JP3089129B2 - Automatic transfer device for floating bodies - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は例えば、砂杭打作業船等
の水上(海洋)浮動体(バージ)の転船作業に適用して
最適な自動転船装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic transfer device which is most suitable for use in a transfer operation of a floating (ocean) floating body (barge) such as a sand pile working boat.
【0002】[0002]
【従来の技術】軟弱地盤を改良するための工法の一つと
して、海中、陸上を問わず、砂杭を造成することが行わ
れる。砂杭は定められた位置に精度良く造成してゆく必
要があり、従って、海中での砂杭工事は砂杭打作業船を
精度良く、移動させることが良好な砂杭を造成させるこ
とに繋がることになる。ここで船を移動させる作業を転
船と云う。2. Description of the Related Art As one method for improving soft ground, sand piles are created regardless of whether they are underwater or on land. It is necessary to create sand piles at specified positions with high precision, and therefore, underwater sand pile construction leads to the creation of sand piles that can move a sand pile driving ship with high accuracy and good movement. Will be. Here, the operation of moving the ship is called a transfer.
【0003】砂杭打作業船は水上(海洋)浮動体(バー
ジ)を用いるが、この砂杭打作業船には、例えば、4点
にアンカ・ウインチを設けてあり、これらアンカ・ウイ
ンチによって水面(海上や湖面等)に固定されている。
砂杭打作業船の転船は、目標位置に向かってオペレータ
が各アンカ・ウインチのウインチワイヤを適宜、巻き込
み若しくは繰り出すことにより行われる。A sand pile working boat uses a floating (ocean) floating body (barge). For example, the sand pile working boat is provided with anchor winches at four points. (Sea, lake, etc.).
The transfer of the sand pile driving boat is performed by an operator by appropriately winding or unwinding the winch wire of each anchor winch toward the target position.
【0004】ところで、砂杭打作業船(以下、バージと
呼ぶ)の転船は、アンカ・ウインチを操作するオペレー
タの経験と勘に基づいて行われる。そのため、熟練を要
することから、一人前の優秀なオペレータを養成するに
は、長い年月がかかる。[0004] The transfer of a sand pile driving boat (hereinafter referred to as a barge) is performed based on the experience and intuition of an operator who operates an anchor winch. For this reason, skill is required, and it takes a long time to train an excellent individual operator.
【0005】すなわち、オペレータの質により、砂杭の
精度が左右されると共に、作業時間にも大きな差が出て
くる。また、昨今、オペレータの要員が不足気味であ
り、オペレータの養成は一朝一夕にはゆかないことか
ら、その補充は困難を極める。[0005] That is, the accuracy of the sand pile is affected by the quality of the operator, and the work time is greatly different. In addition, recently, there is a shortage of operators and the training of operators does not go overnight, so it is extremely difficult to replenish them.
【0006】そこで、目標位置と現在位置を参照しなが
ら、アンカ・ウインチの巻き込み若しくは繰り出しの操
作を自動化するシステムの開発が試みられているが、つ
ぎのような問題があり、その実現は困難である。 (1)位置精度の信頼性が低い。Therefore, a system for automating the operation of retracting or extending the anchor winch while referring to the target position and the current position has been attempted. However, there are the following problems, and it is difficult to realize the system. is there. (1) The reliability of position accuracy is low.
【0007】位置計測は一般的にはレーザ光等を用いた
三角測量によって行われている。この種の計測装置は太
陽等の外乱光や作業船の動揺により、位置データにかな
りのばらつきがみられる。 (2)位置情報の演算サンプリング間隔が長い。10秒
に近いサンプリング間隔となり、ウインチをリアルタイ
ムに制御するには無理がある。 (3)作業船が回転を始めるおそれがある。ウインチワ
イヤを勝手な手順で繰り出したり、巻き込んだりする
と、作業船が回転を始め、危険な状態に陥るおそれがあ
る。 (4)ワイヤの張力を適度に保ち、バージを移動させる
オートテンションも有効な方法ではあるが、オートテン
ションの機構は非常に高価である。[0007] Position measurement is generally performed by triangulation using a laser beam or the like. Due to disturbance light such as the sun and fluctuations of a work boat, this type of measuring device has considerable variation in position data. (2) The position information calculation sampling interval is long. Since the sampling interval is close to 10 seconds, it is impossible to control the winch in real time. (3) The work boat may start to rotate. If the winch wire is unreeled or wound in an arbitrary procedure, the work boat may start rotating and fall into a dangerous state. (4) Auto-tension for keeping the wire tension at an appropriate level and moving the barge is also an effective method, but the mechanism of the auto-tension is very expensive.
【0008】また、張力を計測しながら制御することも
考えられるが、4隅のワイヤの張力を目的値に保ちなが
ら、ワイヤの巻き込み、繰り出しを行おうとする場合、
この状態でのワイヤ張力は脈動が避けられず、張力の正
確な計測が難しいと云う問題もある。It is also conceivable to control while measuring the tension. However, when the winding and unwinding of the wire are to be performed while keeping the tension of the wire at the four corners at the target value,
In this state, pulsation is unavoidable for the wire tension, and there is a problem that accurate measurement of the tension is difficult.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】砂杭は定められた位置
に精度良く造成してゆく必要があり、従って、海中等で
の砂杭工事は砂杭打作業船を精度良く、移動させること
が重要である。そして、砂杭打作業船は、アンカ・ウイ
ンチによって固定されていることから、この砂杭打作業
船を移動させる作業、すなわち、転船作業は目標位置に
向かってオペレータがウインチワイヤを適宜、巻き込み
若しくは繰り出すことにより行うことになるが、転船の
精度および作業時間の長短はオペレータの技量に依存す
る。しかし、高度な熟練が要求されるだけに、優秀なオ
ペレータを確保するのが難しく、また、優秀なオペレー
タを養成するには長い期間を要する。It is necessary to form sand piles at predetermined positions with high precision. Therefore, sand pile construction in the sea or the like requires moving a sand pile driving boat with high precision. is important. Then, since the sand pile driving boat is fixed by the anchor winch, the operation of moving the sand pile driving boat, that is, the turning work, involves the operator appropriately winding the winch wire toward the target position. Or, it is carried out by extending, but the accuracy of the transfer and the length of the working time depend on the skill of the operator. However, since high skill is required, it is difficult to secure excellent operators, and it takes a long time to train excellent operators.
【0010】そこで、転船作業の自動化が試みられてお
り、それには目標位置に移動するに当って、まずは作業
船の位置検出が必要であるが、この作業船の位置検出一
つをとってみても、波や潮流のある海上であると云う条
件から位置測定の技術的精度に問題があり、信頼性が低
くて、正しく目標位置に移動させることが難しいと云う
問題がある他、また、ウインチワイヤを勝手な手順で繰
り出したり、巻き込んだりすると、作業船が回転を始
め、危険な状態に陥る心配が出てくる等の問題がある。
従って、転船作業の自動化システムの開発は思うように
はゆかず、かえって危険でもあることから、自動化シス
テム開発の試みも暗礁に乗上げている。そこで、この発
明の目的とするところは、精度の良い転船を安全にか
つ、短時間で実施できるようにした水上浮動体の自動転
船装置を提供することにある。[0010] Therefore, an attempt has been made to automate the transfer operation, and in order to move to a target position, it is necessary to first detect the position of the work boat. There is also a problem in the technical accuracy of position measurement due to the condition that it is on the sea with waves and tides, there is a problem that it is difficult to move to the target position correctly due to low reliability, If the winch wire is unreeled or wound in an arbitrary procedure, there is a problem that the work boat starts to rotate and there is a risk of falling into a dangerous state.
Therefore, the development of an automated system for transfer work is not as expected, and it is rather dangerous. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an automatic transfer device for a floating body on water, which enables a highly accurate transfer to be performed safely and in a short time.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。すなわち、水上浮動
体の複数点にウインチを設け、これらウインチのワイヤ
端部位置を当該水上浮動体の移動範囲の外に置いて、各
ウインチの巻き込み、繰り出し制御により各ウインチの
ワイヤの長さを変えることにより、当該水上浮動体を目
標位置に移動させる転船装置として、In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, winches are provided at a plurality of points on the floating body, the wire end positions of these winches are set outside the moving range of the floating body, and the length of the wire of each winch is controlled by winding and unwinding of each winch. By changing, as a transfer device that moves the floating body to the target position,
【0012】第1には、水上浮動体の現在位置と移動先
の目標位置を測定する測定手段と、この測定手段により
得られた現在位置と目標位置の情報をもとに、現在位置
から目標位置への最短コースを設定すると共にこの最短
コースを複数の区間に区分けする機能、上記最短コース
での移動に際しての各区間での必要なワイヤの張力を演
算する機能とを有する演算手段と、この演算手段で求め
られた各ワイヤの張力より、各ウインチのワイヤの操作
量を算出する操作量算出手段と、各ウインチ毎の実際の
ワイヤ長とを計測するワイヤ長計測手段と、 前記水上浮
動体の回転角速度を測定する回転角速度計測手段と、こ
れら計測手段にて得た各ウインチ対応の実際のワイヤ長
と回転角速度、および前記操作量算出手段で求めた各ウ
インチの操作量とを元に水上浮動体のモデル式から回転
モーメントがゼロになるような補正量を求めるモデル適
応制御手段と、このモデル適応制御手段にて求められた
補正量分、前記操作量を補正した補正済み操作量対応に
各ウインチを制御する制御手段とより構成した。First, a measuring means for measuring a current position of the floating object and a target position of a movement destination, and a target position is calculated from the current position based on information on the current position and the target position obtained by the measuring means. Calculating means having a function of setting a shortest course to a position and dividing the shortest course into a plurality of sections, a function of calculating a necessary wire tension in each section when moving on the shortest course, Operation amount calculation means for calculating the operation amount of the wire of each winch from the tension of each wire obtained by the calculation means; and an actual operation amount for each winch.
A wire length measuring means for measuring the wire length, the water floating
A rotational angular velocity measuring means for measuring a rotational angular velocity of the moving body;
Actual wire length for each winch obtained by these measuring means
And rotational angular velocity, and each c
Rotate from the model of the floating body based on the inch operation amount
Model suitable for calculating the amount of correction so that the moment becomes zero
Adaptive control means and the model adaptive control means
The control means controls each winch in accordance with the corrected operation amount obtained by correcting the operation amount by the correction amount.
【0013】また、第2には、水上浮動体の現在位置と
移動先の目標位置の測定する測定手段と、この測定手段
により得られた現在位置と目標位置の情報をもとに、現
在位置から目標位置までのワイヤ変化量と目標位置での
張力を演算する機能、ワイヤ変化量が繰り出しとなった
方のウインチのワイヤを徐々に繰り出したときにおける
水上浮動体が回転を起こさない安全モーメント範囲を求
める機能とを有する演算手段と、各ワイヤの張力を計測
する張力計測手段と、この張力計測手段により計測され
た各ワイヤの張力値を用い、モーメントを求める手段
と、上記演算手段により求められた各ワイヤの張力よ
り、各ウインチのワイヤの操作量を算出する操作量算出
手段と、この算出された操作量対応に巻き取り側の各ウ
インチを制御すると共に、繰り出し側の各ウインチに対
しては上記モーメントが上記安全モーメント範囲となる
よう制御する制御手段とより構成した。Secondly, a measuring means for measuring the current position of the floating object and the target position of the movement destination, and a current position based on the information on the current position and the target position obtained by the measuring means. Function to calculate the amount of wire change from the target position to the target position and the tension at the target position, the safe moment range where the floating body on the water does not rotate when the wire of the winch where the wire change amount is extended is gradually extended. Calculating means for measuring the tension of each wire, a means for calculating the moment using the tension value of each wire measured by the tension measuring means, and a calculating means for calculating the moment. Operation amount calculating means for calculating the operation amount of the wire of each winch from the tension of each wire, and controlling each winch on the winding side in accordance with the calculated operation amount. The moment is constructed more control means for controlling so as to be above the safety moment ranges for each winch feeding side.
【0014】[0014]
【作用】上記の構成において、水上浮動体には複数点に
ウインチを設け、これらウインチのワイヤ端部位置を当
該水上浮動体の移動範囲に置いて、各ウインチの巻き込
み、繰り出し制御により目標位置に移動させる。In the above construction, winches are provided at a plurality of points on the floating body, and the wire end positions of these winches are set within the moving range of the floating body, and the winch is wound to the target position by the wind-in / out control. Move.
