JP5336256B2 - Rubble input management system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、捨石投入管理システムに関し、さらに詳しくは、水底の所定範囲に捨石を精度よく投入するために必要な機器をガット船に迅速に取付けることができ、ガット船の実働率を向上させることができる捨石投入管理システムに関するものである。 The present invention relates to a rubble input management system, and more specifically, it is possible to quickly attach equipment necessary for accurately inputting rubble into a predetermined range of the bottom of the water to a gut ship, and to improve the working rate of the gut ship. It relates to a rubble input management system that can
水底の所定範囲に精度よく捨石を投入して、計画した形状のマウンドを形成するために、ＲＴＫ−ＧＰＳアンテナ、このアンテナから逐次送信される位置データを受信して送信するデータ処理機、位置データが入力される制御装置等をガット船に設置するシステムが知られている（特許文献１参照）。このような従来のシステムでは、ＲＴＫ−ＧＰＳアンテナを、グラブバケットを移動させるクレーンのブーム頂部に設置するが、ブーム頂部は一定形状ではなく船（クレーン）によって異なり、また、ＲＴＫ−ＧＰＳアンテナは比較的大型である。そのため、金属製の取付部材をブーム頂部に溶接し、この取付部材を介してアンテナを取付けるので、取付作業に長時間を要していた。また、データ処理機はアンテナの近傍でブームに固定され、クレーンの運転室に設置された制御装置とは通信ケーブルによって接続される。ブームの長さは、例えば３０ｍ〜４０ｍ程度なので、データ処理機と制御装置とを繋ぐ通信ケーブルは非常に長くなり、この通信ケーブルをブームに沿って固定するために、多大な時間（２時間程度）を要していた。 An RTK-GPS antenna, a data processor that receives and transmits position data sequentially transmitted from this antenna, and position data, in order to form a mound of a planned shape by accurately putting rubble into a predetermined range of the bottom of the water There is known a system that installs a control device or the like to which the input is input on a gut ship (see Patent Document 1). In such a conventional system, the RTK-GPS antenna is installed on the boom top of the crane that moves the grab bucket. However, the boom top does not have a fixed shape and differs depending on the ship (crane), and the RTK-GPS antenna is compared. Large. For this reason, since a metal mounting member is welded to the top of the boom and the antenna is mounted via this mounting member, a long time is required for the mounting operation. The data processor is fixed to the boom in the vicinity of the antenna, and is connected to a control device installed in the cab of the crane by a communication cable. Since the length of the boom is, for example, about 30 m to 40 m, the communication cable connecting the data processor and the control device becomes very long, and it takes a lot of time (about 2 hours) to fix the communication cable along the boom. ).
ガット船はその時に空いていた船体が現場に来るので、これらシステムを構成する機器を、予め特定のガット船に設置しておくことはできず、現場に来たガット船にその場で設置することになる。したがって、ガット船が現場に到着してからこれら機器の設置が完了するまでは、捨石の投入作業を行なうことができず、ガット船は未稼働状態になる。そのため、従来のシステムでは、必要な機器のガット船への取付け作業が、ガット船の実働率を大きく低下させる要因になっており、重大な問題になっていた。 Since the gut ships that were vacant at that time come to the site, the devices that make up these systems cannot be installed on a specific gut ship in advance, but installed on the gut ship that came to the site. It will be. Therefore, from the time when the gut ship arrives at the site until the installation of these devices is completed, the rubble throwing operation cannot be performed, and the gut ship becomes inoperative. For this reason, in the conventional system, the installation work of necessary equipment to the gut ship has been a factor that greatly reduces the working rate of the gut ship, which has been a serious problem.
本発明の目的は、水底の所定範囲に捨石を精度よく投入するために必要な機器を、ガット船に迅速に取付けることができ、ガット船の実働率を向上させることができる捨石投入管理システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rubble throwing management system that can quickly install equipment necessary for throwing rubble into a predetermined range of the bottom of the water into a gut ship, and can improve the working rate of the gut ship. It is to provide.
