(57)【要約】好ましいドック−取付けの具体例における係留ロボット（１００）は船のフリボートに係合する真空カップ（１、１’）を含む。  ロボット（１００）は真空カップ（１、１’）を三次元動作範囲内に位置させることができる。  船の長手方向と平行な夫々の軸線の回りで回動される二本の平行なアーム（２、２’）を有する平行アームリンク機構が真空カップ（１、１’）を横方向に伸縮させるためドック（１１０）に対して固定される。平行なアーム（２、２’）は真空カップ（１、１’）がそれに対して滑動可能に固定されている長い垂直なガイド（１０）に対して固定されており、平行なアーム（２、２’）は真空カップ（１、１’）を上下させかつガイドを実質的に垂直に保持する。真空カップ（１、１’）はそれら真空カップ（１、１’）の首尾方向への移動のために船の長手方向軸と平行に整合された実質的に水平な軌道（２２）中において滑動するために取付けられている。また遠隔制御を受ける多数の係留ロボットからなる係留装置も記載されている。
2005501768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
係留される船をドックまたは第二の船に対して着脱可能に固定するための係留ロボットにおいて；
前記係留ロボットが
係留される船を固定するための表面と着脱可能に係合できる吸引係着部材と、
前記係着部材がそれに対して滑動可能に固定される係着部材を上下させるための実質的に垂直な長いガイドと；
前記係着部材がそれに対して滑動可能に固定される実質的に水平な軌道であって、係着部材の首尾方向の動きに関し係留された船の縦方向の軸線に関して平行に整合されている前記水平な軌道と；
係着部材を横方向に伸縮させるために、係留される船の長手方向の軸線に対して平行なそれぞれの軸の周りに枢着された二本の平行なアームを有する平行なアームリンク機構であって、これら平行なアームが垂直なガイドに対して枢着されている前記アームリンク機構と、
前記係着部材を垂直方向、長手方向および横方向に移動させるための夫々の動力駆動される作動用部材とを備えていることを特徴とする係留ロボット
【請求項２】
ドックの取付フレームに対して固定される請求項１記載の係留ロボットにおいて、ガイドを横方向に動かしかつアームの回動の間にガイドを垂直に保持するために平行なアームがフレームとガイドとの間に接続され、係留ロボットがさらに垂直ガイドに係合するキャリッジを有し、かつ水平軌道がキャリッジに固定されて係着部材が取付けられるサブフレームを滑動可能に受容する前記係留ロボット。
【請求項３】
前記表面が実質的に平面であり、係着部材の少なくとも一部が対応する実質的な平面を形成し、平行アームリンク機構が係着部材の横方向の移動の間、この表面と実質的に平行をなす平面を保持することを特徴とする請求項１または２記載の係留ロボット。
【請求項４】
係留ロボットが固定又は浮きドックを取付けられる請求項１ないし３のいずれかの係留ロボット。
【請求項５】
吸引部材が一つ又はそれ以上の真空カップを有し、前記表面が係留される船のフリボードの一部である請求項１ないし４のいずれかの係留ロボット。
【請求項６】
平行アームリンク機構の作動手段がフレームと垂直ガイドとの間に回動可能に接続されたリニアアクチュエータである請求項２ないし５のいずれかの係留ロボット。
【請求項７】
複合作動油圧ラムが平行アームリンク機構の横方向の移動および係着部材の軌道に対する横方向の移動の双方のための作動手段となる請求項１ないし６いずれかの係留ロボット。
【請求項８】
油圧アクチュエータが双方のラムに接続され、これらラムを所定の動作位置に復帰させる弾性作用を与える請求項７記載の係留ロボット。
【請求項９】
キャリッジをガイドに対して固定しかつこれを動作中に必要に応じて実質的に自由に上下させるための手段をさらに含む請求項１ないし８のいずれかの係留ロボット。
【請求項１０】
各係留ロボットの動作を遠隔制御装置によって制御する請求項１ないし９のいずれかの一つ又はそれ以上の係留ロボットを有する係留装置。
【請求項１１】
