(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バケットエレベータ掘削装置の掘削部に被掘削物までの距離を検出するセンサを複数個配設し、前記被掘削物の山の開始端部にて前記センサの検出値からこの開始端部の高低差を演算し、この演算した高低差に基づいて前記掘削部の最適な起伏量を求め、この起伏量により前記掘削部の起伏手段を制御して往路の掘削運転を行ない、次に前記被掘削物の山の終端部にて前記センサの検出値からこの終端部の高低差を演算し、この演算した高低差に基づいて前記掘削部の最適な起伏量を求め、この起伏量より前記掘削部の起伏手段を制御して復路の掘削運転を行なうことを特徴するバケットエレベータ掘削装置の運転制御方法。
【請求項２】
掘削部に複数個配設されて被掘削物のまでの距離を検出するセンサと、
前記被掘削物の山の開始端部にて前記センサの検出値からこの開始端部の高低差を演算し、この演算した高低差に基づいて前記掘削部の最適な起伏量を求め、この起伏量により前記掘削部の起伏手段を制御して往路の掘削運転を行ない、次に前記被掘削物の山の終端部にて前記センサの検出値からこの終端部の高低差を演算し、この演算した高低差に基づいて前記掘削部の最適な起伏量を求め、この起伏量により前記掘削部の起伏手段を制御して復路の掘削運転を行なう運転制御手段とを有することを特徴とするバケットエレベータ掘削装置の運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アンローダ等におけるバケットエレベータ掘削装置の運転制御方法及び運転制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来技術に係るアンローダのバケットエレベータ掘削装置の掘削部側面図、図６は図５に示すバケットの切込量の説明図である。
【０００３】
図５に示すように、バケットエレベータコラム１の下端部には、上半部揺動フレーム２ａ′と下半部スライドフレーム２ｃ′とから成る揺動フレーム２′と、掘削フレーム５とで構成されたＬ字状のフレームが、軸３を介して接続されている。掘削フレーム５と揺動フレーム２′とは軸６を介して接続されている。ま上部揺動フレーム２ａ′には掘削部伸縮シリンダ２ｂ′が設けられており、この掘削部伸縮シリンダ２ｂ′の伸縮により下半部スライドフレーム２ｃ′がスライドして伸縮し、掘削フレーム５やバケット１２ａ等が上下に移動する。一方バケットエレベータコラム１の下端部と上半部揺動フレーム２ａ′の下端部には傾転シリンダ４の両端部が各々接続され、下半部スライドフレーム２ｃ′の中央部と掘削フレーム５の中央部には水平保持シリンダ７′の両端部が各々接続されている。従って図５中一点鎖線で示すように、揺動フレーム２′は傾転シリンダ４により軸３を中心にして揺動され、その際掘削フレーム５は水平保持シリンダ７′により軸６を中心にして回動され水平に保持される。
【０００４】
また、掘削フレーム５の両端部及び上半部揺動フレーム２ａ′の上端部には、ガイドスプロケット８，９，１０が各々設けられている。これら各ガイドスプロケット８，９，１０はバケットチェーンエレベータ１２が前述の掘削フレーム５と揺動フレーム２′とで構成するフレームに沿って図５中の矢印Ａ方向に循環するよう案内する。バケットチェーンレベータ１２は、ガイドスプロケット８，９，１０等と係合するバケットチェーン１２ｂとこのバケットチェーン２に複数取付けられているバケット１２ａとによって構成されている。従って、バケットチェーンエレベータ１２はバケットエレベータコラム１内の駆動スプロケット（図示せず）に駆動されると、ガイドスプロケット８，９，１０に案内され、掘削フレーム５と揺動フレーム２′とで構成するフレームの周囲及びバケットエレベータコラム１内を循環してバケット１２ａを搬送する。なお図５中の１３は船倉の壁、１４は船倉に積まれたバラ荷である。
