(57)【要約】【課題】  移動中におけるバケットの干渉を防止し、自動運転を効率よく行うことができるバケット式クレーン装置を提供すること。【解決手段】  船倉４内から陸上のホッパ１５に向けてばら荷Ｆを陸揚げして搬送するバケット式クレーン装置１０が、船倉４上部の所定位置から船体３上端面及びハッチを開口した船倉４内のばら荷Ｆ上端面までの距離情報を得るための距離計２０と、この距離計２０から入力される距離情報により船舶３の断面形状を認識する制御部１４とを具備した構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海上の船倉内から陸上の受入れ施設に向けて積荷を陸揚げして搬送するバケット式クレーン装置において、
船倉上部の所定位置から船体上端面及びハッチを開口した船倉内の積荷上端面までの距離情報を得るための距離情報入手手段と、該距離情報入手手段から入力される距離情報から船体の断面形状を認識する制御部と、を具備して構成したことを特徴とするバケット式クレーン装置。
【請求項２】
前記距離情報入手手段により船体幅方向の距離情報を得ることを特徴とする請求項１に記載のバケット式クレーン装置。
【請求項３】
前記距離情報入手手段により船体幅方向及び船体進行方向の距離情報を得ることを特徴とする請求項１に記載のバケット式クレーン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、港湾に停泊した船舶の船倉から鉱石や紛体等の不定形な積荷を陸揚げするのに用いられるバケット式クレーン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾においては、船舶で輸送してきた積荷を陸揚げするため、各種のクレーン装置が使用されている。このうち、船舶の船倉内等に収納して搬送される鉱石、工業原料、セメント及び穀粒のような紛粒体は不定形であり、このような積荷（ばら荷）をバッチ式で陸揚げするアンローダ装置としてバケット式クレーン装置が知られている。
【０００３】
上述したバケット式クレーン装置は、地上より海上側へ突き出した横行ビームに沿ってトロリを走行させる水平移動と、このトロリから吊下げたバケットの上下動及び開閉動作とを組み合わせた荷役動作を繰り返し実施することにより、海上に停泊する船舶の船倉からバケットで取り込んだ積荷を陸上の受入れ施設まで搬送して陸揚げするように構成されている。このようなバケット式クレーン装置においては、荷役動作の時間短縮を図るために、トロリの横行及びバケットの上下動を最適な速度で同時に行うよう自動化された複合運転が行われている。
しかし、自動化された複合運転においては、バケットが船体や受入れ施設等の障害物と干渉しないようにするため、バケットの移動範囲を制限する必要がある。
【０００４】
このように、バケットの移動範囲を制限して障害物との干渉を防止する従来技術としては、たとえば横行ビームから船体までの距離を検出し、この距離に応じてバケットの下限を設定するものがある。この従来技術では、横行ビームに取り付けて船体のデッキ高さを検出する距離センサを用い、船舶の船倉に設けられたハッチ端部の横行位置を指定することにより、受入れ施設のホッパと船体との間におけるバケット進入禁止領域を設定し、この禁止領域を回避するようにして自動運転のバケット経路が設定される。（たとえば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２０００−３１３５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献１の従来技術では、進入禁止領域を回避するように自動運転の経路を設定するにはハッチ端部の横行位置を特定しなければならず、従って、予め手動運転を行ってハッチ端部の横行座標を指定する必要があり、このような手作業が作業効率を低下させる要因となる。
また、上述した従来技術の場合、陸側から船体へ向けて移動する海行きではバケットの干渉回避を目的として自動運転の目標位置が設定されるため、常に同じ座標を目標とすることになるが、荷役動作を繰り返すことにより船倉内の積荷状態は変動する。従って、船倉内に積荷が盛り上がっている適切な位置を目標としてバケットを移動させるためには、手動による微調整が必要不可欠となるので、この手作業によっても作業効率が低下することは避けられない。
【０００６】
このように、上述した従来技術のバケット式クレーン装置は手作業が不可欠であり、従って、この手作業を改善して作業効率を向上させることが望まれる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、移動中におけるバケットの干渉を防止し、自動運転を効率よく行うことができるバケット式クレーン装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係るバケット式クレーン装置は、海上の船倉内から陸上の受入れ施設に向けて積荷を陸揚げして搬送するバケット式クレーン装置において、船倉上部の所定位置から船体上端面及びハッチを開口した船倉内の積荷上端面までの距離情報を得るための距離情報入手手段と、該距離情報入手手段から入力される距離情報から船体の断面形状を認識する制御部と、を具備して構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