【0015】そして、その制御に当たり、第1の構成の
場合には最初に測定手段により水上浮動体の現在位置と
目標位置の測定を行い、これにより得られた現在位置と
目標位置の情報をもとに、現在位置から目標位置への最
短コースを設定する。そして、この最短コースを複数の
区間に区分けし、この最短コースでの移動に際しての各
区間での必要な各ワイヤの張力を演算する。そして、こ
れによって求められた各ワイヤの張力より、各ウインチ
のワイヤの操作量を算出し、この算出された操作量対応
に各ウインチを制御するようにした。[0015] Then, contact on the control by the first measuring means in the case of the first configuration perform measurement of the current position and the target position of the water float, thereby also the information obtained current position and the target position At the same time, the shortest course from the current position to the target position is set. Then, the shortest course is divided into a plurality of sections, and the necessary tension of each wire in each section when moving on the shortest course is calculated. Then, the operation amount of the wire of each winch is calculated from the tension of each wire thus obtained, and each winch is controlled in accordance with the calculated operation amount.
【0016】このように、最初に位置測定をして最短距
離での移動経路を決め、この移動経路に沿っての移動に
際しては、ウインチのワイヤの張力により水上浮動体に
作用するモーメントが、当該水上浮動体の回転を起こさ
ない範囲となるように、制御してバランスさせながらウ
インチの巻き込みおよび繰り出しを制御するようにした
ことから、安全にしかも最短距離で自動的に転船させる
ことができるようになり、また、位置測定は最初にの
み、行うだけであるので、誤差を累積する心配がなく、
精度良く目標位置に自動転船させることができるように
なる。また、転船中はワイヤの張力を目的値に保つよう
に制御するが、これはワイヤの操作量で制御するので、
張力測定は不要であり、安定した精度の良い自動転船制
御が可能になる。As described above, the position is measured first to determine the moving path in the shortest distance, and when moving along this moving path, the moment acting on the floating body due to the tension of the winch wire is affected by the moment. Winch in and out are controlled while controlling and balancing so that the floating body does not rotate so that it can be safely and automatically turned over at the shortest distance. Also, since the position measurement is performed only at the beginning, there is no worry of accumulating errors,
The automatic transfer to the target position can be accurately performed. Also, control is performed to keep the wire tension at the target value during the transfer, but since this is controlled by the operation amount of the wire,
Tension measurement is unnecessary, and stable and accurate automatic transfer control becomes possible.
【0017】また、第2の構成の場合、最初に測定手段
により水上浮動体の現在位置と移動先の目標位置の測定
し、これにより得られた現在位置と目標位置の情報をも
とに、現在位置から目標位置までのワイヤ変化量と目標
位置での張力を演算する。そして、ワイヤ変化量が繰り
出しとなった方のウインチのワイヤを徐々に繰り出した
ときにおける水上浮動体が回転を起こさない安全モーメ
ント範囲を求め、張力計測手段にて各ワイヤの張力を計
測しながら、モーメントを求める。そして、上記演算手
段により求められた各ワイヤの張力より、各ウインチの
ワイヤの操作量を算出し、この算出された操作量対応に
巻き取り側の各ウインチを制御すると共に、繰り出し側
の各ウインチに対しては上記モーメントが上記安全モー
メント範囲となるよう制御するようにした。In the case of the second configuration, first, the current position of the floating body and the target position of the movement destination are measured by the measuring means, and based on the information of the current position and the target position obtained thereby, The wire change amount from the current position to the target position and the tension at the target position are calculated. Then, while determining the safe moment range in which the floating body on the water does not cause rotation when the wire of the winch from which the wire change amount is extended is gradually extended, while measuring the tension of each wire by the tension measuring means, Find the moment. Then, the operation amount of the wire of each winch is calculated from the tension of each wire obtained by the arithmetic means, and each winch on the winding side is controlled in accordance with the calculated operation amount, and each winch on the payout side is calculated. Is controlled so that the above-mentioned moment falls within the above-mentioned safe moment range.
【0018】このように、最初に位置測定をして現在位
置と目標位置を定め、この間での移動に際して繰り出し
側のウインチのワイヤを安全モーメントの範囲内での張
力になるように制御し、巻き込み側のウインチは所定張
力となるように制御することで、ワイヤ繰り出し側のウ
インチは余裕をもって制御可能になり、しかも、回転を
生じることなく、安定した転船作業を自動的に行えるよ
うになる他、また、制御の幅に余裕にがあることに加
え、上述の張力制御により、張力の脈動が少なくなるこ
とから、張力測定も安定的となり、目的の制御が行い易
くなる。As described above, first, the current position and the target position are determined by measuring the position, and the wire of the payout side winch is controlled so as to have a tension within the safe moment range during the movement between the current position and the target position. By controlling the winch on the side to a predetermined tension, the winch on the wire feed-out side can be controlled with a margin, and moreover, stable rotation can be automatically performed without rotation. Further, in addition to the allowance of the control width, the above-described tension control reduces the pulsation of the tension, so that the tension measurement becomes stable, and the target control is easily performed.
【0019】また、最初に現在位置と目標位置の測定を
行って得た座標を用い、目標位置に移動するようにした
から、途中段階での自船位置測定を繰り返す従来手法に
比べ、誤差の蓄積がない。そのため、精度の良い転船が
できる。Further, since the coordinates obtained by first measuring the current position and the target position are used to move to the target position, the error of the ship is compared with the conventional method in which the own ship position measurement is repeated in the middle stage. There is no accumulation. Therefore, a precise transfer can be performed.
【0020】[0020]
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。ここでは、砂杭打作業船の転船中にお
いては、当該砂杭打作業船の位置情報および張力情報を
用いずにアンカ・ウインチの操作を行うようにして、位
置測定精度やサンプリングの問題が介在してくることを
防止し、かつ、当該砂杭打作業船が回転しないように、
アンカ・ウインチのワイヤの張力モーメントをバランス
させながらアンカ・ウインチの巻き込みおよび繰り出し
を制御できるようにする実施例を述べる。 (第1の実施例)An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, during the transfer of the sand pile driving boat, the anchor winch is operated without using the position information and tension information of the sand pile driving boat, and the problem of position measurement accuracy and sampling is reduced. To prevent the ship from intervening, and to prevent the sand pile driving boat from rotating.
An embodiment will now be described in which the winding and unwinding of the anchor winch can be controlled while balancing the tension moment of the wire of the anchor winch. (First embodiment)
【0021】図1は本発明の第1の実施例を示すブロッ
ク図であり、図2は本装置を適用する対象としてのバー
ジと、アンカ・ウインチおよびウインチワイヤと、転船
位置におけるこれらの関係を示す図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a barge to which the present apparatus is applied, an anchor winch and a winch wire, and their relations at a turning point. FIG.
【0022】図2に示すように、バージ12は例えば、
方形の浮動体であり、その四隅近傍にアンカ・ウインチ
(図示せず)がそれぞれ配され、各アンカ・ウインチか
ら繰り出されたウインチワイヤ11により、海面に係留
されている。ウインチワイヤ11の先端にはアンカ10
が取り付けられている。As shown in FIG. 2, the barge 12 is, for example,
An anchor winch (not shown) is arranged near each of the four corners of the floating body, and is moored on the sea surface by a winch wire 11 drawn out from each anchor winch. Anchor 10 is attached to the tip of winch wire 11.
Is attached.
【0023】14はバージ12の転船位置であり、13
は転船位置14での各アンカ・ウインチからのウインチ
ワイヤを示している。また、17はバージ12を現在位
置から目標位置へ移動させる場合の最短コースを示して
おり、15は現在位置のバージ12の中心座標、16は
目標位置のバージの中心座標、18は最短コース17上
の微少間隔で刻んで得られる地点(微少間隔地点)を示
している。Numeral 14 denotes a transfer position of the barge 12 and 13
Shows the winch wires from each anchor winch at the transfer point 14. Reference numeral 17 denotes the shortest course when the barge 12 is moved from the current position to the target position, 15 is the center coordinate of the barge 12 at the current position, 16 is the center coordinate of the barge at the target position, and 18 is the shortest course 17. The points obtained at the above minute intervals (minute intervals) are shown.
【0024】図1において、1は張力計、2は転船位置
計測装置、3はモーメント演算器、4はワイヤ繰り出し
巻き込み量演算器、5はワイヤの線長計、6はバージの
回転角速度計、7はバージのモデル適応制御部、8はウ
インチ操作信号発生器、9はウインチコントローラであ
る。In FIG. 1, 1 is a tension meter, 2 is a shift position measuring device, 3 is a moment calculator, 4 is a wire feeding and winding amount calculator, 5 is a wire length meter, 6 is a barge rotation angular velocity meter, Reference numeral 7 denotes a barge model adaptive control unit, 8 denotes a winch operation signal generator, and 9 denotes a winch controller.
【0025】張力計1は、各アンカ・ウインチ対応に設
けられるもので、そのウインチワイヤ11のの張力を測
定して張力に応じた測定出力を発生するものである。張
力計1は例えば、ワイヤに取り付けたロードセルや、ウ
インチの油圧モータの圧力計等を用いて実現することが
できる。The tension meter 1 is provided for each anchor / winch, and measures the tension of the winch wire 11 and generates a measurement output according to the tension. The tension meter 1 can be realized by using, for example, a load cell attached to a wire, a pressure gauge of a winch hydraulic motor, or the like.
【0026】転船位置計測装置2は、バージ12の現在
位置および目標位置の座標情報を出力するもので、例え
ば、光測距儀等を使用している。しかし、人工衛星を用
いた位置計測装置を利用することもでき、この場合、極
めて精度の高い位置測定が可能になる。The transfer position measuring device 2 outputs coordinate information of the current position and the target position of the barge 12, and uses, for example, an optical distance meter. However, a position measurement device using an artificial satellite can be used, and in this case, extremely accurate position measurement can be performed.
【0027】モーメント演算器3は、この現在位置およ
び目標位置の座標情報をもとに、バージ12を目標位置
へ移動させるにあたっての最短コース17を求め、この
求めた最短コース17上の各微少間隔地点18における
外力およびワイヤの張力のベクトル和が零で、かつ、回
転モーメントが零と云う条件を満たすように、各ワイヤ
11の張力を求めるものである。The moment calculator 3 calculates the shortest course 17 for moving the barge 12 to the target position based on the coordinate information of the current position and the target position. The tension of each wire 11 is determined so that the vector sum of the external force and the wire tension at the point 18 is zero and the rotational moment is zero.
【0028】ワイヤ繰り出し巻き込み量演算器4は、こ
の求められたワイヤ張力をもとに、ワイヤのカテナリ演
算式より、各ワイヤ11のワイヤ長を算出すると共に、
モデル適応制御部7からの補正値を受けて、この補正値
分、求めたワイヤ長に補正を施したワイヤ操作量の情報
(信号)を各アンカ・ウインチ別に出力するものであ
る。The wire feeding and winding amount calculator 4 calculates the wire length of each wire 11 from the wire catenary calculation formula based on the obtained wire tension, and
In response to the correction value from the model adaptive control unit 7, information (signal) on the wire operation amount obtained by correcting the obtained wire length by the correction value is output for each anchor / winch.
【0029】線長計5は、各アンカ・ウインチ毎に設け
てあり、そのアンカ・ウインチのワイヤの繰り出し、巻
き込みに連動してアンカ・ウインチからアンカ10まで
の現在のワイヤ長を計数し、その計数値をワイヤ長情報
として、それぞれ出力するものである。また、回転角速
度計6は、バージ12の回転角速度を計測してその計測
信号を出力するためのものである。The wire length meter 5 is provided for each anchor winch, and counts the current wire length from the anchor winch to the anchor 10 in conjunction with the feeding and winding of the wire of the anchor winch. Numerical values are output as wire length information. The rotational angular velocity meter 6 is for measuring the rotational angular velocity of the barge 12 and outputting the measurement signal.
