JP2013221900A - 重心位置測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 重心位置測定装置100は、被測定物Aの一方側及び他方側を別々に保持する吊り下げワイヤ31〜34と、吊り下げワイヤ31〜34が被測定物Aの一方側及び他方側から受ける荷重を検出するロードセンサ50と、吊り下げワイヤ31〜34を介して被測定物Aを一方側が他方側よりも上方になるように傾斜させる(第一姿勢)とともに、被測定物Aを一方側が他方側よりも下方になるように傾斜させる(第二姿勢)傾斜装置40と、吊り下げワイヤ31〜34が第一姿勢であるときの被測定物Aの一方側から受ける第一荷重、及び、第二姿勢であるときの被測定物Aの一方側から受ける第二荷重に基づいて被測定物Aの高さ方向の重心位置を算出する重心位置算出器と、を備える。
【選択図】図1
Description
[重心位置測定装置の構造]
まず、図1を参照しながら、本発明の実施形態に係る重心位置測定装置100の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る重心位置測定装置100の概要を示す斜視図である。図1の左下には、矢印によりXYZの3つの方向を表記しているが、Z方向は鉛直方向であり、X方向及びY方向は水平面内おける互いに直交する2つの方向である。図1に示すように、重心位置測定装置100は、吊り下げ台10と、保持台20と、吊り下げワイヤ31〜34と、傾斜装置40と、ロードセル50と、操作部60と、演算部70と、を備えている。以下、これらの各構成要素について順に説明する。
次に、被測定物の重心位置の算出方法について説明する。高さ方向の重心位置は、被測定物の姿勢を変え、それぞれの姿勢における各ワイヤの荷重等を測定し、その測定結果に基づいて算出することができる。このように重心位置を算出するために必要な計測を行う被測定物の姿勢を「測定姿勢」と呼ぶとする。そうすると、本実施形態が採用する測定姿勢は、被測定物の一方側が他方側よりも上方になる「第1姿勢」と、被測定物の一方側が他方側よりも下方になる「第2姿勢」の2つである。また、本実施形態とは異なる算出方法として、2つの測定姿勢の1つを上述した「基準姿勢」とすることもできる。以下では、測定姿勢の1つを基準姿勢とする場合を比較例として説明し、その後、本実施形態に係る重心位置の算出方法について説明する。
比較例では、重心位置の算出における測定姿勢として、基準姿勢(被測定物の底面が水平である姿勢)と第1姿勢(被測定物の右側が左側よりも上方となる姿勢)を採用する。図2及び図3は被測定物を模式的に示す正面図(Y方向からみた図)であり、図2が基準姿勢を示し、図3が第1姿勢を示している。
本実施形態では、重心位置の算出における測定姿勢として、図4に示すような第1姿勢(被測定物の右側が左側よりも上方となる姿勢)と第2姿勢(被測定物の右側が左側よりも下方となる姿勢)を採用する。
図1に示された重心位置測定装置100の構成では、被測定物Aを保持する保持部は、4本の吊り下げワイヤであり、各吊り下げワイヤに対応する部位の荷重を検出するロードセルを4点備える構成であった(以下、基本構成とする)。しかし、本変形例では、図7の斜視図に示すように、被測定物Aを保持する保持部が4本の吊り下げワイヤである点は共通するが、ロードセル50を3つ備える点が異なる。そのうち2つのロードセル50のそれぞれは1本の吊り下げワイヤに対応した1つの部位の荷重を検出し、残りのロードセル50は2本の吊り下げワイヤからなる部位の荷重を検出する。これにより、本実施の形態と同様な効果に加え、使用するロードセルの数を削減することが可能となる。
本変形例では、図8の斜視図に示すように、基本構成と比べて、被測定物Aを保持する保持部が3本の吊り下げワイヤである点、及びロードセル50を3つ備える点が異なる。ロードセル50のそれぞれは1本の吊り下げワイヤに対応した1つの部位の荷重を検出する。これにより、本実施の形態と同様な効果に加え、ロードセルを削減することが可能となる。
本変形例では、図9の斜視図に示すように、基本構成と比べて、被測定物Aを保持する保持部が4本の吊り下げワイヤである点が共通するが、ロードセル50を2つ備える点が異なる。ロードセル50のそれぞれは2本の吊り下げワイヤからなる部位の荷重を検出する。これにより、本実施の形態と同様な効果に加え、上記変形例1及び変形例2と比べて、使用するロードセルの数を更に削減することが可能となる。
