JP6890660B2 - 索道システムのロープのための監視センサ - Google Patents

Description

本発明は、鋼索、特に索道システムにおける鋼索を監視するためのセンサに関する。センサはさらに、ロープ（鋼索）の自軸周りの回転およびロープの通常動作中に発生する振動を検知し定量化するように、適切に設計されたハードウェアとソフトウェアを備える。

現在の技術水準において、索道システムのためのロープを監視するようなセンサ、特に自軸周りの回転と正常作動中に生じる振動を計測可能なセンサは公知でない。そのような監視は、前述のシステムで最高の安全性を保証するために当然に必要とされる。

したがって、システムの通常動作中に、ロープ全体にわたって前記のようなパラメータを連続的かつ正確に監視可能にする新規なシステムが求められる。

したがって、本発明の目的は、索道システムにおいて鋼索を監視するためのセンサ、特に、ロープの正常作動中に生じる回転と振動のパラメータを計測するためのセンサである。とりわけ、図１と図４に示されるように、（それぞれ自軸周りの２つの回転方向における）回転角度ΦとΥを有するロープの自軸Ｘ周りの回転を計測するために、当該センサは研究される。

典型的に、システム上でロープの正常作動中、ロープの自軸周りの回転は、ロープの形状が変わり、性能を変えてしまうため、発生すべきでない。しかし、様々な理由から、システムがロープに強制的な回転を生じさせる。したがって、前述のような装置の第１の目的は、ロープの回転数を定量化し、システムに沿ってそれらを区別することである。

さらに、センサは、システムのローラコンベヤ上のロープの通過によって引き起こされるロープの振動を計測可能である。ロープがシステムのローラコンベヤ２００上を通過するたびに、ロープの形状に起因して振動が生成される。振動の強さは、ロープの幾何学的パラメータ（例えばピッチ）を含む様々な要因により変わる。したがって、このセンサの別の目的は、様々なローラコンベヤ上で、システムの様々な点において、これらの振動の強さを計測することである。

したがって、本発明の目的は、添付の独立請求項において特定されるように、ロープの回転と振動のパラメータを計測し計算するようなセンサである。

従属請求項は、本発明の詳細と、さらに有利な側面を記載する。

本発明のこれらおよび他の利点は、添付の図面を参照して、以下に詳述される。
本発明による自軸周りの回転を計測するためのロープの短手方向断面図 本発明によるシステムのローラコンベヤ上を通過中のロープ 本発明の目的であるセンサが適用されたロープ内部の立体図 本発明の目的である装置が適用されたロープの長手方向断面図 本発明の目的であるセンサの要素のブロック図

図３から図５に示されるように、本発明の目的は、鋼索１００の回転と振動に関するパラメータを監視するためのセンサ１である。
センサ１は、
３，７Ｖのバッテリ２と、
バッテリの充電状態の表示手段３「ガスゲージ」と、
診断目的でセンサに組み込まれた少なくとも１つのＬＥＤ表示器５と、
発振手段、すなわち、内蔵クロックより高い精度で「タイムスタンプ」をマイクロプロセッサ（ＭＣＵ）に提供する３２ｋＨｚの水晶振動子６と、
バッテリ２から２，８Ｖの安定化された供給を非常に高効率で提供する電圧制御ユニット７であって、センサは３，７Ｖを提供される電圧制御ユニット７と、
センサに組み込まれた検知ユニットである加速度計（ＡＸＬ）８であって、１６ｇまでのフルスケール調節が可能で、非常に低消費電力（１０Ｈｚにおいて約１０μＡ）な加速度計（ＡＸＬ）８と、
収集作業とデータ伝送のためにセンサ上に組み込まれた非常に低電力のマイクロプロセッサ（ＭＣＵ）９と、
低エネルギー消費のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インタフェース（ＢＴ）１０と、
マイクロプロセッサの外部に設けられ、マイクロプロセッサに組み込まれたフラッシュメモリが不十分な場合に代替可能なフラッシュメモリ１１と、を備える。

センサのバッテリは、必要に応じて、外部充電器４によって充電可能である。外部充電器４はさらに、バッテリ２を充電する外部供給器（＋５Ｖ）に接続されている。

センサ１とバッテリ２は、ロープ１００の内部でロープのコア１１０の中に得られる部分、すなわちロープの最も内側部分（図３，図４に図示）に位置する。このようにして、センサ１は、ロープの自軸周りの回転量と、システムの経路全体に沿った振動量を測定できる。具体的には、センサ１は、ロープ１００の３つの軸ｘ−ｙ−ｚ上の加速度を計測する加速度計８を利用する。これらの計測を用いて、適切な数学的公式の手段により、ロープの自軸周りの回転と、図２のローラコンベヤ上を通過するときのロープの振動の強さとを定量化できる。特に、長手方向回転（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｒｏｔａｔｉｏｎ）は、加速度計の手段によって、ロールとピッチ角に基づき推定される。得られたデータは、マイクロプロセッサ９によって処理され、システムに備えられたメモリユニットに格納される。

