JP4598999B2 - クレーン及びクレーンの制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、港湾にて、箱型形状のコンテナ等の荷物を荷役するクレーン及びクレーンの制御方法に係り、特に、所定の位置へ高精度にかつ短時間に着床させるクレーン及びクレーンの制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、港湾等のヤードでは、クレーンによって船舶あるいはトレーラへのコンテナの積み込み及び船舶あるいはトレーラからのコンテナの積み降ろし等の荷役作業が行われている。
この荷役作業に用いられるクレーンとして、図10に示すものを例にとって説明する。
【0003】
図に示すように、クレーン1は、吊荷であるコンテナCaを目標コンテナCbへ段積みするコンテナトランスファークレーン(以下クレーンと称す)と呼ばれる橋型クレーンである。
本形式のクレーン1は、クレーン走行機体2の上部梁3に沿って水平方向に移動する横行トロリ4を有し、吊荷を支持するスプレッダと呼ばれる吊具5が横行トロリ4より吊ロープ6によって吊り下げられ、横行トロリ4上又はクレーン走行機体2上の適宜場所に搭載された巻上装置7によって吊ロープ6を巻き上げ、繰り出しすることにより、吊具5が昇降し、また、横行トロリ4の移動によりクレーン走行機体2の上部梁3に沿って平行移動されるようになっている。
【0004】
上記クレーン1によって、吊荷であるコンテナCaを、あらかじめ定められた目標コンテナCb上に着床し積み付けする場合、着床、積み付けされた時に吊荷コンテナCaと目標コンテナCbとの間に許容値を超える水平方向の位置ずれがないようにする必要がある。
また、吊荷コンテナCaの吊り上げを行う場合は、吊具5を吊り上げ対象のコンテナCa上に許容範囲の水平方向の位置ずれで着床させる必要がある。水平方向位置ずれが許容範囲を満足するように着床させることは、この種のコンテナ用のクレーン1の運転において最も技能を必要とし、また、時間の掛かる操作である。
【0005】
そこで、着床運転の自動化を主たる機能とするコンテナの積み付け制御技術の提案がなされており、特開平10−120362号公報、特願2001−36015号、あるいは特許第2813510号公報等に示されている。
【0006】
特開平10−120362号公報および特願2001−36015号に示されている着床制御技術は、吊荷であるコンテナCaの水平方向の刻々の振れ量を検出器によって計測し、振れ量の時間変化をもとに演算したコンテナCaの振れ速度を用いて、コンテナCaの将来の水平位置の予測演算を行い、また、必要に応じて横行トロリ4の位置、速度等を制御する。そのようにして演算したコンテナCaの将来位置が、目標コンテナCb位置に合致すると予測されるタイミングにて着床するように、コンテナCaの下降速度を調整し、着床の瞬間において水平位置ずれが許容範囲以内になるように制御するものである。
【0007】
また、前記した特開平10−120362号公報および特願2001−036015号に示された着床制御の中心をなす技術は、コンテナCaおよび吊ロープ6の動的挙動を表すモデルによって将来の吊荷位置の予測を行うことにある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、動的モデルは吊荷コンテナCaの位置予測に影響する全ての要因を網羅することが出来ず、特に、外乱の影響のモデル化の困難性のため水平位置ずれ予測に誤差を生じる可能性がある。ここで、影響の大きい外乱として、風の影響、コンテナCa内の積荷の重量分布、吊ロープ6の張力不平衡等があり、それらの影響が大きい場合には着床時の水平位置ずれは許容範囲を超えることがある。
【0009】
また、特願2001−36015号では、目標コンテナCbとの水平位置ずれを修正する手段として、横行トロリ4の移動を行っている。しかし、横行トロリ4の移動によって修正できるのは横行トロリ4の移動方向への位置ずれだけであり、実際には吊荷であるコンテナCaは横行トロリ4の移動方向に平行な運動のみでなく、旋回運動を伴うことが多いため、着床時の位置ずれが許容範囲内に収まるためには、横行トロリ4の移動方向による位置ずれ及び旋回による位置ずれの2種類の位置ずれが着床の瞬間において同時に許容範囲に収束されることが要求される。
【0010】
つまり、この特願2001−36015号に示す方法では吊荷の旋回に伴う位置ずれについては修正する手段がなく、旋回による位置ずれが収束するまで待って着床させることになり、結果として着床に要する時間が長くなる不具合があった。
【0011】
一方、特許第2813510号公報に示す技術は、吊荷であるコンテナCaの底部に機械的なガイドを張り出し、ガイドに沿ってコンテナCaを目標コンテナCbに位置決めしようとするもので、前記2種類の何れの水平位置ずれも同時に修正する機能を有するが、機械的なガイドは吊具5の付加装置であるため、巻き上げ重量の増加を来たし、巻上装置7の駆動容量増加となる。また、目標コンテナCbとの機械的接触が避けられず、破損し易いという欠点があった。
【0012】
また、吊荷コンテナCaの将来位置の予測誤差による着床誤差の問題については、現在計測した位置ずれ量が許容の着床精度内であるとき、その後の位置ずれが許容の着床誤差範囲を超過する以前に着床させることにより解決できる。
即ち、現在計測した水平方向位置ずれが許容範囲であれば、直ちに吊荷降下を開始して着床するまでの時間が、位置ずれ量が増加して許容範囲を超過するまでの時間(着床時間)より短かければよい。
ところが、吊荷降下速度は吊荷着床時の衝撃を過大にしない配慮から制約があり、従って位置ずれが許容範囲を超過する以前に着床させるには、吊荷コンテナCaと目標コンテナCbの高さ方向間隔が十分小さいことが必要である。
【0013】
一例として、現在の吊ロープ長が10mであるとして、さらに若干量の吊ロープ6の繰り出し、即ち、吊荷コンテナCaの降下によって着床する状態にある場合を想定する。また、許容される水平位置ずれを30mmと仮定する。この状態での吊ロープ6の周期は約6.3秒(2π√(10/9.8))であり、また、現在吊荷コンテナCaが片振幅100mmで横行トロリ4の移動方向に振動していると仮定した場合、吊荷コンテナCaの平均水平方向速度は約63mm毎秒である。
従って、水平位置ずれ検出手段により吊荷コンテナCaと目標コンテナCbの位置ずれが0と検出された瞬時に吊荷コンテナCaの巻き下げを開始し、着床時点で許容ずれ(30mm以内)を満足させるには巻き下げに要する時間は約0.48秒以内でなければならない。
【0014】
巻き下げに要する時間=30mm/毎秒63mm=0.476秒
【0015】
ここで、巻き下げ平均速度が100mm毎秒に制約されるとすれば、吊荷コンテナCaと目標コンテナCbとの高さ方向間隔は48mm以内(100mm/秒×0.48秒=48mm)でなければならない。
【0016】
着床前において、ずれが許容の着床精度に収束していない場合には、位置ずれの補正を行なうか又は位置ずれが許容値内に収束するまで待つことが必要であるが、位置ずれ補正制御を行うにしても位置ずれの収束を待つにしても、その間吊荷コンテナCa及び目標コンテナCb同士が接触し吊荷コンテナCaの運動を拘束しないことが必要である。
即ち、吊荷コンテナCaと目標コンテナCbとの間に高さ間隔があることが必要であり、一方、その間隔は前記した程度か、それ以下に保持される必要がある。
【0017】
前記間隔を保持するには、同間隔を計測できることが前提である。従来から吊荷コンテナCaと目標コンテナCbの上面との高さ間隔を計測する方法は種々あるが、前記した程度の間隔を計測するにはいずれも問題がある。
例えば、目標コンテナCb上面高さを既知とし、吊荷コンテナCa位置を繰り出しロープ長から検出したりあるいは光波距離計により検出して両者の差を取る方法等があるが、実際には目標コンテナCbの積み付け場所の高低の誤差、積み付けコンテナ高さの誤差、吊ロープ6の伸びによる誤差、クレーン1の構造変形による誤差等が累積し、目的にかなう計測は困難であった。
