(57)【要約】【課題】  複雑で高価な自動制御機器が不要で、必要に応じてオペレータが適切な判断とさく孔操作を行えるようにする。【解決手段】  油圧クローラドリル１の打撃機構１３、ダンパ１７、回転機構９、及びフラッシング機構１４の作動状況を検出する打撃圧力センサ３１、ダンパ圧力センサ３３、回転圧力センサ３４、３５、送り圧力センサ３６、３７、及びフラッシング圧力センサ３８と、検出された作動状況の重要度を判断し、重要度に応じて段階的なオペレータへの操作案内情報をモニタ５０、スピーカ５２、外部表示灯５３に出力するコンピュータ５０とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
さく孔機の各作動部の作動状況を検出する作動検出手段と、検出された作動状況の重要度を判断し、重要度に応じて段階的なオペレータへの操作案内情報を出力する状況判断手段とを備えたことを特徴とするさく孔機の操作案内装置。
【請求項２】
オペレータの運転席への着座の有無を検出する着座検出手段と、オペレータが運転席から離れたとき、操作案内情報を運転席外に伝達可能な外部伝達手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のさく孔機の操作案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、さく孔機の作動部の作動状況を検出し、検出された作動状況の重要度を判断し、作動状況の重要度に応じて段階的な操作案内情報をオペレータに伝え、注意を喚起することにより、オペレータの作業負担を軽減するさく孔機の操作案内装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土木、鉱山、採石等の現場でさく孔作業に使用されるクローラドリル、アンカードリル、ジャンボ、ダウンザホール等のさく孔機は、さく岩機からロッド先端に取付けたビットに打撃と回転を伝達し、さく岩機に送りを与えてさく孔する。
さく孔作業においては、さく孔対象の岩質が作業の能率や安全性についての重要な要素であり、オペレータは、さく孔機の各作動部の作動状況をオペレータキャビンに設けられている各種圧力計等の計器の表示とさく孔機の挙動とさく孔音などから総合的に視覚や聴覚で把握してさく孔中にさく孔対象の岩質を判断し、岩質に合わせてさく孔機の各作動部の作動条件を調整しながらさく孔を行う。
【０００３】
ところが、このようなさく孔作業は、常時さく孔機の作動状況を監視して調整を行う必要があるので、オペレータの疲労が大きくなる。
そこで、さく孔機の各作動部の作動状況を検出する検出手段と、検出手段の検出データを所定の基準値と比較して岩質を判別する判別手段を備えた岩質測定装置（特許文献１参照）や、さく孔機の各作動部の作動状況を検出する検出手段と、所要のさく孔データを記憶し検出手段からの検出データと記憶されたさく孔データに基づいてさく孔機の作動を制御する自動制御装置と、入力画面から自動制御装置へのデータ入力が可能な表示入力装置を備えた自動さく孔機（特許文献２参照）などが開発されている。
【０００４】
しかしながら、さく孔機の自動制御を行うためには、複雑な制御機器を必要とし、製品価格が極めて高価となる。また、複雑な制御機器を多数使用するため製品の信頼性の低下が避けられない。
しかも、多種多様な岩質が対象となるさく孔作業においては、あらゆる状況において常に最適な制御が自動さく孔機によって行われるとは限らない。自動制御装置によるプログラム制御では、プログラムによって規定された動作は正確に且つ迅速に行われるが、データが記憶されていない想定外の岩質に遭遇すると、正常に作動できなくなるので、多種多様な岩質のさく孔においては、結局人間の判断に委ねざるを得ない場合がある。
【０００５】
自動さく孔機には、運転席近くにさく孔状況表示手段を備え、さく孔状況を表示させることにより、さく孔作業の進捗状況を監視することができるものもあるが、従来の単純なさく孔状況表示では、複雑なさく孔作業の状況を確実にオペレータに伝えることができず、オペレータは適切に対処できない。また、さく孔口元の点検等のためオペレータが運転席から離れた場合には、全く情報伝達ができなくなる。
