特許 7428584 ベルト劣化診断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-29

(45)【発行日】2024-02-06

(54)【発明の名称】ベルト劣化診断装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/89 20060101AFI20240130BHJP

【ＦＩ】

G01N21/89 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020084987

(22)【出願日】2020-05-14

(65)【公開番号】P2021179368

(43)【公開日】2021-11-18

【審査請求日】2023-04-20

(73)【特許権者】

【識別番号】391015236

【氏名又は名称】大裕株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087538

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥居 和久

(74)【代理人】

【識別番号】100085213

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥居 洋

(72)【発明者】

【氏名】辻 宗克

(72)【発明者】

【氏名】片山 雄介

(72)【発明者】

【氏名】西尾 慧太

【審査官】井上 徹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－７４５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２２９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－２００１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１５４５６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４－Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０１Ｎ ２１／００－Ｇ０１Ｎ ２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７－Ｇ０１Ｎ ２１／６１

Ｇ０１Ｂ １１／００－Ｇ０１Ｂ １１／３０

Ｇ０６Ｔ ７／００－Ｇ０６Ｔ ７／９０

Ｇ０１Ｍ １３／００－Ｇ０１Ｍ １３／０４５

Ｇ０１Ｍ ９９／００

Ｂ６５Ｇ ４３／００－Ｂ６５Ｇ ４３／１０

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベルトコンベアのベルトの劣化を診断するベルト劣化診断装置であって、
前記ベルトのズリ搭載面に対向して配置され、前記ベルト表面の所定箇所を撮像する撮像装置と、
画像認識に用いるための劣化状態パターンのサンプル画像と、前記撮像装置で撮像した前記ベルトの撮像画像と、撮像したベルトの位置情報と、撮像した時刻情報と、前記撮像画像と前記ベルトの位置情報と前記時刻情報を関連づけるための情報と、を格納する記憶部と、
前記撮像画像と前記サンプル画像とを比較し、前記ベルト表面の状態を検出するベルト表面状態検出部と、
前記ベルト表面状態検出部の検出結果に基づき、前記ベルト表面に摩耗または傷が発生したと判断すると、前記記憶部から同一位置の前記撮像画像の中から時系列的に前後の撮像画像を読み出し、前記ベルトの同一位置での撮像画像を判定し、劣化が進んでいるかどうかを判断するベルト劣化判断部と、を備え、
前記ベルトの劣化状態を判別する、ベルト劣化診断装置。

【請求項2】

前記ベルト表面状態検出部の検出結果に基づき、前記ベルト表面に摩耗または傷が発生したと判断されると、前記記憶部に、前記撮像画像を撮像したベルトの位置情報と撮像した時刻情報を関連づけて格納される、請求項１に記載のベルト劣化診断装置。

【請求項3】

前記ベルトにマーカーを設け、前記ベルトに設けられた前記マーカーに基づいて、前記撮像装置が撮像している前記ベルトの位置を特定する位置算出部を備え、前記位置算出部で特定した前記ベルトの位置と前記撮像画像を関連付けて前記記憶部に格納し、前記記憶部から同一位置での前記撮像画像を時系列に読み出す、請求項1または２に記載のベルト劣化診断装置。

【請求項4】

前記ベルト劣化判断部は、前記記憶部から読み出した同一位置での前記撮像画像の中から時系列的に前後の撮像画像を比較し、前記ベルトの劣化の進行度を判断する請求項１から３のいずれか１項に記載のベルト劣化診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ベルトコンベアのベルトの劣化を診断するベルト劣化診断装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

トンネル工事の排土にはベルトコンベアが利用されている。ベルトコンベアのベルトは、主にゴムや樹脂などからなり、繰り返しの使用によってベルトの表面は摩耗して薄くなる。これを補修せずに継続して使用すると、ベルトが損傷または、破断する虞がある。このため、ベルトの損傷の検査を行い、損傷が発生したベルトは交換するなど、ベルトの切断等を未然に防ぐことが行われている。

