JPS60210726A - センサ−分離型重量測定装置 - 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】 ａ、産業上の利用分野 本発明は、船舶に装備されたクレーン等に懸下された物
体の重量を測定する装置であって、センサー部だけをク
レーンのフック付近に取付けることができるセンサー分
離型重量測定装置に関する。

ｂ、従来技術 洋上における魚（例えば養殖魚）の取引のために魚の重
量を測定する必要があるとき、普通は天秤が使用される
。しかしこれは能率が悪くまた自勧化することが困難で
あった。

他方工業用重量測定において近年ロードセルを用いる装
置が使われている。この装置は、固定点から垂下したケ
ーブルにロードセルを取付け、さらにそのロードセルの
下端に重量を測定すべき物体を懸下し、該ロードセルの
歪みから物体の重量を測定するものである。

上記装置を用いてロードセルの出力から負荷重量をめる
ことが出来るためには、上記固定点が加速度を持たずか
つ上記ケーブルが揺動しないことが必要である。したが
っ′てロードセルを用いる重量測定装置を、揺動する船
舶に取付けられたクレーンに懸下された物の重量の測定
に適用することはできなかった。また上記工業用重量測
定装置においては、測定装置とロードセルの間を長い導
線で結合して重量を測定する。しかしクレーンのケーブ
ルのように長さが変化するものに沿って長い導線を配設
することが困難である。

Ｃ０発明の目的 本発明は、船舶に取付けられたクレーンの先端のように
揺動する点から垂下されたケーブルに懸下された物体（
例えば養殖魚）の重量を、船舶の揺動およびケーブルの
揺動による加速度に影響されることなく、計測する重量
測定の方法および装置であって、該クレーンのケーブル
先端のフックの位置付近に取付けられたセンサー部と重
量測定のための計算・表示・記録を行う本体部の間が導
線で直接に結合されていないセンサー分離型重量測定装
置を提供することを目的とする。

ｄ０発明の構成 本発明に係るセンサー分離型重量測定装置は、ケーブル
に懸下された物体の重量を測定する装置であって、重量
被測定物に作用する重力と該重量被測定物に働く加速度
に基づく力のベクトル和のケーブル方向成分を検出する
ロードセルと、脱感部を有し該脱感邪の質量に作用する
重力と該鋭゛感部に働く加速度に基づく力のベクトル和
のケーブル方向成分を検出するための加速度針と、該ロ
ードセルの出力信号と該加速度針の出力信号を空気中を
伝播する波動として送信する送信ユニッ）Ｔυを備える
第１の部分、および上記送信ユニッ）ＴＩＪからの送信
信号を受信する受信ユニッ）Ｒ［Ｉと、ｂ−ドセル、加
速度針の出力に対応する信号を２人力とし加速度針の出
力振幅に対するロードセルの出力振幅の比率を計算する
割算回路と、該割算回路の出力を表示する割算回路出力
回路とを備える第２の部分とから成ることを特徴とする
。

ｅ、実施例 本発明の実施例を以下に説明する。

第１図は、本発明で使用されるロードセルと加速度針を
用いる重量測定装置の概念図である。

第１図概念図に図示するように、洋上の船舶ｌに装備さ
れたクレーンの先端Ｐに重量を測定すべき物体２をケー
ブル３で懸下し、物体２の上方にロードセル４を、また
ロードセル４に隣接して加速度針５を配設し、該ロード
セル４と該加速度計５の出力の比率から物体２の重量が
測定される。

次にその測定原踵を第２図を用いて説明する。

第２図は第１図のクレーンの先端Ｐ、ロードセル４．加
加速度計５黴 概念図である。

以下の説明において、クレーンの先端Ｐは鉛直軸に対し
て角度αをなす座標軸上にありその座標軸上における点
Ｐの座標をξとする。また点Ｐを中心とする物体２（重
量被測定物）の鉛直軸に対する揺動角をθとする。