【0018】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、コンテナの段積み制御における吊荷位置予測モデルに起因する誤差及び横行トロリの移動方向以外の方向に発生する吊荷の運動により生じる位置ずれが重なって生じる着床誤差(着床時における吊荷と目標位置との水平位置ずれ量)の解消及び着床時間の短縮を図ることができるクレーン及びクレーンの制御方法を提供することを目的としている。
また、吊荷と目標との間隔を実用的な方法で確保し、吊荷と目標のずれが過大になる以前に着床を終了させ、さらに、吊荷がトロリの移動方向と吊荷旋回方向の2方向に運動している場合においても、吊荷の振れ止め制御における左右支持ロープを独立に制御できる装置等特殊な装置を使用することなく許容位置ずれを満足しつつ短時間に着床させることが可能なクレーン及びクレーンの制御方法を提供することを目的としている。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載のクレーンは、上方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレーンであって、前記吊荷の四隅のコーナーの内の少なくとも二つの第1、第2のコーナーと、該第1、第2のコーナーおのおのに応当する前記着床場所に関する位置との水平方向の位置ずれを検出する水平位置ずれ検出手段と、該水平位置ずれ検出手段からの検出信号に基づいて前記第1のコーナーの着床時及び前記第2のコーナーの着床時における該第1、第2のコーナーと、該第1、第2のコーナーおのおのに応当する前記着床場所に関する位置との水平位置ずれを補正する水平位置ずれ補正手段とを有し、前記吊具を傾けることにより、この吊具に保持させた前記吊荷の第1のコーナーを他のコーナーより相対的に低くした状態にて、最初に前記第1のコーナーが同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に前記水平位置ずれ補正手段によって位置決めされて着床し、序で前記第2のコーナーが同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に前記水平位置ずれ補正手段によって位置決めされて着床されることを特徴としている。
【0020】
上記において、吊荷の特定コーナーに応当する所定着床場所に関する位置とは、例えば着床場所が既に地上に積み付けられているコンテナ上である場合には前記地上に積み付けられたコンテナのコーナーであって、吊荷の該特定コーナーに応当するものをいう。
また、吊荷を地上の所定場所に着床させる場合には、地上の所定着床場所の位置を特定するために設置したマーク等であって、同マークと前記吊荷の特定コーナーとをあらかじめ設定された位置関係に位置決めすることにより吊荷を所定位置に着床できるよう配置したものを、前記吊荷の特定コーナーに応当する着床場所に関する位置という。
【0021】
前記した水平位置ずれ補正手段としては、前記水平位置ずれ検出手段からの検出信号に基づいて、該水平位置ずれ量を減少するように前記トロリーを移動させる方法、吊具を旋回する装置が設置されている場合には該旋回装置によって吊具を旋回させて同様の補正を行う方法、またはトロリー移動と吊具旋回を併用して行う方法等がある。
【0022】
請求項2記載のクレーンは、上方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレーンであって、前記吊荷の四隅のコーナーの内の少なくとも二つの第1、第2のコーナーと、該第1、第2のコーナーおのおのに応当する前記着床場所に関する位置との水平方向の位置ずれを検出する水平位置ずれ検出手段と、該水平位置ずれ検出手段からの検出信号に基づいて前記第1のコーナーの着床時及び前記第2のコーナーの着床時における該第1、第2のコーナーと、該第1、第2のコーナーおのおのに応当する前記着床場所に関する位置との水平位置ずれを補正する水平位置ずれ補正手段とを有し、前記吊具を傾けることにより、この吊具に保持させた前記吊荷の第1のコーナーを含む一つの陵を他の陵より相対的に低くした状態にて、最初に前記第1のコーナーが同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に前記水平位置ずれ補正手段によって位置決めされて第1のコーナーを含む陵が着床し、序で前記第2のコーナーが同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に前記水平位置ずれ補正手段によって位置決めされて第2のコーナーを含む他の陵が着床されることを特徴としている。
【0023】
請求項3記載のクレーンの制御方法は、上方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレーンの制御方法であって、前記吊具を傾けることにより、この吊具に保持させた前記吊荷の四隅のコーナーの内の一つを第1のコーナーとして他のコーナーに対して相対的に低くした状態にて、この第1のコーナーを、同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に対して水平方向の位置決めを行う第1の位置決め工程と、前記第1のコーナーを同コーナーに応当する着床場所に関する位置に位置決めした状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて前記第1のコーナーを前記着床場所に接触させる第1の着床工程と、該第1の着床工程後に、吊荷の他のコーナーの内の少なくとも一つのコーナーを第2のコーナーとして、同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に対して水平方向の位置決めを行う第2の位置決め工程と、前記第2のコーナーを同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に位置決めした状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて前記第2のコーナーとともに残りのコーナーを前記着床場所に接触させて前記吊荷の底面全体を前記着床場所に着床させる第2の着床工程とを行うことを特徴としている。
【0024】
請求項4記載のクレーンの制御方法は、上方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレーンの制御方法であって、前記吊具を傾けることにより、この吊具に保持させた前記吊荷の一つの陵を他の陵より相対的に低くした状態にて、この低くした陵の一端側のコーナーを第1のコーナーとして、この第1のコーナーを、同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に対して水平方向の位置決めを行う第1の位置決め工程と、前記第1のコーナーを同コーナーに応当する着床場所に関する位置に位置決めした状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて低くした陵を前記着床場所に接触させる第1の着床工程と、該第1の着床工程後に、対向側の陵の一端のコーナーを第2のコーナーとして同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に対して水平方向の位置決めを行う第2の位置決め工程と、前記第2のコーナーを同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に位置決めした状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて対向側の陵を前記着床場所に接触させて前記吊荷の底面全体を前記着床場所に着床させる第2の着床工程とを行うことを特徴としている。
