(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
６自由度モーションベースにより支持された天板と、この天板の上方から横方向に延設された橋桁部とを備え、この橋桁部の先端部が対象物の上方に前記対象物とは非連結状態で配置されて、この橋桁部を通じて前記対象物に対する人の往来を可能にする可動式桟橋において、
前記橋桁部を前記天板に直接または間接的に軸支して起伏可能に設置し、前記橋桁部を起伏させるシリンダと、このシリンダの動作を制御する起伏制御装置と、前記橋桁部の先端部と前記対象物の上面との上下距離を検知する非接触型の段差センサとを備え、前記６自由度モーションベースにより前記天板の姿勢制御を行うとともに、前記段差センサによる検知データに基づいて前記起伏制御装置により前記シリンダの動作を制御することにより前記上下距離を所定の許容範囲内に制御することを特徴とする可動式桟橋。
【請求項２】
前記橋桁部が、複数の分割体を長手方向に相対移動可能に接続したテレスコピック構造である請求項１に記載の可動式桟橋。
【請求項３】
前記橋桁部の先端部が前記対象物の上面に接近移動している時に前記橋桁部を起動させ、前記橋桁部の先端部が前記対象物の上面から離反移動している時に前記橋桁部を伏動させる請求項１または２に記載の可動式桟橋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動式桟橋に関し、さらに詳しくは、波が荒い場合であっても動揺する橋桁部のヒーブを十分に抑制できる安定性に優れた可動式桟橋に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶に乗船している人が陸地や水上に設置された構造物等の対象物に移動する場合には、例えば、船舶から延びる可動式桟橋を船舶と対象物との間に架け渡し、この可動式桟橋を渡って移動する。船舶は波動によって絶えず動揺するので、これに伴い可動式桟橋も動揺することになる。それ故、波が荒い場合には可動式桟橋は不安定になる。
【０００３】
そこで、例えば、６本のアクチュエータを有するパラレルリンク機構(６自由度モーションベース)を船舶に設置して、この６自由度モーションベースに支持された天板から可動式桟橋を延設することで動揺を抑えることが可能になる。６自由度モーションベースは、独立して伸縮する６本或いは３本のアクチュエータを有していて、これらアクチュエータの伸縮を制御することにより、天板を常に水平な静止状態に維持することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
したがって、船舶の動揺（可動式桟橋の動揺）をセンサにより検知し、この検知したデータに基づいて、６自由度モーションベースを構成するアクチュエータを制御することにより、船舶から延設した可動式桟橋の動揺を抑制することができる。ここで、船舶の動揺を検知してからアクチュエータを作動させるまでには若干の時間を要するので、いわゆる追従遅れが生じる。そこで、検知した船舶の動揺データを用いて自己回帰モデルを作成し、このモデルを用いて船舶の動揺を予測した結果をフィードフォワードすることもできる。６自由度モーションベースを構成するアクチュエータに対して、このようなフィードフォワード制御等を行なうことにより、追従遅れが改善されるので、船舶から延設した可動式桟橋の動揺を抑制するには有利になる。
【０００５】
しかしながら、実際の海上では突発的な波動等が発生することもある。特に、天板から延設された可動式桟橋の先端部は、桟橋が長くなるほど船舶に比してヒーブ（上下揺）が増幅される。そのため、６自由度モーションベースによる姿勢制御だけでは、桟橋の先端部のヒーブを十分に抑制できないことがある。桟橋の先端部のヒーブが大きくなると、桟橋が架け渡される対象物と桟橋の先端部との間の段差も大きくなるため、対象物と桟橋との間を人が乗り移ることが難しくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２５７９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、波が荒い場合であっても動揺する橋桁部のヒーブを十分に抑制できる安定性に優れた可動式桟橋を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明の可動式桟橋は、６自由度モーションベースにより支持された天板と、この天板の上方から横方向に延設された橋桁部とを備え、この橋桁部の先端部が対象物の上方に前記対象物とは非連結状態で配置されて、この橋桁部を通じて