【0030】モデル適応制御部7は、ウインチ操作信号
発生器8の出力する各アンカ・ウインチ別ウインチ速度
信号と、回転角速度計6および各線長計5の各出力を受
け、回転角速度計6からの現在の角速度値と各線長計5
からの各アンカ・ウインチ別線長値(計数値)を、バー
ジのモデル式に当て嵌めて演算し、これにより得られる
補正値を、ワイヤ繰り出し巻き込み量演算器4に与える
ものである。The model adaptive control unit 7 receives a winch speed signal for each anchor / winch output from the winch operation signal generator 8 and each output of the rotation gyro 6 and each wire length meter 5, and receives the current value from the rotation gyro 6. Angular velocity value and each line length meter 5
Is calculated by applying the line length value (count value) for each anchor / winch to the barge model formula, and the correction value obtained thereby is given to the wire feeding and winding amount calculator 4.
【0031】ウインチ操作信号発生器8は、ワイヤ繰り
出し巻き込み量演算器4によって求められた各アンカ・
ウインチ別のワイヤ操作量の情報(信号)を受けて、各
ウインチの特性に見合ったウインチ速度信号を各アンカ
・ウインチ別に発生するものである。The winch operation signal generator 8 is provided with each of the anchors determined by the wire feeding and winding amount calculator 4.
Upon receiving information (signal) of the wire operation amount for each winch, a winch speed signal corresponding to the characteristics of each winch is generated for each anchor / winch.
【0032】ウインチコントローラ9はウインチ操作信
号発生器8より得られた各アンカ・ウインチ別のウイン
チ速度信号をもとに、それぞれ対応する各アンカ・ウイ
ンチの駆動制御を行うものである。このような構成の、
本装置の作用を説明する。The winch controller 9 controls the driving of each anchor / winch based on the winch speed signal for each anchor / winch obtained from the winch operation signal generator 8. With such a configuration,
The operation of the present device will be described.
【0033】海洋(水上)浮動体(バージ)を目標地点
に最短で移動させるにあたり、その最短経路のいずれの
点においても、バージを回転させずに静止させ得る各ウ
インチのワイヤの張力を、求めることができる。In moving the ocean (water) floating body (barge) to the target point in the shortest time, at any point on the shortest path, the wire tension of each winch that can be stopped without rotating the barge is determined. be able to.
【0034】そして、この求めた各ワイヤ張力に見合う
ように、各ワイヤの繰り出し量および巻き込み量を制御
するようにすれば、バージを回転させずに速やかに移動
させることができる。The barge can be quickly moved without rotating by controlling the feeding amount and the winding amount of each wire so as to correspond to the obtained wire tensions.
【0035】(ST1) 今、バージ12が静止(モー
メントがバランスしている状態)している時の各アンカ
・ウインチの各ワイヤ11の張力を、各アンカ・ウイン
チ毎に、それぞれの張力計1にて計測する。この計測さ
れた各アンカ・ウインチ毎の張力値はモーメント演算器
3に入力される。(ST1) Now, when the barge 12 is at rest (the moment is balanced), the tension of each wire 11 of each anchor / winch is measured by a tension meter 1 for each anchor / winch. Measure with. The measured tension value for each anchor / winch is input to the moment calculator 3.
【0036】(ST2) バージ12にはワイヤ11の
張力のみが作用しているのではなく、潮汐や風等の外力
も加わっている。この外力と各ワイヤ11の張力のベク
トル和が零となってバージ12が静止している訳である
から、外力は各ワイヤ11の張力から演算することがで
きる。(ST2) Not only the tension of the wire 11 acts on the barge 12, but also an external force such as tide or wind is applied. Since the vector sum of the external force and the tension of each wire 11 becomes zero and the barge 12 is stationary, the external force can be calculated from the tension of each wire 11.
【0037】(ST3) 一方、バージ12の現在位置
および目標位置の座標が、転船位置計測装置2からモー
メント演算器3に入力されている。転船位置計測装置2
は現在位置と目標位置を従来と同様な方法で測定する
が、これは最初の段階のみで良い。(ST3) On the other hand, the coordinates of the current position and the target position of the barge 12 are input from the turning point measuring device 2 to the moment calculator 3. Transfer position measuring device 2
Measures the current position and the target position in the same way as before, but only at the first stage.
【0038】(ST4) 現在位置および目標位置の座
標情報を得ると、モーメント演算器3はこの得られた座
標情報を元にして、現在位置から目標位置へ至る最短コ
ース17を設定する(図2)。そして、つぎにモーメン
ト演算器3は最短コース17上を所定の微少間隔でプロ
ットして、最短コース17上の微少間隔地点18を設定
し、これらの各地点18における移動に際して各ワイヤ
の張力を求める。(ST4) When the coordinate information of the current position and the target position is obtained, the moment calculator 3 sets the shortest course 17 from the current position to the target position based on the obtained coordinate information (FIG. 2). ). Then, the moment calculator 3 plots the shortest course 17 on the shortest course 17 at a predetermined minute interval, sets the minute interval points 18 on the shortest course 17, and obtains the tension of each wire when moving at these points 18. .
【0039】各ワイヤの張力は、最短コース17上の微
少間隔地点18における外力およびワイヤの張力のベク
トル和が零で、かつ、回転モーメントが零と云う条件を
満たすように求める。The tension of each wire is determined so as to satisfy the condition that the vector sum of the external force and the wire tension at the minute interval 18 on the shortest course 17 is zero and the rotational moment is zero.
【0040】(ST5) ワイヤ繰り出し巻き込み量演
算器4は、モーメント演算器3によって求められた各ワ
イヤ張力をもとに、ワイヤのカテナリ演算式より、各ワ
イヤ張力に見合うそれぞれのアンカ・ウインチのワイヤ
長を算出する。そして、現地点における各アンカ・ワイ
ヤ11のワイヤ長と移動地点でのワイヤ長の差より、各
アンカ・ウインチのワイヤ操作量を算出する。(ST5) Based on the wire tensions obtained by the moment calculator 3, the wire feeding and winding amount calculator 4 calculates the wire of each anchor / winch corresponding to each wire tension from the wire catenary calculation formula. Calculate the length. Then, the wire operation amount of each anchor / winch is calculated from the difference between the wire length of each anchor wire 11 at the local point and the wire length at the moving point.
【0041】(ST6) このようにしてワイヤ繰り出
し巻き込み量演算器4が求めた各アンカ・ウインチのワ
イヤ操作量は、ウインチ操作信号発生器8に与えられ、
ウインチ操作信号発生器8はこれらのワイヤ操作量をも
とに、ウインチの特性に見合った各アンカ・ウインチの
ウインチ速度を与える信号に変換され、ウインチコント
ローラ9に与えられる。(ST6) The wire operation amount of each anchor / winch obtained by the wire feeding / winding amount calculator 4 in this way is given to the winch operation signal generator 8,
The winch operation signal generator 8 converts the wire operation amount into a signal that gives the winch speed of each anchor / winch according to the characteristics of the winch, and supplies the signal to the winch controller 9.
【0042】(ST7) モデル適応制御部7は、各ア
ンカ・ウインチ対応の線長計5および回転角速度計6そ
れぞれの現在値と、ウインチ操作信号発生器8の出力信
号をもとに、バージのモデル式より補正値を得て、ウイ
ンチ操作信号発生器8に与えている。従って、バージの
移動量や回転の状況等を加味した補正量を与えることが
できるから、ウインチ操作信号発生器8からは、実際の
バージの状況に即した、しかも、安定した状態で安全に
位置を移動するに必要な各アンカ・ウインチのウインチ
速度を与える信号として補正された信号が出力されるこ
とになり、ウインチコントローラ9に与えられる。な
お、ウインチ操作信号発生器8は付加的に設けられたも
のであり、これがなければ本装置の機能が成り立たない
と云う訳ではない。(ST7) The model adaptive control unit 7 calculates a barge model based on the current values of the line length meter 5 and the rotational gyro 6 corresponding to each anchor / winch and the output signal of the winch operation signal generator 8. The correction value is obtained from the equation and given to the winch operation signal generator 8. Therefore, a correction amount can be given in consideration of the amount of movement and rotation of the barge, etc., so that the winch operation signal generator 8 can safely and safely position the barge according to the actual barge condition. The corrected signal is output as a signal that gives the winch speed of each anchor winch necessary to move the winch, and is given to the winch controller 9. It should be noted that the winch operation signal generator 8 is additionally provided, and without this, it does not mean that the function of the present apparatus cannot be realized.
【0043】ウインチコントローラ9は各ウインチ速度
を与える信号に対応して、それぞれ対応の各アンカ・ウ
インチの駆動制御を行い、これによって、各アンカ・ウ
インチのワイヤ長はコントロールされるので、バージ1
2は目的の微少間隔地点18に安定的に移動される。The winch controller 9 controls the driving of the respective anchor winches in accordance with the signals giving the respective winch speeds, whereby the wire length of each anchor winch is controlled.
2 is stably moved to the target minute interval point 18.
【0044】(ST8) 最初の微少間隔地点18に移
動するとさらに、そのつぎの微少間隔地点18に移動す
べく、上述の(ST4)以降の処理を実施し、各アンカ
・ウインチのワイヤ長の制御を実施してバージ12を目
標位置へと転船してゆく。目標位置に近付いてきたなら
ば、各アンカ・ウインチのウインチ速度を落とし、目標
位置に到達した段階で停止させる。(ST8) After moving to the first minute interval point 18, the above-mentioned processing (ST4) and subsequent steps are performed to move to the next minute interval point 18, and control of the wire length of each anchor winch is performed. And the barge 12 is transferred to the target position. When approaching the target position, the winch speed of each anchor winch is reduced and stopped when the target position is reached.
【0045】このように、最初にバージの現在地点と目
標地点とを測定して座標情報を得、これをもとに現在地
点から目標地点への最短コースを自動設定して、この最
短コースを短い区間に分割し、各区間での安定した移動
に必要な各アンカ・ウインチの各ワイヤ張力を求め、求
められた各ワイヤ張力をもとに、ワイヤのカテナリ演算
式より各アンカ・ウインチの各ワイヤ長を算出し、これ
をもとに各アンカ・ウインチのワイヤ操作量を算出し、
各アンカ・ウインチの実際の各ワイヤ長を見ながらワイ
ヤ操作量対応のワイヤ速度で各アンカ・ウインチの運転
制御を行うようにしたものである。As described above, first, the current point and the target point of the barge are measured to obtain coordinate information, and based on the coordinate information, the shortest course from the current point to the target point is automatically set. Divide into short sections, calculate the wire tension of each anchor winch necessary for stable movement in each section, and based on the obtained wire tension, use the catenary calculation formula of the wire to calculate each wire of each anchor winch. Calculate the wire length, calculate the wire operation amount of each anchor / winch based on this,
The operation of each anchor / winch is controlled at a wire speed corresponding to the wire operation amount while checking the actual wire length of each anchor / winch.
【0046】従って、最初の段階では現在地点と、目標
地点を測定するものの、以後はこの最初の測定データを
もとにして得た目標地点へ至る最短ルートを辿りながら
の安全な移動に必要な各ワイヤ操作量を得るように、各
アンカ・ウインチの運転制御を行うようにしたことか
ら、安全を確保した転船操作の自動化を図ることができ
る。また、本実施例では最短コースを辿ってバージを移
動するようにしており、しかも、移動の途中段階ではバ
ージの位置測定は行わないことから、短時間で目的位置
に転船することができるようになる。また、バージの位
置測定は最初に行うのみとしたことによって、従来のよ
うに、精度の低い位置測定を繰り返すことによる位置精
度の低下を、本発明では最小限にとどめることができる
ようになって、転船の精度を大幅に改善することができ
るようになる。 (第2の実施例)次に第2の実施例について説明する。Therefore, in the first stage, the current point and the target point are measured, but thereafter, it is necessary for safe movement while following the shortest route to the target point obtained based on the first measurement data. Since the operation control of each anchor / winch is performed so as to obtain each wire operation amount, it is possible to automate the transfer operation while ensuring safety. Further, in the present embodiment, the barge is moved by following the shortest course, and since the position of the barge is not measured in the middle of the movement, it is possible to transfer to the target position in a short time. become. In addition, by only performing the barge position measurement first, the present invention can minimize the decrease in position accuracy due to repeated low-accuracy position measurement as in the related art. Thus, the accuracy of the transfer can be greatly improved. (Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described.
【0047】ここでは第1の実施例で述べたモーメント
演算器3、ワイヤ繰り出し巻き込み量演算器4、モデル
適応制御部7およびウインチ操作信号発生器8をコンピ
ュータ例えば、汎用パソコンにて装置化したバージ自動
転船装置の例を述べる。Here, a moment calculator 3, a wire feeding / winding amount calculator 4, a model adaptive control unit 7, and a winch operation signal generator 8 described in the first embodiment are implemented by a computer, for example, a general-purpose personal computer. An example of an automatic transfer device will be described.
