JP5911720B2 - 物体の着地位置検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば遠方から投げ出された物体の着地位置を正確に測定する物体の着地位置検出装置に関する。

複数のロードセルを備え物体を載置する板状の物体載置部に物体を載せ、その物体の物体載置部上の位置を検出する物体載置位置検出装置が従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平３−２６１０号公報

しかしながら、上述の従来技術は、あくまで板状の物体載置部に載せた物体の位置を静的な状態で検出するものである。即ち、物体が物体載置部に静止して留まっている状態の物体載置部上の位置を検出するものであり、例えば遠方から投げ出された物体の着地位置を検出するような、物体の着地時に物体載置部に衝撃を与える動的な現象に伴う物体の着地位置を検出することは困難である。

より具体的には、例えば遠方から投げ出された物体が物体載置部上に着地する際には、物体載置部上で物体が大きく跳ね返ったり物体載置部にかなりの衝撃がかかったりして、位置検知プレート上に振動や共振が発生する。そのため、上述の物体載置部のみを有する従来技術だけでは、上記課題を解決できない。

また、例えば遠方から投げ出された物体が、物体載置部上の所定の合格エリアに着地したか否かを判断するのに感熱紙を用いることがある。具体的には、物体載置部上に感熱紙を敷きつめて固定し、物体が飛んできで着地した部分のみ変色するようにする。このようにして、例えばその発射装置から発射された物体が載置部上の合格エリアにきちんと着地しているか否かを判断することも可能である。しかしながら、この場合、感熱紙を常に物体載置部上にきちんと敷きつめたり、感熱紙が破れたりしないようにしっかりとした厚さの感熱紙を用いたりしなければならず、手間のかかる煩わしい感熱紙交換作業も定期的に行わなければならず、かつ検査する検査者も常に感熱紙を目視していなければならないので、物体の着地位置検出装置としては、極めて使い勝手が悪い。

本発明の目的は、例えば遠方から投げられた物体の着地位置を正確に検出することができる物体の着地位置検出装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の物体の着地位置検出装置は、
飛んでくる物体の着地位置を特定するための位置検知プレートを有した物体の着地位置検出装置であって、
複数個の荷重センサが備わった位置検知プレートと、
前記荷重センサから得られたデータを増幅させる出力増幅器と、
前記データをアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記デジタル信号から着地位置を演算し、当該着地位置を前記位置検知プレートの物体着地面に対応する座標として求める演算手段を有しており、
物体の着地位置を特定するために、物体が前記位置検知プレートに衝突することで発生する各荷重センサの荷重変動値の和算値に着地判定荷重閾値を設け、当該各荷重センサの荷重変動値の和算値が第１回目の前記着地判定荷重閾値に到達した際の前記各荷重センサのデータを各着地荷重値としてそれぞれ記録し、前記荷重変動値の和算値が最大値に達し、前記物体着地面上を前記物体が跳ね返る時間に対応した時間で前記和算値が最大値から折り返して当該和算値が前記着地判定荷重閾値以下になったとき、前記記録した各着地荷重値から前記位置検知プレート上の物体の着地位置を算出することを特徴としている。

従来の物体の載置位置検出装置は、物体を物体載置板に載せたいわゆる静的な状態における物体の載置位置を検出するものに過ぎない。そのため、例えば遠方から物体載置位置検出用の載置板に小球を飛ばして、その小球が着地した位置をこの物体の載置位置検出装置を用いて検出しようとすると、小球の載置板が振動したり小球が瞬時に跳ね返ってしまったりしてしまう。そのため、いわゆる遠方から投げ出されたような物体が着地する際に載置板に生じる動的な状態を伴う物体の着地位置を検出することは不可能である。しかしながら、請求項１に係る物体の着地位置検出装置は、上述の構成を有することで、物体が位置検知プレートに着地したことに伴って生じる位置検知プレート特有の振動に伴う各荷重センサの荷重変動値の和算値の変化を積極的に利用して物体が着地したことを確実に判断し、かつ物体の着地に伴う各荷重センサの荷重値から物体の着地位置を正確に検出することができる。

また、本発明の請求項２に係る物体の着地位置検出装置は、請求項１に記載の物体の着地位置検出装置において、
前記位置検知プレートに対応する座標を表示して物体の着地点を前記座標上に表示することでこれを外部から視認可能にする物体着地位置表示手段を更に備えたことを特徴としている。

