JP2011026092A - Assembled condition recognition device for assembled structure, and crane using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クレーンのブームなどの組立て構造体の組立て状態を認識するための装置およびそれを用いる前記クレーンに関する。 The present invention relates to an apparatus for recognizing an assembly state of an assembly structure such as a boom of a crane and the crane using the same.
様々な部品で構成される機械装置類においては、それらの部品が正しく組立てられていないと、所望の機能や性能を達成することができない。ここで、組立てとは、部品の種類、部品の位置、連結の順序などである。たとえば、建設機械の1つであるラチスブームクレーンでは、多くの単位ブームを連結することで長尺のブームを構成しており、それにより、クレーンとしての能力を発揮する。しかしながら、クレーンの機械仕様によって、使用される単位ブームは、それぞれの個体諸元(長さ、重さ、など)や、その接続順序が規定されており、正しく組立てられていない場合は、機体の機能や性能を発揮できないだけでなく、場合によっては、動作中の機械が不安定な状態となる可能性がある。 In mechanical devices composed of various parts, the desired functions and performance cannot be achieved unless these parts are assembled correctly. Here, assembling refers to the type of part, the position of the part, the order of connection, and the like. For example, in a lattice boom crane which is one of construction machines, a long boom is configured by connecting many unit booms, thereby exhibiting the capability as a crane. However, the unit specifications used for each unit boom (length, weight, etc.) and their connection order are stipulated by the crane's mechanical specifications, and if they are not assembled correctly, Not only cannot the function and performance be exhibited, but in some cases, the operating machine may become unstable.
このような観点から、たとえば特許文献1に記載の技術が提唱されている。その従来技術によれば、単位ブーム毎に、その固有の属性情報を記録した記録装置(クライアント装置)を設置し、その属性情報を機械本体の制御装置(同公報では過負荷防止装置:ホスト装置)が読み取ることで、正しい部品が(機種が違ったりしないか等)正しい順で接続されているかを自動認識している。 From such a viewpoint, for example, a technique described in Patent Document 1 has been proposed. According to the prior art, a recording device (client device) in which unique attribute information is recorded is installed for each unit boom, and the attribute information is transmitted to a control device of the machine body (in the publication, an overload prevention device: a host device). ) Automatically recognizes whether the correct parts are connected in the correct order (whether the model is different or not).
しかしながら、過酷な状況で使用される建設機械では、そのような認識装置に不具合が発生することは珍しくない。たとえば、露天で粉塵の多い環境につき、コネクタ端子部分への結露の発生や粉塵の付着で接触不良が生じたり、配線がどこかに引っ掛かって切断やコネクタ外れが生じたりする。或いは振動や衝突などで、前記記録装置自体の故障が生じたりする。したがって、これらの不具合発生時には、構造体が正しく組立てられているにも拘わらず、部品の正しい認識が行われないために、警告が鳴り続けたり、機械使用にロックが掛かったりすることになる。 However, it is not uncommon for such a recognition device to fail in construction machines used in harsh conditions. For example, in an environment where there is a lot of dust on the open air, contact failure occurs due to the occurrence of dew condensation on the connector terminal part or adhesion of dust, or the wiring is caught somewhere, causing disconnection or disconnection of the connector. Alternatively, the recording apparatus itself may fail due to vibration or collision. Therefore, when these problems occur, the parts are not correctly recognized despite the fact that the structure is correctly assembled, so that the warning continues to sound or the use of the machine is locked.
本発明の目的は、複数の構造部品の組立て状態を、高い信頼性で認識することができる組立て構造体の組立て状態認識装置およびそれを用いるクレーンを提供することである。 An object of the present invention is to provide an assembly state recognition device for an assembly structure that can recognize an assembly state of a plurality of structural parts with high reliability, and a crane using the same.
本発明の組立て構造体の組立て状態認識装置は、複数の構造部品を組立てて成る構造体において、前記各構造部品の何れかに搭載されるホスト装置が、残余の構造部品に搭載されるクライアント装置の属性情報を取得することで、組立て状態を認識するようにした装置において、前記ホスト装置とクライアント装置との間は、一対の電源線および信号線によって相互に接続され、それぞれが備える通信手段が前記信号線を介して通信を行い、前記ホスト装置とクライアント装置との内の送信側には、送信すべき信号を作成し、前記通信手段に前記信号線を介して送信させる信号作成手段と、前記信号作成手段で作成された前記送信すべき信号に対応して、前記電源線に負荷を与える負荷手段とを備え、前記ホスト装置とクライアント装置との内の受信側には、前記信号線を介して前記通信手段で受信された信号を復号化する信号処理手段と、前記電源線の負荷変動から、送信された信号成分を抽出して前記信号処理手段に与える抽出手段とを備えることを特徴とする。 An assembly state recognition apparatus for an assembly structure according to the present invention is a client device in which a host device mounted on any one of the structural components is mounted on the remaining structural components in a structure formed by assembling a plurality of structural components. In the apparatus that recognizes the assembled state by acquiring the attribute information, the host apparatus and the client apparatus are connected to each other by a pair of power supply lines and signal lines, and communication means included in each of them is provided. Communication is performed via the signal line, and a signal generation unit that generates a signal to be transmitted on the transmission side of the host device and the client device, and causes the communication unit to transmit via the signal line; Load means for applying a load to the power supply line corresponding to the signal to be transmitted created by the signal creation means, and the host device and the client device A signal processing means for decoding a signal received by the communication means via the signal line, and a signal processing means for extracting a transmitted signal component from a load fluctuation of the power line. It is characterized by comprising an extracting means for giving to the above.
