WO2015007377A1 - Verfahren zur steuerung einer containerbrücke zum be- oder entladen, insbesondere des laderaumes, eines schiffes bzw. steuersystem zur steuerung einer containerbrücke bzw. containerbrücke mit steuersystem - Google Patents

Verfahren zur steuerung einer containerbrücke zum be- oder entladen, insbesondere des laderaumes, eines schiffes bzw. steuersystem zur steuerung einer containerbrücke bzw. containerbrücke mit steuersystem Download PDF

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WO2015007377A1
WO2015007377A1 PCT/EP2014/001900 EP2014001900W WO2015007377A1 WO 2015007377 A1 WO2015007377 A1 WO 2015007377A1 EP 2014001900 W EP2014001900 W EP 2014001900W WO 2015007377 A1 WO2015007377 A1 WO 2015007377A1
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WO
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container
gripper
control system
determined
threading
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Application number
PCT/EP2014/001900
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Mann
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Isam Ag
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/18Control systems or devices
    • B66C13/46Position indicators for suspended loads or for crane elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/18Control systems or devices
    • B66C13/48Automatic control of crane drives for producing a single or repeated working cycle; Programme control

Definitions

  • Method for controlling a container bridge for loading or unloading, in particular the loading space, of a ship or control system for controlling a container bridge or container bridge with control system
  • the invention relates firstly to a method for controlling a container bridge for loading or unloading, in particular the loading space, of a ship according to the features of the preambles of the independent claims 1, 2 and 3. Furthermore, the invention relates to a control system for controlling a container bridge according to the features of Oberbegriffes of independent claim 16. Finally, the invention relates to a container bridge with the aforementioned control system, but in particular working according to the above method.
  • Container bridges are used in particular in ports for handling goods, in particular for transporting containers, namely for loading and unloading ships with containers.
  • the container bridge has at least one water-side first boom and at least one landseiti- conditions second boom, wherein the two arms are integrally formed and / or connected accordingly.
  • the first and the second boom are arranged on a plurality of substantially vertically extending buttresses.
  • On the first arm or on the second arm a movably arranged cat is provided, which is functionally connected via cable elements with a gripper (spreader).
  • the gripper can be moved up and down (Z-direction), whereby on the cat and the chassis of the container bridge according to other movements (X- / Y-direction) can be realized.
  • the gripper known as a spreader, is designed to grip a container by means of a locking mechanism by bringing the gripper into contact with the top of the container and activating the locking mechanism so that corresponding bolts or "twistlocks" are engaged "engage in the respective recesses of the corner fittings of the container (in so-called” corner fittings ”) and then the gripper with the container hanging underneath can be transported to a Absetzposition (or target position) using the respective above components.
  • EP 2 574 587 A1 discloses a method or a control system.
  • an imaging sensor is arranged on the gripper (or on the container e schirr) which transmits to a control system the corresponding measured values from a specific environment of the gripper (container harness), these measured values being processed and evaluated by a computing unit.
  • a container suspended under the gripper can now be placed on the loading surface of a truck or on a train wagon.
  • the gripper approaches with the container hanging below the corresponding settling position for the container, wherein the settling position, in particular the so-called “twistlocks" on the back of a truck are determined with the help of the imaging sensor.
  • the settling position in particular the so-called “twistlocks” on the back of a truck are determined with the help of the imaging sensor.
  • the invention is therefore based on the object of designing and developing the aforementioned method and / or the aforementioned control system in such a way that the aforementioned problems are avoided, in particular simplifying the process of loading and unloading a ship with containers, in particular the associated costs are reduced.
  • vzw. is less than 3 m from the respective Absetzposition or from the respective threading position is removed before the gripper then actually receives the respective container, settles or threading.
  • the "final approach” of the gripper or the gripper with container hanging thereon is the last movement section of the gripper, especially on its "last 3 meters” before a container is picked up, set down or threaded.
  • the "last 3 meters" are the remaining vertical distance between gripper and the upper region (or roof) of the container to be accommodated, or the vertical distance between the gripper and the container hanging thereon, ie from the bottom region of this container (from FIG the bottom of the container) to the respective settling or threading position, in particular to the upper area, vzw., to the roof, another container on which the hanging under the gripper container is to be discontinued remaining certain effective unwinding length of the rope element to which the gripper hangs, be defined until a container is effectively absorbed, effectively discontinued or effectively threaded.
  • the movements of the gripper "at the final approach” and its positioning takes place via the cable elements, the hoist, the cat and / or the chassis or is realized via the corresponding control of these components due to the determination of the respective relative and current positions of the gripper
  • the movements of the gripper in or during the "final approach” of the gripper now so - without “blind flight” - controlled and in particular also be monitored so that a fully automatic recording Depositing or threading a container is also fully automated from or on a fluctuating ship.
  • the respective receiving position is determined continuously until the gripper actually comes into contact with the container to be picked, or the setting position is continuously determined until the container to be set is actually discontinued, or the threading position is continuously determined until the threading container is actually threaded accordingly, wherein the respective contact determination and / or position determination by a sensor, in particular a camera system (cameras), and / or the respective contact determination by a load sensor, which may be explained in detail.
  • a sensor in particular a camera system (cameras)
  • the threading position is continuously determined until the threading container is actually threaded accordingly, wherein the respective contact determination and / or position determination by a sensor, in particular a camera system (cameras), and / or the respective contact determination by a load sensor, which may be explained in detail.
  • the term “threading” means that after the threading of a container, for example, in the "cell guides" of a ship or in the gap between two containers then the further movement of the container is constrained, namely by the "cell guides" of
  • control system then immediately controls the gripper or the current movements of the gripper and adjusts its movements during the final approach , So can adapt accordingly, so that the recording process, the settling process and / or the threading of the container can be continued without interruption even with fluctuations of a ship and the recording, settling and / or threading of the container is fully automatically realized.
  • the control system has a corresponding, vzw.
  • the control system then automatically controls the recording, the settling and / or the threading of the container due to the data transmitted by the detection system.
  • the vzw from the control system. detected due to a ship movement relative to the container bridge changing receiving position, setting position or threading of a container and also the current relative position of the gripper (with or without hinged container, depending on the process) to the corresponding recording, Absetz- or Einfädelposition determined and then in Real - time gripper 's movements are calculated in the "final approach" and adapted to the changing picking position, setting position and / or threading position so that the container can be fully automatically picked up, set down and / or threaded in.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a container bridge with the various individual components
  • FIG. 2a and 2b a gripper (spreader) for gripping or for receiving or transporting and depositing a container in a schematic representation from above (FIG. 2a) and from the side (FIG. 2b), FIG.
  • FIG. 3a, 3b, 3c in a schematic representation (see Fig. 3a) a container with arranged at the corner areas corner fittings, namely with the so-called “corner fittings", the latter partially in an enlarged view ( Figures 3b and 3c), wherein the Arrangement of the corner fittings in accordance with a corresponding, vzw. Standardized dimensioning is shown in general form,
  • FIG. 4 is a schematic representation of the picking up of a freestanding container by a gripper or the "final approach” of the gripper to the receiving position of the container,
  • FIG. 5a shows the discontinuation of a hanging container under the gripper on a freestanding container in a schematic representation during the final approach of the gripper to the setting position, in a schematic representation in the view from above, substantially corresponding to Fig. 5a, the detection situation / image acquisition situation from the perspective of the cameras arranged on the gripper with the container hanging under the gripper or with the containers under this container "partially protruding" on the Fig.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a container bridge 1 for loading and / or unloading a ship, not shown here, in particular the hold of a ship with corresponding containers.
  • the container bridge 1 has a water-side first boom 3 and in the preferred embodiment of the container bridge 1 illustrated here two two-sided second boom 4, namely a shore-side boom 4a and a shore-side boom 4b.
  • the container bridge 1 shown in Fig. 1 is a "two-cat container bridge 1" with two intermediate arms 4a and 4b arranged one above the other or one above the other to realize a container bridge 1, wherein the container bridge 1 is then designed as a "one-cat container bridge". It is also conceivable that the container bridge has only a water-side boom and no landside boom, namely, if the container bridge is designed as a "small bridge", so that the container legs between the two legs / support pillars can be deposited and / or recorded Thus, the method or the control system can be explained with reference to the two-cat container bridge 1 shown in FIG.
  • the first and second boom 3 and 4a are arranged to extend substantially horizontally, wherein the first and second boom 3 and 4a are arranged on a plurality of, in particular substantially vertically extending pillars 5.
  • the first arm 3 and the second arm 4a can also be formed in one piece and / or as one component.
  • corresponding additional support struts 6 and a chassis 7 of the container bridge 1 are provided, with the latter or with the aid of which the container bridge 1 along the quay wall of a harbor basin is movable (Y direction).
  • the container bridge 1 shown here essentially four pillars 5, wherein the first boom 3 protrudes to the water side and the second arm 4a projects on the land side.
  • the arms 3 and 4a are in particular dere arranged substantially centrally between four pillars 5.
  • another boom 4b may be provided, wherein vzw. two booms 4b vzw. are arranged directly on two pillars 5, of which in Fig. 1, however, only one boom 4b can be seen.
  • the container bridge 1 at least one cat 8, the container bridge shown here in Fig. 1 even two cats, namely a first cat 8 and a second cat 9 on.
  • the first cat 8 serves as a "main cat” and the second cat 9 as a "Laschkatze".
  • the first cat 8 is along the first arm 3 and in particular at least partially also along the second arm 4a in the respective longitudinal direction arranged movable (X direction).
  • the second cat 9, a lashing cat 9 is arranged on a bridge formed by the two arms 4b.
  • the boom 4b and the lashing cat 9 are substantially as formed as a conventional hall crane structure.
  • the cat 8 is functionally connected to a gripper 10, in particular via at least one seeding element 11 or in particular via several seeding elements. Furthermore, a not shown here in detail hoist 12 is provided, the vzw. arranged in the area of the cat 8 and provided for the gripper 10 or by means of which the cable element 11 is actuated. With the help of the hoist 12, the gripper 10 can be driven up and down, so be pulled up or down via the Seüelement 11 (Z direction). With the help of the gripper 10, a container 2 can be received and / or sold.
  • the actual picking up or the actual setting down of a container 2 can be determined via a corresponding "load measurement", in particular via a load sensor, not shown, in the area of the hoisting gear 12 or on the gripper 10.
  • These measuring data are also sent to the control unit 14 Fig. 1 shows a taken from the gripper 10 container 2, it can be seen that under the gripper 10 here the container 2 hangs.
  • the gripper 10 is designed in particular as a so-called "spreader” and has a corresponding locking mechanism, with the aid of a container 2 with the gripper 10 releasably connectable, namely with the gripper 10 can be locked and unlocked by the gripper 10, ie the container 2 from the gripper 10 tangible and transportable and also solvable again.
  • FIGS. 2 a and 2 b show a schematic representation of a gripper 10, namely a so-called "spreader", on the one hand from above, and on the other hand, with the aid of such a gripper 10, in particular, ISO-standardized containers 2 can be transshipped or transported in a port
  • the gripper 10 here has a type of telescopic frame 10a with end portions 10b, which can be adjusted to the length of various containers 2 by means of the telescopic frame 10a in particular, the gripper 10 has so-called “twistlocks", with the aid of which a container 2 can be connected to the gripper 10 or can be released again correspondingly by the gripper 10.
  • Fig. 3a shows a schematic representation of a container 2 with the arrangement of corresponding corner fittings 15.
  • the container 2 has in its corner regions in each case a corner fitting 15, wherein each of the corner fittings 15 corresponding recesses 15a, 15b and 15c.
  • the corner fittings 15 and recesses 15a, 15b and 15c can interact with the locking mechanism of the gripper 10, in particular the recesses 15a with the corresponding "twist locks", so that the container 2 with the gripper 10 is functionally connected, in particular gripped by the gripper 10 and but also the gripper 10 can be detached again from the container 2 in order, for example, to set down a container 2 at its destination, namely at its set-down position Fig.
  • the receiving position of this container 2 is conditionally known or calculable , Especially when the upper corner fittings 15, at least two upper corner fittings 15 have been determined accordingly.
  • a weaning position for this container 2 is determined when depositing a hanging under the gripper 10 container 2, for example, if this container 2 is to be placed on another container 2a, the upper corner fittings 15 (or at least two upper corner fittings 15) of this container 2a, are to be deducted to be determined, since this then determines the respective Absetzposition or is calculable, in particular the container 2 with its lower corner fittings 15 corresponding to the upper corner fittings 15 of the container 2a can be discontinued.
  • the control system now has a detection system, wherein the detection system in turn has a plurality of components, namely first a first optical system 16, which is designed in particular as a laser scanner 16a.
  • the optical system 16 and the laser scanner 16 a is vzw. arranged on the cat 8. It is also conceivable, however, for the first optical system 16, in particular the laser scanner 16a, not to be arranged on the cat 8 but, for example, on a separate pigtail, in which case the carriage can be arranged movably below the first outrigger 3.
  • the distribution and / or arrangement of the container 2 provided and / or stored on a ship, not shown here, can be determined, in particular the local "container mountain" existing on the ship
  • the optical system 16 or the laser scanner 16 via data lines, not shown here (in particular via Ethernet) to the control unit 14 Vzw., Is also in addition with the help of the first optical system 16, the corresponding environment of the container bridge 1, in particular under the second arms 4b so that a collision-free trajectory for the transport or movement of a container 2 from the land side to the water side (or vice versa) can be calculated with the aid of the first microprocessor Systems 16, in particular with the help of the lase Rcanners 16a are therefore also persons and / or obstacles, in particular on the rails for the chassis 7 and / or in the work area 17 can be determined. It is also conceivable that to determine persons and / or obstacles in the working area 17 another, not shown here laser scanner is provided.
  • the detection system has a system for determining the position of the gripper 10 or for measuring the oscillating movements of the gripper 10, in particular An inertial navigation system (INS) 18 on.
  • the inertial navigation system 18 is arranged on or on the gripper 10, wherein the respective current oscillating movements of the gripper 10 can be determined with the aid of this inertial navigation system 18. Vzw.
  • the inertial navigation system 18 also transmits the corresponding data via the respective current reciprocating movements of the gripper 10 to the control unit 14 via data line (or via Ethernet) Hoist 12 and / or to the chassis 7, the oscillations of the gripper 10 can be eliminated or at least reduced.
  • the control unit 14 calculates the necessary Steuerüngsbetatione or driving commands for the chassis 7, the cat 8 and / or for the hoist 12 due to an internal stored pendulum model. External influences, such as wind, an uneven load distribution in the container 2 or the like are compensated by the support of the pendulum model.
  • the position (or coordinates) of the gripper 10 to a corresponding reference point of the container bridge 1 can be determined by means of the control unit 14, in particular via corresponding position sensors which are provided on the cat 8, the hoist 12 and / or the chassis 7 or vzw. directly via the inertial navigation system 18 in combination with a vzw. additionally provided GPS system.
  • a or the GPS system is arranged in particular in an upper region of the container bridge 1 and is used in particular for determining the position of the chassis 7.
  • the detection system still has a second optical system 19 and this second optical system 19 is provided and / or arranged in the region of the gripper 10, which may now be explained in greater detail below:
  • the cameras 19a which are designed here in particular as so-called ToF cameras, are arranged essentially at the ends of the end regions 10b, namely in the region of the corners 10c of the gripper 10.
  • FIG. 2 b shows a side view of two cameras 19 a, which are arranged essentially in the horizontal plane of the gripper 10.
  • Fig. 2a shows that in each case a camera 19 a is arranged in the region of each corner 10 c of the gripper 10, which is to be indicated by the arrows shown here, that the cameras 19 a and are foldable or extendable and extendable.
  • the cameras 19a and the second optical system 19 are designed such that the cameras 19a can be folded out or extended outwards beyond the outer contour of a container 2 suspended under the gripper 10, as shown, for example, in FIGS. 5a, 5c, 6 and 7 is shown schematically.
  • the cameras 19a are also foldable or retractable, as shown, for example, in Fig.
