JP2006312521A - Object position measuring device of container crane and automatic cargo handling device using this object position measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、横行するトロリーより懸吊したスプレッダにコンテナを保持させて移送するようにしてあるコンテナクレーンにて、スプレッダや該スプレッダに保持させた吊り荷コンテナと、スプレッダの下方に位置する吊り上げ目標となるコンテナあるいは吊り荷コンテナの積載対象物の位置を計測するために用いるコンテナクレーンの対象物位置計測装置と、該対象物位置計測装置にて計測されるスプレッダや吊り荷コンテナ等の位置情報を基にコンテナ荷役作業の自動化を図ることができるコンテナクレーンの自動荷役装置に関するものである。 The present invention relates to a spreader suspended from a traversing trolley, and a container crane configured to transport the container to a spreader, a suspended container held by the spreader, and a lifting target positioned below the spreader. The object position measuring device of the container crane used for measuring the position of the loaded object of the container or the suspended container, and the position information of the spreader and the suspended container measured by the object position measuring device. The present invention relates to an automatic cargo handling apparatus for a container crane that can automate container handling operations.
岸壁に接岸したコンテナ船と陸上との間でコンテナの荷役作業(コンテナ船へのコンテナの積載作業及び荷卸し作業)を行うために用いるコンテナクレーンは、一般に、図4にその一例の概略を示す如き構成としてある。すなわち、岸壁1に、該岸壁1に沿って平行に延びるレール2を敷設し、該レール2上に、海側脚4、陸側脚5、連結材6等からなるコンテナクレーン本体フレーム3を走行可能に配置する。上記本体フレーム3の上端部には、陸側から海側へ張り出すように水平に延びる桁材7を設け、該桁材7に、トロリー8を長手方向に沿って横行自在に取り付ける。更に、該トロリー8には、吊り具としてのスプレッダ9を、巻上げロープ(ワイヤロープ)10を介して昇降自在に懸吊した構成としてある。
FIG. 4 shows an outline of an example of a container crane generally used for carrying out container handling work (container loading and unloading work on a container ship) between a container ship that touches the quay and the land. This is the configuration. That is, a
上記トロリー8の横行駆動機構は、図示してはいないが、一般的には、トロリー8に設けた横行モータによってトロリーの車輪を正逆転駆動することによりトロリー8を桁材7に沿って横行させるようにした形式のもの、又は、トロリー8外部の所要位置に設けた機械室内に配設してある横行モータによって正逆転駆動される横行ドラムに、一対の横行駆動用ワイヤロープの基端側を互いに対向する方向に巻き付け、該各横行駆動用ワイヤロープの先端側を、桁材7の陸側端部と海側端部に設置してあるローラにそれぞれ掛け回すと共に、双方の先端部を共にトロリー8に取り付けてなる構成として、上記横行モータにより上記横行ドラムを正逆転駆動させて上記一対の横行駆動用ワイヤロープの一方を巻き取りながら他方を巻き出すことにより、上記各横行駆動用ワイヤロープを介して上記トロリー8を桁材7に沿って陸側又は海側へ移動させるようにした形式のものが採用されている。
The traverse drive mechanism of the
又、上記スプレッダ9の昇降駆動機構は、図示してはいないが、トロリー8に巻上モータにより正逆転駆動される巻上ドラムが搭載してあり、該巻上ドラムに、上記スプレッダ9を先端部(下端部)に取り付けた巻上げロープ10の基端側(上端側)を巻き付けた形式のもの、又は、トロリー8外部の所要位置に設けた機械室内に巻上モータによって正逆転駆動される巻上ドラム配設し、該巻上ドラムに基端側を巻き付けてある巻上げロープ10の先端側を、上記トロリー8に設置してあるローラに掛け回してから垂下させ、その先端部(下端部)に上記スプレッダ9を取り付けてなる形式のものが一般に用いられており、これらの昇降駆動機構は、いずれも、上記巻上モータによる巻上ドラムの正逆転駆動に伴って上記巻上げロープ10の巻き取り、巻き出しを行うことによって上記スプレッダ9を昇降させることができるようにしてある。
Although not shown in the figure, the lifting / lowering drive mechanism of the
なお、上記コンテナクレーンの場合、荷役作業を行っていないときには、船舶の接岸、離岸あるいは航行の妨げになることがないようにする必要がある。このために、桁材7は、海側へ張り出す部分を起伏桁7aとして、該起伏桁7aを、図4に二点鎖線で示す如く、海側へ張り出した状態から起立させて上方へ格納することができるようにしてある。
In the case of the container crane described above, it is necessary to prevent the vessel from berthing, leaving, or navigating when the cargo handling operation is not performed. For this purpose, the
上記のような構成としてあるコンテナクレーンを用いて陸側のコンテナ11を、岸壁1に接岸されているコンテナ船12へ積み込む場合は、通常、該コンテナ船12が寄港する各港ごとに積み込み、積み卸しされるコンテナ11の配置やコンテナ船12全体の重量バランスを考慮して、コンテナ11の積み込みの順序や積載位置を定めた積み込み計画が予め設定されるので、先ず、上記コンテナクレーンの本体フレーム3を、レール2上を走行させて、コンテナ船12の船首尾方向に並ぶ船幅(舷側)方向の各コンテナ列のうち、上記積み込み計画に沿って次にコンテナ積載作業を行うべき所定のコンテナ列の側方位置に配置し、これにより、上記桁材7aを上記積載作業を行うべきコンテナ列の上方を横切るように配置させる。その後、陸側のコンテナ11を、たとえば、コンテナ輸送用のトラック13に積載した状態にて予め定められた位置、すなわち、上記桁材7の下方位置となる上記コンテナ本体フレーム3の両脚4と5の間へ搬入させておくようにする。
When the land-
次に、上記トロリー8を、上記トラック13に積載されたコンテナ11の上方位置まで上記桁材7,7a上を横行させた後、巻上ドラムを回転させて巻上げロープ10を巻き出させることにより、該巻上げロープ10の下端に取り付けられているスプレッダ9を下降させて、上記トラック13に積載されているコンテナ11の直上位置まで吊り降ろし、該スプレッダ9の四隅部の下面側に設けられている図示しないツイストロック等の係止装置をコンテナ11の四隅部の対応する個所にそれぞれ設けられている係合穴の如き係合部に係合させて、上記スプレッダ9にコンテナ11を保持(把持)させるようにする。
Next, the
次いで、上記巻上ドラムを回転させて巻上げロープ10を介して、上記スプレッダ9と一緒にコンテナ11を所要高さ位置まで吊り上げる。その後、上記トロリー8を桁材7,7aに沿い海側へ横行させて、上記コンテナ積み込み計画に沿って設定されるコンテナ船12上のコンテナ積載目標位置となる所要の船上コンテナ11の上方に位置させるようにする。このようにして、上記トロリー8に懸吊されたスプレッダ9に保持されている吊り荷コンテナ11が上記積載目標の船上コンテナ11の上方まで移動させられると、上記巻上ドラムを回転させて巻上げロープ10を巻き下げ、上記スプレッダ9に保持されている吊り荷コンテナ11を下降させて、上記積載目標として設定されている所要の船上コンテナ11の上側へ吊り降ろし、該船上コンテナ11と吊り荷コンテナ11とを係合させる。しかる後、該吊り降ろされた吊り荷コンテナ11から、スプレッダ9を取り外して上昇させ、以後同様の動作を繰り返すことにより、上記コンテナ11の岸壁1側からコンテナ船12上への積み込みを実施させるようにしてある。なお、上記船上コンテナ11と吊り荷コンテナ11の係合は、人手により四隅部の下面側に設けてあるツイストロックのような係止装置を、その下方に位置する船上コンテナ11の上面の四隅部の係合部に係合させることによって固定するようにしてある。
Next, the hoisting drum is rotated, and the
一方、コンテナ船12の船上コンテナ11を陸上へ積み卸す作業を行う場合は、上記積み込み計画と同様にコンテナ11の配置やコンテナ船12全体の重量バランスを考慮して設定される積み卸し計画に沿って上記とは逆の手順でコンテナの移送を行うようにしてある。すなわち、コンテナクレーンを、レール2上を走行させて、上記積み卸しをすべき船上コンテナ11の列の上方に桁材7aを位置させるようにする。この状態で、トロリー8を、桁材7,7aに沿い横行させて、積み卸すために吊り上げ目標となる所要の船上コンテナ11の上方に位置させた後、巻上ドラムを回転させて巻上げロープ10を巻き出させることにより、スプレッダ9を上記所要の船上コンテナ11の上側へ吊り降ろし、該スプレッダ9の係止装置により該船上コンテナ11を保持させる。次に、上記巻上げロープ10を巻き上げることにより上記スプレッダ9と一緒に上記所要の船上コンテナ11を所要高さ位置まで吊り上げる。次いで、上記トロリー8を、桁材7,7aに沿い陸側へ向けて横行させて本体フレーム3の両脚4と5の間の所定位置に搬入されているコンテナ輸送用トラック13の上方に位置させるようにして、上記スプレッダ9に保持されている吊り荷コンテナ11を、積載目標となる上記トラック13の上方まで移動させる。
On the other hand, when carrying out the work of unloading the
その後、上記巻上げロープ10を巻き出させることにより、上記スプレッダ9に保持された吊り荷コンテナ11を上記トラック13の荷台上へ吊り降ろすようにする。しかる後、上記トラック13上へ吊り降ろされたコンテナ11よりスプレッダ9の係止装置を取り外すことにより、該コンテナ11のコンテナ船12側から岸壁1への移送が実施されるようにしてある。
Thereafter, the
上記のようなコンテナクレーンによるコンテナ船12の荷役作業を行う場合には、船上コンテナ11や陸側トラック13上のコンテナ11の位置を知ることが必要である。従来、上記のようなコンテナ船12上におけるコンテナ11については、その積荷状況を把握することができるようにするための手法が提案されている。
When carrying out the cargo handling operation of the
図5(イ)(ロ)は上記提案されているコンテナ積荷状況認識装置を示すもので、図4に示したと同様の構成としてあるコンテナクレーンにおいて、トロリー8に、測距手段としてレーザー測距センサの如き縦方向コンテナ検知センサ14を鉛直下向きに取り付け、且つ該縦方向コンテナ検知センサ14の横方向(水平方向)の絶対位置を検出するための測距位置認識手段としての位置センサ15を備え、更に、海側の2本の脚4の間に設けた上下方向のガイド16に、海側に向けて水平に配置した基準位置検出手段としてのレーザー測距センサの如き横方向コンテナ検知センサ17を、長手方向(上下方向)に移動可能に備えてなる構成として、図6(イ)に示す如く、上記横方向コンテナ検知センサ17による測距情報を基に、最も近くにある船上コンテナ11の側面を基準として設定した情報と、図6(ロ)に示す如く、トロリー8を桁材7,7aに沿って移動させる際に上記縦方向コンテナ検知センサ14によって得られる測距情報について上記位置センサ15による上記縦方向コンテナ検知センサ14のトロリー8の横行方向位置との相関を表してなる情報とを合成して、図6(ハ)に示す如く、表示装置18に、たとえば、上記縦方向コンテナ検知センサ14により検出された測距情報よりも下方となる領域に存在するコンテナ11に対応するセル18aを点灯させる等の表示を行わせることにより、該表示装置18の表示を基に、コンテナ船12上に積載されているコンテナ11について、船幅方向に沿って積載されているコンテナ列中における各コンテナ11の配置状況を、断面として把握することができるようにしてある(たとえば、特許文献1参照)。
FIGS. 5 (a) and 5 (b) show the container loading status recognition apparatus proposed above. In a container crane having the same configuration as shown in FIG. And a
又、図4に示したようなコンテナクレーンによるコンテナ11の荷役作業を行う際、トロリー8を桁材7の所要位置まで横行させるときに、該トロリー8を、横行モータの回転駆動力によって単純に設定速度まで加速させた後、等速運転させ、その後、目標位置に近付くと単純に減速させて該目標位置に停止させるという速度パターンで横行させると、トロリー8に巻上げロープ10を介して懸吊してあるスプレッダ9や該スプレッダ9に保持されている吊り荷コンテナ11に対して加減速時に慣性が作用するようになるため、上記スプレッダ9や吊り荷コンテナ11が進行方向の前後方向に振れを生じる。このようなスプレッダ9や吊り荷コンテナ11の振れは、スプレッダ9を次に移送すべきコンテナ11上へ吊り降ろす場合や、吊り荷コンテナ11をコンテナ積載目標位置となる船上コンテナ11上や、陸側のトラック13上へ吊り降ろすときに位置決めの妨げになるため、荷役作業の障害となる。
