JPH01104593A - ごみクレーンの自動化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は清掃工場のごみクレーンの自動化の効率向上に
関する。

清掃工場において、ごみクレーンの自動化が進められ、
無人化の方向に進んでいる。従来よりマイクロコンピュ
ータを使った自動運転システムは存在するが、現在のも
のでは手動運転に比べて遥かＩと効率が悪く、夜間など
の業務が閑散な時には対応出来るが午前中の収集車が絶
え間なくごみを搬入してくる時に対応出来るまでに至っ
ていない。

従来の自動運転システムと熟練した運転者が手動運転を
行うのを比較すると、大きく違うのは、熟練者のそれは
ビット内を常に監視し、ごみの投入やクレーンの掴み動
作などによって刻々と変化するごみ層の分布状態に応じ
て早く処理すべき点、最も掴むに適した点を短時間の内
に判断してクレーンを適切な位置に移動するという方法
を取るのに対して、従来の自動運転システムの方法は予
め掴み点や掴み順序を決めてお（ｒ番地設定方式」とか
「掴み点プログラム設定方式」と呼ばれる方法が取られ
ている。これらの方式を説明すると、第１図の平面図の
ように、ビット内を数十のブロックに分割し各々に番地
を付けておく。各ブロックのごみの高さは前回に掴んだ
際にクレーンのワイヤの繰り出し量から逆算して求め、
それを記憶させておき、それを基にして制御を行うとい
うものである。

このように掴み点の選定の仕方に根本的な違いがあり、
これが効率の違いとなっている。　ｒ番地設定方式」等
の従来の自動化システノ・の欠点とされている点をあげ
ると、 イ〉　ビット内のごみの分布は時間と共に常に変化する
ものであるが、予め決めた位置や順序によって掴み点を
選定するために、その変化に対応が出来ない。

Ｕ）２回目以降の各ブロックの高さは前回の掴み動作の
際のワイヤの繰り出し量から逆算した高さの記憶で良い
が、　１回目の分は初期値人力をしてやる必要がある。

ハ）このため毎日１回は手動運転でごみ層を出来るだけ
均等に均す作業が必要となる。クレーン室より２０〜；
ｌＯｍもの下を見下ろしながら行うこの均し作業は遠近
感が掴みにくく、なかなか均等に１５３ずことは困難で
ある。

二〉　それにもかかわらず全プロ７りの初期値は画一的
に同一値と見なしてしまっているため殆どの部分で設定
値と実際の高さとは食い違ってしまう結果となり、この
対策として、最初−通り各部を取り終るまでは極めて緩
慢な微速動作でクレーンパケットを着床させることを余
儀なくされている。

本〉　２回目以降の作業においても、ごみの積み賛え動
作などによって時間と共に分布状態が変わることを考慮
に入れれば、やはり謡慢な速度で慎ｌ「な着床動作が必
要となる。

へ）クレーンで効率的な掴み動作をさせるにはパケット
の転倒が起こらず、全パケット荷重を加えることが出来
るように、ごろの山の頂上部分にパケットの中心部分を
持って行って着床させることが必要であり、このことは
手動運転の場合には極（基本的な動作である。

しかし現状の方式では各番地の直下の状態が山の頂上か
谷間か、斜面なのか全く分からずに屯に順番に決められ
たとおりに掴みに行（ことになる。ところが斜面を掴み
に行くと無人運転の際に最も恐れるバケ、）転倒につな
がるため転倒防止装置を働かせる。このためパケットが
充分に下がりきらず、　１回の動作で規定量か掴めず、
二度三度と掴み直しをすることが多く、このことが効率
低下の最大の原因となっている。

ト）この他にクレーンの果たすべき重要な役目として、
ごみの積み替え及び攪はん作業がある。この時の掴み動
作はパケットをごみ層に着床させるが、掴んだごみを放
す時には高所よりそれをばら撒くために、その点でのご
みの高さはクレーンのワイヤの繰り出し喰より求めるこ
とはできず、以前の記憶高さに今回の移し替えた重量か
ら割り出した容量により高さの増加を推定して足し合わ
せるといった方法がとられる。この方法も回数が重なる
と誤差が大きく、信頼性の面で充分でない。

チ〉　また現在の自動化システムで大きなネックとなっ
ているのは、ごみ投入扉１α下のごみをいかにして処理
するかである。この部分では収集車によって次々にごみ
が搬入され、その高さは時々刻々と大きく変化するため
、前回に掴んだ時の記憶ということでは対応できないか
らである。よってやむなく、この部分のごみのはね上げ
は手動に頼らざるを得なかったり、補助的手段としてコ
ンピュータにより収集車に投入口を指示し、扉の開閉回
数を投入台数としてその推定容量から高さの増加を算出
し、前回の掴み高さに加算するといった方法が取られて
いる。この方法はシステムが非常に煩雑なことと、２ト
ン車も１０トン車も同じ１台として扱う大雑把な推定の
ため誤差が大きく、やはりこの部分への着床は微速巻下
げが必要となる。

以上のようなことが現シスデムの欠点として挙げられる
が、これらの欠点の原因を調べてみると究極的には全て
ごみ層の実際の分布か分からずにシステム構成がなされ
ていることによる。

本発明はこのことに鑑みてごみ層の分布を求め、それに
よって自動制御の効率化を図ろうとするものである。

本発明の基本的な手法は超音波、電磁波、赤外線などを
媒体とした反射式のレベルセンサ（以下センサと略す）
を使ってごみ層の高さを測定する方法である。

図によって詳しく説明すると、ごみクレーンのクレーン
ガーダ−（１）のごみピット上部にあたる部分に複数個
のセンサ（２−ａ）〜（２−ｅ）を第２図に示すように
取り付ける。本図では５箇所としているが必要に応じて
増減すると良い。