上記の構成によれば、クレーンのブームなどのように複数の構造部品を組立てて成る構造体に用いられ、クレーン本体などの前記各構造部品の何れかに搭載されるホスト装置が、前記ブームなどの残余の構造部品に搭載されるクライアント装置の属性情報を取得することで、組立て順が間違っていないかなどの組立て状態を認識するようにした装置において、前記ホスト装置とクライアント装置との間が、+または−とGNDとの一対の電源線および信号線によって相互に接続され、それぞれが備える通信手段が前記信号線を介して通信を行う場合、注目すべきは、前記通信手段による信号線を使用しての通信経路とは別に、前記電源線を使用してのもう1つのバックアップ通信経路を設ける。具体的には、前記ホスト装置とクライアント装置との内、一方である送信側には、送信すべき信号を作成し、前記通信手段に前記信号線を介して送信させる信号作成手段とともに、前記信号作成手段で作成された前記送信すべき信号に対応して、前記電源線に負荷を与える負荷手段を設け、他方である受信側には、前記信号線を介して前記通信手段で受信された信号を復号化する信号処理手段とともに、前記電源線の負荷変動から、送信された信号成分を抽出して前記信号処理手段に与える抽出手段を設ける。 According to said structure, it is used for the structure which assembles | assembles several structural components like the boom of a crane, etc., and the host apparatus mounted in either of each said structural components, such as a crane main body, is said boom etc. By acquiring the attribute information of the client device mounted on the remaining structural parts of the device, it is possible to recognize the assembly state such as whether the assembly order is wrong or not, between the host device and the client device. , + Or − and GND are mutually connected by a pair of power supply lines and signal lines, and communication means included in each communicates via the signal lines, it should be noted that the signal lines by the communication means are In addition to the communication path used, another backup communication path using the power line is provided. Specifically, a signal to be transmitted is generated on the transmission side which is one of the host device and the client device, and the signal is generated together with the signal generation unit which causes the communication unit to transmit the signal via the signal line. Corresponding to the signal to be transmitted created by the creating means, a load means for applying a load to the power supply line is provided, and on the other receiving side, the signal received by the communication means via the signal line And an extraction means for extracting the transmitted signal component from the load fluctuation of the power supply line and applying the extracted signal component to the signal processing means.
したがって、前記信号線の断線やそのコネクタ外れなどで信号経路が遮断されても、電源線を使用して前記属性情報のバックアップ通信を実現し、認識機能を維持することができる。これによって、信頼性を向上することができる。 Therefore, even if the signal path is interrupted due to disconnection of the signal line or disconnection of the connector, backup communication of the attribute information can be realized using the power line and the recognition function can be maintained. Thereby, the reliability can be improved.
また、本発明の組立て構造体の組立て状態認識装置では、前記信号作成手段は、前記通信手段による通信不調時に前記負荷手段を駆動して、前記属性情報の通信を行うことを特徴とする。 In the assembly state recognition apparatus for an assembly structure according to the present invention, the signal creating means drives the load means to communicate the attribute information when communication failure occurs by the communication means.
上記の構成によれば、前記通信手段を使用しての通信時に受信側の不応答などの通信不調が発生した場合にのみ、前記信号作成手段は、前記負荷手段を駆動して、前記属性情報のバックアップ通信を行う。 According to the above configuration, only when a communication failure such as a non-response on the receiving side occurs during communication using the communication unit, the signal generation unit drives the load unit and the attribute information Perform backup communication.
さらにまた、本発明の組立て構造体の組立て状態認識装置では、前記負荷手段は、+または−とGNDとの一対の前記電源線間に介在される負荷抵抗とスイッチ素子との直列回路から成り、前記スイッチ素子の開閉によって前記負荷変動を実現し、かつ前記クライアント装置における負荷抵抗は、相互に異なる抵抗値に設定されることを特徴とする。 Furthermore, in the assembly state recognition device for an assembly structure according to the present invention, the load means comprises a series circuit of a load resistor and a switch element interposed between a pair of the power supply lines of + or-and GND, The load variation is realized by opening and closing the switch element, and load resistances in the client device are set to different resistance values.
