JPS6333559B2 - - Google Patents

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JPS6333559B2
JPS6333559B2 JP57088791A JP8879182A JPS6333559B2 JP S6333559 B2 JPS6333559 B2 JP S6333559B2 JP 57088791 A JP57088791 A JP 57088791A JP 8879182 A JP8879182 A JP 8879182A JP S6333559 B2 JPS6333559 B2 JP S6333559B2
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JP
Japan
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sheave
depth
wire rope
movement
switches
Prior art date
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Application number
JP57088791A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS58207486A (en
Inventor
Hiroshi Kusumi
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ワイヤロープによつて掘削具が支持
されるアースドリルやバケツト式連壁機等の堅孔
掘削機に取付けられる深度検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a depth detection device that is attached to a hard hole drilling machine such as an earth drill or a bucket-type continuous wall machine in which the drilling tool is supported by a wire rope.

アースドリルやバケツト式連壁機においては、
バケツトの中に土砂を取入れ、地上に引上げて排
土することを繰り返すことにより堅孔を掘削する
関係上、この繰り返し作業を容易化するために、
第1図にアースドリルについて示すように、クレ
ーン1でワイヤロープ2によりバケツト3を支持
する方式が採られている。なお、バケツト3はケ
リーバ4の下端に取付けられ、ケリーバ4はフロ
ントフレーム5に設置されたケリーバ駆動装置6
により上下動自在に保持されると共に上端がワイ
ヤロープ2にスイベルジヨイント7を介して連結
され、ケリーバ駆動装置6を動作させることによ
つてケリーバ4およびバケツト3(即ち掘削具)
が回転されるようになつている。また、ワイヤロ
ープ2は、ブーム8の上端のシーブ9に掛けられ
ウインチ10によつて繰り出し、繰り込みされる
ことにより、バケツト3の引上げ、降下がなされ
るようになつている。
For earth drills and bucket type wall machines,
In order to facilitate this repetitive work, since a hard hole is excavated by repeatedly taking earth and sand into a bucket, pulling it up to the ground, and discharging it,
As shown in FIG. 1 for an earth drill, a system is adopted in which a bucket 3 is supported by a crane 1 with a wire rope 2. Note that the bucket 3 is attached to the lower end of the Kelly bar 4, and the Kelly bar 4 is connected to the Kelly bar drive device 6 installed on the front frame 5.
The upper end is connected to the wire rope 2 via a swivel joint 7, and by operating the kelly bar drive device 6, the kelly bar 4 and the bucket 3 (i.e., excavation tool) are
is now being rotated. Further, the wire rope 2 is hung on a sheave 9 at the upper end of the boom 8, and is let out and retracted by a winch 10, so that the bucket 3 can be pulled up and lowered.

このような竪孔掘削機においては、前記バケツ
ト3への土砂の取入れと排土を行うためのバケツ
トの上下動に要する時間が少しでも短縮されるよ
うに、バケツトの降下は、ウインチ10のブレー
キを解除し、かつクラツチを離して動力の伝達を
解いて掘削具の自重により降下させるいわゆるフ
リーホール操作により行われることが多い。しか
し、このフリーホール操作によつてバケツトを降
下させる際に、孔11の底部11aにバケツトが
達するまで連続的にフリーホール操作を行つたの
ではバケツトが孔底部11aに激しく衝突して掘
削具を損傷させるおそれがある。そのため、従来
運転室に掘削具の深度を表示する深度表示計を設
け、オペレータは該深度表示計の表示値を見るこ
とによつて掘削具の深さを知り、掘削具が孔底部
11aに近づいた時にはブレーキを操作して掘削
具が孔底部に激しく衝突することを防いでいる。
In such a pit excavator, the lowering of the bucket is controlled by the brake of the winch 10 so as to reduce the time required for vertical movement of the bucket to take in and discharge soil into the bucket 3. This is often done by a so-called free-haul operation in which the excavator is released and the clutch is released to release the power transmission and the excavator is lowered by its own weight. However, when lowering the bucket through this free hole operation, if the free hole operation was performed continuously until the bucket reached the bottom 11a of the hole 11, the bucket would violently collide with the bottom 11a of the hole, damaging the drilling tool. There is a risk of causing Therefore, conventionally, a depth indicator is provided in the operator's cab to display the depth of the drilling tool, and the operator knows the depth of the drilling tool by looking at the value displayed on the depth indicator, and the operator approaches the hole bottom 11a. At times, the brakes are applied to prevent the drilling tool from colliding violently with the bottom of the hole.

従来の深度検出器は、ロータリエンコーダや近
接スイツチ、それに光電子スイツチ等による方式
を用い、掘削具を支持するワイヤロープ2の繰出
し量に比例して回転するシーブ9の回転量を検出
する方式がとられている。しかしこれらの方式に
は次のような欠点があつた。すなわちロータリエ
ンコーダの場合はシーブの回転を取り出すために
機械的な伝達機構を設ける必要がありこのため損
耗を防ぐためのメインテナンスに気をつかわねば
ならない点と機構の複雑さを招く点で問題があつ
た。
Conventional depth detectors use methods such as rotary encoders, proximity switches, and photoelectronic switches to detect the amount of rotation of the sheave 9, which rotates in proportion to the amount of payout of the wire rope 2 that supports the excavation tool. It is being However, these methods had the following drawbacks. In other words, in the case of a rotary encoder, it is necessary to provide a mechanical transmission mechanism to extract the rotation of the sheave, which poses problems in that care must be taken in maintenance to prevent wear and tear, and the mechanism becomes complicated. Ta.