  • the second optical system 19 telescopic rods, which are hydraulically, pneumatically or electrically actuated or correspondingly operable lever elements or the like.
  • the cameras 19a are in each case extendable or foldable into a position outside the outer contours of a container 2 suspended below the gripper 10 (cf., FIG. 5a), the cameras 19a and 19a, respectively. then still lie in the plane of the gripper 10 and lie in the retracted or retracted state within the outer contours of a hanging under the gripper 10 container 2, as this example.
  • the cameras 19a designed as ToF cameras are, in particular, a 3D camera system.
  • the camera thus provides for each pixel the distance of the object imaged thereon.
  • the principle essentially corresponds to the laser scanning but with the advantage that an image is taken at once and does not have to be scanned.
  • a camera 19a designed as a ToF camera or corresponding cameras 19a corresponding image recordings can be made in real time and distances can be measured, ie images of corresponding objects which are located in the respective respective viewing angle 20 of the respective camera 19a.
  • the corresponding data are vzw. via data line (in particular Ethernet) also transmitted to the control unit 14 of the control system.
  • a classical image processing is realized, or a scanner or a combination of both is used.
  • the cameras 19a designed as ToF cameras have proven to be particularly advantageous.
  • a first step the distribution and / or arrangement of provided and / or stored on a ship container 2, in particular the local "container mountains" using the first optical system 16, in particular with the aid of the laser scanner 16a with the help of the detection system
  • the corresponding environment, viz., the working area 17 is likewise included in this way as well, so that in principle a collision-free movement path for the container 2 from the land side to the water side (or vice versa) with the help of the Control unit 14 is calculated.
  • the container 2 can be accommodated on the land side, but in particular it is, however, now a container 2, which is deposited on a ship and is to be received (see Fig. 4).
  • the detection system is now in or during the "final approach” of the gripper 2
  • the relative position of the gripper 10 to the male container 2 continuously determined and indeed until the gripper comes into contact with the male container 2, wherein the chassis 7, the hoist 12, the cat 8 and / or the gripper 10 are controlled by means of the control system so that the picking up of the container 2 from its receiving position takes place automatically.
  • the control system At a certain time during the "final approach” and / or from a certain position of the gripper 10 above the male container 2, eg.
  • the gripper 10 When the gripper 10 is only 3m or less than 3m above the male container 2 floats then the receiving position of the container 2 continuously determined or monitored until the gripper 10 comes into contact with the male container 2, wherein the chassis 7 (Y-direction), the hoist 12 (Z-direction), the cat 8 (X-direction) and / or the gripper 10, in particular the operation of the "twistlocks", are controlled by means of the control system or the control unit 14 so that the picking up of the container 2 from its receiving position takes place automatically.
  • FIG. 4 shows here the "final approach” of the gripper 10 to the receiving position of the container 2.
  • the cameras 19a folded in are clearly visible in Fig. 4. These are here in the folded state because the gripper 10 is open at the bottom is formed, so that the respective viewing angles 20 of the cameras 19a can easily grasp the corresponding area under the gripper 10, indicated here by the dashed lines
  • the cameras 19a can be used in the final approach of the gripper 10 to receive a container 2 also be extended or unfolded, this is dependent on the specific embodiment of the respective gripper 10th
  • the male container 2 is at least partially detected.
  • the upper corner fittings 15 of the container 2 are detected by the cameras 19a.
  • the respective recess 15a or the upper edge or even with extended cameras 19a the side wall of a container 2 are detected or can be determined.
  • the receiving position of the container 2 due to the data determined via the second optical system 19 or via the cameras 19a and with the aid of the control system or the control unit 14, the receiving position of the container 2, as shown in FIG. 4, can be determined, in particular via the determination the outer corner fittings 15 and the resulting corresponding calculation.
  • the gripper 10 immediately on the chassis 7, the cat 8 and / or Lifting mechanism 12 can be controlled so that the picking up of the container 2 from its current pickup position can be realized automatically, in particular without time delay
  • the corresponding contact determination can likewise be made with the aid of the cameras 19a and / or with the aid of a load sensor or a sensor on the gripper 10. It is also conceivable to use a particularly additional he determination of the contact using the laser scanner 16a.
  • the term “continuously determined” thus essentially means the monitored final approach of the gripper 10 to the actual, possibly also changing receiving position of the container 2, ie to the position in which the container 2 is also currently located at the corresponding instant in question
  • a "blind flight" in the final approach, as hitherto in the prior art, is avoided, so that the advantages described above can be realized.
  • the terms and definitions described above also apply essentially to the following statements.
  • Fig. 5a shows a schematic representation of the settling of a container 2 on another freestanding here container 2a.
  • the detection system here is the relative position of the gripper 10 with hanging container 2 to a Absetzposition in or during the final approach of the gripper 10 continuously determined until the gripper 10 sets the container 2 on the container 2a, the chassis 7, the Hoist 12, the cat 8 and / or the gripper 10 are controlled by means of a control system so that the settling of the container 2 takes place automatically at its Absetzposition.
  • the set-down position for the container 2 is the upper area, the "roof" of the container 2a, the set-down position being determined by the upper corner fittings 15 of the container 2a or being calculated therefrom.
  • Systems is vzw.
  • the cameras 19a in the unfolded or in the extended state namely that the Absetzposition for a hanging under the gripper 10 container 2, in particular the upper corner fittings 15 of the container 2a, on the Container 2 is to be discontinued, can also be determined or are, in particular the respective viewing angle 20 of the respective camera 19 a the corresponding area, or at least a range can be detected with corner fittings 15.
  • the cameras 19a also detect corresponding overlaps, namely, when the container 2 to be deposited has not yet been set down on the other container 2a standing free here. This is shown by way of example in FIG. 5b.
  • FIG. 5b shows, corresponding to FIG. 5a, the container 2 suspended under the gripper 10 and the container 2a "protruding" under the container 2 onto which the container 2 is to be deposited from the point of view of the cameras 19, that is to say the so-called ".
  • FIG. 5b shows the overall graph calculated by the control unit 14, which has been determined or calculated by the control unit 14 by the individual respective viewing angles 20 of the respective cameras 19a. Good to see is an upper and left edge region of the container 2a.
  • the gripper 10 with the container 2 hanging underneath is in this embodiment shown in Fig. 5b in the final approach here a little too far to the right or a little too far towards the bottom edge in Fig. 5b positioned.
  • the relative position / position of the gripper 10 or of the container 2 hanging on the gripper 10 to the setting-off position is determined, wherein it can be clearly seen that this does not coincide with the setting-down position.
  • the cameras 19a continuously determine corresponding images, so that the relative position / position of the gripper 10 with container 2 hanging thereon can be determined at any time, namely it can be assumed that the container 2 hanging on the gripper 10 is exactly above the lower container 2a, at least as long as the container 2a underneath can not be detected by any of the four cameras 19a.
  • the actual placement of the container 2 on the lower container 2a is then determined in particular via a load sensor.
  • the settling position or relative position / position of the gripper 10 with container 2 hanging thereon is continuously determined with the aid of the cameras 19a or thereby the entire final approach is monitored accordingly, so that even if in the final approach interim corresponding overlaps from the cameras 19a be determined, the current relative position / position of the gripper 10 with it hanging container 2 can be adapted or adjusted during the final approach.
  • the cameras 19a are arranged or extended / extended during the settling or threading process outside the outer contours of the container 2 hanging on the gripper 10.
  • the corner fittings 15 of a lower, free-standing container 2a are detected with the help of the cameras 19a during settling and the gripper 10 is controlled accordingly, so that the thus determined settling position of the gripper 10 and the underlying container 2 is also achieved accordingly, in particular the hanging on the gripper 10 container 2 is then placed accordingly on the lower container 2a.
  • the relative position of the gripper 10 or of the container 2 hanging on the gripper 10 therefore becomes the setting-down position, in this case the lower, free-standing container 2a (see Fig.
  • the side walls of the lower container 2a serve as an orientation and are determined by the cameras 19a.
  • the term "determination of the relative position of the gripper with the container hanging therefrom” therefore also includes, in particular, the determination of the relative position of the container suspended below the gripper in relation to a set-down position or to a threading position, in particular including what is meant for the entire description and all figures applies.
  • a container 2 suspended under the gripper 10 can also be set down on a lashing platform 13 or on a truck, that is to say that the settling position is determined accordingly and the container is transported there in a targeted manner.
  • FIGS. 5c and 5d show in a schematic representation the setting down of a container 2 on a lower container 2a along a row of containers, namely along several containers 2b.
  • the cameras 19a are correspondingly unfolded, thus projecting beyond the outer contours of the container 2 suspended on the gripper 10, or protrude beyond this, as can be clearly seen in FIG. 5c.
  • the final approach starts here vzw. then slightly earlier than when depositing on a freestanding container 2a, namely, when the hanging under the gripper 10 container 2, namely in particular its lower portion ("bottom”) 3m or less above the upper region ("roof") of the uppermost Containers 2b is positioned.
  • the cameras 19a are then initially on both sides, ie essentially all four cameras 19a are then extended or unfolded, so that the respective viewing angles 20 can in particular capture the upper corner fittings 15 of the uppermost container 2b.
  • the cameras 19a on the left side of the gripper 10 are folded or retracted on one side, so that this further Do not pull down / empty the container 2 when the gripper 10 is moved along the container 2b further down towards the set-down position.
  • this also belongs to the final approach of the container 2, now the upper (shown in Fig.
  • FIGS. 5c and 5d clearly show what can be achieved with the retractability / fold-in or removal drivable / unfoldability of the cameras 19a is meant, namely that they are within the contours of hanging under the gripper 10 container 2 retractable or beyond these outer contours of the container 2 are also mobile.
  • FIG. 6 and 7 show further specific processes, namely the threading of a hanging under the gripper 10 container 2 on the guide rails, the so-called “cell guides” 21 of a ship or in a gap 22 between two other, here adjacent containers 2b or between two other container rows (see Fig. 7).
  • the relative position of the gripper 10 with hanging container 2 is determined to a threading position in the final approach of the gripper 10 continuously at least until the container to be set 2 with its lower portion with the upper portion of the "cell guides" 21st 6) or until the container 2 to be dropped is submerged with its lower portion in a gap 22 between two other containers 2b (see FIG. 7), wherein the undercarriage 7, the hoisting gear 12, the cat 8 and / or the gripper 10 are controlled by means of the control system so that the threading operation of the container 2 takes place automatically.
  • the threading position for a container 2 picked up by the gripper 10 becomes threading of the container 2 into the "cell guides" 21 of a ship or for threading between two adjacent other containers 2b, starting at or during the final approach and / or continuously ascertained or monitored from a specific position of the gripper 10 above the threading position until the container 2 to be dropped comes into contact with its lower portion with the upper portion of the "cell guides" 21 of a ship or with its lower portion in the Gap 22 is immersed between two other containers 2b, namely from this time then correspondingly "forced” until the container 2 is then actually discontinued.
  • the term “continuously determined” also means that the settling process or the threading process is monitored until the container 2 is actually set down or threaded, ie the unfolded or extended one Cameras 19a and the viewing angle 20 of the respective camera 19a continuously transmits the corresponding data to the control unit 14 of the control system, whereupon the movements of the gripper 10, namely its relative position can be currently controlled and adjusted, namely via the aforementioned components of the chassis.
  • the depositing position for a hanging under the gripper 10 container 2 or the respective threading can be determined with the cameras 19a and in particular monitored, in addition, or a load sensor is also provided.
  • a load sensor is also provided.
  • an actual settling and / or picking up of the container 2 ie the respective contact determination by a load measurement can be additionally monitored.
  • a later actual settling of the container 2 after it has been threaded can be determined, namely, when the forcibly guided after the threading movement of the container 2 is over and the container 2 has actually been discontinued , Vzw.
  • the respective contact determination is determined using the cameras 19a.
  • the above-described type of detection / measurement has the advantage that the due to a ship movement, relative to the container bridge 1 changing receiving position of a container 2 and / or relative to the container bridge 1 changing settling position for a container 2 and / or relative to Container bridge changing threading position of a container tainers 2 is determined continuously before picking up, depositing and / or threading the container 2, in particular from when the gripper or under the gripper 10 hanging container 2 at a certain height, for example.
  • control system recording and / or depositing and / or threading a container 2 by the gripper 10 including the entrance door and / or on the basis of the data determined by the detection system on the control system Verriegeins the gripper 10 with the container 2 fully automated controls.
  • the current, relative position of the gripper 10 to a male container 2 so to its receiving position and / or the current relative position of the gripper 10 with container 2 hanging thereon to a setting position, and / or the current, relative position of the gripper 10 with it hanging container 2 to a threading position (to several reference containers / other containers 2b and / or with reference to the "cell guides" 21 of a ship) determined in real time and the movements of the gripper 10 to the respective changing recording position, Absetzposition and / or threading adjusted automatically using the control system.
  • the "container mountain” is determined by the first optical system 16, namely by the laser scanner 16a, in which case the pendulum movements of the gripper 10 are determined, in particular in a second step
  • Help of provided in the region of the gripper 10 inertial navigation system (INS) 18, in particular in the first movement phase, ie before the "final approach” of the gripper 10, then the chassis 7, the hoist 12 and or the cat 8 to eliminate the detected oscillations of the Gripper 10 in the respective directions (X, Y and Z directions) are controlled, in particular so that a quiet "final approach” by the gripper 10 in its second phase of movement can be realized.But even during the final approach of the gripper 10, the oscillations continuously determined and compensated.
  • the "final approach" of the gripper 10 is realized, namely in the process of picking up a container 2 from its pickup position or during the process of depositing the container 2 to its depositing position. Position or the Einfädeins a container 2 in its threading position.
  • the cameras 19 a at least partially detected, in particular, the upper corners or corner fittings 15 (corner Fittings) of the container 2 or at least one provided in the corners recess, in particular the respective recess 15a detected or determined, so that then the gripper 10 can be moved into the thus detected receiving position 2 by means of the control system.
  • the current relative position of the gripper 10 to a male container 2 ie to its receiving position
  • / or the current relative position of the gripper 10 with container 2 hanging thereon to a settling position and / or the current, relative position the gripper 10 with the container 2 hanging therefrom to a threading position (to several reference containers and with reference to the "cell guides" 21 of a ship) in real time and the movements of the gripper 10 to the changing picking position, setting position and / or threading position, which can change in particular in the event of a ship's fluctuation, can be adapted accordingly, in particular by the landing gear 7, the cat 8 and the hoist gear 12 being controlled accordingly, whereby the loading and unloading time of a ship with containers 2 can be considerably minimized Loading, in particular the safe weaning and picking up the Container 2 is guaranteed.
  • the gripper 10 stops short of a changing receiving position or a changing Absetzposition and then only one hanging under the gripper 10 container 2 is lowered to the Absetzposition when the Absetzposition has actually changed so that a Settling the container 2 on another container 2a is not a problem.
  • the preferred case or embodiment is the actual adjustment of the movement of the gripper 10 over the control system in real time, through the continuous detection / detection of the relative position of the gripper 10 to the pickup position, the settling position or the threading position.
  • the detection system and the control system vzw Also be designed so that a fully automatic operation of the transport of a container 2 from the land side to the water side (and vice versa) is realized, in particular the receiving position or Absetzposition of a container on a transport vehicle and / or on an additionally provided Laschrig 13 is automatically determined.
  • control system comprises a microprocessor, wherein with the aid of the measurement data obtained via the detection system, the control system or the control unit 14 of the control system, in particular the microprocessor are fed, the trajectory of the gripper 10 and / or for the hanging on the gripper 10 container 2 is calculated, wherein the control system, the movements of the individual controllable components such as the chassis 7, the hoist 12th which automatically controls cat 8 and / or gripper 10 (including the locking mechanism) accordingly.
  • the cameras 19a fold in time or retract so that they are within the outer contours of the under the gripper 10 hanging container 2 are arranged so that the cameras 19a are not torn off especially when threading in a gap 22.
