JP2000283995A - 墜落検知センサー - Google Patents
墜落検知センサーInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は高所作業時の墜落による人名災害を軽
減するべく、墜落時にエアバッグを作動させるための状
態検出を小型かつ精度よく実現するセンサー構造を提供
することを目的とする。 【解決手段】本発明による墜落検知センサーは、中空球
内に加速度がない状態で同心状となるように配置した可
動球が、重力加速度等により中空球に接触するのに対
し、墜落状態では３軸のどの方向にも加速度がなくなっ
て非接触となることを利用したものである。さらに、上
記３軸方向の加速度に関して、体回転に相当する遠心力
成分を別途配置した角速度センサーで検知して補正する
ようにしたものである。
減するべく、墜落時にエアバッグを作動させるための状
態検出を小型かつ精度よく実現するセンサー構造を提供
することを目的とする。 【解決手段】本発明による墜落検知センサーは、中空球
内に加速度がない状態で同心状となるように配置した可
動球が、重力加速度等により中空球に接触するのに対
し、墜落状態では３軸のどの方向にも加速度がなくなっ
て非接触となることを利用したものである。さらに、上
記３軸方向の加速度に関して、体回転に相当する遠心力
成分を別途配置した角速度センサーで検知して補正する
ようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は建設現場等の高所作
業時に発生する墜落による人命事故を軽減するため、着
用する救命用エアバッグを動作させるための墜落状況の
検知を小型かつ精度良く実現するセンサー構造に関する
ものである。
業時に発生する墜落による人命事故を軽減するため、着
用する救命用エアバッグを動作させるための墜落状況の
検知を小型かつ精度良く実現するセンサー構造に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ビルなどの建設現場や家屋建築、
電話保守・工事会社や電力会社などの架線工事などでは
どうしても高所での人手による作業が必要となる場面が
あった。このような高所作業では常に救命索を使用する
ことが法律で義務づけられてはいるが、それでも場所を
移動する場合、救命索の掛け替えや、作業姿勢によって
は救命索をはずす場面があり、そのとき足を滑らせるな
どして墜落事故となる場合があった。
電話保守・工事会社や電力会社などの架線工事などでは
どうしても高所での人手による作業が必要となる場面が
あった。このような高所作業では常に救命索を使用する
ことが法律で義務づけられてはいるが、それでも場所を
移動する場合、救命索の掛け替えや、作業姿勢によって
は救命索をはずす場面があり、そのとき足を滑らせるな
どして墜落事故となる場合があった。
【０００３】従来、このような場合にも事故を軽減する
ため、救命索の使い方に関する安全講習や、現場にクッ
ションネットを配置するなどの措置が取られてはいた
が、人名事故を根絶するには至らなかった。
ため、救命索の使い方に関する安全講習や、現場にクッ
ションネットを配置するなどの措置が取られてはいた
が、人名事故を根絶するには至らなかった。
【０００４】このような墜落事故の被害を軽減するもの
として着用式のライフジャケット（救命衣）が考えら
れ、墜落時にはエアバッグを膨らませることで衝撃軽減
を図ることが考えられている。しかし、本人が墜落を感
知してエアバッグを膨らませるためのスイッチを押すな
どの動作をすることは実際上不可能に近く、墜落の自動
検知が不可欠であることが分かった。この墜落の検知に
は種々の方式が考えられ、足の裏に感圧スイッチをつけ
ることも考えられているが、この場合、立居作業や歩行
時にはスイッチが押されるものの、墜落時とともに座
位、横臥位の時にもスイッチにかかる圧力がなくなって
誤動作する欠点があった。
として着用式のライフジャケット（救命衣）が考えら
れ、墜落時にはエアバッグを膨らませることで衝撃軽減
を図ることが考えられている。しかし、本人が墜落を感
知してエアバッグを膨らませるためのスイッチを押すな
どの動作をすることは実際上不可能に近く、墜落の自動
検知が不可欠であることが分かった。この墜落の検知に
