(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルクレーンで搬送されるバケットをホッパの直上の目標位置で検出するに際し、上記ホッパの頂部の四隅に各々１つずつマイクロ波センサを配置し、これらセンサとバケットとの距離を各々計測し、各センサとバケットとの距離が等しく、且つ所定距離以内であればバケットが上記目標位置にあると判断することを特徴とするケーブルクレーンのバケット検出方法。
【請求項２】
ケーブルクレーンで搬送されるバケットをホッパの直上の目標位置で検出するに際し、上記ホッパの頂部の対向位置に起立した一対のポールに投光素子及び受光素子からなる投受光素子を設けると共に、上記バケットにＩＤタグを、上記ポールにタグ検出器を設け、投光素子が受光素子に向けて発した光をバケットが遮り、且つＩＤタグがタグ検出器で検出されたときにバケットが上記目標位置にあると判断することを特徴とするケーブルクレーンのバケット検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダム建設工事等に際してコンクリート打設のために用いられるケーブルクレーンのバケット検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ダム建設工事に際してのコンクリート打設は以下のように行われている。図３に示すように、左岸１と右岸２とを掛け渡すようにケーブルクレーン３が設置され、ケーブルクレーン３は左岸１側にあるバンカーエリア４でトランスファーカー５からコンクリート（生コン）を受け取り、堤内６に設置されたホッパ７にそのコンクリートを搬送するようになっている。ホッパ７に受け渡されたコンクリートはダンプトラック８によりコンクリート打設位置に搬送される。バンカーエリア４ではトランスファーカー５がバッチャープラント（コンクリート製造設備）９からコンクリートを搬送してくる。そしてケーブルクレーン３に吊り下げられたバケット１０がバンカーエリア４に到着すると、コンクリートはバケット１０に移し変えられる。そこでケーブルクレーン３は、高所のバンカーエリア４から低所の堤内ホッパ７まで、コンクリートが収容されたバケット１０を空中で搬送することとなる。なおコンクリートの打設は複数に分割された打設ブロック毎に行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バケットからホッパにコンクリートを移し変える際、バケットはホッパの直上に正確に位置させなければならない。即ちコンクリートはバケットから真下に落下放出されるので、水平方向の位置決めは垂直方向の位置決めより重要度が大きい。この位置決めのときのバケット検出方法として、特開平4-112191号公報に開示されたような投受光素子を用いる方法がある。これはホッパの直上にバケットを囲むような枠を設け、枠に複数列の投受光素子を対向配置し、これら投受光素子をバケットが横切ったとき、バケットを検出するという方法である。
【０００４】
しかし、この場合、バケットの水平方向の位置を検出するために多列、多対の投受光素子が必要となり、装置が複雑、高価となる欠点がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ケーブルクレーンで搬送されるバケットをホッパの直上の目標位置で検出するに際し、上記ホッパの頂部の四隅に各々１つずつマイクロ波センサを配置し、これらセンサとバケットとの距離を各々計測し、各センサとバケットとの距離が等しく、且つ所定距離以内であればバケットが上記目標位置にあると判断するものである。
【０００６】
また本発明は、ケーブルクレーンで搬送されるバケットをホッパの直上の目標位置で検出するに際し、上記ホッパの頂部の対向位置に起立した一対のポールに投光素子及び受光素子からなる投受光素子を設けると共に、上記バケットにＩＤタグを、上記ポールにタグ検出器を設け、投光素子が受光素子に向けて発した光をバケットが遮り、且つＩＤタグがタグ検出器で検出されたときにバケットが上記目標位置にあると判断するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１０】
本発明に係るバケット検出方法は上述のダム建設現場に適用される。即ち、図３に示すように、コンクリートが収容されたバケット１０が、ケーブルクレーン３によって堤内６のホッパ７の直上まで搬送され、その後、バケット１０からコンクリートが落下放出され、ホッパ７に移し変えられる。ケーブルクレーン３は所定の制御モードに従って自動運転可能であり、この自動運転はケーブルクレーン監視室２８に備えられたクレーン側制御装置（図示せず）によって実行される。