請求項２に係る物体の着地位置検出装置がこのような構成を有することで、位置検知プレート上での物体の着地点を瞬時に認識することができるようになり、多数の物体が短い間隔で位置検知プレート上に次々と着地しても、これら多数の物体の着地点を視覚的に一度にかつ正確に判断することができる。

また、本発明の請求項３に係る物体の着地位置検出装置は、請求項１又は請求項２に記載の物体の着地位置検出装置において、
前記物体の着地位置を算出した後の所定時間は前記着地荷重値を記録しない余震除去タイマーを設けることを特徴としている。

請求項３に係る物体の着地位置検出装置がこのような構成を有することで、前記位置検知プレート上で物体が複数回弾んだ場合であっても、物体が位置検知プレート上に最初に着地した位置のみの座標を確実に検出することができる。

また、本発明の請求項４に係る物体の着地位置検出装置は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の物体の着地位置検出装置において、
前記位置検知プレートに備わった前記各荷重センサは、前記物体の着地位置検出装置の起動中において各荷重センサのデータを常にサンプリング収集していることを特徴としている。

請求項４に係る物体の着地位置検出装置がこのような構成を有することで、位置検知プレートに物体が多数連続的に着地しても、各物体の着地位置を確実に検出することができる。

また、本発明の請求項５に係る物体の着地位置検出装置は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の物体の着地位置検出装置において、
前記位置検知プレートの物体着地面側が衝撃吸収部材で覆われていることを特徴としている。

請求項５に係る物体の着地位置検出装置がこのような構成を有することで、物体が位置検知プレート上で何度も跳ね返ったり、位置検知プレートが必要以上に振動したりしないようにすると共に、位置検知プレートが共振することも防止し、物体の着地位置を検出するのに最適な程度にまで位置検知プレートの振動を抑えることができる。

また、位置検知プレートの物体着地側が衝撃吸収部材で覆われていることによって、物体の着地荷重が荷重センサに伝わる伝搬速度を遅らせることができる。このような衝撃吸収部材を設けないと着地荷重の荷重センサへの伝搬速度が速くなり過ぎて、着地地点を判別するための構成を実現するのに高精度の回路や部品を用いなければならず高コストとなるが、本発明によると、係る衝撃吸収部材を備えることで物体の正確な着地位置を低コストで検出することができるようになる。

本発明によると、例えば遠方から投げられた物体の着地位置を正確に検出することができる物体の着地位置検出装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る物体の着地位置検出装置を示す説明図である。 図１に示した物体の着地位置検知装置の位置検知プレートを概略的に示す分解斜視図である。 図１に示した物体の着地位置検出装置の動作を説明するフローチャートである。 図１に示した物体の着地位置検出装置の作用を示す説明図である。 図４とは異なる図１に示した物体の着地位置検出装置の作用を示す説明図であって、３つの小球体を極めて短い間隔で位置検知プレートに連続して着地させた状態を示している。

以下、本発明の一実施形態に係る物体の着地位置検出装置について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る物体の着地位置検出装置を示す説明図である。また、図２は、図１に示した物体の着地位置検知装置の位置検知プレートを概略的に示す分解斜視図である。

本発明の一実施形態に係る物体の着地位置検出装置１は、図２に示す４つの荷重センサ１２１，１２２，１２３，１２４（１２０）が備わった位置検知プレート１００と、各荷重センサ１２０から得られたデータを増幅させる出力増幅器２００と、出力増幅器２００からのデータをアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３００と、デジタル信号から着地位置を演算し、位置検知プレート１００に対応する座標を求める演算部４００と、位置検知プレート１００に対応する座標を表示して物体の着地点を容易に視認できるようにする表示部５００を有している。

位置検知プレート１００は、図２に示すように、例えばアルミ合金でできた矩形状の板材からなる厚さ５ｍｍのベースプレート１１０、ベースプレート上に固定されロードセルからなる４つの荷重センサ１２１，１２２，１２３，１２４（１２０）と、厚さ３ｍｍでできた鉄板からなるトッププレート１３０と、トッププレート１３０の上面に全面にわたって貼り付けられ厚さ５ｍｍのゴムシートでできたクッションカバー１４０を有している。