は種々の方式が考えられ、足の裏に感圧スイッチをつけ
ることも考えられているが、この場合、立居作業や歩行
時にはスイッチが押されるものの、墜落時とともに座
位、横臥位の時にもスイッチにかかる圧力がなくなって
誤動作する欠点があった。
【０００５】墜落時には本人の重心位置では重力加速度
が無くなることから、Ｘ，Ｙ，Ｚ各軸の加速度を合成し
て、かかる加速度の絶対値と方向を知り、絶対値がゼロ
近傍になって継続するときは墜落時以外にはないことを
利用すれば墜落の検知ができることが知られているもの
の、常時ベクトル合成が必要なことから、そのような検
知装置は大きく、高価となって実用的ではなかった。
が無くなることから、Ｘ，Ｙ，Ｚ各軸の加速度を合成し
て、かかる加速度の絶対値と方向を知り、絶対値がゼロ
近傍になって継続するときは墜落時以外にはないことを
利用すれば墜落の検知ができることが知られているもの
の、常時ベクトル合成が必要なことから、そのような検
知装置は大きく、高価となって実用的ではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は高所作業時の
墜落による人名災害を軽減するべく、墜落時にエアバッ
グを作動させるための状態検出を小型かつ精度よく実現
するセンサー構造を提供することを目的とする。従来の
墜落検知センサーでは足の裏に加重がかかることを検知
するフットセンサー、各軸の加速度を検出し、それらを
合成計算して加速度状態を監視するベクトルセンサーな
どがあったが、フットセンサーでは姿勢により誤動作す
るという問題があり、ベクトルセンサーでは常時計算す
る必要からコストが高くなるという問題があった。
墜落による人名災害を軽減するべく、墜落時にエアバッ
グを作動させるための状態検出を小型かつ精度よく実現
するセンサー構造を提供することを目的とする。従来の
墜落検知センサーでは足の裏に加重がかかることを検知
するフットセンサー、各軸の加速度を検出し、それらを
合成計算して加速度状態を監視するベクトルセンサーな
どがあったが、フットセンサーでは姿勢により誤動作す
るという問題があり、ベクトルセンサーでは常時計算す
る必要からコストが高くなるという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明における墜落検知センサーは、少なくとも内
部表面が導電性である中空球または中空球に近似する中
空多面体を有する筐体の内部に、少なくともその表面が
導電性であり、かつその直径が前記中空球の直径より小
さい可動球が直交３軸方向に等方的なバネ性を有する導
電性のバネに接続され、かつ前記バネの他端が前記筐体
に接続されてなることを特徴とし、加速度センサーによ
り落下状態を検知する。
に、本発明における墜落検知センサーは、少なくとも内
部表面が導電性である中空球または中空球に近似する中
空多面体を有する筐体の内部に、少なくともその表面が
導電性であり、かつその直径が前記中空球の直径より小
さい可動球が直交３軸方向に等方的なバネ性を有する導
電性のバネに接続され、かつ前記バネの他端が前記筐体
に接続されてなることを特徴とし、加速度センサーによ
り落下状態を検知する。
【０００８】中空球内に加速度がない状態で同心状とな
るように配置した可動球が、重力加速度等により中空球
に接触するのに対し、墜落状態では３軸のどの方向にも
加速度がなくなって非接触となることを利用したもので
ある。
るように配置した可動球が、重力加速度等により中空球
に接触するのに対し、墜落状態では３軸のどの方向にも
加速度がなくなって非接触となることを利用したもので
ある。
【０００９】また、上記３軸方向の直進加速度に対する
体回転に相当する遠心力成分の影響を別途配置した角速
度センサーで検知して補正するようにしたものである。
体回転に相当する遠心力成分の影響を別途配置した角速
度センサーで検知して補正するようにしたものである。
【００１０】好ましくは、角速度センサーの出力を元に
電磁コイルを駆動して磁性材料よりなる可動球を吸引で
きる機構を具備すること、角速度センサーの出力を両波
整流した後、二乗増幅して電磁コイルを駆動すること、
角速度センサー出力に対して一定値以下では出力をゼロ
として電磁コイルを駆動しないことを特徴とする。
電磁コイルを駆動して磁性材料よりなる可動球を吸引で
