JP2888325B2 - 流体荷役装置における船舶の甲板検知制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】一般に、原油，石油製品，低温液化ガス等
の流体を、陸上の貯蔵タンクからタンカー等の船舶に荷
役したり、或いは、逆にタンカー等の船舶から陸上の貯
蔵タンクに受け入れたりする際に、流体荷役装置が用い
られている。

【０００２】流体荷役装置のアウトボードアーム先端の
管継手を、シーバース側と船舶側との間で移動する際に
は、管継手との接触による火花等の発火て爆発すること
を防止するため、船舶の甲板の縁に立設した手すりと該
管継手との干渉を回避することが要求されており、従っ
て、前記管継手は、手すりの上方を通過するようになっ
ている。

【０００３】かかる要求に沿ったものとして、特公昭６
３−２６０４０号公報に流体荷役装置が知られている
（図１０に図示）。この流体荷役装置は、シーバース１
０１に立設された立上り管１０２を有し、この立上り管
１０２に水平面及び垂直面で回動自在にインボードアー
ム１０３が接続されている。インボードアーム１０３の
先端に垂直面で回動自在にアウトボードアーム１０４が
接続されている。

【０００４】アウトボードアーム１０４の先端に管継手
１０５が設けられ、この管継手１０５はタンカー１０６
側の被接続管（図示せず）に接続されるようになってい
る。流体荷役装置のアウトボードアーム１０４の先端の
管継手１０５の移動経路は制御装置により制御される。
即ち、シーバース１０１からアウトボードアーム１０４
の先端の管継手１０５がタンカー１０６の手すり１０６
Ａ上方のある位置を通過するようにに移動されるが、管
継手１０５はタンカー１０６の手すり１０６Ａの真上に
位置される迄前進されるようにプログラムされており、
その際、予め、シーバース１０１からの手すり１０６Ａ
の高さｈと、シーバース１０１とタンカー１０６の舷側
１０６Ｂとの距離ｄを測定し、測定後に、それらの測定
値をメモリに記憶させてアウトボードアーム先端許容通
過領域を定め、移動される管継手１０５の実際の空間座
標が、アウトボードアーム先端許容通過領域に入るべく
軌道修正されるようになっている。シーバース１０１か
らの手すり１０６Ａの高さｈを測定するために、距離セ
ンサが装着されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の流体
荷役装置では、例えば、管継手１０５の先端に距離セン
サを装着し、この距離センサを上下させながら手すり１
０６Ａの頂部を水平方向で捉えて手すり１０６Ａの高さ
を測定することになるので、距離センサが手すり１０６
Ａの頂部を捉えるのが困難で、手すり１０６Ａの高さを
正確に測定し難かった。特に、手すり１０６Ａが格子状
構造になっていると、測定対象物としての手すり１０６
Ａの頂部を確定することが困難となる。

【０００６】このように手すり１０６Ａの高さを測定し
ても、信頼性がなく、メモリに記憶されたアウトボード
アーム先端許容通過領域も不正確になる。この結果、手
すり１０６Ａの高さを測定してアウトボードアーム１０
４の先端の移動プログラムを設定しても、アウトボード
アーム１０４の先端の管継手１０５が、シーバース１０
１側とタンカー１０６側との間で移動する際には、手す
り１０６Ａに接触する虞がある。このように、手すり１
０６Ａの高さの測定値の信頼性がないことから、移動プ
ログラムにおいて甲板の位置を確実に予測することがで
きず、手すり１０６Ａを越えた管継手１０５の垂直降下
量を算定することが難しくなり、管継手１０５を甲板上
の所定の高さで停止させることが困難となる。

【０００７】そこで、手すり１０６Ａの高さを基礎にし
た移動プログラムによるアウトボードアーム１０４の垂
直降下量の算定を止め、管継手１０６Ａの停止する位置
として、予めタンカー１０６のデータや海面の干潮の差
から予想される甲板の最高の高さの手前位置を予想する
こともできるが、甲板の高さ位置を直接に測定すること
が困難なことから、タンカー１０６の積載量や海面の干
潮によって変化する甲板の最高の高さの垂直降下位置の
手前に安全を見込んで管継手１０５を停止させる必要が
あった。

【０００８】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、アウトボードアームの先
端の管継手をシーバース側から船舶側の手すりを乗り越
えて垂直降下させる際に、手すりの高さを測定しないで
も、管継手と手すりが接触しない移動経路を決定し、確
実に管継手を甲板上の所定の高さに垂直降下させること
ができる流体荷役装置における船舶の甲板検知制御装置
を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、シーバースに
立設された立上り管と、立上り管に水平面及び垂直面で
回動自在に接続されたインボードアームと、インボード
アームの先端に垂直面で回動自在に接続されたアウトボ
ードアームと、アウトボードアームの先端に設けられ船
舶側の被接続管に接続された管継手と、インボードアー
ムの角度を測定するインボードアーム角度センサと、ア
ウトボードアームの角度を測定するアウトボードアーム
角度センサと、インボードアームの水平面での旋回角度
を測定する水平旋回角度センサと、アウトボードアーム
の先端または管継手に設けられて甲板までの距離を計測
する垂直距離センサと、入力側に垂直距離センサが接続
されるとともに記憶装置，判断手段を有する制御装置と
を備え、前記制御装置の記憶装置には、船舶の重量，積
載量等の仕様を基にして計算されたシーバース上の基準
点からの設計上の水平距離，垂直距離で示される位置の
甲板の手すりを管継手が越えた後、垂直下降するように
決定された自動接続運転経路と、管継手が停止する甲板
上からの所定の高さの垂直限界値とが記憶され、前記制
御装置の判断手段は、インボードアーム角度センサによ
り検出されたインボードアーム角度変数，アウトボード
アーム角度センサにより検出されたアウトボードアーム
角度変数，水平旋回角度センサにより検出された水平旋
回角度変数に基づいて管継手の現在位置座標を計算する
アーム先端座標演算手段と、管継手の現在座標と自動接
続運転経路上の座標が同じか否かを判断する座標比較手
段と、自動接続運転経路上における任意の座標の微小時
間経過後の座標を計算する経路倣い制御手段と、管継手
の現在座標と記憶装置の自動接続運転経路上の座標との
偏差に応じて所要の操作量の信号を出力する増幅手段
と、経路倣い制御手段または増幅手段からの信号で作動
するインボードアーム用アクチュエータと、経路倣い制
御手段または増幅手段からの信号で作動するアウトボー
ドアーム用アクチュエータと、経路倣い制御手段または
増幅手段からの信号で作動する水平旋回用アクチュエー
タと、垂直距離センサにより検出された垂直距離変数と
記憶装置の垂直限界値を照合し、垂直距離変数が垂直限
界値より大きい場合に、管継手の下降を続行すべく判断
する管継手下降判断手段とを備えていることを特徴とす
る。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【作用】本発明においては、自動接続運転経路に基づ
き、インボードアーム，アウトボードアームが水平旋
回，垂直回動をしながら、管継手は甲板の手すりを越え
た後、垂直下降する軌跡を描いて甲板上の所定の高さで
停止するように制御される。管継手がシーバースから甲
板の上へと移動する時、インボードアーム角度センサに
よりインボードアーム角度変数が検出され、アウトボー
ドアーム角度センサによりアウトボードアーム角度変数
が検出され、水平旋回角度センサにより水平旋回角度変
数が検出される。

