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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023043402
(43)【公開日】2023-03-29
(54)【発明の名称】脚立監視装置、脚立、および脚立監視システム
(51)【国際特許分類】
E06C 7/18 20060101AFI20230322BHJP
G08B 21/02 20060101ALI20230322BHJP
【ＦＩ】
E06C7/18
G08B21/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021151004
(22)【出願日】2021-09-16
(71)【出願人】
【識別番号】000144991
【氏名又は名称】株式会社四国総合研究所
(71)【出願人】
【識別番号】000180357
【氏名又は名称】株式会社四電工
(74)【代理人】
【識別番号】110001704
【氏名又は名称】弁理士法人山内特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中西 美一
(72)【発明者】
【氏名】毛利 正志
(72)【発明者】
【氏名】村上 博志
(72)【発明者】
【氏名】大井 秀晃
(72)【発明者】
【氏名】中所 弘至
(72)【発明者】
【氏名】湯浅 裕司
(72)【発明者】
【氏名】水野 智文
(72)【発明者】
【氏名】岡山 奉年
(72)【発明者】
【氏名】今村 真陽
【テーマコード（参考）】
2E044
5C086
【Ｆターム（参考）】
2E044AA01
2E044BA05
2E044CA01
2E044CB03
2E044EE06
2E044EE09
2E044EE12
5C086AA22
5C086BA17
5C086CA19
5C086CA21
5C086DA08
5C086FA02
5C086FA11
(57)【要約】
【課題】脚の接地部への作用力を計測することで、使用者が不安全な状態にあることを高精度に把握し、脚立の転倒等の発生を抑制することができる脚立監視装置等を提供する。
【解決手段】脚立監視装置１０は、制御装置１１と、脚立２０の接地部２５ａ～２５ｄへ作用する荷重を測定するための荷重測定器１２ａ～１２ｄと、を有する。制御装置１１は、荷重測定器１２ａ～１２ｄによる測定値から、脚立２０の使用者が脚立２０の何段目の踏ざんに足を置いているかを判断し、使用者の足が置かれている踏ざんに対応する、あらかじめ定められた範囲に基づいて、使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断する。 この構成により、使用者が作業を行う段数に対応した、高精度な判断を制御装置１１が行うことができ、脚立２０の転倒等の発生を抑制することができる。
【選択図】図１
【解決手段】脚立監視装置１０は、制御装置１１と、脚立２０の接地部２５ａ～２５ｄへ作用する荷重を測定するための荷重測定器１２ａ～１２ｄと、を有する。制御装置１１は、荷重測定器１２ａ～１２ｄによる測定値から、脚立２０の使用者が脚立２０の何段目の踏ざんに足を置いているかを判断し、使用者の足が置かれている踏ざんに対応する、あらかじめ定められた範囲に基づいて、使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断する。 この構成により、使用者が作業を行う段数に対応した、高精度な判断を制御装置１１が行うことができ、脚立２０の転倒等の発生を抑制することができる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
制御装置と、
脚立の接地部へ作用する荷重を測定するための荷重測定器と、を有し、
前記制御装置は、
前記荷重測定器による測定値から、
前記脚立の使用者が前記脚立の何段目の踏ざんに足を置いているかを判断し、
前記使用者の足が置かれている踏ざんに対応する、あらかじめ定められた範囲に基づいて、
前記使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断する、
ことを特徴とする脚立監視装置。
脚立の接地部へ作用する荷重を測定するための荷重測定器と、を有し、
前記制御装置は、
前記荷重測定器による測定値から、
前記脚立の使用者が前記脚立の何段目の踏ざんに足を置いているかを判断し、
前記使用者の足が置かれている踏ざんに対応する、あらかじめ定められた範囲に基づいて、
前記使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断する、
ことを特徴とする脚立監視装置。
【請求項2】
前記制御装置は、
前記荷重測定器による測定値から前記使用者による重心点の位置を算出し、
前記重心点の位置が、前記あらかじめ定められた範囲である基準範囲内でない場合を、前記使用者が不安全な状態にあると判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の脚立監視装置。
前記荷重測定器による測定値から前記使用者による重心点の位置を算出し、
前記重心点の位置が、前記あらかじめ定められた範囲である基準範囲内でない場合を、前記使用者が不安全な状態にあると判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の脚立監視装置。
【請求項3】
前記制御装置は、
前記荷重測定器による測定値から前記使用者による重心点の位置を算出し、
前記重心点の重心点移動速度に基づいて、
前記使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の脚立監視装置。
