JPH07174846A - Safety system for construction machine - Google Patents

Safety system for construction machine

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Publication number
JPH07174846A
JPH07174846A JP5344373A JP34437393A JPH07174846A JP H07174846 A JPH07174846 A JP H07174846A JP 5344373 A JP5344373 A JP 5344373A JP 34437393 A JP34437393 A JP 34437393A JP H07174846 A JPH07174846 A JP H07174846A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transponder
battery
signal
transceiver
predetermined
Prior art date
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Pending
Application number
JP5344373A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Yamashita
誠二 山下
Kazuhiro Sugawara
一宏 菅原
Yasuo Tanaka
康雄 田中
Shigenori Aoki
茂徳 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP5344373A priority Critical patent/JPH07174846A/en
Publication of JPH07174846A publication Critical patent/JPH07174846A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent the infeasiability of distance detection due to battery exhaustion and assure safety by transmitting the signal indicating the discharged state of a battery from a transponder to a transceiver side. CONSTITUTION:A transceiver 10 is fitted at the rear section of a hydraulic shovel 1, and a transponder 20 is fitted to the helmet of a worker 2. The transceiver 10 has an arithmetic circuit measuring the distance D0 to the transponder 20 and transmits the calculated distance D0 to the control device 4 of a driver's cab 3. The control device 4 compares the distance D0 with the prescribed reference value and drives a warning device on the driver's cab 3 to display a danger when the transponder 20 (worker 2) is approaching. When a battery stored in the transponder 20 is made the consumed state, i.e., the so-called battery exhausted state, the control device 4 reports it to an operator. The transponder 20 has the detecting function of the remainder (discharged state) of the battery and transmits the detected data of the battery remainder to the transceiver 10 side on the transmitted wave.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、建設機械の安全シス
テムに関し、詳しくは、安全システムとして建設機械に
搭載されるトランスポンダ方式のマイクロ波の距離セン
サにおいて、相手方のトランスポンダの動作が停止しな
いように、その内蔵電池の残量を監視することでより高
い安全性を確保することができるような安全システムに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a safety system for a construction machine, and more particularly, to a transponder type microwave distance sensor mounted on a construction machine as a safety system so that the operation of a transponder on the other side does not stop. , A safety system capable of ensuring higher safety by monitoring the remaining amount of the built-in battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】建設現場や道路舗装現場、土木作業現場
などでは、建設機械と作業員が交錯する作業形態が多く
ある。また、場所によっては一般の人も訪れ、あるいは
作業に付随して使用される各種機械の搬入や搬出、さら
には障害物などもある。これら作業員や一般人、障害物
などが作業車両等の運転者の視界を遮る工法や遮る方向
にあると、事故が発生する危険が非常に高い。そこで、
そのため安全性の確保が重要である。そのために、相手
方の位置を検出するための各種センサが検討されてお
り、その1つにトランスポンダ方式のマイクロ波を使用
した距離センサを搭載する建設機械が提案されている。
2. Description of the Related Art At construction sites, road pavement sites, civil engineering work sites, etc., there are many work modes in which construction machines and workers cross each other. In addition, depending on the location, general people also visit or carry in and carry out various machines used in association with work, and also obstacles. If these workers, ordinary people, obstacles, etc. are in a construction method or in a direction that obstructs the field of view of a driver of a work vehicle or the like, the risk of an accident is extremely high. Therefore,
Therefore, ensuring safety is important. Therefore, various sensors for detecting the position of the other party have been studied, and one of them is a construction machine equipped with a distance sensor using a transponder type microwave.

【0003】しかし、建設機械に搭載されるこの種のマ
イクロ波距離センサは、本格的な適用や、実用化はこれ
らかである。一方、建設現場の油圧ショベルを例に採れ
ば、それを運転するオペレータと、機械の周囲で補助的
な作業をする作業者とが共同で工事作業を行う。このよ
うな場合に、マイクロ波距離センサを利用することによ
り作業に十分な安全性が確保されなければならない。す
なわち、油圧ショベルでは、ショベル側にマイクロ波の
トランシーバ(送受信機)を搭載し、作業者がトランス
ポンダをヘルメット等に付けることで身につける。これ
らの間で送受信が行われ、作業者の位置が監視される。
これにより油圧ショベルのオペレータに作業者が油圧シ
ョベルの危険地域に近づいたことを知らせたり、機械と
作業者との接触事故を防止するために、必要に応じて機
械を自動的に停止する。
However, this type of microwave distance sensor mounted on a construction machine is in full-scale application and practical use. On the other hand, taking a hydraulic excavator at a construction site as an example, an operator who operates the hydraulic excavator and a worker who performs auxiliary work around the machine jointly perform construction work. In such a case, it is necessary to secure sufficient safety for work by using the microwave distance sensor. That is, in a hydraulic excavator, a microwave transceiver (transceiver) is mounted on the side of the excavator, and the worker wears the transponder by attaching it to a helmet or the like. Transmission and reception are performed between these, and the position of the worker is monitored.
This informs the operator of the hydraulic excavator that the operator has approached the dangerous area of the hydraulic excavator, and automatically stops the machine as necessary in order to prevent a contact accident between the machine and the operator.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】建設機械にこの種の距
離センサを搭載する場合、トランシーバは建設機械側に
乗せられるため、その動作電力を建設機械から得ること
ができる。一方、作業者が身につけて使用するトランス
ポンダは、身に付ける関係から、現在のところは、その
電力を電池に頼らなければならない。この時、もしトラ
ンスポンダの電池がなくなれば当然のことながら距離の
検出はできない。したがって、前記の安全システムは十
分に機能しない。相手との距離が検出ができないときに
は、トランシーバ側では電池が切れたのか作業者が監視
範囲を越えた検出範囲外の距離にあるか、判別できない
からである。
When a distance sensor of this type is mounted on a construction machine, the transceiver can be mounted on the construction machine side, so that the operating power can be obtained from the construction machine. On the other hand, the transponder worn and used by the worker currently has to rely on the battery for the electric power because of the wearing relation. At this time, if the transponder battery is exhausted, the distance cannot be detected as a matter of course. Therefore, the safety system described above does not work well. This is because when the distance to the other party cannot be detected, the transceiver side cannot determine whether the battery is dead or the operator is outside the detection range beyond the monitoring range.