上記目的を達成するため本発明の捨石投入管理システムは、ガット船に積載した捨石をグラブバケットにより水中に投入して水底にマウンドを形成する際の捨石投入管理システムであって、ＧＰＳアンテナと、このＧＰＳアンテナと通信ケーブルにより接続されたデータ処理機と、このデータ処理機から送信される位置データが入力される制御装置と、制御装置に接続されたモニタとを備え、表面に磁石を設けた複数の剛体プレートを折りたたみ可能に連結したベース部を有するアンテナ取付部材に、前記ＧＰＳアンテナを固定し、この磁石の磁力によってアンテナ取付部材を前記グラブバケットを移動させるクレーンのブーム頂部に固定し、締付けベルトを備えたベース部を有する処理機取付部材に、前記データ処理機を固定し、この締付けベルトによって処理機取付部材をブームの頂部近傍に固定し、ＧＰＳアンテナから逐次送信される位置データを前記通信ケーブルを通じて前記データ処理機に送信し、この位置データを無線通信によってデータ処理機から制御装置に送信して、前記位置データに基づいて演算したグラブバケットの平面位置情報を前記モニタに表示する構成にしたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the rubble throwing management system of the present invention is a rubble throwing management system for throwing rubble loaded on a gut ship into the water by a grab bucket to form a mound on the bottom of the water. A data processor connected to the GPS antenna by a communication cable, a control device to which position data transmitted from the data processor is input, a monitor connected to the control device, and a magnet provided on the surface The GPS antenna is fixed to an antenna mounting member having a base portion in which a plurality of rigid plates are connected in a foldable manner, and the antenna mounting member is fixed to the boom top of a crane that moves the grab bucket by the magnetic force of the magnet, and tightened. The data processor is fixed to a processor attachment member having a base portion provided with a belt, and the tightening is performed. A processing unit mounting member is fixed near the top of the boom by a belt, and position data sequentially transmitted from a GPS antenna is transmitted to the data processing unit through the communication cable, and the position data is transmitted from the data processing unit to the control device by wireless communication. The plane position information of the grab bucket calculated based on the position data is displayed on the monitor.
ここで、例えば、前記磁石を、弾性部材を介在させて剛体プレートに取付けるとともに、前記通信ケーブルの長さを２．０ｍ〜５．０ｍに設定し、前記複数の剛体プレートを折りたたみ可能に連結したベース部に、前記磁石の前記ブーム頂部との当接面に直交する方向で、かつ、この磁石から遠ざかる方向にアングル部を延設し、このアングル部を前記アンテナ取付部材とし、このアングル部の延設方向先端部に前記ＧＰＳアンテナを固定する。捨石を水中に投入した際のグラブバケットの平面位置と、その平面位置での捨石の投入回数とを制御装置に記憶し、これらグラブバケットの平面位置と捨石の投入回数とを示す情報を前記モニタに表示することもできる。 Here, for example, the magnet is attached to a rigid plate with an elastic member interposed therebetween, and the length of the communication cable is set to 2.0 m to 5.0 m, and the plurality of rigid plates are connected in a foldable manner. In the base portion, an angle portion is extended in a direction perpendicular to the contact surface of the magnet with the boom top portion and away from the magnet, and the angle portion is used as the antenna mounting member. The GPS antenna is fixed to the front end in the extending direction. The plane position of the grab bucket when the rubble is thrown into the water and the number of rubble throws at that plane position are stored in the control device, and the information indicating the plane position of the grab bucket and the number of rubble throws is stored in the monitor. Can also be displayed.