【0003】

特許文献１には、ベルトの表面を撮像し、撮像したベルトの画像からベルトの損傷領域の有無を判定するベルトコンベア探傷装置が開示されている。

【0004】

上記したベルトコンベア探傷装置は、撮像装置をベルトのズリ搭載面に対向配置し、ベルトの所定箇所を連続的に撮像し、撮像した画像からベルトの損傷領域の有無を判定している。

【0005】

上記したベルトコンベア探傷装置は、ベルトの損傷を判定することはできる。しかし、この技術によれば、ベルトの損傷は判定することができるが、ベルトの劣化が進み、将来的なベルトの異常が発生することを予測することはできない。

【0006】

ところで、ベルトコンベアのベルトは、走行速度、累積走行時間に応じて劣化が進む。そこで、ベルトコンベアの走行速度、累積時間に基づいて、ベルトの劣化を予測する方法が考えられる。しかし、ベルトコンベアのベルトの劣化は、走行速度、累積時間だけで進むのではなく、排土等の被運搬物の投入時の衝撃や突起等の形状に起因して助長される。

【0007】

特許文献２には、劣化の予測が可能なベルト及びベルトの劣化予測システムが開示されている。

【0008】

特許文献２のベルトの劣化予測システムは、ベルトに歪みセンサを設け、歪みセンサの出力によりベルトの伸びを検出する。予めベルトの伸びと劣化の関係を記憶しておき、ベルトの伸びに基づき劣化を予測する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２００９－４６８５２号公報

【文献】特開２０１９－５６６２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、ベルトの劣化は、ベルトの伸びが発生する前にベルトの表面の状態変化が起こる。ベルトの劣化は、ベルトの伸びだけでなくベルトのゴムや樹脂などからなるベルト表面の摩耗や傷なども起因する。

【0011】

上記の特許文献２においては、ベルトの表面の状態変化に起因する劣化を予測することはできない。

【0012】

さらに、上記特許文献２においては、歪みセンサを設けた特殊なベルトを用いる必要があり、汎用性がなく、コストが高くなるなどの問題がある。

【0013】

そこで、この発明は、特殊なベルトを用いることなく、汎用性あるベルトの劣化を診断するベルト劣化診断装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

この発明の実施形態に係るベルト劣化診断装置は、前記ベルトのズリ搭載面に対向して配置され、前記ベルト表面の所定箇所を撮像する撮像装置と、画像認識に用いるための劣化状態パターンのサンプル画像と、前記撮像装置で撮像した前記ベルトの撮像画像と、撮像したベルトの位置情報と、撮像した時刻情報と、前記撮像画像と前記ベルトの位置情報と前記時刻情報を関連づけるための情報と、を格納する記憶部と、前記撮像画像と前記サンプル画像とを比較し、前記ベルト表面の状態を検出するベルト表面状態検出部と、前記ベルト表面状態検出部の検出結果に基づき、前記ベルト表面に摩耗または傷が発生したと判断すると、前記記憶部から同一位置の前記撮像画像の中から時系列的に前後の撮像画像を読み出し、前記ベルトの同一位置での撮像画像を判定し、劣化が進んでいるかどうかを判断するベルト劣化判断部と、を備え、前記ベルトの劣化状態を判別する。
また、この発明の実施形態に係るベルト劣化診断装置は、前記ベルト表面状態検出部の検出結果に基づき、前記ベルト表面に摩耗または傷が発生したと判断されると、前記記憶部に、前記撮像画像を撮像したベルトの位置情報と撮像した時刻情報を関連づけて格納されるように構成することができる。

【0015】

また、この発明の実施形態に係るベルト劣化診断装置は、前記ベルトにマーカーを設け、前記ベルトに設けられた前記マーカーに基づいて、前記撮像装置が撮像している前記ベルトの位置を特定する位置算出部を備え、前記位置算出部で特定した前記ベルトの位置と前記撮像装置で撮像した撮像データを関連付けて前記記憶部に格納し、前記記憶部から同一位置の撮像データを時系列に読み出すように構成することができる。