前記対象物に対する人の往来を可能にする可動式桟橋において、前記橋桁部を前記天板に直接または間接的に軸支して起伏可能に設置し、前記橋桁部を起伏させるシリンダと、このシリンダの動作を制御する起伏制御装置と、前記橋桁部の先端部と前記対象物の上面との上下距離を検知する非接触型の段差センサとを備え、前記６自由度モーションベースにより前記天板の姿勢制御を行うとともに、前記段差センサによる検知データに基づいて前記起伏制御装置により前記シリンダの動作を制御することにより前記上下距離を所定の許容範囲内に制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、可動式桟橋を構成する橋桁部を６自由度モーションベースにより支持された天板の上面から横方向に延設したので、６自由度モーションベースによる天板の姿勢制御により、予期できる波動に対して橋桁部の動揺を抑制できる。加えて、橋桁部の先端部と対象物の上面との上下距離を検知する段差センサによる検知データに基づいて、起伏制御装置によりシリンダの動作を制御することで桟橋部を起伏させて前記上下距離を所定の許容範囲内にするので、予期できない突発的な波動等が発生しても動揺する橋桁部のヒーブを十分に抑制できる。それ故、従来の可動式桟橋に比して優れた安定性を確保でき、桟橋が架け渡される対象物と桟橋の間を人が円滑に乗り移ることができる。
【００１０】
ここで、前記橋桁部を、複数の分割体を長手方向に相対移動可能に接続したテレスコピック構造にすることもできる。これにより、必要に応じて橋桁部の延設長さを最小限にすることできる。これにより、橋桁部の先端部のヒーブを抑制するは有利になる。また、橋桁部を短くしてコンパクトに収容できる利点もある。
【００１１】
前記橋桁部の先端部が前記対象物の上面に接近移動している時に前記橋桁部を起動させ、前記橋桁部の先端部が前記対象物の上面から離反移動している時に前記橋桁部を伏動させることもできる。これにより、橋桁部の先端部と対象物の上面との衝突を回避し易くなる。或いは、両者が衝突してもその衝撃を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の可動式桟橋を例示する正面図である。
【図２】図１の可動式桟橋の平面図である。
【図３】図１の６自由度モーションベースを例示する説明図ある。
【図４】橋桁部を起伏させている状態を側面視で例示する説明図である。
【図５】短くした橋桁部を側面視で例示する説明図である。
【図６】可動式桟橋の別の実施形態を例示する正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の可動式桟橋を図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図４に例示する本発明の可動式桟橋１は、船舶１２の上に配置されている。この可動式桟橋１は、天板６ａと基板６ｂとの間に設置された６自由度モーションベース２と、天板６ａに載置された支持台８と、支持台８から横方向に延設された橋桁部７とを備えている。
【００１５】
橋桁部７は、支持台８を介して間接的に天板６ａの上方から延設されているが、支持台８を省略して直接、天板６ａの上方から延設することもできる。橋桁部７の後端部は、支軸８ａを介して天板６ａに直接または間接的に接続される。支持台８の上面は上下方向軸心を中心に回転可能になっている。これにより、橋桁部７は左右に旋回可能になっている。
【００１６】
この可動式桟橋１は、さらに、橋桁部７を起伏させるシリンダ９と、シリンダ９の動作を制御する起伏制御装置１１と、段差センサ１０とを備えている。シリンダ９としては、例えば油圧シリンダ等を用いることができる。この実施形態では、シリンダ９の後端部が支持台８に回転可能に取り付けられ、シリンダ９の先端部（シリンダロッドの先端部）が橋桁部７の下面に回転可能に取り付けられている。
【００１７】
段差センサ１０は、橋桁部７の先端部と対象物１３の上面との上下距離ｄを検知する。段差センサ１０としては、例えばレーザ距離計や超音波距離計を用いることができる。段差センサ１０が逐次検知した上下距離ｄの検知データは、起伏制御装置１１に逐次入力される。
【００１８】
６自由度モーションベース２は、６本のアクチュエータ３ａ〜３ｆとそれぞれのアクチュエータ３ａ〜３ｆを伸縮させる駆動部４ａ〜４ｆと、これらアクチュエータ３ａ〜３ｆ（駆動部４ａ〜４ｆ）の動作を制御する制御部５とを有している。アクチュエータ３ａ〜３ｆには、高い出力が得られる油圧シリンダを用いるとよい。それぞれのアクチュエータ３ａ〜３ｆは上端部が回転リンクを介して天板６ａに回転可能に接続され、下端部が回転リンクを介して基板６ｂに回転可能に接続されていて、それぞれが独立に制御されて伸縮できる構成になっている。