【0048】全体構成を図3に示す。図において、19
は操作ウインチ操作卓であり、この操作ウインチ操作卓
19はコンピュータCPUを制御の中枢において構成し
てある。コンピュータCPUは、本発明の各種演算を実
行するものである。コンピュータCPUとしては汎用パ
ソコン(パーソナルコンピュータ)やマイコンを利用す
ることができる。FIG. 3 shows the overall configuration. In the figure, 19
Is a control winch console, and the control winch console 19 has a computer CPU at the center of control. The computer CPU executes various operations of the present invention. A general-purpose personal computer (personal computer) or a microcomputer can be used as the computer CPU.
【0049】20はこのコンピュータ19のマンマシン
インタフェースとしての入力装置であり、テンキーおよ
びアスキーキー(または、JISキーなど)を持つキー
ボードであって、各種設定および操作指令(コマンド入
力)などを行うためのものである。Reference numeral 20 denotes an input device as a man-machine interface of the computer 19, which is a keyboard having a numeric keypad and an ASCII key (or a JIS key or the like) for performing various settings and operation commands (command input). belongs to.
【0050】21はディスプレイであり、コンピュータ
CPUのマンマシンインタフェースとしての出力装置で
あって、動作状況のモニタおよび入力デ−タ確認表示等
に使用される。このディスプレイ21としてはCRTデ
ィスプレイを用いるが、液晶パネルディスプレイや、プ
ラズマディスプレイなどのキャラクタディスプレイを用
いるようにしても良い。Reference numeral 21 denotes a display, which is an output device serving as a man-machine interface of the computer CPU, which is used for monitoring operation status, displaying input data confirmation, and the like. Although a CRT display is used as the display 21, a character display such as a liquid crystal panel display or a plasma display may be used.
【0051】5は上述の線長計であり、各アンカ・ウイ
ンチのアンカ・ワイヤの線長を計測するためのものであ
って、アンカ・ワイヤに接して、繰り出し、巻き込み量
に対応した計測出力を出すものである。線長計5として
は、ロータリエンコーダ等を用いており、その計測出力
はコンピュータCPUに入力されている。Reference numeral 5 denotes the above-described wire length meter, which measures the wire length of the anchor wire of each anchor / winch, and outputs a measurement output corresponding to the amount of extension and winding in contact with the anchor wire. It is something to put out. As the line length meter 5, a rotary encoder or the like is used, and the measurement output is input to the computer CPU.
【0052】1は張力計であり、各アンカ・ウインチに
おけるアンカ・ワイヤの張力を計測するものであるが、
この張力計1としては、例えば、差圧に応じた信号を発
生する差圧発信器を用いており、差圧に応じたアナログ
信号をD/A変換器によりディジタル化してコンピュー
タCPUに入力している。アンカ・ウインチは油圧モー
タにより駆動するものであるが、当該アンカ・ウインチ
のワイヤの張力はアンカ・ウインチの油圧モータに加わ
り、油圧モータの入口/出口の差圧となって表われてく
る。そこで、この差圧を差圧発信器により計測すること
で張力を計測する。Reference numeral 1 denotes a tension meter, which measures the tension of an anchor wire at each anchor winch.
As the tension meter 1, for example, a differential pressure transmitter that generates a signal corresponding to the differential pressure is used. An analog signal corresponding to the differential pressure is digitized by a D / A converter and input to the computer CPU. I have. The anchor winch is driven by a hydraulic motor, and the tension of the wire of the anchor winch is applied to the hydraulic motor of the anchor winch and appears as a differential pressure between the inlet and the outlet of the hydraulic motor. Therefore, the tension is measured by measuring the differential pressure with a differential pressure transmitter.
【0053】22はアンカ・ウインチのブレーキ解放用
の電磁弁である。また、9はウインチコントローラを構
成する比例制御弁であり、この比例制御弁は油圧ウイン
チであるアンカ・ウインチの油量を調整し、ワイヤ速度
を調節している。2はバージの位置を計測・演算する転
船位置計測装置であり、コンピュータCPUにはシリア
ルインタフェースであるRS232Cインタフェースを
介して入力されている。Reference numeral 22 denotes a solenoid valve for releasing the brake of the anchor winch. Reference numeral 9 denotes a proportional control valve constituting a winch controller. The proportional control valve adjusts an oil amount of an anchor winch, which is a hydraulic winch, and adjusts a wire speed. Reference numeral 2 denotes a transfer position measuring device for measuring and calculating a barge position, which is input to the computer CPU via an RS232C interface which is a serial interface.
【0054】転船位置計測装置2としては光波測距儀等
のような、従来の位置計測装置をそのまま使用するが、
人工衛星を用いた位置計測装置を利用することもでき、
この場合、より精度の高い計測ができる。Although a conventional position measuring device such as a light wave range finder is used as it is as the transfer position measuring device 2,
It is also possible to use a position measurement device using artificial satellites,
In this case, more accurate measurement can be performed.
【0055】つぎに制御システムの全体の流れを図4に
示すフローチャートを参照して説明する。装置をスター
トさせると、コンピュータCPUは、まず、張力を確定
させる操作に入る。 [張力確定のための操作]Next, the overall flow of the control system will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When the apparatus is started, the computer CPU first enters an operation for determining the tension. [Operation for determining tension]
【0056】これはバージが静止している時の各アンカ
・ウインチのワイヤの張力を張力計1にて計測すること
から始める。バージにはワイヤの張力のみが作用してい
るのではなく、潮汐や風等の外力も加わっている。この
外力とワイヤの張力のベクトル和が零となってバージが
静止している訳であるから、外力はワイヤの張力から演
算することができる。This starts by measuring the tension of the wire of each anchor winch when the barge is at rest with the tensiometer 1. The barge is not only affected by the wire tension, but is also subject to external forces such as tide and wind. Since the vector sum of the external force and the wire tension becomes zero and the barge is stationary, the external force can be calculated from the wire tension.
【0057】実際の操作は次のようにして行われる。こ
れはまず始めに、各ウインチに設けられたブレーキ解放
用の電磁弁22をそれぞれ励磁し、ブレーキを解放する
ことから始める(ステップS1)。The actual operation is performed as follows. First, the brake release electromagnetic valves 22 provided on each winch are excited to release the brake (step S1).
【0058】ブレーキが解放されたことにより、ワイヤ
の張力はウインチの油圧モータに加わり、油圧モータの
入口/出口の差圧となって表われてくる。張力計1はこ
の差圧を計測することで張力を計測する。張力計1の計
測出力は、コンピュータCPUに与えることにより、当
該コンピュータCPUにて張力値に換算する。この換算
はアンカ・ウインチに使用している油圧モータに対する
工場でのキャリブレーションデータを元に行う。When the brake is released, the tension of the wire is applied to the hydraulic motor of the winch, and appears as a differential pressure between the inlet and the outlet of the hydraulic motor. The tension meter 1 measures the tension by measuring the differential pressure. The measurement output of the tensiometer 1 is given to a computer CPU, which converts it into a tension value. This conversion is performed based on factory calibration data for the hydraulic motor used for the anchor winch.
【0059】各ワイヤの張力が妥当なものであるか否か
をチェックするため、各ウインチの張力値を予め設定し
た目標張力値と比較し、各ワイヤの張力が妥当なもので
なければ、張力不十分としてディスプレイに対し、オペ
レータのウインチ操作により目標張力になるように操作
すべく、その操作を促すためのメッセージを表示し、オ
ペレータの指示を待つ(ステップS2,S3,S4)。
このとき、各ウインチの現在の張力値を表示し、状態を
知らせるようにする。In order to check whether the tension of each wire is appropriate or not, the tension value of each winch is compared with a preset target tension value. Insufficiently, a message is displayed on the display to prompt the operator to perform the operation to reach the target tension by the winch operation and wait for an instruction from the operator (steps S2, S3, S4).
At this time, the current tension value of each winch is displayed to inform the user of the state.
【0060】オペレータはこの表示を見て、ワイヤの締
めを行うか否かを判断し、キーボードより指示をする
(S5)。この指示がワイヤ締めの指示であれば、コン
ピュータCPUはこれにより、ウインチの巻き込み操作
指令を出し、各ウインチの巻き込みを行わせる(S
9)。そして、再び、各ワイヤの張力をチェックする
(S3)。このチェックの結果、各ワイヤの張力が妥当
なものならば、ウインチの巻き込みを停止し、張力を現
在値で確定させてステップS2に戻る(S8)。The operator looks at this display, determines whether or not to tighten the wire, and gives an instruction from the keyboard (S5). If the instruction is an instruction to fasten a wire, the computer CPU issues a winch winding operation command to cause each winch to wind (S
9). Then, the tension of each wire is checked again (S3). As a result of this check, if the tension of each wire is appropriate, the winding of the winch is stopped, the tension is determined by the current value, and the process returns to step S2 (S8).
【0061】ステップS5における指示がワイヤ締め不
要であれば、コンピュータCPUは目標張力を現在の張
力値に設定し、この張力値で確定と看做してステップS
2に戻る(S6,S7)。If the instruction in step S5 does not require the wire tightening, the computer CPU sets the target tension to the current tension value.
Return to 2 (S6, S7).
【0062】このようにして各ワイヤの張力をチェック
し、不足ならばオペレータの指令により調整して各ワイ
ヤの張力が妥当なものならば、これらの値を用い、現在
の各ワイヤの張力および外力のバランスの演算に移る。 [各ワイヤの張力および外力のバランスの演算]すなわ
ち、張力値が確定されたならば、コンピュータCPUは
上記の確定張力データを用いて現在の各ワイヤの張力お
よび外力のバランスの演算をする。In this way, the tension of each wire is checked. If the tension is insufficient, the tension is adjusted by an operator's command. If the tension of each wire is appropriate, these values are used and the current tension of each wire and the external force are used. Move to the balance calculation. [Calculation of the balance between the tension of each wire and the external force] That is, if the tension value is determined, the computer CPU calculates the current balance between the tension of each wire and the external force using the determined tension data.
【0063】この演算は各ワイヤの張力および外力のバ
ランスが図5に示すような関係にあるために、式(1)
〜式(3)を用いて演算することができる。力の釣り合
いおよびモーメントの釣り合いにより、外力および外力
の作用点を推定(同定)することができる。この演算結
果は次に説明するワイヤ操作量の算出の段階において使
用する。In this calculation, since the balance between the tension of each wire and the external force has a relationship as shown in FIG.
~ Can be calculated using equation (3). The external force and the point of action of the external force can be estimated (identified) by the force balance and the moment balance. This calculation result is used in the stage of calculating the wire operation amount described below.
【0064】[0064]
【数1】 [ワイヤ操作量の算出](Equation 1) [Calculation of wire operation amount]
【0065】一方、転船位置計測装置2からはバージの
現在位置と目標位置の座標のデータがコンピュータCP
Uに入力されている。従って、コンピュータCPUはこ
のデ−タをもとに、現在位置から目標位置への最短コー
スを設定する。これは図2における15と16を結ぶ直
線である。ここで15は現在位置のバージの中心座標、
16は目標位置のバージの中心座標である。On the other hand, the data of the coordinates of the current barge position and the target position is transmitted from the transfer position measuring device 2 to the computer CP.
U has been entered. Therefore, the computer CPU sets the shortest course from the current position to the target position based on the data. This is a straight line connecting 15 and 16 in FIG. Where 15 is the barge center coordinate of the current position,
Reference numeral 16 denotes barge center coordinates at the target position.
【0066】次にコンピュータCPUは最短コース上に
微少距離間隔、例えば、20cm毎の点を設定する。こ
れが図2の微少間隔地点18である。この18で示され
た微少距離間隔は、ウインチの性能およびバージの大き
さにより、左右されるので、後日、調整できるものとす
る。Next, the computer CPU sets a point at a minute distance interval, for example, every 20 cm on the shortest course. This is the minute interval point 18 in FIG. The minute distance indicated by 18 depends on the performance of the winch and the size of the barge, and can be adjusted at a later date.
