KR101044915B1 - Loading and unloading system for ship using the crane - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템에 관한 것으로, 크레인의 트롤리에 스캐너를 장착하여 컨테이너 운송 선박에 적재된 컨테이너의 적재 상태를 파악하여 제어부에서 최단경로 및 최단시간에 자동으로 컨테이너의 선적 및 하역을 제어할 수 있도록 하는 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a loading and unloading system using a crane, which is equipped with a scanner on a trolley of a crane to grasp the loading state of the container loaded on the container transport vessel to automatically load and unload the container in the shortest path and the shortest time in the controller. It relates to a loading and unloading system using a crane to control the.
컨테이너 부두에서 컨테이너 운송과 처리량을 위한 요구사항이 전 세계적으로 지속적으로 증가하고 있으며, 컨테이너 처리기술뿐만 아니라 적재 및 하적 기술을 위한 처리공정은 더욱 새롭고 높은 요구사항으로 갖추게 되었다. 그러므로 개발요구와 컨테이너 설계장치는 고효율로 처리하기 위해서, 부두의 컨테이너 운송의 표준화, 고속화 및 자동화가 필요하게 된다.The requirements for container transportation and throughput at container wharf continue to increase worldwide, and the handling process for loading and unloading technology as well as container handling technology is becoming more and more demanding. Therefore, the development demand and the container design apparatus need to standardize, speed up, and automate the container transportation of the docks in order to process with high efficiency.
세계경제 및 무역이 성장하는 1990년대부터, 컨테이너의 화물용적은 급격하게 상승하고 있다. 운송여건과 기술 및 경제적 장점을 위해 컨테이너의 크레인설비를 위한 고도기술, 특히 자동제어기술이 충분하게 개발되었다.Since the 1990s, when the world economy and trade have grown, the cargo volume of containers has risen rapidly. Adequate high technology, especially automatic control technology, has been developed for the crane installation of containers for transportation conditions, technical and economic advantages.
나아가, 최근에는 컨테이너선과 같은 해상운송에 이용되는 선박이 대형화하는 추세인데, 이는 선박의 수송량을 증가시켜 경제성을 확보하기 위한 것이다. 이에 따라 대형 선박을 접안시킬 수 있는 계류시설 및 하역시설을 구비한 항만이 요구된다.Furthermore, recently, ships used for maritime transportation, such as container ships, have become larger in size, which is to secure economic feasibility by increasing the volume of ships transported. This requires ports with mooring and unloading facilities that can dock large vessels.
그러나, 대형 컨테이너 선박을 접안시킬 수 있는 항구는 국내외에 많지 않으며, 이러한 항구를 건설하려면 많은 경비가 요구된다. 항구 건설에는 넓은 장소가 필요하며, 이외에도 많은 컨테이너를 야적시키기 위한 넓은 토지 및 부대시설을 구비하여야 한다. 대형 항구가 근처의 환경에 미치는 영향을 고려하면 새로운 항구의 개발은 더욱 어려워진다.However, there are not many ports at home and abroad that can dock large container ships, and construction of such a port requires a lot of expenses. The construction of a port requires a large area, and in addition, a large area of land and supporting facilities for stocking many containers should be provided. Given the impact of large ports on the surrounding environment, the development of new ports becomes more difficult.
또한, 화물의 선적과 하역이 소수의 대형 항구에만 집중되기 때문에, 대형 항구 근처의 도로는 선적 또는 하역화물을 이송하기 위한 차량의 증가로 교통 체증이 유발된다. 중량이 큰 화물을 운송하는 차량의 증가는 도로의 주 파손 원인이 되어 막대한 비용을 국가나 지방 자치 단체에 부담시킨다.In addition, because the loading and unloading of cargo is concentrated in only a few large ports, roads near large ports cause traffic jams due to the increase of vehicles for transporting loading or unloading cargo. The increasing number of vehicles carrying heavy loads is a major source of damage to the roads, placing huge costs on the state or local governments.
즉, 최근에는 부두에 고정되는 크레인뿐 아니라 이동 항구(모바일 하버)에 장착되는 크레인의 필요성도 있게 되어, 더욱 정확하면서도 신속하게 컨테이너를 이송할 수 있는 크레인의 필요성이 커지게 되었다.That is, in recent years, there is a need for a crane mounted on a mobile port (mobile harbor) as well as a crane fixed to a dock, thereby increasing the need for a crane that can transfer containers more accurately and quickly.
본 발명은 고정 부두 및 이동 항구(모바일 하버)에 모두 사용될 수 있는 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a loading and unloading system using a crane that can be used in both fixed docks and mobile harbors (mobile harbors).
나아가, 본 발명은 컨테이너 운송 선박에 컨테이너를 신속하고 정확하게 선적하거나 하역할 수 있도록 자동 시스템을 구비하여 컨테이너 이동의 최단 경로를 자동으로 찾아내어 최단시간에 정확하게 선적 및 하역이 이루어질 수 있도록 하고자 한다.Furthermore, the present invention is to provide an automatic system for quickly and accurately loading or unloading a container in a container transport ship to automatically find the shortest path of container movement so that the loading and unloading can be made accurately in the shortest time.
또한, 최근에는 컨테이너 운송 선박을 이용하여 물류를 이송하는 양이 점차 늘고 있는 점을 감안하여 부두의 활용 효율을 높이고자 한다.In addition, in consideration of the recent increase in the amount of logistics transport using a container transport vessel to improve the utilization efficiency of the wharf.