【0005】このようなことを回避するために考えられ
ることは、トランスポンダの電池がなくなったことを作
業者に知らせるために、トランスポンダにその残量の表
示装置を付けることや、警報ランプやメータを付けるこ
とである。しかし、このような表示では、作業中に電池
がなくなった場合に作業者は、作業に注力していて気が
つかないこともあり得る。また、残量の少なくなった
時、警報音を発生させる方法も、周囲の騒音でわからな
くなることもありる。このようなことを考慮すると、前
記のような電池消耗あるいは電池残量の検出方法では、
十分な安全性を確保できない。この発明の目的は、この
ような従来技術の問題点を解決するものであって、トラ
ンスポンダの電池の残量を建設機械側でも分かるように
して、電池切れによる距離検出の不能を防止することで
より高い安全性を確保する建設機械の安全システムを提
供することにある。
[0005] In order to avoid such a thing, in order to inform the operator that the transponder battery is exhausted, a transponder is provided with a display device for the remaining amount, an alarm lamp or a meter is provided. It is to attach. However, with such a display, when the battery runs out during the work, the worker may not be aware that he is focusing on the work. In addition, the method of generating an alarm sound when the remaining amount is low may not be understood by the ambient noise. In consideration of such a situation, in the method of detecting the battery consumption or the battery remaining amount as described above,
We cannot ensure sufficient safety. An object of the present invention is to solve such a problem of the prior art, and to make it possible for the construction machine side to know the remaining amount of the battery of the transponder to prevent the distance detection from being impossible due to the dead battery. It is to provide a safety system for construction machinery that ensures higher safety.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明の建設機械の安全システムの特徴は、
トランスポンダが、これに電力を供給する電池と、この
電池の放電状態を検出する第1の検出回路とを有し、こ
の第1の検出回路により検出した電池の所定の放電状態
を示す信号に応じて受信信号を変調してトランシーバ側
の受信機側に送信するものであり、受信機が、トランス
ポンダから送信された信号から前記所定の放電状態を示
す信号を検出する第2の検出回路とを有するものであ
る。
The features of the safety system for a construction machine of the present invention for achieving the above object are as follows.
The transponder has a battery that supplies electric power to the transponder, and a first detection circuit that detects a discharge state of the battery, and responds to a signal indicating the predetermined discharge state of the battery detected by the first detection circuit. And a second detection circuit for detecting the signal indicating the predetermined discharge state from the signal transmitted from the transponder, and modulating the received signal and transmitting the modulated signal to the receiver side on the transceiver side. It is a thing.

【0007】[0007]

【作用】このように、トランスポンダにトランスポンダ
の電池の残量(電池の放電状態)の検出機能をもたせ、
電池残量の検出データを送信波に乗せてトランシーバ側
に伝送するようにしているので、トランシーバ側で電池
の残量情報を得ることができる。そこで、トランシーバ
を搭載した建設機械側でトランスポンダの電池切れ情報
を検出できる。その結果、建設機械を操作するオペレー
タは、電池切れか、トランスポンダ側が遠くにいるもの
か否かの判断できる。また、これにより電池切れのトラ
ンスポンダの作業者に対して警報を発する等の電池切れ
の安全対策を採ることができる。
In this way, the transponder is provided with the function of detecting the remaining battery level (battery discharge state) of the transponder,
Since the detection data of the battery remaining amount is transmitted to the transceiver side along with the transmission wave, the remaining battery amount information can be obtained on the transceiver side. Therefore, the construction machine side equipped with the transceiver can detect the dead battery information of the transponder. As a result, the operator who operates the construction machine can determine whether the battery is dead or the transponder side is far away. Further, by doing so, it is possible to take safety measures for running out of battery, such as issuing an alarm to the worker of the transponder running out of battery.

【0008】[0008]

【実施例】図1は、この発明の建設機械の安全システム
を適用した建設機械に搭載されるマイクロ波距離センサ
のシステム構成図であり、図2は、建設機械のトランシ
ーバとトランスポンダの関係の説明図、図3は、送受信
タイミングの説明図、図4は、送信データの説明図、図
5は、運転台の液晶表示パネルの表示状態の説明図、図
6は、その制御装置の警報処理および表示処理のフロー
チャートである。図2に示すように、油圧ショベル1の
後部にトランシーバ10が取付られる一方、作業者2の
ヘルメットにはトランスポンダ20が取付られている。
トランシーバ10は、トランスポンダ20との距離D0
を計測する演算回路を有していて、算出した距離D0 を
運転台3の制御装置4に送出する。制御装置4は、距離
D0 を所定の基準値と比較して、所定以上の距離にトラ
ンスポンダ20(作業者)が接近しているときに、オペ
レータがいる油圧ショベル1の運転台3にある警報装置
を駆動し、運転台3に設けられたディスプレイ上に危険
表示を行う。さらに、ここでは、トランスポンダ20に
内蔵された電池が消耗状態、いわゆる電池切れ状態にな
ったときにそれをオペレータに知らせる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a system configuration diagram of a microwave distance sensor mounted on a construction machine to which a safety system for a construction machine according to the present invention is applied, and FIG. 2 is an explanation of a relation between a transceiver and a transponder of the construction machine. 3, FIG. 3 is an explanatory view of transmission / reception timing, FIG. 4 is an explanatory view of transmission data, FIG. 5 is an explanatory view of a display state of a liquid crystal display panel of a driver's cab, and FIG. It is a flowchart of a display process. As shown in FIG. 2, the transceiver 10 is attached to the rear portion of the hydraulic excavator 1, while the transponder 20 is attached to the helmet of the worker 2.
The transceiver 10 has a distance D0 from the transponder 20.
It has an arithmetic circuit for measuring and sends the calculated distance D0 to the controller 4 of the cab 3. The control device 4 compares the distance D0 with a predetermined reference value, and when the transponder 20 (worker) is approaching a predetermined distance or more, an alarm device on the operator's cab 3 of the hydraulic excavator 1 where the operator is located. To display a danger on the display provided on the cab 3. Furthermore, here, the operator is notified when the battery built in the transponder 20 is in a depleted state, that is, a so-called dead state.

