(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陸上より支持されて船倉内に垂直に下ろされたエレベータ部を船倉内で移動させると共に、このエレベータ部の下端より水平方向に突き出されて荷の掻き取りを行う掻取部を旋回させる連続アンローダにおいて、前記掻取部に、前記掻取部の船倉内位置として、先端の向き、移動方向、旋回中心の位置を検出する位置検出手段を設け、
前記掻取部の先端が船倉の壁に向いた所定の範囲内にあり、
前記掻取部の伸縮長が伸張されていない所定の範囲内にあり、
前記掻取部の移動方向が船倉の壁に沿う方向であり、
前記掻取部の旋回中心が旋回可能範囲内にある場合に、旋回掻き取りを許可する隅部旋回可能検出手段を設けたことを特徴とする連続アンローダのコーナ掻取支援装置。
【請求項２】
前記掻取部の旋回時に旋回角に応じて前記掻取部を伸縮させることを特徴とする請求項１記載の連続アンローダのコーナ掻取支援装置。
【請求項３】
前記位置検出手段は、前記掻取部に超音波式距離センサを掻取部の所定方向に向かせて取り付け、この距離センサで計測される船倉の壁までの距離と掻取部の旋回角とから掻取部の船倉内位置を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の連続アンローダのコーナ掻取支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船倉内で移動、旋回及び伸縮される掻取部を備えた連続アンローダに係り、特に、船倉の隅部での掻取部操作を容易にする連続アンローダのコーナ掻取支援装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
船積みされている石炭、鉄鉱石等のバラ状の荷を陸上に取り出す連続アンローダは、図７に示されるように、陸上の走行旋回塔７１より海上まで設けたブーム７２の先端に垂直なエレベータ部７３を設け、このエレベータ部７３の下端に水平方向に突き出た掻取部７４を設けてある。エレベータ部７３から掻取部７４にわたり、バケット（図示せず）が連鎖状に設けられており、各バケットは掻取部７４において荷を掻き取り、エレベータ部７３に沿って上昇してコンベア（図示せず）に荷を受け渡す。図８に示されるように、船倉３内での掻取部１の移動は、エレベータ部５を移動させることにより行われる。掻取部１の方向変更は、エレベータ部５を中心に掻取部１を旋回させることによって行う。
【０００３】
掻取部１は、伸縮可能に構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
船倉の隅部において、掻取部１の方向変更を行う際に、荷の取り残しを少なくするためには、掻取部１は旋回と伸縮とを組み合わせて操作しなくてはならない。理想的な掻取部の動作は、隅部を構成する２つの壁から等距離の位置を旋回の中心とし、旋回を行いながら掻取部を伸ばしていき、４５°旋回したところで掻取部を最も長くし、その後は旋回を行いながら掻取部を縮め、９０°旋回したところで掻取部を元の長さにすると隅部をまんべんなく掻き取ることができる。これをコーナ掻取という。
【０００５】
しかしながら、実際の運転においては、運転室がエレベータ部の上端近傍に設けられているため掻取部が見えにくいこと、船倉の入り口（ハッチ口）が船倉よりも狭く形成されているため、掻取部が隅部に近付くと運転室から見えないことなどにより、上記の理想的な掻取部の動作を行うことは困難である。例えば、掻取部が側方の壁に近すぎるところから旋回を始めると、途中で掻取部が側方の壁に衝突する。逆に、掻取部が側方の壁に遠すぎるところから旋回を始めると、旋回が終わったときに掻取部の先端が壁から離れ過ぎてしまう。また、掻取部が伸長された状態から旋回を行うと、旋回途中で長さが足りなくなり、隅部の荷が取り残されてしまう。理想的な動作のためには、オペレータが移動、旋回及び伸縮の操作をうまく複合しなければならない。しかし、これには相当の熟練が必要である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、船倉の隅部での掻取部操作を容易にする連続アンローダのコーナ掻取支援装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、陸上より支持されて船倉内に垂直に下ろされたエレベータ部を船倉内で移動させると共に、このエレベータ部の下端より水平方向に突き出されて荷の掻き取りを行う掻取部を旋回させる連続アンローダにおいて、前記掻取部に、前記掻取部の船倉内位置として、先端の向き、移動方向、旋回中心の位置を検出する位置検出手段を設け、前記掻取部の先端が船倉の壁に向いた所定の範囲内にあり、前記掻取部の伸縮長が伸張されていない所定の範囲内にあり、前記掻取部の移動方向が船倉の壁に沿う方向であり、前記掻取部の旋回中心が旋回可能範囲内にある場合に、旋回掻き取りを許可する隅部旋回可能検出手段を設けたものである。
