KR20070088331A - 크레인 제어 장치 - Google Patents

Abstract

야드의 경사를 자동적으로 검출하여 컨테이너를 정확하게 단적층할 수 있는 크레인 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 컨테이너를 반송하는 크레인 제어 장치에 있어서, 컨테이너를 현수하는 스프레더에 설치된 경사계(41)와, 상기 컨테이너에 대한 상기 스프레더의 의 착상 상태 및 고정 상태를 검출하는 리미트 스위치(착상 검출 장치)(27)와, 상기 리미트 스위치(27)에 의해 상기 스프레더가 상기 컨테이너에 착상된 상태에서의 상기 경사계(41)의 검출 결과를, 상기 컨테이너가 적재된 컨테이너 야드의 장치부의 위치와 대응하여 축적하는 데이터 베이스(경사 데이터 축적 장치)(51)를 구비하였다.

경사계, 리미트 스위치, 데이터 베이스, 인코더, 중앙 컴퓨터, 무선 장치

Description

크레인 제어 장치 {CRANE CONTROL DEVICE}

본 발명은, 예를 들어 항만에서 상자형 형상의 컨테이너가 다수 적재되는 컨테이너 야드에서 상기 컨테이너를 반송하는 크레인 제어 장치에 관한 것이다.

항만 등의 컨테이너 야드에서는 크레인에 의해 선박 혹은 트레일러로의 컨테이너의 싣기 및 선박 혹은 트레일러로부터의 컨테이너의 내리기 등의 하역 작업이 행해지고 있다.

이 하역 작업에 이용할 수 있는 크레인으로서, 도3에 도시한 것을 예로 들어서 설명한다.

도3에 있어서, 부호 10은 현수물 컨테이너(C)를 목표 컨테이너에 단적층(段積層; stacking)시키는 야드 크레인(이하, 크레인이라 칭함)이다.

이 크레인(10)은 컨테이너를 단적층하는 타이어식 다리형 크레인이며, 타이어(9)를 구비한 타이어식 주행 장치(11)에 의해 무궤도면 상을 주행하는 문(門)형의 크레인 주행 기기 본체(10a)를 갖고 있다. 타이어식 주행 장치(11)는 크레인(10)의 전후 양측에 설치되어 있고, 후술의 레인 내를 이동하는 주행과, 레인 사이를 이동하는 횡행 주행이 가능하다.

크레인 주행 기기 본체(10a)의 수평한 상부 대들보(12)에는, 이 상부 대들 보(12)에 따라 수평 방향으로 이동하는 횡행 트롤리(13)가 설치되어 있다. 횡행 트롤리(13)에는 윈치 장치(14)가 탑재되어 있다. 이 윈치 장치(14)가 말아 올려져 조출을 행하는 현수 로프(15)에 의해 컨테이너용의 현수구(스프레더)(16)가 현수되어 있다. 현수구(16)는 현수물인 컨테이너(C)를 결합 분리 가능하게 보유 지지할 수 있도록 되어 있다.

또한, 크레인 주행 기기 본체(10a)에는 상기 야드 크레인(10)의 주행 제어를 행하는 주행 제어부(17)가 설치되어 있다.

도4에 도시한 것은, 컨테이너(C)를 파지하기 위해 스프레더(16)에 설치된 로크핀 장치(20)이다. 로크핀 장치(20)는 스프레더(16)의 구석부에 상하 방향의 이동이 구속되고, 회전이 자유롭게 되도록 수직 설치된 로크핀(21)과, 이 로크핀(21)과 대향하여 컨테이너(C)의 구석부에 설치되고, 로크핀(21)의 선단부(21a)가 삽입되는 로크부(22)와, 로크핀(21)을 회전시키는 회전 기구(25) 등으로 구성되어 있다.

로크부(22)에는 가늘고 긴 핀 구멍(22a)이 개구되어 있다. 스프레더(16)를 강하시켜 로크핀 선단부(21a)를 이 핀 구멍(22a) 내에 삽입한 후, 도시하지 않은 유압 실린더를 구동하여 회전 기구(25)를 작동하고, 회전 기구(25)와 접속된 아암(24)을 거쳐서 로크핀(21)을 회전시킴으로써, 로크핀(21)을 거쳐서 컨테이너(C)를 스프레더(16)에 로크하고, 혹은 이 로크를 해제하도록 되어 있다. 또한, 스프레더(16)의 구석부에는 로크핀(21)의 로크 상태를 확인하기 위한 착상 검출 장치(landing detection device)가 설치되어 있다.

