KR101125039B1

KR101125039B1 - 크레인용 스프레더와 이를 구비한 크레인, 크레인을 탑재한 선박 및 크레인용 스프레더의 자동 랜딩 방법

Info

Publication number: KR101125039B1
Application number: KR1020090131323A
Authority: KR
Inventors: 김수현; 김은호; 장인권; 정윤섭; 주한종; 곽윤근; 곽병만; 곽경운; 고두열; 유상준; 김정; 홍윤식
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2012-03-22
Also published as: EP2338826B1; EP2338826A2; EP2338826A3; WO2011078503A2; CN102126666A; KR20110074382A; WO2011078503A4; US20110155683A1; WO2011078503A3

Abstract

본 발명은 크레인용 스프레더의 자동 랜딩, 이의 랜딩 방법에 관한 것으로서, 크레인용 스프레더를 컨테이너의 상면에 착탈 가능하게 부착 고정할 수 있는 부착 유닛과, 케이블에 의하여 크레인의 트롤리에 연결되는 풀리를 구비하며 부착 유닛과 결합하여 부착 유닛에 대하여 수평 방향의 이동이 구속되는 헤드 블럭과, 헤드 블럭으로부터 하방으로 이격된 위치에서 헤드 블럭에 대하여 수평 방향으로 이동 가능하게 고정되는 프레임부와, 부착 유닛을 기준으로 프레임부를 변위시켜 프레임부를 컨테이너에 정렬하는 위치 조정 유닛과, 컨테이너에 대하여 프레임부가 정렬되었을 때, 상기 컨테이너를 프레임부에 고정하는 고정 유닛을 구비함으로써, 모바일 하버와 같은 해상 또는 육상에서 여러 가지 외부 요인으로 인하여 흔들리는 스프레더를 신속하고 정확하게 컨테이너에 랜딩하여 안전하게 이송 시킬 수 있는 효과를 가진다. 또한, 프레임부가 컨테이너에 일단 체결된 이후에도 프레임부에 대하여 헤드 블럭을 상대 이동할 수 있도록 함으로써, 프레임부에 고정된 컨테이너의 위치를 세밀하게 제어할 수 있다.

Description

크레인용 스프레더와 이를 구비한 크레인, 크레인을 탑재한 선박 및 크레인용 스프레더의 자동 랜딩 방법{CRANE SPREADER AND AUTO LANDING METHOD THEREOF}

본 발명은 자동 랜딩이 가능한 크레인용 스프레더 및 이의 자동 랜딩 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 육상 또는 움직이는 항구인 모바일 하버(Mobile Harbor)에서 크레인용 스프레더를 이용하여 컨테이너를 이송할 때, 여러 가지 외부 요인으로 인하여 흔들리는 스프레더를 신속하고 정확하게 랜딩시킬 수 있는 크레인용 스프레더 및 이의 자동 랜딩 방법에 관한 것이다.

최근 전 세계적으로 국가간 도시간 교역 규모가 크게 증가하면서 물동량도 증가하고 있는데, 이 중에서도 특히 운송비용이 저렴한 해로를 통한 물동량이 비약적으로 증가하고 있다. 이와 같은 물동량의 폭발적 증가에 발맞추어, 대량의 화물을 수용할 수 있는 10,000 TEU급 이상의 초대형 선박이 이미 등장하였을 뿐만 아니라, 컨테이너 터미널의 규모도 이러한 초대형 선박이 접안할 수 있을 정도로 점차 커지고 있다. 또한, 이러한 컨테이너 터미널에는 초대형 선박에 대하여 컨테이너를 선적하거나 하역할 수 있는 대형 크레인이 다수 설치되어 있다.

일반적으로 컨테이너 크레인은 선박과 부두 사이에서 컨테이너를 선적하고 하역하는 장비로서, 이러한 컨테이너 크레인의 선적 및 하역속도는 부두 전체의 최대 화물 처리 능력을 결정하는 핵심적인 요소이다.

컨테이너의 선적과 하역에 사용되는 설비로서, 종래의 컨테이너 크레인은 도 1에서 도시된 바와 같이 복수의 차륜(W)이 구비된 차대(D) 상에 포스트(P)와 빔(beam:B)에 의해 게이트(gate) 형태의 프레임을 구성하고, 이 빔(B) 상에서 횡방향으로 이동하면서 컨테이너(N)를 권상(卷上)하는 트롤리(trolley:T)를 장착한 구조를 취하였다.

이러한 컨테이너 크레인은 차륜(W)의 구동 및 방향전환에 의해 전후진은 물론 횡진 및 회전까지 하면서 컨테이너(N)를 이송하게 된다.

한편, 트롤리(T)에는 컨테이너(N)와 고정 결합되는 스프레더(spreader: S)가 구비되는데, 이 스프레더(S)는 가로 길이 및 세로 길이가 각기 상이한 규격이 다른 컨테이너와 모두 고정 결합될 수 있도록 신축식으로 구성된다.