【００１３】これらの角度変数は判断手段のアーム先端
座標演算手段に入力され、アーム先端座標演算手段にお
いては、これらの角度変数に基づいて管継手の現在座標
が計算される。

【００１４】判断手段の座標比較手段により、管継手の
現在座標と自動接続運転経路上の座標が同じか否かが判
断される。管継手の現在座標と自動接続運転経路上の座
標が同じと判断されると、経路倣い制御手段により自動
接続運転経路上における任意の座標の微小時間経過後の
座標が計算され、経路倣い制御手段を介して自動接続運
転経路を構成する各座標が次々に選択される。これに基
づいてインボードアーム用アクチュエータ，アウトボー
ドアーム用アクチュエータ，水平旋回用アクチュエータ
が作動し、管継手は自動接続運転経路の軌跡を描いて移
動される。

【００１５】管継手の現在座標と自動接続運転経路上の
座標が同じでないと判断されると増幅手段により、管継
手の現在座標と記憶装置の自動接続運転経路上の座標と
の偏差に応じて所要の操作量の信号が出力される。

【００１６】これらの信号は、それぞれインボードアー
ム用アクチュエータ，アウトボードアーム用アクチュエ
ータ，水平旋回用アクチュエータに送られ、これらのア
クチュエータが操作されることにより、管継手の現在座
標が自動接続運転経路と一致していない場合に、一致す
るように移動経路が追従制御される。この追従制御と同
時または後に、経路倣い制御手段を介して自動接続運転
経路を構成する各座標が次々に選択される。これに基づ
いてインボードアーム用アクチュエータ，アウトボード
アーム用アクチュエータ，水平旋回用アクチュエータが
作動し、管継手は自動接続運転経路の軌跡を描いて移動
される。

【００１７】このようにして、管継手が甲板の手すりを
越えた状態で、自動接続運転経路の垂直下降部分に沿っ
て下降する準備が整う。この状態で、垂直距離センサに
より、甲板上からの管継手の高さが垂直距離変数として
測定される。

【００１８】そして、この垂直距離変数は管継手下降判
断手段に伝達され、管継手下降判断手段においては、垂
直距離変数と記憶装置の垂直限界値を照合し、垂直距離
変数が垂直限界値より大きい場合に、管継手の下降を続
行する信号が、インボードアーム用アクチュエータ，ア
ウトボードアーム用アクチュエータに送られる。

【００１９】管継手が記憶装置の垂直限界値と同じ高さ
になると、管継手下降判断手段は管継手の下降命令を停
止し、管継手の下降が停止される。管継手は下降してい
る間は追従制御される。特に、記憶装置の垂直限界値を
船舶側の被接続管と同じ高さに設定すると、垂直下降す
る管継手は船舶側の被接続管の高さに停止される。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。図１ないし図９は本発明の一実施例に係わり、
流体荷役装置における船舶の甲板検知制御装置を示す。

【００２５】図１ないし図３において、シーバース１に
は、流体荷役装置２が設置されている。流体荷役装置２
は底部がシーバース１に固定された立上り管３を有して
いる。図４に示すように、この立上り管３の頂部には水
平旋回可能な第１回転継手４のインナレース４Ａが設け
られ、第１回転継手４のアウタレース４Ｂに第１接続管
５の一端が一体化され、第１接続管５の他端には、第２
回転継手６を介してインボードアーム７が介装されてい
る。

【００２６】第２回転継手６は、インボードアーム７に
一体のインナレース６Ａと、インナレース６Ａの外側で
回転自在のアウタレース６Ｂと、アウタレース６Ｂの外
側に位置して回転自在のシーブ用リング６Ｃとから構成
れている。シーブ用リング６Ｃに第１アウトボードアー
ム用シーブ８，第２アウトボードアーム用シーブ９が一
体に取り付けられ、アウタレース６Ｂにインボードアー
ム用シーブ１０が一体に取り付けられている。従って、
インボードアーム７は、第１回転継手４を介して水平旋
回が可能になり、第２回転継手６を介して垂直面での旋
回が可能になっている。

【００２７】図１，図３に示すように、このインボード
アーム７の先端にアウトボードアーム１１の基端が垂直
面で旋回可能に第３回転継手１２を介して接続され、ア
ウトボードアーム１１の先端には、第２接続管１３の一
端が第４回転継手１４を介して接続されている。

【００２８】第２接続管１３は、水平旋回可能な第５回
転継手１５と、水平軸の回りに旋回可能な第６回転継手
１６とを有している。第２接続管１３の先端には爪を備
えたカプラからなる管継手１７が取り付けられている。