第２図の配位状態においてロードセル４にかかる力Ｆは
、物体２に作用する重力と、点Ｐの運動により物体２に
働く加速度に基づく力と、物体２の点Ｐを中心とする揺
動運動に伴う加速度に基づく力のベクトル和のケーブル
方向成分である。すなわち物体２の質量をＭ９重力加速
度をｇ，ｐ点から物体２の重心までの距離をり，Ｐ点の
加速度をζ，Ｐ点を中心とする揺動運動の角速度を６と
するとき、Ｆの第１次近似式は（１１式であるｉＦ＝Ｍ
（ｇｃｏｓθ−＃ｃｏｓ　（α−θ）＋Ｌｄ’　）・・
−−−−−−（１）このとき、ロードセル４の出力Ｗは
比例定数をａとすると（２）式で表わされる。

Ｗ＝ａ−Ｆ　−・−−−−−（２） またロードセル４に隣接してかつ加速度計脱感軸方向を
ロードセル入力軸方向に平行にして付設された加速度計
５の脱感部質量ｍに作用する力は、該脱感部質量に作用
する重力と、点Ｐの運動により該脱感部質量に働く加速
度に基づく力と、Ｄ１１感部質量の点Ｐを中心とする揺
動運動に伴う加速度に基づく力のベクトル和である．上
記ベクトル和のケーブル方向成分を加速度計５で検出す
ると、その出力Ａは（３）式で与えられる。

Ａｘｂ−ｍ　（Ｑｃｏｓ　θ−ｊｃｏｓ　（α−θ）　
＋　１　ｄ　’　）　−−−−−−（３１ここで、ｂは
比例定数、ｌは点Ｐがら該脱感部質量の重心率での距離
を表わす。

したがって物体２の重量Ｍｃ／は、（１１，＋２１．　
＋３）式から（４）式としてめられる。

Ｍｏ＝　（ｂ／ａ）（Ｗ／Ａ）（ｍｏ）／　（１＋δ）
　−−７−Ａ４）ただし δ＝　（Ｌ−ｊＨ（ｊ′／　＜Ｑｃｏｓθ−ξｃｏｓ　
（α−θ）＋ｊｌｄ’）・−’−（５） （４）式中のδがδ（ｌであるとき、重量ＭＱは（６）
式でめることができる。

Ｍ９　＝　（ｂ／ａ）　（Ｗ／Ａ）　（ｍ９）−−−−
−−−＋６１第３図は本発明に係るセンサー分離型重量
計の実施例の電気回路部のブロックダイヤグラムである
。

第３図の実施例のセンサー分離型重量計は、２つの部分
からなる。第１の部分は、２つのセンサーすなセちロー
ドセル４．加速度計５と、ロードセル４．加速度計５の
出方信号をそれぞれ増幅するプリアンプＰＡＭ、　、　
ＰＡＭ　、と、プリアンプＰＡＭ　ｔＰＡＭ　、の出力
信号をそれぞれ空気中を伝播する波動（例えば電磁波、
光、超音波）に変換する送信ユニットＴＵとから成る（
以下第１の部分をセンサー部と呼ぶ）。他方第２の部分
は、上記送信ユニットＴＵから送信された上記波動を受
信してロードセル４．加速度計５の出力に対応する信号
を復調する受信ユニッ）ＲＵと、ロードセル４．加速度
計５の出力に対応する信号をそれぞれ増幅する増幅器ａ
’Ｍｐ、　、　ＡＭＰ　、き、増幅器へＭＰＩ、へＭＰ
　、の出力を２人力とし加速度計５の出力に対するロー
ドセル４の出力の比率を計算する割算回路ＤＩＶと、割
算回路ＤＩＶの出力を表示する割算回路出力回路ＯＣと
からなる（以下第２の部分を本体と呼ぶ）。

ロードセル４の出力と加速度計５の出力にそれぞれ対応
する信号が伝播波動によって送信ユニットから受信ユニ
ットに送られる時、上記２信号は慣用の方法（例えば２
周波数の使用、時間位置の交替等）、によって区別する
ことができる。