【0067】各18の点において、バージを回転させず
に静止させ得る各アンカ・ワイヤの張力を、図5に基づ
く関係式である式(1)〜式(3)の最適解として得
る。但し、外力の大きさ、方向は先に求めたものから変
化しないことを前提としている。At each of the 18 points, the tension of each anchor wire that can be stopped without rotating the barge is obtained as the optimal solution of the relational expressions (1) to (3) based on FIG. However, it is assumed that the magnitude and direction of the external force do not change from those obtained earlier.
【0068】このようにして各アンカ・ワイヤ11の張
力が求められ、張力が判明すれば、公知のカテナリ方程
式を用い、ワイヤの張力に見合うワイヤの長さを算出で
きる。In this manner, the tension of each anchor wire 11 is obtained, and if the tension is determined, the length of the wire corresponding to the tension of the wire can be calculated using a known catenary equation.
【0069】従って、コンピュータCPUはカテナリ方
程式を用い、ワイヤの張力に見合うワイヤの長さを算出
する。この算出されたワイヤ長と、現在のワイヤの長と
の差をワイヤ操作量として求める。現在のワイヤの長さ
は線長計5によりコンピュータCPUに入力されている
ことは云うまでもない。最短コース上の微少距離間隔で
ある18の全点それぞれについて、これらの一連の計算
を行えば、当該18の各点でのワイヤ操作量が得られ
る。 [ウインチコントローラ9に対する制御量設定]Accordingly, the computer CPU calculates the length of the wire corresponding to the wire tension using the catenary equation. The difference between the calculated wire length and the current wire length is determined as a wire operation amount. It goes without saying that the current wire length is input to the computer CPU by the wire length meter 5. By performing a series of these calculations for each of the 18 points which are minute distance intervals on the shortest course, the wire operation amount at each of the 18 points can be obtained. [Control amount setting for winch controller 9]
【0070】このようにして一連の計算を終えると、コ
ンピュータCPUは次にウインチコントローラ9への制
御量を設定する。これは上述のようにして求めたワイヤ
操作量のうち、最大長さのものを最適ウインチ速度で操
作するものとし、他のウインチはこの操作時間でワイヤ
操作長さを除算した値をウインチ速度として設定すれば
良い。After completing a series of calculations in this way, the computer CPU sets a control amount for the winch controller 9 next. This means that, of the wire operation amounts obtained as described above, the one with the maximum length is operated at the optimum winch speed, and for other winches, the value obtained by dividing the wire operation length by this operation time is used as the winch speed. Just set it.
【0071】このようにして、最短コース17上に符号
18で示した微少距離間隔の各点間における各アンカ・
ウインチのウインチ速度を設定したプログラムカーブが
得られる。これを図6に示す。図6では、バージに取り
付けた4台のアンカ・ウインチについて、「ウインチ
1」〜「ウインチ4」として示した。このプログラムカ
ーブに沿ってウインチコントローラ9の制御量を設定す
る。In this way, each anchor / point between the points at the minute distance indicated by reference numeral 18 on the shortest course 17
A program curve in which the winch speed of the winch is set is obtained. This is shown in FIG. In FIG. 6, the four anchor winches attached to the barge are shown as “winch 1” to “winch 4”. The control amount of the winch controller 9 is set along the program curve.
【0072】ワイヤ張力確定後、この制御量の設定に至
る過程での上述の演算はステップS13において行われ
るが、これは張力データの確定後、つぎの手順を踏んで
から行われる。After the wire tension is determined, the above-described calculation in the process of setting the control amount is performed in step S13. This is performed after the determination of the tension data and the following procedure.
【0073】すなわち、ステップS2において、張力デ
ータの確定が確認されたならば、各ウインチの動作状態
をチェックし(S10)、ウインチが動作中であったな
らば、動作中の表示をディスプレイに対して行い(S1
1)、所定時間待機する(S12)。そして、その後に
ステップS13に入り、上述の演算が行われる。そし
て、ステップS13による演算結果に基づいた制御量の
設定が済むと、これを用いてのウインチの制御に移る。 [ウインチの制御によるバージの移動制御]That is, in step S2, if the tension data is confirmed, the operation state of each winch is checked (S10). If the winch is operating, the display of the operation is displayed on the display. (S1
1) Wait for a predetermined time (S12). Then, the process proceeds to step S13, and the above-described calculation is performed. Then, when the setting of the control amount based on the calculation result in step S13 is completed, the flow proceeds to winch control using this. [Barge movement control by winch control]
【0074】この制御はステップS14以降において実
施される。コンピュータCPUは、まずバージ12の目
標位置14への移動に必要なワイヤ操作量が予め設定さ
れた切り替え目標値αm (ワイヤ操作量が僅かになって
きたか否かの確認のための閾値)に達したか否かをチェ
ックし(S14)、達していない場合には、各ウインチ
をそれぞれ上記プログラムカーブに従った速度で繰り出
しあるいは巻き込み操作して転船の操作を行う(通常操
船(S17))。This control is performed after step S14. First, the computer CPU determines that the wire operation amount necessary for moving the barge 12 to the target position 14 reaches a preset switching target value αm (threshold value for confirming whether the wire operation amount has become small). It is checked whether or not the operation has been performed (S14). If it has not been reached, each winch is operated at a speed in accordance with the above-mentioned program curve, or the winding operation is carried out to perform the operation of changing boats (normal ship operation (S17)).
【0075】線長計5からはコンピュータCPUに対し
て逐次、各ウインチのワイヤ長さの計測値が入力されて
いる。従って、バージ12の目標位置14への移動に必
要なワイヤ操作量が予め設定された切り替え目標値αm
に達しない場合には(S14)、各ウインチをそれぞれ
上記プログラムカーブに従った速度で繰り出しあるいは
巻き込み操作して転船の操作を行う(通常操船(S1
7))。From the wire length meter 5, measured values of the wire length of each winch are sequentially input to the computer CPU. Accordingly, the wire operation amount necessary for moving the barge 12 to the target position 14 is set to the preset switching target value αm.
If not reached (S14), each winch is operated at a speed in accordance with the above-mentioned program curve, or the wind-in operation is carried out to carry out a changeover operation (normal ship operation (S1)).
7)).
【0076】バージ12の目標位置14への移動に必要
なワイヤ操作量が僅かになってくれば、コンピュータC
PUはバージ12を安定良く静止させるため、ウインチ
速度の設定を、最適ウインチ速度から最小ウインチ速度
に変える(S15)。If the amount of wire operation required for moving the barge 12 to the target position 14 becomes small, the computer C
The PU changes the setting of the winch speed from the optimum winch speed to the minimum winch speed in order to stably stop the barge 12 (S15).
【0077】そして、ワイヤ操作量の残量が予め設定し
た所定の下限値βm 以下になれば、すなわち、各線長計
5から出力されている各ウインチのワイヤ長さの計測値
が目標地点間でのワイヤ操作長さに達したならば(S1
6)、バージの位置確認をし(S18〜S19)、バー
ジの位置が目標位置(目標座標位置)に達すればコンピ
ュータCPUは各ウインチのブレーキをロックし、一連
のシーケンスを終了する(S19〜S22)。When the remaining amount of the wire operation amount becomes equal to or less than the predetermined lower limit value βm, that is, the measured value of the wire length of each winch output from each wire length meter 5 changes between the target points. If the wire operation length is reached (S1
6) The barge position is confirmed (S18 to S19). If the barge position reaches the target position (target coordinate position), the computer CPU locks the brake of each winch and ends a series of sequences (S19 to S22). ).
【0078】バージの位置確認をした結果(S19)、
目標位置に達していなかった場合はオペレータに指示を
仰ぎ(S20)、オペレータがキーボードより強制終了
を指示した場合にはコンピュータCPUは各ウインチの
ブレーキをロックし、一連のシーケンスを終了する(S
22)。S20において、オペレータの指示が再操作で
あったならば、ディスプレイに再操作の表示を行い(S
21)、ステップS1に戻って最初から処理をやり直
す。As a result of confirming the position of the barge (S19),
If the target position has not been reached, the operator instructs the operator (S20). If the operator instructs the forced termination from the keyboard, the computer CPU locks the brake of each winch and ends a series of sequences (S20).
22). In S20, if the operator's instruction is a re-operation, the re-operation is displayed on the display (S20).
21), returning to step S1 to start over from the beginning;
【0079】以上の制御によって安定した転船作業がで
きるようになり、しかも、精度の良い砂杭を造成するこ
とができる他、最短コースを辿って転船操作を行うこと
から、転船作業の能率向上を図ることができる。With the above control, a stable transfer operation can be performed. In addition, a sand pile with high accuracy can be formed, and since the transfer operation is performed along the shortest course, the transfer operation can be performed. The efficiency can be improved.
【0080】以上、第1および第2の実施例はともに、
最初にワイヤ張力の確定を行うと共に、転船のための目
標位置に至る最短コースを求め、その最短コースについ
て移動すべく、ワイヤ操作量を求め、上記張力で上記ワ
イヤ操作量分、ワイヤ操作してゆく方式であり、バージ
が回転しないような張力を以てワイヤを操作するための
ワイヤ操作量を求め、ウインチを制御すると共に、転船
中は張力と位置の測定を行わないようにしたものであっ
た。As described above, the first and second embodiments are both
First, the wire tension is determined, and the shortest course to the target position for the transfer is determined.Then, the wire operation amount is determined so as to move the shortest course, and the wire operation is performed by the wire operation amount by the above tension. In this method, the wire operation amount for operating the wire with a tension that does not rotate the barge is determined, the winch is controlled, and the tension and position are not measured during the transfer. Was.
【0081】この方式の場合、各ワイヤの張力によりバ
ージが回転しないようにするので、各ウインチをすべて
同時に制御してゆかなければならないから、各ウインチ
の制御に精密さが要求される。そこで、もう少しラフ
で、しかも、バージが回転しないように転船操作制御す
ることができるようにする実施例を第3の実施例として
説明する。 (第3の実施例)In the case of this method, since the barge is not rotated by the tension of each wire, it is necessary to control all winches at the same time, so that precision of each winch is required. Therefore, a third embodiment of the present invention will be described, which is a little rougher and can control the boat turning operation so that the barge does not rotate. (Third embodiment)
【0082】この実施例では、バージを目標地点に移動
させるにあたって、繰り出すワイヤを、ある程度、余裕
をもって繰り出しながら転船操作制御をする。ワイヤ繰
り出し側のウインチにおいて、ワイヤをある程度、繰り
出した時のバージのモーメントを求め、キャリブレーシ
ョンによるバージの抵抗値等を考慮することにより、バ
ージが回転しないモーメント範囲を求めることができ
る。In this embodiment, when the barge is moved to the target point, the wire transfer operation is controlled while the wire to be paid out is extended with some allowance. In the winch on the wire feeding side, the moment of the barge when the wire is fed out to a certain extent is obtained, and the moment range in which the barge does not rotate can be obtained by considering the barge resistance value and the like by the calibration.
【0083】従って、この求めたバージが回転しないモ
ーメント範囲内に見合うように、ワイヤの繰り出し、巻
き込みの量、スピード等を制御するようにすれば、バー
ジを回転させずに、速やかに、かつ、安定して移動させ
ることができる。Accordingly, by controlling the amount of unwinding and winding of the wire, the speed, and the like so as to be within the moment range in which the obtained barge does not rotate, the barge can be rotated quickly and without rotating. It can be moved stably.
【0084】この実施例では、先の実施例において目標
位置への最短コースを、微小間隔で区切り、各区間につ
いてのワイヤ操作量に従ってウインチを制御すると云っ
た手法はとらず、目標位置での各ワイヤの張力、各ワイ
ヤの長さを求めて、この各ワイヤの長さに到達するよう
にワイヤ長を制御してゆき、その際、繰り出すワイヤ
は、ある程度、余裕をもって繰り出しながら転船操作制
御をする手法を採用している。そして、ワイヤを繰り出
していった際に、バージを回転させないモーメント範囲
に収まるようにしてワイヤの繰り出しを制御してゆく。In this embodiment, the shortest course to the target position in the previous embodiment is separated by a minute interval, and the winch is controlled in accordance with the wire operation amount for each section. Determine the wire tension and the length of each wire, and control the wire length so that the length of each wire is reached. Is adopted. Then, when the wire is fed, the feeding of the wire is controlled so as to be within the moment range where the barge is not rotated.