도 2는 종래의 스프레더(20)를 사용하여 컨테이너(10)를 이송하는 모습을 도시하고 있다. 스프레더(20)는 본체(21)와, 본체에 대하여 신축 가능한 텔레스코픽 프레임(telescopic frame: 22)을 포함한다. 텔레스코픽 프레임(22)는 신축 가능하기 때문에, 컨테이너(10)의 크기에 맞게 적당한 길이로 조정될 수 있다.

또한, 이러한 종래의 크레인은 트롤리(T)의 종방향 및 횡방향 위치를 조정하여 스프레더(20)의 종방향 및 횡방향 위치를 제어하고, 동시에 혹은 순차적으로 회전 구동 장치(미도시)를 구동하여 스프레더(20)의 회전 방향 위치를 제어한다.

한편, 단부에 형성된 트위스트 록킹 장치(24)는 통상 컨테이너(10)의 모서리 에 형성되는 코너 캐스팅(11)에 삽입 고정되어, 컨테이너(10)가 스프레더(20)에 대하여 회전 이탈되는 것을 방지한다.

이렇게 텔레스코픽 프레임(22)이 컨테이너(10)에 대하여 정렬이 되면, 텔레스코픽 프레임(22)의 네 모서리에 설치되는 플리퍼(23)를 컨테이너(10)의 네 모서리에 정합시킴으로써, 컨테이너(10)가 스프레더(20)에 고정되게 된다.

그러나, 이러한 종래의 컨테이너 크레인은 정박된 컨테이너 선박이 흔들리거나 혹은 트롤리에 매달리는 스프레더가 바람에 흔드리는 등의 외적 요인으로 인하여, 컨테이너에 대한 스프레더의 상대적인 위치를 정확히 제어하는 것이 곤란하다고 하는 문제점이 있었다.

즉, 종래에는 조종실에 위치한 크레인 운전자의 시각에만 의존하여 스프레더를 컨테이너에 정렬하게 되는데, 외적 요인에 의하여 컨테이너 혹은 스프레더의 위치가 흔들리는 경우 이들의 상대적 위치를 정확히 제어하는 것이 매우 어려워서, 스프레더를 컨테이너에 고정하는데 많은 작업시간이 소모되어 작업의 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해소하기 위해서, 본 출원인은 한국특허출원 제2009-0074305호에서, 부착 부재를 사용하여 크레인용 스프레더의 프레임부를 컨테이너의 상면의 대략적인 위치에 고정한 후, 이 부착 부재에 대하여 프레임부의 위치를 이동하여 스프레더를 컨테이너 상의 정확한 위치에 위치시키는 장치 및 방법을 제안한 바 있다. 이 장치는 케이블에 의해 트롤리에 연결되는 풀리가 설치되는 헤드 블럭부가 프레임부에 고정되어 있는 구조로서, 먼저 부착 부재를 사용하여 크레인용 스프레 더의 프레임부를 컨테이너의 상면의 적당한 위치에 고정한 후, 부착 부재를 기준으로 프레임부의 상대 위치를 조정하여 프레임부가 컨테이너에 정렬되도록 하는 방식이므로, 컨테이너선이 흔들리더라도 비교적 신속하고 정확하게 크레인용 스프레더를 컨테이너 상에 랜딩할 수 있다.

그러나, 헤드 블럭부가 프레임부에 상대 이동이 가능하지 않도록 고정되는 위 장치에 따르면, 실용적으로는 컨테이너가 스프레더에 체결된 이후에도 스프레더에 대한 컨테이너의 위치를 정밀하게 제어하거나 특히 컨테이너를 들어 올린 상태에서 정밀하게 위치를 제어해야 할 필요가 있는 경우가 많음에도 불구하고, 크레인용 스프레더가 일단 컨테이너와 체결된 이후에는 스프레더와 컨테이너 사이의 상대적인 위치 이동이 불가능 하다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 본 발명은 크레인용 스프레더에 컨테이너가 체결된 이후에도 트롤리에 연결된 헤드 블럭에 대한 컨테이너의 위치를 정밀하게 조정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 컨테이너 상에 자동으로 랜딩할 수 있는 크레인용 스프레더에 있어서, 크레인용 스프레더를 컨테이너의 상면에 착탈 가능하게 부착 고정할 수 있는 부착 유닛과, 케이블에 의하여 크레인의 트롤리에 연결되는 풀리를 구비하며 부착 유닛과 결합하여 부착 유닛에 대하여 수평 방향의 이동이 구속되는 헤드 블럭과, 헤드 블럭으로부터 하방으로 이격된 위치에서 수평 방향으로 이동 가능하게 헤드 블럭에 지지되는 프레임부와, 부착 유닛을 기준으로 프레임부를 변위시켜 프레임부를 컨테이너에 정렬하는 위치 조정 유닛과, 컨테이너에 대하여 프레임부가 정렬되었을 때, 컨테이너를 프레임부에 고정하는 고정 유닛을 포함하는 크레인용 스프레더가 제공된다.

또한, 부착 유닛은 컨테이너의 상면에 부착되는 부착부와 이를 지지하는 축부를 가지며, 축부는 중심에 대하여 회전 가능하도록 헤드 블럭에 지지될 수 있다.

또한, 축부는 헤드 블럭에 설치된 복수의 롤러에 의해 축방향으로 이동 가능하게 지지될 수 있다.

