JP3125546U - Deformation detector for continuous unloader bucket - Google Patents
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Abstract
【課題】連続式アンローダのバケットの変形を、作業員の負荷を大幅に軽減しつつ、高精度かつ高効率で検知しうる装置を提供する。
【解決手段】連続的に移動する各バケット16が所定位置を通過するタイミングを検出する光電センサ21と、この光電センサ21で検出されたタイミングで前記所定位置に存在するバケット16の幅方向映像を撮像するカメラ22と、前記カメラ22で撮像された各バケット16の幅方向映像を画像解析することにより各バケット16の幅方向両端位置を決定する画像処理装置23と、前記各バケット16の幅方向両端位置と、あらかじめ前記カメラ22で撮像した幅方向映像を画像解析することにより得られた、基準バケット16Aの幅方向両端位置とを比較することにより各バケット16の変形量を算出する演算装置24とを備えた連続式アンローダバケットの変形検知装置。
【選択図】図1
An apparatus capable of detecting deformation of a bucket of a continuous unloader with high accuracy and high efficiency while greatly reducing the load on an operator.
A photoelectric sensor 21 that detects the timing at which each continuously moving bucket 16 passes a predetermined position, and a width direction image of the bucket 16 existing at the predetermined position at the timing detected by the photoelectric sensor 21. A camera 22 to be imaged, an image processing device 23 for determining positions in the width direction of each bucket 16 by analyzing the width direction video of each bucket 16 imaged by the camera 22, and a width direction of each bucket 16 An arithmetic unit 24 that calculates the amount of deformation of each bucket 16 by comparing the position of both ends and the position of both ends of the reference bucket 16A in the width direction obtained by image analysis of the image in the width direction captured in advance by the camera 22. A device for detecting deformation of a continuous unloader bucket.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、連続式アンローダのバケットの変形を検知する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for detecting deformation of a bucket of a continuous unloader.
連続式アンローダ1は、図7に示すように、鉛直方向に支持されたバケットエレベータ11とその下端より水平方向に伸びる掻き取り部12との間に無端状のバケットコンベヤ13を巻き掛け、これをエンドレスに循環移動させて掻取部12で掻き取った船倉14内の石炭や鉱石等のバラ物15をバケットエレベータ11にて上方に搬送して荷揚げするものである。
As shown in FIG. 7, the
なお、バケットコンベア13は、複数のスプロケット17に沿って周回する2本のチェーン18の間に、複数のバケット16を吊るすようにして取付けて構成されている(例えば、特許文献1,2参照)。
The
ところで、バケット16は、船倉14内のバラ物15を掻き取る際等に船倉14の底部鋼板との接触や引っ掛りにより上下方向に拉げるように変形(すなわち、幅方向に張り出すように変形)し、このため長期間の使用の後には相当量変形してしまうことがある。そして、バケット16が過度に変形してしまうと、当該バケット16がバケットエレベータ11のケーシング11aに接触して、設備トラブルを引き起こしてしまう場合がある。
By the way, the
このような設備トラブルを回避するため、例えば、バケットエレベータ11の上流側にリミットスイッチ(図示略)を設置しておき、バケット16の過度の変形を検知した場合には、バケットコンベア13が緊急停止するように安全対策が取られている。
In order to avoid such equipment troubles, for example, a limit switch (not shown) is installed on the upstream side of the
しかしながら、荷揚げ作業中にバケット16の過度の変形によりバケットコンベア13が緊急停止すると、当該バケット16を交換するために荷揚げ作業を長時間中断する必要が生じ、滞船料がかさむ等、コストアップの要因となる問題がある。
However, if the
そこで、荷揚げ作業中にではなく、連続式アンローダ1の点検中などオフラインで、バケット16の変形量を測定し、相当変形が進み次回の荷揚げ作業中には過度の変形に達するおそれがあると見込まれるバケット16をあらかじめ新しいバケット16に取り替えておくことが考えられる。
Therefore, the amount of deformation of the
このため、従来は、バケット16を1個分ずつ移動させて停止させた状態で作業員がスケールにて手作業で当該バケットの寸法を直接測定することによりバケット16の変形を発見する手段が用いられていた。
For this reason, conventionally, means for detecting deformation of the
ところが、連続式アンローダ1のバケット数は設備の規模により異なるが、数十個から100個程度にも達するため、これら多数のバケット16のすべてについて、上記手作業にてバケット寸法を測定することは、非常に時間がかかり作業員の負荷が大きいうえ、手作業に伴う個体差による測定誤差も小さくないことから、強く改善が要請されていた。
そこで本考案の目的は、連続式アンローダのバケットの変形を、作業員の負荷を大幅に軽減しつつ、高精度かつ高効率で検知しうる装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus capable of detecting deformation of a bucket of a continuous unloader with high accuracy and high efficiency while greatly reducing a worker's load.