【0009】トランシーバ10には、図1に示すよう
に、送信アンテナ10a と、受信アンテナ10b とが設
けられていて、電圧制御発信回路(VCO)12で周波
数が時間経過に応じて所定の周波数範囲(ここではマイ
クロ波)で順次増加又は減少する、いわゆるスイープさ
れる周波数の信号を発生してこれを送信回路13に送出
して送信アンテナ10a よりマイクロ波の電波を送信
し、受信アンテナ10b により同様なマイクロ波の電波
を受信する。トランシーバ10からの電波は、トランス
ポンダ20のアンテナ20a で受信され、これに入った
電波信号は、受信回路21により増幅されて100kH
zの発振回路22の出力とミキシング回路23でミキシ
ングされて送信回路24を経てアンテナ20b からトラ
ンシーバ10に送信される。
As shown in FIG. 1, the transceiver 10 is provided with a transmitting antenna 10a and a receiving antenna 10b, and a voltage control transmission circuit (VCO) 12 has a frequency within a predetermined frequency range as time passes. A signal having a so-called swept frequency that sequentially increases or decreases by (here, microwave) is generated, and this signal is sent to the transmission circuit 13 to transmit a microwave wave from the transmission antenna 10a, and the same signal is received by the reception antenna 10b. Receiving microwave signals. The radio wave from the transceiver 10 is received by the antenna 20a of the transponder 20, and the radio wave signal entering this is amplified by the receiving circuit 21 to 100 kH.
The output of the z oscillation circuit 22 and the mixing circuit 23 are mixed and transmitted from the antenna 20b to the transceiver 10 via the transmission circuit 24.

【0010】トランシーバ10の受信アンテナ10b で
受信された電波信号は、受信回路14で増幅されてミキ
シング回路15においてVCO12の信号とミキシング
され、中心周波数が100kHzの帯域フィルタ(BP
F)16を経て位相差検出回路18に入力される。位相
差検出回路18は、一方の入力に100kHzの発振回
路17から100kHzの基準信号を受けていて、これ
とBPF16を経た信号との位相比較がなされる。
The radio signal received by the receiving antenna 10b of the transceiver 10 is amplified by the receiving circuit 14 and mixed with the signal of the VCO 12 by the mixing circuit 15, and the bandpass filter (BP) having a center frequency of 100 kHz is used.
It is input to the phase difference detection circuit 18 via F) 16. The phase difference detection circuit 18 receives the reference signal of 100 kHz from the oscillation circuit 17 of 100 kHz at one input, and the phase of this signal is compared with the signal passed through the BPF 16.

【0011】位相差検出回路18で検出された位相差G
は、位相変化量検出回路19に加えられ、ここで位相差
Gの変化量(傾き)が検出される。この変化量、言い替
えれば、位相差Gについて傾きが、トランスポンダ20
との距離D0 を表す。この傾きは、VCO12の現在の
スイープ周波数と送信されたときのスイープ周波数の関
数となっていてマイクロ波のトランスポンダ20までの
往復伝搬時間に対応しているからである。その詳細につ
いては、国際公開公報の特表昭63−501981等で
説明されている。そこで、位相変化量検出回路19の出
力が距離算出手段30に送出される。ここで、トランシ
ーバ10とトランスポンダ20の間の距離D0 が算出さ
れる。算出された距離D0 は、通信制御回路31に加え
られてこれを介して制御装置4に搭載されたマイクロプ
ロセッサ(MPU)32に送出される。
The phase difference G detected by the phase difference detection circuit 18
Is added to the phase change amount detection circuit 19, and the change amount (slope) of the phase difference G is detected here. This amount of change, in other words, the slope of the phase difference G is the transponder 20.
And the distance D0. This slope is a function of the current sweep frequency of the VCO 12 and the sweep frequency when it is transmitted, and corresponds to the round-trip propagation time of the microwave to the transponder 20. The details are described in International Patent Publication No. 63-501981. Therefore, the output of the phase change amount detection circuit 19 is sent to the distance calculation means 30. Here, the distance D0 between the transceiver 10 and the transponder 20 is calculated. The calculated distance D0 is applied to the communication control circuit 31 and is sent to the microprocessor (MPU) 32 mounted on the control device 4 via the communication control circuit 31.

【0012】三角発生回路11は、VCO12の発振周
波数を制御する三角波の制御電圧を発生する。通信制御
回路31は、図3(a) に示すように期間T1 だけ三角発
生回路11を駆動した後に期間T2 だけ停止させる間欠
的な駆動する。なお、位相差検出回路18と、位相変化
量検出回路19、そして距離算出手段30も通信制御回
路31からの駆動信号により期間T1 だけ駆動され、こ
の駆動期間に動作して同図(b) に示すように、距離の測
定を行う。その他、通信制御回路31は、トランシーバ
10全体の制御をする。
The triangular generator circuit 11 generates a triangular wave control voltage for controlling the oscillation frequency of the VCO 12. As shown in FIG. 3A, the communication control circuit 31 drives intermittently to drive the triangular generation circuit 11 for a period T1 and then stop it for a period T2. The phase difference detection circuit 18, the phase change amount detection circuit 19, and the distance calculation means 30 are also driven for a period T1 by the drive signal from the communication control circuit 31 and operate in this drive period to operate as shown in FIG. Measure the distance as shown. In addition, the communication control circuit 31 controls the entire transceiver 10.

