JP2004202372A - 破砕作業のモニタリングシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】異常状態およびその発生箇所を確実に認識できる破砕作業のモニタリングシステムを提供すること。
【解決手段】本発明のモニタリングシステムによれば、下部走行体１１や、グリズリフィーダ２２、サイドコンベア２３、破砕機３０、排出コンベア５０等が正常に稼働しているか、または異常であるかといった稼働情報が自走式破砕機１の車両モニタ９５に表示されるので、これらの稼働状況を正常あるいは異常として判別された結果に基づいて認識でき、カメラにより稼働状況を直接モニタに映し出す場合に比べ、異常状態を確実に認識できる。また、稼働情報を複数の作業機１１，２３，３０，５０毎に表示するので、いずれの作業機１１，２３，３０，５０が真の異常発生箇所であるかを迅速かつ確実に認識できる。
【選択図】図３
【解決手段】本発明のモニタリングシステムによれば、下部走行体１１や、グリズリフィーダ２２、サイドコンベア２３、破砕機３０、排出コンベア５０等が正常に稼働しているか、または異常であるかといった稼働情報が自走式破砕機１の車両モニタ９５に表示されるので、これらの稼働状況を正常あるいは異常として判別された結果に基づいて認識でき、カメラにより稼働状況を直接モニタに映し出す場合に比べ、異常状態を確実に認識できる。また、稼働情報を複数の作業機１１，２３，３０，５０毎に表示するので、いずれの作業機１１，２３，３０，５０が真の異常発生箇所であるかを迅速かつ確実に認識できる。
【選択図】図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジョークラッシャ、インパクトクラッシャ、あるいはコーンクラッシャ等の破砕機を用いて行われる破砕作業のモニタリングシステムに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、本体部と、この本体部の後方側に搭載されて原材料を供給する供給部と、本体部に搭載されて供給部から供給された原材料を破砕するジョークラッシャ等の破砕機と、本体部下方に配置された排出コンベア等の排出装置とを備えた自走式破砕機が知られている。
【０００３】
この自走式破砕機によれば、パワーショベル等の積込機で供給部に原材料を積み込むと、この供給部から破砕機に原材料が供給され、この原材料は、破砕されながら下方に向かい、破砕機の排出口から下方に落下する。この落下した破砕物は、排出装置によって搬送される。
ここで、破砕物の詰まりを監視するため、例えば、カメラにより破砕機内部の破砕状況をモニタに映し出すとともに、排出装置の排出口に設けられた検出センサで破砕物の通過を検出する構成がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３３３３１８号公報（図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１で示された自走式破砕機では、現実には、雨天時の水滴や破砕時の粉塵がカメラに付着するうえ、破砕作業時の振動によってカメラの設置状態が不安定となるため、破砕状況をカメラで撮像して確認することは困難であり、破砕物の詰まり等の異常状態が本当に生じているのか否かを確実に判別できなかった。
また、破砕機内部をカメラで映し出すには、カメラを破砕機上部に取り付けなければならないので、積込機のオペレータが誤ってカメラの上部に原材料を落とし、カメラを破損させる可能性もある。
さらに、排出装置の排出口に設けられた検出センサを用いても、実際に破砕物が通過していない異常な状態が発生した場合、排出装置の異常により生じたのか、あるいはその上流側にある破砕機、供給部の異常により生じているのか把握できないため、異常が発生した作業機を特定するのに時間がかかってしまい、正常状態への復帰に時間がかかっていた。
【０００６】
また、排出装置に設けた検出センサでは、積込機で間欠的に原材料を投入する場合、排出装置を通過する破砕物量が変動するため、異常状態を誤検出するおそれがあった。そのため、作業者を惑わせることになり、信頼性に欠けていた。
【０００７】
本発明の目的は、異常状態およびその発生箇所を確実に認識できる破砕作業のモニタリングシステムを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、信頼性の高い破砕作業のモニタリングシステムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段と作用効果】
本発明の請求項１の破砕作業のモニタリングシステムは、一連の破砕作業で用いられる作業機が正常であるかまたは異常であるかを稼働情報として複数表示する表示手段が設けられていることを特徴とする。
ここで、一連の破砕作業中の供給、破砕、排出等の各作業に用いられる作業機のうち、各作業機毎に稼働情報を全て表示してもよいし、複数の作業機を選択してそれらの稼働情報を表示してもよい。また、「一連の破砕作業」としては、前記各作業の他、作業機を移動させる作業等も含まれる。
【０００９】
本発明によれば、特定の作業機が正常であれば、この作業機が正常である旨の稼働情報を表示し、特定の作業機に異常が生じれば、この作業機が異常である旨の稼働情報を表示手段に表示する。従って、従来のように、カメラにより破砕状況だけを直接モニタに映し出す場合に比べ、全作業機の稼働状況を正常あるいは異常として判別された結果に基づいて認識でき、異常状態を確実に認識できる。
このとき、稼働情報を複数表示するので、つまり、全ての作業機または選択された複数の作業機の稼働情報を表示するので、いずれの作業機が真の異常発生箇所であるかを確実に認識できる。
【００１０】
請求項２の破砕作業のモニタリングシステムは、請求項１に記載の破砕作業のモニタリングシステムにおいて、前記稼働情報は、前記正常および／または異常な作業機の図形と共に図形表示されることを特徴とする。
本発明によれば、視覚を通じて、作業機毎の稼働情報を直感的に把握できるから、異常発生箇所を的確に認識できる。
【００１１】
請求項３の破砕作業のモニタリングシステムは、請求項２に記載の破砕作業のモニタリングシステムにおいて、前記作業機は平面図で表示され、当該作業機により平面視で一部または全体が遮られる他の作業機は、当該作業機とは別に表示されることを特徴とする。
ここで、「他の作業機を別に表示する」とは、当該作業機で遮られた他の作業機を視認できるように、この他の作業機を当該作業機を表わす平面図とは別の位置に図形表示したり、別の画面上に図形表示することを意味する。
本発明によれば、より多くの作業機を図形表示できるので、一連の破砕作業で用いられる作業機の稼働情報をより確実に認識できる。
【００１２】
請求項４の破砕作業のモニタリングシステムは、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の破砕作業のモニタリングシステムにおいて、前記正常を表す稼働情報と異常を表す稼働情報とは色分け表示されることを特徴とする。
本発明によれば、異常状態が発生した場合に色彩を変化させるので、稼働状態がより認識しやすくなる。
【００１３】
請求項５の破砕作業のモニタリングシステムは、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の破砕作業のモニタリングシステムにおいて、前記表示手段は、作業機の稼働条件を設定する設定画面を図形表示することを特徴とする。
ここで、「稼働条件」とは、破砕機等の作業機内に投入される原材料の量や、各作業機で用いられる油圧モータの油圧の限界値等が挙げられる。
本発明によれば、作業機や原材料の特性に応じて稼働条件を自在に設定できるので、モニタリングシステムの汎用性が向上する。そして、稼働条件の設定も図形表示された画面で行えるため、設定操作が容易である。
【００１４】