このようにしてセンサを取り付け、クレーンを走行させ
ながらごみ層の高さを走行装置に設けた走行方向の位置
検出ｋによる位置情報と対応させて測定をすると、各セ
ンサの下の走行方向に沿った第３図のような分布曲線Ａ
〜Ｅｂ（（１４られる。このようにセンサを走行させな
がら測定・・Ｖるという方法は従来取られていなか１．
た。なぜなら先ず従来のセンサの検出能力からしてそう
いったことは出来ないものと思われていたことと、余り
測定精度にこだわりすぎてこのような方法では溝足しな
かったことにもある。ところが実際上はこのような目的
に使うことのできるセンサも開発されており、走行させ
ながらの測定でも充分実用に耐え得る精度を実現するこ
とは可能となっている。ただし測定に当たって、各セン
サが同時に測定しようとすると他のセンサからの反射波
を受けてしまってうまく測定ができない。これには各セ
ンサからの波長を数種類の違ったものとして他のセンサ
からのものと区別する、または時間を少しずつ順にずら
せて測定するなどの対策をとることによって解決が可能
゛Ｃある。

このようにして分布曲線が求められると、前述の従来の
自動化システムの欠点は次のようになる。

イ〉常時ごみ層のクレーンの動きと共に常時ごみの高さ
の変化を掴むことができ、対応性が高い。

［１）前回のワイヤの繰り出し量からの逆算といった間
接的な方法ではなく、従来のようにバケフトを着床させ
た点だけだけしか高さが分からないといったことや、初
期値を人力する必要もない。

ハ）均し作業も必要としない。

二〉ごみの高さが分かうているため、パケットの着床ス
ピードを高速化することができる。

泰）時間経過による分布状態の変化は常に把握でき、動
作速度を高めることができる。

へ〉分布状態が分かっているから、たとえば最も高い山
の頂上から順に掴んでいく制御ができ、斜面を掴むこと
をな（すことができ、パケットの転倒の危険が少なくな
り、現在の自動化システムの大きなネックを回避するこ
とができる。

ト）ごみ層の高さの検出かワイヤの繰り出し量によって
いないため、積み替え後の高さも正確に把握でき、積み
賛え点も一番深い谷間から順に埋めていく方法を取るこ
とによって、合理的な積み賛え動作をすることが可能と
なる。

以上のように走行方向の分布状態が分かることによって
、自動化システムは大きく改廊される。しかしながらご
みビット内の投入扉付近以外の部分のごみ層の高さの変
化はほとんどクレーンの動作によってのみ変化するもの
であるため、以上のようにセンサをクレーンに取り付け
ておけばごみ層の変化を掴むことは出来る。ところが投
入扉（７）下部のごみ層の高さの変化すなわち分布曲線
Ｅの変化はクレーンの動きだけではなく、それよりも収
集東（８〉のごみ投入による影響の方が大きい。それゆ
えにクレーンガーダに（２−ｅ）のセンサを付けておい
てもクレーンガーダの動く範囲だけしか変化が分からず
、離れれている間に高さが変化して６分からないため（
２−ｅ）のセンサだけでは不十分てあり、満足な結果を
得ることかできない。それゆえに投大扉側に沿った分布
は別の方法で常時監視をする必要がある。ところが幸い
なことに収集車の投入点は各投入扉の中央部分に決って
いるからこの中心点部分のみ常時監視をすればよい。よ
って特許請求の範囲第２項および第２図に示すように、
各投入扉上部の壁に固定式のレベルセンサ（４）を取り
付け、各投入扉下部のごみ層の高さの変化を常時測定し
°Ｃ特許請求の範囲第１項の自動化システムの補助をし
てやることによって目的を達することができる。この方
法は従来の番地設定方式と組み合わせることも可能であ
　る。

なおこの場合にも各センサが互いに他のセンサからの影
響を受けないように周波数を変えるとか測定時刻をずら
せるなどの方策が必要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の番１ｔｈ設定方式による自動化システム
のごみビットへの番地の付は方の一例を示す平面図であ
る。第２、特許請求の範囲第１項及び第２項に記載のセ
ンサをそれぞれクレーンが−ダ及び投入扉上部の壁に取
り付けた様子を説明するごみビットの側面図である。 第３図は特許請求の範囲第１項記載の方法によって求め
た各センサ下の分布の様子を示すものである。 （１＞クレーンガーダ （２−ａ）〜（２−ｄ　＞　　反射式レベルセンサ（３
）横行用クラブ く０反射式レベルセンサ（側壁用） （５）パケット （６）ごみ投入ホッパ （７〉ごみ投入扉 （８）ごみ収集車 （９）ごみピット （１０）クレーン藤作室 （ＩＩ）ごみ層 （１２）ランウェイ （Ａ）〜（Ｅ）分布曲線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数個の反射式レベルセンサをクレーンガーダに所
   定の間隔で鉛直下向けに固定し、各センサ直下のごみ層
   のレベルをクレーン走行装置に設けた位置検出装置によ
   る走行方向の位置情報と対応させて計測し、クレーンの
   移動と共に走行方向に沿った位置とごみの高さの関係を
   示す分布線を求めることにより効率化を図ったごみクレ
   ーン自動化システム ２）各投入扉（７）の上部に固定式の反射式レベルセン
   サを設け、常時投入扉下部のごみ層のレベル変化を検出
   し、特許請求の範囲１項に示す自動化システムまたは従
   来の自動化システムと組み合わせて効率化を図ったごみ
   クレーン自動化システム