(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に並ぶ複数のヤード間にて、ヤードにバラ物の積山を形成するためのスタッカと積山のバラ物を払い出すためのリクレーマをそれぞれ該積山を挟んで運転する方法において、ブームを旋回させた状態のリクレーマにスタッカまたは他のリクレーマが対向機として近づいた際、対向機のブームを走行方向にして走行させ、衝突のおそれのある対向機部位とリクレーマブームとの高さ方向間隔に高さの監視域と危険域を、リクレーマブームとの水平方向間隔に旋回の監視域と危険域をそれぞれ設定し、前記リクレーマブームが高さ危険域内であって旋回危険域内の場合は、対向機を走行停止させて該リクレーマブームの旋回を継続させ、リクレーマブームが旋回危険域を出たのち対向機の走行を再開させる一方、前記リクレーマブームが高さ危険域内であって、該旋回監視域から危険域に向かっている場合は、対向機を徐行させて該危険域に入る手前で該リクレーマブームの旋回を停止させ、対向機が旋回監視域から出たのちにリクレーマブームの旋回を再開させる監視制御を行うことを特徴とするリクレーマと対向機の衝突防止方法。
【請求項２】
前記対向機がリクレーマブームの高さまたは旋回の監視域にあるときは該対向機を徐行させ、対向機が監視域を出たときには該対向機を通常速度に戻すことを特徴とする請求項１記載のリクレーマと対向機の衝突防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯蔵ヤードにおいて鉱石や石炭などのバラ物で形成した積山を払い出すためのリクレーマを運転中に、平行移動する他のリクレーマやスタッカが対向機として接近する際の衝突防止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製鉄所の原料ヤードなどの貯蔵ヤードにおいて、鉱石や石炭などバラ物の積山がスタッカによって形成され、リクレーマによって該積山のバラ物が払い出される。
図１に貯蔵ヤードの一部を示す。ヤード８，９が平行に設けられ、ヤード８の積山１３，１４およびヤード９の積山１５，１６がリクレーマ４で払い出されている。ヤードは紙面上下方向に多数設けられ、リクレーマ４はヤード８，９間の道床１１上を走行しつつ上記払出を行っている。
【０００３】
各積山１３，１４，１５，１６はスタッカにより形成されたものである。スタッカは、図１ではリクレーマ４に対する対向機１および２として、それぞれ道床１０および１２上を矢印の方向に走行し、それぞれ積付位置１７および１８に向かっている。このほか、他のリクレーマが対向機１，２として走行する場合もある。
【０００４】
リクレーマ４は、図３のようにホイル６を上下させて（高さｈ、俯仰角θ）払出高さを設定し、図１のようにブーム５を旋回させて（旋回角γ）ホイル６を積山１５の喰付位置にセットし、道床１１上を寸動させてホイル６を回転させつつホイル周囲のバケット（図示せず）を積山１５に喰付かせ、バラ物を掬い取り、ブーム５を旋回させつつ図示しないブームコンベアおよび搬出コンベアにより払い出していく。積山は図１および図２のように段状に払い出されていく。７はカウンターウエイトである。
【０００５】
次の作業を行うためのスタッカやリクレーマが、図１のように、払出作業中のリクレーマ４の近くを対向機１，２として走行するとき、通常はブーム３を走行方向にして走行させるが、例えば作業中のリクレーマブーム５が図２の破線位置にあるときは、ホイル高さによっては、ホイルと対向機２の機体が衝突してしまう。
【０００６】
スタッカおよびリクレーマは中央司令室からの遠隔操作によって自動運転される。十数機ものスタッカおよびリクレーマ２を使用する貯蔵ヤードもあり、それらを所定位置に走行させて積山形成作業や払出作業が行われる。これらの動作は上記のような状況のもとで連続的に頻繁に行われるので、衝突防止策が不可欠である。
【０００７】
従来の衝突防止策としては、対向機１，２が接近してきたとき、双方の機体位置、ブームの旋回角および俯仰角等から、相互の最接近距離を演算して衝突を予測し、警報を発して、オペレータが衝突回避手段を講じていた。