きる機構を具備すること、角速度センサーの出力を両波
整流した後、二乗増幅して電磁コイルを駆動すること、
角速度センサー出力に対して一定値以下では出力をゼロ
として電磁コイルを駆動しないことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
沿って詳細に説明する。図１は本発明による墜落検知セ
ンサーの断面構造説明図であり、１−１は中空球を有す
る筐体（以下、中空筐体という）、１−２は中空球表
面、２は可動球、３は支持バネ、４はバネ３及び中空球
筐体１−１を支える基準床、５−１，５−２は電極であ
る。中空筐体１−１は半径Ｒの球状空間が設けてあり、
その中に配置される可動球２は質量ｍ、半径がｒ（Ｒ＞
ｒ）で加速度がいっさい掛からない状態では中空球の中
心部に重心位置がくるように支持バネ３で支持されてい
る。支持バネ３は立体空間の３軸方向にいずれも当方的
なバネ定数ｋをもつように設計される。
沿って詳細に説明する。図１は本発明による墜落検知セ
ンサーの断面構造説明図であり、１−１は中空球を有す
る筐体（以下、中空筐体という）、１−２は中空球表
面、２は可動球、３は支持バネ、４はバネ３及び中空球
筐体１−１を支える基準床、５−１，５−２は電極であ
る。中空筐体１−１は半径Ｒの球状空間が設けてあり、
その中に配置される可動球２は質量ｍ、半径がｒ（Ｒ＞
ｒ）で加速度がいっさい掛からない状態では中空球の中
心部に重心位置がくるように支持バネ３で支持されてい
る。支持バネ３は立体空間の３軸方向にいずれも当方的
なバネ定数ｋをもつように設計される。
【００１２】このような構造の物体を通常の重力空間に
配置すると、可動球２は重力加速度に引っ張られ重力方
向にδ＝ｍｇ／ｋだけ撓もうとする（ｇ：重力加速
度）。これに対し、中空球表面１−２と可動球２の間の
すきまＲ−ｒ＜δの場合、両者は接触することになる。
逆に言えば、可動球に掛かる加速度が（Ｒ−ｒ）ｇ／δ
以下になった場合には両者は非接触となる。
配置すると、可動球２は重力加速度に引っ張られ重力方
向にδ＝ｍｇ／ｋだけ撓もうとする（ｇ：重力加速
度）。これに対し、中空球表面１−２と可動球２の間の
すきまＲ−ｒ＜δの場合、両者は接触することになる。
逆に言えば、可動球に掛かる加速度が（Ｒ−ｒ）ｇ／δ
以下になった場合には両者は非接触となる。
【００１３】本発明による墜落検知センサー（以下、
「センサー」という）が自由落下を始めた場合、中空筐
体１、可動球２ともに重力加速度ｇによって引っ張られ
るから両者の間の加速度差はなくなり、可動球は支持バ
ネ３の復元力によって中心に復元し非接触となる。中空
筐体１の中空球と可動球２の表面を金属で構成するなど
して導電性にし、導電性の中空球表面１−２から電極５
−１を外部に引き出し、バネを金属としてもう一方の電
極５−２としておけば、両者の間の接触抵抗を測定する
ことで加速度の絶対値がしきい値｛（Ｒ−ｒ）ｇ／δ｝
以上であるか否かが判別できる。中空球、可動球２とも
に重心位置（可動球の中心）に対して完全に点対称であ
るから、上記説明は加速度のかかる方位に関係なく成立
することが分かる。
「センサー」という）が自由落下を始めた場合、中空筐
体１、可動球２ともに重力加速度ｇによって引っ張られ
るから両者の間の加速度差はなくなり、可動球は支持バ
ネ３の復元力によって中心に復元し非接触となる。中空
筐体１の中空球と可動球２の表面を金属で構成するなど
して導電性にし、導電性の中空球表面１−２から電極５
−１を外部に引き出し、バネを金属としてもう一方の電
極５−２としておけば、両者の間の接触抵抗を測定する
ことで加速度の絶対値がしきい値｛（Ｒ−ｒ）ｇ／δ｝
以上であるか否かが判別できる。中空球、可動球２とも
に重心位置（可動球の中心）に対して完全に点対称であ
るから、上記説明は加速度のかかる方位に関係なく成立
することが分かる。
【００１４】このような加速度がしきい値を下回る事態
は通常の行動、たとえば歩行や走行、ジャンプなどによ
っても瞬間的に生じるが、その継続時間は当然短く、一
定の継続時間を持って非接触状態を監視すれば墜落か、
それとも何らかの台から飛び降りた程度であるかの判断
はきわめて容易である。
は通常の行動、たとえば歩行や走行、ジャンプなどによ
っても瞬間的に生じるが、その継続時間は当然短く、一
定の継続時間を持って非接触状態を監視すれば墜落か、
