JP6616364B2 - 無線装置システム - Google Patents

Description

本発明は、モータ駆動装置を制御する無線装置システムに関する。

モータ駆動装置を無線操作する場合に使用される無線機器は、市販品が用いられることが多い。市販品の無線機器の場合、無線機器が制御する制御対象の汎用性を持たせるために、無線送信機の操作情報を、対となる無線受信機からリレー回路を用いてリレー接点の動作で出力させ、制御対象の機器へ操作情報を入力している。このようなリレー接点を用いて制御対象の機器へ操作信号を入力する場合、無線受信機と制御対象を接続する線が複数本必要となる。

そこで、無線受信機にリレー回路を不要とする構成を提供するものとして、特許文献１がある。特許文献１では、無線受信機の信号出力手段として、制御対象にマイクロコンピュータを設け、マイクロコンピュータが無線受信機からの操作情報を認識できるように信号変換処理部を設けている。

一方、上記モータ駆動装置を無線操作する場合に使用される無線機器は、特定小電力（利用者が免許や資格・登録なしで使用できる低出力タイプの無線）の無線機器が使用されることが多い。

特定小電力は電波法により割り当てられた周波数帯の範囲の中で、さらに複数の周波数帯が区分され、一度通信を開始したらその区分（チャンネル）から移動する必要がなく、そのチャンネルを占有できるようになっている。そのため、同一の無線機器が周囲に複数存在する場合、無線通信の混信により無線操作が不能になる場合がある。

そこで、特許文献２では、無線通信の混信を防止するために、無線送信機の特定の操作で現在選択しているチャンネルを変更できる機能を有する。

特開平０９−０８６８８５公報 特開２００４−１２８６５２号公報（特許第４１４５６１６号公報）

ところで、モータ駆動装置を制御する制御機器が異常動作をした場合、無線受信機の異常であるのか、あるいはモータ駆動装置を制御する制御機器の異常であるのかの判断が困難となる。特許文献１には、制御機器が異常動作をした場合の対応については言及されていない。

また、特許文献２では、無線通信の混信を防止するために、現在選択しているチャンネルを変更することは可能である。しかし、特許文献２には、同一の無線機器を複数台使用している場合における計画的なチャンネル設定については言及されていない。

本発明の目的は、異常に対する処置を容易に行うことにある。

本発明の一態様に係る無線装置システムは、モータ駆動装置を制御するための操作指示情報を送信する無線送信機と、前記無線送信機から前記操作指示情報を受信する無線受信機とを有し、前記無線受信機は、前記操作指示情報と無線通信に関する情報を記憶する第１の記憶部を備え、前記モータ駆動装置は、前記第１の記憶部に記憶された前記操作指示情報より制御されること特徴とする。
本発明の一態様に係る無線装置システムは、無線送信機と無線受信機を備え、前記無線送信機は操作指示を送信し、前記無線受信機は、前記無線送信機から、少なくともモータ駆動装置を動作させるための操作情報を受信する通信部と、少なくとも前記無線送信機の通信帯域の情報を得る制御部と、前記操作情報に基づいて操作情報を出力する出力部と、を有することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、異常に対する処置を容易に行うことができる。

本発明の実施の形態１に係る無線装置システムの構成を示すブロック図である。 無線受信機とクレーン制御機間のシリアル通信の概念図である。 クレーン制御機の無線受信機からの操作情報を検出する処理のフロー図である。 クレーン制御機が無線受信機に対して要求するコマンドを選択する処理のフロー図である。 表示部及び操作入力部の一例である。 クレーン制御部が無線受信機の内部データを表示する表示例である。 本発明の実施の形態２に係る無線装置システムの構成を示すブロック図である。 クレーンを無線操作する無線装置の無線通信を確立するまでの概念図である。 表示部及び入力部の一例である。 各チャンネルの通信状態の表示例である。 チャンネル設定の操作方法を示す例である。 送信機のチャンネルの変更方法を示す例である。 図５に示す表示部の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