前記荷重測定器による測定値から前記使用者による重心点の位置を算出し、
前記重心点の重心点移動速度に基づいて、
前記使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の脚立監視装置。
【請求項4】
前記脚立監視装置には、
前記使用者に注意喚起を行うための注意喚起装置が設けられ、
前記制御装置は、前記使用者が不安全な状態にあると判断した場合に、
前記注意喚起装置により、前記使用者に対して注意喚起を行う、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の脚立監視装置。
前記使用者に注意喚起を行うための注意喚起装置が設けられ、
前記制御装置は、前記使用者が不安全な状態にあると判断した場合に、
前記注意喚起装置により、前記使用者に対して注意喚起を行う、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の脚立監視装置。
【請求項5】
請求項１から４のいずれかに記載の脚立監視装置が備えられている、
ことを特徴とする脚立。
ことを特徴とする脚立。
【請求項6】
請求項１から４のいずれかに記載の脚立監視装置と、
前記制御装置からの信号を送受信する監視端末と、を備え、
前記監視端末は、前記使用者が不安全な状態にあるかどうかの信号を受ける、
ことを特徴とする脚立監視システム。
前記制御装置からの信号を送受信する監視端末と、を備え、
前記監視端末は、前記使用者が不安全な状態にあるかどうかの信号を受ける、
ことを特徴とする脚立監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、脚立監視装置、脚立、および脚立監視システムに関する。さらに詳しくは、本発明は、脚立の脚の接地部への作用力を計測するための荷重測定器を有する脚立監視装置、脚立、および脚立監視システムに関する。
【背景技術】
【0002】
脚立は、２つのはしごを山形になるように組合せ、自立できることから、手の届かない場所の作業をする際に手軽に用いることができ、作業効率を高めることができる。一方手軽に用いることができることから、安全が確保されずに使用されたときには、脚立そのものが作業中に転倒したり、脚立の使用者が脚立から転落したりする事故が発生することがある。
【0003】
特許文献１では、これらの事故の発生を抑制するための脚立監視装置が開示されている。この脚立監視装置は、脚立の使用中の傾斜角度を計測する角度計測部を備え、所定の値の角度が計測されると警告音を発することで、脚立を使用するものに対して安全を確保し、脚立の転倒および脚立の使用者の転落の発生を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１８－７１０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかるに、角度計測部による角度の計測は、実際に脚立が傾くという状態になって初めて傾斜角度が検出される。この脚立が傾くという状態は、すでに作業が安全に行われている状態ということはできず、脚立の転倒等の発生を抑制することが事実上難しいという問題がある。
【0006】
また、特許文献１には脚立の脚部の接地圧力を計測する圧力計側部が設けられている構成も併せて開示されている。この構成では、圧力計側部からの圧力により平面重心位置を求め、脚部の接地位置が形成する矩形の外側に平面重心位置があると警告をする。しかし、下から一段目など比較的低い位置の踏ざんに足が置かれている際には、その矩形の外側にすぐに平面重心位置が出てしまう一方、より上方の段に足を置いている際には、その矩形の外側に平面重心位置が出ない。すなわち、比較的安全サイドにある低い位置の段に足が置かれている際には、すぐに警告が行われる一方、比較的不安全サイドにある高い位置の段に足が置かれている際には、なかなか警告が行われないという問題がある。
【0007】
本発明は上記事情に鑑み、脚の接地部への作用力を計測することで、使用者が不安全な状態にあることを高精度に把握し、脚立の転倒等の発生を抑制することができる脚立監視装置、脚立、および脚立監視システム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】
【0008】
第１発明の脚立監視装置は、制御装置と、脚立の接地部へ作用する荷重を測定するための荷重測定器と、を有し、前記制御装置は、前記荷重測定器による測定値から、前記脚立の使用者が前記脚立の何段目の踏ざんに足を置いているかを判断し、前記使用者の足が置かれている踏ざんに対応する、あらかじめ定められた範囲に基づいて、前記使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断することを特徴とする。
第２発明の脚立監視装置は、第１発明において、前記制御装置は、前記荷重測定器による測定値から前記使用者による重心点の位置を算出し、前記重心点の位置が、前記あらかじめ定められた範囲である基準範囲内でない場合を、前記使用者が不安全な状態にあると判断することを特徴とする。
第３発明の脚立監視装置は、第１発明または第２発明において、前記制御装置は、前記荷重測定器による測定値から前記使用者による重心点の位置を算出し、前記重心点の重心点移動速度に基づいて、前記使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断することを特徴とする。
第４発明の脚立監視装置は、第１発明から第３発明のいずれかにおいて、前記脚立監視装置には、前記使用者に注意喚起を行うための注意喚起装置が設けられ、前記制御装置は、前記使用者が不安全な状態にあると判断した場合に、前記注意喚起装置により、前記使用者に対して注意喚起を行うことを特徴とする。