上記の構成によれば、前記電源線の負荷変動を実現するための負荷手段を構成するにあたって、+または−とGNDとの一対の前記電源線間に介在される負荷抵抗とスイッチ素子との直列回路で構成する場合、前記クライアント装置における負荷抵抗を相互に異なる抵抗値に設定しておく。 According to the above configuration, when configuring the load means for realizing the load fluctuation of the power supply line, the load resistance interposed between the pair of power supply lines of + or − and GND and the switch element are connected in series. When configured with a circuit, the load resistance in the client device is set to a different resistance value.
したがって、ホスト装置側では、+または−側電源線の電圧低下のレベル、すなわち抵抗値を、予め定められている設定値と対照することで、どのクライアント装置のところで信号線による通信ができないのかを検知することができる。 Therefore, on the host device side, by comparing the level of the voltage drop of the + or − side power supply line, that is, the resistance value with a predetermined set value, it is possible to determine which client device cannot communicate with the signal line. Can be detected.
また、本発明の組立て構造体の組立て状態認識装置では、前記負荷抵抗は、互いに素数の関係となる抵抗値に設定されることを特徴とする。 In the assembly state recognition apparatus for an assembly structure according to the present invention, the load resistance is set to a resistance value having a prime number relationship with each other.
上記の構成によれば、抵抗値の設定によっては、複数のクライアント装置が同時に電源線を使用したバックアップ通信を行った場合と、1台がバックアップ通信を行っている場合とで、電圧低下のレベルが同じになる可能性があるのに対して、抵抗値を互いに素数の関係となる値に設定しておくことで、そのようなケースを無くすことができる。 According to the above configuration, depending on the resistance value setting, the voltage drop level between the case where a plurality of client devices perform backup communication using the power supply line simultaneously and the case where one unit performs backup communication. However, such a case can be eliminated by setting the resistance values to values that are in a prime relationship with each other.
したがって、電源線を使用したバックアップ通信を行っているクライアント装置が複数存在しても、それぞれを正確に特定することができる。 Therefore, even when there are a plurality of client devices performing backup communication using the power line, each can be accurately identified.
さらにまた、本発明の組立て構造体の組立て状態認識装置では、複数の前記クライアント装置がグループ分けされ、そのグループ毎に前記抵抗値が設定されることを特徴とする。 Furthermore, in the assembly state recognition apparatus for an assembly structure according to the present invention, a plurality of the client devices are grouped, and the resistance value is set for each group.
上記の構成によれば、クライアント装置が多数存在する場合などで、グループ分けされている場合、そのグループ毎に前記抵抗値を設定する。 According to the above configuration, when there are a large number of client devices, the resistance value is set for each group.
したがって、多数のクライアント装置が存在する場合でも、抵抗値の種類を削減することができる。 Therefore, even when there are a large number of client devices, the types of resistance values can be reduced.
また、本発明の組立て構造体の組立て状態認識装置では、前記クライアント装置は、+または−の電源線側に後段のクライアント装置への電源送りのスイッチ素子を備え、前記ホスト装置側で自機の認識が行われると、前記スイッチ素子を閉成して前記後段のクライアント装置に給電を行い、該後段のクライアント装置の認識を行わせることを特徴とする。 In the assembly state recognition apparatus for an assembly structure according to the present invention, the client device includes a switch element for supplying power to a subsequent client device on the + or − power supply line side, and the host device side has its own device. When the recognition is performed, the switch element is closed to supply power to the subsequent client device, and the subsequent client device is recognized.
上記の構成によれば、ホスト装置から複数のクライアント装置が縦続して接続される場合に、それぞれのクライアント装置に電源送りのスイッチ素子を設けて、自機がホスト装置で認識されたら、後段のクライアント装置に給電を行い、該後段のクライアント装置の認識が行われるようにする。 According to the above configuration, when a plurality of client devices are connected in cascade from the host device, each client device is provided with a power feeding switch element, and when the host device is recognized by the host device, Power is supplied to the client device so that the subsequent client device is recognized.
したがって、縦続接続される複数のクライアント装置が所期の組立て順で組立てられているかを、ホスト装置に近い側から、前記属性情報を順に取得して、認識してゆくことができる。 Therefore, it is possible to acquire the attribute information in order from the side close to the host device and recognize whether or not a plurality of cascade-connected client devices are assembled in the desired assembly order.