請求項６の破砕作業のモニタリングシステムは、一連の破砕作業で用いられる作業機が正常であるかおよび／または異常であるかを検出する検出手段と、この検出手段からの異常検出情報が所定時間検出された場合には当該作業機が異常であると判定し、異常検出情報が所定時間未満の場合は正常であると判定する判定手段と、この判定手段の判定結果に基づき所定の作業機に対する指令情報を出力する指令手段と、前記判定手段の判定結果を稼働情報として複数表示する表示手段とが設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明では、異常検出情報が所定時間検出された場合を作業機の異常として判定するので、異常状態の判定ミスを防止できる。また、指令手段を設けたので、作業者が異常状態に気付かない場合でも、自動的に作業機に対し停止指令等が出力されるから、異常状態を長時間放置してさらに不具合が発生するのを防止できる。従って、信頼性の高いシステムを構築できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るモニタリングシステムが適用された自走式破砕機１およびパワーショベル等の積込機２を示す外観図である。本システムは、積込機２から自走式破砕機１に投入された原材料を破砕する一連の破砕作業において、この破砕作業で用いられている複数の作業機のうち、いずれの作業機が正常であるか、また、いずれの作業機が異常であるかを知るためのシステムである。
【００１７】
本システムで用いられている自走式破砕機１は、一対の下部走行体（作業機）１１を備えた本体部１０と、本体部１０の前後方向（図１の紙面左右方向）の後部側に搭載された供給部２０と、この供給部２０の前方に搭載された破砕機（作業機）３０と、破砕機３０のさらに前方側に搭載されたパワーライン４０と、本体部１０の下方から前方斜め上方に向けて延設された排出コンベア（作業機）５０とを備えている。
【００１８】
本体部１０において、下部走行体１１はクローラ式であり、油圧モータ１２によって駆動される。下部走行体１１としては、同様な油圧モータ駆動の車輪式であってもよく、クローラ式と車輪式とを併用したタイプであってもよい。そして、このような下部走行体１１を駆動することで、自走式破砕機１を最適な位置に移動させることが可能である。
【００１９】
供給部２０は、上方に拡開して原材料が投入されるホッパ２１と、投入された原材料を破砕機３０に送るグリズリフィーダ（作業機）２２と、グリズリフィーダ２２の隙間から落下した未破砕の原材料を自走式破砕機１の側方に排出するサイドコンベア（作業機）２３とを備え、グリズリフィーダ２２が振動装置２５の油圧モータ２６で駆動され、サイドコンベア２３が油圧モータ２７（図２）で駆動される。
【００２０】
破砕機３０は、本実施形態では、固定ジョーおよびスイングジョーを備えたジョークラッシャである。ただし、破砕機３０としては、インパクトクラッシャ、コーンクラッシャ、シェアクラッシャ、あるいはロールクラッシャであってもよい。このような破砕機３０のスイングジョーは油圧モータ３１（図２）で駆動される。
【００２１】
パワーライン４０は、図２に示すように、エンジン４１と、このエンジン４１によって駆動される油圧ポンプ４２とを備えている。油圧ポンプ４２からの油圧は、コントロールバルブ１０１〜１０８を介して下部走行体１１の油圧モータ１２、グリズリフィーダ２２に設けられた振動装置２５の油圧モータ２６、破砕機３０の油圧モータ３１、次説する排出コンベア５０の油圧モータ５１、後述する磁選機６０の油圧モータ６１、篩７０の油圧モータ７１、および二次コンベア８０の油圧モータ８１に供給される。
【００２２】
排出コンベア５０は、破砕機３０で破砕された破砕物を車両前方側に搬送して排出し、地上に堆積させるものであり、前述したように、前端の油圧モータ５１で駆動される。なお、原材料として鉄筋等を含んだコンクリート塊が投入される場合には、排出コンベア５０上から鉄筋を取り除くために、図１中に二点鎖線で示すように、磁選機（作業機）６０が後付けされる場合がある。また、排出コンベア５０から排出される破砕物をそのまま地上に堆積させるのではなく、破砕物をさらに篩（作業機）７０にかけて粒度の異なる大小の破砕物に選別する場合がある。この場合、篩７０の隙間から落下した粒度の小さい破砕物はさらに、二次コンベア（作業機）８０で離れた位置に搬出され、篩７０上に残った粒度の大きい破砕物は、篩７０から滑り落ちて堆積されるか、図示しない三次コンベアで別な場所に搬出される。
【００２３】
さらに、図１、図２に示すように、自走式破砕機１は、本体部１０の前方側にコントロールユニット９０を備えている。このコントロールユニット９０には、前述の各作業機のＯＮ−ＯＦＦスイッチ（ＳＷ）、具体的にはグリズリフィーダ２２、サイドコンベア２３、破砕機３０、排出コンベア５０、磁選機６０、篩７０、および二次コンベア８０の各ＯＮ−ＯＦＦスイッチが設けられ、各スイッチからの信号がコントローラ９１に出力される。ただし、図２では、左右の下部走行体１１用のスイッチを省略してある。
【００２４】
コントローラ９１は、各スイッチからの信号を入力して各作業機１１，２２，２３，３０，５０，６０，７０，８０用のコントロールバルブ１０１〜１０８に制御信号を出力し、それらの駆動状態を切り換える。一方、グリズリフィーダ２２の油圧モータ２６を除き、各油圧モータ１２，２７，３１，５１，６１，７１，８１への入口側の油圧回路上には、圧力センサ等の検出手段１１０が設けられ、油圧回路中の圧力値がこの検出手段１１０から圧力信号としてコントローラ９１に出力される。ここで、破砕機３０の油圧モータ３１および左右の下部走行体１１の油圧モータ１２においては、入口側および戻り側の油圧回路上に検出手段１１０が設けられており、油圧モータ１２，３１での正逆両方の駆動中の圧力値を検出できるようになっている。
【００２５】
また、コントローラ９１には、コンピュータプログラム等のソフトウェアで構成された判定手段９２、指令手段９３、およびこれらのソフトウェアを格納したり検出した圧力値等をデータとして記憶する図示しない記憶手段が設けられている。
【００２６】
判定手段９２は、検出手段１１０からの圧力信号に基づいて各作業機１１，２３，３０，５０，６０，７０，８０に異常が生じているか否かを判定する。このような判定方法としては種々の方法が考えられるが、本実施形態では、予め決められた異常圧力と圧力信号から得られる圧力値とを比較し、異常圧力値に達した圧力値が所定時間連続して入力された場合に異常であると判定し、その圧力値が検出された作業機を異常と判定する。そして、異常圧力値に達した圧力値の圧力信号が本発明に係る異常検出情報である。反対に、異常な圧力値が入力されない場合には、そのような作業機を正常として判定する。
【００２７】
指令手段９３は、判定手段９２において各作業機２３，３０，５０，６０，７０，８０のいずれかが異常と判定された場合、コントロールユニット９０に設けられたブザー等の警報装置９４や、車両に取り付けられた信号灯などに信号を出力し、異常であることを作業者に知らせるとともに、コントロールバルブ１０２〜１０８に信号を出力して作業機２２，２３，３０，５０，６０，７０，８０を適宜停止させる。
【００２８】
また、本実施形態の指令手段９３は、異常な作業機が存在する場合、異常がある旨の図形表示信号を稼働情報として出力し、さらには作業機が正常に稼働している場合でも、正常である旨の図形表示信号を稼働情報として出力する。また、異常検出した作業機の図形表示信号は、図示しない「確認」スイッチをオペレータが押すか、異常検出により停止した作業機を再起動するまでは、作業機が正常復帰しても出力し続ける。これは、オペレータが異常な作業機を確定するまで、異常が発生した作業機の異常表示を保持させるために実施される。そして、これらの図形表示信号は、コントロールユニット９０に設けられた車両モニタ（表示手段）９５に出力され、また、この車両モニタ９５を介して稼働情報送信ユニット９６に出力される。
【００２９】
車両モニタ９５は、例えば液晶ディスプレイで構成され、コントロールユニット９０の図示しないテンキーに隣接して配置されている。この車両モニタ９５には通常、図３に示すように、自走式破砕機１の平面図が模式的に示されている。この平面図には、自走式破砕機１を構成する複数の作業機、すなわち、グリズリフィーダ２２、サイドコンベア２３、破砕機３０、排出コンベア５０も図形で描かれている。また、自走式破砕機１を平面視した場合に、グリズリフィーダ２２や、破砕機３０、あるいはパワーライン４０等で一部が隠れる左右の下部走行体１１は、自走式破砕機１の平面図とは別に立面図として上下に分かれて表示されている。このような図形は、コンピュータソフトウェアを用いて任意に描き出すことができるものである。なお、ここでは、必要に応じて設置される磁選機６０、篩７０、および二次コンベア８０は使用されておらず、表示されていない。