衝突回避手段としては、リクレーマ４の払出作業を中断して衝突の危険性のない位置にブーム５を旋回または俯仰させ、接近してくる対向機を通過させた後に作業を再開させる手段、対向機１，２を不干渉位置に待機させる手段が行われていた。またオペレータ不在時には自動的に非常停止させていた。
上記のような従来の衝突回避手段では、オペレータ判断の依存性が高く、またリクレーマによる払出作業の効率が著しく低下し、前後工程に対する悪影響も生じた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明が解決しようとする課題は、鉱石や石炭などのバラ物の貯蔵ヤードで、スタッカによりこれらバラ物の積山を形成し、リクレーマにより積山のバラ物を払い出す作業において、運転中のリクレーマにスタッカや他のリクレーマが対向機として近づくときの衝突防止を自動化することにより、オペレータの負荷を軽減するとともに作業効率を向上させることである。
【０００９】
上記課題を解決するための本発明法は、平行に並ぶ複数のヤード間にて、ヤードにバラ物の積山を形成するためのスタッカと積山のバラ物を払い出すためのリクレーマをそれぞれ該積山を挟んで運転する方法において、ブームを旋回させた状態のリクレーマにスタッカまたは他のリクレーマが対向機として近づいた際、対向機のブームを走行方向にして走行させ、衝突のおそれのある対向機部位とリクレーマブームとの高さ方向間隔に高さの監視域と危険域を、リクレーマブームとの水平方向間隔に旋回の監視域と危険域をそれぞれ設定し、前記リクレーマブームが高さ危険域内であって旋回危険域内の場合は、対向機を走行停止させて該リクレーマブームの旋回を継続させ、リクレーマブームが旋回危険域を出たのち対向機の走行を再開させる一方、前記リクレーマブームが高さ危険域内であって、該旋回監視域から危険域に向かっている場合は、対向機を徐行させて該危険域に入る手前で該リクレーマブームの旋回を停止させ、対向機が旋回監視域から出たのちにリクレーマブームの旋回を再開させる監視制御を行うことを特徴とするリクレーマと対向機の衝突防止方法である。
【００１１】
また、本発明においては、前記対向機が高さまたは旋回の監視域に入ったとき対向機を徐行させ、監視域を出たのち対向機を通常速度に戻すのが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、リクレーマ４が実線のようにブーム５を旋回させて積山１５の払出作業を行っているとき、対向機２が道床１２上を走行して近づいてくる場合の例で本発明法を説明する。ただし本発明法は、対向機２に対してはこのほか、リクレーマ４が積山１６の払出作業を行っている場合にも適用できる。また、リクレーマ４が積山１５から積山１６の払出作業へと、あるいは積山１６から積山１５の払出作業へと、ブーム５を旋回させた状態で移動中の場合にも適用できる。
【００１３】
本発明法においてブームを旋回させた状態のリクレーマとは、このように、払出作業中あるいは移動中でリクレーマブーム５を旋回させた状態をいう。対向機のブームを走行方向にするとは、図１のように、対向機ブーム３を矢印で示す走行方向に向けて平行にした状態のほか、ブーム３の先端が道床１２から出ない範囲で旋回した状態も含む。
【００１４】
まず、衝突のおそれのある対向機部位とリクレーマブーム５との間隔に監視域を設定する。衝突のおそれのある対向機部位は、対向機２の部位のうちヤード９にはみ出した部位など、すれ違うときリクレーマブーム５の先端すなわちホイル６外周に取付けたバケットと衝突するおそれのある部位である。
【００１５】
該部位とリクレーマブーム５との間隔は、リクレーマブーム５および対向機２の固定位置を演算ポイントとし、両ポイント位置を常時把握することで演算により求めることができる。リクレーマブーム５の演算ポイント位置は、リクレーマ４の機体位置とリクレーマブーム５の旋回角γおよび俯仰角θにより把握することができる。また対向機２の演算ポイント位置は、対向機２の機体位置により把握することができる。