When carrying out the cargo handling operation of the
そのために、上記のようなトロリー8の横行に伴うスプレッダ9あるいはスプレッダ9に保持された吊り荷コンテナ11の振れ止めを行うための手法として、以下に示すような手法が従来提案されてきている。
For this purpose, the following techniques have been conventionally proposed as a technique for steadying the
この種のコンテナクレーンの振れ止めを行うための手法の1つとしては、コンテナの振れを所要の検出手段により検出して、この検出されたコンテナの振れがなくなるようにトロリーを横行方向(進行方向)前後に移動させるようにフィードバック制御する所謂レギュレータ制御を行うものが考えられている。 One of the methods for stabilizing the container crane of this type is to detect the shake of the container by a necessary detecting means, and to move the trolley in the transverse direction (traveling direction so that the detected shake of the container is eliminated. ) One that performs so-called regulator control that performs feedback control so as to move back and forth is considered.
又、別の手法としては、たとえば、コンテナクレーンのトロリーに、該トロリーの下方に懸吊されるスプレッダを撮影するためのカメラを下向きに設け、該カメラにより撮影されるスプレッダの映像を画像処理することによりスプレッダの振れ角度と振れ速度を検出できるようにし、該検出されるスプレッダの振れ角度と振れ速度の情報と、トロリー下方にスプレッダを懸吊しているロープ長の情報を基にして、コンテナクレーンのオペレータによって設定される吊り荷コンテナの行き先番地までトロリーを横行させるときに、加速開始時に生じたスプレッダの振れが加速完了時に消失し、且つ減速開始時に生じたスプレッダの振れが減速完了時に消失するように、加速及び減速を、設定速度又は停止に至る中間速度までと、該中間速度から設定速度又は停止までの2段階で行うようにする手法(たとえば、特許文献2参照)や、上記と同様にして検出されるスプレッダの振れ角度と振れ速度の情報と、トロリー下方にスプレッダを懸吊しているロープ長の情報を基にして、オペレータによって操作される横行コントローラからの目標速度信号に基づき加速開始時に生じたスプレッダの振れが加速完了時に消失し、且つ減速開始時に生じたスプレッダの振れが減速完了時に消失するよう加速及び減速を、設定速度又は停止に至る中間速度までと、該中間速度から設定速度又は停止までの2段階で行うようにする手法(たとえば、特許文献3参照)、あるいは、上記と同様の手法において、減速開始時に生じたスプレッダの振れが減速完了時に消失するよう減速のみを2段階で行うようにする手法(たとえば、特許文献4参照)等の2段階制御法がある。 As another method, for example, a trolley of a container crane is provided with a camera for photographing a spreader suspended below the trolley, and an image of the spreader image photographed by the camera is processed. This makes it possible to detect the swing angle and swing speed of the spreader, and based on the detected information of the swing angle and swing speed of the spreader and the information on the length of the rope that suspends the spreader below the trolley. When traversing the trolley to the destination of the suspended container set by the crane operator, the spreader runout that occurs at the start of acceleration disappears at the completion of acceleration, and the spreader runout that occurs at the start of deceleration disappears at the completion of deceleration Accelerate and decelerate up to the set speed or intermediate speed to stop, and from the intermediate speed A method of performing in two steps until constant speed or stop (for example, see Patent Document 2), information on the swing angle and speed of the spreader detected in the same manner as described above, and a spreader suspended below the trolley Based on the target rope length information, the spreader runout that occurred at the start of acceleration based on the target speed signal from the traversing controller operated by the operator disappeared at the completion of acceleration, and the spreader runout that occurred at the start of deceleration In which acceleration and deceleration are performed in two stages from the intermediate speed to the set speed or stop until the set speed or stop (see, for example, Patent Document 3). Alternatively, in the same method as described above, only the deceleration is performed in two stages so that the spreader shake generated at the start of deceleration disappears upon completion of deceleration. Method for the (e.g., see Patent Document 4) there is a two-step control method or the like.
更に、上記のような2段階制御法を更に改良する手法として、加速や減速を2段階で行うときに、第1段階の加速や減速時の最大加速、最大減速を行う時間と、この第1段階の加速や減速を行った後、第2段階の加速や減速を行うまでの待ち時間と、第2段階の加速や減速をどのような加速度あるいは減速度で行うかを、コンテナの振れのエネルギーに基づいて100msec程度の周期で計算して、上記第1段階の最大加速又は最大減速時に生じるコンテナの振れの発生エネルギーと、第2段階の加速又は減速によってコンテナに与え得る抑制エネルギーとを比較して、該抑制エネルギーにて消去可能な発生エネルギーの範囲内で上記第1段階の最大加速又は最大減速を行わせるように制御する手法も提案されている(たとえば、特許文献5参照)。 Further, as a technique for further improving the above-described two-stage control method, when acceleration and deceleration are performed in two stages, the time for performing the first acceleration and the maximum acceleration and the maximum deceleration during the deceleration, and the first The energy of the shake of the container indicates the waiting time until acceleration or deceleration of the second stage after the acceleration or deceleration of the stage and the acceleration or deceleration at which the acceleration or deceleration of the second stage is performed. Based on the above, it calculates with a period of about 100 msec, and compares the generated energy of the container shake that occurs at the maximum acceleration or deceleration of the first stage with the suppression energy that can be given to the container by the acceleration or deceleration of the second stage. Thus, there has also been proposed a method of performing control so that the maximum acceleration or maximum deceleration of the first stage is performed within the range of generated energy that can be erased by the suppression energy (for example, Patent Documents). Reference).
更に又、上記と同様にして検出されるスプレッダの振れ角度と振れ速度の情報と、トロリー下方にスプレッダを懸吊しているロープ長の情報を基にして、トロリーを停止させるべく減速させるときに、該減速の開始によって前方に振れたスプレッダの戻り側の振れと同期させてその後の減速を行わせることにより、振れを相殺させて減衰させると共に、該スプレッダの振れが減衰、解消した後のトロリーを桁材上の停止目標位置まで低速で移動させて停止させることにより、上記スプレッダをオペレータが指定する任意の位置に停止させることができるようにした手法も提案されている(たとえば、特許文献6参照)。 Furthermore, when decelerating to stop the trolley based on the information on the swing angle and speed of the spreader detected in the same manner as described above and the information on the rope length hanging the spreader below the trolley. The trolley after decelerating and canceling the shake of the spreader while canceling out the vibration by causing the subsequent deceleration to synchronize with the return-side shake of the spreader that has swung forward due to the start of the deceleration. A technique has also been proposed in which the spreader can be stopped at an arbitrary position designated by an operator by moving it at a low speed to a stop target position on the girders (see, for example, Patent Document 6). reference).
ところで、近年、クレーンを用いた荷役作業の省力化が求められてきており、このために、クレーンを自動運転させる手法が考えられてきている。 By the way, in recent years, labor saving work using a crane has been demanded, and for this purpose, a method of automatically operating the crane has been considered.