【００３０】
自走式破砕機１の平面図では、各作業機１１，２２，２３，３０，５０に対応した位置に、これらの稼働情報が円形の表示部１１１，１１２，１１３，１１４，１１５として図形表示されている。そして、本実施形態では、各作業機１１，２２，２３，３０，５０が正常に稼働している場合、各表示部１１１〜１１５は緑色で点灯表示されるようになっている（図３では、図面作成上緑色の代わりとして網掛け表示にしてある）。また、各作業機１１，２２，２３，３０，５０が正常でかつ停止中の場合は、白色に点灯表示される。ただし、グリズリフィーダ２２、サイドコンベア２３、、破砕機３０、排出コンベア５０が稼働している作業モードでは、左右の下部走行体１１を停止させて走行できないようになっているため、図３での下部走行体１１用の表示部１１１は白色に点灯表示され、停止している状態で表示されている。
【００３１】
ここで、車両モニタ９５の左上側には「Ｗ」と表示され、自走式破砕機１の現在の作業状態が作業モードであることがわかるようになっている。そして、詳細な説明を省略するが、自走式破砕機１でのその他のモードとしては、走行モードおよび点検モード等があり、各モードに応じた表示がなされる。例えば走行モードでかつ走行中の場合は、図形表示された下部走行体１１の表示部１１１が緑色に変わり、走行中であることを表示する。このとき、他の作業機２２，２３，３０，５０の表示部１１２〜１１５は停止中を表す白色となる。また、点検モードは、破砕機３０での出口隙間の調整や、各作業機２３，３０，５０を個別に手動操作によりインチング操作させて状態を点検する場合に用いられる。そして、各モードの切り換えは、コントロールユニット９０の図示しない切換スイッチによって行われる。さらに、下部走行体１１や破砕機３０では、油圧モータ１２，３１を逆転駆動させる場合があり、このような場合には黄色の点灯表示にするなど、別の色で表示させる。
【００３２】
一方、そのような作業機２３，３０，５０に異常が生じ、油圧モータ２７，３１，５１の油圧が異常圧力値に達したと判定された場合には、指令手段９３から出力される稼働情報により、異常な作業機の表示部が赤色で点滅表示される。例えば、排出コンベア５０に鉄筋が突き刺さり、回転できなくなった場合、排出コンベア５０用油圧モータ５１の入口圧が上昇し、異常圧力に達した場合には、前述のように、判定手段９２が異常であると判定し、指令手段９３によって警報装置９４や信号灯が作動する他、指令手段９３からの稼働情報により、図４に示すように、排出コンベア５０の表示部１１５が赤色点灯に変わる（図４では、作図上塗りつぶしで表示してある）。また、指令手段９３は同時に、グリズリフィーダ２２、サイドコンベア２３、および破砕機３０を停止させるため、これらの表示部１１２，１１３，１１４は白色点灯に変わる。なお、本実施形態では、グリズリフィーダ２２での異常を検出するための検出手段が設けられていないため（図２参照）、このグリズリフィーダ２２の表示部１１２は専ら、稼働しているか否かを表示するだけにとどまり、赤色に変化することはない。しかし、検出手段を設けて異常を検出できるようにし、異常のときには赤色に変化させてもよい。
【００３３】
ところで、図３において、車両モニタ９５の画面上にはさらに、破砕機３０内に投入された原材料の投入量を示す投入量表示部１１６が表示されている。この投入量表示部１１６は、破砕機３０の投入部分を複数段階（本実施形態では１０段階）の高さレベルに区切って表示し、原材料がどのレベルまで投入されているかを表示している。図３の場合では、原材料がレベル「６」の位置まで投入されていることが示されている。このような原材料の投入量は、破砕機３０の上部に取り付けられた超音波センサ等によって検出される。
【００３４】
この際、原材料の投入量には上限レベルおよび下限レベルがそれぞれ設定されており、三角形の設定表示部１１７，１１８で表示されている。この上限、下限レベルの間で原材料が投入されることで、最も効率のよい破砕が行えるようになっている。つまり、投入量が多すぎる状態で破砕を繰り返すと、例えば破砕機３０の油圧モータ３１に係る負荷が大きい割りに時間当たりの破砕量が少なく、生産性、燃費が悪い。そして、引き続き投入を続けると、原材料が破砕機３０からこぼれ落ちる可能性がある。また、投入量が少なすぎる状態で破砕を繰り返しても、僅かな原材料を過剰な破砕力で破砕することになるから、生産性が悪く、燃費も良好とはいえない。
【００３５】
これを解決するために、コントローラ９１は、前述の超音波センサからの入力を監視し、投入量が上限レベルを超えた場合には、コントロールバルブ１０２を制御して、グリズリフィーダ２２から破砕機３０へ原材料が供給されないように油圧モータ２６の回転数を落とすかまたは完全に停止させる。そして、この状態から破砕作業が進むと、破砕機３０内の原材料が減って高さレベルが下がるのであるが、下限レベルを下回るとコントローラ９１は、コントロールバルブ１０２を制御して油圧モータ２６の回転数を復帰させ、グリズリフィーダ２２による原材料の供給を再開させる。この繰り返しにより、原材料の投入量が所定の高さレベル内で維持され、最適な破砕効率が得られる。
【００３６】
図５には、そのような投入量の設定画面が示されている。つまり、破砕機３０への適切な投入量は、原材料の材質によって大きく異なるため、本実施形態では、原材料の種類に応じた投入量の上限レベルおよび下限レベルを、破砕機３０の稼働条件として設定できるようになっている。具体的に、破砕容易な軟質の原材料については、破砕機３０内に投入される最適投入量を多く（高さを高く）設定し、油圧も低下させて生産性、燃費を向上させる。また、破砕困難な硬質の原材料については、破砕機３０内に投入される最適投入量を少なく（高さを低く）設定し、油圧も高圧にして破砕性の向上を図り、生産性を向上させる。
【００３７】
この設定画面は、特定のテンキーや別途設けられたファンクションキー等を操作することで切り換わる。設定画面において、図中の左側には破砕機３０の断面が模式図的に示されており、原材料の投入部分には、破砕しようとする原材料の種類が表示され、その上方および下方には、その種類に応じた投入量の上限レベルおよび下限レベルが表示されるようになっている。この原材料に応じた各レベルは予めテーブル化されており、コントローラ９１内の記憶手段に記憶されている。なお、図５では、原材料の種類が鉄筋等を含んだコンクリート塊である場合が示されている。
【００３８】
そして、種類の選択は、図中の右側に図形表示されている第１〜第３選択部１２１〜１２３を選択することで行われる。本実施形態では、原材料の種類を選択する部分として、岩石を示す第１選択部１２１、コンクリートを示す第２選択部１２２、アスファルトを示す第３選択部１２３が設けられている。テンキー中の矢印キーを操作することにより、選択できる表示部が切り換わる。選択した原材料を決定する場合には、「確定」キーを押せばよい。こうすることで図中の右側には、原材料の種類および各レベルが自動的に表示される。なお、原材料の種類としては、以上に限定されず、岩石をさらの硬さ別に硬岩および軟岩で区別したり、安山岩や花崗岩など、岩石を種類別に選択できるようにしてもよい。
【００３９】
図２に戻って、稼働情報送信ユニット９６は、車両モニタ９５での表示内容を画像データに変換し、積込機２側の稼働情報受信ユニット９７に送信する機能を有している。この稼働情報受信ユニット９７で受信された画像データは、積込機２側に設けられた車両モニタ９８に同様に表示される。従って、積込機２のオペレータは、積込作業を行いながら自走式破砕機１の稼動状況を監視することが可能であり、破砕機３０や排出コンベア５０などに異常が生じ場合には、異常が生じた作業機を積込機２に居ながらにして知ることが可能である。なお、ここでは、積込機２側の稼働情報受信ユニット９７および車両モニタ９８について述べたが、これらを破砕現場の管理事務所にも設置しておき、破砕作業を管理者側で監視できるようにしてもよい。
【００４０】