【0013】これによりVCO12にから発生する周波
数は、図(a) に示されるように、スイープ期間T1 で
は、周波数f1 から周波数fm まで増加し、減少する送
信波を発生し、間欠期間T2 の間は、VCO12の周波
数が一定の周波数f0 にロックされる。この周波数f0
の周波数の間欠期間T2 にトランスポンダ20は、電池
の放電状態を示すデータをトランシーバ10に送信す
る。また、後述するようにこの間欠期間T2 の間に、ト
ランシーバ10からトランスポンダ20への通信が行わ
れてもよい。VCO12の周波数f0 の発振をする動作
は、通信制御回路31が三角波発生回路11の動作を止
めた後のタイミングで行われる。このときVCO12
は、通信制御回路31から一定の電圧が供給されてそれ
で発振周波数f0 が維持される。
As a result, the frequency generated from the VCO 12 increases from the frequency f1 to the frequency fm during the sweep period T1 as shown in FIG. 3A, and a decreasing transmission wave is generated during the intermittent period T2. Locks the VCO 12 at a constant frequency f0. This frequency f0
The transponder 20 transmits the data indicating the discharge state of the battery to the transceiver 10 during the intermittent period T2 of the frequency. Further, as will be described later, communication from the transceiver 10 to the transponder 20 may be performed during this intermittent period T2. The operation of oscillating the frequency f0 of the VCO 12 is performed at the timing after the communication control circuit 31 stops the operation of the triangular wave generation circuit 11. At this time VCO12
Is supplied with a constant voltage from the communication control circuit 31 to maintain the oscillation frequency f0.

【0014】トランスポンダ20は、VCO25と、復
調回路26、間欠期間検出回路27、通信制御回路2
8、電池の放電状態(あるいは充電電荷の状態)の検出
回路29、そして電池40とを備えている。VCO25
は、ミキシング回路23に変調信号を送出する。復調回
路26は、受信信号から検波により三角波発生回路11
の電圧信号を復調(例えばFM検波により検出)する。
間欠期間検出回路27は、復調回路26により復調され
た信号から間欠期間T2 を検出し、間欠期間T2に対応
する幅のパルスP(図3(c) 参照)を発生する。
The transponder 20 includes a VCO 25, a demodulation circuit 26, an intermittent period detection circuit 27, and a communication control circuit 2.
8, a detection circuit 29 for detecting the discharged state (or charged state) of the battery, and a battery 40. VCO25
Sends a modulation signal to the mixing circuit 23. The demodulation circuit 26 detects the received signal to detect the triangular wave generation circuit 11
The voltage signal of is demodulated (for example, detected by FM detection).
The intermittent period detection circuit 27 detects the intermittent period T2 from the signal demodulated by the demodulation circuit 26 and generates a pulse P having a width corresponding to the intermittent period T2 (see FIG. 3 (c)).

【0015】通信制御回路28は、間欠期間検出回路2
7の検出パルスPを受けて間欠期間T2 に対応するパル
スPがHIGHレベル(”H”)の期間の間、VCO2
5を駆動し、パルスPがLOWレベルの期間の間、10
0kHzの発振回路22を駆動する。検出回路29は、
コンパレータにより構成され電池40の電圧があらかじ
め決められた値より低下したときに検出パルスLを発生
する。ここで、あらかじめ決められた値は、トランスポ
ンダ20が送信信号をトランシーバ10に送出するため
の電力の限界値か、それより多少余裕を持つ値、例え
ば、駆動電池の電圧を1.2Vとすれば、それは0.9
Vの電圧値に対応している。
The communication control circuit 28 includes an intermittent period detection circuit 2
In response to the detection pulse P of 7, the pulse P corresponding to the intermittent period T2 is VCO2 while the pulse P is at the HIGH level ("H").
5 is driven, and the pulse P is at the LOW level for 10
The oscillation circuit 22 of 0 kHz is driven. The detection circuit 29 is
A detection pulse L is generated when the voltage of the battery 40, which is composed of a comparator, drops below a predetermined value. Here, the predetermined value is a limit value of electric power for the transponder 20 to send a transmission signal to the transceiver 10 or a value with some margin, for example, if the voltage of the driving battery is 1.2V. , It is 0.9
It corresponds to the voltage value of V.