４つの係留ロボットを２対としてドックに取付けた請求項１０記載の係留ロボット。
【請求項１２】
船を長手方向に駆動してこれをドックに沿って再び位置決めするための係留装置の動作方法において、
（ａ）前記と実質的に同一の係留装置を設け、
（ｂ）船を長手方向に移動する所定の距離および方向を決定し；
（ｃ）それぞれの係留ロボットに関して、係着部材を船体から逐次脱着させ、この係着部材を所定の方向とは反対の方向における縦方向の動きの範囲で移動させ、次いでこの係着部材を再度取付け、
（ｄ）各係着部材を所定の方向に駆動し、そして
（ｅ）前記の工程（ｃ）および（ｄ）を所定の位置になるまで繰返すことを含む前記係留方法が提供される前記係留装置の動作方法。
【請求項１３】
（ｆ）各係着部材を前記のように中立位置に逐次移動させる工程をさらに含む請求項１２記載の係留装置の動作方法。
【請求項１４】
実質的に添付図面を参照して記載した係留ロボット。
【請求項１５】
実質的に添付図面を参照して記載した係留装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に係留に係り、特に大型の船舶を係留するためのロボット形係留装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンテナ船その他の同様な大型の船舶をドックに係留する際には船舶又はドックに対する損傷を防止するために風、波、通過中の船舶などの作用でそれに及ぼされる力に抵抗するのに適当な強さを有する係留ロボットを設置することが必要である。この係留ロボットは潮や位置づれなどの変化によるドックと船の間の相対的な垂直方向の動きに対応しなければならない。さらにこの係留ロボットはドックにも船にも損傷を与えることなく、迅速に船とドックとの間の結合を形成したり、その結合を解除したりしなければならない。一般的に用いられている船の大きな形状に関して、加えられる大きな力に対抗するための大型で重量の大きな構造物を設ける必要をなくすために係留ロボットの部材は構造的に充分に効果的なものでなければならない。またそれはエネルギー消費量の少ないものとすべきことが好ましい。
【０００３】
係留ロボットの別の特徴はＷＯ０１６２５８５号に記載されているように水平面における負荷（すなわち船の首尾方向および／又は幅方向に加えられる外部の負荷力）を吸収し、係合を失わせる恐れのある衝撃の作用を回避できることである。係留された船の位置を正確に制御できる能力もまた重要な必要性である。
【０００４】
しかし、ＷＯ０１６２５８５号に記載された係留ロボットおよび係留装置の欠点は係留ロボットに対する船の首尾方向の動きおよび垂直方向の動きが枢着されているロボットの伸縮アームにより横方向への動きの成分を伴うことである。このような形態は係着部材の正確な位置の決めを複雑なものとし、そして係留ロボットの制御をより複雑なものとする。また真空カップは船体に対して最初に係合されるときに回動されることが多いことから真空カップの真空シールに付加的な疲労が生じる。これらの装置のさらに別の欠点は伸縮ブームに大きな曲げ負荷が加えられているのでその質量が比較的大きくなければならないこと、そしてアームが引込まれているときでも装置はドックの係留前面において大きなスペースを必要とすることである。
【０００５】
ＷＯ９１１４６１５にはドックの面に対して平行な船の縦方向の動きによって生じる大きな曲げモーメントに関する幾つかの問題の克服を試みた係留装置が記載されている。ここで提案されている一つの解決方法は船に取付けられてる固定部材にボールジョイントを組み込むことである。しかしこのような設計は係留装置を特別に構成することを必要とし、そして二つの機械的な結合部を正確に整合させるための高い精度を必要とする。別の解決方法は縦方向の負荷をステイラインを通して吸収することであるがステイはドックの面において大きな面積を占めることになる。
【０００６】