ベースプレート１１０の上面四隅の近傍には荷重センサ取付用凹み部１１１が設けられ、各荷重センサ取付用凹み部１１１にそれぞれ荷重センサ１２０の高さ方向底部側一部が嵌め込まれることで、ベースプレート１１０とトッププレート１３０の間には４個の荷重センサ１２０が介装されるようになる。ベースプレート１１０は、４つの荷重センサ１２０、トッププレート１３０、及びトッププレート上に貼り付けられたクッションカバー１４０を支持する役目を果たし、ベースプレート１１０の底面四隅近傍にはベースプレート１１０を支えるゴムの支持部材１１５が取り付けられている。

各荷重センサ１２０は、クッションカバー１４０を介してトッププレート１３０に着地した物体（図１に示す小球体１１，１２，１３，・・・参照）の着地時に生じる衝撃力を重さに換算する役目を果たしている。そして、各荷重センサ１２０は、３００μｓｅｃという極めて細かい時間間隔でトッププレート１３０に着地する物体のトッププレート１３０に与える衝撃力をサンプリングするようになっている。なお、この各荷重センサの３００μｓｅｃという極めて細かい時間間隔による測定は、物体の着地位置検出装置がその検出動作を行っている間中ずっと続いている。

トッププレート１３０は、遠方から飛んできてクッションカバー１４０を介してトッププレート上に着地した物体の衝撃力を受けてこの衝撃力を荷重センサ１２０に伝える役目を果たしている。従って、トッププレート上のどの位置に物体が着地するかによって、４つの荷重センサ１２０のそれぞれに作用する衝撃力が異なるようになっている。また、ベースプレート１１０とトッププレート１３０との間には４つの荷重センサ１２０を介して僅かなすき間が存在しているので、１つの物体がクッションカバー１４０を介してトッププレート上に着地した場合、その衝撃力に起因して極めて僅かな時間だけ振動するようになっている。

クッションカバー１４０は、物体がトッププレート１３０に着地した際にトッププレート１３０が受ける衝撃をある程度緩和する役目を果たし、これによって物体がトッププレート上で何度も飛び跳ねたりトッププレート１３０が必要以上に振動したり共振して荷重センサ１２０が物体の着地点を検出できなくすることを防止している。なお、クッションカバー１４０は、本実施形態ではゴムシートであるが、その代わりにスポンジでできたクッションシートであっても良い。

上述した荷重センサ１２０は、本実施形態の場合、微小出力のロードセルからなるので、本実施形態に係る物体の着地位置検出装置の場合、荷重センサ１２０から得られたデータを増幅させる出力増幅器２００と、出力増幅器２００からのデータをアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３００が備わっている。なお、これらの出力増幅器２００とＡ／Ｄ変換器３００には、一般的な出力増幅器とＡ／Ｄ変換器が使用されている。

演算部４００は、本実施形態では、図１に示すノートブック型パーソナルコンピュータ内に備わっており、Ａ／Ｄ変換器３００から得られた各荷重センサ１２０のデジタル信号値から物体の位置検知プレート上の着地位置を演算し、位置検知プレート１００に対応する座標を求める。なお、演算部４００は、物体が位置検知プレート上に初めて着地した位置を確実に検出することに加えて、物体が位置検知プレート上に初めて着地した後に跳ね返って２度目や３度目の着地を行う際の着地地点の情報を無視するようになっている。また、物体が着地した後にトッププレート１３０がしばらく振動してこの振動する余震に起因する力が各荷重センサ１２０に伝わり、各荷重センサ１２０からの出力情報が出力増幅器２００とＡ／Ｄ変換器３００を介して演算部４００に取り込まれるが、このようないわゆるトッププレート１３０のすぐに減衰して消滅するいわゆる余震振動に関する情報処理も行わないようになっている。なお、位置検知プレート上における物体の初回の着地位置検出方法については後に詳細に説明する。

表示部５００は、本実施形態では、図１に示すノートブック型パーソナルコンピュータのディスプレイを利用しており、物体が着地した位置検知プレート１００に対応する座標を演算部４００において演算した後に、この演算結果に基づいて物体の着地点を表示して容易に視認できるようにする役目を果たしている。具体的には、図１に示すように、ディスプレイ上に例えば位置検知プレートを表示すると共に、この位置検知プレート上に着地した物体の位置を逐次プロットして表示するようになっている（図１における領域Ａ、及びプロット１１’，１２’，１３’参照）。