第５発明の脚立は、第１発明から第４発明のいずれかの脚立監視装置が備えられていることを特徴とする。
第６発明の脚立監視システムは、第１発明から第４発明のいずれかの脚立監視装置と、前記制御装置からの信号を送受信する監視端末と、を備え、前記監視端末は、前記使用者が不安全な状態にあるかどうかの信号を受けることを特徴とする。
第２発明の脚立監視装置は、第１発明において、前記制御装置は、前記荷重測定器による測定値から前記使用者による重心点の位置を算出し、前記重心点の位置が、前記あらかじめ定められた範囲である基準範囲内でない場合を、前記使用者が不安全な状態にあると判断することを特徴とする。
第３発明の脚立監視装置は、第１発明または第２発明において、前記制御装置は、前記荷重測定器による測定値から前記使用者による重心点の位置を算出し、前記重心点の重心点移動速度に基づいて、前記使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断することを特徴とする。
第４発明の脚立監視装置は、第１発明から第３発明のいずれかにおいて、前記脚立監視装置には、前記使用者に注意喚起を行うための注意喚起装置が設けられ、前記制御装置は、前記使用者が不安全な状態にあると判断した場合に、前記注意喚起装置により、前記使用者に対して注意喚起を行うことを特徴とする。
第５発明の脚立は、第１発明から第４発明のいずれかの脚立監視装置が備えられていることを特徴とする。
第６発明の脚立監視システムは、第１発明から第４発明のいずれかの脚立監視装置と、前記制御装置からの信号を送受信する監視端末と、を備え、前記監視端末は、前記使用者が不安全な状態にあるかどうかの信号を受けることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
第１発明によれば、制御装置が、荷重測定器による測定値から、脚立の使用者が脚立の何段目に足を置いているかを判断したあと、使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断することにより、使用者が作業を行う段数に対応した、高精度な判断を制御装置が行うことができ、脚立の転倒等の発生を抑制することができる。また、この脚立監視装置が備えられている脚立を、作業安全のための研修機材等として使用することも可能である。
第２発明によれば、制御装置が、使用者が作業を行う段数に応じて、使用者による重心点を算出し、この重心点が基準範囲内でない場合を、使用者が不安全な状態にあると判断することにより、重心点は比較的単純な計算により求めることができるので、その判断が短時間で行われる。
第３発明によれば、重心点移動速度を、制御装置の判断のためのパラメータに加えることで、使用者が不安全な状態にあるかどうかを、より適正に判断することができる。
第４発明によれば、制御装置が、使用者が不安全な状態にあると判断した場合に、注意喚起装置により、使用者に対して注意喚起を行うので、脚立の使用者が不安全な状態にあると容易に判断でき、脚立の転倒等の発生を、より抑制することができる。また、不安全な状態にある場合は、警告ブザー等により脚立の使用者だけでなく、その周辺にいる者にその状態を知らせることができる。
第５発明によれば、脚立が第１発明から第４発明のいずれかの脚立監視装置を備えていることにより、脚立の使用に伴い、常時使用者が不安全な状態にあるかを監視することができ、脚立の転倒等の発生を抑制することができる。
第６発明によれば、脚立監視システムが、制御装置からの信号を送受信する監視端末を有することにより、監視端末から離れた位置にある脚立の状況を把握することができ、例えばビルの中の範囲が広いエリアで複数の脚立が使用された場合でも、遠隔から複数の脚立の使用状況を監視し、脚立の転倒等の発生を抑制できる。
第２発明によれば、制御装置が、使用者が作業を行う段数に応じて、使用者による重心点を算出し、この重心点が基準範囲内でない場合を、使用者が不安全な状態にあると判断することにより、重心点は比較的単純な計算により求めることができるので、その判断が短時間で行われる。
第３発明によれば、重心点移動速度を、制御装置の判断のためのパラメータに加えることで、使用者が不安全な状態にあるかどうかを、より適正に判断することができる。
第４発明によれば、制御装置が、使用者が不安全な状態にあると判断した場合に、注意喚起装置により、使用者に対して注意喚起を行うので、脚立の使用者が不安全な状態にあると容易に判断でき、脚立の転倒等の発生を、より抑制することができる。また、不安全な状態にある場合は、警告ブザー等により脚立の使用者だけでなく、その周辺にいる者にその状態を知らせることができる。
第５発明によれば、脚立が第１発明から第４発明のいずれかの脚立監視装置を備えていることにより、脚立の使用に伴い、常時使用者が不安全な状態にあるかを監視することができ、脚立の転倒等の発生を抑制することができる。
第６発明によれば、脚立監視システムが、制御装置からの信号を送受信する監視端末を有することにより、監視端末から離れた位置にある脚立の状況を把握することができ、例えばビルの中の範囲が広いエリアで複数の脚立が使用された場合でも、遠隔から複数の脚立の使用状況を監視し、脚立の転倒等の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施形態に係る脚立監視装置のブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための脚立監視装置、脚立および脚立監視システムを例示するものであって、本発明は脚立監視装置、脚立および脚立監視システムを以下のものに特定しない。なお、各図面が示す部材の大きさまたは位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。
