JP4780567B2 - 梯子の傾度報知器 - Google Patents

Description

本発明は梯子の傾度報知器に関し、特に梯子の立てかけの際、梯子の傾度を検出して報知する梯子の傾度報知器に関する。

都市部における架線事業などの高所作業では、高所作業車を使用できない環境が多い。このため現場周囲の設備に支障がなく容易に昇降できる梯子を用いた高所作業が頻繁に行なわれている。梯子作業は、梯子を立てかける簡単な作業である。しかし梯子の立てかけ角度の設定準備を的確に行なわないと作業員が高所において不安定な足場で作業をすることになり大変な危険を伴う作業である。よって梯子作業は作業者のある程度の熟練度と、常に危険を伴う作業であるという認識が必要である。

梯子の設定の際に重要となるのは梯子の立てかけ角度、すなわち傾度である。従来の梯子の傾度の検出は、作業者が水平器（レベル）を用いて梯子の傾度を調整していた。一例として特許文献１では、水平器を組み込んだ梯子を立てかけて、梯子に水平器を設定した後、作業員の目視により梯子の傾度を調整することが開示されている。
特開２００１−１８２３２８号公報

しかしながら従来の水平器を用いた梯子の傾度の調整は、作業者が目視により水平器の標線範囲内に気泡が収まるように調整していた。このため、作業者のトライアンドエラーによる調整作業で設定までに繰り返しの作業を要していた。水平器による目視の作業は、薄暗い箇所など設置する環境によっては調整がしづらいという問題があった。また梯子を基準傾度に設定した後、作業者が高所作業している間に位置ずれして基準傾度の範囲から外れることがあった。

そこで上記従来技術の問題点を解決するため、本発明は立てかけた梯子の傾度を容易に基準傾度に設定することができる傾度報知器を提供することを目的としている。

本発明の梯子の傾度報知器は、梯子の傾度に基づく重力加速度を検出する加速度センサと、前記梯子の基準傾度に基づく傾度範囲を複数区分けしておき、前記複数の傾度範囲の中から前記加速度センサから出力された前記検出値が属する前記傾度範囲を演算処理して求める制御手段と、前記制御手段の求めた前記傾度範囲を報知する報知出力手段と、を備え、前記制御手段は、前記加速度センサの検出値である重力加速度のうちの連続する複数の重力加速度をサンプリングし、サンプリングした前記重力加速度のうちの最大値と最少値の間にある中間データを抽出すると共に抽出された複数の中間データから平均データを求める演算処理部と、前記演算処理部により抽出された中間データを一時的に記憶すると共に前記平均データ演算時に前記演算処理部に対して記憶した中間データを提供する中間結果記憶部と、前記梯子の基準傾度に基づく重力加速度を記憶する基準データ記憶部と、前記平均データと前記基準データとを比較して前記検出値の属する前記傾度範囲を求める比較判定部とを有することを特徴としている。

この場合において、前記報知出力手段は、前記制御手段の前記傾度範囲を出力するＬＥＤ表示またはスピーカを備えているとよい。また前記制御手段は、前記梯子を前記基準傾度に設定した後も前記演算処理を連続して行なうとともに、前記報知出力手段は前記制御手段の求めた前記傾度範囲を出力するようにするとよい。

本発明は基準となる傾度と加速度センサによる傾度に基づく重力加速度を比較して基準傾度に対する現状の梯子の傾度が表示される。このため作業者は梯子の傾度が大きいのか小さいのかを容易に知ることができ、表示に基づき容易に梯子の傾度調整をすることができる。

制御手段の求めた傾度範囲は、報知出力手段によりＬＥＤ表示またはスピーカにより出力している。このため作業者は、騒音、暗所などの環境下であっても光表示または音声により容易に現状の傾度状態を把握することができる。

梯子を基準傾度に設定した後も、制御手段は演算処理を連続して行なっている。このため、作業者が梯子の昇降の際に位置ずれして基準傾度の範囲から外れた場合に、再度検出値に基づく傾度範囲が報知されて、梯子の傾度状態を知ることができる。よって梯子の基準傾度の調整を確実に行なうことができる。