また、近接スイツチの場合は、スイツチから発
生している磁界を近接体によつて切らせることで
パルスを発生させるものであるから、近接体を突
起としてシーブの外周部に取付ける必要がある。
従つてその取付径がシーブの外径より大きくなる
ため、ロープがシーブの溝から飛び出さないよう
にシーブの外径に対し僅かの隙間を有して設けら
れているロープはずれ止めを改造しなければなら
なかつた。これを避けるためにシーブの側面にリ
ングを設けこのリング上に近接体を取付ける方法
が考えられるがこの場合シーブの影響を受けない
位置まで近接体をシーブの側面より引き離す必要
があり従つて近接体を含めたシーブの巾が大きく
なり、隣接するシーブと干渉する恐れがあつた。
またさらに、近接スイツチの検出面に鉄粉や切り
くずが付着しやすい環境下にあるため動作不良を
招く恐れがあつた。またさらに近接スイツチは一
般に応答速度が遅く、300CPS以上の応答には追
従できないとされているため、フリーホール時の
シーブの速い回転に対応するためには近接体の間
隔を拡げてパルス発生量を押える必要があり検出
精度の点で問題があつた。
Further, in the case of a proximity switch, since pulses are generated by cutting off the magnetic field generated by the switch by a proximity body, it is necessary to attach the proximity body as a protrusion to the outer periphery of the sheave.
Therefore, since the installation diameter is larger than the outer diameter of the sheave, the rope stopper, which is installed with a slight gap from the outer diameter of the sheave, must be modified to prevent the rope from jumping out of the groove of the sheave. It was impossible. In order to avoid this, a method can be considered to provide a ring on the side of the sheave and attach the proximate object on this ring, but in this case, it is necessary to separate the proximal object from the side of the sheave to a position where it is not affected by the sheave. The width of the sheave including the sheave became larger, and there was a risk of interference with the adjacent sheave.
Furthermore, the detection surface of the proximity switch is in an environment where iron powder and chips are likely to adhere, which may lead to malfunction. Furthermore, proximity switches generally have a slow response speed and are said to be unable to follow responses of 300 CPS or more, so in order to cope with the fast rotation of the sheave during freehaul, the distance between the proximity switches must be widened to reduce the amount of pulse generation. It was necessary to press the sensor, which caused a problem in detection accuracy.

また光電子スイツチの場合はシーブに孔を等間
隔にあけシーブの両サイドにそれぞれ投光器と受
光器を配置させることから取付けが制約される。
In addition, in the case of a photoelectronic switch, mounting is restricted because holes are formed in the sheave at equal intervals and a light projector and a light receiver are arranged on both sides of the sheave.

また、近接スイツチ、光電子スイツチ等のいわ
ゆる非接触型検出器の場合、単位検出長さを小さ
くするためには近接スイツチの場合は近接体、光
電子スイツチの場合は孔の数を多くしなければな
らず、前者の場合は近接体取付け費用がかさみ、
後者の場合はシーブの強度低下を招く欠点があつ
た。
In addition, in the case of so-called non-contact type detectors such as proximity switches and photoelectronic switches, in order to reduce the unit detection length, it is necessary to increase the number of proximal objects in the case of proximity switches and the number of holes in the case of photoelectronic switches. In the former case, the cost of installing the proximal body increases;
The latter case had the disadvantage of reducing the strength of the sheave.

本発明は前記欠点に鑑み、近接体もしくはシー
ブの孔等のシーブ側に工作するスイツチ駆動手段
の取付ピツチよりも、単位検出長さを小さく設定
できる竪孔掘削機用深度検出方法を提供すること
を目的とする。
In view of the above-mentioned drawbacks, the present invention provides a depth detection method for a vertical hole excavator, in which the unit detection length can be set smaller than the mounting pitch of a switch driving means that is machined on the sheave side of a proximal body or a sheave hole. With the goal.

さらに本発明の他の目的は、フリーホール操作
時の速い応答にも追従可能なワイヤロープ移動量
検出手段を有し、かつ移動量の単位長さ当たりの
パルス発生量の増大を可能にすると共に、移動量
の単位検出長さよりスイツチ駆動手段の配設間隔
を長くすることが可能で、これによつてスイツチ
駆動手段の配設個数を減らして検出精度の向上と
原価低減を可能とする非接触型スイツチによる竪
孔掘削機用深度検出装置を提供することを目的と
する。
Still another object of the present invention is to have a wire rope movement detection means capable of following a fast response during freehaul operation, and to increase the amount of pulses generated per unit length of movement. , it is possible to make the arrangement interval of the switch drive means longer than the unit detection length of the movement amount, thereby reducing the number of switch drive means disposed, improving detection accuracy and reducing costs. The object of the present invention is to provide a depth detection device for a pit excavator using a type switch.

本発明による竪孔掘削機用深度検出方法の特徴
は、掘削具を支持するワイヤロープの移動により
回転するシーブに周方向に等間隔に複数個のスイ
ツチ駆動手段を設けると共に、非回転部には該ス
イツチ駆動手段の近接により動作する複数個の移
動量検出用スイツチを設けることにより、シーブ
が一方向に一定速度で回転しているときには前記
複数個の移動量検出用スイツチにより等しい時間
間隔でパルスが発生するようになし、その発生パ
ルスから深度Lを、 L=p×s/m ここで、p:パルス発生量 m:ワイヤロープ掛数 s:1パルス当たりのワイヤロープ移動量 ただし、s=π×D/p0 [D:シーブのピツチサークル] [p0=e×i e:スイツチ駆動手段の数 i:移動量検出用スイツチの数] によつて求めるようにしたことにある。
The feature of the depth detection method for a pit excavator according to the present invention is that a plurality of switch drive means are provided at equal intervals in the circumferential direction on the sheave which rotates by the movement of the wire rope supporting the excavation tool, and a plurality of switch driving means are provided at equal intervals in the circumferential direction. By providing a plurality of movement amount detection switches that are operated by the proximity of the switch driving means, when the sheave is rotating in one direction at a constant speed, the plurality of movement amount detection switches are activated to generate pulses at equal time intervals. is generated, and the depth L is determined from the generated pulse, L=p×s/m, where p: pulse generation amount m: wire rope multiplication number s: wire rope movement amount per 1 pulse. However, s= π×D/p 0 [D: pitch circle of sheave] [p 0 =e×i e: number of switch driving means i: number of switches for detecting movement amount].

