JP2017010483A - 重機の停止システム - Google Patents

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【課題】重機の近傍に作業者等が存在する場合に、タイヤローラのような重機を停止し、作業者の安全を確保することが可能な重機の停止システムを提供する。【解決手段】重機の停止システムは、重機10の近傍で作業する作業者の安全を確保する。作業者は、重機10から出力されたトリガー信号に応答して、所定のIDを出力するIDタグ40を有する。重機10は、その後部近傍の領域のみに所定のトリガー信号を出力するアンテナ39a,39bと、IDタグ40の出力したID番号を受信する受信部と、受信部がID番号を受信したときは、重機の作動を停止させる停止装置30とを含む。【選択図】図2

Description

この発明は、重機の停止システムに関し、特に、重機の進行時に、その近傍に人がいる場合に重機を停止させることが可能な、重機の停止システムに関する。
従来、建設機械の近傍で作業する作業者の安全を確保するために、建設機械の作業者検知装置が知られている。このような作業者検知装置が例えば、特開平10−237906号公報(特許文献1)等に開示されている。
特許文献1に開示されている建設機械の作業者検知装置は、次の構成を有している。すなわち、建設機械側には赤外線を発光する赤外線送信機と、作業者側から発する無線電波を受信する電波受信機と、前記赤外線送信機と電波受信機を制御する第1の制御部と、前記第1の制御部の出力により警報を発する警報装置と、が設けられ、作業者側には所定箇所に取り付けられた、赤外線を受光する赤外線受信機と、受光された赤外線に対応する無線電波を発信する電波送信機と、赤外線受信機と電波送信機を制御する第2の制御部と、が設けられる。建設機械と作業者とが所定範囲以内に近接した場合に、作業者の赤外線受信機が建設機械から発光された赤外線を受光して電波送信機より無線電波を発信し、この無線電波を建設機械の電波受信機が受信して警報装置より警報を発する。
特開平10−237906号公報
従来の作業者検知装置は上記のように構成されていた。しかしながら、特許文献1に記載された検知装置の構成では、赤外線によって作業者を検出するため、赤外線が遮断されないように、その構成を工夫する必要があり、任意の位置で作業者が検出できるわけではないという、問題があった。
この発明は上記した問題点に鑑みてなされたものであり、重機の近傍に作業者等が存在する場合に、ロードローラのような重機を停止し、作業者の安全を確保することが可能な重機の停止システムを提供することを目的とする。
この発明に係る重機の停止システムは、重機の近傍で作業する作業者の安全を確保する。作業者は、重機から出力されたトリガー信号に応答して、所定のIDを出力するIDタグを有する。重機は、その後部近傍の領域のみに所定のトリガー信号を出力するトリガー信号出力手段と、IDタグの出力したID番号を受信する受信部と、受信部がID番号を受信したときは、重機の作動を停止させる停止手段とを含む。
好ましくは、重機の後部は相互に間隔が離れた複数の端部を有し、複数の端部にはそれぞれが異なるIDを有するトリガー信号を出力するトリガーアンテナが設けられ、IDタグは、トリガー信号のIDとともに自己のIDを出力する。
停止手段は、IDタグが異なる複数のトリガー信号のIDを受信したときに、重機の作動を停止してもよい。
複数の端部には、第1の信号強度を有する第1トリガー信号を出力する第1トリガーアンテナと、第1の信号をキャンセルする第2トリガー信号を出力する第2トリガーアンテナとが設けられてもよい。
重機のオペレータの死角となる重機の後進方向の近傍のみを検出できるようにし、後進時にその位置に作業者等がいる場合には、確実に重機を停止するようにした。
その結果、重機の後進方向近傍に作業者等が存在する場合に、タイヤローラのような重機を停止することが可能な重機の停止システムを提供できる。
この発明の実施の形態に係る重機の停止システムが搭載されたタイヤローラの模式的側面図である。 タイヤローラの平面図である。 操作ユニットのブロック図である。 第1実施の形態におけるタイヤローラの後部に設けられたトリガーアンテナから出力されるトリガー信号の到達範囲を示す模式図である。 操作ユニットの制御部が行うメイン処理を示すフローチャートである。 検出領域設定処理を示すフローチャートである。 運転者タグ登録処理を示すフローチャートである。 誘導員タグ登録処理を示すフローチャートである。 警報作動確認処理を示すフローチャートである。 制動作動確認処理を示すフローチャートである。 運用開始処理を示すフローチャートである。 リセット待機処理を示すフローチャートである。 第1実施の形態における後方進行警戒の動作を示すフローチャートである。 特許第5512906号に記載されている、2つのトリガー信号を用いて検出領域を分離させた状態を示す図である。 第2実施の形態におけるタイヤローラの後部に設けられたトリガーアンテナから出力されるトリガー信号の到達範囲を示す模式図である。 第2実施の形態における後方進行警戒の動作を示すフローチャートである。