【0025】
請求項5記載のクレーンの制御方法は、上方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレーンの制御方法であって、前記吊荷を前記所定の着床場所に着床させた状態にて、前記吊具を巻き上げた際に、この吊具に保持させた前記吊荷の四隅のコーナーの内の一つを第1のコーナーとしてこの第1のコーナーが他のコーナーに対して相対的に低くなるように前記吊ロープの長さを調整しておき、前記巻上装置によって前記吊具を巻き上げることにより、前記第1のコーナーを除く他のコーナーを着床場所から離間させる巻き上げ工程と、この巻き上げ工程後に、他のコーナーの内の少なくとも一つのコーナーを第2のコーナーとして同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に対して水平方向の位置決めを行う位置決め工程と、前記第2のコーナーを前記した如く位置決めした状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて前記第2のコーナーとともに残りのコーナーを前記着床場所に接触させて前記吊荷の底面全体を前記着床場所に着床させる着床工程とを行うことを特徴としている。
【0026】
請求項6記載のクレーンの制御方法は、上方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレーンの制御方法であって、前記吊荷を前記所定の着床場所に着床させた状態にて、前記吊具を巻き上げた際に、この吊具に保持させた前記吊荷の一つの陵が他の陵に対して相対的に低くなるように前記吊ロープの長さを調整しておき、前記巻上装置によって前記吊具を巻き上げることにより、前記一つの陵の対向側の陵を着床場所から離間させる巻き上げ工程と、この巻き上げ工程後に、前記の着床場所から離間した対向側の陵の一端のコーナーを位置決めのコーナーとして同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に対して水平方向の位置決めを行う位置決め工程と、該位置決めコーナーについて前記位置決めした状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて前記対向側の陵を前記着床場所に接触させて前記吊荷の底面全体を前記着床場所に着床させる着床工程とを行うことを特徴としている。
【0027】
請求項7記載のクレーンの制御方法は、請求項5または請求項6記載のクレーンの制御方法において、前記吊具の巻き上げ工程を行う前に、前記トロリ上の吊ロープ支持点と前記吊具上のロープ支持点を水平方向へ位置ずれさせておき、前記巻き上げ工程にて前記吊荷が前記ロープ支持点の水平位置ずれにより移動したことを検出して前記巻き上げ工程における巻き上げを停止させることを特徴としている。
【0028】
請求項8記載のクレーンの制御方法は、請求項3〜7のいずれか1項記載のクレーンの制御方法において、他のコンテナの上面を前記着床場所として前記吊荷を着床させて段積みすることを特徴としている。
【0029】
この発明によるクレーン及びクレーンの制御方法においては、コンテナからなる吊荷を適当な方法、例えば通常4本で支持されている吊ロープの1本を他よりあらかじめ長く調整するか、吊荷を前後、左右に傾斜させる吊具傾転装置(それぞれヒール装置及びトリム装置と呼ぶ)等により、吊荷底部の一つのコーナーの高さを他のコーナーより相対的に低く設定し、そして、このように他のコーナーより低く設定した一つのコーナー(以下の説明ではコーナーAと呼ぶ。他のコーナーをコーナーBと呼ぶ)について、目標コンテナ上面の対応するコーナーとの水平位置ずれのみに着目してその計測と将来ずれ量の予測を行い、必要に応じてトロリの移動により、または、吊荷の旋回装置が設置されている場合には吊荷を旋回して当該コーナー同士のずれが減少するように調整して、当該水平位置ずれが許容範囲になる時点で両コーナー同士が接触、着床するよう吊荷を降下させる。
【0030】
吊具には吊荷の各コーナーが着床したことを個別に検出する手段(着床検出手段)が設置されており、コーナーAの着床が検出される。ここでコーナーAは目標コンテナの対応コーナー部で拘束され、一方、他のコーナー(コーナーB)は、コーナーAとの相対高さの差相当分の間隔を目標コンテナに対して保持しつつ、コーナーAを支点として旋回し得る状態になる。この状態は、図8に示されている。図8では吊荷コンテナCaのコーナーAが目標コンテナCbの対応するコーナーに着床し、他のコーナーが着床しない状態を示している。なお、最初に着床させる位置を吊荷コンテナCaの1つのコーナーとせず、図9に示すように、吊荷コンテナCaの短手側底面陵を着床させても同様な効果を得ることができる。
【0031】
コーナーAの着床の検出に続いて拘束されていないコーナーBの内の1つについて目標コンテナCbの対応するコーナーとの水平位置ずれに注目して、上述のコーナーAについて行ったときと同様な方法で吊荷コンテナCaを着床させる。コンテナは箱型(直方体)と想定しているから、2つのコーナーの許容ずれ内での着床により吊荷コンテナCa全体が目標コンテナCbに対して許容ずれ範囲内で着床することになる。この場合に、コーナーAとコーナーBとの相対的な高さの差が、前述したように、十分に小さければ、ずれ量予測誤差の影響を受けずに許容ずれ内で着床させることができる。
【0032】
上記説明において、吊荷コンテナCaと目標コンテナCbの対応する一つのコーナーの水平位置ずれのみに注目して着床制御を行うことの他の効果は、吊荷コンテナCaがトロリの移動方向の運動および旋回運動が存在する場合にも、旋回運動のトロリの移動方向成分をトロリの移動方向の動きに足し合わせたものについて、その量を減少させ又はその量が許容範囲となるタイミングで着床させれば目的を達成できることにある。
【0033】
即ち、トロリの移動か、吊荷旋回装置が設置されている場合にはそれらのいずれか一個の手段によってずれ修正が可能となり制御が容易になる。仮に複数のコーナーのずれを同時に許容範囲に収束させようとしても、旋回運動によるコーナーの運動は反対側に位置するコーナーについては逆方向であるため、複数のコーナー全部について同時に位置ずれを収束させることは極めて困難である。
【0034】
図5は吊荷コンテナCaの運動と目標コンテナCbに対する水平位置ずれの関係を示すものである。
コーナーAに着目すれば、吊荷Caと目標コンテナCbの水平位置ずれは、トロリの移動方向に平行な位置ずれDLと旋回によるずれのトロリの移動方向成分DSを足し合わせたもので近似させることができる。
【0035】
ちなみに、旋回運動は実用的には最大でも2°程度に抑制することが可能であり、コンテナの長手方向長さ(トロリー移動方向と直角の長さ)を12mとすれば、旋回運動によるトロリー移動に対する直角方向へのずれ量は4mm程度であって実用上無視できる程度の誤差となるので、旋回運動の移動量をトロリ移動方向成分で近似することは実用上妥当である。
【0036】
さらに、上述したように最初にコーナーAのみを着床させ、このコーナーAを拘束することにより、他の拘束されていないコーナーBの一つのみに注目してずれ量の制御、着床を行うことにより容易に安定した着床制御が可能である。
すなわち、コーナーAが拘束されず、コーナーBの移動の支点として利用できない場合は、一つのコーナーに注目して位置ずれを制御しようと試みても結局他のコーナーの位置ずれに影響を与えることになり、最終的に吊荷コンテナCaの全コーナーが目標コンテナCbの対応するコーナーに許容位置ずれ範囲内で着床すると言う目的を達成することが困難になる。
【0037】
