwijdig staan. Daarnaast kunnen de afmetingen van de voertuigen 26, 27 of de lokaties van de bevestigingspunten (“twist-locks”) op de voertuigen 26, 27 verschillen.

Wanneer een instelbaar combinatieframe 5 met daaronder tw'ee instelbare hijsframes 1, 1’volgens de uitvinding gebruikt worden om de containers Cl, C2, Cl’, C2’ van de voertuigen 26, 27 op te pakken w'ordt eerst door de sensoren 16 die onder de beide hijsframes 1,1’ hangen de posities van de beide containerparen waargenomen (Fig. 11, stap 100). Op basis van die waarnemingen kan het besturingssysteem 21 dan door middel van beeldherkenning, zoals hierna te bespreken, de onderlinge afstand van elk paar containers Cl, C2, resp. Cl’, C2’ bepalen (stap 101). Eveneens op basis van beeldherkenning kan het besturingssysteem 21 de afstand in dwarsrichting tussen de beide containerparen (stap 102) bepalen. Ook kan het besturingssysteem 21 zo de positie van de beide hijsframes 1, 1 ’ ten opzichte van de containerparen bepalen (stap 103). Overigens kunnen deze bepalingen ook in andere volgorde worden uitgevoerd dan hier aangegeven, of zelfs tegelijkertijd.

Voor de bepaling van de positie in langsrichting wordt gebruik gemaakt van de methode die hiervoor beschreven is aan de hand van Fig. 7. Voor het bepalen van de positie in dwarsrichting kan een soortgelijke methode worden gebruikt, wanneer de sensor 16 (of het sensorpaar) van elk hijsframe 1,1’ alle vier de hoekpunten van de twee naar elkaar gerichte korte zijden 19 van de containers C1, C2, Cl’, C2’ kan waarnemen. Ook wanneer slechts twee hoekpunten waarneembaar zijn, zoals getoond in Fig. 4, kan de positie in dwarsrichting bepaald worden, maar dan moet worden uitgegaan van de - bekende - breedte van een standaardcontainer.

Wanneer de tussenruimtes en posities bepaald zijn kunnen eerste besturingssignalen CS2 worden opgewekt om ervoor te zorgen dat de kraan K het combinatieframe 5 tot recht boven de voertuigen 26, 27 met daarop de containers Cl, C2, Cl ’, C2’ verplaatst (slap 104). Daarna w'orden besturingssignalen CS 1 opgewekt voor het instellen van de lengtes van de beide hijsframes 1, 1’ en kunnen de hijsframes 1,1’ door hun bedieningsmechanisme 22 naar de juiste lengte - en juiste tussenruimte LT van de zadels 12 - worden bewogen (stap 105) . Vervolgens kunnen besturingssignalen CS3 worden opgewekt om het combinatieframe 5 naar de juiste tussenruimte in dwarsrichting te sturen en om de framedelen 23 naar de juiste onderlinge stand in langsrichting te bewegen (stap 106). Ook omvatten de besturingssignalen CS3 signalen die zorgen voor alle hoekverdraaiingen om verschillende assen die vereist zijn voor het opvangen van de verschillende bewegingen in dwars- en langsrichting. Dan worden besturingssignalen CS2 opgewekt waarmee de verticale verplaatsing van het combinatieframe 5 door de kraan K wordt aangestuurd (stap 107), en w'anneer de hijsframes 1,1’ eenmaal geland zijn op de overeenkomstige containers Cl, C2, Cl ’, C2’ worden besturingssignalen CS 1 opgewekt om de opneemelementen of “twist-locks” 2, 11 te bedienen (stap 108). Tenslotte worden weer besturingssignalen CS2 opgew'ekt en naar de kraan K gezonden om het combinatieframe 5 met de hijsframes 1, 1’ en de containers Cl, C2, Cl’, C2’ eerst omhoog te bewegen vanaf de voertuigen 26, 27 (stap 109) en dan in horizontale richting te verplaatsen naar een locatie waar de containers Cl, C2, Cl’, C2’ afgezet moeten worden (stap 110).

Overigens kunnen de verschillende hiervoor beschreven bewerkingen ook in andere volgorde worden uitgevoerd, of zelfs tegelijkertijd.