  • the picking up, setting down or threading of a container 2 by the gripper 10 can be realized fully automatically on the water side of a container bridge 1 without a blind flight of the container 2. This minimizes loading times of a ship and the associated costs are also reduced, with all safety requirements for the transport of containers 2 are observed.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of the control unit 14 of the control system with the components to be controlled by the control unit 14, namely the chassis 7, the hoist 12, the cat 8 and the gripper 10.
  • the corresponding measurement data is fed to the control unit 14 the measurement data for the pendulum movements of the gripper 10, as well as a ship plan already stored in the control unit 14 or in the microprocessor, and the measurement data of the "container mountain" on the ship via the laser scanner 16a the current, relative positions of the gripper 10 for each receiving and or Absetz- or Einfädelposition using the second optical system 19, in particular the ToF cameras 19 a to the microprocessor or to the control unit 14 transmitted so that the control unit 14 then the corresponding control commands for controlling the chassis 7, the Cat 8, the hoist 12 and / or the gripper 10 can calculate and transmit accordingly.
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Abstract

Verfahren bzw. ein Steuersystem (14) zur Steuerung einer Containerbrücke (I) zum Be- und/oder Entladen des Laderaumes eines Schiffes, wobei ein Erfassungssystem vorgesehen ist, dass mit Hilfe des Erfassungssystems ein von dem Greifer (10) aufzunehmender Container (2) und/oder die für einem von dem Greifer (10) bereits aufgenommenen Container (2) bestimmte Absetzposition und/ oder eine für einen von dem Greifer (10) bereits aufgenommenen Container (2) bestimmte Einfädelposition ab einem bestimmten Zeitpunkt während des jeweiligen Vorganges und/oder ab einer bestimmten Positionierung des Greifers (10) kontinuierlich so lange ermittelbar und/oder kontinuierlich so lange überwachbar ist bis der jeweilige Container (2) tatsächlich durch den Greifer (10) aufgenommen, durch den Greifer (10) abgesetzt und/oder durch den Greifer (10) eingefädelt ist.

Description

„Verfahren zur Steuerung einer Containerbrücke zum Be- oder Entladen, insbesondere des Laderaumes, eines Schiffes bzw. Steuersystem zur Steuerung einer Containerbrücke bzw. Containerbrücke mit Steuersystem"
Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Steuerung einer Containerbrücke zum Be- oder Entladen, insbesondere des Laderaumes, eines Schiffes gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Patentansprüche 1, 2 und 3. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Steuersystem zur Steuerung einer Containerbrücke gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des unabhängigen Patentanspruches 16. Schließlich betrifft die Erfindung eine Containerbrücke mit dem zuvor genannten Steuersystem, insbesondere aber arbeitend nach dem oben genannten Verfahren.
Containerbrücken werden insbesondere in Häfen zum Umschlagen von Gütern, insbesondere zum Transport von Containern eingesetzt, nämlich zum Be- und Entladen von Schiffen mit Containern. Hierzu weist die Containerbrücke mindestens einen wasserseitigen ersten Ausleger und mindestens einen landseiti- gen zweiten Ausleger auf, wobei die beiden Ausleger einteilig ausgebildet und/oder entsprechend verbunden sind. Der erste und der zweite Ausleger sind an mehreren im wesentlichen vertikal verlaufenden Stützpfeilern angeordnet. An dem ersten Ausleger bzw. an dem zweiten Ausleger ist eine bewegbar angeordnete Katze vorgesehen, die über Seilelemente mit einem Greifer (spreader) funktionstechnisch verbunden ist. Über ein Hubwerk kann der Greifer auf und ab bewegt werden (Z-Richtung), wobei über die Katze und das Fahrwerk der Containerbrücke entsprechend andere Bewegungen (X-/Y-Richtung) realisierbar sind. Der Greifer, der sogenannte„spreader", ist so ausgebildet, dass dieser einen Container mit Hilfe eines Verriegelungsmechanismus ergreifen kann. Hierzu wird der Greifer mit dem oberen Bereich des Containers in Kontakt gebracht und der Verriegelungsmechanismus so aktiviert, dass entsprechende Bolzen bzw.„Twistlocks" in die jeweiligen Ausnehmungen der Eckbeschläge des Containers (in sogenannte„corner fittings") eingreifen und dann der Greifer mit dem darunter hängenden Container zu einer Absetzposition (bzw. Zielposition) mit Hilfe der jeweiligen oben genannten Komponenten transportiert werden kann.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Zur Durchführung eines zumindest teilweise automatischen Betriebs für den Transport der Container sind im Stand der Technik unterschiedliche Verfahren bzw. Steuerungssysteme bereits bekannt.
So ist aus der EP 2 574 587 AI ein Verfahren bzw. ein Steuerungssystem bekannt. Hier ist an dem Greifer (bzw. an dem Container e schirr) ein bildgebender Sensor angeordnet, der einem Steuersystem die entsprechenden Messwerte von einer bestimmten Umgebung des Greifers (Containergeschirrs) übermittelt, wobei diese Messwerte von einer Recheneinheit verarbeitet und ausgewertet werden. Mit Hilfe dieses Steuersystems kann nun ein unter dem Greifer (sprea- der) hängender Container auf der Ladefläche eines LKW's oder auf einem Bahnwaggon abgesetzt werden. Hierzu nähert sich der Greifer mit dem darunter hängenden Container der entsprechenden Absetzposition für den Container an, wobei mit Hilfe des bildgebenden Sensors die Absetzposition, insbesondere die sogenannten„Twistlocks" auf der Ladefläche eines LKW's ermittelt werden. Letzteres, also die Ermittlung der„Twistlocks" wird in einer ersten Bewegungsphase des Greifers realisiert, nämlich wenn der Greifer mit einem darunter hängenden Container noch einen bestimmten vzw. großen Abstand zu der Absetzposition aufweist, also entsprechend entfernt„im Anflug" auf den LKW ist. In einer letzten zweiten Bewegungsphase („Endanflug" des Greifers) besteht bei dem hier im Stand der Technik bekannten Verfahren dann kein Sichtkontakt zwischen der Absetzposition, insbesondere zwischen den„Twistlocks" des LKW's und dem bildgebenden Sensor am Greifer. Es wird daher die zuletzt von der Recheneinheit berechnete Absetzposition der zweiten Bewegungsphase, also im „Endanflug" des Greifers„blind" angesteuert bzw. angefahren/angeflogen und der Container vom Greifer dann auf dieser zuletzt berechneten Absetzposition abgesetzt bzw. positioniert. Insbesondere sind die„Twistlocks" der zweiten Bewegungsphase durch den unter dem Greifer hängenden Container verdeckt, so dass der„Endanflug" des Containers zu seiner Absetzposition eben„blind geflogen" werden muss. Unproblematisch ist dies bei einer feststehenden Absetzposition wie bei einem sich, nicht bewegenen LKW oder Bahnwaggon.
Problematisch ist dies jedoch bei einer sich etwaig, verändernden Aufnahme- und/oder Absetzposition eines Containers, wie bspw. in oder auf einem Schiff, da hier aufgrund der Schiffsbewegungen bzw. der Schiffschwankungen, die auch in einem Hafenbecken durch Wellen und/oder Wind verursacht werden können, die jeweilige Aufnahmeposition eines Containers und/oder die jeweilige Absetzposition für einen Container sich relativ zur vzw. feststehenden Containerbrücke entsprechend ändert. Für den zuvor genannten Fall ist das in der EP 2 574 587 AI beschriebene Verfahren bzw. das dort beschriebene Steuersystem daher noch nicht optimal ausgebildet bzw. eben nicht geeignet. Daher werden„auf der Wasserseite" einer Containerbrücke die Be- und Entladevorgänge für ein Schiff derzeit manuell gesteuert, was einerseits den Arbeitsaufwand und die damit verbundenen Kosten erhöht, insbesondere aber auch die teueren Liegezeiten der Schiffe ebenfalls erhöht sind, da auch für einen manuellen Bediener bei starken Schiffsbewegungen der Be- und Entladevorgang problematisch und zeitaufwän- dig ist.
Der Erfindung Hegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren und/oder das eingangs genannte Steuersystem daher derart auszugestalten und weiterzubilden, so dass die zuvor genannten Probleme vermieden sind, insbesondere der Vorgang des Be- und Entladens eines Schiffes mit Containern vereinfacht, insbesondere die damit verbundenen Kosten verringert sind.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun— für das Verfahren - zunächst durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weiterhin ist— für das Verfahren— die zuvor aufgezeigte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 2 gelöst. Schließlich ist— für das Verfahren - die zuvor aufgezeigte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 3 gelöst.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun - für das Steuersystem— durch die Merkmale des Patentanspruches 16 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun mit Hilfe eines Erfassungssystems die relative Position des Greifers zu einem aufzunehmenden Container, also zu dessen Aufnahmeposition und/oder die relative Position des Greifers mit daran hängenden Container zu einer Absetzposition (für diesen Container) und/oder die relative Position des Greifers mit daran hängenden Container zu einer Einfädelposition, jeweils im bzw. während des Endanfluges des Greifers kontinuierlich ermittelt bzw. überwacht und zwar insbesondere so lange konti- nuierlich ermittelt bzw. überwacht- für den jeweiligen, zuvor genannten Vorgang - bis dann der Greifer mit dem aufzunehmenden Container in Kontakt kommt bzw. bis der Greifer den Container absetzt bzw. bis der abzusetzende Container mit seinem unteren Bereich den oberen Bereich der„cell guides" eines Schiffes kontaktiert oder bis der abzusetzende Container mit seinem unteren Bereich in eine Lücke zwischen zwei anderen Containern eingetaucht ist. Mit dem Begriff„Endanflug" ist also nicht die erste Bewegungsphase eines Greifers gemeint, wo der Greifer„grob" in Richtung der jeweiligen Aufnahmeposition, der Absetzposition oder der Einfädelposition mit Hilfe der jeweiligen Komponenten (Fahrwerk, Katze, Hubwerk, Seilelemente) hinbewegt bzw. entsprechend positioniert wird (bzw.„hingeflogen" wird), sondern die sich hieran anschließende zweite Bewegungsphase (Endphase des Bewegungsablaufes, daher die Bezeichnung„Endanflug") wo der Greifer nur noch wenige Meter vzw. im Abstand von weniger als 3 m von der jeweiligen Aufnahmeposition bzw. der unter einem Greifer hängende Container vzw. weniger als 3 m von der jeweiligen Absetzposition bzw. von der jeweiligen Einfädelposition entfernt ist, bevor der Greifer dann tatsächlich den jeweiligen Container aufnimmt, absetzt oder einfädelt. Nochmals anders ausgedrückt, der„Endanflug" des Greifers bzw. des Greifers mit daran hängenden Container ist der letzte Bewegungsabschnitt des Greifers, insbesondere auf seinen„letzten 3 Metern" bevor ein Container aufgenommen, abgesetzt oder eingefädelt wird. Insbesondere sind dabei die„letzten 3 Meter" der noch verbleibende vertikale Abstand zwischen Greifer und dem oberen Bereich (vzw. Dach) des aufzunehmenden Containers bzw. der vertikale Abstand zwischen dem Greifer mit dem daran hängenden Container, also von dem Bodenbereich dieses Containers (von der Unterseite des Containers) zur jeweiligen Absetz- oder Einfädelposition, insbesondere also zum oberen Bereich, vzw. zum Dach, eines anderen Containers auf dem der unter dem Greifer hängende Container abgesetzt werden soll. Ein„Endanflug" könnte daher bspw. auch über eine noch verbleibende bestimmte effektive Abrolllänge des Seilelementes, an dem der Greifer hängt, definiert werden bis ein Container effektiv aufgenommen, effektiv abgesetzt bzw. effektiv eingefädelt ist. Denkbar, je nach Anwendungsfall sind auch noch kürzere„Endanflüge" / letzte Bewegungsabschnitte des Greifers, insbesondere ab 2,5 m oder weniger, vzw. ab 2 m oder weniger oder vzw. auch ab 1,5 m oder weniger als entsprechende Definition für den„Endanflug" in obigem Sinne. Dies ist auch abhängig vom jeweiligen spezifischen Anwendungsfall. Die Bewegungen des Greifers„im Endanflug" und dessen Positionierung erfolgt ü- ber die Seilelemente, das Hubwerk, die Katze und/oder das Fahrwerk bzw. wird über die entsprechende Ansteuerung dieser Komponenten realisiert Aufgrund der Ermittlung der jeweiligen relativen und aktuellen Positionen des Greifers zu der jeweiligen aktuellen Aufnahmeposition, aktuellen Absetzposition bzw. aktuellen Einfädelposition in kontinuierlicher Weise können dann die Bewegungen des Greifers im bzw. während des„Endanfluges" des Greifers nun so - ohne „Blindflug" - gesteuert und insbesondere auch überwacht werden, so dass ein vollautomatisches Aufnehmen, Absetzen bzw. Einfädeln eines Containers auch von bzw. auf einem schwankenden Schiff vollautomatisiert ermöglicht ist.