また本発明による竪孔掘削機用深度検出装置の
特徴は、掘削具を支持するワイヤロープの移動に
よつて回転する磁性材料製シーブに複数個の永久
磁石をその表面部を除いて埋め込むことにより周
方向に配設し、該シーブの近傍の非回転部には、
前記永久磁石の近接によつて動作する複数個のワ
イヤロープ移動量検出用スイツチを、シーブが一
定速度で回転している時には等しい時間間隔で動
作するように設けたことにある。
Furthermore, the depth detection device for a pit excavator according to the present invention is characterized by embedding a plurality of permanent magnets in a sheave made of a magnetic material, which is rotated by the movement of a wire rope supporting the excavation tool, except for the surface part. arranged in the circumferential direction, and in a non-rotating part near the sheave,
A plurality of switches for detecting the amount of wire rope movement, which are operated by the proximity of the permanent magnet, are provided so as to operate at equal time intervals when the sheave is rotating at a constant speed.

以下本発明の一実施例を図面により説明する。
第2図は本発明の方法を実施する深度表示装置を
含めた検出装置の全体構成を示しており、13は
前記ワイヤロープ2の移動量を検出する移動量検
出器、14はワイヤロープ2が繰り出されている
のか繰り込まれているかを判別するための移動方
向検出器、15は該移動方向検出器14からの信
号を受けてワイヤロープ2の繰り出し、繰り込み
を判別する判別回路である。16は掘削具の深さ
を演算する演算装置、31は前記移動量検出器1
3のパルス間隔当りのワイヤロープ2の移動量を
任意に設定可能なデジタルスイツチにより構成さ
れた単位長さ設定器であり、前記演算装置16
は、前記移動量検出器13からのオンオフ式のデ
ジタル信号と、前記判別回路15からの信号と、
前記単位長さ設定器31からの信号を受けて掘削
具の深さを演算するように構成されている。20
は深度測定基準点を明確化するために演算装置1
6の値を零にするリセツトボタンである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 2 shows the overall configuration of a detection device including a depth display device for carrying out the method of the present invention, 13 is a movement amount detector for detecting the amount of movement of the wire rope 2, and 14 is a movement amount detector for detecting the amount of movement of the wire rope 2. A moving direction detector 15 for determining whether the wire rope 2 is being let out or retracted is a discrimination circuit that receives a signal from the moving direction detector 14 and determines whether the wire rope 2 is being retracted or retracted. 16 is a calculation device that calculates the depth of the excavation tool; 31 is the movement amount detector 1;
This is a unit length setting device composed of a digital switch that can arbitrarily set the amount of movement of the wire rope 2 per pulse interval of 3, and the arithmetic device 16
is an on/off type digital signal from the movement amount detector 13, a signal from the discrimination circuit 15,
It is configured to receive a signal from the unit length setting device 31 and calculate the depth of the excavating tool. 20
is the calculation device 1 to clarify the depth measurement reference point.
This is a reset button that resets the value of 6 to zero.

掘削具の深さを表示する表示計としては、デジ
タル表示計とアナログ表示計のいずれか一方を備
えてもよいが、本実施例は、演算装置16からの
信号を受けて数値表示するデジタル表示計17と
演算装置16からのデジタル信号をアナログ信号
に変換するデジタル―アナログコンバータ18
と、デジタル―アナログコンバータ18からのア
ナログ信号を受けて深さ表示するアナログ表示計
19とを備え、フリーホール時にはアナログ表示
計19によつて深さ認識が可能となり、掘削具の
静止時にはデジタル表示計17により正確な深さ
の読み取りが可能となるようになつている。
The indicator for displaying the depth of the excavation tool may be provided with either a digital indicator or an analog indicator, but in this embodiment, a digital indicator that receives a signal from the calculation device 16 and displays a numerical value is used. A digital-to-analog converter 18 that converts the digital signals from the total 17 and the arithmetic unit 16 into analog signals.
and an analog display meter 19 that receives an analog signal from the digital-to-analog converter 18 and displays the depth.Depth can be recognized by the analog display meter 19 during free hole, and when the excavation tool is stationary, the digital display is provided. With a total of 17 depths, accurate depth reading is possible.

また、本実施例においては、フリーホール時の
オペレータの掘削具の深さ認識の負担を軽減する
ために、ブレーキ操作が必要とされる時、すなわ
ち掘削具の孔底部への到達直前、あるいは多段式
ケリーバを用いる場合の各段ケリーバが伸び切つ
て抜け止め用突起部どうしが衝突する直前に、ま
たは最外側ケリーバ(アウタケリーバ)がケリー
バ駆動装置の上部に衝突する直前に警報を発する
装置25を備えている。
In addition, in this embodiment, in order to reduce the burden on the operator in recognizing the depth of the drilling tool during freehole, the brake operation is performed when the brake operation is required, that is, just before the drilling tool reaches the bottom of the hole, or when the When using a type kelly bar, a device 25 is provided which issues an alarm immediately before each stage kelly bar is fully extended and the retaining protrusions collide with each other, or immediately before the outermost kelly bar (outer kelly bar) collides with the upper part of the kelly bar drive device. ing.

