JP3060387B2 - リクレーマのベンチカット部再払出し制御方法 - Google Patents

リクレーマのベンチカット部再払出し制御方法

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JP3060387B2 JP2238963A JP23896390A JP3060387B2 JP 3060387 B2 JP3060387 B2 JP 3060387B2 JP 2238963 A JP2238963 A JP 2238963A JP 23896390 A JP23896390 A JP 23896390A JP 3060387 B2 JP3060387 B2 JP 3060387B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は原料ヤードに貯留された石炭や鉄鉱石,木材
チップ等のバラ物を,水平及び垂直方向に可動のブーム
の先端部に取り付けたバケットホイールを一定の移動パ
ターンで移動させて払い出す作業を行うリクレーマの制
御方法に関し,特にバケットホイールの着地点を任意に
選びこの着地点にバケットホイールを自動着地させてベ
ンチカット部の払出しを再開させる場合のリクレーマの
ベンチカット部再払出し制御方法に関する。
(従来の技術) リクレーマを自動着地させる一例として,本出願人に
よる特願昭62−27236号公報に示されたリクレーマ制御
装置があげられる。
この制御装置は,概略的に言えば,原料ヤードに沿っ
て走行する走行機台と,該走行機台に取り付けられ旋回
および起伏動作を行なうブームと,前記ブームの先端部
に設けられ回転しながら原料の払出しを行なうバケット
ホイールとを有するリクレーマの制御装置であり,前記
リクレーマの予め定められた位置に設けられ,前記原料
ヤードまでの距離を測定するレーザセンサ等による距離
測定手段と,、該距離測定手段を回転駆動させる回転駆
動手段と、該回転手段によって前記距離測定手段を回転
駆動させることによって前記距離測定手段から得られる
距離情報の最小値から前記バケットホイールの着地点を
検出する着地点検出手段とを具備するものである。
(発明が解決しようとする課題) この制御装置では、オペレータの目視による非能率的
な作業を改善し,ミスを起こし易い運転を解消すること
ができたが,距離情報の最小値を検出するために距離測
定手段を原料ヤードに対して何回も振らせなければなら
ず,それに伴って複雑な最小値検出のための演算を行わ
なければならないという制約がある。
それ故,本発明の課題は、上記のような制約無しでバ
ケットホイールの自動着地運転を可能とするリクレーマ
のベンチカット部再払出し制御方法を提供することにあ
る。
(課題を解決するための手段) 本発明では,原料ヤードに沿って走行する走行機台
と,該走行機台に取り付けられ旋回中心位置を起点とし
て旋回及び起伏動作を行うブームと,該ブームの先端部
に設けられた原料払出し用のバケットホイールと、前記
ブームのあらかじめ定められた位置に設けられ,前記原
料ヤードまでの距離を測定する距離測定手段と,該距離
測定手段を水平及び垂直方向に回転駆動すると共に,水
平及び垂直方向の回転角度信号を出力する回転駆動手段
と,前記ブームの旋回角度及び起伏角度と原点から現時
点のリクレーマまでの距離と,前記距離測定手段からの
距離測定信号及び前記回転駆動手段からの回転角度信号
とを用いてあらかじめ定められた演算を行う演算手段と
を有するリクレーマのベンチカット部再払出し制御方法
において, 前記リクレーマ自体がベンチカットした原料ヤード
の近くまで前記リクレーマを走行させて,走行位置検出
器により原点からリクレーマの停止位置距離LNを測定す
る工程と, 前記ブームを前記ベンチカット部の払出し開始段に
設定する工程と, 前記距離測定手段を水平状態にして前記ベンチカッ
ト部の任意の地点Aまでの距離lを測定する工程と, 前記演算手段により原点から前記任意の地点AのX
座標XA,Y座標YAを算出する工程と, 前記X座標XA,Y座標YAにもとづいて前記バケットホ
イールを前記任意の地点Aにセットするために必要な前
記リクレーマの走行距離,及び前記ブームの旋回角度を
算出する工程と, 前記算出された走行距離だけ前記リクレーマを走行
させると共に,前記ブームを旋回させて前記ベンチカッ
ト部の払出しを再開させるようにしたことを特徴とす
る。
(作用) 本発明による制御方法は,原料ヤードからの原料払出
し作業を途中で止めてリクレーマを原料ヤードから離
し、再びリクレーマのバケットホイールを原料ヤードの
ベンチカット部に近づけて原料払出しを再開するという
ように,既にベンチカットされている原料ヤードを対象
としている。このような原料ヤードでは,ブームの旋回
中心位置からバケットホイールまでの距離を半径とする
ベンチカット部を有する。それ故,リクレーマは,バケ
ットホイールがベンチカット部のどの部分に着地するよ
うにされても良い。言い換えれば、前記工程において
距離測定手段による測定目標となった地点Aが着地点と
なるような制御が行われる。すなわち,原点からの地点
AのX座標XA及びY座標YAを基にしてリクレーマの走行