本発明に係る梯子の傾度報知器の実施形態を添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１は傾度報知器の説明図である。図１（１）に示すように傾度報知器１０は梯子４０の側面に取り付けている。図１（２）に示すように傾度報知器１０は正面に後述するＬＥＤ表示部５０と電源スイッチ６０を設けており、背面を梯子の側面４０ａに取付金具３０を介して取り付けている。

図２は傾度報知器のブロック図である。図２に示すように梯子の傾度報知器１０は、主に加速度センサ１２と制御手段１４と報知出力手段１６とから構成されている。

加速度センサ１２は、センサを傾けることにより変化する重力に基づいて重力加速度（Ｇ）を検出している。図３は本発明に係る梯子の傾度報知器の説明図である。図３は傾度報知器の正面図を示し、梯子の傾度は図中ｘｙ平面で変化する。このとき加速度センサは鉛直方向ｙに対して矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向に傾けたときの重力加速度（Ｇ）を検出している。そして傾度報知器１０中の加速度センサを水平状態に設置したときの重力を０Ｇとし、加速度センサを９０度傾けると、垂直方向に１Ｇの重力が作用する。通常設定する梯子の設定傾度は０度〜９０度の範囲内であるため、図中矢印Ａまたは矢印Ｂに示すように、０度〜９０度の間の傾きθはｓｉｎθ・Ｇと表すことができる。このように加速度センサ１２は矢印Ａまたは矢印Ｂのいずれに傾けても重力加速度を検出できるため、図１に示す梯子４０の側面４０ａまたは４０ｂどちらに取り付けても検出することができる。

制御手段１４は、主にデータ入力部２０、演算処理部２２、中間結果記憶部２４、基準データ記憶部２６、比較判定部２８から構成されている。データ入力部２０は加速度センサ１２からの検出値（重力加速度）が入力される。演算処理部２２は、梯子を設置する際の振動により加速度センサの検出値が安定しないため、ＦＩＦＯ処理を行っている。ＦＩＦＯ処理は、連続５個の重力加速度をサンプリングし、検出値を順に並べてＭＡＸから２個、ＭＩＮから２個の計４個を削除して、残りの中間データを抽出している。

演算処理部２２で抽出された中間データは、ＦＩＦＯメモリとなる中間結果記憶部２４へ出力している。中間結果記憶部２４では中間データを一時的に記憶している。

中間結果記憶部２４の中間データは再度演算処理部２２に入力される。演算処理部２２では、中間結果記憶部２４で蓄積された中間データの平均を求めている。演算処理部２２で求めた平均データは、比較判定部２８に出力している。

また基準データ記憶部２６は、基準傾度に基づく重力加速度を記憶している。本発明では一例として梯子の傾度の安全基準値である７５度を基準傾度としている。そして予め基準傾度に基づく傾度範囲を複数区分けしてある。本実施形態では一例として７６度以上、７５度、７４度〜６５度、６４度以下の４つの範囲に区分けし、それぞれの重力加速度（Ｇ）の範囲を記憶している。

比較判定部２８では、演算処理部２２の平均データと、基準データ記憶部２６からの傾度範囲の基準データが入力されて、基準データと演算結果データとを比較し判定し、検出値が属する傾度範囲を求めている。

報知出力手段１６は、比較判定部２８の求めた傾度範囲となる判定結果が入力されて、梯子の傾度状態を表し、具体的には傾度の異常を光または音により報知している。本発明では報知出力手段１６は、一例としてＬＥＤ表示およびスピーカを備えた構成としている。ＬＥＤ表示は、予め設定してある複数の傾度範囲ごとに表示する色を変化させている。本発明では、一例として、傾度７６度以上をＬＥＤ赤色点滅表示、傾度７５度をＬＥＤ緑色点滅表示、傾度７４度〜６５度をＬＥＤ黄色点滅表示、傾度６４度以下をＬＥＤ赤色点滅表示、検出不能をＬＥＤ表示なしとしている。またスピーカは、報知器本体に内蔵されており、一例として、傾度範囲を傾度７５度以上及び傾度６４度以下を連続音、傾度７５度を一連間欠音、傾度７４度〜６５度を二連間欠音、検出不能を無音と設定している。