【0085】この実施例の場合、図7に示すように、バ
ージ12における4台の各アンカ・ウインチのアンカ・
ワイヤ11は、右側のものを斜め左側に延ばして張り、
左側のものを斜め右側に延ばして張る。つまり、たすき
掛けのように張る。そして、第2の実施例におけるコン
ピュータCPUの制御内容を図8のフローチャートのよ
うに変更する。図8のフローチャートは基本的には図4
のものを踏襲しているが、ステップS13の一部、およ
びステップS14からS17の部分において変更があ
る。In the case of this embodiment, as shown in FIG. 7, the anchors and winches of the four anchors and winches of the barge 12 are used.
The wire 11 extends the right one diagonally to the left and stretches it.
Stretch the left one diagonally to the right. In other words, stretch like a cross. Then, the control contents of the computer CPU in the second embodiment are changed as shown in the flowchart of FIG. The flow chart of FIG.
However, there is a change in part of step S13 and steps S14 to S17.
【0086】つまり、各ワイヤの張力をチェックし、不
足ならばオペレータの指令により調整して各ワイヤの張
力が妥当なものならば、これらの値を用い、現在の各ワ
イヤの張力および外力のバランスの演算をする点は第2
実施例と同じである(張力値の確定データを用いた現在
の各ワイヤの張力および外力のバランスの演算)。That is, the tension of each wire is checked. If the tension is insufficient, the tension is adjusted by an operator's command. If the tension of each wire is appropriate, these values are used to balance the current tension of each wire and the external force. Is the second
This is the same as the embodiment (calculation of the balance between the current tension of each wire and the external force using the determined data of the tension value).
【0087】バランスの演算は図9の関係に基づく。こ
れは先の実施例が図4に基づいているので、多少異なる
ように見えるが、先の実施例においてはアンカ・ワイヤ
の張設方向をバージから見て放射方向としたのに対し、
本実施例ではたすき掛け状とした点による。The calculation of the balance is based on the relationship shown in FIG. This seems to be slightly different since the previous embodiment is based on FIG. 4, but in the previous embodiment, the extending direction of the anchor wire is the radiation direction as viewed from the barge,
This embodiment is based on the point of crossing.
【0088】しかし、このバランスの演算は各ワイヤの
張力および外力のバランスを図9に示す関係から式を立
てると、先に述べた式(1)〜式(3)の関係となり、
同じである。従って、式(1)〜式(3)の関係を用い
て演算することにより、力の釣り合いおよびモーメント
の釣り合いから、外力および外力の作用点を推定するこ
とができる。However, when this balance is calculated by formulating the balance between the tension of each wire and the external force from the relation shown in FIG. 9, the relations of the above-mentioned equations (1) to (3) are obtained.
Is the same. Therefore, by calculating using the relations of Expressions (1) to (3), it is possible to estimate the external force and the point of action of the external force from the balance of the force and the balance of the moment.
【0089】そして、これと転船位置計測装置2から得
られたバージの現在位置および目標位置の座標のデータ
を用い、当該バージの現在位置から目標位置までのワイ
ヤ変化量と目標位置での張力を、カテナリ演算式により
求める。Then, using this and the data of the coordinates of the current position and the target position of the barge obtained from the transfer position measuring device 2, the wire change amount from the current position of the barge to the target position and the tension at the target position are obtained. Is obtained by a catenary operation formula.
【0090】そして、カテナリ演算式により求めたワイ
ヤ変化量で、繰り出し側となった方のワイヤを徐々に繰
り出したときのバージが回転しないモーメント範囲を求
める。Then, a moment range in which the barge does not rotate when the wire on the payout side is gradually fed out is obtained from the wire change amount obtained by the catenary operation formula.
【0091】論理的には、極微少の張力変化でバージは
回転する筈であるが、実際にはある程度までは回転しな
い。この回転しない程度の範囲は、キャリブレーション
によりデ−タとして持っているものとする。よって、バ
ージが回転しないモーメント範囲(以下、これを安全モ
ーメント範囲と呼ぶ)を求めるときは、このキャリブレ
ーションデータを取り込むものとする。Theoretically, the barge should rotate with a very small change in tension, but does not actually rotate to some extent. It is assumed that the range in which the rotation does not occur is held as data by calibration. Therefore, when obtaining a moment range in which the barge does not rotate (hereinafter, this is referred to as a safe moment range), the calibration data is taken.
【0092】転船のため、各ウインチを制御する段階
(ステップS14〜S17)ではこのようにして求めた
安全モーメント範囲内にモーメント値を持つように、ワ
イヤの張力を調節し、その張力を維持できるよう、ワイ
ヤの繰り出し、巻き込みを開始することによって、常に
安全モーメント範囲内となるようなワイヤ操作による転
船を行うようにする。但し、外力の大きさ、方向は先に
求めたものから変化しないことを前提としている。バー
ジの位置が目標位置(目標座標位置)に達した段階では
先の実施例と同様にして一連のシーケンスを終了する。In the step of controlling each winch (steps S14 to S17) for the transfer, the tension of the wire is adjusted so as to have a moment value within the safe moment range obtained in this way, and the tension is maintained. In order to be able to do so, by starting the feeding and winding of the wire, the boat is changed by the wire operation so as to be always within the safe moment range. However, it is assumed that the magnitude and direction of the external force do not change from those obtained earlier. When the barge position reaches the target position (target coordinate position), a series of sequences is completed as in the previous embodiment.
【0093】このような機能をコンピュータCPUに持
たせた第3の実施例についてその作用を説明する。な
お、以上の相違点を除けば、システム構成は第2の実施
例と同様である。The operation of the third embodiment in which such a function is provided to the computer CPU will be described. Except for the above differences, the system configuration is the same as that of the second embodiment.
【0094】制御システムの全体の流れは図8に示すフ
ローチャートの如きであり、これを参照して説明する。
装置をスタートさせると、コンピュータCPUは、ま
ず、張力を確定させる操作に入る。 [張力確定のための操作]The overall flow of the control system is as shown in the flowchart of FIG. 8 and will be described with reference to this flowchart.
When the apparatus is started, the computer CPU first enters an operation for determining the tension. [Operation for determining tension]
【0095】これはバージが静止している時の各アンカ
・ウインチのワイヤの張力を張力計1にて計測すること
から始める。バージにはワイヤの張力のみが作用してい
るのではなく、潮汐や風等の外力も加わっている。この
外力とワイヤの張力のベクトル和が零となってバージが
静止している訳であるから、外力はワイヤの張力から演
算することができる。This starts by measuring the tension of the wire of each anchor winch when the barge is at rest with the tensiometer 1. The barge is not only affected by the wire tension, but is also subject to external forces such as tide and wind. Since the vector sum of the external force and the wire tension becomes zero and the barge is stationary, the external force can be calculated from the wire tension.
【0096】実際の操作は次のようにして行われる。こ
れはまず始めに、各ウインチに設けられたブレーキ解放
用の電磁弁22をそれぞれ励磁し、ブレーキを解放する
ことから始める(ステップS1)。The actual operation is performed as follows. First, the brake release electromagnetic valves 22 provided on each winch are excited to release the brake (step S1).
【0097】ブレーキが解放されたことにより、ワイヤ
の張力はウインチの油圧モータに加わり、油圧モータの
入口/出口の差圧となって表われてくる。張力計1はこ
の差圧を計測することで張力を計測する。張力計1の計
測出力は、コンピュータCPUに与えることにより、当
該コンピュータCPUにて張力値に換算する。この換算
はアンカ・ウインチに使用している油圧モータに対する
工場でのキャリブレーションデータを元に行う。When the brake is released, the tension of the wire is applied to the hydraulic motor of the winch, and appears as a differential pressure between the inlet and the outlet of the hydraulic motor. The tension meter 1 measures the tension by measuring the differential pressure. The measurement output of the tensiometer 1 is given to a computer CPU, which converts it into a tension value. This conversion is performed based on factory calibration data for the hydraulic motor used for the anchor winch.
【0098】各ワイヤの張力が妥当なものであるか否か
をチェックするため、各ウインチの張力値を予め設定し
た目標張力値と比較し、各ワイヤの張力が妥当なもので
なければ、張力不十分としてディスプレイに対し、オペ
レータのウインチ操作により目標張力になるように操作
すべく、その操作を促すためのメッセージを表示し、オ
ペレータの指示を待つ(ステップS2,S3,S4)。
このとき、各ウインチの現在の張力値を表示し、状態を
知らせるようにする。In order to check whether or not the tension of each wire is appropriate, the tension value of each winch is compared with a preset target tension value. Insufficiently, a message is displayed on the display to prompt the operator to perform the operation to reach the target tension by the winch operation and wait for an instruction from the operator (steps S2, S3, S4).
At this time, the current tension value of each winch is displayed to inform the user of the state.
【0099】オペレータはこの表示を見て、ワイヤの締
めを行うか否かを判断し、キーボードより指示をする
(S5)。この指示がワイヤ締めの指示であれば、コン
ピュータCPUはこれにより、ウインチの巻き込み操作
指令を出し、各ウインチの巻き込みを行わせる(S
9)。そして、再び、各ワイヤの張力をチェックする
(S3)。このチェックの結果、各ワイヤの張力が妥当
なものならば、ウインチの巻き込みを停止し、張力を現
在値で確定させてステップS2に戻る(S8)。The operator looks at this display, determines whether or not to tighten the wire, and gives an instruction from the keyboard (S5). If the instruction is an instruction to fasten a wire, the computer CPU issues a winch winding operation command to cause each winch to wind (S
9). Then, the tension of each wire is checked again (S3). As a result of this check, if the tension of each wire is appropriate, the winding of the winch is stopped, the tension is determined by the current value, and the process returns to step S2 (S8).
【0100】ステップS5における指示がワイヤ締め不
要であれば、コンピュータCPUは目標張力を現在の張
力値に設定し、この張力値で確定と看做してステップS
2に戻る(S6,S7)。If the instruction in step S5 does not require the wire tightening, the computer CPU sets the target tension to the current tension value.
Return to 2 (S6, S7).
【0101】このようにして各ワイヤの張力をチェック
し、不足ならばオペレータの指令により調整して各ワイ
ヤの張力が妥当なものならば、これらの値を用い、現在
の各ワイヤの張力および外力のバランスの演算に移る。 [各ワイヤの張力および外力のバランスの演算]すなわ
ち、張力値が確定されたならば、コンピュータCPUは
上記の確定張力データを用いて現在の各ワイヤの張力お
よび外力のバランスの演算をする。In this manner, the tension of each wire is checked. If the tension is insufficient, the tension is adjusted by an operator's command. If the tension of each wire is appropriate, these values are used and the current tension of each wire and the external force are used. Move to the balance calculation. [Calculation of the balance between the tension of each wire and the external force] That is, if the tension value is determined, the computer CPU calculates the current balance between the tension of each wire and the external force using the determined tension data.
【0102】この演算は各ワイヤの張力および外力のバ
ランスが図9に示すような関係にあるために、式(1)
〜式(3)を用いて演算することができる。なお、図7
および図9において、T1 ,〜T4 は現在位置での各張
力、また、図7におけるT1´,〜T4 ´は転船中の各
張力、T1 ”,〜T4 ”は目標位置での各張力、Aは繰
り出しのモーメント、Bは巻き込みのモーメントであ
る。In this calculation, since the balance between the tension and the external force of each wire has a relationship as shown in FIG.
~ Can be calculated using equation (3). FIG.
9 and FIG. 9, T1 to T4 are the tensions at the current position, T1 'and T4' in FIG. 7 are the tensions during the transfer, T1 "and T4" are the tensions at the target position, A is a feeding moment, and B is a winding moment.
【0103】力の釣り合いおよびモーメントの釣り合い
により、外力および外力の作用点を推定(同定)するこ
とができる。この演算結果は次に説明するワイヤ操作量
の算出の段階において使用する。 [ワイヤ操作量の算出]The external force and the point of application of the external force can be estimated (identified) by the balance of the force and the balance of the moment. This calculation result is used in the stage of calculating the wire operation amount described below. [Calculation of wire operation amount]
【0104】一方、転船位置計測装置2からはバージの
現在位置と目標位置の座標のデータがコンピュータCP
Uに入力されている。そして、これと上述の外力および
外力の作用点の推定結果をもとに、現在位置から目標位
置までのワイヤ変化量と目標位置での張力を、カテナリ
演算式により求める。カテナリ演算式により求めたワイ
ヤ変化量で、繰り出し側となった方のワイヤを徐々に繰
り出したときのバージが回転しない安全モーメント範囲
を求める。On the other hand, the data of the coordinates of the current barge position and the target position is transmitted from the transfer position measuring device 2 to the computer CP.