【0016】

また、この発明の実施形態に係るベルト劣化診断装置の前記ベルト劣化判断部は、前記記憶部から読み出した同一位置での前記撮像画像の中から時系列的に前後の撮像画像を比較し、前記ベルトの劣化の進行度を判断するように構成することができる。

【発明の効果】

【0017】

この発明に係るベルト劣化診断装置によれば、ベルトの同一位置において、時系列的に前後の画像を読み出し、ベルトの同一位置での画像を判定することにより、ベルトの劣化が進んでいるかどうかを判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】この発明の第１実施形態に係るベルトコンベア装置とベルト劣化診断装置を示した側面図である。

【図2】この発明の第１実施形態に係るベルト劣化診断装置の構成を示すブロック図である。

【図3】この発明の第１実施形態に係るベルト劣化診断装置の撮像装置部分を示す説明図である。

【図4】ベルトの一例を示す模式的断面図である。

【図5A】ベルトの劣化の初期状態を示す模式図である。

【図5B】ベルトの劣化の中期状態を示す模式図である。

【図5C】ベルトの劣化の後期状態を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、この発明に係るベルト劣化診断装置１０について、図面を参照しながら説明する。

【0020】

図１は、この発明に係るベルト劣化診断装置の第１実施形態を示している。図２は、この発明の第１実施形態に係るベルト劣化診断装置の構成を示すブロック図である。図１～図２を参照して、この発明の第１の実施形態に係るベルト劣化診断装置について説明する。

【0021】

この発明の第１実施形態に係るベルト劣化診断装置１０は、地盤の掘削時に発生するズリ（被搬送物）５を搬送するベルトコンベア２０の運転中にベルト２９の劣化を診断する。すなわち、ズリ搭載面であるベルト２９表面の撮像画像を時系列に記憶部に記憶させ、ベルト２９の表面の撮像画像を時系列的に判別し、ベルト２９の摩耗、傷などの進行状態を判別し、劣化を診断する。

【0022】

このベルト劣化診断装置１０及びベルトコンベア２０は、トンネル掘削工事の際等に利用される。トンネル掘削工事においては、シールドマシン等の掘削機が用いられる。シールドマシンを用いたシールド工法にこのベルト劣化診断装置１０を用いた場合を例にとり、説明する。

【0023】

シールド工法においては、シールドマシン１によって切羽２を掘削しつつ、シールドマシン１を逐次前進させ、シールドマシン１の後方にセグメントを組み立てることによって、シールドトンネル３を構築する。

【0024】

切羽２の掘削により発生したズリ５は、ベルトコンベア２０のズリ搭載面２９ａに搭載され、ベルトコンベア２０によりシールドトンネル３の坑口４まで搬送される。坑口４においては、ベルトコンベア２０によって搬送されたズリ５がベルトコンベア９に載せ換えられ、ズリ５がベルトコンベア９によって立杭等を通って地上まで搬出される。

【0025】

なお、ベルト劣化診断装置１０は、シールド工法以外の地盤掘削工法又は鉱石などの搬送に用いるベルトコンベア装置に適用することができる。

【0026】

ベルト劣化診断装置１０は、ベルトコンベア２０のベルト２９の表面（ズリ搭載面２９ａ）を撮像する撮像装置３０と、制御装置１００等を備える。さらに、ベルト２９の劣化が進み、損傷が発生すると判断した時に、動作する警報装置を備えてもよい。

【0027】

このベルト劣化診断装置１０は、ベルト２９に設けられたマーカー８５に基づいて、撮像装置３０が撮像しているベルト２９の位置を特定する位置算出部１０２（図２参照）が設けられている。撮像装置３０で撮像した撮像画像を位置情報と時刻情報を関連づけて記憶部１１０に格納する（図２参照）。

