JPH0438394A - 深度測定方法 - Google Patents

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、ｊ１！重機械本体に巻上ウィンチを搭載し、
Ｉｖ巻上ウィンチのドラムに巻かれた吊りロープにへヶ
・ント等の作業具を取付けて作業を行なう建設機械にお
ける作業具あるいはフックの深度測定方法に関する。

（従来の技術） 第５図は従来の建設機械に使用される従来の深度測定方
法を実施する装置の構成を示すもので、建設機械は、本
体ｌにブーム２を起伏自在に取付け、本体ｌ上に搭載し
た巻上ウィンチトラム３に巻かれた吊りロープ４を、ブ
ーム２の頂部に取付けたガイドシーブ５に掛け、ポイン
トシーブ６とパケット等の作業具７との間で掛は回し、
トラム３の回転により、吊りロープ４の巻取り繰り出し
を行なうことにより、作業具７の上下動を行ない、かつ
本体１の旋回動作を伴なわせて掘削、排土を行なうもの
である。

８はトラム３の回転検出器てあり、該回転検出器８は、
トラム３に設けられた放熱フィンあるいはスリット板に
近接させて設け、トラム３の回転量を電気信号に変換し
て出力するものである。

９はブーム２の傾斜角を電気信号に変換させるブーム角
度検出器である。ｌＯは述転室１１に設置したマイクロ
コンピュータからなる演算手段。

１２．１３はそれぞれ該演算手段に付属したものて、１
２はキーボード等でなる設定器、１３は深度表示器でな
る出力手段であり、従来は、設定器１２によりブーム２
の長さ、吊りロープ４のポイントシーブ６と作業具７と
の掛は数を設定すると共に、オペレータがトラム３の巻
層番号ｉ（第６図に示すように、巻上ロープ４の繰り出
し位置がトラム３の外周に接する層から何番目の層に当
るかを表示する番号）と、列番号（吊りロープ４を繰り
出している列がドラム端部から何番目に当るかを表示す
る番号）とを目視により検知し、これらの番号を設定器
１２に設定して演算手段１０に入力させ、これらの設定
信号と、回転検出器８からのトラム回転量信号と、ブー
ム角度検出器９からのブーム角度検出信号とに基づき、
演算手段ｌＯにより、トラム３の１回転当りの吊りロー
プ４の移動量を算出し、基準面からの現在までの吊りロ
ープ４の移動量を算出して、ブーム２の角度によるブー
ム頂部から基準面（−船釣には地面）までの高さを参照
して作業具７の基準面からの深度ΔＨを算出している。

ここで、トラム３に巻かれる吊りロープ４の巻層番号ｌ
を参酌して吊りロープ４の移動量を算出している理由は
、第７図の階段状に描かれた実線ａに示すように、巻層
によってトラム３の１回転当りの吊りロープ４の移動量
に、か階段状に変化するからであり、また列番号を設定
しているのは、巻層番号の変化を演算により検出するた
めである。

（発明が解決しようとする課題） このような従来の深度測定方法によれば、第７図の鎖線
すに示すように、巻層番号ｌに対してドラム１回転当り
の巻上ロープの移動量を一次式で近似させる場合に比較
し、誤差は小さくなる長所かある。しかし、巻層番号ｉ
および列番号ｊを目視により検出して設定するには熟練
を要し、非熟練者による場合は、スケールを当てて巻層
番号を計算しなければ分からない場合かあり２段取りに
手間がかかる。また、巻層番号ｉや列番号ｊが誤入力さ
れ、算出された深度の誤差か大きくなるおそれがある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたしのて、
作業具等の深度測定のための段取りに手間かかからず、
かつ誤入力なく正確な深度の測定か行なえる建設機械に
おける作業具等の深度測定方法を提供することを目的と
する。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明は、建設機械本体に
巻上ウィンチを搭載し、該巻上ウィンチのドラムに巻か
れた吊りロープをフロントアタッチメントから垂下し、
該吊りロープにより作業具を支持し、該作業具またはフ
ックの基準面からの位置すなわち深さを算出する方法に
おいて、基準面からの作業具またはフウク位ｌを実測し
、その実測イｉを演算手段に入力し、演算手段において
は、少なくとも吊りロープの全長と、前記ドラムより作
業具またはフックに至る吊りロープ長と、前記実測値と
から、前記ドラムに巻かれている吊りロープの長さを求
め、該ドラムに巻かれている吊りロープの長さから、演
算により、巻上ロープの繰り出し位置がドラム外周に接
する層から何番目の層に当るかを表示する巻層番号と、
吊りロープを繰り出している列がドラム端部から何番目
に当るかを表示する列番号を求めて初期設定し、吊りロ
ープの移動中においては、算出された巻層番号に対応す
るドラム１回転当りの吊りロープ移動量を前記演算手段
により求め、ドラム１回転当りの吊りロープ移動量にド
ラム回転検出器により検出される回転量を乗算して吊り
ロープの移動量を求めると共に、前記算出された列番号
とドラム回転量から前記巻層番号の変化を検出してドラ
ム１回転当りの吊りロープ移動量を変更しながら前記同
様に吊りロープ移動量を算出し、該吊りロープ移動量か
ら作業具またはフックの深度を求めることを特徴とする
。