【０００８】
前記掻取部の旋回時に旋回角に応じて前記掻取部を伸縮させてもよい。
【０００９】
前記位置検出手段は、前記掻取部に超音波式距離センサを掻取部の所定方向に向かせて取り付け、この距離センサで計測される船倉の壁までの距離と掻取部の旋回角とから掻取部の船倉内位置を検出してもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１１】
本発明に係る連続アンローダのコーナ掻取支援装置は、掻取部の船倉内位置を検出する位置検出手段を備えており、図１（ａ）に示されるように、掻取部１が船倉３の壁４からどれくらいの距離に位置してどの方向に向いているかを知ることができる。また、この図通りの画像を運転室内に設けた液晶グラフィックパネルに表示することができる。コーナ掻取支援装置は、掻取部位置が船倉の隅部での旋回が可能な範囲に含まれるかどうかを検出して知らせる隅部旋回可能検出手段を備えている。
【００１２】
位置検出手段は、掻取部１に超音波式距離センサを掻取部１の所定方向に向かせて取り付け、この距離センサで計測される船倉の壁までの距離と掻取部の旋回角とから掻取部の船倉内位置を検出するものである。具体的には、図２に示されるように、掻取部１に、掻取部突出方向の前後左右に臨む４つの超音波式距離センサ２を取り付けるか又はさらに左右斜め前方に臨むものを加えた６つの超音波式距離センサ２を取り付けてある。以下、各距離センサ２をそれぞれが臨んでいる方向により前センサ２ａ、後センサ２ｂ、左センサ２ｃ、右センサ２ｄ、斜左センサ２ｅ、斜右センサ２ｆと呼ぶ。前センサ２ａは掻取部１の先端右側に、後センサ２ｂは掻取部１の後端に、左右センサ２ｃ，２ｄは掻取部１の両側に、斜左右センサ２ｅ，２ｆは掻取部１の両側前寄りに配置されている。各距離センサ２は水平方向に向けて取り付けられている。
【００１３】
超音波式距離センサ２は、臨んでいる方向（以下、センサ方向という）に超音波を放射し、対象物で反射して帰ってきた超音波を検出することによって対象物との距離を計測するものである。
【００１４】
掻取部突出方向が任意の方向に向いているとき、各々のセンサ方向において船倉３の壁４（海側壁４ａ，西側壁４ｂ，陸側壁４ｃ，東側壁４ｄ）に対する距離センサ２（前センサ２ａ，後センサ２ｂ，左センサ２ｃ，右センサ２ｄ）からの距離を計測することができる。各センサ距離と掻取部１の旋回角とにより、各距離センサ２から壁４までの垂線距離が計算される。
【００１５】
一方、掻取部構造データとして、エレベータ部（掻取部の旋回中心）５を基準とした各距離センサ取り付け位置及び掻取部１の最外周の位置の情報を予め設定しておく。
【００１６】
位置検出手段は、これらの設定情報と、前記各距離センサ２から壁４までの垂線距離及び掻取部の旋回角とを用いることにより、船倉３の４つの壁４の位置、掻取部１の旋回中心の位置、掻取部１の向き、掻取部１の最外周と壁４との最短距離などを得る。
【００１７】
隅部旋回可能検出手段は、船倉３の４つの壁４の位置情報から、掻取部１が隅部で旋回可能な範囲を計算するものである。この旋回可能範囲を図１（ａ）と同じスケールで図１（ｂ）に示す。図示のように、船倉の４箇所の隅部に対して、それぞれ一方の壁からの距離及び他方の壁からの距離が所定範囲内となる長方形（正方形を含む）が設定されている。この旋回可能範囲１０は、掻取部１の旋回中心が内に含まれていれば旋回可能とするものである。
【００１８】
隅部旋回可能検出手段は、図３に示した手順で動作する。
【００１９】
まず、旋回角が所定の範囲内にあるかどうかを調べる。その範囲を９０°×ｎ±Ｄ°（ｎ＝０，１，２，３；Ｄは例えば５）とする。旋回角がこの範囲内であれば、掻取部１の先端が壁４に向いていることになる。旋回角が所定の範囲内にない、即ち、掻取部１の先端が壁４に向いていない場合は、コーナ掻取を開始できないので、コーナ掻取可能信号をオフにして処理を終了する。旋回角が所定の範囲内にあれば、掻取部１の伸縮長が所定の範囲内にあるかどうかを調べる。掻取部１の伸縮長が所定の範囲内にない場合は、コーナ掻取可能信号をオフにして処理を終了する。掻取部１の伸縮長が所定の範囲内にある場合は、掻取部１の移動方向を計算する。次に、掻取部１の移動方向が壁４に沿う方向かどうかを調べる。掻取部１の移動方向が壁４に沿う方向でなければ、コーナ掻取可能信号をオフにして処理を終了する。掻取部１の移動方向が壁４に沿う方向であれば、掻取部１の旋回中心が旋回可能範囲内にあるかどうか調べる。掻取部１の旋回中心が旋回可能範囲内にない場合は、コーナ掻取可能信号をオフにして処理を終了する。掻取部１の旋回中心が旋回可能範囲内にある場合、コーナ掻取可能信号をオンにして処理を終了する。