これによって、位置検知プレート１００に多数の物体が所定の極めて短い時間間隔で連続的に着地した場合に、これによって表示される多数のプロットを表示部５００で確認することにより、多数の物体が連続的に着地する領域を表示部上で正確に判断することができるようになっている。なお、図１においては、表示部上で物体が着座するのに好ましい領域、即ち物体の着地位置合格領域を矩形状の領域Ａとして示している。

続いて、本実施形態に係る物体の着地位置検出装置を用いた物体の着地位置検出方法を実施するフローチャートの各ステップについて説明する。図３は、図１に示した物体の着地位置検出装置の動作を説明するフローチャートである。なお、以下の説明において、着地荷重値とは、各荷重センサの検出した荷重値及びこれら荷重値の和算値のことをいう。

ステップＳ１０は、測定開始のステップである。ステップＳ１１は、風袋引きを行うステップである。ステップＳ１２は、各センサの荷重値を取得するステップである。ステップＳ１３は、荷重値のフィルタ（移動平均）処理を行うステップである。ステップＳ１４は、各センサのフィルタ処理後の荷重値に、バランス調整係数を掛けるステップである。ステップＳ１５は、余震除去タイマーがＯＦＦ状態であるか否か判断するステップである。ステップＳ１６は、各センサの荷重値の和算値≧着地判定荷重閾値であるか否か判断するステップである。ステップＳ１７は、着地荷重値が未格納であるか否か判断するステップである。ステップＳ１８は、着地荷重値を格納するステップである。ステップＳ１９は、着地荷重値を格納済み状態にするステップである。ステップＳ２０は、測定を終了するか否かを判断するステップである。ステップＳ２１は、全取得座標と和算値をテキストファイルへ出力するステップである。ステップＳ２２は、測定を終了するステップである。

また、ステップＳ１１１は、着地荷重値を格納済み状態か否か判断するステップである。ステップＳ１１２は、着地荷重値から着地座標を算出するステップである。ステップＳ１１３は、表示部の座標位置に印をつける（マーキングする）ステップである。ステップＳ１１４は、着地荷重値を未格納状態にするステップである。ステップＳ１１５は、余震除去タイマーをＯＮ状態にするステップである。

また、ステップＳ２１１は、余震除去タイマーが待ち時間に到達したか否かを判断するステップである。ステップＳ２１２は、余震除去タイマーをＯＦＦ状態にするステップである。

続いて、上述した物体の着地位置検出装置１の実際の使用手順について、図４に示す説明図に基いて上述したフローチャートと関連付けて説明する。図４は、本実施形態に係る物体の着地位置検出装置の動作説明を示す説明図である。この図は、１つのパチンコ玉（以下、これを「小球体」とする）が本実施形態に係る物体の着地位置検出装置１の位置検知プレート上に着地した場合を示している。なお、図４の横軸は、小球体が位置検知プレート上に着地した瞬間から位置検知プレート１００が振動しなくなるまでの時間軸を示している。また、図４の縦軸は、小球体が位置検知プレート上に着地したことで生じる位置検知プレート１００のトッププレート１３０の振動に伴う４つの荷重センサ１２０の荷重変動値を足した和算値を示しており、同図において小球体がトッププレート１３０に着地した瞬間から一定時間経過するまでの４つの荷重センサ１２０の受ける荷重変動値の和算値の変化度合が分かるようになっている。なお、この図の余震除去タイマー動作中における（図中Ｐｄ点からＰｅ点まで）の実線で示す出力特性は小球体が位置検知プレート１００に着地してその後に跳ね返らない場合における荷重センサ１２０の荷重変動値の和算値を示しており、点線で示す出力特性は小球体が位置検知プレート１００のトッププレート１３０に初めて着地した後に跳ね返って再びトッププレート１３０に着地した場合における荷重センサ１２０の荷重変動値の和算値を示している。また、図４の横軸に示す（１）から（６）は、１つの小球体がトッププレート１３０に着地する直前から着地し終えて次の小球体がトッププレート１３０に着地する直前までの荷重変動和算値の状態変化をステージ（１）からステージ（６）として段階的（時系列的）に表したものである。