請求項1に記載の考案は、チェーンに取り付けられた複数のバケットが複数のスプロケットに沿って一連に移動して周回するバケットエレベータを備えた連続式アンローダのバケットの変形を検知する装置であって、連続的に移動する各バケットが所定位置を通過するタイミングを検出する光電センサと、この光電センサで検出されたタイミングで前記所定位置に存在するバケットの幅方向映像を撮像するカメラと、前記カメラで撮像された各バケットの幅方向映像を画像解析することにより各バケットの幅方向両端位置を決定する画像処理装置と、前記各バケットの幅方向両端位置と、あらかじめ前記カメラで撮像した基準のバケット(以下、「基準バケット」という。)の幅方向映像を画像解析することにより得られた、前記基準バケットの幅方向両端位置とを比較することにより各バケットの変形量を算出する演算装置と、を備えたことを特徴とする連続式アンローダバケットの変形検知装置である。
The device according to
請求項2に記載の考案は、前記光電センサは、バケットの幅より広い間隔で対向して設けられた発光部と受光部とからなる請求項1に記載の連続式アンローダバケットの変形検知装置である。
The invention according to
請求項3に記載の考案は、前記光電センサ、前記カメラ、前記画像処理装置および前記演算装置が、台車上に一体に組み付けられてなり、前記光電センサの発光部および受光部が、前記台車から延伸する2本のアームの先端部にそれぞれ設けられた請求項1または2に記載の連続式アンローダバケットの変形検知装置である。
According to a third aspect of the present invention, the photoelectric sensor, the camera, the image processing device, and the arithmetic device are integrally assembled on a carriage, and the light emitting portion and the light receiving portion of the photoelectric sensor are separated from the carriage. It is a deformation | transformation detection apparatus of the continuous type unloader bucket of
本考案の連続式アンローダバケットの変形検知装置を用いることにより、多数のバケットをいちいち停止させることなく連続的に撮像して画像解析にて変形量を検知できるので、作業員の負荷を大幅に軽減しつつ、高精度かつ高効率のバケット変形検知が実現できるようになった。 By using the continuous unloader bucket deformation detection device of the present invention, a large number of buckets can be continuously captured without stopping each time, and the amount of deformation can be detected by image analysis, greatly reducing the load on the worker. However, highly accurate and efficient bucket deformation detection can be realized.
以下、本考案に係る連続式アンローダバケットの変形検知装置の一実施形態について図を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a deformation detector for a continuous unloader bucket according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔実施形態〕
(装置の構成)
連続式アンローダ1は、図1に示すように、チェーン18に取り付けられた複数のバケット16が複数のスプロケット17に沿って一連に移動して周回するバケットコンベア13を備えたものである。
Embodiment
(Device configuration)
As shown in FIG. 1, the
本実施形態のバケット変形検出装置2は、図1に示すように、光電センサ21と、カメラ22と、画像処理装置23と、演算装置24とを備えてなり、使用時にバケット変形検出装置2を所定位置にセットするのに便利なように、これら光電センサ21と、カメラ22と、画像処理装置23と、演算装置24とを台車25上に一体に組み付けて構成するのが好ましい。そして、このバケット変形検出装置2は、連続式アンローダ1のオフライン時にバケット16の幅方向映像を撮像するようにセットして用いる。
As shown in FIG. 1, the bucket
光電センサ21は、図2に示すように、別体の発光部21aと受光部21bの組合せからなり、これら別体の発光部21aと受光部21bとは、上記バケット16の幅方向両側にそれぞれ設置できるように、バケット16の幅より広い間隔で対向して設ける。具体的には、例えばバケット16の幅より広い間隔で設けられた2本のアーム26,26を台車25から延伸させて、各アーム26,26の先端部に発光部21aと受光部21bとをそれぞれ取り付けるようにするとよい。そして、これら発光部21aと受光部21bとの間をバケット16が通過するように光電センサ21をセットすることで、発光部21aと受光部21bとの間をバケット16が横切った(通過した)とき、その通過のタイミングを検出できる。なお、2本のアーム26,26は、台車25への取付け部27,27を中心として回転可能としておくのが好ましく、これにより、変形検知装置2を使用しない場合は、図1に示すように、アーム26,26を測定位置から台車25上に回転させて折り畳んでおくことでコンパクトに収納することが可能となる。