또한, 부착부는 자석 또는 고무흡착판일 수 있다.

또한, 프레임부는 헤드 블럭에 와이어로 지지될 수 있다.

위치 조정 유닛은 부착 유닛의 축부가 관통하는 메인 하우징과, 메인 하우징에 연결되어 프레임부를 단축 방향으로 이동시키는 제 1 수평 이동부와, 메인 하우징에 연결되어 프레임부를 장축 방향으로 이동시키는 제 2 수평 이동부를 포함할 수 있다.

또한, 제 1 수평 이동부는 메인 하우징을 관통하여 프레임부의 장축 방향을 따라 설치되며 메인 하우징과 미끄럼 접촉하는 제 1 지지봉과, 제 1 지지봉의 일단부에 설치되는 제 1 너트 하우징과, 제 1 너트 하우징을 프레임부의 단축 방향을 따라 수평으로 이송하는 제 1 스크류 축을 포함할 수 있고, 제 2 수평 이동부는 메인 하우징을 관통하여 프레임부의 단축 방향을 따라 설치되며, 메인 하우징과 미끄럼 접촉하는 제 2 지지봉과, 제 2 지지봉의 일단부에 설치되는 제 2 너트 하우징과, 제 2 너트 하우징을 프레임부의 장축 방향을 따라 수평으로 이송하는 제 2 스크류 축을 포함할 수 있다.

또한, 제 1 스크류 축을 구동하는 제 1 구동 모터와, 제 2 스크류 축을 구동하는 제 2 구동 모터와, 부착 유닛의 축부를 중심에 대하여 회전 구동하는 제 3 구동 모터를 구비할 수 있다.

또한, 제 1 및 제 2 구동 모터를 구동하여 프레임부를 수평 이동하고, 제 3 구동 모터를 구동하여 프레임부를 회전 이동함으로써, 프레임부를 컨테이너에 정렬할 수 있다.

프레임부에는 컨테이너의 위치를 검출하는 센서와, 센서로부터의 정보에 의하여 프레임부와 컨테이너의 상대적이 위치를 얻어내는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 센서는 프레임부의 네 모서리부에 설치되는 근접 센서이며, 근접 센서에 프레임부가 검출되는지 여부의 정보를 이용하여 프레임부와 컨테이너의 상대적이 위치를 검출할 수 있다.

또한, 프레임부의 하방에 설치되어 컨테이너의 위치를 검출할 수 있는 비젼 카메라와, 비젼 카메라의 데이터를 처리하는 영상처리부를 더 포함할 수 있다.

또한, 비젼 카메라의 각도를 조절할 수 있는 액츄에이터를 더 포함할 수 있다.

나아가, 본 발명에 따르면, 컨테이너의 상면에 부착되는 부착 유닛과, 풀리를 통해 트롤리에 연결되는 헤드 블럭과, 부착 유닛을 기준으로 수평 방향으로 이동 가능하며 헤드 블럭에 대하여 수평 방향으로 상대 이동이 가능하도록 고정된 프레임부을 포함하는 크레인용 스프레더의 자동 랜딩 방법에 있어서, 컨테이너의 위치를 검출하는 단계와, 위치 검출된 컨테이너의 상면에 부착 유닛을 고정하는 단계와, 컨테이너와 프레임부의 상대 위치를 검출하고, 부착 유닛을 기준으로 하여 프레임부의 위치 이동 경로를 산출하는 단계와, 산출된 경로에 따라 프레임부를 부착 유닛을 기준으로 상대 운동을 시켜 컨테이너에 프레임부를 정렬시키는 단계와, 컨테이너에 프레임부를 정렬시킨 후에, 부착 유닛을 컨테이너로부터 탈착하고, 헤드 블럭과 프레임부의 상대 위치를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 헤드 블럭과 프레임부의 상대 위치를 조정하는 단계는 컨테이너가 지면으로부터 들려진 이후에 실행되어, 컨테이너의 위치를 조정하는 단계일 수 있다.

또한, 헤드 블럭과 프레임부의 상대 위치를 조정하는 단계는 컨테이너가 지면으로부터 들려지기 전에 실행되어, 컨테이너에 대한 헤드 블럭의 상대 위치를 조정하는 단계일 수 있다.

본 발명의 크레인용 스프레더 장치 및 이의 자동 랜딩 방법에 의하면, 컨테이너에 고정되는 스프레더의 부착 유닛과, 이 부착 유닛을 기준으로 프레임부의 위치 및 자세를 조정하는 위치 조정 유닛을 통하여, 모바일 하버와 같은 해상 또는 육상에서 여러 가지 외부 요인으로 인하여 흔들리는 스프레더를 신속하고 정확하게 컨테이너에 고정하여 안전하게 이송시킬 수 있는 효과를 가진다.

또한, 프레임부가 컨테이너에 일단 체결된 이후에도 프레임부에 대하여 헤드 블럭을 상대적으로 이동시키거나, 헤드 블럭에 대하여 프레임부를 상대적으로 이동시킴으로써, 프레임부에 결합된 컨테이너 혹은 헤드 블럭의 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 효과를 가진다.