この明細書中に引用された全ての特許および特許出願を含む引用文献はここに参考までに引用されたものである。これらの各引用文献は先行技術となるものではない。引用文献についての検討はそれらの著者が主張していることを記述したものであり、出願人は引用された文献の正確さおよび関連性を問題にする権利を保有する。多くの従来の刊行物がここに引用されているがこれらの引用文献はこれらニュージーランド国あるいはその他の国における業界の一般的な知識の一部をなすものとは考えるべきでないことは明らかであろう。
本発明の目的は前記の問題に対応し、そして少なくとも一般に対して有益な選択をもたらすことである。
本発明のさらに別の特色および利点は例としてだけここにあたえられている記載に基いて明らかとなるであろう。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の一つの特徴によれば係留される船をドックまたは第二の船に対して着脱可能に固定するための係留ロボットにおいて；
前記係留ロボットが
係留される船を固定するための表面と着脱可能に係合できる吸引係着部材と、
前記係着部材がそれに対して滑動可能に固定される係着部材を上下させるための実質的に垂直な長いガイドと；
前記係着部材がそれに対して滑動可能に固定される実質的に水平な軌道であって、係着部材の首尾方向の動きに関し係留された船の長手方向の軸線に関して平行に整合されている前記水平な軌道と；
係着部材を横方向に伸縮させるために、係留される船の長手方向の軸線に対して平行なそれぞれの軸の周りに枢着された二本の平行なアームを有する平行なアームリンク機構であって、これら平行なアームが垂直ガイドに対して枢着されている前記アームリンク機構と、
前記係着部材を垂直方向、長手方向および横方向に移動させるための夫々の動力駆動される作動用部材（アクチュエータ）とを備えている。
【０００８】
係留ロボットはドックの取り付けフレームに対して固定されていることが好ましい。これら平行なアームはガイドを横方向に移動させそしてアームの旋回運動の間にガイドを垂直方向に保持するためフレームとガイドとの間に結合されている。この係留ロボットはさらに垂直方向のガイドに対して係合するキャリッジを有し、そして水平方向の軌道はこのキャリッジに固定され、そして係着部材がそれに対して固定されるサブフレームを滑動可能に受け入れる。
【０００９】
吸引部材は真空カップを有し、それぞれの真空カップは係留される船のフリーボードの対応する部分との係合のための実質的な平面を形成する周方向の弾性シールを有する。
【００１０】
好ましい具体例においては、係留ロボットは固定又は浮きドックに対して取付けられている。または、係留ロボットが係留される船に取付けられている場合には、この面はたとえばドックに対して取付けられる板であってもよい。
【００１１】
平行アームリンク機構の作動手段は好ましくはフレームと垂直のガイドとの間に枢着されるリニアアクチュエータである。複合作動油圧ラムによって平行アームリンク機構の横方向の動き、および係着部材の軌道に対する長手方向の動きのための作動手段を構成してもよい。油圧アキュムレータを双方のラムに結合してそれらを所定の動作位置に復帰させる弾性的な作用を与えることが好ましい。
【００１２】
キャリッジに対して固定されたチェインのループを駆動する油圧モータを用いてガイドに対して固定されたキャリッジを上下させることが好ましいが、その他のリニアアクチュエータを用いても良いことは明らかであろう。キャリッジをガイドに対して固定させそしてこれを動作において必要のある場合に実質的に自由に上下させられるための手段が設けられている。
【００１３】
ボールジョイントによって係着部材の係留ロボットに対する限られた範囲での旋回運動を可能にすることが好ましい。場合によっては、ユニバーサルジョイント又は弾性部材を用いて限られた範囲の旋回運動をあたえるようにしても良い。
【００１４】
本発明の別の特色によれば、前記と実質的に同一の少なくとも一つの係留ロボットを含み、各係留ロボットの動作がリモートコントローラによって制御される係留装置が提供される。
【００１５】
本発明の別の特色によれば、船を長手方向に駆動してこれをドックに沿って再び位置決めするための係留装置の動作方法において、