さらにまた、本発明のクレーンは、前記の組立て構造体の組立て状態認識装置を、少なくともブーム部分に用いることを特徴とする。 Furthermore, the crane according to the present invention is characterized in that the assembly state recognition device for an assembly structure is used at least for a boom portion.
上記の構成によれば、大型のラチスブームクレーンは、多くの単位ブームを連結してブームを構成しており、それぞれの単位ブームの連結順や連結漏れの確認に前記組立て状態認識装置を用いることで、組立て状態の確認を容易に行うことができるとともに、過酷な状況で使用される建設機械に高い信頼性で確認を行うことができる。前記クレーンにおいては、本体のブームとは反対側に搭載され、ブームの長さなどに対応して搭載量が変るカウンターウェイトなどにも、前記組立て状態認識装置を用いることができる。 According to said structure, a large sized lattice boom crane connects many unit booms, comprises a boom, and uses the said assembly state recognition apparatus for the confirmation of the connection order of each unit boom, or a connection leak. Thus, the assembly state can be easily confirmed, and the construction machine used in a harsh situation can be confirmed with high reliability. In the crane, the assembly state recognition device can be used for a counterweight that is mounted on the opposite side of the boom of the main body, and whose mounting amount changes according to the length of the boom.
本発明の組立て構造体の組立て状態認識装置は、以上のように、クレーンのブームなどのように複数の構造部品を組立てて成る構造体に用いられ、クレーン本体などの前記各構造部品の何れかに搭載されるホスト装置が、前記ブームなどの残余の構造部品に搭載されるクライアント装置の属性情報を取得することで、組立て順が間違っていないかなどの組立て状態を認識するようにした装置において、前記ホスト装置とクライアント装置との間が、信号線を使用しての通信経路とは別に、電源線に対して、送信側では負荷を与える負荷手段を設け、受信側には負荷変動から送信された信号成分を抽出する抽出手段を設け、電源線を使用してのもう1つのバックアップ通信経路を設ける。 As described above, the assembly state recognition apparatus for an assembly structure according to the present invention is used for a structure in which a plurality of structural parts are assembled such as a crane boom, and any one of the structural parts such as a crane main body. In a device in which the host device mounted on the device recognizes the assembled state such as whether the assembly order is wrong by acquiring the attribute information of the client device mounted on the remaining structural parts such as the boom In addition to the communication path using the signal line, the host device and the client device are provided with load means for applying a load on the transmission side with respect to the power supply line, and the reception side transmits from the load fluctuation. Extraction means for extracting the signal component is provided, and another backup communication path using the power supply line is provided.
それゆえ、前記信号線の断線やそのコネクタ外れなどで信号経路が遮断されても、電源線を使用して前記属性情報のバックアップ通信を実現し、認識機能を維持することができる。これによって、信頼性を向上することができる。 Therefore, even if the signal path is interrupted due to disconnection of the signal line or disconnection of the connector, backup communication of the attribute information can be realized using the power line and the recognition function can be maintained. Thereby, the reliability can be improved.
さらにまた、本発明のクレーンは、以上のように、前記の組立て構造体の組立て状態認識装置を、少なくともブーム部分に用いる。 Furthermore, as described above, the crane of the present invention uses the assembly state recognition device for an assembly structure at least in the boom portion.
