JPH0597247A - 材料移載システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】省人化を実現することにより能率的な作業をな
し得る材料移載システムを提供する。 【構成】複数の異なる材料置き場に置かれた材料を複数
の異なる位置に設置された複数のホッパーに移載する材
料移載システムにおいて、材料置き場に置かれた材料を
積み込んでホッパーに移載する作業車と、複数の材料置
き場から複数のホッパーまでの作業車走行経路に添って
敷設された誘導線と、作業車に対して作業指令を無線通
信で出力する指令局と、各ホッパー内の材料の残量を検
出し、指令局に出力する手段とを備えると共に、作業車
は誘導線検出器と、指令局との通信を行う無線機と、作
業指令に応じて前記誘導線検出器の検出出力に基づく走
行操舵制御手段とを備え、指令局は残量検出手段からの
信号に基ずき該残量不足を検出したホッパーに対して材
料を供給する作業指令を作業車に対して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アスファルト合材工
場やコンクリートプラントなどにおいて、材料を合材す
るために材料を材料置場からホッパー内へ自動的に移載
する材料自動移載装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
この種のシステムにおいては、ホイールローダをオペレ
ータが運転することにより材料（砂など）を材料置場か
ら荷取りした後、ホッパーが設置された位置まで走行
し、そこで材料をホッパー内へ供給するようにしてい
た。ホッパーへ供給された材料はホッパーを通してホッ
パーの下に配設されたコンベア上に落下し、コンベアで
搬送された後合材される。

【０００３】しかしこのような従来のオペレータによる
作業では、作業が非能率的で工数がかかると共に、人材
確保が困難な将来を考えた場合システムの成立に不安が
あるという問題がある。

【０００４】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、省人化を実現することにより能率的な作業を
なし得る材料移載システムを提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】この発明では、
複数の異なる材料置き場に置かれた材料を複数の異なる
位置に設置された複数のホッパーに移載する材料移載シ
ステムにおいて、前記材料置き場に置かれた材料を積み
込んで前記ホッパーに移載する作業車と、前記複数の材
料置き場から複数のホッパーまでの作業車走行経路に添
って敷設された誘導線と、前記作業車に対して前記材料
移載のための作業指令を無線通信で出力する指令局と、
前記各ホッパー内の材料の残量を検出し、その検出出力
に対応する信号を前記指令局に出力する残量検出手段と
を備えると共に、前記作業車は、前記誘導線を検出する
誘導線検出器と、前記材料移載のための前記指令局との
通信を行う無線機と、前記指令局からの作業指令に応じ
て前記誘導線検出器の検出出力に基づく走行操舵制御を
行う走行制御手段とを備え、前記指令局は、前記残量検
出手段からの信号に基ずき前記ホッパー内の材料不足を
検出した場合、該残量不足を検出したホッパーに対して
材料を供給する旨の作業指令を前記作業車に対して出力
するホッパー残量制御手段を備えるようしている。

【０００６】

【実施例】以下この発明を添付図面に示す実施例にした
がって詳細に説明する。

【０００７】第１図は、この発明の実施例についてシス
テムの全体構成を示すもので、この場合は作業車両１と
してホイルローダを用いるようにしている。

【０００８】このシステムにおいては、材料置き場（上
屋）Ｚ１〜Ｚｎにそれぞれ異なる材料が置かれており、
これをホイールローダ１によって複数の異なる位置に設
けられたホッパーＨ１〜Ｈｎに適宜移載するようにす
る。

【０００９】ホイルローダ１（以下車両という）が走行
する路面には、誘導線２が敷設されている。この誘導線
２は車両が走行する予定走行路に添って敷設されてお
り、この誘導線には所定周波数の誘導電流が流されてい
る。また、この誘導線２には、車両１の原点位置、待機
位置、停止／始動位置、加速／減速位置などを示すステ
ーション（例えば誘導線に垂直に交差する電線）が適宜
配置されている。

【００１０】車両１はいわゆるアーティキュレート型の
ローダであり、操舵機構がセンタピボットステアリング
式になっている。

【００１１】車両１の車体の左右には、少なくとも１対
のピックアップコイル３が設けられており、この１対の
ピックアップコイル３で誘導線２から発生する磁界を検
出し、これら両コイルの検出値（誘起電圧）の偏差から
上記誘導線に対する横ズレを求め、この横ズレがなくな
るように車両を操舵制御している。

【００１２】車両の前部には、ブーム４、バケット５か
らなる作業機が設けられており、この作業機を用いて上
屋Ｚ１〜Ｚｎに載置された材料を荷取りして、これをホ
ッパーＨ１〜Ｈｎに供給するようにしている。

【００１３】車両１には、指令局１０と無線通信（ＦＭ
通信）を行うための無線機６が設けられている。指令局
１０にも車両１と無線通信を行うための無線機１１が設
けられている。