【0016】通信制御回路28は、検出回路29から検
出パルスLを受けたときには、VCO25を駆動する。
そこで、VCO25の出力信号と受信電波の信号Cとが
ミキシング回路23によりミキシングされて受信信号C
を搬送波として振幅変調される。それを送信回路24,
送信アンテナ20b を介してマイクロ波の電波としてト
ランシーバ10に送信する。VCO25は、通信制御回
路28の制御により、例えば、送信ビットが”1”のと
きに、110kHzで、送信ビットが”0”のときに1
00kHzの発振動作を間欠期間T2 の間で行う。そそ
こで、100kHzと110kHzにより搬送波は振幅
変調される。このときの送信データは、図4(c) に示す
ように、送信のスタートビットとして、例えば、8ビッ
トオール”1”のビットデータSTBの後にトランスポ
ンダ20の識別コードIDを加える制御信号のデータを
シリアルなパルスDとして発生する。そして、これに応
じて送信信号を振幅変調して送出する。また、その他、
通信制御回路28は、そのために内部に自己の識別コー
ドを記憶したメモリを有している。また、トランスポン
ダ20全体の制御もする。なお、電池の放電状態の情報
を送信しているときには、VCO25の周波数は、10
0kHzと110kHzで周波数が変動する、いわゆる
周波数変調になる。
When receiving the detection pulse L from the detection circuit 29, the communication control circuit 28 drives the VCO 25.
Therefore, the output signal of the VCO 25 and the signal C of the received radio wave are mixed by the mixing circuit 23 to obtain the received signal C.
Is modulated as a carrier wave. The transmission circuit 24,
It is transmitted to the transceiver 10 as microwave radio waves via the transmitting antenna 20b. Under control of the communication control circuit 28, the VCO 25 is, for example, 110 kHz when the transmission bit is “1” and 1 when the transmission bit is “0”.
The oscillation operation of 00 kHz is performed during the intermittent period T2. There, the carrier wave is amplitude-modulated by 100 kHz and 110 kHz. As shown in FIG. 4 (c), the transmission data at this time is, as a transmission start bit, for example, data of a control signal in which the identification code ID of the transponder 20 is added after the 8-bit all "1" bit data STB. It is generated as a serial pulse D. Then, according to this, the transmission signal is amplitude-modulated and transmitted. Also, other,
Therefore, the communication control circuit 28 has a memory internally storing its own identification code. It also controls the transponder 20 as a whole. In addition, when the information on the discharge state of the battery is transmitted, the frequency of the VCO 25 is 10
This is so-called frequency modulation in which the frequency fluctuates at 0 kHz and 110 kHz.

【0017】これに対してトランシーバ10では、受信
アンテナ10b で受信された電波を受信回路14で増幅
してミキシング回路15に入力する。ここで、間欠期間
T2では、トランシーバ10自身がその時発生している
VCO12の発振信号f0 とミキシングされて合成され
る。その結果、ミキシングされた周波数は、(トランシ
ーバの発信周波数の2倍+トランスポンダのVCO25
の周波数)の成分と(VCO25の周波数)の2つにな
り、BPF16を通してVCO25の成分が通信制御回
路31からの間欠期間T2 を示す信号に対応して分離さ
れる。
On the other hand, in the transceiver 10, the radio wave received by the receiving antenna 10b is amplified by the receiving circuit 14 and input to the mixing circuit 15. Here, during the intermittent period T2, the transceiver 10 itself is mixed with the oscillation signal f0 of the VCO 12 that is being generated at that time and synthesized. As a result, the mixed frequency is (twice the transmission frequency of the transceiver + VCO25 of the transponder).
Frequency component) and the VCO 25 frequency), and the component of the VCO 25 is separated through the BPF 16 in accordance with the signal indicating the intermittent period T2 from the communication control circuit 31.

【0018】BPF16で分離された周波数成分は、復
調回路33によりFM検波をすることで復調されて送信
時のパルスDのデータ列を発生する。このパルスDがデ
コーダ34によりデコードされることでトランスポンダ
20の識別コードが検出される。これにより、電池40
が0.9Vあるいはこれ以下の電圧値になったトランス
ポンダ20の識別コード信号を得る。これを通信制御回
路31を介してMPU32に送出する。なお、デコーダ
34は、ここでは、識別コードを抽出するためにスター
トビットを検出してその後に識別コードを抽出する動作
を行う。MPU32は、これにより警報装置35を駆動
し、表示装置36に識別コードに対応したトランスポン
ダ20の電池が切れた旨の表示をする。その結果、オペ
レータは、例えば、トランスポンダ20を携帯する作業
者に油圧ショベルに載せられたスピーカ等を介して連絡
する。
The frequency component separated by the BPF 16 is demodulated by performing FM detection by the demodulation circuit 33 to generate a data sequence of pulse D at the time of transmission. When the pulse D is decoded by the decoder 34, the identification code of the transponder 20 is detected. This allows the battery 40
The identification code signal of the transponder 20 having a voltage value of 0.9 V or less is obtained. This is sent to the MPU 32 via the communication control circuit 31. The decoder 34 performs the operation of detecting the start bit and extracting the identification code after that in order to extract the identification code. As a result, the MPU 32 drives the alarm device 35 and displays on the display device 36 that the battery of the transponder 20 corresponding to the identification code has run out. As a result, the operator contacts, for example, an operator carrying the transponder 20 via a speaker or the like mounted on the hydraulic excavator.

【0019】また、検出回路28を電池40の電圧を常
時検出するA/D変換回路として、言い替えれば、電池
40の放電状態(あるいは充電状態)を常時検出するも
のとして、このA/D変換回路により変換したデータ
を、図4(b) に示すように、識別コードIDの後にDA
TAとして加えて送信するようにしてもよい。この場合
には、MPU32は、復調回路34からのコードのうち
このDATAの部分の数値を前記の0.9Vに対応する
デジタル値と比較してこれ以下になったときに前記の警
報装置35を駆動し、表示装置36には、送信されたD
ATAが示す電圧値を表示する。
Further, the detection circuit 28 is an A / D conversion circuit that constantly detects the voltage of the battery 40, in other words, a circuit that constantly detects the discharge state (or charge state) of the battery 40. As shown in FIG. 4 (b), the data converted by
You may make it transmit in addition to TA. In this case, the MPU 32 compares the numerical value of the DATA portion of the code from the demodulation circuit 34 with the digital value corresponding to 0.9 V described above, and when the value becomes less than this value, the alarm device 35 is activated. Driven and sent the D
The voltage value indicated by ATA is displayed.

