JPH04177191A

JPH04177191A - 作業機用警報装置

Info

Publication number: JPH04177191A
Application number: JP2305743A
Authority: JP
Inventors: Isao Takiguchi; 滝口　功; Setsuro Kimura; 木村　節朗; Hideji Matsuzawa; 松沢　秀司
Original assignee: Tokimec Inc
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1990-11-09
Publication date: 1992-06-24

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、作業機用警報装置に係り、と（に超音波を利
用して作業員等の弱者の位置を検知し必要に応じて警報
を発する等の処置を行うようにした作業機用警報装置に
関する。

〔従来の技術〕

建設工事等においては、クレーン車や油圧ショベルなど
の工事作業車と作業員とが、作業現場や区画された一定
領域内で同時に作業する場合が多い。このため、工事作
業車には、危険防止を意図して例えばその前部及び後部
にハックソナーが取り付けられている。そして、異常物
体を検知した場合には直ちに警報を発したり、ブレーキ
を自動的に作動させて工事作業車を停止させる等の機能
を備えた警報手段が運転席に装備されているものが多い
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、バックソナー等の検知手段は、検知領域
内に存在する総ての物体について反応する。このため、
運転手が予め回避することを予定している電信柱や塀等
に対しても作業して作業車が自動停止するという不都合
が生じ、作業進行上支障をきたすという欠点があった。

また、バックソナーを含めて従来技術の多くは方向性を
有しており、しかも必要と思われる箇所のみに装備され
ている。このため、近時においてはバックソナーがカバ
ーしきれない作業機周辺の死角領域にて発生している事
故が多い。

一方、警報手段については、その安全対策上より、本来
それほど危険ではない領域まで拡大して作動させる傾向
が強いことから、多（の場合、不自然な状態の警報動作
もあった。このため作業能率とのかね合いもあって、オ
ペレータは、自らの判断で警報手段の動作を停止させて
作業を進めるという事態も生じていた。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、とく
に作業員等の目標物が危険領域等内に入った場合に直ち
に当該目標物を検知するとともにその危険度に応じて所
定の警報処置をとり得るようにした作業機用警報装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、作業機に装備されて目標物探索用のパルス
状超音波を所定の繰り返し周期で出力する探索用の超音
波送信手段と、探索用超音波の受信と同時に当該目標物
から出力される異なった周波数の超音波を作業機上にて
受信する超音波受信部と、この超音波受信部で受信され
る超音波を信号処理すると共に必要に応じて予め別に装
備された警報手段を駆動制御する信号処理部とを備えて
いる。探索用の超音波送信手段は、作業機上に装備され
た探索用送波器からなる超音波送出部と、探索用送波器
を同一の周波数で励振駆動すると共に必要に応じて異な
った繰り返し周期で外部出力する励振回路部とにより構
成されている。そして、信号処理部の出力側と励振回路
部との間に、必要に応じて探索用送波器から出力される
パルス状超音波の繰り返し周期を変更する送信繰り返し
制御回路が装備されている。また、目標物には、送られ
てくる超音波の繰り返し周波数に応じた外部警報を出力
するブザー回路を設けるという構成を採っている。さら
に、探索用の超音波送信手段から出力される超音波の繰
り返し周期が変更された場合に直ちにこれを抽出し外部
警報を出力するブザー回路を、前記した目標物に装備す
る、という構成としてもよい。これによって前述した目
的を達成しようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を、第１図ないし第８図に基づ
いて説明する。

まず、第１図ないし第３図において、符号ｌは作業機と
しての油圧ショベルを示す。本実施例では、この油圧シ
ョベル１に装備されて目標物Ｍ探索用の超音波を出力す
る探索用の超音波送信手段２と、目標物Ｍから出力され
る異なった周波数の超音波を油圧ショベル１上にて受信
する超音波受信部４Ａと、この超音波受信部４Ａで受信
される超音波を信号処理すると共に必要に応じて予め別
に装備された警報手段としてのブザー回路３４を駆動制
御する信号処理回路４Ｂとを備えている。

