JPH0587930A - 衝突防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔目的〕距離測定用のセンサを１系統にして光軸合わせ
を簡単にするとともに外乱を除去できるような衝突防止
装置を提供することにある。 〔構成・効果〕レ−ザ−光を相手方に発射し、リフレク
タで反射させてその反射光を受光して発射光と受光した
反射光との位相差を測定し、その位相差から移動物体間
の距離を算出し、該距離が設定値以内のときに警報を発
する。なお、発射光と反射光の変調周波数を低い方に変
換してから両者の位相を比較するので外乱による誤動作
が無くなった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同一レ−ル上で作業を
行っている複数台のクレ−ンやホイストの衝突を防止す
るための衝突防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄工所や倉庫の中で、原材料、製品、商
品等で重量のあるものをクレ−ンやホイストにより運搬
している光景を良く見かける。クレ−ンやホイストは、
天井に設けられたレ−ル上を遠隔操作により往来して作
業を行っている。また、大型のクレ−ンで、地上に敷設
されたレ−ルの上を運行するものもある。いずれにせ
よ、作業量が多くなると、レ−ルの上を複数台のクレ−
ンやホイストが運行することになる。これら複数台のク
レ−ンなどは、同時に同一方向に運行されるわけではな
く、取扱者の意思で要求した方向に移動するので、時に
よっては互いに衝突する方向に移動する場合も起こり得
る。そこで、これらには、互いに衝突を防止する装置が
搭載されている。

【０００３】従来用いられていた衝突防止装置は、たと
えば、一方のクレ−ンに第１の反射板と第２の反射板を
設けておき、他方のクレ−ンには、前記第１の反射板に
向かって光を放射する発光ダイオ−ドと第１の反射板か
ら反射された光を受光する受光素子とを持った第１のセ
ンサと、前記第２の反射板に向かって光を放射する発光
ダイオ−ドと第２の反射板から反射された光を受光する
受光素子とを持った第２のセンサとを持ち、第１のセン
サに隣接するクレ−ンが距離測定可能範囲に有るか否か
の判断を行わせ、第１のセンサに測距離可能範囲内に両
クレ−ンがある事を確認させたのち、第２のセンサをも
って両者間の距離を測定し、その間の距離が設定値に達
したとき警報を発し、同時にクレ−ンを非常停止せしめ
て衝突を防止するように構成されており、このような装
置は、特開昭６２−２４０２９６号公報に記載されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の装
置は、測距離可能範囲に両クレ−ンがいることを確認し
ながら両者の距離を確認しているので、安全性は高い。
しかしながら、構成が複雑であり装置が高価となるほ
か、センサが２系統になるので、設置後の光軸合わせが
面倒であり、また懐中電灯の光や太陽光の差し込むなど
の外乱や、侵入した鳥類など動物の一時的な遮光動作に
弱く、誤動作を起こすことがあった。

【０００５】本発明は、上述の様な欠点を改善しようと
するものであり、その目的は、センサを１系統にして光
軸合わせを簡単にするとともに外乱を除去できるような
衝突防止装置を提供することにある。また他の発明の目
的は、動物の一時的な遮光動作に対しても誤動作を起こ
すことがない衝突防止装置を得ることにある。

【０００６】

【課題を解決する手段】上述のような発明の目的を達成
するために、本発明は、移動体の一方から発射した光を
他方の移動体で反射せしめた反射光を用いて移動体間の
間隔を測定し、測定距離が所定値以内のとき接近信号を
発生する衝突防止装置において、両移動体の接近距離を
設定する距離設定手段と、該距離設定手段により設定さ
れた距離を記憶する距離記憶手段と、移動体の一方から
発射した光の位相と反射光の位相との位相差を演算する
演算手段と、該演算手段が演算した位相差から求めた距
離と距離記憶手段に記憶された設定距離とを比較して演
算手段の演算結果から求めた距離が設定距離以内のとき
信号を出力する信号発生手段とを有することを特徴とす
る衝突防止装置を提供することにある。

