JP3909932B2 - 連続式アンローダにおけるバケット充填量検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続式アンローダにおいて、掘削直後のバケット内の荷役量を推定するバケット充填量検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に、バケットエレベータの駆動トルクを監視することにより、バケット群全体の荷役量の変動を検出することは可能であるが、掘削直後のバケット内の荷役量を推定するのは、バケットエレベータ長が２０〜４０メートルと長いため、応答性の問題から不適当である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、掘削直後のバケット内の荷役量を定量的に制御するためには、掘削中の荷役量を時間遅れ無しに検知することが重要である。
本発明は、係る問題に鑑みて創案されたものであり、その目的とするところは、簡便な方法でありながら、掘削中の荷役量を時間遅れ無しに精度良く検知することができる連続式アンローダにおけるバケット充填量検出装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、バケットを略水平に移動させるバケットエレベータの掘削部と、該掘削部から略垂直に立ち上がる巻き上げ部と、該巻き上げ部から前記掘削部に戻るリターン部から成る連続式アンローダにおいて、前記巻き上げ部のバケットに対して斜め下向きに距離センサーを設置し、該距離センサーによって前記距離センサーから巻き上げ中のバケットに収容されている被搬送物までの距離を連続的に計測し、この計測値を演算装置に組み込まれている下記の座標変換式（１）及び（２）を用いて座標変換処理して前記バケットに収容されている被搬送物の断面形状を求め、この断面形状から前記バケットに収容されている被搬送物の容積を求めることを特徴とする連続式アンローダにおけるバケット充填量検出装置である。
ｘ（ｔ）＝ｒ（ｔ）・ｓｉｎθ ・・・・・ （１）
ｙ（ｔ）＝−｛ｒ（ｔ）・ｃｏｓθ＋ｖ（ｔ）・ｔ｝ ・・・ （２）
但し、ｘはバケットの奥行き方向、ｙはバケットの巻き上げ方向、ｒは距離センサーの計測値、ｔは計測時間、θは距離センサーの取付け角度、ｖはバケットの巻き上げ速度。
【０００５】
このような構成により、距離センサーをバケットの奥行き方向にスキャンさせたのと同様にバケット内に収容されている被搬送物の断面形状を演算できる。更に、この被搬送物の断面形状と、予め、分かっているバケットの左右両側壁間の距離からバケット内に収容されている被搬送物の容積を求めることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を説明する。
図１に示すように、連続式アンローダ１は、バケット２をほぼ水平に移動させるバケットエレベータの掘削部３と、掘削部３からほぼ垂直に立ち上がる巻き上げ部４と、巻き上げ部４から掘削部３に戻るリターン部５とから構成され、巻き上げ部４からリターン部５に方向変換する箇所に駆動ホイール６が配設され、掘削部３の前後両端に従動ホイール７及び８が配設されている。そして、駆動ホイール６と二つの従動ホイール７，８に掛け渡されているエンドレスチェーン９に多数のバケット２が一定の間隔で取り付けられている。
【０００７】
一方、巻き上げ部４の前方にレーザー式距離センサー１０を設置する。この距離センサー１０は、図２に示すように、レーザー光１１が、測定当初、バケット２の開口部２０の最後部２１に当たるように斜め下方に向けて設置されている。すなわち、距離センサー１０は、巻き上げ部４、換言すれば、垂直線１２に対して一定の角度θを持つように設置されている。
【０００８】
また、図１に示すように、アンローダ１は、距離センサー１０にて検出した信号を受けるコントローラー１３、該コントローラー１３からの信号に基づいてバケット２内に収容されている原料２２の容積を演算する演算装置１４、および演算装置１４で演算した原料の容積を表示するディスプレー１５を備えている。
上記距離センサー１０は、図３に示すように、バケット２に対して１個でもよいが、図４に示すように、複数個設けたり、あるいは、図５に示すように、スキャン式の距離センサー１０ａを用いれば、バケット２内に収容されている原料２２の断面形状を複数個得られるので、より正確な原料の容積を測定できる。
【０００９】
しかして、駆動ホイール６の運転中に距離センサー１０によって距離センサー１０からバケット２内までの距離を連続的に計測する。その信号は、コントローラー１３を経て演算装置１４に入力される。