（ａ）前記と実質的に同一の係留装置を設け、
（ｂ）船を長手方向に移動する所定の距離および方向を決定し；
（ｃ）それぞれの係留ロボットに関して、係着部材を船体から逐次脱着させ、この係着部材を所定の方向とは反対の方向における縦方向の動きの範囲で移動させ、次いでこの係着部材を再度取付け、
（ｄ）各係着部材を所定の方向に駆動し、そして
（ｅ）前記の工程（ｃ）および（ｄ）を所定の位置になるまで繰返すことを含む前記係留方法が提供される。
【００１６】
この方法はさらに以下に述べるようにして各係着部材を中立の位置に逐次的に移動させるさらに別の工程を含むことが好ましい。
【００１７】
本発明は作業用途において有効であり、そしてドックの前方の係留面の限られた利用可能な空間を効率的に用いるコンパクトな係留ロボットを提供する。この装置は経済的に構成することができ、そして製造コストを最小にし性能を最大にする全体として簡単なしかし構造的に効果的な設計を有する。
これによって真空カップを３次元的な方向で正確に位置決めすることができそして真空カップがその移動中において船体の表面に対してほぼ平行に維持される。
【００１８】
本発明のその他の別の特徴は例としてのみここにあたえられている以下の記載ならびに添付した図面を参照することによって明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１を参照すると、係留ロボット１００の好ましい具体例がドックの前方係留面１１２に隣接固定されてドック１１０に対して取付けられている。係留ロボット１００は船の船体（図示せず）との係合のため前方係留面１１２の平面に対して実質的に平行に維持されている一対の真空カップ１、1’を含む。係留ロボット１００は真空カップ１、１’を「垂直方向」、「長手方向」および「横方向」として記載されている３次元の方向に位置させることができ、ここで「長手方向」とは係留される船又はドックの前方係留面１１２の垂直方向の軸に対して垂直でありそして長手方向軸に対して水平な方向を表わす。
【００２０】
係留ロボット１００はドックのほぼ水平な面１１に固定されるフレーム１１３に固定されている。別の具体例（図示せず）では、この係留ロボット１００はその上面１１を邪魔になるものがないように維持するために表面１１１の下方の適宜な構造物に対して取付けられていてもよい。平行なアームリンク機構は真空カップ１、１’の横方向への動きを与えそしてフレーム１１３の一対の柱体１１４と垂直ガイド１０との間に結合される平行な上方および下方のアーム２、２’を有する。キャリッジ１１は垂直ガイド１０に係合して垂直方向の動きを与える。真空カップ１、１’がそれに対して取付けられているサブフレーム１２は真空カップ１、１’を長手方向に移動させるためキャリッジ１１と滑動可能に係合されている。
【００２１】
図２を参照すると、各アーム２、２’はそれぞれの長手方向に延出する軸の周りに回動するためフレーム１１３に対して固定されており各アーム２、２’は柱体１１４に固定されたベアリング３に固定されている。同様にしてアーム２、２’とガイドアセンブリー１０との間に枢着結合が形成されている。横方向の動きの駆動は油圧ラム４によって与えられ、このラムもフレーム１１３とガイドアセンブリー１０との間に枢着されている。このようにしてアーム２、２’が横方向への動きの間、ガイド１０を垂直に維持していることが理解されよう。
【００２２】
このガイド１０はクロス部材６，７，８によって結合されている一対の平行な長いガイド部材５，５’を有する組立体である。頂部のクロス部材６には２つの油圧モータ９、９’が取付けられており、これらはガイド部材５、５’に対して平行に延出しそして動力駆動によって上下されるキャリッジ１１に結合されているチェイン２０のループに対して夫々結合されている。
【００２３】