【０００７】

【作用】レ−ザ−光を相手方に発射し、リフレクタで反
射させてその反射光を受光して発射光と受光した反射光
との位相差を測定し、その位相差から移動物体間の距離
を算出し、該距離が設定値以内のときに警報を発する。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明
する。図１は本発明に係る衝突防止装置を適用したクレ
−ンの概略を示す構成図であり、図中１は倉庫などの天
井に直線的に敷設された２本のレールである。該レール
上には２台のクレーンＡ、Ｂが左右に走行自在に置かれ
ている。２は各クレーンに設けられ、レール１上に置か
れた車輪である。該車輪２には駆動用の電動機３が結合
され、該電動機３の駆動によりクレーンＡおよびＢは自
走することができる。４は送受光部であり、該送受光部
４には送光部４０１と受光部４０２が設けられている。
なお、送受光部４の内部にはレーザからなる発光素子と
半導体受光装置が設けられているが、詳細については後
に述べる。５はコントローラであり、送受光部４の動作
指令を発したり、またこれが受けた光信号を処理して、
２台のクレーン間の距離の測定、クレーンの動作を制御
する信号の作成等を行うが、詳細な構成は後述する。６
はコントローラ５からの信号を受け、電動機３を制御す
る強電回路６である。７はインターフェス装置であり、
導線でリモートコントローラ８と接続し、地上からの指
令をコントローラ５に伝達したり、また光により結合さ
れたリモートコントローラ９からの信号を受信したりす
る。１０は送受光部４から発せられた光を反射するリフ
レクタである。

【０００９】図２は送受光部４とコントローラ５の詳細
を示すブロック図である。送受光部４内には送光部４０
１の焦点位置にはレーザ発光体４０３が置かれており、
このレーザ発光体４０３は発振器４０４からの１．８Ｍ
Ｈｚの高周波信号を増幅する駆動回路４０５により駆動
され、連続的に発光する光は、この高周波信号により変
調される。受光部４０２の焦点位置には、半導体受光素
子４０６が置かれている。このほか、送受光部４には、
もう１つの半導体受光素子４０７が置かれており、この
半導体受光素子４０７はレーザ発光体４０３から分光さ
れ、ハーフミラー或いは光ファイバーのような分光器４
０８により導かれた基準光を受ける。

【００１０】次に、コントローラ５の内部について詳細
に説明する。図２において、５０１は高周波増幅回路で
あり、半導体受光素子４０７が受けた基準光を高周波の
電気信号に変換した後、これを所定の大きさにまで増幅
する。高周波可変増幅回路５０２は半導体受光素子４０
６が受けた反射光を高周波の電気信号に変換した後、こ
れを所定の大きさまで増幅するとともに、後述のＡＧＣ
信号によりその増幅率を変える。高周波増幅回路５０
１、５０２で増幅されたそれぞれの信号は混合回路５０
４、５０５に入力される。５０３は局部発振器であり、
ここで発信された局部発振信号は２つの混合回路５０
４、５０５に入力され、混合回路５０４、５０５では周
波数混合が行われて中間周波数が取り出され、それら中
間周波数信号はバンドパスフィルタ５０６、５０７を通
過し、更に中間周波増幅器５０８、５０９で増幅された
のち、２つの中間周波信号はそれぞれ比較器５１０に入
力される。

【００１１】レーザ発光体４０３が発する光はコヒーレ
ント光であるため、中間周波増幅器５０８、５０９から
出力される信号は正弦波である。そして、比較器５１０
では、前記２つの中間周波増幅器５０８、５０９から出
力される正弦波の位相差を検知し、その差分を次の位相
差算出回路５１１に入力し、位相差に見合ったパルス数
を該位相差算出回路５１１が出力する。なお、比較器５
１０で信号の位相差を比較するとき、２つの信号の波高
値が同じであることが必要である。この為本発明では、
ＡＧＣ回路５１２が設けられている。ＡＧＣ回路５１２
では、中間周波増幅器５０８からの信号を入力してこれ
の波高値を基準値と定め、中間周波増幅器５０９から入
力する信号の波高値と比較し、中間周波増幅器５０９か
ら出力される波高値が基準値よりも小さい時にはＡＧＣ
信号により高周波可変増幅回路５０２のゲインを増加
し、これと反対のときには、ＡＧＣ信号により高周波可
変増幅回路５０２のゲインを減じて、常に中間周波増幅
器５０８と５０９から出力される波高値が等しくなるよ
うに負帰還制御する。なお、ＡＧＣ信号はＡ／Ｄ（アナ
ログ・デジタル）変換器５１３によりデジタル値に変換
されて、信号処理装置５１４に入力される。半導体受光
素子４０６を増幅し、周波数変換する回路の非直線特性
のため、ＡＧＣ電圧の変化により位相特性も変わるの
で、この信号により、検知された位相差をＣＰＵで補正
している。またこの信号はＣＰＵに入力されて、ダイア
グノース動作のときの動作確認の信号などにも使用され
る。