【０００５】
従って上記構成のバケットエレベータの掘削装置によれば、バケットエレベータコラム１の上方にあって掘削装置全体を起伏させる起伏装置（図示せず）により船倉口から船倉内へ掘削部を進入させた後、バケットチェーンエレベータ１２を循環させると共に掘削部を横送りすることにより、船倉内のバラ荷１４を、バケット１２ａで掘削して掬い取った後上方へと搬送しこれをバケットエレベータコラム１の上端部において払出すようにして荷揚げする。かかる荷揚げは、まず図５中の実線（但しバケットチェーンレベータ１２は一点鎖線）で示すように揺動フレーム２′と掘削フレーム５とがＬ字状を成す状態で船倉内中央部付近のバラ荷１４の荷揚げから行い、順次、図５中の一点鎖線で示すように傾転シリンダ４を縮めて揺動フレーム２′を前方に揺動固定した状態で、船倉の壁１３付近のバラ荷１４の荷揚げを行う。なおこのとき掘削フレーム５は水平保持シリンダ７′によって水平に保持される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが掘削が進むに従って船倉の壁１３付近ではバラ荷１４が切り立った絶壁状となり、そのうちにこの部分のバラ荷１４がドサッと崩れ落ちるという現象（以下これを山崩れという）が発生する。その結果、通常の自動運転により水平移動して掘削していたバラ荷１４の基準面の上に、山崩れしたバラ荷１４の山が生じてしまうことがある。これに対し、上記従来技術に係るバケットエレベータ掘削装置では、そのまま自動運転を続行すると、バケット１２ａが通常の切込量でバラ荷１４を掘削しようとするため、前記バラ荷１４の山においてバケット１２ａやバケットチェーン１２ｂ等の掘削部に過大な力がかかり、前記自動運転が異常停止してしまうという不具合が発生していた。
【０００７】
またこの不具合いを避けるために、バラ荷１４の山が生じたときには、通常の自動運転を中断し、手動でバラ荷１４の山を崩した後、再び通常の自動運転を再開していた。しかしながらこのときバラ荷１４の山の高さは目測でしか掴むことができず、オペレータが自分の経験によりバラ荷１４の山の高さを推測して掘削運転を行うため、オペレータによってバケット１２ａの切込量のバラツキが大きく、最適な運転がなされていないという問題があった。なおバケット１２ａの切込量とは、図６に示すようにバケット１２ａがバラ荷１４を掘削する量ｈ０のことである。但し図６では図中左右方向が掘削部の（即ちバケット１２ａの）横送り方向であり、紙面に対して垂直で且つ手前方向がバケット１２ａの循環方向である。
【０００８】
従って本発明は上記従来技術に鑑み、バラ荷等の被掘削物の山を自動的且つ効率的に掘削することができるバケットエレベータ掘削装置の運転制御方法及び運転制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の運転制御方法は、バケットエレベータ掘削装置の掘削部に被掘削物までの距離を検出するセンサを複数個配設し、前記被掘削物の山の開始端部にて前記センサの検出値からこの開始端部の高低差を演算し、この演算した高低差に基づいて前記掘削部の最適な起伏量を求め、この起伏量により前記掘削部の起伏手段を制御して往路の掘削運転を行ない、次に前記被掘削物の山の終端部にて前記センサの検出値からこの終端部の高低差を演算し、この演算した高低差に基づいて前記掘削部の最適な起伏量を求め、この起伏量より前記掘削部の起伏手段を制御して復路の掘削運転を行なうことを特徴する。
【００１０】
また、運転制御装置は、掘削部に複数個配設されて被掘削物のまでの距離を検出するセンサと、前記被掘削物の山の開始端部にて前記センサの検出値からこの開始端部の高低差を演算し、この演算した高低差に基づいて前記掘削部の最適な起伏量を求め、この起伏量により前記掘削部の起伏手段を制御して往路の掘削運転を行ない、次に前記被掘削物の山の終端部にて前記センサの検出値からこの終端部の高低差を演算し、この演算した高低差に基づいて前記掘削部の最適な起伏量を求め、この起伏量により前記掘削部の起伏手段を制御して復路の掘削運転を行なう運転制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