さらに、本実施形態では、コントローラ９１には下流装置９９の稼動状況に基づく信号が入力される。この下流装置９９は、自走式破砕機１の油圧ポンプ４２等を油圧源としない作業機等で構成されており、例えば自走式破砕機１の下流側に配置された別の自走式破砕機などである。つまり、図１に示す自走式破砕機１で破砕された破砕物を下流側の自走式破砕機に投入し、より粒度の小さい破砕物を得る場合などである。そして、下流側の自走式破砕機に異常が生じた場合、その信号が上流側にある自走式破砕機１のコントローラ９１に入り、コントローラ９１は自走式破砕機１の各作業機２２，２３，３０，５０等を停止させる。
【００４１】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(１) すなわち、前述のモニタリングシステムによれば、下部走行体１１や、グリズリフィーダ２２、サイドコンベア２３、破砕機３０、排出コンベア５０等が正常に稼働しているか、または異常であるかといった稼働情報が自走式破砕機１の車両モニタ９５，９８に表示されるので、各作業機１１，２２，２３，３０，５０の稼働状況を正常あるいは異常として判別された結果に基づいて認識でき、カメラにより稼働状況を直接モニタに映し出す場合に比べ、異常状態を確実に認識できる。また、稼働情報を複数の作業機１１，２３，３０，５０毎に表示するので、いずれの作業機１１，２３，３０，５０が真の異常発生箇所であるかを迅速かつ確実に認識できる。
【００４２】
(２) 稼働情報を示す表示部１１１，１１２，１１３，１１４，１１５は、作業機１１，２２，２３，３０，５０の図形と共に図形表示されるため、視覚を通じて、作業機１１，２２，２３，３０，５０毎の稼働情報を直感的に把握でき、異常発生箇所を的確に認識できる。
【００４３】
(３) 特に下部走行体１１は、自走式破砕機１を平面視した場合には本来、グリズリフィーダ２２や、破砕機３０、あるいはパワーライン４０等で一部が隠れるのであるが、この下部走行体１１が自走式破砕機１の全体図とは別に表示されているので、一部が隠れる場合でも確実に表示でき、視認性を向上させることができる。
【００４４】
(４) 稼働情報は、作業機１１，２３，３０，５０が正常稼働中であれば緑色で、停止中であれば白色で、異常であれば赤色で表示されるから、稼働状態の違いをより明確にでき、作業者の混乱を確実に回避できる。
【００４５】
(５) また、稼働情報は、自走式破砕機１の車両モニタ９５の他、積込機２の車両モニタ９８にも同様に図形表示されるので、異常発生に伴って積込作業を即座に止めることができる。また、積込機２のオペレータに対し自走式破砕機１の作業者が異常発生の連絡等を行う必要がないから、オペレータが作業者を兼任でき、人力削減を推進できる。
【００４６】
(６) 設定画面では、破砕機３０への投入量に関する稼働条件を設定できるので、原材料の種類に応じた最適な投入量で破砕機３０稼働でき、種類の違いに確実に対応できて汎用性を向上させることができ、また、破砕効率を向上させることができる。
【００４７】
(７) コントローラ９１には、各作業機１１，２３，３０，５０，６０，７０，８０の油圧に基づいて正常、異常の判定を行う判定手段９２を備えているので、作業者の私感的な判定に頼ることがなく、異常状態の判定ミスを防止できる。また、指令手段９３を設けたので、作業者が異常状態に気付かない場合でも、自動的に作業機１１，２２，２３，３０，５０，６０，７０，８０を停止させる指令等を出力したり、警報装置９４を作動させることができ、異常状態を長時間放置することによるさらなる不具合の発生を防止できる。従って、信頼性の高いシステムを構築できる。
【００４８】
(８) また、コントローラ９１は下流装置９９からの信号を入力するため、自走式破砕機１の油圧源とは別の油圧源で駆動される作業機が下流側に配置されていても、そのような作業機に異常が生じたときには、その異常を検出して自走式破砕機１自身の作業機１１，２２，２３，３０，５０，６０，７０，８０等を停止でき、自走式破砕機１からの破砕物が下流側の異常発生中の作業機に排出されるのを即座に停止できる。
【００４９】
(９) 自走式破砕機１の図形や、これを構成する下部走行体１１、グリズリフィーダ２２、サイドコンベア２３、破砕機３０、排出コンベア５０の図形、さらには各表示部１１１，１１２，１１３，１１４，１１５の図形は、コンピュータソフトウェアを用いて作図され、任意に変更可能であるから、例えば、磁選機６０、篩７０、あるいは二次コンベア８０が後付けされた場合でも、図６に示すように、容易に追加できる。すなわち、これらの作業機６０，７０，８０や、その表示部１３１，１３２、１３３を含んで描かれた図形ファイルを予め用意して記憶手段に記憶させておき、後付けされた時点でこのファイルを呼び出して使用すればよく、ハードウェアの変更等をなくして簡単に対応できる。そのような図形ファイルを記憶手段に規則させておく他、必要に応じてダウンロードさせて対応することもできる。
【００５０】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、各作業機１１，２３，３０，５０，６０，７０，８０の油圧を圧力センサ等の検出手段１１０で検出していたが、検出手段としては油圧を検出するものだけでなく、例えば油圧モータ１２，２７，３１，５１，６１，７１，８１の回転数を検出するものであってもよい。
【００５１】
前記実施形態の設定画面では、原材料の種類に応じた最適な投入量を設定できるようになっていたが、その他、作業機１１，２３，３０，５０，６０，７０，８０の正常、異常を判定する際の圧力値の上限値、下限値を任意に設定できるようにしてもよく、このような判定基準の設定も本発明の稼働条件の設定に含まれる。
【００５２】
前記実施形態では、各作業機１１，２２，２３，３０，５０，６０，７０，８０に対して一つの表示部１１１，１１２，１１３，１１４，１１５、１３１，１３２，１３３が設けられていたが、一つの作業機に油圧モータが複数用いられている場合では、複数の表示部を設けて図形表示させてもよく、こうすることで作業機のいずれの部位に異常が生じているのかを即座に認識できる。
【００５３】
前記実施形態では、下部走行体１１の図形が自走式破砕機１全体の平面図とは別に描かれており、これらが同一の画面上に表示されていたが、別に描かれた下部走行体１１の図形を自走式破砕機１とは別の画面上に表示させ、これらの表示画面を任意に切り換えられるようにしてもよい。
また、前記実施形態では、自走式破砕機１全体が平面図で表示されていたが、自走式破砕機１全体を立面図で表示したり、立体図（斜視図）等で表示してもよく、表示形態はその実施にあたって適宜決められてよい。
【００５４】
前記実施形態では、破砕作業が自走式破砕機１を用いて行われていたが、本発明のモニタリングシステムは、定置式の破砕機を用いた破砕プラント等での破砕作業にも適用できる。
【００５５】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る破砕作業のモニタリングシステムが適用された自走式破砕機および積込機を示す外観図。
【図２】前記自走式破砕機の油圧回路およびコントロールユニットを示す図。
【図３】作業モードでの作業機が正常な場合の表示画面を示す図。
【図４】作業モードでの作業機に異常が生じた場合の表示画面を示す図。
【図５】設定画面を示す図。
【図６】作業機が増えた場合の表示画面を示す図である。
【符号の説明】
１１…下部走行体（作業機）、２２…グリズリフィーダ（作業機）、２３…サイドコンベア（作業機）、３０…破砕機（作業機）、５０…排出コンベア（作業機）、６０…磁選機（作業機）、７０…篩（作業機）、８０…二次コンベア（作業機）、９２…判定手段、９３…指令手段、９５，９８…車両モニタ（表示手段）、１１０…検出手段、１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１３１，１３２，１３３…表示部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジョークラッシャ、インパクトクラッシャ、あるいはコーンクラッシャ等の破砕機を用いて行われる破砕作業のモニタリングシステムに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、本体部と、この本体部の後方側に搭載されて原材料を供給する供給部と、本体部に搭載されて供給部から供給された原材料を破砕するジョークラッシャ等の破砕機と、本体部下方に配置された排出コンベア等の排出装置とを備えた自走式破砕機が知られている。