本実施形態に係る物体の着地位置検出装置１を実際に使用するにあたって、ステージ（１）において、測定を開始し（ステップＳ１０）、風袋引きを行い（ステップＳ１１）、発射装置から小球体（パチンコ玉）を発射する。小球体が位置検知プレート１００のトッププレート上に貼り付けられたクッションカバー１４０に着地すると（図４のＰａ参照）、この小球体の着地に伴う衝撃がクッションカバー１４０で若干緩和されながらトッププレート１３０に伝わる。そして、トッププレート１３０の振動が各荷重センサ１２０においてそれぞれ荷重値として検出される。なお、各荷重センサ１２０は、３００μｓｅｃごとにそのセンサにかかる荷重値を検出しているので、小球体が着地した瞬間の荷重値をそれぞれ正確に検出できるようになっている。続いて、各センサの荷重値を取得する（ステップＳ１２）。続いて、荷重値のフィルタ（移動平均）の処理を行う（ステップＳ１３）。なお、本実施形態の場合、ステップＳ１３においては３００μｓｅｃという高応答でデータをサンプリングする。これは、遠方から飛んできた物体が位置検知プレート上に着地した際の着地点を瞬時に検出することに伴う位置検知プレート１００の動的な挙動に対応するためである。続いて、各荷重センサ１２０のフィルタ後の荷重値に、バランス調整係数を掛ける（ステップＳ１４）。続いて、余震除去タイマーがＯＦＦ状態である（Ｙｅｓ）と判断する（ステップＳ１５）。続いて、各センサの和算値≧着地判定荷重閾値でない（Ｎｏ）と判断する（ステップＳ１６）。続いて、着地荷重値が格納済みではない（Ｎｏ）と判断する（ステップＳ１１１）。続いて、測定を終了していない（Ｎｏ）と判断する（ステップＳ２０）。そして、ステップＳ１２に戻ってステージ（１）におけるステップＳ１２からステップＳ２０のルーチンを繰り返す。

トッププレート１３０の振動により、荷重変動値の和算値が上昇していき、予め定めた閾値を各荷重センサ１２０の荷重変動値の和算値が越えたか否かをサンプリング周期３００μｓｅｃごとという極めて短い周期で検出した荷重変動値を和算することで判断する。このようにサンプリング周期が極めて短い理由は、従来例のように載置板上に物体を静止した状態で載せてその位置を検出するのではなく、物体がトッププレート上に着地した後に跳ね返ってトッププレートの外に飛び出すというような非常に動的な現象である極めて瞬間的に生じる物体の着地位置を正確に検出する必要があるからである。そして、４つの荷重センサ１２０が検出した荷重変動値の和算値が閾値を越えた場合（図４のＰｂの通過時点参照）、各荷重センサ１２０の荷重値及び和算値をそれぞれ演算部４００のメモリに格納する。

具体的には、ステップＳ１６において、各センサの和算値≧着地判定荷重閾値である（Ｙｅｓ）と判断した時点で、ステージ（２）に移行する。ステージ（２）では、ステージ（１）において実行したステップＳ１２からステップ１５までのルーチンを再び実行した後に、各センサの和算値≧着地判定荷重閾値である（Ｙｅｓ）と判断する（ステップＳ１６）。続いて、着地荷重値が未格納である（Ｙｅｓ）と判断する（ステップＳ１７）。続いて、各荷重センサの着地荷重値及び各荷重センサの着地荷重値の和算値を演算手段のメモリに格納する（ステップＳ１８）。続いて、着地荷重値及びその和算値を格納済み状態にする（ステップＳ１９）。そして、ステージ（２）を終了する。

そして、位置検知プレート１００のトッププレート１３０が最も歪んで４つの荷重センサの荷重変動値の和算値が最大値（図４のＰｃ参照）に達した後、減少して再び閾値に到達したが否かを３００μｓｅｃごとに各荷重センサ１２０の受ける荷重変動値の和を算出しながら判断する。

具体的には、ステージ（３）に移行する。ステージ（３）においては、測定を終了していない（Ｎｏ）と判断し（ステップＳ２０）、ステップＳ１２に戻ってステップＳ１２からステップＳ１７までのルーチンを再び実行した後に、着地荷重値が未格納ではない（Ｎｏ）と判断する（ステップＳ１７）。続いて、測定を終了していないと判断する（ステップＳ２０）。そして、ステップＳ１２に戻ってステージ（３）における上述したステップＳ１２からステップＳ２０のルーチンを繰り返す。

ここで、４つの荷重センサ１２０の荷重変動値の和算値が再び閾値に到達した場合（図４のＰｄの通過時点参照）、先ほどの演算部４００のメモリに格納した各荷重センサ１２０の荷重値から小球体の位置検知プレート１００における着地位置を確定する。