As shown in FIG. 2, the
なお、アーム26,26の長さは、短すぎるとバケット変形検知装置2がバケット16に近づきすぎて接触するおそれが高まる一方、長すぎると収納に不便となるので、1〜2m程度とすればよい。
If the lengths of the
また、光電センサ21の発光部21aと受光部21bとの間隔は、狭すぎるとバケット16接触するおそれが高まる一方、広すぎるとバケット16通過の検出感度が低下するので、バケット16の最大幅の1.1〜2倍程度の範囲内で調整しうるように、例えば図2に示すように、2本のアーム26,26の台車25への取付け部27をスライド式の軸28と軸受29との組合せでそれぞれ構成しておくのが好ましい。
Further, if the distance between the
カメラ22は、上記光電センサ21がバケット16の通過を検出したとき、そのタイミングで当該バケット16の幅方向映像を撮像できるように、光電センサ21の発光部21aと受光部21bとの間に向けて設置する必要があるが、バケット16の変形を精度良く検知するために、バケット16の幅方向映像をできるだけ真っ直ぐに撮像できるように、その設置高さおよび俯角(または仰角)を調整できるようにしておくことが好ましい。カメラ22としては、画像処理装置23へのデータ送信に適したCCDカメラを用いるのが推奨される。なお、天候や撮像時間帯等によっては、撮像対象のバケット16に照明を当てることによりバケット16の幅方向映像を背景から区別しやすくなる場合があるので、例えば台車25にバケット16を照らす照明装置(図示略)を取り付けてもよい。
When the
画像処理装置23は、上記カメラ22で撮像したバケット16の映像を画像データにA/D変換し、画像データの濃淡を数値化できるなど基本的な処理を行えるものであればよく、市販の画像処理装置を用いることができる。
The
演算装置24は、画像処理装置23で上記画像データから決定されたバケット16の幅方向両端位置よりバケット幅の変形量を算出し、この変形量が許容値を超えている場合には警報を出力する等、通常の演算処理能力を有するものであればよく、市販のパーソナルコンピュータを用いることができる。
The
(バケットの変形検知方法)
次に、上記バケット変形検知装置2を用いてバケット16の変形を検知する方法について図1、2および7を参照しつつ説明する。
(Bucket deformation detection method)
Next, a method for detecting the deformation of the
まず、図7に示す連続式アンローダ1のバケットコンベア13を停止した状態にて、バケットエレベータ11および掻き取り部12を岸壁内の作業用スペース3上に移動させ、図1に示すように、掻き取り部12の2本のチェーン18の間にバケット16を吊り下げて地面から少し浮かした状態で保持する。そして、バケットコンベア13を稼動して、目視により実質上変形がないと判断される基準のバケット(以下、「基準バケット」と呼ぶ。)16Aを撮像位置であるチェーン18の最下端近傍に移動し、その位置にセットする。
First, with the
ついで、バケット変形検知装置2を載置した台車25を、基準バケット16Aにその開口部側から接近させる。そして、図1および2に示すように、台車25上に収納されているアーム26,26を回転させて基準バケット16Aの方向に伸ばし、台車25の停止位置やアーム26,26の回転角度等を調整することにより、光電センサ21の発光部21aと受光部21bとが基準バケット16Aの幅方向両側に配置されるように位置決めを行う。この際、光電センサ21の感度を確保するため、2本のアーム26,26を台車25への取付け部の軸方向にスライドさせて、発光部21aと受光部21bとの間隔を、相当量変形したバケット16に対しても接触するおそれのない範囲でできるだけ近づけるように調整を行う。
Next, the
つぎに、バケット16(16A)の変形を精度良く検知するため、バケット16(16A)の開口部をできるだけ真正面から撮像できるように、カメラ22の設置高さおよび俯角の調整を行う。その後、バケット16(16A)に対して、カメラ22のズーム、ピントおよび絞りの調整を行う。
Next, in order to detect the deformation of the bucket 16 (16A) with high accuracy, the installation height and depression angle of the
そして、連続式アンローダ1のバケットコンベア13をバケット1個分だけ稼動して、基準バケット16Aの開口部が光電センサの前を横切る(通過する)タイミングで、カメラ22にて当該基準バケット16Aの開口部側から見た幅方向映像が撮像される。この基準バケット16Aの幅方向映像は、画像処理装置に送られ、図3に示すように映像の濃淡が数値に変換できるので、濃淡の数値変化の最も大きい位置をバケット16の端面と判断することにより、バケット幅方向の両端位置が決定できる。そして、この両端位置のデータは、演算装置24に送信され保存される。
Then, the
その後、連続式アンローダ1のバケットコンベア13を稼動して、バケット16を連続的に移動させる。これにより、各バケット16の開口部が光電センサ21の前を横切る(通過する)タイミングごとに、カメラ22にて当該バケット16の開口部側から見た幅方向映像が撮像される。
Thereafter, the
この各バケット16の幅方向映像は、画像処理装置23に送信され、上記基準バケット16Aの場合と同様にして、映像の濃淡より、バケット幅方向の両端位置が決定できる。そして、この各バケット16の幅方向両端位置のデータは、演算装置24に送信され、上記基準バケット16Aの幅方向両端位置のデータと比較することにより、各バケット16の幅方向両端位置の変位量が算出できる。したがって、バケットコンベアを一周移動させることにより、連続式アンローダ1の全バケット16について、幅方向両端位置の変位量が算出できる。
The video in the width direction of each