【０００３】
この自走式破砕機によれば、パワーショベル等の積込機で供給部に原材料を積み込むと、この供給部から破砕機に原材料が供給され、この原材料は、破砕されながら下方に向かい、破砕機の排出口から下方に落下する。この落下した破砕物は、排出装置によって搬送される。
ここで、破砕物の詰まりを監視するため、例えば、カメラにより破砕機内部の破砕状況をモニタに映し出すとともに、排出装置の排出口に設けられた検出センサで破砕物の通過を検出する構成がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３３３３１８号公報（図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１で示された自走式破砕機では、現実には、雨天時の水滴や破砕時の粉塵がカメラに付着するうえ、破砕作業時の振動によってカメラの設置状態が不安定となるため、破砕状況をカメラで撮像して確認することは困難であり、破砕物の詰まり等の異常状態が本当に生じているのか否かを確実に判別できなかった。
また、破砕機内部をカメラで映し出すには、カメラを破砕機上部に取り付けなければならないので、積込機のオペレータが誤ってカメラの上部に原材料を落とし、カメラを破損させる可能性もある。
さらに、排出装置の排出口に設けられた検出センサを用いても、実際に破砕物が通過していない異常な状態が発生した場合、排出装置の異常により生じたのか、あるいはその上流側にある破砕機、供給部の異常により生じているのか把握できないため、異常が発生した作業機を特定するのに時間がかかってしまい、正常状態への復帰に時間がかかっていた。
【０００６】
また、排出装置に設けた検出センサでは、積込機で間欠的に原材料を投入する場合、排出装置を通過する破砕物量が変動するため、異常状態を誤検出するおそれがあった。そのため、作業者を惑わせることになり、信頼性に欠けていた。
【０００７】
本発明の目的は、異常状態およびその発生箇所を確実に認識できる破砕作業のモニタリングシステムを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、信頼性の高い破砕作業のモニタリングシステムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段と作用効果】
本発明の請求項１の破砕作業のモニタリングシステムは、一連の破砕作業で用いられる作業機が正常であるかまたは異常であるかを稼働情報として複数表示する表示手段が設けられていることを特徴とする。
ここで、一連の破砕作業中の供給、破砕、排出等の各作業に用いられる作業機のうち、各作業機毎に稼働情報を全て表示してもよいし、複数の作業機を選択してそれらの稼働情報を表示してもよい。また、「一連の破砕作業」としては、前記各作業の他、作業機を移動させる作業等も含まれる。
【０００９】
本発明によれば、特定の作業機が正常であれば、この作業機が正常である旨の稼働情報を表示し、特定の作業機に異常が生じれば、この作業機が異常である旨の稼働情報を表示手段に表示する。従って、従来のように、カメラにより破砕状況だけを直接モニタに映し出す場合に比べ、全作業機の稼働状況を正常あるいは異常として判別された結果に基づいて認識でき、異常状態を確実に認識できる。
このとき、稼働情報を複数表示するので、つまり、全ての作業機または選択された複数の作業機の稼働情報を表示するので、いずれの作業機が真の異常発生箇所であるかを確実に認識できる。
【００１０】
請求項２の破砕作業のモニタリングシステムは、請求項１に記載の破砕作業のモニタリングシステムにおいて、前記稼働情報は、前記正常および／または異常な作業機の図形と共に図形表示されることを特徴とする。
本発明によれば、視覚を通じて、作業機毎の稼働情報を直感的に把握できるから、異常発生箇所を的確に認識できる。
【００１１】
請求項３の破砕作業のモニタリングシステムは、請求項２に記載の破砕作業のモニタリングシステムにおいて、前記作業機は平面図で表示され、当該作業機により平面視で一部または全体が遮られる他の作業機は、当該作業機とは別に表示されることを特徴とする。
ここで、「他の作業機を別に表示する」とは、当該作業機で遮られた他の作業機を視認できるように、この他の作業機を当該作業機を表わす平面図とは別の位置に図形表示したり、別の画面上に図形表示することを意味する。
本発明によれば、より多くの作業機を図形表示できるので、一連の破砕作業で用いられる作業機の稼働情報をより確実に認識できる。
【００１２】
請求項４の破砕作業のモニタリングシステムは、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の破砕作業のモニタリングシステムにおいて、前記正常を表す稼働情報と異常を表す稼働情報とは色分け表示されることを特徴とする。
本発明によれば、異常状態が発生した場合に色彩を変化させるので、稼働状態がより認識しやすくなる。
【００１３】
請求項５の破砕作業のモニタリングシステムは、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の破砕作業のモニタリングシステムにおいて、前記表示手段は、作業機の稼働条件を設定する設定画面を図形表示することを特徴とする。
ここで、「稼働条件」とは、破砕機等の作業機内に投入される原材料の量や、各作業機で用いられる油圧モータの油圧の限界値等が挙げられる。
本発明によれば、作業機や原材料の特性に応じて稼働条件を自在に設定できるので、モニタリングシステムの汎用性が向上する。そして、稼働条件の設定も図形表示された画面で行えるため、設定操作が容易である。
【００１４】
請求項６の破砕作業のモニタリングシステムは、一連の破砕作業で用いられる作業機が正常であるかおよび／または異常であるかを検出する検出手段と、この検出手段からの異常検出情報が所定時間検出された場合には当該作業機が異常であると判定し、異常検出情報が所定時間未満の場合は正常であると判定する判定手段と、この判定手段の判定結果に基づき所定の作業機に対する指令情報を出力する指令手段と、前記判定手段の判定結果を稼働情報として複数表示する表示手段とが設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明では、異常検出情報が所定時間検出された場合を作業機の異常として判定するので、異常状態の判定ミスを防止できる。また、指令手段を設けたので、作業者が異常状態に気付かない場合でも、自動的に作業機に対し停止指令等が出力されるから、異常状態を長時間放置してさらに不具合が発生するのを防止できる。従って、信頼性の高いシステムを構築できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るモニタリングシステムが適用された自走式破砕機１およびパワーショベル等の積込機２を示す外観図である。本システムは、積込機２から自走式破砕機１に投入された原材料を破砕する一連の破砕作業において、この破砕作業で用いられている複数の作業機のうち、いずれの作業機が正常であるか、また、いずれの作業機が異常であるかを知るためのシステムである。
【００１７】
本システムで用いられている自走式破砕機１は、一対の下部走行体（作業機）１１を備えた本体部１０と、本体部１０の前後方向（図１の紙面左右方向）の後部側に搭載された供給部２０と、この供給部２０の前方に搭載された破砕機（作業機）３０と、破砕機３０のさらに前方側に搭載されたパワーライン４０と、本体部１０の下方から前方斜め上方に向けて延設された排出コンベア（作業機）５０とを備えている。
【００１８】
本体部１０において、下部走行体１１はクローラ式であり、油圧モータ１２によって駆動される。下部走行体１１としては、同様な油圧モータ駆動の車輪式であってもよく、クローラ式と車輪式とを併用したタイプであってもよい。そして、このような下部走行体１１を駆動することで、自走式破砕機１を最適な位置に移動させることが可能である。
【００１９】
供給部２０は、上方に拡開して原材料が投入されるホッパ２１と、投入された原材料を破砕機３０に送るグリズリフィーダ（作業機）２２と、グリズリフィーダ２２の隙間から落下した未破砕の原材料を自走式破砕機１の側方に排出するサイドコンベア（作業機）２３とを備え、グリズリフィーダ２２が振動装置２５の油圧モータ２６で駆動され、サイドコンベア２３が油圧モータ２７（図２）で駆動される。