【0028】

ベルト劣化診断装置１０は、撮像装置３０で撮像した撮像画像によりベルト２９の表面の状態を判断するベルト表面状態検出部１０４、同一位置のベルト２９を撮像した撮像画像を記憶部に記憶し、記憶した画像から時系列的に前後の画像を読み出し、ベルト２９の同一位置での画像を判定し、劣化が進んでいるかどうかを判断するベルト劣化判断部１０５を備える（図２参照）。後述するように、ベルト表面状態検出部１０４、ベルト劣化判断部１０５は、例えば、パーソナルコンピュータ等からなる制御装置１００により構成される。

【0029】

制御装置１００は、プログラムにより、ベルト表面状態検出部１０４、ベルト劣化判断部１０５の機能を動作させる。ベルト表面状態検出部１０４は、撮像した撮像画像を認識することにより、ベルト２９の表面状態を判定し、ベルト２９の劣化に関係する撮像画像と認識した画像データを位置データと時刻情報とを関連づけて記憶部１１０のベルト位置情報及び時刻情報格納部１１０ａとベルト表面画像情報格納部１１０ｂにそれぞれ格納する。

【0030】

ベルト劣化判断部１０５は、ベルト表面画像情報格納部１１０ｂに格納された撮像画像からベルト２９の同一位置において、時系列的に前後の撮像画像を読み出し、ベルト２９の同一位置での撮像画像を判定し、劣化が進んでいるかどうかを判断するように構成されている。

【0031】

マーカー８５として磁気マーカーを用いる場合には、ベルトコンベア２０に基準位置を示すための磁気マーカーとこの磁気マーカーに対して所定間隔毎に設けた磁気マーカーで構成し、磁気マーカーを磁気検出部で構成されたマーカー検出部１２０（図２参照）で検出し、位置算出部１０２に与える。位置算出部１０２は、磁気マーカーの位置とベルトコンベア２０の搬送速度によりベルト２９の位置を算出し、撮像装置３０が撮像する位置を特定する。

【0032】

また、マーカーとして、ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）技術を用いる場合には、ベルトコンベア２０にＲＦＩＤタグを所定間隔毎に設け、ＲＦＩＤタグを読み取るためのリーダーで構成したマーカー検出部１２０を設け、撮像装置３０が撮像する位置を特定するように構成できる。

【0033】

次に、ベルトコンベア２０についての構成について説明する。
ベルトコンベア２０は、プーリー２３、２４、モーター２８及びベルト２９を有する。プーリー２３が切羽２近傍に設けられ、プーリー２４が坑口４に設けられている。

【0034】

モーター２８はプーリー２４を回転させる。モーター２８は、モータードライバー１０１（図２参照）によって駆動される。

【0035】

ベルト２９は無端ベルトであり、モーター２８が作動すると、ベルト２９が循環する。ベルト２９が循環している時に、切羽２で発生したズリ５をプーリー２３の位置でベルト２９のズリ搭載面２９ａに載せ、そのズリ５をベルト２９によってプーリー２３からプーリー２４へと搬送する。

【0036】

ベルトコンベア９がプーリー２４の下方から地上にまで配されており、ベルト２９がプーリー２４で折り返されることによって、ズリ５がベルト２９からベルトコンベア９へ載せ換えられる。

【0037】

プーリー２４の下流側に撮像装置３０が配置される。撮像装置３０は、ベルト２９のズリ搭載面２９ａの表面を撮像する。

【0038】

次に、撮像装置３０について説明する。
撮像装置３０は、プーリー２４よりも下流側且つプーリー２３よりも上流側において、ベルト２９のズリ搭載面２９ａに対向配置されている。この撮像装置３０は、ベルト２９の所定箇所を連続的に撮像し、ベルト２９の撮像画像（静止画）を順次、ベルト劣化診断装置１０の制御装置１００に出力する。

【0039】

制御装置１００は、後述する位置算出部１０２で算出したベルト２９の位置と撮像装置３０で撮像した撮像画像を関連づける。さらに、制御装置１００は、撮像装置３０で撮像した時刻情報も撮像画像に関連づける。制御装置１００は、撮像画像を位置情報及び時刻情報と関連づけて記憶部１１０に格納する。