このような本発明によれば、船倉上部の所定位置から船体上端面及びハッチを開口した船倉内の積荷上端面までの距離情報を得るための距離情報入手手段と、該距離情報入手手段から入力される距離情報から船体の断面形状を認識する制御部と、を具備して構成したので、制御部が距離情報入手手段の距離情報から船体の断面形状を認識することにより、この断面形状からハッチ端部を自動的に判断して指定することができる。
また、船体の断面形状を認識することにより、たとえば盛り上がり位置など船倉内における積荷の状態も自動的に判断することが可能になる。
【０００９】
上述した本発明においては、前記距離情報入手手段により船体幅方向の距離情報を得ることが好ましく、これにより、バケットの横行方向の断面形状を認識できるので、ハッチ端部及び積荷状態を自動的に判断することが可能となる。
【００１０】
また、上述した本発明においては、前記距離情報入手手段により船体幅方向及び船体進行方向の距離情報を得るようにしてもよく、これにより、船倉内の積荷状態を直交する２方向に判断できるようになるので、より一層正確な判断が可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
上述した本発明のバケット式クレーン装置によれば、距離情報入手手段が所定位置から船体上端面及び積荷上端面までの距離情報を入手し、制御部が距離情報入手手段から入力される距離情報から船体の断面形状を認識するように構成したので、制御部では、認識した船体の断面形状からハッチ端部を自動的に判断して指定する自動運転を行うことができる。このため、従来必要であったハッチ端部を指定する手動運転は不要となり、バケットの干渉を防止した自動運転を効率よく実施することが可能になるので、荷役の作業時間を短縮できるという顕著な効果が得られる。
【００１２】
また、船体の断面形状を認識することにより、たとえば盛り上がり位置など船倉内における積荷の状態も自動的に判断することが可能になるので、バケットが移動して積荷を取り込む目標の座標が自動的に修正され、手動による微調整が不要で効率のよい自動運転により荷役の作業時間を短縮できるという顕著な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るバケット式クレーン装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１の実施形態には、港湾の海上に停泊している船舶から陸上の受入れ施設に鉱石等のばら荷を陸揚げするアンローダ装置として、バケット式クレーン装置（以下、「クレーン装置」と呼ぶ）１０の構成例が示されている。このクレーン装置１０は、陸地側に支持されて先端部を海上側へ突き出している横行ビーム１１と、この横行ビーム１１に沿って水平方向に往復移動（横行）するトロリ１２と、このトロリ１２から吊り下げられて上下動するバケット１３と、各種の運転制御を行う制御部１４とを具備した構成とされる。
なお、トロリ１２の横行やバケット１３の上下動については、図示省略のセンサ等を用いた公知の自動制御が可能な構成を備えているものとする。
【００１４】
横行ビーム１１は、陸上側の岸壁１に固定支持されている複数の柱部材２に連結支持された片持ち梁である。この横行ビーム１１には、水平方向に往復移動するトロリ１２の走行用として、図示しないレールが設けられている。
トロリ１２は、内部に走行移動用及びバケット１３を吊り下げているワイヤ１３ａの巻き上げ及び巻き戻し用の駆動装置（図示省略）を備えている。このため、トロリ１２から吊り下げられたバケット１３は、水平方向の往復移動及び垂直方向の上下動が可能となっている。なお、バケット１３には、後述するばら荷の取り込み（掴み）及び放出を行うための開閉手段が設けられている。
【００１５】
海上に停泊している船舶３は、船倉４内にばら荷Ｆを積載して入港し、所定の岸壁１に接岸する。船倉４の入口には図示しないハッチが設けられており、航行中は閉じた状態とされる。そして、船倉４内のばら荷Ｆを陸揚げする際には、図示したようにハッチが開けられた状態とされる。
なお、図中の符号１５は陸上側の受入れ施設として設けられているホッパ、Ｓは海面を示している。
【００１６】
さて、上述したクレーン装置１０は、海上にある船倉４内から陸上の受入れ施設であるホッパ１５に向けて積荷のばら荷を搬送して陸揚げする装置であるが、このクレーン装置１０は、船倉４上部の所定位置から船舶３の船体上端面及びハッチを開口した船倉４内のばら荷Ｆ上端面までの距離情報を得るための距離情報入手手段として、船舶３の幅方向にスキャンして連続した距離情報を得ることができる距離計２０を備えている。このようなスキャンタイプの距離計２０は、たとえば船倉４の上部を水平方向（船舶３の幅方向）に往復移動するトロリ１２や横行ビーム１１などに取付けられており、その検出結果である距離情報は制御部１４に入力される。
なお、使用可能な距離計２０としては、たとえばレーザを照射した反射を検出して距離を測定するものなどがある。
【００１７】
距離情報の入力を受けた制御部１４では、船舶３の幅方向にスキャンして得られた連続する距離情報から、その横断面形状を認識することができる。この横断面形状は、船舶３の船体上端面及び船倉４内にあるばら荷Ｆの上端面を連続して認識した形状であるから、たとえば船倉４の入口開口周囲に存在して急激な距離変動（形状変化）を生じているハッチ端部４ａの位置を、制御部１４で自動的に判断することができる。すなわち、船舶３の上端面から船倉４の空間部に変化する横断面の急激な変化から、制御部１４がハッチ端部４ａの位置を容易に判断して指定することができる。なお、陸上側のホッパ１５及びその周辺についても、距離計２０で検出した距離情報から断面形状や干渉物体の存在を認識することができる。