第４図は、本発明に係るセンサー分離型重量測定装置の
実施例のセンサー部の断面図である。

なおこの重量測定装置は、空気中を伝播する波動として
電磁波を用いた実施例である。

このセンサー部８は、クレーンのケーブルの末端に取付
けられたフック６にロッドエンド７で懸下される。ロッ
ドエンド７がその上面に取付けられ、その下面に他のロ
ッドエンド９が取付けられたロードセル４は、該ロッド
エンド９のさらに下方に取付けられたフックに懸下され
た物体の質量に比例する出力（（１１，（２）式を参照
）を回路ユニット１０に送る。また加速度計５は（３）
式に比例する出力を回路ユニッ目０に送る。回路ユニッ
ト１０は、第３図のプリアンプＰＡＭＩ　、　ＰＡＭ’
、を含み、それぞれロードセル４と加速度計５の出力を
増幅しその出力を送信ユニッ１−ＴＵに送る。該送信ユ
ニット−ＴＵはそれぞれの信号を高周波信号に変換しア
ンテナ１１から送信する。

空気中を伝播する波動として光または超音波を使用する
ときは、上記アンテナ１１はそれぞれ発光装置または超
音波トランスデユーサに置換される。

ｆ１発明の効果 本発明に係るセンサー分離型重量測定装置は、センサー
部（第１の部分）と本体（第２の部分）とから成りその
間が導線で結合されていないので、クレーンケーブルの
フック付近にセンサー部だけを取付けることができる。

この結果、クレーンの運転に影響を与えることなく、ク
レーンに懸下された物体２の重量を測定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用されるロードセルと加速度計を用
いる重量測定装置の概念図、第２図は第１図のクレーン
先端Ｐ、ロードセル４．加速度計５９重量被測定物２の
運動を示す概念図、第３図は本発明に係るセンサー分離
型重量針の実施例の電気回路部のブロックダイヤグラム
、第４図は本発明に係るセンサー分離型重量測定装置の
実施例のセンサー部の断面図である。 ｌ・・・船体、　２・・・重量被測定物、３・・・ケー
ブル、　４・・・ロードセル、５・・・加速度針、８・
・・第１の部分（センサー部）、１０・・・回路ユニッ
ト、１１・・・アンテナ、ＰＡＭ　、　、　ＰＡＭ　、
・・・プリアンプ、ＴＬＩ・・・送信ユニット、ＲＵ・
・・受信ユニット、ＡＭＰ　、　、　ＡＭＰ　、・・・
増幅器、ＤＩＶ・・・割算回路、　ＯＣ・・・割算回路
出力回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　ケーブルに懸下された物体の重量を測定する装
   置であって、重量被測定物に作用する重力と該重量被測
   定物に働く加速度に基づく力のベクトル和のケーブル方
   向成分を検出するロードセルと、鋭感部を有し該鋭感部
   の質量に作用する重力と該鋭感部に働（加速度に基づく
   力のベクトル和のケーブル方向成分を検出するための加
   速度針と、該ロードセルの出力信号と該加速度計の出力
   信号を空気中を伝播する波動として送信する送信ユニッ
   トＴＬＩを備える第１の部分、および上記送信ユニット
   ＴＯからの送信信号を受信する受信ユニットＲＵと、ロ
   ードセル、加速度針の出力に対応する信号を２人力とし
   加速度針の出力に対するロードセルの出力の比率を計算
   する割算回路と、該割算回路の出力を表示する割算回路
   出力回路とを備える第２の部分とから成ることを特徴と
   するセンサー分離型重量測定装置。 （２）　上記空気中を伝播する波動が電磁波であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセン号−分離
   型重量測定装置。 （３）上記電磁波が光であることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載のセンサー分離型重量測定装置。 （４）上記空気中を伝播する波動が超音波であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセンサー分離型
   重量測定装置。