ここで、バケットエレベータ11のケーシング11aに接触するおそれのあるバケット16の変形としては、図4に示すような、上下方向に押し潰され、幅方向両端がともに左右外側に張り出すように変形する場合(同図a)と、同じく上下方向に押し潰されるが、幅方向両端のうちいずれか一端のみが左または右外側に張り出すように変形する場合(同図b)とがある。なお、バケット16は船倉14の底に衝突する場合以外は、大きな変形が生じないと考えられるため、上下方向に張り出す変形は実際上考慮する必要がない。
Here, as a deformation of the
そこで、基準バケット16Aの幅方向端面位置より左右外側にのみ張り出した量(W1−W0)、(W2−W0)または(W3−W0)[これらをまとめてΔWと表す。]をバケット変形量とすればよい。
Therefore, the amount (W 1 −W 0 ), (W 2 −W 0 ), or (W 3 −W 0 ) that protrudes only to the left and right outside of the width direction end face position of the
そして、例えば、ΔWがあらかじめ設定した許容値を超えたバケット16に対して警報を出力するようにすればよい。これにより、連続式アンローダ1がオフライン中に、相当量変形したバケット16をあらかじめ取り替えておくことができるので、オンライン中(荷揚げ中)にバケット16が過度に変形してバケットコンベアが緊急停止することを確実に防止することができる。
For example, an alarm may be output to the
(変形例)
上記実施形態では、光電センサ21として、別体の発光部21aと受光部21bとの組合せからなるものを例示したが、発光部と受光部とが一体のものを用い、光電センサの対向位置に反射板を設けるようにしてもよい。
(Modification)
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、光電センサ21と、カメラ22と、画像処理装置23と、演算装置24とを台車25上に一体に組み付けて構成する例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、光電センサ21を台車25と別にセットするように構成してもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the
また、上記実施形態では、全バケット16の変形検知操作を実施する度ごとに基準バケット16Aの撮像も行う例を示したが、あらかじめ基準バケット16Aのみの撮像をしておき、全バケット16の変形検知操作時には基準バケット16Aの撮像を省略するようにしてもよい。ただし、前者の方法では、基準バケット16Aをその都度撮像するため、光電センサ21およびカメラ22のセット位置が撮像時ごとに多少異なっていてもバケット変形量の計算値に誤差は生じないが、後者の方法では、基準バケット16Aの撮像時と全バケット16の撮像時とで、光電センサ21およびカメラ22のセット位置が異なっているとバケット変形量の計算値に誤差が生じるため、光電センサ21およびカメラ22を常に所定の位置に正確にセットするか、もしくは演算装置24で位置の補正を行う必要があるが、若干精度は低下する。
In the above-described embodiment, an example in which the
本考案の適用性を検証するため、上記実施形態で説明した図1の構成からなるバケット変形検知装置を用いて、まず、実質的に変形がないと判断されるバケット(最大幅:約1000mm)について、それぞれの幅方向端面の位置を測定する試験を行った。その結果、図5の画像処理装置による測定例に示すように、バケットの幅方向外形をほぼ正確に把握できるとともに、2個のバケットの幅方向右端位置は約20mmの差異が存在するものの、左端位置は良く一致しているのが認められる。このことから、本考案に係るバケット変形検知装置により約10mmの精度でバケットの変形を検出しうることが確認できた。 In order to verify the applicability of the present invention, using the bucket deformation detection device having the configuration of FIG. 1 described in the above embodiment, first, a bucket that is determined to be substantially free of deformation (maximum width: about 1000 mm) About, the test which measures the position of each width direction end surface was done. As a result, as shown in the measurement example by the image processing apparatus in FIG. 5, the widthwise outer shape of the bucket can be almost accurately grasped, and the right end position in the width direction of the two buckets has a difference of about 20 mm, but the left end It can be seen that the positions are in good agreement. From this, it was confirmed that the deformation of the bucket can be detected with an accuracy of about 10 mm by the bucket deformation detection device according to the present invention.