【００１２】信号処理装置５１４は、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＰＩＯ、ＳＩＯ、ＣＴＣな
ど、マイコロコンピュータとしてのハードウエアを備え
ている。そしてＲＯＭの中には各種の作業プログラムが
記憶されており、その時々の衝突防止装置の環境によ
り、的確な入力信号の処理、また出力信号の処理等を前
記作業プログラムに従って実行する。なお、５１５は、
クレ−ン双方が衝突前に停止する間隔“Ｌ”を設定する
ロータリデイップスイッチ５１５である。

【００１３】次に、信号処理装置５１４が処理する作業
の一例を示す。 １、ロータリデイップスイッチ５１５による距離“Ｌ”
の設定 ２、リモートコントローラ８や９からの目視による距離
“Ｌ”の設定（遠隔操作による設定） ３、ロータリデイップスイッチ５１５による設定と遠隔
操作による設定との２段設定が出来る。（一旦ロータリ
デイップスイッチ５１５により設定した距離で停止さ
せ、その停止動作を解除したのち、遠隔操作による設定
位置まで徐行で移動させることも出来る。） ４、設定された距離（間隔）“Ｌ”以内のとき、強電回
路６内の電動機３の制御用のリレ−５１６をオンにす
る。 ５、ＡＧＣ信号が所定値の範囲内にあることにより距離
測定が可能な状態にあるとＣＰＵが判断したときＣＰＵ
は全回路に対してイネ−ブル信号を出力する。 ６、前記リレ−５１６が非励磁状態のとき、ＣＰＵが内
部回路の動作をチェックし、故障の有無を診断する（ダ
イアグノ−ス機能）。 ７、クレ−ン間の距離が“Ｌ”以内にあって、所定時間
たとえば１秒以上の遮光動作があったときには、何らか
の故障が生じたと判断する。但し、瞬時の遮光では、た
とえば鳥等の動物が光路を遮ったものと判断して、故障
の判断は示さない。 ８、ロータリデイップスイッチまたはリモートコントロ
ーラによる距離“Ｌ”の設定値が距離測定可能距離を逸
脱している場合の警告を行い、かつ一切の動作を禁止す
る。 ９、測定可能距離以内に入ったにもかかわらず、外部ノ
イズの混入等で距離の測定が不可能となった場合の計測
結果を切り捨てる。

【００１４】次に、本発明の概略の動作をフローチャー
トを使用して説明する。図３のステップＳ１において、
リモートコントローラ８または９から作動スイッチをオ
ンにすると、信号処理装置５１４などの設定値は全て初
期化する。ステップＳ２で、リモートコントローラ８ま
たは９のモードスイッチの指定モードを読み込む。ステ
ップＳ３において、モード１すなわちロータリデイップ
スイッチ５１５で設定した距離を読み込む場合はステッ
プＳ４に進み、モード２すなわちリモートコントローラ
８または９で設定した距離を読み込む場合はステップＳ
５に進み、モード３すなわちリモートコントローラ８ま
たは９により距離を設定する場合はステップＳ６に進
む。

【００１５】ステップＳ６に進んだときには、リモート
コントローラ８または９のテンキーを用いて距離“Ｌ”
を入力し、信号処理装置５１４のＲＯＭに記憶させる
（ステップＳ７）。ステップＳ４に進んだ時には、ロー
タリデイップスイッチ５１５により設定した距離“Ｌ”
を信号処理装置５１４のＲＡＭ内に読み込み、また、ス
テップＳ５に進んだ時には、前にリモートコントローラ
８または９から設定した距離“Ｌ”を信号処理装置５１
４のＲＡＭ内に読み込む。

【００１６】ステップＳ５またはステップＳ６の作業が
終了したなら、ステップＳ８に進んでレーザ発光体４０
３を点灯し、ステップＳ９で全回路の点検を行う。ステ
ップＳ１０において故障が発見された時にはステップＳ
１１で故障信号を出力して動作終了とする。回路に故障
が発見されない時には、ステップＳ１２で距離測定を実
行し、ステップＳ１３で回路のチェックを行い、ステッ
プＳ１４で回路に故障が発見されないときには、隣接す
るクレ−ンとの間の距離を測定し、所定距離“Ｌ”以内
であれば距離を出力する（ステップＳ１５）。