【００１４】車両１には、図２に示すような車載コント
ローラ２０が設けられている。

【００１５】すなわち、エンジン回転数を検出するエン
ジン回転センサ２０、トランスミッション出力軸の回転
数を検出するトランスミッション回転センサ２１、作業
機（ブーム４及びバケット５）の位置を検出する作業機
位置センサ２２、作業機油圧を検出する作業機油圧セン
サ２３、車体の角度を検出する車体角度センサ２４、誘
導線２に流れている電流の周波数を検出する誘導線周波
数センサ２５、ステーションに流れている電流の周波数
を検出するステーション周波数センサ２６、車両のロー
リングやピッチングを検出するための安全監視用センサ
２７が設けられ、これらの各検出出力が車載コントロー
ラ３０に入力されている。

【００１６】また、無線機６を介して指令局１０からの
各種指令が車載コントローラ３０に入力されており、車
載コントローラ３０は上記指令局１０からの指令と上記
各種センサの出力に基づき、エンジンのアクセル指令、
作業機指令（作業機の上昇、下降、スピード制御な
ど）、ブレーキ指令（走行用のブレーキング制御、パー
キング用のブレーキ制御）、ステアリング指令、車速切
換指令、前後進切換指令を適宜出力することにより車両
を制御するとともに、異常状態や現在の状態（走行中、
待機中など）をランプなどにより表示する。

【００１７】かかる構成により、車両１は主に次のよう
な制御を実行する。

【００１８】（ａ）モニタ制御…指令局１０へ現在のス
テイタス情報を通信する。安全用（非常停止など）の制
御 （ｂ）ステーション検出制御…走行中のスタート／スト
ップ及び加速／減速の目印としてのステーション検出 （ｃ）ステアリング制御…誘導線２からコースアウトし
ないように車体のズレ角を補正する （ｄ）走行制御…指令局１０からのスタート指令により
走行開始し、所定の動作が終了するまで、スタート／ス
トップ及び加速／減速の制御を行う。 （ｅ）作業機制御…スタート時、材料のすくいこみ時、
運搬時、ホッパーへの材料投入時における作業機の位置
決めを行う。特に材料のすくいこみ時には作業機油圧セ
ンサ２３の出力を用いて、バケット５内にできるだけ多
くの材料をすくい込めるようにアクセル制御及び作業機
制御を実行する。 各ホッパーＨ１〜Ｈｎにはそれぞれ図３に示すように２
つのレベルセンサＳ１、Ｓ２が設けられており、これら
のセンサＳ１、Ｓ２によりホッパー内の材料の残量を検
出する。この場合は、レベルセンサＳ１、Ｓ２として、
超音波センサが用いられており、送出した超音波が受信
されるまでの時間の相違でホッパー内の材料の残量を検
出する。この場合、超音波センサＳ１、Ｓ２の出力は図
１に示すように材料要求指令送出部４０に入力されてお
り、材料要求指令送出部４０は超音波センサＳ１、Ｓ２
の検出出力に基ずき材料を補充する必要があると判断す
ると、材料要求指令を有線配線５０を介して指令局１０
に送信する。なお、レベルセンサとしては他にも光学式
のセンサなどがあり、他の方式のものを用いるようにし
てもよい。

【００１９】本実施例では、１個のセンサでは残量を正
確に検出できない場合を考慮して２つのセンサをホッパ
ー上に併設するようにしている。すなわち、ホッパー内
の材料は砂などが多いため、蟻地獄のように内側から落
ちていくので、１つのセンサで１カ所だけを見ていたの
では全体のレベルが正確に判断できないからである。例
えば、レベルセンサＳ１をホッパーの端に配設し、他方
のセンサＳ２をホッパーの真ん中に配置する。レベルセ
ンサＳ１、Ｓ２は検出したレベル信号を所定のスライス
レベルで閾値処理することで残量不足のときオンになる
２値デジタル信号を出力するようになっており、レベル
センサＳ１は材料までの距離が設定値Ｌ１よりも長くな
るとオン信号を出力し、レベルセンサＳ２は材料までの
距離が設定値Ｌ２よりも長くなるとオン信号を出力す
る。但し、Ｌ１＜Ｌ２である。

【００２０】材料要求指令送出部４０は、ホッパー中心
に配設されたレベルセンサＳ２からオン信号が入力され
ても、直ちに材料要求指令を出力するのではなく、予め
設定した所定時間Ｔが経過してもレベルセンサＳ２がオ
ンであるときに限って材料要求指令を出力する。ただ
し、上記所定時間Ｔを待っているときにもう一方のレベ
ルセンサＳ１がオンになれば即座に材料要求指令を出力
する。