본 발명은 부두에 설치되어 부두에 정박하는 컨테이너 운송 선박(6)에 컨테이너(7)를 선적하거나 하역하는 크레인(1)에 구비되어 컨테이너(7)의 선적 또는 하역을 용이하게 하는 시스템에 관한 것으로, 상기 크레인(1)을 조작하여 컨테이너(7)의 선적 또는 하역을 지시하는 조종부(10);와, 상기 크레인(1)의 트롤리(2)에 구비되어 상기 트롤리(2)의 이동에 따라 컨테이너 운송 선박(6)의 컨테이너(7) 적재 상태(ship profile data)를 지속적으로 파악하는 스캔부(20);와, 상기 스캔부(20)에서 파악된 컨테이너(7)의 적재 상태(ship profile data)가 지속적으로 업데이트되어 저장되는 기억부(30); 및 상기 기억부(30)에 저장된 컨테이너(7)의 적재 상태(ship profile data)를 이용하여 상기 조종부(10)에서 상기 크레인(1)을 조작하는 최적 경로를 제공하여 자동으로 작업위치로 이동시키는 제어부(40);를 포함하는 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템을 제공한다.The present invention relates to a system provided in a crane (1) for loading or unloading the container (7) in a container transport ship (6) anchored at the dock to facilitate the loading or unloading of the container (7) A
여기서, 상기 스캔부(20)는, 상기 트롤리(2)에 장착되어 상기 트롤리(2)가 이동할 때 지속적으로 컨테이너(7)의 적재 상태를 스캔하는 레이저스캐너(21)인 것을 특징으로 한다.Here, the
또한, 상기 레이저스캐너(21)는, 상기 트롤리(2)의 붐측(boomside) 끝단에 장착되어 수직 하부를 향해 스캔하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 레이저스캐너(21)는, 상기 크레인(1)의 스프레더(4)의 붐측(boomside) 끝단 부분에서 수평 방향으로 1.5m 이상 이격되어 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 제어부(40)는, 상기 조종부(10)를 이용하여 상기 트롤리(2)를 컨테이너 운송 선박(6)에 적재된 컨테이너(7)의 상부로 이동시켜, 상기 스캔부(20)를 이용하여 상기 컨테이너(7)의 적재상태를 모두 파악하여 상기 기억부(30)에 저장하되, 상기 제어부(40)에는 상기 스캔부(20)에서 상기 컨테이너 운송 선박(6)에서 컨테이너(7)가 적재되는 부분인 바닥까지의 이격거리(Ho) 및 상기 컨테이너의 높이(Hc)가 입력되고, 상기 스캔부(20)가 위치하는 평면좌표(Block, Slot, Row)에서 상기 스캔부(20)에서 상기 스캔부(20)의 수직 하부에 위치하는 최상부컨테이너(8)의 상면까지 이격거리(Hd) 데이터로 기억되어, 상기 기억부(30)에 저장되는 데이터는 각 컨테이너(7)에 대해 (Block, Slot, Row, Level)인 공간좌표 형식으로 위치가 기억되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
(여기서, Block=컨테이너 운송 선박 상부의 컨테이너의 그룹을 지칭, Slot=컨테이너 운송 선박 좌측에서 우측 방향의 컨테이너 배열, Row=컨테이터 운송 선박 선두(船頭)에서 선미(船尾) 방향의 컨테이너 배열, Level=컨테이너 운송 선박의 상, 하부의 높이(층수)를 의미함)(Where Block = a group of containers on top of a container shipping vessel, Slot = container arrangement from left to right in a container shipping vessel, Row = container arrangement in a stern direction from the head of a container shipping vessel, Level = Height (floor) of upper and lower container shipping vessels
또한, 상기 제어부(40)는, 상기 트롤리(2)를 소정 평면좌표(Block, Slot, Row)로 이동시켜 상기 스캔부(20)에서 스캔된 상기 평면좌표(Block, Slot, Row)에서 컨테이너의 이격거리(Hd) 데이터가 상기 기억부(30)에 저장된 데이터와 일치하지 않는 경우에는 자동으로 상기 기억부(30)의 데이터(이격거리(Hd) 및 공간좌표)를 업데이트하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 제어부(40)는, 상기 트롤리(2)를 소정 평면좌표(Block, Slot, Row)로 이동시켜 상기 컨테이너 운송 선박(6)에서 컨테이너(7)를 하역하는 경우에는 상기 컨테이너(7)가 하역되는 평면좌표(Block, Slot, Row)의 이격거리(Hd) 데이터에서 컨테이너의 높이(Hc)를 더한 값이 새로운 이격거리(Hd) 데이터로 자동 업데이트되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 제어부(40)는, 상기 트롤리(2)에 컨테이너(7)를 싣고 소정 평면좌표(Block, Slot, Row)로 이동시켜 상기 컨테이너 운송 선박(6)에 상기 컨테이너(7)를 선적하는 경우에는 상기 평면좌표(Block, Slot, Row)의 이격거리(Hd) 데이터에서 컨테이너의 높이(Hc)를 차감한 값이 새로운 이격거리(Hd) 데이터로 자동 업데이트되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 제어부(40)는, 상기 트롤리(2)가 소정 평면좌표(Block, Slot, Row)에서 호이스트(3)를 하강시키는 경우에는 최상부컨테이너(8)와의 이격거리(Hd)를 고려하여 상기 호이스트(3)의 하강 속도를 감속시키는 감속높이(Hvd)를 특정하여 상기 감속높이(Hvd) 이하에서는 상기 호이스트(3)의 하강속도를 줄이는 것을 특징으로 한다.In addition, when the
또한, 상기 제어부(40)는, 상기 트롤리(2)가 소정 평면좌표(Block, Slot, Row)에서 스프레더(4)에 컨테이너(7)를 싣고 호이스트(3)를 하강시키는 경우에는 최상부컨테이너(8)와의 이격거리(Hd) 및 컨테이너의 높이(Hc)를 고려하여 상기 호이스트(3)의 하강 속도를 감속시키는 감속높이(Hvd)를 특정하여 상기 감속높이(Hvd) 이하에서는 상기 호이스트(3)의 하강 속도를 줄이는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 호이스트(3)는 상기 감속높이(Hvd) 이하에서 호이스트(3) 하강 최대 속도의 10% 이하의 속도로 하강되는 것을 특징으로 한다.In addition, the hoist (3) is characterized in that it is lowered at a speed of 10% or less of the maximum speed of the hoist (3) lower than the deceleration height (H vd ).