この超音波受信部４Ａと信号処理回路４Ｂとにより、超
音波受信手段４が形成されている。

超音波送信手段２は、油圧ショベル１上の複数箇所に装
備された複数の探索用送波器１１．．１１□、１１３．
・・・ｌ１ｇと、これらの探索用送波器１１．〜１１．
を同一の周波数で駆動制御する励振回路部１２とを備え
た構成となっている。

信号処理回路４Ｂは、受信超音波が予め定められた危険
領域ｒ１と準危険領域ｒ２の内のいづれ（７）　ｅｌ域
から出力されたものかを判断する危険度判断機能と、受
信超音波が準危険領域ｒ２内からのものと判断した場合
に直ちに警報ブザ−３４Ｂを駆動制御する警報駆動制御
機能と、受信超音波が危険領域ｒ１内からのものと判断
した場合に直ちに油圧ショベル１の動作を停止制御する
停止制御機能とを備えている。符号３は目標物Ｍたる作
業員等に装着される超音波返信手段を示す。

これを更に詳述すると、超音波送信手段２は、本実施例
では２８［ＫＨ２）の一定周波数の探索用超音波を出力
する８個の探索用送波器１１＋、１１、．１１．、・・
・ｌｌｓを備えた超音波送出部１１と、この超音波送出
部１１の各探索用送波器１１、〜１１８を同時に励振す
る励振回路部１２とを備えている。励振回路部１２は、
励振用の基本信号を出力する基本パルス発振回路１２Ａ
と励振周期を設定する励振タイミング設定回路１２Ｂと
を備えた構成となっている。

基本パルス発振回路１２Ａは、実際には第１図に示すよ
うにシステムの基準タイミングを発生する基準パルス出
力回路１２ａと、探索用送波器１１、〜１１．を励振す
るための周波数２８（ＫＨｚ）の信号を出力する基本発
振回路１２ｂとにより構成されている。そして、基本パ
ルス発振回路１２Ａは、探索用送波器１１□〜１１８か
ら出力される超音波信号の繰り返し周期及び送信パルス
幅等を決定する機能を備えている。

また、励振タイミング設定回路１２Ｂは、実際には第１
図に示すように、送信制御回路１２ｅと増幅器１２ｆと
により構成されている。この内、送信制御回路１２ｅは
、送信パルス幅ゲート（基本パルス出力回路１２ａの出
力）の中に基本発振回路１２ｂの出力信号を乗せる作用
をなす。これにより、繰り返し周期及び送信パルス幅が
決定された周波数２８（Ｋｌ（ｚ）の励振用信号が探索
用送波器１１．〜１１８へ送り込まれ、周波数２８（Ｋ
Ｈｚ）の超音波が一定の繰り返し周期のもとに超音波送
出部１１から出力される。

ここで、基準パルス出力回路１２ａは、必要に応じて送
信信号の繰り返し周期を可変設定し得るようになってい
る。

超音波返信手段３は、返信用受波器２１と、この返信用
受波器２１が、前述した探索用送波器１１１〜ｌ１ｇか
らの超音波を受信すると直ちに作動して当該返信用受波
器２１が受信した２８〔Ｋ）（Ｚ］の超音波とは異なっ
た周波数（本実施例では２１（ＫＨｚ））の超音波を出
力する返信用送波器２２と、この返信用送波器２２を駆
動制御する返信側受信送信回路部２３とを備えた構成と
なっている。

更に、この超音波返信手段３は、別に返信側ブザー回路
２４を有している。この返信側ブザー回路２４は、送ら
れて（る探索用超音波より繰り返し周期を検出する信号
周期検出回路２４Ａと、この信号周期検出回路２４Ａに
付勢されて作動するブザー２４Ｂとにより構成されてい
る。これにより、作業者は作動するブザーの繰り返し周
期を聞くことにより作業者が存在する領域の危険度を知
ることができる。

また、この超音波返信手段３は、前述した超音波送信手
段２から送り出される２８（ＫＨｚ）の超音波を受信す
ると直ちに２１（ＫＨｚ）の超音波を油圧ショベル１側
に送り返すことができるようになっている。この超音波
返信手段３は、実際には目標物としての作業員のヘルメ
ット又はチョンキ等に装備されるようになっている。