【００２０】
以上の判断により、掻取部１が、伸長されておらず、先端を壁４に向けており、壁４に沿って移動しており、旋回中心が旋回可能範囲内に入っているときのみ、コーナ掻取が許可される。
【００２１】
なお、掻取部１の移動方向の計算は、図４の手順で行われる。
【００２２】
掻取部１が移動するとき、掻取部１の先端と旋回の中心点とについてそれぞれ位置座標で表した移動軌跡を求め記憶しておく。この移動軌跡を用い、掻取部先端と旋回中心点とについてそれぞれ１回前の位置座標から現在の位置座標へのベクトルを計算する。掻取部先端のベクトルと旋回中心点のベクトルとが、向き及び大きさ共にほぼ同一であれば、掻取部１が旋回せずに移動していることが判る。このベクトルの向きを座標系での移動方向とする。陸上を基準とした掻取部１の旋回角から、掻取部先端が船倉３のどの壁４に向いているかがわかるので、この掻取部先端の向きと座標系上の移動方向とから、掻取部１が壁４に向かって左右のどちらに移動しているかを計算し、掻取部１から見た移動方向とする。
【００２３】
コーナ掻取が許可されると、図５に示されるように、運転室内に設けられているコーナ掻取ランプ５１が点灯される。そこで、オペレータは、運転室内に設けられているコーナ掻取選択スイッチ５２を操作する。その後、掻取部１の旋回操作のためのコントロールレバー５３を操作すると、制御盤５４ではレバー操作の角度に応じて掻取部１の伸縮量を決定し、旋回と伸縮との複合運転を行う。これにより、オペレータは、掻取部１を伸縮させない通常の旋回操作と同じ旋回操作を行うだけで自動的に掻取部１が伸縮することになる。
【００２４】
コーナ掻取における掻取部１の動作を説明する。まず、図６（ａ）に示されるように、掻取部１が、伸長されておらず、先端を壁４に向けており、壁４に沿って移動しており、旋回中心が旋回可能範囲内に入ると、コーナ掻取が可能な状態になる。コーナ掻取を開始すると、掻取部１の先端部分が壁４と平行となるように、掻取部１を旋回させつつ伸長させる。図６（ｂ）に示されるように、掻取部１が隅部頂点と旋回中心との対角線上に来ると、直交する壁４について掻取部１の先端部分が壁４と平行となるように、掻取部１を旋回させつつ短縮させる。図６（ｃ）に示されるように、掻取部１が先端を壁４に向ける位置に来ると、コーナ掻取は終了する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２６】
（１）コーナ掻取の旋回動作が可能な位置に掻取部があるかどうかをコーナ掻取支援装置が判定してくれるので、熟練しないオペレータでも容易にコーナ掻取を行うことができる。
【００２７】
（２）旋回角に応じて掻取部が伸縮されるため、オペレータは旋回だけを操作すればよいことになる。
【００２８】
（３）距離センサで計測した船倉の壁から掻取部の船倉内位置を検出しているので、船によってサイズの異なる船倉に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す掻取部が収容された船倉の平面図である。
【図２】本発明における旋回可能範囲を示した概念図である。
【図３】本発明において隅部旋回が可能であることを検出する手順図である。
【図４】本発明において移動方向を計算する手順図である。
【図５】運転操作の流れを示す図である。
【図６】コーナ掻取動作を示す平面図である。
【図７】連続アンローダの構成図である。
【図８】連続アンローダの平面図である。
【符号の説明】
１  掻取部
２  超音波式距離センサ
３  船倉
４  壁
５  エレベータ部
１０  旋回可能範囲
【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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【図７】
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【図８】
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