該警報を発するための装置25について説明す
ると、32a,32b,32cは孔底部の深さや
単位ケリーバ長等の任意の深度を設定する深度設
定器、33a,33b,33cは前記深度設定器
32a,32b,32cによつて設定された深度
Lよりブレーキ操作を考えて設定した適当な深度
lだけ浅い深度になつたかどうかを比較するコン
パレータ、34a,34b,34cは各コンパレ
ータからの信号を受けて(L−l)の深度になつ
たら各深度に対応するランプ35a,35b,3
5cを点滅指示すると共にブザー36を鳴らす指
示のほか、Lの深度になつたら各深度に対応する
ランプ35a,35b,35cを点灯指示に切り
換えると共に、ブザー36を止める指示をするブ
ザー・ランプ駆動回路である。
To explain the device 25 for issuing the alarm, 32a, 32b, and 32c are depth setters for setting arbitrary depths such as the depth of the hole bottom and the unit Kelly bar length, and 33a, 33b, and 33c are the depth setters 32a, Comparators 34a, 34b, and 34c receive signals from each comparator and compare whether the depth has become shallower by an appropriate depth l set in consideration of brake operation than the depth L set by 32b and 32c. When the depth of L-l) is reached, the lamps 35a, 35b, 3 corresponding to each depth are
The buzzer/lamp drive circuit instructs the lamps 5c to blink and sounds the buzzer 36, and also instructs the lamps 35a, 35b, 35c corresponding to each depth to turn on when the depth reaches L, and instructs the buzzer 36 to stop. It is.

しかして、本発明の特徴となる部分は移動量検
出器13の配列方法と出力の演算方法であり、第
1図、第3図および第4図に示すように、前記ワ
イヤロープ2を掛けるブーム8の先端の磁性材料
製シーブ9には複数個の永久磁石24を、周方向
に等間隔に、かつ一部を(表面を除いて)埋め込
むことにより配設する。そして、永久磁石24が
近接した場合に作動する複数個の移動量検出用ス
イツチ13a,13bと、移動方向検出用スイツ
チ14a,14bとを永久磁石と接触しないよう
に間隔を持たせてシーブ近傍の非回転部に取付け
る。
Therefore, the characteristic part of the present invention is the arrangement method of the movement amount detector 13 and the method of calculating the output, and as shown in FIGS. A plurality of permanent magnets 24 are arranged in the sheave 9 made of a magnetic material at the tip of the magnet 8 at equal intervals in the circumferential direction and partially embedded (except for the surface). A plurality of movement amount detection switches 13a, 13b and movement direction detection switches 14a, 14b, which are activated when the permanent magnet 24 approaches, are spaced apart from each other so as not to come into contact with the permanent magnet. Install it on a non-rotating part.

なお、第3図、第4図で明らかなように、永久
磁石24は円周上1列に配設されており、移動量
検出用のスイツチ13aが永久磁石24の真上に
ある時、スイツチ13bはシーブ9の円周上等間
隔に配設された永久磁石24間の中間に位置す
る。従つて第5図で示すようにスイツチ13aと
13bとは非作動時間T1をおいて交互に作動す
るものである。このことから移動量検出器13の
スイツチを2個設けることによつて永久磁石24
の取付間隔の1/2の精度(単位検出長さ)でワイ
ヤロープの移動量を検出することができる。移動
量検出器13のスイツチを3、4、5個にすれば
検出精度もこれに伴つて1/3、1/4、1/5になるこ
とは明らかである。また本実施例では永久磁石2
4をシーブ9の外周に1列に配設した例で示した
が、1列の場合、移動量検出器13だけでなく移
動方向検出器14の取付も考慮しなければならな
いため、移動量検出器13を無制限に増設するこ
とには無理がある。従つて永久磁石24を2列以
上にしてスイツチを増設することで検出精度を高
めることもできる。
As is clear from FIGS. 3 and 4, the permanent magnets 24 are arranged in one row on the circumference, and when the switch 13a for detecting the amount of movement is located directly above the permanent magnets 24, the switch is 13b is located between the permanent magnets 24 arranged at equal intervals on the circumference of the sheave 9. Therefore, as shown in FIG. 5, switches 13a and 13b are operated alternately with a non-operation time T1 . Therefore, by providing two switches for the movement amount detector 13, the permanent magnet 24
The amount of wire rope movement can be detected with an accuracy (unit detection length) of 1/2 of the installation interval. It is clear that if the number of switches in the movement amount detector 13 is increased to 3, 4, or 5, the detection accuracy will be reduced to 1/3, 1/4, or 1/5 accordingly. In addition, in this embodiment, the permanent magnet 2
4 are arranged in one row around the outer periphery of the sheave 9. However, in the case of one row, it is necessary to consider the installation of not only the movement amount detector 13 but also the movement direction detector 14. It is unreasonable to increase the number of devices 13 without limit. Therefore, the detection accuracy can be improved by arranging two or more rows of permanent magnets 24 and adding more switches.

本実施例においては、スイツチ13a,13
b,14a,14bを取付けたブラケツト40を
シーブ9の軸37に枢着し、かつ該ブラケツト4
0の一部を、ブーム8に溶接されたねじ座38に
ボルト39で固定することにより取付けている。
このようなスイツチ13a,13b,14a,1
4bの取付構造とすれば、これらのスイツチと永
久磁石24との間隙は必然的に定まつてしまうの
で、組立上の誤差が生じにくい上、ブラケツト4
0を固定しているボルト39が緩んでも軸37に
ブラケツト40が枢着されているので、永久磁石
24とスイツチ13a,13b,14a,14b
との間隙およびこれらの各スイツチの相対位置に
狂いが生じることがなく、深度検出に支障を来た
すことがない。
In this embodiment, switches 13a, 13
b, 14a, 14b attached to the bracket 40 is pivotally connected to the shaft 37 of the sheave 9, and the bracket 40 is
0 is attached to a screw seat 38 welded to the boom 8 by fixing it with a bolt 39.
Such switches 13a, 13b, 14a, 1
4b mounting structure, the gaps between these switches and the permanent magnet 24 are inevitably fixed, so errors in assembly are less likely to occur, and the bracket 4
Even if the bolt 39 fixing the switch 0 loosens, the bracket 40 is pivotally attached to the shaft 37, so the permanent magnet 24 and switches 13a, 13b, 14a, 14b
There is no deviation in the gap between the two switches and the relative positions of these switches, and there is no problem with depth detection.