それゆえ、多くの単位ブームの連結順や連結漏れの確認を容易に行うことができるとともに、過酷な状況で使用される建設機械に高い信頼性で確認を行うことができる。 Therefore, it is possible to easily confirm the connection order and connection leakage of many unit booms, and it is possible to confirm the construction machine used in a severe situation with high reliability.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の一形態に係る組立て状態認識装置を用いるクレーン1の概略構成図である。このクレーン1は、本体2が、クローラにより移動可能である下部走行体と、その上に旋回可能に搭載された上部旋回体とを備えて構成され、その上部旋回体の前方側には、ブーム3と運転室、後方側にはカウンターウェイト4が搭載される他、起伏用ウィンチ、巻上・下用ウィンチ、旋回および走行用の機器を駆動する油圧原を含む油圧機構や、それらの駆動源であるエンジンなどが搭載されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a crane 1 using an assembly state recognition device according to an embodiment of the present invention. The crane 1 includes a lower traveling body in which a
ブーム3は、複数の単位ブーム(構造部品)3a,3b,3c,3d,3e,3fが、工事現場にて順次継足し組立てられる。下部ブーム3aは、ブーム3の最も本体2側に位置する単位ブームであり、その基端が本体2に枢支されることで、前記起伏ウィンチによってブーム3全体が上下方向に揺動可能となる。上部ブーム3fは、ブーム3の最も先端側に位置する単位ブームであり、その先端には前記負荷を吊り上げるワイヤーを支持するシーブが取付けられている。中間ブーム3b〜3eは、これらの下部ブーム3aおよび上部ブーム3fの間に介装される単位ブームである。
The
図2は、前記中間ブーム3b〜3eの構造を説明するための図である。中間ブーム3b〜3eは、略四角柱形の各角部に相当する位置に配置された4本の主材と、隣り合う主材間を繋ぐ複数の副材とによってボックス形を呈するように構成されている。両端の上部ブーム3aおよび下部ブーム3fは、そのボックス形が絞られて、4角錘状に形成される。そして、各単位ブーム3a〜3eの先端側の端部には、結合ピン部7が設けられている一方、各単位ブーム3b〜3fの基端側の端部には、結合孔部8が設けられている。各単位ブーム3a〜3eの結合ピン部7は、その単位ブーム3a〜3eに対して先端側に隣接する他の単位ブーム3b〜3fの結合孔部8に挿嵌され、図示しないピンなどで隣接ブーム3a〜3e;3b〜3f間が締結されてブーム3が完成する。
FIG. 2 is a view for explaining the structure of the
そして、これらの単位ブーム3a〜3fは、前述のようにこの順番で本体2側から順次連結されるが、中間ブーム3b〜3eに関しては、構造が類似している。しかしながら、それを構成する鋼材の太さや厚み等で、耐えられる荷重等が異なり、連結順が予め定められている。また、分解されたこれらの中間ブーム3b〜3eの次の現場への搬送に時間的なずれがある場合などでは、組立て時に一部に組込み忘れの可能性も生じる。そこで、このクレーン1では、本体2にはホスト装置5が、各単位ブーム3a〜3fにはそれと通信を行うことで予め定められる属性情報を通信し、連結順を認識させるためのクライアント装置6が、それぞれ搭載される。そして、複数のクライアント装置6が、ホスト装置5からの配線9に縦続接続されることで、本実施の形態の組立て状態認識装置が構成される。前記配線9は、コネクタ10によって、本体2および各単位ブーム3a〜3f間を切離し可能となっている。
And these
図3は、本実施の形態の組立て状態認識装置の電気的構成を示すブロック図である。本実施の形態の組立て状態認識装置では、先ず、前記配線9としては、+およびGNDの一対の電源線9a,9bおよび信号線9c(GNDは電源線9bと共用)によって構成され、それらはそれぞれコネクタ10a,10b,10cで相互に接続されて、ブーム3の先端側へ延長されてゆく。
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the assembly state recognition apparatus of the present embodiment. In the assembly state recognition apparatus of this embodiment, first, the
前記属性情報の読取り装置であるホスト装置5は、前記電源線9a,9b間に電源供給を行う電源50と、信号線9cを介して、クライアント装置6へ前記属性情報の要求信号を送信するとともに、それに応答して前記クライアント装置6から返信されてきた前記属性情報を受信する通信処理回路51と、前記通信処理回路51に前記属性情報の送受信を行わせ、受信された属性情報から、各単位ブーム3a〜3fの接続が正しく行われているか否かを判定する演算処理回路52とを備えている。
The
これに対して、前記属性情報の記録装置であるクライアント装置6は、前記信号線9cを介して、ホスト装置5からの前記属性情報の要求信号を受信するとともに、それに応答して前記ホスト装置5へ前記属性情報を送信する通信処理回路61と、前記属性情報を予め格納しており、前記通信処理回路61に前記属性情報の送受信を行わせる演算処理回路62とを備えている。前記属性情報としては、クライアント装置6が設けられている各単位ブーム3a〜3fに関する重量、長さ、横幅、高さ、メーカ名、型式、製造年月日、圧縮定数、曲げ定数などであり、これを受信したホスト装置5の演算処理回路52は、ブーム3の全長や単位ブーム3a〜3fの連結数、連結順序などを求める。そして、演算処理回路52は、受信した属性情報から、各単位ブーム3a〜3fの何れかでも正しく連結されていない場合には、警告を発したり、安全のため、クレーン1の動作を禁止してもよい。なお、ホスト装置5と任意のクライアント装置6、あるいはクライアント装置6同士の通信を個別に行うためには、それぞれの認識を行う必要があるが、認識のための通信プロトコルについては、本発明の主眼ではないため、説明を省略する。
On the other hand, the