実施の形態１

まず、図１〜図６を参照して、モータ駆動装置の1実施例としてクレーンを制御する実施の形態１について説明する。

図１に示すように、クレーン操作者が操作する無線送信機１の操作指示を無線受信機２が受け取り、無線受信機２がクレーン制御機３へ操作指示を伝える。これにより、クレーン制御機３は、ブレーキ１４、モータ１５を動作させることでクレーンが動作する。

無線受信機２は、アンテナ４、通信部５、無線受信機用の制御部６、無線受信機用の記憶部７及び出力部８を有する。クレーン制御機３は、無線入力部９、クレーン制御部１０、クレーン記憶部１１、表示部１２及び表示操作入力部１３を有する。

無線受信機２がクレーン制御機３へ操作指示を伝えるために、無線受信機２の出力部８とクレーン制御部３の無線入力部９の接続は、例えば、図２に示すようにシリアル通信で実施する。クレーン制御部３が無線受信機２に対して、データ要求コマンドを送信することで、無線受信機２はデータ要求コマンドに応じたデータをクレーン制御部３への応答として出力する。

データ要求コマンドは、例えば、無線送信機１の操作情報や、無線受信機２の異常検出情報等の内部データを取得できるよう、取得するデータ分類毎に分けていても良い。あるいは、全ての情報を一つの要求コマンドで全て取得できるようにしても良い。

また、内部データとは、無線通信に関する情報を含む概念である。無線通信に関する情報とは当該無線通信が使用できる通信帯域または使用できない通信帯域の情報や、通信プロトコルを含む。使用できない通信帯域の情報とは、他の無線通信が使用している帯域のことをいい、言い換えれば、予め使用を禁止された通信帯域のことである。

ここで、クレーンを運転する場合、位置決めのためや、吊荷の玉掛け状態を確かめるために、短い時間間隔、例えば２００ｍｓ以下の時間間隔で動作・停止を繰り返す運転、すなわちインチング運転が必要となる。インチング運転を可能とするために、無線受信機２の操作情報の取得は短時間で実施するのが望ましい。このため、データ要求コマンドを送信するタイミングは、例えば、２ｍｓ間隔で実施すれば、クレーン制御部１０の処理時間及びブレーキ１４の動作時間を加味しても、十分なインチング運転が可能となる。

次に、図３を参照して、クレーン制御機３が無線受信機２の操作情報を取得する処理について説明する。

クレーン制御部１０は取得した操作情報をもとにブレーキ１４及びモータ１５を制御してクレーンを動作させる。しかし、ノイズ等の影響で通信波形が乱れ、操作情報が認識できない状態が連続すると暴走の恐れがある。よって、このような認識できない状態が連続した場合は、クレーンを停止させる処理をクレーン制御部１０は実施する。

図３を参照すると、まず、データ受信済みであるか確認する（Ｓ１０１）。データ受信済みであるのならば、受信したデータが正常であるか確認する（Ｓ１０２）。受信したデータが異常であれば、５回連続異常データを受信したのかを確認する（Ｓ１０５）。異常データ受信回数が５回未満ならば、異常データ受信カウントを＋１する（Ｓ１０８）。異常データ受信回数が５回以上であるならば、今まで保持していた操作情報を全てクリアするとともに（Ｓ１０６）、クレーンを停止させる処理を実行する（Ｓ１０７）。受信データが正常である場合は、異常データ受信回数をクリアするとともに（Ｓ１０３）、受信したデータから操作情報を取得する（Ｓ１０４）。このようにして、操作情報検出処理が完了する。

次に、図４を参照して、クレーン制御機３が無線受信機２へ送信する要求コマンドを選択する処理について説明する。

無線受信機２が検出したエラー情報等の内部データ取得を、操作情報取得のためのデータ要求コマンドと分ける場合、内部データ取得時には、同時に操作情報を取得できない。このため、操作情報の取得が遅れ、操作のレスポンスが悪くなることが想定される。そこで、内部データ取得時には、クレーンの動作を禁止させることで、操作のレスポンスや取得するデータ数を気にすることなく通信が可能となる。なお、無線受信機２の内部データを確認する際は、クレーン制御機３の表示操作入力部１３や表示部１２の近くに居る必要がある。通常、クレーン制御機３はクレーンに取付けられているため、安全のためクレーンを操作しながら内部データを確認することはない。よって、内部データ取得時、クレーンの動作を禁止しても問題はない。