この種のクレーンの自動運転を行なわせるために従来提案されている手法としては、たとえば、製品ヤード内の所定位置へコイル等の鋼材製品を、搬入、載置、搬出等の取り扱いを行うようにしてあるクレーンについて、クレーンの走行台車及び横行台車に設けられた位置検出器でクレーンの走行位置及び横行位置を検出する一方、吊荷を画像処理で検出する手法や、荷を載置するパレットに、形状と色によりその周囲部と識別できるようにしてあるターゲットを設けて該ターゲットを目標としてクレーンの吊り具の位置決めを行わせる手法、更には、たとえば、積み荷場所及び積み卸し場所を表示するために棒状の表示ランプを荷置き台にセットし、クレーンの吊り具の先端部に設けたTVカメラ等の撮像装置により上記荷置き台にセットされた表示ランプを撮影し、その映像信号を画像処理することにより上記荷置き台に対する吊り具の位置決めや、吊荷の積み卸し位置決めを自動的に行い、更に、上記表示ランプをシーケンス制御によって荷役順に点灯させることにより、この点灯された表示ランプの順に荷役を実施するようクレーンに指示できるようにした手法が従来提案されている(たとえば、特許文献7参照)。 Conventionally proposed methods for automatically operating this type of crane include, for example, handling a steel product such as a coil to a predetermined position in a product yard, such as carrying in, placing and unloading. For cranes, the position detectors installed on the traveling and traversing carts of the crane detect the traveling position and traversing position of the crane, while detecting the suspended load by image processing and the pallet on which the load is placed. , A method of providing a target that can be distinguished from its surroundings by shape and color, and positioning the crane suspension with the target as a target; and, for example, displaying a loading location and an unloading location A bar-shaped display lamp is set on the loading table, and set on the loading table using an image pickup device such as a TV camera provided at the tip of the crane's suspension. The display lamp is photographed, and the video signal is image-processed to automatically position the lifting tool with respect to the loading table and the loading / unloading positioning of the hanging load. Conventionally, a technique has been proposed in which the crane is instructed to carry out cargo handling in the order of the lit display lamps by lighting them in order (see, for example, Patent Document 7).
ところが、図4に示した如きコンテナクレーンは、トロリー8の高さ位置が30〜40m、リーチが30〜40mと大型のものであるが、スプレッダ9を次に吊り上げるべき目標コンテナ11上へ吊り降ろす場合や、スプレッダ9にて吊り上げたコンテナ11を所定位置、たとえば、コンテナ船12へ積載するときに積載目標となる船上コンテナ11の上側へ吊り降ろす場合には、許容される位置誤差は±50mm程度であり、スケール比で非常に厳しい精度が要求される。しかも、岸壁に接岸して繋留されているコンテナ船12は、船首尾方向の位置変動は僅かであるが、船幅(舷側)方向にはゆっくりした周期、たとえば、10〜20秒周期で揺動しており、この揺動に伴って船上コンテナ11は船幅方向には比較的大きく位置変動している。更に、コンテナ船12は、コンテナ11の積み込みや積み卸しを行うと、全体の重量が変化して該コンテナ船12の喫水の変化が生じるため、上記コンテナ船12上の船上コンテナ11の位置は上下方向にも変化する。
However, the container crane as shown in FIG. 4 has a
そのために、スプレッダ9を次に吊り上げるべき目標となる船上コンテナ11の上側へ吊り降ろす場合や、スプレッダ9に保持させた吊り荷コンテナ11をコンテナ船12上の積載目標となる所要の船上コンテナ11の上側へ吊り降ろす場合には、上記船上コンテナ11のコンテナ船12の船幅方向や上下方向の位置変動に追従して位置決めを行わなければならない。
For this purpose, when the
そのため従来は、予め設定されるコンテナの積み込み計画や積み卸し計画に沿って、スプレッダ9を次に吊り上げるべき目標コンテナ11のほぼ上方となる位置まで移動させたり、スプレッダ9に保持させたコンテナ11を積載目標位置のほぼ上方となる位置まで移動させるためのトロリー8の横行は自動化できるとしても、上記スプレッダ9やスプレッダ9に保持させた吊り荷コンテナ11を目標位置へ吊り降ろす際の最終的な位置決め、特に、船上コンテナ11を目標として吊り降ろす場合の位置決めは、上記コンテナクレーンのオペレータが、コンテナ船12の揺動に伴って船幅方向へ位置変動する船上コンテナ11の位置を目視により確認すると共に、船上コンテナ11の上下方向位置を確認し、この視覚的に得た情報をフィードバックさせてトロリー8の横行とスプレッダ9の昇降を手動で調整することによって行う必要が生じていた。よって、コンテナ船12の荷役を行う上記コンテナクレーンでは、全自動化を図ることは難しいというのが実状である。
Therefore, conventionally, the
なお、特許文献7には、クレーンの自動化を図る手法が記載されているが、これは、クレーンの吊り具の先端部に設けた撮像装置による映像信号を画像処理することによって、該クレーンの位置決めの目標となる荷置き台を検出するものである。なお、特許文献7には、上記クレーンの吊り具の二本のアームの先端部にそれぞれ撮像装置を設ける構成が示されているが、該各撮像装置はそれぞれの真下位置を個別に撮影するものに過ぎない。そのために、上記撮像装置によって撮影された映像信号からは、上記荷置き台の水平面内における前後左右方向の二次元的な位置しか計測できないものであって、目標が上下方向へ位置変動する場合にクレーンの位置決めを追従させて行うことができるようにする考えは全く示されていない。したがって、上記特許文献7に記載された手法を、上述した如きコンテナクレーンの自動化に適用することは困難である。
しかも、特許文献7に記載された手法では、積み荷場所や積み卸し場所の位置を検出できるようにするためには各積み荷場所や積み卸し場所ごとにマーカや表示ランプが必要になるが、一般に、コンテナクレーンは、様々な荷主のコンテナ11を取り扱うものであるため、このような様々な荷主のすべてのコンテナ11にマーカ等を設置することは非常に困難である。更に、特許文献7に記載されたものでは、積み荷場所や積み卸し場所ごとにマーカや表示ランプが必要なため、コストアップにつながるという問題も懸念される。
Moreover, in the technique described in
特許文献1に記載されたものは、コンテナ船12上に積載されている船上コンテナ11について、船幅方向に沿うコンテナ列中におけるコンテナ11の配置状況を断面で示すことができるものであるため、コンテナ船12の積荷状況の把握には有効なものである。しかし、これは船上コンテナ11の一断面を表示するのみであって、コンテナ11自体を他の物と識別できるものとはなっていない。
Since what is described in
更に、上記特許文献1に記載されたものは、コンテナ船12上のコンテナ11の配置状況を検出するためには、トロリー8に鉛直下向きに取り付けた縦方向コンテナ検出センサ14を、トロリー8と一緒に桁材7,7aに沿って上記コンテナ船12を船幅方向に移動させて走査させる必要があるため、実際にトロリー8の横行によりスプレッダ9や吊り荷コンテナ11を移動させるときに船上コンテナ11の位置をリアルタイムで計測できるものではない。すなわち、上記縦方向コンテナ検出センサ14の走査によって船上コンテナ11の配置状況を検出した後でコンテナ船12の船幅方向の揺動が生じると、船上コンテナ11の検出された位置と実際の位置にずれが生じるため、スプレッダ9や吊り荷コンテナ11を所要の船上コンテナ11を目標として吊り降ろす際の位置決めに利用することは難しい。しかも、上記特許文献1には、スプレッダ9やスプレッダ9に保持されたコンテナ11の位置の検出を行うことができるようにする考えも示されておらず、したがって、コンテナクレーンの自動化を図るための具体的な手法は何ら示されるものではない。
Further, in order to detect the arrangement state of the
特許文献2乃至特許文献6に記載されたものは、いずれもコンテナクレーン運転時におけるスプレッダや吊り荷コンテナの振れを抑えるためには有効である。更に、トロリーに設けたカメラによって撮影されるスプレッダの映像を画像処理することにより、該スプレッダの位置をリアルタイムに検出できるとしても、スプレッダの直下位置に存在するものを検出できるようにする考えは全く示されていない。又、上記トロリーに設けたカメラの映像からは、撮影された対象物の水平面内における前後左右方向の二次元的な位置しか計測できないものであるため、スプレッダや該スプレッダに保持された吊り荷コンテナの上下方向位置や、コンテナ船上にて船幅方向に加えて上下方向にも位置が変動する船上コンテナの位置を計測できるものとはなっておらず、コンテナクレーンの自動化を図る考えについても何ら示されていない。
Any of those described in
そこで、本発明は、トロリーに懸吊されたスプレッダや該スプレッダに保持された吊り荷コンテナの3次元位置と、その直下に位置して上記スプレッダや吊り荷コンテナを吊り降ろす際の目標となる船上コンテナ、陸側のコンテナ輸送用トラック、該トラックに積載されたコンテナの3次元位置とを同時計測するためのコンテナクレーンの対象物位置計測装置と、該対象物位置計測装置にて計測されるそれぞれの3次元位置情報を基に、上記スプレッダや吊り荷コンテナを所要の目標上へ吊り降ろす場合の位置決めを自動的に行うことができ、更には、上記スプレッダや吊り荷の揺れを解消させることも可能なコンテナクレーンの自動荷役装置を提供しようとするものである。 Accordingly, the present invention provides a three-dimensional position of a spreader suspended from a trolley and a suspended container held by the spreader, and an onboard ship that is a target when the spreader or suspended container is suspended below the three-dimensional position. An object position measuring device for a container crane for simultaneously measuring a container, a truck for container transportation on the land side, and a three-dimensional position of a container loaded on the truck, and each of the objects measured by the object position measuring device Based on the three-dimensional position information, it is possible to automatically perform positioning when the spreader or suspended container is suspended on a desired target, and to eliminate the shaking of the spreader or suspended load. An object is to provide an automatic container handling device for a container crane.