Ook bij het afzetten van de containers kan informatie die door de sensor 16 wordt doorgegeven aan het besturingssysteem 21 een rol spelen. Wanneer het hijsframe 1 aan de tw'ee containers Cl, C2 bevestigd is bevindt de sensor zich tussen beide containers, op geringe afstand daarboven. Hoewel het zichtveld 18 van de sensor 16 dan grotendeels afgedekt wordt door de containers Cl, C2, heeft de sensor 16 recht naar beneden zicht op een oppervlak waarop de containers Cl, C2 af gezet moeten worden. Dit kan bijvoorbeeld de grond zijn, een stapel containers, een voertuig of de bodem van een laadruim van een schip. Zo kan het besturingssysteem 21 uit de meetsignalen van de sensor 16 nauwkeurig de afstand bepalen tot de ondergrond en er door geschikte aansturing van de kraan K voor zorgen dat de containers Cl, C2 op beheerste wijze w'orden neergezet.

Hel besturingssysteem 21 kan de signalen van de sensor 16 na bewerking als w'eergavesignalen DS doorgeven aan een weergave-inrichting 29, zodat een bedienend persoon zich een beeld kan vormen van de situatie. Een schematisch voorbeeld van een mogelijke indeling van een weergavescherm is getoond in Fig. 9. Daarin is aan de linker zijde een diagram 30 te zien waarin de hoogte van de sensor 16 (het middelste deel van de grafiek 31) en van de bovenzijdes van de containers Cl, C2 (de linker en rechter delen van de grafiek 31) ten opzichte van de ondergrond getoond zijn. In het rechter deel van het weergavescherm zijn de containers Cl, C2 weergegeven door symbolen 32, terwijl een vak 33 de gemeten waarde van de tussenruimte LC toont. Daarnaast is nog een knop 34 getoond waarmee verschillende meetwaarden kunnen worden opgeroepen op het scherm, terwijl een symbool 35 de mogelijke afwijking in de gemeten waarden aangeeft.

Om de hoekpunten CC1, CC2 van de containers Cl, C2 te identificeren kan, wanneer de sensor 16 een optische sensor is, gebruik gemaakt worden van beeldherkenning. Het besturingssysteem 21 kan daartoe voorzien zijn van beeldherkenningssoftware. Een voordeel van de keuze van de hoekpunten CC1, CC2 als referentie is dat niet alleen de onderlinge afstanden van de hoekpunten, maar ook hun uitvoering grotendeels gestandaardiseerd is. In bovenaanzicht hebben de hoekpunten of “corner castings” een karakteristieke vorm met ondermeer een centrale opening 28 voor het opnemen van een “twist-lock”. Ook de afmetingen van de hoekpunten CC1, CC2 liggen vast, waardoor deze eenvoudig te vinden zijn in een beeldopname van de containers Cl, C2. Dit is weergegeven in Fig. 8A en 8B.

Nadat de hoekpunten CC1, CC2 eenmaal herkend zijn kan hun onderlinge afstand LC eenvoudig worden afgeleid uit de bekende afmetingen daarvan. In het getoonde voorbeeld wordt de afstand LC bepaald op twee verschillende manieren, eenmaal door meting van de afstand tussen de randen van de hoekpunten CC1, CC2 en eenmaal door meting van de afstand tussen de centrale openingen 28 daarvan. Door deze dubbele meting wordt de nauwkeurigheid van de positiebepaling aanzienlijk verbeterd, waardoor het risico op beschadiging door het onjuist oplijnen van het hijsframe 1 met de containers Cl, C2 wordt verkleind.

Zo maakt de uitvinding het dus mogelijk om met behulp van een of meer centraal onder een instelbaar hijsframe aangebrachte sensoren twee of meer lasten tegelijkertijd op te piikken zonder tussenkomst van een bedieningspersoon, of althans met slechts zeer geringe menselijke tussenkomst. Hierdoor kan de overslagsnelheid op een containerterminal worden verhoogd, waardoor de kosten per overslaghandeling worden verlaagd. Bovendien is de kans op storing of uitval relatief klein, aangezien de sensor zich binnen de omtrek van het hijsframe bevindt en dus relatief onkwetsbaar is. De hier voorgestelde automatische verwerking kan zowel worden toegepast bij een enkel instelbaar hijsframe dat twee lasten opneemt, als bij een paar door een instelbaar combinatielfame verbonden hijsframes, die zelfs vier lasten tegelijkertijd opnemen.

Hoewel de uitvinding hiervoor is toegelicht aan de hand van een voorbeeld, zal het duidelijk zijn dat deze daartoe niet is beperkt, maar op velerlei wijze kan worden gevarieerd binnen het kader van de nu volgende conclusies.

Claims (16)

1. Hijsframe voor het hijsen van lasten, in het bijzonder containers, omvattende: - vier opneemelementen voor het met een last verbinden van het hijsframe, welke opneemelementen nabij hoekpunten van het frame zijn aangebracht, - aan de bovenzijde van het hijsframe aangebrachte middelen voor hel verbinden daarvan met een kraan, en - ten minste één met het frame verbonden en naar beneden gerichte sensor, gekenmerkt door vier beweegbare opneemelementen die in een lengterichting van hel hijsframe beschouwd nabij het midden daarvan zijn aangebracht voor het verbinden van het hijsframe met twee naast elkaar geplaatste lasten, waarbij de ten minste ene sensor in de nabijheid van de beweegbare opneemelementen is aangebracht.