図４を参照すると、クレーン制御機３が無線受信機２へ送信する要求コマンドを選択する処理は、まず、クレーン制御機３の表示操作入力部１３により、無線受信機２の内部データを表示させる操作がされているか判断する（Ｓ２０１）。内部データを表示させる操作がされていれば、現在の操作情報をクリアするとともに（Ｓ２０２）、クレーンの停止処理を実施し（Ｓ２０３）、内部データ要求コマンド送信処理を実施する（Ｓ２０４）。内部データを表示させる操作がされていなければ、操作情報要求コマンド送信処理を実施する（Ｓ２０５）。このようにして、要求コマンド送信処理が完了する。

図１に示すように、クレーン制御機３は、受信した内部データを表示させるため、表示部１２と表示操作入力部１３を備える。図５は、表示部１２と表示操作入力部１３の配置を示した図である。

図５を参照すると、表示部１２は、例えば、７セグメントＬＥＤ表示器を用いる。一方、表示操作入力部１３は数値等変更するための、ＵＰキー、ＤＯＷＮキー、変更した数値等を決定するＥＮＴＥＲキー、変更した数値をもとに戻す等のＣＡＮＣＥＬキーを備える。

図６は、実際に無線受信機２の内部データの表示例である。無線受信機２の各内部データを機能コード１６に割り振り、表示操作入力部１３のＵＰキー、ＤＯＷＮキーを操作しながら、表示させたい内部データを表示操作入力部１３で選択する。表示させたい内部データが割り振られた機能コード１６が決定したら、表示操作入力部１３のＥＮＴＥＲキーを押すことで、表示部１２に内部データを表示する。

図６に示すように、表示部１２に表示される内部データ１７は、来歴Ｎｏ、エラーコード、エラー検出時の操作状態から成る。そして、表示部１２に表示される内部データ１７は、表示操作入力部１３のＵＰキー、ＤＯＷＮキーを操作しながら、順次表示部１２に表示される。このようにして、表示部１２に内部データを表示することができるので、内部データを変更して、無線受信機２に設定することも可能である。

本実施の形態１により、無線受信機２が検出したエラー情報や運転情報等を表示することで、無線受信機２の異常発生時の要因解析が容易になる。さらに、無線受信機２の内部データが変更できるので、使用するクレーンに合わせた最適な設定のカスタマイズが容易になる。

実施の形態２

次に、図７〜図１２を参照して、実施の形態２について説明する。

まず、図７を参照すると、クレーン操作者が操作する無線送信機１は、送信機用の入力部１１０、送信機用の制御部１２０、送信機用の通信部１３０、送信機用の記憶部１４０及び送信機用のアンテナ１５０を有する。一方、無線送信機１の電波を受信する無線受信機７は、受信機用の通信部５、受信機用の制御部６、受信機用の出力部８、受信機用の記憶部７、受信機用のアンテナ２３０、受信機用の入力部２１０及び受信機用の表示部２２０を有する。

無線操作の制御の流れは、送信機用の入力部１１０の状態を送信機用の制御部１２０が判断し、送信機用の通信部１３０より操作指示を無線通信で発信する。無線受信機２は、無線送信機１からの無線通信を受信機用の通信部５で受信し、受信機用の制御部６で制御を判断し、受信機用の出力部８から操作信号を出力することによりクレーン７０の運転を制御する。

一般的に、クレーン７０に使用される特定小電力の無線機は、個別の識別番号（ＩＤ）を持ち、無線送信機１から送信されてくる通信データにＩＤ情報も含まれている。そして、無線受信機２は、受信したＩＤ情報が自身の持つＩＤ情報と一致しなければ、その通信による制御を実施しないようになっている。