以上の説明において、最初にあらかじめ他のコーナーより低く設定したコーナーAを着床させる場合について何らかの理由により許容のずれ範囲内に収束させることが出来なかった場合には、再度吊荷を巻き上げ、コーナーAの着床検出手段が、コーナーAが目標コンテナCbから離れた時に巻き上げを停止し、その後、再度着床制御を行なう。この場合、コーナーAと目標コンテナCbの間の高さ間隔は十分小さく、コーナーAと目標コンテナCbの対応するコーナーとのずれが許容範囲内にあることを検出して吊荷コンテナCaを降下すれば、大きいずれに発展する前に着床を完了することができる。
【0038】
あるいは、吊荷コンテナCa全体の着床後、何らかの理由で着床ずれ量が許容範囲にならなかったことが検出された場合には、コーナーAが許容ずれ内で着床している場合とコーナーAも許容範囲から逸脱している場合に分けて次のように再度着床制御を行う。
【0039】
1)コーナーAが許容内である場合
吊荷を巻き上げる。コーナーAは他コーナーBより低く設定されているのでコーナーBが目標コンテナCbより離れたことを検出した時、巻き上げを中止すると、コーナーAは着床状態にある。したがって、、前述のように、コーナーBについての着床制御により吊荷コンテナCaの全体を着床させる。
【0040】
2)コーナーAを含め許容範囲を逸脱している場合
コーナーAが目標コンテナCbより離れたことを検出するまで吊荷コンテナCaを巻き上げる。コーナーAは他コーナーBより低く設定されているので、この時、コーナーBも目標コンテナCbから離れた状態になる。次いで、既に述べたコーナーAについての着床制御、続いてコーナーBについての既に述べた着床制御を行うことにより吊荷コンテナCa全体を着床させる。
【0041】
このように、本発明のクレーン及びクレーンの制御方法によれば、吊荷のコンテナがトロリの移動方向と旋回方向に運動している場合にも、特別な機械式のガイド等の付加装置を用いることなく確実に水平方向に位置決めして着床場所への積み付けあるいは他のコンテナ上への段積みを行うことができる。
また、吊荷のコンテナがトロリの移動方向と旋回方向に運動している場合においても、クレーンに特別装置の付加を必要とせず、また、それら運動の収束を待つことなく着床場所への積み付けあるいは他のコンテナ上への段積みを短時間に行うことができる。
【0042】
さらに、吊荷のコンテナの位置予測による着床制御方法において大きな影響を受ける風、吊荷の偏荷重等の外乱による位置予測誤差の影響を受けることなく安定に、着床場所への積み付けあるいは他のコンテナ上への段積みを行うことができる。
そして、これらは、クレーンの安定かつ効率的な段積み自動システムを安価に実現する上で、極めて有効である。
【0043】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例のクレーン及びクレーンの制御方法を図面を参照して説明する。
まず、この発明の制御方法が適用されるトランスファークレーンの全体構成を説明する。
図1において符号10は、吊荷であるコンテナCaを、目標コンテナCbへ段積みさせるコンテナトランスファークレーン(以下クレーンと称す)と呼ばれるクレーンである。
このクレーン10は、コンテナを段積みするタイヤ式橋形クレーンであり、タイヤ式走行装置11によって無軌道面上を走行する門形のクレーン走行機体10aを有している。クレーン走行機体10aの水平な上部梁12には、この上部梁12に沿って水平方向に移動する横行トロリ13が設けられている。
【0044】
横行トロリ13には巻上装置14が搭載されており、巻上装置14が巻き上げ、繰り出しを行う4組の吊ロープ15によってコンテナ用の吊具(スプレッダ)16が吊り下げられている。
吊具16は吊荷であるコンテナCaを係脱可能に保持することができるようになっている。ここでは、コンテナCbは目標コンテナであり、吊荷コンテナCaを目標コンテナCb上に積み付ける場合を示している。
【0045】
横行トロリ13には、4組の吊ロープ15の長さを変更することにより吊荷コンテナCaに、前後、左右の傾きを与えるヒール装置及びトリム装置からなる吊具傾転装置17、18が設置されている。吊具傾転装置17、18は電動シリンダーにより吊ロープ15の横行トロリ13上の支持点位置を変える機構を有しており、このように支持点を変えることにより吊具16に傾斜を与えることができるようになっている。
【0046】
また、吊具16のコーナー部には目標コンテナCbまたは地上のコンテナ積み付け位置、つまり着床場所に関する位置を示すマークと吊荷であるコンテナCaのコーナーA、B、C、Dとの相対位置を検出する水平位置ずれ検出器20A、20B、20C、20Dが設置されている。
水平位置ずれ検出器20A、20B、20C、20Dの一例としては、吊荷コンテナCaの底面と目標コンテナCbの上面との陵を同時に撮像するCCDカメラを有し、撮像された画像データを処理して両コンテナのエッジを検出し、それらエッジの相対位置関係によって吊荷コンテナCaと目標コンテナCbとの水平方向の位置ずれを検出するものがある。
【0047】
さらに、吊具16には、吊荷コンテナCaの着床検出器23A、23B、23C、23Dが4つのコーナーA、B、C、Dに設置されている。
この着床検出器23A、23B、23C、23Dは、図2に示すように、吊具16に、上下スライド可能に取り付けられたロッド23aと、このロッド23aの上部に設けられたアクチュエータ23bによって作動される近接スイッチ24A、24Bとを有している。
そして、ロッド23aが上方に上がっている時は、近接スイッチ24Aがオン状態になり、ロッド23aが下がっている時は、近接スイッチ24Bがオン状態になるように位置決めされている。
【0048】
ここで、図2(a)は、吊荷コンテナCaが目標コンテナCb上に着床している場合を示し、ロッド23aが上方に配置され、近接スイッチ24Aがオン状態とされている。また、図2(b)は、吊荷コンテナCaが目標コンテナCb上に着床していない場合を示し、ロッド23aが下方に配置され、近接スイッチ24Bがオン状態とされている。
なお、図において、符号22は、ツイストロックピンであり、このツイストロックピン22は、コンテナCaを吊具16に係合させるものである。
【0049】
次に、上記構造のクレーン10における制御系について説明する。
図3に示すものは、クレーン10による段積み動作を行うための制御を行う制御系を示すものである。
図において、符号32は、段積み制御器であり、この段積み制御器32には、巻きモータ駆動装置30Aを介して巻上装置14を駆動する巻きモータ30が接続されている。
また、この段積み制御器32には、トロリモータ駆動装置31Aを介して横行トロリ13を横行駆動するトロリ台車横行モータ31が接続されている。
【0050】
さらに、この段積み制御器32には、吊荷コンテナCaの一つのコーナーAに対応する着床検出器23A及び他のコーナーBに対応する着床検出器23Bが接続されており、また、巻上装置14を駆動させる巻きモータ30に設けられたロータリエンコーダ等からなる吊荷高検出器25Cが接続されている。
また、この段積み制御器32には、水平位置ずれ検出器20A、20Bが接続されており、さらに、横行トロリ13の位置を検出するトロリ位置検出器26A及び横行トロリ13の移動速度を検出するトロリ速度検出器26Bが接続されている。
【0051】
この段積み制御器32は、水平位置ずれ検出器20A、20Bからの信号に基づいて、吊荷コンテナCaのコーナーA、Bと目標コンテナCbのコーナーA、Bとの水平方向の位置ずれが許容範囲内であるか否かを判別する水平位置ずれ判別部28A、及び水平位置ずれ検出器20A、20B及びトロリ位置検出器26A、トロリ速度検出器26Bからの信号に基づいて、吊荷コンテナCaのコーナーA、Bの水平位置を目標コンテナCbのコーナーA、Bに一致させるべく、トロリモータ駆動装置31Aへトロリ速度指令信号を出力してトロリ台車横行モータ31の駆動を制御する水平位置ずれ補正部28Bを有している。
【0052】
