JP2017193433A

JP2017193433A - シュートダンパの制御方法及び制御システム

Info

Publication number: JP2017193433A
Application number: JP2016086211A
Authority: JP
Inventors: 正憲蔦森; Masanori Tsutamori; 卓司西本; Takuji Nishimoto; 怜二前之園; Reiji Maenozono
Original assignee: IHI Transport Machinery Co Ltd
Current assignee: IHI Transport Machinery Co Ltd
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2017-10-26

Abstract

【課題】ベルトコンベヤにおけるベルトの蛇行の発生を好適に把握し、ベルトコンベヤへの落下位置を調整し得るシュートダンパの制御方法及び制御システムを提供する。
【解決手段】下方のベルトコンベヤ２２に荷１７を受け渡すシュート２３と、ベルトコンベヤ２２のベルト２２ａの幅方向の速度を検出するレーザドップラ式の速度検出装置２９とを備え、該速度検出装置２９を用いてベルト２２ａの蛇行を監視すると共に、検出した前記速度に基づいて、シュート２３内に備えたシュートダンパ２６の位置又は傾きの少なくとも一方を操作し、ベルト２２ａの蛇行を是正するよう構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベルトコンベヤ上に荷を供給するシュートに備えたシュートダンパの動作を制御するための方法及びシステムに関する。

一般に、港湾や発電所、各種の工場等、様々な施設において、荷の搬送にベルトコンベヤが用いられている。

図３には、こうしたベルトコンベヤを利用する設備の一例として、港湾等において荷役作業を行う荷役機械の一種であるダブルリンク式の引込クレーンを示している。荷役機械（引込クレーン）１００は、走行架台１の上面側にセンターポスト１ａが立設され、下面側には複数組のタイヤ走行装置２が配設されている。

センターポスト１ａ上には、旋回機構３を介して旋回台４が旋回自在に備えられ、該旋回台４上の後部側には機械室５が設けられ、前側にはＡフレーム６が立設されている。

旋回台４上における前端には、フロントリンク７の基端部が軸７ａを介して起伏自在に枢着され、該フロントリンク７の基端に近い部分がＡフレーム６の上部に回動可能に支持されたバランシングレバー８の先端にテンションバー９を介して連結されている。フロントリンク７の基端に近い部分には更に、基端部をＡフレーム６の中段に枢支せしめたギヤジャッキ１０のスクリューロッド１１先端が連結されており、該ギヤジャッキ１０のスクリューロッド１１の引出・引込動作によってフロントリンク７が起伏されるようになっている。

Ａフレーム６の上部には上部リンク１２の基端が軸１２ａを介して枢着されており、フロントリンク７の先端部と、上部リンク１２の先端部とがトップジブ１３の中間部と基端部とに軸７ｂと軸１２ｂとを介しそれぞれ連結されてダブルリンクが構成され、トップジブ１３の先端が水平方向に引き込み可能となるよう構成されている。

トップジブ１３の先端には吊フレーム１４が枢着され、該吊フレーム１４より、機械室５内に設けられた巻上装置１５から繰り出されるワイヤロープ１６にて、バラ物や粉状物等の荷１７を掴んで運搬するグラブバケット等の吊具１８が吊り下げられている。

このようなダブルリンク式の引込クレーン１００においては、ギヤジャッキ１０のスクリューロッド１１を張り出させると、フロントリンク７が倒伏し、トップジブ１３の先端部が図３中に実線で示すように海側へ移動する。一方、ギヤジャッキ１０のスクリューロッド１１を引きこませると、フロントリンク７が起立し、トップジブ１３の先端部が図３中に仮想線で示すように吊具１８を伴って陸側へ移動するようになっている。