さらに、このバケット変形検知装置にて測定したバケット幅と、作業員が各バケットを写真撮影し、この写真上で物差しにて手作業で測定したバケット幅との比較を行った。なお、手作業に伴う個体差による測定誤差をチェックするため、同じ写真を用いて2人で測定を行った。この結果、図6に示すように、本考案に係るバケット変形検知装置による測定値(考案例)と人手作業による測定値(比較例1,2)とは、一部のバケットについて最大20mm程度の差異が認められるものの、全体としてほぼ一致しており、十分に適用が可能と判断される。なお、手作業による測定の場合、2人の間の測定誤差は8mm程度であった。 Furthermore, the bucket width measured with this bucket deformation | transformation detection apparatus and the operator photographed each bucket, and compared with the bucket width measured manually with the ruler on this photograph. In addition, in order to check the measurement error due to individual differences due to manual work, two people were measured using the same photograph. As a result, as shown in FIG. 6, the measured value (designed example) by the bucket deformation detection device according to the present invention and the measured value by manual labor (Comparative Examples 1 and 2) are about 20 mm at the maximum for some buckets. Although there are differences, they are almost the same as a whole, and it is judged that they can be applied sufficiently. In the case of manual measurement, the measurement error between the two persons was about 8 mm.
この結果、バケットを102個有する連続式アンローダ1基当り、全バケットの変形を検知するための作業時間は、本装置導入前には、従来のバケット(現物)をスケールにて手作業で直接測定する方法では2時間程度を費やしていたのに対し、本装置導入後には、1個のバケット当り2〜3秒でリアルタイムに処理することが可能となり、光電センサやカメラの位置決め等のための時間を含めても、全バケットを処理するのに30分程度あれば完了できるようになり、本考案の適用により大幅に作業負荷が軽減されることを確認した。 As a result, the working time for detecting the deformation of all buckets per continuous unloader with 102 buckets is measured directly by hand on a conventional bucket (actual) before introduction of this device. However, after the introduction of this apparatus, it is possible to process in real time in 2 to 3 seconds per bucket, and time for positioning the photoelectric sensor and camera, etc. Even if included, it can be completed in about 30 minutes to process all buckets, and it has been confirmed that the workload is greatly reduced by applying the present invention.
1…連続式アンローダ
2…バケット変形検出装置
11…バケットエレベータ
16…バケット
16A…基準バケット
17…スプロケット
21…光電センサ
21a…発光部、21b…受光部
22…カメラ
23…画像処理装置
24…演算装置
25…台車
26…アーム
DESCRIPTION OF
Claims (3)
連続的に移動する各バケットが所定位置を通過するタイミングを検出する光電センサと、
この光電センサで検出されたタイミングで前記所定位置に存在するバケットの幅方向映像を撮像するカメラと、
前記カメラで撮像された各バケットの幅方向映像を画像解析することにより各バケットの幅方向両端位置を決定する画像処理装置と、
前記各バケットの幅方向両端位置と、あらかじめ前記カメラで撮像した基準のバケット(以下、「基準バケット」という。)の幅方向映像を画像解析することにより得られた、前記基準バケットの幅方向両端位置とを比較することにより各バケットの変形量を算出する演算装置と、
を備えたことを特徴とする連続式アンローダバケットの変形検知装置。 A device for detecting deformation of a bucket of a continuous unloader provided with a bucket elevator in which a plurality of buckets attached to a chain move in series along a plurality of sprockets and circulate,
A photoelectric sensor for detecting the timing at which each continuously moving bucket passes a predetermined position;
A camera that captures a width direction image of the bucket present at the predetermined position at a timing detected by the photoelectric sensor;
An image processing device that determines the position in the width direction of each bucket by analyzing the image in the width direction of each bucket imaged by the camera;
Both end positions in the width direction of the reference buckets obtained by image analysis of both end positions in the width direction of the buckets and a width direction image of a reference bucket (hereinafter referred to as “reference bucket”) captured in advance by the camera. An arithmetic unit that calculates the amount of deformation of each bucket by comparing the position;
A device for detecting deformation of a continuous unloader bucket.
The photoelectric sensor, the camera, the image processing device, and the arithmetic unit are integrally assembled on a carriage, and the light emitting portion and the light receiving portion of the photoelectric sensor extend from the ends of the two arms extending from the carriage. The deformation detection device for a continuous unloader bucket according to claim 1 or 2, wherein the deformation detection device is provided for each of the above.
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