また、段積み制御器32は、着床検出器23A、23B、吊荷高検出器25C及び水平位置ずれ判別部28Aからの信号に基づいて、吊荷コンテナCaを所要の速度で降下させるために吊荷降下速度を決定する吊荷降下速度決定部27Aと、この吊荷降下速度決定部27Aにて決定された吊荷降下速度での降下を開始させるタイミングを決定する吊荷降下開始時点決定部27Bとを有しており、この吊荷降下開始時点決定部27Bから駆動の指令信号が巻きモータ駆動装置30Aへ出力され、巻きモータ30が、吊荷降下速度決定部27Aにて決定された速度にで吊荷降下開始時点決定部27Bにて決定されたタイミングにて駆動され、吊具16に保持された吊荷コンテナCaが下降されるようになっている。
【0053】
さらに、段積み制御器32には、着床検出器23A、23Bからの信号に基づいて、降下している吊荷コンテナCaの降下を停止させるさせるタイミングを決定する吊荷降下停止時点決定部27Cを有しており、この吊荷降下停止時点決定部27Cから駆動の指令信号が巻きモータ駆動装置30Aへ出力され、巻きモータ30が、吊荷降下停止時点決定部27Cにて決定されたタイミングにて停止され、吊具16に保持された吊荷コンテナCaの降下が停止されるようになっている。
【0054】
図4(a)および図4(b)は、図3における水平位置ずれ補正部28Bの機能を示すものである。
ここで、目標コンテナCbに対する吊荷コンテナCaの水平位置のずれとは、吊荷コンテナCaのコーナーAに着目すると、図5に示すように、横行トロリ13の移動方向に平行な位置ずれDLと、旋回によるずれの横行トロリ13の移動方向成分の位置ずれDSを足し合わせたもので近似することができる。
ちなみに、前述したように、旋回運動は実用的には最大でも2°程度に抑制することが可能であり、コンテナの長手方向長さ(横行トロリ13の移動方向と直角の長さ)を12mとすれば、旋回運動による横行トロリ13の移動に対する直角方向へのずれ量は4mm程度であって実用上無視できる程度の誤差となるので、旋回運動の移動量を横行トロリ13の移動方向成分で近似することは実用上妥当である。
【0055】
図4(a)は、吊荷コンテナCaの底部の全コーナーA、B、C、Dが目標コンテナCbの上面に着床していない状態において、吊荷コンテナCaの底部のコーナーの1つであって他のコーナーより相対的に低くされたコーナーAに注目して吊荷コンテナCaと目標コンテナCbとの水平位置ずれ補正を行うことを目的とした制御機能を表している。
【0056】
図4(a)に示すように、コーナーA、Bについて水平位置ずれ検出器20A、20Bによって検出された横行トロリ13の移動方向成分の位置ずれ量はトロリ位置補正信号として足し合わされ、コーナーA、Bが共に目標コンテナCbから位置ずれを生じている場合のトロリ位置補正信号となり、制御ゲイン28Dを介して及びこの制御ゲイン28Dと微分要素28Eとを経てレギュレータ28Fへ入力される。
【0057】
そして、上記水平位置ずれ補正部28Bでは、レギュレータ28Fにて、制御ゲイン28Dを経て入力されるトロリ位置補正信号、制御ゲイン28Dと微分要素28Eとを経て入力されるトロリ位置補正信号に基づいて、トロリ速度指令信号を出力する。
また、コーナーAについての位置ずれ量に伴うトロリ位置補正信号は、積分要素28Cを経てレギュレータ28Fへ入力され、コーナーBについての位置ずれ量によるトロリ位置補正制御が制御ゲインKで決まる定常偏差範囲で終了した後も、積分要素28Cによる動作により、引き続きコーナーAのみの位置ずれを減少させるように制御される。
このようにして、選択したコーナーAについての位置補正に重点をおいた制御が行われる。
【0058】
図4(b)は、吊荷コンテナCaのコーナーAが目標コンテナCbに着床した後、コーナーAの着床状態を保持したままコーナーBと対応する目標コンテナCbのコーナーBの水平位置ずれ量を補正する機能を示している。
つまり、図4(b)では、図4(a)におけるコーナーAとコーナーBの関係が入れ替わっており、図4(a)についての動作説明と同様にして、図4(b)によってコーナーBに重点をおいた位置ずれ補正制御が行われる。
【0059】
図4(b)の補正動作はコーナーAが着床状態にあり、かつコーナーAと対応する目標コンテナCbのコーナーAとの水平位置ずれが許容範囲以内にある時のみ行われるよう構成されている。
この場合、コーナーAに関する水平位置ずれ量はトロリ位置補正制御を必要とするレベル以下であり、また、コーナーAは目標コンテナCbとの接触により移動しないので、図4(b)による補正制御は、結果としてコーナーAを支持点としてコーナーBの位置のみを補正する制御になる。
【0060】
次に、上記構成の制御系を有するクレーン10による段積み制御について、図6及び図7に示すフローチャート図に沿って説明する。
なお、図6に示すステップS1〜S9が、吊荷コンテナCaのコーナーAにおける着床制御のフローであり、図7に示すステップS10〜S18が、吊荷コンテナCaのコーナーB(他のコーナー)における着床制御のフローである。
【0061】
なお、この着床制御は、吊荷コンテナCaが、その底部のコーナーの一つであるコーナーAを他のコーナーB、C、Dより、予め相対的に低く設定された状態にあり、かつ、何れのコーナーも目標コンテナCb上に着床していない状況から開始される。
つまり、この制御が行われる前に、吊具傾転装置17、18によって吊ロープ15の横行トロリ13上における支持点位置が変えられて吊具16に傾斜が与えられ、これにより、一つのコーナーAだけが低く設定された状態とされる。
また、コーナーAを低くする方法としては、例えば、吊具16の四隅に係合された4本の吊ロープ15の内の一本を他のものより予め長く調整しておいても良い。
【0062】
ここで、吊荷コンテナCaは、通常の運転制御により、目標コンテナCbの近傍まで運搬される。この場合、目標コンテナCbの近傍とは、コンテナの寸法により異なるが、ISO標準の海上コンテナの場合には、吊荷コンテナCaの底部と目標コンテナCbの上面との高さ間隔で、0.5m程度、水平位置ずれについて0.2m程度を想定するが、状況によりこれらは変えられる。
【0063】
(コーナーAにおける着床制御:ステップS1〜S9)
ステップS1
まず、吊荷コンテナCaのコーナーAに対応する着床検出器23Aからの検出信号により、コーナーAの下端が目標コンテナCb上に着床したか否かが判断される。
つまり、コーナーAが着床していなければ、他のコーナーB、C、Dも着床しておらず、吊荷コンテナCaは、目標コンテナCbから離れていることとなる。
【0064】
ステップS2
図8に示すように、吊荷コンテナCaのコーナーAの下端が目標コンテナCb上に着床している状態において、前述した図4(a)にて示したコーナーAにおける水平位置ずれ補正制御が行われる。
つまり、段積み制御器32の水平位置ずれ補正部28Bにて、水平位置ずれ検出器20A、20Bからの信号及びトロリ位置検出器26A、トロリ速度検出器26Bからの信号に基づいて、吊荷コンテナCaのコーナーAを目標コンテナCbのコーナーAに合わせるべく、トロリ速度指令信号をトロリモータ駆動装置31Aへ出力し、トロリ台車駆動モータ31を駆動させる。
これにより、横行トロリ13が駆動され、吊荷コンテナCaのコーナーAが目標コンテナCbのコーナーAに近づけられる。
【0065】
ステップS3
段積み制御器32の水平位置ずれ判別部28Aにて、吊荷コンテナCaのコーナーAについて、目標コンテナCbのコーナーAに対する位置ずれが、予め設定された吊荷コンテナCaの降下開始可能な許容範囲にあるか否かが判別される。
ここで、降下開始可能な許容範囲から外れている場合は、段積み制御部32の水平位置ずれ補正部28Bによる水平位置ずれ補正制御(ステップS2)が行われる。
【0066】
ステップS4
