JP2002020080A - 作業船における吊りフックの揺れ止め制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 起重機船等の揚重装置を有する船舶におい
て、重量物を吊り上げる揚重装置の吊りフックの揺れを
効果的に抑制することができる、吊りフックの揺れ止め
制御方法を提案する。 【解決手段】 本発明による、作業船における吊りフッ
クの揺れ止め制御方法は、吊りフックの量を検出してか
ら、この揺れを抑制するための動作に至るまでの時間遅
れを考慮し、この時間遅れ量に基づいて制御量を予測
し、この予測した制御量に基づいて揺れ止め制御を行う
ものである。したがって、揺れを検出してから、実際の
揺れ止めのためにアクチュエータを動作させて揺れを止
めるまでの過程を、適切な制御量で、かつ良好なタイミ
ングで行うことができるようになり、吊りフックの揺れ
止めを効果的に行うことが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、起重機船などの、
起重装置を有する各種作業船において、この起重装置に
よって重量物を吊り下げる場合に、波浪等の影響によっ
て吊りフックが動揺するのを防止するための、吊りフッ
クの制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】港湾の建設等においては、起重機船等の
揚重装置を有する作業船により、重量物の吊り作業が行
われる。この吊り作業は、通常、停船状態で行われるこ
とが多く、荒天時には波浪の影響で船体が動揺し、これ
に伴って重量物を吊るための吊り具（吊りフック）にも
揺れが生じる。

【０００３】かかる吊りフックの揺れを防止するための
一方策として、本願出願人の一人による、特許第275856
8号において開示された吊りフックの揺れ止め装置があ
る。

【０００４】かかる装置においては、吊りフックの揺れ
止め制御を行う際には、揺れ（変位）をセンサ等により
検出し、検出した変位量に基づいて演算装置により制御
量を求め、その後、この制御量により揺れ止めのための
アクチュエータを動作させる、という過程を経て行われ
る。ところが、この一連の過程においては、変位の検出
からアクチュエータの動作までに時間遅れを生じるた
め、有効な揺れ止め制御を行うことが困難であるという
問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決し、前記の時間遅れを考慮して吊りフックの変位
を予測することにより吊りフックの揺れ止め制御を行
う、作業船における吊りフックの揺れ止め制御方法を提
案することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明による作
業船における吊りフックの揺れ止め制御方法は、起重装
置を具える作業船における、当該起重装置の吊りフック
の揺れの制御に際し、前記吊りフックの前記作業船に対
する相対変位を検出する際に発生する検出遅れ時間(ｔ
_１)と、前記相対変位に基づいて前記吊りフックの制御
量を算出する際に発生する算出遅れ時間(ｔ_２)と、前記
制御量に基づいて前記吊りフックを制御する際に発生す
る制御遅れ時間(ｔ_３)の総和である総遅れ時間

【数５】Δｔ＝ｔ_１＋ｔ_２＋ｔ_３ を求めるステップと、前記吊りフックのある検出時点に
おける相対変位値ｓ(ｔ)に対し、この相対変位値ｓ(ｔ)
の時間変化量

【数６】ｓ'(ｔ)＝ｓ(ｔ)−ｓ(ｔ−Δｔ) および、このｓ'(ｔ)の時間変化量

【数７】ｓ"(ｔ)＝ｓ'(ｔ)−ｓ'(ｔ−Δｔ) を求めるステップと、前記相対変位値ｓ(ｔ)、前記ｓ
(ｔ)の時間変化量ｓ'(ｔ)および前記ｓ'(ｔ)の時間変化
量ｓ"(ｔ)より、前記吊りフックの相対変位値の前記総
遅れ時間Δｔ後の予測値ｓ(ｔ＋Δｔ）を、