荷役作業の際には、フロントリンク７を倒伏させてトップジブ１３の先端部から開いた状態の吊具（グラブバケット）１８をバラ物運搬船１９の上部開口１９ａから船内に吊り下げ、グラブバケット１８を閉じることにより荷１７を掴んだ後、グラブバケット１８を上昇させる。続いて、フロントリンク７を起立させることによりトップジブ１３の先端部をグラブバケット１８と共に陸側へ移動させ、グラブバケット１８が走行架台１に備えたホッパ２０上に来たときに開くことにより、荷１７をホッパ２０内へ投入するようにしている。ホッパ２０内に投入された荷１７は、走行架台１に備えたベルトコンベヤ（機内コンベヤ）２１に払い出され、該機内コンベヤ２１の終端において、陸上のベルトコンベヤ（地上コンベヤ）２２にシュート２３を介し供給されるようになっている。

地上コンベヤ２２は、地上に設置された架台２４上に備えたベルト式のコンベヤであり、荷役機械である引込クレーン１００側に備えた機内コンベヤ２１からシュート２３を介して引き受けた荷１７を上面に載置し、地上コンベヤ２２の長手方向（紙面と直交する方向）へと搬送するようになっている。

図４は、機内コンベヤ２１の終端部からシュート２３を介して荷１７を地上コンベヤ２２へ受け渡す乗り継ぎ部の構成を拡大して示している。シュート２３は、機内コンベヤ２１の終端部を包囲する筐体２５と、該筐体の内部で機内コンベヤ２１からの荷１７を受け止め、荷１７の流れを整えるシュートダンパ２６と、該シュートダンパ２６の角度を調整するアクチュエータ２７とを備えている。

筐体２５は、上部に機内コンベヤ２１からの荷１７を受け入れる入口２５ａを備え、下部に地上コンベヤ２２の搬送面をなすベルト２２ａに向かって荷１７を落下させる出口２５ｂを備えた箱型の部材であり、下部には出口２５ｂに向かって狭窄する形状を有している。

シュートダンパ２６は、筐体２５内に備えられる全体として板状の形状を備えた部材であり、機内コンベヤ２１の終端部の正面に位置する底板２６ａと、該底板２６ａの左右及び上辺に、それぞれ機内コンベヤ２１側に向かって張り出すように配した二枚の側板２６ｂ及び一枚の背板２６ｃを備えている。こうして、筐体２５の入口２５ａから送り込まれる荷１７を底板２６ａで受け止め、筐体２５の出口２５ｂに向かって流すようにしており、この際、底板２６ａの左右に備えた側板２６ｂにより、底板２６ａの表面を流れる荷１７が確実に出口２５ｂに向うよう案内するようになっている。

シュートダンパ２６の底板２６ａの上部は、筐体２５内に機内コンベヤ２１の搬送方向と直交する向きに水平に張り渡されたピン２８により、筐体２５に対し傾動可能に支持されている。底板２６ａの背面（機内コンベヤ２１と反対側の面）における中央部付近にはアクチュエータ２７のロッド２７ａの先端が取り付けられ、該ロッド２７ａの伸縮により、シュートダンパ２６の傾きが調整されるようになっている。そして、シュートダンパ２６の傾きを調整することで、地上コンベヤ２２に対する荷１７の落下位置を地上コンベヤ２２の搬送方向と直交する向きに調整できるようになっている。

上述の如きベルトコンベヤ２１，２２及びシュート２３において、地上コンベヤ２２における荷１７の落下位置は、機内コンベヤ２１の搬送速度や荷１７の量、シュートダンパ２６の位置や傾き等によって左右される。そして、搬送中に地上コンベヤ２２の搬送面における荷１７の落下位置が搬送方向と直交する向きに偏ると、ベルト２２ａが蛇行する場合がある。

図５（Ａ）〜（Ｃ）はベルトコンベヤ２２におけるベルト２２ａの蛇行の発生を模式的に説明する図である。図５（Ａ）に示す如く、ベルト２２ａのなす搬送面において、搬送方向（紙面と直交する方向）と直交する向き（図中における左右方向）に荷１７が均等に積載されている場合は問題ないが、（Ｂ）に示す如く、荷１７の重心位置が搬送面の一方に偏ると、荷１７は自重により搬送面の中心に向かってずり落ちるように動こうとする。そうすると、荷１７との間の摩擦力により、荷１７と一緒にベルト２２ａも動こうとし、その結果、（Ｃ）に示す如くベルト２２ａが搬送方向と直交する向きにずれ、ベルト２２ａの蛇行が発生する。このため、ベルトコンベヤ２１，２２を用いた荷１７の搬送時には、運転状況に合わせてシュートダンパ２６の位置や傾きを調整し、地上コンベヤ２２に対しなるべく均等に荷１７を落下させる必要がある。