【００２９】前記インボードアーム７には、その途中部
分から長手方向に沿って梁部材１８が一体に固着されて
いる。アウトボードアーム１１の基端には、第３アウト
ボードアーム用シーブ１９が一体に軸着され、梁部材１
８の底端には、第４アウトボードアーム用シーブ２０が
軸着されている。第４アウトボードアーム用シーブ２０
の軸部には、該第４アウトボードアーム用シーブ２０に
一体にカウンターウェイト２１が固定されている。

【００３０】そして、立上り管３の頂部には水平旋回用
油圧シリンダ２４が固設され、そのロッド先端は第１接
続管５に連結されている。梁部材１８には、インボード
アーム用油圧シリンダ２２が固着され、立上り管３の頂
部に設けたブラケットにアウトボードアーム用油圧シリ
ンダ２３が固着されている。インボードアーム用油圧シ
リンダ２２のロッド２２Ａ，２２Ｂの両端にはそれぞれ
第１滑車２５，第２滑車２６が設けられている。第１滑
車２５，第２滑車２６の間にインボードアーム用シーブ
１０を挟んで、これらに第１ロープ２７が巻き回されて
いる。インボードアーム用油圧シリンダ２２を作動する
ことにより、第１ロープ２７を介してインボードアーム
用シーブ１０に回転力が伝達され、インボードアーム用
シーブ１０により回動駆動力を受けてインボードアーム
７が第６回転継手１６を軸心として垂直面で旋回される
ようになっている。

【００３１】また、第３アウトボードアーム用シーブ１
９と第１アウトボードアーム用シーブ８には第２ロープ
２８が巻き回されている。第２アウトボードアーム用シ
ーブ９と第４アウトボードアーム用シーブ２０の間には
第３ロープ２９が巻き回されている。

【００３２】そして、図１，図５に示すように、シーバ
ース１には、制御装置３０からなる制御盤が設置され、
この制御装置３０の入力側には、インボードアーム角度
センサ３１と、アウトボードアーム角度センサ３２と、
水平旋回角度センサ３３と、垂直距離センサ３４と、運
転モード選択手段３５と、対象船舶選択手段３６とが接
続されている。

【００３３】インボードアーム角度センサ３１は、イン
ボードアーム７の鉛直線となす角度変数を測定するもの
で、インボードアーム７に取り付けられる。インボード
アーム角度センサ３１は防爆型になっているので、例え
ば低温液化ガス，原油，石油製品等の漏洩ガスがあった
場合に、引火を防ぎ、危険を回避することができる。

【００３４】アウトボードアーム角度センサ３２は、ア
ウトボードアーム１１の鉛直線となす角度変数を測定す
るもので、アウトボードアーム１１に取り付けられてい
る。アウトボードアーム角度センサ３２は防爆型になっ
ているので、例えば低温液化ガス，原油，石油製品等の
漏洩ガスがあった場合に、引火を防ぎ、危険を回避する
ことができる。

【００３５】水平旋回角度センサ３３はインボードアー
ム７の水平面での旋回角度変数を測定するもので、第１
接続管５に取り付けられている。旋回角度変数は、図２
の基準線Ｙから変化した角度である。水平旋回角度セン
サ３３は防爆型になっているので、例えば低温液化ガ
ス，原油，石油製品等の漏洩ガスがあった場合に、引火
を防ぎ、危険を回避することができる。

【００３６】上記の各センサ３１，３２，３３は、アブ
ソリュートエンコーダに振子を取り付けた傾斜計と、パ
ラレル入力部を介して該傾斜計に接続された演算部と、
該演算部に接続されたパラレル／シリアル変換部とから
構成され、各傾斜計は衝撃吸収用のダンパーオイルを内
蔵している。

【００３７】垂直距離センサ３４は、超音波センサから
なり、管継手１７に装着されて該管継手１７とタンカー
からなる船舶３７の甲板３８の間の距離を計測するもの
である。垂直距離センサ３４は防爆型になっているの
で、例えば低温液化ガス，原油，石油製品等の漏洩ガス
があった場合に、引火を防ぎ、危険を回避することがで
きる。

【００３８】運転モード選択手段３５は種々の運転モー
ドのうちから１つを選択するものである。対象船舶選択
手段３６は測定対象となる甲板３８に係わる船舶３７を
特定する。なお、甲板３８上には、該甲板３８から所定
の高さで被接続管３８Ａが設置され、甲板３８の縁に
は、手すり３８Ｂが立設されている。

【００３９】制御装置３０の出力側には、インボードア
ーム用アクチュエータとして前記インボードアーム用油
圧シリンダ２２が、アウトボードアーム用アクチュエー
タとして前記アウトボードアーム用油圧シリンダ２３
が、水平旋回用アクチュエータとして前記水平旋回用油
圧シリンダ２４がそれぞれ接続されている。

【００４０】制御装置３０には、記憶装置３９とＣＰＵ
からなる判断手段４０とが内蔵されている。前記記憶装
置３９には、運転モード記憶手段４１と、船舶記憶手段
４２と、船舶対応運転経路データベース４３と、甲板上
停止位置垂直距離データベース４４とが記憶されてい
る。

【００４１】運転モード記憶手段４１は 種々の運転モ
ードを記憶するものであり、自動接続運転モード４５，
自動格納運転モード４６，緊急離脱運転モード４７が記
憶されている。

【００４２】自動接続運転モード４５は、インボードア
ーム７，アウトボードアーム１１等を折り畳んだ当該流
体荷役装置２の格納姿勢（図３）から、手すり３８Ｂを
越えて管継手１７を垂直降下させる自動接続運転の運転
モードである。

【００４３】自動格納運転モード４６は、流体荷役装置
２の荷役姿勢から手すり３８Ｂを越えて格納姿勢（図
３）までの自動格納運転の運転モードである。緊急離脱
運転モード４７は、係留中の船舶３７の動きが何等かの
事情で大きくなって、荷役姿勢状態にあるインボードア
ーム７とアウトボードアーム１１の開き角が所要角以上
に開く等の異常事態が生じた場合に、周知の緊急離脱装
置により管継手１７が船舶３７の被接続管３８Ａから自
動的に切り離され、安全に退避する運転経路の運転モー
ドである。