【数８】ｓ(ｔ＋Δｔ）＝ａ_１*ｓ(ｔ)＋ａ_２*ｓ'(ｔ)*
Δｔ＋ａ_３*ｓ"(ｔ)*Δｔ^２*0.5 により求めるステップと、を具えるものである。

【０００７】本発明による作業船における吊りフックの
揺れ止め制御方法は、吊りフックの変位、すなわち揺れ
の量を検出してから、この揺れを抑制するための動作に
至るまでの時間遅れを考慮し、この時間遅れ量に基づい
て制御量を予測し、この予測した制御量に基づいて揺れ
止め制御を行うものである。したがって、揺れを検出し
てから、実際の揺れ止めのためにアクチュエータを動作
させて揺れを止めるまでの過程を、適切な制御量で、か
つ良好なタイミングで行うことができるようになり、吊
りフックの揺れ止めを効果的に行うことが可能である。

【０００８】また、本発明による作業船における吊りフ
ックの揺れ止め制御方法は、前記吊りフックの相対変位
の予測値を求めるための係数ａ_１，ａ_２，ａ_３の値を、
前記吊りフックの相対変位の変動周期に応じて設定する
ことを特徴とするものである。それゆえ、吊りフックの
揺れの状態に応じた、適切な揺れ止め制御を行うことが
可能である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態について説明する。

【００１０】図１は、本発明により吊りフックの揺れ止
め制御を行う作業船の一例を示すものである。図示の作
業船１は、船体２の甲板上に回転可能に設けた起重機３
を具える。起重機３は、ウインチボックス４、起伏可能
なジブ５、ワイヤロープ６によってジブ５の先端から吊
り下げられた吊りフック７を具える。なお、図では作業
船１は係留索８によって係留されている状態を示す。

【００１１】起重機３にはさらに、吊りフック７の揺れ
止め装置９がさらに設けられている。揺れ止め装置９
は、２本の支柱10、この支柱10間に配置され、かつ回転
軸11によってこの支柱10に回転可能に支持される梁12、
梁12に、回転軸13によって揺動可能に支持されるリニア
ガイド14、リニアガイド14上をリニアアクチュエータ15
によって、リニアガイド14の長手方向に前後移動可能な
アーム16、アーム16の一端と軸回転可能に連結したフッ
ク保持具17を具える。なお、以下の説明においては、リ
ニアガイド14、リニアアクチュエータ15およびアーム16
を総称して揺れ止めアーム18と呼ぶ。

【００１２】揺れ止め装置９の作用は以下の通りであ
る。すなわち、吊りフック７に水平方向の揺れが生じた
場合、例えば後述する制御手順に基づき、揺れの程度
（変位）に応じて揺れ止めアーム18を水平方向に揺動さ
せ、かつ、アーム16をリニアアクチュエータ15によって
リニアガイド14に沿って移動させる、換言すれば揺れ止
めアーム18を伸縮させることにより、フック保持具17を
移動させ、それによって吊りフック７の揺れを抑制す
る。

【００１３】図２は、本発明による方法を用いて吊りフ
ックの揺れ止め制御を行う、揺れ止め制御装置の構成を
概略示すブロック図である。この制御装置においては、
動揺信号入力部21からの、船体および吊りフックの揺れ
に関する信号を信号変換部22で演算可能なデータに変換
（例えばA/D変換）し、演算部23において、後述する手
順に従って吊りフック７の変位量を予測し、これに基づ
いて前記揺れ止め装置９の揺れ止めアーム18を動作させ
るための信号を、信号出力部24より出力する。出力され
た信号に基づいてリニアアクチュエータ15が動作し、揺
れ止めアーム18が伸縮することにより、吊りフック７の
揺れを抑制することとなる。なお、動揺信号入力部21と
は、作業船１の船体に設けた、船体動揺計測装置および
加速度計のことである。

