JP2004062580A - 計数装置および計数方法 - Google Patents

Abstract

【課題】建設機械の作業装置やその他の動力機械における打撃数や振動数または回転数等、多様な繰り返し運動を、各々の繰り返し運動形態に対応した個別の専用センサを、１台の計測装置に接続可能にすることにより、多様な繰り返し運動数を単位時間の運動回数として１台の計測装置で計測ができるようにする。
【解決手段】多様な繰り返し運動形態に対応した個別の専用センサ出力を、所定の電気的条件内に適合するように設定して、運動形態に対応する複数の専用センサを１台の計測装置に接続可能にすべく、入力回路を含むレベル調整により波形整形回路の入力に適した信号にし、１運動１パルスの信号を波形整形回路より出力させるとともに、前記出力パルスを計数して単位時間あたりの運動回数を計測する。
【選択図】　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械の作業装置やその他の動力機械における打撃数や振動数または回転数等、多様な繰り返し運動を行う運動の回数を計数する装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建設機械の作業装置やその他の動力機械における検査やメンテナンスにおいては、機械本体のエンジン回転や作業機の作動状況等々、多様な面における運動計測が必要とされているにも係わらず、計測環境の悪い建設作業現場で繰り返し運動回数を計測する場合には、例えば、回転数はタコメータ、振動数は振動数計と言うように、個別の測定器を使用して計測作業を行わなければならず、複数の測定器を必要とするだけでなく、各々の測定マニュアルをマスタする必要があり、円滑な測定作業が難しいと言う問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、打撃数や回転数または振動数と言う多様な繰り返し運動数を計測する際において、多様な繰り返し運動の形態に対応した個別の専用センサを１台の計数装置へ対応可能にすることにより、被計測物の運動形態に適合する１個のセンサを選択して、計数装置へ接続するだけで複数台の測定器を用いることなく、単位時間における運動回数をの計数を行わせることにより運動回数を容易に知ることができ、測定作業による円滑な保守作業等を行えるようにすることを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１にあっては、建設機械の作業装置やその他の動力機械における打撃数や振動数または回転数等、多様な機械的繰り返し運動回数を、被計数物の運動形態に適した専用センサを選択接続して測定する計数装置であって、筐体には、少なくとも前記センサの出力信号レベルを調整するレベル調整を含む入力回路と、繰り返し運動に対応した信号を１運動１パルスに変換する波形整形回路と、前記繰り返し運動に１対１で対応するパルス信号を単位時間の運動数として計数する計数回路を内装するとともに、筐体の適所には計数結果を表示するための表示器と、前記センサまたはセンサケーブルの接続部材を着脱可能に接続するコネクタを備えたことを特徴とする計数装置を提供している。
【０００５】
請求項２においては、建設機械の作業装置やその他の動力機械における打撃数や振動数または回転数等、多様な機械的繰り返し運動の形態毎に対応して電気信号に変換する複数の専用センサを備え、少なくとも前記センサの出力信号レベルを調整するレベル調整を含む入力回路と、波形整形回路および計数回路を備えた計数装置の入力回路へ、被計数物の運動形態に適合するセンサを複数センサから選出して接続し、前記繰り返し運動によってセンサから出力される信号レベルを調整することにより、前記１運動に対して１パルスの信号を波形整形回路により出力させ、波形整形回路より連続して出力される１運動毎のパルス信号を、計数回路によって単位時間あたりの運動数に計数することを特徴とする計数方法を提供している。
【０００６】
さらに請求項３によれば、多様な機械的繰り返し運動を電気的に変換する検出方式が異なる各々のセンサにおいて、センサ出力を計測装置が必要とする電気的仕様範囲に整合するため、該仕様を満足させない変換素子を用いるセンサには、該センサ内に整合回路を具備することを特徴とする請求項１に記載の専用センサを提供している。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明すると、図１は、計測装置の一例を示す図であって、計測装置１には専用センサ５を着脱可能に接続するコネクタ２が設けられ、振動や回転のような繰り返し運動の運動形態に適合する専用センサ５を選択して取り付け、単位時間あたりの繰り返し運動の運動回数を計測するものであって、電源スイッチ６を押すことにより、図２に示す回路に内蔵バッテリから電源が供給され、センサ５の出力レベルをレベル調整３によって所定レベルに整合することにより、例えば毎分あたりの運動回数を、表示器４に表示させる構成である。
【０００８】
図２は、計測装置のブロック図であって、計測を行おうとする繰り返し運動の運動形態に適合した各種専用センサ１８を、計測装置１１に設けたコネクタ１２に接続し、前記センサ１８から出力される繰り返し運動の信号を、レベル調整１３により、入力回路１４の出力信号が波形整形回路１５に適合するように、レベル調整を行うことにより、繰り返し運動１回に対して１パルスを波形整形回路１５から出力されるようにした設計であり、レベル調整１３を入力回路１４の前段に設けることは、前記センサ１８の出力が過大になった場合に、入力回路１４の飽和が防止できるので好ましい。
【０００９】
１運動に対応して波形整形回路１５から出力される１パルス信号は、Ｆ−Ｖ変換素子を用い、或いは所定のパルス幅に変換したパルス信号を積分する計数回路１６で、パルス数に対して直線的に対応する電圧を取り出し、デジタルまたはアナログの電圧計を用いて単位時間あたりの運動回数として表示させるが、早い計測速度を求める場合にあっては、１運動に対応したパルス間隔時間をデジタル的に計測したものを逆数表示させる手段等、公知の電気的手法を用いることができ、必要に応じてパソコン等への出力ポートを設けることができる。