【0040】

制御装置１００は、時刻が異なった時、すなわち、時系列的にベルト２９の同一位置で撮像した撮像画像を得て、記憶部１１０に与える。この時系列的に撮像した撮像画像に基づいて、ベルト劣化判断部１０５は、ベルト２９の劣化状態を判断することができる。

【0041】

この撮像装置３０は、ベルト表面を撮像するカメラ３０ａと、このカメラ３０ａを挟むように設けられた一対の照明装置３０ｂで構成されている。照明装置３０ｂは制御装置１００の照明駆動装置１０３（図２参照）により、駆動制御され、ベルト２９の表面を照射する。

【0042】

例えば、カメラ３０ａは、エリア型の固体撮像素子と、ベルト２９の一部の像を固体撮像素子に結像する光学レンズと、固体撮像素子によって撮像（光電変換）されたベルト２９の一部の像をデジタルの撮像画像に変換する画像処理部と、を備える。撮像装置３０による撮像のインターバル（フレームレート）は、或る撮像タイミングの撮像範囲と次の撮像タイミングの撮像範囲が部分的に重なるように設定されているか、それらの撮像範囲が途切れずに連なるように設定されていることが好ましい。この実施形態においては、図３に示すように、ベルトの移動方向に対して１ｍの領域を撮像可能に構成している。

【0043】

この１ｍの領域を撮像した画像データが制御装置１００に与えられる。制御装置１００のベルト表面状態検出部１０４は、撮像された撮像画像を画像認識し、ベルトの表面状態を検出する。全ての画像データを記憶部１１０に格納するとデータ量が多くなるので、この実施形態では、制御装置１００が、表面状態がある程度摩耗又は傷が発生したと判断すると、その撮像画像を、位置算出部１０２によるベルト２９の位置と撮像画像を撮像した時刻情報とを関連づけて記憶部１１０に格納させる。言い換えれば、ベルト２９の表面がある程度劣化したと判断された時に、制御装置１００は、記憶部１１０に、ベルト２９の同一位置に対して、運転回数毎のベルト２９の表面の撮像画像のデータを記憶部１１０に格納させる。

【0044】

上述したように、図１及び図３に示すように、照明装置３０ｂは、撮像装置のカメラ３０ａを挟むようにして、ベルト２９のズリ搭載面２９ａに対向して配置されている。この照明装置３０ｂはベルト２９のズリ搭載面２９ａに光（例えば可視光）を照射するものであり、照明装置３０ｂの光出射面が例えば矩形状に形成されている。

【0045】

照明装置３０ｂは、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を設けたＬＥＤ照明装置が用いられ、複数のＬＥＤ素子の前面に拡散板が設けられ、拡散板から面状に拡散光がズリ搭載面２９ａに照射される。照明装置３０ｂは、カメラ３０ａを挟むようにベルト２９の上流側、下流側に配置される。

【0046】

照明装置３０ｂがベルト２９のズリ搭載面２９ａに対向するので、ズリ搭載面２９ａの照明される部位は広い範囲で明るい上、照度分布の均一性が高くなる。なお、照明装置３０ｂの光出射面における輝度分布が均一であることが好ましい。

【0047】

撮像装置３０は、ベルトコンベア２０の運転中に周期的に撮像処理を実行する。撮像装置３０による撮像処理の周期は、或る撮像処理による画像中のベルト２９の撮像範囲と次の撮像処理による画像中のベルト２９の撮像範囲が部分的に重なるように設定されているか、それらの撮像範囲が途切れずに連なるように設定されている。

【0048】

撮像装置３０の撮像処理により得られた撮像画像は、制御装置１００のベルト表面状態検出部１０４と後述する記憶部１１０に与えられる。

【0049】

図２は、この発明の第１実施形態にかかるベルト劣化診断装置１０の構成を示したブロック図である。

【0050】

制御装置１００は、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するパーソナルコンピュータで構成される。この制御装置１００には、撮像装置３０、モータードライバー１０１、マーカー検出部１２０、記憶部１１０が接続されている。