U has been entered. Then, based on this and the estimation result of the external force and the action point of the external force described above, the wire change amount from the current position to the target position and the tension at the target position are obtained by a catenary operation formula. A safe moment range in which the barge does not rotate when the wire on the payout side is gradually fed out is obtained from the wire change amount obtained by the catenary operation formula.
【0105】論理的には、極微少の張力変化でバージは
回転する筈であるが、実際にはある程度までは回転しな
い。この回転しない程度の範囲はキャリブレーションに
よりデ−タとして持っている。よって、このキャリブレ
ーションデータを用いて、バージが回転しない安全モー
メント範囲を求める。そして、この安全モーメント範囲
内での張力を求める。 [ウインチコントローラ9に対する制御量設定]Theoretically, the barge should rotate with a very small change in tension, but does not actually rotate to some extent. This non-rotational range is stored as data by calibration. Therefore, using this calibration data, a safe moment range in which the barge does not rotate is determined. Then, the tension within the safe moment range is obtained. [Control amount setting for winch controller 9]
【0106】このようにして一連の計算を終えると、コ
ンピュータCPUはこの求めた安全モーメント範囲内に
モーメント値を持つように、各ワイヤの張力を調節すべ
く対応の制御量をウインチコントローラ9へ与える。After completing a series of calculations in this way, the computer CPU gives the winch controller 9 a corresponding control amount to adjust the tension of each wire so as to have a moment value within the obtained safe moment range. .
【0107】ワイヤ張力確定後、この制御量の設定に至
る過程での上述の演算はステップS13において行われ
るが、これは張力データの確定後、つぎの手順を踏んで
から行われる。After the wire tension is determined, the above-mentioned calculation in the process of setting the control amount is performed in step S13. This is performed after the tension data is determined and the following procedure is performed.
【0108】すなわち、ステップS2において、張力デ
ータの確定が確認されたならば、各ウインチの動作状態
をチェックし(S10)、ウインチが動作中であったな
らば、動作中の表示をディスプレイに対して行い(S1
1)、所定時間待機する(S12)。そして、その後に
ステップS13に入り、上述の演算が行われる。そし
て、ステップS13による演算結果に基づいた制御量の
設定が済むと、これを用いてのウインチの制御に移る。 [ウインチの制御によるバージの移動制御]That is, in step S2, when the tension data is confirmed, the operating state of each winch is checked (S10). If the winch is operating, the display of the operating state is displayed on the display. (S1
1) Wait for a predetermined time (S12). Then, the process proceeds to step S13, and the above-described calculation is performed. Then, when the setting of the control amount based on the calculation result in step S13 is completed, the flow proceeds to winch control using this. [Barge movement control by winch control]
【0109】この制御はステップS14以降において実
施される。ウインチコントローラ9はコンピュータCP
Uからの制御量に合わせて各ウインチを制御する。そし
て、その安全モーメント範囲内での張力を保持できるよ
う、各アンカ・ウインチのワイヤの繰り出し、巻き込み
制御を行わせ、常に安全モーメント範囲内を維持するよ
うなワイヤ操作により転船してゆき、目標位置に達した
段階で先の目標位置での張力値になるようにワイヤ操作
して、制御を終了する。This control is performed after step S14. The winch controller 9 is a computer CP
Each winch is controlled in accordance with the control amount from U. In order to maintain the tension within the safe moment range, the wire of each anchor and winch is controlled to be fed out and entangled. When the position is reached, the wire operation is performed so that the tension value at the previous target position is reached, and the control is terminated.
【0110】具体的には、コンピュータCPUは、まず
バージ12の目標位置への移動に必要なワイヤ操作量が
予め設定された切り替え目標値αm (ワイヤ操作量が僅
かになってきたか否かの確認のための閾値)に達したか
否かをチェックし(S14)、達していない場合には、
各ウインチをそれぞれ上記求めた張力値となる巻き込み
操作(ワイヤ巻き込み側のウインチ)と、上記安全モー
メント範囲内での張力となるような繰り出し操作(ワイ
ヤ繰り出し側のウインチの繰り出し操作)をして転船の
操作を行う(通常操船(S17))。Specifically, the computer CPU first determines whether the wire operation amount required for moving the barge 12 to the target position is a preset switching target value αm (whether the wire operation amount has become small or not). Is checked (S14), and if not reached,
Each winch is rolled by performing a winding operation (the winch on the wire winding side) having the tension value obtained above and a feeding operation (a feeding operation of the winch on the wire feeding side) so as to have a tension within the safe moment range. The ship is operated (normal ship operation (S17)).
【0111】つまり、この実施例での通常操船(S1
7)は、まず、ワイヤ繰り出しを行い、張力を調べてモ
ーメント計算を行い、その結果が安全モーメント範囲の
限界であるか否かを調べ、限界でなければワイヤ繰り出
しを行い、再び張力を調べてモーメント計算を行い、そ
の結果が安全モーメント範囲の限界であるか否かを調べ
る云ったことを行い、モーメント計算の結果が安全モー
メント範囲の限界であれば、ワイヤを巻き込み、各張力
を計測し、モーメント計算を行い、このモーメント計算
結果が安全モーメント範囲内でなければワイヤを巻き込
み、各張力の計測、これを用いてのモーメント計算実
施、このモーメント計算結果が安全モーメント範囲内で
あるか否かのチェックと云った処理を繰り返し、安全モ
ーメント範囲内に入った段階で、S14の処理に戻ると
云ったことを行う。That is, the normal ship maneuvering in this embodiment (S1
7) First, the wire is fed, the tension is checked, the moment is calculated, and it is checked whether or not the result is the limit of the safe moment range. If not, the wire is fed, and the tension is checked again. Perform a moment calculation and check whether the result is the limit of the safe moment range.If the result of the moment calculation is the limit of the safe moment range, wind the wire and measure each tension. If the moment calculation result is not within the safe moment range, wind the wire, measure each tension, perform the moment calculation using this, and check whether the moment calculation result is within the safe moment range. The process of checking is repeated, and when the vehicle enters the safe moment range, the process returns to S14.
【0112】線長計5からはコンピュータCPUに対し
て逐次、各ウインチのワイヤ長さの計測値が入力されて
いる。従って、バージ12の目標位置への移動に必要な
ワイヤ操作量が予め設定された切り替え目標値αm に達
しない場合には(S14)、各ウインチをそれぞれ上記
張力値になるように繰り出しあるいは巻き込み操作して
転船の操作を行うのが通常操船である。From the wire length meter 5, measured values of the wire length of each winch are sequentially input to the computer CPU. Therefore, when the wire operation amount required for moving the barge 12 to the target position does not reach the preset switching target value αm (S14), the respective winches are extended or retracted so that the respective winches have the above-mentioned tension values. It is normal ship maneuvering to perform the transfer operation.
【0113】この結果、バージの移動途中(図7に符号
14で示す位置など)では、図7に符号13で示すよう
に、ワイヤ繰り出し側のウインチのワイヤは緩み、ワイ
ヤ巻き込み側のウインチのワイヤはピンと張った状態で
バージは目標位置に向かい移動されることになる。As a result, during the movement of the barge (such as the position indicated by reference numeral 14 in FIG. 7), as indicated by reference numeral 13 in FIG. 7, the wire of the winch on the wire feed-out side is loosened, and the wire of the winch on the wire winding side is loosened. The barge is moved toward the target position in a state in which the barge is taut.
【0114】バージ12の目標位置への移動に必要なワ
イヤ操作量が僅かになってくれば、コンピュータCPU
はバージ12を安定良く静止させるため、モーメントが
零になるように各ウインチを制御する(S15)。つま
り、バージ12の目標位置への移動に必要なワイヤ操作
量が予め設定された切り替え目標値αm に達した場合に
は(S14)、ワイヤ巻き込み側ではワイヤの繰り出し
を行い、ワイヤの繰り出し側ではワイヤの巻き込みを行
い、次に張力を計測し、これを用いてモーメントを計算
する。そして、計算値がほぼ零であるか否かを調べ、ほ
ぼ零でなければワイヤ巻き込み側ではワイヤの繰り出し
を行い、ワイヤの繰り出し側ではワイヤの巻き込みを行
い、次に張力を計測し、これを用いてモーメントを計算
し、この計算値がほぼ零であるか否かのチェックを行う
と云った処理を繰り返す。計算値(モーメント計算値)
がほぼ零であったならば、S16に移る。以上が第3実
施例でのS15での処理の詳細である。If the amount of wire operation required to move the barge 12 to the target position becomes small, the computer CPU
Controls each winch so that the moment becomes zero in order to stably stop the barge 12 (S15). That is, when the wire operation amount necessary for moving the barge 12 to the target position has reached the preset switching target value αm (S14), the wire is fed on the wire winding side, and the wire is fed on the wire feeding side. The wire is wound up, the tension is measured, and the moment is calculated using this. Then, it is checked whether the calculated value is almost zero, and if not almost zero, the wire is fed out on the wire winding side, the wire is wound on the wire feeding side, and then the tension is measured. Is used to calculate a moment, and a process of checking whether or not the calculated value is substantially zero is repeated. Calculated value (moment calculated value)
Is substantially zero, the process proceeds to S16. The above is the details of the processing in S15 in the third embodiment.
【0115】S16での処理は先の実施例と同じであ
り、ワイヤ操作量の残量が予め設定した所定の下限値β
m に達したか否かを調べる。その結果、下限値βm 以上
であればS15での処理に戻り、下限値βm 以下であれ
ば、すなわち、各線長計5から出力されている各ウイン
チのワイヤ長さの計測値が目標地点間でのワイヤ操作長
さに達したならば(S16)、バージの位置確認をし
(S18〜S19)、バージの位置が目標位置(目標座
標位置)に達すればコンピュータCPUは各ウインチの
ブレーキをロックし、一連のシーケンスを終了する(S
19〜S22)。The processing in S16 is the same as in the previous embodiment, and the remaining amount of the wire operation amount is set to a predetermined lower limit β
Check if m has been reached. As a result, if it is equal to or more than the lower limit βm, the process returns to S15. If it is equal to or less than the lower limit βm, that is, if the measured wire length of each winch output from each wire length meter 5 is measured between target points. When the wire operation length is reached (S16), the barge position is confirmed (S18 to S19). When the barge position reaches the target position (target coordinate position), the computer CPU locks the brake of each winch, End a series of sequences (S
19 to S22).
【0116】バージの位置確認をした結果(S19)、
目標位置に達していなかった場合はオペレータに指示を
仰ぎ(S20)、オペレータがキーボードより強制終了
を指示した場合にはコンピュータCPUは各ウインチの
ブレーキをロックし、一連のシーケンスを終了する(S
22)。S20において、オペレータの指示が再操作で
あったならば、ディスプレイに再操作の表示を行い(S
21)、ステップS1に戻って最初から処理をやり直
す。As a result of confirming the barge position (S19),
If the target position has not been reached, the operator instructs the operator (S20). If the operator instructs the forced termination from the keyboard, the computer CPU locks the brake of each winch and ends a series of sequences (S20).
22). In S20, if the operator's instruction is a re-operation, the re-operation is displayed on the display (S20).
21), returning to step S1 to start over from the beginning;
【0117】動作を纏めると、第3の実施例は、バージ
が静止(モーメントがバランスしている状態)している
時の各アンカ・ウインチの各ワイヤの張力を、各アンカ
・ウインチ毎に、それぞれの張力計にて計測すると共
に、転船位置計測装置から目標位置の座標より目標位置
での張力、ワイヤ長をカテナリ演算式より算出し、目標
位置への移動において、各アンカ・ウインチのうち、ワ
イヤの繰り出し側となっているウインチについて、ワイ
ヤを繰り出していった際のバージが回転しないモーメン
ト範囲である安全モーメント範囲を求め、求めた安全モ
ーメント範囲内にモーメント値が存在するように、繰り
出し/巻き込み量を算出して制御に供する。このように
して求めた各ウインチに対するワイヤ操作量は、ウイン
チの特性に見合ったウインチ速度にしてウインチのコン
トロールに使用する。In summary, in the third embodiment, the tension of each wire of each anchor winch when the barge is at rest (state in which the moment is balanced) is calculated for each anchor winch. While measuring with each tension meter, the tension at the target position and the wire length are calculated from the coordinates of the target position from the transfer position measuring device using the catenary calculation formula, and when moving to the target position, one of the anchors and winches is used. , For the winch on the wire payout side, find the safe moment range that is the moment range where the barge does not rotate when the wire is paid out, and extend it so that the moment value is within the calculated safe moment range. / Calculate the winding amount and provide for control. The wire operation amount for each winch obtained in this manner is used for winch control at a winch speed suitable for the characteristics of the winch.