【0020】以上は、間欠期間T2 にトランスポンダ2
0からの通信を中心に説明しているが、このシステムで
は、間欠期間T2 にトランスポンダ20とトランシーバ
10との間で相互に通信が可能である。このような場合
には、トランシーバ10からの電池40の放電状態を送
出する指令を受けたときにトランスポンダ20が電池の
状態を送信するようにすることができる。この場合のト
ランシーバ10からの送信は、図4(c) により行うこと
ができる。トランシーバ10の指令は、図4(b) の識別
コードIDの後のDATAの位置に書込むことができ
る。トランスポンダ20は、通信制御回路28でトラン
シーバ10からの識別コードIDをデコードしてそれが
自己の識別コードであるときに、DATAの位置に書き
込まれたデータが電池の状態を送信する指令であるとき
に、前記の送信を実行してトランシーバ10に送出す
る。
The above is the transponder 2 during the intermittent period T2.
Although the description is centered on communication from 0, in this system, the transponder 20 and the transceiver 10 can communicate with each other during the intermittent period T2. In such a case, the transponder 20 can be made to transmit the state of the battery when receiving a command from the transceiver 10 to transmit the state of discharge of the battery 40. The transmission from the transceiver 10 in this case can be performed as shown in FIG. The command of the transceiver 10 can be written in the position of DATA after the identification code ID of FIG. 4 (b). The transponder 20 decodes the identification code ID from the transceiver 10 by the communication control circuit 28, and when it is its own identification code, when the data written in the position of DATA is a command to transmit the state of the battery. Then, the above-mentioned transmission is executed and transmitted to the transceiver 10.

【0021】このように、この発明ではトランシーバが
距離測定の時間と距離測定の空き時間の間に、トランス
ポンダとトランシーバとの間で電池の放電状態について
のデータを伝送する通信機能をもっている。通信の時
は、図4(c) に示すように空き時間のなかを、二つに区
切り、トランシーバからトランスポンダへの送信と逆
に、トランスポンダからトランシーバ側への時間とに分
けて制御することもできる。トランスポンダは、使用状
況により複数個存在するので、前記のトランスポンダと
トランシーバとの相互通信方式では、より多くのトラン
スポンダとの間の通信が競合しないで行える。また、通
信時間であっても通信機能の必要でないときは距離計測
に当てて、間欠期間T2 をゼロにする。トランスポンダ
からは通信機能を使用しないで済む利点がある。
As described above, according to the present invention, the transceiver has a communication function for transmitting data on the discharge state of the battery between the transponder and the transceiver during the distance measurement time and the distance measurement idle time. At the time of communication, as shown in Fig. 4 (c), the free time can be divided into two, and can be controlled separately from the time from the transceiver to the transponder and the time from the transponder to the transceiver. it can. Since there are a plurality of transponders depending on the situation of use, the mutual communication method between the transponder and the transceiver described above can perform communication with more transponders without competition. If the communication function is not required even during the communication time, the intermittent period T2 is set to zero by measuring the distance. There is an advantage that the transponder does not need to use the communication function.

【0022】トランシーバ10からトランスポンダ20
への通信は、通信制御回路31が三角波発生回路11の
動作を止めた後のタイミングで行われる。このときVC
O12は、通信制御回路31から一定の電圧が供給され
て所定の発振周波数f0 に維持される。そして、送信デ
ータの”1”,”0”に応じてこの発振周波数f0 が他
の周波数、例えばfs 変調される。または、送信データ
の”1”,”0”に応じてVCO12が発振周波数f0
で間欠発振されてもよい。そして、復調回路26がこの
送信データを復調して通信制御回路28に送出するよう
にする。
Transceiver 10 to transponder 20
The communication to is performed at a timing after the communication control circuit 31 stops the operation of the triangular wave generation circuit 11. At this time VC
O12 is supplied with a constant voltage from the communication control circuit 31 and is maintained at a predetermined oscillation frequency f0. Then, the oscillation frequency f0 is modulated to another frequency, for example, fs, according to "1" or "0" of the transmission data. Alternatively, the VCO 12 oscillates at the oscillation frequency f0 according to "1" or "0" of the transmission data.
It may be intermittently oscillated at. Then, the demodulation circuit 26 demodulates this transmission data and sends it to the communication control circuit 28.

【0023】トランスポンダ20の電池状態の検出回路
28がA/D変換回路で構成されているときには、デジ
タル変換されたデータがマイクロ波へ乗せられることと
なる。そこで、トランシーバで電池の残量等を常時検出
できる。油圧ショベル1側では、トランスポンダ20の
電池40の状況を、例えば、図5に示すような状態で表
示することにより、オペレータがトランスポンダ20の
電池の放電状況(充電状態)を知ることができる。な
お、図中、35a は、警報装置35の具体例として運転
台3の操作パネルに設けられたブザーであり、35b
は、同様に設けられた警報装置35の具体例としてLE
D表示素子である。また、36は、LCD表示装置であ
り、各棒グラフが各トランスポンダの電池の放電状態あ
るいは電池の電荷の残量(充電状態)を表している。ま
た、37は、各種の操作スイッチである。
When the battery state detection circuit 28 of the transponder 20 is composed of an A / D conversion circuit, the digitally converted data is put on the microwave. Therefore, the transceiver can always detect the remaining battery level and the like. On the hydraulic excavator 1 side, by displaying the state of the battery 40 of the transponder 20 in the state as shown in FIG. 5, for example, the operator can know the discharge state (charge state) of the battery of the transponder 20. In the figure, 35a is a buzzer provided on the operation panel of the cab 3 as a specific example of the alarm device 35, and 35b
Is a LE as a specific example of the alarm device 35 provided in the same manner.
It is a D display element. Reference numeral 36 denotes an LCD display device, and each bar graph represents the discharged state of the battery of each transponder or the remaining amount of charge (charged state) of the battery. Further, 37 is various operation switches.