吊荷コンテナCaのコーナーAの目標コンテナCbのコーナーAに対する位置ずれが降下開始可能な許容範囲にあると判別されると、水平位置ずれ判別部28Aから吊荷降下速度決定部27Aへ信号が出力され、これにより、この吊荷降下速度決定部27Aでは、吊荷コンテナCaの降下速度を設定し、吊荷降下開始時点決定部27Bへ信号を出力し、この吊荷降下開始時点決定部27Bにて降下開始のタイミングを決定させて、その降下開始時点にて、巻きモータ駆動装置30Aへ制御信号を出力し、巻きモータ30を駆動させる。これにより、吊荷降下速度決定部27Aにて決定された降下速度での吊荷コンテナCaの降下が開始される。
【0067】
なお、この吊荷降下速度決定部27Aにて決定される降下速度は、吊荷コンテナCaが目標コンテナCbに着床した時点における衝撃が許容可能である最大速度とされており、また、吊荷降下開始時点決定部27Bにて設定される降下開始のタイミングはコーナーAの位置ずれがあらかじめ設定された降下許容ずれ範囲に入った時点とされている。
その後、吊荷コンテナCaのコーナーAに対応する着床検出器23Aからの検出信号により、コーナーAの下端が目標コンテナCb上に着床したかどうかの判断(ステップS1)が行われる。
【0068】
ステップS5
着床検出器23Aからの信号が段積み制御器32の吊荷降下停止時点決定部27Cへ入力されると、この吊荷降下停止時点決定部27Cにて、吊荷コンテナCaの降下を停止させるべく、巻きモータ駆動装置30Aへ制御信号が出力され、巻きモータ駆動装置30Aによって巻きモータ30の駆動が停止される。
【0069】
ステップS6
段積み制御器32の水平位置ずれ判別部28Aにて、吊荷コンテナCaのコーナーAについて、目標コンテナCbのコーナーAに対する位置ずれが、予め設定された許容の位置ずれ範囲内である場合には、引き続き、他のコーナーB、C、Dにおける着床の制御A(ステップS10〜S18)が行われる。
【0070】
ステップS7
水平位置ずれ判別部28AにてコーナーAの位置ずれが許容の位置ずれ範囲から外れていると判別されると、巻きモータ駆動装置30Aによって巻きモータ30が駆動されて、吊荷コンテナCaが上昇される。
【0071】
ステップS8
吊荷コンテナCaのコーナーAの着床検出器20Aの信号に基づいて、吊荷コンテナCaのコーナーAが目標コンテナCbから離脱したか否かの判定が行われる。
【0072】
ステップS9
吊荷コンテナCaのコーナーAが目標コンテナCbから離脱したと判定されると、巻きモータ駆動装置30Aによって巻きモータ30の駆動が停止される。
その後は、再び、コーナーAの着床制御(ステップS1以降の制御)が行われる。
【0073】
(コーナーBにおける着床制御:ステップS10〜S18)
ステップS10
吊荷コンテナCaのコーナーBに対応する着床検出器23Bからの検出信号により、コーナーBの下端が目標コンテナCb上に着床したかどうかが判断される。
なお、最初にこの処理を行う時には、ステップS6からの継続した処理であるからコーナーAのみが着床、他のコーナーB、C、Dは着床していない状態である。
【0074】
ステップS11
吊荷コンテナCaのコーナーBの下端が目標コンテナCb上に着床している状態において、前述した図4(b)にて示したコーナーBにおける水平位置ずれ補正制御が行われる。
つまり、段積み制御器32の水平位置ずれ補正部28Bにて、水平位置ずれ検出器20A、20Bからの信号及びトロリ位置検出器26A、トロリ速度検出器26Bからの信号に基づいて、吊荷コンテナCaのコーナーBを目標コンテナCbのコーナーBに合わせるべく、トロリ速度指令信号をトロリモータ駆動装置31Aへ出力し、トロリ台車駆動モータ31を駆動させる。
これにより、横行トロリ13が駆動され、吊荷コンテナCaのコーナーBが目標コンテナCbのコーナーBに近づけられる。
【0075】
ステップS12
段積み制御器32の水平位置ずれ判別部28Aにて、吊荷コンテナCaのコーナーBについて、目標コンテナCbのコーナーBに対する位置ずれが、予め設定された吊荷コンテナCaの降下開始可能な許容範囲にあるか否かが判別される。
ここで、降下開始可能な許容範囲から外れている場合は、段積み制御部32の水平位置ずれ補正部28Bによる水平位置ずれ補正制御(ステップS11)が行われる。
【0076】
ステップS13
吊荷コンテナCaのコーナーBの目標コンテナCbのコーナーBに対する位置ずれが降下開始可能な許容範囲にあると判別されると、水平位置ずれ判別部28Aから吊荷降下速度決定部27Aへ信号が出力され、これにより、この吊荷降下速度決定部27Aでは、吊荷コンテナCaの降下速度を設定し、吊荷降下開始時点決定部27Bへ信号を出力し、この吊荷降下開始時点決定部27Bにて降下開始のタイミングを決定させて、その降下開始時点にて、巻きモータ駆動装置30Aへ制御信号を出力し、巻きモータ30を駆動させる。これにより、吊荷降下速度決定部27Aにて決定された降下速度での吊荷コンテナCaの降下が開始される。
【0077】
なお、この場合も、吊荷降下速度決定部27Aにて決定される降下速度は、吊荷コンテナCaが目標コンテナCbに着床した時点における衝撃が許容可能である最大速度とされており、また、吊荷降下開始時点決定部27Bにて設定される降下開始のタイミングはコーナーBの位置ずれがあらかじめ設定された降下許容ずれ範囲に入った時点とされている。
その後、吊荷コンテナCaのコーナーBに対応する着床検出器23Bからの検出信号により、コーナーBの下端が目標コンテナCb上に着床したかどうかの判断(ステップS10)が行われる。
【0078】
ステップS14
着床検出器23Bからの信号が段積み制御器32の吊荷降下停止時点決定部27Cへ入力されると、この吊荷降下停止時点決定部27Cにて、吊荷コンテナCaの降下を停止させるべく、巻きモータ駆動装置30Aへ制御信号が出力され、巻きモータ駆動装置30Aによって巻きモータ30の駆動が停止される。
【0079】
ステップS15
段積み制御器32の水平位置ずれ判別部28Bにて、吊荷コンテナCaのコーナーBについて、目標コンテナCbのコーナーBに対する位置ずれが、予め設定された許容の位置ずれ範囲内である場合には、吊荷コンテナCaが目標コンテナCbの上部に、各コーナーA〜Dが高精度に一致した状態にて着床したこととされ、着床制御が終了される。
【0080】
ステップS16
水平位置ずれ判別部28AにてコーナーBの位置ずれが許容の位置ずれ範囲から外れていると判別されると、巻きモータ駆動装置30Aによって巻きモータ30が駆動されて、吊荷コンテナCaが上昇される。
【0081】
ステップS17
吊荷コンテナCaのコーナーBの着床検出器20Aの信号に基づいて、吊荷コンテナCaのコーナーBが目標コンテナCbから離脱したか否かの判定が行われる。
【0082】
ステップS18
吊荷コンテナCaのコーナーBが目標コンテナCbから離脱したと判定されると、巻きモータ駆動装置30Aによって巻きモータ30の駆動た停止される。
その後は、再び、コーナーBの着床制御(ステップS10以降の制御)が行われる。
【0083】
このように、上記着床制御ステップS1〜S18が行われることにより、吊荷コンテナCaが、目標コンテナCbの上部に、極めて高精度にかつ短時間にて着床される。
【0084】
なお、上記の例では、ステップS17にて、吊荷コンテナCaのコーナーBが目標コンテナCbから離脱したか否かの判定、つまり、コーナーA以外の他のコーナーB、C、Dが上昇されたか否かの判定を、吊具16に設けられた着床検出器20Bからの信号に基づいて行うようにしたが、この判定としては、着床検出器20Bによらずに行うことも可能である。
【0085】
ここで、その判定の仕方としては、例えば、吊具16の動きを検出するCCDカメラ等のセンサを設けておき、全てのコーナーA〜Dが着床した状態にて、例えば横行トロリ13を僅かに水平方向へ移動させて、吊ロープ15のトロリー13上の支持点、即ち同吊ロープのトロリー13上の吊点と同ロープの吊具16側の支持点、即ち吊ロープが吊具16に接続される点の間に水平位置ずれを生じさせておいて、巻上装置14にて巻き上げた際に、コーナーA以外の他のコーナーB、C、Dが目標コンテナCbから離脱した時、前記トロリー上のロープ支持点と吊具上のロープ支持点間の水平位置ずれによって吊荷コンテナCaが微妙な位置ずれを生ずることをセンサによって検出するようにすれば良く、このようにすると、リミットスイッチなどからなる着床検出器を用いる場合と比較して、上昇高さを極力抑えることができ、その後の位置合わせ制御を行う際の時間の大幅な短縮化を図ることができる。