2. Hijsframe volgens conclusie 1, met het kenmerk, dal de ten minste ene sensor in de lengterichting van het hijsframe beschouwd in hoofdzaak in het midden daarvan is aangebracht.

3. Hijsframe volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de ten minste ene sensor een zichtveld heeft dat twee in dwarsrichting verlopende, elk door twee beweegbare opneemelementen bepaalde vlakken snijdt.

4. Hijsframe volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ten minste ene sensor een zichtveld heeft dat ten minste één in de lengterichting van hel hijsframe verlopend, door twee hoekpunten van het frame bepaald vlak snijdt.

5. Hijsframe volgens conclusie 4, gekenmerkt door ten minste twee sensoren die elk een zichtveld hebben dat één van twee evenwijdige, door de hoekpunten aan één van de twee lange zijden van het hijsframe bepaalde vlakken snijdt.

6. Hijsframe volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ten minste ene sensor een driedimensionale sensor is.

7. Hijsframe volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ten minste ene sensor een optische sensor is, die signaalgevend verbonden is met een besturingssysteem dat is ingericht voor beeldherkenning.

8. Hijsframe volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het besturingssysteem ingericht is om uit signalen van de ten minste ene sensor hoekpunten van naast elkaar geplaatste lasten te herkennen en besturingssignalen op te wekken om opneemelementen van het hijsframe met de herkende hoekpunten in register te brengen.

9. Hijsframe volgens conclusie 8, met het kenmerk, dal het hijsframe in de lengterichting instelbaar is en het besturingssysteem ingericht is om op basis van signalen van de ten minste ene sensor besturingssignalen op te wekken voor het instellen van de lengte.

10. Hijsframe volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat het besturingssysteem ingericht is om op basis van signalen van de ten minste ene sensor besturingssignalen op te wekken voor het in horizontale richting verplaatsen van het hijsframe.

11. Hijsframe volgens één der conclusies 7-10, met het kenmerk, dat het besturingssysteem ingericht is om op basis van signalen van de ten minste ene sensor een verticale afstand tussen de sensor en de last(en) te bepalen en besturingssignalen op te wekken voor het in verticale richting verplaatsen van het hijsframe.

12. Hijsframe volgens één der conclusies 7-11, met het kenmerk, dat de verbindingsmiddelen ingericht zijn om het hijsframe te koppelen aan een met de kraan verbonden instelbaar combinatieframe, dat ook een naastgelegen hijsframe draagt, en het besturingssysteem ingericht is om op basis van signalen van de ten minste ene sensor besturingssignalen op te wekken om een positie en/of oriëntatie van het hijsframe ten opzichte van het naastgelegen hijsframe te variëren door het instellen van het combinatieframe.

13. Werkwijze voor het besturen van een met een kraan verbonden, instelbaar hijsframe voor hel opnemen van ten minste twee naast elkaar geplaatste lasten, in hel bijzonder containers, omvattende de stappen van: - het met behulp van ten minste één aan de onderzijde van het hijsframe aangebrachte sensor waarnemen van de lasten, - het op basis van de waarneming instellen van hel hijsframe, - het op basis van de waarneming met behulp van de kraan naar de lasten bewegen van het hijsframe, - hel koppelen van het hijsframe aan de lasten, en - hel met behulp van de kraan ophijsen van het hijsframe met de daaraan gekoppelde lasten.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat hoekpunten van de lasten worden waargenomen en het hijsframe wordt ingesteld en bewogen naar de waargenomen hoekpunten.

15. Werkwijze volgens conclusie 13 of 14, met het kenmerk, dat op basis van de waarneming een verticale afstand tussen het hijsframe en de lasten wordt bepaald, en een snelheid waarmee het hijsframe naar de lasten bewogen wordt geregeld wordt als functie van de verticale afstand.

16. Werkwijze volgens één der conclusies 13-15, met het kenmerk, dat het hijsframe tezamen met een tweede instelbaar hijsframe met de kraan verbonden is onder tussenkomst van een instelbaar combinatieframe, en ten minste vier naar elkaar geplaatste lasten worden opgenomen, waarbij elk van de hijsframes wordt ingesleld op basis van de waarneming door de daarmee verbonden sensor, en waarbij het combinatieframe wordt ingesteld op basis van de waarnemingen van de met beide hijsframes verbonden sensoren.