本発明によれば、ＧＰＳアンテナと、このＧＰＳアンテナと通信ケーブルにより接続されたデータ処理機と、このデータ処理機から送信される位置データが入力される制御装置と、制御装置に接続されたモニタとを備え、表面に磁石を設けた複数の剛体プレートを折りたたみ可能に連結したベース部を有するアンテナ取付部材に、ＧＰＳアンテナを固定し、この磁石の磁力によってアンテナ取付部材をグラブバケットを移動させるクレーンのブーム頂部に固定するので、様々な形状のブーム頂部に対してもＧＰＳアンテナを迅速に設置することができる。また、締付けベルトを備えたベース部を有する処理機取付部材に、データ処理機を固定し、この締付けベルトによって処理機取付部材をブームの頂部近傍に固定するので、ブームにデータ処理機を迅速に設置することができるとともに、ＧＰＳアンテナとデータ処理機とをつなぐ通信ケーブルを短くすることができる。さらに、ＧＰＳアンテナから逐次送信される位置データを、無線通信によってデータ処理機から制御装置に送信するので、従来多大な時間を要していたデータ処理機と制御装置とを繋ぐ通信ケーブルの敷設作業が不要になり、作業時間を大幅に削減することができる。 According to the present invention, a GPS antenna, a data processor connected to the GPS antenna through a communication cable, a control device to which position data transmitted from the data processor is input, and a monitor connected to the control device A GPS antenna is fixed to an antenna mounting member having a base portion in which a plurality of rigid plates having magnets provided on the surface thereof are foldably connected, and the grab bucket is moved by the magnetic force of the magnet. The GPS antenna can be quickly installed even on boom tops of various shapes. In addition, the data processor is fixed to the processor mounting member having the base portion provided with the tightening belt, and the processor mounting member is fixed near the top of the boom by the tightening belt, so that the data processor can be quickly attached to the boom. While being able to install, the communication cable which connects a GPS antenna and a data processor can be shortened. Furthermore, since the position data sequentially transmitted from the GPS antenna is transmitted from the data processor to the control device by wireless communication, the laying work of the communication cable connecting the data processor and the control device, which has conventionally required a lot of time Is unnecessary, and the working time can be greatly reduced.
このようにＧＰＳアンテナおよびデータ処理機を設置するに際して、ガット船側に特別な加工をする必要がなく、迅速に取付けることができる。そのため、ガット船が現場に到着してから捨石の投入を開始するまでに要する作業時間が大幅に削減され、ガット船の実働率を向上させることができる。捨石投入の際には、モニタに表示されるグラブバケットの平面位置情報を参照することにより、水底の所定範囲に精度よく捨石を投入することができる。 Thus, when installing a GPS antenna and a data processor, it is not necessary to perform special processing on the gut ship side, and can be quickly installed. Therefore, the work time required from the arrival of the gut ship to the site until the start of throwing stones is greatly reduced, and the working rate of the gut ship can be improved. When throwing rubble, it is possible to throw rubble into a predetermined range of the bottom of the water with high accuracy by referring to the plane position information of the grab bucket displayed on the monitor.
以下、本発明の捨石投入管理システムを図に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the rubble input management system of this invention is demonstrated based on embodiment shown in the figure.