距離及びブームの旋回角度を算出する。
(実施例) 本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。は
じめに,リクレーマの概要を説明する。
第3図を参照して,リクレーマ14は,原料ヤード10に
沿って平行に設置されたレール上を走行する走行機台11
と,該走行機台11に取り付けられ旋回および起伏動作を
行なうブーム12と,ブーム12の先端部に設けられ回転し
ながら原料ヤード10に貯溜された石炭,鉄鉱石,木材チ
ップ等のバラ物を払出すバケットホイール13とから成
り,ブーム12の中央部下端に距離測定手段とその回転駆
動手段とを設けた着地点検出装置15を有している。
着地点検出装置15は,例えばレーザビーム20を発射し
て対象物体(原料ヤード)までの距離を測定するもので
ある。この時,測定する距離情報は,連続信号情報(ア
ナログ信号)にしてもよく,また,ある時間間隔で測定
するデジタル信号情報にしてもよい。
第4図を参照すると,回転駆動手段として機械式回転
機構を用いた着地点検出装置15の一実施例が示されてい
る。図示された着地点検出装置15は,レーザビーム20を
用いて距離測定を行なう距離測定手段21と,垂直回転駆
動モータ22の回転に応じて距離測定手段21を垂直方向に
回転駆動する垂直回転機構23と、水平回転駆動モータ24
の回転に応じて距離測定手段21を水平方向に回転駆動す
る水平回転機構25と,距離測定手段21と垂直回転駆動モ
ータ22と水平駆動モータ24とを制御する回転駆動制御器
26と,これら各手段をブーム15に支持する支持手段27と
を有している。なお,距離測定手段21の水平方向の旋回
角度θは,ここでは,レーザビーム20がブーム12と同
じ方向になる点を基準として反対方向に一定の角度(実
施例では100度)ずつ旋回可能であるものとする。
第5図に着地点検出装置15のブロック構成図を示す。
着地点検出装置15は,距離測定手段21と回転駆動手段28
の両手段より構成されている。距離測定手段21は,レー
ザを原料ヤードに照射する距離測定部21−1とレーザに
て測定した結果から距離を算出する距離計測制御部21−
2とから成り,リクレーマの制御計算機30からの指令で
対象の原料ヤードにレーザビームを照射し,測定結果の
距離情報を報告する動作を行なう。また,回転駆動手段
28は,モータの回転駆動を制御する回転駆動制御器26と
水平方向及び垂直方向に指令された角度まで回転駆動す
る駆動モータ22,24とから成り,同じくリクレーマの制
御計算機30の指令で水平及び垂直方向に各駆動モータ2
2,24を指令角度まで駆動してレーザビームを回転させ
る。
次に第1図,第2図を参照して,本実施例の着地点の
検出動作を説明する。本発明の対象となる原料ヤード10
は一旦,原料払出しが行われているので,第1図に示す
ように,円弧状のカット部を有している。実際には,ベ
ンチカットによる原料払出しが行われるので,円弧状の
カット部は,第2図に示すように,ベンチ状の段を有す
ることとなり,結果として,ベンチカット部が円弧状に
形成されることになる。
第6図に示すように,リクレーマ14の制御計算機30
は,ブーム12の旋回角度を検出する旋回角度検出器31
と,ブーム12の起伏角度を検出する起伏角度検出器32
と,走行機台11の走行位置を検出する走行位置検出器33
と,前記の着地点Aを検出する距離測定手段21及び回転
駆動手段28と,ブーム12を旋回させる旋回駆動モータ34
と,ブーム12を起伏させる起伏駆動モータ35と,走行機
台11を走行させる走行駆動モータ36とをそれぞれ制御す
る。
具体的に云えば,制御計算機30は,前記着地点検出装
置15の着地点検出結果,即ち距離測定手段21から得られ
る距離情報lと回転駆動手段28から得られる水平方向角
度情報θSLと,旋回角度検出器31から得られるブーム12
の旋回角度θと,起伏角度検出器32から得られるブー
ム12の起伏角度θと走行位置検出器33から得られる原
点(走行レールの端部位置又はリクレーマが停止してい
た位置)とリクレーマが現在停止している位置との間の
距離LNとから,バケットホイール13が着地する着地点A
までのリクレーマ14の走行距離LX,ブームの旋回角度θ
を計算する。そして,これらの計算結果から,走行距離
LXだけ,走行駆動モータ36を駆動し,さらに旋回角度
(θ−θ)だけ旋回駆動モータ34を駆動して,バケッ
トホイール13を着地点Aに自動着地させる。
以上の動作を経過順に説明する。
はじめに,リクレーマ14を原点(XO,YO)から原料ヤ
ード10より十分手前の位置までの距離LNだけ走行させて
停止する。この時のブーム12の旋回中心位置を仮停止位
置(XB,YB)とする。但し,X軸はリクレーマの走行方向
に平行な軸とする。
ブーム12を原料ヤード10の払出し開始段(第2図で
は最上段)に設定する。
着地点検装置15における垂直回転駆動モータ22を駆
動して距離測定手段21を水平状態にすると共に,レーザ
ビーム20がベンチカット部の任意の地点Aにあたるよう
にして地点Aまでの距離lを測定する。
制御計算機30は,工程で測定された距離lやブー
ム12の旋回角度θ及び原点(XO,YO)から仮停止位置