【0086】
なお、上記の例では、コーナーAを位置決めして着床させた後に、他のコーナー(コーナーB)を位置決めして着床させたが、図9に示すように、吊荷コンテナCaの一方の短手の陵R1を低くしておき、この状態にて、この陵R1を最初に着床させ、次いで他の短手側の陵R2を着床させても、同様に高精度な着床を行うことができる。
【0087】
この場合の着床制御としては、前述したコーナーAにおける着床制御に沿って陵R1の一端側のコーナーAを位置決めしながら陵R1を着床させ、次いで、コーナーBにおける着床制御に沿って陵R2の一端側のコーナーBを位置決めしながら陵R2を着床させれば良い。
【0088】
また、上記の例では、吊荷である吊荷コンテナCaを目標コンテナCb上に段積みする場合を例にとって説明したが、本実施形態例は、コンテナ上へ段積みする場合だけでなく、吊荷コンテナCaをコンテナ積み付け場所の床面の着床場所に関する位置に積み付けする場合にも適用できるのは勿論である。
なお、コンテナ積み付け場所の床面への積み付けを行う場合は、吊荷コンテナCaと目標コンテナCbとの水平位置ずれを検出する手段と同様に、吊荷コンテナCaと床面の指定位置との水平位置ずれを検出する手段を備える必要がある。なお、その水平位置ずれを検出する手段としては、目標コンテナCb上へ段積みする場合に用いる水平位置ずれ検出器20A〜20Dが兼用可能であることは勿論である。
【0089】
さらに、上記例では、コーナーAの位置決め後、このコーナーAに隣接するコーナーBを位置決めしながら着床させたが、コーナーAに着目した位置決め後に位置決めする他のコーナーとしては、コーナーBに限らず、コーナーC、Dであっても良いことは勿論である。
そして、上記の例では、他のコーナーB、C、Dの全てに、着床検出器23B、23C、23D及び水平位置ずれ検出器20B、20C、20Dを設けたが、これら検出器は、コーナーA以外のコーナーB、C、Dの内のいずれか一つに設けておけば上記着床制御を十分に行うことができるのは勿論である。
【0090】
そして、上記実施形態例のクレーン及びクレーンの制御方法によれば、吊荷コンテナCaを着床させる際に、吊荷コンテナCaの1つのコーナーAと着床場所の所定位置である目標コンテナCbのコーナーAとの間の水平位置ずれのみに注目して制御を行い、また、吊荷コンテナCaの1つのコーナーAを着床させた後に残りのコーナーBについて位置制御を行なって吊荷コンテナCa全体を着床させる方法を用いたので、次のような効果を得ることができる。
【0091】
1)吊荷コンテナCaが横行トロリ13の移動方向と旋回方向に運動している場合にも、特別な機械式のガイド等の付加装置を用いることなく確実に水平方向に位置決めして着床場所への積み付けあるいは目標コンテナCbである他のコンテナ上への段積みを行うことができる。
【0092】
2)吊荷コンテナCaが横行トロリ13の移動方向と旋回方向に運動している場合においても、クレーン10に特別装置の付加を必要とせず、また、それら運動の収束を待つことなく着床場所への積み付けあるいは目標コンテナCbである他のコンテナ上への段積みを短時間に行うことができる。
【0093】
3)吊荷コンテナCaの位置予測による着床制御方法において大きな影響を受ける風、吊荷の偏荷重等の外乱による位置予測誤差の影響を受けることなく安定に、着床場所への積み付けあるいは目標コンテナCbである他のコンテナ上への段積みを行うことができる。
そして、上記のことはクレーン10の安定かつ効率的な段積み自動システムを安価に実現する上で、極めて有効である。
【0094】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のクレーン及びクレーンの制御方法によれば、吊荷であるコンテナを着床させる際に、吊荷であるコンテナの1つのコーナーと着床場所の所定位置との間の水平位置ずれのみに注目して制御を行い、また、吊荷の1つのコーナーを着床させた後に残りのコーナーについて位置制御を行なって吊荷のコンテナ全体を着床させる方法を用いることにより以下の効果を奏することができる。
【0095】
1)吊荷のコンテナがトロリの移動方向と旋回方向に運動している場合にも、特別な機械式のガイド等の付加装置を用いることなく確実に水平方向に位置決めして着床場所への積み付けあるいは他のコンテナ上への段積みを行うことができる。
【0096】
2)吊荷のコンテナがトロリの移動方向と旋回方向に運動している場合においても、クレーンに特別装置の付加を必要とせず、また、それら運動の収束を待つことなく着床場所への積み付けあるいは他のコンテナ上への段積みを短時間に行うことができる。
【0097】
3)吊荷のコンテナの位置予測による着床制御方法において大きな影響を受ける風、吊荷の偏荷重等の外乱による位置予測誤差の影響を受けることなく安定に、着床場所への積み付けあるいは他のコンテナ上への段積みを行うことができる。
そして、上述の1)〜3)の効果はクレーンの安定かつ効率的な段積み自動システムを安価に実現する上で、極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態例のクレーンの構成及び構造を説明するクレーンの斜視図である。
【図2】 本発明の実施形態例のクレーンにおける吊荷コンテナの着床検出手段を説明する吊具付近における概略断面図である。
【図3】 本発明の実施形態例のクレーンの制御系を説明する機能ブロック図である。
【図4】 本発明の実施形態例のクレーンの制御を説明する制御ブロック線図である。
【図5】 本発明の実施形態例のクレーンの制御方法における目標コンテナに対する吊荷コンテナの水平方向の位置ずれを説明する概略平面図である。
【図6】 本発明の実施形態例のクレーンの制御方法を説明するフローチャート図である。
【図7】 本発明の実施形態例のクレーンの制御方法を説明するフローチャート図である。
【図8】 本発明の実施形態例のクレーンの制御方法を説明する目標コンテナ及び吊荷コンテナの概略斜視図である。
【図9】 本発明の実施形態例のクレーンの制御方法の他の例を説明する目標コンテナ及び吊荷コンテナの概略斜視図である。
【図10】 一般的なトランスファークレーンの構成及び構造を説明するクレーンの斜視図である。
【符号の説明】
10 クレーン
13 横行トロリ(トロリ)
14 巻上装置
15 吊ロープ
16 吊具
20A〜20D 水平位置ずれ検出器(水平位置ずれ検出手段)
23A〜23D 着床検出器(着床検出手段)
Ca 吊荷コンテナ(コンテナ)
Cb 目標コンテナ(コンテナ)
Claims (8)
- 上方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレーンであって、
前記吊荷の四隅のコーナーの内の少なくとも二つの第1、第2のコーナーと、該第1、第2のコーナーおのおのに応当する前記着床場所に関する位置との水平方向の位置ずれを検出する水平位置ずれ検出手段と、
該水平位置ずれ検出手段からの検出信号に基づいて前記第1のコーナーの着床時及び前記第2のコーナーの着床時における該第1、第2のコーナーと、該第1、第2のコーナーおのおのに応当する前記着床場所に関する位置との水平位置ずれを補正する水平位置ずれ補正手段とを有し、