【0024】図6は、このような表示を行う場合のMP
U32が行う警報や表示についての制御のフローチャー
トである。電池の電圧が規定の電圧V0 (=0.9V)
より大きい場合にはタイマカウンタをリセット、警告音
リセット、LEDをストップ、機械停止信号をリセット
する。もし小さい場合には、タイマカウンタをスタート
させる。そして、一定時間経過したときには警告音を発
生させる。この警告音は、制御装置4の操作パネル上の
ブザー35a から、オペレータに知らせる。警告音の発
生の次に、LED35b を点滅させる。LED35b
は、例えば、点滅させる。さらに、設定時間よりもタイ
マカウンタの値が大きい場合、すなわち、電池の電圧が
規定値より小さい時間が設定時間を越えている時には、
機械停止信号をセットする。この処理の流れは、制御装
置4のMPU32により実行される。これは、一定時間
ごとに割り込み演算でなされる。また、距離センサの使
用されていない時は、割り込み演算はなされない。
FIG. 6 shows an MP for performing such a display.
It is a flow chart of control about an alarm and a display which U32 performs. The battery voltage is the specified voltage V0 (= 0.9V)
If it is larger, the timer counter is reset, the warning sound is reset, the LED is stopped, and the machine stop signal is reset. If it is smaller, start the timer counter. Then, when a certain time has elapsed, a warning sound is generated. This warning sound is given to the operator from the buzzer 35a on the operation panel of the control device 4. After the warning sound is generated, the LED 35b is blinked. LED35b
Blinks, for example. Furthermore, when the value of the timer counter is larger than the set time, that is, when the time when the battery voltage is lower than the specified value exceeds the set time,
Set the machine stop signal. The flow of this processing is executed by the MPU 32 of the control device 4. This is done by interrupt calculation at regular intervals. Further, when the distance sensor is not used, interrupt calculation is not performed.

【0025】このような構成によれば、各トランシーバ
からの情報が建設機械制御装置であるMPU32に入力
されるので、各トランシーバの電池の放電量(充電量)
がどの様になっているかを表示し、オペレータがそれを
知ることができる。さらに、この発明では、電池の充電
量が不足してきたら、警報音を発生させるとともに、制
御回路のランプの点滅でオペレータに警告を発生させ
る。この警報で、オペレータは作業者の電池が切れるこ
とが分かる。この警報の意味は、オペレータ自身あるい
は作業者が、常に電池の放電量を監視する負担を軽減で
き、オペレータが作業に専念できる。万一、このことに
気がつかないことを考慮して、警報を発生させてから、
一定の時間がたったなら、制御装置は建設機械を停止さ
せるようにすることもできる。
According to such a configuration, since the information from each transceiver is input to the MPU 32 which is the construction machine control device, the discharge amount (charge amount) of the battery of each transceiver.
Is displayed so that the operator can know it. Further, according to the present invention, when the battery charge becomes insufficient, an alarm sound is generated and a warning is given to the operator by blinking the lamp of the control circuit. This alert tells the operator that the worker's battery is dead. The meaning of this alarm is that the operator or the operator can reduce the burden of constantly monitoring the discharge amount of the battery, and the operator can concentrate on the work. In the unlikely event that you do not notice this, after issuing an alarm,
The controller can also cause the construction machine to stop after a certain amount of time.

【0026】以上のように構成されているから、特に、
常時電池の状況をモニタしないでも最悪の状態になる前
にオペレータに知らせることができる。よってオペレー
タの負担が小さく、かつ、トランスポンダの電池の切れ
るのを未然に防げ、万一電池が切れる前に、トランスポ
ンダが働かなくなるのが防止できる。これらにより、建
設機械の周囲での作業者の安全がより高まる。なお、ト
ランスポンダにも、作業者が電池切れを認識できる各種
の警報器、表示装置を設けてもよいことはもちろんであ
る。なお、電池40は、充電電池に限定されるものでは
なく、通常の乾電池であってもよい。また、VCO25
の周波数については、前記した100kHz,110k
Hzは、一例であって,他の周波数であってもよいこと
はもちろんであり,単に100kHzあるいは110k
Hzの単一の周波数の信号を送信データの”1”,”
0”に応じて断続発振させるだけでもよい。このような
場合には、この発振器は、VCOでなくてもよい。
Since it is constructed as described above,
It is possible to notify the operator before the worst state without constantly monitoring the battery status. Therefore, the burden on the operator is small, and it is possible to prevent the battery of the transponder from running out and prevent the transponder from failing before the battery runs out. These further increase the safety of workers around the construction machine. Needless to say, the transponder may be provided with various alarms and display devices that allow the operator to recognize when the battery is dead. The battery 40 is not limited to the rechargeable battery, and may be a normal dry battery. Also, VCO25
Regarding the frequency of 100kHz, 110k
Hz is just an example, and needless to say, it may be another frequency, such as 100 kHz or 110 kHz.
"1" of the transmission data, the signal of the single frequency of Hz
It is only necessary to intermittently oscillate according to 0 ". In such a case, the oscillator need not be the VCO.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上、この発明によれば、トランスポン
ダにトランスポンダの電池の残量(電池の放電状態)の
検出機能をもたせ、電池残量の検出データを送信波に乗
せてトランシーバ側に伝送するようにしているので、ト
ランシーバ側で電池の残量情報を得ることができる。そ
こで、トランシーバを搭載した建設機械側でからトラン
スポンダの電池切れ情報を検出できる。その結果、建設
機械のオペレータは、電池切れか、トランスポンダ側が
遠くにいるものか否かが判断できる。また、これにより
電池切れのトランスポンダの作業者に対して警報を発す
る等の電池切れの安全対策を採ることができる。
As described above, according to the present invention, the transponder is provided with the function of detecting the remaining amount of the battery of the transponder (the discharge state of the battery), and the detection data of the remaining amount of the battery is carried on the transmission wave and transmitted to the transceiver side. Thus, the transceiver side can obtain the battery remaining amount information. Therefore, the construction machine side equipped with the transceiver can detect the dead battery information of the transponder. As a result, the operator of the construction machine can determine whether the battery is dead or the transponder side is far away. Further, by doing so, it is possible to take safety measures for running out of battery, such as issuing an alarm to the worker of the transponder running out of battery.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、この発明の建設機械の安全システムを
適用した建設機械に搭載されるマイクロ波距離センサの
システム構成図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a microwave distance sensor mounted on a construction machine to which a safety system for a construction machine according to the present invention is applied.