それとも何らかの台から飛び降りた程度であるかの判断
はきわめて容易である。
【００１５】本発明によれば、加速度の方向が自由であ
ること、、換言すれば重力加速度の方向がセンサー位置
に対してどのようであっても検出が可能である。このこ
とは、墜落が生じたときに、センサーを帯びた人物の姿
勢が立位から足を滑らせたような状況のみならず、足を
引っかけて倒れたような状態、横臥位、座位でも検出動
作には何の影響もないことが分かる。また、接触状態と
非接触状態では電気抵抗の比が数百万倍もあるから電気
回路としての判別は容易で消費電力はきわめて少なくて
すむ。このことは長時間動作させるために必要な電池容
量が小さくてすむことを意味し、着衣式のエアバッグの
装備重量を軽くできる利点につながる。そもそも着衣重
量が大きいと作業者は作業効率の点から着用をさける傾
向にある。せっかくの安全器具でも着用されなければ役
に立たず、実用上の大きな問題であるのに対し、本発明
では飛躍的に軽量なセンサーを提供できる。
ること、、換言すれば重力加速度の方向がセンサー位置
に対してどのようであっても検出が可能である。このこ
とは、墜落が生じたときに、センサーを帯びた人物の姿
勢が立位から足を滑らせたような状況のみならず、足を
引っかけて倒れたような状態、横臥位、座位でも検出動
作には何の影響もないことが分かる。また、接触状態と
非接触状態では電気抵抗の比が数百万倍もあるから電気
回路としての判別は容易で消費電力はきわめて少なくて
すむ。このことは長時間動作させるために必要な電池容
量が小さくてすむことを意味し、着衣式のエアバッグの
装備重量を軽くできる利点につながる。そもそも着衣重
量が大きいと作業者は作業効率の点から着用をさける傾
向にある。せっかくの安全器具でも着用されなければ役
に立たず、実用上の大きな問題であるのに対し、本発明
では飛躍的に軽量なセンサーを提供できる。
【００１６】通常の墜落状況は前述したように、立位が
主たるものであると推定されるが、家屋建設業者のよう
に、屋根の上で足を滑らし、横転しつつ転落する状況も
ある。この場合、純然たる墜落事故とは異なり、墜落時
にも体回転による遠心力がセンサーに印加される。セン
サー位置が回転中心にある場合は角速度によるセンサー
への影響は無いが、実際にはセンサーは腰など、体の側
部につけるしかないから実際には回転による影響を受け
る。この場合、本発明のみならず通常の加速度検出では
遠心力を加速度として検知するから、実際には転落して
いるにも関わらずセンサーはあたかも墜落していないよ
うに検出する欠点がある。
主たるものであると推定されるが、家屋建設業者のよう
に、屋根の上で足を滑らし、横転しつつ転落する状況も
ある。この場合、純然たる墜落事故とは異なり、墜落時
にも体回転による遠心力がセンサーに印加される。セン
サー位置が回転中心にある場合は角速度によるセンサー
への影響は無いが、実際にはセンサーは腰など、体の側
部につけるしかないから実際には回転による影響を受け
る。この場合、本発明のみならず通常の加速度検出では
遠心力を加速度として検知するから、実際には転落して
いるにも関わらずセンサーはあたかも墜落していないよ
うに検出する欠点がある。
【００１７】３軸方向の加速度のしきい値検出が容易に
できる本発明の利点を生かし、体回転の影響を除外する
ためには近接配置した角速度センサーから相当する遠心
力を求め、相当する力を可動球に与えて補償することで
実現できる。
できる本発明の利点を生かし、体回転の影響を除外する
ためには近接配置した角速度センサーから相当する遠心
力を求め、相当する力を可動球に与えて補償することで
実現できる。
【００１８】図２は本発明をもとに体の身長方向を軸と
する回転の影響を補償するセンサー１０の配置を示す。
図２（ａ）は墜落状態の人体を斜め方向から見た様子を
示し、図２（ｂ）は体の重心位置の断面配置を示す。説
明のために図示するように身長方向をＺ、体の前面方向
をＸ、側面方向をＹとし、センサー１０の位置は体の重
心を含むＸＹ平面内のＹ方向にあるとし、体の回転がＺ
軸周りに生じるとする。このとき、重心位置からセンサ
ー１０までは体の断面方向の距離Ｙ0だけ離れている。
する回転の影響を補償するセンサー１０の配置を示す。
図２（ａ）は墜落状態の人体を斜め方向から見た様子を