図８に示すように、複数台の無線機がある場合において、受信機Ａ２４は自身の電源が投入されたら、自身のＩＤと合致する送信機Ａ２１の通信を受信するまで、無線通信周波数帯（チャンネル）を順次切り替える。ＩＤが異なる送信機Ｂ２２又は送信機Ｃ２３の通信を受信した場合は、その通信を無視する。送信機Ａ２１の通信を受信すると、そのチャンネルに固定される。

上記通信方式により、合致するＩＤが無ければ、順次チャンネルを切り替えるので、合致する送信機の電源を投入しなければ、各チャンネルの通信状態が判別可能になる。

図９は、入力部２１０及び表示部２２０の例である。無線受信機２にある入力部２１０は、例えば、ＵＰボタン３２、ＤＯＷＮボタン３３、ＥＮＴＥＲボタン３４で構成される。また、表示部２２０は、例えば、７セグメントＬＥＤ３１で構成される。

図１０は、各チャンネルの通信状態の表示例である。ここで、図１０において、手順４１は、チャンネルスキャンを実行する機能コード表示を示し、手順４２は、全チャンネルのスキャン状態表示を示す。また、手順４３は、チャンネル１の空き状態表示を示し、手順４４は、チャンネル２の空き状態表示を示す。

図１０を参照すると、各チャンネル状態のスキャンを開始するために、まず、チャンネルスキャンを実行する機能コード「Ｆ１００」を選択表示する（手順４１）。「Ｆ１００」を選択表示したら、次に、ＥＮＴＥＲボタン３４を押すと全チャンネルスキャンを実施する（手順４２）。

全チャンネルのスキャン状態はパーセントで表示され、１００％になると自動的にチャンネル１の空き状態が表示される（手順４３）。他のチャンネルの状態が見たい場合はＵＰボタン３２又はＤＯＷＮボタン３３を操作することで、表示が切り替わる（手順４４）。

空き状態は、３段階で表示され、「０」が他に使用している無線機がない状態で、「１００」が他の無線機が占有している状態を示す。「５０」は何らかの影響で一時的にそのチャンネルに電波干渉があることを示す。ここで、例えば、チャンネルの空き状態の表示はパーセント表示で実施しても良い。また、例えば、液晶表示器（図示せず）を使用すれば、全チャンネルの空き状態を一括で表示することもできる。

図１１は、チャンネル設定の操作方法を示す例である。ここで、図１１において、手順５１は、チャンネル変更を実行する機能コード表示を示し、手順５２は、現在選択しているチャンネル表示を示す。また、手順５３は、チャンネル変更状態表示を示し、手順５４は、チャンネル１の選択状態表示を示す。

チャンネルの空き状況表示により、受信機の空きチャンネルを固定したい場合は、まず、チャンネル変更を実行する機能コード「Ｆ２００」を選択表示する（手順５１）。「Ｆ２００」を選択表示したらＥＮＴＥＲボタン３４を押すと、現在選択しているチャンネルが表示される（手順５２）。ここで、「ｃＨ−−」の表示はチャンネルを固定していない状態を表す。すなわち、図８のように順次チャンネルを変化させて、一致するＩＤを探す状態を示す。現在選択しているチャンネル表示中に、ＥＮＴＥＲボタン３４を押すと、表示しているチャンネル部が点滅表示になる（手順５３）。点滅表示後、ＵＰボタン３２またはＤＯＷＮボタン３３を押すことによりチャンネルを選択することができる（手順５４）。そして、設定したいチャンネルが表示されたら、ＥＮＴＥＲボタン３４を押すことにより、点滅表示が終了し、チャンネルが設定される（手順５５）。無線受信機２に設定されたチャンネルは受信機用の記憶部７に記憶され、電源が遮断されても消去されることはない。