【００１９】
また、船舶１２の動揺を逐次検知するジャイロセンサ等のセンサ５ａも備わっている。センサ５ａにより検知された動揺データは制御部５に逐次入力される。それぞれのアクチュエータ３ａ〜３ｆの伸縮（伸縮量）は、入力された動揺データに基づいて制御部５により逐次制御されることになる。
【００２０】
船舶１２が波動により動揺しても、それぞれのアクチュエータ３ａ〜３ｆの伸縮を制御することにより、６自由度モーションベース２によって支持された天板６ａは、水平を維持することが可能である。即ち、船１２に生じるサージ（前後揺）、スウェイ（左右揺）、ヒーブ（上下揺）、ロール（横揺）、ピッチ（縦揺）、ヨー（船首揺）の各動揺を打ち消すように、それぞれのアクチュエータ３ａ〜３ｆを伸縮させることによって天板６ａを水平に維持することができる。
【００２１】
人が往来する通路となる橋桁部７は、複数の分割体７Ａ、７Ｂ、７Ｃが長手方向に相対移動可能に接続されて構成されたテレスコピック構造になっている。分割体７Ａ、７Ｂ、７Ｃが長手方向に相対移動することにより橋桁部７は伸縮する。それぞれの分割体７Ａ、７Ｂ、７Ｃの両側側面には手摺りが設けられている。この実施形態では３個の分割体７Ａ、７Ｂ、７Ｃを有しているが、分割体は２個、４個など適宜の数にすることができる。或いは、橋桁部７は複数に分割せずに１つの一体構造体にすることもできる。
【００２２】
次に、この可動式桟橋１の使用方法を、陸地を対象物１３にして、乗船している人を船舶１２から陸地に移動させる場合を例にして説明する。
【００２３】
まず、対象物１３と所定の間隔をあけて船舶１２を停止させる。次いで、収縮状態の橋桁部７を、分割体７Ａ、７Ｂを長手方向に沿って対象物１３に向かって前進させることにより伸長させる。橋桁部７の先端部が対象物１３の上面に到達するまで伸長させる。
【００２４】
このように橋桁部７を船舶１２と対象物１３との間に架け渡した後は、乗船していた人はこの橋桁部７と通じて船舶１２と対象物１３との間を往来する。船舶１２はその海域の周期的な波動によって動揺し、これに伴って橋桁部７も動揺することになる。ここで、本発明の可動式桟橋１では、センサ５ａにより検知された船舶１２の動揺データに基づいて、波動による天板６ａの動揺を相殺するように、それぞれのアクチュエータ３ａ〜３ｆの伸縮を制御して天板６ａの姿勢制御を行なう。これにより、天板６ａは概ね水平に維持され、これに伴い、橋桁部７の動揺が抑制される。
【００２５】
センサ５ａが船舶１２の動揺を検知してからそれぞれのアクチュエータ３ａ〜３ｆが実際に伸縮作動するまでには若干の時間を要するので、いわゆる追従遅れが生じる。そこで、センサ５ａにより検知した船舶１２の動揺データを用いて自己回帰モデルを作成し、このモデルを用いて船舶１２の動揺を予測した結果をフィードフォワードするとよい。アクチュエータ３ａ〜３ｆに対して、このようなフィードフォワード制御等を行なうことにより、追従遅れが改善されるので橋桁部７の動揺を一段と抑制することができる。即ち、６自由度モーションベース２を用いることにより、ある程度予期可能な波動に対して橋桁部７の動揺を抑制できることになる。
【００２６】
一方、フィードフォワード等によって予期することができない突発的な波動等に対しては、６自由度モーションベース２による天板６ａの姿勢制御だけでは、橋桁部７の先端部のヒーブを十分に抑制できないことがある。そこで、本発明では、６自由度モーションベース２による天板６ａの姿勢制御に加えて橋桁部７の起伏を制御することにより、橋桁部７の先端部と対象物１３の上面との上下距離ｄを所定の許容範囲内にする。この許容範囲は例えば、３０ｃｍ≦上下距離ｄ≦５０ｃｍに設定する。
【００２７】
具体的には、段差センサ１０により上下距離ｄを逐次検知する。この検知データに基づいて、起伏制御装置１１によりシリンダ９のシリンダロッドの進退を逐次制御する。シリンダロッドを前進させてシリンダ９を伸長させることにより橋桁部７は支軸８ａを中心に回動して起動する。一方、シリンダロッドを後退させてシリンダ９を収縮させることにより橋桁部７は支軸８ａを中心に回動して伏動する。
【００２８】
起伏制御装置１１には、その時点における橋桁部７の長さが入力されている。そのため、橋桁部７の起伏角度の変化の割合と橋桁部７の先端部の上下変化量との関係が既知であり、シリンダ９のシリンダロッドの進退量変化と橋桁部７の起伏角度の変化の割合も予め把握されている。そこで、段差センサ１０が検知する上下距離ｄが、予め設定されている所定の許容範囲になるように、起伏制御装置１１は、シリンダ９の進退を制御する。