【図2】図2は、建設機械のトランシーバとトランスポ
ンダの関係の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a relationship between a transceiver and a transponder of a construction machine.

【図3】図3は、送受信タイミングの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of transmission / reception timing.

【図4】図4は、送信データの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of transmission data.

【図5】図5は、運転台の液晶表示パネルの表示状態の
説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a display state of a liquid crystal display panel of a driver's cab.

【図6】図6は、その制御装置の警報処理および表示処
理のフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart of an alarm process and a display process of the control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…油圧ショベル、2…作業者、3…運転台、4…制御
装置、10…トランシーバ、10a ,20b …送信アン
テナ、10b 20a …受信アンテナ、11…三角波発生
回路、12,25…電圧制御発振回路(VCO)、1
3,24…送信回路、14,21…受信回路、15,2
3…ミキシング回路、16…バンドパスフィルタ(BP
F)、17,22…100kHz発振回路、18…位相
差検出回路、19…位相変化量検出回路、20…トラン
スポンダ、27,31…通信制御回路、28…間欠期間
検出回路、29…電池の放電電荷状態検出回路、30…
距離算出回路、32…マイクロプロセッサ(MPU)。
1 ... Hydraulic excavator, 2 ... Worker, 3 ... Driver's cab, 4 ... Control device, 10 ... Transceiver, 10a, 20b ... Transmitting antenna, 10b 20a ... Receiving antenna, 11 ... Triangular wave generating circuit, 12, 25 ... Voltage controlled oscillation Circuit (VCO), 1
3, 24 ... Transmission circuit, 14, 21 ... Reception circuit, 15, 2
3 ... Mixing circuit, 16 ... Bandpass filter (BP
F), 17, 22 ... 100 kHz oscillation circuit, 18 ... Phase difference detection circuit, 19 ... Phase change amount detection circuit, 20 ... Transponder, 27, 31 ... Communication control circuit, 28 ... Intermittent period detection circuit, 29 ... Battery discharge Charge state detection circuit, 30 ...
Distance calculation circuit, 32 ... Microprocessor (MPU).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 茂徳 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigenori Aoki 650, Kazunachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Tsuchiura Plant

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定の周波数範囲で周波数が順次増加又は
減少する送信信号を送信機から送信し、これを受信した
トランスポンダが所定の信号で受信信号を変調して前記
送信機側に送信し、前記送信機側の受信機により前記送
信信号と前記トランスポンダからの受信波の信号とを混
合して前記所定の信号の位相の変化率を検出することで
前記送信機から前記トランスポンダまでの距離を算出
し、前記トランスポンダの位置に応じて警報等を発生す
る安全システムを有する建設機械において、前記トラン
スポンダは、これに電力を供給する電池と、この電池の
放電状態を検出する第1の検出回路とを有し、この第1
の検出回路により検出した電池の所定の放電状態を示す
信号に応じて前記受信信号を変調して前記受信機側に送
信するものであり、前記受信機は、前記トランスポンダ
から送信された信号から前記所定の放電状態を示す信号
を検出する第2の検出回路とを有する建設機械の安全シ
ステム。
1. A transmission signal whose frequency is sequentially increased or decreased in a predetermined frequency range is transmitted from a transmitter, and a transponder which receives the transmission signal modulates the reception signal with a predetermined signal and transmits it to the transmitter side. Calculate the distance from the transmitter to the transponder by mixing the transmission signal and the signal of the received wave from the transponder by the receiver on the transmitter side and detecting the rate of change of the phase of the predetermined signal. However, in a construction machine having a safety system that generates an alarm or the like according to the position of the transponder, the transponder includes a battery that supplies power to the transponder and a first detection circuit that detects a discharge state of the battery. Have this first
Is for modulating the received signal according to a signal indicating a predetermined discharge state of the battery detected by the detection circuit and transmitting the modulated signal to the receiver side, and the receiver is the signal transmitted from the transponder, A safety system for a construction machine, comprising: a second detection circuit that detects a signal indicating a predetermined discharge state.
【請求項2】前記第2の検出回路により検出された前記
放電状態があらかじめ定められた基準以下であるとき
に、警報を発生するか、機械の動作を停止させる等の事
故防止処理を行う請求項1記載の建設機械の安全システ
ム。
2. An accident prevention process such as issuing an alarm or stopping the operation of a machine when the discharge state detected by the second detection circuit is below a predetermined standard. Item 1. A construction machine safety system according to item 1.
【請求項3】前記所定の範囲の周波数はマイクロ波であ
って、間欠的にスイープされ、このマイクロ波のスイー
プが停止している期間に前記トランスポンダは、前記受
信機に前記電池の所定の放電状態を示す信号を送信し、
前記第2の検出回路は、前記期間に前記トランスポンダ
から受信した信号から前記所定の放電状態を示す信号を
検出するものである請求項2記載の建設機械の安全シス
テム。
3. The frequency in the predetermined range is microwave and is intermittently swept, and the transponder causes the receiver to perform a predetermined discharge of the battery while the sweep of the microwave is stopped. Send a signal indicating the status,
The safety system for a construction machine according to claim 2, wherein the second detection circuit detects a signal indicating the predetermined discharge state from a signal received from the transponder during the period.
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