【００１１】
図１は、バケット１０がホッパ７の直上の目標位置１１に到着したときの様子を示している。図示するように、ホッパ７は、鉄骨製矢倉１２の頂部に設置されて開閉可能であり、その開放時に直下のダンプトラック８（図３参照）にコンクリートを移載するようになっている。ホッパ７の開閉は開閉用シリンダ１３によってなされ、開閉用シリンダ１３にはポンプ装置１４から流体圧（エア圧、油圧等）が適宜送られるようになっている。矢倉１２にはホッパ７の開閉制御、バケット１０の位置決め制御等を実行するための制御装置１５が設けられる。矢倉１２は自立のための４本の脚１６を有している。また矢倉１２には梁（図示せず）が設けられ、これがホッパ７を下方から受けている。梁の重量が梃子を介して荷重センサ（図示せず）に伝達され、これによってホッパ７内のコンクリートの重量が検知される。さらにホッパ７にはバケット操作用無線機１８が装備され、バケット１０に装備されたバケット側無線機（図示せず）に、バケット閉信号を送れるようになっている。そしてホッパ７には一般通信を目的とした通信用無線機１９が装備され、前述したクレーン側制御装置と通信可能となっている。なお当該クレーン側の無線機を２１で示す。
【００１２】
バケット１０は、ケーブルクレーン３の巻上索２０の下端に位置する動滑車１７に吊り下げられている。そしてバケット１０は図示しない開閉制御装置を有し、ゲートが開閉可能となっている。この開閉制御装置は先のバケット側無線機を含むものである。
【００１３】
このバケット１０がホッパ７の直上、即ち目標位置１１に正確に位置するよう、ホッパ７には複数のマイクロ波センサ（所謂ビーコン）２２が設けられる。これらセンサ２２は、ここではホッパ７の頂部の四隅に各々１つずつ分散して配置され、即ち目標位置１１の水平方向外方且つ下方に、目標位置１１を取り囲むよう設置されている。これらセンサ２２はそれぞれマイクロ波を目標位置１１にあるバケット１０に向けて発信し、返ってくるマイクロ波を受信することにより、バケット１０との間の距離を計測するようになっている。
【００１４】
次に、バケット１０からホッパ７へのコンクリート移載制御について図２を用いて説明する。なお図示する制御フローはクレーン側制御装置により所定の制御時間毎に繰り返し行われる。先ずステップ３１で各無線機に故障があるか否かを判断する。故障があればステップ３２に進み、装置全体をホールドする。こうなると移載制御は一切行わない。故障のない正常な状態であれば、ステップ３３に進んでバケット１０が目標位置１１に到着したか否かを判断する。この場合の到着判断は、クレーン側制御装置が、予め記憶してある３次元マップと現在のバケット１０の位置とを比較して行う。即ち、当該制御装置は、工事箇所全体の３次元マップと、そのマップ上の目標位置１１の座標とを予め記憶しており、且つ、クレーンの横行量、巻上量等に基づき現在のバケット１０のマップ上における座標を常に把握している。よってこれら目標位置座標とバケット位置座標とを比較することにより、バケット１０の到着判断を行えるのである。
【００１５】
こうしてクレーン側でバケット到着を判断した後、こんどはステップ３４でホッパ側においてバケット１０の検出を行う。即ち、ここでのバケット検出は前述の４つのマイクロ波センサ２２を用いて行う。つまり各センサ２２とバケット１０との距離が等しく、且つ所定距離（ここでは約３〜５ｍ）以内であれば、バケット１０が目標位置１１即ちホッパ７の直上の所定エリアに入ったことになり、この旨が通信用無線機１９によってバケット到着信号として発信される。特に各センサ２２が分散して配置されるので、各センサ２２とバケット１０との間の距離を各々計測し、バケット１０の水平方向の位置を正確に検出できる。バケット１０の位置が許容範囲外であれば、ケーブルクレーン３を運転してバケット１０の位置を微調節すればよい。こうして極めて正確なバケット１０の位置決めを達成することが可能となる。
【００１６】
ここで、ステップ３４でバケット１０を検出できないときは、ステップ３５に進んで検出できるまで一定時間待機する。この時間内にバケット位置の微調節をし、バケット１０が目標位置１１に入るようにすればよい訳だが、一定時間経過してもなおバケット１０の位置決めが行えないときは、何らかの異常が発生していると判断してステップ３２でホールドする。ステップ３４でバケット１０が検出できたときは、ステップ３６に進んでホッパ７が空となっているか否かを判断する。具体的には、荷重センサの出力値に基づき、ホッパ７内のコンクリートが所定量（例えば全容量の10％）以下であるかどうかを判断する。こうしてホッパ７が空であると判断された後には、ステップ３７でホッパ７が閉であることを確認する。これはホッパ７のゲート付近に設けられた近接スイッチによる。ホッパ７が閉であれば、ステップ３８でホッパ７の開放を禁止した後、ステップ３９でバケット１０を開放操作し、バケット１０からホッパ７へのコンクリートの移載（放出）を開始する。