本発明は、上記課題を解決するために、請求項1に係る発明に対応して、コンテナクレーンのトロリーの所要位置に、スプレッダとその下方に位置する目標コンテナ、又は、上記スプレッダと該スプレッダに保持された吊り荷コンテナとその下方に位置する上記吊り荷コンテナの積載目標物を同時に検出できるようにしてある3次元非接触センサを設置して、各々の3次元位置を計測できるようにした構成を有するコンテナクレーンの対象物位置計測装置とし、具体的には、3次元非接触センサを、トロリーの横行方向に直角な一側に、スプレッダに保持される吊り荷コンテナの長手方向の一端よりも外方に位置するように側方へ張り出すようにして取り付けた構成とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention corresponds to the invention according to
又、上記構成において、3次元非接触センサより得られる3次元位置情報を基に、スプレッダとその下方に位置する目標コンテナ、又は、上記スプレッダと該スプレッダに保持された吊り荷コンテナとその下方に位置する上記吊り荷コンテナの積載目標物をそれぞれ識別して3次元位置を計測するようにした処理部を備えた構成とし、より具体的には、上記処理部を、3次元非接触センサにより得られる3次元位置情報を基に、先ず、トロリー横行方向に沿って検出される高さ座標値が一旦増加する所と次に減少する所を対象物の両端の稜とする対象物を抽出し、次に、上記対象物の幅と3次元位置を求め、該求められた幅がコンテナ幅とほぼ一致するもののうち、3次元位置が、振れを考慮して設定されるスプレッダの存在予定位置にあるものをスプレッダとして識別し、振れを考慮して設定される吊り荷コンテナの存在予定位置にあるものを吊り荷コンテナとして識別し、予め設定される船上コンテナ、コンテナ輸送用トラック、トラック積載コンテナのそれぞれの存在予定位置にあるものを、船上コンテナ、コンテナ輸送用トラック、トラック積載コンテナとして識別する機能を有するものとした構成とする。 Further, in the above configuration, based on the three-dimensional position information obtained from the three-dimensional non-contact sensor, the spreader and the target container located below the spreader, or the suspended container held on the spreader and the spreader and below the spreader It is configured to include a processing unit that identifies each loading target of the suspended load container that is positioned and measures a three-dimensional position, and more specifically, the processing unit is obtained by a three-dimensional non-contact sensor. Based on the three-dimensional position information to be obtained, first, an object having a ridge at both ends of the object is extracted where the height coordinate value detected along the trolley transverse direction once increases and then decreases, Next, the width and the three-dimensional position of the object are obtained, and the three-dimensional position is the position where the spreader is set in consideration of the shake among the obtained widths that substantially match the container width. Is identified as a spreader, and a container at a planned location of a suspended container set in consideration of runout is identified as a suspended container. It is set as the structure which has a function which identifies the thing in existing presence position as an onboard container, a container transport truck, and a truck loading container.
更に又、上記構成における3次元非接触センサとして、スプレッダの上面と該スプレッダの下方の領域を走査範囲とするレーザレーダを用いるようにした構成とする。 Further, as the three-dimensional non-contact sensor in the above configuration, a laser radar having a scanning range in the upper surface of the spreader and the region below the spreader is used.
又、請求項6に係る発明に対応して、コンテナクレーンのトロリーの所要位置に、スプレッダとその下方に位置する目標コンテナ、又は、上記スプレッダと該スプレッダに保持された吊り荷コンテナとその下方に位置する上記吊り荷コンテナの積載目標物を同時に検出できるようにしてある3次元非接触センサを設け、且つ上記3次元非接触センサより得られる3次元位置情報を基に、上記スプレッダとその下方に位置する目標コンテナ、又は、上記スプレッダ及び該スプレッダに保持された吊り荷コンテナとその下方に位置する上記吊り荷コンテナの積載目標物をそれぞれ識別して3次元位置を同時計測するようにした処理部を備え、更に、上記3次元非接触センサで計測されるスプレッダの下面の3次元位置とその下方に位置する目標コンテナの上面の3次元位置からスプレッダの下面と目標コンテナの上面が一致するように、又は、吊り荷コンテナの下面の3次元位置とその下方に位置する上記吊り荷コンテナの積載目標物の上面の3次元位置から吊り荷コンテナの下面と積載目標物の上面が一致するように、上記スプレッダの巻上げロープの長さの制御と、トロリーの横行距離の制御を行う位置決め装置を備えた構成を有することを特徴とするコンテナクレーンの自動荷役装置とする。
Further, in accordance with the invention according to
又、上記構成において、対象物位置計測装置にて計測されるスプレッダ、又は、スプレッダと該スプレッダに保持された吊り荷コンテナの3次元位置から上記スプレッダ巻上げロープの振れ角度を演算して求め、該求められた振れ角度を0とするようにトロリーの横行を制御する振れ角度制御装置を備えた構成とする。 In the above configuration, the spreader measured by the object position measuring device or the three-dimensional position of the spreader and the suspended container held by the spreader is obtained by calculating the swing angle of the spreader hoisting rope, A configuration is provided that includes a deflection angle control device that controls the traversing of the trolley so that the obtained deflection angle is zero.
本発明によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
(1)コンテナクレーンのトロリーの所要位置に、スプレッダとその下方に位置する目標コンテナ、又は、上記スプレッダと該スプレッダに保持された吊り荷コンテナとその下方に位置する上記吊り荷コンテナの積載目標物を同時に検出できるようにしてある3次元非接触センサを設置して、各々の3次元位置を計測できるようにした構成を有するコンテナクレーンの対象物位置計測装置とし、具体的には、3次元非接触センサを、トロリーの横行方向に直角な一側に、スプレッダに保持される吊り荷コンテナの長手方向の一端よりも外方に位置するように側方へ張り出すようにして取り付けた構成としてあるので、予め設定されるコンテナ積み込み、積み卸し計画に沿って空荷のスプレッダにて、次の吊り上げ目標となる船上コンテナあるいは陸側のトラック積載コンテナを吊り上げる際に、上記スプレッダとその直下に位置する船上コンテナあるいはトラック積載コンテナの3次元位置の同時計測を行うことができる。又、同様に、コンテナ積み込み、積み卸し計画に沿ってスプレッダに保持した吊り荷コンテナを、積載目標となる船上コンテナあるいは陸側のコンテナ輸送用トラックの上側へ吊り降ろすときに、上記吊り荷コンテナとその直下に位置する船上コンテナあるいはコンテナ輸送用トラックの3次元位置の同時計測を行うことができる。
(2)3次元非接触センサより得られる3次元位置情報を基に、スプレッダとその下方に位置する目標コンテナ、又は、上記スプレッダと該スプレッダに保持された吊り荷コンテナとその下方に位置する上記吊り荷コンテナの積載目標物をそれぞれ識別して3次元位置を計測するようにした処理部を備えた構成、より具体的には、上記処理部を、3次元非接触センサにより得られる3次元位置情報を基に、先ず、トロリー横行方向に沿って検出される高さ座標値が一旦増加する所と次に減少する所を対象物の両端の稜とする対象物を抽出し、次に、上記対象物の幅と3次元位置を求め、該求められた幅がコンテナ幅とほぼ一致するもののうち、3次元位置が、振れを考慮して設定されるスプレッダの存在予定位置にあるものをスプレッダとして識別し、振れを考慮して設定される吊り荷コンテナの存在予定位置にあるものを吊り荷コンテナとして識別し、予め設定される船上コンテナ、コンテナ輸送用トラック、トラック積載コンテナのそれぞれの存在予定位置にあるものを、船上コンテナ、コンテナ輸送用トラック、トラック積載コンテナとして識別する機能を有するものとした構成とすることにより、スプレッダ、吊り荷コンテナ、船上コンテナ、コンテナ輸送用トラック、トラック積載コンテナを、それぞれ他のものと識別を確実に行ないながら3次元位置の計測を行なうことができる。
(3)3次元非接触センサとして、スプレッダの上面と該スプレッダの下方の領域を走査範囲とするレーザレーダを用いるようにした構成とすることにより、カメラを使用する場合に懸念される霧等による視界不良等の障害が生じる虞を未然に防止できる。
(4)上記(1)と同様に3次元非接触センサを設け、且つ(2)と同様の処理部を備え、更に、上記3次元非接触センサで計測されるスプレッダの下面の3次元位置とその下方に位置する目標コンテナの上面の3次元位置からスプレッダの下面と目標コンテナの上面が一致するように、又は、吊り荷コンテナの下面の3次元位置とその下方に位置する上記吊り荷コンテナの積載目標物の上面の3次元位置から吊り荷コンテナの下面と積載目標物の上面が一致するように、上記スプレッダの巻上げロープの長さの制御と、トロリーの横行距離の制御を行う位置決め装置を備えた構成を有するコンテナクレーンの自動荷役装置とすることにより、上記対象物位置計測装置にて計測される3次元位置情報を基に、コンテナ積み込み、積み卸し計画に沿って空荷のスプレッダを、吊り上げ目標となる船上コンテナあるいはトラック積載コンテナの上側へ正確に位置決めを行いながら吊り降ろすことができる。又、同様に、コンテナ積み込み、積み卸し計画に沿ってスプレッダに保持した吊り荷コンテナを、積載目標となる船上コンテナあるいは陸側のコンテナ輸送用トラックの上側へ正確に位置決めを行いながら吊り下ろすことができる。したがって、コンテナ船の荷役作業を行う場合に従来必要とされていた如きオペレータによる手動調整を行う必要をなくすことができて、コンテナクレーンの全自動化を図ることが可能になる。
(5)対象物位置計測装置にて計測されるスプレッダ、又は、スプレッダと該スプレッダに保持された吊り荷コンテナの3次元位置から上記スプレッダ巻上げロープの振れ角度を演算して求め、該求められた振れ角度を0とするようにトロリーの横行を制御する振れ角度制御装置を備えた構成とすることにより、空荷のスプレッダやスプレッダに保持した吊り荷コンテナを横行させるときに発生する振れを解消させることができ、このことによってもコンテナクレーンの全自動化に更に有利なものとすることができる。
According to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) At the required position of the trolley of the container crane, the spreader and the target container located below the spreader, or the load target held by the spreader and the suspended load container held by the spreader and the suspended load container located below the spreader. The object position measuring device of a container crane having a configuration in which each three-dimensional position can be measured by installing a three-dimensional non-contact sensor capable of simultaneously detecting the three-dimensional non-contact. The contact sensor is attached to one side perpendicular to the traversing direction of the trolley so as to protrude laterally so as to be located outward from one end in the longitudinal direction of the suspended container held by the spreader. So there is an onboard container that will be the next lifting target in the empty spreader according to the preset container loading and unloading plan Can is that when lifting the landside truck loading container of, for simultaneous measurement of three-dimensional position of the ship containers or truck loading container located immediately below the above spreader. Similarly, when the suspended container held in the spreader in accordance with the container loading / unloading plan is suspended from the onboard container or the land-side container transport truck to be loaded, Simultaneous measurement of the three-dimensional position of an onboard container or a container transport truck located immediately below the container can be performed.