こうした問題に対処するための技術を記載した先行技術文献として、例えば下記の特許文献１、２等がある。

特許文献１に記載の装置では、地上ベルトコンベヤに工業用テレビカメラを設置し、地上ベルトコンベヤをモニタにより監視し、積載不良の発生時には遠隔操作卓から緩衝板の制御装置を操作するようにしている。

特許文献２に記載の装置は、搬送物の落下位置を自動的に調整するようにしたもので、蛇行量測定手段（超音波センサ）によって下流側ベルトコンベアのコンベアベルトの蛇行量を測定し、現在蛇行量や蛇行増減量に基づいて落下位置調整手段（シュート）を駆動させるようにしている。

実開平５−５４４２３号公報特開平８−１５１１１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置の場合、目視により地上ベルトコンベヤを監視し、緩衝板（シュートダンパに相当する）の操作は手動により行っている。このように、地上ベルトコンベヤの様子をモニタで監視しつつ、時時刻刻変化する運転状況に合わせて緩衝板の調整を続けるのは非常に注意力を要する作業である。特に、移動機械の運転者が該移動機械の運転操作と同時に緩衝板の調整を行う場合には、どうしても緩衝板の方の操作が疎かになりがちである。また、地上ベルトコンベヤの監視は工業用テレビカメラにより行っているため、周辺が暗い場合や、粉塵や水蒸気が多い環境下では、地上ベルトコンベヤの状況を十分に把握できない場合が想定される。

また、特許文献２に記載の装置の場合、蛇行量測定手段として超音波センサを用いている。超音波センサでは、計測箇所においてベルトの表面に凹凸があった場合、ベルトの速度を安定的に計測できないという問題がある。

本発明は、斯かる実情に鑑み、ベルトコンベヤにおけるベルトの蛇行の発生を好適に把握し、ベルトコンベヤへの落下位置を調整し得るシュートダンパの制御方法及び制御システムを提供しようとするものである。

本発明は、シュートからの荷を下方で引き受けるベルトコンベヤのベルトの幅方向の速度をレーザドップラ式の速度検出装置を用いて検出することにより前記ベルトの蛇行を監視し、検出した前記速度に基づいて、前記シュート内に備えたシュートダンパの位置又は傾きの少なくとも一方を操作し、前記ベルトの蛇行を是正することを特徴とするシュートダンパの制御方法にかかるものである。

また、本発明は、下方のベルトコンベヤに荷を受け渡すシュートと、前記ベルトコンベヤのベルトの幅方向の速度を検出するレーザドップラ式の速度検出装置とを備え、該速度検出装置を用いて前記ベルトの蛇行を監視すると共に、検出した前記速度に基づいて、前記シュート内に備えたシュートダンパの位置又は傾きの少なくとも一方を操作し、前記ベルトの蛇行を是正するよう構成したことを特徴とするシュートダンパの制御システムにかかるものである。

本発明のシュートダンパの制御方法及び制御システムによれば、ベルトコンベヤにおけるベルトの蛇行の発生を好適に把握し、ベルトコンベヤへの落下位置を調整し得るという優れた効果を奏し得る。

本発明のシュートダンパの制御システムの全体構成を示す図である。本発明の実施に用いる速度検出装置の構成を示す概要図である。ベルトコンベヤを備えた荷役機械の一例を示す全体図である。荷役機械の一部を拡大して示す図である。ベルトコンベヤにおけるベルトの蛇行の発生を模式的に示した概念図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施によるシュートダンパの制御方法を適用した制御システムの形態の一例を示すものであって、図中、図３〜図５と同一の符号を付した部分は同一物を表している。ここでは、図３に示す如き荷役機械１００に備えたシュート２３、及びベルトコンベヤ２１，２２に本発明を適用した場合を想定して説明する。