図1に示された重心位置測定装置100の構成では、被測定物Aを保持する保持部は、4本の吊り下げワイヤであり、各吊り下げワイヤに相当する部位に対応するロードセルを4点備える基本構成であった。しかし、本変形例では、図10の斜視図に示すように、重心位置測定装置200は、被測定物Aの底面の四隅に配置された4つの持ち上げ計量装置80である点が異なる。各持ち上げ装置80は、図示しないが、被測定物Aの保持部として荷重受け部と、傾斜装置として被測定物Aの持ち上げ量を測定可能なジャッキ部、荷重検出器としてロードセルを内部に備えた構成である。更に、検出される荷重に基づいて被測定物Aの高さ方向の重心位置を算出する演算部が、ロードセルで検出された検出信号を受信可能な構成であれば、持ち上げ装置80の内部又は外部のどちらに配置されてもよい。本実施形態で説明した第一姿勢及び第二姿勢の重量差の式(8)は、持ち上げて計量する場合も同様に成り立つので、高さHに依存する。よって、本発明を本実施形態の吊り下げ計測だけでなく、地上での持ち上げ計測へ応用することができる。
上記変形例4では、図10に示したように、4つの持ち上げ装置80のそれぞれの荷重受け部が被測定物Aを支えるような構成としていたが、更なる変形例として、上記4つの荷重受け部が一体となり、被測定物Aを下から支える板状の載台となってもよい。このような構成であっても、荷重検出器により支持される載台に被測定物Aを載せ、載台を上方向と下方向に傾斜させることで、被測定物Aの高さ方向の重心位置を算出することが可能である。更に、被測定物Aをコンテナが積載されたトラックとした場合には、本発明を高さ方向の重心位置を測定可能なトラックスケールとして応用することもまた可能である。
被測定物Aをコンテナとした場合の傾斜角度は5°(傾斜8.7%)には限定されず、任意に設定(定義)できる。例えば、コンテナが荷崩れし難い場合には、5°以上に設定してもよい。好適な範囲としてコンテナを第一姿勢及び第二姿勢であるときの傾斜が8.7%以上10%以下となるように傾斜させることが望ましい。これにより、我が国日本における道路勾配の影響によるトレーラー上のコンテナの傾きと同程度の傾きで高さ方向の重心位置を算出するので、コンテナ内部の荷崩れを生じにくくすることができる。
20 保持台
31〜34 吊り下げワイヤ
40 傾斜装置
41 第1巻取り部(傾斜装置)
42 第2巻取り部(傾斜装置)
50 ロードセル
60 操作部
70 演算部
80 持ち上げ装置
90 高所レール
100、200 重心位置測定装置
A 被測定物(コンテナ)
Claims (6)
- 被測定物の一方側及び他方側を別々に保持する保持部と、
前記保持部が前記被測定物の一方側及び他方側から受ける荷重を検出する荷重検出器と、
前記保持部を介して前記被測定物を一方側が他方側よりも上方になる第一姿勢となるように傾斜させるとともに、前記被測定物を一方側が他方側よりも下方になる第二姿勢となるように傾斜させる傾斜装置と、
前記保持部が前記第一姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける第一荷重、及び、前記保持部が前記第二姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける第二荷重に基づいて前記被測定物の高さ方向の重心位置を算出する重心位置算出器と、を備える重心位置測定装置。 - 基準姿勢から前記第一姿勢までの前記被測定物の一方側の高さ方向の移動量と、前記基準姿勢から前記第二姿勢までの前記被測定物の一方側の高さ方向の移動量とが同じであり、
前記重心位置算出器は、前記第一荷重と前記第二荷重との差に基づいて、前記被測定物の高さ方向の重心位置を算出する請求項1に記載の重心位置測定装置。 - 基準姿勢から前記第一姿勢までの前記被測定物の一方側の高さ方向の移動量と、前記基準姿勢から前記第二姿勢までの前記被測定物の一方側の高さ方向の移動量とが異なり、
前記重心位置算出器は、前記第一荷重と前記保持部が前記基準姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける荷重との差、及び、前記第二荷重と前記保持部が前記基準姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける荷重との差、に基づいて前記被測定物の高さ方向の重心位置を算出する、請求項1に記載の重心位置測定装置。 - 前記被測定物はコンテナであって、
前記第一姿勢及び前記第二姿勢における前記被測定物の傾斜は、8.7%以上10%以下である、請求項1乃至3のいずれかに記載の重心位置測定装置。 - 前記保持部は、前記被測定物を上から持ち上げる複数の線状部材であって、
前記高さ方向の移動量は、前記複数の線状部材の巻き取り量に基づいて、算出される、請求項2又は3に記載の重心位置測定装置。 - 前記保持部は、前記被測定物を下から持ち上げるジャッキの荷重受け部であって、
前記高さ方向の移動量は、前記ジャッキにより前記被測定物を持ち上げるパルスモータの回転量、又は、当該モータに供給するパルスの数に基づいて、算出される、請求項2又は3に記載の重心位置測定装置。
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