【００１４】図３は、本発明による方法を用いて吊りフ
ックの揺れ止め制御を行う際の、吊りフックの水平方向
の変位を概略示すものである。ここでは、X-Y平面の座
標軸を、船首方向にＸ軸、舷側方向にＹ軸を取る。その
ため、吊りフック７のＸ軸方向の変位をｘ、Ｙ軸方向の
変位をｙとする。なお、これらｘ，ｙの値は、図４に示
すように、作業船１のRoll、Pitch、Yaw、Surge、Sway
の各運動成分における変位量から、後述する手順で求め
るものである。なお、これら各運動成分における変位量
は、前述した動揺信号入力部21（図２参照）により検出
されるものである。また、これらの変位量は船体２に対
する相対変位である。

【００１５】図５は、本発明による方法を用いて吊りフ
ックの揺れ止め制御を行う手順を示すフローチャートで
ある。以下、その手順を説明する。

【００１６】まず、ステップ31では計測データ、すなわ
ち前述した動揺信号入力部（船体動揺計測装置および加
速度計）21より、前述したRoll、Pitch、Yaw、Surge、S
wayの各運動成分における変位量が、信号変換部22を経
て演算部23に入力される。なお、入力される変位量は、
一定時間（サンプリング時間）毎に入力されるものであ
る。

【００１７】続くステップ32では、入力されたデータに
基づき、吊りフックのＸ軸およびＹ軸方向の変位を算出
する。これらの変位の値は、前述したサンプリング時間
毎に入力されるRoll、Pitch、Yaw、Surge、Swayの各運
動成分における変位毎に求められる。

【００１８】本発明による方法においては、吊りフック
の揺れを抑制するために揺れ止めアーム（図２参照）を
動作させるための制御量を求めるに際し、吊りフックの
揺れを検出してから実際に揺れ止めアームを動作させる
までの遅れ時間を考慮している。すなわち、吊りフック
の作業船に対する相対変位を検出する際に発生する検出
遅れ時間(ｔ_１)と、前記相対変位に基づいて制御量を算
出する際に発生する算出遅れ時間(ｔ_２)と、前記制御量
に基づいて揺れ止めアームを制御する際に発生する制御
遅れ時間(ｔ_３)の総和（総遅れ時間）

【数９】Δｔ＝ｔ_１＋ｔ_２＋ｔ_３ を求め、後述するように、この総遅れ時間Δｔを用いて
揺れ止めアームの制御量を算出することとしている。な
お、これら各遅れ時間ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３は、一般に測定
可能な時定数である。

【００１９】次に、吊りフックの、ある検出時間ｔにお
ける相対変位値ｓ(ｔ)に対し、この相対変位値の時間変
化量（速度に相当する）

【数１０】ｓ'(ｔ)＝ｓ(ｔ)−ｓ(ｔ−Δｔ) および、このｓ'(ｔ)の時間変化量（加速度に相当す
る）

【数１１】ｓ"(ｔ)＝ｓ'(ｔ)−ｓ'(ｔ−Δｔ) をそれぞれ求める。このようにして得られたｓ(ｔ)，
ｓ'(ｔ)，ｓ"(ｔ)を基に、後述する各ステップにおい
て、揺れ止めアームの制御量を求める。なお、これらｓ
(ｔ)，ｓ'(ｔ)，ｓ"(ｔ)の各量は、前述した作業船のRo
ll、Pitch、Yaw、Surge、Swayの各運動成分毎に求める
ものであり、ここでは説明の便宜上、各運動成分に対応
する添字等は省略して示している。

【００２０】次のステップ33では、吊りフックの揺れの
周期Ｔ(ｔ)を求める。なお、具体的な手順については後
述する。

【００２１】本発明による吊りフックの揺れ止め制御方
法においては、前述のステップ32で船体の各運動成分毎
に得られたｓ(ｔ)，ｓ'(ｔ)，ｓ"(ｔ)を基に、検出時点
ｔから先の総遅れ時間Δｔだけ経過した後の吊りフック
の変位の予測値を、

【数１２】ｓ(ｔ＋Δｔ）＝ａ_１*ｓ(ｔ)＋ａ_２*ｓ'(ｔ)
*Δｔ＋ａ_３*ｓ"(ｔ)*Δｔ^２*0.5 より求めることとしている。ここで係数ａ_１，ａ_２，ａ
_３は、いずれも任意の実数値を取るものである。

