(57)【要約】【課題】巻上装置のフック外れを検出して、より確実に片吊りを防止することができる、巻上装置のフック外れ検出方法および装置、並びに片吊防止方法を提供することを目的とする。【解決手段】バケット地切れ時に、バケットの巻上げを一旦停止し、フック外れ検出方法によりフック外れでないと判断した場合には、バケットの巻上げを再開し、フック外れであると判断した場合には、フック外れの情報を送信する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の吊ロッドを有するバケットを複数の吊フックでフック掛けして吊上げを行う巻上装置のフック外れを検出する巻上装置のフック外れ検出方法であって、
前記バケットの地切れ時における吊ロッドと吊フックのフック掛け部分を正面から測定し、吊ロッドの左右のロッド部材の間に吊フックを検出した場合に、フック外れでないと判断をすることを特徴とする巻上装置のフック外れ検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の巻上装置のフック外れ検出方法において、
前記正面から測定するにあたっては、
走査型レーザー距離計、ＩＴＶカメラ、および光透過式装置のいずれか又はそれらを組み合わせて用いることを特徴とする巻上装置のフック外れ検出方法。
【請求項３】
複数の吊ロッドを有するバケットを複数の吊フックでフック掛けして吊上げを行う巻上装置のフック外れを検出する巻上装置のフック外れ検出装置であって、
前記バケットの地切れ時における吊ロッドと吊フックのフック掛け部分を正面から測定する、走査型レーザー距離計、ＩＴＶカメラ、および光透過式装置のいずれか又はそれらを組み合わせた測定装置と、
該測定装置の測定データの信号処理を行い、フック外れかどうかの判断をする信号処理装置とを、
具備することを特徴とする巻上装置のフック外れ検出装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の巻上装置のフック外れ検出方法を用いた片吊防止方法であって、
前記地切れ時に、前記バケットの巻上げを一旦停止し、
前記フック外れ検出方法によりフック外れでないと判断した場合には、前記バケットの巻上げを再開し、
前記フック外れ検出方法によりフック外れであると判断した場合には、フック外れの情報を送信することを特徴とする片吊防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バケットをフックで吊り上げる巻上装置において、フック外れを自動的に検出して片吊りを防止する、巻上げ装置のフック外れ検出方法および装置、並びに片吊防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
片吊りを防止する技術としては、例えば、特許文献１には、コークスバケットの巻上装置を対象にした技術が開示されている。この技術は、２本の吊り上げワイヤに掛かる各々の荷重値を検出し、検出された前記荷重値の差が所定値を超えたときは、片吊りと判定して吊り上げを停止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−０１０６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１に開示の技術では、以下に示すような問題点がある。
【０００５】
２点でバケットを吊り上げる巻上装置に、吊フック間をつなぐ吊ビームがあった場合、荷重計が巻上装置本体に設置されていると、片吊りが起こっていたとしても巻上時の揺れや周辺の構造物との衝突によってフックが掛かっていない側でも荷重が測定されてしまう。このため、片吊り時の荷重値の差が想定よりも小さくなって片吊りの検出ができず、片吊り状態のままバケットを巻き上げてしまうという問題がある。
【０００６】
これに対して、吊ビームに荷重計を設置することにより片吊りを確実に検出できるようになるが、この場合にはコークスバケット内からの高温の影響により、すぐに荷重計が故障してしまうと言う問題がある。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、巻上装置のフック外れを検出して、より確実に片吊りを防止することができる、巻上装置のフック外れ検出方法および装置、並びに片吊防止方法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】
【０００８】
上記課題は、以下の発明によって解決できる。
【０００９】
