JP2795159B2 - バケットの位置測定装置 - Google Patents
バケットの位置測定装置Info
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Description
置に関し、特に、例えばダムの構築現場などにコンクリ
ートを供給するためのケーブルクレーンにおいて、時事
刻々と変化するバケットの位置を測定するためのバケッ
トの位置測定装置に関する。
て、コンクリートを製造現場から打設現場まで搬送する
ための手段の一つとしてケーブルクレーンが用いられて
いる。
すように、山間に構築されるダム1の構築予定箇所の上
方に張設された主索2と、主索2に懸垂され、これに沿
って走行可能なトロリー3と、トロリー牽引用の牽索4
と、トロリー3の下部に吊索5を介して吊下されたコン
クリートバケット6と、前記牽索4を牽引して前記トロ
リー3を山側に設けた搬送開始位置Aとダム1の中央底
部に設定された搬送終了位置B間を往復移動させる横行
ウインチ7と、前記吊索5を巻取,巻き下げしてバケッ
ト6を昇降させる縦行ウインチ8と、トロリー3の位置
およびバケット6の位置を監視するとともに、前記各ウ
インチ7,8を駆動制御する操作室9を備えている。
運搬打設するには、例えば、搬送開始位置Aの側方上部
には、紙面と直交する方向に図示しないバッチャープラ
ントで作られたコンクリートを搬送するトランスファー
カー10が走行し、また搬送終了位置Bにはコンクリー
トホッパー11が配置されており、操作室9からの制御
操作に基づき、トロリー3を横移動させつつバケット6
を昇降させ、各位置A,Bにバケット6を位置決め停止
させて、コンクリートの供給と排出を行う。かかるバケ
ット6の移動や停止を操作する方法として、従来は、例
えば各位置A,Bに配置された監視員と、操作室9に配
置されたオペレータ同士が無線で連絡を取り合い、監視
員の指示に基づくオペレータの手動操作によって走行動
作、振れ止め動作を行い、微調整しつつ停止させる作業
を行っていた。
情報伝達から実際の修正,微調整操作までの時間遅れが
大きく、制御方向,制御量も曖昧になりがちであること
から、必ずしも短い時間内で作業が完了するとは限ら
ず、作業員の熟練に左右されていた。また、作業員の頭
上でバケットが振り回され危険であることから、作業員
の待ち時間や退避時間も長くなるため、作業能率が悪
く、採算上問題となっており、自動化が望まれていた。
8にエンコーダを設け、ウインチの回転数をワイヤの繰
出し量に換算してバケットの位置を推測し、それを元に
フィードバック制御などを行う方法が考えられるが、実
際にはワイヤとウインチの滑りや、走行方向に沿った主
索の撓みなどの計測不能な要素が多く、かかる測定結果
は正確さにかけるものであった。
って、その目的は、時事刻々と変化するバケットの位置
をリアルタイムで精度良く測定することにより、正確な
制御用情報を得られるようにしたバケットの位置測定装
置を提供するものである。
め、本発明によるバケットの位置測定装置は、定点位置
に設置され、前記バケットに設けられた再帰性反射体に
向けてパルス光を照射する光源及び前記反射体からの反
射光を受光する受光部とからなる光パルス距離計と、前
記受光部の水平軸偏差値信号及び垂直軸偏差値信号を受
けて前記受光部の受光面を中心位置に補正すべく前記光
パルス距離計を垂直方向に傾動し水平方向に旋回させる
ための駆動手段と、前記光パルス距離計の水平,垂直方
向の角度を各々検出する検出手段と、該各検出手段の角
度測定値と前記光パルス距離計の測定値とにより前記バ
ケットの現在座標位置を演算する演算手段とを備えたこ
とを特徴とする。
トまでの距離を計測しつつバケットの移動に応じて自動
的に追尾する。追尾動作に伴って光パルス距離計の垂
直,水平方向の角度変化が検出手段によって検出され、
この検出した角度と距離からバケットの三次元座標位置
がリアルタイムで判定される。
に説明する。なお、実施例において、ケーブルクレーン
システムの全体は図4と同様であるので説明を省略する
とともに、同様または相当する箇所は同一符号を援用
し、本発明の要部のみ新たな符号を付して説明する。
テム構成を示すもので、例えば操作室9に近い位置であ
って、搬送開始位置A,搬送終了位置Bの全景を視野と
する定点位置に設置され、前記バケット6に設けられた
再帰性反射体20に向けてパルス光を照射し、前記反射
体20からの反射光を受光することによってバケット6
に対する距離を測定する光パルス距離計及び自動追尾機
構を備えた装置本体22と、操作室9内にあって、装置
本体22にコントロ―ラ24を介して接続されたリモー
トコントロール、及び座標演算のためのシステムを構成
するコンピューター26とからなっている。
点位置に据え付けられた固定台28と、固定台28上を
旋回可能に取り付けられ凹状の支持アーム30と、支持
アーム30の内側に傾動可能に支持された光パルス距離
計32を備えている。
からなる水平駆動部34を介して固定台28に対して水
平に旋回し、この旋回角度は支持アーム30の中央の旋
回軸に設けたエンコーダ36により計測される。
ーボモータからなる垂直駆動部38を介して傾動可能に
支持されるもので、その傾斜角度は支持アーム30の側
部にあって光パルス距離計32の支持軸に設けたエンコ
ーダ40により計測される。この光パルス距離計32は