示し、図２（ｂ）は体の重心位置の断面配置を示す。説
明のために図示するように身長方向をＺ、体の前面方向
をＸ、側面方向をＹとし、センサー１０の位置は体の重
心を含むＸＹ平面内のＹ方向にあるとし、体の回転がＺ
軸周りに生じるとする。このとき、重心位置からセンサ
ー１０までは体の断面方向の距離Ｙ0だけ離れている。
【００１９】体がＺ軸回りに角速度ωで回転すると、重
心からＹ0離れた位置にある質量ｍの物体には一般論と
して遠心力Ｆ
心からＹ0離れた位置にある質量ｍの物体には一般論と
して遠心力Ｆ
【数１】 がかかる。すなわち遠心力方向に加速度αω
【数２】 が加わっていることと等価になる。
【００２０】この加速度をキャンセルするために、図３
に示すように、センサー１０が図２に示すように配置し
たときにＹ方向となる方向に磁場を発生させるコイル１
１を配置する。コイル位置はセンサー１０の可動球２に
対し常に重心側（内側）に配置する。Ｚ軸回転による角
速度ωzを検出する角速度センサー１２の出力を両波整
流器１３で折り返し整流して絶対値出力とした後、二乗
増幅アンプ１４で電流増幅してコイルに通電する。通
常、振動ジャイロなどの角速度センサーでは角速度ωを
計測するため、回転方向によっては角速度センサーの出
力は正にも負にもなる。実際には補正すべき力は常に一
方向でしかないから、回路設計上片側電圧だけですませ
るためには、最初に両波整流する方が簡単である。可動
球を鉄系合金などの磁性材料で構成しておけば、可動球
２はコイル方向、すなわち重心方向に吸引される。コイ
ルに鉄心を入れて電磁石構造とすることで磁場発生効率
が向上することも周知である。この吸引力を遠心力と常
に釣り合うように二乗増幅アンプ１３の増幅度を調整す
ることはきわめて容易であり、人によってウェスト回
り、すなわちＹ0が異なっていても簡単に調節ができ
る。
に示すように、センサー１０が図２に示すように配置し
たときにＹ方向となる方向に磁場を発生させるコイル１
１を配置する。コイル位置はセンサー１０の可動球２に
対し常に重心側（内側）に配置する。Ｚ軸回転による角
速度ωzを検出する角速度センサー１２の出力を両波整
流器１３で折り返し整流して絶対値出力とした後、二乗
増幅アンプ１４で電流増幅してコイルに通電する。通
常、振動ジャイロなどの角速度センサーでは角速度ωを
計測するため、回転方向によっては角速度センサーの出
力は正にも負にもなる。実際には補正すべき力は常に一
方向でしかないから、回路設計上片側電圧だけですませ
るためには、最初に両波整流する方が簡単である。可動
球を鉄系合金などの磁性材料で構成しておけば、可動球
２はコイル方向、すなわち重心方向に吸引される。コイ
ルに鉄心を入れて電磁石構造とすることで磁場発生効率
が向上することも周知である。この吸引力を遠心力と常
に釣り合うように二乗増幅アンプ１３の増幅度を調整す
ることはきわめて容易であり、人によってウェスト回
り、すなわちＹ0が異なっていても簡単に調節ができ
る。
【００２１】墜落状態ではＺ軸回りの回転が人体におい
てはもっとも普遍的なものであるが、これ以外にもたと
えばＹ軸回りの回転も考えられる場合には図３で示した
遠心力補正のためのコイルと角速度センサーをしかるべ
き方向に配置するだけですむことは容易に類推できよ
う。
てはもっとも普遍的なものであるが、これ以外にもたと
えばＹ軸回りの回転も考えられる場合には図３で示した
遠心力補正のためのコイルと角速度センサーをしかるべ
き方向に配置するだけですむことは容易に類推できよ
う。
【００２２】これまでは中空筐体について説明したが、
誤差の大きさによってはこれを多段の円錐で近似しても
よい。図４に球を連続する多段円錐で近似したときの中
空多面体と可動球の位置関係を示す。図４（ａ）は可動
球２が中空多面体の中心Ｏに在る場合を、図４（ｂ）は
可動球２が中空多面体に接した状態を示す。この場合、
円錐の段数は５段である。Φは円錐の表面、φは円錐に
接する中空球の表面、φ0は円錐の一辺に可動球が接し
たときの可動球の表面、φ1は可動球が円錐のコーナで辺
に接したときの可動球の表面を示す。円錐の一辺に可動
球が接したときの可動球の移動量δ0（撓みδに等し
い）と可動球が円錐のコーナで辺に接したときの移動量
δ1との差は、段数をｎとすると、
誤差の大きさによってはこれを多段の円錐で近似しても