また、本発明を好適に実施する例として、作業具または
フックを基準面に位置させた状態て作業具またはフック
の位置入力を演算手段に対して行なうことにより、前記
巻層番号および列番号な算出する方法かある。

（作用） 未発ＩＪＩの深度測定方法は、上述のように、作業具ま
たはフックの基準面からの位置を実測し、吊りロープの
全長からその実測値とドラムから作業具またはフックま
での吊りロープの長さを減算する（必要により作業具の
高さを減算する場合かある）ことにより、トラムに巻か
れた吊りロープの長さを求め、その長さを巻層番号、列
番号を算出する方法てあり、従来必要としたドラムにお
ける吊りロープ繰り出し位置の巻層番号と列番号の実測
は不要となる。

また本発明において、作業具またはフックか基準面にあ
るときにトラムの巻層番号と列番号を設定することによ
り、作業具またはフックの基準面からの位置の実測も不
要となる。

（実施例） 第１図は本発明による深度測定方法の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は該実施例の説明に供する各部寸法図
である。

本実施例においては、下記の手順で作業具７の深度を求
める。

（１）作業具７の基準面（地面等）からの位Ｎｘ（第２
図参照）を実測し、その実測値Ｘと、他の設定値や検出
４６等から深度を求める０本実施例においては、作業具
７を結合しているフックの位置を測定しているが１作業
具７の底部の基準面からの高さを実測するようにしても
良い、設定値としては、実測値Ｘ以外に、吊りロープ４
の全長し、ブーム２の長さＢＬ、作業具７の吊りロープ
４掛数ｍかある。このような設定ｆ（ｉを、トラム３の
回転検出器８およびブーム角度検出器９の検出信号と共
に、マイクロコンピュータからなる＠算手段２０に入力
する。

（２）前記設定値、検出値等から、トラム３から繰り出
される吊りロープ４の繰り出し位置の巻層番号ｉ１列番
号Ｊを演算する。

（３）前記巻層番号ｌ、その時の吊りロープ４のドラム
３の１回転当りの移動量に、を求める。

（４）前記回転検出器８からの検出信号から求められる
回転量の値と前記繰り出し量に、とを乗算して吊りロー
プの変位量を求めそのイ１をロープ掛数ｍて割って第２
図に示す作業具７の移動量ΔＬを演算する。

（５）変位量ΔＬと前の演算値とから現在の深度ΔＨを
、作業具７の高さをＢとして、 ΔＨ−ΔＬ−（Ｘ−Ｂ）・−（１） なる演算により求め１表示器からなる出力手段１３より
出力する。この変位量ΔＬの演算および出力手段におけ
る出力は、例えば前記回転検出器８の１出力パルスごと
あるいは数比力パルスごとに行なっても良く１表示源度
の最低単位の値か変化するたびに行なうようにしても良
い、その他、表示の仕方には種々の７！１様かある。

前記（２）における巻層番号ｉ、列番号ｊの演算は次の
ようにして行なう、前述のように、吊りロープ４の全長
をし、トラム３に巻かれている吊りロープ４の長さをＷ
Ｄ、トラム３から繰り出されている長さをＷＲとすれば
、 ＷＤ＝Ｌ−ＷＲ・・・（２） である。

ここて、吊りロープ４のトラム３から繰り出されている
長さＷＲは、第２図の寸法図から理解されるように。

ＷＲ＝ＷＲ，−ｍ＋ＷＲ２＋ＷＲ，＋ＷＲ４＋ＷＲ，・
・・（３） て表現される。（３）式において、各記号は次の寸法を
意味し、これらは演算手段１０に予め記憶しておくか、
あるいは設定器１２より入力して固定値として再入力か
不必要となるように格納しておく。