また本実施例のように、永久磁石取付部50の
外径を、シーブ9や該シーブ9と同軸37に取付
けられるシーブ9′と等しいか小さくすることに
より、これらに掛けるロープのはずれ止め41を
特殊な形状に改造する必要がない。
Further, as in this embodiment, by making the outer diameter of the permanent magnet attachment part 50 equal to or smaller than the sheave 9 and the sheave 9' attached coaxially with the sheave 9, the rope 41 hooked thereon can be prevented from slipping. There is no need to modify it into a special shape.

また、永久磁石24は保護と磁界の発生範囲を
制限できるように、シーブ9に一体の永久磁石取
付部50の座ぐりされた部分に表面部を除いて埋
め込まれている。従つて永久磁石24の近傍にし
か磁界が発生しないので、スイツチの動作時間を
短くすることができ、従つて単位移動量当たりの
パルス発生量を増やすことができるので、検出す
る移動量の単位長さを短くすることができる。
Further, the permanent magnet 24 is embedded in a counterbore portion of a permanent magnet mounting portion 50 integral with the sheave 9, excluding the surface portion, so as to protect it and limit the range in which the magnetic field is generated. Therefore, since the magnetic field is generated only in the vicinity of the permanent magnet 24, the operating time of the switch can be shortened, and the amount of pulse generation per unit of movement can be increased, so the unit length of the movement to be detected can be increased. The length can be shortened.

一方、移動方向検出器14を構成するスイツチ
14a,14bは、シーブ9の回転方向によつて
どちらか一方が他方より早く作動するような位置
関係となるようにブラケツト40に取付けられて
いる。すなわち、シーブ9が第3図の時計方向
(ワイヤロープ繰り出し方向)に回転したときに
は、第6図Aに示すように、一方のスイツチ14
aの作動に対し他方のスイツチ14bが遅れて作
動し、T2の時間ラツプした後スイツチ14aの
作動が停止する。シーブ9が第3図の反時計方向
(ワイヤロープ繰り込み方向)に回転した時には
第6図Bに示すようにAとは逆に、スイツチ14
bの作動に対しスイツチ14aが遅れて作動し、
T2の時間ラツプした後、スイツチ14bの作動
が停止する。このようにスイツチ14A,14b
のどちらが先に作動したかによつてワイヤロープ
の移動方向を判別するものである。
On the other hand, the switches 14a and 14b constituting the moving direction detector 14 are mounted on the bracket 40 so that one of them operates earlier than the other depending on the direction of rotation of the sheave 9. That is, when the sheave 9 rotates clockwise (wire rope payout direction) in FIG. 3, one switch 14 is turned off as shown in FIG. 6A.
The other switch 14b operates with a delay with respect to the operation of switch 14a, and after a time lapse of T2 , the operation of switch 14a stops. When the sheave 9 rotates in the counterclockwise direction (wire rope retracting direction) in FIG. 3, the switch 14 is turned on, contrary to A, as shown in FIG.
The switch 14a operates with a delay with respect to the operation of b.
After a time lapse of T2 , switch 14b is deactivated. In this way, switches 14A, 14b
The direction of movement of the wire rope is determined based on which of the two operates first.

従つて前記判別回路は、スイツチ14aと14
bとの作動が時間的にラツプしていることを見き
わめると共にどちらのスイツチの作動が早いかを
比較し、その比較結果により出力信号を変えるよ
うになつている。
Therefore, the discriminating circuit has switches 14a and 14
It is determined whether the operation of the switch B and the switch B overlap in time, and a comparison is made to see which switch operates faster, and the output signal is changed based on the comparison result.

また演算装置16は第7図で示すように積算回
路16aと演算回路16bとからなり、積算回路
16aは、前記判別回路15の出力信号がワイヤ
ロープ繰り出しを表わすものであるときには移動
量検出器13からのパルスが加えられる度毎にそ
れまでに格納されている値に1を加算する動作を
し、一方判別回路15の出力信号がワイヤロープ
繰り込みを表わすものであるときには、パルスが
加わる度毎に1を減算する動作をなすように構成
されている。なおこれには時定数を大きくとつた
パルスチヤタリング防止回路が組み込まれてい
る。
Further, as shown in FIG. 7, the arithmetic device 16 is composed of an integrating circuit 16a and an arithmetic circuit 16b, and when the output signal of the discriminating circuit 15 indicates wire rope payout, the integrating circuit 16a detects the movement amount detector 13 Each time a pulse is applied, 1 is added to the value stored up to that point; on the other hand, when the output signal of the discrimination circuit 15 represents wire rope renormalization, the value is added every time a pulse is applied. It is configured to perform an operation of subtracting 1. Note that this incorporates a pulse chattering prevention circuit with a large time constant.

演算回路16bは単位長さ設定器31によつて
設定された1パルス当たりのワイヤロープ移動量
Sの値を受けて積算回路16aの値を掘削具の深
度に変換する演算を行うものである。
The calculation circuit 16b receives the value of the wire rope movement amount S per pulse set by the unit length setting device 31 and performs calculation to convert the value of the integration circuit 16a into the depth of the excavation tool.

深度Lは次のような式で演算される。 The depth L is calculated using the following formula.

L=p×s/m ここで、p:パルス発生量 m:ワイヤロープ掛数 s:1パルス当たりのワイヤロープ移動量 ただし、s=π×D/p0 [D:シーブのピツチサークル] [p0=e×i e:スイツチ駆動手段の数 i:移動量検出用スイツチの数] またこれによつて演算された値を表示するデジ
タル表示計17、およびアナログ表示計19は零
目盛位置に対しワイヤロープ繰り出し方向を−、
繰り込み方向を+で表示するようになつている。
L=p×s/m Where, p: Pulse generation amount m: Wire rope multiplication number s: Wire rope movement amount per pulse However, s=π×D/p 0 [D: Pitch circle of sheave] [ p 0 = e×i e: number of switch driving means i: number of movement detection switches] The digital display 17 and analog display 19 that display the values calculated thereby are at the zero scale position. On the other hand, the wire rope payout direction is −,
The renormalization direction is displayed as a + sign.