【特許文献１】特開平０７−０６３０００号公報
【特許文献２】特開平１０−３０６６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、さく孔機における上記問題を解決するものであって、複雑で高価な自動制御機器が不要であり、必要に応じてオペレータが適切な判断とさく孔操作を行えるようにするさく孔機の操作案内装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のさく孔機の操作案内装置は、さく孔機の各作動部の作動状況を検出する作動検出手段と、検出された作動状況の重要度を判断し、重要度に応じて段階的なオペレータへの操作案内情報を出力する状況判断手段とを備えることにより上記課題を解決している。
この操作案内装置では、作動検出手段でさく孔機の各作動部の作動状況を検出し、状況判断手段が検出された作動状況の重要度を判断し、重要度に応じて段階的なオペレータへの操作案内情報を出力する。
【０００８】
操作案内情報の出力は、モニタ上での文字や画像の表示、スピーカからの音声メッセージ、表示灯による点滅等の表示手段により、視覚や聴覚を介してオペレータへ確実に伝達される。情報の表示手段には、オペレータキャビンに既設の圧力計等の計器や警告灯を利用することができる。
段階的な操作案内情報が提供されるので、オペレータは、表示手段により操作案内情報を確認することでさく孔状況を的確に把握でき、危険回避作業が必要な場合や、すぐに作業を中止しなければならないような場合には、注意を喚起されて所要の操作を行う。それ以外の場合は、特に細かい監視や調整を行う必要はない。
【０００９】
従って、実際のさく孔機の操作は自動制御でなくオペレータ自身で行うが、オペレータの疲労は大幅に軽減される。
なお、想定外の状況に遭遇し、状況判断手段が操作すべき指示について単一の判断をしにくい場合には、複数の操作案内情報を出力して最終的な判断をオペレータに委ねることができ、自動制御による不都合を回避できる。
着座検出手段がオペレータの運転席への着座の有無を検出し、オペレータが運転席から離れたとき、操作案内情報を外部伝達手段で運転席外に伝達できるので、さく孔口元の点検等のためオペレータが運転席から離れた場合でも、容易にさく孔状況を把握できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のさく孔機の操作案内装置は、複雑で高価な自動制御機器が不要で製品価格の上昇を抑えることができ、アクセサリー類の耐久性も向上する。センサーと電子機器だけで構成でき既存の圧力計等の機器を利用できるので、既存のさく孔機にも簡単に付加搭載することが可能である。
また、必要に応じてオペレータが適切な判断とさく孔操作を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の実施の一形態であるさく孔機の操作案内装置の構成図、図２は操作案内装置を備えた油圧クローラドリルの斜視図である。
ここで、油圧クローラドリル１は、トラックフレーム２を備えた走行台車５上に旋回起伏可能にブーム８が設けられており、ブーム８の先端部にはさく岩機１０を搭載したガイドシェル１１がチルト及びスイング可能に支持されている。さく岩機１０にはシャンクロッド３が挿着されている。このシャンクロッド３には所定長のロッドがスリーブで接続され、このロッドの先端にはビットが取付けられる。
【００１２】
さく岩機１０は、打撃機構１３とダンパ１７と回転機構９とフラッシング機構１４とを備えており、ガイドシェル１１に設けられたフィードモータ１２で送りが与えられ前後に移動可能になっていて、シャンクロッド３からロッドを介してビットに打撃と回転とを伝達して岩石にさく孔する。またフラッシング機構１４はロッドに圧縮空気を供給して、繰粉を排出させる。ガイドシェル１１の先端部には、さく孔口元を覆うダストポット１８が設けられており、このダストポット１８はダストコレクタ（図示略）に接続されていて、排出された繰粉を捕集する。