도5에 도시한 바와 같이, 착상 검출 장치(23)는 로크핀(21)에 근접 설치되고, 스프레더(16)의 바닥부(16a)에 개구된 관통 구멍(16b) 내를 상하 이동하는 검출 로드(28)와, 이 검출 로드(28)의 움직임을 검출하는 리미트 스위치(착상 검출 장치)(27)로 구성되어 있다.

검출 로드(28)는 스프링(28c)에 의해, 선단부(28b)가 통상 시(무부하 상태 시)는 스프레더 바닥면으로부터 돌출되어 있고, 스프레더(16)를 강하하여 컨테이너(C) 상면에 근접하고, 접촉시키면 검출 로드(28)를 밀어 올릴 수 있고, 이 움직임을 리미트 스위치(27)로 검출하여 착상을 확인한 후, 로크핀(21)이 로크되도록 되어 있다.

도6은 이와 같은 크레인이 이용되고 있는 컨테이너 야드이다. 컨테이너 야드에는 복수의 레인(18)이 설치되어 있고, 하나의 레인(18)에 1대 이상의 크레인(10)이 설치되어 있다. 크레인(10)은 각 레인(18) 내로 이동함으로써, 컨테이너 야드 상의 임의인 컨테이너(C)를 차량(19)에 쌓고, 또는 차량(19)으로부터 컨테이너 야드 상에 컨테이너(C)를 내려서 쌓는다.

특허 문헌 1 : 일본 실용신안 공개 평5-40813호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 평11-157485호 공보

컨테이너 야드에서는, 배수를 위해 컨테이너(C)가 단적층되는 장치(藏置)부[레인(18)의 폭 방향의 중간부 영역), 크레인 주행부[레인(18)에 있어서 장치부의 폭 방향의 양측에 설치된 영역] 등에 경사를 마련하고 있다. 이 경사는 위치마다 변동이 있거나, 컨테이너 야드의 시공 후에 부등 침하 등이 생기는 것으로 변동하거나 한다.

예를 들어, 도7과 같이 장치부(18a)가 횡행 방향(도7의 좌우 방향)으로 경사져 있으면, 스프레더(16)가 파지되는 컨테이너(C)와 장치부(18a)에 단적층되어 있는 컨테이너(C')가 평행하게 되지 않으므로, 파지한 컨테이너(C)를 장치부(18a)의 컨테이너(C')에 착상시킬 때에 컨테이너(C)의 일부가 앞서 착상되어 회전이 발생할 경우가 있었다.

또한, 도8에 도시한 바와 같이 장치부(18a)가 주행 방향으로 경사져 있을 경우, 같은 컨테이너의 회전이 발생하는 것 외에, 주행 방향(도8의 좌우 방향)의 경사량이 커지면, 단적층 높이가 높아짐에 따라서 최상단의 컨테이너 위치가 주행 방향으로 어긋난다(도면의 부호 d1 참조). 즉, 단적층해 감에 따라서 크레인 주행 위치를 미조정해야만 하여 하역 효율에 악영향을 끼친다.

또한, 도9에 도시한 바와 같이 장치부(18a, 18a)의 경사가 불균일해지면, 컨테이너의 단적층수를 증대시켰을 때에 인접한 컨테이너 사이의 간극(d2)이 원래 스프레더(16)의 동작을 위해 확보되어야 할 소정량(400 ㎜) 이하가 되고, 간극(d2)에 스프레더(16)를 삽입하기 어려워져 하역이 곤란하게 된다.

이와 같은 이유에 이해, 수동 운전으로 컨테이너(C)를 착상시키기 위해서는 숙련된 기술을 요하고, 자동 운전으로 컨테이너(C)를 착상시키기 위해서는 경사량이 커진 경우의 대응이 곤란해지는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 사정에 비추어 이루어진 것이고, 야드의 경사를 자동적으로 검출하여 컨테이너를 정확하게 단적층할 수 있는 크레인 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 있어서는 상기의 과제를 해결하기 위해 이하의 수단을 채용하였다.

본 발명은 컨테이너 야드 내에서 컨테이너를 스프레더에 의해 현수하여 반송하는 크레인의 제어 장치에 있어서, 상기 스프레더에 설치되어 상기 스프레더의 경사를 검출하는 경사계와, 상기 컨테이너에 대한 상기 스프레더의 착상 상태(landing state)를 검출하는 착상 검출 장치와, 상기 착상 검출 장치에 의해 상기 스프레더가 상기 컨테이너에 착상하였을 때의 상기 경사계의 검출 결과를, 상기 컨테이너가 장치된 상기 컨테이너 야드의 장치부의 위치와 대응하여 축적하는 경사 데이터 축적 장치를 구비한 크레인 제어 장치를 제공한다.