Dadurch, dass nun insbesondere der„Endanflug" des Greifers zur Aufnahme eines Containers und/oder der„Endanflug" des Greifers mit daran hängendem Container, also der jeweilige„Endanflug" des Greifers (ohne Container) zu einer Aufnahmeposition oder der„Endanflug" des Greifers (mit einem an dem Greifer hängenden Container) zu einer Absetzposition kontinuierlich ermittelt, berechnet und überwacht wird, können die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt werden. Insbesondere wird die jeweilige Aufnahmeposition kontinuierlich so lange ermittelt bis der Greifer tatsächlich mit dem aufzunehmenden Container in Kontakt kommt, bzw. die Absetzposition kontinuierlich so lange ermittelt wird bis der abzusetzende Container— im Endeffekt— tatsächlich abgesetzt wird, bzw. die Einfädelposition kontinuierlich so lange ermittelt wird bis der einzufädelnde Container tatsächlich entsprechend eingefädelt ist, wobei die jeweilige Kontaktermittlung und/oder Positionsermittlung durch eine Sensorik, insbesondere ein Kamerasystem (Kameras), und/oder die jeweilige Kontaktermittlung durch einen Lastsensor erfolgt, was noch ausführlich erläutert werden darf. Insbesondere ist mit dem Begriff „Einfädeln" gemeint, dass nach dem Einfädeln eines Containers, bspw. in die„cell guides" eines Schiffes oder in die Lücke zwischen zwei Container dann die weitere Bewegung des Containers zwangsgeführt ist, nämlich durch die„cell guides" eines Schiffes geführt wird oder durch entsprechend benachbarte Container begrenzt ist. Aktuelle Veränderungen der zuvor genannten Positionen (Aufnahmeposition/Absetzposition/Einfädelposition) können dann auch bei Schwankungen eines Schiffes aktuell entsprechend in Echtzeit erfasst werden, so dass dann das Steuersystem den Greifer bzw. die aktuellen Bewegungen des Greifers sofort entsprechend steuern und dessen Bewegungen im Endanflug anpassen, also entsprechend adaptieren kann, so dass der Aufnahmevorgang, der Absetzvorgang und/oder der Einfädelvorgang des Containers auch bei Schwankungen eines Schiffes ohne Unterbrechung fortgesetzt werden können und das Aufnehmen, Absetzen und/oder Einfädeln des Containers voll automatisch realisiert wird. Hierzu weist das Steuersystem ein entsprechendes, vzw. spezifisch ausgebildetes Erfassungssystem und eine Steuereinheit und/oder einen Mikroprozessor auf, wobei das Steuersystem aufgrund der vom Erfassungssystem übermittelten Daten dann das Aufnehmen, das Absetzen und/oder das Einfädeln des Containers voll automatisiert steuert. Hierbei wird die vom Steuersystem vzw. aufgrund einer Schiffsbewegung sich relativ zur Containerbrücke verändernde Aufnahmeposition, Absetzposition oder Einfädelposition eines Containers erfasst und auch die aktuelle relative Position des Greifers (mit oder ohne dran hängenden Container, je nach Vorgang) zu der entsprechenden Aufnahme-, Absetz- oder Einfädelposition ermittelt und dann in Echtzeit die Bewegungen des Greifers im„Endanflug" berechnet und an die sich verändernde Aufnahmeposition, Absetzposition und/oder Einfädelposition aktuell angepasst, so dass der Container voll automatisch aufgenommen, abgesetzt und/oder eingefädelt werden kann. Durch diese vollständige und kontinuierliche„Endanflugsteuerung" des Greifers kann insbesondere ein Container sicher auf der Absetzposition (Zielposition) abgesetzt werden, auch wenn die Absetzposition sich verändert bzw. bewegt. Ein„blinder Endanflug" wie bisher im Stand der Technik ist daher vermieden, wodurch nunmehr entscheidende Vorteile realisiert werden können. So können nämlich die Be- und Entladezeiten für ein Schiff reduziert werden, es kann - im Endeffekt - ein vollautomatischer Betrieb für die Be- und Entladung eines Schiffes von der Wasserseite zur Landseite (und umgekehrt) realisiert werden, so dass die Liegezeiten des Schiffes, der Arbeitsaufwand und die damit verbundenen Gesamtkosten (zum Be- und Entladen eines Schiffes mit Containern) erheblich verringert sind. Es gibt nun eine Vielzahl von MögHchkeiten das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Steuersystem in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf nun zunächst auf die den unabhängigen Patentansprüchen 1, 2 und 3 nachgeordneten Patentansprüche 4 bis 15 bzw. auf die dem unabhängigen Patentanspruch 16 nachgeordneten Patentansprüche 17 bis 26 sowie auf den Patentanspruch 27 verwiesen werden. Im folgenden darf nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der folgenden Zeichnung und der dazu gehörenden Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Containerbrücke mit den verschiedenen einzelnen Komponenten,
Fig. 2a und 2b einen Greifer (spreader) zum Ergreifen bzw. zur Aufnahme o- der zum Transport und Absetzen eines Containers in schematischer Darstellung von oben (Fig. 2a) und von der Seite (Fig. 2b),
Fig. 3a, 3b, 3c in schematischer Darstellung (vgl. Fig. 3a) einen Container mit an den Eckbereichen angeordneten Eckbeschlägen, nämlich mit den sogenannten„corner fittings", letztere teilweise in vergrößerter Darstellung (Fig. 3b und 3c), wobei die Anordnung der Eckbeschläge unter Beachtung einer entsprechenden, vzw. genormten Bemaßung in allgemeiner Form dargestellt ist,
Fig. 4 in schematischer Darstellung das Aufnehmen eines freistehenden Containers durch einen Greifer bzw. der„Endanflug" des Greifers zur Aufnahmeposition des Containers,
Fig. 5a das Absetzen eines unter dem Greifers hängenden Containers auf einem freistehenden Container in schematischer Darstellung beim Endanflug des Greifers zur Absetzposition, in schematischer Darstellung in der Ansicht von oben, im wesentlichen korrespondierend zu Fig. 5a die Erkennungssituation/Bilderfassungssituation aus der Sicht der am Greifer angeordneten Kameras mit dem unter dem Greifer hängenden Container bzw. mit dem unter diesem Container„teilweise hervorschauenden" Container, auf den der unter dem Greifer hängende Container abgesetzt werden soll (vgl. hierzu Fig. 5a), in schematischer Darstellung den Absetzvorgang eines unter dem Greifer hängenden Containers auf einem nicht freistehenden Container, insbesondere den Absetzvorgang entlang einer bereits aufgestapelten Containerreihe in einer ersten Phase, sowie in schematischer Darstellung den Absetzvorgang eines unter dem Greifer hängenden Containers auf einem nicht freistehenden Container, insbesondere den Absetzvorgang entlang einer bereits aufgestapelten Containerreihe in einer zweiten Phase, das Einfädeln eines unter einem Greifer hängenden Containers in die„cell guides" eines Schiffes in schematischer Darstellung beim Endanflug des Greifers auf die Einfädelposition, das Einfädeln eines unter einem Greifer hängenden Containers zwischen zwei benachbarten Containern in schematischer Darstellung beim Endanflug des Greifers auf die Einfädelposition, und in schematischer Darstellung die Steuereinheit des Steuersystems mit den Eingangs- bzw. Ausgangsgrößen zur Steuerung der jeweiligen Komponenten. Fig. 1 zeigt nun in schematischer Darstellung eine Containerbrücke 1 zum Be und/oder Entladen eines hier nicht dargestellten Schiffes, insbesondere des Laderaumes eines Schiffes mit entsprechenden Containern 2.
Wie die Fig. 1 zeigt weist die Containerbrücke 1 einen wasserseitigen - ersten - Ausleger 3 und bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Containerbrücke 1 zwei landseitige zweite Ausleger 4, nämlich einen landseiti- gen Ausleger 4a und einen landseitigen Ausleger 4b auf.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Containerbrücke 1 handelt es sich um eine.„Zwei- Katz- Containerbrücke 1" mit vzw. zwei untereinander bzw. übereinander angeordneten zweiten Auslegern 4a und 4b. Es ist auch denkbar, das Verfahren bzw. das Steuersystem mit einer Containerbrücke 1 zu realisieren, wobei die Containerbrücke 1 dann als„Ein-Katz-Containerbrücke" ausgebildet ist. Denkbar ist auch, dass die Containerbrücke nur einen wasserseitigen Ausleger aufweist und keinen landseitigen Ausleger, wenn nämlich die Containerbrücke als„kleine Brücke" ausgebildet ist, so dass die Container zwischen den beiden Fahrwerks- beinen/Stützpfeilern abgesetzt und/oder aufgenommen werden können. Eine jeweilige Containerbrücke 1 kann also auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein. Im folgenden wird das Verfahren bzw. das Steuersystem jedoch anhand der in Fig. 1 dargestellten Zwei-Katz- Containerbrücke 1 erläutert.
Der erste und zweite Ausleger 3 und 4a sind im wesentlichen horizontal verlaufend angeordnet, wobei der erste und zweite Ausleger 3 und 4a an mehreren, insbesondere im wesentlichen vertikal verlaufenden Stützpfeilern 5 angeordnet sind. Der erste Ausleger 3 bzw. der zweite Ausleger 4a können auch einteilig und/oder als ein Bauteil ausgebildet sein. Weiterhin sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich, entsprechende zusätzlich Stützstreben 6 sowie ein Fahrwerk 7 der Containerbrücke 1 vorgesehen, wobei mit letzterem bzw. mit dessen Hilfe die Containerbrücke 1 entlang der Kaimauer eines Hafenbeckens verfahrbar (Y- Richtung) ist.
Insbesondere weist die hier dargestellte Containerbrücke 1 im wesentlichen vier Stützpfeiler 5 auf, wobei der erste Ausleger 3 zur Wasserseite rausragt und der zweite Ausleger 4a auf die Landseite ragt. Die Ausleger 3 und 4a sind insbeson- dere im wesentlichen mittig zwischen vier Stützpfeilern 5 angeordnet. Zusätzlich kann hier ein weiterer Ausleger 4b vorgesehen sein, wobei vzw. zwei Ausleger 4b vzw. direkt an zwei Stützpfeiler 5 angeordnet sind, von denen in der Fig. 1 aber nur ein Ausleger 4b erkennbar ist.
Weiterhin weist die Containerbrücke 1 mindestens eine Katze 8, die hier in Fig. 1 dargestellte Containerbrücke sogar zwei Katzen, nämlich eine erste Katze 8 und eine zweite Katze 9 auf. Hierbei dient die erste Katze 8 als„Hauptkatze" und die zweite Katze 9 als„Laschkatze". Die erste Katze 8 ist entlang dem ersten Ausleger 3 und insbesondere zumindest teilweise auch entlang dem zweiten Ausleger 4a in dessen jeweilige Längsrichtung bewegbar angeordnet (X- Richtung). Die zweite Katze 9, eine Laschkatze 9 ist auf einer durch die beiden Ausleger 4b gebildeten Brücke angeordnet. Einfach ausgedrückt: die Ausleger 4b und die Laschkatze 9 sind im wesentlichen so ausgebildet wie ein üblicher Hallenkran-Aufbau. Schließlich weist die Containerbrücke 1 bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform noch eine Laschplattplattform 13 auf, wobei das„Schalthaus" bzw. die zentrale Steuerung mit entsprechenden Antriebsreglern und den entsprechenden Komponenten, insbesondere auch mit dem vorgesehenen Steuersystem bzw. die entsprechende Steuereinheit 14 bei der in Fig. 1 dargestellten Containerbrücke 1 oben links zu erkennen ist.
Die Katze 8 ist mit einem Greifer 10 funktionstechnisch, insbesondere über mindestens ein Seüelement 11 bzw. insbesondere über mehrere Seüelemente verbunden. Weiterhin ist ein hier nicht im einzelnen dargestelltes Hubwerk 12 vorgesehen, das vzw. im Bereich der Katze 8 angeordnet und für den Greifer 10 vorgesehen ist bzw. mit dessen Hilfe das Seilelement 11 betätigt wird. Mit Hilfe des Hubwerkes 12 kann der Greifer 10 hoch und runter gefahren werden, also über das Seüelement 11 hochgezogen bzw. abgelassen werden (Z-Richtung). Mit Hilfe des Greifers 10 kann ein Container 2 aufgenommen und/oder abgesetzt werden. Insbesondere über einen im Bereich des Hubwerks 12 oder am Greifer 10 vorgesehenen, nicht dargestellten Lastsensor kann das tatsächliche Aufnehmen oder das tatsächliche Absetzen eines Containers 2 über eine entsprechende „Lastmessung" ermittelt werden. Diese Messdaten werden, wie insbesondere alle anderen Messdaten auch der Steuereinheit 14 übermittelt. Fig. 1 zeigt einen von dem Greifer 10 aufgenommenen Container 2, gut ersichtlich ist, dass unter dem Greifer 10 hier der Container 2 hängt.
Der Greifer 10 ist insbesondere als sogenannter„spreader" ausgebildet und weist einen entsprechenden Verriegelungsmechanismus auf, mit dessen Hilfe ein Container 2 mit dem Greifer 10 lösbar verbindbar, nämlich mit dem Greifer 10 verriegelbar und vom Greifer 10 entriegelbar ist, d.h. der Container 2 vom Greifer 10 ergreifbar und transportierbar und auch wieder lösbar ist.
Die Fig. 2a und 2b zeigen in schematischer Darstellung einerseits von oben, andererseits von der Seite einen Greifer 10, nämlich einen sogenannten„spreader". Mit Hilfe eines derartigen Greifers 10 können insbesondere ISO-genormte Container 2 in einem Hafen umgeschlagen bzw. transportiert werden. Der Greifer 10 weist hier eine Art Teleskoprahmen 10a mit Endbereichen 10b auf. Mit Hilfe des Teleskoprahmens 10a kann der Greifer 10 auf die Länge verschiedener Container 2 eingestellt werden. In den Ecken 10c der Endbereiche 10b des Greifers 10 weist der Greifer 10 jeweils einen Verriegelungsmechanismus auf, insbesondere weist der Greifer 10 sogenannte„Twistlocks" auf, mit dessen bzw. deren Hilfe ein Container 2 mit dem Greifer 10 verbindbar bzw. wieder entsprechend von dem Greifer 10 lösbar ist.
Fig. 3a zeigt in schematischer Darstellung einen Container 2 mit der Anordnung von entsprechenden Eckbeschlägen 15. Der Container 2 weist in seinen Eckbereichen jeweils einen Eckbeschlag 15 auf, wobei jeder der Eckbeschläge 15 entsprechende Ausnehmungen 15a, 15b und 15c aufweist. Die Eckbeschläge 15 bzw. Ausnehmungen 15a, 15b und 15c können mit dem Verriegelungsmechanismus des Greifers 10, insbesondere die Ausnehmungen 15a mit den entsprechenden„Twistlocks" zusammenwirken, so dass der Container 2 mit dem Greifer 10 funktional verbindbar ist, insbesondere vom Greifer 10 ergriffen und transportiert werden kann, sowie aber auch der Greifer 10 wieder vom Container 2 lösbar ist, um bspw. einen Container 2 an seinem Bestimmungsort, nämlich an seiner Absetzposition abzusetzen. So zeigt Fig. 3b oben rechts den oberen rechten Eckbeschlag 15 für einen Container 2 und Fig. 3c den unteren rechten Eckbeschlag 15 für einen Container 2 in schematischer vergrößerter Darstellung. In Fig. 3a sind daher die Eckbeschläge 15, die sogenannten„corner fittings" gut zu erkennen, wobei in Fig. 3a deren Positionierung/Anordnung an dem Container 2, insbesondere die Abstände der einzelnen Eckbeschläge 15 zueinander und/oder die Positionierung der Ausnehmungen 15a, 15b und 15c zueinander mit hier dargestellten allgemeinen Abstandslinien (Ci, C2, W, P, Di, Di etc.) dargestellt ist. Wichtig ist, dass die entsprechenden Abstände der Eckbeschläge 15 zueinander bei bestimmten Containergrößen, also bei bestimmten Containern 2 entsprechend genormt sind. Dies bedeutet, dass, wenn die Koordinaten/Positionierungen von mindestens zwei Eckbeschlägen 15 des Containers 2 bekannt sind, dann auch die Koordinaten/Positionierungen der übrigen Eckbeschläge 15 des Containers 2 entsprechend ermittelbar bzw. berechenbar sind, insbesondere also die Aufnahmeposition eines Containers 2 bzw. die Absetzposition für einen Container 2 auf einem anderen Container 2a, dessen Eckbeschläge 15 ermittelt worden sind, bekannt ist bzw. berechenbar ist.
Durch die Ermittlung der Eckbeschläge 15 eines Containers 2, der von dem Greifer 10 aufgenommen werden soll bzw. von zumindest zwei Eckbeschlägen 15 des Containers 2, der von dem Greifer 10 aufgenommen werden soll ist dann hierdurch bedingt die Aufnahmeposition dieses Containers 2 bekannt bzw. berechenbar, insbesondere wenn die oberen Eckbeschläge 15, zumindest zwei obere Eckbeschläge 15 entsprechend ermittelt worden sind. So wird beim Absetzen eines unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 eine Absetzposition für diesen Container 2 bestimmt, indem bspw. wenn dieser Container 2 auf einem anderen Container 2a abgesetzt werden soll, die oberen Eckbeschläge 15 (oder zumindest zwei obere Eckbeschläge 15) dieses Containers 2a, auf den abgesetzt werden soll ermittelt werden, da hierdurch dann die jeweilige Absetzposition bestimmt bzw. berechenbar ist, insbesondere der Container 2 mit seinen unteren Eckbeschlägen 15 korrespondierend zu den oberen Eckbeschlägen 15 des Containers 2a abgesetzt werden kann. Ahnliches gilt für die Einfädelposition zum Einfädeln eines unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2, nämlich über die Ermittlung des oberen Bereichs der„cell guides" eines Schiffes oder der oberen Eckbeschläge 15 von zwei anderen Containern 2b, zwischen denen bspw. eine Lücke 22 vorgesehen ist, ist dann die entsprechende Einfädelposition für den unter dem Greifer 10 hängenden Container 2 entsprechend ermittelbar bzw. berechenbar. Im folgenden darf nun das Verfahren bzw. das Steuersystem bzw. die entsprechend arbeitende Steuereinheit 14 in der folgenden Beschreibung und in der Gesamtschau zu den Fig. 1 bis 8 näher erläutert werden:
Zunächst darf auf die einzelnen Komponenten des Steuersystems und deren Anordnung bzw. Ausführung näher eingegangen werden:
Das Steuersystem weist nun ein Erfassungssystem auf, wobei das Erfassungssystem wiederum mehrere Komponenten aufweist, nämlich zunächst ein erstes optisches System 16, das insbesondere als Laserscanner 16a ausgebildet ist. Das optische System 16 bzw. der Laserscanner 16a ist vzw. an der Katze 8 angeordnet. Denkbar ist aber auch, dass das erste optische System 16, insbesondere der Laserscanner 16a nicht an der Katze 8, sondern bspw. an einem separaten Schhtten angeordnet ist, wobei dann der Schlitten unter dem ersten Ausleger 3 bewegbar angeordnet sein kann. Mit Hilfe des ersten optischen Systems 16 bzw. des Laserscanners 16a ist nun die Verteilung und oder Anordnung der auf einem hier nicht dargestellten Schiff vorgesehenen und/oder gelagerten Container 2, insbesondere das dortige auf dem Schiff existierende„ Container gebirge" ermittelbar. Diese Daten übermittelt das optische System 16 bzw. der Laserscanner 16 über hier nicht dargestellte Datenleitungen (insbesondere per Ethernet) an die Steuereinheit 14. Vzw. ist auch zusätzlich mit Hilfe des ersten optischen Systems 16 die entsprechende Umgebung der Containerbrücke 1, insbesondere der unter den zweiten Auslegern 4b sich befindende, landseitige Arbeitsbereich 17 so erfassbar, so dass mit Hilfe eines in der Steuereinheit 14 vorgesehenen Mikroprozessors eine kollisionsfreie Bewegungsbahn für den Transport bzw. die Bewegung eines Containers 2 von der Landseite zur Wasserseite (oder umgekehrt) berechenbar ist. Mit Hilfe des ersten optischen Systems 16, insbesondere mit Hilfe des Laserscanners 16a sind daher auch Personen und/oder Hindernisse, insbesondere auf den Fahrschienen für das Fahrwerk 7 und/oder im Arbeitsbereich 17 ermittelbar. Denkbar ist auch, dass zur Ermittlung von Personen und/oder Hindernissen im Arbeitsbereich 17 ein weiterer, hier nicht dargestellter Laserscanner vorgesehen ist.