【００１８】
このようにしてハッチ端部４ａの位置を指定（特定）した制御部１４は、このハッチ位置を通過してバケット１３が干渉しないよう移動範囲を制限し、水平方向及び上下方向の移動を同時に制御して最も効率のよい経路を選択して荷役作業を繰り返す。すなわち、船倉４内からバケット１３に取り込んだばら荷Ｆを、図中に想像線で示す位置まで搬送してホッパ１３へ放出するという作業を繰り返すことになるが、ハッチ端部４ａの位置を自動的に認識して指定することが可能なため面倒な手動による指示運転が不要となり、その分作業効率が増すとともにオペレータの負担を軽減することができる。
【００１９】
ここで、荷役作業の手順について、その具体例を説明する。
最初は、船倉４内で手動によりバケット１３によるばら荷Ｆの掴み操作を行い、陸側のホッパ１５へ向かう自動運転を起動するときに次の処理を行う。
距離計２０をスキャンさせることにより、船舶３の横断面形状について、データを取得する。この断面形状データのうち、バケット１３の高さよりも高い部分について最もトロリ１２に近い部分をハッチ端部４ａとする。この処理をトロリ１２の前側と後側とに分けて実施することで、ハッチ前端及びハッチ後端をそれぞれ検出して自動運転の移動範囲を制限することができる。
【００２０】
この後、バケット１３より高さが下の部分であり、かつ、ハッチ前端部と後端部とに挟まれた領域について、最も盛り上がった部分の座標を計算により求める。この座標は、次回、陸側から海側に自動運転を行う際の目標位置として使用する。以後、同様の繰り返しにより、目標位置を微調整すればよい。
なお、最初の手動による掴み操作に代えて、スキャンを目的として自動運転により一往復だけ掴みのないトロリ１２の横行を実施し、この横行時に距離計２０をスキャンさせることで第１回目の横断面形状を認識してもよく、この場合、認識した横断面形状がスキャン方向に所定の幅をもって極端に低下している凹部の位置からハッチ端部４ａを判断するなど、種々の判断手法が可能である。
【００２１】
ところで、陸上側のホッパ１５は、最初に位置を認識してしまえば通常は荷役作業終了まで変動することはない。しかし、海上側のハッチ端部４ａは、荷役作業の進行とともに軽くなる船舶３の上昇に伴い同様に変化（上昇）するので、バケット１３の最適な経路については適宜修正が必要となる。このようなバケット１３の移動経路修正についても、同様にしてハッチ端部４ａの位置変動を認識できることから、制御部１４において自動的に実施することが可能になる。
【００２２】
また、制御部１４では、船倉４内の横断面形状から、内部に残っているばら荷Ｆの盛り上がり位置を自動的に判断することもできる。すなわち、船倉４内のばら荷Ｆは、荷役作業の繰り返しにより順次減少していくので、制御部１４は、最もばら荷Ｆが高く（多く）残っている位置を容易に判断して見出すことにより、次の海行きで目標位置を修正し、最適位置にバケット４を降下させて作業効率のよい搬出作業を行うことができる。
【００２３】
これまで説明した実施形態では、スキャンタイプの距離計２０が船舶３の幅方向（船体幅方向）へスキャンして制御部１４で横断面形状を認識するものとしたが、他の実施形態では、船舶３の長手方向となる進行方向（船体進行方向）にスキャンする距離計を併用してもよい。
このような構成とすれば、船舶３の横断面形状及び縦断面形状を認識できるので、船倉４内に残っているばら荷Ｆの状態を直交する２方向から判断できるようになる。従って、バケット１３の降下位置をより一層正確に判断することが可能となる。
【００２４】
上述したように、距離情報入手手段となる距離計２０及び制御部１４を具備して構成したクレーン装置１０によれば、制御部１４では、認識した船舶３の断面形状からハッチ端部４ａを自動的に判断して指定する自動運転を行うことができ、このため、従来必要であったハッチ端部４ａを指定する手動運転は不要または簡素化できるようになり、バケット１３の干渉を防止した自動運転を効率よく実施することが可能になる。従って、クレーン装置１０を使用して船舶３の船倉４から陸上のホッパ１５へばら荷Ｆを陸揚げするという荷役作業は、バケット１３の干渉を防止する最適な移動経路の設定を自動化して、作業時間を短縮した効率のよいものとなる。
【００２５】
さらに、船舶３の断面形状を認識することにより船倉４内におけるばら荷Ｆの状態も自動的に判断することができるので、バケット１３が移動してばら荷Ｆを取り込む目標の座標（降下位置）を自動的に修正でき、手動による微調整が不要で効率のよい自動運転により荷役の作業時間を短縮することも可能となる。
【００２６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、たとえば距離情報入手手段については、スキャン型の距離センサに代えて画像処理から断面形状を認識するなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るバケット式クレーン装置の一実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
３    船舶
４    船倉
４ａ    ハッチ端部
１０    バケット式クレーン装置（クレーン装置）
１１    横行ビーム
１２    トロリ
１３    バケット
１４    制御部
２０    距離計（距離情報入手手段）
【図１】
2005239411.tif 000003