【００１６】
図３の例では、リクレーマホイル６の中心位置を演算ポイント１９、対向機２の機体最内側位置を演算ポイント２０として、両者の間隔ａを前記間隔としている。このほか、演算ポイント１９および２０を任意の固定位置とし、演算ポイント１９とブーム５の先端との位置関係、および演算ポイント２０と対向機２の機体最内側位置との位置関係から、前記間隔を演算により求めることもできる。
また演算ポイント１９，２０の位置にセンサーを取付け、両センサー間の距離を計測することで前記間隔を求めることもできる。
【００１７】
監視域は衝突防止のために監視する間隔であり、実態に応じてあらかじめ設定する。例えば図１のように、対向機２が近づいてくるときの間隔をａ1 、離れていくときの間隔をａ2 、ａ1 ＞ａ2 として、ａ1 およびａ2 を監視域とする。具体例をあげればａ1 ＝５０ｍ、ａ2 ＝２０ｍを監視域とする。
【００１８】
次に、リクレーマホイル６に高さ危険域を設定する。図３に示すように、ホイル６の高さｈが特定の領域にあるとき、旋回角γによって図２の破線のように対向機２と衝突するので、その危険性のある領域を高さ危険域とする。高さ危険域は、図３に示すホイル６の高さｈ、あるいはリクレーマブーム５の俯仰角θで設定することができる。また、特定高さの積山について払出段に設定することもできる。具体例をあげれば、１７．１ｍの積山の上から４段目および５段目を高さ危険域とする。
【００１９】
また、リクレーマブーム５に旋回危険域を設定する。図１に示すようにブーム５の旋回角γが特定の領域にあるとき、上記のようにリクレーマホイル６が高さ危険域内では対向機２と衝突するので、その危険性のある領域を旋回危険域とする。
【００２０】
そして、上記のようにブーム５を旋回させた状態のリクレーマ４に対向機２が近づいて監視域、高さ危険域、旋回危険域に入ったとき、前記監視域、高さ危険域および旋回危険域に応じた監視制御を開始し、対向機２が通り過ぎて監視域を出たのち監視制御を解除する。監視制御では、リクレーマホイル６が高さ監視域または危険域内にあるか否かに応じて、またリクレーマブーム５が旋回監視域または危険域内にあるか否かに応じて、対向機２を走行停止させるかまたはリクレーマブーム５を旋回停止させ、衝突のおそれを回避する。
【００２１】
監視制御の例を図４に示し、図１の例で説明する。
対向機２がリクレーマ４に近づいてきて監視域に入ったとき、すなわちａ1 が所定の間隔となったとき、監視制御を開始する。このとき対向機２を徐行させ、不測の緊急事態が生じた際でも非常停止できるようにしておくのが好ましい。徐行は制動距離がほとんどなく停止可能な速度である。また対向機２の制御用シーケンサに監視制御中であることが判るよう色替え表示するなど、オペレーターが手動で非常停止できるようにしておいてもよい。
【００２２】
監視制御開始時にリクレーマホイル６が高さ危険域内にない場合は、リクレーマブーム５が旋回危険域内にあるか否かにかかわらず、対向機２の徐行を継続させ、かつリクレーマブーム５を旋回継続させることができる。そして対向機２が監視域を出たのち、すなわちａ2 が所定の間隔となったとき監視制御を解除する。対向機２を徐行させた場合は元の通常速度に戻す。
【００２３】
リクレーマホイル６が高さ危険域内で、かつリクレーマブーム５が旋回危険域内の場合は、対向機２を走行停止させてリクレーマブーム５を旋回継続させる。そして、リクレーマブーム５が旋回危険域を出たのち対向機２を走行再開させ、対向機２が監視域を出たのち、すなわちａ2 が所定の間隔となったとき監視制御を解除する。対向機２を徐行させた場合は元の通常速度に戻す。
【００２４】
リクレーマホイル６が高さ危険域内で、リクレーマブーム５が旋回危険域外の場合、リクレーマブーム５が旋回危険域に向かっていないときは、対向機２を走行継続させ、かつリクレーマブーム５を旋回継続させることができる。そして対向機２が監視域を出たのち、すなわちａ2 が所定の間隔となったとき監視制御を解除する。対向機２を徐行させた場合は元の通常速度に戻す。
【００２５】
