JPS6156966A

JPS6156966A - さく孔用ロツドのゆるみ検出方式

Info

Publication number: JPS6156966A
Application number: JP59179101A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Ono; 小野　嘉郎
Original assignee: Furukawa Mining Co Ltd
Current assignee: Furukawa Mining Co Ltd
Priority date: 1984-08-28
Filing date: 1984-08-28
Publication date: 1986-03-22

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、さく孔用ロッドのゆるみ検出方式に関し、
特に、ロッドの自動交換装置を備えるさく孔装置におい
て、ロッドがゆるんだ時点で自動的にかつ確実にそのゆ
るみを検出することができるようなさく孔用ロッドのゆ
るみ検出方式に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は、主として露天掘に使われるさく孔装置の外観
図であって、孔のさく孔終了後の状態を示してしる。

１０はさく孔装置であって、さく礼装Ｎ１０は、複数の
ロッドを結合したさく凡用ロッド組立体１と各ロッドを
継ぎ足し或いは回収するロッドチェンジャ２とを備えて
いる。

ここで、さく孔用ロッド組立体１は、第３図に見るごと
く、２本のロッドｌａ、ｌｂがスリーブ５に螺合してこ
れらが一体的に結合されており、ロントチエンジャ２で
さく乱用のロソＦｌａ、１ｂを回収する際、さく孔中の
さく岩機３の打撃力。

回転力によりロッド３：■立体１のつなぎ部分４は、通
常、かなり強く固着してしまっている。

一方、このような固着によりその切り離しが不可能な状
態でさく岩機３に過剰な状態の負荷がかかったまま作動
されることを防止するため、スリーブ５から上方のロッ
ド１ａを取り外す場合には、通常、弱い回転力でもって
上方のロッド１ａがスリーブ５から簡単に外れるように
しておくことが必要となる。そのために、あらかじめさ
く岩ｉａ３によりロッド組立体１に打撃のみを加えてロ
ッド１ａとスリーブ５等との結合を前取ってゆるめてお
（作業が行われる。

なお、６は地盤であり、７はアンビルであって１、、　
　　　　　　１０　ａはさく孔装置本体、１０ｂはブー
ム、そして１０ｃはガイドシェルである。

さて、上記スリーブ５に対するゆるみは、従来の自動運
転を行わないさく孔装置にあっては、目視による観察か
、実際に手でゆるめて見るか、或いは打撃音の変化を開
く等により判断していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、自動化されたさく孔装置において、従来
のように、目視による観察とか実際に手でゆるめて見る
作業は、不適当であって、作業効率を低下させることを
はじめとして、自動化という点で作業上程々の問題点が
生じる。

また、打撃音の変化を聞く等により判断する場合には、
その判断が正確でなく、ゆるんでいない状態でさく岩機
に必要以上のロードをかけてロッドのゆるめ作業を行っ
てしまったり、過剰に打撃を加えてしまうという問題点
がある。

〔発明の目的〕

この発明は、このような従来技術の問題点等にかんがみ
てなされたものであって、このような問題点等を解決す
るとともに、ロッドがゆるんだ時点で自動的にかつ確実
にゆるみを検出することができるようなさく孔用ロッド
のゆるみ検出方式を提供することを目的をする。

〔問題点を解決するための手段〕

このような目的を達成するこの発明における手段は、接
合された複数のさく孔用ロッドを着脱するとき、さく岩
機で前記接続されたロッドを打撃し、このときの打撃音
を検出して、その特性が変化したか否かを基準となる情
報と比較することにより判定して接合されたロッドの接
合部材に対するゆるみを検出するというものである。

ところで、ロッド組立体においてロッドとスリーブがネ
ジにより固く係合しているときには、このロッド組立体
の打撃音は、一体となったロッドの弦振動により、一般
には低い周波数成分を多く含んだものとなる。一方、ス
リーブとの結合がゆるむと、ロッド組立体の打撃音は、
個々のロッドとスリーブとにより決まる別個の振動音を
となる。