よい。図４に球を連続する多段円錐で近似したときの中
空多面体と可動球の位置関係を示す。図４（ａ）は可動
球２が中空多面体の中心Ｏに在る場合を、図４（ｂ）は
可動球２が中空多面体に接した状態を示す。この場合、
円錐の段数は５段である。Φは円錐の表面、φは円錐に
接する中空球の表面、φ0は円錐の一辺に可動球が接し
たときの可動球の表面、φ1は可動球が円錐のコーナで辺
に接したときの可動球の表面を示す。円錐の一辺に可動
球が接したときの可動球の移動量δ0（撓みδに等し
い）と可動球が円錐のコーナで辺に接したときの移動量
δ1との差は、段数をｎとすると、
【数３】
【数４】 と表わされる。
【００２３】段数ｎが増えると、δ1−δ0は減少するの
で、段数を見れば精度は分かる。δ 1−δ0を所要の誤差
範囲にするには、何段必要かは（式３）から求まる。精
度がδ1−δ0の球を加工するよりも、多段円錐を加工す
る方が数段容易であり、この場合、ＮＣ旋盤などが使え
るから、加工費を安くできる利点がある。
で、段数を見れば精度は分かる。δ 1−δ0を所要の誤差
範囲にするには、何段必要かは（式３）から求まる。精
度がδ1−δ0の球を加工するよりも、多段円錐を加工す
る方が数段容易であり、この場合、ＮＣ旋盤などが使え
るから、加工費を安くできる利点がある。
【００２４】以上の説明では支持バネ３をコイルバネで
図示したが、これはなにもコイルバネである必要はな
く、たとえばＺ方向にのみバネ性を持つ平行バネとＸＹ
方向に当方的なバネ性を持つワイヤーバネを組み合わせ
て実現してももちろんよく、１枚の折り返し板バネで構
成してもよい。また、図２の説明では角速度による影響
を補正するため、二乗アンプを用いたが、遠心力が小さ
い状態では無理に補正することもないから角速度が一定
の大きさになるまでは増幅器を働かせずに消費電力をよ
り低減し、一定値以上になったときにデジタル的に補正
電流を流すことでも概略の補償ができる。このようにす
れば通常状態で腰をひねるなどの動作時に遠心力補正に
よる無駄な電力を消費することなく、かつ回路的にも簡
易な構成がとれる。
図示したが、これはなにもコイルバネである必要はな
く、たとえばＺ方向にのみバネ性を持つ平行バネとＸＹ
方向に当方的なバネ性を持つワイヤーバネを組み合わせ
て実現してももちろんよく、１枚の折り返し板バネで構
成してもよい。また、図２の説明では角速度による影響
を補正するため、二乗アンプを用いたが、遠心力が小さ
い状態では無理に補正することもないから角速度が一定
の大きさになるまでは増幅器を働かせずに消費電力をよ
り低減し、一定値以上になったときにデジタル的に補正
電流を流すことでも概略の補償ができる。このようにす
れば通常状態で腰をひねるなどの動作時に遠心力補正に
よる無駄な電力を消費することなく、かつ回路的にも簡
易な構成がとれる。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に依れば、高
所作業などで誤って墜落しても、墜落状況が正確に把握
できるから、この情報を元に着衣式のエアバッグを膨満
させるなり、あらかじめ設置してある安全ネットを拡張
するなりして墜落衝撃を軽減することが可能となる。ま
た、小型で低消費電力で動作できるから、所用電池も小
さくてすみ、着衣式のエアバッグ方式の検出装置として
も装備重量が軽く作業者のじゃまにならない。
所作業などで誤って墜落しても、墜落状況が正確に把握
できるから、この情報を元に着衣式のエアバッグを膨満
させるなり、あらかじめ設置してある安全ネットを拡張
するなりして墜落衝撃を軽減することが可能となる。ま
た、小型で低消費電力で動作できるから、所用電池も小
さくてすみ、着衣式のエアバッグ方式の検出装置として
も装備重量が軽く作業者のじゃまにならない。
【００２６】さらに、人体の動きを重心周りの６自由度
で考え、３軸方向の直進加速度を図１の構成のセンサー
で検出し、誤差となる体回転遠心力を角速度センサーで
検出し、磁性材料でできたアクション球への電磁吸引力
で補正する。これにより遠心力と同じベクトルをコイル
で発生できるからいっさい計算補正が必要なく、小型で
高速の動作ができる効果がある。
で考え、３軸方向の直進加速度を図１の構成のセンサー
で検出し、誤差となる体回転遠心力を角速度センサーで