또한, 상기 제어부(40)는, 상기 트롤리(2)가 스프레더(4)에 컨테이너(7)를 싣고 선적 또는 하역 작업을 하는 경우에, Slot 클리어 높이(Hsc)를 자동으로 산정하여 호이스트(3)가 상기 컨테이너(7)를 상기 Slot 클리어 높이(Hsc)까지 상승시킨 후 상기 트롤리(2)가 크레인(1)의 수평레일(1a)을 따라 수평이동되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
본 발명을 이용하면, 고정 부두 및 이동 항구(모바일 하버)에 모두 사용될 수 있는 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템의 제공이 가능하다.Using the present invention, it is possible to provide a loading and unloading system using a crane that can be used in both fixed docks and mobile harbors (mobile harbors).
또한, 컨테이너 운송 선박에 컨테이너를 신속하고 정확하게 선적하거나 하역할 수 있도록 자동 시스템을 구비하여 컨테이너 이동의 최단 경로를 자동으로 찾아내어 최단시간에 정확하게 선적 및 하역이 이루어질 수 있어 비용 및 시간 절약이 가능하다.In addition, it is equipped with an automatic system for quickly and accurately loading or unloading containers on container transport vessels to automatically find the shortest path of container movement, enabling accurate loading and unloading in the shortest time, thereby saving cost and time. .
또한, 최근에는 컨테이너 운송 선박을 이용하여 물류를 이송하는 양이 점차 늘고 있는 점을 감안한다면 부두의 활용 효율을 극대화하는 것이 가능하다.In addition, it is possible to maximize the utilization efficiency of the wharf considering the recent increase in the amount of logistics to transport by using a container transport vessel.
도 1은 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템의 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템의 활용을 보여주는 참고도이며,
도 3은 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템에서 레이저스캐너가 장착되는 위치를 설명하는 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템이 컨테이너의 적재 상태(ship profile data)를 생성하는 모습을 보여주는 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템이 호이스트의 하강 속도를 감속시키는 감속높이를 산정하는 방식을 설명하는 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템이 적재된 컨테이너의 높이에 따라 slot 클리어 높이를 찾아내는 것을 설명하는 도면이며,
도 7은 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템에서 활용되는 좌표를 설명하기 위해 선박에 적재된 컨테이너의 좌표설정 예시를 보여주는 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템에서 크레인 운전 높이의 설명을 위한 참고도이다.1 is a block diagram of a loading and unloading system using a crane according to the present invention,
2 is a reference diagram showing the utilization of the loading and unloading system using a crane according to the present invention,
3 is a view illustrating a position where the laser scanner is mounted in the loading and unloading system using a crane according to the present invention,
4 is a view showing a state in which a loading and unloading system using a crane according to the present invention generates a shipping state (ship profile data) of the container,
5 is a view for explaining a method for estimating the deceleration height to slow down the hoisting speed of the hoist loading and unloading system using a crane according to the present invention,
6 is a view illustrating a slot clearing height according to the height of a container loaded with a loading and unloading system using a crane according to the present invention,
7 is a view showing an example of the coordinate setting of the container loaded on the vessel to explain the coordinates utilized in the loading and unloading system using a crane according to the present invention,
8 is a reference diagram for explaining the crane operation height in the loading and unloading system using a crane according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in this specification and claims should not be construed in a common or dictionary sense, and the inventors will be required to properly define the concepts of terms in order to best describe their invention. Based on the principle that it can, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.
Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various equivalents may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that there may be water and variations.