［１］  複数の吊ロッドを有するバケットを複数の吊フックでフック掛けして吊上げを行う巻上装置のフック外れを検出する巻上装置のフック外れ検出方法であって、
前記バケットの地切れ時における吊ロッドと吊フックのフック掛け部分を正面から測定し、吊ロッドの左右のロッド部材の間に吊フックを検出した場合に、フック外れでないと判断をすることを特徴とする巻上装置のフック外れ検出方法。
【００１０】
［２］  上記［１］に記載の巻上装置のフック外れ検出方法において、
前記正面から測定するにあたっては、
走査型レーザー距離計、ＩＴＶカメラ、および光透過式装置のいずれか又はそれらを組み合わせて用いることを特徴とする巻上装置のフック外れ検出方法。
【００１１】
［３］  複数の吊ロッドを有するバケットを複数の吊フックでフック掛けして吊上げを行う巻上装置のフック外れを検出する巻上装置のフック外れ検出装置であって、
前記バケットの地切れ時における吊ロッドと吊フックのフック掛け部分を正面から測定する、走査型レーザー距離計、ＩＴＶカメラ、および光透過式装置のいずれか又はそれらを組み合わせた測定装置と、
該測定装置の測定データの信号処理を行い、フック外れかどうかの判断をする信号処理装置とを、
具備することを特徴とする巻上装置のフック外れ検出装置。
【００１２】
［４］  上記［１］または［２］に記載の巻上装置のフック外れ検出方法を用いた片吊防止方法であって、
前記地切れ時に、前記バケットの巻上げを一旦停止し、
前記フック外れ検出方法によりフック外れでないと判断した場合には、前記バケットの巻上げを再開し、
前記フック外れ検出方法によりフック外れであると判断した場合には、フック外れの情報を送信することを特徴とする片吊防止方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、バケットの地切れ時に、吊ロッドと吊フックのフック掛け部分の正面測定からフック外れか否かの判断を自動でするようにしたので、確実に巻上装置のフック外れを検出することができる。また、フック外れと判断した場合には、巻上を再開することなくフック外れの情報を送信し、報告するようにしたので、より確実に片吊りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用する巻上装置の構成例を示す図である。
【図２】吊ロッドのフック掛け前後の様子を示す図である。
【図３】フック正常時とフック外れ時の様子を模式的に示す図である。
【図４】実施形態１における装置構成例を示す図である。
【図５】走査型レーザー距離計を用いた測定を説明する図である。
【図６】走査型レーザー距離計を用いた測定結果を模試的に示す図である。
【図７】実施形態２における装置構成例を示す図である。
【図８】実施形態３における測定の様子を示す図である。
【図９】本発明に係る片吊防止方法の処理手順例を示す図である。
【図１０】レーザースキャナによる距離測定データ例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明を適用する巻上装置の構成例を示す図である。図中、１は機上巻上部、２は吊上げ索、３は吊ビーム、４は吊フック、５は吊ロッド、および６はバケットをそれぞれ表す。なお、以下では２点吊上げの例で説明を行っているが、２点以上の複数での多点吊上げにも本発明は適用可能である。
【００１６】
巻上装置は、吊上げるバケット６の上方で装置自体の移動および巻上を行う機上駆動部と、この機上駆動部を制御する機上制御部とで構成される機上巻上部１、吊上げ索２、吊ビーム３、および吊フック４で主に構成される。
【００１７】
図１は、２つの吊ロッド５を設けたバケット６を吊り上げる様子を示している。吊ロッド５を吊ビーム３に設けた２つの吊フック４でフック掛けする。そして、機上巻上部１で吊上げ索２を巻上げて、吊ビーム３とともに吊フック４でフック掛けされたバケット６を吊上げる。
【００１８】
図２は、吊ロッドのフック掛け前後の様子を示す図である。図１における、１つの吊フック４と１つの吊ロッド５のフック掛け部分（破線円で囲ったＡ部）の詳細を示している。（ａ）はフック掛け前における側面図、（ｂ）はフック掛け後における側面図、および（ｃ）はフック掛け後における正面図をそれぞれ表している。
【００１９】
吊ロッド５は、２つのロッド部材の上部においてフックピンで繋いだ形状をしており、２つのロッド部材の片側には、吊フックがフックピンを上手くフック掛けできるように、フック案内金具がそれぞれ形成されている。
【００２０】
吊ロッド５のフックピンに、吊フック４でフック掛けをする様子を、図２（ａ）〜（ｃ）で模式的に示している。先ず、フック掛け前は、吊フック４をフックが開いた状態で、図１のように吊ロッド５のフックピン直上でフックピンをフックできる位置まで移動する。
