JP3603604B2 - Method and apparatus for controlling antenna position of guided wireless device for mobile machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レール上を移動する移動機械の位置を検出するための誘導無線装置のアンテナ位置制御方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
地上局と移動局との間の情報伝送を誘導無線によって行なうことは、粉塵や雨などの空中状態や周囲環境の影響を受けにくいこと等の利点を有することから、種々の生産ラインにおいて用いられている。例えば、コークス炉工場では複数の窯間を走行する複数の移動機械の位置を検出して所定の窯位置に停止させるために、地上に設けた運転制御装置と移動機械の間で情報伝送を行なう誘導無線方式が用いられている。
【0003】
コークス炉に付帯して設けられる移動機械, 即ちコークス炉移動機としては、原料石炭をコークス炉に装入する装入車、コークスを押出す押出機、押出されたコークスを消火車へと導くガイド車などがあるが、近年、効率化のために各種移動機械の無人運転が実施されている。例えば、このようなコークス移動機の自動運転を行なうためには、この移動機を所定の窯位置に停止させることが要求され、そのためにはまた該移動機の正確な位置検出が必要になってくる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
誘導無線装置を用いた移動機械の位置検出は、地上の運転制御装置から該移動機が走行するレールに沿って誘導線としてのケーブルを敷設し、そのケーブルから発信される電波を移動機側に設置されたアンテナで受信して行なう。
しかし、この方式では、ケーブルとアンテナとの間の相対的な距離が変化すると移動機械の位置検出に問題が発生してしまう。すなわち、ケーブルとアンテナの距離が離れすぎてしまうと移動機械の位置検出が不能となり、移動機械を所定の位置に停止させることができなくなる。また、この距離が近くなりすぎると、移動機械のレール上の走行時の振動などでアンテナがケーブルと接触してしまうことがあり、この場合、アンテナが破損して移動機械の位置検出が不能となつてしまう。従って、この方式では、ケーブルとアンテナの間の距離を適正に維持することが必要である。
【0005】
しかしながら、例えばコークス炉の移動機械では、ケーブルとアンテナとの間の距離はほぼ50〜110 mmの範囲に管理されているが、実際には移動機械のレール本体の歪みや、レールの枕木の沈下などにより左右のレール間に段差を生じることがある。また、このような段差は経時的に変化し、さらに移動機械の走行位置によっても変化するものである。その結果、ケーブルとアンテナとの間の距離は、移動機械のレールに沿った位置毎にもまた経時的にも変化してしまう。このようなケーブルとアンテナ間の距離の変化が上記の管理値を外れてしまうと、移動機械の位置検出不能、あるいはアンテナの破損による自動運転の中断が生じて、コークス炉の生産性の低下に繋がってしまうのである。
【0006】
上述したように、ケーブルとアンテナ間の距離が所定管理値範囲から外れた場合には、移動機械を当該場所において、人間がケーブルとアンテナ間の距離を測定し、管理値範囲内に入るようにケーブルの設置箇所を変更しなければならず、非常に手間がかかっていた。
【0007】
この点について、特開平10−3315号公報に開示の技術においては、このようなケーブルとアンテナ間の距離の異常を誘導無線のオンライン情報から検知する方法を提案している。しかし、この従来技術は、ケーブルとアンテナ間の距離が所定の管理値範囲から外れているかいないかという判断しかできないため、最適制御を行うためにはオンラインで距離を確認した後に移動機械上のアンテナ位置を手作業で調整する必要があった。
【0008】
この発明は、上述した従来技術が抱えている問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、移動機械が走行するレールの枕木の沈下やレール本体の歪みといった経時的な変化に対応して発生する、誘導無線装置におけるケーブルとアンテナとの間のギャップ異常をオンラインで正確に把握し、かつ調整することを可能にしたアンテナ位置制御方法とその装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は、レール上を走行する移動機械の位置を検出するための誘導無線装置のアンテナ位置制御方法であって、前記レールに沿って配設した誘導線と移動機械上に配設したアンテナとの間の距離を測定し、その測定値が所定の管理値範囲内となるように動力装置によりアンテナを移動することを特徴とする誘導無線装置のアンテナ位置制御方法である。
【0010】
また、この発明は、レール上を走行する移動機械の位置を検出するための誘導無線装置のアンテナ位置制御装置であって、前記レールに沿って配設した誘導線と前記移動機上に配設したアンテナとの距離を測定する測定装置と、該距離を変更させる方向にアンテナを移動する動力装置と、前記測定装置による測定値と所定の管理値との比較に基づいて前記動力装置を動作させる制御装置とを有することを特徴とする誘導無線装置のアンテナ位置制御装置である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる移動機械用誘導無線装置のアンテナ位置制御方法の一つの実施形態について添付図面を参照して説明する。図1は、この発明による方法をコークス炉で用いられる押出機に適用した例を示す。押出機1が走行する2本のレール3はコークス炉の炉体2の側面に沿って敷設され、2本のレール3のうちの外側のレールに沿って地上局としての運転制御装置(図示せず)に接続される誘導線、即ちケーブル4が地上から離間した状態で金属製の支持体5に固定されている。一方、押出機1のフレーム上にはケーブル4に対応してアンテナ6が取付けられる。図2に示すように、アンテナ6はエアシリンダ8によってケーブルに近づく方向または遠ざかる方向に移動可能なように配設されるが、ケーブル4から所定の距離だけ離間した位置にセットされる。このようなアンテナ位置を基準位置と名付ける。