また、前記各クライアント装置6には、+の電源線9a側に、後段のクライアント装置への電源送りのスイッチ素子63が設けられている。このスイッチ素子63の開閉は前記演算処理回路62によって制御され、前記演算処理回路62は、起動状態ではスイッチ素子63を開成しており、電源線9a,9b間に電源供給が行われ、前記ホスト装置5側で自機の認識が行われると、前記スイッチ素子63を閉成して前記後段のクライアント装置に給電を行い、前記ホスト装置5に該後段のクライアント装置の認識を行わせる。こうして、ホスト装置5から複数のクライアント装置6が縦続して接続される場合に、所期の組立て順で組立てられているかを、ホスト装置5に近い側から、前記属性情報を順に取得して、認識してゆくことができるようになっている。
Each
上述のように構成される組立て状態認識装置において、注目すべきは、本実施の形態では、前記ホスト装置5およびクライアント装置6には、+およびGNDの一対の前記電源線9a,9b間に、負荷手段として、負荷抵抗55,65とスイッチ素子56,66との直列回路が介在され、通信手段である前記通信処理回路51,61による前記属性情報の通信不調時に、演算処理回路52,62は、この電源線9a,9bを使用して、前記属性情報の通信を行うことである。このため、信号作成手段である演算処理回路52,62は、入出力ポートからのデジタル出力で前記スイッチ素子56,66の開閉を行い、前記電源50の出力電圧にパルスを重畳する。また、その電源50の負荷変動は、ハイパスフィルタ57,67を介して、信号処理手段である前記演算処理回路52,62が、その入出力ポートからデジタル入力で受信するようになっている。
In the assembly state recognition apparatus configured as described above, it should be noted that in the present embodiment, the
なお、前記電源50の負荷変動に対して、安定動作を実現するために、前記ホスト装置5およびクライアント装置6には、前記電源線9a,9から電圧を安定化して取込む定電圧回路58,68が設けられている。ホスト装置5側の電源は、上述のように負荷変動の生じる電源50からではなく、別途確保されてもよい。その場合は、前記定電圧回路58は不要となる。また、電源50は交流電源であってもよい。その場合には、前記定電圧回路58,68は、AC−DCコンバータとなる。
In order to realize stable operation with respect to load fluctuations of the
図4および図5は、上述のように構成される組立て状態認識装置の動作を説明するための図である。図4(a)で示すように、総ての単位ブーム3a〜3fにおけるクライアント装置6が正常で、配線9に断線やコネクタ10の外れが生じていない場合は、図4(b)で示すように、電源50の電圧は、無負荷時のV0に対して、前記電源送りのスイッチ素子63が閉成されて、負荷が増加する程に、徐々に低下してゆく。この電圧をV1とする。この電圧V1を電源として、定電圧回路58,68で安定化した電圧を用いて、通信処理回路51,61は、信号線9cを介して、前記属性情報およびその要求信号をレベルS1で送受信する。
4 and 5 are diagrams for explaining the operation of the assembly state recognition apparatus configured as described above. As shown in FIG. 4A, when the
これに対して、たとえば図5(a)で示すように、本体2と第1段目の単位ブーム3aとの間で、信号線9cに対して、断線やコネクタ10cの外れが生じると、前記要求信号に対して、所定時間以上属性情報の応答が無いことから、ホスト装置5側の演算処理回路52は、入出力ポートからデジタル出力でスイッチ素子56の開閉を行う。これによって、電源線9a,9b間には、図4(b)で示すように、前記電圧V1から、負荷抵抗55に対応したレベルS2の負荷変動が生じる。これを下部ブーム3aのクライアント装置6の演算処理回路62がハイパスフィルタ67から入出力ポートを介して受信すると、同様に入出力ポートからデジタル出力でスイッチ素子66の開閉を行い、属性情報の返信を行う。こうして、第1段目の下部ブーム3aの認識が終了すると、該下部ブーム3aのスイッチ素子63が閉成されて第2段目の中間ブーム3bに電源供給が行われ、同様に電源線9a,9bを使用して認識が行われる。
On the other hand, for example, as shown in FIG. 5 (a), when disconnection or disconnection of the
一方、たとえば図6(a)で示すように、第1段目の下部ブーム3a以降で、信号線9cに対して、断線やコネクタ10cの外れが生じると、図6(b)で示すように、前記信号線9cを使用した通信と、電源線9a,9bを使用した通信とが併用されることになる。このような場合、信号線9cを介して正常に属性情報の通信を行えていた前段側のクライアント装置も、後段側で電源線9a,9bを使用した通信が行われていることを一旦検知すると、以降は電源線9a,9bを使用した通信を行うようにしてもよい。
On the other hand, for example, as shown in FIG. 6 (a), when the disconnection or disconnection of the
以上のように本実施の形態の組立て構造体の組立て状態認識装置では、複数の構造部品を組立てて成る構造体に用いられ、各構造部品の何れかに搭載されるホスト装置5が残余の構造部品に搭載されるクライアント装置6の属性情報を取得することで、組立て順が間違っていないかなどの組立て状態を認識するようにした装置において、前記ホスト装置5とクライアント装置6との間が、+およびGNDの一対の電源線9a,9bおよび信号線9cによって相互に接続され、それぞれが備える通信処理回路51,61が前記信号線9cを介して通信を行う場合、その信号線9cを使用しての通信経路とは別に、前記電源線9a,9bを使用してのもう1つのバックアップ通信経路を設けるので、前記信号線9cの断線やそのコネクタ10cの外れなどで信号経路が遮断されても、電源線9a,9bを使用して前記属性情報のバックアップ通信を実現し、認識機能を維持することができる。これによって、信頼性を向上することができる。
As described above, in the assembly state recognition apparatus of the assembly structure according to the present embodiment, the