図５は傾度報知器を梯子に取り付ける際、傾度報知器を支持する取付金具の説明図である。図示のように取付金具３０は、梯子４０の側面４０ａに設けている。本実施形態の取付金具３０は一例としてＬ字形の鉄板を用いている。この取付金具３０はＬ字の一方の面３０ａを梯子４０の側面４０ａに面接触するように固定するとともに、他方の面３０ｂを梯子４０の側面４０ａの端面４０ｃと平行となるように取り付けている。一方、傾度報知器１０の背面には磁石７０を取り付けている。

なお取付金具３０の形状は、傾度報知器１０の側面と梯子４０の側面４０ａの端面４０ｃとが平行になるようには取り付けることができれば、これに限られるものではない。また取付金具３０は梯子４０の側面の両面またはいずれか一方に取り付けるようにするとよい。取付金具３０を梯子４０の側面に取り付ける位置は、作業者が地上から目視できる目線に相当する高さに設定するとよい。

上記構成の梯子の傾度報知器を用いた梯子の傾度の調整は以下のように行なっている。
まず作業者の判断により所定の傾度で梯子を立てかけ設置する。梯子４０の側面４０ａ，４０ｂの少なくともいずれか一方には、金属製の取付金具３０を取り付けてある。本実施形態では取付金具３０を側面４０ａに取り付けている。また傾度報知器１０の裏面には図５に示すように磁石７０が取り付けてあり、取付金具３０に傾度報知器１０を磁力で固定する。このとき、梯子の側面４０ａから突出した取付金具３０の他方の面３０ｂに傾度報知器１０の側面が面で接するように固定する。すなわち梯子４０の側面４０ａの傾きと傾度報知器１０の傾きが一致するように取り付けている。このため梯子４０の傾度を正確に検出することができる。傾度報知器１０を側面４０ａに固定したのち、電源スイッチ６０をオンにする。

次に傾度報知器の処理を図４の処理フローに従って以下説明する。加速度センサ１２によるデータサンプリングを行なう（Ｓ１００）。すなわち加速度センサ１２を傾けることにより変化する重力に基づいて梯子４０の重力加速度を検知し、制御手段１４のデータ入力部２０へ出力している。このときデータサンプリングは、本体の電源が入っている間、連続して行なわれており、加速度センサ１２は、検出値をデータ入力部２０へ出力し続けている。

データ入力部２０では加速度センサ１２から入力された検出値をさらに演算処理部２２へ出力している。そして演算処理部２２では、このうち最初に入力された検出値から順に連続する検出値を５回分の単位（Ｓｎ）でサンプリングする（Ｓ２００）。なおこの５回分の単位のサンプリングは検出値が入力される間継続して複数回（Ｓｎ+１，Ｓｎ+２，Ｓｎ+３・・・）行なっている。

サンプリングした５回分のデータは、加速度センサ１２で検出した順に並べられて、５回分のデータ中のＭＡＸから２個、ＭＩＮから２個の計４個を除去して、残りの中間データを抽出している（Ｓ３００）。

得られた中間データは、中間結果記憶部２４に出力して一時的に記憶させている。蓄積された中間結果記憶部２４の中間データは、再度演算処理部２２に入力されて、中間データの平均値を求める。そして求めた平均値が比較判定部２８へ出力される。比較判定部２８では、演算処理部２２からの平均値と基準データ記憶部２６で記憶された基準傾度に基づく傾度範囲の基準データが入力されて、この基準データと平均値を比較判定し、検出値が属する傾度範囲を求めている（Ｓ４００）。

比較判定部２８の判定処理結果（求めた傾度範囲）が報知出力手段１６に入力される。そして判定結果に基づいて報知表示する（Ｓ５００）。報知表示はＬＥＤ表示の場合、例えば、傾度６４度以下をＬＥＤ赤色点滅表示、傾度６５度〜７４度をＬＥＤ黄色点滅表示、傾度７５度をＬＥＤ緑色点滅表示、傾度７６度以上をＬＥＤ赤色点滅表示としている。またスピーカによる音声出力の場合、傾度の適正範囲（傾度７５度）のときブザー一連間欠音とし、傾度の適正範囲外（傾度６５度〜７４度）のときブザー二連間欠音とし、作業不可（傾度７６度以上及び傾度６４度以下）はブザー連続音とし、検出不能のときブザー無音としている。
なお、ＬＥＤ表示およびスピーカはいずれか一方を出力してもよいし、両方とも出力するようにしてもよい。