この場合、それぞれが固有のより高い振動数をもって振
動することになり、より高い周波数成分をより多く含ん
だ振動音が発生する。

そこで、前記問題点を解決するだめの手段の具体例とし
ては、打撃した際の振動音に対して広帯域で周波数分析
を行うために、帯域が相違する複数の帯域通過フィルタ
ー（チャネル）を使用し、各フィルターの出力を整流し
て積分することによて得た帯域別成分からなる周波数ス
ペクトルを取り出して、この周波数スペクトルの各成分
の電力（又は電圧値乃至電流値、以下同じ）を抽出し、
これらの各成分の電力と全チャネルの電力値の平均値と
の差を採ることによりスペクトル電力を正規化して、こ
れを照合用の特徴パラメータとして使用するものであり
、これを検出して特徴パラメータを、あらかじめパラメ
ータ記憶部に登録された標準特徴パラメータと照合する
ことで、ロッド組立体の打撃に対する振動音の特性の変
化を検出して、以て、各ロッドのゆるみを検知するとい
うものである。

〔作用〕

どのように打撃音を検出して、その特性が変化したか否
かを見れば自動的にゆるみが発生したときにこれを検出
でき、この検出を見てロッドの切り離し作業を行えば、
さく岩機に必要以」二のロードがかかることなく、弱い
回転力でもってロッドの離脱ができる。

また、ゆるんだ時点で打撃をやめることができ、効率よ
くロッドの回収作業等を行うことができるものである。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について、図面を用いて説明
する。

第１図は、この発明を適用したさく孔装置の振動音検出
システムのブロック図である。

８は、音入力部であって、マイクロホン８ａによりピッ
クアップした音を増幅してパラメータ抽出部９に送出す
る。

パラメータ抽出部９は、送出された音の情報をそれぞれ
の周波数成分からなるスペクトルに分析し、分析した周
波数スペクトルの各成分を各パラメータとしてパラメー
タ抽出部９から振動音特性゛４　　　　　　　判定部２
０に送出する。振動音特性判定部２０は、この各パラメ
ータをパラメータ記４１部２１にあらかじめ記憶された
所定のパラメータ基準情報と比較して、これらが所定の
関係にあるか或いはこれらの間で一致を見たときに、ゆ
るみを示す検出信号２２を発生する。

ここで、パラメータ抽出部９は、スペクトル分析部１０
とスペクトル正規化部１４とを備えていて、スペクトル
分析部１０は、振動音を広帯域の周波数成分にスペクト
ル分析を行う。これは、複数（ｎ個）の帯域通過フィル
ター１）ａ、ｌｌｂ。

・・・、ｌｌｎとこれら各フィルターからの信号をそれ
ぞれ整流する整流器１２ａ、１２ｂ、　　・・・、１２
ｎと、これら整流器からの出力をそれぞれＡ／Ｄ変換す
るＡ／Ｄ変換回路１３ａ、１３ｂ。

・・・、１３ｎとを有している。

また、スペクトル正規化部１４は、前記スペクトル分析
部１０の分析された各周波数成分を重み付けして正規化
し、正規化スペクトルを特徴パラメータとして発生する
ものであって、Ａ／Ｄ変換変換路１３ａ、１３ｂ、　　・・＋、１３ｎからの出力信
号をそれぞれ受ける対数変換部１５ａ、１５ｂ。

・・・＋１５ｎと、定数記憶部１６Ｂ、’１６ｂ。

・・・、１６ｎと、これら定数記憶部と対数変換部から
それぞれの出力信号を受ける乗算器１７ａ。

１７ｂ、　　・・・、１７ｎと、これら各乗算器１７ａ
、１７ｂ、　　・・・、１７ｎの出力の平均値を算出す
る平均値算出部１８と、この平均値算出部１８からの信
号と各乗算器１７ａ、１７ｂ、　　・・・。

１７ｎからの信号とを受けて、これらの差を採ることに
より、正規化する減算器１９ａ、１９ｂ。

・・・、１９ｎとを有している。

次に、これらの動作について説明すると、マイクロホン
８ａにより検出された打撃音は、振動音人力部８を経て
パラメータ抽出部９に入力されて、ここで、ｎ個の各帯
域通過フィルター１）８，１）ｂ、　　・・・、１）ｎ
に供給されて、これら帯域通過フィルター１）ａ、ｌｌ
ｂ、　　・・・、ｌｌｎ・　によって帯域別にろ波され
、検出された打撃音がそれぞれの周波数成分に分析され
る。このようにして周波数分析された各成分は、特徴パ
ラメータとしてのスペクトルを構成する。なお、各帯域
フィルターの帯域はそれぞれ相違する周波数帯域を有し
ている。

このようにして抽出されら各周波数成分は、次に各整流
器１２ａ、’１２ｂ、−，１２ｎによりそれぞれの適切
な積分時定数でもって平滑化されて、対応するＤＣ電圧
値に変換される。そして各Ａ／’Ｄ変換回路１．３ａ、
１３ｂ、−−・、１３ｎにより、それぞれのＤＣ電圧値
がディジタル値に変換される。したがって、ディジタル
値は、周波数スペクトルにおけるそれぞれの周波数成分
の電力値に対応するものとなる。