도 1은 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템의 활용을 보여주는 참고도이며, 도 3은 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템에서 레이저스캐너가 장착되는 위치를 설명하는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템이 컨테이너의 적재 상태(ship profile data)를 생성하는 모습을 보여주는 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템이 호이스트의 하강 속도를 감속시키는 감속높이를 산정하는 방식을 설명하는 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템이 적재된 컨테이너의 높이에 따라 slot 클리어 높이를 찾아내는 것을 설명하는 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템에서 활용되는 좌표를 설명하기 위해 선박에 적재된 컨테이너의 좌표설정 예시를 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템에서 크레인 운전 높이의 설명을 위한 참고도이다.1 is a configuration diagram of a loading and unloading system using a crane according to the present invention, Figure 2 is a reference diagram showing the utilization of the loading and unloading system using a crane according to the present invention, Figure 3 is a crane according to the
도 1에서 보듯이, 본 발명은 크레인(1)을 조작하는 조종부(10), 스캔부(20), 기억부(30) 및 제어부(40)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the present invention includes a
상기 조종부(10)는 본 발명에서 상기 크레인(1)을 조작하여 컨테이너(7)의 선적 또는 하역을 지시하는 구성에 해당한다. 본 발명에서 조종부(10)는 이하 상술할 제어부(40) 및 기억부(30)와 연동되어 작동하는 것 이외에는 통상의 조종부(10)와 유사한 구성이므로 상세한 설명은 생략한다.The
도 2에서 보듯이, 상기 스캔부(20)는 상기 크레인(1)의 트롤리(2)에 구비되어 상기 트롤리(2)의 이동에 따라 컨테이너 운송 선박(6)의 컨테이너(7) 적재 상태(ship profile data)를 지속적으로 파악하여 이하 상술할 제어부(40)에서 활용할 수 있도록 한다. 본 발명에서 상기 스캔부(20)는, 상기 트롤리(2)에 장착되어 상기 트롤리(2)가 이동할 때 지속적으로 컨테이너(7)의 적재 상태를 스캔하는 레이저스캐너(21)일 수 있다. 또한, 상기 레이저스캐너(21)는, 상기 트롤리(2)의 붐측(boomside) 끝단에 장착되어 수직 하부를 향해 스캔하여 상기 레이저스캐너(21)와 최상부컨테이너(8) 간의 이격거리(Hd)를 측정하게 된다. 물론, 설치되는 레이저스캐너(21)의 개수에는 제한이 없다. 사용되는 크레인(1)의 활용에 따라 복수 개의 레이저스캐너(21)가 장착되어 더욱 명확하게 적재 상태(ship profile date)를 확인할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
여기서, 상기 레이저스캐너(21)는 다양한 방식으로 거리를 측정하는 수단일 수 있으며 방식 및 장치의 선정에 제한은 없다. 그리고, 상기 레이저스캐너(21)는 레이저스캔 장치가 수직하게 하부를 향하도록 장착되어 정확한 이격거리(Hd)의 측정이 가능하게 하는 것이 바람직하며, 크레인(1)의 수평레일(1a)을 왕복 운동하는 트롤리(2)의 전방, 즉 붐측(boomside) 끝단에 장착되어 트롤리(2)의 이동에 따라 적재된 컨테이너(7)의 상태를 모두 파악할 수 있어야 한다.Here, the
본 발명에서 상기 스캔부(20)는 상기 트롤리(2)에서 각 평면좌표(Block, Slot, Row)에 위치한 최상부컨테이터(8)와 상기 스캔부(20)와의 이격거리(Hd)를 각각 측정하여 평면좌표(Block, Slot, Row)에서 최상부컨테이터(8)와 상기 스캔부(20)와의 이격거리(Hd)를 모두 측정하여 기억부(30)에 저장하여, 이를 이용하여 (Block, Slot, Row, Level)인 공간좌표 형식으로 각 컨테이너(7)의 위치를 데이터로 저장하게 된다. 이에 대해서는 이하 제어부(40)의 설명에서 상술하도록 한다. 여기서, Block=컨테이너 운송 선박 상부의 컨테이너의 그룹을 지칭, Slot=컨테이너 운송 선박 좌측에서 우측 방향의 컨테이너 배열, Row=컨테이터 운송 선박 선두(船頭)에서 선미(船尾) 방향의 컨테이너 배열, Level=컨테이너 운송 선박의 상, 하부의 높이(층수)를 의미하며, 이하에서 설명되는 부분에서도 같은 용어이다.In the present invention, the
도 3에서 보듯이, 상기 레이저스캐너(21)는 상기 크레인(1)의 스프레더(4)의 붐측(boomside) 끝단 부분에서 수평 방향으로 1.5m 이상 이격되어 설치되는 것이 바람직하다. 이는 스프레더(4)의 흔들림으로 인해 간섭을 받아 레이저스캐너(21)의 시야가 가려져 오류가 나는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 상기 레이저스캐너(21)는 지속적으로 정비를 받아야 하므로 접근이 용이한 위치에 장착되는 것이 바람직하기 때문이다.As shown in FIG. 3, the
그리고, 상기 붐측(boomside)는 상기 트롤리(2)가 크레인(1)의 수평레일(1a)을 따라 바깥쪽으로 나가는 방향을 의미한다. 즉, 상기 크레인(1)을 지지하는 수직프레임(1b)에서 상기 수평레일(1a)을 따라 외측으로 나가는 방향을 의미한다.In addition, the boomside means a direction in which the
상기 기억부(30)는 상기 스캔부(20)에서 파악된 컨테이너(7)의 적재 상태(ship profile data)가 지속적으로 업데이트되어 저장되고, 이하 설명할 제어부(40)의 제어에 의해 발생되는 각종 데이터가 저장되게 된다.