【００４４】船舶記憶手段４２には、Ａ船，Ｂ船，Ｃ
船，・・・と、船舶のリストが記憶されている。図６に
示すように、船舶対応運転経路データベース４３には、
自動接続運転経路データベース４３Ａ，自動格納運転経
路データベース４３Ｂ，緊急離脱運転経路データベース
４３Ｃが格納されている。

【００４５】自動接続運転経路データベース４３Ａに
は、各船に対応する自動接続運転経路のデータが格納さ
れている。例えば、Ａ船に対応する自動接続運転経路Ａ
１が格納され、Ｂ船に対応して自動接続運転経路Ｂ１が
格納され、以下、同様に、Ｃ船，Ｄ船，・・・に対応し
て自動接続運転経路Ｃ１，Ｄ１，・・・が格納されてい
る。

【００４６】上述のように、自動接続運転経路は、イン
ボードアーム７，アウトボードアーム１１等を折り畳ん
だ当該流体荷役装置２の格納姿勢（図３）から、管継手
１７が手すり３８Ｂを越えて垂直降下する運転経路であ
る。この自動接続運転経路は種々のデータから計算され
る（後述）。図８に示すように、その計算の際、シーバ
ース１の所定の基準点から手すり３８Ｂの頂部までの水
平距離，垂直距離を計算し、これを基にして、管継手１
７が安全に手すり３８Ｂを乗り越えるような安全領域を
定め、この安全領域を通過させることにより、管継手１
７が手すり３８Ｂと接触しないように運転経路を決めな
ければならない。

【００４７】ここで、シーバース１の基準点１Ａを立上
り管３の底部に設定すれば、シーバース１上の基準点１
Ａからの設計上の水平距離Ｄは該基準点１Ａから船舶３
７側の舷側３８Ｃまでの水平距離に、舷側３８Ｃから手
すり３８Ｂまでの水平距離を加算したものであり、この
値は、船舶３７がシーバース１の縁から一定の距離に係
留されることから、一定値として計算される。

【００４８】一方、シーバース１上の基準点１Ａからの
予想垂直距離Ｈは、船舶３７自体の重量，積載量等から
喫水位置を求め、さらにこれに海面の干満，波浪状況等
を加味して種々の設計条件により決められる。従って、
予想垂直距離Ｈは変化する値であるものの、設計条件の
各要素が判明すれば決定でき、従って、特定の船舶３７
が係留している時点では一定値として計算される。

【００４９】手すり３８Ｂを安全に越えるように、自動
接続運転経路が計算され、図８には二点鎖線で符号Ａ１
として示され、自動接続運転経路Ａ１は手すり越え運転
経路Ａ１（１），垂直下降運転経路Ａ１（２）を有して
なる。

【００５０】このようにして、Ａ船に対応する自動接続
運転経路Ａ１のデータが計算され、このデータは自動接
続運転経路データベース４３Ａに格納される。そして、
自動格納運転経路データベース４３Ｂには、各船に対応
する自動格納運転経路のデータが格納されている。例え
ば、Ａ船に対応する自動格納運転経路Ａ２が格納され、
Ｂ船に対応して自動接格納運転経路Ｂ２が格納され、以
下、同様に、Ｂ船，Ｃ船，Ｄ船，・・・に対応して自動
格納運転経路Ｃ２，Ｄ２，・・・が格納されている。自
動格納運転経路Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２，・・・は、自
動格納運転経路Ａ１と同様にして計算で決められてい
る。

【００５１】さらに、緊急離脱運転経路データベース４
３Ｃには、各船に対応する緊急離脱運転経路のデータが
格納されている。例えば、Ａ船に対応する緊急離脱運転
経路Ａ３が格納され、Ｂ船に対応して緊急離脱運転経路
Ｂ３が格納され、以下、同様に、Ｃ船，Ｄ船，・・・に
対応して緊急離脱運転経路Ｃ３，Ｄ３，・・・が格納さ
れている。緊急離脱運転経路Ａ３，Ｂ３，Ｃ３，Ｄ３，
・・・は、自動格納運転経路Ａ１と同様にして計算で決
められている。

【００５２】図７に示すように、前記記憶装置３９の甲
板上停止位置垂直距離データベース４４には、各Ａ船，
Ｂ船，Ｃ船，Ｄ船に対応して管継手１７が停止する甲板
３８上からの所定の高さの垂直限界値のデータが格納さ
れている。例えば、Ａ船に対応して垂直限界値Ａ_H が格
納され、Ｂ船に対応して垂直限界値Ｂ_H が格納され、以
下、同様に、Ｃ船，Ｄ船，・・・に対応して垂直限界値
Ｃ_H ，Ｄ_H ，・・・が格納されている。

【００５３】次に、制御装置３０の判断手段４０を説明
する。図５に示すように、判断手段４０には、運転モー
ド判定手段４８と、対象船舶判定手段４９と、運転経路
決定手段５０と、アーム先端座標演算手段５１と、座標
比較手段５２と、経路倣い制御手段５３と、増幅手段５
４と、管継手下降判断手段５５とが格納されている。

【００５４】増幅手段５４は、偏差量計算手段５６と、
インボードアーム用サーボバルブ５７と、アウトボード
アーム用サーボバルブ５８と、水平旋回用サーボバルブ
５９とからなる。

【００５５】前記運転モード判定手段４８は、運転モー
ド選択手段３５からの入力信号を受け、記憶装置３９の
運転モード記憶手段４１の各種の運転モードを取り込
み、入力信号と各種の運転モードを照合し、１つの運転
モードを特定する。本実施例では自動接続運転モード４
５を特定している。運転モード判定手段４８で自動接続
運転モード４５を特定することにより、その情報は運転
経路決定手段５０に送られる。

【００５６】対象船舶判定手段４９は、対象船舶選択手
段３６からの入力信号を受け、記憶装置３９の船舶記憶
手段４２に記憶されている船舶のリストを取り込み、入
力信号と船舶のリストを照合し、１つの船舶を特定す
る。本実施例ではＡ船を特定している。対象船舶判定手
段４９で船舶を特定することにより、その情報は運転経
路決定手段５０及び甲板上停止位置垂直距離データベー
ス４４に送られる。図示しない垂直距離決定手段によ
り、この情報と、甲板上停止位置垂直距離データベース
４４のデータとが照合され、Ａ船に対応する垂直限界値
Ａ_H が特定される。