本実施例の場合、図１に示す如く、地上コンベヤ２２のベルト２２ａの速度を検出するよう、速度検出装置２９を備えている。速度検出装置２９は、センサ２９ａがベルト２２ａの上方の適宜位置に来るよう配置される。ここでは、シュート２３の筐体２５の出口２５ｂ付近にセンサ２９ａを設置した場合を例示している。尚、センサ２９ａの取付箇所はここに示した例に限定されず、シュート２３の下方におけるベルト２２ａの速度を把握できる位置であればどこに取り付けても良い。例えば、地上コンベヤ２２側の適当な位置に取り付けることも可能である。

本実施例の速度検出装置２９は、図２に示すようなレーザドップラ式の速度計である。センサ２９ａは図示しないレーザ発生装置やビームスプリッタ、光電変換装置等を内蔵しており、検出窓２９ｂから速度検出対象（この場合、地上コンベヤ２２のベルト２２ａ）に向かって、互いに波長が等しく入射角の異なる二条のレーザ光線である入射光２９ｃ，２９ｄを照射し、その反射光としての散乱光２９ｅを検出するようになっている。

入射光２９ｃ，２９ｄは、速度検出対象であるベルト２２ａの上方に配置されたセンサ２９ａより、上流側と下流側からそれぞれ照射され、ベルト２２ａの表面で反射して散乱光２９ｅとなる。このとき、ベルト２２ａが図２中、右側に向かう速度を有して移動しているとすると、ドップラ効果により、上流側から入射した入射光２９ｃの反射光は、入射角とベルト２２ａの移動速度に応じてその波長が入射光２９ｃより長くなり、一方、下流側から入射した入射光２９ｄの反射光は、入射角とベルト２２ａの移動速度に応じてその波長が入射光２９ｄより短くなる。したがって、入射光２９ｃ，２９ｄの反射光としての散乱光２９ｅは、波長の異なる二種類の成分を含むことになる。センサ２９ａでは、内蔵した図示しない光電変換装置で散乱光２９ｅを検知して電気信号に変換し、演算部２９ｆに送信する。演算部２９ｆでは、センサ２９ａから受信した電気信号から散乱光２９ｅに含まれる光の波長を解析し、これに基づいて速度検出対象の移動速度を算出する。こうして、速度検出装置２９は、入射光２９ｃの発射部と入射光２９ｄの発射部とを結ぶ軸に平行な向きの速度検出対象の速度を検出することができる。尚、ここでは入射光として２９ｃ，２９ｄの二条のレーザ光を照射する場合を例に説明しているが、入射光の条数はこれより多くしても良いし、また、一条の入射光の波長と、それに対する反射光の波長から、ベルト２２ａ表面の移動速度を算出するようにしても良い。

そして、本実施例の場合、この速度検出装置２９のセンサ２９ａを、図１に示す如く、ベルト２２ａの搬送方向と直交する向き（以下、この向きを「幅方向」と称する）の速度を検出するように設置している。

算出した速度の情報は、適宜位置に設置した制御装置３０に速度信号２９ｇとして入力され、これにより、ベルト２２ａの幅方向の速度が制御装置３０において常時監視されるようになっている。