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、この発明の一実施の形態に係る重機の停止システムが搭載された重機の一例としてのタイヤローラの側面図である。
図1を参照して、タイヤローラ10は、オペレータ20が操作する運転席12を有する本体11と、本体の下部に設けられたローラ14a,14bとを含み、運転席12はルーフ13で覆われている。このタイヤローラ10の周囲でIDタグを保持した作業者41が作業を行っており、重機の停止システムは、この作業者41を検出する。
図2は、図1に示したタイヤローラを上方向から見た模式図である。図2を参照して、タイヤローラ10は平面視で矩形状を有し、その後部の両側端部に、その周囲に所定のトリガー信号を出力するトリガーアンテナ34a,34bが設けられ、停止装置30を含む。なお、トリガーアンテナ34a,34bの近傍には、トリガーアンテナ34a,34bから出力されるトリガー信号の強度をモニターするためのモニタータグ39b,39aが設けられる。
このトリガー信号は個別のトリガーIDを有し、その届く範囲内において作業者41の有するIDタグ40を起動する。起動されたIDタグ40は、そのID番号を出力し、それを停止システム(停止手段)30が検知する。
停止装置30は、制御部31を含み、この制御部31がIDタグ40の接近を検知したとき警報を発報し、タイヤローラ10を停止する。これは、特に、後方進行時にのみ検出してもよい。
なお、ここでいう重機とは、タイヤローラ10以外に、フォークリフト、フォイールローダ等の土木、建設工事等に使用される前後に移動可能な動力機械類全般を含む。
次に、停止装置30の構成について説明する。図3は、停止装置30の構成を示すブロック図である。図3を参照して、停止装置30は、停止装置30全体を制御する制御部31と、制御部31に接続され、受信アンテナ37に接続された受信部32と、トリガーアンテナ34a,34bに接続されたトリガー出力部(トリガー信号出力手段)33と、制動装置35と、警報装置36とを含む。制御部31は、別途設けられたタブレット端末38と交信が可能である。また、トリガー信号を検出するための左端および右端モニタータグ39a,39bが設けられる。
次に、上記したタイヤローラ10の後部をカバーする領域をトリガー領域として設定する方法について説明する。図4は、タイヤローラ10の後部に設けられた、2つのトリガーアンテナ34a,34bと、トリガーアンテナ34a,34bから出力されるトリガー信号の到達範囲を示す模式図である。なお、図中、タイヤローラ10は矩形で示しており、その進行方向を矢印で示している。
図4に示すように、タイヤローラ10の後方を、左右均等に確実にカバーするように、それぞれのトリガーアンテナ34a,34bからの出力が等しくなるようにトリガー信号の出力強度を設定する。この出力強度は、それぞれがトリガーアンテナ34a,34bの近傍に設けられた左端および右端のモニタータータグ39a,39bをモニターして行う。
すなわち、左側のトリガーアンテナ34bからのトリガー信号の出力を右端モニタータグ29bで検出可能か否かを判断し、右側のトリガーアンテナ34aからのトリガー信号の出力を左端モニタータグ29aで検出可能か否かを判断する。そのために、左右のトリガーアンテナ34a,34bからの出力をまず最大に設定し、順次下げることによって、トリガー信号の出力を調整する。
なお、それぞれの強度の設定は停止装置30に含まれる、ディスプレイを有するタブレット端末38に表示されたタッチパネルを用いて行ってもよい。この設定方法は後述する。
図4に示すように設定した場合、トリガーアンテナ34aから出力されるトリガー信号はトリガーIDとして、ID1を有し、トリガーアンテナ34bから出力されるトリガー信号はトリガーID2を有する。トリガーID1を有するトリガー信号でカバーされる範囲23bにIDタグを有する作業者がいる場合は、このトリガー信号に応答して、自分のIDを出力する。トリガーID2についても同様である。なお、トリガーID2を有するトリガー信号でカバーされる範囲は23aで示されている。
この場合は、タイヤローラ10の両幅方向、および、後方の広い範囲を2つのトリガーアンテナ34a,34bでカバーされる。