이하 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 하지만, 이는 예시에 불과한 것이며 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 크레인용 스프레더의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 크레인용 스프레더의 위치 조정 유닛을 도시한 정면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 크레인용 스프레더의 위치 조정 유닛을 도시한 평면도이며, 도 6 내지 7은 본 발명의 실시예에 따른 크레인용 스프레더가 컨테이너 상에 정렬되는 과정을 도시한 평면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 크레인용 스프레더가 컨테이너에 결합된 이후에 컨테이너에 대하여 헤드 블럭이 상대 이동하는 것을 도시한 상태도이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 크레인용 스프레더가 컨테이너에 결합된 이후에 헤드 블럭에 대하여 프레임부가 상대 이동하는 것을 도시한 상태도이다.

도 3 내지 4에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 크레인용 스프레더(20)는 크게 케이블(미도시)에 의하여 트롤리(도 1 참조)에 연결되어 지지되는 헤드 블 럭(100)과, 헤드 블럭(100)에 의해 지지되는 프레임부(110)와, 헤드 블럭(100)과 프레임부(110)를 관통하도록 배치되며 컨테이너의 상면에 부착되는 부착 유닛(120)을 포함한다.

헤드 블럭(100)은 케이블(미도시)에 의하여 트롤리에 연결되는데, 트롤리로부터 아래로 드리워진 케이블은 헤드 블럭(100) 상에 설치되는 헤드 풀리(102)를 반바퀴 회전한 후 다시 트롤리로 연결된다. 이러한 케이블을 구동모터에 의해 감아 올림으로써 헤드 블럭(100)을 포함한 스프레더(20)를 끌어 올릴 수 있다.

헤드 블럭(100)의 하부에는 프레임부(110)를 지지하는데 사용되는 지지 풀리(101)가 설치된다. 지지 풀리(101)는 프레임부 상의 대응하는 위치에 설치되는 지지 풀리(114)를 와이어에 의해 지지한다. 헤드 블럭(100)과 프레임부(110)와의 사이에는 프레임부(110)를 안정하게 지지할 수 있도록, 헤드 블럭(100)의 네 귀퉁이부와, 프레임부(110) 상의 이에 대응하는 위치에 네 쌍의 지지풀리(101, 114)가 설치될 수 있다. 이처럼, 프레임부(110)와 헤드 블럭(110)은 복수 쌍의 지지 풀리(101, 114)와 이들 사이를 연결하는 와이어에 의해 상호 지지되므로, 프레임부 (110)는 헤드 블럭(100)의 면에 대하여 수평한 방향으로 상대 운동을 할 수 있다.

본 실시예에서는 헤드 블럭(100)이 지지 풀리(101, 114)과 와이어를 이용하여 프레임부(110)를 지지하는 것으로 되어 있지만, 금속 재질이나 혹은 합리적인 강도를 제공하는 재질을 이용하여 만들어진 사슬을 이용하고 헤드 블럭(100)과 프레임부(110)에는 이러한 사슬을 고정하는 지지부를 형성함으로써 프레임부(110)를 지지하더라도 무방하며, 이러한 구성도 본 발명의 권리범위에 속하는 것임은 명백 하다.

헤드 블럭(100)의 중앙에는 후술하는 부착 유닛(120)의 축부(122)가 관통하는 관통공(103)이 형성된다. 이러한 관통공(103)의 하방에는 축부(122)를 축방향으로 이동 가능하게 지지하는 지지 롤러(124)가 관통공(103)의 원주를 따라 대향하는 네 방향에 구비된다. 관통공은 축부(122)의 직경보다 다소 크게 형성되고, 지지 롤러(124)는 축부(122)를 헤드 블럭(100)에 수직한 방향으로 안내하기 때문에, 축부(122)는 관통공과 부딪히지 않으면서 관통공 내를 상하 운동할 수 있다. 이때, 지지 롤러(124)는 축부(122)를 헤드 블럭(100)에 수직한 방향으로 안정하게 안내할 수 있도록, 헤드 블럭(100)에 수직한 방향으로 연속하여 복수 개 설치하는 것이 바람직하다.

다음으로, 프레임부(110)에 대하여 설명한다. 프레임부(110)는 프레임부(110)의 상판을 구성하는 상판 프레임(111)과, 상판 프레임(111)과 평행하게 형성되며 프레임부(110)의 하판을 구성하는 하판 프레임(112)와, 상판 프레임(111)과 하판 프레임(112)이 일정한 간격을 유지하면서 지지되도록 하는 지지대(113)을 포함한다. 상판 프레임(111)에는 헤드 블럭(100)의 지지 풀리(101)에 의해 와이어를 거쳐 지지되는 지지 풀리(114)가 설치된다. 하판 프레임(112)은 그 하면이 컨테이너(도 6에 도시: 180)와 대향한다. 본 실시예에서는 하판 프레임(112)이 판으로 형성된 것을 개시하고 있지만, 컨테이너(180)의 크기에 맞게 신축 가능한 텔레스코픽 프레임으로 구성하는 것도 물론 가능하다.