ＷＲ＋：作業具７とポイントシーツ６との間距離ＷＲ２
：ポイントシーブ６における吊りロープ４の巻長さ ＷＲ＝ニガイトシーブ５とポイントシーブ６間距離ＷＲ
，ニガイトシーブ５における吊りロープ４の巻長さ ＷＲｓニドラム３からガイドシーブ５まての巻上ロープ
４の接線長さ てあり、ＷＲ２〜ＷＲ５は、トラム３から作業具７まて
の吊りロープ４の長さであり、機械構造上の固定要素と
考えて良い、（ＷＲＳはブーム角度θにより若干変化す
るか実質的に一定として近似することがてき、ＷＲ，は
一定、ＷＲ，＋ＷＲ。

はブーム２の角度θに拘らず実質的に一定である。） また、ポイントシーブ６から基準面までの高さをＨとす
れば、 ＷＲ□＝Ｈ−Ｘ　　・−（４） か成立する。（４）式におけるＨの値は、設定値である
ブーム長ＢＬおよび検出角度θから（５）式により求ま
るため、（３）〜（５）式により、トラム３から繰り出
されている吊りロープ４の長さＷＲか求まり、このＷＲ
の値から（２）式によりトラム３に巻かれている吊りロ
ープ４の長さＷＤか求まる。

Ｈ＝＝ＢＬ−ｓｉｎθ＋Ｈ１−（５） たたし、（５）式において、Ｈｌはブーム２のフート部
の基準面からの高さである。

このようにして求められたトラム３に巻かれている吊り
ロープ４の長さＷＤから、第３図のフローチャートに示
す演算を演算手段ｌＯにより行ない１巻層番号ｉと列番
号ｊとを求める。

第３図の処理を説明すると、まず巻層番号ｉをクリアし
くＳｌ）、ｉに１を加算しくＳ２）、まず１層目に巻か
れる吊りロープの直径り、（Ｘは巻層番号）と、予め定
められている１層当りの全列番号Ｎとから、巻層番号ｉ
まて巻かれていると仮定した場合の吊りロープ長 ＷＤ、＝π　・Ｄｌ・Ｎ＋π　・Ｄ２・Ｎ・・・＋π　
・Ｄ、・Ｎ・・・（６） を求める（Ｓ３）、次に、実際にトラム３に巻かれてい
る吊りロープ４の前記長さＷＤと前記１層まで巻かれて
いると仮定した場合の吊りロープ長ＷＤ、の大小を比較
しくＳ４、Ｓ５）、ＷＤ（実際値）＞ＷＤｉ（計算値）
てあれば、１に１を加えてＳ２のステップから前記と同
様の処理を繰り返す。

ＷＤ（実際値）＜ＷＤｉ（計算ｆｉ′Ｉ）に変化すると
、現在の巻層番号がｉであることになる。

このようにして巻層番号ｉを求めた後、列番号ｊを求め
る。これは、ドラム外周に接する第１層よりｉ−１層ま
での層の吊りロープ長 ＷＤ、−１＝π　・Ｄ、−Ｎ＋π　・Ｄ２・Ｎ・・・＋
π　・Ｄ　、、−Ｎ　　　・・・（７）を求め、トラム
３に巻かれている実際の長さＷＤから減算して１層に巻
かれている吊りロープ長を求め、これを１層に巻かれる
場合の吊りロープの１回り当りの吊りロープ長π　・Ｄ
、て割り（Ｓ６）、その商の小数点以下の数を切上げた
数を列番号Ｊとして記憶する（Ｓ７）。

このようにして求められたトラム３における吊りロープ
４繰り出し位置の巻層番号ｉの値から、演算手段におけ
るメモリテーブルに用意しておいた巻層番号に対する第
７図の実線ａて示す階段状の特性関数から、前記（３）
の工程であるトラム３の１回転当りの吊りロープ４の繰
り出し量に、を求める。

さらに、巻層番号ｌか変化するまでの繰り出し量も１列
番号ｊの値から２π・Ｄｉ（Ｎ−ｊ）て求で、ドラム１
回転当りのロープ移動量Ｋ、のに１．、またはに＋−１
への切換えも行なう、従って、繰り出しまたは巻取りに
おいて、暦数が変わるごとに前記ドラム１回転当りの移
動量を変えて回転検出器８の出力により求められた回転
量に乗算して吊りロープ４の移動量を求め、その移動量
を掛数ｍで割ることにより作業具７の移動量を求め、そ
の作業具７の移動量を最初の実測値Ｘにより算出した深
度−（Ｘ−Ｂ）に加算あるいは減算することにより、現
在の深度か求められる。