The
도 4에서 보듯이, 본 발명의 활용을 위해서는 먼저, 상기 조종부(10)를 이용하여 상기 트롤리(2)를 컨테이너 운송 선박(6)에 적재된 컨테이너(7)의 상부로 이동시켜, 상기 스캔부(20)를 이용하여 상기 컨테이너(7)의 적재상태를 모두 파악하여 상기 기억부(30)에 저장하여야 한다. As shown in FIG. 4, in order to utilize the present invention, first, the
이를 위해서는 도 7에서 보듯이, 상기 제어부(40)의 제어에 의해, 상기 크레인(1) 전체가 Gantry travel 방향으로 이동하고, 각 Slot 라인에서 Trolley Travel 방향으로 트롤리(2)가 수평레일(1a)을 타고 이동하면서 각 컨테이너(7)의 Row 위치를 파악하고, 해당 평면좌표(Block, Slot, Row)에서 상기 스캔부(20)의 수직 하부에 위치하는 최상부컨테이너(8)의 상면까지 이격거리(Hd)를 상기 스캔부(20)에 의해 측정하여 데이터로 저장하게 된다. 물론, 상기 크레인(1)의 이동 전에 컨테이너 운송 선박(6)에 적재된 컨테이너(7) 중 어느 Block 을 스캔할 것인지 선정하여 이를 기억부(30)에 저장시키며, 상기 크레인(1)을 Gantry travel 방향으로 이동시키면서 Trolley Travel 방향으로 트롤리(2)가 수평레일(1a)을 타고 이동하는 각 Slot 라인에 대한 정보도 기억부에 저장시키고, 각 Slot 라인에서 상기 트롤리(2)가 수평레일(1a)을 타고 Trolley Travel 방향으로 이동하여 상기 스캔부(20)에 의해 이격거리(Hd)를 산정하는 특정 컨테이너의 Row 라인도 기억부(30)에 저장하게 된다.To this end, as shown in FIG. 7, under the control of the
그리고, 상기 기억부(30)에 저장될 Level 좌표의 산출은 상기 스캔부(20)에 의해 측정된 이격거리(Hd)를 이용하여 하기의 수학식 1에 의한다.The calculation of the level coordinates to be stored in the
[수학식 1][Equation 1]
H0 = Hc × Ns + Hd H 0 = H c × N s + H d
(여기서, 상기 H0 : 상기 스캔부(20)에서 상기 컨테이너 운송 선박(6)에서 컨테이너(7)가 적재되는 부분인 바닥까지의 이격거리(운송 선박 바닥에서 스캔부까지의 높이), Hc : 컨테이너의 높이, Ns : 해당 좌표에 적재된 컨테이너(7)의 개수, Hd : 상기 스캔부(20)에서 상기 스캔부(20)의 수직 하부에 위치하는 최상부컨테이너(8)의 상면까지 이격거리)Where H 0 : Separation distance from the
즉, 제어부(40)에서 상기 스캔부(20)에서 상기 컨테이너 운송 선박(6)에서 컨테이너(7)가 적재되는 부분인 바닥까지의 이격거리(Ho) 및 상기 컨테이너의 높이(Hc)가 입력되면 상기 수학식 1에 의해서 해당 좌표에 적재된 컨테이너(7)의 개수에 해당하는 Ns 값을 산정할 수 있게 되므로, 각 컨테이너의 Level 좌표를 파악할 수 있게 된다. 이에 의해 기억부(30)에는 각 컨테이너(7)에 대해 (Block, Slot, Row, Level)인 공간좌표 형식으로 위치가 기억되게 된다. 이하에서는 상기 (Block, Slot, Row, Level)의 4개의 좌표값으로 기억되는 것을 공간좌표, 상기 공간좌표에서 Level 좌표를 제외한 (Block, Slot, Row)의 3개의 좌표값으로 기억되는 것을 평면좌표라 칭한다.That is, in the
나아가, 상기 제어부(40)는, 상기 트롤리(2)를 소정 수평좌표(Block, Slot, Row)로 이동시켜 해당 좌표의 수직 하부에 위치하는 최상부컨테이너(8)를 상기 스캔부(20)에서 스캔하여 상기 수평좌표(Block, Slot, Row)에서 컨테이너의 이격거리(Hd) 데이터가 상기 기억부(30)에 저장된 데이터와 일치하지 않는 경우에는 자동으로 상기 기억부(30)의 데이터(이격거리(Hd) 및 공간좌표)를 업데이트하게 할 수 있다. 즉, 지속적으로 상기 스캔부(20)의 스캔에 의해 기억되는 데이터를 업데이트함으로써 시스템에 발생할 수 있는 오류에 의한 피해를 최소화하기 위함이다.In addition, the
또한, 상기 제어부(40)는, 상기 트롤리(2)를 소정 수평좌표(Block, Slot, Row)로 이동시켜 컨테이너(7)를 컨테이너 운송 선박에서 하역하는 경우에는 상기 컨테이너(7)가 하역되는 수평좌표(Block, Slot, Row)의 이격거리(Hd) 데이터에서 컨테이너의 높이(Hc)를 더한 값이 새로운 이격거리(Hd) 데이터로 자동 업데이트되도록 할 수 있다. 그리고, 반대로, 상기 제어부(40)는, 상기 트롤리(2)에 컨테이너(7)를 싣고 소정 수평좌표(Block, Slot, Row)로 이동시켜 상기 컨테이너(7)를 선적하는 경우에는 상기 수평좌표(Block, Slot, Row)의 이격거리(Hd) 데이터에서 컨테이너의 높이(Hc)를 차감한 값이 새로운 이격거리(Hd) 데이터로 자동 업데이트되도록 할 수 있다. 즉, 상기 스캔부(20)에 의해서도 지속적으로 데이터가 업데이트 되겠지만, 제어부(40) 자체적으로 자동 산술에 의해 높이를 산정하여 발생할 수 있는 오류를 미연에 방지하기 위함이다.