キャリッジ１１はガイド部材５、５’を係合するための垂直チャンネル２１、２１’およびサブフレーム１１を滑動可能に受け入れている長手方向に延出する軌道２２を含む。真空カップ１、１’の長手方向の動きは軌道２２に固定された油圧ラム２３によって動力駆動され、このラム２３はシリンダー２３の両端から延出する連続したピストンロッド２４を備えた複合作動型のものとなっている。
【００２４】
軌道２２に滑動可能に受け入れられる長方形のサブフレーム１１は対向する固定具２５、２５’を有し、これに対してピストンロッド２４の対向する端部が固定されている。サブフレーム１２の中央部にはサブフレーム１２を取付けビーム２７に取付けるためのブラケット２６が実質的に垂直な軸線の周りに回動させるためのピン２８によって固着されている。
【００２５】
ビーム２７は真空カップ１、１’の双方をサブフレーム１２に取付ける中間部材であり、ピン２８を受け入れるための中央孔２９ならびに各真空カップ１、１’に夫々結合するためのその対向端部にあるブラケット３０、３０’を有する。
【００２６】
図２ａに示すように、各ブラケット３０、３０’は垂直方向に伸びる孔３１を有し、この孔にはピン３２を係合させて真空カップ１、１’を固定するためのボールベアリング（図示せず）が取付けられている。このボールベアリングは真空カップ１、１’を互いに直交する２つの軸の周りに限られた範囲の角度で回転させることができ、そしてピン３２の軸線の周りの回動と組合さって３次元の自由度を持つ回転運動をあたえ、それによってこの結合が係留ロボット１００によって固定された際の船のローリング、ヨーイングおよびピッチングから生じる回転を許容できるようにする。
【００２７】
各係留ロボットはまたフレーム１１３の内側に取付けられた油圧動力パック、および関連する制御装置（図示せず）を含む。真空ポンプ（図示せず）によって真空カップ１、１’中に真空を吸引するための手段が与えられる。真空および油圧の結合は可撓性のあるホース（図示せず）によってなされる。ロボットの制御のために、真空バック１、１’の各次元における動きは夫々のリニア位置センサー（図示せず）によって測定される。この位置についての情報はラム４および２３中の油圧および各真空カップ１、１’中で測定された真空度とともにロボット制御コンピュータ（図示せず）によってモニターされそして必要に応じて遠隅制御装置（図示せず）に伝送され、これは好ましい具体例においては少なくとも２対の係留ロボット１００を含む係留装置を制御する。
【００２８】
図３を参照すると、船を確実に固定するために船２００が近づいた時に前方係留面１１２から真空カップ１、１’が突出される。アーム２、２’は？？？位置（図示せず）の間から部分的に延出した位置（図３に示す）に対して角度Ａだけ突出する。この角度Ａは最大水平方向移動において約９０度である。係留ロボット１００は真空カップ１、１’を外方に突出させて船体の平面部分と係合させる。各真空カップ１、１’は周辺シール４０と多数の当接部４１（図１参照）を有しこれらはシール４０の過度な変形を防止する。真空カップ１、１’は船体のあらゆるカーブに合致するように回転することができる。特に、多くの貨物、乗客およびコンテナー船は実質的に平面であって、かつ係留ロボット１００による係留には用いられない船尾および船首にほぼ近い部分を除いてはドック１１２の前面に平行な側面を有している。センサー（図示せず）が船体との係合を指示する。次いで公知の形態で真空カップ１、１’が真空にされ、係留ロボット１００を作動させて船を所定の係留位置に移動させる前に船に固定する。所定の係留位置に達すると真空ポンプが停止されそして真空カップ１、1’へのライン中の真空アキュムレータ（図示せず）が真空を維持する。
【００２９】
場合によっては、この船の係留方法は潮の状態および船の積荷の状態に応じて真空カップ１、１’の高さを最初に選択する工程を有する。このようにして対応せねばならない垂直方向の移動を減少させることができる。係留位置では夫々の係留ロボット１００はその長手方向および横方向の移動行程の中心の近くの中間位置にある「中立位置」にある。中立位置では夫々ロボットが種々の高さにあってそれらの全てが同時に垂直方向の移動行程の限界に達しないようにすることが好ましい。
【００３０】