【0012】
（脚立監視装置１０）
図１には、本発明の一実施形態に係る脚立監視装置１０のブロック構成図を、図２には脚立監視装置１０が搭載された脚立２０の斜視図を示す。脚立監視装置１０は、使用者によって使用されている脚立２０の状態を監視する装置である。脚立２０の状態とは、その脚立２０が転倒する危険、または使用者が転落する危険があるなど、不安全な使用の可能性があるかどうかの状態を言う。脚立監視装置１０は、マイクロコンピュータからなる制御装置１１と、脚立２０の接地部２５ａ～２５ｄへ作用する荷重を測定するための荷重測定器１２ａ～１２ｄと、を有する。そして、制御装置１１はまず、荷重測定器１２ａ～１２ｄによる測定値から、脚立２０の使用者が、脚立２０の何段目の踏ざんに足を置いているかを判断する。そして、その足の置かれている踏ざんに応じて選択される、あらかじめ定められた範囲に基づいて、使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断する。
図１には、本発明の一実施形態に係る脚立監視装置１０のブロック構成図を、図２には脚立監視装置１０が搭載された脚立２０の斜視図を示す。脚立監視装置１０は、使用者によって使用されている脚立２０の状態を監視する装置である。脚立２０の状態とは、その脚立２０が転倒する危険、または使用者が転落する危険があるなど、不安全な使用の可能性があるかどうかの状態を言う。脚立監視装置１０は、マイクロコンピュータからなる制御装置１１と、脚立２０の接地部２５ａ～２５ｄへ作用する荷重を測定するための荷重測定器１２ａ～１２ｄと、を有する。そして、制御装置１１はまず、荷重測定器１２ａ～１２ｄによる測定値から、脚立２０の使用者が、脚立２０の何段目の踏ざんに足を置いているかを判断する。そして、その足の置かれている踏ざんに応じて選択される、あらかじめ定められた範囲に基づいて、使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断する。
【0013】
本実施形態に係る脚立監視装置１０は、制御装置１１と、４つの荷重測定器１２ａ～１２ｄと、を有する。図１における、制御装置１１と４つの荷重測定器１２ａ～１２ｄとの間の実線は、これらの機器が電気的に接続されていることを示している。加えて脚立監視装置１０は、警告ブザー１４と、警告ＬＥＤ１５と、電池１６と、環境計測部１７と、を有する。これらの機器は、制御装置１１と電気的に接続されている。なお、本実施形態では、制御装置１１とこれらの機器は、有線で接続されているが、これに限定されない。例えば無線で接続している場合もある。
【0014】
本実施形態に係る脚立監視装置１０は、筐体１３を有する。本実施形態では、この筐体１３は、脚立２０の左天板２４ｆの下方に設置されている。そしてこの筐体１３の内部に制御装置１１、警告ブザー１４、警告ＬＥＤ１５、電池１６が設けられている。
【0015】
本実施形態において制御装置１１は、専用のマイクロコンピュータである。ただしこれに限定されない。制御装置１１は、荷重測定器１２ａ～１２ｄから、荷重の測定値を定期的に取得する。制御装置１１は、荷重の測定値を記憶する記憶装置を有する。この記憶装置は、マイクロＳＤなど交換可能なものが好ましい。
【0016】
本実施形態において警告ブザー１４は、制御装置１１からの信号により警告音を発する。すなわち警告ブザー１４は、音により脚立２０の使用者に対して注意喚起を行うための注意喚起装置の一つである。この警告ブザー１４は、使用者の状態の不安全の程度に応じて複数の異なる警告音を発することができる。また、本実施形態において警告ＬＥＤ１５は、制御装置１１からの信号により、使用者の状態の不安全の程度を表示する。電池１６は、制御装置１１等の電源であり、交換可能な形態となっている。
【0017】
本実施形態において警告ＬＥＤ１５は、制御装置１１からの信号により警告を行う。すなわち警告ＬＥＤ１５は、表示により脚立２０の使用者に対して注意喚起を行うための注意喚起装置の一つである。この警告ＬＥＤ１５は、使用者の状態の不安全の程度に応じて、警告ＬＥＤ１５を点滅させたり、点灯させたりすることができる。加えて、その色または表示を変更することも可能である。
【0018】
本実施形態において、荷重測定器１２ａ～１２ｄは、脚立２０の接地部２５ａ～２５ｄへ作用する荷重を測定する。本実施形態で、荷重測定器１２ａ～１２ｄは、ひずみ計を用いて構成されている。ただし、接地部２５ａ～２５ｄへ作用する荷重を測定可能であれば他の構成を採用することも可能である。本実施形態において接地部２５ａ～２５ｄは、脚立２０の支柱２１ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂの下端に設けられる滑り止め用の部材であり、この滑り止め用の部材に対し、ひずみ計が組み込まれている。
【0019】
本実施形態において、環境計測部１７は、筐体１３の外側に設けられている。本実施形態において環境計測部１７は、脚立監視装置１０が置かれている環境の気温、湿度、照度、騒音、塵埃の有無を計測することが可能である。
【0020】
（脚立２０）
本実施形態に係る脚立監視装置１０が備えられている脚立２０について説明する。図３（Ａ）は、この脚立２０の正面図、図３（Ｂ）は、その側面図であり、図４は脚立２０の上端部付近を拡大した、正面方向からの部分断面図である。なお本稿においては、図３（Ａ）の紙面における奥行方向を前後とし、手前側を前と表現する。加えて図３（Ｂ）の紙面における奥行方向を左右方向とし、この図に向かって右側を右、左側を左と表現する。