Weiterhin weist das Erfassungssystem ein System zur Positionsbestimmung des Greifers 10 bzw. zur Messung der Pendelbewegungen des Greifers 10, insbeson- dere ein Trägheitsnavigationssystem (INS) 18 auf. Das Trägheitsnavigations- system 18 ist auf oder an dem Greifer 10 angeordnet, wobei die jeweiligen aktuellen Pendelbewegungen des Greifers 10 mit Hilfe dieses Trägheitsnavigations- systems 18 ermittelbar sind. Vzw. übermittelt das Trägheitsnavigationssystem 18 per Datenleitung (vzw. per Ethernet) die entsprechenden Daten über die jeweiligen aktuellen Pendelbewegungen des Greifers 10 ebenfalls an die Steuereinheit 14. Mit Hilfe der Daten des Trägheitsnavigationssystems 18 sind über entsprechende Steuerungsbefehle der Steuereinheit 14 an die Katze 8, an das Hubwerk 12 und/oder an das Fahrwerk 7 die Pendelbewegungen des Greifers 10 eliminierbar oder zumindest reduzierbar. Die Steuereinheit 14 berechnet die dafür notwendigen Steuerüngsbefehle bzw. Fahrkommandos für das Fahrwerk 7, die Katze 8 und/oder für das Hubwerk 12 aufgrund eines internen abgespeicherten Pendelmodells. Äußere Einflüsse, wie z.B. Wind, eine ungleichmäßige Lastverteilung im Container 2 oder dgl. werden durch die Stützung des Pendelmodells kompensiert. Die Position (bzw. Koordinaten) des Greifers 10 zu einem entsprechenden Bezugspunkt der Containerbrücke 1 ist mit Hilfe des Steuergerätes 14 ermittelbar, insbesondere über entsprechende Positionssensoren, die an der Katze 8, am Hubwerk 12 und/oder am Fahrwerk 7 vorgesehen sind oder vzw. direkt über das Trägheitsnavigationssystem 18 in Kombination mit einem vzw. zusätzlich vorgesehenen GPS-System. Hierbei ist ein bzw. das GPS-System insbesondere in einem oberen Bereich der Containerbrücke 1 angeordnet und wird insbesondere zur Ermittlung der Position des Fahrwerks 7 verwendet.
Das Erfassungssystem weist aber noch ein zweites optisches System 19 auf und dieses zweite optische System 19 ist im Bereich des Greifers 10 vorgesehen und/oder angeordnet, was nun im folgenden näher erläutert werden darf:
Die Fig. 2a und 2b zeigen - zumindest teilweise - das zweite optische System 19, nämlich mehrere ein- und ausklappbare bzw. ein- und ausfahrbare Kameras 19a. Die Kameras 19a, die hier insbesondere als sogenannte ToF-Kameras ausgeführt sind, sind im wesentlichen an den Enden der Endbereiche 10b, nämlich im Bereich der Ecken 10c des Greifers 10 angeordnet.
Fig. 2b zeigt hier in der Seitenansicht zwei Kameras 19a, die im wesentlichen in der horizontalen Ebene des Greifers 10 angeordnet sind. Die Fig. 2a zeigt, dass im Bereich jeder Ecke 10c des Greifers 10 jeweils eine Kamera 19a angeordnet ist, wobei durch die hier dargestellten Pfeile angedeutet sein soll, dass die Kameras 19a ein- und ausklappbar bzw. ein- und ausfahrbar ausgebildet sind. Die Kameras 19a bzw. das zweite optische System 19 ist nämlich nun so ausgebildet, dass die Kameras 19a nach außen über die äußere Kontur eines unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 ausklappbar bzw. ausfahrbar sind, wie dies bspw. in den Fig. 5a, 5c, 6 und 7 schematisch dargestellt ist. Die Kameras 19a sind aber auch einklappbar bzw. einfahrbar, wie dies bspw. in der Fig. 4 bzw. halbseitig eingeklappt/eingefahren in der Fig. 5d dargestellt ist. Hierzu kann das zweite optische System 19 Teleskopstangen, die hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betätigbar sind aufweisen oder entsprechend betätigbare Hebelelemente oder dgl., dies ist insbesondere auch abhängig von der jeweiligen konkreten Ausführung des Greifers 10 und dessen mechanischer Konstruktion. Entscheidend ist aber, dass die Kameras 19a jeweils in eine Position außerhalb der äußeren Konturen eines unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 ausfahrbar bzw. ausklappbar sind (vgl. Fig. 5a), wobei die Kameras 19a vzw. dann noch in der Ebene des Greifers 10 liegen und im eingeklappten bzw. eingefahrenen Zustand innerhalb der äußeren Konturen eines unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 liegen, wie dieses bspw. halbseitig aus Fig. 5d oder auch aus der Fig. 4, wo der Container 2 noch nicht unter dem Greifer 10 hängt, entsprechend erkennbar ist.
Bei den als ToF-Kameras ausgebildeten Kameras 19a handelt es sich insbesondere um ein 3D-Kamerasystem. Die Kamera liefert somit für jeden Bildpunkt die Entfernung des darauf abgebildeten Objektes. Das Prinzip entspricht im wesentlichen dem Laserscanning aber mit dem Vorteil, dass ein Bild auf einmal aufgenommen wird und nicht abgetastet werden muss. Dies bedeutet, mit Hilfe einer als ToF-Kamera ausgebildeten Kamera 19a bzw. mit entsprechenden Kameras 19a können in Echtzeit entsprechende Bildaufnahmen gemacht und Entfernungen gemessen werden, also Bilder von entsprechenden Objekten, die sich im entsprechenden jeweiligen Blickwinkel 20 der jeweiligen Kamera 19a befinden. Die entsprechenden Daten werden vzw. per Datenleitung (insbesondere Ethernet) ebenfalls an die Steuereinheit 14 des Steuersystems übertragen. Denkbar ist, dass anstelle der Kameras 19a eine klassische Bildverarbeitung, realisiert ist oder Scanner oder eine Kombination von beidem eingesetzt wird. Die als ToF-Kameras ausgebildeten Kameras 19a haben sich aber als besonders vorteilhaft erwiesen.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Steuersystems kann nun ein vollautomatischer Betrieb des Be- und/oder Entladens eines Schiffes mit einer Containerbrücke 1 im wesentlichen wie folgt realisiert werden:
Insbesondere in einem ersten Schritt wird mit Hilfe des Erfassungssystems zunächst die Verteilung und/oder Anordnung der auf einem Schiff vorgesehenen und/oder gelagerten Container 2, insbesondere das dortige„ Container gebirge" mit Hilfe des ersten optischen Systems 16, insbesondere mit Hilfe des Laserscanners 16a ermittelt, wobei vzw. auch zusätzlich mit Hilfe des optischen Systems 16 die entsprechende Umgebung, nämlich vzw. der Arbeitsbereich 17 ebenfalls so miterfasst wird, so dass grundsätzlich eine kollisionsfreie Bewegungsbahn für den Container 2 von der Landseite zur Wasserseite (oder umgekehrt) mit Hilfe der Steuereinheit 14 berechnet wird.
Dann wird - zur Aufnahme eines Containers 2 - mit Hilfe des Erfassungssystems ein aufzunehmender Container 2, also dessen Aufnahmeposition zunächst vzw. sehr schnell und„grob" in einer ersten Bewegungsphase mit dem Greifer 10„angeflogen", der Greifer 10 also mit der Steuerung des Fahrwerks 7,der Katze 8 und dem Hubwerk 12 in eine bestimmte Position bewegt, vzw. im wesentlichen über dem aufzunehmenden Container 2 positioniert bis der„Endanflug", also die zweite und letzte Bewegungsphase des Greifers 10 beginnt. Bei dem Aufnehmen eines Containers 2 aus seiner Aufnahmeposition durch den Greifer 10 beginnt der Endanflug des Greifers 10 vzw. dann, wenn der Greifer 10 3m über dem aufzunehmenden Container 2„schwebt" bzw. positioniert ist. Der Container 2 kann auf der Landseite aufgenommen werden, insbesondere handelt es sich aber nun aber um einen Container 2, der auf einem Schiff deponiert ist und aufgenommen werden soll (vgl. Fig. 4). Mit Hilfe des Erfassungssystems wird nun im bzw. während des„Endanflugs" des Greifers 2 die relative Position des Greifers 10 zu dem aufzunehmenden Container 2 kontinuierlich ermittelt und zwar so lange, bis der Greifer mit dem aufzunehmenden Container 2 in Kontakt kommt, wobei das Fahrwerk 7, das Hubwerk 12, die Katze 8 und/oder der Greifer 10 mit Hilfe des Steuersystems so gesteuert werden, so dass das Aufnehmen des Containers 2 aus seiner Aufnahmeposition automatisch erfolgt. Ab einem bestimmten Zeitpunkt während des„Endanfluges" und/oder ab einer bestimmten Positionierung des Greifers 10 über dem aufzunehmenden Container 2, bspw. wenn der Greifer 10 nur noch 3m oder weniger als 3m über dem aufzunehmenden Container 2 schwebt wird dann die Aufnahmeposition des Containers 2 kontinuierlich solange ermittelt bzw. überwacht bis der Greifer 10 mit dem aufzunehmenden Container 2 in Kontakt kommt, wobei das Fahrwerk 7 (Y-Richtung), das Hubwerk 12 (Z-Richtung), die Katze 8 (X-Richtung) und/oder der Greifer 10, insbesondere die Betätigung der„Twistlocks", mit Hilfe des Steuersystems bzw. der Steuereinheit 14 so gesteuert werden, so dass das Aufnehmen des Containers 2 aus seiner Aufnahmeposition automatisch erfolgt.
Fig. 4 zeigt hier den„Endanflug" des Greifers 10 an die Aufnahmeposition des Containers 2. Gut zu erkennen in Fig. 4 sind hier die vzw. eingeklappten Kameras 19a. Diese sind hier im eingeklappten Zustand, weil der Greifer 10 hier nach unten offen ausgebildet ist, so dass die jeweiligen Blickwinkel 20 der Kameras 19a den entsprechenden Bereich unter dem Greifer 10, hier angedeutet durch die gestrichelten Linien, gut erfassen können. Bei andersartig ausgebildeten Greifern 10 können im Endanflug des Greifers 10 zur Aufnahme eines Containers 2 die Kameras 19a auch ausgefahren oder ausgeklappt sein, dies ist abhängig von der konkreten Ausführungsform des jeweiligen Greifers 10.
Im Endanflug des Greifers 10 werden aber mit Hilfe des zweiten optischen Systems 19 nun der aufzunehmende Container 2 zumindest teilweise erfasst. Insbesondere werden die oberen Eckbeschläge 15 (corner fittings) des Containers 2 mit Hilfe der Kameras 19a erfasst. Denkbar ist auch, dass mit den Kameras 19a dann die jeweilige Ausnehmung 15a oder der obere Rand oder auch bei ausgefahrenen Kameras 19a die Seitenwand eines Containers 2 erfasst werden bzw. ermittelbar sind. In jeden Fall kann aufgrund der über das zweite optische System 19 bzw. über die Kameras 19a ermittelten Daten und mit Hilfe des Steuersystems bzw. der Steuereinheit 14 die Aufnahmeposition des Containers 2, so wie in Fig. 4 gezeigt ermittelt werden, insbesondere über die Ermittlung der o- beren Eckbeschläge 15 und die hieraus resultierende entsprechende Berechnung. Und letzteres kontinuierlich und so lange bis der Greifer 10 mit dem Con- tainer 2 in Kontakt kommt, nämlich am oberen Bereich des Containers 2 zum Ergreifen dieses Containers 2 aufsetzt, so dass dann der Verriegelungsmechanismus, also die„Twistlocks" entsprechend betätigt werden können. Aufgrund der kontinuierlichen Erfassung der Eckbeschläge 15 durch die Kameras 19a bis zum Kontakt des Greifers 10 mit dem Container 2 kann auch eine sich verändernde Aufnahmeposition, bspw. bei einer Schiffsbewegung/Schiffsschwankung, umgehend ermittelt und erfasst werden, so dass mit Hilfe des Steuersystems der Greifer 10 sofort über das Fahrwerk 7, die Katze 8 und/oder das Hubwerk 12 so angesteuert werden kann, so dass das Aufnehmen des Containers 2 aus seiner aktuellen Aufnahmeposition automatisch, insbesondere ohne Zeitverzögerung realisiert werden kann. Die entsprechende Kontaktermittlung kann ebenfalls mit Hilfe der Kameras 19a und/oder mit Hilfe eines Lastsensors bzw. einer Sensorik am Greifer 10 ermittelt werden. Denkbar ist auch eine insbesondere zusätzliche Ermittlung des Kontaktes mit Hilfe des Laserscanners 16a.
Mit dem Begriff„kontinuierlich ermittelt" ist also im wesentlichen der überwachte Endanflug des Greifers 10 an die tatsächliche, auch möglicherweise sich verändernde Aufnahmeposition des Containers 2 gemeint, also an die Position, in die der Container 2 sich zu dem entsprechenden jeweiligen Augenblick auch aktuell befindet. Ein„Blindflug" im Endanflug, so wie bisher im Stand der Technik, ist vermieden, so dass die oben beschriebenen Vorteile realisiert werden können. Die zuvor beschriebenen Begrifflichkeiten bzw. Definitionen gelten im wesentlich auch für die folgenden Ausführungen.
So zeigt die Fig. 5a in schematischer Darstellung das Absetzen eines Containers 2 auf einem anderen hier freistehenden Container 2a. Mit Hilfe des Erfassungssystems wird hier die relative Position des Greifers 10 mit daran hängenden Container 2 zu einer Absetzposition im bzw. während des Endanfluges des Greifers 10 kontinuierlich ermittelt bis der Greifer 10 den Container 2 auf dem Container 2a absetzt, wobei das Fahrwerk 7, das Hubwerk 12, die Katze 8 und/oder der Greifer 10 mit Hilfe eines Steuersystems so gesteuert werden, so dass das Absetzen des Containers 2 an seiner Absetzposition automatisch erfolgt. Die Absetzposition für den Container 2 ist hier der obere Bereich, das„Dach" des Containers 2a, wobei die Absetzposition durch die oberen Eckbeschläge 15 des Containers 2a bestimmt ist bzw. hierüber berechnet wird. Mit Hilfe des Erfassungs- Systems wird vzw. die Absetzposition für einen von dem Greifer 10 aufgenommenen Container 2 also für einen unter dem Greifer 10 hängenden Container 2 ab einem bestimmten Zeitpunkt (während des„Endanfluges") und/oder ab einer bestimmten Positionierung des Greifers 10, nämlich insbesondere wenn der unter dem Greifer 10 hängende Container 2 nur noch 3m oder weniger sich über dem freistehenden anderen Container 2a (insbesondere ab einem Abstand von 3m zwischen dem unteren Bereich bzw.„Boden" des abzusetzenden Container 2 und dem oberen Bereich bzw.„Dach" des Containers, auf dem abgesetzt werden soll) befindet (und der Greifer 10 weiter nach unten fährt) kontinuierlich so lange ermittelt, bis der abzusetzende Container 2 mit dem oberen Bereich des anderen hier in Fig. 5a freistehenden Containers 2a in Kontakt kommt. Hierzu wird das Fahrwerk 7, das Hubwerk 12, die Katze 8 und/oder der Greifer 10 mit Hilfe des Steuersystems so gesteuert, so dass das Absetzen des Containers 2 an seiner Absetzposition automatisch erfolgt.