【００２２】ステップ34は、この各係数ａ_１，ａ_２，ａ
_３を求めるものであり、ここではファジィ推論を用い
て、例えば図６に示すように、揺れの周期に対するグラ
フの形で求める。図では、吊りフックの揺れの周期Ｔが
短い場合には、わずかな周期の変化で各係数ａ_１，
ａ_２，ａ_３が比較的大きく変動するのに対し、長い周期
（10sec以上）では、各係数はほぼ一定の値を取るよう
になっている。なお、これら各係数を求める手順につい
ても後述する。また、これら各係数も、前述した船体の
各運動成分毎に求めるものとする。

【００２３】そしてステップ35では、前記の式により、
吊りフックの変位の予測値ｘ(ｔ＋Δｔ）およびｙ(ｔ＋
Δｔ）を演算し、得られた値に基づいて、揺れ止めアー
ムを動作させるための制御量を求める。ここで、これら
予測値は、船体の各運動成分毎に求められるものとし、
最終的な変位の予測値（すなわちｘ(ｔ＋Δｔ），ｙ(ｔ
＋Δｔ）とする）は、これら各運動成分毎に求めた予測
値の和として求める。具体的には、船体の運動成分、す
なわちRoll、Pitch、Yaw、Surge、Swayの各成分毎に求
めた予測値

【数１３】Roll ：ｓ_Ｒ(ｔ＋Δｔ） Pitch：ｓ_Ｐ(ｔ＋Δｔ） Yaw ：ｓ_Ｙ(ｔ＋Δｔ） Surge：ｓ_Ｓ(ｔ＋Δｔ） Sway：ｓ_Ｗ(ｔ＋Δｔ） より、

【数１４】 ｘ(ｔ＋Δｔ）＝ｓ_Ｐ(ｔ＋Δｔ）＋ｓ_Ｓ(ｔ＋Δｔ） ｙ(ｔ＋Δｔ）＝ｓ_Ｒ(ｔ＋Δｔ）＋ｓ_Ｙ(ｔ＋Δｔ）＋
ｓ_Ｗ(ｔ＋Δｔ） として求められる。

【００２４】その後ステップ36で揺れ止めアームの制御
量を出力する。すなわち、吊りフックの変位の予測値ｘ
(ｔ＋Δｔ）およびｙ(ｔ＋Δｔ）に基づいて得られた制
御量により、揺れ止めアームを動作させる。

【００２５】最後に、ステップ37では揺れ止め制御を終
了させるか否かを判断する。具体的には、例えば揺れ止
め作業を行う作業者が、吊りフックの揺れの状態を監視
し、揺れが治まったと判断した場合に、制御終了ボタン
を押す等により行うものとする。このとき、制御終了で
あれば、揺れ止め制御を終了する。一方、制御、すなわ
ち吊りフックの揺れ止めが終了していないと判断した場
合には、ステップ31に戻り、上記した処理を再度行う。

【００２６】なお、上述した制御においては、揺れの複
数周期分計測を行い、それによって揺れ周期の算出と、
揺れ（変位）の予測、および揺れ止めのための制御量の
算出を行うものである。

【００２７】本発明による吊りフックの揺れ止め制御方
法においては、計測データ、すなわち船体の運動成分(R
oll、Pitch、Yaw、Surge、Sway)毎の変位を50ms毎にサ
ンプリングしている。その際、サンプリングの開始は、
図７に示すように、ある時点におけるｓ'(ｔ)が０近傍
となる時点（例えば図では負の値から正の値に遷移する
点）とし、ここからサンプリングを開始する。その後、
前述したように50ms毎にサンプリングを行い、ｓ'(ｔ)
の値が変動する方向が、サンプリング開始時点と同じと
なった時点（図では再度負の値から正の値に遷移する
点）でサンプリングを終了する。その結果、図７からも
明らかなように、このサンプリングを開始してから終了
するまでの時間が、吊りフックの揺れの周期Ｔ(ｔ)とな
る。なお、この揺れ周期Ｔ(ｔ)を求める場合、前述した
サンプリングを行った回数をカウントし、そのカウント
値に基づいて求めることとする。