【００２０】
破砕機３０は、本実施形態では、固定ジョーおよびスイングジョーを備えたジョークラッシャである。ただし、破砕機３０としては、インパクトクラッシャ、コーンクラッシャ、シェアクラッシャ、あるいはロールクラッシャであってもよい。このような破砕機３０のスイングジョーは油圧モータ３１（図２）で駆動される。
【００２１】
パワーライン４０は、図２に示すように、エンジン４１と、このエンジン４１によって駆動される油圧ポンプ４２とを備えている。油圧ポンプ４２からの油圧は、コントロールバルブ１０１〜１０８を介して下部走行体１１の油圧モータ１２、グリズリフィーダ２２に設けられた振動装置２５の油圧モータ２６、破砕機３０の油圧モータ３１、次説する排出コンベア５０の油圧モータ５１、後述する磁選機６０の油圧モータ６１、篩７０の油圧モータ７１、および二次コンベア８０の油圧モータ８１に供給される。
【００２２】
排出コンベア５０は、破砕機３０で破砕された破砕物を車両前方側に搬送して排出し、地上に堆積させるものであり、前述したように、前端の油圧モータ５１で駆動される。なお、原材料として鉄筋等を含んだコンクリート塊が投入される場合には、排出コンベア５０上から鉄筋を取り除くために、図１中に二点鎖線で示すように、磁選機（作業機）６０が後付けされる場合がある。また、排出コンベア５０から排出される破砕物をそのまま地上に堆積させるのではなく、破砕物をさらに篩（作業機）７０にかけて粒度の異なる大小の破砕物に選別する場合がある。この場合、篩７０の隙間から落下した粒度の小さい破砕物はさらに、二次コンベア（作業機）８０で離れた位置に搬出され、篩７０上に残った粒度の大きい破砕物は、篩７０から滑り落ちて堆積されるか、図示しない三次コンベアで別な場所に搬出される。
【００２３】
さらに、図１、図２に示すように、自走式破砕機１は、本体部１０の前方側にコントロールユニット９０を備えている。このコントロールユニット９０には、前述の各作業機のＯＮ−ＯＦＦスイッチ（ＳＷ）、具体的にはグリズリフィーダ２２、サイドコンベア２３、破砕機３０、排出コンベア５０、磁選機６０、篩７０、および二次コンベア８０の各ＯＮ−ＯＦＦスイッチが設けられ、各スイッチからの信号がコントローラ９１に出力される。ただし、図２では、左右の下部走行体１１用のスイッチを省略してある。
【００２４】
コントローラ９１は、各スイッチからの信号を入力して各作業機１１，２２，２３，３０，５０，６０，７０，８０用のコントロールバルブ１０１〜１０８に制御信号を出力し、それらの駆動状態を切り換える。一方、グリズリフィーダ２２の油圧モータ２６を除き、各油圧モータ１２，２７，３１，５１，６１，７１，８１への入口側の油圧回路上には、圧力センサ等の検出手段１１０が設けられ、油圧回路中の圧力値がこの検出手段１１０から圧力信号としてコントローラ９１に出力される。ここで、破砕機３０の油圧モータ３１および左右の下部走行体１１の油圧モータ１２においては、入口側および戻り側の油圧回路上に検出手段１１０が設けられており、油圧モータ１２，３１での正逆両方の駆動中の圧力値を検出できるようになっている。
【００２５】
また、コントローラ９１には、コンピュータプログラム等のソフトウェアで構成された判定手段９２、指令手段９３、およびこれらのソフトウェアを格納したり検出した圧力値等をデータとして記憶する図示しない記憶手段が設けられている。
【００２６】
判定手段９２は、検出手段１１０からの圧力信号に基づいて各作業機１１，２３，３０，５０，６０，７０，８０に異常が生じているか否かを判定する。このような判定方法としては種々の方法が考えられるが、本実施形態では、予め決められた異常圧力と圧力信号から得られる圧力値とを比較し、異常圧力値に達した圧力値が所定時間連続して入力された場合に異常であると判定し、その圧力値が検出された作業機を異常と判定する。そして、異常圧力値に達した圧力値の圧力信号が本発明に係る異常検出情報である。反対に、異常な圧力値が入力されない場合には、そのような作業機を正常として判定する。
【００２７】
指令手段９３は、判定手段９２において各作業機２３，３０，５０，６０，７０，８０のいずれかが異常と判定された場合、コントロールユニット９０に設けられたブザー等の警報装置９４や、車両に取り付けられた信号灯などに信号を出力し、異常であることを作業者に知らせるとともに、コントロールバルブ１０２〜１０８に信号を出力して作業機２２，２３，３０，５０，６０，７０，８０を適宜停止させる。
【００２８】
また、本実施形態の指令手段９３は、異常な作業機が存在する場合、異常がある旨の図形表示信号を稼働情報として出力し、さらには作業機が正常に稼働している場合でも、正常である旨の図形表示信号を稼働情報として出力する。また、異常検出した作業機の図形表示信号は、図示しない「確認」スイッチをオペレータが押すか、異常検出により停止した作業機を再起動するまでは、作業機が正常復帰しても出力し続ける。これは、オペレータが異常な作業機を確定するまで、異常が発生した作業機の異常表示を保持させるために実施される。そして、これらの図形表示信号は、コントロールユニット９０に設けられた車両モニタ（表示手段）９５に出力され、また、この車両モニタ９５を介して稼働情報送信ユニット９６に出力される。
【００２９】
車両モニタ９５は、例えば液晶ディスプレイで構成され、コントロールユニット９０の図示しないテンキーに隣接して配置されている。この車両モニタ９５には通常、図３に示すように、自走式破砕機１の平面図が模式的に示されている。この平面図には、自走式破砕機１を構成する複数の作業機、すなわち、グリズリフィーダ２２、サイドコンベア２３、破砕機３０、排出コンベア５０も図形で描かれている。また、自走式破砕機１を平面視した場合に、グリズリフィーダ２２や、破砕機３０、あるいはパワーライン４０等で一部が隠れる左右の下部走行体１１は、自走式破砕機１の平面図とは別に立面図として上下に分かれて表示されている。このような図形は、コンピュータソフトウェアを用いて任意に描き出すことができるものである。なお、ここでは、必要に応じて設置される磁選機６０、篩７０、および二次コンベア８０は使用されておらず、表示されていない。
【００３０】
自走式破砕機１の平面図では、各作業機１１，２２，２３，３０，５０に対応した位置に、これらの稼働情報が円形の表示部１１１，１１２，１１３，１１４，１１５として図形表示されている。そして、本実施形態では、各作業機１１，２２，２３，３０，５０が正常に稼働している場合、各表示部１１１〜１１５は緑色で点灯表示されるようになっている（図３では、図面作成上緑色の代わりとして網掛け表示にしてある）。また、各作業機１１，２２，２３，３０，５０が正常でかつ停止中の場合は、白色に点灯表示される。ただし、グリズリフィーダ２２、サイドコンベア２３、、破砕機３０、排出コンベア５０が稼働している作業モードでは、左右の下部走行体１１を停止させて走行できないようになっているため、図３での下部走行体１１用の表示部１１１は白色に点灯表示され、停止している状態で表示されている。
【００３１】
ここで、車両モニタ９５の左上側には「Ｗ」と表示され、自走式破砕機１の現在の作業状態が作業モードであることがわかるようになっている。そして、詳細な説明を省略するが、自走式破砕機１でのその他のモードとしては、走行モードおよび点検モード等があり、各モードに応じた表示がなされる。例えば走行モードでかつ走行中の場合は、図形表示された下部走行体１１の表示部１１１が緑色に変わり、走行中であることを表示する。このとき、他の作業機２２，２３，３０，５０の表示部１１２〜１１５は停止中を表す白色となる。また、点検モードは、破砕機３０での出口隙間の調整や、各作業機２３，３０，５０を個別に手動操作によりインチング操作させて状態を点検する場合に用いられる。そして、各モードの切り換えは、コントロールユニット９０の図示しない切換スイッチによって行われる。さらに、下部走行体１１や破砕機３０では、油圧モータ１２，３１を逆転駆動させる場合があり、このような場合には黄色の点灯表示にするなど、別の色で表示させる。
【００３２】