検出し、磁性材料でできたアクション球への電磁吸引力
で補正する。これにより遠心力と同じベクトルをコイル
で発生できるからいっさい計算補正が必要なく、小型で
高速の動作ができる効果がある。
【図１】本発明による墜落検知センサーの断面構造説明
図である。
図である。
【図２】本発明による墜落検知センサーの人体への配置
説明図であり、図２（ａ）は墜落状態の人体を斜め方向
から見た様子を示す図、図２（ｂ）は体の重心位置の断
面配置を示す図である。
説明図であり、図２（ａ）は墜落状態の人体を斜め方向
から見た様子を示す図、図２（ｂ）は体の重心位置の断
面配置を示す図である。
【図３】本発明による遠心力を補正する墜落検知センサ
ーの構成図である。
ーの構成図である。
【図４】球を連続する多段円錐で近似したときの中空多
面体と可動球の位置関係を示す図であり、図４（ａ）は
可動球２が中空多面体の中心Ｏに在る場合を示す図、図
４（ｂ）は可動球２が中空多面体に接した状態を示す図
である。
面体と可動球の位置関係を示す図であり、図４（ａ）は
可動球２が中空多面体の中心Ｏに在る場合を示す図、図
４（ｂ）は可動球２が中空多面体に接した状態を示す図
である。
１−１ 中空筐体 １−２ 中空球表面 ２ 可動球 ３ 支持バネ ４ 支持バネ３及び中空筐体１を支える基準床 ５−１，５−２ 電極 １０ 墜落検知センサー １１ コイル １２ 角速度センサー １３ 両波整流器 １４ 二乗増幅アンプ Ｏ 中空多面体の中心 Ｒ 中空球の半径 ｒ 可動球の半径 Ｙ0 センサーの重心位置からの距離 αω 加速度の遠心力成分 δ 撓み δ0 円錐の一辺に可動球が接したときの可動球の移動
量 δ1 可動球が円錐のコーナで辺に接したときの移動量 Φ 円錐の表面 φ 円錐に接する中空球の表面 φ0 円錐の一辺に可動球が接したときの可動球の表面 φ1 可動球が円錐のコーナで辺に接したときの可動球
の表面 ω 角速度 ωz 角速度のＺ成分
量 δ1 可動球が円錐のコーナで辺に接したときの移動量 Φ 円錐の表面 φ 円錐に接する中空球の表面 φ0 円錐の一辺に可動球が接したときの可動球の表面 φ1 可動球が円錐のコーナで辺に接したときの可動球
の表面 ω 角速度 ωz 角速度のＺ成分
Claims (5)
- 【請求項１】少なくとも内部表面が導電性である中空球
を有する筐体の内部に、少なくともその表面が導電性で
あり、かつその直径が前記中空球の直径より小さい可動
球が直交３軸方向に等方的なバネ性を有する導電性のバ
ネに接続され、かつ前記バネの他端が前記筐体に接続さ
れてなることを特徴とする墜落検知センサー。 - 【請求項２】少なくとも内部表面が導電性である中空球
に近似する中空多面体を有する筐体の内部に、少なくと
もその表面が導電性であり、かつその直径が前記中空球
の直径より小さい可動球が直交３軸方向に等方的なバネ
性を有する導電性のバネに接続され、かつ前記バネの他
端が前記筐体に接続されてなることを特徴とする墜落検
知センサー。 - 【請求項３】角速度センサーの出力を元に電磁コイルを
駆動して磁性材料よりなる上記可動球を吸引できる機構
を具備することを特徴とする請求項２記載の墜落検知セ
ンサー。 - 【請求項４】上記角速度センサーの出力を両波整流した
後、二乗増幅して上記電磁コイルを駆動することを特徴
とする請求項３記載の墜落検知センサー。 - 【請求項５】上記角速度センサー出力に対して一定値以
下では出力をゼロとして上記電磁コイルを駆動しないこ
とを特徴とする請求項３記載の墜落検知センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9173499A JP2000283995A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 墜落検知センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9173499A JP2000283995A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 墜落検知センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000283995A true