【００１３】
走行台車５上には、打撃機構１３、ダンパ１７、回転機構９、及びフィードモータ１２に圧油を供給するための油圧ポンプ１５と、フラッシング機構１４に圧縮空気を供給するためのコンプレッサ１６とが設置されている。
油圧ポンプ１５から、コントロールバルブ４を介して、打撃機構１３に打撃管路２１と戻り管路２２が接続され、ダンパ１７にダンパ管路２３が接続され、回転機構９に正転管路２４と逆転管路２５が接続され、フィードモータ１２には前進管路２６と後進管路２７が接続されている。また、コンプレッサ１６とフラッシング機構１４との間には、フラッシング管路２８が接続されている。
【００１４】
油圧クローラドリル１の作動部である打撃機構１３、ダンパ１７、回転機構９、フィードモータ１２、及びフラッシング機構１４の作動状況を検出する作動検出手段として、打撃管路２１に打撃圧力センサ３１、ダンパ管路２３にダンパ圧力センサ３３、正転管路２４と逆転管路２５に回転圧力センサ３４、３５、前進管路２６と後進管路２７に送り圧力センサ３６、３７、フラッシング管路２８にはフラッシング圧力センサ３８が設けられている。また、打撃管路２１に打撃流量センサ４１、正転管路２４に回転流量センサ４４、前進管路２６に送り流量センサ４６、フラッシング管路２８にフラッシング流量センサ４８が設けられている。
【００１５】
なお、オペレータキャビン６内の運転席７には、オペレータの運転席７への着座の有無を検出する着座検出手段として着座センサ４９が設けられている。
さらに、オペレータキャビン６には、状況判断手段としてコンピュータ５０と、モニタ５１、スピーカ５２、及び３色（緑、黄、赤）の外部表示灯５３が設けられている。
打撃圧力センサ３１、ダンパ圧力センサ３３、回転圧力センサ３４、３５、送り圧力センサ３６、３７、フラッシング圧力センサ３８、打撃流量センサ４１、回転流量センサ４４、送り流量センサ４６、フラッシング流量センサ４８、及び着座センサ４９で検出された各作動部の作動状況と着座の有無の情報は、コンピュータ５０に送られる。
【００１６】
コンピュータ５０では、予め記憶された判断基準に従って、作動状況の重要度を判断し、重要度に応じて段階的なオペレータへの操作案内情報をモニタ５１、スピーカ５２及び外部表示灯５３に送る。
作動状況の重要度は、少なくとも４以上の段階に分類し、重要度に応じて操作案内情報の表現を変える。
重要度の段階の分類の一例を表１に示す。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
表１の例では、順調に作動している状況を重要度１、特に操作の必要は無いが、注意が必要な状況を重要度２、何等かの危険回避作業が必要な状況を重要度３、すぐに作業を中止すべき状況を重要度４としている。
重要度１では、モニタ５１には通常の背景画面（例えば熱帯魚等）を表示し、スピーカ５２からはＢＧＭ又はラジオ番組を流し、外部表示灯５３には緑色を点灯する。
【００１９】
重要度２では、モニタ５１には背景画面はそのままで圧力計等の既存計器を確認するよう注意を促す静止文字と静止画像の表示、あるいは各種センサの状況の表示を行い、スピーカ５２からはチャイムの後に注意が必要である旨の音声案内を行い、外部表示灯５３には黄色を点灯する。
重要度３では、モニタ５１には背景を単一色にして危険状態を示す静止文字と動画画像の表示、あるいは各種センサの状況を拡大して示す等の強調表示を行い、スピーカ５２からはブザーの後に危険状態である旨の音声案内を行い、外部表示灯５３には赤色を点灯する。
重要度４では、モニタ５１には背景を単一色にして危険状態を示す静止文字と静止画像を点滅表示し、スピーカ５２からは断続ブザーで警報し、外部表示灯５３は全灯を点滅させる。
重要度の段階を分類する基準の一例を表２に示す。
【００２０】
【表２】
2006177104.tif 000004