【0012】
このようなアンテナ6のケーブル4に対する相対位置は、ケーブル4から発信される電波を効率的に受信できるような適切な範囲、例えば50〜110mmの範囲内に保持されるべきである。また、押出機1には、ケーブル4の地上からの高さに対応したケーブル4とアンテナ6との間の距離を測定するための測定装置であるレーザ式距離計7が搭載される。この実施例におけるレーザ式距離計7は波長が780nmの赤外半導体レーザを用いたタイプであり、ケーブル4から200mmだけ離間した押出機1のフレ−ム上に固定される。このようなレーザ式距離計7による距離測定は、押出機1がコークス炉を構成する各窯が位置する所定の箇所において行なわれる。
【0013】
基準位置におけるアンテナ6とレーザ式距離計7との間の距離をDとすれば、ケーブル4とアンテナ6との間の距離Xは、レーザ式距離計7で実測されるケーブル4とレーザ式距離計7との間の距離LからDを差し引いた値となる。即ち、X=L−Dとなる。
図1に示すように、レール3の枕木の沈下やレール本体の歪みが生じた場合には、沈下または歪みの程度および方向に応じて押出機1が傾斜するので、ケーブル4とアンテナ6との間の距離Xも変化することになり、どの窯の近くでどの程度の沈下または歪みが生じているかはレーザ式距離計7による実測値Lをモニターすれば容易に分る。
【0014】
本発明においては、ケーブル4とアンテナ6との間の距離Xの変化に応じて、エアシリンダ8の駆動によってアンテナ6がケーブル4に近づく方向または遠ざかるような方向に移動するようになっている。そして、レーザ式距離計7の実測デ−タLは上述したような計算を行なった後、そのデータXが制御装置であるコントローラ9に入力され、コントローラ9においてはデ−タXが所定管理値範囲内に相当するデータであるかどうかが判断される。
【0015】
例えば、図3において、データXが所定管理値範囲のうちの上限値(ここでは110mm)よりも大きいと判定された場合、アンテナ6がケーブル4に近づく方向に移動するようにコントローラ9から動力装置であるエアシリンダ8に作動信号が送られ、そしてアンテナ6とケーブル4との距離が所定範囲の管理値になった時にはエアシリンダ8の作動を停止するように停止信号が送られる。図3において、実線はレーザ式距離計7によるアンテナ6とケーブル4との距離の変化を示し、点線はエアシリンダ8の作動によって移動された後の距離を示す。同様に、データXが所定範囲の管理値のうちの下限値(ここでは50mm)よりも小さいと判定された場合、アンテナ6がケーブル4から遠ざかるような方向に移動するようにコントローラ9からエアシリンダ8に作動信号が送られ、そして、アンテナ6とケーブル4との距離が所定管理値範囲内になった時にはエアシリンダ8の作動を停止するように停止信号が送られる。このように、アンテナ6がレールの沈下または歪み等によって基準位置から所定管理値の範囲を外れて変位した場合にも、エアシリンダ8の作動によって適正位置に戻るように制御することができる。
【0016】
以上の説明は、この発明をコークス炉用の押出機に適用した例であるが、ケーブルが炉体に支持され、炉体変形によってケーブルとアンテナとの間の距離が変化するような装入車およびガイド車についても当然適用することができる。また、アンテナを移動させるのにエアシリンダを用いたが、これに限定されるものではなく、コントロ−ラからの電気信号によって駆動制御され得る手段であればよい。
なお、誘導線とアンテナとの間の距離を測定する手段については、上掲のレーザ式距離計7だけに限らず、赤外線距離計等、非接触にて距離を計測できる方法を使用することもできる。
【0017】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、レールの沈下または歪み等によってケーブルとアンテナとの間の距離が変化しても、距離計の測定値に応じてアンテナを適正位置に戻るように制御することができるので、アンテナのケーブル接触に起因するケーブル切断事故や移動機械の位置検出不能による自動運転の中断を防止できる。また、ケーブルとアンテナとの間の距離の経時変化を把握できるので、計画的な補修が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による誘導無線装置におけるアンテナの位置制御方法をコークス炉で用いられる押出機に適用した場合を示す概略説明図である。
【図2】ケーブルとアンテナとの間の距離測定を説明するための概略説明図である。
【図3】各窯位置に対応するケーブルとアンテナとの間の距離の実測値を示す図である。
【符号の説明】
1 押出機
2 炉体
3 レール
4 ケーブル
5 支持体
6 アンテナ
7 レーザ距離計
8 エアシリンダ
9 コントローラ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for controlling an antenna position of an induction radio apparatus for detecting a position of a mobile machine moving on a rail.
[0002]
[Prior art]
Information transmission between a ground station and a mobile station by inductive radio has advantages such as being less susceptible to airborne conditions such as dust and rain and the surrounding environment, and is therefore used in various production lines. ing. For example, in a coke oven factory, in order to detect the positions of a plurality of mobile machines traveling between a plurality of kilns and stop at a predetermined kiln position, information is transmitted between an operation control device provided on the ground and the mobile machines. An induction wireless system is used.