また、制御装置３０は、アクチュエータ２７の駆動部２７ｂに駆動信号２７ｃを入力し、該駆動信号２７ｃによりロッド２７ａの伸縮を制御するようになっている。

尚、制御装置３０は、荷役機械１００（図３参照）の制御装置の一部としても良いし、また、荷役機械１００の制御装置とは別の装置として備えることもできる。

次に、上記した本実施例の作動を説明する。

ベルトコンベヤ２１，２２による荷１７の搬送中、ベルト２２ａにおける荷１７の落下位置は、上述の如く、機内コンベヤ２１の搬送速度や荷１７の量、シュート２３内のシュートダンパ２６の傾き等によって左右される。例えば、図１に示す如き配置において、シュートダンパ２６の傾きを一定とした場合、機内コンベヤ２１の搬送速度が小さければ、荷１７はシュートダンパ２６の底板２６ａにぶつかった後、ベルト２２ａにおいて比較的右寄りの位置に落下するし、逆に機内コンベヤ２１の搬送速度が比較的大きければ、左寄りの位置に落下する荷１７の量が多くなる。また、機内コンベヤ２１を同じ搬送速度で運転していたとしても、搬送されてくる荷１７の量にばらつきがあれば、それに伴ってベルト２２ａにおける落下位置も変化する。その結果、例えば上に説明した如く、図５（Ｃ）に示すようなベルト２２ａの動きが発生しようとする。

このとき、ベルト２２ａの上方に備えた速度検出装置２９のセンサ２９ａにより、ベルト２２ａの幅方向の動きが検出され、速度信号２９ｇとして制御装置３０に入力される。制御装置３０は、速度信号２９ｇとして入力されたベルト２２ａの速度に基づき、アクチュエータ２７の駆動部２７ｂに駆動信号２７ｃを入力し、ロッド２７ａを伸縮してシュートダンパ２６の傾きを調整する。

例えば、ベルト２２ａが図１中、右側にずれようとする動きが検出された場合には、荷１７が左側に偏っていると判断されるので、制御装置３０はアクチュエータ２７のロッド２７ａを収縮させることにより、荷１７が右寄りに落下するようにシュートダンパ２６の傾きを調整することができる。また、ベルト２２ａが左側にずれようとする動きが検出された場合には、荷１７が右側に偏っていると判断されるので、制御装置３０はアクチュエータ２７のロッド２７ａを伸長させることにより、荷１７が左寄りに落下するようにシュートダンパ２６の傾きを調整することができる。

また、ベルト２２ａの幅方向の速度を積算し、その積分量に基づいてシュートダンパ２６を制御するようにしても良い。すなわち、前記速度を時時刻刻計測すれば、ベルト２２ａの幅方向における移動量を前記速度の積分値として算出することができるので、例えば、この値がある閾値に達した時点で、適宜アクチュエータ２７の操作を実行するよう構成することも可能である。

あるいは、図１に破線で示す如く、地上コンベヤ２２上の幅方向における端部付近の上方に速度検出装置２９のセンサ２９ａを設置し、該センサ２９ａによってベルト２２ａの幅方向の速度が検出された場合にベルト２２ａに蛇行が生じていると判定することもできる。すなわち、図１に破線で示した設置位置では、地上コンベヤ２２において入射光２９ｃ，２９ｄの入射する位置は、蛇行していない状態のベルト２２ａであれば到達しない位置であり、ベルト２２ａが蛇行していない限り、この位置に設置したセンサ２９ａによって速度が検出されることはない。したがって、このセンサ２９ａによって速度が検出されれば、ベルト２２ａの蛇行がある程度の大きさに達していると判断することができるので、これをアクチュエータ２７の操作の基準として使用することができる。

尚、ベルト２２ａの幅方向の速度に基づいてアクチュエータ２７を操作するにあたっては、上述の各方式を適宜選択し、または組み合わせて適用することができる。また、ここに説明した方式に限らず、その他種々の方式をも適用することができることは勿論である。

また、本実施例においては、シュートダンパ２６の傾きを操作することにより荷１７の落下位置を調整するようにしているが、シュートダンパ２６の傾きではなく、機内コンベヤ２１や地上コンベヤ２２に対する位置を操作することで荷１７の落下位置の調整を行うように構成しても良く、また、傾きと位置の両方を操作するよう構成しても良い。

こうして、本実施例によれば、ベルト２２ａの動きに応じて自動的にシュートダンパ２６の傾きが調整され、ベルト２２ａにおける荷１７の落下位置の偏りやベルト２２ａの蛇行が是正される。したがって、ベルト２２ａにおける荷１７の落下の状況を荷役機械１００（図３参照）の運転者が監視したり、シュートダンパ２６の傾きを手動で操作したりする必要がない。