【００２１】
ここでは、フラッシング圧力については、０．４ＭＰａ以上では重要度１、０．２５ＭＰａ以上０．４ＭＰａ未満では重要度２、０．１ＭＰａ以上０．２５ＭＰａ未満では重要度３、０．１ＭＰａ未満では重要度４と判断する。
また、回転圧力については、５ＭＰａ未満では重要度１、５ＭＰａ以上７ＭＰａ未満では重要度２、７ＭＰａ以上１０ＭＰａ未満では重要度３、１０ＭＰａ以上では重要度４と判断する。
【００２２】
フィード速度については、１ｃｍ／ｓ以上２ｃｍ／ｓ未満では重要度１、０．５ｃｍ／ｓ以上１ｃｍ／ｓ未満、又は２ｃｍ／ｓ以上２．５ｃｍ／ｓ未満では重要度２、０．３ｃｍ／ｓ以上０．５ｃｍ／ｓ未満又は２．５ｃｍ／ｓ以上３．５ｃｍ／ｓ未満では重要度３、０．３ｃｍ／ｓ未満、又は３．５ｃｍ／ｓ以上では重要度４と判断する。なお、フィード速度は、送り流量センサ４６で検出された流量情報に基づいてコンピュータ５０で求められる。
【００２３】
打撃圧については、１２ＭＰａ以上１７ＭＰａ未満では重要度１、１０ＭＰａ以上１２ＭＰａ未満、又は１７ＭＰａ以上では重要度３、１０ＭＰａ未満では重要度４と判断する。
これらの組み合わせによる重要度の加算も行うことができる。
センサの種類や数量、重要度の段階の分類や操作案内情報の表現の方法は上記に限定されるものではなく、機械の特性や作業の内容に応じて種々選択される。
【００２４】
操作案内情報の出力は、モニタ５１上での文字や画像の表示、スピーカ５２からの音声メッセージ、外部表示灯５３の点滅等により、オペレータへ確実に伝達される。
段階的な操作案内情報が提供されるので、オペレータは、さく孔状況を的確に把握でき、危険回避作業が必要な場合や、すぐに作業を中止しなければならないような場合には、注意を喚起されて所要の操作を行う。それ以外の場合は、特に細かい監視や調整を行う必要はない。
【００２５】
従って、実際の油圧クローラドリル１のさく孔操作は自動制御でなくオペレータ自身で行うが、オペレータの疲労は大幅に軽減される。
なお、想定外の状況に遭遇し、情報判断出力手段が操作すべき指示について単一の判断をしにくい場合には、複数の操作案内情報を出力して最終的な判断をオペレータに委ねる。
【００２６】
さく孔作業では、さく孔口元の点検等のため、オペレータが運転席７から離れオペレータキャビン６外へ出ることがある。オペレータが運転席７から離れたときには、外部伝達手段となるスピーカ５２と外部表示灯５３によって、操作案内情報をオペレータキャビン６外に伝達するので、オペレータは運転席７から離れてオペレータキャビン６外へ出た場合でも、容易にさく孔状況を把握できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の一形態を示すさく孔機の操作案内装置の構成図である。
【図２】操作案内装置を備えた油圧クローラドリルの斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      油圧クローラドリル
２      トラックフレーム
３      シャンクロッド
４      コントロールバルブ
５      走行台車
６      オペレータキャビン
７      運転席
８      ブーム
９      回転機構
１０    さく岩機
１１    ガイドシェル
１２    フィードモータ
１３    打撃機構
１４    フラッシング機構
１５    油圧ポンプ
１６    コンプレッサ
１７    ダンパ
２１    打撃管路
２２    戻り管路
２３    ダンパ管路
２４    正転管路
２５    逆転管路
２６    前進管路
２７    後進管路
５０    コンピュータ
５１    モニタ
５２    スピーカ
５３    外部表示灯
【図１】
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【図２】
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