(2) Based on the three-dimensional position information obtained from the three-dimensional non-contact sensor, the spreader and the target container located below the spreader, or the suspended container held by the spreader and the spreader and the above-mentioned A configuration provided with a processing unit that identifies each loading target of a suspended container and measures a three-dimensional position, more specifically, a three-dimensional position obtained by a three-dimensional non-contact sensor. Based on the information, first, extract the object with the ridges at both ends of the object where the height coordinate value detected along the trolley traverse direction increases once and then decreases, and then the above The width of the object and the three-dimensional position are obtained, and the one in which the obtained width is substantially the same as the container width is the one where the three-dimensional position is at the expected position of the spreader set in consideration of the shake. Identifies and identifies those that are at the planned location of the suspended container set in consideration of runout as the suspended container, and each of the planned existing locations of the onboard container, container transport truck, and truck mounted container In the configuration, the spreader, the suspended container, the shipboard container, the container transport truck, and the truck container are It is possible to measure a three-dimensional position while reliably distinguishing each other.
(3) As a three-dimensional non-contact sensor, by using a laser radar having a scanning range of the upper surface of the spreader and the area below the spreader, it is caused by fog or the like that is a concern when using the camera. It is possible to prevent the possibility of troubles such as poor visibility.
(4) A three-dimensional non-contact sensor is provided as in (1) above, and a processing unit similar to (2) is provided, and the three-dimensional position of the lower surface of the spreader measured by the three-dimensional non-contact sensor; The lower surface of the spreader and the upper surface of the target container coincide with each other from the three-dimensional position of the upper surface of the target container located below, or the three-dimensional position of the lower surface of the suspended container and the above-described suspended container A positioning device that controls the length of the hoisting rope of the spreader and the traverse distance of the trolley so that the lower surface of the suspended container coincides with the upper surface of the loaded target from the three-dimensional position of the upper surface of the loaded target. Container loading and unloading plan based on the three-dimensional position information measured by the object position measuring device by using the container crane automatic loading and unloading device having the structure provided The spreader unladen along, can be lowered hanging while accurately positioning the upper board the lifting target container or truck loading container. Similarly, a suspended container held on a spreader in accordance with a container loading / unloading plan can be suspended while accurately positioning it on the shipboard container or land-side container transport truck that is the loading target. it can. Therefore, it is possible to eliminate the need for manual adjustment by an operator as conventionally required when carrying out cargo handling work on a container ship, and it is possible to achieve full automation of the container crane.
(5) The spreader measured by the object position measuring device or the three-dimensional position of the spreader and the suspended container held by the spreader is obtained by calculating the swing angle of the spreader hoisting rope. By adopting a configuration equipped with a swing angle control device that controls the traversing of the trolley so that the swing angle is zero, the swing that occurs when the empty load spreader and the suspended load container held by the spreader are traversed can be eliminated. This also makes it more advantageous for full automation of container cranes.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1(イ)(ロ)及び図2(イ)(ロ)は本発明のコンテナクレーンの対象物位置計測装置を備えた自動荷役装置の実施の一形態を示すもので、以下のような構成としてある。 FIG. 1 (a) (b) and FIG. 2 (b) (b) show an embodiment of an automatic cargo handling apparatus provided with an object position measuring device for a container crane according to the present invention. It is as.
すなわち、図4に示したと同様の構成としてあるコンテナクレーンにおける所要個所に、トロリー8に巻上げロープ10を介して懸吊させたスプレッダ9及び該スプレッダ9の下方の領域に存在する物体を検出するための3次元非接触センサとして、たとえば、最も高く吊り上げた状態のスプレッダ9の上面位置から該スプレッダ9の下方の領域を走査範囲20とするレーザレーダ19と、該レーザレーダ19の検出信号を基に、上記スプレッダ9と、該スプレッダ9の下方に位置する所要のコンテナ11もしくは図1(イ)(ロ)に二点鎖線で示す如きコンテナ輸送用トラック13を識別してその3次元位置を同時計測する処理部21を備えて、本発明のコンテナクレーンの対象物位置計測装置を構成する。
That is, in order to detect the
上記対象物位置計測装置は、上記巻上げロープ10に作用する吊り荷重を検出するためトロリー8に取り付けた荷重センサ22からの入力信号を基に、上記処理部21にて、該荷重センサ22にて検出される上記巻上げロープ10に作用している吊り荷重が、スプレッダ8の既知の重量とほぼ等しい場合には、スプレッダ9が空荷であると判断する一方、上記荷重センサ22によりスプレッダ9の重量に比して大きな吊り荷重が検出される場合には、スプレッダ9の下側に吊り荷コンテナ11が保持されていると判断して、上記レーザレーダ19の検出信号から直接的に計測されるスプレッダ9の3次元位置を基準にして、吊り荷コンテナ11の3次元位置をも同時計測できる機能を有するようにする。
The object position measuring device uses the
更に、上記対象物位置計測装置による3次元位置の計測結果に基づいて、図2(イ)(ロ)に示す如く、スプレッダ9が空荷の場合には、上記スプレッダ9の下面と、該スプレッダ9を吊り降ろすべき目標となる船上コンテナ11あるいは陸側のコンテナ輸送用トラック13上に積載されているトラック積載コンテナ11の上面が一致するようにするためのトロリー8の横行距離と、該トロリー8よりスプレッダ9を吊り降ろす巻上げロープ10のロープ長とを演算し、上記トロリー8の横行モータ23と、上記巻上げロープ10の巻上モータ24へ制御指令を与えることにより、上記目標となる船上コンテナ11あるいはトラック積載コンテナ13の上側に、上記スプレッダ9を位置決めでき、一方、図1(イ)(ロ)に示す如く、3次元位置が計測されたスプレッダ9に吊り荷コンテナ11が保持されていて上記対象物位置計測装置にて該吊り荷コンテナ11の3次元位置が計測される場合には、該吊り荷コンテナ11の下面と、吊り荷コンテナ11を吊り降ろすべき目標となる船上コンテナ11あるいは陸側のコンテナ輸送用トラック13の上面(荷台上面)が一致するように、トロリー8の横行距離と、該トロリー8よりスプレッダ9を吊り降ろす巻上げロープ10のロープ長とを演算し、上記トロリー8の横行モータ23と、上記巻上げロープ10の巻上モータ24へ制御指令を与えることにより、上記目標となる船上コンテナ11あるいはコンテナ輸送用トラック13の上側に上記吊り荷コンテナ11を位置決めする位置決め装置25を設けて、本発明のコンテナクレーンの自動荷役装置を構成する。
Further, based on the measurement result of the three-dimensional position by the object position measuring device, when the
更に又、上記本発明のコンテナクレーンの自動荷役装置は、上記対象物位置計測装置にて計測される空荷のスプレッダ9又は吊り荷コンテナ11を保持した状態のスプレッダ9の3次元位置情報に基づいて、該スプレッダ9を懸吊している巻上げロープ10のトロリー8の横行方向に沿う方向への振れ角度を演算し、この振れ角度が0となるように制御演算を実施して上記トロリー8の横行モータ23へ制御指令を与える振れ角度制御装置26を具備してなる構成とする。
Furthermore, the container crane automatic cargo handling apparatus according to the present invention is based on the three-dimensional position information of the
以下、詳述する。 Details will be described below.