また、大型のラチスブームクレーンは、多くの単位ブーム3a〜3fを連結してブーム3を構成しており、それぞれの単位ブーム3a〜3fの連結順や連結漏れの確認に前記の組立て状態認識装置を用いることで、組立て状態の確認を容易に行うことができるとともに、過酷な状況で使用される建設機械に高い信頼性で確認を行うことができる。また、前記クレーン1においては、前記カウンターウェイト4などにも、前記組立て状態認識装置を積層順の確認などに用いることができる。他にも、本実施の形態の組立て状態認識装置は、ロボットのリンク機構等の複雑な構造部品の組立て体に適用することができる。
Moreover, the large lattice boom crane connects
(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の他の形態に係る組立て状態認識装置の動作を説明するための波形図である。この波形図は、前述の図5(b)で示す波形図に対応している。上述の実施形態では、各クライアント装置6には、後段への電源送りのスイッチ素子63が設けられており、前記ホスト装置5は、多段のクライアント装置6を、前段側から順次ポーリングして認識を行ってゆくことが可能になっている。これに対して、各クライアント装置6にスイッチ素子63が設けられていない場合、電源50が投入され、演算処理回路52が通信処理回路51を介して属性情報の要求を送信すると、各クライアント装置6の演算処理回路62は、一斉に応答することになる。その際、信号線9cを使用した通信の場合、通信プロトコルによって、属性情報の衝突を回避することができる。しかしながら、電源線9a,9bを使用した通信の場合、そのような衝突回避のプロトコルが無いので、衝突が生じることになる。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the operation of the assembled state recognition device according to another embodiment of the present invention. This waveform diagram corresponds to the waveform diagram shown in FIG. In the above-described embodiment, each
そこで注目すべきは、本実施の形態では、各クライアント装置6における負荷抵抗65が、相互に異なる抵抗値、好ましくは、互いに素数の関係となる抵抗値に設定されることである。これによって、+側電源線の電圧低下のレベルは、たとえば参照符号S21とS22とのように異なるレベルとなり、ビットパターンを解読するなどして、適宜信号分離を行うことで、それぞれの信号成分(属性情報)を受信することができる。
Therefore, it should be noted that in the present embodiment, the
そして、前述のように負荷抵抗65を、相互に異なる抵抗値に設定しておくことで、ホスト装置5の演算処理回路52は、+側電源線9aの電圧低下のレベル、すなわち抵抗値を、アナログ/デジタル変換ポートから読込み、予め定められている設定値と対照することで、どのクライアント装置のところで信号線9cによる通信ができないのかを検知することができる。
Then, by setting the
さらに、前記のように前記負荷抵抗65が相互に異なる抵抗値であっても、抵抗値の設定によっては、複数のクライアント装置が同時に電源線を使用したバックアップ通信を行った場合と、1台がバックアップ通信を行っている場合とで、電圧低下のレベルが同じになる可能性があるのに対して、抵抗値を互いに素数の関係となる値に設定しておくことで、そのようなケースを無くすことができる。したがって、電源線9a,9bを使用したバックアップ通信を行っているクライアント装置が複数存在しても、それぞれを正確に特定することができる。
Furthermore, even if the
すなわちたとえば、各クライアント装置6が持つ負荷量(抵抗値)を、クライアント1は1、クライアント2は2とし、無負荷時の電源信号レベルV1を100とした場合、クライアント1のみが通信している場合は、電源信号レベルが99(=100−1)、クライアント2のみが通信している場合は、電源信号レベルが98(=100−2)、クライアント1および2が同時に通信している場合は、電源信号レベルが97(=100−1−2)となる。そのため、その時々の信号レベルを観測することで、クライアント1,2の一方、或いは両方が通信していることを検出することが可能である。しかしながら、負荷量3のクライアント3が存在する場合、そのクライアントが通信を行うと、電源信号レベルは97となるので、前述のクライアント1と2とが同時に通信している場合と判別できなくなる。そこで各クライアントが持つ負荷量を互いに素とすることで、信号の分離が可能である。たとえば、クライアント1は1、クライアント2は2、クライアント3は4、とすれば、1つのクライアントのみが通信する場合の電源信号レベルは、99(=100−1)、98(=100−2)、96(=100−4)のいずれか、3つの内の2つが同時に通信する場合の電源信号レベルは、97(=100−1−2)、95(=100−1−4)、94(=100−2−4)となり、3つのクライアント全てが同時に通信をする場合の電源信号レベルは93(=100−1−2−4)となり、全ての場合で分離可能なことが理解される。
That is, for example, when the load amount (resistance value) of each
さらにまた、そのような抵抗値の設定は、複数のクライアント装置6をグループ分けして、そのグループ毎に行うようにしてもよい。このように構成することで、多数のクライアント装置が存在する場合でも、抵抗値の種類を削減することができる。
Furthermore, such a resistance value setting may be performed for each group of a plurality of
しかしながら、同時に通信を行うクライアント数が多く、上述のような手法でも、重複信号のいずれか一方、或いは総てが受信できない場合、ホスト装置5の演算処理回路52は、応答(ACK)を返さないので、その場合には、各クライアント装置6の演算処理回路62は、固有の待ち時間の後に前記属性情報の応答を返信するようにしてもよく、或いは電源線9a,9bの負荷変動が所定時間に亘って観測されない場合に属性情報の応答を返信するようにしてもよい。このように複数のクライアント装置6が同時に応答してしまう場合には、レベル分割や、時間分割、或いはそれらを併用して、信号分離を行ってもよい。