これらディジタル値は、次に、スペクトル正規化部１４
０対数変換部１’５ａ、１５ｂ、　　・・・。

１５ｎに入力されて、大きな音を検出した場合でも小さ
な音を検出した場合でも、その差を小さくして、音の強
弱の特徴が低減・された後、これらの値が対応する各定
数記憶部１６ａ、１６ｂ、　　・・・、１６ｎの値と乗
算器１７ａ、１７ｂ、　　・・・。

１７、ｎにおいてそれぞれ乗算され、ここで特徴部分を
強調するウェイト付けがなされる。

すなわち、特徴パラメータのうちでゆるんだ場合の特徴
パラメータを強調するためのに各定数記憶部１６ａ、１
６ｂ、−＝−，１６ｎには、ロッド１ａ等がゆるんだと
きに発生する特有の振動音をあらかじめスペクトル分析
して得られる特徴パラメータを特定の周波数成分につい
て他の周波数成分より大きく採る重み値が記憶されてい
る。その結果、振動音の特性変化をより容易に検出でき
ることになる。

平均値算出部１８は、上記重み付けが考慮された帯域別
対数スペクトル電力（又は電圧値）についての平均値を
算出する。例えば各対数変換部１５ａ＋　　１５ｂ、　
　・・・、１５ｎの出力値がそれぞれＰｌ、Ｐ２．　　
・・・、Ｐｎとし、重み付は定数がωｌ、ω２．・・・
、ωｎであるとする。この場合の平均値Ｐは、次のよう
になる。

１）　　　　　　　　　　次に、減算器ｊ９ａ、１９ｂ
、−，１９ｎにおいては、各帯域別の重み付は対数スペ
クトル電力ωＩＰＩ、　　ω２Ｐ２．　　・・・、　　
ωｎ　Ｐｎから平均値算出部１８の出力Ｐを減算して、
正規化した特徴パラメータを得る。すなわち減算器１９
ａ。

１ｇｂ、−−・、ｉ９ｎの出力Ｐｓｉは、次の式のよう
になる。

Ｐｓｉ−ωｉ　Ｐｉ　−Ｐ　（ｉ＝１　２．　　・・・
ｎ）そして、減算器１９ａ、１９ｂ、　　・・−，１９
ｎの出力Ｐｓｉは、照合用の特徴パラメータとして振動
音特性判定部２０に出力される。

ところで、ロッドｌａ、ｌｂ、スリーブ５の製造上とか
、使用時間の長短による寸法、形状のばらつき、さく孔
対象岩盤６の岩質の差あるいはアンビル７の使用の有無
等により、ゆるみ時点でのロッド組立体１の打撃音の変
化は、それぞれ特徴を持っている。そこで、これらに対
する種々の特徴パラメータを抽出して完全にゆるんだ状
態での周波数分析結果を、例えば３本ロッド結合状態。

２本ロッド結合状態、アンビル使用状態、アンビル不使
用状態等のように色々な条件でいくつかの特徴パラメー
タ群からなるスペクトルを平均的な標準パターンとして
取り出し、これをそれぞれパラメータ記憶部に登録して
おく。

振動音時・性判定部２０は、このあらかじめ登録されて
いる標準穴ターンの各標準特徴パラメータをパラメータ
記憶部２１から、読出し、このそれぞれと、前記ｎ個の
検出された特徴パラメータを照合することにより振動音
の特性変化の判定を行う。

すなわち、各種の条件に対応する標準パラメータがｍ個
登録されているものとすれば、前記ｎ個の特徴パラメー
タＰｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）と例えばＪ個目（ｊ＝１〜ｎ）
の標準パターンの標準特徴パラメータＰｂｊｉ　との距
離（ＰＳｉ’　　Ｐｂｊｉ　）をｉ−１からｉ＝ｎまで
加算して得られた結果をＳｊ　とすれば、次に、ｊをｊ
＝１からｊ＝ｍまで変えて、それぞれの結果値Ｓｊを求
めて、これらの５ｊ（ｊ＝１〜ｎ）のうち最小のＳｊが
所定に値以下となったときに、ロッドがゆるんでいると
判定する。

このようにして検出して振動音の特性について基準情報
に対して一定以上の変化が生じたか否かを判定して、こ
れに上り一定以上の変化があるときにこれを検出して、
検出信号２２を出力することになる。

