JPH01316609A

JPH01316609A - 物体の位置検出装置

Info

Publication number: JPH01316609A
Application number: JP14834688A
Authority: JP
Inventors: Kenji Okabe; 岡部　健嗣
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-06-17
Filing date: 1988-06-17
Publication date: 1989-12-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は荷貨物高さ等物体の位置を検出するための位置
検出装置に関し、特に、連続して積付けられた石炭或は
鉄鉱石等の山の高さを検出するための検出装置に関する
。

［従来の技術］一般に、船舶等に積載された石炭等はアンローダで陸揚
げされ、或はヤード等に一旦貯蔵されている石炭等はり
クレーマなどによって連続して払い出され、スタッカに
よって所定の場所に山積みにされる。この際、安全等の
ため山積みされた石炭等の高さを計測し、石炭等の山の
高さを一定にする必要がある。即ち、山積みされた石炭
等の高さ（頂上）がスタッカのブームに対して所定の高
さに達したことを知る必要がある。

従来、この種の位置検出装置として、センサーと山積み
した石炭との間の静電容量に基づいて山積みした石炭の
高さを検出する検出装置、超音波センサーを用いて山積
みした石炭の高さを検出する検出装置、チルトスイッチ
等の傾斜計を用いて山積みした石炭の高さを検出する検
出装置、或は山積みした石炭に微弱な電流を流し、石炭
がらのリーク電流をセンサーで検知してこのリーク電流
量によって山積みした石炭の高さを検出する検出装置等
が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上記の静電容量による検出装置の場合、気象
状態等によって静電容量が変化する。即ち、動作感度が
変動するので、精度よく山積みした石炭の高さを検出す
ることができず、信頼性に欠けるという問題点があり、
かつ高価である。

また、超音波センサーを用いた検出装置の場合、超音波
センサーが極めて高価であるため検出装置自体が非常に
高価となってしまうとともにスタッカのようにブームを
備えた積付は機に用いた場合、ブームの起伏により精度
よく山積みした石炭の高さを検出することができないと
いう問題点がある。

さらに、チルトスイッチを用いた検出装置の場合、高さ
検出対象物の成状に合せてチルトスイッチの形状を変え
てチルトスイッチの被検出物に対するマツチングを計ら
なければならず、チルトスイッチの形状が正確にマツチ
していないと誤動作が発生して、精度よく山積み石炭の
高さを検出することができないという問題点がある。

また、リーク電流を用いる検出装置の場合、センサー（
検出器）に導電性の粉じんが付着すると誤動作が発生し
、精度よく山積みした石炭の高さを検出することができ
なくなるので、この誤動作防止のためには頻繁にセンサ
ーを保守しなければならないという問題点がある。

本発明の目的は特に、精度よく山積みした石炭等の物体
の位置を正確に検出することができる位置検出装置を提
供することにある。

本発明の他の目的は保守回数が極めて少なく、しかも安
価な位置検出装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明によれば、一端に入力端及び出力端を備える光フ
ァイバケーブルと、該入力端に接続され、常時所定の光
パワーを有する光信号を出力する光源手段と、前記出力
端に接続され、前記光信号の光パワーを計測する光パワ
ー計測手段と、光ファイバケーブルの他端に接続され、
物体に当接すると、前記光ファイバケーブルを強制的に
屈曲させる光ファイバケーブル屈曲手段と、前記光ファ
イバケーブルが屈曲していない状態で前記光パワー計測
手段から出力される光パワーと前記光ファイバケーブル
が屈曲している状態で前記光パワー計測手段から出力さ
れる光パワーとに基づいて物体の位置を検出する検出手
段とを有することを特徴とする物体の位置検出装置が得
られる。

［作用］本発明では、光源手段からの光信号が光ファイバケーブ
ルを通過して光パワー計測手段で受信され、光パワーが
計測される。従って、光ファイバケーブル屈曲手段の位
置を一定に保持しておけば、スカッタ等の積付は機によ
って連続して積付けられた石炭等の物体が予め設定され
た高さとなって、光ファイバケーブル屈曲手段が物体に
当接すると光ファイバゲーブルが強制的に屈曲される。