Wie in Fig. 5a gezeigt sind bei diesem„Endanflug" die Kameras 19a im ausgeklappten bzw. im ausgefahrenen Zustand, so dass nämlich die Absetzposition für einen unter dem Greifer 10 hängenden Container 2, insbesondere die oberen Eckbeschläge 15 des Containers 2a, auf dem der Container 2 abgesetzt werden soll, auch ermittelbar ist bzw. sind, insbesondere die jeweiligen Blickwinkel 20 der jeweiligen Kamera 19a den entsprechenden Bereich, zumindest aber einen Bereich mit Eckbeschlägen 15 erfassen können.
Insbesondere erfassen die Kameras 19a auch entsprechende Überlappungen, nämlich wenn der abzusetzende Container 2 noch nicht auf dem anderen hier freistehenden Container 2a abgesetzt worden ist. Dies ist beispielhaft in Fig. 5b gezeigt.
Fig. 5b zeigt, korrespondierend zur Fig. 5a den unter dem Greifer 10 hängenden Container 2 und den unter dem Container 2„hervorschauenden" Container 2a, auf den der Container 2 abgesetzt werden soll aus dem Blickwinkel der Kameras 19, also die sog.„Bilderfassungs- bzw. Erkennungssituation" aus Sicht der am Greifer 10 angeordneten Kameras 19, wobei die Kameras 19 hier im ausgefahrenen Zustand sind, also über die äußeren Konturen des Containers 2 herausragen und die Kameras 19a hier nur„gestrichelt" angedeutet sind. Das in Fig. 5b gezeigte Schaubild ist das durch die Steuereinheit 14 errechnete Ge- samt-Schaubild, das durch die einzelnen jeweiligen Blickwinkel 20 der jeweiligen Kameras 19a von der Steuereinheit 14 ermittelt bzw. berechnet worden ist. Gut zu erkennen ist ein oberer und linker Randbereich des Containers 2a. Anders ausgedrückt, der Greifer 10 mit dem darunter hängenden Container 2 ist bei diesem in Fig. 5b dargestellten Ausführungsbeispiel im Endanflug hier ein wenig zu weit nach rechts bzw. ein wenig zu weit zum unteren Rand hin in der Fig. 5b positioniert. Anders ausgedrückt, die relative Position/Lage des Greifers 10 bzw. des an dem Greifer 10 hängenden Containers 2 zur Absetzposition wird ermittelt, wobei deutlich zu erkennen ist, dass diese sich nicht mit der Absetzposition deckt. Für den Fall, dass die relative Position/Lage des Greifers 10 mit daran hängendem Container 2, nämlich der Container 2 den unteren Container 2a, also die Absetzposition vollständig überdeckt, kann es sein, dass ab einem bestimmten Zeitpunkt die äußeren Konturen bzw. Eckbeschläge 15 des unteren Containers 2a von den Kameras 19a nicht ermittelt werden können und der Container 2 aber noch nicht auf dem oberen Bereich des Containers 2a abgesetzt worden ist. Für diesen Fall ermitteln die Kameras 19a kontinuierlich weiter entsprechende Bilder, so dass die relative Lage/Position des Greifers 10 mit daran hängendem Container 2 zu jedem Zeitpunkt bestimmbar ist, nämlich davon ausgegangen werden kann, dass der an dem Greifer 10 hängende Container 2 sich genau über dem unteren Container 2a befindet, jedenfalls so lange wie der sich darunter befindende Container 2a von keiner der vier Kameras 19a er- fasst werden kann. Das tatsächliche Aufsetzen des Containers 2 auf dem unteren Container 2a wird dann insbesondere über einen Lastsensor ermittelt. Die Absetzposition bzw. relative Lage/Position des Greifers 10 mit daran hängendem Container 2 wird aber mit Hilfe der Kameras 19a kontinuierlich ermittelt bzw. hierdurch dann der gesamte Endanflug entsprechend überwacht, so dass auch dann, wenn im Endanflug zwischenzeitlich entsprechende Überlappungen von den Kameras 19a ermittelt werden, die aktuelle relative Lage/Position des Greifers 10 mit daran hängendem Container 2 aktuell während des Endanflugs adaptiert bzw. angepasst werden kann. Die zuvor beschriebene Verfahrensweise bzw. Definitionen und Begrifflichkeit gelten auch im Wesentlichen für das Absetzen eines Containers 2 auf einem unteren Container 2a neben einer anderen Containerreihe, nämlich neben anderen Containern 2b, wobei hier im Endanflug des Greifers 10 aber die Kameras 19a zeitweise nur einseitig ausgeklappt bzw. ausgefahren sind, dies darf im folgenden anhand der Fig. 5c und 5d später nochmals erläutert werden, allgemein darf noch folgendes ausgeführt werden:
Insbesondere sind die Kameras 19a beim Absetz- oder Einfädelvorgang außerhalb der äußeren Konturen des an dem Greifer 10 hängenden Containers 2 angeordnet bzw. ausgeklappt/ausgefahren. Grundsätzlich werden mit Hilfe der Kameras 19a beim Absetzvorgang die Eckbeschläge 15 eines unteren, freistehenden Containers 2a erfasst und der Greifer 10 wird entsprechend gesteuert, so dass die so ermittelte Absetzposition von dem Greifer 10 bzw. dem darunter hängenden Container 2 auch entsprechend erreicht wird, insbesondere wird der an dem Greifer 10 hängende Container 2 auf dem unteren Container 2a dann entsprechend abgesetzt. Im„Endanflug" des Greifers 10 wird daher die relative Position des Greifers 10 bzw. des am Greifer 10 hängenden Containers 2 zur Absetzposition, hier also zum unteren, freistehenden Container 2a (vgl. Fig. 5a) aufgrund der von den Kameras 19a erfassten Daten bzw. Bildern kontinuierlich verändert und angepasst. Hierbei können entweder die Eckbeschläge 15 des unteren freistehenden Containers 2a ermittelt werden, woraus die aktuelle Absetzposition errechnet werden kann oder auch die entsprechenden Überlappungen werden ermittelt (vgl. Fig. 5b), wobei bei der Erfassung von gleichen symmetrischen Überlappungen (allseitig) bzw. bei keiner Erfassung einer Überlappung (allseitig) davon ausgegangen werden kann, dass der obere Container 2 genau über dem unteren freistehenden Container 2a hängt. Anders ausgedrückt, wenn der obere Bereich des unteren Containers 2a von den Kameras 19a allseitig nicht mehr ermittelt werden kann, dann ist der unter dem Greifer 10 hängende Container 2 genau über dem unteren Container 2a positioniert. Denkbar ist auch, was auch zusätzlich realisiert werden kann, dass die Seitenwände des unteren Containers 2a als Orientierung dienen und von den Kameras 19a ermittelt werden. Mit dem Ausdruck der„Ermittlung der relativen Position des Greifers mit daran hängendem Container" ist daher insbesondere auch die Ermittlung der relativen Position des unter dem Greifer hängenden Containers zu einer Absetzposition oder zu einer Einfädelposition gemeint bzw. insbesondere mit umfasst, was für die gesamte Beschreibung und alle Figuren gilt. Wie im wesentlichen zuvor beschrieben kann ein unter dem Greifer 10 hängender Container 2 auch auf einer Laschplattform 13 oder auf einem LKW abgesetzt werden, also die dortige Absetzposition entsprechend ermittelt werden und der Container entsprechend dorthin zielgerichtet transportiert werden.
Die Fig. 5c und 5d zeigen in schematischer Darstellung das Absetzen eines Containers 2 auf einem unteren Container 2a entlang einer Containerreihe, nämlich entlang von mehreren Containern 2b. Im Endanflug des Greifers 10 mit darunter hängendem Container 2 sind die Kameras 19a entsprechend ausgeklappt, stehen also über die äußeren Konturen des an dem Greifer 10 hängenden Containers 2 hinaus bzw. ragen über diesen hinaus, wie deutlich aus Fig. 5c ersichtlich. Der Endanflug beginnt hier vzw. dann etwas früher als bei dem Absetzen auf einem freistehenden Container 2a, nämlich dann, wenn der unter dem Greifer 10 hängende Container 2, nämlich insbesondere dessen unterer Bereich („Boden") 3m oder weniger über dem oberen Bereich („Dach") des obersten Containers 2b positioniert ist. Die Kameras 19a sind dann zunächst beidseitig, also im Wesentlichen sind dann alle vier Kameras 19a ausgefahren bzw. ausgeklappt, damit die jeweiligen Blickwinkel 20 insbesondere die oberen Eckbeschläge 15 des obersten Containers 2b erfassen können. Während des Absetzvorganges, also während des Herablassens des Greifers 10 weiter nach unten, so wie in Fig. 5d dargestellt wird, werden nun hier bei diesem Ausführungsbeispiel die Kameras 19a auf der linken Seite des Greifers 10 einseitig eingeklappt bzw. eingefahren, damit diese beim weiteren Her unterfahre n/Ablassen des Containers 2 nicht abgerissen werden, wenn der Greifer 10 entlang der Container 2b weiter nach unten in Richtung auf die Absetzposition verfahren wird. Während des Absetzvorganges wird aber, auch dies gehört bei diesem Anwendungsbeispiel noch zum Endanflug des Containers 2, nun die oberen (in Fig. 5d gezeigten oberen rechten) Eckbeschläge 15 des Containers 2a, auf dem abgesetzt werden soll, über die Kameras 19a, die an der rechten Seite des Greifers 10 einseitig ausgeklappt sind, entsprechend ermittelt, so dass die Absetzposition weiterhin kontinuierlich ermittelt werden kann, bzw. die relative Position des Greifers 10 mit daran hängendem Container 2 zur Absetzposition kontinuierlich ermittelt und überwacht werden kann, bis der Container 2 tatsächlich auf dem Container 2a ordnungsgemäß abgesetzt worden ist. So zeigen aber die Fig. 5c und 5d in deutlicher Darstellung, was mit der Einfahrbarkeit/Einklappbarkeit bzw. Aus- fahrbarkeit/Ausklappbarkeit der Kameras 19a gemeint ist, nämlich dass diese innerhalb der Konturen des unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 einfahrbar bzw. über diese äußeren Konturen des Containers 2 hinaus fahrbar sind.
Die Fig. 6 und 7 zeigen weitere spezifische Vorgänge, nämlich das Einfädeln eines unter dem Greifer 10 hängenden Container 2 an den Führungsschienen, den sogenannten„cell guides" 21 eines Schiffes bzw. in eine Lücke 22 zwischen zwei anderen, hier benachbarten Containern 2b oder zwischen zwei andere Containerreihen (vgl. Fig. 7).
Mit Hilfe des Erfassungssystems wird hierbei die relative Position des Greifers 10 mit daran hängenden Container 2 zu einer Einfädelposition im Endanflug des Greifers 10 kontinuierlich zumindest so lange ermittelt, bis der abzusetzende Container 2 mit seinem unteren Bereich mit dem oberen Bereich der„cell guides" 21 eines Schiffes in Kontakt kommt (vgl. Fig. 6) oder bis der abzusetzende Container 2 mit seinem unteren Bereich in eine Lücke 22 zwischen zwei anderen Containern 2b eingetaucht ist (vgl. Fig. 7), wobei das Fahrwerk 7, das Hubwerk 12, die Katze 8 und/oder der Greifer 10 mit Hilfe des Steuersystems so gesteuert werden, dass der Einfädelvorgang des Containers 2 automatisch erfolgt.
Mit Hilfe des Erfassungssystems wird die Einfädelposition für einen von dem Greifer 10 aufgenommenen Container 2 nämlich zur Einfädelung des Containers 2 in die„cell guides" 21 eines Schiffes oder zur Einfädelung zwischen zwei benachbarte andere Container 2b, ab einem bestimmten Zeitpunkt im oder während des Endanfluges und/oder ab einer bestimmten Positionierung des Greifers 10 über der Einfädelposition dann kontinuierlich ermittelt bzw. überwacht bis der abzusetzende Container 2 mit seinem unteren Bereich mit dem oberen Bereich der„cell guides" 21 eines Schiffes in Kontakt kommt oder mit seinem unteren Bereich in die Lücke 22 zwischen zwei anderen Containern 2b eingetaucht ist, nämlich ab diesem Zeitpunkt dann entsprechend„zwangsgeführt" ist bis der Container 2 dann tatsächlich auch abgesetzt wird. Bei dem in den Fig. 5 bis 7 beschrieben Verfahren ist ebenfalls mit dem Begriff „kontinuierlich ermittelt" gemeint, dass der Absetzvorgang bzw. der Einfädelvorgang so lange überwacht wird, bis der Container 2 tatsächlich abgesetzt oder eingefädelt ist, d.h. die ausgeklappten bzw. ausgefahrenen Kameras 19a bzw. der Blickwinkel 20 der jeweiligen Kamera 19a übermittelt kontinuierlich die entsprechenden Daten an die Steuereinheit 14 des Steuersystems, woraufhin die Bewegungen des Greifers 10, nämlich dessen relative Position aktuell gesteuert und angepasst werden können, nämlich über die zuvor genannten Komponenten des Fahrwerks 7 (Y-Richtung), der Katze 8 (X-Richtung) und des Hubwerks 12 (Z-Richtung). Denkbar ist auch, dass die Abtastung durch die Kameras 19a impulsartig erfolgt, diese Möglichkeit ist aber mit dem Begriff„kontinuierlich ermittelt" mit umfasst, weil hiermit zum Ausdruck gebracht werden soll, dass das tatsächliche Aufnehmen bzw. Absetzen des Containers und das Bewegen des Greifers 10 in die Aufnahmeposition bzw. des unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 in die Absetz- oder Einfädelposition„bis zum jeweiligen Schluss bzw. bis zum Erreichen der jeweiligen Position" überwacht wird, also hier kein„Blindflug" des Greifers 10 erfolgen soll. Das Erreichen der jeweiligen Aufnahmeposition mit dem Greifer 10, der Absetzposition für einen unter dem Greifer 10 hängenden Container 2 oder der jeweiligen Einfädelposition kann mit den Kameras 19a ermittelt und insbesondere überwacht werden, zusätzlich kann bzw. ist auch ein Lastsensor vorgesehen. So kann ein tatsächliches Absetzen und/oder Aufnehmen des Containers 2, also die jeweilige Kontaktermittlung durch eine Lastmessung zusätzlich überwacht werden. Insbesondere kann mit Hilfe eines Lastsensors auch ein späteres tatsächliches Absetzen des Containers 2 nachdem dieser eingefädelt worden ist, ermittelt werden, nämlich dann, wenn die nach dem Einfädelvorgang sich anschheßende zwangsgeführte Bewegung des Containers 2 zu Ende ist und der Container 2 tatsächlich dann abgesetzt worden ist. Vzw. wird die jeweilige Kontaktermittlung aber mit Hilfe der Kameras 19a ermittelt.