【００２９】
天板６ａの姿勢制御に加えて、橋桁部７の起伏制御によって橋桁部７のヒーブが相当程度吸収されるので、予期できない突発的な波動等が発生しても動揺する橋桁部７のヒーブを十分に抑制することが可能になる。これに伴って、橋桁部７の先端部と対象物１３の上面との段差が過大になることはない。このように本発明の可動式桟橋１は、従来に比して優れた安定性を確保でき、波が荒い場合であっても、橋桁部７が架け渡される対象物１３と橋桁部７の間を人が円滑に乗り移ることができる。
【００３０】
橋桁部７の起伏制御については、橋桁部７の先端部が対象物１３の上面に接近移動している時に橋桁部７を起動させ、橋桁部７の先端部が対象物１３の上面から離反移動している時に橋桁部７を伏動させるとよい。詳述すると、船舶１２が対象物１３に対して相対的に下方移動している場合には、橋桁部７の先端部が対象物１３の上面に接近移動するので、この状態においては橋桁部７を起動させる。船舶１２が対象物１３に対して相対的に上方移動している場合には、橋桁部７の先端部が対象物１３の上面に離反移動するので、この状態においては橋桁部７を伏動させる。これにより、橋桁部７の先端部と対象物１３の上面との衝突を回避し易くなる。或いは、橋桁部７の先端部と対象物１３の上面とが衝突したとしても、その衝撃を小さくすることができる。
【００３１】
この実施形態では、橋桁部７をテレスコピック構造にしているので、橋桁部７を使用しない時は、図５に例示するように、分割体７Ａ、７Ｂを長手方向に後退させて橋桁部７をコンパクトに収縮した状態にすることができる。それ故、橋桁部７が専有するスペースを小さくすることができ、スペースに厳しい制約がある船舶１２にとっては非常に有益である。
【００３２】
さらには、テレスコピック構造の橋桁部７によれば、必要に応じて延設長さを最小限にすることできる。即ち、船舶１２と対象物１３との間隔を小さくできる場合には、その間隔に応じて橋桁部７を短くできるので、橋桁部７の先端部のヒーブの増幅が小さくなる。これにより、橋桁部７の先端部のヒーブを抑制するは有利になる。
【００３３】
図６に例示する実施形態のように、可動式桟橋１には複数のシリンダ９ａ、９ｂを設けることもできる。この実施形態は先の実施形態と比較して複数のシリンダ９ａ、９ｂを設けていることが相違点であり、その他の構成は実質的には同じである。
【００３４】
即ち、この実施形態では先の実施形態に対して、橋桁部７の上方に配置されるシリンダ９ｂが追加されている。このシリンダ９ｂの後端部が支持台８に回転可能に取り付けられ、シリンダ９ｂの先端部（シリンダロッドの先端部）が橋桁部７の上面に回転可能に取り付けられている。
【００３５】
この実施形態では、複数のシリンダ９ａ、９ｂを組み合わせて、或いは、選択したシリンダ９ａまたはシリンダ９ｂを制御することにより、橋桁部７を起伏させることができる。例えば、下方のシリンダ９ａおよび上方のシリンダ９ｂの両方のシリンダロッドの進退を起伏制御装置１１により制御して橋桁部７を起伏させる。または、下方のシリンダ９ａのシリンダロッドの進退のみを起伏制御装置１１により制御し、上方のシリンダ９ｂのシリンダロッドの進退をフリーにして橋桁部７を起伏させる。或いは、上方のシリンダ９ｂのシリンダロッドの進退のみを起伏制御装置１１により制御して、下方のシリンダ９ａのシリンダロッドの進退をフリーにして橋桁部７を起伏させる。
【００３６】
本発明では、図６の上方のシリンダ９ｂのみを設けて、橋桁部７を起伏させる構成にすることもできる。
【００３７】
尚、本発明に用いる６自由度モーションベース２は、実施形態で例示したものに限定されず、６自由度のすべての動きを与えて、天板６ａを常に水平な静止状態に維持できるものであればよい。また、対象物１３は陸地等の固定体に限らず、水上に浮かんでいる浮体（浮上構造物や船舶等）であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  可動式桟橋
２  ６自由度モーションベース
３ａ〜３ｆ  アクチュエータ
４ａ〜４ｆ  駆動部
５  制御部
５ａ  センサ
６ａ  天板
６ｂ  基板
７  橋桁部
７Ａ、７Ｂ、７Ｃ  分割体
８  支持台
８ａ  支軸
９、９ａ、９ｂ  シリンダ
１０  段差センサ
１１  起伏制御装置
１２  船舶
１３  対象物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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