【００２１】
そして、（ｂ）のように吊フック４を閉じていき、吊ロッド５のフックピンにフック掛けを終了し、フックピンを吊ってバケットを吊上げる。正常にフック掛けができた時のフック掛け部分の正面図は、（ｃ）のように、吊ロッド５のフックピンにフック掛けした吊フック４の両端に、フックピンで繋がった左右のロッド部材までの間隙（スリット）を認めることができる。
【００２２】
図３は、フック正常時とフック外れ時の様子を模式的に示す図である。図３（ａ）は、図２（ｃ）の正面図で示したように、フック掛けが正常時に行われている場合（フック正常時）である。そして、図３（ｂ）は、位置ズレにより右のロッド部材の外側に吊フック４があり、上手くフックピンにフック掛けができていない、すなわち、フック外れ時の場合を示している。
【００２３】
基準線上で見ると、フック正常時の場合には、上述のように吊フック４の両側に左右のロッド部材までの間隙（スリット）をそれぞれ認めることができる。これに対して、フック外れ時の場合には、吊フック４自身が左右のロッド部材の内側にないため、基準線上には左右のロッド部材間に遮るものは認められない。このように、吊ロッドの左右のロッド部材間の間隙を測定し、この測定の結果に基づきフック外れかどうかを判断する。
【００２４】
この位置ズレは、バケットの熱で内側だけ熱せられたことによる膨張の差や停止位置のズレや、堆積物、例えば、堆積したコークスによるバケットの傾きなどにより生ずる。
【００２５】
そこで、本発明では、フック外れの判断を、フック掛け時における遠隔からの正面測定に基づいて行い、さらにこの結果に基づき確実に片吊りを防止するようにしている。
【００２６】
先ず、遠隔にてフック外れを検出可能な測定装置としては、以下の３つのいずれか又は２つ以上を組み合わせて用いる。
（１）走査型レーザー距離計（実施形態１）
（２）ＩＴＶカメラ（実施形態２）
（３）光透過式装置（実施形態３）
図４は、実施形態１における装置構成例を示す図である。図中、７は走査型レーザー距離計、８は信号処理装置、および９はＨＭＩ装置（Human Machine Interface）をそれぞれ表し、その他の符号は図１と同じである。
【００２７】
図４に示すように、吊ロッド５のフックピンへの吊フック４によるフック掛け部分が確認できる正面からの距離測定を走査型レーザー距離計７（レーザースキャナとも称する）にて行い、フック外れかどうかの判定を行う。
【００２８】
例えば、バケット運搬車から高温物を積載したバケットを巻上装置にて吊り上げる際、バケット地切れ時（バケットが地上から離れたタイミング）に機上巻上部１の巻上げを一旦停止して、停止信号を地上の電気室に設置した信号処理装置８に伝送する。信号処理装置８は、レーザースキャナ７からの距離測定データを元にフック外れの検出を行い、フック外れが検出された場合には、管理室に設置したＨＭＩ装置９を経由して運転員に報知する。フック外れが検出されなかった場合には、信号処理装置８から機上巻上部１の機上制御部に巻上再開信号を伝送して巻上げを再開させる。
【００２９】
フック外れの検出は、フック位置周辺のレーザースキャナによる距離測定結果からロッド部材間の間隙を検出することによって実施する。フック外れ時には、吊フックがあるはずであった場所に障害物（吊フック）がないため、１つのスリットのみでその距離もより長くなる。この長くなる範囲が事前に設定したロッド部材間距離となった場合にはフック外れとして検出する。
【００３０】
図５は、走査型レーザー距離計を用いた測定を説明する図である。レーザースキャナとフック間の距離より長い判定基準距離を設け、判定角度範囲で判定基準距離以上の長さを連続して測定された点数がＮ点以上であった時にフック外れと検出する。ここで、判定に用いるＮは、以下の（１）式から求める。
【００３１】
【数１】
2018187605.tif 000003
【００３２】
図６は、走査型レーザー距離計を用いた測定結果を模試的に示す図である。図６（ａ）および（ｂ）に、フック正常時とフック外れ時のレーザースキャナでの測定データ例をそれぞれ示している。
【００３３】
次に、ＩＴＶカメラ（実施形態２）および光透過式装置（実施形態３）を用いた測定および片吊り防止方法について説明を行う。両者とも、片吊り防止のための巻上げ方法としては、地切れ時に巻上を一旦停止し、フック外れが検出されなければ巻上を再開する点は、上記走査型レーザー距離計（実施形態１）の場合と同じである。
【００３４】