(XB,XB)までの距離LN等の情報にもとづいて,以下の
式(1),(2)により地点AのX座標XA,Y座標YAを算
出する。
XA=LN+LAcosθ・cosθ+lcos(100−θSL+θ) (1) YA=LAcosθ・sinθ+lsin(100−θSL+θ) (2) 但し,LA:旋回中心位置から距離測定手段21までの距
離,θD:ブーム12の起伏角度,θS:ブーム12の旋回角
度,θSL:距離測定手段21の旋回角度で,旋回可能な最
大角度θ(ここでは100度)を基点とした角度であ
る。また,式(1),(2)の( )内の角度は,距離
測定手段21の旋回可能な最大角度100度に基づいて計算
される,X軸に対するレーザビーム20の角度θを示して
いる。
制御計算機30は更に,工程で算出されたX座標
XA,Y座標YAからバケットホイール13を地点Aに位置させ
るためのリクレーマの走行距離LXとブーム12の旋回角度
θとを式(3),(4)により算出する。
LX=XA−{(LBcos θ−YA 21/2−LN (3) θ=tan-1YA/{(LBcos θ−YA 21/2 (4) 但し,LB:旋回中心位置からバケットホイール13の喰付
点までの距離。
リクレーマ14を(距離LX+掘削量)だけ走行させる
と共に,ブーム12の旋回角度がθとなるように制御を行
う。
以上のようにして,バケットホイール13を地点Aに位
置せしめて原料払出しを開始することができる。
なお,上記の説明では、距離測定手段21が第1図に示
したブーム12の中心軸上にある場合を想定したが,ブー
ム12の中心軸から外れた位置にあっても,その外れ量,
すなわちブーム12の中心軸に直角かつ水平な方向へのず
れ量がわかれば,X座標XA,Y座標YAを算出することができ
る。また,走行距離LXの算出に最しては,距離測定手段
21からのレーザビームを水平状態で一定角度ずつずらし
て複数種類のX座標,Y座標を算出し,それぞれのX座
標,Y座標から算出される複数種類の走行距離を平均する
ことで距離LXを得るようしても良い。
更に,前記のように複数点により走行距離LXを算出す
るようにした場合は,ベンチカット以外の初期山でも自
動着地させることができる。この場合は原点からの走行
距離が一番少ないものを採用する。
(発明の効果) 以上説明したように,本発明によれば,距離測定手段
を1回振らせるだけの簡単な検出及び演算制御動作でバ
ケットホイールの自動着地運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるリクレーマの移動の様
子を説明するための平面図,第2図はリクレーマの移動
の様子を横方向から見た図,第3図はリクレーマの概略
構成を示した図,第4図は本発明における距離測定手段
の駆動装置の概略構成図,第5図は本発明における着地
検出装置のブロック図,第6図は本発明における制御計
算機と各種検出器及び各部の駆動系との接続関係を示し
た図。 図中,10は原料ヤード,11は走行機台,12はブーム,13はバ
ケットホイール,14はリクレーマ,15は着地点検出装置。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】原料ヤードに沿って走行する走行機台と,
    該走行機台に取り付けられ旋回中心位置を起点として旋
    回及び起伏動作を行うブームと,該ブームの先端部に設
    けられた原料払出し用のバケットホイールと,前記ブー
    ムのあらかじめ定められた位置に設けられ,前記原料ヤ
    ードまでの距離を測定する距離測定手段と,該距離測定
    手段を水平及び垂直方向に回転駆動すると共に,水平及
    び垂直方向の回転角度信号を出力する回転駆動手段と,
    前記ブームの旋回角度及び起伏角度と原点から現時点の
    リクレーマまでの距離と,前記距離測定手段からの距離
    測定信号及び前記回転駆動手段からの回転角度信号とを
    用いてあらかじめ定められた演算を行う演算手段とを有
    するリクレーマのベンチカット部再払出し制御方法にお
    いて、 前記リクレーマ自体がベンチカットした原料ヤード
    の近くまで前記リクレーマを走行させて,走行位置検出
    器により原点からリクレーマの停止位置距離LNを測定す
    る工程と, 前記ブームを前記ベンチカット部の払出し開始段に
    設定する工程と, 前記距離測定手段を水平状態にして前記ベンチカッ
    ト部の任意の地点Aまでの距離lを測定する工程と, 前記演算手段により原点から前記任意の地点AのX
    座標XA,Y座標YAを算出する工程と, 前記X座標XA,Y座標YAにもとづいて前記バケットホ
    イールを前記任意の地点Aにセットするために必要な前
    記リクレーマの走行距離,及び前記ブームの旋回角度を
    算出する工程と, 前記算出された走行距離だけ前記リクレーマを走行
    させると共に,前記ブームを旋回させて前記ベンチカッ
    ト部の払出しを再開させるようにしたことを特徴とする
    リクレーマのベンチカット部再払出し制御方法。
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