このとき、標準パターンをロッドが固定した状態とし、
これを記憶するようにすることもできる。

こめ場合には、同様な結果値Ｓｊのうち最大のＳｊを採
り、これが所定値以上となったときにロッドがゆるんで
いると判定するものである。

以上説明してきたが、実施例における振動音判定部２０
とパラメータ記憶部２１とは、マイクロコンピュータで
構成（特に振動音判定部２０はマイクロプロセッサを使
用することができる）し、スペクトル正規化部１４とは
、そのインタフェースにより接続して構成することがで
きる。

また、スペクトル正規化部１４もマイクロコンビ立−夕
の１つの機能にして実現できる。

実施例では、帯域フィルタを用いて周波数分析をして、
周波数スペクトルの形で特徴パラメータを得ているが、
これは、単に、打撃音の特性が変化したか否かを判定す
る一手段であって、これに限定されるものではなく、例
えばゆるみ状態に対応する特定周波数の共振回路を用い
て、特徴となる特性変化を基準レベルと比較して検出す
るようにしてもよい。

また、ロッドとロッドの接合をスリーブにより行ってい
るが、ロンド間の接合の仕方はスリーブによるものに限
定されるものではなく、接合部材一般を使用でき、さら
にこれらロッドは、接合部材を用いずに、ロンド間で直
接接合されてもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から理解できるように、この発明によれば、
接合された複数のさく孔用ロッドを着脱するとき、さく
岩機で前記接続されたロッドを打撃し、このときの打撃
音を検出して、その特性が変化したか否かを基準となる
情報と比較することにより判定して接合されたロッドの
接合部材に対するゆるみを検出するようにしているので
、打撃音を検出して、自動的にゆるみを検出できる。

その結果、この検出を見てロッドの切り離し作”　　　
　　＊　；ｆｒ：　１）え、！、、ａ　＜　Ｈｍ＆Ｊｂ
！ＩＦ：Ｄ）、よ（７）ｔｌｌｌ−１’カ２カ、ヵ、る
ことなく、弱い回転力でもってロッドの離脱ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用したさく孔装置の振動音検出
システムのブロック図、第２図は、さく孔装置の外観図
、第３図は、ロッドのつなぎ部分の説明図である。１−　さく凡用ロッド組立体、ｌ　ａ、　　ｌ　ｂ　　
−ロッド、２−　ロッドチェンジャ、３−　さく岩機、
４−　つなぎ部、５−・・スリーブ、６−　地盤、７−
　アンビル、８−　音入力部８　ａ　　−マイクロホン
、９−　パラメータ抽出部、１０−　スペクトル分析部
、１０　ａ　　−さく孔装置本体、１０　ｂ　−ブーム
、１０　ｃ　　−ガイドシェル、１）ａ、ｌｌｂ、１ｌｎ−−帯域通過フィルタ□ 一１）２ａ、１２ｂ、１２ｎ　−整流器、１３　ａ、　
　ｌ　３　ｂ、　　１３　ｎ−Ａ／’Ｄ変換回路、１４
−　スペクトル正規化部、１５ａ、１５ｂ、１５ｎ　−対数変換部、１６ａ、１６
ｂ、１６ｎ　−定数記憶部、１７ａ、ｌ　７ｂ、Ｉ　７
ｎ　−一　乗算器、１８　・−平均値算出部、１９ａ、１９ｂ、１９ｎ　　−減算器、２０−・−振動
音特性判定部、２１−・−パラメータ記憶部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）接合された複数のさく孔用ロッドを着脱するとき
、さく岩機で前記接続されたロッドを打撃し、このとき
の打撃音を検出して、その特性が変化したか否かを基準
となる情報と比較することにより判定して前記接合され
たロッドの前記接合部材に対するゆるみを検出すること
を特徴をするさく孔用ロッドのゆるみ検出方式。
（２）打撃音の特性の変化についての判定は、複数の帯
域通過フィルターにより打撃音を周波数分析してこの分
析結果を基準分析情報と比較することにより行われるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のさく孔用ロ
ッドのゆるみ検出方式。
（３）打撃音の周波数分析は、各通過帯域フィルターの
出力を帯域に対応する周波数スペクトルとして行われ、
比較は、この周波数スペクトルを対数変換し、平均値を
算出して前記対数変換した周波数スペクトルをこの平均
値により正規化して、基準の周波数スペクトルに対して
行われることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
さく孔用ロッドのゆるみ検出方式。