[0003]
A moving machine attached to the coke oven, that is, a coke oven mover, a charging car for charging raw coal into the coke oven, an extruder for extruding coke, and a guide for guiding extruded coke to a fire extinguishing car. Although there are cars and the like, in recent years, unmanned operation of various mobile machines has been carried out for efficiency. For example, in order to perform such automatic operation of the coke moving device, it is required to stop the moving device at a predetermined kiln position, which also requires accurate position detection of the moving device. come.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The position detection of the mobile machine using the guidance wireless device is performed by laying a cable as a guide line from the operation control device on the ground along a rail on which the mobile device travels, and transmitting a radio wave transmitted from the cable to the mobile device side. This is performed by receiving with the installed antenna.
However, in this method, when the relative distance between the cable and the antenna changes, a problem occurs in the position detection of the mobile machine. That is, if the distance between the cable and the antenna is too large, the position of the mobile machine cannot be detected, and the mobile machine cannot be stopped at a predetermined position. Also, if this distance is too short, the antenna may come into contact with the cable due to the vibration of the moving machine when traveling on the rails, etc.In this case, the antenna is damaged and it is impossible to detect the position of the moving machine. It will be connected. Therefore, in this method, it is necessary to properly maintain the distance between the cable and the antenna.
[0005]
However, for example, in a moving machine of a coke oven, the distance between the cable and the antenna is controlled in a range of approximately 50 to 110 mm. For example, there may be a step between the left and right rails. In addition, such a step changes with time and further changes depending on the traveling position of the mobile machine. As a result, the distance between the cable and the antenna changes from position to position along the rails of the mobile machine and over time. If such a change in the distance between the cable and the antenna deviates from the above management value, the position of the mobile machine cannot be detected, or the automatic operation is interrupted due to the breakage of the antenna, resulting in a decrease in coke oven productivity. They are connected.