【作用】
上記構成の本発明によれば、被掘削物の山があると、この山の開始端部におけるセンサの検出値からこの開始端部の高低差（山の高さ）を演算し、この高低差に応じた最適な起伏量で往路の掘削運転を行い、前記山の終端部ではこのときのセンサの検出値からこの終端部の高低差を演算し、この高低差に応じた最適な起伏量で復路の掘削運転を行う。
【００１２】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施例に係るアンローダのバケットエレベータ掘削装置の掘削部側面図、図２は図１に示すバケットエレベータ掘削装置の制御ブロック図、図３は図１に示すバケットエレベータ掘削装置の山崩れ時の制御方法を示すフローチャート、図４は図１に示すバケットエレベータ掘削装置の山崩れ時の制御方法を示す説明図である。
【００１４】
図１に示すよう本実施例に係るバケットエレベータ掘削装置では、揺動フレーム２と掘削フレーム５とによって略逆Ｔ字状にフレームが構成されている。
【００１５】
これらのうち揺動フレーム２は上半部揺動フレーム２ａと下半部スライドフレーム２ｃとを有してなるものであり、上半部揺動フレーム２ａがエレベータコラム１の下端部に軸３を介して揺動可能に支持されると共に、下半部スライドフレーム２ｃが上半部揺動フレーム２ａの内側に設けられた掘削部伸縮シリンダ２ｂの伸縮により上半部揺動フレーム２ａの長手方向に沿ってスライドする。この下半部スライドフレーム２ｃのスライドにより掘削部の掘削フレーム５及びバケット１２ａが上下に移動する。また上半部揺動フレーム２ａの下端部とエレベータコラム１の下端部には傾転シリンダ４の両端部が各々連結されており、この傾転シリンダ４の伸縮により揺動フレーム２全体が軸３を中心として揺動される。
【００１６】
掘削フレーム５は、その中央部が軸１６を介して下半部スライドフレーム２ｃの下端部に連結されると共に、その後端部（図１中右端部）が下半部スライドフレーム２ｃの中央部に一端が連結された水平保持シリンダ７の他端に軸６を介して連結されており、この水平保持シリンダ７の伸縮により、揺動フレーム２の揺動角度に係わらず常に水平に保持される。また掘削フレーム５の両端部にはガイドスプロケット８，９が設けられている。
【００１７】
このガイドスプロケット８，９はバケットエレベータコラム１の下端部に設けられたガイドスプロケット１０と共に、バケットエレベータコラム１内の駆動スプロケット（図示せず）に駆動されるバケットチェーンエレベータ１２が、これらのガイドスプロケット８，９，１０を順に経由してバケットエレベータコラム１内へと図中の矢印Ａ方向に循環するよう案内する。バケットチェーンエレベータ１２は、駆動スプロケット及びガイドスプロケット８，９，１０と係合するバケットチェーン１２ｂと、このバケットチェーン１２ｂに所定の間隔で複数取付けられたバケット１２ａとを有してなるものである。従ってバケットエレベータ１２は駆動スプロケットに駆動されると、ガイドスプロケット８，９，１０に案内され、前述の掘削フレーム５と揺動フレーム２とで構成されたフレームの周囲及びバケットエレベータコラム１内を循環してバケット１２ａを搬送する。
【００１８】
そしてこのバケットエレベータ掘削装置には、複数のセンサ５が設けられている。即ち、このセンサ１５は掘削フレーム５の上部に固定された支持部材１７に複数支持され、その下方に占位するバラ荷１４の表面までの距離を各々検出してバラ荷１４の高低差を検出可能に配設されている。かかるセンサ１５としては、超音波センサ、赤外線センサ又はレーザセンサ等の距離計測可能なセンサを使用する。
【００１９】