超音波受信手段４は、前述した超音波返信手段３から出
力される超音波を油圧ショベル１上にて受信する超音波
受信部４Ａと、この超音波受信部４Ａに受信された超音
波を信号処理すると共に必要に応じて所定の警報信号を
出力する信号処理回路４Ｂとを備えている。

超音波受信手段４の超音波受信部４Ａは、８個の探索用
受波器３１．．３１□、３１３，３１．。

３　Ｉｓ　、　　３　ｌｂ　、　　３１７　、　３　ｉ
ｓにより構成されている。

超音波受信手段４の信号処理回路４Ｂは、前述した８個
の探索受波器３１１〜３１８で受信される信号から一定
の基準に従って雑音を排除して受信信号のみを選定する
信号選定回路３２と、この信号選定回路３２から送られ
てくる受信信号が前述した超音波返信手段３からのもの
か否かを判断するとともに、当該受信信号をその到達時
間によっテレンジ、又はレンジｒｚ　　（第７図参照）
に区分する信号判別回路３３と、この信号判別回路３３
から出力される信号に基づいてブザー回路３４及び危険
表示部３５を駆動制御する警報制御回路３６とを備えて
いる。この警報制御回路３６は、危険領域用の制御回路
３６Ａと準危険領域用の制御回路３６Ｂとにより構成さ
れている。これに対応じて、ブザー回路３４は、警報ブ
ザ−３４Ａ。

３４Ｂにより構成されている。また、危険表示部３５は
、危険表示器３５Ａ、３５Ｂにより構成されている。符
号３７は必要に応じて油圧ショベル等の作業車の動作を
停止制御せしめる外部装置用制御回路を示す。

ここで、信号選定回路３２は、具体的にはノ＼ンドバス
フィルタ（ＢＰＦ）が用いられ、各探索用送波器３ｔ＋
〜３１８にて受信され増幅された信号中より目標物Ｍか
らのものを選び出すための第１選別を行う。

また、信号判別回路３３は、前述した信号選定回路３２
で選定された信号中より、そのレベル。

振幅１周期等をチエツクして目標物Ｍからの信号を抽出
する機能を備えている。同時に、この抽出された信号の
発射位置をその受信時間より算定し、レンジｒｌ＋ｒ２
のいづれのレンジからの信号かを判別する。このレンジ
ｒｌ＋ｒＺについては、レンジｒ１が危険領域を示し、
レンジｒ２が準危険領域を示す。

信号判別回路３３は、さらに、受信超音波がレンジｒ２
の準危険領域内からのものと判断した場合に直ちに他方
の警報ブザ−３４Ｂを駆動制御する警報駆動制御機能と
、受信超音波がレンジｒ１の危険領域内からのものと判
断した場合に直ちに一方の警報ブザ−３４Ａを駆動する
とともに油圧ショベル１の動作を停止制御する作業機用
動作停止制御機能とを備えている。

さらに、この実施例では、前述した信号判別回路３３に
て行われる受信信号のレンジ’ｌ＋　　レンジｒ２への
区分動作に際し、その判定基準となる基準信号を出力す
る測定レンジ設定回路部４０が設けられている。この測
定レンジ設定回路部４０は、近距離のレンジｒ１を設定
する第ルンジ設定回路４０Ａと、このレンジｒ１の外側
の所定領域であるレンジｒ２を設定する第２レンジ設定
回路４０Ｂとにより構成されている。そして、この測定
レンジ設定回路部４０は、前述した基準パルス出力回路
１２ａの出力信号を入力するとともにこれに対応した測
定レンジを信号判別回路３３に対して設定されるように
なっている。第７図に測定レンジｒ、、ｒｚを図示する
。また第８図に警報ブザー３４Ａ、３４Ｂと共に作動す
る危険表示部３５の一例を示す。この危険表示部３５は
、内側の環状表示部に危険領域（レンジ１）を示す危険
表示器３５Ａが組込まれ、外側の環状表示部に、準危険
領域（レンジ２）を示す危険表示器３５Ｂが組込まれて
いる。この危険表示器３５Ａ、３５Ｂは、前述した警報
制御回路３６によって各別に点滅動作等が付勢されるよ
うになっている。