본 발명에 있어서는 크레인 자체의 경사와는 다른 경우도 있는 컨테이너 야드의 장치부 각 위치에 있어서의 경사를 검출 가능하게 된다. 경사 데이터 축적 장치에 축적된 경사 데이터(경사량 및 경사 방향의 데이터)는 컨테이너 반송 시 크레인의 수동 또는 자동 제어에 있어서 이용할 수 있다. 이에 의해 정확한 컨테이너의 반송을 실현할 수 있다. 또한, 경사 데이터 축적 장치에 축적된 경사 데이터는, 순차 갱신할 수 있다.

상기 발명에 있어서는, 상기 경사 데이터 축적 장치에 축적된 경사 데이터를 기초로 하고, 컨테이너 단적층 위치의 장치부와 평행하게 되도록 상기 스프레더의 트림 혹은 리스트를 제어하는 중앙 제어 장치를 구비하는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 단적층하는 컨테이너 야드의 장치부의 경사에 따라서, 중앙 제어 장치가 스프레더의 트림 혹은 리스트를 제어하여 단적층하는 컨테이너가 단적층 위치의 장치부와 평행하게 되도록 제어한다. 따라서, 단적층하는 컨테이너 전체를 거의 동시에 착지시켜 컨테이너의 회전을 막을 수 있다.

상기 발명에 있어서는, 상기 경사 데이터 축적 장치에 축적된 경사 데이터를 기초로 하고, 컨테이너 단적층 위치의 장치부의 최상단의 컨테이너의 주행 방향 위치를 산출하여 크레인의 주행 방향 위치를 보정하는 중앙 제어 장치를 구비하는 것이 바람직하다.

주행 방향으로 경사진 야드 상에 컨테이너를 단적층하면, 단적층 높이가 높아짐에 따라서 최상단의 컨테이너 위치가 주행 방향으로 어긋난다. 그래서, 상기한 바와 같이 중앙 제어 장치가 경사 데이터를 기초로 하여 어긋남을 산출하여 주행량을 보정함으로써, 컨테이너 장치 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다. 여기서, 장치부에 있어서의 컨테이너의 단적층수는 중앙 제어 장치에 의해 관리해 두면 좋다.

상기 발명에 있어서는, 상기 경사 데이터 축적 장치에 축적된 경사 데이터를 기초로 하고, 컨테이너 단적층 위치의 컨테이너와 인접한 컨테이너 간극 폭을 산출하는 중앙 제어 장치를 구비하는 것이 바람직하다.

장치부의 경사가 불균일해지면, 컨테이너의 단적층수를 증대시켰을 때에 인접한 컨테이너 사이의 간극이 소정 이하가 된다. 그래서, 상기한 바와 같이 인접한 컨테이너 사이의 간극 감소를 중앙 제어 장치가 산출됨으로써, 이 산출 결과를 기초로 하여 중앙 제어 장치에 단적층수를 제한하거나 경보를 발하거나 하는 등의 처리를 행하게 할 수 있어 컨테이너 충돌의 위험 회피에 도움이 된다.

상기 발명에 있어서는, 복수의 상기 크레인을 제어하는 중앙 제어 장치를 구비하고, 상기 중앙 제어 장치에는 상기 복수의 크레인으로부터 상기 경사계의 검출 결과가 이송되는 동시에, 상기 복수의 크레인이 상기 중앙 제어 장치에 의해 제어되는 것이 바람직하다.

이 경우에는 컨테이너 야드 전체의 장치부 각 위치의 경사가 중앙 제어 장치에 의해 일원 관리되고, 또한 각 크레인도 중앙 제어 장치에 의해 일괄하여 제어된다.

본 발명에 있어서는, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

컨테이너 야드의 경사를 자동적으로 검출하여 데이터 베이스로서 축적 및 갱신함으로써 사람의 손에 의한 경사의 측량을 불필요하게 할 수 있다. 그리고, 상기 데이터 베이스를 기초로 하여 스프레더를 정확하게 제어하여 컨테이너를 단적층할 수 있게 되고, 또한 크레인의 위치를 자동적으로 보정할 수 있게 되어 하역 효율을 향상시킬 수 있다.

도1은 본 실시 형태에 관한 야드 크레인 제어 장치의 블럭도이다.

도2는 컨테이너 착상 시 스프레더의 경사를 도시하는 도면이다.

도3은 야드 크레인의 사시도이다.

도4는 스프레더에 설치된 로크핀 장치를 도시하는 종단면도이다.

도5는 도4에 도시한 로크핀 장치의 리미트 스위치를 도시하는 종단면도이다.