本実施形態に係る脚立監視装置１０が備えられている脚立２０について説明する。図３（Ａ）は、この脚立２０の正面図、図３（Ｂ）は、その側面図であり、図４は脚立２０の上端部付近を拡大した、正面方向からの部分断面図である。なお本稿においては、図３（Ａ）の紙面における奥行方向を前後とし、手前側を前と表現する。加えて図３（Ｂ）の紙面における奥行方向を左右方向とし、この図に向かって右側を右、左側を左と表現する。
【0021】
この脚立２０は、前はしご２３と、後はしご２１とを、山形になるように開き留め具などで固定することで構成されている。後はしご２１は、後右支柱２１ａと後左支柱２１ｂとを有し、これらの間に５つの後踏ざん２２ａ～２２ｅを有している。後踏ざん２２ａ～２２ｅは、下から後第１踏ざん２２ａ、後第２踏ざん２２ｂ、後第３踏ざん２２ｃ、後第４踏ざん２２ｄ、後第５踏ざん２２ｅとなっている。また後はしご２１は、最上部に後天板２２ｆを有する。なお、この脚立２０の踏ざん２２ａ～２２ｅは５つであったが、個数は５つに限定されない。同じように、前はしご２３は、前右支柱２３ａと前左支柱２３ｂとを有し、その間に５つの前踏ざん２４ａ～２４ｅを有している。前踏ざん２４ａ～２４ｅは、下から前第１踏ざん２４ａ、前第２踏ざん２４ｂ、前第３踏ざん２４ｃ、前第４踏ざん２４ｄ、前第５踏ざん２４ｅとなっている。また前はしご２３は最上部に前天板２４ｆを有する。
【0022】
脚立２０は、前天板２４ｆの下側に脚立監視装置１０の筐体１３が設けられている。また、脚立２０の接地部２５ａ～２５ｄにはそれぞれ荷重測定器１２ａ～１２ｄが備えられている。すなわち第１接地部２５ａには第１荷重測定器１２ａが、第２接地部２５ｂには第２荷重測定器１２ｂが、第３接地部２５ｃには第３荷重測定器１２ｃが、第４接地部２５ｄには第４荷重測定器１２ｄが備えられている。それぞれの荷重測定器１２ａ～１２ｄは、電線により筐体１３の中に収められている制御装置１１と電気的に接続されている。
【0023】
（脚立監視システム３０）
図５には、本実施形態に係る脚立監視装置１０を備えた脚立監視システム３０のブロック構成図を示す。脚立監視システム３０は、本実施形態に係る脚立監視装置１０と、この脚立監視装置１０に備えられている制御装置１１からの信号を送受信する監視端末３１と、を備え、この監視端末３１は、脚立２０の使用者が不安全な状態にあるかどうかの信号を受けることができる。監視端末３１は、少なくとも第１監視端末３１ａまたは第２監視端末３１ｂのいずれかであれば問題ない。
図５には、本実施形態に係る脚立監視装置１０を備えた脚立監視システム３０のブロック構成図を示す。脚立監視システム３０は、本実施形態に係る脚立監視装置１０と、この脚立監視装置１０に備えられている制御装置１１からの信号を送受信する監視端末３１と、を備え、この監視端末３１は、脚立２０の使用者が不安全な状態にあるかどうかの信号を受けることができる。監視端末３１は、少なくとも第１監視端末３１ａまたは第２監視端末３１ｂのいずれかであれば問題ない。
【0024】
図５内の脚立監視装置１０は、上記の実施形態に係る脚立監視装置１０にある構成を含むとともに、端末無線通信部３２を有する。この端末無線通信部３２は、制御装置１１と電気的に接続されているとともに、第１監視端末３１ａと無線通信を行うことができる。 第１監視端末３１ａは、例えばスマートフォンが該当する。ただしこれに限定されず、タブレットＰＣ、通常のＰＣであっても問題ない。この第１監視端末３１ａは、脚立監視装置１０が備えられている脚立２０の使用者が不安全な状態にあるかどうかの信号を受けることができるとともに、脚立監視装置１０を構成する荷重測定器１２ａ～１２ｄのデータをリアルタイムで受信・解析することができる。併せて、第１監視端末３１ａは、脚立監視装置１０の動作設定を行うこともできる。
【0025】
また、端末無線通信部３２は、他の脚立監視装置１０ａ、１０ｂと無線通信を行うことができる。例えばこの無線通信は、マルチホップ無線通信である。このマルチホップ無線通信により、脚立監視装置１０は、第２監視端末３１ｂと無線通信を行うことができる。第２監視端末３１ｂは、通常のＰＣが該当する。ただしこれに限定されず、スマートフォン、タブレットＰＣであっても問題ない。この第２監視端末３１ｂは、複数の脚立監視装置１０、１０ａ、１０ｂと無線通信が可能であり、これら複数の脚立監視装置１０、１０ａ、１０ｂから、それぞれの脚立２０の使用者が不安全な状態にあるかどうかの信号を受けることができる。また第２監視端末３１ｂは、ＬＡＮまたはＷｉＦｉのネットワークを構成するＬＴＥルータ３３を介してインターネット回線に接続することができる。
【0026】
（重心点Ｇの位置、重心点移動速度ＧＶ、そのスカラー量ＧＶｓの算出方法）
図６には、脚立監視装置１０における重心点Ｇの位置等の算出の説明図を示す。図６は、脚立２０の接地部２５ａ～２５ｄを上から見た平面図である。ここで「重心点Ｇ」とは、平面図における、荷重測定器１２ａ～１２ｄによる測定値により算出される、脚立２０の使用者の見かけの重心の位置を言う。以下の算出方法は、この重心点Ｇの位置の算出方法の一例を示すものであり、重心点Ｇの位置の算出はこの方法に限定されない。ただし重心点Ｇの位置は、荷重測定器１２ａ～１２ｄの測定値を用いて算出され、脚立２０の使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断するために用いられるものである必要がある。
図６には、脚立監視装置１０における重心点Ｇの位置等の算出の説明図を示す。図６は、脚立２０の接地部２５ａ～２５ｄを上から見た平面図である。ここで「重心点Ｇ」とは、平面図における、荷重測定器１２ａ～１２ｄによる測定値により算出される、脚立２０の使用者の見かけの重心の位置を言う。以下の算出方法は、この重心点Ｇの位置の算出方法の一例を示すものであり、重心点Ｇの位置の算出はこの方法に限定されない。ただし重心点Ｇの位置は、荷重測定器１２ａ～１２ｄの測定値を用いて算出され、脚立２０の使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断するために用いられるものである必要がある。