【0051】

記憶部１１０は、半導体メモリー又はハードディスクドライブ等からなる記憶装置である。記憶部１１０は、制御装置１００によって読み書き可能なものである。記憶部１１０は制御装置１００の筐体に内蔵されてもよいし、外付けであってもよい。この記憶部１１０には、制御装置１００によって実行可能なプログラムが格納されている。なお、プログラムは、制御装置１００のＲＯＭに格納されていてもよい。

【0052】

また、記憶部１１０は、画像認識に用いるための種々の劣化状態パターンのサンプル画像データを格納している。ベルト表面状態検出部１０４は、撮像装置３０で撮像した撮像画像のデータと記憶部１１０に格納されたサンプル画像パターンを比較し、劣化判断を行うベルト２９の表面か否かを判断し、その結果、劣化判断を行うベルト２９の表面と判断するとそのベルト２９の表面の撮像画像を記憶部１１０のベルト表面画像情報格納部１１０ｂに格納する。

【0053】

ベルト位置情報及び時刻情報格納部１１０ａには、ベルト表面画像情報格納部１１０ｂに格納した撮像画像と、その撮像した位置情報と、撮像した時刻情報を関連づけるための情報が格納される。

【0054】

ベルト劣化判断部１０５は、ベルト表面画像情報格納部１１０ｂからベルト２９の同一位置において、撮像した撮像画像を時系列的に前後の撮像画像を読み出し、同一位置での撮像画像の変化を判定し、劣化が進んでいるかどうかを判断する。

【0055】

ベルトコンベア２０のベルト２９は、例えば、図４に示すように、構成されている。ベルト２９は、補強材としての芯体２９０を挟むように、上カバーゴム２９１、下カバーゴム２９２が設けられている。芯体２９０は、ポリエステルやナイロンを素材とする帆布を補強材とした帆布ベルト、スチールコードを補強材としたスチールコードベルトがある。

【0056】

カバーゴムは、ゴムを主成分としている。前記ゴムとしては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）及びこれらの混合物等が挙げられる。

【0057】

上記したように、繰り返しの使用によってベルト２９の上カバーゴム２９１の表面は摩耗して薄くなる。上カバーゴム２９１の表面が薄くなると、色、形、模様などが変化する。この実施形態においては、予め劣化状況に応じた色、形、模様などのサンプル画像を記憶部１１０に参考画像として格納しておき、撮像装置３０で撮像した撮像画像を上記サンプル画像とリアルタイムに比較し、劣化状態の診断を開始するように構成し、記憶部１１０へ格納する情報を限定するように構成している。また、ベルト２９の表面に傷が発生した場合も劣化診断を行うように構成している。

【0058】

次に、制御装置１００の処理について説明する。
ベルトコンベア２０の運転中に、すなわち、モーター２８がモータードライバー１０１によって駆動されている時に、制御装置１００がプログラムに基づいて実行する処理について以下に具体的に説明する。

【0059】

撮像装置３０から制御装置１００に画像が転送される度に、制御装置１００が撮像装置３０から転送された撮像画像を取得して、ベルト表面状態検出部１０４と記憶部１１０に与える。記憶部１１０は、画像認識に用いるための種々の劣化状態パターンのサンプル画像データを格納している。

【0060】

ベルト表面状態検出部１０４は、撮像された撮像画像とサンプル画像とをリアルタイムに比較し、ベルトの表面状態を検出する。この実施形態では、制御装置１００は、ベルト表面状態検出部１０４の検出結果に基づき、ベルト２９の表面状態がある程度摩耗又は傷が発生したと判断すると、そのベルト２９の表面の撮像画像を記憶部１１０のベルト表面画像情報格納部１１０ｂに格納させる。