Die zuvor beschriebene Art der Erfassung/Messung hat nämlich den Vorteil, dass die aufgrund einer Schiffsbewegung, sich relativ zur Containerbrücke 1 verändernde Aufnahmeposition eines Containers 2 und/oder sich relativ zur Containerbrücke 1 verändernde Absetzposition für einen Container 2 und/oder die sich relativ zur Containerbrücke verändernde Einfädelposition eines Con- tainers 2 vor dem Aufnehmen, dem Absetzen und/oder dem Einfädeln des Containers 2 kontinuierlich ermittelt wird, insbesondere ab dann, wenn der Greifer bzw. der unter dem Greifer 10 hängende Container 2 in einer bestimmten Höhe, bspw. 3m oder weniger über der Aufnahmeposition, der Absetzposition oder der Einfädelposition schwebt, sich nämlich im Endanflug befindet, wobei das Steuersystem aufgrund der an der Steuersystem von dem Erfassungssystem ermittelten Daten das Aufnehmen und oder das Absetzen und/oder Einfädeln eines Containers 2 durch den Greifer 10 einschließlich des Entriegeins und/oder Verriegeins des Greifers 10 mit dem Container 2 vollautomatisiert steuert. Hierbei wird die aktuelle, relative Position des Greifers 10 zu einem aufzunehmenden Container 2, also zu dessen Aufnahmeposition und/oder die aktuelle, relative Position des Greifers 10 mit daran hängenden Container 2 zu einer Absetzposition, und/oder die aktuelle, relative Position des Greifers 10 mit daran hängenden Container 2 zu einer Einfädelposition (zu mehreren Referenzcontainern/anderen Containern 2b und/oder mit Bezug auf die„cell guides" 21 eines Schiffes) in Echtzeit ermittelt und die Bewegungen des Greifers 10 an die jeweilige sich verändernde Aufnahmeposition, Absetzposition und/oder Einfädelposition mit Hilfe des Steuersystems entsprechend automatisch angepasst.
So wird bei einem Be- bzw. Entladevorgang zunächst in einem ersten Schritt das„Containergebirge" durch das erste optische System 16, nämlich durch den Laserscanner 16a ermittelt, wobei dann vzw. in einem zweiten Schritt die Pendelbewegungen des Greifers 10 ermittelt werden, insbesondere mit Hilfe des im Bereich des Greifers 10 vorgesehenen Trägheitsnavigationssystems (INS) 18, wobei insbesondere in der ersten Bewegungsphase, also vor dem„Endanflug" des Greifers 10, dann das Fahrwerk 7, das Hubwerk 12 und oder die Katze 8 zu Eliminierung der erfassten Pendelbewegungen des Greifers 10 in die jeweiligen Richtungen (X-, Y- und Z-Richtungen) gesteuert werden, insbesondere so dass ein ruhiger„Endanflug" durch den Greifer 10 in seiner zweiten Bewegungsphase realisierbar ist. Aber auch während des Endanfluges des Greifers 10 werden die Pendelbewegungen kontinuierlich ermittelt und kompensiert.
In einem dritten Schritt wird dann der„Endanflug" des Greifers 10 realisiert, nämlich beim Vorgang des Aufnehmens eines Containers 2 aus seiner Aufnahmeposition oder beim Vorgang des Absetzens des Containers 2 an seine Absetz- Position oder des Einfädeins eines Containers 2 in seine Einfädelposition. Hierzu wird, wie in Fig. 4 dargestellt der aufzunehmende Container 2 von einer im Bereich des Greifers 10 vorgesehenen Sensorik, hier von dem zweiten optischen System 19, also den Kameras 19a zumindest teilweise erfasst, insbesondere werden die oberen Ecken bzw. Eckbeschläge 15 (corner fittings) des Containers 2 oder mindestens eine in den Ecken vorgesehene Ausnehmung, insbesondere die jeweilige Ausnehmung 15a erfasst bzw. ermittelt, so dass dann der Greifer 10 in die so ermittelte Aufnahmeposition 2 mit Hilfe des Steuersystems bewegt werden kann.
So werden, wie dies in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellt ist bei Absetzen des Containers 2 oder beim Einfädeln des Containers 2, bspw. in eine Lücke 22, mit Hilfe der im Bereich des Greifers 10 vorgesehenen Sensorik, nämlich mit dem zweiten optischen System 19, also mit den Kameras 19a ein anderer Container 2a (vgl. Fig.5) oder andere Container 2b (vgl. Fig. 5c bzw. Fig. 7), die auch als„Referenzcontainer" bezeichenbar sind, zumindest teilweise erfasst. Dies kann, wie bereits oben erwähnt durch die Erfassung der jeweiligen oberen Ecken bzw. Eckbeschläge 15 an den jeweiligen Containern 2a bzw. 2b realisiert werden, die von den Kameras 19a ermittelt werden bzw. werden von den Kameras 19a auch die„cell guides" 21 (Führungsschienen) bzw. die oberen Bereiche der„cell gui- des" 21 eines Schiffes entsprechend ermittelt. Hierbei sind dann die Kameras 19a im ausgefahrenen bzw. ausgeklappten Zustand und ragen über die äußere Kontur eines unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 nach außen heraus, so dass die jeweiligen Blickwinkel 20 auch die oben beschriebenen Bereiche erfassen können. In entsprechenden Fällen können die Kameras 19a aber auch einseitig eingeklappt/eingefahren werden, falls notwendig. Denkbar ist auch, dass die Seitenwände von freistehenden Containern oder von den eine Lücke begrenzenden Containern oder auch nur eine durch einen Container begrenzten „Halblücke" (vgl. Fig. 5c), also eine Seitenwand eines anderen Containers über die Kameras 19a erfasst werden, so dass hierdurch dann die entsprechende Lücke/Einfädelposition bzw. Absetzposition für einen unter dem Greifer hängenden Container 2 ermittelt wird. Hierbei können die Kameras 19a dann auch nur einseitig eingeklappt bzw. ausgeklappt sein, je nach Anwendungsfall. Wichtig ist zusätzlich, dass die aktuelle relative Position des Greifers 10 zu einem aufzunehmenden Containers 2 (also zu dessen Aufnahmeposition) und/oder die aktuelle, relative Position des Greifers 10 mit daran hängenden Container 2 zu einer Absetzposition und/oder die aktuelle, relative Position des Greifers 10 mit daran hängenden Container 2 zu einer Einfädelposition (zu mehreren Referenzcontainern und mit Bezug auf die„cell guides" 21 eines Schiffes) in Echtzeit ermittelt wird und die Bewegungen des Greifers 10 an die sich verändernde Aufnahmeposition, Absetzposition und/oder Einfädelposition, die sich insbesondere bei einer Schiffsschwankung verändern kann, entsprechend angepasst werden, insbesondere indem das Fahrwerk 7, die Katze 8 und das Hubwerk 12 entsprechend angesteuert werden. Hierdurch kann die Be- und Entladezeit eines Schiffes mit Containern 2 erheblich minimiert werden, wobei auch ein sicheres Verladen, insbesondere das sichere Absetzen und das Aufnehmen der Container 2 gewährleistet ist. Denkbar ist zwar auch, dass der Greifer 10 kurz über einer sich verändernden Aufnahmeposition bzw. einer sich verändernden Absetzposition stoppt und dann erst ein unter dem Greifer 10 hängender Container 2 auf die Absetzposition herabgelassen wird, wenn die Absetzposition sich aktuell so verändert hat, dass ein Absetzen des Containers 2 auf einem anderen Container 2a unproblematisch ist. Gleiches gilt für eine sich verändernde Einfädelposition. Der bevorzugte Fall bzw. die bevorzugte Ausführungsform ist aber die aktuelle Anpassung der Bewegung des Greifers 10 über das Steuersystem in Echtzeit, durch die kontinuierliche Ermittlung/Erfassung der relativen Position des Greifers 10 zur Aufnahmeposition, zur Absetzposition oder zur Einfädelposition.
Zusätzlich kann das Erfassungssystem und das Steuersystem vzw. auch so ausgebildet sein, dass ein vollautomatischer Betrieb des Transports eines Containers 2 von der Landseite zur Wasserseite (und umgekehrt) realisiert wird, insbesondere die Aufnahmeposition oder Absetzposition eines Containers auf einem Transportfahrzeug und/oder auf einer zusätzlich vorgesehenen Laschplattform 13 automatisch ermittelbar ist.
Insbesondere weist das Steuersystem einen Mikroprozessor auf, wobei mit Hilfe der über das Erfassungssystem gewonnenen Messdaten, die dem Steuersystem bzw. der Steuereinheit 14 des Steuersystems, insbesondere dem Mikroprozessor zugeleitet werden, die Bewegungsbahn des Greifers 10 und/oder für den am Greifer 10 hängenden Container 2 berechnet wird, wobei das Steuersystem die Bewegungen der einzelnen ansteuerbaren Komponenten wie das Fahrwerk 7, das Hubwerk 12, die Katze 8 und/oder den Greifer 10 (einschließlich des Verriegelungsmechanismus) entsprechend automatisch steuert.
Insbesondere bei dem Absetzen eines Containers 2 in den„cell guides" 21 eines Schiffes oder in der Lücke 22 zwischen zwei anderen Containern 2b sind die Kameras 19a rechtzeitig einzuklappen bzw. so einzufahren, so dass diese im Bereich innerhalb der äußeren Konturen des unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 angeordnet sind, damit die Kameras 19a insbesondere beim Einfädeln in eine Lücke 22 nicht abgerissen werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Steuersystem ist das Aufnehmen, Absetzen oder Einfädeln eines Containers 2 durch den Greifer 10 vollautomatisiert auf der Wasserseite einer Containerbrücke 1 realisierbar, ohne dass ein„Blindflug" des Containers 2 stattfindet. Hierdurch können Beladezeiten eines Schiffes minimiert und die damit verbundenen Kosten ebenfalls reduziert werden, wobei sämtliche Sicherheitsanforderungen für den Transport von Containern 2 beachtet werden.
Schließlich zeigt Fig. 8 in schematischer Darstellung die Steuereinheit 14 des Steuerungssystems mit den von der Steuereinheit 14 anzusteuernden Komponenten, nämlich dem Fahrwerk 7, dem Hubwerk 12, der Katze 8 und dem Greifer 10. Hierbei werden die entsprechenden Messdaten der Steuereinheit 14 zugeführt, nämlich die Messdaten für die Pendelbewegungen des Greifers 10, sowie ein in der Steuereinheit 14 oder in dem Mikroprozessor bereits abgelegter Schiffsplan vorgesehen sein kann, sowie die Messdaten des„Containergebirges" auf dem Schiff über den Laserscanner 16a. Weiterhin werden die Messdaten zur Ermittlung bzw. Berechnung der aktuellen, relativen Positionen des Greifers 10 zur jeweiligen Aufnahme- und oder Absetz- bzw. Einfädelposition mit Hilfe des zweiten optischen Systems 19, insbesondere der ToF-Kameras 19a an den Mikroprozessor bzw. an die Steuereinheit 14 übermittelt, damit die Steuereinheit 14 dann die entsprechenden Steuerbefehle zur Ansteuerung des Fahrwerks 7, der Katze 8, des Hubwerks 12 und/oder des Greifers 10 entsprechend berechnen und übermitteln kann.
Bezugszeichenliste
Containerbrücke
Container
a Container
b Container
erster Ausleger
zweiter Ausleger
a zweiter Ausleger
b zweiter Ausleger
Stützpfeiler
Stützstreben
Fahrwerk
erste Katze
zweite Katze
Greifer
0a Teleskoprahmen
0b Endbereich
c Ecken/Eckbereiche
Seilelement
Hubwerk
Laschplattform
Steuerungssystem/Steuereinheit
Eckbeschläge
a Ausnehmung
b Ausnehmung
c Ausnehmung
optisches System
a Laserscanner
Arbeitsbereich
Trägheitsnavigationssystem (INS) zweites optisches System a Kameras
Blickwinkel cell guides, Führungsschiene Lücke

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Steuerung einer Containerbrücke (1) zum Be- und/oder Entladen, insbesondere des Laderaumes, eines Schiffes, wobei die Containerbrücke (1) mindestens einen wasserseitigen Ausleger (3) und ein Fahrwerk (7) aufweist, wobei der Ausleger (3), insbesondere im wesentlichen horizontal verlaufend, an mehreren, insbesondere im wesentlichen vertikal verlaufenden, Stützpfeilern (5) angeordnet ist, wobei mindestens eine Katze (8) vorgesehen und an dem Ausleger (3) in dessen Längsrichtung bewegbar angeordnet ist, wobei die Katze (8) mit einem Greifer (10) (spreader) funktionstechnisch, insbesondere über mindestens ein Seilelement (11) bzw. über Seilelemente, verbunden ist, wobei ein Hubwerk (12) für den Greifer (10) vorgesehen ist, und wobei der Greifer (10) einen Container (2) aufnimmt und/oder absetzt, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe eines Erfassungssystems die relative Position des Greifers (10) zu einem aufzunehmenden Container (2) im Endanflug des Greifers (10) kontinuierlich ermittelt wird bis der Greifer (10) mit dem aufzunehmenden Container (2) in Kontakt kommt, wobei das Fahrwerk (7), das Hubwerk (12), die Katze (8) und/oder der Greifer (10) mit Hilfe eines Steuersystems (14) so gesteuert werden, so dass das Aufnehmen des Containers (2) aus seiner Aufnahmeposition automatisch erfolgt.
2. Verfahren zur Steuerung einer Containerbrücke zum Be- und/oder Entladen, insbesondere des Laderaumes, eines Schiffes, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Containerbrücke (1) mindestens einen wasserseitigen Ausleger (3) und ein Fahrwerk (7) aufweist, wobei der Ausleger (3), insbesondere im wesentlichen horizontal verlaufend, an mehreren, insbesondere im wesentlichen vertikal verlaufenden, Stützpfeilern (5) angeordnet ist, wobei mindestens eine Katze (8) vorgesehen und an dem Ausleger (3) in dessen Längsrichtung bewegbar angeordnet ist, wobei die Katze (8) mit einem Greifer (10) (spreader) funktionstechnisch, insbesondere über mindestens ein Seilelement (11) bzw. über Seilelemente, verbunden ist, wobei ein Hubwerk (12) für den Greifer (10) vorgesehen ist, und wobei der Greifer (10) einen Container (2) aufnimmt und/oder ab- setzt, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe eines Erfassungssystems die relative Position des Greifers (10) mit daran hängendem Container (2) zu einer Absetzposition im Endanflug des Greifers (10) kontinuierlich ermittelt wird bis der Greifer (10) den Container (2) absetzt, wobei das Fahrwerk (7), das Hubwerk (12), die Katze (8) und/oder der Greifer (10) mit Hilfe eines Steuersystems (14) so gesteuert werden, so dass das Absetzen des Containers (2) an seiner Absetzposition automatisch erfolgt.