【0027】
図６には、４つの接地部２５ａ～２５ｄと、これらの接地部２５ａ～２５ｄにそれぞれ設けられている荷重測定器１２ａ～１２ｄの位置が示されている。図６の紙面の上側に後はしご２１が位置し、下側に前はしご２３が位置している。よって脚立２０の使用者は、図６の紙面の上側、もしくは下側から脚立２０に上ったり下りたりする。なお図６では、４つの接地部２５ａ～２５ｂが形作る四角形は、正方形となっているが、これに限定されない。
【0028】
まず図６の紙面における上部の実線で表された矢印が示すように、Ｘ軸とＹ軸を定める。すなわち、本実施形態では、対角に位置する第２接地部２５ｂと第３接地部２５ｃとを通過する軸をＸ軸とし、第１接地部２５ａと第４接地部２５ｄとを通過する軸をＹ軸と定義する。そして、このＸ軸とＹ軸との交点を０とする。そして、ある時間における第１荷重測定器１２ａの測定値をＹ２、第２荷重測定器１２ｂの測定値をＸ１、第３荷重測定器１２ｃの測定値をＸ２、第４荷重測定器１２ｄの測定値をＹ１とすると、この場合の重心点Ｇ（ＢＸ、ＢＹ）の位置は以下のように定義される。
【0029】
[数１]
ＢＸ＝（Ｘ２－Ｘ１）／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｙ１＋Ｙ２）
ＢＸ＝（Ｘ２－Ｘ１）／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｙ１＋Ｙ２）
【0030】
[数２]
ＢＹ＝（Ｙ２－Ｙ１）／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｙ１＋Ｙ２）
ＢＹ＝（Ｙ２－Ｙ１）／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｙ１＋Ｙ２）
【0031】
Ｘ１：第２荷重測定器１２ｂによる測定値
Ｘ２：第３荷重測定器１２ｃによる測定値
Ｙ１：第４荷重測定器１２ｄによる測定値
Ｙ２：第１荷重測定器１２ａによる測定値
Ｘ２：第３荷重測定器１２ｃによる測定値
Ｙ１：第４荷重測定器１２ｄによる測定値
Ｙ２：第１荷重測定器１２ａによる測定値
【0032】
次に重心点移動速度ＧＶは以下のように求められる。すなわち重心点移動速度ＧＶは、あらかじめ定められた時間の長さに対する重心点Ｇの移動距離により定義される。図６には、時間ｔ＝１からｔ＝９までの間に重心点Ｇの位置がＧ１からＧ９にまで移動している状態を示している。例えばｔ＝８のときからｔ＝９の時に重心点Ｇ８が重心点Ｇ９へ移動した場合、重心点Ｇ８から重心点Ｇ９へひかれたベクトルが重心点移動速度ＧＶであり、そのスカラー量ＧＶｓは以下の数３により定義される。
【0033】
[数３]
ＧＶｓ＝（（ＢＸｔ＋１－ＢＸｔ）２＋（ＢＹｔ＋１－ＢＹｔ）２）１／２
ＧＶｓ＝（（ＢＸｔ＋１－ＢＸｔ）２＋（ＢＹｔ＋１－ＢＹｔ）２）１／２
【0034】
ＢＸｔ＋１：時間ｔ＋１におけるＢＸの値
ＢＸｔ ：時間ｔにおけるＢＸの値
ＢＹｔ＋１：時間ｔ＋１におけるＢＹの値
ＢＹｔ ：時間ｔにおけるＢＹの値
ＢＸｔ ：時間ｔにおけるＢＸの値
ＢＹｔ＋１：時間ｔ＋１におけるＢＹの値
ＢＹｔ ：時間ｔにおけるＢＹの値
【0035】
上記の定義により算出された重心点Ｇの位置、重心点移動速度ＧＶまたは重心点移動速度ＧＶのスカラー量ＧＶｓの少なくとも一つにより、制御装置１１は脚立２０の使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断する。
【0036】
（踏ざん高さの決定方法と、踏ざん高さにおける基準範囲Ｒ）
本実施形態における脚立監視装置１０では、制御装置１１は荷重測定器１２ａ～１２ｄによる測定値から、脚立２０の使用者が、脚立２０の何段目の踏ざんに足を置いているか（以下、この足を置いている踏ざんの段の高さを「踏ざん高さ」と称する）を判断する。
本実施形態における脚立監視装置１０では、制御装置１１は荷重測定器１２ａ～１２ｄによる測定値から、脚立２０の使用者が、脚立２０の何段目の踏ざんに足を置いているか（以下、この足を置いている踏ざんの段の高さを「踏ざん高さ」と称する）を判断する。
【0037】
ここで踏ざん高さを決定するために用いる踏ざん高さ係数をＦとする。本実施形態ではこのＦは、以下の数４により定義される。
【0038】
［数４］
Ｆ＝┃（Ｘ１＋Ｙ２－Ｙ１－Ｘ２）┃／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｙ１＋Ｙ２）
Ｆ＝┃（Ｘ１＋Ｙ２－Ｙ１－Ｘ２）┃／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｙ１＋Ｙ２）
【0039】
このＦで表される数値は、踏ざん高さの何段目かを表す数値と一次関数として表される。よって、Ｆが算出されることで、制御装置１１は、踏ざん高さ、すなわち脚立２０の使用者が脚立２０の何段目の踏ざんに足を置いているかを決定することができる。なお、Ｆの値はばらつきがあるので、Ｆがあらかじめ定められた範囲にある場合に、制御装置１１は、その場合の踏ざん高さを決定する。また脚立２０の使用者が、一方の足を脚立２０のある踏ざんに置き、もう一方の足をその踏ざんのもう一つ上、またはもう一つ下に置いている場合もある。この場合、使用者の荷重は、主に下の位置にある足にかかるので、制御装置１１は、使用者の両方の足、もしくは片方の足のうち下の位置にある足が置いてある踏ざんが踏ざん高さとなる。なお、下から一段目の踏ざんに一方の足を置き、他方を地面に着けている場合、下から一段目の踏ざんに荷重はほとんど付加されないので、この場合制御装置１１は、脚立に使用者が乗っていないと判断する。