光ファイバケーブルが屈曲している状態では光ファイバ
ケーブルの屈曲による損失によって光パワー計測手段か
ら出力される光パワーは光ファイバケーブルが屈曲して
いない状態で光パワー計測手段から出力される光パワー
よりも弱くなり、この損失は光ファイバーの折曲率及び
折曲箇所の数に比例する。このため、検出手段によって
この光ハヮーの強弱を検出することによって物体の高さ
、即ち、位置を検出することができる。

また、所定高さから光ファイバケーブルを降下させて、
光ファイバケーブル屈曲手段を物体の上端部に当接させ
、光ファイバケーブル屈曲手段によって光ファイバケー
ブルを強制的に屈曲させるようにすれば、光ファイバケ
ーブルの降下距離から演算して任意の高さの物体の高さ
を検出することができる。

［実施例］以下本発明について実施例によって説明する。

まず、第１図を参照して、スタッカ１は軌道を走行する
走行台車２、該走行台車２上に配置された旋回体３及び
旋回体３に起伏可能に取付けられたブーム４を備えてい
る。

そしてブーム４に取付けられたベルトコンベヤ（図示せ
ず）によってアンローダ、リクレーマ等からベルトコン
ベヤ設備を経由して搬送されてきた石炭等の荷物を払出
し、予め定められた場所に山積みにする。

次に第２図を参照して、本発明による検出装置について
説明する。

検出袋ｒａ５は光源６、光ファイバケーブル７、光パワ
ーメータ８、及び後述する光ファイバケーブル屈曲Ｉａ
梢を備えている。

光ファイバケーブル７は図示のように光フアイバ線芯７
ａを備えており、光ファイバケーブル７の一端において
光フアイバ線芯７ａは入力端７ｂ及び出力端７Ｃを備え
ている。即ち、光フアイバ線芯７ａはループ状に形成さ
れている。

そして光フアイバ線芯７ａの入力端７ｂには光源６が接
続され、出力端７Ｃには光パワーメータ８が接続され′
ている。

また、前述の光ファイバケーブル屈曲ｍ梢は光ファイバ
ケーブル７の他端に連結されている。

ここで第３図も併せて参照して、光ファイバケーブル７
の一部は電線管９に挿入され、その一端部が図示のよう
にブーム４に取付けられている。

電線管９の他端は所定の曲率で外側に開いており、光フ
ァイバケーブル７の他端にはプローブ１０が取付けられ
ている。

即ち、電線管９及びプローブ１０によって光ファイバケ
ーブル屈曲ＩＩ椙が構成されるなお電線管９の他端の曲
率は光ファイバケーブル７の最少許容曲率以上に保たれ
る。

従って、前記スカッタ１によって石炭等の荷物が払出さ
れ、所定の場所に連続して積付けられて山積みされ、プ
ローブ１０の高さに達しした後、さらに電線管９の一端
近傍まで達すると、第３図に示すように１０−ブ１０及
び電線管９の一端によって光ファイバケーブル７が屈曲
される。

ところで標準光源６からの光信号の出力をＸｏ（ｄＢ）
とし、光ファイバケーブル７が屈曲していない状態での
光フアイバ伝送損失をＸ１ａ（ｄＢ）とすると、光パワ
ーメータ８で測定される光信号強度Ｘ２　（ｄＢ）はＸ
　２　＝　Ｘ　ｏ　　Ｘ　１　ｏとな。

一方、光ファイバケーブル７が屈曲されると、光フアイ
バ伝送損失Ｘｌｌ　　（ｄＢ）はファイバケーブル７が
屈曲していない状態での光フアイバ伝送損失Ｘｌｏ　　
（ｄＢ）よりも増大する。即ち、Ｘｌ　１（ｄ　Ｂ　）
　＞　Ｘ　１　ｏ　　（ｄ　Ｂ　）となる。

従って、光ファイバケーブル７が屈曲された状態におけ
る光パワーメータ８での測定光信号強度Ｘｊ　　（ｄＢ
）はＸｊ＝Ｘｏ　　Ｘｌ　＋　＜Ｘ２となる。

パワーメータ８はこの受信光強度の変化を検知してプロ
ーブ１０の荷物への当接を検知し、荷物の位置、即ち高
さが所定の高さになったことを知らせる検知信号を送出
する。

次に第４図を参照して、光ファイバケーブル屈曲機構の
他の実施例について説明する。

台形状部材１１がワイヤロープ１２によってブーム４に
吊るされており、この台形状部材１１の上端には支持軸
部材１１ａの一端が取付けられている。この支持軸部材
１１ａは台形状部材１１を貫通して下方に延びている。