図１２は、無線送信機１のチャンネルの変更方法を示す例である。上述のように、空きチャンネルが判別でき、無線受信機２のチャンネルを変更できる。しかし、無線送信機１のチャンネルも変更しないと、空きチャンネルを使用することができない。無線送信機１のチャンネルを変更するための方法として、例えば、無線送信機１と無線受信機２を設定変更ケーブル６１で接続する。このような構成の下、上述の手順により、無線受信機２に設定されたチャンネルを無線送信機１に送信し、無線送信機１のチャンネルを変更する。無線送信機１に設定されたチャンネルは送信機用の記憶部１４０に記憶され、電源が遮断されても消去されることはない。

ここで、無線送信機１のチャンネルを変更する方法として、設定変更用の治具（図示せず）を使用しても良い。また、図７に示す入力部２１０及び表示部２２０が無線受信機２から分離でき、無線送信機１と接続できる構造にすることにより、図１１に示す手順で、チャンネルの設定ができるようにしても良い。

なお、図７に示す入力部２１０及び表示部２２０は、クレーン側のクレーン制御機に設けても良い（例えば、図１に示すクレーン制御機３の表示操作入力部１３及び表示部１２参照）。図１に示すように、クレーン側のクレーン制御機３に設ける場合は、クレーン側のクレーン制御機３と無線受信機２の制御部６が通信できる構成である必要がある。

上記実施の形態２により、容易に空きチャンネルが確認でき、また、どのチャンネルに設定するか選択できる。この結果、同一無線機器の複数台運用が容易になる。さらに、容易に各チャンネルの状態が確認できるので、操作中にクレーンが停止してしまう等の電波の混信が疑われる事象に関し、原因の解析及び対策が容易になる。

尚、上記実施の形態１では、図５に示す表示部１２によって、７セグメントＬＥＤにより文字情報をユーザに伝達することができるが、表示部１２の変形例について図１３を用いて説明する。図１３に示す表示部１２ａには、左から順に第１のＬＥＤ３１０、第２のＬＥＤ３２０、第３のＬＥＤ３３０が配置されている。

第１のＬＥＤ３１０は、電界強度を示し、点灯時は電界強度が十分であり、消灯時は電界強度が不十分な場合を示すことができる。また、電界強度を示す第１のＬＥＤ３１０は複数のＬＥＤであってもよく、この場合は、電界強度を複数段階で表現することができる。

例えば、第１のＬＥＤ３１０が３つの場合には、２つ点灯していれば通信に適した電界強度である場合、１つ点灯していれば通信はできるが電界強度が弱い場合、３つ点灯していれば２つ点灯した状態よりも通信に適した電界強度である場合、消灯していれば、通信ができない電界強度であることを示すことができる。また、１つのＬＥＤであっても、ＬＥＤをＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）駆動させ、操作者が視認できる明るさによって、電界強度を表現してもよい。

また、第２のＬＥＤ３２０は、操作情報の一例として、操作者がモータ駆動装置等に異常を検出した場合に、入力部に警報を発信する情報を入力すると、モータ駆動装置に取り付けられた警報が鳴っている状態に点灯する。これにより、操作者が警報を発信する信号が送信されたことを視覚的に知ることができる。さらに、他の一例として、モータ駆動装置に取り付けられた照明のＯＮ／ＯＦＦ情報、主電源のＯＮ／ＯＦＦ情報を示すことができる。

第３のＬＥＤ３３０は、通信データエラーの確認として、通信されたパケットについてオーバーラン、パリティ等の検定を行い、検定結果が正しい、すなわち通信が正常に行われている際には、点灯する。あるいは、正常時に消灯してもよい。

上記した変形例により、第１のＬＥＤ３１０、第２のＬＥＤ３２０、第３のＬＥＤ３３０と表示される情報が１対１の関係になることで、操作者がＬＥＤのＯＮ／ＯＦＦ状態を確認するだけで、瞬時にモータ駆動装置に関する状態を確認することができる。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、本発明のモータ駆動装置の一例としてクレーン、ウィンチ、ゴンドラ、リフター等が有る。また、前記表示部は、操作者がエラー情報あるいはチャンネルの状態を確認できるのならば、クレーン用無線操作装置等の吊上げ装置とは異なる位置（例えば、天井等）に配置しても良い。