図１、図２に例示するように、本発明の捨石投入管理管理システム１は、ＧＰＳアンテナ２（以下、アンテナ２という）と、データ処理機１１と、制御装置１５と、モニタ１７とを備えている。本発明ではアンテナ２として、ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＧＰＳアンテナ（ＤＧＰＳアンテナ）やＲＴＫ−ＧＰＳアンテナを用いることができる。
As illustrated in FIGS. 1 and 2, the rubble input
この実施形態では、ＲＴＫ−ＧＰＳアンテナに比してコンパクトなＤＧＰＳアンテナを用いている。ＲＴＫ−ＧＰＳアンテナを用いる場合は、２個のアンテナをガット船１８側に取付けることになる。しがたって、コンパクトで１個のアンテナ２をガット船１８側に取付ければよいＤＧＰＳアンテナを採用することで、取付作業を一段と迅速に行なうことができる。
In this embodiment, a DGPS antenna that is more compact than an RTK-GPS antenna is used. When the RTK-GPS antenna is used, two antennas are attached to the
このＤＧＰＳのアンテナ２の大きさは、例えば、直径相当５０ｍｍ程度、高さ２０ｍｍ程度、重量８０ｇ程度である。データ処理機１１の大きさは、例えば、長さ２５０ｍｍ程度、幅１２０ｍｍ程度、高さ１００ｍｍ程度、重量３．５ｋｇ程度である。制御装置１５としては、パーソナルコンピュータ等を用いる。
The size of the
アンテナ２はガット船１８に搭載されたクレーン１９のブーム頂部２１ａにアンテナ取付部材３を介して固定される。データ処理機１１は、ブーム頂部２１ａの近傍のブーム２１に処理機取付部材１２を介して固定される。制御装置１５およびモニタ１７は、クレーン１９の運転室２２に設置される。
The
アンテナ２とデータ処理機１１とは、それぞれのコネクタ２ａ、１１ｂに連結された通信ケーブル１１ｃにより接続される。データ処理機１１と制御装置１５との間では無線通信によりデータが送信される。即ち、データ処理機１１のデータ送信部１１ａから発信されたデータが制御装置１５のデータ受信部１６で受信される。
The
これにより、アンテナ２から逐次送信される位置データは、通信ケーブル１１ｃを通じてデータ処理機１１に送信され、この位置データは無線通信によってデータ処理機１１から制御装置１５に送信、入力される。制御装置１５では、入力された位置データに基づいてグラブバケット２０の平面位置を演算し、この平面位置情報はモニタ１７に表示される。
Thereby, the position data sequentially transmitted from the
アンテナ取付部材３は、図３〜図５に例示するように、表面に磁石７を設けた複数の剛体プレート５を、折りたたみ部６を介して連結したベース部４を有し、ベース部４にはアングル部９が延設されている。アンテナ２はアングル部９にボルト等によって固定される。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
ベース部４は、折りたたみ部６で屈曲し、複数の剛体プレート５が折りたたみ可能に連結された構造になっている。剛体プレート５としては、鋼板等の金属板や硬質樹脂板等を用いる。アングル部９も剛体プレート５と同様の材料により形成することができる。折りたたみ部６としては、蝶番などのヒンジ機構、ゴムなどの可撓性部材を用いることができる。
The base part 4 is bent at the folding part 6 and has a structure in which a plurality of
連結する剛体プレート５の数は、任意の複数にすることができるが、例えば、３枚〜６枚程度にする。それぞれの剛体プレート５に設ける磁石７の数は特に限定されず、磁力を考慮して適宜決定する。
The number of
この実施形態では、磁石７がスプリング８を介在させて剛体プレート５に取付けられている。また、両端部の剛体プレート５は、端部が突状に形成されて貫通穴５ａを有している。この貫通穴５ａには、後述する保持ベルト１０が挿通される。保持ベルト１０は、例えば、繊維で形成された帯状体、紐状体を用いる。
In this embodiment, the