一方、そのような作業機２３，３０，５０に異常が生じ、油圧モータ２７，３１，５１の油圧が異常圧力値に達したと判定された場合には、指令手段９３から出力される稼働情報により、異常な作業機の表示部が赤色で点滅表示される。例えば、排出コンベア５０に鉄筋が突き刺さり、回転できなくなった場合、排出コンベア５０用油圧モータ５１の入口圧が上昇し、異常圧力に達した場合には、前述のように、判定手段９２が異常であると判定し、指令手段９３によって警報装置９４や信号灯が作動する他、指令手段９３からの稼働情報により、図４に示すように、排出コンベア５０の表示部１１５が赤色点灯に変わる（図４では、作図上塗りつぶしで表示してある）。また、指令手段９３は同時に、グリズリフィーダ２２、サイドコンベア２３、および破砕機３０を停止させるため、これらの表示部１１２，１１３，１１４は白色点灯に変わる。なお、本実施形態では、グリズリフィーダ２２での異常を検出するための検出手段が設けられていないため（図２参照）、このグリズリフィーダ２２の表示部１１２は専ら、稼働しているか否かを表示するだけにとどまり、赤色に変化することはない。しかし、検出手段を設けて異常を検出できるようにし、異常のときには赤色に変化させてもよい。
【００３３】
ところで、図３において、車両モニタ９５の画面上にはさらに、破砕機３０内に投入された原材料の投入量を示す投入量表示部１１６が表示されている。この投入量表示部１１６は、破砕機３０の投入部分を複数段階（本実施形態では１０段階）の高さレベルに区切って表示し、原材料がどのレベルまで投入されているかを表示している。図３の場合では、原材料がレベル「６」の位置まで投入されていることが示されている。このような原材料の投入量は、破砕機３０の上部に取り付けられた超音波センサ等によって検出される。
【００３４】
この際、原材料の投入量には上限レベルおよび下限レベルがそれぞれ設定されており、三角形の設定表示部１１７，１１８で表示されている。この上限、下限レベルの間で原材料が投入されることで、最も効率のよい破砕が行えるようになっている。つまり、投入量が多すぎる状態で破砕を繰り返すと、例えば破砕機３０の油圧モータ３１に係る負荷が大きい割りに時間当たりの破砕量が少なく、生産性、燃費が悪い。そして、引き続き投入を続けると、原材料が破砕機３０からこぼれ落ちる可能性がある。また、投入量が少なすぎる状態で破砕を繰り返しても、僅かな原材料を過剰な破砕力で破砕することになるから、生産性が悪く、燃費も良好とはいえない。
【００３５】
これを解決するために、コントローラ９１は、前述の超音波センサからの入力を監視し、投入量が上限レベルを超えた場合には、コントロールバルブ１０２を制御して、グリズリフィーダ２２から破砕機３０へ原材料が供給されないように油圧モータ２６の回転数を落とすかまたは完全に停止させる。そして、この状態から破砕作業が進むと、破砕機３０内の原材料が減って高さレベルが下がるのであるが、下限レベルを下回るとコントローラ９１は、コントロールバルブ１０２を制御して油圧モータ２６の回転数を復帰させ、グリズリフィーダ２２による原材料の供給を再開させる。この繰り返しにより、原材料の投入量が所定の高さレベル内で維持され、最適な破砕効率が得られる。
【００３６】
図５には、そのような投入量の設定画面が示されている。つまり、破砕機３０への適切な投入量は、原材料の材質によって大きく異なるため、本実施形態では、原材料の種類に応じた投入量の上限レベルおよび下限レベルを、破砕機３０の稼働条件として設定できるようになっている。具体的に、破砕容易な軟質の原材料については、破砕機３０内に投入される最適投入量を多く（高さを高く）設定し、油圧も低下させて生産性、燃費を向上させる。また、破砕困難な硬質の原材料については、破砕機３０内に投入される最適投入量を少なく（高さを低く）設定し、油圧も高圧にして破砕性の向上を図り、生産性を向上させる。
【００３７】
この設定画面は、特定のテンキーや別途設けられたファンクションキー等を操作することで切り換わる。設定画面において、図中の左側には破砕機３０の断面が模式図的に示されており、原材料の投入部分には、破砕しようとする原材料の種類が表示され、その上方および下方には、その種類に応じた投入量の上限レベルおよび下限レベルが表示されるようになっている。この原材料に応じた各レベルは予めテーブル化されており、コントローラ９１内の記憶手段に記憶されている。なお、図５では、原材料の種類が鉄筋等を含んだコンクリート塊である場合が示されている。
【００３８】
そして、種類の選択は、図中の右側に図形表示されている第１〜第３選択部１２１〜１２３を選択することで行われる。本実施形態では、原材料の種類を選択する部分として、岩石を示す第１選択部１２１、コンクリートを示す第２選択部１２２、アスファルトを示す第３選択部１２３が設けられている。テンキー中の矢印キーを操作することにより、選択できる表示部が切り換わる。選択した原材料を決定する場合には、「確定」キーを押せばよい。こうすることで図中の右側には、原材料の種類および各レベルが自動的に表示される。なお、原材料の種類としては、以上に限定されず、岩石をさらの硬さ別に硬岩および軟岩で区別したり、安山岩や花崗岩など、岩石を種類別に選択できるようにしてもよい。
【００３９】
図２に戻って、稼働情報送信ユニット９６は、車両モニタ９５での表示内容を画像データに変換し、積込機２側の稼働情報受信ユニット９７に送信する機能を有している。この稼働情報受信ユニット９７で受信された画像データは、積込機２側に設けられた車両モニタ９８に同様に表示される。従って、積込機２のオペレータは、積込作業を行いながら自走式破砕機１の稼動状況を監視することが可能であり、破砕機３０や排出コンベア５０などに異常が生じ場合には、異常が生じた作業機を積込機２に居ながらにして知ることが可能である。なお、ここでは、積込機２側の稼働情報受信ユニット９７および車両モニタ９８について述べたが、これらを破砕現場の管理事務所にも設置しておき、破砕作業を管理者側で監視できるようにしてもよい。
【００４０】
さらに、本実施形態では、コントローラ９１には下流装置９９の稼動状況に基づく信号が入力される。この下流装置９９は、自走式破砕機１の油圧ポンプ４２等を油圧源としない作業機等で構成されており、例えば自走式破砕機１の下流側に配置された別の自走式破砕機などである。つまり、図１に示す自走式破砕機１で破砕された破砕物を下流側の自走式破砕機に投入し、より粒度の小さい破砕物を得る場合などである。そして、下流側の自走式破砕機に異常が生じた場合、その信号が上流側にある自走式破砕機１のコントローラ９１に入り、コントローラ９１は自走式破砕機１の各作業機２２，２３，３０，５０等を停止させる。
【００４１】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(１) すなわち、前述のモニタリングシステムによれば、下部走行体１１や、グリズリフィーダ２２、サイドコンベア２３、破砕機３０、排出コンベア５０等が正常に稼働しているか、または異常であるかといった稼働情報が自走式破砕機１の車両モニタ９５，９８に表示されるので、各作業機１１，２２，２３，３０，５０の稼働状況を正常あるいは異常として判別された結果に基づいて認識でき、カメラにより稼働状況を直接モニタに映し出す場合に比べ、異常状態を確実に認識できる。また、稼働情報を複数の作業機１１，２３，３０，５０毎に表示するので、いずれの作業機１１，２３，３０，５０が真の異常発生箇所であるかを迅速かつ確実に認識できる。
【００４２】
(２) 稼働情報を示す表示部１１１，１１２，１１３，１１４，１１５は、作業機１１，２２，２３，３０，５０の図形と共に図形表示されるため、視覚を通じて、作業機１１，２２，２３，３０，５０毎の稼働情報を直感的に把握でき、異常発生箇所を的確に認識できる。
【００４３】
(３) 特に下部走行体１１は、自走式破砕機１を平面視した場合には本来、グリズリフィーダ２２や、破砕機３０、あるいはパワーライン４０等で一部が隠れるのであるが、この下部走行体１１が自走式破砕機１の全体図とは別に表示されているので、一部が隠れる場合でも確実に表示でき、視認性を向上させることができる。
【００４４】
(４) 稼働情報は、作業機１１，２３，３０，５０が正常稼働中であれば緑色で、停止中であれば白色で、異常であれば赤色で表示されるから、稼働状態の違いをより明確にでき、作業者の混乱を確実に回避できる。
【００４５】