各係留ロボット１００は風、潮、うねりおよび排水量の状態変化に対応する係留位置においてある限度内で船を維持する。所定の係留位置に達すると、油圧ポンプ（図示せず）が停止しそしてアキュムレータ（図示せず）がラム４および２４へのラインに介入しそして弾性的な作用を及ぼす。あらかじめ定められた係留位置に対して外からの力によって長手方向又は横方向に変位されると、アキュムレータは圧力を加えられそしてラム４、２３に対して油圧を与え船を係留位置に対して復帰させようとする。真空カップ１、１’を上下させるための油圧モータ９、９’（またはそれが用いられる場合にはリニアアクチュレータ）が自由浮動モードに切替えられキャリッジ１１（したがって船２００）が潮、負荷の状態等に応じて上下できるようにする。
【００３１】
図５に示すように、図示の具体例における係留装置は二対の係留ロボット１００を有し、これらはドック１２の前面に沿っておかれたエネルギー吸収フェンダの間に配備されている。係留ロボット１００は夫々が独立した油圧および真空の供給を有して対として設けられ、所定レベルの安全性の余裕を与える。各係留ロボット１００は無線リンクによって船２００に取付けられた遠隔制御ユニットに接続される。遠隔制御ユニットは各係留装置１００に信号を発信してその位置および動作を制御し、実際の位置および動作のフィードバックを受信する。各係留ロボット１００からの位置のフィーバックは、たとえば船の位置についての情報を必要とする自動積込装置のような他の装置に与えることができる。
【００３２】
ほとんどの状態においては、係留ロボット１００の動作は、たとえばＷＯ０１６２５８４号に記載されているように、船の係留および係留解除の際または垂直あるいは水平方向のステップ移動の際など調整される。過酷な条件下では真空カップ１、１’における油圧および真空のモニタによって必要に応じて真空ポンプを連続的に作動させて高真空状態を維持し、装置の能力を対応して調節することができる。
【００３３】
通常の条件下では係留ロボット１００がその垂直移動の限界に近づくと、装置がステップ行程を開始して各係留ロボット１００をステップ形態で交互に移動させる。しかし高い負荷状態ではステップ動作を禁止して船の安全を確保し装置が警戒状態を表示するようにしてもよい。装置がその所定の容量に近づいた際に警報を表示して船長が緊急措置をとれるようにしてもよい。
【００３４】
必要に応じて船を首尾方向に駆動してドックに沿って位置決めをし直すように係留ロボット１００を調整してもよい。たとえば船を前進させるときには、各係留ロボット１００の真空カップ１、１’を船体から逐次的に脱着してそれらの後進限界まで移動させ、次いで再度係留する。全くの真空カップがそれらの後進限度にあるとき、それらの全ては前進限度まで同時に駆動される。船を水平移動の限界を越えて移動させるため、この過程がステップ形態で反復される。この縦方向の移動が完了すると、各係留ロボット１００は中立位置に戻される。
【００３５】
本発明の特色を例としてのみ記述したが、その範囲を逸脱せずに改良や付加を行うことが可能なことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の係留ロボットの好ましい具体例の斜視図である。
【図２】図１の係留ロボットの分解図である。
【図２ａ】図２の係留ロボットの一部を反転させた状態でみた図である。
【図３】図１の係留ロボットの側面図である。
【図４】本発明の係留ロボットの配置形態を示す平面図である。
【国際公開パンフレット】
2005501768.tif 000003
2005501768.tif 000004
2005501768.tif 000005
2005501768.tif 000006
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2005501768.tif 000019
2005501768.tif 000020
【国際調査報告】
2005501768.tif 000021
2005501768.tif 000022