ロープの引張りに起因して受ける圧縮機械的応力からセンサとバッテリを保護するため、図４に示されるように、センサとバッテリはどちらも保護剤１２、例えば樹脂に浸される。下記のように、センサとバッテリは、圧縮に耐える非金属材料（例えば図３に示されるようにナイロン）のシリンダ１１２の内部に配置される。シリンダ１１２は、センサ１およびバッテリ２の寸法と等しい長さを有し、センサ１が位置するロープ１００の直径によって異なる厚さを有する。ロープ１００の製造段階と、設置および／または短縮段階との両時において、センサ１をロープ１００の内部に導入することが可能である。特に図３と図４は、ロープ設置段階における継ぎ合わせ（ロープが環として閉じられる）作業中のセンサの導入を示す。この場合、センサ１は、末端に位置する。

システムに沿ったロープの通常動作中のセンサ１によって収集されたデータは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） ＬＥ４によって、そのために開発されたアプリケーションの手段により、スマートフォンに伝送される。アプリケーションは、
ロープ内部に設けられた１つまたは複数のセンサに接続／切断し、
登録周波数を選択することによって、データ登録開始コマンドを送信し、
データ登録停止コマンドをセンサに送信し、
センサによって収集されたデータをダウンロードし
センサによって収集されたデータをＰＣ（パーソナルコンピュータ）に送信し、
センサのメモリにあるデータを消去し、
メモリの空きと使用の容量をセンサに要求し、
バッテリの充電状態をセンサに要求することを可能にする。

スマートフォンは、システムのステーションの一つに位置するパーソナルコンピュータと通信する。

最後に、特にパーソナルコンピュータのために開発されたソフトウェアの手段によって、スマートフォンによって収集されたデータを収集、処理、表示し、さらに、
システムに沿った回転の数、方向および量と、
システムの各ローラコンベヤにおける振動の強さをユーザに提供する。

上記のような本発明の実施形態に加え、その他多くの変形例があることが意図される。さらに、前述の実施形態は単に例であり、本発明と、その可能な応用または構成をなんら制限するものではない。一方、上記の説明から、少なくとも実施形態の１つの例にしたがって、当業者が本発明を実施できたとしても、記載された要素の多くの変形例が実現可能であり、それらの変形例は、文言通りに解釈された、および／または法的に均等な添付の特許請求の範囲によって包含され、本発明の目的から逸脱することなく実現できる。

Claims (8)

1. 鋼索（１００）の自軸を中心とする回転、および振動に関するパラメータを監視するためのセンサ（１）であって、
   バッテリ（２）と、
   バッテリ（２）の充電状態の表示手段（３）と、
   少なくとも１つのＬＥＤ表示器（５）と、
   センサ（１）に供給する電源ユニット（７）と、
   鋼索（１００）の自軸（Ｘ）周りの回転角度（Φ，Υ）、および鋼索（１００）の振動の検知ユニット（８）と、
   収集活動およびデータ伝送のためのマイクロプロセッサ（９）と、を備え、
   センサ（１）は、鋼索（１００）の継ぎ合わせ端に位置して、鋼索（１００）のコア（１１０）の中に得られる部分に収容される、センサ（１）。
2. マイクロプロセッサの内部クロックよりも「タイムスタンプ」を高精度にマイクロプロセッサに提供する水晶振動子の形で、発振手段（６）をさらに備える、請求項１に記載のセンサ（１）。
3. マイクロプロセッサ（９）の外部にフラッシュメモリ（１１）をさらに備え、マイクロプロセッサ（９）内部に組み込まれたフラッシュメモリを代替可能である、請求項１または２に記載のセンサ（１）。
4. 低消費電力のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インタフェース（１０）をさらに備える、請求項１から３のいずれか１つに記載のセンサ（１）。
5. 加速度計（８）は、ロープ（１００）の３つの軸ｘ−ｙ−ｚ上の加速度を計測する、請求項１から４のいずれか１つに記載のセンサ（１）。
6. ３，７Ｖに等しい電圧によって供給される、請求項１から５のいずれか１つに記載のセンサ（１）。
7. 保護剤（１２）に浸されており、かつ、圧縮に耐える非金属材料のシリンダ（１１２）の中に位置する、請求項１から６のいずれか１つに記載のセンサ（１）。
8. シリンダ（１１２）は、センサ（１）およびバッテリ（２）の寸法と同じ長さを有し、センサ（１）が位置するロープ（１００）の直径によって異なる厚さを有する、請求項７に記載のセンサ（１）。

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