【００２８】図８は、吊りフックの揺れの周期Ｔ(ｔ)を
求める処理手順を示すフローチャートである。以下、こ
の手順を説明する。なお、この処理を行うルーチンは、
揺れ止め制御の処理（図５参照）を１回行う毎に処理が
行われる。

【００２９】まずステップ41で、現時点におけるｓ'
(ｔ)およびｓ"(ｔ)の値を調べ、ｓ'(ｔ)の値が０で、か
つｓ"(ｔ)が正となる時点、すなわちｓ'(ｔ)が図７に示
すように負の値から正の値へ遷移し始める点（変位ｓ
(ｔ)を示す曲線を描くと、この曲線が「谷」となる
点）、すなわち揺れの１周期が開始する点であるか否か
を判断し、揺れの１周期が開始する点であれば、ステッ
プ42へ進む。一方、揺れの１周期が開始する点でない場
合、すなわち揺れの１周期の途中の点である場合には、
ステップ43へ進む。

【００３０】ステップ42では、揺れの１周期におけるサ
ンプリング回数をカウントする。具体的には、以下の手
順で行う。ここで、揺れの検出を開始してからの周期
（揺れの回数）をカウントするための変数ｎ、１周期お
けるサンプリング回数を示す変数countを予め定義す
る。なお、これらの変数の初期値は０である。また、前
述したように、図８のルーチンは、図５に示す揺れ止め
制御の処理を開始すると、サンプリング回数（50ms)毎
に複数回処理が行われるものであり、図５の処理は複数
周期分で繰り返し行われるため、周期を求めるために、
これら変数ｎおよびcountは、処理を１回行う毎に、基
本的に、代入される数値のｎあるいはcountのいずれか
一方が増加する。

【００３１】このステップ42は、それまでの１周期分の
計測を終了した後、新たに１周期分の計測を開始するた
めの処理を行うものである。そのため、まず、変数coun
tに代入されている、前の１周期(n)においてカウントさ
れたサンプリング数を、変数Tc(n)に代入する。そし
て、周期（揺れの回数）をカウントする変数ｎの値を一
つ増やす。さらに、新たな１周期におけるサンプリング
回数をカウントするため、一旦変数countの値を０にす
る。その後ステップ44へ進む。

【００３２】一方ステップ43では、前のステップ41で、
現在が揺れの１周期の途中であると判断されたため、計
測データのサンプリングを引き続き行うものとして、サ
ンプリング回数countの値を一つ増やし、その後ステッ
プ44へ進む。

【００３３】ステップ44では、タイムカウント値Ｔ
_Ｃ(n)の移動平均Ｔ_ＣＶを求める。ここでは、先の周期
（揺れの回数）をカウントする変数ｎの値により、Ｔ
_ＣＶの値を、

【数１５】 Ｔ_ＣＶ＝３００ （ｎ＝０） Ｔ_ＣＶ＝Ｔ_Ｃ(1) （ｎ＝１） Ｔ_ＣＶ＝［Ｔ_Ｃ(n-1)＋Ｔ_Ｃ(n)］／２ （ｎ＞１） とする。

【００３４】さらにステップ45で吊りフックの揺れ周期
Ｔ(ｔ)を、

【数１６】Ｔ(ｔ)＝Ｔ_ＣＶ／２０ より求め、処理を終了する。

【００３５】前述した周期Ｔ(ｔ)の算出における、サン
プリングとその回数のカウントおよび揺れの周期との関
係を図９に示す。図示のように、揺れの計測開始時にお
いては、揺れの繰り返し回数ｎの値は１であり、この時
点から１周期の間で50ms毎にサンプリングが行われ、サ
ンプリング１回毎に変数countの値が１づつ加算され
る。次の２回目の周期が開始した時点で、ｎの値は２と
なり、変数Ｔ_Ｃ(n)には、変数countのそれまでの値が代
入され、その後countの値は０に戻される。また、変数
Ｔ_ＣＶにはＴ_Ｃ(1)の値が代入される。この手順が揺れ
の１周期毎に繰り返される。