In addition, the
나아가, 도 5에서 보듯이, 상기 제어부(40)는, 상기 트롤리(2)가 소정 수평좌표(Block, Slot, Row)에서 호이스트(3)를 하강시키는 경우에는 최상부컨테이너(8)와의 이격거리(Hd)를 고려하여 소정 높이에서 상기 호이스트(3)의 하강 속도를 감속시켜야 한다.In addition, as shown in FIG. 5, the
즉, 호이스트(3)를 하강시키는 경우에는 정해진 속도로 하강하다가 적재할 위치가 가까워지면 하강 속도를 감속시킨 후, 더욱 가까이 다가가는 경우에는 충돌 등의 위험을 방지하기 위해 통상 호이스트(3) 하강 최대 속도의 5% 내외의 속도로 감속하게 된다. 본 발명에서는 상기 호이스트(3)는 소정 높이 이하에서 호이스트(3) 하강 최대 속도의 10% 이하의 속도로 하강되는 것을 제안한다.That is, when the hoist 3 is lowered, the lowering speed is lowered when the position to be loaded is approached, and the lowering speed is lowered. When the hoist 3 is approached closer, the hoist 3 is generally lowered to prevent the risk of collision. It will slow down to about 5% of the speed. The present invention proposes that the hoist 3 is lowered at a speed of 10% or less of the maximum speed of the hoist 3 descending below a predetermined height.
이를 위해서는 상기 호이스트(3) 하강 속도를 감속시킬 특정 높이가 제시되는 것이 바람직하다. 나아가, 상기 감속높이(Hvd)는 안전율을 고려하여 최대한 컨테이너(7) 적재 작업의 신속을 고려하여 산정되게 된다.For this purpose, it is preferable that a specific height is presented to slow down the hoist 3 lowering speed. Further, the deceleration height H vd is calculated in consideration of the speed of the
나아가, 상기 호이스트(3)를 하강시키는 경우라도 스프레더(4)가 컨테이너(7)를 싣고 있는 경우에는 감속높이(Hvd)의 특정시에 컨테이너의 높이(Hc)까지 고려하여야 한다.Furthermore, even when the hoist 3 is lowered, when the
나아가, 도 6에서 보듯이, 상기 제어부(40)는, 상기 트롤리(2)가 스프레더(4)에 컨테이너(7)를 싣고 선적 또는 하역 작업을 하는 경우에, Slot 클리어 높이(Hsc)를 자동으로 산정하여 호이스트(3)가 상기 컨테이너(7)를 상기 Slot 클리어 높이(Slot clear Height, Hsc)까지 상승시킨 후 상기 트롤리(2)가 크레인(1)의 수평레일(1a)을 따라 수평이동되도록 할 수 있다. 여기서, 상기 Slot 클리어 높이(Hsc)는 상기 트롤리(2)가 특정 Slot 라인을 이동할 때 해당 Slot 라인에서 가장 높게 적재된 최상부컨테이너(8)보다 살짝 위에 위치하도록 하는 높이에 해당한다. 상기 살짝 위에 위치하도록 하는 높이는 안전율에 따라 다양한 산정이 가능하다.Furthermore, as shown in FIG. 6, the
이는 도 8에서 보듯이, 적재된 컨테이너 높이에 따라 트롤리 및 호이스트 안전 작업 영역을 확보하여 신속한 작업의 진행을 위한 것이다. 즉, 종래기술에서는 스프레더가 컨테이너를 싣고 있는 상태에서 트롤리 운전시 스프레더에 실린 컨테이너와 컨테이너 운송 선박에 적재된 최상부컨테이너와의 간격을 정확히 알 수 없었고, 이 경우에 작업을 진행하기 위해서는 최상부컨테이너와 충돌 우려를 고려하여 안전상 상기 호이스트를 최대 높이(Maximum Height) 근처까지 끌어올려 상기 컨테이너를 최대 높이로 올린 상태에서 컨테이너를 이동할 수밖에 없었다. 하지만, 이러한 방식의 작업은 시간이 많이 걸리고, 에너지의 낭비도 심해 작업의 효율이 떨어지는 단점으로 작용하였기에, 본 발명에서는 이를 방지하고자 컨테이너 운송 선박의 적재상태(Ship profile data) 데이터를 이용하여 Slot 클리어 높이(Slot clear Height)를 산정하여 안전하고 신속하게 최적 경로로 상기 트롤리 및 호이스트 작업을 할 수 있도록 한다.
This is to secure the trolley and hoist safety work area according to the height of the loaded container as shown in Figure 8 for the rapid progress of work. That is, in the prior art, the distance between the container loaded on the spreader and the top container loaded on the container transport ship during the operation of the trolley while the spreader is loaded with the container was not known. In this case, the collision with the top container was required to proceed with the work. In consideration of the concern, for safety reasons, the container was moved by pulling the hoist to the maximum height and raising the container to the maximum height. However, this type of operation takes a lot of time and wastes energy, which is a disadvantage of reducing the efficiency of the operation. In the present invention, in order to prevent this, the slot is cleared by using the ship profile data of the container transport ship. The slot clear height is calculated so that the trolley and hoist work in the optimal path safely and quickly.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.