하판 프레임(112)의 하면에는 컨테이너가 하판 프레임(112)에 근접하여 위치 하는지 여부를 감지할 수 있는 근접 센서(150)와, 컨테이너(180)의 모서리 부분을 촬영하여 컨테이너(180)의 대략적인 위치를 검출할 수 있도록 하는 비젼 카메라 (160)가 구비된다. 또한, 하판 프레임(112)의 네 모퉁이에는 컨테이너(180)의 네 모퉁이와 회전 결합하는 고정 유닛(140)이 형성된다. 트롤리에 의해 스프레더가 하방으로 내려질 때, 먼저 비전 카메라(160)에 의해 컨테이너(180)의 대략 적인 위치를 파악하고, 그 결과에 기초하여 스프레더의 위치를 조정한다. 스프레더가 컨테이너(180)의 근방까지 접근한 이후에는 근접 센서(150)을 이용하여 컨테이너(180)의 네 모퉁이가 근접 센서에 근접하여 위치하는지 여부를 검출한다. 근접 센서(150)의 검출 결과에 기초하여 위치 조정 유닛(130)을 이용하여 프레임부 (110)의 위치를 조정하는 과정에 대하여는 후술하는 위치 조정 유닛(130)과 관련하여 설명하기로 한다.

다음으로, 부착 유닛(120)에 관하여 설명한다. 부착 유닛(120)은 컨테이너의 상면에 부착 고정되는 부착부(121)와, 부착부(121)를 지지하고 후술하는 위치 조정 유닛(130)의 센터 하우징(131)을 관통하며 헤드 블럭(100)의 관통공(103)까지 연장하는 축부(122)를 포함한다.

부착부(121)는 금속 재료로 형성되는 컨테이너(N)의 상면에 자력에 의해 부착될 수 있도록 자석으로 구성될 수 있으며, 또는, 흡착력에 의해 부착될 수 있도록 고무 흡착판으로도 구성될 수 있다. 이러한 구성이 아니더라도 부착 유닛(120)을 소정의 중량 이상이 되도록 적당한 재료를 사용하여 구성하는 경우, 부착 유닛(120)의 중량에 의해 발생하는 마찰력에 의해 부착부(121)가 컨테이너의 상면에 실질적으로 부착 고정된 것과 같은 효과를 기대할 수 있다.

축부(122)는 스프레더(S)에 대하여 부착부(121)를 회전 가능하게 지지할 수 있도록 원통 기둥 형상으로 구성할 수 있다. 축부(122)의 하단부에는 부착부(121)가 고정된다. 축부(122)는 후술하는 위치 조정 유닛(130)의 센터 하우징(131)을 관통하므로, 센터 하우징(131)이 후술하는 위치 조정 유닛(130)의 제 1 수평 이동부 및 제 2 수평 이동부에 의해 프레임부(110)에 대하여 상대적으로 이동하는 경우, 축부(122)도 상기 센터 하우징(131)을 따라 프레임부(110)에 대하여 상대적으로 이동한다.

또한, 축부(122)는 헤드 블럭(100)의 관통공(103)까지 연장된다. 헤드 블럭(100)의 하면에는 관통공(103)의 원주를 따라 복수의 축부 지지 롤러(124)가 지그(Jig)를 통해 고정되는데, 이러한 구조에 의해 축부(122)의 헤드 블럭(100)에 대한 수직 방향 이동은 허용되지만, 수평 방향 이동은 구속된다. 그 결과, 축부 (122)가 후술하는 위치 조정 유닛(130)에 의해 프레임부(110)에 대하여 수평 방향으로 상대 이동을 하는 경우에는 축부(122)에 구속된 헤드 블럭(100)도 축부(122)와 동일하게 수평 방향으로 이동하게 된다.

이상과 같은 구조로 이루어진 부착 유닛(120)은 스프레더가 컨테이너(180)에 어느 정도 근접하였을 때 스프레더로부터 컨테이너(180)의 상면을 향하여 전진하여 부착 유닛(120)의 부착부(121)가 컨테이너(180)의 상면에 부착된다. 부착부(121)는 컨테이너(180)의 상면에 실질적으로 부착 고정되기 때문에, 이러한 고정이 이루어진 이후에는 선박의 요동이나 바람에 의한 케이블의 흔들림이 있더라도 스프레더 와 컨테이너(180) 사이의 상대적 흔들림은 현저히 감소된다.

또한, 부착부(121)는 컨테이너(180)에 부착 고정되기 때문에, 부착부(121)를 기준으로 후술하는 위치 조정 유닛(130)을 구동하여 프레임부(110)를 회전 및 수평 이동시킴으로써, 컨테이너(180)에 프레임부(110)을 정렬시킬 수 있다.

고정 유닛(140)은, 컨테이너(180)의 모서리에 설치된 코너 캐스팅(182)에 프레임부(110)의 모서리부 하면에 설치된 트위스트 록킹 장치(142)가 삽입된 후 회전함으로써, 컨테이너(180)를 고정시킬 수 있으며, 고정된 컨테이너(180)와의 정확한 정렬을 위하여 로터리 액츄에이터(미도시)의 구동으로 하향 회전하여 컨테이너 (180)의 네 모서리에 플리퍼(141)가 접촉되어 컨테이너(180)을 선적 또는 하역하게 된다.