【００３６】図10は、前述した変位の予測値を求める際
の係数ａ_１，ａ_２，ａ_３を求める手順を示すフローチャ
ートである。次にこの手順を説明する。

【００３７】まずステップ51で、吊りフックの揺れ周期
Ｔ(ｔ)を、その値に応じて「非常に遅い」〜「非常に早
い」までの７つのファジィ推論条件に分類する。ここ
で、下の折れ線はファジィ推論のためのメンバーシップ
関数である。

【００３８】続くステップ52では、加重係数ａを、その
値に応じてL01〜L13までの13段階に分類する。なお、下
の折れ線はファジィ推論のためのメンバーシップ関数で
ある。ここで、このように分類された値は、具体的には
模型実験やコンピュータシミュレーション等を繰り返し
行う事により、経験的に求められるものであり、実際の
制御においては、予めプログラム中では変数のテーブル
に格納しておくものとする。

【００３９】その後ステップ53では、吊りフックの揺れ
周期Ｔ(ｔ)に対してファジィ推論を行い、Ｔ(ｔ)の各々
の場合に対応した推論結果fa_１，fa_２，fa_３を求める。

【００４０】そしてステップ54で、先に求めた推論結果
fa_１，fa_２，fa_３を基に、係数ａ_１，ａ_２，ａ_３を求め
る。具体的には、fa_１，fa_２，fa_３を、それぞれａ_１，
ａ_２，ａ_３との関係において、下記の式を用いて線型変
換を行う。

【数１７】ｙ＝ｙ_１＋（ｙ_２−ｙ_１）＊（ｘ−ｘ_１）／
（ｘ_２−ｘ_１） ｘ_１＜ｘ＜ｘ_２，ｙ_１＜ｙ＜ｙ_２ すなわち、この式をfa_１，fa_２，fa_３とａ_１，ａ_２，ａ
_３ にあてはめると、

【数１８】ａ_１＝ａ_１１＋（ａ_１２−ａ_１１）＊（fa_１
−fa_１１）／（fa_１２−fa_１１） ａ_２＝ａ_２１＋（ａ_２２−ａ_２１）＊（fa_２−fa_２１）
／（fa_２２−fa_２１） ａ_３＝ａ_３１＋（ａ_３２−ａ_３１）＊（fa_３−fa_３１）
／（fa_３２−fa_３１） となる。この式を用いることにより、係数ａ_１，ａ_２，
ａ_３ の値が求めることができる。ここで、

【数１９】 fa_１１＜fa_１＜fa_１２，ａ_１１＜ａ_１＜ａ_１２ fa_２１＜fa_２＜fa_２２，ａ_２１＜ａ_２＜ａ_２２ fa_３１＜fa_３＜fa_３２，ａ_３１＜ａ_３＜ａ_３２ である。

【００４１】ところで、上の各式において、fa_１，f
a_２，fa_３を、先のステップ52で求めた分類にあてはめ
ると、これらが取り得る値の範囲は、

【数２０】 -1.0＜fa_１＜1.0，-1.0＜fa_２＜1.0，-1.0＜fa_３＜1.0 となる。すなわち、

【数２１】fa_１１＝fa_２１＝fa_３１＝-1.0，fa_１２＝fa
_２２＝fa_３２＝1.0 となる。

【００４２】一方、ここで、例えばａ_１，ａ_２，ａ_３の
範囲を

【数２２】 0.9＜ａ_１＜1.0，0.5＜ａ_２＜1.0，1.0＜ａ_３＜1.2 すなわち、

【数２３】ａ_１１＝0.9，ａ_１２＝1.0，ａ_２１＝0.5，
ａ_２２＝1.0，ａ_３１＝1.0，ａ_３２＝1.2 とすると、前述のａ_１，ａ_２，ａ_３を求める式は、