【００１０】
図３は、打撃数を計測する専用センサ５の図であって、打撃数センサ２０は、油圧ショベルのアーム先端に装着して、打撃によって岩石の破砕やビルの解体等に使用する油圧プレーカ（図示しない）が稼働する際に生じる打撃音を検出するものであって、筐体２３には、前面に保護部材２２を備えたマイクロホン２１を内装するとともに、筐体２０の端部に取り付けられたプラグ２４へ配線されていて、打撃数センサ２０のプラグ２４を計測装置１のコネクタ２に接続して、マイクロホン２１から出力信号される打撃音に対応する信号を、レベル調整１３を介して入力回路１４に入力する。
【００１１】
このマイクロホン２１は、増幅器が一体化された小型のコンデンサマイクロホンを使用しているが、作業現場の状況に応じてダイナミックマイクロホンなど、公知のマイクロホンを用いることが可能であり、マイクロホンの出力特性が異なる場合は、打撃数センサ２０に計測装置１１の入力条件に整合する増幅器を内蔵することが必要である。
【００１２】
図４は、打撃数センサ出力波形（１）と波形整形波形（２）であり、打撃数センサ２０の出力波形は、例えば（１）のように、打撃時の過渡的なピークから高周波成分が減衰している場合が多く、そのピークを波形整形回路１５のトリガとすべくレベル調整１３で調整するものであるが、トリガレベルの範囲を広くするためには入力回路１４でローパスフィルタを構成することが好ましく、結果、波形整形回路１５は、図４の（２）のように打撃数毎に対応したパルス信号を出力され、その処理等については前記の入力回路１４や波形整形回路１５に示す通りである。
【００１３】
図５は、回転数を計測する専用センサ５の図であって、回転数センサ３０の筐体３３には、発光素子３１と受光素子３２が内装されていて、回転体に貼付した反射テープで反射された直流またはパルスで点灯している発光素子３１の反射光を、受光素子３２によって検出する手法を用いており、発光素子３１の前面にレンズ３５を配設し、受光素子３２は前面にレンズ３６を配設するとともに、反射光の入光角度を踏まえて所定の角度をもって取り付けられ、受光素子３２の出力は内蔵されている増幅器３７で所定のレベルまで増幅するとともに、増幅器３７では必要に応じて計測装置１１のレベル調整１３を含む入力回路１４に適した信号に処理する機能を付加し、筐体３３に取り付けられたプラグ３４から出力するようにしている。
【００１４】
図６は、増幅器内蔵型振動センサ図であって、主に正弦派振動を行う機械の振動数を計測するためのもので、増幅器内蔵型振動センサ４０は、筐体４３に内装した圧電素子４１と、重錘４２とによって基本的に構成されており、圧電素子４１の下部にはアース電極４６ｂを、上部に信号電極４６ａを設けるとともに、信号電極４６ａの上部には絶縁体を介して重錘４２が配設され、これらは通しボルト４７によって一体的に固着するようにしている。
【００１５】
さらに、アース電極４５ｂの下部には、圧電素子４１から振動に伴って出力される信号を、計測装置１１に適した信号状態に整合する目的で、高インピーダンスの入力回路を有する増幅器４５が配設されて、その信号出力は、センサケーブル４４を介してプラグ（ＰＧ）に出力する構成であり、筐体４３の基台４８に設けた取り付け用ネジ部４９により振動体に取り付けるようにしているが、筐体４３に磁石を固着して振動体に取り付けるとセンサの着脱が容易になるので好ましい。
【００１６】
この場合、重錘５２に代えて先細状の接触子（図示せず）を筐体４３の前方から突出して取り付けることにより、筐体４３を手で持って振動体に接触子を接触させることができ、計測振動を接触子を介して圧電素子４１に伝達するもので、前記の接触子の先端部または全体を適度の弾力を有する部材で構成することにより、接触子と振動体の間で生じるビビリなどの高い周波数の振動や振動体に含まれる高い周波数の振動を接触子の弾力により吸収できるので好ましい。
【００１７】
これらの各種専用センサ１８センサにあっては、計測装置１１に適した出力仕様に整合させていて、本実施例については、図３の打撃数センサ３０を基準として、他のセンサ出力を整合させたものであるため、打撃数センサ３０にはセンサ出力を整合する増幅器を内蔵する必要がなく、他のセンサを基準とする場合には、打撃力センサ３０にセンサ出力を調整できる増幅器を内蔵させて整合させることも可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明にあっては、建設機械の作業装置やその他の動力機械における色々な繰り返し運動回数を、１台の計測装置により多様な振動形態に対応した専用センサを用い、同一の計測方法で計測が可能になったことから、特に建設現場の計測環境の悪い場所でも、複数の測定器を用いることなく、容易に振動数や回転数、さらには打撃数などの繰り返し運動を、単位時間の運動回数として計測することができるために、計測時間が短縮されるだけでなく、作動機械のコンディションや作動機械が消費する油圧や流量等も手軽に類推することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、計測装置の一例を示す図である。
【図２】図２は、計測装置のブロック図である。
【図３】図３は、打撃数センサ図である。
【図４】図４は、打撃数センサ出力波形（１）と波形整形波形（２）の例である。
【図５】図５は、増幅器内蔵回転数センサ図である。
【図６】図６は、増幅器内蔵振動数センサ図である。
【符号の説明】
１、１１　　・・・　計測装置
２、１２　　・・・　コネクタ
３、１３　　・・・　レベル調整
４、１７　　・・・　表示器
５．１８　　・・・　専用センサ
１４　　　　・・・　入力回路
１５　　　　・・・　波形整形回路
１６　　　　・・・　計数回路
２０　　　　・・・　打撃数センサ
３０　　　　・・・　増幅器内蔵回転数センサ
４０　　　　・・・　増幅器内蔵振動数センサ