リクレーマホイル６が高さ危険域内で、リクレーマブーム５が旋回危険域外の場合、リクレーマブーム５が旋回危険域に向かっているときは、対向機２を走行継続させ、リクレーマブーム５を旋回危険域の手前で旋回停止させる。そして対向機２が監視域を出たのち、すなわちａ2 が所定の間隔となったとき、リクレーマブーム５を旋回再開させ監視制御を解除する。対向機２を徐行させた場合は元の通常速度に戻す。
【００２６】
【実施例】
図１において、リクレーマ４がブーム５をヤード９内に旋回させた状態で、積山１５または１６の払出作業中のとき、または積山１５の払出作業から積山１６の払出作業へ向けて移動中のとき、対向機２が道床１２上を走行して近づいてきた際に本発明法により衝突を防止した。対向機２は積付位置１８に向かうスタッカである。
図１の対向機１もスタッカであり、積付位置１７に向かって走行している。その他、紙面上下に多数のヤードが平行に並んでいて、各ヤード間の道床ではリクレーマまたはスタッカが作業中、移動中または休止中である。
【００２７】
近づいてくる対向機２の走行速度は４０ｍ／分の高速である。リクレーマホイル６の中心に演算ポイント１９を、対向機２の機体最内側部位に演算ポイント２０をそれぞれ設定し、近づいて両ポイント１９，２０の間隔ａ1 が５０ｍになってから遠ざかって間隔ａ2 が２０ｍになったときまでを監視域とした。監視域では対向機２を２０ｍ／分の低速とした。
【００２８】
積山１５，１６の高さは１７．１ｍであり、６段の切出段数で払出を行う。リクレーマホイル６の高さ危険域を、上から４段目および５段目の高さ域とした。またリクレーマブーム５の旋回危険域を、ブーム旋回角γが２３５°〜３０５°の領域とした。
【００２９】
中央指令室内に、プロセスコンピュータ、各スタッカおよび各リクレーマの制御用シーケンサ、衝突防止のための監視用シーケンサを設置し、プロセスコンピュータの指令により多数ある各リクレーマおよび各スタッカを作動させ、制御用シーケンサでそれぞれの機体位置とブーム旋回角およびブーム俯仰角を制御して、全ヤードの自動運転を行った。
【００３０】
監視用シーケンサに、上記監視域、高さ危険域、旋回危険域および上記各条件を設定して、図４のフローにより本発明監視制御を行った結果、リクレーマ４が払出作業中の場合、移動中の場合ともに衝突のおそれが確実に回避され安全操業が確保された。また、対向機２の走行停止時間およびリクレーマブーム５の旋回停止は、ともに前後工程に悪影響をもたらすものではなかった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明法によれば、鉱石や石炭などのバラ物の貯蔵ヤードにおいて、多数のスタッカおよびリクレーマを同時に自動運転して操業する場合でも、自動制御により接触衝突が確実に防止され、該防止のため機体の走行やブームの旋回を停止しても、前後工程に悪影響をもたらすことなく再開できる。したがって、オペレータの負荷が著しく軽減され、トラブルなく作業効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明法を説明するための平面図である。
【図２】本発明法を説明するための拡大平面図である。
【図３】本発明法を説明するための正面図である。
【図４】本発明法の例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１，２：対向機                ３：対向機ブーム
４：リクレーマ                ５：リクレーマブーム
６：リクレーマホイル          ７：カウンターウエイト
８，９：ヤード              １０，１１，１２：道床
１３，１４，１５，１６：積山
１７，１８：積付位置          １９，２０：演算ポイント
【図１】
0004147032.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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