【0118】このようにして、安全モーメント範囲内に
モーメント値を持つように、ワイヤの張力を調節し、そ
の張力を保持できるよう、ワイヤの繰り出し、巻き込み
を開始し、常に安全モーメント範囲内のワイヤ操作によ
り転船してゆき、目標位置へのワイヤ操作量が僅かにな
ってきたときは、バージを安定良く静止させるため、ウ
インチ速度の設定を、最適ウインチ速度から最小ウイン
チ速度に変える。但し、速度設定変更点および最適速度
はウインチの性能やバージの大きさにより左右されるの
で、後日、調整できるようにする。線長計からのワイヤ
長さが目標地点間でのワイヤ操作長さに達すれば、一連
のシーケンスを終了すると云った動作となる。In this way, the tension of the wire is adjusted so as to have a moment value within the safe moment range, and the feeding and winding of the wire are started so as to maintain the tension. When the boat is turned by operation and the wire operation amount to the target position becomes small, the winch speed setting is changed from the optimum winch speed to the minimum winch speed in order to stably stop the barge. However, the speed setting change point and the optimum speed depend on the performance of the winch and the size of the barge, so that they can be adjusted at a later date. When the wire length from the wire length meter reaches the wire operation length between the target points, the operation is to end a series of sequences.
【0119】以上、第3の実施例は安全モーメント範囲
内にモーメント値を持つように、各ワイヤの張力を調節
し、その張力を保持できるよう、各アンカ・ウインチの
ワイヤの繰り出し、巻き込み制御を開始し、常に安全モ
ーメント範囲内のワイヤ操作により転船してゆくもので
ある。As described above, in the third embodiment, the tension of each wire is adjusted so as to have a moment value within the safe moment range, and the feeding and winding control of each anchor / winch wire is controlled so that the tension can be maintained. It starts and always changes the boat by operating the wire within the safe moment range.
【0120】そして、このように、繰り出し側のウイン
チのワイヤを安全モーメントの範囲内での張力になるよ
うに制御し、巻き込み側のウインチは所定張力となるよ
うに制御することで、ワイヤ繰り出し側のウインチは余
裕をもった制御が可能となり、しかも、安定した転船作
業ができるようになる他、最初に現在位置と目標位置の
測定を行って得た座標を用い、目標位置に移動するよう
にしたから、途中段階での自船位置測定を繰り返す従来
手法に比べ、誤差の蓄積がないため、比較的精度の低い
位置測定装置を用いていても、従来に比べて精度の良い
砂杭を造成することができる他、比較的ラフなワイヤ張
力制御で転船を行うことができ、従って、システムを安
価に構築できる。In this manner, the wire of the payout side winch is controlled to have a tension within the range of the safe moment, and the winding side winch is controlled to have a predetermined tension. The winch can be controlled with a margin, and it can perform a stable turnover operation.In addition, it is possible to move to the target position using the coordinates obtained by measuring the current position and the target position first. Since there is no error accumulation compared to the conventional method that repeats own ship position measurement in the middle stage, even if a relatively low-accuracy position measurement device is used, a sand pile with higher accuracy than before can be used. In addition to being able to construct, the ship can be turned with relatively rough wire tension control, so that the system can be constructed at low cost.
【0121】特に、張力を計測しながら制御する場合、
巻き込み、繰り出し中のワイヤ張力は脈動が激しく、ワ
イヤの張力を正しく計測することは困難であるため、問
題となることが多いが、この実施例ではワイヤ繰り出し
側のウインチは余裕をもった制御を可能とするために、
張力の脈動は少なくなるばかりでなく、厳密な測定値が
得られなくとも、安全な転船操作が可能となる。In particular, when controlling while measuring the tension,
The wire tension during winding and unwinding is so pulsating that it is difficult to measure the wire tension correctly, which often causes a problem.In this embodiment, the winch on the wire unwinding side has a marginal control. To make it possible,
Not only the pulsation of the tension is reduced, but also if a precise measurement value is not obtained, a safe transfer operation can be performed.
【0122】なお、本発明上述した実施例に限定される
ものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形
して実施し得る。例えば、上記実施例ではバージに4点
アンカ・ワイヤを張る構成としたが、3点あるいはそれ
以上でも実施可能である。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be modified as appropriate without departing from the scope of the invention. For example, in the above embodiment, four points of anchor wires are stretched on the barge. However, three or more points can be used.
【0123】[0123]
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、精度良く、しかも、安全かつ短時間に自動転船操作
することができるようになる水上浮動体の自動転船装置
を提供することができる。As described in detail above, according to the present invention, there is provided an automatic transfer device for a floating body on water, which can perform an automatic transfer operation accurately, safely, and in a short time. can do.
【図1】本発明の第1の実施例を説明するための図であ
って、全体構成を示すブロック図。FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention, and is a block diagram showing an overall configuration.
【図2】バージの転船作業の説明をするための図。FIG. 2 is a diagram for explaining a barge transfer operation.
【図3】本発明の第2の実施例を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施例における転船制御システ
ムのフローチャート。FIG. 4 is a flowchart of a transfer control system according to a second embodiment of the present invention.
【図5】バージが静止している時の力のバランスを示す
図。FIG. 5 is a diagram showing a balance of forces when the barge is stationary.
【図6】ウインチ操作量プログラムのカーブを示す図。FIG. 6 is a diagram showing a curve of a winch operation amount program.
【図7】本発明の第3の実施例におけるバージの転船作
業の説明をするための図。FIG. 7 is a view for explaining a barge transfer operation according to a third embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第3の実施例における転船制御システ
ムのフローチャート。FIG. 8 is a flowchart of a transfer control system according to a third embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第3の実施例でのバージが静止してい
る時の力のバランスを示す図。FIG. 9 is a diagram showing a force balance when the barge is stationary in the third embodiment of the present invention.
1…張力計 2…転船位置計測装置 3…モーメント演算器 4…ワイヤ繰り出し巻き込み量演算器 5…ワイヤの線長計 6…バージの回転角速度計 7…バージのモデル適応制御部 8…ウインチ操作信号発生器 9…ウインチコントローラ 10…アンカ 11…ウインチワイヤ 12…バージ 13…ウインチワイヤ 14…バージ12の転船位置 19…コンピュータ(汎用パソコン) 21…CRTディスプレイ 22…ブレーキ解放弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tensiometer 2 ... Ship turning position measuring device 3 ... Moment calculator 4 ... Wire feeding and winding amount calculator 5 ... Wire length gauge 6 ... Barge rotation angular velocity meter 7 ... Barge model adaptive control unit 8 ... Winch operation signal Generator 9 ... Winch controller 10 ... Anchor 11 ... Winch wire 12 ... Barge 13 ... Winch wire 14 ... Transfer position of barge 12 19 ... Computer (general-purpose personal computer) 21 ... CRT display 22 ... Brake release valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B63B 21/00 B63B 21/04 B63B 21/16 B63B 21/50 B63B 35/44 B63H 15/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B63B 21/00 B63B 21/04 B63B 21/16 B63B 21/50 B63B 35/44 B63H 15/00
Claims (2)
れらウインチのワイヤ端部位置を当該水上浮動体の移動
範囲の外に置いて、各ウインチの巻き込み、繰り出し制
御により各ウインチのワイヤの長さを変えることによ
り、当該水上浮動体を目標位置に移動させる転船装置に
おいて、 水上浮動体の現在位置と移動先の目標位置を測定する測
定手段と、 この測定手段により得られた現在位置と目標位置の情報
をもとに、現在位置から目標位置への最短コースを設定
すると共にこの最短コースを複数の区間に区分けする機
能、上記最短コースでの移動に際しての各区間での必要
なワイヤの張力を演算する機能とを有する演算手段と、 この演算手段で求められた各ワイヤの張力より、各ウイ
ンチのワイヤの操作量を算出する操作量算出手段と、各ウインチ毎の実際のワイヤ長とを計測するワイヤ長計
測手段と、 前記水上浮動体の回転角速度を測定する回転角速度計測
手段と、 これら計測手段にて得た各ウインチ対応の実際のワイヤ
長と回転角速度、および前記操作量算出手段で求めた各
ウインチの操作量とを元に水上浮動体のモデル式から回
転モーメントがゼロになるような補正量を求めるモデル
適応制御手段 と、このモデル適応制御手段にて求められた補正量分、前記
操作量を補正した補正済み 操作量対応に各ウインチを制
御する制御手段と、 よりなる水上浮動体の自動位置転船装置。A winch is provided at a plurality of points on a floating body, and the position of a wire end of the winch is set outside the moving range of the floating body. In a transfer device for moving the floating body to a target position by changing the length, measuring means for measuring a current position of the floating body and a target position of a movement destination; and a current position obtained by the measuring means. The function to set the shortest course from the current position to the target position based on the information of the target position and to divide the shortest course into a plurality of sections, the necessary wires for each section when moving on the shortest course operation means having a function of calculating the tension of, from the tension of the wires obtained by the calculation means, an operation amount calculating means for calculating an operation amount of each winch wire, Wire to measure the actual wire length for each winch length meter
Measuring means, and a rotational angular velocity measurement for measuring a rotational angular velocity of the floating body above water
Means and actual wires for each winch obtained by these measuring means
Length and rotation angular velocity, and each obtained by the operation amount calculation means
Based on the operation amount of the winch and the model
A model that calculates the correction amount so that the rolling moment becomes zero.
Adaptive control means , the correction amount obtained by the model adaptive control means,
A control means for controlling each winch in accordance with the corrected manipulated variable in which the manipulated variable is corrected ;
れらウインチのワイヤ端部位置を当該水上浮動体の移動
範囲の外に置いて、各ウインチの巻き込み、繰り出し制
御により各ウインチのワイヤの長さを変えることによ
り、当該水上浮動体を目標位置に移動させる転船装置に
おいて、 水上浮動体の現在位置と移動先の目標位置を測定する測
定手段と、 この測定手段により得られた現在位置と目標位置の情報
をもとに、現在位置から目標位置までのワイヤ変化量と
目標位置での張力を演算する機能、ワイヤ変化量が繰り
出しとなった方のウインチのワイヤを徐々に繰り出した
ときにおける水上浮動体が回転を起こさない安全モーメ
ント範囲を求める機能とを有する演算手段と、 各ワイヤの張力を計測する張力計測手段と、 この張力計測手段により計測された各ワイヤの張力値を
用い、モーメントを求める手段と、 上記演算手段により求められた各ワイヤの張力より、各
ウインチのワイヤの操作量を算出する操作量算出手段
と、 この算出された操作量対応に巻き取り側の各ウインチを
制御すると共に、繰り出し側の各ウインチに対しては上
記モーメントが上記安全モーメント範囲となるように制
御する制御手段と、 よりなる水上浮動体の自動位置転船装置。2. A winch is provided at a plurality of points on the floating body, and the position of the wire end of the winch is set outside the range of movement of the floating body. In a transfer device for moving the floating body to a target position by changing the length, a measuring means for measuring a current position of the floating body and a target position of a movement destination; and a current position obtained by the measuring means. Function to calculate the wire change amount from the current position to the target position and the tension at the target position based on the information of the target position and the target position, and when the wire of the winch from which the wire change amount is advanced is gradually fed out Calculating means having a function of obtaining a safe moment range in which the floating body in the water does not rotate, tension measuring means for measuring the tension of each wire, and tension measuring means Means for calculating a moment using the tension value of each wire measured by the above; and operation amount calculation means for calculating the operation amount of the wire of each winch from the tension of each wire obtained by the calculation means. Control means for controlling each of the winches on the take-up side in accordance with the manipulated variable, and for controlling each of the winches on the pay-out side such that the above-mentioned moment is within the above-mentioned safe moment range, comprising: Transfer equipment.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP05054185A JP3089129B2 (en) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | Automatic transfer device for floating bodies |
Applications Claiming Priority (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000613 |
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