１ 無線送信機
２ 無線受信機
３ クレーン制御機
４ 受信機用アンテナ
５ 通信部
６ 制御部
７ 記憶部
８ 出力部
９ 無線入力部
１０ クレーン制御部
１１ クレーン記憶部
１２ 表示部
１３ 表示操作入力部
１４ ブレーキ
１５ モータ
１６ 機能コード
１７ 内部データ表示例
２１ 送信機Ａ
２２ 送信機Ｂ
２３ 送信機Ｃ
２４ 受信機Ａ
２５ 受信機Ｂ
３１ ７セグメントＬＥＤ
３２ ＵＰボタン
３３ ＤＯＷＮボタン
３４ ＥＮＴＥＲボタン
４１ チャンネルスキャンを実行する機能コード表示
４２ 全チャンネルのスキャン状態表示
４３ チャンネル１の空き状態表示
４４ チャンネル２の空き状態表示
５１ チャンネル変更を実行する機能コード表示
５２ 現在選択しているチャンネル表示
５３ チャンネル変更状態表示
５４ チャンネル１選択状態表示
６１ 設定変更ケーブル
７０ クレーン
１１０ 入力部
１２０ 制御部
１３０ 通信部
１４０ 記憶部
１５０ 送信機用アンテナ
２３０ 受信機用アンテナ
２１０ 入力部
２２０ 表示部

Claims (5)

1. モータ駆動装置を制御するための操作指示情報を送信する無線送信機と、
   前記無線送信機から前記操作指示情報を受信する無線受信機と、表示操作入力部と、表示部を有し、
   前記無線受信機は、前記操作指示情報と、無線通信が使用できる通信帯域、無線通信が使用できない通信帯域又は通信プロトコルを含む無線通信に関する情報を記憶する第１の記憶部を備え、
   前記表示操作入力部の操作に応答して、前記第１の記憶部に記憶された前記無線通信に関する情報を前記表示部に表示し、
   前記モータ駆動装置は、前記第１の記憶部に記憶された前記操作指示情報より制御され、
   前記モータ駆動装置は、
   前記表示操作入力部により前記無線通信に関する情報を前記表示部に表示させる操作がされているか判断し、
   前記無線通信に関する情報を前記表示部に表示させる操作がされていれば、前記モータ駆動装置の動作を停止させた状態で、前記無線受信機は、前記モータ駆動装置へ前記第１の記憶部に記憶された前記無線通信に関する情報を送り、
   前記無線通信に関する情報を前記表示部に表示させる操作がされていなければ、前記モータ駆動装置の動作を停止させない状態で、前記無線受信機は、前記モータ駆動装置へ前記第１の記憶部に記憶された前記操作指示情報を送ることを特徴とする無線装置システム。
2. 前記表示部は、第１のＬＥＤ、第２のＬＥＤ及び第３のＬＥＤを有し、
   前記第１のＬＥＤは電界強度を表示し、
   前記第２のＬＥＤは操作情報を表示し、
   前記第３のＬＥＤは通信データエラーを表示することを特徴とする請求項１に記載の無線装置システム。
3. 前記無線送信機は、前記通信帯域の情報を記憶する第２の記憶部を有することを特徴とする請求項１に記載の無線装置システム。
4. 前記無線受信機は、前記無線送信機と前記無線受信機とを設定変更ケーブルで接続した状態で、前記無線受信機の前記第１の記憶部に記憶された前記通信帯域の情報を前記設定変更ケーブルを介して前記無線送信機に送信し、
   前記無線送信機は、前記通信帯域の情報を受信して前記第２の記憶部に記憶された前記通信帯域の情報を変更することを特徴とする請求項１に記載の無線装置システム。
5. 前記無線受信機は、前記操作指示情報をシリアルデータとして前記モータ駆動装置に送ることを特徴とする請求項１に記載の無線装置システム。

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