前記吊具を傾けることにより、この吊具に保持させた前記吊荷の第1のコーナーを他のコーナーより相対的に低くした状態にて、最初に前記第1のコーナーが同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に前記水平位置ずれ補正手段によって位置決めされて着床し、序で前記第2のコーナーが同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に前記水平位置ずれ補正手段によって位置決めされて着床されることを特徴とするクレーン。 - 上方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレーンであって、
前記吊荷の四隅のコーナーの内の少なくとも二つの第1、第2のコーナーと、該第1、第2のコーナーおのおのに応当する前記着床場所に関する位置との水平方向の位置ずれを検出する水平位置ずれ検出手段と、
該水平位置ずれ検出手段からの検出信号に基づいて前記第1のコーナーの着床時及び前記第2のコーナーの着床時における該第1、第2のコーナーと、該第1、第2のコーナーおのおのに応当する前記着床場所に関する位置との水平位置ずれを補正する水平位置ずれ補正手段とを有し、
前記吊具を傾けることにより、この吊具に保持させた前記吊荷の第1のコーナーを含む一つの陵を他の陵より相対的に低くした状態にて、最初に前記第1のコーナーが同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に前記水平位置ずれ補正手段によって位置決めされて第1のコーナーを含む陵が着床し、序で前記第2のコーナーが同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に前記水平位置ずれ補正手段によって位置決めされて第2のコーナーを含む他の陵が着床されることを特徴とするクレーン。 - 上方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレーンの制御方法であって、
前記吊具を傾けることにより、この吊具に保持させた前記吊荷の四隅のコーナーの内の一つを第1のコーナーとして他のコーナーに対して相対的に低くした状態にて、
この第1のコーナーを、同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に対して水平方向の位置決めを行う第1の位置決め工程と、
前記第1のコーナーを同コーナーに応当する着床場所に関する位置に位置決めした状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて前記第1のコーナーを前記着床場所に接触させる第1の着床工程と、
該第1の着床工程後に、吊荷の他のコーナーの内の少なくとも一つのコーナーを第2のコーナーとして、同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に対して水平方向の位置決めを行う第2の位置決め工程と、
前記第2のコーナーを同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に位置決めした状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて前記第2のコーナーとともに残りのコーナーを前記着床場所に接触させて前記吊荷の底面全体を前記着床場所に着床させる第2の着床工程とを行うことを特徴とするクレーンの制御方法。 - 上方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレーンの制御方法であって、
前記吊具を傾けることにより、この吊具に保持させた前記吊荷の一つの陵を他の陵より相対的に低くした状態にて、
この低くした陵の一端側のコーナーを第1のコーナーとして、この第1のコーナーを、同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に対して水平方向の位置決めを行う第1の位置決め工程と、
前記第1のコーナーを同コーナーに応当する着床場所に関する位置に位置決めした状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて低くした陵を前記着床場所に接触させる第1の着床工程と、
該第1の着床工程後に、対向側の陵の一端のコーナーを第2のコーナーとして同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に対して水平方向の位置決めを行う第2の位置決め工程と、
前記第2のコーナーを同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に位置決めした状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて対向側の陵を前記着床場所に接触させて前記吊荷の底面全体を前記着床場所に着床させる第2の着床工程とを行うことを特徴とするクレーンの制御方法。 - 上方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレーンの制御方法であって、
前記吊荷を前記所定の着床場所に着床させた状態にて、前記吊具を巻き上げた際に、この吊具に保持させた前記吊荷の四隅のコーナーの内の一つを第1のコーナーとしてこの第1のコーナーが他のコーナーに対して相対的に低くなるように前記吊ロープの長さを調整しておき、
前記巻上装置によって前記吊具を巻き上げることにより、前記第1のコーナーを除く他のコーナーを着床場所から離間させる巻き上げ工程と、
この巻き上げ工程後に、他のコーナーの内の少なくとも一つのコーナーを第2のコーナーとして同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に対して水平方向の位置決めを行う位置決め工程と、
前記第2のコーナーを前記した如く位置決めした状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて前記第2のコーナーとともに残りのコーナーを前記着床場所に接触させて前記吊荷の底面全体を前記着床場所に着床させる着床工程とを行うことを特徴とするクレーンの制御方法。 - 上方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレーンの制御方法であって、
前記吊荷を前記所定の着床場所に着床させた状態にて、前記吊具を巻き上げた際に、この吊具に保持させた前記吊荷の一つの陵が他の陵に対して相対的に低くなるように前記吊ロープの長さを調整しておき、
前記巻上装置によって前記吊具を巻き上げることにより、前記一つの陵の対向側の陵を着床場所から離間させる巻き上げ工程と、
この巻き上げ工程後に、前記の着床場所から離間した対向側の陵の一端のコーナーを位置決めのコーナーとして同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に対して水平方向の位置決めを行う位置決め工程と、
該位置決めコーナーについて前記位置決めした状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて前記対向側の陵を前記着床場所に接触させて前記吊荷の底面全体を前記着床場所に着床させる着床工程とを行うことを特徴とするクレーンの制御方法。 - 請求項5または6において前記吊具の巻き上げ工程を行う前に、前記トロリ上の吊ロープ支持点と前記吊具上のロープ支持点を水平方向へ位置ずれさせておき、前記巻き上げ工程にて前記吊荷が前記ロープ支持点の水平位置ずれにより移動したことを検出して前記巻き上げ工程における巻き上げを停止させることを特徴とする請求項5または請求項6記載のクレーンの制御方法。
- 他のコンテナの上面を前記着床場所として前記吊荷を着床させて段積みすることを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項記載のクレーンの制御方法。
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