【0040】
制御装置１１は、事前に踏ざん高さに対応した基準範囲Ｒを記憶装置に記憶する。この基準範囲Ｒは、少なくとも上記の重心点Ｇに対するものである。また記憶装置は、事前に踏ざん高さに対応し、あらかじめ定められた重心点移動速度ＧＶまたはそのスカラー量ＧＶｓの範囲を記憶する。例えば、図６には重心点Ｇに対する基準範囲Ｒが示されている。この場合の基準範囲Ｒは円形である。制御装置１１は、踏ざん高さを決定した後、それに対応する基準範囲Ｒを用いて、脚立２０の使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断する。この基準範囲Ｒの範囲は、踏ざん高さが高くなるほど小さくなる。
【0041】
（第１動作フロー）
図７には、本実施形態に係る脚立監視装置１０の第１動作フロー図を示す。なお、動作フロー図には、主な動作のみを記載し、他の動作は記載を省略している。また以下の記載ではステップ００１などの記載は、Ｓ００１のような形で記載する。
図７には、本実施形態に係る脚立監視装置１０の第１動作フロー図を示す。なお、動作フロー図には、主な動作のみを記載し、他の動作は記載を省略している。また以下の記載ではステップ００１などの記載は、Ｓ００１のような形で記載する。
【0042】
Ｓ００１において、脚立監視装置１０の制御装置１１は、４つの荷重測定器１２ａ～１２ｄにより接地部２５ａ～２５ｄへ作用する荷重を測定する。制御装置１１は、荷重測定器１２ａ～１２ｄの各数値から、制御装置１１の記憶装置に記憶されている、脚立２０そのものの重量分を減算することで、脚立２０の使用者による荷重を算出することができる。
【0043】
Ｓ００２において、制御装置１１は、４つの荷重測定器１２ａ～１２ｄから算出される荷重が、あらかじめ定められた荷重以下の場合は、使用者がまだ前第１踏ざん２４ａ等に荷重をかけていないと判断し、現在の荷重測定器１２ａ～１２ｄの数値を、脚立２０そのものの重量として制御装置１１内の記憶装置に記憶させる。そして、次の制御サイクルでは、この新たに記憶装置に記憶された脚立２０そのものの重量分として、Ｓ００１にて荷重測定器１２ａ～１２ｄの数値から減算する。
【0044】
Ｓ００３において、制御装置１１は、踏ざん高さの決定を行う。「踏ざん高さの決定を行う」とは、脚立２０の使用者が、脚立２０の何段目の踏ざんに足を置いているかを判断することを言う。この踏ざん高さの決定は様々な方法で行うことが可能であるが、例えば、本明細書の中で示した踏ざん高さの決定方法で決定することが可能である。
【0045】
Ｓ００４において、制御装置１１は、重心点Ｇの位置の算出を行う。ここで「重心点Ｇ」とは、平面図における、荷重測定器１２ａ～１２ｄによる測定値により算出される、脚立２０の使用者の見かけの重心を言う。ただし重心点Ｇの位置は、荷重測定器１２ａ～１２ｄの測定値を用いて算出され、脚立２０の使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断するために用いられるものである必要がある。重心点Ｇの位置の算出方法は、様々な方法があるが、例えば、本明細書の中で示した重心点Ｇの位置の算出方法で算出することが可能である。
【0046】
Ｓ００５において、制御装置１１は、算出された重心点Ｇの位置が基準範囲Ｒ内にあるかどうかを判断する。この基準範囲Ｒは、Ｓ００３において決定された踏ざん高さごと対応するものが、すでに制御装置１１内の記憶装置に記憶されており、制御装置１１はその踏ざん高さごとに対応した基準範囲Ｒを選択する。本実施形態では、この基準範囲Ｒは、例えば図６にあるようにＸ軸とＹ軸との交点を中心とした円として表されているが、特にこれに限定されない。例えば、楕円形状になる場合もある。制御装置１１は、重心点Ｇの位置が基準範囲Ｒ内にない、例えば基準範囲Ｒよりも外側にある場合に、警告ブザー１４により警告音を発したり、警告ＬＥＤ１５に警告を表示したりする。制御装置１１は、重心点Ｇの位置が基準範囲Ｒ内であれば、Ｓ００６に移り、警告を行うことなく、サイクルを継続する。
【0047】
制御装置１１が、荷重測定器１２ａ～１２ｄによる測定値から、脚立２０の使用者が脚立２０の何段目に足を置いているかを判断したあと、使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断することにより、使用者が作業を行う段数に応じた高精度な判断を制御装置１１が行うことができ、脚立２０の転倒等の発生を抑制することができる。また、本実施形態の脚立監視装置１０を備えた脚立２０を作業安全のための研修機材等として使用することも可能である。
【0048】
制御装置１１が、使用者による重心点Ｇを算出し、この重心点Ｇが基準範囲Ｒ内でない場合を、使用者が不安全な状態にあると判断することにより、重心点Ｇは比較的単純な計算により求めることができるので、その判断が短時間で行われる。
【0049】
制御装置１１が、使用者が不安全な状態にあると判断した場合に、注意喚起装置により、使用者に対して注意喚起を行うことにより、脚立２０の使用者が不安全な状態にあると容易に判断でき、脚立２０の転倒等の発生を、より抑制することができる。また、不安全な状態にある場合は、警告ブザー１４等により脚立２０の使用者だけでなく、その周辺にいる者にその状態を知らせることができる。
【0050】