なお、図４には特に図示しないが、ステップＳ１１２において着地位置を確定した後、ディスプレイ（表示部５００）に上述の着地位置情報をプロットすると共に、このディスプレイに表示したプロットの上述の着地位置情報を演算部４００のメモリから消去する。

そして、余震除去タイマー（図４における３００ｍｓｅｃの矢印参照）をＯＮ状態にする。即ち、その後のトッププレート１３０の振動は、小球体の着地位置を算出するのに関係ない時間としてＰｄに対応する時間から一定時間（本実施形態の場合、図４のＰｄからＰｅまでの３００ｍｓｅｃ）だけ余震除去タイマーを動作させる。

具体的には、ステージ（４）に移行する。ステージ（４）では、ステージ（３）のルーチンにおけるステップＳ１２からステップＳ１５までのルーチンを実行した後に、各センサの和算値≧着地判定荷重閾値ではない（Ｎｏ）と判断する（ステップＳ１６）。続いて、着地荷重値が格納済みである（Ｙｅｓ）と判断する（ステップＳ１１１）。続いて、着地荷重値から着地座標を算出する（ステップＳ１１２）。続いて、表示部５００の座標位置に印（マーキング）をつける（ステップＳ１１３）。続いて、着地荷重値を未格納状態にする（ステップＳ１１４）。続いて、余震除去タイマーをＯＮ状態にする（ステップＳ１１５）。続いて、測定を終了していない（Ｎｏ）と判断する（ステップＳ２０）。これによって、ステージ（４）を終了する。

そして、余震除去タイマーが動作したら、その動作中は、各荷重センサ１２０により３００μｓｅｃごとにそのセンサにかかる荷重を検出しているが、各荷重センサ１２０の荷重変動値の和算値やこの和算値と閾値との大小関係を演算部４００で信号処理しないようにする。

具体的には、ステージ（５）に移行する。ステージ（５）では、ステージ（４）のルーチンを終了後にステップＳ１２に戻ってステップＳ１２からステップＳ１４までのルーチンを実行した後に、余震除去タイマーがＯＦＦ状態でない（Ｎｏ）と判断する（ステップＳ１５）。続いて、余震除去タイマーが待ち時間に到達していない（Ｎｏ）と判断する（ステップＳ２１１）。続いて、測定を終了していない（Ｎｏ）と判断する（ステップＳ２０）。そして、ステップＳ１２に戻ってステージ（５）における上述したステップＳ１２からステップＳ２０のルーチンを再び繰り返す。

ここで、余震除去タイマーが働いている時間内は、先ほど求めた小球体の位置検知プレート１００における着地位置をディスプレイ（表示部５００）上において位置検知プレート１００に対応させた部分にプロットを表示したままとする。この際、余震除去タイマーの動作がＯＦＦになるまで例えば小球体がトッププレート１３０の上を跳ね返って再度着地しても、これによって得られる荷重センサ１２０の荷重変動値の信号処理については行わないようにする（図４中Ｐｄ点以降の点線で示す出力特性参照）。

そして、ステップＳ１５において余震除去タイマーの動作がＯＦＦになったと判断した場合、１つ目の小球体の着地動作及びこの着地位置の表示が完了したと見なす。つまり、図４においてステージ（６）に達したと見なす。具体的には、ステージ（６）に到達する際には、ステージ（５）のルーチンにおけるステップＳ１２からステップＳ１５までのルーチンを実行した後に、余震除去タイマーが待ち時間に到達した（Ｙｅｓ）と判断する（ステップＳ２１１）。続いて、余震除去タイマーをＯＦＦ状態にする（ステップＳ２１２）。続いて、測定を終了していない（Ｎｏ）と判断する（ステップＳ２０）。

そして、図４においてステージ（１）に再び移行し、次の小球体がトッププレート１３０に着地するのを待つ。具体的には、ステップＳ１２に戻ってステージ（１）のルーチンを実行する。即ち、次の小球体が着地する直前から更なる小球体が着地する直前まで、上述したステージ（１）からステージ（６）までのルーチンを繰り返す。以降、同様に上述したルーチンで次々と着地する小球体の着地点を順次検出する。