図７は、実施形態２における装置構成例を示す図である。図７で示すＩＴＶカメラ（実施形態２）と図４で示す走査型レーザー距離計（実施形態１）との相違点は、フック外れ検出にあたって、先ずフック周辺の測定に、走査型レーザー距離計でなくＩＴＶカメラ１０を用いる点と、さらに、信号処理装置８での信号処理としてＩＴＶカメラで撮像した２次元画像データの画像処理を行う点である。
【００３５】
画像処理として、特徴抽出、Ｈｏｕｇｈ変換などで画像中のエッジ検出と直線抽出を行い、予め入力してある吊フックや吊ロッドの形状から、撮像された吊フック４吊ロッド５の位置検出を行う。この時、吊フックと吊ロッドの位置が正常な関係にあれば、フック外れが生じていないとして信号処理装置から機上制御部に正常確認信号を送り、巻上を再開させる。
【００３６】
図８は、実施形態３における測定の様子を示す図である。光透過式装置１１は、投光器１１ａと受光器１１ｂとから成り、投光器１１ａからのフック・ロッド周辺の透過光の陰影を受光器１１ｂにて測定し、吊フック４や吊ロッド５の位置検出を行う。この時、吊フックと吊ロッドの位置が正常な関係にあれば、フック外れが生じていないとして信号処理装置から機上制御部に正常確認信号を送り、巻上を再開させる。
【００３７】
図９は、本発明に係る片吊防止方法の処理手順例を示す図である。先ず、Step01において、処理開始の信号を受けて、機上巻上部で巻上げを開始する。
【００３８】
そして、巻上げに伴って、Step02でバケットを吊上げて地切れしたかどうかを判断する。ここで、地切れと判断した場合（Yes）には、片吊り状態で巻上げてトラブルが生ずるのを防ぐため、巻上げを一旦停止する（Step03）。ここで、Noの場合は、YesとなるまでStep02の判断を繰り返す。
【００３９】
Step04では、上述した3種類の測定方法のいずれか又はそれらの組合せによって、フック周辺の測定を行う。測定装置または方法については、上述した通りである。
【００４０】
そして、Step05にて、フック外れかどうかの判断を行う。フック外れではない（No）の場合は、機上巻上部に対して、巻上げ再開指示を送る（Step06）。そして、 フック外れ（Yes）の場合には、巻上げ再開することなく、管理室に設置したＨＭＩ装置にフック外れの情報を送信して、運転者に報告する。 これにより、フック外れのまま巻上げを再開して、設備破損などのより重大なトラブルを未然に防ぐことができる。
【実施例】
【００４１】
本実施例は、実物のコークスバケットの巻上げにおいて、レーザースキャナを用いて図４の装置構成で行ったものである。図１０は、レーザースキャナによる距離測定データ例を示す図である。
【００４２】
ロッド部材間距離２５０ｍｍの吊ロッドに幅１００ｍｍの吊フックでフック掛けした状態で正面からレーザースキャナによる距離測定を行った。レーザー操作位置１でのスキャンではフック正常時というデータが取れるものの、実機ではフック外れを意図的に起こすことはできないため、レーザー走査線の位置をレーザー操作位置２に変更してフックがない部分のロッドを測定することによってフック外れ時に想定されるデータを取得したものである（図１０（ａ））。
【００４３】
図１０（ｂ）は測定結果を示しており、横軸にレーザースキャナのスキャン角度、縦軸にスキャナからの距離をとり、プロットしている。フックがある位置における（フック正常時）測定データ（丸印）ではロッド間にスリットを検出できているのに対して、フックのない位置における測定データ（四角印）ではロッド間のスリットを検出できてないことが確認できた。なお、レーザー光の光軸合せのためには、同軸の可視光レーザーを用いることがよいことも確認できた。
【００４４】
また、ＩＴＶカメラを用いた測定では、対象面に十分な輝度があれば、画像処理によって判定可能であることを確認した。
【００４５】
さらに、光透過式装置を用いた測定では、投光器と受光部は、フック・ロッドを挟んで反対側に設置する必要があるとともに、受光部は投光器の光のみを検知するようにして、他からの光を受けないようにする必要があることを確認した。
【符号の説明】
【００４６】
１    機上巻上部
２    吊上げ索
３    吊ビーム
４    吊フック
５    吊ロッド
６    バケット
７    走査型レーザー距離計
８    信号処理装置
９    ＨＭＩ装置
１０  ＩＴＶカメラ
１１  光透過式装置
１１ａ  投光器
１１ｂ  受光器
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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