この演算装置１４には、予め、距離センサー１０の計測値からバケット２内に収容されている原料２２の断面形状を求める座標変換式が組み込まれており、距離センサー１０をバケット２の奥行き方向にスキャンさせたのと同様にバケット内に収容されている原料の断面形状を演算できる。
【００１０】
すなわち、
ｘをバケットの奥行き方向
ｙをバケットの巻き上げ方向
ｒを距離計の計測値
ｔを計測時間
θを距離計の取付け角度
ｖをバケットの巻き上げ速度
すると、
距離センサー１０が計測した距離値ｒからバケット２内に収容されている原料２２の断面形状を求める座標変換式は、次の（１）式及び（２）式で表される。
【００１１】
すなわち、
ｘ（ｔ）＝ｒ（ｔ）・ｓｉｎθ ・・・・・・・・・・・・・ （１）
ｙ（ｔ）＝−｛ｒ（ｔ）・ｃｏｓθ＋ｖ（ｔ）・ｔ｝ ・・・ （２）
このｘ及びｙの値をグラフ化すると、図７のようになり、バケット２内に収容されている原料２２の断面形状を目視することができる。
【００１２】
バケット２の横巾は、予め、分かっているので、上記（１）式及び（２）式からバケット２内に収容されている原料２２の断面積が分かれば、バケット２内に収容されている原料２２の容積は、上記演算装置１４によって簡単に求めることができる。演算装置１４によって求められたバケット２内の原料２２の容積は、ディスプレー１５に表示される。
【００１３】
そこで、オペレーターは、表示された荷役量の過不足に応じてアンローダ１の矢印ａ方向の送り速度を増減させ、払出し量が一定となるよう操作する。なお、検出した荷役量を送り速度にフィードバックすることにより自動運転による定量制御を行うこともできる。
【００１４】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、連続式アンローダにおいて、バケットエレベータの巻き上げ部に対して一定の角度を持たせて距離センサーを設置し、距離センサーから巻き上げ中のバケット内の被搬送物までの距離を連続的に計測すると共に、距離センサーにより計測した距離を座標変換処理してバケット内の被搬送物の断面形状を求め、該断面形状からバケット内の被搬送物の容積を求める演算装置を設けたので、簡便な方法でありながら、掘削中の荷役量を時間遅れ無しに精度良く検知することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバケット充填量検出装置の側面図である。
【図２】本発明に係るバケット充填量検出装置の要部拡大断面図である。
【図３】バケットに対し距離センサーを１個だけ配設させた場合を示す平面図である。
【図４】バケットに対し複数個の距離センサーを配設させた場合を示す平面図である。
【図５】スキャン式のレーザー距離センサーを用いる場合を示す平面図である。
【図６】座標変換式を導く時の説明図である。
【図７】レーザー式距離センサーによるバケット内断面形状を示す説明図である。
【図８】アンローダの全体側面図である。
【図９】アンローダの全体平面図である。
【符号の説明】
１ 連続式アンローダ ２ バケット
４ バケットエレベータの巻き上げ部
１０，１０ａ 距離センサー １４ 演算装置
２２ 被搬送物
ｒ 距離センサーから巻き上げ中のバケット内の被搬送物までの距離

Claims (1)

1. バケットを略水平に移動させるバケットエレベータの掘削部と、該掘削部から略垂直に立ち上がる巻き上げ部と、該巻き上げ部から前記掘削部に戻るリターン部から成る連続式アンローダにおいて、前記巻き上げ部のバケットに対して斜め下向きに距離センサーを設置し、該距離センサーによって前記距離センサーから巻き上げ中のバケットに収容されている被搬送物までの距離を連続的に計測し、この計測値を演算装置に組み込まれている下記の座標変換式（１）及び（２）を用いて座標変換処理して前記バケットに収容されている被搬送物の断面形状を求め、この断面形状から前記バケットに収容されている被搬送物の容積を求めることを特徴とする連続式アンローダにおけるバケット充填量検出装置。
   ｘ（ｔ）＝ｒ（ｔ）・ｓｉｎθ ・・・・・ （１）
   ｙ（ｔ）＝−｛ｒ（ｔ）・ｃｏｓθ＋ｖ（ｔ）・ｔ｝ ・・・ （２）
   但し、ｘはバケットの奥行き方向、ｙはバケットの巻き上げ方向、ｒは距離センサーの計測値、ｔは計測時間、θは距離センサーの取付け角度、ｖはバケットの巻き上げ速度

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