【００１７】次に、隣接するクレ−ンとの間の距離が、
距離測定可能範囲以内にあるときの動作を、図４に示す
フローチャートを用いて説明する。ステップＳ２０にお
いて、受光部４０２が送光部４０１から発射され、リフ
レクタ１０から反射された光を受光したときには、ステ
ップＳ２１で距離測定を行い、その距離が、２メートル
より近く、３０メートルより遠ければ、ステップＳ２２
に進んで、距離測定不可能と判断する。距離が２メート
ルから３０メートルの範囲内にある時は、ステップＳ２
３で距離測定可能であればステップＳ２４に進み、測定
距離が、予め設定された距離“Ｌ”より遠いか、または
同じか近いかを判定し、該距離よりも遠い場合にはステ
ップＳ２５に進んで、何もしない。また距離Ｌと同じか
其よりも近いときにはステップＳ２６に進んで、オン出
力を発して、強電回路６に信号を送り、電動機３を停止
させる。

【００１８】ステップＳ２０において、送光部４０１か
らの光が受光部４０２に入射しないときにはステップＳ
２７に進み、遮光時間が１秒を越えるか越えないかを判
定し、１秒を越えるときには、ステップＳ２８で、装置
の故障と判定する。

【００１９】上記実施例では、相互のクレ−ンが設定距
離に達したとき、自己のクレ−ンのみを停止せしめる構
成となっているが、例えば図１のクレーンＢが停止して
作業中にクレーンＡが接近してきた場合に、これを停止
させる術がない。クレーンの前後に本発明に係る装置を
それぞれ設備すればよいが、設備費が嵩む。そこで、本
発明の他の実施例では、インターフェス装置７などの部
分に、緊急停止用の受光装置と発光装置を設けておき、
停止中のクレ−ン側で設定距離を越えて他のクレーンが
接近したと信号処理装置５１４が判断したとき、発光装
置から緊急停止信号を発し、接近してくるクレーンの受
光装置で是を受信せしめ、接近してくるクレーンを停止
せしめるように構成することもできる。

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、距離測定のための光系統が１系統のみであるの
で、従来の装置と比較して光軸合わせの動作が極めて簡
単になり、費用も安くなる。また、発射光と反射光の変
調周波数を低い方に変換してから両者の位相を比較する
ので外乱による誤動作が無くなった。また、付属の効果
として、動物が短い時間遮光しても誤動作を起こさな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る衝突防止装置を適用したクレ−ン
の概略を示す構成図

【図２】送受光部４とコントローラ５の詳細を示すブロ
ック図

【図３】本発明の実施例動作を説明するフローチャート

【図４】本発明の他の実施例動作を説明するフローチャ
ート

【符号の説明】

１・・・レール ２・・・車輪 ３・・・電動機 ４・・・送受光部 ５・・・コントローラ ６・・・強電回路 ７・・・インターフェス装置 ８・・・リモートコントローラ １０・・リフレクタ ４０１・送光部 ４０２・受光部 ５１０・コンパレータ ５１１・位相差算出回路５１１ ５１４・信号処理装置 ５１５・ロータリデイップスイッチ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動体の一方から発射した光を他方の移動
   体で反射せしめた反射光を用いて移動体間の間隔を測定
   し、測定距離が所定値以内のとき接近信号を発生する衝
   突防止装置において、両移動体の接近距離を設定する距
   離設定手段と、該距離設定手段により設定された距離を
   記憶する距離記憶手段と、移動体の一方から発射した光
   の位相と反射光の位相との位相差を演算する演算手段
   と、該演算手段が演算した位相差から求めた距離と距離
   記憶手段に記憶された設定距離とを比較して演算手段の
   演算結果から求めた距離が設定距離以内のとき信号を出
   力する信号発生手段とを有することを特徴とする衝突防
   止装置。
2. 【請求項２】移動体の一方から発射する光の変調周波数
   と受光した反射光の周波数を所定まで低くした信号の位
   相を演算手段により比較することを特徴とする請求項１
   記載の衝突防止装置。
3. 【請求項３】移動体の一方から発射した光が所定時間以
   上遮光されたとき事故発生と判断する手段を備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の衝突防止装置。
4. 【請求項４】移動体の一方に設けた送光部はレーザ発光
   体を有することを特徴とする請求項１記載の衝突防止装
   置。
5. 【請求項５】前記両移動体の接近距離を設定する距離設
   定手段は、装置内に配置された数値設定手段を含むこと
   を特徴とする請求項１記載の衝突防止装置。
6. 【請求項６】前記両移動体の接近距離を設定する距離設
   定手段は、装置外のリモートコントローラ内に配置され
   た数値設定手段を含むことを特徴とする請求項１記載の
   衝突防止装置。