図５は、図１に示した物体の着地位置検出装置１の作用を示す更なる説明図である。この図においては、３つの小球体（パチンコ玉）が連続して着地している状態を示している。本実施形態においては、６００ｍｓｅｃごとに発射装置から小球体が位置検知プレート１００をめがけて発射されるので、余震除去タイマーの作動が終了した後は、続く小球体の位置検知プレート１００への着地位置の検出及び確定を上述したステップＳ１２からステップＳ２０を経由して再びステップＳ１２に戻る手順で進める。

このようにして、小球体をパチンコ玉とし、パチンコ玉の発射装置であっていわゆる個々のパチンコ台に設置される発射装置に関するパチンコ玉の発射精度を検査する。この場合、多数のパチンコ玉を例えば６００ｍｓｅｃごとに発射装置から本実施形態に係る物体の着地位置検出装置めがけて連続して発射し、パチンコ玉が位置検知プレート１００のどの領域に着地するかを位置検知プレート１００に対応したディスプレイ上の表示部５００の座標上に連続的にプロットすることで発射装置の発射精度を検査する。これによって、表示部５００の座標上の合格エリア内（図１における領域Ａ参照）に一定割合又は全てのパチンコ玉が着地した場合、その発射装置を合格品とし、この条件を満たさない場合の発射装置を不合格品とする。

以上説明したように、小球体が位置検知プレート１００のトッププレート上に貼り付けられたクッションカバー１４０に着地した後に跳ね返って再びこのクッションカバー１４０に着地した場合、図４における点線で示す各荷重センサの受ける荷重変動値の和算値となり、再び着地判定荷重閾値を超えるが、余震除去タイマーの動作中であるので、演算部４００ではこれを小球体の着地情報としては取り扱わず無視する。

以下に、上述の実施形態に係る物体の着地位置検出装置の有位点について改めて説明する。従来の物体載置位置検出装置は、物体を物体載置板に載せたいわゆる静的な状態における物体の載置位置を検出するものに過ぎない。そのため、発射装置を介して小球体（本実施形態の場合、パチンコ玉）を遠方から物体載置位置検出の載置板に向かって飛ばして、その小球体が着地した位置をこの物体載置位置検出装置を用いて検出しようとすると、小球体が着地時に与える衝撃力により載置板が振動したり小球体が瞬時に跳ね返ってしまったりするため、いわゆるこのような動的な状態での小球体の着地位置を検出することはできなかった。しかしながら、上述の実施形態に係る物体の着地位置検出装置１によると、小球体が位置検知プレート１００に着地したことに伴って生じる位置検知プレート１００の振動や共振を考慮しながら物体の着地位置を正確に検出することができる。また、上述の実施形態に係る小球体の着地位置検出装置は、位置検知プレート１００に対応する座標を表示して着地点を視認可能にする物体着地位置の表示部５００を備えているので、位置検知プレート上での小球体の着地点を瞬時に認識することができるようになり、多数の小球体が短い間隔で位置検知プレート上に次々と着地しても、これらの着地点を目視で正確に判断することができる。

また、本実施形態に係る物体の着地位置検出装置１は、小球体の着地位置を算出した後の所定時間は着地荷重値を記録しない余震除去タイマーを設けているので、位置検知プレート上で小球体が複数回弾んだ場合であっても、小球体が位置検知プレート上に最初に着地した位置のみの座標を着地位置として確実に検出することができる。

また、本実施形態に係る物体の着地位置検出装置１は、位置検知プレート１００に備わった各荷重センサ１２０が、小球体の着地位置検出装置の起動中において荷重値を常にサンプリング収集しているので、位置検知プレート１００に小球体が極めて短い間隔で多数連続的に着地しても、各小球体の着地位置を確実に検出することができる。

また、本実施形態に係る物体の着地位置検出装置１は、位置検知プレート１００の小球体着地側がクッションカバー１４０で覆われているので、小球体が位置検知プレート上で何度も跳ね返ったり、位置検知プレート１００が必要以上に振動したりしないようにすると共に、位置検知プレート１００が共振することも防止し、小球体の着地位置を検出するのに最適な程度にまでトッププレート１３０の振動を抑えることができる。

また、位置検知プレート１００の物体着地側が衝撃吸収部材であるクッションカバー１４０で覆われていることによって、物体の着地に伴う衝撃荷重が荷重センサ１２０に伝わる伝搬速度を遅らせることができる。このようなクッションカバー１４０を設けないと、着地荷重の荷重センサ１２０への伝搬速度が速くなり過ぎるので、着地地点を判別するための構成を実現するのに高精度の回路や部品を用いなければならず高コストとなっていたが、本実施形態によると、低コストで物体の正確な着地位置を検出することができるようになる。