次に、停止装置30を制御する制御部31の動作について説明する。図5は、制御部31の動作を示すフローチャートである。図5を参照して、制御部31は、動作を開始すると(ステップS11、以下、ステップを省略する)、検出領域を設定し(S12)、運転者タグを登録し(S13)、誘導員タグを登録し(S14)、警報作動確認し(S15)、制動作動確認し(S16)、後進テストを行い(S17)、運用を開始する(S18)。なお、上記した各ステップにおいて、エラーが生じたときは、リセット待機処理(S19)を経て始動(S11)に戻る。
次に、上記した各ステップについて説明する。図6は、図5において、S12で示した検出領域設定動作を示すフローチャートである。
図6および図3を参照して、まず、トリガー出力部33で、左側のトリガーアンテナ34bによって、左エリアの最大範囲を設定し(S121)、右端モニタータグ39bの動作確認を行う(S122)。右端モニタータグ39bの動作確認が正常であれば(S122でYES)、2度目の右端タグ動作確認を行う(S123)。今度は出力の強度を一段下げて、トリガー信号でカバーされるエリア23aを縮小する。この動作を繰り返して(S123〜S124)右端モニタータグ39bがトリガー信号ID1でカバーされる最大領域を設定する(S125〜S126)。
次に右エリアについて同様の処理を行い、左端モニタータグ39aがトリガー信号ID2でカバーされる最大領域を設定する(S123〜S130)。
なお、S122で右端タグ39bの動作確認ができなければ、「モニタータグエラー」をタブレット端末38に表示し、リセット待機処理に移行する(S132、S19)
左端タグ39aの動作確認ができないときも同様である(S127でNO、S133)。
S130まで処理が進むと、タブレット端末38に「正常起動完了」を表示する(S131)。
図7は、図5において、S13で示した運転者タグ登録動作を示すフローチャートである。図7を参照して、検出したタグを表示し(S135)、運転者タグを選択し(S136)、選択したタグを記録する(S137)。
図8は、図5において、S14で示した誘導員タグ登録動作を示すフローチャートである。図7を参照して、検出したタグを表示し(S141)、誘導員タグを選択し(S142)、選択したタグを記録する(S143)。
図9は、図5において、S15で示した警報作動確認処理を示すフローチャートである。図9を参照して、警報を発生し(S151)、警報動作確認がOKであれば(S151でYES)、図5のS16へ進む。警報動作確認がOKでなければ(S151でNO)、警報エラーをタブレットに表示し(S153)、図5のS19へ進む。
図10は、図5において、S16で示した制動作動確認動作を示すフローチャートである。図10を参照して、制動を発生し(S161)、制動動作を確認し(S162)、制動動作が確認できれば(S162でYES)、S17へ移行する。
S162で制動動作が確認できなければ(S162でNO)、「制動エラー」をタブレット端末38に表示し(S163)、S19へ移行する。
次に、S17の後進テストについて説明する。S17の後進テストにおいては、オペレータ20がタイヤローラ10の後進ギヤを入れた時に、左端および右端のモニタータグ39a,39bを検出するか否かのテストを行う。このテストが成功するとS18の運用開始処理に進む。
S18の運用開始処理の具体的内容は後述する。S18の運用開始処理が終了すると、すなわち運用が終了しシステムが遮断する。次は再スタートとなり図5において、S19で示したリセット待機処理に進む。図12はリセット待機処理を示すフローチャートである。図12を参照して、リセット待機処理においては、タブレット端末38の図示の無いリセットボタンの押下があったか否かを判断し(S191)、押下があれば(S191でYES)、始動(S11)へ移行する。押下がなければ(S191でNO)、リセットの押下を待つ。
次に、図5においてS18で示した運用開始処理について説明する。図11はこの処理において行われる動作を示すフローチャートである。図11を参照して、運用開始においては、後進中か否かを判断し(S181)、後進中であれば(S181でYES)、トリガー信号を発生し、モニタータグ39a,39bのカウントアップを行う(S182)。次いで、後方進行警戒処理を行い(S183)、後進中この処理を続行する(S184)。
S184で後進中でなくなると(S184でNO)、S181へ戻る。
次に、このS183の後進進行警戒処理の具体的な処理内容について説明する。ここでは、図4で説明したように、トリガーアンテナ34a,34bから一定時間ごとに交互にそれぞれのID番号を有するトリガー信号が出力されて、2つのトリガーIDが重なる位置に作業者のIDタグ40が存在するか否かを判断する。