【００５７】運転経路決定手段５０は、船舶対応運転経
路データベース４３の情報と、運転モード判定手段４８
で特定された運転モードの情報及び対象船舶判定手段４
９で特定された船舶の情報とを照合する。本実施例で
は、自動接続運転経路データベース４３Ａの中からＡ船
に対応する自動接続運転経路Ａ１を特定する。自動接続
運転経路Ａ１の内容は上述したので、説明を省略する。

【００５８】アーム先端座標演算手段５１には、前記イ
ンボードアーム角度センサ３１，前記アウトボードアー
ム角度センサ３２と、前記水平旋回角度センサ３３が接
続され、これら各センサ３１，３２，３３からの信号
（角度変数）により、管継手１７の刻々変化する現在座
標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を演算する。

【００５９】座標比較手段５２は、アーム先端座標演算
手段５１からの管継手１７の刻々変化する現在座標
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、運転経路決定手段５０によって特定
された自動接続運転経路Ａ１上の座標を比較する。

【００６０】経路倣い制御手段５３は、自動接続運転経
路Ａ１上における管継手１７の刻々変化する現在座標
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の微小時間後の次の座標を計算し、イン
ボードアーム用サーボバルブ５７と、アウトボードアー
ム用サーボバルブ５８と、水平旋回用サーボバルブ５９
を作動させる。

【００６１】増幅手段５４の偏差量計算手段５６は、座
標比較手段５２により現在座標（Ｘ _t ，Ｙ_t ，Ｚ_t ）が
自動接続運転経路Ａ１上の座標（Ｘ_to，Ｙ_to，Ｚ_to）と
がずれていると判断された場合に、それらの偏差量（α
_t ，β_t ，γ_t ）を計算する。

【００６２】インボードアーム用サーボバルブ５７の入
力側に経路倣い制御手段５３，偏差量計算手段５６が接
続され、出力側にインボードアーム用油圧シリンダ２２
が接続されている。

【００６３】アウトボードアーム用サーボバルブ５８の
入力側に経路倣い制御手段５３，偏差量計算手段５６が
接続され、出力側にアウトボードアーム用油圧シリンダ
２３が接続されている。

【００６４】水平旋回用サーボバルブ５９の入力側に経
路倣い制御手段５３，偏差量計算手段５６が接続され、
出力側に水平旋回用油圧シリンダ２４が接続されてい
る。管継手下降判断手段５５は、甲板上停止位置垂直距
離データベース４４で特定されたＡ船の垂直限界値Ａ_H
と、垂直距離センサ３４からの信号とが照合され、管継
手１７を下降すべきか否かを判断する。

【００６５】次に本実施例の動作を図５，図８，図９に
より説明する。図９において、先ず、図示しない電源ス
イッチをオンにすることにより制御装置３０の運転が開
始される（ステップＳ１）。図示しないキーボードを叩
くことにより、運転モード選択手段３５が操作される
（ステップＳ２）。運転モード選択手段３５からの入力
信号は判断手段４０の運転モード判定手段４８に伝達さ
れ、運転モード判定手段４８においては、この信号と記
憶装置３９の各種の運転モードと照合され、運転モード
の１として、自動接続運転モード４５が特定される（ス
テップＳ３）。この特定された自動接続運転モード４５
の情報は運転経路決定手段５０に伝達される。

【００６６】次に、図示しないキーボードを叩くことに
より、対象船舶選択手段３６が操作される。対象船舶選
択手段３６からの入力信号は判断手段４０の対象船舶判
定手段４９に伝達され、対象船舶判定手段４９において
は、記憶装置３９の船舶のリストと照合され、測定対象
となる船舶が特定される（ステップＳ４）。この特定さ
れた船舶の情報は運転経路決定手段５０に伝達される。

【００６７】運転経路決定手段５０においては、特定さ
れた運転モードの信号及び船舶の信号と記憶装置３９の
船舶対応運転経路データベース４３のデータを読み取っ
て照合し（ステップＳ５）、自動接続運転経路Ａ１が特
定される。このようにして自動接続運転が開始される準
備が整う（ステップＳ６）。

【００６８】流体荷役装置２の自動接続運転により、図
８に示すように、格納姿勢（イ）にある流体荷役装置２
は、（イ）→（ロ）→（ハ）→（ニ）→（ホ）→（ヘ）
→（ト）の順序で、姿勢変化する。手すり越え運転経路
Ａ１（１）により流体荷役装置２の姿勢は（イ）→
（ロ）→（ハ）→（ニ）→（ホ）→（ヘ）のように変化
する。垂直下降運転経路Ａ１（２）により流体荷役装置
２は垂直下降し、その姿勢は（ヘ）→（ト）のように変
化する。

【００６９】以下、詳しく説明する。流体荷役装置２の
自動接続運転が開始されると、自動接続運転経路Ａ１か
らなる軌跡上を管継手１７が図９のフローチャートに従
って移動することになるが、自動接続運転経路Ａ１の軌
跡データは、座標比較手段５２に送られている。

【００７０】同時に、インボードアーム角度センサ３
１，前記アウトボードアーム角度センサ３２と、前記水
平旋回角度センサ３３とにより、刻々変化するインボー
ドアーム７の角度変数θ_i ，アウトボードアーム１１の
角度変数θ_o ，水平旋回角度変数θ_h が検出される（ス
テップＳ７，ステップＳ８，ステップＳ９）。

【００７１】これらの角度変数θ_i ，θ_o ，θ_h からな
る信号は、アーム先端座標演算手段５１にそれぞれ入力
される。アーム先端座標演算手段５１においては、立上
り管３の長さ，インボードアーム７の長さ，アウトボー
ドアーム１１の長さ，角度変数θ_i ，θ_o ，θ_h 等を基
にして管継手１７の接続点の刻々変化する現在座標
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が基準点１Ａを原点として演算される
（ステップＳ１０）。

