(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行体を所定方向へ移動させる走行装置と、
走行体に一端が軸支され、他端が水中に位置するハンドと、
走行体の走行時におけるハンドの回転角度を検出して角度値を出力する角度検出器と、
角度検出器から出力される角度値が入力される中央処理装置と、
走行体の走行状態を判定する境界としての角度値を記憶する記憶装置と、
を少なくとも備える水中搬送機構の走行状態検出装置であって、
中央処理装置は、
境界として記憶されている角度値と、角度検出器が検出する角度値と、を比較して走行体が定速状態か否かを判定する判定手段を備えることを特徴とする水中搬送機構の走行状態検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水中搬送機構の走行状態検出装置において、
境界としての角度値は定速状態角度値と加減速・停止状態角度値とであって、
前記判定手段は、
角度値が定速状態角度値を下回った場合に走行体が定速状態へ移行したと判定し、
角度値が加減速・停止状態角度値を上回った場合に走行体が定速状態を終了したと判定する、
ことを特徴とする水中搬送機構の走行状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中でハンドを移動させる水中搬送機構の走行状態を検出する走行状態検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水中搬送機構の走行状態検出に関する従来技術を図を参照しつつ説明する。まず、水中搬送機構について説明する。図４は従来技術の水中搬送機構の説明図である。
図４で示すように、水中搬送機構は、走行装置１００、走行体２００、駆動制御システム３００、自由旋回軸４００、ハンド５００を備えている。図４（ａ）で示すように、ハンド５００は水槽６００に貯水された水７００に一部（少なくともハンド部）が位置するようになされている。
【０００３】
続いて各部について概略説明する。
走行装置１００は、図示しない駆動源を備えており、走行体２００は、図４で示す矢印ａの移動可能方向へ移動できるように構成されている。
駆動制御システム３００は走行装置１００に接続され、走行体２００を走行させる制御信号（定速走行指令信号・停止指令信号）を送信するように構成されている。なお、制御による動作については後述する。
走行体２００には自由旋回軸４００が設けられ、この自由旋回軸４００を回転軸としてハンド５００が矢印ｂの回転方向へ回動できるように軸支されている。
【０００４】
このような構成を有する水中搬送機構は以下のように動作する。
図４（ｂ）で示すように、走行体２００が停止しており、ハンド５００が垂下して下側に向いた状態で駆動制御システム３００から走行装置１００へ定速走行指令信号が出力されたとき（時刻Ｔａ）、走行体２００が矢印ｃの走行方向へ移動を開始する。走行体２００の移動に伴ってハンド５００に対して水７００による抵抗力が付与され、ハンド５００は、走行体２００を基準として矢印ｃ方向と反対方向へ回動する。
【０００５】
続いて、走行体２００が所定の速度に達したとき（時刻Ｔｂ）、走行体２００は、矢印ｃの走行方向へ定速走行を開始する。走行体２００の定速走行時にハンド５００は走行体２００を基準として一定角度で停止しつつ移動する。
暫くして、駆動制御システム３００から走行装置１００へ停止指令信号が出力されたとき（時刻Ｔｃ）、走行体２００が減速走行を開始する。走行体２００のハンド５００も、走行体２００を基準として矢印ｃ方向へ回動を開始する。
そして、走行体２００が停止したとき（時刻Ｔｄ）、ハンド５００も走行体２００の停止後暫くして自重により下側へ垂下した状態で停止する。
従来技術による水中搬送機構はこのように動作する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術における水中搬送機構の走行状態検出では、駆動制御システム３００から走行装置１００へ出力された定速走行指令信号および停止指令信号の出力時刻、ならびに、走行装置１００に設置した図示しない検出器（走行体２００の位置・速度等を検出する）が出力する走行状態検出信号に基づいて、駆動制御システム３００が走行体２００がどのような走行状態であるかを判定していた。
【０００７】
このように従来技術では、駆動制御システム３００が自ら発する指令信号の出力タイミング、および、走行装置１００から出力される走行状態検出信号により、走行装置１００・走行体２００の走行状態を検出するというものであり、換言すれば、駆動制御システム３００によらなければ走行体２００の走行状態を検出することができないというものであった。
【０００８】
このため、走行装置１００・走行体２００が定速状態である場合と加減速・停止状態である場合とでは異なる制御・運転を必要とする装置を、走行装置１００・走行体２００の駆動制御システム３００と独立して設置すること（例えば、走行体２００上に、走行状態により制御を切り換える他の制御装置を設置すること）が困難であった。
【０００９】
また、このような走行装置１００、走行体２００および駆動制御システム３００は一体となって制御系が完成されていて余分な改変を加えることが困難であり、上記したような走行状態に係る信号が外部には出力されないという事情もあった。