도 5는 본 실시예의 위치 조정 유닛(130)을 구체적으로 도시하고 있다. 위치 조정 유닛은 축부(122)가 관통하는 센터 하우징(131)과, 상기 센터 하우징(131)을 수평 방향으로 이송하는 제 1 및 제 2 수평 이동부와, 제 1 및 제 2 수평 이동부를 구동하는 제 1 및 제 2 구동 모터(1331, 1332), 축부(122)를 회전 구동하는 제 3 구동 모터(도 3에 도시: M)을 포함한다.

제 1 수평 이동부는 센터 하우징(131)을 관통하며 프레임부(110)의 장축 방향을 따라 설치되는 제 1 지지봉(1342)과, 제 1 지지봉(1342)의 양단에 고정되어 제 1 지지봉(1342)을 가이드 하거나 이송하는 제 1 가이드 하우징(13212) 및 제 1 너트 하우징(13211)을 포함한다. 제 1 너트 하우징(13211)은 제 1 스크류 축 (1351)에 설치되며, 제 1 스크류 축이 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 회전함에 따라 프레임부(110)의 단축 방향을 따라 전후로 이동하게 된다. 제 1 너트 하우징 (13211)이 단축 방향을 따라 전후로 이동하면, 이에 고정되어 있는 제 1 지지봉 (1342)도 전후로 이동하게 되고, 제 1 지지봉(1342)이 관통하는 센터 하우징(131)도 마찬가지 운동을 하게 된다. 제 1 지지봉(1342)의 다른 말단에 고정된 제 1 가이드 하우징(13212)는 제 1 가이드 봉(1352)을 따라 제 1 지지봉(1342)을 안내한다.

제 2 수평 이동부는 센터 하우징(131)을 관통하며 프레임부(110)의 단축 방향을 따라 설치되는 제 2지지봉(1341)과, 제 2 지지봉(1341)의 양단에 고정되어 제 2 지지봉(1341)을 가이드 하거나 이송하는 제 2 가이드 하우징(13222) 및 제 2 너트 하우징(13221)을 포함한다. 제 2 너트 하우징(13221)은 제 2 스크류 축 (1353)에 설치되며, 제 2 스크류 축이 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 회전함에 따라 프레임부(110)의 장축 방향을 따라 좌우로 이동하게 된다. 제 2 너트 하우징 (13221)이 장축 방향을 따라 좌우로 이동하면, 이에 고정되어 있는 제 2 지지봉 (1341)도 좌우로 이동하게 되고, 제 2 지지봉(1341)이 관통하는 센터 하우징(131)도 마찬가지 운동을 하게 된다. 제 2 지지봉(1341)의 다른 말단에 고정된 제 2 가이드 하우징(13222)는 제 2 가이드 봉(1354)을 따라 제 2 지지봉(1341)을 안내한다.

여기서, 제 1 지지봉(1342)과 제 2 지지봉(1341)은 한 쌍으로 이루어 질 수 있다.

제 1 및 제 2 구동 모터(1331)(1332)는 벨트를 거쳐 제 1 스크류 축(1351)과 제 2 스크류 축(1353)에 각각 연결되어, 센터 하우징(131)을 수평 방향으로 이송한다. 제 3 구동 모터(M)는 기어 혹은 벨트 등의 동력 전달 요소를 거쳐 부착 유닛(120)의 축부(122)에 연결되어 축부(122)를 회전시킨다. 부착 유닛(120)이 컨테이너의 상면에 부착 고정된 이후에 축부(122)에 회전하는 구동력이 가해지면, 축부(122)는 회전하지 않기 때문에 그 대신에 프레임부(110)가 부착 유닛(120)을 중심으로 회전하게 된다.

도 6 및 7은 부착 유닛(120)과 위치 조정 유닛(130)에 의하여 스프레더의 프레임부(110)가 컨테이너(180)에 정렬되는 과정을 도시한다. 도 6은 먼저 부착 유닛(120)의 부착부(121)가 컨테이너의 중심부로부터 다소 편위된 위치에 다소 회전된 상태로 부착 고정된 상황을 도시한다. 이때, 근접 센서(150)를 이용하여 프레임부 (110)의 컨테이너(180)에 대한 상대적인 위치 관계를 구하고, 그 결과에 기초하여 프레임부(110)의 이동 경로를 결정하고, 제 1 및 제 2 구동 모터(1331)(1332)를 구동하여 프레임부(110)를 컨테이너의 중심부로 이동시키고, 또한, 제 3 구동 모터(M)를 구동하여 프레임부(110)를 회전한다. 이처럼, 근접 센서(150)를 이용하여 프레임부(110)의 위치 및 자세를 검출하고, 검출된 결과를 기초로 제 1 내지 제3 구동 모터(1331)(1332)(M)를 구동함으로써 프레임부(110)가 컨테이너(180)에 정렬될 수 있다.