【００１７】
この後、ステップ４０でホッパ７が満状態となっているか否かを判断する。具体的には、荷重センサの出力値に基づき、ホッパ７内のコンクリートが所定量  （例えば全容量の90％）以上であるかどうかを判断する。ここでもステップ４１により、ホッパ７が満となるまで一定時間待機する制御を行っている。この時間までにホッパ７が満とならなければステップ３２でホールドする。ホッパ７が満となれば、ステップ４２でバケット１０を閉止してコンクリートの移載を終了する。そしてステップ４３でホッパ７の開放禁止を解除する。これによってホッパ７からダンプトラック８へのコンクリートの移載が可能となる。こうしてステップ４４でコンクリート放出完了信号を出力し、移載制御を終了する。
【００１８】
このように、上記移載制御にあっては、僅か４つのマイクロ波センサ２２でバケット１０の位置を検出するようにしたため、簡単、安価な構成でバケット１０を水平方向に正確に位置決めでき、ホッパへのコンクリート移載もスムーズに行うことができる。そして前述のようなダム建設用自動ケーブルクレーンにも好適となる。
【００１９】
なお、マイクロ波センサ２２の数は４つに限定されず、精度が確保されればその数を減らしてもよく、例えば３つにすることができる。またその配置箇所も様々な箇所が考えられる。他にも変形例は種々考えられる。
【００２０】
次に、図４は他の実施の形態を示している。なお同一の構成については図中同一符号を付し、説明を省略する。前記実施の形態ではマイクロ波センサ２２を用いてバケット１０の検出を行ったが、ここでは投受光素子とＩＤタグ装置とを用いてバケット１０の検出を行うようにしている。
【００２１】
即ち、矢倉１２の頂部の対向位置に一対のポール５１，５２が起立して設けられ、これらポール５１，５２にそれぞれ投光素子５３と受光素子５４とが設けられている。そこで投光素子５３が受光素子５４に向けて発した光をバケット１０が遮ったとき、受光素子５４において受光がなされず、これによりバケット１０の存在が認識される。一方、バケット１０にＩＤタグ５５が、ポール５１にタグ検出器５６が設けられる。タグ検出器５６は、ＩＤタグ５５が所定距離以内（ここでは約50cm以内）に接近したときにその存在を認識できる。特に、ＩＤタグ５５は自身のコード番号を有しており、タグ検出器５６はそのコード番号のＩＤタグ５５を選択的に認識できる。
【００２２】
そこで、受光素子５４でバケット１０が認識され、且つタグ検出器５６でＩＤタグ５５即ちバケット１０が認識されたときのみ、バケット１０が目標位置１１に到着したと判断するのである。このようなバケット１０の検出方法は前述の移載制御に適用される。ここで投受光素子のみだと鳥等の他の物体でも反応してしまうが、ＩＤタグ装置を併用したことでこれが防止される。投受光素子は主に高さ方向の、ＩＤタグ装置は主に水平方向のバケット位置を検出する。
【００２４】
これらの例について、投光素子５３や受光素子５４、或いはＩＤタグ５５やタグ検出器５６の数、配置方法等は任意である。
【００２５】
上述においては、ダム建設用自動ケーブルクレーンへの本発明の適用例を示したが、他の用途への応用は当然可能である。即ち、本発明は上記以外にも様々な実施の形態が考えられる。
【００２６】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、簡単、安価な構成でバケットを正確に位置決めできるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略斜視図である。
【図２】コンクリート移載制御の内容を示す制御フローである。
【図３】ダム建設工事現場におけるケーブルクレーンを示す斜視図である。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
３  ケーブルクレーン
７  ホッパ
１０  バケット
１１  目標位置
２２  マイクロ波センサ
５３  投光素子
５４  受光素子
５５  ＩＤタグ
５６  タグ検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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