またセンサ５は、図２に示すように、インターフェース回路２１を介して演算処理装置２２及び記憶装置２３に接続されている。更に演算処理装置２２及び記憶装置２３はインターフェース回路２１を介して制御盤２４に接続されている。詳細は後述するが、演算処理装置２２ではインターフェース回路２１を介して入力したセンサ１５の各検出信号に基づいてバラ荷１４の高低差を演算すると共に、この演算したバラ荷１４の高低差をインターフェース回路２１を介して制御盤２４へ出力し、制御盤２４ではこの高低差に基づいて掘削フレーム５の（即ちバケット１２ａの）起伏量を制御する。なおここで起伏量とは掘削フレーム５の上げ量と下げ量の両者を意味し、また上げ量とは掘削フレーム５を上へ上げる量であり、下げ量とは掘削フレーム５部を下へ下げる量である。また掘削フレーム５の起伏は掘削部伸縮リンダ２ｂ又はバケットエレベータコラム１の上方にあって掘削装置全体を起伏させる起伏装置（図示せず）によって行う。
【００２０】
従って上記実施例によれば、前述起伏装置により船倉口から船倉内へ掘削部を進入させた後、バケットチェーンエレベータ１２を循環させると共に掘削部を横送りすることにより、船倉内のバラ荷１４を、バケット１２ａで掘削して掬い取った後上方へと搬送しこれをバケットエレベータコラム１の上端部において払出すようにして荷揚げする。かかる荷揚げは、揺動フレーム２と掘削フレーム５とが略逆Ｔ字状を成す状態で船倉内中央部付近のバラ荷１４の荷揚げから行い、順次、傾転シリンダ４を縮めて揺動フレーム２を前方に揺動固定した状態で、船倉の壁１３付近のバラ荷１４の荷揚げを行う。このとき掘削フレーム５は水平保持シリンダ７によって水平に保持される。そして船底近くまで掘り進むと、図１に示すようにバラ荷１４のうち船倉の壁１３付近のバラ荷１４ａが切り立った絶壁状となり、そのうちにこのバラ荷１４ａが山崩れすることがある。この一時的な山崩れにより通常運転中に水平移動して掘削されたバラ荷１４の基準面上にバラ荷の山１４ｂが生じる。
【００２１】
このように山崩れによってバラ荷の山１４ｂができると、これに対応した運転制御が行われる。以下にこの運転制御の詳細を図３及び図４に基づいて説明する。なお図３に示すフローチャートの各ステップにはＳ１〜Ｓ１５の符号を付し、図４中の各ポイントには▲１▼〜▲６▼の符号を付した。また図４において紙面と垂直な方向がバケット１２ａの循環方向であり、左右方向が掘削部の横送り方向で右から左へ向うのが往路、左から右へ向うのが復路である。
【００２２】
バラ荷の山１４ｂの手前（図４中の▲１▼）では通常運転によってバラ荷１４が掘削される。その後バケット１４ａがバラ荷の山１４ｂの開始端部である図４中のＡ点に達すると、このときのセンサ１５（図４中の▲２▼）の各検出値から山崩れ部の高低差（バラ荷の山１４ｂ開始端部の高さ）Ｈを演算し（Ｓ２）、この演算した高低差Ｈの１／２を起伏量として設定して、起伏量Ｈ／２だけ掘削フレーム５（即ちバケット１２ａ）を上げる（Ｓ３、図４中の▲３▼）。但し高低差Ｈが通常掘削の範囲内であれば、掘削フレーム５を上昇させることはせずに、通常運転を続行する。
【００２３】
なおここで高低差Ｈの１／２を起伏量としたのは、本運転制御によって掘削をしなければならない山１４ｂには経験的にみて極端に高さの高いものがなく、大体往路と復路の２回で掘削できるものがほとんどであるため、バラ荷の山１４ｂの高さをＨとするとＨ／２が最適な起伏量となるためである。
【００２４】
バケット１２ａをＨ／２の高さに上げたら、バケット１２ａがバラ荷の山１４ｂの終端部である図４中のＢ点に達するまで、この高さを保持して掘削を行う（Ｓ５，Ｓ６図４中の▲４▼）。その後バケット１２ａが図４中のＢ点に達した時点で、このときのセンサ１５（図４中の▲５▼）の各検出値から、バラ荷の山１４ｂの終端部であると判断すると共にこの終端部の高低差ｈを演算し（Ｓ６，Ｓ７）、この演算した高低差ｈを起伏量として設定してこの起伏量ｈだけバケット１２ａを下げる（Ｓ９、図４の▲６▼）。またモニター画面には上記と同様にこのときの高低差ｈ及び起伏量ｈを表示する（Ｓ８）。