(５) また、稼働情報は、自走式破砕機１の車両モニタ９５の他、積込機２の車両モニタ９８にも同様に図形表示されるので、異常発生に伴って積込作業を即座に止めることができる。また、積込機２のオペレータに対し自走式破砕機１の作業者が異常発生の連絡等を行う必要がないから、オペレータが作業者を兼任でき、人力削減を推進できる。
【００４６】
(６) 設定画面では、破砕機３０への投入量に関する稼働条件を設定できるので、原材料の種類に応じた最適な投入量で破砕機３０稼働でき、種類の違いに確実に対応できて汎用性を向上させることができ、また、破砕効率を向上させることができる。
【００４７】
(７) コントローラ９１には、各作業機１１，２３，３０，５０，６０，７０，８０の油圧に基づいて正常、異常の判定を行う判定手段９２を備えているので、作業者の私感的な判定に頼ることがなく、異常状態の判定ミスを防止できる。また、指令手段９３を設けたので、作業者が異常状態に気付かない場合でも、自動的に作業機１１，２２，２３，３０，５０，６０，７０，８０を停止させる指令等を出力したり、警報装置９４を作動させることができ、異常状態を長時間放置することによるさらなる不具合の発生を防止できる。従って、信頼性の高いシステムを構築できる。
【００４８】
(８) また、コントローラ９１は下流装置９９からの信号を入力するため、自走式破砕機１の油圧源とは別の油圧源で駆動される作業機が下流側に配置されていても、そのような作業機に異常が生じたときには、その異常を検出して自走式破砕機１自身の作業機１１，２２，２３，３０，５０，６０，７０，８０等を停止でき、自走式破砕機１からの破砕物が下流側の異常発生中の作業機に排出されるのを即座に停止できる。
【００４９】
(９) 自走式破砕機１の図形や、これを構成する下部走行体１１、グリズリフィーダ２２、サイドコンベア２３、破砕機３０、排出コンベア５０の図形、さらには各表示部１１１，１１２，１１３，１１４，１１５の図形は、コンピュータソフトウェアを用いて作図され、任意に変更可能であるから、例えば、磁選機６０、篩７０、あるいは二次コンベア８０が後付けされた場合でも、図６に示すように、容易に追加できる。すなわち、これらの作業機６０，７０，８０や、その表示部１３１，１３２、１３３を含んで描かれた図形ファイルを予め用意して記憶手段に記憶させておき、後付けされた時点でこのファイルを呼び出して使用すればよく、ハードウェアの変更等をなくして簡単に対応できる。そのような図形ファイルを記憶手段に規則させておく他、必要に応じてダウンロードさせて対応することもできる。
【００５０】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、各作業機１１，２３，３０，５０，６０，７０，８０の油圧を圧力センサ等の検出手段１１０で検出していたが、検出手段としては油圧を検出するものだけでなく、例えば油圧モータ１２，２７，３１，５１，６１，７１，８１の回転数を検出するものであってもよい。
【００５１】
前記実施形態の設定画面では、原材料の種類に応じた最適な投入量を設定できるようになっていたが、その他、作業機１１，２３，３０，５０，６０，７０，８０の正常、異常を判定する際の圧力値の上限値、下限値を任意に設定できるようにしてもよく、このような判定基準の設定も本発明の稼働条件の設定に含まれる。
【００５２】
前記実施形態では、各作業機１１，２２，２３，３０，５０，６０，７０，８０に対して一つの表示部１１１，１１２，１１３，１１４，１１５、１３１，１３２，１３３が設けられていたが、一つの作業機に油圧モータが複数用いられている場合では、複数の表示部を設けて図形表示させてもよく、こうすることで作業機のいずれの部位に異常が生じているのかを即座に認識できる。
【００５３】
前記実施形態では、下部走行体１１の図形が自走式破砕機１全体の平面図とは別に描かれており、これらが同一の画面上に表示されていたが、別に描かれた下部走行体１１の図形を自走式破砕機１とは別の画面上に表示させ、これらの表示画面を任意に切り換えられるようにしてもよい。
また、前記実施形態では、自走式破砕機１全体が平面図で表示されていたが、自走式破砕機１全体を立面図で表示したり、立体図（斜視図）等で表示してもよく、表示形態はその実施にあたって適宜決められてよい。
【００５４】
前記実施形態では、破砕作業が自走式破砕機１を用いて行われていたが、本発明のモニタリングシステムは、定置式の破砕機を用いた破砕プラント等での破砕作業にも適用できる。
【００５５】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る破砕作業のモニタリングシステムが適用された自走式破砕機および積込機を示す外観図。
【図２】前記自走式破砕機の油圧回路およびコントロールユニットを示す図。
【図３】作業モードでの作業機が正常な場合の表示画面を示す図。
【図４】作業モードでの作業機に異常が生じた場合の表示画面を示す図。
【図５】設定画面を示す図。
【図６】作業機が増えた場合の表示画面を示す図である。
【符号の説明】
１１…下部走行体（作業機）、２２…グリズリフィーダ（作業機）、２３…サイドコンベア（作業機）、３０…破砕機（作業機）、５０…排出コンベア（作業機）、６０…磁選機（作業機）、７０…篩（作業機）、８０…二次コンベア（作業機）、９２…判定手段、９３…指令手段、９５，９８…車両モニタ（表示手段）、１１０…検出手段、１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１３１，１３２，１３３…表示部。
Claims (6)
- 破砕作業のモニタリングシステムにおいて、
一連の破砕作業で用いられる作業機（１１）、（２２）、（２３）、（３０）、（５０）、（６０）、（７０）、（８０）が正常であるかまたは異常であるかを稼働情報として複数表示する表示手段（９５）、（９８）が設けられている
ことを特徴とする破砕作業のモニタリングシステム。 - 請求項１に記載の破砕作業のモニタリングシステムにおいて、
前記稼働情報は、前記正常および／または異常な作業機の図形と共に図形表示される
ことを特徴とする破砕作業のモニタリングシステム。 - 請求項２に記載の破砕作業のモニタリングシステムにおいて、
前記作業機（２２）、（２３）、（３０）、（５０）、（６０）、（７０）、（８０）により一部または全体が遮られる他の作業機（１１）は、当該作業機（２２）、（２３）、（３０）、（５０）、（６０）、（７０）、（８０）とは別に表示される
ことを特徴とする破砕作業のモニタリングシステム - 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のモニタリングシステムにおいて、
前記正常を表す稼働情報と異常を表す稼働情報とは色分け表示される
ことを特徴とする破砕作業のモニタリングシステム。 - 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の破砕作業のモニタリングシステムにおいて、
前記表示手段（９５）、（９８）は、作業機の稼働条件を設定する設定画面を図形表示する
ことを特徴とする破砕作業のモニタリングシステム。 - 破砕作業のモニタリングシステムにおいて、
一連の破砕作業で用いられる作業機（１１）、（２２）、（２３）、（３０）、（５０）、（６０）、（７０）、（８０）が正常であるかおよび／または異常であるかを検出する検出手段（１１０）と、
この検出手段（１１０）からの異常検出情報が所定時間検出された場合には当該作業機が異常であると判定し、異常検出情報が所定時間未満の場合は正常であると判定する判定手段（９２）と、
この判定手段（９２）の判定結果に基づき所定の作業機に対する指令情報を出力する指令手段（９３）と、
前記判定手段（９２）の判定結果を稼働情報として複数表示する表示手段（９５）、（９８）とが設けられている
ことを特徴とする破砕作業のモニタリングシステム。
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| CN117548210A (zh) * | 2024-01-12 | 2024-02-13 | 贵州雷克康纳科技有限责任公司 | 一种基于视频分析的堵塞检测及自动破碎处理系统 |
-
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