なお、上述した実施形態のフローチャートは、あくまで本発明の作用を発揮する一例を示したものに過ぎず、本発明の作用を発揮する範囲内であれば、様々な形態のフローチャートが考えられることは言うまでもない。

また、上述した実施形態では、矩形状の位置検知プレートの四隅に対応した状態で荷重センサを４箇所に設けていた。しかしながら、例えば物体の着地位置検出装置の位置検知プレートが平面視三角形状をなしていても良く、この場合、この三角形状の頂点に対応する位置に荷重センサをそれぞれ一つずつ、合計３つの荷重センサを備えても、本発明の作用を発揮することは可能である。

また、上述の実施形態においては、表示手段を用いて、小球体の着地位置検知プレート上における着地位置をディスプレイの画面上で視認できるようにしていたが、本発明を実施するにあたっては、必ずしもこのような表示手段を用いる必要はない。即ち、このような表示手段の代わりに演算部がその内部で演算処理して位置検知プレート上の着地合格エリア内に相当する座標群を適正な着地点としてみなし、この適正座標群に相当する位置に着地して小球体の割合から発射装置の性能に関する合格又は不合格のみを決定しても良い。

また、上述した実施形態に係る物体の着地位置検出装置は、位置検知プレートが水平面に置かれていたが、必ずしもこれに限定されず、位置検知プレートをその着地面が物体の飛んでくる方向に向けて若干斜めに傾けても良い。これによって、位置検知プレート上で１回跳ね返った物体は、位置検知プレートの外にはじかれ、このプレート上で再度跳ね返らないようにできる。また、このような構成以外にも例えば垂直な壁に位置検知プレートを置いて発射装置からこの位置検知プレートに向けて勢い良く物体を発射し、その物体を正確に位置検知プレート内の合格エリアに正確に到達するかどうかについても本発明を適用可能である。

なお、上述の実施形態で紹介した各構成の材質や寸法はあくまで一例であり、本発明の作用を発揮し得る範囲内で様々な材質や寸法を選択可能であることは言うまでもない。

１ 物体の着地位置検出装置
１１，１２，１３ 小球体
１００ 位置検知プレート
１１０ ベースプレート
１１１ 荷重センサ取付用凹み部
１１５ 支持部材
１２１，１２２，１２３，１２４（１２０） 荷重センサ
１３０ トッププレート
１４０ クッションカバー
２００ 出力増幅器
３００ Ａ／Ｄ変換器
４００ 演算部
５００ 表示部

Claims (5)

1. 飛んでくる物体の着地位置を特定するための位置検知プレートを有した物体の着地位置検出装置であって、
   複数個の荷重センサが備わった位置検知プレートと、
   前記荷重センサから得られたデータを増幅させる出力増幅器と、
   前記データをアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
   前記デジタル信号から着地位置を演算し、当該着地位置を前記位置検知プレートの物体着地面に対応する座標として求める演算手段を有しており、
   物体の着地位置を特定するために、物体が前記位置検知プレートに衝突することで発生する各荷重センサの荷重変動値の和算値に着地判定荷重閾値を設け、当該各荷重センサの荷重変動値の和算値が第１回目の前記着地判定荷重閾値に到達した際の前記各荷重センサのデータを各着地荷重値としてそれぞれ記録し、前記荷重変動値の和算値が最大値に達し、前記物体着地面上を前記物体が跳ね返る時間に対応した時間で前記和算値が最大値から折り返して当該和算値が前記着地判定荷重閾値以下になったとき、前記記録した各着地荷重値から前記位置検知プレート上の物体の着地位置を算出することを特徴とする物体の着地位置検出装置。
2. 前記位置検知プレートに対応する座標を表示して物体の着地点を前記座標上に表示することでこれを外部から視認可能にする物体着地位置表示手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の物体の着地位置検出装置。
3. 前記物体の着地位置を算出した後の所定時間は前記着地荷重値を記録しない余震除去タイマーを設けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の物体の着地位置検出装置。
4. 前記位置検知プレートに備わった前記各荷重センサは、前記物体の着地位置検出装置の起動中において各荷重センサのデータを常にサンプリング収集していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の物体の着地位置検出装置。
5. 前記位置検知プレートの物体着地面側が衝撃吸収部材で覆われていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の物体の着地位置検出装置。

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