도6은 컨테이너 야드의 전체를 도시하는 사시도이다.

도7은 장치부의 횡행 방향에 있어서의 경사를 도시하는 도면이다.

도8은 장치부의 주행 방향에 있어서의 경사를 도시하는 도면이다.

도9는 장치부에 있어서의 불균일한 경사를 도시하는 도면이다.

다음에, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시 형태에서는, 본 발명을 야드 크레인에 적용한 예를 나타낸다.

도1은 본 실시 형태에 관한 야드 크레인 제어 장치의 블럭도이다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 야드 크레인(40)의 개략적인 구성은 상기 종래의 크레인(10)과 마찬가지이며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 이용하여 그 설명을 생략한다.

도1에 있어서, 부호 41로 나타내는 부재는 스프레더(16)에 고정된 경사계이다. 경사계(41)는 스프레더(16)의 경사(경사량 및 경사 방향)를 검출하는 것이며, 액면식 및 중력식의 것을 채용할 수 있다.

도1에 있어서 부호 42로 나타내는 부재는 타이어(9)의 횡행량을 검출하는 횡행 인코더, 부호 43으로 나타내는 부재는 컨테이너 야드에 있어서의 크레인의 위치를 GPS(전지구 측위 시스템) 위성의 전파를 이용하여 검출하는 GPS 장치이다. 또한, 부호 50으로 나타내는 부재는 컨테이너 야드측의 중앙 컴퓨터(중앙 제어 장치)이다. 부호 45, 46으로 나타내는 부재는 크레인과 컨테이너 야드측의 중앙 컴퓨 터(50)가 데이터를 송수신하기 위한 무선 장치이다. 중앙 컴퓨터(50)는 컨테이너 야드의 경사 데이터를 축적하는 데이터 베이스(경사 데이터 축적 장치)(51)에 액서스하는 구성으로 되어 있다. 또한, 중앙 컴퓨터(50)는 무선 장치(45, 46)를 거쳐서 복수의 주행 제어 장치(17)를 제어함으로써, 컨테이너 야드에 복수 설치된 크레인(40)의 주행 제어를 행한다. 또한, 중앙 컴퓨터(50)는 장치부의 각 위치에 있어서의 컨테이너 단적층수의 관리를 행한다.

이상과 같이 구성된 야드 크레인 제어 장치에서는 컨테이너(C)에 스프레더(16)를 착상시킬 때에, 리미트 스위치(27)가 ON으로 되었을 때[즉, 스프레더(16)가 컨테이너(C)에 착상되었을 때]의 경사계(41)의 출력, 횡행 인코더(42)에 의해 검출된 야드 크레인(40)의 횡행 위치 및 GPS 장치(43)에 의해 검출된 야드 크레인(40)의 주행 위치가 무선 장치(45, 46)를 거쳐서 중앙 컴퓨터(50)에 입력된다. 도2에 도시한 바와 같이 장치부(18a)에 단적층된 컨테이너(C)를 파지하는 스프레더(16)가 컨테이너(C)에 착상된 타이밍으로는, 스프레더(16)의 경사는 컨테이너(C)가 단적층되어 있는 장치부(18a)의 경사와 같다. 즉, 스프레더(16)가 컨테이너(C)에 착상되어 리미트 스위치(27)가 ON으로 된 타이밍으로, 경사계(41)에 의해 검출된 경사는 장치부(18a)의 경사로 간주할 수 있다.

중앙 컴퓨터(50)에서는 데이터 베이스(51)에 상기 경사를 장치 위치의 좌표와 대응시켜 보존한다. 이를 반복함으로써, 컨테이너 야드의 장치부 각 위치에 있어서의 경사량을 나타낸 데이터 베이스가 축적 및 갱신된다.

데이터 베이스(51)는 이하와 같이 사용된다.

데이터 베이스(51)는 장치부(18a)의 경사나 크레인 주행부(18b)의 경사에 따른 트림(주행 방향의 스프레더의 경사), 리스트(횡행 방향의 스프레더의 경사)의 자동 조정 기능으로 이용된다. 즉, 중앙 컴퓨터(50)는 데이터 베이스(51)로부터 단적층 위치의 경사 데이터를 판독하고, 파지한 컨테이너(C)와 장치부(18a)에 단적층된 컨테이너가 평행하게 되도록 무선 장치(45, 46)를 거쳐서 스프레더(16)의 좌우의 현수량을 조정하면서 파지한 컨테이너(C)를 착상시킨다. 따라서, 컨테이너 착상 시 컨테이너(C)의 회전을 방지할 수 있다.