また、支持軸部材１１ａは台形状部材１１を貫通し、そ
の他端が１０−ブ１３の上端に取付けられており、プロ
ーブ１３は通常台形状部材１１との間に一定の間隔を有
するように配置されており、かつプローブ１３は支持軸
部材１１ａに対して摺動可能となっている。

また、第４図に示すように台形状部材１１の下面及びプ
ローブ１３の上面はそれぞれ波形に成形されており、互
いに凸部と凹部とが対向して係合するようになっている
。一方、光ファイバケーブル７は台形状部材１１と１０
−ブ１３との間に挿入され、この光ファイバケーブル７
の他端はワイヤ１４ａを介して一端を台形状部材１１に
取付けられたコイルばね１４に連結されている。即ち、
光ファイバケーブル７の他端はワイヤ１４ａ及びコイル
ばね１４を介して台形状部材１１に連結されている。な
お、台形状部材１１及びプローブ１３の波形の曲率は光
ファイバケーブル７の最少許容曲率以上に保たれる。

前述のように、スカツタ１によって石炭等の荷貨物が払
出され、所定の場所に連続して積上げられて山積みされ
、プローブ１３の位置に達すると、プローブ１３が支持
軸部材１１ａに沿って上方に押上げられる。そして、石
炭等の荷物が所定の高さまで払出されると、台形状部材
１１の下面とグローブ１３の上面とが互いに係合され、
図示のように光ファイバケーブル７は波形に屈曲される
。

従って、前述のように光パワーメータ８で検知される受
信光強度が弱まり、石炭等の荷物が所定の位置まで払出
されたことが検出される。

上述の実施例では、石炭等の荷物が所定高さに積付けら
れたことを検出する場合について説明したが、光ファイ
バケーブルを上下方向に移動可能として所定の高さから
石炭等の荷貨物上にプローブが達するまで光ファイバケ
ーブルを降下するようにすれば、任意の高さの荷貨物の
高さを検出することができる。

また、上述の実施例では光ファイバケーブルとして多成
分ガラス光ファイバケーブル（例えば、コア径２００μ
ｍ／クラッド径２５０μｍの光ファイバケーブル）が用
いられる。即ち、コア径／クラツド径が大きい光ファイ
バケーブルが用いられる。

［発明の効果〕以上説明したように本発明によれば、光ファイバゲープ
ルを用い、光ファイバケーブルの屈曲による伝送損失を
利用して、石炭の山積高さ等、物体の位置を検出するよ
うにしたから、電気的な雑音及び気象等の影響を受ける
ことがない、そのため、誤動作が極めて少なく、信頼性
が高く、しかも高精度で物体の位置検出ができる。また
、構成が簡単であるから安価であり、しかも光ファイバ
ケーブルを用いているから保守、点検も極めて容易に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される払出し機の一例を゛概略的
に示す図、第２図は本発明による検出装置の要部の一実
施例を示す図、第３図は本発明による検出装置に用いら
れる光ファイバケーブル屈曲機構の一実施例を示す図、
第４図は本発明による検出装置に用いられる光ファイバ
ケーブル屈曲機構の一実施例を示す図である。１・・・スタッカ、２・・・走行台車、３・・・旋回体
、４・・・ブーム、５・・弓検出装置、６・・・光源、
７・・・光ファイバケーブル、８・・・光パワーメータ
、９・・・電線管、１０．１３・・・プローブ、１１・
・・台形状部材、１２・・・ワイヤロープ、１４・・・
コイルばね。第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

１、一端に入力端及び出力端を備える光ファイバケーブ
ルと、該入力端に接続され、常時所定の光パワーを有す
る光信号を出力する光源手段と、前記出力端に接続され
、前記光信号の光パワーを計測する光パワー計測手段と
、光ファイバケーブルの他端に接続され、物体の上端部
に当接すると、前記光ファイバケーブルを強制的に屈曲
させる光ファイバケーブル屈曲手段と、前記光ファイバ
ケーブルが屈曲していない状態で前記光パワー計測手段
から出力される光パワーと前記光ファイバケーブルが屈
曲している状態で前記光パワー計測手段から出力される
光パワーとに基づいて物体の位置を検出する検出手段と
を有することを特徴とする物体の位置検出装置。