【００７２】アーム先端座標演算手段５１で演算された
管継手１７の接続点１７Ａの現在座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）
は、座標比較手段５２に送られる。座標比較手段５２に
おいては、管継手１７の接続点１７Ａの現在座標（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）と自動接続運転経路Ａ１上の座標が同じか否か
が判断される（ステップＳ１１）。

【００７３】ステップＳ１１において、管継手１７の接
続点１７Ａの現在座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と自動接続運転経
路Ａ１の座標が同じと判断されると、ステップＳ１６に
進み、ステップＳ１６においては、経路倣い制御手段５
３により、時刻ｔにおける現在座標（Ｘ（ｔ），Ｙ
（ｔ），Ｚ（ｔ）を基にして、微小時間Δｔ後の自動接
続運転経路Ａ１における次の座標（Ｘ（ｔ＋Δｔ），Ｙ
（ｔ＋Δｔ），Ｚ（ｔ＋Δｔ））が計算される。

【００７４】現在座標（Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ）
に対応するインボードアーム７の角度変数θ_i ，アウト
ボードアーム１１の角度変数θ_o ，水平旋回角度変数θ
_h と、次の座標（Ｘ（ｔ＋Δｔ），Ｙ（ｔ＋Δｔ），Ｚ
（ｔ＋Δｔ）に対応するインボードアーム７の角度変数
θ_i ，アウトボードアーム１１の角度変数θ_o ，水平旋
回角度変数θ_h との各角度差及び方向が経路倣い制御手
段５３により計算され、これら各角度差に対応するよう
に、インボードアーム用サーボバルブ５７，アウトボー
ドアーム用サーボバルブ５８，水平旋回用サーボバルブ
５９の各スプールが作動する（ステップＳ１７）。イン
ボードアーム用サーボバルブ５７，アウトボードアーム
用サーボバルブ５８，水平旋回用サーボバルブ５９から
の油は、インボードアーム用油圧シリンダ２２，アウト
ボードアーム用油圧シリンダ２３，水平旋回用油圧シリ
ンダ２４にそれぞれ供給される。インボードアーム用油
圧シリンダ２２，アウトボードアーム用油圧シリンダ２
３，水平旋回用油圧シリンダ２４がそれぞれ同時に作動
することにより（ステップＳ１８）、インボードアーム
７，アウトボードアーム１１，第１接続管５が同時に姿
勢変化し、管継手１７は次の座標に進む。この動作が繰
り返して行なわれ、図８に示すように（イ）→（ロ）→
（ハ）→（ニ）→（ホ）→（ヘ）のように自動接続運転
経路Ａ１（１）の軌跡が描かれる。この時、管継手１７
は手すり３８Ｂの上方を安全に通過している。

【００７５】一方、ステップＳ１１において、管継手１
７の接続点１７Ａの現在座標（Ｘ_t，Ｙ_t ，Ｚ_t ）と自
動接続運転経路Ａ１（１）の座標が同じでないと判断さ
れると、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、
増幅手段５４の偏差量計算手段５６は、座標比較手段５
２で現在座標（Ｘ_t ，Ｙ_t ，Ｚ_t ）が自動接続運転経路
Ａ１の座標（Ｘ_to，Ｙ_to，Ｚ_to）とがずれている場合
に、それらの偏差量（α _t ，β_t ，γ_t ）を計算する。

【００７６】インボードアーム用サーボバルブ５７は、
偏差量計算手段５６から偏差量α_tの信号を受け、該偏
差量α_t に対応する流量の油をインボードアーム用油圧
シリンダ２２に送る。

【００７７】アウトボードアーム用サーボバルブ５８
は、偏差量計算手段５６から偏差量β _t の信号を受け、
該偏差量β_t に対応する流量の油をアウトボードアーム
用油圧シリンダ２３に送る。

【００７８】水平旋回用サーボバルブ５９は、偏差量計
算手段５６から偏差量γ_t の信号を受け、該偏差量γ_t
に対応する流量の油を水平旋回用油圧シリンダ２４に送
る。前記のインボードアーム用油圧シリンダ２２，アウ
トボードアーム用油圧シリンダ２３，水平旋回用油圧シ
リンダ２４の作動により、現在座標（Ｘ_t ，Ｙ_t ，
Ｚ_t ）は自動接続運転経路Ａ１（１）の座標に追従制御
される。

【００７９】次いで、経路倣い制御手段５３により管継
手１７の接続点１７Ａの微小時間後の次の座標が計算さ
れ（ステップＳ１３）、さらに、上述のように、インボ
ードアーム用サーボバルブ５７，アウトボードアーム用
サーボバルブ５８，水平旋回用サーボバルブ５９が作動
し、インボードアーム用油圧シリンダ２２，アウトボー
ドアーム用油圧シリンダ２３，水平旋回用油圧シリンダ
２４が作動する。

【００８０】このようにして、流体荷役装置２の自動接
続運転により、手すり越え運転経路Ａ１（１）により流
体荷役装置２の姿勢は（イ）→（ロ）→（ハ）→（ニ）
→（ホ）→（ヘ）のように変化する。この時、管継手１
７は手すり３８Ｂを越えている。

【００８１】ステップＳ１９においては、確認のために
管継手１７が手すり３８Ｂを越えか否かが判断される。
これは、例えば、垂直距離センサ３４か超音波を発振
し、甲板３８から反射波を受ける反射波と、海面に直接
照射して受けた反射波の相違を即時に解析することによ
り判断される。ＮＯと判断されると、手すり越え運転経
路Ａ１（１）に戻る。ＹＥＳと判断されると、管継手１
７が手すり３８Ｂを越えて垂直下降状態になったことが
確認され、ステップＳ２０に進む。

【００８２】ステップＳ２０においては、管継手１７に
取り付けられた垂直距離センサ３４からは超音波が発振
され、この超音波が甲板３８で反射した反射超音波を垂
直距離センサ３４で受信することにより、管継手１７か
ら甲板までの距離（垂直距離変数）が測定され始める。