도 8은 위치 조정 유닛(130)을 이용하여 헤드 블럭(100)과 프레임부(110)의 상대 위치를 제어함으로써, 헤드 블럭(100)의 위치를 정밀하게 제어하는 방법을 도시한 상태도이다. 도 8에서와 같이, 프레임부(110)의 수평 방향 이동이 구속된 상 태(예를 들면, 스프레더가 컨테이너에 고정되고 컨테이너가 아직 들어 올려지지 않고 바닥에 놓여진 상태)에서 위치 조정 유닛(130)이 구동되면 프레임부(110)는 고정되는 반면 헤드 블럭 (100)이 프레임부(110)에 대하여 상대적인 이동 운동을 하게 된다. 실선으로 도시한 형상은 위치 조정 유닛(130)에 의해 헤드 블럭(100)이 중앙으로부터 좌측 방향으로 이동한 상태를 나타내며, 이점 쇄선으로 도시한 부분은 위치 조정 유닛(130)에 의해 헤드 블럭(100)이 중앙으로부터 우측 방향으로 이동한 상태를 나타낸다. 이러한 헤드 블럭(100)의 이동 운동이 가능하기 위해서는 먼저 부착 유닛(120)의 컨테이너 상면에 대한 부착 고정이 해제된 상태인 것이 바람직하다. 이러한 헤드 블럭(100)의 수평 이동에 의하여 헤드 블럭(100)을 원하는 위치에 정밀하게 위치시킬 수 있다.

도 8은 프레임부(110)가 고정된 상태일 때에는 위치 조정 유닛(130)을 구동함에 의해 헤드 블럭(100)이 이송하게 되는 것을 도시하였지만, 이와 반대로, 도 9는 헤드 블럭(100)의 수평 방향 위치가 고정된 상태일 때(예를 들면, 스프레더가 트롤리에 의해 들어 올려진 상태), 위치 조정 유닛(130)이 구동하여 프레임부(110)가 좌우로 이동하게 되는 것을 도시한다. 이처럼 스프레더에 컨테이너를 고정 결합하여 트롤리에 의해 스프레더를 들어 올린 후 위치 조정 유닛(130)을 구동하여 프레임부(110)의 위치를 미세 조정하면, 프레임부(110)에 부착된 컨테이너의 위치를 정밀하게 제어할 수 있다.

이상 본 발명에 따른 크레인용 스프레더 및 이의 자동 랜딩 방법의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정 되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 용이하게 변경할 수 있으며, 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이 외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

도 1은 종래의 컨테이너용 크레인의 개괄적인 구성을 도시한 도면이다.

도 2는 종래의 크레인용 스프레더를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 크레인용 스프레더의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 크레인용 스프레더의 위치 조정 유닛을 도시한 정면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 크레인용 스프레더의 위치 조정 유닛을 도시한 평면도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 크레인용 스프레더가 컨테이너 상에 오정렬된 상태를 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 크레인용 스프레더가 컨테이너 상에 정렬된 상태를 도시한 도면이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 크레인용 스프레더가 컨테이너에 결합된 이후에 컨테이너에 대하여 헤드 블럭이 상대 이동하는 것을 도시한 상태도이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 크레인용 스프레더가 컨테이너에 결합된 이후에 헤드 블럭에 대하여 프레임부가 상대 이동하는 것을 도시한 상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

100: 헤드 블럭 101: 지지 풀리

102: 헤드 풀리 103: 관통공

110: 프레임부 111: 상판 프레임

112: 하판 프레임 113: 지지대

120: 부착 유닛 121: 부착부

122: 축부 130: 위치 조정 유닛

131: 센터 하우징 140: 고정 유닛

141: 플리퍼 142: 트위스트 록킹 장치

150: 근접 센서 160: 비젼 카메라

Claims

컨테이너 상에 자동으로 랜딩할 수 있는 크레인용 스프레더에 있어서,

상기 크레인용 스프레더를 상기 컨테이너의 상면에 착탈 가능하게 부착 고정할 수 있는 부착 유닛과,

케이블에 의하여 크레인의 트롤리에 연결되는 풀리를 구비하며 상기 부착 유닛과 결합하여 상기 부착 유닛에 대하여 수평 방향의 이동이 구속되는 헤드 블럭과,