アンテナ取付部材３をブーム頂部２１ａに設置する場合は、図６に例示するように、磁石７をブーム頂部２１ａの表面に当接させ、ベース部４をブーム頂部２１ａの表面に沿うように変形させて磁力によって固定する。両端部の剛体プレート５の貫通穴５ａには保持ベルト１０を挿通させて、保持ベルト１０をブーム頂部２１ａの外周に巻き付けて、バックル等の固定機構１０ａによって固定する。保持ベルト１０は、アンテナ取付部材３の脱落を防止する命綱として機能する。
When the
このベース部４は、折りたたみ部６で屈曲するので、ブーム頂部２１ａの表面形状に沿うように変形することができ、磁石７をブーム頂部２１ａに当接させ易くなる。例えば、ブーム頂部２１ａの表面形状が凹凸状や平面状であっても磁石７を当接させることが可能になる。そのため、様々な形状のブーム頂部２１ａに対してもアンテナ２を迅速に設置することができる。
Since the base portion 4 is bent by the folding portion 6, it can be deformed so as to follow the surface shape of the
この実施形態では、磁石７がスプリング８を介在させて剛体プレート５に取付けられているので、磁石７をブーム頂部２１ａの表面形状にさらに追従させ易くなり、様々な形状のブーム頂部２１ａであっても、アンテナ取付部材３（アンテナ２）を一段と固定し易くなる。磁石７を細分化することによって追従性は向上する。スプリング８に代えて、その他の弾性部材（ゴム等）を用いることもできる。
In this embodiment, since the
処理機取付部材１２は、図７に例示するように、締付けベルト１４を備えたベース部１３を有している。ベース部１３の両端部は突状に形成されて貫通穴１３ａを有し、締付けベルト１４は貫通穴１３ａに挿通される。締付けベルト１４は、例えば、繊維で形成された帯状体、紐状体を用いる。
As illustrated in FIG. 7, the
処理機取付部材１２をブーム２１に設置する場合は、図８に例示するように、ベース部１３をブーム２１の表面に当接させ、貫通穴１３ａに挿通させた締付けベルト１４をブーム２１の外周に巻き付けて、バックル等の固定機構１４ａによって固定する。締付けベルト１４は、ブーム２１の表面形状に沿うように容易に変形するので、データ処理機１１を迅速にブーム２１に設置することができる。
When the
データ処理機１１は、アンテナ２に近い位置で取付け易い所に設置し、例えば、データ処理機１１とアンテナ２との距離（通信ケーブル１１ｃの長さ）は、２．０ｍ〜５．０ｍの範囲に設定する。
The
上述したように、本発明では、ガット船１８側に特別な加工をすることなく、アンテナ２およびデータ処理機１１を迅速に取付けることができる。また、アンテナ２から逐次送信される位置データは、無線通信によってデータ処理機１１から制御装置１５に送信されるので、データ処理機１１と制御装置１５とを繋ぐ通信ケーブルが不要になる。そのため、従来、２時間程度要していた通信ケーブルの敷設作業がなくなり、ガット船１８が現場に到着してから捨石２４の投入を開始するまでの作業時間が大幅に短縮される。これにより、ガット船１８の実働率を大きく向上させることが可能になる。
As described above, in the present invention, the
ここで、このアンテナ取付部材３を用いて、アンテナ２をブーム頂部２１ａに迅速に設置しても、データ処理機１１と制御装置１５とを通信ケーブル（有線）で接続するシステムでは、この通信ケーブルの敷設作業に長時間を要するので、ガット船１８の実働率を向上させることはできない。また、データ処理機１１と制御装置１５とを無線通信によって接続するシステムであっても、従来のようにブーム頂部２１ａに溶接固定する取付部材を用いてアンテナ２を設置するのであれば、溶接固定作業に長時間を要するので、ガット船１８の実働率を向上させることはできない。即ち、本発明のように、どのようなブーム頂部２１ａであってもアンテナ２を迅速に設置でき、かつ、データ処理機１１と制御装置１５とを無線通信によって接続するシステム１にすることにより、ガット船１８の実働率向上を実現することができる。
Here, in the system in which the
ガット船１８が現場に到着すると、捨石２４の検収作業が行われる。この検収作業には１５分程度の作業時間を要するので、検収作業中はガット船１８は必然的に未稼働状態になる。本発明では、現場に到着したガット船１８に対して、システム１を構成するすべての機器を１５分程度で設置できるので、この検収作業中にすべての機器の設置が完了すれば、ガット船１８の未稼働時間を必要最低限にすることが可能になる。
When the