判定の結果、梯子の傾度が基準傾度の範囲外の場合には、報知表示または報知音を出力し続けた状態で、梯子の傾度を判定結果に基づいて傾度が大きい場合には小さい方へ、傾度が小さい場合には大きい方へ再度設置し直す。そうすると前述同様の傾度の検出、良否判定が行なわれる。梯子の傾度が最終的に基準傾度となるまで傾度調整を繰り返すと、図２に示すように基準傾度である７５度のＬＥＤ表示が点滅する。

以上の作業により梯子の傾度が基準傾度となった後でも、傾度の検出は継続して行なっている。作業者が梯子上で作業している間に梯子が位置連れして傾度が変化して、基準傾度の範囲外になった場合には、再度報知が出力されることになる。高所作業終了後、傾度報知器１０の電源スイッチをオフにして梯子の側面から取外す。なお傾度検知器１０は基準傾度に設定した後、所定時間の経過後に自動電源オフするようにしてもよい。

このような梯子の傾度報知器１０によれば、加速度センサによる測定値と基準傾度に基づく傾度範囲とを比較し検出値の属する傾度範囲を出力しているので、作業者は容易に梯子の傾度の調整を行なうことができる。

なお、本発明に係る梯子の傾度報知器１０の設定角度は７５度で説明したが、このほか任意の基準角度に設定変更してもよい。またＦＩＦＯ処理の連続するデータのサンプリングを本実施形態では５個サンプリングするように説明したが、サンプリング数はこれに限らず、任意に設定変更することができる。

また傾度報知器１０の梯子４０への固定は磁力による固定のほか、着脱自在であれば、マジックテープ（登録商標）などで梯子の側面に傾度報知器を巻きつけて固定する簡易な方法であってもよい。

本発明に係る梯子の傾度報知器の設置概略図である。 梯子の傾度報知器のブロック図である。 傾度報知器の加速度センサの説明図である。 梯子の傾度報知器の動作フローを示す図である。 取付金具の説明図である。

符号の説明

１０………梯子の傾度報知器、１２………加速度センサ、１４………制御手段、１６………報知出力手段、２０………データ入力部、２２………演算処理部、２４………中間結果記憶部、２６………基準データ記憶部、２８………比較判定部、３０………取付金具、４０………梯子、５０………ＬＥＤ表示部、６０………電源スイッチ、７０………磁石。

Claims (3)

1. 梯子の傾度に基づく重力加速度を検出する加速度センサと、
   前記梯子の基準傾度に基づく傾度範囲を複数区分けしておき、前記複数の傾度範囲の中から前記加速度センサから出力された前記検出値が属する前記傾度範囲を演算処理して求める制御手段と、
   前記制御手段の求めた前記傾度範囲を報知する報知出力手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記加速度センサの検出値である重力加速度のうちの連続する複数の重力加速度をサンプリングし、サンプリングした前記重力加速度のうちの最大値と最少値の間にある中間データを抽出すると共に抽出された複数の中間データから平均データを求める演算処理部と、前記演算処理部により抽出された中間データを一時的に記憶すると共に前記平均データ演算時に前記演算処理部に対して記憶した中間データを提供する中間結果記憶部と、前記梯子の基準傾度に基づく重力加速度を記憶する基準データ記憶部と、前記平均データと前記基準データとを比較して前記検出値の属する前記傾度範囲を求める比較判定部とを有することを特徴とする梯子の傾度報知器。
2. 前記報知出力手段は、前記制御手段の前記傾度範囲を出力するＬＥＤ表示またはスピーカを備えたことを特徴とする請求項１記載の梯子の傾度報知器。
3. 前記制御手段は前記梯子を前記基準傾度に設置した後も前記演算処理を連続して行なうとともに、前記報知出力手段は前記制御手段の求めた前記傾度範囲を連続して出力することを特徴とする請求項１または請求項２記載の梯子の傾度報知器。

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