なお、Ｓ００５において、制御装置１１は、重心点Ｇの位置が基準範囲Ｒ内にない、例えば基準範囲Ｒのさらに内側にある場合にも警告を行う場合がある。例えば基準範囲Ｒが、中心が同じ２つの同心円の間の領域である場合であって、重心点Ｇの位置が内側の同心円のさらに内側に位置している場合、制御装置１１は重心点Ｇの位置が基準範囲Ｒ内にないと判断し、警告を行う。なお、重心点Ｇの位置が内側の同心円のさらに内側に位置している場合とは、脚立２０の使用者が天板２２ｆ、２４ｆの上に上っている場合、または脚立２０の使用者が、天板２２ｆ、２４ｆを挟んで後はしご２１および前はしご２３の両方に足をかけ、跨っている場合が該当する。使用者が天板２２ｆ、２４ｆの上に乗る、または、後はしご２１および前はしご２３の両方に足をかけ、跨る動作は、使用上危険な行為として禁止されており、そういった場合も使用者が不安全な状態にあると判断することができる。
【0051】
（第２動作フロー）
図８には、本実施形態に係る脚立監視装置１０の第２動作フロー図を示す。第２フローのＳ１０１～Ｓ１０３は、第１フローのＳ００１～Ｓ００３と同じであるので説明を省略する。
図８には、本実施形態に係る脚立監視装置１０の第２動作フロー図を示す。第２フローのＳ１０１～Ｓ１０３は、第１フローのＳ００１～Ｓ００３と同じであるので説明を省略する。
【0052】
Ｓ１０４において、制御装置１１は、重心点移動速度ＧＶのスカラー量ＧＶｓの算出を行う。重心点移動速度ＧＶは、あらかじめ定められた時間における重心点Ｇの移動距離により定義される。ただし重心点移動速度ＧＶは、荷重測定器１２ａ～１２ｄの測定値を用いて算出され、脚立２０の使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断するために用いられるものである必要がある。重心点移動速度ＧＶの算出方法は、様々な方法があるが、例えば、本明細書の中で示した重心点移動速度ＧＶのスカラー量ＧＶｓの算出方法により重心点移動速度ＧＶは算出される。またこの重心点移動速度ＧＶからそのスカラー量ＧＶｓは算出される。
【0053】
Ｓ１０５において、制御装置１１は、算出された重心点移動速度ＧＶのスカラー量ＧＶｓがあらかじめ定められた範囲内にあるかどうかを判断する。この範囲は、Ｓ１０３において決定された踏ざん高さごとに対応するものが、すでに制御装置１１内の記憶装置に記憶されており、制御装置１１はその踏ざん高さごとに対応した範囲を選択する。制御装置１１は、スカラー量ＧＶｓがあらかじめ定められた範囲内にない、例えばその範囲よりも大きい値である場合に、警告ブザー１４により警告音を発したり、警告ＬＥＤ１５に警告を表示したりする。制御装置１１は、重心点Ｇの位置が基準範囲Ｒ内であれば、Ｓ１０６に移り、警告を行うことなく、制御サイクルを継続する。
【0054】
制御装置１１が重心点移動速度ＧＶに基づく判断を行うことにより、制御装置１１の判断のためのパラメータが増えるので、使用者が不安全な状態にあるかどうかを、より適正に判断することができる。
【0055】
（第３動作フロー）
図９には、本実施形態に係る脚立監視装置１０の第３動作フロー図を示す。第３フローのＳ２０１～Ｓ２０３は、第１フローのＳ００１～Ｓ００３と同じであるので説明を省略する。
図９には、本実施形態に係る脚立監視装置１０の第３動作フロー図を示す。第３フローのＳ２０１～Ｓ２０３は、第１フローのＳ００１～Ｓ００３と同じであるので説明を省略する。
【0056】
Ｓ２０４において、制御装置１１は、重心点Ｇの位置、および重心点移動速度ＧＶのスカラー量ＧＶｓの算出を行う。重心点Ｇの位置、および重心点移動速度ＧＶのスカラー量ＧＶｓは、第１フローおよび第２フローで説明したものと同じである。
【0057】
Ｓ２０５において、制御装置１１は、算出された重心点Ｇの位置が基準範囲Ｒ内にあるか、および重心点移動速度ＧＶのスカラー量ＧＶｓがあらかじめ定められた範囲内にあるかどうかを判断する。すなわち制御装置１１は、これら二つのパラメータを使用して、警告を行うかどうかを判断する。例えば制御装置１１は、重心点Ｇの位置が基準範囲Ｒの外側にある場合、３５００Ｈｚの警告音を警告ブザー１４から１度発する。加えて、制御装置１１は、重心点移動速度ＧＶのスカラー量ＧＶｓが、あらかじめ定められた範囲を上回った場合、２４５０Ｈｚの警告音を警告ブザー１４から２度発する。さらに制御装置１１は、重心点Ｇの位置が基準範囲Ｒの内側にある場合、３０００Ｈｚの警告音を警告ブザー１４から３度発する。なお警告の行い方は、この方法に限定されることはない。重心点Ｇの位置が基準範囲Ｒ内にあり、かつ重心点移動速度ＧＶのスカラー量ＧＶｓがあらかじめ定められた範囲内にあるときは、制御装置１１は、警告を行わず制御サイクルを継続する。
【0058】
（その他）
第２フローおよび第３フローにおいては、重心点移動速度ＧＶのスカラー量ＧＶｓを用いて、制御装置１１は使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断したが、重心点移動速度ＧＶを用いて判断することも可能である。
第２フローおよび第３フローにおいては、重心点移動速度ＧＶのスカラー量ＧＶｓを用いて、制御装置１１は使用者が不安全な状態にあるかどうかを判断したが、重心点移動速度ＧＶを用いて判断することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【0059】
本稿においては、実施形態としてはしごに兼用できる兼用脚立を用いて脚立監視装置１０を説明したが、専用脚立、足場台脚立、三脚脚立についても本願の脚立監視装置１０は使用可能である。三脚脚立などの場合、重心点Ｇの算出に用いられる荷重測定器１２は３個になる。
【符号の説明】
【0060】
１０ 脚立監視装置
１１ 制御装置
１２ 荷重測定器
２０ 脚立
３０ 脚立監視システム
Ｇ 重心点
ＧＶ 重心点移動速度
ＧＶｓ 重心点移動速度のスカラー量
Ｒ 基準範囲
１１ 制御装置
１２ 荷重測定器
２０ 脚立
３０ 脚立監視システム
Ｇ 重心点
ＧＶ 重心点移動速度
ＧＶｓ 重心点移動速度のスカラー量
Ｒ 基準範囲
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