【００２５】
バケット１２ａを起伏量ｈだけ下げたら、バケット１２ａが上記のＡ点に達するまで、この高さを保持して復路の掘削運転を行う（Ｓ１０，Ｓ１１、図４中の▲７▼）。その後バケット１２ａが図４中のＡ点に達した時点で、このときのセンサ１５（図４中の▲２▼）の各検出値から再度高低差を演算し、基準面Ｈ０  までバケット１２ａを下げて（Ｓ１２）、通常運転に復帰し運転を継続する（Ｓ１３，Ｓ１４）。
【００２６】
以上のように本実施例によれば、山崩れの状況を監視しながら掘削運転を行い、もし山崩れが発生してバラ荷の山１４ｂが生じたときにはこの山１４ｂの高さに応じた掘削フレーム５の起伏量を求めて掘削運転を行うよう、山崩れ時の運転と通常運転とを適宜切り換えながら運転することができるため、バラ荷の山１４ｂにおいてバケッット１２ａやバケットチェーン１２ｂ等の掘削部に過大な力がかからず自動運転が停止することはない。またセンサ１５の検出値から演算したバラ荷の山１４ｂの高さに基づいて掘削部の起伏量を設定するため、バラ荷の山１４ｂの高さに応じた最適なバケット１２の切込量でバラ荷の山１４ｂを掘削することができる。従ってバケットエレベータ掘削装置の運転効率が向上すると共に、アンローダの生産性を一段と高めることができる。
【００２７】
なお上記実施例ではバラ荷の山１４ｂにおける往路と復路の起伏量をＨ／２とｈに設定したが、必ずしもこれに限定するものではなく、例えばバラ荷の山１４ｂの高さによってはこれと異なる起伏量を適宜設定するようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上実施例と共に具体的に説明したように本発明によれば、バラ荷等の被掘削物の山があっても、この山の高低差をセンサの検出値から演算し、この演算した高低差に基づき最適な起伏量を設定して前記被掘削物の山を掘削するため、前記被掘削物の山においてバケット等に過大な力がかかって運転が停止してしまう虞がない。また最適なバケットの切込量で前記被掘削物の山を掘削することができる。従ってバケットエレベータ掘削装置の運転効率が向上すると共に、これをアンローダに適用すればアンローダの生産性を一段と高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るアンローダのバケットエレベータ掘削装置の掘削部側面図である。
【図２】図１に示すバケットエレベータ掘削装置の制御ブロック図である。
【図３】図１に示すバケットエレベータ掘削装置の山崩れ時の制御方法を示すフローチャートである。
【図４】図１に示すバケットエレベータ掘削装置の山崩れ時の制御方法を示す説明図である。
【図５】従来技術に係るアンローダのバケットエレベータ掘削装置の掘削部側面図である。
【図６】図５に示すバケットの切込量の説明図である。
【符号の説明】
１  バケットエレベータコラム
２  揺動フレーム
２ａ  上半部揺動フレーム
２ｂ  掘削部伸縮シリンダ
２ｃ  下半部スライドフレーム
３，６，１６  軸
４  傾転シリンダ
５  掘削フレーム
７  水平保持シリンダ
８，９，１０  ガイドスプロケット
１２  バケットチェーンエレベータ
１２ａ  バケット
１２ｂ  バケットチェーン
１３  船倉の壁
１４  バラ荷
１４ａ  山崩れ前のバラ荷
１４ｂ  山崩れ後に生じたバラ荷の山
１５  センサ
１７  支持部材
２１  インタフェース回路
２２  演算処理装置
２３  記憶装置
２４  制御盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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