JP2000283995A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=14034758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9173499A Pending JP2000283995A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 墜落検知センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000283995A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003048785A1 (en) * | 2001-12-07 | 2003-06-12 | Ubukata Industries Co.,Ltd. | Falling detection device |
| JP2012108152A (ja) * | 2012-02-22 | 2012-06-07 | Silicon Valley Micro C Corp | 感度が向上したタイヤ圧力センサ・システムと節電 |
| KR101182711B1 (ko) | 2011-02-28 | 2012-09-13 | 성균관대학교산학협력단 | 추락방지 안전화, 이를 이용한 추락방지 방법 및 그 방법의 기록 매체 |
| CN108845159A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-11-20 | 大连理工大学 | 一种基于动态量测离心力的结构角加速度测量装置及方法 |
| CN111223272A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-06-02 | 福建工程学院 | 一种便携式跌倒检测传感器 |
| CN115738119A (zh) * | 2022-10-26 | 2023-03-07 | 福建省邮电工程有限公司 | 一种便携式通讯施工登高防护装置及使用方法 |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP9173499A patent/JP2000283995A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003048785A1 (en) * | 2001-12-07 | 2003-06-12 | Ubukata Industries Co.,Ltd. | Falling detection device |
| KR101182711B1 (ko) | 2011-02-28 | 2012-09-13 | 성균관대학교산학협력단 | 추락방지 안전화, 이를 이용한 추락방지 방법 및 그 방법의 기록 매체 |
| JP2012108152A (ja) * | 2012-02-22 | 2012-06-07 | Silicon Valley Micro C Corp | 感度が向上したタイヤ圧力センサ・システムと節電 |
| CN108845159A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-11-20 | 大连理工大学 | 一种基于动态量测离心力的结构角加速度测量装置及方法 |
| CN108845159B (zh) * | 2018-07-05 | 2023-05-12 | 大连理工大学 | 一种基于动态量测离心力的结构角加速度测量装置及方法 |
| CN111223272A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-06-02 | 福建工程学院 | 一种便携式跌倒检测传感器 |
| CN115738119A (zh) * | 2022-10-26 | 2023-03-07 | 福建省邮电工程有限公司 | 一种便携式通讯施工登高防护装置及使用方法 |
| CN115738119B (zh) * | 2022-10-26 | 2023-08-18 | 福建省邮电工程有限公司 | 一种便携式通讯施工登高防护装置及使用方法 |
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