【００８３】そして、管継手１７の垂直下降が開始され
る（ステップＳ２１）。管継手１７の垂直下降中、管継
手１７から甲板までの垂直距離変数が測定される。ステ
ップＳ２２において、甲板３８と管継手１７の間の垂直
距離変数と、甲板上停止位置垂直距離データベース４４
の特定された垂直限界値Ａ_H とが比較される。垂直距離
変数が垂直限界値Ａ_H より大きいときには、ＮＯと判断
され、管継手１７の垂直下降が続行する。垂直距離変数
が垂直限界値Ａ_H と同じになると、ＹＥＳと判断され、
管継手１７の垂直下降が停止される（ステップＳ２
３）。

【００８４】即ち、管継手１７が船舶３７側の被接続管
３８Ａと同じ高さになると、管継手下降判断手段５５は
管継手１７の下降命令を停止し、管継手１７の下降が停
止される。垂直下降運転経路Ａ１（２）に沿って流体荷
役装置２の管継手１７は垂直下降し、その姿勢は（ヘ）
→（ト）のように変化する。また、管継手１７は下降し
ている間は追従制御される。

【００８５】このようにして、管継手１７が甲板３８の
上方の一定の位置に停止し、この状態で、管継手１７が
水平方向に操作され、船舶３７の被接続管３８Ａに接続
される。

【００８６】以上の如き構成によれば、船舶３７の重
量，積載量等の仕様を基にして計算されたシーバース１
上の基準点１Ａからの設計上の水平距離，垂直距離で手
すり３８Ｂの高さが予め自動接続運転経路に盛り込ま
れ、この自動接続運転経路Ａ１により管継手１７が甲板
の手すり３８Ｂを越えた後、垂直下降するようになって
いるので、手すり３８Ｂの高さを測定しないでも、確実
に管継手１７は手すり３８Ｂに接触せずに安全に越える
ことができ、管継手１７は、垂直距離センサ３４によ
り、甲板３８上からの停止する高さを探しながら垂直下
降するので、確実に甲板３８上の停止位置で停止するこ
とができる。

【００８７】要するに、従来における如く信頼性のない
距離センサによる手すり３８Ｂの高さの測定に代えて、
設計上の水平距離，垂直距離で手すり３８Ｂ高さが予め
盛り込まれた自動接続運転経路Ａ１を採用し、従来の距
離センサが手すり３８Ｂの頂部を捉える必要性を無く
し、これにより管継手１７が安全に手すり３８Ｂを越え
る状態を確保し、さらに、その状態を基にすれば、垂直
距離センサ３４では確実に測定対象物としての甲板３８
を捉えることができ、管継手１７から甲板３８までの垂
直距離を確実に測定することができ、従って、その測定
も信頼性があり、垂直下降する管継手１７を記憶装置３
９の垂直限界値Ａ_H ，Ｂ_H ，Ｃ_H ，Ｄ_H 等の高さに停止
させ、船舶３７側の被接続管３８Ａに接続できる。

【００８８】特に、記憶装置３９の垂直限界値Ａ_H ，Ｂ
_H ，Ｃ_H ，Ｄ_H 等を船舶３７側の被接続管３８Ａと同じ
高さに設定することにより、垂直下降する管継手１７を
船舶３７側の被接続管３８Ａの高さに停止させることが
できる。

【００８９】なお、本実施例においては、垂直距離セン
サ３４は管継手１７に装着されているが、垂直距離セン
サ３４を管継手１７に装着することなくアウトボードア
ーム１１の先端に装着することもできる。

【００９０】また、本実施例においては、垂直距離セン
サの例として、超音波センサを例に挙げて説明している
が、これに限定されることなく、例えば、赤外線センサ
がある。

【００９１】さらに、本実施例においては、インボード
アーム用アクチュエータとしてインボードアーム用油圧
シリンダ２２が、アウトボードアーム用アクチュエータ
としてアウトボードアーム用油圧シリンダ２３が、水平
旋回用アクチュエータとして水平旋回用油圧シリンダ２
４がそれぞれ用いられているが、これらの油圧シリンダ
に限定されることなく、例えば、サーボモータを使用す
ることもできる。

【００９２】そして、本実施例においては、管継手１７
の現在座標と自動接続運転経路の座標が同じでないと判
断されると、増幅手段５４により現在座標を経路補正し
た後、経路倣い制御手段５３により次の座標を計算して
いるが、これらの計算を同時に行なうこともできる。

【００９３】そして、また、本実施例においては、各船
舶の仕様に対応して垂直限界値をそれぞれ決定するよう
になっているが、垂直限界値を船舶の仕様に関係なく一
定の値にすることもできる。

【００９４】そして、さらに、本実施例においては、自
動接続運転モード，自動格納運転モード，緊急離脱運転
モードの３つの運転モードが挙げられているが、少なく
とも自動接続運転モードが有れば良く、この場合には、
自動的に自動接続運転モードが選択されることから、運
転モード選択手段３５，運転モード判定手段４８は不要
になるとともに船舶対応運転経路データベース４３にお
いても自動的に自動接続運転経路Ａ１が選択されること
から、自動格納運転経路データベース４３Ｂ，緊急離脱
運転経路データベース４３Ｃは不要となる。また、他の
運転モード，運転経路も記憶装置上に記憶させることも
できる。

【００９５】加えて、本実施例においては、仕様の異な
る複数の船舶が係留することを例に挙げて仕様の異なる
船舶のリストに対応して甲板上停止位置垂直距離データ
ベース４４を記憶装置３９に格納しているが、船舶の仕
様が１つである場合には、対象船舶選択手段，対象船舶
判断手段は不要になる。

【００９６】また、本実施例においては、管継手として
爪を備えたカプラを用いているが、爪を備えていないフ
ランジを用いることもできる。そして、本実施例におい
ては、垂直距離センサ３４，インボードアーム角度セン
サ３１，アウトボードアーム角度センサ３２，水平旋回
角度センサ３３は防爆型になっているが、かかる構造に
限定されることはない。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
流体荷役装置において、船舶の重量，大きさ，積載量等
を基にして計算されたシーバース上の基準点からの設計
上の水平距離，垂直距離によって手すり高さが予め自動
接続運転経路に盛り込まれ、この自動接続運転経路によ
り管継手が甲板の手すりを越えた後、垂直下降するよう
になっているので、手すりの高さを測定しないでも、確
実に管継手は手すりに接触せずに安全に越えることがで
きる。垂直下降できる状態が確保された管継手は、垂直
距離センサにより、甲板上からの停止する高さを探しな
がら垂直下降するので、確実に甲板上の停止位置で停止
することができる。