【数２４】ａ_１＝0.9＋0.1＊(fa_１＋1.0)／2.0 ａ_２＝0.5＋0.5＊(fa_２＋1.0)／2.0 ａ_３＝1.0＋0.2＊(fa_３＋1.0)／2.0 となる。図６に示すグラフに示すａ_１，ａ_２，ａ_３は、
これらの式より求めたものである。すなわち、上述した
処理手順により、図６に示すような、吊りフックの揺れ
の周期に応じた係数ａ_１，ａ_２，ａ_３を求めることがで
きるようになる。なお、上述した係数ａ_１，ａ_２，ａ_３
の範囲も、模型実験やコンピュータによるシミュレーシ
ョンを基に経験的に求められるものである。

【００４３】図11〜図13は、本発明による方法を用い
て、作業船の吊りフックの揺れ止め制御の実験を行った
結果を示すものである。

【００４４】まず図11は、吊りフックのＹ軸方向（図３
参照）の変位の計測値と、この計測値に基づく変位の予
測値を示すものである。図の横軸は時間を１目盛６秒で
示すものであり、縦軸は吊りフックの変位を１目盛４cm
で示すものである。図示の予測値の演算においては、

【数２５】ｓ(ｔ＋Δｔ）＝ａ_１*ｓ(ｔ)＋ａ_２*ｓ'(ｔ)
*Δｔ＋ａ_３*ｓ"(ｔ)*Δｔ^２*0.5 の係数ａ_１，ａ_２，ａ_３の値を全て１、すなわち、

【数２６】ａ_１＝ａ_２＝ａ_３＝１ としている。図より明らかなように、変位の予測値と、
遅れ時間Δｔ後の計測値（実際の吊りフックの変位）と
が良く一致しており、十分な予測が得られるという結果
が示されている。ここでは、Ｙ軸方向の揺れの周期が長
いため、係数ａ_１，ａ_２，ａ_３の値を全て１として、良
好な結果が得られている。

【００４５】次に図12は、図11と同様にＹ軸方向の変位
の計測値と、この計測値に基づく変位の予測値を示すも
のであるが、ここでは揺れの周期が短い場合を示してい
る。ここでも、先の係数ａ_１，ａ_２，ａ_３の値を全て１
としているが、図11と異なり、揺れの周期が短いため
に、予測値と計測値との間に誤差が生じていることがわ
かる。

【００４６】そこで、係数ａ_１，ａ_２，ａ_３の値を図６
により求め、その値に基づいて予測値を演算した結果を
図13に示す。図より明らかなように、揺れの周期に応じ
て適切な係数ａ_１，ａ_２，ａ_３の値を設定したことによ
り、良好な予測が行えることが示された。

【００４７】以上説明したように、本発明に係る作業船
における吊りフックの揺れ止め制御方法により、吊りフ
ックの揺れを高精度で予測することができ、それに基づ
いて適切な揺れ止め制御を行うことが可能となる。

【００４８】したがって、港湾工事等における作業船に
よる重量物の吊り上げ作業における吊りフックや、この
吊りフックにより吊り上げた重量物の揺れを効果的に抑
制することが可能となり、作業の安全性や効率を高める
ことが可能となる。

【００４９】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、例えば貨物船等における荷積み用ク
レーンの揺れ止め制御にも適用し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明により吊りフックの揺れ止め制御を行
う作業船の一例を示す図である。