通常バケツト等の掘削具3が地表面に位置する
時を零設定にするので、掘削孔の深度は−、地上
より掘削具を持ち上げた場合の高さは+で表示さ
れる。従つてアナログ表示計19の表示範囲は−
の方が+より広くとつてある。
Normally, the setting is zero when the excavation tool 3 such as a bucket is located on the ground surface, so the depth of the excavation hole is displayed as -, and the height when the excavation tool is lifted above the ground is displayed as +. Therefore, the display range of the analog display meter 19 is -
is said to be wider than +.

なお、第8図に示すように、前記デジタル表示
計17とアナログ表示計19とは、1つのケース
21の同じ盤面に設置され、該ケース21は第1
図の30に示すように運転室の計器盤に設置され
る。またケース21には、電源投入スイツチ22
と、電源ランプ23と、前記リセツトボタン2
0、深度設定器32a,32b,32c、ランプ
35a,35b,35c、ブザー36とが取付け
られており、前記演算装置16、判別回路15、
デジタル―アナログコンバータ18、単位長さ設
定器31、コンパレータ33a,33b,33
c、ブザー.ランプ駆動回路34a,34b,3
4cとはケース21に内蔵されている。
As shown in FIG. 8, the digital display meter 17 and the analog display meter 19 are installed on the same panel surface of one case 21, and the case 21
It is installed in the instrument panel of the driver's cab as shown at 30 in the figure. The case 21 also includes a power on switch 22.
, the power lamp 23, and the reset button 2.
0, depth setters 32a, 32b, 32c, lamps 35a, 35b, 35c, and a buzzer 36 are attached, and the arithmetic unit 16, the discrimination circuit 15,
Digital-analog converter 18, unit length setter 31, comparators 33a, 33b, 33
c. Buzzer. Lamp drive circuit 34a, 34b, 3
4c is built into the case 21.

次に本実施例の作用について述べる。 Next, the operation of this embodiment will be described.

掘削具をフリーホール操作で降下させる際には
移動方向検出器のスイツチ14a,14bの作動
時間関係は第6図Aに示す関係にあるため、判別
回路15は繰り出しを示す信号を積算回路16a
に加えるため、積算回路16aは移動量検出器1
3からのパルスによつて値を(−)値で増加させ
る動作((−)加算動作)を行い、演算回路16
bは積算値を深度に変換し、そのデジタル値がデ
ジタル表示計17に表示されると同時に、デジタ
ル―アナログコンバータ18によつて得られるア
ナログ量がアナログ表示計19に表示される。こ
の場合、デジタル表示計17の表示値は激しく変
動するため、読み取りは難しいが、アナログ表示
計19によつて深度を読み取ることができる。従
つて、孔底部近くまで何らブレーキをかけること
なく、高速で掘削具を降下させ、掘削具が孔底部
に近づいた際にブレーキをかけて停止させ、本実
施例のようなアースドリルの場合はゆつくりと孔
底部に着地させることができる。これについて以
下に詳述する。すなわち孔底部に近づいたか否か
は、前回の掘削深度を深度設定器32cにセツト
しておくと、これよりもあらかじめ設定してある
深度lだけ浅い深度でランプ35cが点滅し、ブ
ザー36が鳴り出すので判断できる。一方、バケ
ツト式連壁機の場合は、前記のようにランプ35
Cが点滅し、ブザー36が鳴り出したら孔底に対
し必要以上の衝撃をさけるためブレーキをかけて
掘削具の降下を一たん停止させた後、再び掘削具
をフリーホール操作で落下させてバケツトの爪を
孔底に食い込ませる。いずれの場合も、バケツト
内に土砂がいつぱいになつた段階で再び地上に引
上げるが、この時の深度に深度設定器32cの値
を変更しておく。
When the excavating tool is lowered by free hole operation, the operating time relationship of the switches 14a and 14b of the movement direction detector is as shown in FIG.
In order to add
The operation of increasing the value by a (-) value ((-) addition operation) is performed by the pulse from the arithmetic circuit 16.
b converts the integrated value into depth, and the digital value is displayed on the digital display meter 17, and at the same time, the analog quantity obtained by the digital-to-analog converter 18 is displayed on the analog display meter 19. In this case, the value displayed on the digital display meter 17 fluctuates rapidly and is difficult to read, but the depth can be read using the analog display meter 19. Therefore, in the case of an earth drill like this example, the drilling tool is lowered at high speed without applying any brake until it reaches the bottom of the hole, and when the drilling tool approaches the bottom of the hole, the brake is applied to stop it. You can easily land it on the bottom of the hole. This will be explained in detail below. In other words, to determine whether or not the bottom of the hole has been approached, if the previous excavation depth is set in the depth setter 32c, the lamp 35c will flash and the buzzer 36 will start sounding when the depth is shallower by a preset depth l. So you can judge. On the other hand, in the case of a bucket type continuous wall machine, the lamp 35
When C flashes and the buzzer 36 starts to sound, apply the brake to temporarily stop the descent of the excavating tool to avoid unnecessary impact to the bottom of the hole, and then drop the excavating tool again using free hole operation to reach the bottom of the bucket. Dig your nails into the bottom of the hole. In either case, when the bucket is filled with earth and sand, it is pulled up to the ground again, and the value of the depth setter 32c is changed to the depth at this time.