[0006]
As described above, when the distance between the cable and the antenna deviates from the predetermined management value range, the mobile machine is moved to the place, so that a person measures the distance between the cable and the antenna and enters the management value range. The installation location of the cable had to be changed, which was very troublesome.
[0007]
Regarding this point, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-3315 proposes a method of detecting such an abnormality in the distance between the cable and the antenna from online information of guided radio. However, according to this conventional technique, it is only possible to determine whether or not the distance between the cable and the antenna is out of a predetermined management value range. The position had to be adjusted manually.
[0008]
The present invention has been made in view of the problems the prior art described above are having, place, over time such as warping of subsidence and rail body sleepers of rail moving machine travels to its intended It is an object of the present invention to provide an antenna position control method and an antenna position control method capable of accurately grasping and adjusting online a gap abnormality between a cable and an antenna in an inductive radio apparatus that occurs in response to a change. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention relates to an antenna position control method for a guidance radio apparatus for detecting a position of a mobile machine traveling on a rail, the method comprising: measure the distance between the antenna which is arranged on a machine, the antenna position control method of the induction radio apparatus, characterized in that the measured value moves the antenna by the power device to be within a predetermined control value range It is.
[0010]
Further, the present invention is an antenna position control device of an induction radio device for detecting a position of a mobile machine traveling on a rail, wherein the antenna position control device is provided on the mobile device with a guide wire disposed along the rail. A measuring device for measuring a distance to the antenna, a power device for moving the antenna in a direction to change the distance, and operating the power device based on a comparison between a measured value of the measuring device and a predetermined management value. an antenna position control device of the induction Shirubena ray device you; and a control device.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
It will be described below with reference to the accompanying drawings one embodiment of the antenna position置制control method for a mobile machine for inducing a radio apparatus according to the present invention. FIG. 1 shows an example in which the method according to the present invention is applied to an extruder used in a coke oven. The two
[0012]
Such a relative position of the antenna 6 with respect to the cable 4 should be kept within an appropriate range in which radio waves transmitted from the cable 4 can be efficiently received, for example, within a range of 50 to 110 mm. Further, the
[0013]
Assuming that the distance between the antenna 6 and the laser distance meter 7 at the reference position is D, the distance X between the cable 4 and the antenna 6 is equal to the distance between the cable 4 and the laser distance actually measured by the laser distance meter 7. This is a value obtained by subtracting D from the distance L to the total 7. That is, X = LD.
As shown in FIG. 1, when the sleeper of the
[0014]
In the present invention, the antenna 6 moves in a direction to approach or move away from the cable 4 by driving the
[0015]
For example, in FIG. 3, when it is determined that the data X is larger than the upper limit value (here, 110 mm) of the predetermined management value range, the
[0016]
The above description is an example in which the present invention is applied to an extruder for a coke oven. A charging vehicle in which a cable is supported by a furnace body and the distance between the cable and the antenna changes due to furnace body deformation. Of course, the present invention can also be applied to a guide car. Further, although the air cylinder is used to move the antenna, the invention is not limited to this. Any means can be used as long as it can be driven and controlled by an electric signal from the controller.
The means for measuring the distance between the guide wire and the antenna is not limited to the laser range finder 7 described above, and a method that can measure the distance in a non-contact manner, such as an infrared range finder, may be used. it can.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if the distance between the cable and the antenna changes due to the sinking or distortion of the rail or the like, the antenna is controlled to return to the appropriate position according to the measurement value of the range finder. Therefore, it is possible to prevent interruption of automatic driving due to a cable disconnection accident due to antenna cable contact or an inability to detect the position of a mobile machine. In addition, since a change with time in the distance between the cable and the antenna can be grasped, planned repair can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a case where an antenna position control method in an induction wireless device according to the present invention is applied to an extruder used in a coke oven.
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram for explaining distance measurement between a cable and an antenna.
FIG. 3 is a diagram showing measured values of the distance between a cable and an antenna corresponding to each kiln position.
[Explanation of symbols]
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