【図２】 本発明に係る揺れ止め制御装置の構成を概略
示すブロック図である。

【図３】 吊りフックの揺れ方向を概略示す平面図であ
る。

【図４】 船体の座標系および揺れ方向を示す図であ
る。

【図５】 本発明により吊りフックの揺れ止め制御を行
う処理手順を示すフローチャートである。

【図６】 吊りフックの変位を予測する演算式に用いる
係数と、揺れの周期との関係を示すグラフである。

【図７】 揺れ止め制御におけるデータのサンプリング
とそのタイミングを概略示す図である。

【図８】 吊りフックの揺れ止め制御における、揺れ周
期を求める処理手順を示すフローチャートである。

【図９】 図８の処理手順における、計測データのサン
プリングとその回数のカウントおよび揺れの周期との関
係を模式的に示す図である。

【図１０】 吊りフックの揺れ止め制御における、係数
を求める処理手順を示すフローチャートである。

【図１１】 本発明に係る方法により求めた吊りフック
の変位の予測値と、実際の計測値を示すグラフである。

【図１２】 本発明に係る方法により求めた吊りフック
の変位の予測値と、実際の計測値を示すグラフである。

【図１３】 図１２と同様の条件において、吊りフック
の変位を予測する演算式の係数を変化させて予測を行っ
た場合の結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 作業船 ２ 船体 ３ 起重機 ４ ウインチボックス ５ ジブ ６ ワイヤロープ ７ 吊りフック ８ 係留索 ９ 揺れ止め装置 10 支柱 11，13 回転軸 12 梁 14 リニアガイド 15 リニアアクチュエータ 16 アーム 17 フック保持具 18 揺れ止めアーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白石 悟 神奈川県横須賀市長瀬３丁目１番１号 運 輸省港湾技術研究所内 (72)発明者 織田 悦芳 兵庫県加古郡播磨町新島17−１ 寄神建設 株式会社内 (72)発明者 西原 直 兵庫県加古郡播磨町新島17−１ 寄神建設 株式会社内 (72)発明者 中津 友介 大阪府高槻市天王町20番８号 (72)発明者 薛 衛国 大阪府高槻市八幡町１番35号 ジョリーメ ゾン高槻３階２号 Ｆターム(参考） 3F204 AA01 BA02 CA03 DA10 EA01 3F205 AA10 BA06

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 起重装置を具える作業船における、当該
   起重装置の吊りフックの揺れの制御に際し、 前記吊りフックの前記作業船に対する相対変位を検出す
   る際に発生する検出遅れ時間(ｔ_１)と、前記相対変位に
   基づいて前記吊りフックの制御量を算出する際に発生す
   る算出遅れ時間(ｔ_２)と、前記制御量に基づいて前記吊
   りフックを制御する際に発生する制御遅れ時間(ｔ_３)の
   総和である総遅れ時間 【数１】Δｔ＝ｔ_１＋ｔ_２＋ｔ_３ を求めるステップと、 前記吊りフックのある検出時点における相対変位値ｓ
   (ｔ)に対し、この相対変位値ｓ(ｔ)の時間変化量 【数２】ｓ'(ｔ)＝ｓ(ｔ)−ｓ(ｔ−Δｔ) および、このｓ'(t)の時間変化量 【数３】ｓ"(ｔ)＝ｓ'(ｔ)−ｓ'(ｔ−Δｔ) を求めるステップと、 前記相対変位値ｓ(ｔ)、前記ｓ(ｔ)の時間変化量ｓ'
   (ｔ)および前記ｓ'(ｔ)の時間変化量ｓ"(ｔ)より、前記
   吊りフックの相対変位値の前記総遅れ時間Δｔ後の予測
   値ｓ(ｔ＋Δｔ）を、 【数４】ｓ(ｔ＋Δｔ）＝ａ_１*ｓ(ｔ)＋ａ_２*ｓ'(ｔ)*
   Δｔ＋ａ_３*ｓ"(ｔ)*Δｔ^２*0.5 により求めるステップと、を具える、作業船における吊
   りフックの揺れ止め制御方法。
2. 【請求項２】 前記吊りフックの相対変位の予測値を求
   めるための係数ａ_１，ａ _２，ａ_３の値を、前記吊りフッ
   クの相対変位の変動周期に応じて設定することを特徴と
   する、請求項１記載の作業船における吊りフックの揺れ
   止め制御方法。