さらにまた、定速状態の開始および終了の検出時刻を、実状に応じて、走行体２００の実際の定速状態への移行時刻，定速状態の終了時刻と若干異なるようにして検出したいという要請もあった。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、走行装置等の駆動制御システムと独立させて走行状態の検出を行えるような水中搬送機構の走行状態検出装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の水中搬送機構の走行状態検出装置によれば、
走行体を所定方向へ移動させる走行装置と、
走行体に一端が軸支され、他端が水中に位置するハンドと、
走行体の走行時におけるハンドの回転角度を検出して角度値を出力する角度検出器と、
角度検出器から出力される角度値が入力される中央処理装置と、
走行体の走行状態を判定する境界としての角度値を記憶する記憶装置と、
を少なくとも備える水中搬送機構の走行状態検出装置であって、
中央処理装置は、
境界として記憶されている角度値と、角度検出器が検出する角度値と、を比較して走行体が定速状態か否かを判定する判定手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２記載の水中搬送機構の走行状態検出装置によれば、
請求項１に記載の水中搬送機構の走行状態検出装置において、
境界としての角度値は定速状態角度値と加減速・停止状態角度値とであって、
前記判定手段は、
角度値が定速状態角度値を下回った場合に走行体が定速状態へ移行したと判定し、
角度値が加減速・停止状態角度値を上回った場合に走行体が定速状態を終了したと判定する、
ことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の水中搬送機構の走行状態検出装置について説明する。図１は本実施形態の水中搬送機構の走行状態検出装置の構成図、図２は本実施形態の水中搬送機構の走行状態検出装置の状態検出フローを示すフローチャート、図３は本実施形態の水中搬送機構の走行状態検出装置の走行状態検出を説明する説明図である。
【００１４】
本実施形態では、図１で示すように、走行装置１、走行体２、駆動制御システム３、自由旋回軸４、ハンド５、角度検出器６、中央処理装置７、入力装置８、記憶装置９を少なくとも備えている。中央処理装置７には状態入力装置１０が接続されている。
このハンド５は、水槽１１に貯水された水１２の中にハンド部が位置するよに配置されている。
【００１５】
続いて、各構成について説明する。
走行装置１は、図示しない駆動源を備えており、走行体２は、図１で示す矢印ｄの移動可能方向へ移動できるように構成されている。
駆動制御システム３は走行装置１に接続され、走行体２を走行させる制御信号（定速走行指令信号・停止指令信号）を出力するように構成されている。
【００１６】
なお、走行装置１・走行体２は、例えば、リニアモータであったり、送りねじ式で移動するリニアガイドによる水平駆動装置であったり、走行体２がレール上を移動する自走式の装置などが考えられる。これら具体的な構成は適宜選択される。
【００１７】
走行体２には自由旋回軸４が設けられ、この自由旋回軸４にハンド５が矢印ｅの回転方向へ回動できるように軸支されている。
この自由旋回軸４の突端には角度検出器６が取り付けられている。角度検出器６は、ハンド５が矢印ｅ方向に移動する場合に、角度値を出力するように構成されており、例えばロータリエンコーダなどである。
【００１８】
中央処理装置７は、角度検出器６から出力された角度値を入力して信号処理を行うようになされている。なお、信号処理については後述する。
入力装置８は、接続されている中央処理装置７に対して信号Ａを出力して、定速状態と加減速・停止状態との境界を表す角度値である定速状態角度値および加減速・停止状態角度値を設定できるようになされている。これら定速状態角度値および加減速・停止状態角度値は中央処理装置７に入力される。
【００１９】
このような入力装置８とは、例えば、ディップスイッチのようなものであり、定速状態角度値および加減速・停止状態角度値をデジタルデータとして中央処理装置８へ入力するようにしてもよい。
なお、この入力装置８は、中央処理装置７にデジタルデータである角度値を設定できるような形態であれば良く、例えば、アナログ信号を出力する回転つまみとそのアナログ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器としても良い。また、コンピュータ・端末等の入力装置８と中央処理装置７と接続した後で通信を行って、デジタルデータである角度値を記憶装置９に書き込むように制御するようにしても良い。さらに、書換終了後に不要となる入力装置８は取り外し自在に構成してもよい。これら構成は適宜選択される。
【００２０】
記憶装置９は、定速状態角度値および加減速・停止状態角度値をデジタルデータとして記憶保存する。なお、中央処理装置７・記憶装置９は一体に構成されていも良い。
状態入力装置１０は、中央演算処理装置７で信号Ｂとして出力される走行状態判定信号（定速走行状態であるか加減速・停止状態であるかを判定する信号）が入力され、走行状態に応じた各種の制御・情報処理を行うようになされている。この状態入力装置１０は、例えば、走行体２上に設置され、ハンド５を制御するというような駆動制御装置などである。
【００２１】
続いて、このように構成された本実施形態による走行状態検出処理について説明する。
まず、走行状態の検出原理について概略説明する。
ハンド５の方向を強く拘束しなければ、ハンド５の角度は、走行体２の加速・減速に伴う慣性力と水の抵抗力とによって変化する。ハンド５の回転角度を矢印ｇを負方向と、また、矢印ｈ方向を正方向と定義し、走行体２が矢印ｆの走行方向に加速する場合は、慣性力と水の抵抗力との合力、重力、ハンド５による張力とが釣り合う角度までハンド５は負方向に傾く。このように力の釣り合いの式を解くことで走行体２の速度に対応する角度は計算により求めることができる。