なお、アースドリルやケリー式バケツト連壁機
の場合、通常ケリーバ4が多段伸縮式であるた
め、各段のケリーバが伸びていく段階で、各ケリ
ーバに設けた突起部同士が引つ掛かつて抜け落ち
ないようになつている反面、フリーホールで落下
させた場合、突起部で激しく衝突し、亀裂損傷事
故を招くことがある。このためオペレータは深度
計がない場合はウインチのロープの巻きほどき量
を見てブレーキをかける操作を行つており、深度
計がついている場合でも係合部より少し浅い深度
を記憶しておかねばならず、記憶違いもあつて操
作ミスを招く恐れがあつた。しかし、これらの突
起部が係合する位置は決まつていることから各段
の係合位置をあらかじめ深度設定器32a,32
bで設定すれば前記で説明したように、その係合
部よりlだけ浅い深度でランプ35aが点滅し、
ブザー36が鳴り出すのでブレーキをかけながら
ゆつくり降下させ、係合時における衝撃を緩和さ
せることができる。係合させた後は再びフリーホ
ールに切り換えるが、この時ランプ35aは点灯
に変わつて最初の設定深度を通過した事を表示す
ると共にブザー36は鳴るのをやめる。深度設定
器32bで設定された深度でも同様にランプ35
bとブザー36が動作する。
In addition, in the case of earth drills and Kelly-type bucket wall machines, the Kelly bar 4 is usually a multi-stage telescoping type, so as each Kelly bar extends, the protrusions provided on each Kelly bar may catch on each other and fall off. On the other hand, if it is dropped in a free hole, it may collide violently with the protrusion, causing cracks and damage. For this reason, if the operator does not have a depth gauge, he or she applies the brake by checking the amount of unwinding of the winch rope, and even if the operator has a depth gauge, he or she must memorize the depth that is slightly shallower than the engagement part. In addition, there was a risk of misremembering, leading to operational errors. However, since the positions where these protrusions engage are determined, the engagement positions of each stage are set in advance by the depth setters 32a, 32.
If set in b, the lamp 35a will blink at a depth l shallower than the engaging portion, as explained above.
Since the buzzer 36 starts sounding, it is possible to lower the robot slowly while applying the brakes, thereby alleviating the impact at the time of engagement. After engagement, the mode is switched to free hole again, but at this time the lamp 35a turns on to indicate that the initially set depth has been passed, and the buzzer 36 stops sounding. Similarly, even at the depth set by the depth setter 32b, the lamp 35
b and the buzzer 36 operate.

掘削具を地上に引上げる際には、移動方向検出
器のスイツチ14a,14bの作動時間関係は第
6図Bに示す関係にあるため、判別回路15は繰
り込みを示す信号を積算回路16aに加えるた
め、積算回路16aは移動量検出器13からのパ
ルスによつて値を(−)値で減算させる動作
((−)減算動作)を行う。
When the excavating tool is pulled up to the ground, the operating time relationship of the switches 14a and 14b of the moving direction detector is as shown in FIG. Therefore, the integration circuit 16a performs an operation of subtracting the value by a (-) value ((-) subtraction operation) using the pulse from the movement amount detector 13.

通常、深度の零基準点はG.L上に置くが掘削具
を孔底より引上げて来る際、零基準点を通過する
場合には、内部演算としては(−)減算動作を行
つているが、デジタル表示計17、アナログ表示
計19共、見かけ上(+)加算動作を行う。これ
は例えば絶対値で100mに相当するパルスが発生
した時の電圧値を10Vとすれば、リセツトボタン
20を押した時の発生電圧を零Vに戻さないで基
底電圧値を2Vで設定すれば(+)20mの深度で
零Vの電圧が、(−)80mの深度で10Vの電圧が
発生することになつて、前記のような表示が可能
となる。
Normally, the zero reference point for depth is placed on the GL, but when the drilling tool is pulled up from the bottom of the hole and passes through the zero reference point, the internal calculation is a (-) subtraction operation, but the digital Both the display meter 17 and the analog display meter 19 apparently perform a (+) addition operation. For example, if the voltage value when a pulse corresponding to 100 m in absolute value is generated is 10V, then the generated voltage when the reset button 20 is pressed does not return to 0V, and the base voltage value is set to 2V. A voltage of 0 V is generated at a depth of (+) 20 m, and a voltage of 10 V is generated at a depth of (-) 80 m, making it possible to display as described above.

また深度の零基準点をG.L上においた場合、例
えばワイヤロープ2を張つた状態でバケツト3を
地上に降ろした時、デジタル表示計17の表示値
がワイヤロープ2とシーブ9のすべりによつて狂
つていないかどうかを確認し、誤差が生じていれ
ばリセツトボタン20を押し、演算装置16をリ
セツトする。
In addition, if the zero reference point of the depth is set on the GL, for example, when the bucket 3 is lowered to the ground with the wire rope 2 stretched, the value displayed on the digital display 17 will change due to the slippage between the wire rope 2 and the sheave 9. Check to see if it is out of order, and if an error has occurred, press the reset button 20 to reset the arithmetic unit 16.

またワイヤロープ2やシーブ9の摩耗により第
3図で示すシーブ9のPCDであるφDの値が狂つ
た場合には、単位長さ設定器31の値を再設定す
ればよい。
Furthermore, if the value of φD, which is the PCD of the sheave 9 shown in FIG.

以上述べたように、本発明の深度検出方法によ
れば、シーブに設けた複数個のスイツチ駆動手段
と非回転部に設けた複数個の移動量検出用スイツ
チによつて等しい時間間隔(シーブが一定回転で
回転している場合)でパルスを発生させるように
したので、スイツチ駆動手段の設置間隔よりも少
ない単位長さで移動量の検出ができるから、検出
精度の向上が達成できる。また、移動量検出用ス
イツチが1個の場合の単位長さを基準として考え
ると、スイツチを複数個にすればスイツチ駆動手
段の数をその個数分の1にできるから、原価低減
が達成できる。
As described above, according to the depth detection method of the present invention, the sheave is moved at equal time intervals (the sheave is Since the pulses are generated when the switch is rotating at a constant rotation rate, the amount of movement can be detected using a unit length smaller than the installation interval of the switch drive means, thereby improving detection accuracy. Furthermore, considering the unit length when there is one switch for detecting the amount of movement as a reference, if a plurality of switches are used, the number of switch driving means can be reduced to one part of that number, and therefore, cost reduction can be achieved.