However, if the number of clients that communicate simultaneously is large and even one of the duplicate signals or all of them cannot be received even with the method described above, the
上述の実施の形態では、スイッチ素子56,66の開閉によるデジタル通信で説明しているけれども、アナログ通信が用いられてもよい。電源50は、複数の電源であってもよい。
In the above-described embodiment, the digital communication by opening and closing the
ここで、特開2007−217110号公報には、複数のクライアント装置を順次縦続接続することで配線の煩雑さを解決することを試みている。また、この従来技術では、属性情報の読取りに、信号線ではなく、電源線を使用することで、更に配線の省略を試みている。しかしながら、本願発明は信頼性の高い通信を行うことを目的とし、その電源線の通信を信号線に不具合が起きた場合のバックアップに使用するので、異なるものである。 Here, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-217110 attempts to solve the complexity of wiring by sequentially connecting a plurality of client devices. Further, in this prior art, an attempt is made to further omit wiring by using a power supply line instead of a signal line for reading attribute information. However, the present invention is different because the purpose of the present invention is to perform highly reliable communication, and the communication of the power supply line is used for backup in the event of a failure in the signal line.
本実施の形態は、前述の特許文献1のように、各クライアント装置6がホスト装置5に並列に接続され、また縦続接続と並列接続とが併用されてもよい。
In the present embodiment, each
1 クレーン
2 本体
3 ブーム
3a,3b,3c,3d,3e,3f 単位ブーム
4 カウンターウェイト
5 ホスト装置
50 電源
51,61 通信処理回路
52,62 演算処理回路
55,65 負荷抵抗
56,66 スイッチ素子
57,67 ハイパスフィルタ
58,68 定電圧回路
6 クライアント装置
63 スイッチ素子
9 配線
9a,9b 電源線
9c 信号線
10;10a,10b,10c コネクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記ホスト装置とクライアント装置との間は、一対の電源線および信号線によって相互に接続され、それぞれが備える通信手段が前記信号線を介して通信を行い、
前記ホスト装置とクライアント装置との内の送信側には、送信すべき信号を作成し、前記通信手段に前記信号線を介して送信させる信号作成手段と、前記信号作成手段で作成された前記送信すべき信号に対応して、前記電源線に負荷を与える負荷手段とを備え、
前記ホスト装置とクライアント装置との内の受信側には、前記信号線を介して前記通信手段で受信された信号を復号化する信号処理手段と、前記電源線の負荷変動から、送信された信号成分を抽出して前記信号処理手段に与える抽出手段とを備えることを特徴とする組立て構造体の組立て状態認識装置。 In a structure composed of a plurality of structural parts, the host device mounted on any one of the structural parts recognizes the assembled state by acquiring the attribute information of the client device mounted on the remaining structural parts. In the device to do
The host device and the client device are connected to each other by a pair of power lines and signal lines, and communication means included in each communicates via the signal lines,
On the transmitting side of the host device and the client device, a signal to be transmitted is generated, and signal generating means for causing the communication means to transmit via the signal line, and the transmission generated by the signal generating means Load means for applying a load to the power line in response to a signal to be
On the receiving side of the host device and the client device, a signal processing means for decoding a signal received by the communication means via the signal line, and a signal transmitted from a load fluctuation of the power supply line An assembly state recognition apparatus for an assembly structure, comprising: extraction means for extracting a component and applying the extracted component to the signal processing means.
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