또한, 이 야드 크레인 제어 장치에 장치부(18a)나 크레인 주행부(18b)의 경사와 단적층 높이에 따른 크레인 주행 정지 위치 보정 기능을 부가함으로써 장치부(18a)나 크레인 주행부(18b)의 주행 방향의 경사에 의한 주행 방향의 컨테이너 위치 어긋남을 보정할 수 있다.

상기한 바와 같이, 주행 방향으로 경사진 장치부(18a) 상에 컨테이너를 단적층하면, 단적층 높이가 높아짐에 따라서 최상단의 컨테이너 위치가 주행 방향으로 어긋난다(도8 참조). 본 실시 형태의 야드 크레인 제어 장치에서는 중앙 컴퓨터(50)는 경사 데이터를 기초로 하여 어긋남을 산출하여 주행량을 보정함으로써, 컨테이너 장치 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 장치부에서의 경사가 불균일해지면, 컨테이너의 단적층수를 증대시켰을 때에 인접한 컨테이너 사이의 간극이 소정치 이하가 된다(도9 참조). 본 실시 형태에서는 인접한 컨테이너 사이의 간극 감소를 중앙 컴퓨터(50)가 산출되고, 이 정보를 기초로 하여 야드 크레인(40)에 의한 단적층수를 제한함으로써 컨테이너 사 이의 간극이 소정치 이하가 되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 컨테이너를 장치할 수 없는 것을 방지할 수 있다. 또한, 컨테이너 사이의 간극이 소정치보다도 좁을 경우에는 중앙 컴퓨터(50)가 경보를 발생해도 좋다. 이에 의해, 컨테이너 충돌의 위험 회피에 도움이 된다.

또한, 이 야드 크레인 제어 장치에서는 장치부(18a)의 경사의 대폭 변동을 자동으로 검출할 수 있다. 그리고, 경사가 대폭 변동되는 위치에는 가능한 한 컨테이너를 두지 않는 운용 회피 대책을 강구할 수 있다. 또한, 장치부(18a)의 경사량이 적정치를 초과하고 있는 경우에는 컨테이너 야드의 보수가 필요하다고 판정할 수 있다. 따라서, 컨테이너 야드를 적정 상태로 유지할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 야드 크레인 제어 장치에 있어서는 컨테이너 야드의 경사를 자동적으로 검출하여 데이터 베이스로서 축적하고, 또한 경사의 변동을 자동적으로 갱신할 수 있다. 따라서, 사람의 손에 의한 경사의 계측을 불필요하게 할 수 있다.

그리고, 상기 데이터 베이스를 기초로 하여 스프레더(16)를 정확하게 제어하여 컨테이너를 단적층할 수 있게 되고, 또한 주행 방향의 컨테이너 위치 어긋남을 자동적으로 보정할 수 있게 되어 하역 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 컨테이너 야드 내에서 컨테이너를 스프레더에 의해 현수하여 반송하는 크레인의 제어 장치에 있어서,

   상기 스프레더에 설치되어 상기 스프레더의 경사를 검출하는 경사계와,

   상기 컨테이너에 대한 상기 스프레더의 착상 상태를 검출하는 착상 검출 장치와,

   상기 착상 검출 장치에 의해 상기 스프레더가 상기 컨테이너에 착상되었을 때 상기 경사계의 검출 결과를, 상기 컨테이너가 장치된 상기 컨테이너 야드의 장치부의 위치와 대응하여 축적하는 경사 데이터 축적 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 크레인 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 경사 데이터 축적 장치에 축적된 경사 데이터를 기초로 하고, 컨테이너 단적층 위치의 장치부와 평행하게 되도록 상기 스프레더의 트림 혹은 리스트를 제어하는 중앙 제어 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 크레인 제어 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 경사 데이터 축적 장치에 축적된 경사 데이터를 기초로 하고, 컨테이너 단적층 위치의 장치부의 최상단의 컨테이너의 주행 방향 위치를 산출하여 상기 크레인의 주행 방향 위치를 보정하는 중앙 제어 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 크레인 제어 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 경사 데이터 축적 장치에 축적된 경사 데이터를 기초로 하고, 컨테이너 단적층 위치의 컨테이너와 인접한 컨테이너 간극 폭을 산출하는 중앙 제어 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 크레인 제어 장치.
5. 제1항에 있어서, 복수의 상기 크레인을 제어하는 중앙 제어 장치를 구비하고,

   상기 중앙 제어 장치에는 상기 복수의 크레인으로부터 상기 경사계의 검출 결과가 이송되는 동시에, 상기 복수의 크레인이 상기 중앙 제어 장치에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 크레인 제어 장치.

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