1 : 크레인
1a : 수평레일
1b : 수직프레임
2 : 트롤리
3 : 호이스트
4 : 스프레더
6 : 컨테이너 운송 선박
7 : 컨테이너
8 : 최상부컨테이너
10 : 조종부
20 : 스캔부
21 : 레이저스캐너
30 : 기억부
40 : 제어부1: crane
1a: Horizontal rail
1b: vertical frame
2: trolley
3: hoist
4: spreader
6: container shipping vessel
7: container
8: top container
10: control unit
20: scan unit
21: laser scanner
30: memory
40: control unit
Claims (12)
상기 크레인(1)을 조작하여 컨테이너(7)의 선적 또는 하역을 지시하는 조종부(10);
상기 크레인(1)의 트롤리(2)에 구비되어 상기 트롤리(2)의 이동에 따라 컨테이너 운송 선박(6)의 컨테이너(7) 적재 상태(ship profile data)를 지속적으로 파악하는 스캔부(20);
상기 스캔부(20)에서 파악된 컨테이너(7)의 적재 상태(ship profile data)가 지속적으로 업데이트되어 저장되는 기억부(30); 및
상기 기억부(30)에 저장된 컨테이너(7)의 적재 상태(ship profile data)를 이용하여 상기 조종부(10)에서 상기 크레인(1)을 조작하는 최적 경로를 제공하여 자동으로 작업위치로 이동시키는 제어부(40);를 포함하고,
상기 제어부(40)는,
상기 조종부(10)를 이용하여 상기 트롤리(2)를 컨테이너 운송 선박(6)에 적재된 컨테이너(7)의 상부로 이동시켜, 상기 스캔부(20)를 이용하여 상기 컨테이너(7)의 적재상태를 모두 파악하여 상기 기억부(30)에 저장하되,
상기 제어부(40)에는 상기 스캔부(20)에서 상기 컨테이너 운송 선박(6)에서 컨테이너(7)가 적재되는 부분인 바닥까지의 이격거리(Ho) 및 상기 컨테이너의 높이(Hc)가 입력되고,
상기 스캔부(20)가 위치하는 평면좌표(Block, Slot, Row)부터 상기 스캔부(20)에서 상기 스캔부(20)의 수직 하부에 위치하는 최상부컨테이너(8)의 상면까지 이격거리(Hd) 데이터로 기억되어,
상기 기억부(30)에 저장되는 데이터는 각 컨테이너(7)에 대해 (Block, Slot, Row, Level)인 공간좌표 형식으로 위치가 기억되는 것을 특징으로 하는 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템.
(여기서, Block=컨테이너 운송 선박 상부의 컨테이너의 그룹을 지칭, Slot=컨테이너 운송 선박 좌측에서 우측 방향의 컨테이너 배열, Row=컨테이터 운송 선박 선두(船頭)에서 선미(船尾) 방향의 컨테이너 배열, Level=컨테이너 운송 선박의 상, 하부의 높이(층수)를 의미함)The present invention relates to a system installed in a crane (1) for loading or unloading a container (7) in a container transport ship (6) anchored at a pier to facilitate loading or unloading of the container (7),
A steering unit (10) for manipulating the crane (1) to instruct loading or unloading of the container (7);
The scanning unit 20 provided in the trolley 2 of the crane 1 to continuously grasp the shipping state (ship profile data) of the container 7 of the container transport ship 6 as the trolley 2 moves. ;
A storage unit 30 which continuously updates and stores the ship profile data of the container 7 identified by the scan unit 20; And
By using the ship state (ship profile data) of the container 7 stored in the storage unit 30 to provide an optimum path for operating the crane 1 in the control unit 10 to automatically move to the working position It includes; the control unit 40,
The control unit 40,
The trolley 2 is moved to the upper portion of the container 7 loaded on the container transport vessel 6 by using the control unit 10, and the container 7 is loaded by using the scan unit 20. While grasping all the state stored in the storage unit 30,
The control unit 40 inputs a separation distance H o and a height H c of the container from the scanning unit 20 to the bottom, which is a portion where the container 7 is loaded in the container transport vessel 6. Become,
The separation distance H from the plane coordinates (Block, Slot, Row) in which the scan unit 20 is positioned to the top surface of the uppermost container 8 positioned in the vertical lower portion of the scan unit 20 in the scan unit 20 d ) stored as data,
The data stored in the storage unit (30) is loading and unloading system using a crane, characterized in that the position is stored in the form of spatial coordinates (Block, Slot, Row, Level) for each container (7).
(Where Block = a group of containers on top of a container shipping vessel, Slot = container arrangement from left to right in a container shipping vessel, Row = container arrangement in a stern direction from the head of a container shipping vessel, Level = Height (floor) of upper and lower container shipping vessels
상기 트롤리(2)에 장착되어 상기 트롤리(2)가 이동할 때 지속적으로 컨테이너(7)의 적재 상태를 스캔하는 레이저스캐너(21)인 것을 특징으로 하는 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템.The method of claim 1, wherein the scan unit 20,
Loading and unloading system using a crane, characterized in that the laser scanner (21) mounted to the trolley (2) to continuously scan the loading state of the container (7) when the trolley (2) moves.
상기 트롤리(2)의 붐측(boomside) 끝단에 장착되어 수직 하부를 향해 스캔하는 것을 특징으로 하는 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템.The method of claim 2, wherein the laser scanner 21,
A loading and unloading system using a crane, characterized in that mounted on the boomside end of the trolley (2) to scan toward the vertical bottom.
상기 크레인(1)의 스프레더(4)의 붐측(boomside) 끝단 부분에서 수평 방향으로 1.5m 이상 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템.The method of claim 3, wherein the laser scanner 21,
Loading and unloading system using a crane, characterized in that installed in the horizontal direction at least 1.5m from the boom side (boomside) end of the spreader (4) of the crane (1).