상기 헤드 블럭으로부터 하방으로 이격된 위치에서 수평 방향으로 이동 가능하게 상기 헤드 블럭에 지지되는 프레임부와,

상기 부착 유닛을 기준으로 상기 프레임부를 변위시켜 상기 프레임부를 상기 컨테이너에 정렬하는 위치 조정 유닛과,

상기 컨테이너에 대하여 상기 프레임부가 정렬되었을 때, 상기 컨테이너를 상기 프레임부에 고정하는 고정 유닛을 포함하는

크레인용 스프레더.
제 1 항에 있어서,

상기 부착 유닛은 상기 컨테이너의 상면에 부착되는 부착부와 상기 부착부를 지지하는 축부를 가지며,

상기 축부는 상기 축부의 중심에 대하여 회전 가능하도록 상기 헤드 블럭에 지지되는

크레인용 스프레더.
제 2 항에 있어서,

상기 축부는 상기 헤드 블럭에 설치된 복수의 롤러에 의해 축방향으로 이동 가능하게 지지되는

크레인용 스프레더.
제 2 항에 있어서,

상기 부착부는 자석 또는 고무흡착판을 포함하는

크레인용 스프레더.
제 1 항에 있어서,

상기 프레임부는 상기 헤드 블럭에 와이어로 지지되는

크레인용 스프레더.
제 1 항에 있어서,

상기 위치 조정 유닛은,

상기 부착 유닛의 축부가 관통하는 메인 하우징과,

상기 메인 하우징에 연결되어 상기 프레임부를 상기 프레임부의 단축 방향으로 이동시키는 제 1 수평 이동부와,

상기 메인 하우징에 연결되어 상기 프레임부를 상기 프레임부의 장축 방향으로 이동시키는 제 2 수평 이동부를 포함하는

크레인용 스프레더.
제 6 항에 있어서,

상기 제 1 수평 이동부는,

상기 메인 하우징을 관통하여 상기 프레임부의 장축 방향을 따라 설치되며, 상기 메인 하우징과 미끄럼 접촉하는 제 1 지지봉과,

상기 제 1 지지봉의 일단부에 설치되는 제 1 너트 하우징과,

상기 제 1 너트 하우징을 상기 프레임부의 단축 방향을 따라 수평으로 이송하는 제 1 스크류 축을 포함하며,

상기 제 2 수평 이동부는,

상기 메인 하우징을 관통하여 상기 프레임부의 단축 방향을 따라 설치되며, 상기 메인 하우징과 미끄럼 접촉하는 제 2 지지봉과,

상기 제 2 지지봉의 일단부에 설치되는 제 2 너트 하우징과,

상기 제 2 너트 하우징을 상기 프레임부의 장축 방향을 따라 수평으로 이송하는 제 2 스크류 축을 포함하는

크레인용 스프레더.
제 7 항에 있어서,

상기 제 1 스크류 축을 구동하는 제 1 구동 모터와,

상기 제 2 스크류 축을 구동하는 제 2 구동 모터와,

상기 부착 유닛의 상기 축부를 상기 축부의 중심에 대하여 회전 구동하는 제 3 구동 모터를 구비하는

크레인용 스프레더.
제 8 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 구동 모터를 구동하여 상기 프레임부를 수평 이동하고, 상기 제 3 구동 모터를 구동하여 상기 프레임부를 회전 이동함으로써, 상기 프레임부를 상기 컨테이너에 정렬하는

크레인용 스프레더.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프레임부에는 상기 컨테이너의 위치를 검출하는 센서와,

상기 센서로부터의 정보에 의하여 상기 프레임부와 상기 컨테이너의 상대적이 위치를 얻어내는 제어부를 더 포함하는

크레인용 스프레더.
제 10 항에 있어서,

상기 센서는 상기 프레임부의 네 모서리부에 설치되는 근접 센서이며,

상기 근접 센서에 상기 프레임부가 검출되는지 여부의 정보를 이용하여 상기 프레임부와 상기 컨테이너의 상대적이 위치를 검출하는

크레인용 스프레더.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프레임부의 하방에 설치되어 상기 컨테이너의 위치를 검출할 수 있는 비젼 카메라와,

상기 비젼 카메라의 데이터를 처리하는 영상처리부를 더 포함하는

크레인용 스프레더.
제 12 항에 있어서,

상기 비젼 카메라의 각도를 조절할 수 있는 액츄에이터를 더 포함하는

크레인용 스프레더.
제 1 항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 크레인용 스프레더를 구비한 크레인.
제 14 항의 크레인을 탑재한 선박.
컨테이너의 상면에 부착되는 부착 유닛과, 풀리를 통해 트롤리에 연결되는 헤드 블럭과, 상기 부착 유닛을 기준으로 수평 방향으로 이동 가능하며 상기 헤드 블럭에 대하여 수평 방향으로 상대 이동이 가능하도록 고정된 프레임부을 포함하는 크레인용 스프레더의 자동 랜딩 방법에 있어서,

상기 컨테이너의 위치를 검출하는 단계와,

위치 검출된 상기 컨테이너의 상면에 상기 부착 유닛을 고정하는 단계와,

상기 컨테이너와 상기 프레임부의 상대 위치를 검출하고, 상기 부착 유닛을 기준으로 하여 상기 프레임부의 위치 이동 경로를 산출하는 단계와,

산출된 경로에 따라 프레임부를 상기 부착 유닛을 기준으로 상대 운동을 시켜 상기 컨테이너에 상기 프레임부를 정렬시키는 단계와,

상기 컨테이너에 상기 프레임부를 정렬시킨 후에, 상기 부착 유닛을 상기 컨테이너로부터 탈착하고, 상기 헤드 블럭과 상기 프레임부의 상대 위치를 조정하는 단계를 포함하는

크레인용 스프레더의 자동 랜딩 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 헤드 블럭과 상기 프레임부의 상대 위치를 조정하는 단계는 상기 컨테이너가 지면으로부터 들려진 이후에 실행되어, 상기 프레임부의 절대 위치를 조정하는 단계인 것을 특징으로 하는

크레인용 스프레더의 자동 랜딩 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 헤드 블럭과 상기 프레임부의 상대 위치를 조정하는 단계는 상기 컨테이너가 지면으로부터 들려지기 전에 실행되어, 상기 프레임부에 대한 상기 헤드 블럭의 상대 위치를 조정하는 단계인 것을 특징으로 하는

크레인용 스프레더의 위치 제어 방법.