また、試運転を行って実測によって求めることもできる。
これらのようにして求められた角度値（図３で示す角度値のグラフ参照）を用いて、実際に走行体２が定速状態に移行する角度値よりも少し正方向の角度値を定速状態角度値として決定する。
【００２２】
加速が終了して走行体２が一定速度となった場合には、ハンド５の角度は慣性力と水１２の抵抗力との合力、重力、ハンド５による張力が釣り合う角度へと推移して一定の角度を維持する。
走行体２が減速を開始し、ハンド５は正方向に推移する場合も、上記のようにして求められた角度値（図３で示す角度値のグラフ参照）を用いて、走行体２が実際に定速状態を終了する角度値より少し正方向の角度値を加減速・停止状態角度値とする。
このように、角度検出器６から出力される角度値が定速状態角度値を下回った場合に走行体が定速状態へ移行したと判定し、角度値が加減速・停止状態角度値を上回った場合に走行体が定速状態を終了したと判定する。
【００２３】
続いて本実施形態による走行状態の検出について説明する。
イニシャル処理として入力装置８を介して、定速状態角度値および加減速・停止状態角度値が既に入力されているものとする。また、最初の状態は加減速・停止状態にあるとしてフラグを立てられているものとする。
まず、開始直後（図３の時刻Ｔａ参照）にハンド５は図１の矢印ｇ方向へ回転し始めるが、ステップＳ１により角度値が走行状態角度値を下回ると判定されるまでは、そのまま加減速・停止状態であると判定される。
【００２４】
続いて、なおも加速が続いて走行体２の速度が上昇した場合、図２のステップＳ１で示すように角度検出器６から出力される角度値が定速状態角度値を下回る場合にステップＳ２へ進み検出状態は定速状態であると検出され、定速状態を示すフラグが立てられる。これは図３における定速走行状態へ移行した場合である（図３の時刻Ｔｂ参照）。
【００２５】
図３で示すように実際に走行体２が定速状態へ移行した時刻とは若干の誤差を生じるが、状態入力装置１０は走行状態を概略検出できれば良いものが殆どであり、十分に実用に供する。
そして、走行体２が定速状態になったならば角度検出器６から出力される角度値はほぼ一定値となる（図３の定速走行状態参照）。
【００２６】
続いて、駆動制御システム３から停止指令信号が出力されて走行体２が定速状態を終了して減速を開始した場合、ハンド５は図１の矢印ｈ方向に回動し始める。そして、図２のステップＳ３で示すように角度検出器６から出力される角度値が加減速・停止状態角度値を上回ったと判断した場合にステップＳ４へ進み検出状態は加減速・停止状態であると検出され、加減速・停止状態を示すフラグが立てられる。これは図３における減速状態へ移行した場合である（図３の時刻Ｔｃ参照）。
【００２７】
図３で示すように走行体２の定速状態の終了時刻とは若干の誤差を生じるが、状態入力装置１０は走行状態を概略検出できれば良いものが殆どであり、十分に実用に供することができる。
そして最終的に走行体２が停止した場合に角度検出器６から出力される角度値が所定の値を指す場合に停止したと判定することができる（図３の時刻Ｔｄ参照）。
【００２８】
なお、図１で示す走行体２が矢印ｆと反対方向へ移動するような場合でも、図１で示す矢印ｇ方向を正方向とし、また、矢印ｈ方向を負方向とすれば、走行体２が矢印ｆ方向へ移動する場合と同様の結果が得られるというものであり、これらは実質的に同じである。
【００２９】
上記したような定速状態角度値および加減速・停止状態角度値により検出される定速状態は、実際の定速走行状態よりも広い範囲となる（図３参照）。
しかしながら、このような設定は実状に応じて選択されるものであり、定速状態角度値および加減速・停止状態角度値を調整して検出される定速走行状態と、実際の走行体２の走行状態とが略一致するように設定しても良い。
【００３０】
このような構成を採用し、ハンド５の角度値の遷移に基づいて走行状態を検出することで、走行状態と加減速・停止状態とで制御・運転状態を変える装置を走行機構の駆動制御システムに変更・改造を加えずに、独立して設置することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、走行装置等の駆動制御システムと独立させて走行状態の検出を行えるような水中搬送機構の走行状態検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の水中搬送機構の走行状態検出装置の構成図である。
【図２】本発明の実施形態の水中搬送機構の走行状態検出装置の状態検出フローを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態の水中搬送機構の走行状態検出装置の走行状態検出を説明する説明図である。
【図４】従来技術の水中搬送機構の説明図である。
【符号の説明】
１    走行装置
２    走行体
３    駆動制御システム
４    自由旋回軸
５    ハンド
６    角度検出器
７    中央処理装置
８    入力装置
９    記憶装置
１０  状態入力装置
１１  水槽
１２  水
【図１】
0003901546.tif 000002
【図２】
0003901546.tif 000003
【図３】
0003901546.tif 000004
【図４】
0003901546.tif 000005