本実施の形態のコンテナクレーンにおける上記トロリー8は、横行モータ23を備えた横行駆動機構として、図1(イ)及び図2(イ)に示す如く、該トロリー8に横行モータ23を搭載すると共に、該横行モータ23によって正逆転駆動できるようにしてある車輪27を備えてなる構成とし、上記横行モータ23により車輪27を正逆転駆動して上記トロリー8を桁材7,7aに沿って海側又は陸側へ横行させるようにしてある。更に、上記トロリー8の桁材7,7a上における位置を検出できるようにするために、たとえば、上記トロリー8の所要の車輪27に、該車輪27の回転量を検出するためのエンコーダ28を取り付け、該エンコーダ28の検出信号を基に、後述する制御盤29において、上記エンコーダ28にて検出される車輪27の回転量から、桁材7,7a上の或る一点を基準とする上記トロリー8の横行距離を算出することによって、上記トロリー8の桁材7,7aの長手方向における位置データ(以下、トロリー位置データという)をリアルタイムに得ることができるようにしてある。
The
又、上記コンテナクレーンにおける上記スプレッダ9の昇降駆動機構は、図1(イ)及び図2(イ)に示す如く、トロリー8に、巻上モータ24により正逆転駆動できるようにしてある巻上ドラム30を搭載し、該巻上ドラム30に、上記スプレッダ9を懸吊させるための巻上げロープ10の基端側を巻き付けた構成として、上記巻上モータ24による巻上ドラム30の正逆転駆動により該巻上ドラム30による上記巻上げロープ10の巻き取り又は巻き出しを行うことにより、該巻上げロープ10の先端部(下端部)に取り付けてある上記スプレッダ9を上昇又は下降させることができるようにしてある。更に、上記トロリー8より上記スプレッダ9を懸吊している巻上げロープ10の長さ寸法を検出できるようにするために、たとえば、上記巻上ドラム30に、該巻上ドラム30の回転量を検出するためのエンコーダ31を取り付け、該エンコーダ31の検出信号を基に、後述する制御盤29において、上記エンコーダ31にて検出される巻上ドラム30の回転量から、該巻上ドラム30より巻き出されている巻上げロープ10の長さを算出することによって、上記トロリー8の下方にスプレッダ9を懸吊している巻上げロープ10の長さに関するデータ(以下、ロープ長データという)をリアルタイムに得ることができるようにしてある。
Further, as shown in FIGS. 1 (a) and 2 (a), the lifting / lowering drive mechanism of the
上記巻上げロープ10に作用する荷重を検出するための荷重センサ22としては、たとえば、上記巻上ドラム30をトロリー8内部で回転自在に支持するための支持部材(図示せず)と、トロリー8における固定部、たとえば、該トロリー8内部の床面との間に介装させたロードセルを用いるようにすればよい。
As the
上記レーザレーダ19は、図1(ロ)及び図2(ロ)に示す如く、上記トロリー8の横行方向に対して直角方向の一側位置で且つ該トロリー8に懸吊してあるスプレッダ9にて保持することが想定される最も長いコンテナ11の長手方向一端よりも所要寸法外側へ張り出した位置に配置して、上記トロリー8の一側面部に、ロッド状の取付部材32を介し取り付けた構成としてある。
As shown in FIGS. 1 (B) and 2 (B), the
更に、上記レーザレーダ19は、たとえば、図1(イ)及び図2(イ)に示す如きトロリー8の横行方向に沿って所要角度幅で行うようにしてある走査ビームによる走査を、図1(ロ)及び図2(ロ)に線20aで示す如き最も高く吊り上げた状態のスプレッダ9の上面に照射可能な角度方向から、線20bで示す如き鉛直下向きに近い角度方向へ徐々に傾斜角(迎角)を減少させながら順次繰り返すことにより、最も高く吊り上げた状態のスプレッダ9とその下方の領域を走査範囲20として、該走査範囲20内に存在する物体の上記レーザレーダ19に対する相対的な3次元位置を検出できるようにしてある。すなわち、上記レーザレーダ19は、スプレッダ9や該スプレッダ9に保持したコンテナ11の長手方向一端部よりも外方となる位置から、上記スプレッダ9の下方位置に対して斜め上方より走査ビームを照射して走査を行なうことができるため、スプレッダ9や該スプレッダ9に保持した吊り荷コンテナ11をいかなる高さ位置に吊り上げた状態であっても、その下方に位置する所要のコンテナ11やコンテナ輸送用トラック13を検出することができるようにしてある。
Further, the
なお、上記した本発明のコンテナクレーンの自動荷役装置における位置決め装置25と振れ角度制御装置26は、いずれも上記本発明のコンテナクレーンの対象物位置計測装置における各対象物の3次元位置の計測結果を利用して、スプレッダ9やスプレッダ9に保持された吊り荷コンテナ11の位置決めを行ったり振れの解消を図るためのものであることから、上記対象物位置計測装置の処理部21と、上記位置決め装置25及び振れ角度制御装置26は、上記トロリー8の車輪27に取り付けたエンコーダ28の検出信号を基にトロリー8の3次元位置をリアルタイムに検出できるようにしてあると共に、巻上ドラム30に取り付けたエンコーダ31の検出信号を基にスプレッダ9を懸吊する巻上げロープ10の長さをリアルタイムに検出できる機能をも併せ持つ1つの制御盤29に組み込むようにすることが好ましい。
Note that the
次に、上記本発明のコンテナクレーンの対象物位置計測装置によるスプレッダ9と、該スプレッダ9の下方に位置する吊り荷コンテナ11、船上コンテナ11、コンテナ輸送用トラック13やトラック積載コンテナ11の3次元位置の計測原理について具体的に述べる。
Next, the
上記レーザレーダ19による走査を開始して、先ず、走査ビームにより図1(ロ)及び図2(ロ)に線20aで示す如き傾斜角でトロリー8横行方向に沿って走査を行うと、走査ビームがスプレッダ9に照射されるようになる時点で検出される3次元データのz座標値が上記スプレッダ9の上面高さ位置に相当する値まで大きく増加し、その後、上記走査ビームがスプレッダ9の上面に照射されている間はほぼ一定のz座標値が検出された後、上記走査ビームがスプレッダ9から外れるようになる時点で検出されるz座標値が大きく減少する。
When scanning by the
その後、上述したと同様のトロリー8の横行方向に沿う上記走査ビームによる走査を、傾斜角を徐々に減じながら継続すると、走査ビームによる走査が上記スプレッダ9を横切る間は、上記と同様に、検出されるz座標値が一旦大きく増加した後、ほぼ一定の値になり、しかる後、z座標値が大きく減少するというパターンの3次元データが得られる。
After that, if scanning with the scanning beam along the transverse direction of the
次に、上記走査ビームの傾斜角が図1(ロ)及び図2(ロ)に線20cで示す如き傾斜角になると、上記走査ビームがスプレッダ9に当たらなくなる。この際、図1(ロ)に示す如く、該スプレッダ9に吊り荷コンテナ11が保持されている場合には、上記スプレッダ9の長手方向一端部よりも突出している該吊り荷コンテナ11の一端側の突出端部の上面に対して走査ビームによる走査が開始されるようになり、上記走査ビームが上記吊り荷コンテナ11に当たるようになる時点で、得られる3次元データのz座標値が一旦増加する。なお、このときのz座標値の増加幅は、上記吊り荷コンテナ11がスプレッダ9の下側に保持されているものであるため、上記スプレッダ9の上面が検出される場合よりもやや小さくなる。その後、上記走査ビームが上記吊り荷コンテナ11の上面に照射されている間はほぼ一定のz座標値が検出された後、走査ビームが吊り荷コンテナ11から外れるようになる時点で得られる3次元データのz座標値が減少するようになる。
Next, when the inclination angle of the scanning beam reaches an inclination angle as shown by a
一方、図2(ロ)に示す如く、スプレッダ9に吊り荷コンテナ11が保持されていないときには、上記レーザレーダ19のトロリー8の横行方向に沿って行う走査ビームによる走査の傾斜角が、図2(ロ)に線20cで示す如き傾斜角になる時点で、該スプレッダ9の下方位置の走査が開始されるようになる。
On the other hand, as shown in FIG. 2 (b), when the suspended
更に、図1(ロ)に示す如く、スプレッダ9に吊り荷コンテナ11が保持されているときには、上記レーザレーダ19のトロリー8の横行方向に沿って行う走査ビームによる走査の傾斜角が、図1(ロ)に線20dで示す如き傾斜角になると、スプレッダ9に吊り荷コンテナ11が保持されている場合であっても、該吊り荷コンテナ11に走査ビームが当たらなくなるため、スプレッダ9に保持された吊り荷コンテナ11の下方位置の走査が開始されるようになる。
Further, as shown in FIG. 1B, when the suspended
上記のようにしてスプレッダ9の下方位置やスプレッダ9に保持された吊り荷コンテナ11の下方の走査が開始されると、該位置に船上コンテナ11やコンテナ輸送用トラック13あるいはトラック積載コンテナ11が存在する場合には、上記トロリー8の横行方向へ走査する走査ビームが上記船上コンテナ11、コンテナ輸送用トラック13、トラック積載コンテナ11に当たるようになる時点で、得られる3次元データのz座標値が一旦増加する。なお、このときのz座標値の増加幅は、上記スプレッダ9の下方に存在する船上コンテナ11、コンテナ輸送用トラック13、トラック積載コンテナ11の検出によるものであるため、上記スプレッダ9や吊り荷コンテナ11の上面が検出される場合に比して増加幅は小さくなる。更に、岸壁1上における上記コンテナ輸送用トラック13と、該トラック13に積載されたトラック積載コンテナ11とでは、トラック積載コンテナ11のほうが、コンテナ輸送用トラック13自体よりもコンテナ11の高さ分だけz座標値の増加幅が大きくなる。その後、上記走査ビームによるトロリー8の横行方向の走査が上記船上コンテナ11、コンテナ輸送用トラック13、トラック積載コンテナ11を横切るように照射されている間はほぼ一定のz座標値が検出された後、走査ビームがこれらのものから外れるようになる時点で得られる3次元データのz座標値が減少するようになる。
When scanning of the lower position of the
なお、上記レーザレーダ19による走査範囲20内全体の走査に要する時間は100msec程度とごく短時間であって、この間に、コンテナ船12の船幅方向への揺動に伴う船上コンテナ11の位置変動や、上記トロリー8の横行と共にレーザレーダ19自体が移動することに伴う船上コンテナ11やコンテナ輸送用トラック13やトラック積載コンテナ11との相対的な位置変動や、スプレッダ9の昇降移動や、スプレッダ9の振れや、スプレッダ9に保持された吊り荷コンテナ11が上記スプレッダ9と一緒に昇降移動されたり振れが生じているとしても、その変動量はごく僅かであるため、上記レーザレーダ19では、上記走査範囲20内の物体を同時に検出できるとみなすことができる。
The time required for scanning the