また、作業者がレンジｒ１の危険領域に入ってきた場合
に直ちに作動して前述した繰り返し周期を可変設定（こ
の場合、本実施例では繰り返し周波数を高く設定）する
送信繰り返し制御回路１２ｋが、警報制御回路３６の危
険領域用の制御回路３６Ａと前述した基準パルス出力回
路１２ａとの間に装備されている。

さらに、前述した探索用送波器１１．〜１１Ｂと探索用
受波器３１１〜３１．は、第４図に示すように各１個づ
つ組になって探索用送受波器部５０、を形成し、第２図
ないし第３図に示すように作業機に装備されるようにな
っている。第３図に示す他の探索用送受波器部５０□、
５０３．・・・５０８も同様に形成されている。

この探索用送受波器部５０．は、具体的には各１個の探
索用送波器１１１及び探索用受波器３１、と、この探索
用送波器１１□及び探索用受波器３１、を同一方向に向
けて併設すると共に固定支持する送受波器支持体５０Ａ
と、この送受波器支持体５０Ａを起伏回動自在に支持す
る支持枠体５０Ｂとにより形成されている。第５図に、
この探索用送受波器部５０．を第４図の矢印Ｅの方向か
らみた側面図を示す。また、第６図は第４図の探索用送
波器１１１及び探索用受波器３１．を含む横断面図を示
す。この第６図において、符号５０Ｅ、５０Ｆは固定ね
じを示し、符号５０Ｇ、５０Ｇはコネクタを示す。この
コネクタ５０Ｇ、５０Ｇはプレートを介して送受波器支
持体５０Ａに固定されている。また、固定ねし５０Ｅ、
５０Ｆは、支持枠体５０Ｂの立上り部を介して前述した
送受波器支持体５０Ａの両側面に係合されている。これ
により、当該固定ねじ５０Ｅ、５０Ｆを適当に操作する
ことによって前述した送受波器支持体５０Ａを第４図及
び第５図に示す矢印にの方向に起伏動作させたのち、最
適設定角をさがして設定することができるようになって
いる。符号５０Ｈは保護用のホーンを示し、符号５ＯＮ
はホーン用止めねじを示す。

他の探索用送受波器５０□〜５０８についても全く同様
に形成され同様に機能するようになっている。

尚、ホーン５０Ｈは、その大きさや広がり若しくは長さ
等を適当に設定することにより、超音波の音場を適当な
領域に形成させることができる。

このように形成された８個の探索用送受波器部５０、〜
５０．は、第２図ないし第３図に示すように作業機とし
ての油圧ショベル１上の外周縁部分及びアーム部ＩＡ等
に周囲３６０°に対応し、又危険領域も考慮して分散し
装備されている。

このように、本実施例にあっては、８組の探索用送受波
器部５０．〜５０．を周囲３６０°に対応じて作業機に
分散して装備されていることから、作業員が近づいてき
た場合には、直ちにその返信超音波を受信しこれを検知
すると共に、警報に発することができる。また、危険領
域部内からの返信信号を受信した場合には直ちに作業機
そのものの動作を停止制御することもできるようになっ
ている。

また、油圧ショベルのアーム部の両側に、探索用送受信
部５０．．５０．を装備したことから、ブームの上下動
に影響されることなく、またブームやアームの反射波に
影響されることなく送信超音波を出力し、又返信超音波
を受信することができる。

なお、上記実施例では探索用送受信部を８個用いた場合
について例示したが、複数個であれば数については特に
限定するものではない。

また、信号を送信し又は返信する超音波については、そ
れぞれ周波数が２８（ＫＨｚ）と２１〔Ｋ旧〕のものを
使用した場合を例示したが、他の周波数を使用するよう
に構成してもよい。

更に、測定レンジについては、作業車の周囲を探索用送
受信部５０．〜５０１１を中心として危険領域と準危険
領域の２つに分ける場合について例示したが、部分的に
は三段階以上に分けるように構成したものであってもよ
い。

さらに、他の実施例として、繰り返し周期を検出する信
号周期検出回路２４Ａは、送られてくる超音波の繰り返
し周期が変更された場合、例えば所定の繰り返し周期以
上になった場合にのみ外部警報を出力するブザー２４Ｂ
を作動させるように構成してもよい。