【0061】

さらに、ベルト位置情報及び時刻情報格納部１１０ａに、ベルト表面画像情報格納部１１０ｂに格納した撮像画像と、その撮像したベルト２９の位置情報と、撮像した時刻情報を関連づけるための情報を格納させる。

【0062】

さらに、ベルト劣化判断部１０５は、ベルト表面画像情報格納部１１０ｂから同一位置においてベルト２９を撮像した撮像画像の中で時系列的に前後の撮像画像を読み出し、画像認識を行い、同一位置での撮像画像の変化を判定し、劣化が進んでいるかどうかを判断する。

【0063】

ベルト劣化判断部１０５の判断結果により、制御装置１００は、劣化が進行していると判断すると、図示しない警報器を作動させるように構成してもよい。これにより、作業者に警告を報知することができる。

【0064】

また、警報器の作動に併せて、制御装置１００がモータードライバー１０１をオフにして、モーター２８を停止させる。これにより、ベルトコンベア２０が停止する。位置算出部１０２は、撮像した領域とベルト２９との位置関係を算出している。この位置算出部１０２のデータからベルト２９の劣化が進んだ部位を把握することができる。作業者は、特定されたベルト２９の劣化が進んだ部位にベルト２９を移動させ、ベルト２９の劣化が進行した部位を確認することができる。そして、ベルト２９の劣化進行程度に応じてベルトを交換することで、ベルトの破損を未然に防ぐことができる。

【0065】

次に、マーカー８５として、ＲＦタグを用いた場合について説明する。

【0066】

ベルト２９には、複数のＲＦタグからなるマーカー８５がベルト２９の搬送方向に沿って一定間隔で配列されている。好ましくは、これらＲＦタグからなるマーカー８５がベルト２９の縁部に設けられている。

【0067】

ＲＦタグからなるマーカー８５にはメモリー、制御回路及び送信機等が内蔵されており、そのメモリーにはＲＦタグごとに個別に与えられた識別子（識別番号、識別符号等）が格納されている。好ましくは、ＲＦタグは、電源を内蔵するとともにその電源の電力を利用して識別子を発信するアクティブ型タグである。そのため、後述のリーダーからなるマーカー検出部１２０とＲＦタグからなるマーカー８５の交信距離が長くなり、リーダーによるＲＦタグの識別子の読み取りミスを防止することができる。

【0068】

リーダー８０からなるマーカー検出部１２０について説明する。リーダー８０からなるマーカー検出部１２０は、プーリー２４よりも下流側且つ撮像装置３０よりも上流側に設けられるとよい。

【0069】

リーダーからなるマーカー検出部１２０は、アンテナ及び制御回路等を有する。そして、リーダーからなるマーカー検出部１２０の近傍をＲＦタグからなるマーカー８５が通過する時に、リーダーからなるマーカー検出部１２０がＲＦタグによって発信された識別子を読み取る。そして、リーダーからなるマーカー検出部１２０が読み取った識別子を制御装置１００の位置算出部１０２に転送する。リーダーとＲＦタグの交信方式は、電波方式又は電磁誘導方式である。

【0070】

制御装置１００は、画像取得処理により取得した撮像画像を記憶部１１０に記録する。この際、制御装置１００は、一時的に記憶した最新の識別子を撮像画像に対応づけて記憶部１１０に記録する。そのため、或るＲＦタグがリーダーを通過してそのＲＦタグの識別子が制御装置１００に一時的に記憶されてから、次のＲＦタグがリーダーを通過するまでの間は、先のＲＦタグの識別子が撮像画像に対応づけられて記憶部１１０に記録される。

【0071】

以上のように記憶部１１０に記録された識別子からベルト２９の撮像位置を特定することができる。

【0072】

次に、この発明のベルト劣化診断装置１０を用いたベルトコンベア装置の劣化診断方法について、図５Ａから図５Ｃを参照して説明する。図５Ａは、ベルトの劣化の初期状態、図５Ｂは、ベルトの劣化の中期状態、図５Ｃは、ベルトの劣化の後期状態を示している。