この際、ベルト２２ａの速度検出にレーザドップラ式の速度検出装置２９を用いているため、特許文献１に記載の装置の如く工業用テレビカメラを用いる場合とは異なり、周囲の環境に左右されずベルト２２ａの状況を適切に把握することができる。また、特許文献２に記載の装置の如く超音波センサを用いる場合とは異なり、速度の検出対象であるベルト２２ａや荷１７に多少の凹凸があったとしても、ベルト２２ａの幅方向の速度を好適に検出することができる。

尚、本実施例では、例えば図３に示す如き荷役機械１００を想定し、機内コンベヤ２１から地上コンベヤ２２へシュート２３を介し荷１７の受け渡しを行う場合に即して説明したが、本発明を実施する構成はこれに限定されない。荷役機械１００としては、図３に示す如き引込クレーンに限らず、ベルトコンベヤ（地上コンベヤ）２２への荷の受け渡しが発生する限りにおいて種々の型式の機械が想定される。また、荷役機械からベルトコンベヤへの受け渡しだけでなく、例えばベルトコンベヤ同士でシュートを介して荷を受け渡すような場合も考えられるし、あるいは、ホッパからシュートを介してベルトコンベヤ上に荷物を払い出すといった場合にも、本発明を適用することができる（例えば図３に示す如き荷役機械１００において、ホッパ２０の出口にシュートを配し、機内コンベヤ２１には上述の速度検出装置２９と同様の速度検出装置を備え、前記シュートに備えたシュートダンパを前記速度検出装置からの速度信号に基づき操作するよう構成することもできる）。

以上のように、上記本実施例においては、下方のベルトコンベヤ（地上コンベヤ）２２に荷１７を受け渡すシュート２３と、ベルトコンベヤ２２のベルト２２ａの幅方向の速度を検出するレーザドップラ式の速度検出装置２９とを備え、該速度検出装置２９を用いてベルト２２ａの蛇行を監視すると共に、検出した前記速度に基づいて、シュート２３内に備えたシュートダンパ２６の位置又は傾きの少なくとも一方を操作し、ベルト２２ａの蛇行を是正するよう構成しているので、ベルト２２ａにおける荷１７の落下の状況を荷役機械１００（図３参照）の運転者が監視したり、シュートダンパ２６の傾きを手動で操作したりする必要がない。また、周囲の環境に左右されずベルト２２ａの状況を適切に把握することができ、しかも、ベルト２２ａや荷１７に多少の凹凸があったとしても、ベルト２２ａの幅方向の速度を好適に検出することができる。

したがって、上記本実施例によれば、ベルトコンベヤにおけるベルトの蛇行の発生を好適に把握し、ベルトコンベヤへの落下位置を調整し得る。

尚、本発明のシュートダンパの制御方法及び制御システムは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１７荷
２２ベルトコンベヤ（地上コンベヤ）
２２ａベルト
２３シュート
２６シュートダンパ
２９速度検出装置

Claims

シュートからの荷を下方で引き受けるベルトコンベヤのベルトの幅方向の速度をレーザドップラ式の速度検出装置を用いて検出することにより前記ベルトの蛇行を監視し、検出した前記速度に基づいて、前記シュート内に備えたシュートダンパの位置又は傾きの少なくとも一方を操作し、前記ベルトの蛇行を是正することを特徴とするシュートダンパの制御方法。
下方のベルトコンベヤに荷を受け渡すシュートと、前記ベルトコンベヤのベルトの幅方向の速度を検出するレーザドップラ式の速度検出装置とを備え、
該速度検出装置を用いて前記ベルトの蛇行を監視すると共に、検出した前記速度に基づいて、前記シュート内に備えたシュートダンパの位置又は傾きの少なくとも一方を操作し、前記ベルトの蛇行を是正するよう構成したことを特徴とするシュートダンパの制御システム。