図4に示す場合は、タイヤローラ10の後進方向だけでなく、広い範囲を2つのトリガーアンテナ34a,34bでカバーされる。この実施の形態においては、タイヤローラ10の後進方向のみ(図4において、斜線で示した部分のみ。但し、ここでは、タイヤローラの本体の後部も含む)を検出するために、トリガー信号としてID1を有するトリガーアンテナ21aからのトリガー信号の出力とトリガー信号としてID2を有するトリガーアンテナ21bからのトリガー信号の出力を交互に行い、2つの信号を受信したIDタグ40のみを起動して、そのIDタグ40からのIDを受信する。そしてこの場合のみに警報し、且つタイヤローラ10を停止させる。
この場合の、2つの信号を受信したIDタグ40のみを起動する方法について説明する。
この場合の処理を図13に示す。図13を参照して、この場合は、まずID情報のデータを受信する(S1821)。S1821でデータを受信できれば(1821でYES)、モニタータグが左端からのものか右端からのものかを判断する(S1822)。モニタータグが左端からのものであれば(S1824でYES)、左端タグカウンタをリセットし(S1825)、モニタータグが右端タグからのものであれば(S1824でNO)、右端タグカウンタをリセットし(S1826)、左右両端のモニタータグが共にリセットされたか否かを判断し(S1827)、タグカウンタをリセットして(S1828)、S183へ進む。
左右端のモニタータグからのものでなければ(S1822でNO)、警報停止エリアか否かを判断し(S1823)、IDタグが登録されているか否かを判断する(S1829)。登録されていれば(S1829でYES)、運転手タグか否かを判断する(S1831)。運転手タグであればS183へすすむ。
S1823で警報停止エリアでなければ(S1823でNO)、偽の信号あるいは別システムの信号と推定されるので無視し、S183へ進む。
S1831で運転手タグでなければ(S1831でNO)、誘導中フラグがONか否かを判断し(S1832)、誘導中フラグがONであれば(S1832でYES)、誘導員タグか否かを判断する(S1833)。誘導員タグであれば(S1833でYES)S183へ進む。
S1832で誘導中フラグがONでなかったり(S1832でNO)、誘導員タグでなければ(S1833でNO)、一定時間T秒以内に検出したIDタグ40のタグIDがあるか否かを判断する(S1830)。
ここで、一定時間T秒以内に検出したか否かを判断しているのは、この実施の形態においては、ID1の領域とID2の領域とのトリガー信号を交互に出力しているため、IDタグ40を有する作業者がID1の領域とID2の領域とのトリガー信号を交互に受信したとしても、タイヤローラ10の後進方向とは限らず、タイヤローラ10の進行方向左側の領域から、タイヤローラ10の前を通過して、その右側へ移動する場合にも警報を出す可能性がある。そこで、この実施の形態においては、このような場合を排除するために、一定時間T秒以内に検出したか否かを判断する。
S1830で、IDタグ40があれば(S1830YES)、異なる警報・停止エリアか否かを判断する(S1834)。
S1834で異なる警報・停止エリアであれば(S1834でYES)、警報発生、制動作動を行い(S1835)、リセット待機する(S1836)。
すなわち、この実施の形態においては、一定時間T秒以内に作業者のIDタグ40を検出し、その検出場所が異なるトリガーIDを有する場合にのみ警報を発生するため、上記したように、タイヤローラ10の後方に位置する作業者のみを検出して警報を発生できる。
なお、S1830でIDタグを検出しなかった時や(S1830でNO)、異なる警報・停止エリアでないときは(S1834でNO)、メモリに上書き記憶し(S1837)、S183へ進む。
次に、このS182の後進進行警戒処理の異なる実施の形態について説明する。この実施の形態においては、作業者の検出領域の設定として、特許第5512906号に記載されているようなトリガー信号発生装置を用いる。
図14はこの特許第5512906号の図17として記載されている、2つのトリガー信号を用いて検出領域を分離させた状態を示す図である。図14(A)、図14(B)に示すように、2つのトリガーアンテナの載置位置に、一方側のトリガー信号のみを出力し、他方側を検出できないトリガー信号を出力する。
ここで、一方側のトリガー信号のみを出力するために、一方側において第1の信号強度を有するトリガー信号が出力され、他方側には、他方側を検出できないように、第1の信号強度をキャンセルする第2トリガー信号が出力される。