また本発明の方法を実施する深度検出装置は、
磁性材料製シーブに永久磁石をその表面部を除い
て埋め込むことにより周方向に配設したので、磁
界が永久磁石の近傍にしか発生しないため、スイ
ツチの動作時間を短くすることができ、これによ
り、単位移動量当たりのパルス発生量を増加でき
るので、検出する移動量の単位長さを短くするこ
とが可能となり、検出精度の向上が達成できる。
また移動量検出用スイツチを複数個設けることに
より、永久磁石の取付け個数を減らすことができ
るので、永久磁石を埋め込むための座ぐり加工を
減らすことができるから、大巾な原価低減が達成
できる。また、永久磁石により動作するスイツチ
は近接スイツチに比べて応答速度が速いため、フ
リーホール操作にも充分対応でき、作業能率の向
上が図れる。
Further, a depth detection device implementing the method of the present invention includes:
Permanent magnets are placed in the circumferential direction by embedding them in a sheave made of magnetic material, excluding the surface area, so the magnetic field is generated only in the vicinity of the permanent magnets, making it possible to shorten the operating time of the switch. Since the amount of pulses generated per unit movement amount can be increased, the unit length of the movement amount to be detected can be shortened, and detection accuracy can be improved.
Furthermore, by providing a plurality of switches for detecting the amount of movement, the number of permanent magnets to be attached can be reduced, and the counterbore process for embedding the permanent magnets can be reduced, thereby achieving a significant cost reduction. In addition, since a switch operated by a permanent magnet has a faster response speed than a proximity switch, it can sufficiently handle free-haul operations and improve work efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を適用したアースドリルの全体
側面図、第2図は本発明の一実施例を示すブロツ
ク図、第3図は該実施例の移動量検出器および移
動方向検出器の一例を示す配置図、第4図は第3
図の―面に沿う断面図、第5図は該実施例の
移動量検出器の作動を説明するパルス波形図、第
6図は該実施例の移動方向検出器の作動を説明す
るパルス波形図、第7図は該実施例における演算
装置と判別回路の構成例を示すブロツク図、第8
図は該実施例の表示部の外観図である。 2…ワイヤロープ、3…掘削具、9…シーブ、
13a,13b…移動量検出用スイツチ、14
a,14b…移動方向検出用スイツチ、16…演
算装置。
Fig. 1 is an overall side view of an earth drill to which the present invention is applied, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is an example of a movement amount detector and a movement direction detector of the embodiment. Layout diagram showing , Figure 4 is the 3rd
5 is a pulse waveform diagram illustrating the operation of the movement amount detector of this embodiment, and FIG. 6 is a pulse waveform diagram illustrating the operation of the movement direction detector of this embodiment. , FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of the arithmetic unit and discrimination circuit in this embodiment, and FIG.
The figure is an external view of the display section of this embodiment. 2...Wire rope, 3...Drilling tool, 9...Sheave,
13a, 13b...Movement amount detection switch, 14
a, 14b...Switch for detecting moving direction, 16... Arithmetic device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 掘削具を支持するワイヤロープの移動により
回転するシーブに周方向に等間隔に複数個のスイ
ツチ駆動手段を設けると共に、非回転部には該ス
イツチ駆動手段の近接により動作する複数個の移
動量検出用スイツチを設けることにより、シーブ
が一方向に一定速度で回転しているときには前記
複数個の移動量検出用スイツチにより等しい時間
間隔でパルスが発生するようになし、その発生パ
ルスから深度Lを、 L=p×s/m ここで、p:パルス発生量 m:ワイヤロープ掛数 s:1パルス当たりのワイヤロープ移動量 ただし、s=π×D/p0 [D:シーブのピツチサークル] [p0=e×i e:スイツチ駆動手段の数 i:移動量検出用スイツチの数] によつて求めるようにしたことを特徴とする竪孔
掘削機用深度検出方法。 2 掘削具を支持するワイヤロープの移動によつ
て回転する磁性材料製シーブに、複数個の永久磁
石をその表面部を除いて埋め込むことにより周方
向に配設し、該シーブの近傍の非回転部には、前
記永久磁石の近接によつて動作する複数個のワイ
ヤロープ移動量検出用スイツチを、シーブが一定
速度で回転している時には等しい時間間隔で動作
するように設けたことを特徴とする竪孔掘削機用
深度検出装置。
[Claims] 1. A plurality of switch drive means are provided at equal intervals in the circumferential direction on the sheave which rotates by movement of the wire rope supporting the excavation tool, and a non-rotating part is operated by the proximity of the switch drive means. By providing a plurality of movement amount detection switches, when the sheave is rotating in one direction at a constant speed, the plurality of movement amount detection switches generate pulses at equal time intervals. Determine the depth L from the generated pulse, L = p x s/m, where p: pulse generation amount m: wire rope multiplication number s: wire rope movement amount per 1 pulse. However, s = π x D/p 0 [D : pitch circle of sheave] [p 0 = e x i e: number of switch drive means i: number of switches for detecting travel distance] Depth detection method for a vertical hole excavator . 2 A plurality of permanent magnets are arranged in the circumferential direction by embedding a plurality of permanent magnets in a sheave made of a magnetic material that rotates with the movement of a wire rope that supports the excavation tool, except for the surface part, and the non-rotating sheave near the sheave The part is characterized in that a plurality of switches for detecting the amount of wire rope movement, which are operated by the proximity of the permanent magnet, are provided so as to operate at equal time intervals when the sheave is rotating at a constant speed. Depth detection device for pit excavators.
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