3. Verfahren zur Steuerung einer Containerbrücke zum Be- und/öder Entladen, insbesondere des Laderaumes, eines Schiffes, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Containerbrücke (2) mindestens einen was- serseitigen Ausleger (3) und ein Fahrwerk (7) aufweist, wobei der Ausleger (3), insbesondere im wesentlichen horizontal verlaufend, an mehreren, insbesondere im wesentlichen vertikal verlaufenden, Stützpfeilern (5) angeordnet ist, wobei mindestens eine Katze (8) vorgesehen und an dem Ausleger (3) in dessen Längsrichtung bewegbar angeordnet ist, wobei die Katze (8) mit einem Greifer (10) (spreader) funktionstechnisch, insbesondere über mindestens ein Seilelement (11) bzw. über Seilelemente, verbunden ist, wobei ein Hubwerk (7) für den Greifer (10) vorgesehen ist, und wobei der Greifer (10) einen Container (2) aufnimmt und/oder absetzt, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe eines Erfassungssystems die relative Position des Greifers (10) mit daran hängendem Container (2) zu einer Einfädelposition im Endanflug des Greifers (10) kontinuierlich zumindest so lange ermittelt wird bis der abzusetzende Container (2) mit seinem unteren Bereich mit dem oberen Bereich der „cell guides" (21) eines Schiffes in Kontakt kommt oder bis der abzusetzende Container (2) mit seinem unteren Bereich in eine Lücke (22) zwischen zwei anderen Container (2b) eingetaucht ist, wobei das Fahrwerk (7), das Hubwerk (12), die Katze (8) und/oder der Greifer (10) mit Hilfe eines Steuersystems (14) so gesteuert werden, so dass der Einfädelvorgang des Containers (2) automatisch erfolgt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen, da- durch gekennzeichnet, dass der Endanflug des Greifers (10) ab einem bestimmten Zeitpunkt und/oder ab einer bestimmten Positionierung des Greifers (10) über der Aufnahmeposition eines Containers (2), über der Absetzposition für einen Container (2) und/oder über der Einfädelposition für einen Container (2) beginnt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeposition eines Containers (2) bzw. die Absetzposition für einen von dem Greifer (10) aufgenommenen Container (2) bzw. die Einfädelposition für einen von dem Greifer (10) aufgenommenen Container (2), nämlich zur Einfädelung des Containers (2) in die„cell guides" (21) eines Schiffes oder zur Einfädelung zwischen zwei, insbesondere benachbarte andere Container (2b), während des Endfluges des Greifers (10) kontinuierlich ermittelt wird, wobei die Position des Greifers (10) entweder bereits bekannt ist oder auch zeitgleich kontinuierlich ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgrund einer Schiffsbewegung, sich relativ zur Containerbrücke (1) verändernde Aufnahmeposition eines Containers (2) und/oder die sich relativ zur Containerbrücke (1) verändernde Absetzposition für einen Container (2) und/oder die sich relativ zur Containerbrücke (1) verändernde Einfädelposition eines Containers (2) vor dem Aufnehmen, dem Absetzen und/oder dem Einfädeln des Containers (2) kontinuierlich ermittelt wird, nämlich im Endflug des Greifers (10), ab dann wenn der Greifer (10) in einer bestimmten Höhe im wesentlichen über der Aufnahmeposition, der Absetzposition oder der Einfädelposition schwebt bzw. ab einer bestimmten Höhe sich über der jeweiligen Position befindet, und wobei das Steuersystem (14) aufgrund der an das Steuersystem (14) von dem Erfassungssystem übermittelten Daten das Aufnehmen und/oder das Absetzen und/oder das Einfädeln eines Containers (2) durch den Greifer (10) einschließlich des Entriegeins und/oder Verriegeins des Greifers (10) mit dem Container (2) voll automatisiert steuert.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem, insbesondere in einem ersten Schritt, die aktuelle Verteilung und/oder Anordnung der auf einem Schiff vorgesehenen und/oder gelagerten Container, insbesondere das dortige„Containergebirge" mit Hilfe eines ersten optischen Systems (16), insbesondere mit einem Laserscanner (16a) ermittelt, und/oder auch zusätzlich mit Hilfe dieses ersten optischen Systems (16) die entsprechende Umgebung so erfasst wird, so dass eine kollisionsfreie Bewegungsbahn für den durch den Greifer (10) zu transportierenden Container (2) berechnet wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere in einem zweiten Schritt, die Pendelbewegungen des Greifers (10), insbesondere mit daran hängenden Container (2) mit Hilfe eines Systems zur Positionsbestimmung des Greifers (10) und/oder zur Messung der Pendelbewegungen des Greifer (10) ermittelt werden, insbesondere nämlich mit Hilfe eines im Bereich des Greifers (10) vorgesehenen Trägheitsnavigationssystems (INS) (18) ermittelt werden, wobei das Fahrwerk (7), das Hubwerk (12) und/oder die Katze (8) zur Ehminierung und/oder zumindest zur teilweisen Kompensierung dieser Pendelbewegungen entsprechend gesteuert werden.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere in einem dritten Schritt, zum Aufnehmen eines Containers (2) mit Hilfe einer im Bereich des Greifers (10) vorgesehenen Sensorik, insbesondere mit Hilfe eines zweiten optischen Systems (19) ein aufzunehmender Container (2) zumindest teilweise erfasst wird, insbesondere als Bezugspunkte die oberen Ecken bzw. Eckbeschläge (15) (corner fittings) des Containers (2) und/oder mindestens eine in den Eckbeschlägen (15) vorgesehene Ausnehmung (15a) und/oder ein Linienkontakt, insbesondere ein oberer Rand des Containers (2), erfasst bzw. ermittelt werden.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch, gekennzeichnet, dass, insbesondere in einem dritten Schritt, zum Absetzen oder zum Einfädeln eines Containers (2) mit Hilfe einer im Bereich des Greifers (10) vorgesehenen Sensorik, insbesondere mit Hilfe eines zweiten optischen Systems (19) ein anderer oder mehrere andere Container (2a, 2b) (Referenzcontainer) zumindest teilweise erfasst wird bzw. erfasst werden, insbesondere als Bezugspunkte die jeweiligen oberen Ecken bzw. Eckbeschläge (15) (corner fittings) und/oder mindestens eine in den Eckbeschlägen vorgesehene Ausnehmung (15a) oder zumindest ein Linienkontakt/oberer Rand des jeweiligen Referenzcontainers, und/oder die„cell guides" (21) eines Schiffes bzw. deren oberer Bereich ermittelt werden.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle, relative Position des Greifers (10) zu einem aufzunehmenden Container (2) (also zur Aufnahmeposition) und/oder die aktuelle, relative Position des Greifers (10) mit daran hängendem Container (2) zu einer Absetzposition, und/oder die aktuelle, relative Position des Greifers (10) mit daran hängendem Container (2) zu einer Einfädelposition (zu mehreren Referenzcontainern und/oder mit Bezug auf die„cell guides" (21) eines Schiffes) in Echtzeit ermittelt wird und die Bewegungen des Greifers (10) an die jeweilige sich verändernde Aufnahmeposition, Absetzposition und/oder Einfädelposition mit Hilfe des Steuersystems (14) entsprechend automatisch angepasst werden.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik, als ein zweites optisches System (19) ausgebildet ist, nämlich als ein im wesentlichen in der Ebene des Greifers (10) ein- und ausklappbares (bzw. ein- und ausfahrbares) Kamerasystem ausgebildet und insbesondere mehrere ToF-Kameras (19a) aufweist, wobei mit Hilfe des Kamerasystems im eingeklappten (eingefahrenen) oder ausgeklappten (bzw. ausgefahrenem) Zustand die Aufnahmeposition eines Containers (2) und im ausgeklappten (bzw. aus- gefahrenen) Zustand die Absetzposition oder die Einfädelposition für einen unter dem Greifer (10) hängenden Container (2) ermittelt wird, wobei insbesondere bei Beginn des Endanfluges des Greifers (10) das Kamerasystem ausgeklappt bzw. ausgefahren wird.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erreichen der Absetzposition bzw. der Einfädelposition die Kameras (19a) eingeklappt bzw. eingefahren werden, so dass die Kameras (19a) innerhalb der äußeren Konturen des am dem Greifer (10) hängenden Containers (2) vorgesehen und/oder angeordnet sind, wobei bei ausgeklappten bzw. ausgefahrenen Kameras (19a) die Kameras (19a) außerhalb der äußeren Konturen eines an dem Greifer (10) hängenden Containers (2) vorgesehen sind.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem und das Steuersystem (14) zusätzlich so ausgebildet und ausgeführt ist, so dass ein vollautomatischer Betrieb des Transports eines Containers (2) von der Landseite zur Wasserseite (und umgekehrt) realisiert wird, insbesondere auch die Aufnahmeposition oder Absetzposition eines Containers (2) auf einem Transportfahrzeug und/oder auf einer vorgesehenen Laschplattform (13) sowie etwaige Hindernisse im landseitigen Arbeitsbereich (17) ermittelt wird bzw. werden.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem eine Steuereinheit (14) bzw. einen Mikroprozessor aufweist, wobei mit Hilfe der über das Erfassungssystem gewonnenen Messdaten der Mikroprozessor die Bewegungsbahn des Greifers (10) und/oder des Greifers (10) mit an dem Greifer (10) hängendem Containers (2) berechnet, und wobei das Steuersystem (14) die Bewegungen der einzelnen ansteuerbaren Komponenten, wie das Fahrwerk (7), das Hubwerk (12), die Katze (8) und/oder den Greifer (10) (einschließlich des Verriegelungsmechanismus) entsprechend voll automatisch steuert, so dass ein durchgängiger voll automatischer Be- trieb von der Land- zur Wasserseite (und umgekehrt) realisiert ist.
16. Steuersystem (14) zur Steuerung einer Containerbrücke (1) zum Be- und/oder Entladen, insbesondere des Laderaumes, eines Schiffes, insbesondere arbeitend nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Containerbrücke (1) mindestens einen wasserseitigen Ausleger (3) und ein Fahrwerk (7) aufweist, wobei der Ausleger (3), insbesondere im wesentlichen horizontal verlaufend, an mehreren, insbesondere im wesentlichen vertikal verlaufenden, Stützpfeilern (5) angeordnet ist, wobei mindestens eine Katze (8) vorgesehen und an dem Ausleger (3) in dessen Längsrichtung bewegbar angeordnet ist, wobei die Katze (8) mit einem Greifer (10) (spreader) funktionstechnisch, insbesondere über mindestens ein Seilelement (11) bzw. über Seilelemente, verbunden ist, wobei ein Hubwerk (12) für den Greifer (10) vorgesehen ist, und wobei mit dem Greifer (10) ein Container (2) aufnehmbar und/oder absetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erfassungssystem vorgesehen ist, dass mit Hilfe des Erfassungssystems ein von dem Greifer (10) aufzunehmender Container (2) (insbesondere dessen Aufnahmeposition) und/oder die für einen von dem Greifer (10) bereits aufgenommenen Container (2) bestimmte Absetzposition und/oder eine für einen von dem Greifer (10) bereits aufgenommenen Container (2) bestimmte Einfädelposition (zum Einfädeln des Containers (2) in die„cell guides" (21) eines Schiffes oder in eine Lücke (22) zwischen zwei anderen Containern (2b) [Referenzcontainern]) ab einem bestimmten Zeitpunkt während des jeweiligen Vorganges und/oder ab einer bestimmten Positionierung des Greifers (10), insbesondere im bzw. während des Endanfluges des Greifers (10), kontinuierhch so lange ermittelbar und/oder kontinuierhch so lange überwachbar ist, bis der jeweilige Container (2) tatsächlich durch den Greifer (10) aufgenommen, durch den Greifer (10) abgesetzt und/oder durch den Greifer (10) eingefädelt ist, wobei das Fahrwerk (7), das Hubwerk (12), die Katze (8) und/oder der Greifer (10) mit Hilfe des Steuersystems (14) so steuerbar ist bzw. sind, dass das Aufnehmen, das Absetzen und/oder das Einfädeln des Containers (2) automatisiert realisiert ist.
17. Steuersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem ein erstes optisches System (16), insbesondere einen Laserscanner (16a) aufweist, und mit Hilfe des ersten optischen Systems (16) die Verteilung und oder Anordnung der auf einem Schiff vorgesehenen und/oder gelagerten Container (2), insbesondere das dortige„Containergebirge" ermittelbar ist, und/oder auch zusätzlich mit Hilfe dieses ersten optischen Systems (16) die entsprechende Umgebung der Containerbrücke (1) so erfassbar ist, so dass eine kollisionsfreie Bewegungsbahn für den Container (2) berechenbar ist.
18. Steuersystem nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem ein System zur Positionsbestimmung des Greifers (10) und/oder zur Messung der Pendelbewegungen des Greifers (10), insbesondere ein Trägheitsnavigationssystem (18) aufweist, so dass die jeweiligen aktuellen Pendelbewegungen des Greifers (10) ermittelbar sind und dass dann die ermittelten Pendelbewegungen mit Hilfe des Steuersystems (14) eliminierbar oder zumindest teilweise reduzierbar bzw. kompensierbar sind.
19. Steuersystem nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem ein zweites optisches System (19) aufweist und das zweite optische System (19) im Bereich des Greifers (10) vorgesehen und/oder angeordnet ist.
20. Steuersystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite optische System (19) mehrere ein- und ausklappbare (bzw. ein- und ausfahrbare) Kameras (19a), insbesondere mehrere ToF-Kameras (19a), aufweist, wobei die Kameras (19a) im wesentlichen in der horizontalen Ebene des Greifers (10) ein- und ausfahrbar angeordnet sind, nämlich im ausgefahrenen Zustand die äußeren Konturen eines unter dem Greifer (10) hängenden Containers (2) nach außen überragen bzw. im eingefahrenen Zustand innerhalb der äußeren Konturen des unter dem Greifer (10) hängenden Containers (2) angeordnet sind.
21. Steuersystem nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des zweiten optischen Systems (19) ein aufzunehmender Container (2) zumindest teilweise erfassbar ist, insbesondere die Eckbeschläge (15) (corner fittings) des Containers (2) und/oder mindestens eine in den Eckbeschlägen (15) vorgesehene Ausnehmung (15a) und/oder der obere Rand des Containers (2) erfassbar bzw. ermittelbar sind.
22. Steuersystem nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Kameras (19a) im eingeklappten/eingefahrenen oder auch ausgeklappten/ausgefahrenen Zustand die Aufnahmeposition eines Containers (2) und im ausgeklappten bzw. ausgefahrenen Zustand die Absetzposition für einen unter dem Greifer (10) hängenden Container (2, 2a, 2b) ermittelbar ist.
23. Steuersystem nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite optische System (19) so ausgeführt ist, dass bei dem Vorgang des Absetzens oder des Einfädeins eines Containers (2) ein anderer oder mehrere andere Container (2a, 2b), insbesondere ein unterer freistehender Container (2a) zumindest teilweise erfassbar ist bzw. sind, insbesondere die Eckbeschläge (15) (corner fittings) des jeweiligen Containers (2a, 2b) erfassbar sind und/oder der obere Bereich der„cell guides" (21) eines Schiffes erfassbar ist.
24. Steuersystem nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des zweiten optischen Systems (19) die aktuelle, relative Position des Greifers (10) zu einem aufzunehme den Container (2) (also zur Aufnahmeposition), und/oder die aktuelle, relative Position des Greifers (10) mit daran hängendem Container (2) zu einer Absetzposition, und/oder die aktuelle, relative Position des Greifers (10) mit daran hängendem Container (2) zu einer Einfädelposition, nämlich zu einem oder zu mehreren Containern (2a, 2b) und/oder mit Bezug auf die„cell guides" (21) eines Schiffes, im Endanflug des Greifers (10) ermittelbar ist, so dass durch das Steuersystem (14) aufgrund der an das Steuersystem (14) von dem Erfassungssystem übermittelten Daten das Aufnehmen und/oder das Absetzten und/oder das Einfädeln eines Containers (2) durch den Greifer (10) voll automatisiert steuerbar ist.
25. Steuersystem nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei Erreichen der Absetzposition oder bei Erreichen der Einfädelposition die Kameras (19a) zumindest teilweise einklappbar bzw. einfahrbar sind, so dass die Kameras (19a) innerhalb der äußeren Konturen des am dem Greifer (10) hängenden Containers (2) und im wesentlichen in der Ebene des Greifers (10) angeordnet sind.
26. Steuersystem nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem einen Mikroprozessor bzw. eine Steuereinheit (14) aufweist und mit Hilfe der über das Erfassungssystem gewonnenen Messdaten, mit Hilfe des Mikroprozessors bzw. der Steuereinheit (14) eine kollisionsfreie Bewegungsbahn des Greifers (10) und/oder des Containers (2) berechenbar ist, und dass durch das Steuersystem (14) die Bewegungen der einzelnen ansteuerbaren Komponenten, wie das Fahrwerk (7), das Hubwerk (12), die Katze (8) und/oder der Greifer (10) entsprechend voll automatisch steuerbar ist, so dass ein durchgehend voll- automatischer Betrieb für den Transport eines Containers (2) von der Land- zur Wasserseite (und umgekehrt) realisierbar ist.
27. Containerbrücke mit einem Steuersystem nach einem der Ansprüche 16 bis 26, insbesondere arbeitend nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
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