【００２１】このような方式をとることにより、材料の
全体的レベルを正確に判断でき、この判断に基ずき材料
要求指令を出力することができるようになる。なお、一
方のレベルセンサがオンした後、他方のセンサがオンし
ないということは、センサに異常が発生したとも考える
ことができるので、上記２つのセンサからの検出信号を
利用すれば、センサ異常を相互チェックすることができ
る。

【００２２】材料要求指令を出力するため他の方式とし
て、各センサのスライスレベルＬ１、Ｌ２をＬ１＝Ｌ２
とし、両方のセンサがオン信号を出力したときに材料要
求指令を出力する方式や、一方のセンサがオン信号を出
力したときに材料要求指令を出力する方式 材料要求指
令を出力するため他の方式として、各センサのスライス
レベルＬ１、Ｌ２をＬ１＝Ｌ２とし、両方のセンサがオ
ン信号を出力したときに材料要求指令を出力する方式
や、一方のセンサがオン信号を出力したときに材料要求
指令を出力する方式などが考えられるが、それらはホッ
パーの形状や、材料の性質を考慮して適宜選択するよう
にすればよい。

【００２３】また、さらに他の方式としてレベルセンサ
Ｓ１，Ｓ２をアナログ式のものを採用し、その残量検出
量に応じて「注意レベル」、「要求レベル」、「警報レ
ベル」の段階的信号を指令局に送出するようにすれば、
２つ異常のホッパーから同時に要求があった場合でも、
各状態に応じた迅速な対処が可能になる。

【００２４】次に、車両の誘導方式としては、図４に示
す単線方式と図５に示す複線方式の２つが考えられる。

【００２５】図４の単線方式においては、指令局１０に
誘導線切換スイッチ１２を設け、このスイッチ１２を切
り換えることにより車両の走行経路を選択する。すなわ
ち、接点Ａ１、Ａ２は材料置き場Ｚ１，Ｚ２への走行経
路を選択する為のもので、接点Ａ１を選択した場合は接
点Ａ１、材料置き場Ｚ１につながる誘導線にのみ周波数
ｆの交流電流が供給され、接点Ａ２を選択した場合は接
点Ａ２、材料置き場Ｚ２につながる誘導線にのみ周波数
ｆの交流電流が供給される。また、接点Ｂ１、Ｂ２はホ
ッパーＨ１，Ｈ２への走行経路を選択する為のもので、
接点Ｂ１を選択した場合は接点Ｂ１、ホッパーＨ１につ
ながる誘導線にのみ周波数ｆの交流電流が供給され、接
点Ｂ２を選択した場合は接点Ｂ２、ホッパーＨ２につな
がる誘導線にのみ周波数ｆの交流電流が供給される。

【００２６】この方式によれば、指令局１０が車両に１
に対して送出する指令は、基本的には原点位置Ｚと各位
置Ｚ１，Ｚ２、Ｈ１、またはＨ２との往復を示す「Ｇ
Ｏ」指令のみでよく、また誘導に使用する周波数はステ
ーション用を除いて１種類のみでよい。

【００２７】この単線方式のおける制御手順は以下の通
りである。

【００２８】（１）各ホッパーＨ１，Ｈ２では前述した
態様で材料の残量を常時検出しており、残量不足を検出
すると、指令局１０に対して材料要求指令を送出する。
指令局１０は、この信号を受け取ると、材料の供給が必
要であるか否かを判断し、必要であると判断すれば、誘
導線選択スイッチ１２を切り換えることによりその材料
不足を発生したホッパーに投入すべき材料置き場へ走行
させる誘導線を選択した後、車両１に対して現在のステ
イタス情報を送信させる指令を無線機１１を介して送信
する。車両１から現在のステイタス情報が送られてくる
と、指令局１０は車両１が原点位置に位置しているか否
かや作業が完全に終了した状態にあるか否かなどを判断
し、「ＧＯ」指令を出力してよい状態あると判断する
と、無線機１１を介して「ＧＯ」指令を送信する。

【００２９】（２）この「ＧＯ」指令を受信した車両１
は、選択された誘導線に添って車両を走行させ、途中ス
テーションを検出するとそのステーションに応じた加減
速や停止制御などを行い、選択された材料置き場まで走
行する。そして、到着した材料置き場では、材料をバケ
ット５にすくい込み、その後、所定の待機位置（ステー
ションの検出による）まで後進状態で戻り、そこで待機
する。

【００３０】（３）指令局１０は、車両１の状態を車両
１から送られてくるステイタス情報によって常時モニタ
しており、作業車が待機状態になったことを判断する
と、今度は誘導線選択スイッチ１２を切り換えることに
よりその材料を投入すべきホッパーへの走行経路に対応
する誘導線を選択する。そして、指令局１０は「ＧＯ」
指令を再度出力する。