【0073】

図５Ａから図５Ｃにおいては、ベルト２９表面に傷がつき、その傷が大きくなって劣化が進行していることを判断する場合を示している。

【0074】

撮像装置３０で撮像した撮像画像が制御装置１００に与えられる。制御装置１００のベルト表面状態検出部１０４は、撮像された撮像画像を画像認識する。

【0075】

ベルト表面状態検出部１０４は、図５Ａに示すように、ベルト２９の表面に小さな傷ａ、ｂが発生していることを画像認識により判別する。そして、傷ａ、ｂから僅かな縦割れｃも発生していることも判別する。

【0076】

制御装置１００は、図５Ａに示すように、傷が発生したと判断すると、その撮像画像を、位置算出部１０２によるベルト２９の位置と画像を撮像した時刻情報とを関連づけて記憶部１１０に格納させる。

【0077】

続いて、ベルトコンベア２０の運転を継続する。そして、撮像装置３０で撮像した撮像画像が制御装置１００に与えられる。制御装置１００のベルト表面状態検出部１０４は、撮像された画像を画像認識する。運転を何回か繰り返すと、ベルト２９表面から図５Ｂに示すような撮像画像が得られる。

【0078】

ベルト劣化判断部１０５はベルト表面画像情報格納部１１０ｂから、同一位置において、ベルト２９を撮像した撮像画像の中から時系列的に前後の撮像画像を読み出し、同一位置での撮像画像の変化を判定し、劣化が進んでいるかどうかを判断する。

【0079】

図５Ｂに示すように、ベルト２９の表面に小さな傷ａ、ｂが発生している。そして、傷ａ、ｂから縦割れｃが伸びている。

【0080】

ベルト劣化判断部１０５は、図５Ａの撮像画像と図５Ｂの撮像画像と比較し、劣化の度合を判定する。この例では、縦割れＣが伸びていることが分かる。ベルト劣化判断部１０５は、劣化が進んでいることが判断できる。

【0081】

さらに、ベルトコンベア２０の運転を続けていくと、ベルト２９表面から図５Ｃに示すような撮像画像が得られる。

【0082】

図５Ｃに示すように、ベルト２９の表面の傷ａ、ｂが大きくなっている。そして、傷ａ、ｂに連なるように縦割れｃも伸びている。

【0083】

ベルト劣化判断部１０５は、図５Ｂの撮像画像と図５Ｃの撮像画像と比較し、劣化の度合を判定する。この例では、縦割れＣがさらに大きく伸びていることが分かる。ベルト劣化判断部１０５は、劣化がさらに進んで、ベルト２９を交換する時期に近づいていることを判断することができる。

【0084】

図５Ａ～図５Ｃは、傷に基づいて劣化を診断しているが、この発明では、傷に限らず、色、模様、色又は模様が変化している箇所の形や面積を時系列で古い画像と新しい画像を比較して、劣化を判断するように構成してもよい。

【0085】

また、この実施形態においては、記憶部１１０に記憶する撮像データを少なくするために、ベルト表面状態検出部１０４で劣化が進行するような表面状態を検出した後の画像を特定して記憶させるように構成しているが、ベルト表面状態検出部１０４を用いずに、撮像した画像全てを格納し、時系列で古い画像と新しい画像を比較して、劣化を判断するように構成してもよい。

【0086】

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

【0087】

上記実施形態では、ベルト２９によって搬送される被搬送物がズリであったが、ズリに限るものではない。つまり、ベルトコンベア２０の用途は排土に限るものではない。

【符号の説明】

【0088】

５ ：ズリ
１０ ：ベルト劣化診断装置
２０ ：ベルトコンベア
２９ ：ベルト
２９ａ ：ズリ搭載面
３０ ：撮像装置
３０ａ ：カメラ
３０ｂ ：照明装置
１１０ ：記憶部
１０２ ：位置算出部
１０４ ：ベルト表面状態検出部
１０５ ：ベルト劣化判断部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】