第４図は本発明の他の実施例を説明する図であり１本実
施例は１作業具７を基準面に着地させておいて、設定値
として深度（Ｘ−Ｂ）をゼロとして設足し、その設定値
から前記同様に巻層番号ｉおよび列番号ｊを演算により
求めるようにしたものである。

本実施例によれば、作業具７の高さＢは既知であるから
、Ｘの値を実測する必要がなく、段取りがさらに容易と
なる。なお、深度をゼロにリセットする深度補正機能と
、前記巻層番号と列番号を設定する機俺はそれぞれ別々
に持たせても良く設定器１２のリセットボタンを押せば
リセットと前記番号ｉ、ｊの演算の両方か行なわれるよ
うにしても良い。

以上本発明を吊りロープによりパンマクラブパケット等
のバケットを支持して掘削を行なう例について説明した
か、本発明は、吊りロープにケリーバを介してアースト
リルバケットを支持する場合にも適用できる。このアー
ストリルの場合にはそのへゲットを着地し、かつ伸縮す
るケリーバを収縮させた状態で初期設定を行なうように
すれば良い、また、本発明は、クレーン作業において、
フックの高さを計測する揚程計にも適用できる。

（発明の効果） 本発明によれば、作業具またはフックの基準面からの位
δを実測して巻上ウィンチドラムのロープ繰り出し位置
の巻層番号、列番号を算出するようにしたので、巻層番
号および列番号を目視により計測する必要かなく、これ
らの番号の設定に熟練を要せず、段取りか容易となる。

また１巻層番号や列番号の誤入力か防止され、正確な深
度か算出される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による深度測定方法の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は該実施例の説明に供する各部寸法を
示すクレーン使用の掘削機の側面図、第３図は該実施例
における巻層番号および列番号を算出する手順を示すフ
ローチャート、第４図は本発明の他の実施例を説明する
掘削機の各部寸法図、第５図は従来の深度測定方法の説
明に供するクレーン使用の掘削機および処理ブロックを
示す構成図、第６図は巻上ウィンチドラムの断面図、＠
７図は巻層番号とドラム１回転当りの巻上ロープ移動量
との関係図である。 ｌ：建設機械本体、２：ブーム、３：巻上ウィンチドラ
ム、４：吊りロープ、５ニガイドシーブ、６；ポイント
シーブ、７：作業具、Ｂ：作業具高さ、ΔＨ：深度、Ｘ
：実測値 ６°ポイントシーフ ７　作業具 Ｘ、実測値 第４図 ２・フーム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、建設機械本体に巻上ウインチを搭載し、該巻上ウイ
   ンチのドラムに巻かれた吊りロープをフロントアタッチ
   メントから垂下し、該吊りロープにより作業具を支持し
   、該作業具またはフックの基準面からの位置すなわち深
   さを算出する方法において、基準面からの作業具または
   フック位置を実測し、その実測値を演算手段に入力し、
   演算手段においては、少なくとも吊りロープの全長と、
   前記ドラムより作業具またはフックに至る吊りロープ長
   と、前記実測値とから、前記ドラムに巻かれている吊り
   ロープの長さを求め、該ドラムに巻かれている吊りロー
   プの長さから、演算により、巻上ロープの繰り出し位置
   がドラム外周に接する層から何番目の層に当るかを表示
   する巻層番号と、吊りロープを繰り出している列がドラ
   ム端部から何番目に当るかを表示する列番号を求めて初
   期設定し、吊りロープの移動中においては、算出された
   巻層番号に対応するドラム１回転当りの吊りロープ移動
   量を前記演算手段により求め、ドラム１回転当りの吊り
   ロープ移動量にドラム回転検出器により検出される回転
   量を乗算して吊りロープの移動量を求めると共に、前記
   算出された列番号とドラム回転量から前記巻層番号の変
   化を検出してドラム１回転当りの吊りロープ移動量を変
   更しながら前記同様に吊りロープ移動量を算出し、該吊
   りロープ移動量から作業具またはフックの深度を求める
   ことを特徴とする深度測定方法。 ２、作業具またはフックを基準面に位置させた状態で作
   業具またはフックの位置入力を演算手段に対して行なう
   ことにより、巻層番号および列番号を算出することを特
   徴とする請求項１記載の深度測定方法。