Claims (3)

1. 建設機械の作業装置やその他の動力機械における打撃数や振動数または回転数等、多様な機械的繰り返し運動回数を、被計数物の運動形態に適した専用センサを選択接続して測定する計数装置であって、筐体には、少なくとも前記センサの出力信号レベルを調整するレベル調整を含む入力回路と、繰り返し運動に対応した信号を１運動１パルスに変換する波形整形回路と、前記繰り返し運動に１対１で対応するパルス信号を単位時間の運動数として計数する計数回路を内装するとともに、筐体の適所には計数結果を表示するための表示器と、前記センサまたはセンサケーブルの接続部材を着脱可能に接続するコネクタを備えたことを特徴とする計数装置。
2. 建設機械の作業装置やその他の動力機械における打撃数や振動数または回転数等、多様な機械的繰り返し運動の形態毎に対応して電気信号に変換する複数の専用センサを備え、少なくとも前記センサの出力信号レベルを調整するレベル調整を含む入力回路と、波形整形回路および計数回路を備えた計数装置の入力回路へ、被計数物の運動形態に適合するセンサを複数センサから選出して接続し、前記繰り返し運動によってセンサから出力される信号レベルを調整することにより、前記１運動に対して１パルスの信号を波形整形回路により出力させ、波形整形回路より連続して出力される１運動毎のパルス信号を、計数回路によって単位時間あたりの運動数に計数することを特徴とする計数方法。
3. 多様な機械的繰り返し運動を電気的に変換する検出方式が異なる各々のセンサにおいて、センサ出力を計測装置が必要とする電気的仕様範囲に整合するため、該仕様を満足させない変換素子を用いるセンサには、該センサ内に整合回路を具備することを特徴とする請求項１に記載の専用センサ

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