そのケース前面の中央下部にパルスレーザ発光部42、
上部にCCDカメラ44、左右に距離測定用受光部46
及び自動追尾用受光部48を配置したものである。
ケットに設けられた再帰性反射体20により反射され
る。この反射量は他の拡散反射面に対して1000倍以
上の反射強度となり、この象をレンズを介して前記各受
光部46,48に受光させることによって輝点となって
受光される。
から発射された発射パルスに対する受光した反射パルス
の時間差に相当した距離が測定され、この測定値は前記
コンピューター26に入力される。測定精度は従来に比
べて高い測定精度を得られるとともに、主索の撓みやス
リップなどの変動要因に左右されないものとなる。
に、レンズ50aの焦点面に二次元の位置検出が可能な
多数のフォトダイオードからなる受光面50bを配置
し、そのx軸及びy軸が交差する受光面中心と、検出位
置の差に応じて水平軸(x軸)偏差値信号及び垂直軸
(y軸)偏差値信号を出力させる。
信号が0に一致すべく、すなわち輝点を中心に一致させ
るべくx,y方向に駆動し、これによって光パルス距離
計32は、常時反射体3の移動に応じてこれを追尾す
る。追尾可能視野は前記反射体20の直径と反射光量に
より左右されるが、高精度に追尾することができる。
6,40が水平角度及び垂直角度を検出し、この値はコ
ンピューター26に入力される。
26a,キイボード26b、手動操作用ジョイスティッ
ク26c、及びディスプレイ26d等からなるもので
(図1参照)、ディスプレイ26dは前記CCDカメラ
44で撮像された風景を表示する。
に内蔵されたプラグラム内容に応じた制御をするもの
で、ジョイスティック26cの人手による入力操作に応
じて前記水平,垂直駆動部34,38を動作させて装置
本体22を水平,垂直方向に旋回及び傾動させるととも
に、前記x,y軸を画像として映しだし、ディスプレイ
26dに表示した風景と重畳させて、反射体20により
検出された輝点と風景の差とを表示させる。
を自動追尾動作モードにするとともに、前記距離検出用
受光部46によって得た距離情報及び各エンコーダ3
6,40からの角度情報により三次元の座標を演算す
る。計算式は一般的な数式に基づくもので、目標物まで
の距離をLとし、垂直方向見込角をθgとし、水平方向
見込角をθsとすると、それぞれの座標x,y,zは次
の式で求められる。
とともに、時刻データなどとともに制御用データとして
図示しない運転制御部などに出力することにより、自動
制御のためのリアルタイムのデータとして活用される。
する。まず電源を投入し、装置を起動状態にし、自己診
断後はディスプレイ26dに現在計測している視野が表
示される。この状態からジョイスティック26cを用い
て手動制御により目標物、すなわち反射体20を自動追
尾可能な視野内に入れる。
操作して追尾開始を指示すれば、自動追尾が開始され、
以後は三次元座標の連続計測が行われることになる。
ち作業開始初期位置をプログラムしておくことによっ
て、以後の位置合わせは不要となる。
している状態を基準位置とする場合には、その座標x,
y,z=0,0,0に設定しておくことにより、この位
置を原点座標として繰返し追尾動作することになる。
に、本発明に係るバケットの位置測定装置にあっては、
光パルス距離計はバケットまでの距離を計測しつつバケ
ットの移動に応じて自動的に追尾し、追尾動作に伴って
光パルス距離計の垂直,水平方向の角度変化が検出さ
れ、この検出した角度と距離からバケットの三次元座標
位置が判定されるため、従来のようにウインチとワイヤ
のスリップや主索の撓みなどによる変動要因により測定
値が左右されることなく、光パルス距離計の測定精度に
応じた高い測定精度を得られる。したがって本発明では
コンクリートバケットの自動運転制御のためのリアルタ
イムのデータを得る手段として好適である。
ム構成を示す説明図である。
出手段) 42 光パルス発光部 46 距離測定用受光部 48 受光部
Claims (1)
- 【請求項1】 二点間に張設された主索に沿って走行可
能な横行トロリーの下部に吊索を介して吊下されたバケ
ットを備え、前記トロリーを搬送開始位置と搬送終了位
置間を往復移動させるとともに、前記吊索を巻取,巻き
下げして前記バケットを昇降させるケーブルクレーンに
用いられる位置測定装置であって、 該測定装置は、定点位置に設置され、前記バケットに設
けられた再帰性反射体に向けてパルス光を照射する光源
及び前記反射体からの反射光を受光する受光部とからな
る光パルス距離計と、前記受光部の水平軸偏差値信号及
び垂直軸偏差値信号を受けて前記受光部の受光面を中心
位置に補正すべく前記光パルス距離計を垂直方向に傾動
し水平方向に旋回させるための駆動手段と、前記光パル
ス距離計の水平,垂直方向の角度を各々検出する検出手
段と、該各検出手段の角度測定値と前記光パルス距離計
の測定値とにより前記バケットの現在座標位置を演算す
る演算手段とを備えたことを特徴とするバケットの位置
測定装置。
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- 1994-01-21 JP JP517994A patent/JP2795159B2/ja not_active Expired - Fee Related
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