このようにトリガーコイルを設けることによって、図15に示すように、トリガーアンテナ21aの設置位置を中心としてY軸方向を2つの検出エリア(ID1(図中右上がり斜線で示す部分)とIDなし)に分割する。同様に、トリガーアンテナ21bの設置位置を中心としてY軸方向を2つの検出エリア(ID2(図中左上がり斜線で示す部分)とIDなし)に分割する。
これによって、エリアとしてID1およびID2を有するエリアのみを検出して、タイヤローラ10の後方の矩形状の幅を有する領域(図において、左右の斜線で示す部分)のみを検出可能になる。
この場合の処理を図16に示す。図16を参照して、この場合は、まずデータを受信する(S1851)。S1851でデータを受信できれば(1851でYES)、そのデータが左端、又は、右端のいずれのモニタータグからのものであるかを判断する(S1852)。左端モニタータグからのものであれば(S1854でYES)、左端タグカウンタをリセットし(S1855)、右端モニタータグからのものであれば(S1854でNO)、右端タグカウンタをリセットし(S1856)、左右のモニタータグ共にリセットされたか否かを判断し(S1857)、タグカウンタをリセットして(S1858)、S183へ進む。
S1851でデータ受信ができなければ(S1851でNO)、モニタータグカウンターがオーバーか否かを判断する(S1871)。なお、モニタータグカウンターのカウントアップは図11のS182で行っている。
モニタータグカウンターがオーバーであれば(S1871でYES)、モニタータグエラーをタブレット端末38に表示し、リセット待機する(S1872、S1873)。モニタータグカウンターがオーバーでなければ(S1871でNO)、S183へ進む。
S1852でタグが左右いずれのモニタータグからのものでもなければ(S1852でNO)、警報停止エリアか否かを判断し(S1853)、IDタグが登録されているか否かを判断する(S1859)。登録されていれば(S1859でYES)、運転手タグか否かを判断する(S1862)。運転手タグであれば(S1862でYES)、S183へすすむ。
S1862で運転手タグでなければ(S1862でNO)、誘導中フラグがONか否かを判断し(S1863)、誘導中フラグがONであれば(S1863でYES)、誘導員タグか否かを判断する(S1864)。誘導員タグであれば(S1864でYES)、S183へ進む。
S1859で登録タグでなかったり(S1859でNO)、S1863で誘導中フラグがONでなかったり(S1863でNO)、S1864で誘導員タグでなければ(S1864でNO)、警報発生し、制動作動を行い(S1860)、リセット待機する(S1861)。
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示する実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
10 タイヤローラ、11 本体、12 運転席、13 ルーフ、14a,14b ローラ、20 オペレータ、34a,34b トリガーアンテナ、30 停止システム、31 制御部、32 受信部、33 トリガー出力部、35 制動装置、36 警報装置、37 受信アンテナ、38 タブレット端末、39a,39b モニタータグ、41 作業者。

Claims (4)

  1. 重機の近傍で作業する作業者の安全を確保するための重機の停止システムであって、
    作業者は、前記重機から出力されたトリガー信号に応答して、所定のIDを出力するIDタグを有し、
    前記重機は、
    前記重機の後部近傍の領域のみに所定のトリガー信号を出力するトリガー信号出力手段と、
    前記IDタグの出力したID番号を受信する受信部と、
    前記受信部が前記ID番号を受信したときは、前記重機の作動を停止させる停止手段と、を含む、
    重機の停止システム。
  2. 前記重機の後部は相互に間隔を離れた複数の端部を有し、
    前記複数の端部にはそれぞれが異なるIDを有するトリガー信号を出力するトリガーアンテナが設けられ、
    前記IDタグは、前記トリガー信号のIDとともに自己のIDを出力する、請求項1に記載の重機の停止システム。
  3. 前記停止手段は前記IDタグが異なる複数のトリガー信号のIDを受信したときに、前記重機の作動を停止する、請求項2に記載の重機の停止システム。
  4. 前記複数の端部には、第1の信号強度を有する第1トリガー信号を出力する第1トリガーアンテナと、前記第1の信号強度をキャンセルする第2トリガー信号を出力する第2トリガーアンテナとが設けられる、請求項2または3に記載の重機の停止システム。
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