【００９８】要するに、従来における如く信頼性のない
距離センサによる手すりの高さの測定に代えて、設計上
の水平距離，垂直距離で手すり高さが予め盛り込まれた
自動接続運転経路を採用し、従来の距離センサによる手
すりの頂部を捉える必要性を無くし、これにより管継手
が安全に手すりを越える状態を確保し、さらに、その状
態を基にすれば、垂直距離センサは確実に測定対象物と
しての甲板を捉えることができ、管継手から甲板までの
垂直距離を確実に測定することができ、従って、その測
定も信頼性があり、垂直下降する管継手を記憶装置の垂
直限界値の高さで停止させることができる。特に、記憶
装置の垂直限界値を船舶側の被接続管と同じ高さに設定
すれば、垂直下降する管継手を船舶側の被接続管の高さ
に停止させることができる。

【００９９】

【０１００】

【０１０１】

【０１０２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る流体荷役装置の側面図で
ある。

【図２】同流体荷役装置の平面図である。

【図３】同流体荷役装置の詳細を示す側面図である。

【図４】同流体荷役装置の立上り管とインボードアーム
の接続部分を示す断面図である。

【図５】本発明の実施例に係る船舶の甲板検知制御装置
のブロック図である。

【図６】図５の船舶対応運転経路データベースの説明図
である。

【図７】図５の甲板上停止位置垂直距離データベースの
説明図である。

【図８】自動接続運転経路の説明図である。

【図９】本発明の実施例に係る船舶の甲板検知制御装置
のフローチャート図である。

【図１０】従来における船舶の甲板検知制御装置の説明
図である。

【符号の説明】

１ シーバース １Ａ 基準点 ３ 立上り管 ７ インボードアーム １１ アウトボードアーム １７ 管継手 ２２ インボードアーム用油圧シリンダ ２３ アウトボードアーム用油圧シリンダ ２４ 水平旋回用油圧シリンダ ３１ インボードアーム角度センサ ３２ アウトボードアーム角度センサ ３３ 水平旋回角度センサ ３４ 垂直距離センサ ３７ 船舶 ３８ 甲板 ３８Ａ 被接続管 ３８Ｂ 手すり ３０ 制御装置 ３９ 記憶装置 ４０ 判断手段 ５１ アーム先端座標演算手段 ５２ 座標比較手段 ５３ 経路倣い制御手段 ５４ 増幅手段 ５５ 管継手下降判断手段 Ａ１ 自動接続運転経路 Ａ_H 垂直限界値 Ｂ_H 垂直限界値 Ｃ_H 垂直限界値 Ｄ_H 垂直限界値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 正満 東京都大田区蒲田本町１−９−３ 株式 会社新潟鐵工所産業機械事業部チクサン センター内 (72)発明者 熊谷 俊之 東京都大田区蒲田本町１−９−３ 株式 会社新潟鐵工所産業機械事業部チクサン センター内 (72)発明者 岡本 邦良 大阪府大阪市中央区平野町４丁目１番２ 号 大阪瓦斯株式会社生産部内 (72)発明者 流谷 敏文 大阪府大阪市中央区平野町４丁目１番２ 号 大阪瓦斯株式会社生産部内 (56)参考文献 特開 昭54−84618（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−71000（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭63−26040（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B67D 5/00 - 5/70

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シーバースに立設された立上り管と、 立上り管に水平面及び垂直面で回動自在に接続されたイ
   ンボードアームと、 インボードアームの先端に垂直面で回動自在に接続され
   たアウトボードアームと、 アウトボードアームの先端に設けられ船舶側の被接続管
   に接続された管継手と、 インボードアームの角度を測定するインボードアーム角
   度センサと、 アウトボードアームの角度を測定するアウトボードアー
   ム角度センサと、 インボードアームの水平面での旋回角度を測定する水平
   旋回角度センサと、 アウトボードアームの先端または管継手に設けられて甲
   板までの距離を計測する垂直距離センサと、 入力側に垂直距離センサが接続されるとともに記憶装
   置，判断手段を有する制御装置とを備え、 前記制御装置の記憶装置には、 船舶の重量，積載量等の仕様を基にして計算されたシー
   バース上の基準点からの設計上の水平距離，垂直距離で
   示される位置の甲板の手すりを管継手が越えた後、垂直
   下降するように決定された自動接続運転経路と、 管継手が停止する甲板上からの所定の高さの垂直限界値
   とが記憶され、 前記制御装置の判断手段は、 インボードアーム角度センサにより検出されたインボー
   ドアーム角度変数，アウトボードアーム角度センサによ
   り検出されたアウトボードアーム角度変数，水平旋回角
   度センサにより検出された水平旋回角度変数に基づいて
   管継手の現在位置座標を計算するアーム先端座標演算手
   段と、 管継手の現在座標と自動接続運転経路上の座標が同じか
   否かを判断する座標比較手段と、 自動接続運転経路上における任意の座標の微小時間経過
   後の座標を計算する経路倣い制御手段と、 管継手の現在座標と記憶装置の自動接続運転経路上の座
   標との偏差に応じて所要の操作量の信号を出力する増幅
   手段と、 経路倣い制御手段または増幅手段からの信号で作動する
   インボードアーム用アクチュエータと、 経路倣い制御手段または増幅手段からの信号で作動する
   アウトボードアーム用アクチュエータと、 経路倣い制御手段または増幅手段からの信号で作動する
   水平旋回用アクチュエータと、 垂直距離センサにより検出された垂直距離変数と記憶装
   置の垂直限界値を照合し、垂直距離変数が垂直限界値よ
   り大きい場合に、管継手の下降を続行すべく判断する管
   継手下降判断手段とを備えていることを特徴とする流体
   荷役装置における船舶の甲板検知制御装置。