상기 트롤리(2)를 소정 평면좌표(Block, Slot, Row)로 이동시켜 상기 스캔부(20)에서 스캔된 상기 평면좌표(Block, Slot, Row)에서 컨테이너의 이격거리(Hd) 데이터가 상기 기억부(30)에 저장된 데이터와 일치하지 않는 경우에는 자동으로 상기 기억부(30)의 데이터(이격거리(Hd) 및 공간좌표)를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템.The method of claim 1, wherein the control unit 40,
By moving the trolley 2 to predetermined plane coordinates (Block, Slot, Row), the separation distance (H d ) data of the container from the plane coordinates (Block, Slot, Row) scanned by the scanning unit 20 is If it does not match the data stored in the storage unit 30, the loading and unloading system using a crane, characterized in that for automatically updating the data (spaced distance (H d ) and spatial coordinates) of the storage unit (30).
상기 트롤리(2)를 소정 평면좌표(Block, Slot, Row)로 이동시켜 상기 컨테이너 운송 선박(6)에서 컨테이너(7)를 하역하는 경우에는 상기 컨테이너(7)가 하역되는 평면좌표(Block, Slot, Row)의 이격거리(Hd) 데이터에서 컨테이너의 높이(Hc)를 더한 값이 새로운 이격거리(Hd) 데이터로 자동 업데이트되는 것을 특징으로 하는 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템.The method of claim 1, wherein the control unit 40,
When the trolley 2 is moved to predetermined plane coordinates (Block, Slot, Row) to unload the container 7 from the container transport ship 6, the plane coordinates (Block, Slot) at which the container 7 is unloaded , Row) distance (H d) height of the container from the data (H c) a value obtained by adding the new separation distance (H d) loading and unloading system using a crane, characterized in that is automatically updated with the data.
상기 트롤리(2)에 컨테이너(7)를 싣고 소정 평면좌표(Block, Slot, Row)로 이동시켜 상기 컨테이너 운송 선박(6)에 상기 컨테이너(7)를 선적하는 경우에는 상기 평면좌표(Block, Slot, Row)의 이격거리(Hd) 데이터에서 컨테이너의 높이(Hc)를 차감한 값이 새로운 이격거리(Hd) 데이터로 자동 업데이트되는 것을 특징으로 하는 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템.The method of claim 1, wherein the control unit 40,
When the container 7 is loaded on the trolley 2 and moved to predetermined plane coordinates (Block, Slot, Row) to ship the container 7 to the container transport ship 6, the plane coordinates (Block, Slot) Loading and unloading system using a crane, characterized in that the value obtained by subtracting the height (H c ) of the container from the separation distance (H d ) data of the row) is automatically updated with the new separation distance (H d ) data.
상기 트롤리(2)가 소정 평면좌표(Block, Slot, Row)에서 호이스트(3)를 하강시키는 경우에는 최상부컨테이너(8)와의 이격거리(Hd)를 고려하여 상기 호이스트(3)의 하강 속도를 감속시키는 감속높이(Hvd)를 특정하여 상기 감속높이(Hvd) 이하에서는 상기 호이스트(3)의 하강속도를 줄이는 것을 특징으로 하는 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템.The method of claim 1, wherein the control unit 40,
When the trolley 2 lowers the hoist 3 at predetermined plane coordinates (Block, Slot, Row), the lowering speed of the hoist 3 is determined in consideration of the separation distance H d from the uppermost container 8. deceleration deceleration height (H vd) specific to the reduced height of the following (H vd) using a crane, characterized in that to reduce the lowering speed of the hoist 3, loading and unloading system for.
상기 트롤리(2)가 소정 평면좌표(Block, Slot, Row)에서 스프레더(4)에 컨테이너(7)를 싣고 호이스트(3)를 하강시키는 경우에는 최상부컨테이너(8)와의 이격거리(Hd) 및 컨테이너의 높이(Hc)를 고려하여 상기 호이스트(3)의 하강 속도를 감속시키는 감속높이(Hvd)를 특정하여 상기 감속높이(Hvd) 이하에서는 상기 호이스트(3)의 하강 속도를 줄이는 것을 특징으로 하는 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템.The method of claim 9, wherein the control unit 40,
When the trolley 2 loads the container 7 on the spreader 4 and lowers the hoist 3 at predetermined plane coordinates (Block, Slot, Row), the separation distance H d from the top container 8 and In consideration of the height (H c ) of the container, the deceleration height (H vd ) for decelerating the lowering speed of the hoist (3) to reduce the lowering speed of the hoist (3) below the deceleration height (H vd ) Characterized by a crane loading and unloading system.
상기 호이스트(3)는 상기 감속높이(Hvd) 이하에서 호이스트(3) 하강 최대 속도의 10% 이하의 속도로 하강되는 것을 특징으로 하는 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템.The method of claim 9 or 10,
The hoist (3) is loading and unloading system using a crane, characterized in that lowering at a speed of 10% or less of the maximum speed of hoist (3) lower than the deceleration height (H vd ).
상기 트롤리(2)가 스프레더(4)에 컨테이너(7)를 싣고 선적 또는 하역 작업을 하는 경우에, Slot 클리어 높이(Hsc)를 자동으로 산정하여 호이스트(3)가 상기 컨테이너(7)를 상기 Slot 클리어 높이(Hsc)까지 상승시킨 후 상기 트롤리(2)가 크레인(1)의 수평레일(1a)을 따라 수평이동되는 것을 특징으로 하는 크레인을 이용한 선적 및 하역 시스템.The method of claim 1, wherein the control unit 40,
When the trolley 2 loads or unloads the container 7 in the spreader 4, the slot clear height H sc is automatically calculated so that the hoist 3 can recognize the container 7. The loading and unloading system using a crane, characterized in that the trolley (2) is moved horizontally along the horizontal rail (1a) of the crane (1) after raising to the slot clear height (H sc ).
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