以上のことに鑑みて、上記位置計測装置の処理部21では、図3にフローを示す如き手順により位置計測すべき対象となるスプレッダ9、吊り荷コンテナ11、船上コンテナ11、陸側のコンテナ輸送用トラック13、あるいは、トラック積載コンテナ11をそれぞれ認識してその位置を計測するようにしてある。
In view of the above, in the
すなわち、先ず、上述したように、トロリー8の車輪27に取り付けてあるエンコーダ28から制御盤29への入力信号に基づいて検出されるトロリー位置データから、該トロリー8に取付部材32を介して取り付けられている上記レーザレーダ19の3次元位置を算出し、この算出されたレーザレーダ19の3次元位置を基準として、上記レーザレーダ19による各物体の位置計測データ、すなわち、該レーザレーダ19に対する相対的な3次元位置データを、絶対的な3次元位置データへ変換(換算)する(ステップ1:S1)。
That is, first, as described above, the
次に、上記ステップ1(S1)で得られた絶対的な3次元位置データにおいて、上記レーザレーダ19による走査ビームのトロリー横行方向への走査によってz座標値が一旦増加する所と次に減少する所とを、対象物の両端の稜であるとして抽出することにより、この抽出された2つの稜に挟まれた部分を対象物として認識し、該認識された対象物の幅を算出すると共に、上記絶対的な3次元位置データの下で、上記対象物の上面の高さ位置(z座標値)とトロリー横行方向の位置(x座標値)を算出する(ステップ2:S2)。
Next, in the absolute three-dimensional position data obtained in step 1 (S1), the z-coordinate value temporarily increases and then decreases due to scanning of the scanning beam in the trolley transverse direction by the
次に、上記ステップ2(S2)で認識された対象物の幅の算出値が、コンテナ11、スプレッダ9、コンテナ輸送用トラック13に対応する幅であるか否かを判断する(ステップ3:S3)。なお、通常、上記スプレッダ9及びコンテナ輸送用トラック13の幅(荷台の幅)は、ほぼコンテナ11の幅と同じであるため、実際上は、上記対象物の幅がコンテナ11の幅とほぼ同じであるか否かを判断すればよい。上記ステップ3(S3)にて対象物の幅がコンテナ11とほぼ同じ幅であると判断される場合には、後述するステップ4(S4)以降の対象物の認識ステップを継続する。一方、コンテナ11の幅より大きく異なる場合には、上記検出された対象物は位置計測対象として認識すべきものではないと判断して除外する。
Next, it is determined whether or not the calculated value of the width of the object recognized in step 2 (S2) is a width corresponding to the
次に、ステップ4(S4)にて、上記ステップ3(S3)でコンテナ11とほぼ同じ幅を有するとして判断された対象物が、スプレッダ9が存在すると想定される位置の許容範囲内に位置しているか否かについて判断する。具体的には、予め、上記制御盤29にて検出されるロープ長データより、スプレッダ9の実際に存在する高さ位置を計算し、該高さ位置で、且つ上記トロリー位置データとして検出されるトロリー8の実際の位置の直下となる位置からスプレッダ9の或る程度の振れを考慮した水平位置範囲を、スプレッダ9の存在位置の許容範囲として設定しておき(ステップ5:S5)、上記ステップ4(S4)では、この設定されたスプレッダ9の存在位置の許容範囲内に、コンテナ11とほぼ同じ幅を有する対象物が存在している場合には、該対象物をスプレッダ9として識別し、その3次元位置を計測(検出)する(ステップ6:S6)。
Next, in step 4 (S4), the object determined as having substantially the same width as the
次いで、ステップ7(S7)では、上記ステップ3(S3)でコンテナ11とほぼ同じ幅を有するとして判断された対象物のうち、上記ステップ4(S4)にてスプレッダ9の存在位置の許容範囲外の位置に存在すると判断された対象物が、吊り荷コンテナ11の存在位置の許容範囲に存在するか否かを判断する。具体的には、予め、ステップ8(S8)にて、上記ステップ5(S5)でスプレッダ9の存在位置の許容範囲を設定する場合と同様に、ロープ長データから計算されるスプレッダ9の実際の高さ位置で、トロリー位置データとして検出されるトロリー8の実際の位置の直下となる位置からスプレッダ9の或る程度の振れを考慮した該スプレッダ9の水平位置範囲を求め、更に、該スプレッダ9の水平位置範囲に対しスプレッダ9の高さ寸法と係止装置の高さ寸法を考慮した所要寸法下側の水平位置範囲を、吊り荷コンテナ11の存在位置の許容範囲として設定しておく。上記ステップ7(S7)では、このステップ8(S8)にて設定された吊り荷コンテナ11の存在位置の許容範囲内に、コンテナ11とほぼ同じ幅を有する対象物が存在していると判断され、更に、荷重センサ22からの入力に基づいて、巻上げロープ10の吊り荷重が、スプレッダ9の重量に比して大きな吊り荷重となっていると判断される場合には、上記対象物を吊り荷コンテナ11として識別し、その3次元位置を計測(検出)する(ステップ9:S9)。
Next, in step 7 (S7), among the objects determined as having substantially the same width as the
その後、ステップ10(S10)において、上記ステップ3(S3)でコンテナ11とほぼ同じ幅を有するとして判断された対象物のうち、上記ステップ4(S4)及びステップ7(S7)にてスプレッダ9及び吊り荷コンテナ11のいずれの存在位置の許容範囲にも存在しないと判断された対象物について、陸側のトラック積載コンテナ11の予定位置の許容範囲に存在するか否かを判断する。すなわち、コンテナ船12へのコンテナ11の積み込み作業を行う場合は、コンテナクレーンにて岸壁1側からコンテナ船12上へ移送するコンテナ11は、岸壁1におけるコンテナクレーンの両脚4と5の間へコンテナ輸送用トラック13に積載した状態で搬入するようにしてあり、この搬入の際の上記トラック13の停止位置は、白線等によって予め所定範囲内に定められていることから、この所定範囲内にコンテナ輸送用トラック13が停止されるときのトラック積載コンテナ11の存在位置の許容範囲は予め定められる。よって、ステップ10(S10)では、このトラック積載コンテナ11の予定位置にコンテナ11とほぼ同じ幅を有する対象物が存在している場合には、該対象物をトラック積載コンテナ11として識別し、その3次元位置を計測(検出)する(ステップ11:S11)。
After that, in step 10 (S10), among the objects determined as having substantially the same width as the
更に、ステップ12(S12)にて、上記ステップ3(S3)でコンテナ11とほぼ同じ幅を有するとして判断された対象物のうち、上記ステップ4(S4)及びステップ7(S7)にてスプレッダ9及び吊り荷コンテナ11のいずれの存在位置の許容範囲にも存在しないと判断され、更に、上記ステップ10(S10)にてトラック積載コンテナ11予定位置の許容範囲にも存在しないと判断された対象物について、陸側のコンテナ輸送用トラック13の予定位置の許容範囲に存在するか否かを判断する。すなわち、コンテナ船12よりコンテナ11の積み卸し作業を行う場合、コンテナクレーンにてコンテナ船12側から岸壁1までへ移送するコンテナ11は、コンテナクレーンの両脚4と5の間へ空荷の状態で進入させたコンテナ輸送用トラック13に積載(載置)するようにしてあり、このトラック13の停止位置は、白線等によって予め所定範囲内に定められていることから、この所定範囲内にコンテナ輸送用トラック13が停止されるときの該トラック13の存在位置(荷台の存在位置)の許容範囲は予め定められる。なお、上記コンテナ輸送用トラック13の予定位置と、上記ステップ10(S10)におけるトラック積載コンテナ11の予定位置は、コンテナ11の高さ分だけ予定される高さ位置が相異している。よって、ステップ12(S12)では、コンテナ輸送用トラック13の予定位置に、コンテナ11とほぼ同じ幅を有する対象物が存在している場合には、該対象物をコンテナ輸送用トラック13として識別し、その3次元位置を計測(検出)する(ステップ13:S13)。
Further, among the objects determined in step 12 (S12) as having substantially the same width as the
更に又、ステップ14(S14)にて、上記ステップ3(S3)でコンテナ11とほぼ同じ幅を有するとして判断された対象物のうち、上記ステップ4(S4)及びステップ7(S7)にてスプレッダ9及び吊り荷コンテナ11のいずれの存在位置の許容範囲にも存在しないと判断され、更に、上記ステップ10(S10)及びステップ12(S12)にてトラック積載コンテナ11の予定位置及びコンテナ輸送用トラック13の予定位置の許容範囲外に存在すると判断された対象物について、船上コンテナ11の予定位置の許容範囲に存在するか否かを判断する。すなわち、コンテナ船12の船上コンテナ11の積み卸し作業や船上コンテナ11上への積み込み作業を行う場合、所要の船上コンテナ11を吊り上げての陸側への移送や、所要の船上コンテナ11の上側への新たなコンテナ11の積載は、いずれも、積み込み計画及び積み卸し計画に沿って行うようにしてあるため、上記のようにコンテナクレーンによる吊り上げ目標、あるいは、コンテナクレーンにて移送した吊り荷コンテナ11の積載目標となる船上コンテナ11の位置は予め定められている。よって、ステップ15では、上記目標となる船上コンテナ11の予定位置に、コンテナ11とほぼ同じ幅を有する対象物が存在している場合には、該対象物を目標となる船上コンテナ11として識別し、その3次元位置を計測(検出)する(ステップ16:S16)。
Furthermore, among the objects determined in step 14 (S14) as having substantially the same width as the
その後は、上記レーザレーダ19による走査が行われるごとに、上記の手順でスプレッダ9、吊り荷コンテナ11、陸側のトラック積載コンテナ11、コンテナ輸送用トラック13、船上コンテナ11をそれぞれ識別すると共に、その3次元位置の計測を繰り返すことにより、上記スプレッダ9と、該スプレッダ9に吊り荷コンテナ11が保持されている場合はその吊り荷コンテナ11と、スプレッダ9下方に位置していて上記スプレッダ9による吊り上げ目標あるいは上記吊り荷コンテナ11の積載目標となる陸側のトラック積載コンテナ11、コンテナ輸送用トラック13、船上コンテナ11の3次元位置を同時計測できるようになる。
Thereafter, each time scanning by the