このような構成により作業者に危険度の高い状態にある
ということを確実に知らしめることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によると、目標物たる作業員が測
定レンジ内に入った場合には直ちに作動して作業車を停
止させ若しくは作業者側から外部に警報を発することが
可能となり、とくに予め定めた所定箇所に作業者が入っ
た場合には直ちに送信繰り返し制御回路が作動して送信
超音波の繰り返し周期を可変し、これによって作業者の
有するブザー等を作動させて当該作業者に警報を発する
ことができ、このため、作業者は作業車の危険領域に入
ったことを確実に知ることができるという従来にない優
れた作業機用警報装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図中の探索用送受波器部を装備した油圧ショベルを
示す正面図、第３図は第２図のアーム部を曲げた状態の
油圧ショベルを示す平面図、第４図は第１図中における
探索用送受波器部を示す斜視図、第５図は第４図の矢印
Ｅの方向からみた側面図、第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ
線に沿った断面図、第７図は探索用送受波器部における
第１及び第２の測定レンジｒ＋、ｒｚの関係を示す説明
図、第８図は第１図における危険表示部の一例を示す説
明図である。２・・・・・・超音波送信手段、３・・・・・・超音波
返信手段、４・・・・・・超音波受信手段、４Ａ・・・
・・・超音波受信部、４Ｂ・・・・・・信号処理回路、
１１・・・・・・超音波送出部、１１、〜１１６・・・
・・・探索用送波器、１２・・・・・・励振回路部、１
２ｋ・・・・・・送信繰り返し制御回路、２４−・・・
・・・返信側ブザー回路、３１．〜３１．・・・・・・
探索用受波器、３４Ａ、３４Ｂ・・・・・・警報ブザ−
，３５Ａ、３５Ｂ・・・・・・危険表示器、５０．〜５
０８・・・・・・探索用送受波器部。出願人　　株式会社　トキメック代理人　　弁理士　高　橋　　勇第４図Ｏｔ第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、作業機に装備されて目標物探索用のパルス状超
音波を所定の繰り返し周期で出力する探索用の超音波送
信手段と、前記探索用超音波の受信と同時に当該目標物
から出力される異なった周波数の超音波を前記作業機上
にて受信する超音波受信部と、この超音波受信部で受信
される超音波を信号処理すると共に必要に応じて予め別
に装備された警報手段を駆動制御する信号処理部とを備
え、前記探索用の超音波送信手段を、前記作業機上に装
備された探索用送波器からなる超音波送出部と、前記探
索用送波器を同一の周波数で励振駆動すると共に必要に
応じて異なった繰り返し周期で外部出力する励振回路部
とにより構成し、前記信号処理部の出力側と前記励振回路部との間に、必
要に応じて前記探索用送波器から出力されるパルス状超
音波の繰り返し周期を変更する送信繰り返し制御回路を
装備すると共に、前記目標物には、送られてくる超音波の繰り返し周期に
応じた外部警報を出力するブザー回路を設けたことを特
徴とする作業機用警報装置。
（２）、作業機に装備されて目標物探索用のパルス状超
音波を所定の繰り返し周期で出力する探索用の超音波送
信手段と、前記探索用超音波の受信と同時に当該目標物
から出力される異なった周波数の超音波を前記作業機上
にて受信する超音波受信部と、この超音波受信部で受信
される超音波を信号処理すると共に必要に応じて予め別
に装備された警報手段を駆動制御する信号処理部とを備
え、前記探索用の超音波送信手段を、前記作業機上に装
備された探索用送波器からなる超音波送出部と、前記探
索用送波器を同一の周波数で励振駆動すると共に必要に
応じて異なった繰り返し周期で外部出力する励振回路部
とにより構成し、前記信号処理部の出力側と前記励振回路部との間に、必
要に応じて前記探索用送波器から出力されるパルス状超
音波の繰り返し周期を変更する送信繰り返し制御回路を
装備すると共に、前記目標物には、送られてくる超音波の繰り返し周期が
変更された場合に直ちにこれを抽出し外部警報を出力す
るブザー回路を設けたことを特徴とする作業機用警報装
置。