捨石２４を水中に投入する際は、クレーン１９を操作して船倉２３の捨石２４をグラブバケット２０で掴んで所定位置まで移動させる。次いで、図９に例示するようにグラブバケット２０から捨石２４を投入する。このように捨石２４を所定範囲に投入することにより水底に所定形状のマウンド２５を形成する。
When throwing the
アンテナ２は、ブーム頂部２１ａの位置データを逐次、データ処理機１１に送信し、その位置データはデータ処理機１１から制御装置１５に逐次入力される。この位置データに基づいて演算されたグラブバケット２０の平面位置情報はモニタ１７に表示される。
The
アンテナ２は、ブーム頂部２１ａに設置されており、グラブバケット２０はブーム頂部２１ａの鉛直下に位置する。そのため、アンテナ２から送信される位置データの水平位置データは、グラブバケット２０の水平位置データと見なすことができる。
The
モニタ１７には、図１０に例示するように、グラブバケット２０のリアルタイムの水平位置が太枠Ｔで表示される。この画面には、所定間隔で水平座標軸が表示されており、捨石２４を投入する所定範囲が太枠Ａで表示されている。したがって、クレーン１９のオペレータは、このモニタ表示を参照することにより、グラブバケット２０を目標となる所定範囲Ａに誘導して、精度よく捨石２４を投入することができる。
As illustrated in FIG. 10, the
捨石２４を投入した際には、その時のグラブバケット２０の平面位置を制御装置１５に記憶させて蓄積する。このようにして、捨石２４を投入した時点のグラブバケット２０の平面位置とその平面位置での捨石２４の投入回数とを制御装置１５に記憶し、これらを示す情報を、図１１に例示するようにモニタ１７に表示する。
When the
図１１では、捨石２４の異なる投入回数（ｎ１、ｎ２、ｎ３）毎に、異なる模様で識別可能に、その平面位置が示されている。実際には、捨石２４の投入回数別に異なる色で、その平面位置を識別可能に表示する。この表示によって、マウンド２５の形成状態を把握し易くすることができる。
In FIG. 11, the planar position is shown so that it can be identified with a different pattern for each different number of times (n1, n2, n3) of the
また、制御装置１５に蓄積した上記情報に基づいて、モニタ１７には図１２に例示するような別の表示をすることもできる。この表示は、図１１の表示を三次元的に表示して、マウンド２５の形成状態を擬似的に表示したものである。
Further, based on the information stored in the
制御装置１５に蓄積した上記情報に基づいて、ガウス分布を用いたモデルや松見モデルを利用して、投入された捨石２４により水底に形成されるマウンド２５の形状を、制御装置１５により演算して、より精密に予測することもできる。
Based on the information accumulated in the
モニタ１７に表示する情報は、これらの情報に限らず、グラブバケット２０の水平座標（数値）等の他の情報を表示することもできる。また、各種情報を切り替え可能な表示にしたり、上記した情報を同時に、或いは、任意の一部の情報を表示するようにしてもよい。
The information displayed on the
また、その現場で捨石２４の投入作業を行なっていたガット船１８とは異なるガット船１８を用いて、引き続きその現場で捨石２４の投入作業を行なう場合は、新たなガット船１８に、アンテナ２、データ処理機１１、制御装置１５およびモニタ１７を迅速に移設することができる。そして、すべての機器を移設後、すぐに本発明のシステム１を用いて捨石２４の投入作業を行なうことができる。
In addition, when using the
１ 捨石投入管理システム
２ ＧＰＳアンテナ
２ａ コネクタ
３ アンテナ取付部材
４ ベース部
５ 剛体プレート
５ａ 貫通穴
６ 折りたたみ部
７ 磁石
８ スプリング
９ アングル部
１０ 保持ベルト
１０ａ 固定機構
１１ データ処理機
１１ａ データ送信部
１１ｂ コネクタ
１１ｃ 通信ケーブル
１２ 処理機取付部材
１３ ベース部
１３ａ 貫通穴
１４ 締付けベルト
１４ａ 固定機構
１５ 制御装置
１６ データ受信部
１７ モニタ
１８ ガット船
１９ クレーン
２０ グラブバケット
２１ ブーム
２１ａ ブーム頂部
２２ 運転室
２３ 船倉
２４ 捨石
２５ マウンド
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