次に、本発明のコンテナクレーンの自動荷役装置における位置決め装置25は、空荷のスプレッダ9を次に移送すべき吊り上げ目標となる船上コンテナ11あるいはトラック積載コンテナ11の上側へ吊り降ろすべく位置決めするときに、コンテナ11の積み込み計画や積み卸し計画に沿ってトロリー8を横行させることによって上記吊り上げ目標コンテナのほぼ上方となる位置まで自動的に移動させたスプレッダ9について、上記対象物位置計測装置によって識別とその3次元位置の計測が行われると、該スプレッダ9の下面の3次元位置を、予め判明している該スプレッダ9の高さ寸法を基に検知する。又、上記スプレッダ9のほぼ直下に位置している吊り上げ目標となる船上コンテナ11あるいはトラック積載コンテナ11を、上記対象物位置計測装置によって識別すると共にその上面の3次元位置を検知する。
Next, the
上記のようにして上記スプレッダ9の下面の3次元位置と、吊り上げ目標となる船上コンテナ11あるいはトラック積載コンテナ11の上面の3次元位置の検知が行われると、上記位置決め装置25は、両者の3次元位置を一致するようにするためのトロリー8の横行距離と、該トロリー8よりスプレッダ9を吊り降ろす巻上げロープ10のロープ長とを演算し、上記トロリー8の横行モータ23と、上記巻上げロープ10の巻上モータ24へ制御指令を与えるようにしてある。これにより、上記吊り上げ目標となる船上コンテナ11あるいはトラック積載コンテナ11の上側へ、上記スプレッダ9を位置決めして吊り下ろすことができるようにしてある。
When the three-dimensional position of the lower surface of the
一方、スプレッダ9に保持された吊り荷コンテナ11を積載目標となる船上コンテナ11あるいは陸側のコンテナ輸送用トラック13の上側へ吊り降ろすべく位置決めするときには、コンテナ11の積み込み計画や積み卸し計画に沿ってトロリー8を横行させることによって上記積載目標物のほぼ上方となる位置まで自動的に移動させたスプレッダ9に保持されている吊り荷コンテナ11ついて、上記対象物位置計測装置により識別とその上面の3次元位置の計測が行われると、該吊り荷コンテナ11の下面の3次元位置を、予め判明しているコンテナの高さ寸法を基に検知する。又、上記吊り荷コンテナ11のほぼ直下に位置している積載目標となる船上コンテナ11あるいはコンテナ輸送用トラック13を、上記対象物位置計測装置によって識別すると共にその上面の3次元位置を検知する。
On the other hand, when positioning the suspended
上記のようにして上記スプレッダ9に保持された吊り荷コンテナ11の下面の3次元位置と、積載目標となる船上コンテナ11あるいはコンテナ輸送用トラック13の上面の3次元位置の検知が行われると、上記位置決め装置25は、両者の3次元位置を一致するようにするためのトロリー8の横行距離と、該トロリー8よりスプレッダ9を吊り降ろす巻上げロープ10のロープ長とを演算し、上記トロリー8の横行モータ23と、上記巻上げロープ10の巻上モータ24へ制御指令を与えるようにしてあり、これにより、上記積載目標となる船上コンテナ11あるいはコンテナ輸送用トラック13の上側へ、上記スプレッダ9に保持された吊り荷コンテナ11を位置決めして吊り下ろすことができるようにしてある。
When the three-dimensional position of the lower surface of the suspended
次いで、本発明のコンテナクレーンの自動化装置における振れ角度制御装置26は、上記のようにコンテナ11の積み込み計画や積み卸し計画に沿ってトロリー8を所要位置まで横行させるとき、及び、上記位置決め装置25の指令によりトロリー8を所要位置まで横行させるときに、トロリー8の車輪27に設けたエンコーダ28からの入力信号に基づいてリアルタイムに検出されるトロリー8の3次元位置情報と、上記対象物位置計測装置にてリアルタイムに計測される空荷のスプレッダ9又は吊り荷コンテナ11を保持した状態のスプレッダ9の3次元位置情報に基づく演算により、スプレッダ9を懸吊している巻上げロープ10のトロリー8の横行方向に沿う方向への振れ角度と、振れ速度の情報を求めるようにしてあり、この求められたスプレッダ9の振れ角度と振れ速度の情報と、巻上ドラム30のエンコーダ31からの入力信号に基づいて検出される上記スプレッダ9を懸吊している巻上げロープ10の長さ寸法の情報を基にして、上記スプレッダ9を懸吊している巻上げロープ10の振れ角度が0となるように制御演算を実施して上記トロリー8の横行モータ23へ制御指令を与えることにより、スプレッダ9を懸吊している巻上げロープ10の振れを解消できるようにしてある。なお、上記振れ角度制御装置における制御演算を行うための制御則は、特許文献2、3、4、5、6に記載されている如きレギュレータ制御や2段階制御、その他の制御則を適宜採用するようにすればよい。
Next, the swing
以上の構成としてある本発明のコンテナクレーンの対象物位置計測装置とこれを用いた自動荷役装置を採用したコンテナクレーンによれば、コンテナ11の積み込み計画や積み卸し計画に沿って空荷のスプレッダ9にて、次の吊り上げ目標となる船上コンテナ11あるいは陸側のトラック積載コンテナ11を吊り上げるときには、スプレッダ9とその直下に位置する吊り上げ目標となる船上コンテナ11あるいはトラック積載コンテナ13を他の物から識別すると共に、その3次元位置の同時計測を行うことができるようになり、計測される両者の3次元位置情報を基に、スプレッダ9を、吊り上げ目標となる船上コンテナ11あるいはトラック積載コンテナ11の上側へ正確に位置決めを行いながら吊り降ろすことができる。
According to the container crane object position measuring apparatus of the present invention having the above-described configuration and the container crane adopting the automatic cargo handling apparatus using the same, the
同様に、コンテナ11の積み込み計画や積み卸し計画に沿ってスプレッダ9に保持された吊り荷コンテナ11を、積載目標となる船上コンテナ11あるいは陸側のコンテナ輸送用トラック13の上側へ吊り降ろすときには、スプレッダ9に保持した吊り荷コンテナ11とその直下に位置する積載目標となる船上コンテナ11あるいはコンテナ輸送用トラック13を他の物から識別すると共に、その3次元位置の同時計測を行うことができるようになり、計測される両者の3次元位置情報を基に、スプレッダ9に保持された吊り荷コンテナ11を積載目標となる船上コンテナ11あるいはコンテナ輸送用トラック13の上側へ正確に位置決めを行いながら吊り降ろすことができる。
Similarly, when hanging the suspended
したがって、船上コンテナ11に、コンテナ船12の揺動に伴って船幅方向への位置変動が生じたり、コンテナ船12の重量変化に伴って上下方向の位置変動が生じる場合であっても、スプレッダ9やスプレッダ9に保持した吊り荷コンテナ11を、目標となる船上コンテナ11の上側へ正確に位置決めして吊り降ろすことができ、しかも、トロリー8の横行に伴うスプレッダ9やスプレッダ9に保持した吊り荷コンテナ11の振れを解消できることから、船上コンテナ11を吊り上げ目標としたり積載目標とするコンテナ船12の荷役作業を行う場合に従来必要とされていた如きオペレータによる手動調整を行う必要をなくすことができて、コンテナクレーンの全自動化を図ることが可能になる。
Therefore, even if the position change in the ship width direction occurs with the swing of the
更に、空荷のスプレッダ9とその下方に位置する吊り上げ目標となる船上コンテナ11又は陸側のトラック積載コンテナ11、あるいは、スプレッダ9に保持された吊り荷コンテナ11とその下方に位置する該吊り荷コンテナ11の積載目標となる船上コンテナ11又は陸側のコンテナ積載用トラック13を、1つのレーザレーダ19によって一緒に3次元位置を計測できるようにしてあるため、スプレッダ9、吊り荷コンテナ11の位置を計測するためのセンサと、船上コンテナ11、陸側のコンテナ輸送用トラック13やトラック積載コンテナ11の位置を計測するセンサを別々に設置する場合に懸念されるような、それぞれのセンサによる計測誤差や該各センサ同士の相対的な位置誤差が計測全体に影響するという問題が生じる虞を防止できる。更に、別々にセンサを設ける場合にはコストアップの問題が懸念されるが、本発明では、3次元非接触センサとしてのレーザレーダ19を1つ設ければよいため、設備コストを抑えることが可能になる。
Further, the
又、3次元非接触センサとしてレーザレーダ19を用いるようにしてあることから、カメラを使用する場合に懸念される霧等による視界不良等の障害が生じる虞を未然に防止できる。
In addition, since the
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、3次元非接触センサとしては、スプレッダ9や該スプレッダ9に保持した吊り荷コンテナ11と、その下方に位置する所要のコンテナ11やコンテナ輸送用トラック13の3次元位置を計測できれば、3次元ステレオカメラ等、レーザレーダ19以外の3次元非接触センサを用いるようにしてもよい。トロリー8の横行方向位置を検出するための手段としては、該トロリー8の車輪27に取り付けたエンコーダ28の信号を利用するものを示したが、トロリー8の横行位置をリアルタイムに検出することができれば、桁材7,7aにおける所要個所とトロリー8との距離を測距センサにて常時測定する手法等、いかなる手法を採用してもよい。トロリー8の横行駆動機構としては、トロリー8に設けた車輪27を横行モータ23により正逆転駆動させることにより行わせるものとして示したが、トロリー8の制御された横行を行わせることができれば、トロリー8外部の機械室内に配設してある横行ドラムを横行モータによって正逆転駆動させて、該横行ドラムにより巻き取り、巻き出しの行われる一対の横行駆動用ワイヤロープを介して上記トロリー8を桁材7に沿って移動させるようにする等、いかなる形式の横行駆動機構を採用してもよい。スプレッダ9の昇降駆動機構としては、スプレッダ9を懸吊している巻上げロープ10を巻き上げ下げするための巻上ドラム30及び巻上モータ24をトロリー8上に設けた構成として示したが、巻上ドラム及び巻上モータをトロリー外部の機械室内に設けるようにしてもよい。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, As a three-dimensional non-contact sensor, the suspended
8 トロリー
9 スプレッダ
10 巻上げロープ
11 コンテナ
13 コンテナ輸送用トラック
19 レーザレーダ(3次元非接触センサ)
21 処理部
25 位置決め装置
26 振れ角度制御装置
8
21
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