【００３１】（４）この「ＧＯ」指令を受信した車両１
は、選択された誘導線に添って車両を走行させ、途中ス
テーションを検出するとそのステーションに応じた加減
速や停止制御などを行い、選択されたホッパー位置まで
走行する。そして、到着したホッパー位置では、材料を
ホッパーに投入し、その後、所定の待機位置（ステーシ
ョンの検出による）まで後進状態で戻り、そこで待機す
る。

【００３２】以上の処理を繰り返し実行する。

【００３３】図５は、複線方式の一例を示すもので、各
経路毎に別の誘導線を設けるようにしている。すなわ
ち、材料置き場Ｚ１と原点位置Ｚを含む経路、材料置き
場Ｚ２と原点位置Ｚを含む経路、ホッパーＨ１と原点位
置Ｚを含む経路、ホッパーＨ２と原点位置Ｚを含む経路
に対応してそれぞれ別の誘導線を設け、これらにそれぞ
れ別の周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の交流電流を流す
ようにしている。この複線方式においても、制御手順は
先の単線方式とほぼ同様であるが、この場合は指令局１
０から車両１に対して送信する指令が単なる「ＧＯ」指
令ではなく、どこからどこへを示す「ＦＲＯＭ ＴＯ」
指令となる。車両は、この指令を受けて、ＦＲＯＭ側で
ある材料置き場を含む経路の周波数を検出しながら材料
を取りにいくと共に、その後ＴＯ側であるホッパーを含
む経路の周波数を検出しながら走行して目的値で材料を
投入する。

【００３４】この複線方式によれば、一連の仕事の組を
１つの指令として与えることができる。例えば、（Ｚ
１，Ｈ１；Ｚ３，Ｈ２；Ｚｍ，Ｚｎ）というように、最
初にＺ１→Ｈ１を実行し、次にＺ３→Ｈ２を実行し、最
後にＺｍ→Ｚｎを実行する様な作業を指定することもで
きる。

【００３５】更に１つの仕事の繰り返し回数を指定する
こともできる。すなわち、｛１０（３（Ｚ１，Ｈ１）；
Ｚ３，Ｈ２；２（Ｚｍ，Ｚｎ）｝の様な指令を送出する
ようにすることもできる。この意味は、最初にＺ１→Ｈ
１を３回繰り返し、次にＺ３→Ｈ２を実行し、最後にＺ
ｍ→Ｚｎを２回繰り返す作業を１０回繰り返すというこ
とである。

【００３６】このような指令方式を採用することで、指
令局１０は１つの仕事につき車両への指令は１回で済む
ようになる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
複数の異なる材料置き場に置かれた材料を複数の異なる
位置に設置された複数のホッパーに移載する材料移載シ
ステムにおいて、省人化を実現することにより能率的な
作業をなし得る材料移載システムを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の全体的システム構成を示す
図。

【図２】車両側の制御系の構成例を示すブロック図。

【図３】ホッパーでの材料の残量検出の為の構成例を示
す図

【図４】誘導線誘導方式の一例を示す図。

【図５】他の誘導線誘導方式を例示する図。

【符号の説明】

１…車両、 ２…誘導線、 ６…無線機、 １０…指令局、 １１…無線機、 １２…誘導線切換スイッチ、 Ｚ１〜Ｚｍ…材料置き場 Ｈ１〜Ｈｎ…ホッパー Ｓ１…レベルセンサ Ｓ２…レベルセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大宮 和貴 東京都中央区京橋１丁目19番11号 日本鋪 道株式会社内 (72)発明者 浜口 武久 東京都中央区京橋１丁目19番11号 日本鋪 道株式会社内 (72)発明者 中山 誠己 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 人見 伸一 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 小野 豊一 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 上川 勝洋 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の異なる材料置き場に置かれた材料を
   複数の異なる位置に設置された複数のホッパーに移載す
   る材料移載システムにおいて、 前記材料置き場に置かれた材料を積み込んで前記ホッパ
   ーに移載する作業車と、 前記複数の材料置き場から複数のホッパーまでの作業車
   走行経路に添って敷設された誘導線と、 前記作業車に対して前記材料移載のための作業指令を無
   線通信で出力する指令局と、 前記各ホッパー内の材料の残量を検出し、その検出出力
   に対応する信号を前記指令局に出力する残量検出手段
   と、を備えると共に、 前記作業車は、 前記誘導線を検出する誘導線検出器と、 前記材料移載のための前記指令局との通信を行う無線機
   と、 前記指令局からの作業指令に応じて前記誘導線検出器の
   検出出力に基づく走行操舵制御を行う走行制御手段と、 を備え、 前記指令局は、 前記残量検出手段からの信号に基ずき前記ホッパー内の
   材料不足を検出した場合、該残量不足を検出したホッパ
   ーに対して材料を供給する旨の作業指令を前記作業車に
   対して出力するホッパー残量制御手段、 を備えるようしたことを特徴とする材料移載システム。