(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-13
(45)【発行日】2024-03-22
(54)【発明の名称】切羽面液圧支保架台位置精度チェック方法
(51)【国際特許分類】
E21D 11/40 20060101AFI20240314BHJP
G01C 15/00 20060101ALI20240314BHJP
【ＦＩ】
E21D11/40 A
G01C15/00 104A
G01C15/00 103C
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2023061963
(22)【出願日】2023-04-06
【審査請求日】2023-04-06
(31)【優先権主張番号】202211107579.2
(32)【優先日】2022-09-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】518411338
【氏名又は名称】山東科技大学
(74)【代理人】
【識別番号】100146374
【弁理士】
【氏名又は名称】有馬 百子
(72)【発明者】
【氏名】孟 昭勝
(72)【発明者】
【氏名】曽 慶良
(72)【発明者】
【氏名】高 魁東
(72)【発明者】
【氏名】張 ▲シン▼
(72)【発明者】
【氏名】李 青海
(72)【発明者】
【氏名】江 東海
【審査官】五十幡 直子
(56)【参考文献】
【文献】特開平６－３０７１９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第６０２６９１６（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特許第２６１２５２２（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開平５－１１８１８９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ２１Ｄ １１／００－１９／０６
Ｅ２１Ｄ ２３／００－２３／２６
Ｇ０１Ｃ １５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
切羽面液圧支保架台位置精度チェック方法であって、ここで、端部の液圧支保を全体基準とし、先行の隣接する液圧支保に対して後続液圧支保を対象支保とし、後続の隣接する液圧支保に対して先行液圧支保を基準支保とし、前記液圧支保の架台（１１）には、レーザ照射装置とレーザ受光装置とが設けられており、前記レーザ照射装置は、前記対象支保に向けられたレーザ照射器（３４）を含み、前記レーザ照射器（３４）の円心位置において中心強光源（３４１）が設けられ、中心強光源（３４１）の外側において環状弱光源（３４２）が周方向に沿って均等に配置され、前記中心強光源（３４１）の半径がｒ１とし、環状弱光源（３４２）のエッジ包絡線の包絡半径がｒ２とし、
レーザ受光装置は、前記基準支保に向けられた第１レーザ受光器（５１）を含み、前記第１レーザ受光器（５１）の円心位置において中心受光領域（５１１）が設けられ、第１レーザ受光器（５１）の残りの領域においてレーザ受光モジュール（５１２）が埋められ、前記中心受光領域（５１１）の半径がｒ３とし、第１レーザ受光器（５１）の半径がｒ４とし、中心受光領域（５１１）及びレーザ受光モジュール（５１２）が、中心強光源（３４１）のレーザを受光した場合、受光した中心受光領域（５１１）及び／又はレーザ受光モジュール（５１２）はハイレベル信号を発生し、環状弱光源（３４２）のレーザを受光した場合、受光した中心受光領域（５１１）及び／又はレーザ受光モジュール（５１２）はローレベル信号を発生し、レーザが照射されていない場合、中心受光領域（５１１）及びレーザ受光モジュール（５１２）はレベル信号を発生しない、切羽面液圧支保架台位置精度チェック方法。
【請求項2】
Ｓ１． 前記対象支保の前記基準支保に対する位置の誤差をΔ、Ｌ１水準閾値をδ１（δ１＝ｒ１＋ｒ３）、Ｌ２水準閾値をδ２（δ２＝ｒ１＋ｒ４）、Ｌ３水準閾値をδ３（δ３＝ｒ２＋ｒ４）と定義する、スッテプＳ１と、Ｓ２． 前記対象支保の位置検出結果に対し、誤差水準を分類する、
（１）前記レーザ受光装置の中心受光領域（５１１）が、前記レーザ照射器（３４）の中心強光源（３４１）からのレーザを受光し、プロセッサにハイレベル信号を送信した場合、Δ≦δ１であり、検出結果がＬ１水準であると判定し、
（２）前記レーザ受光装置の中心受光領域（５１１）以外の前記レーザ受光モジュール（５１２）が、前記中心強光源（３４１）からのレーザを受光し、プロセッサにハイレベル信号を送信した場合、δ１＜Δ≦δ２であり、検出結果がＬ２水準であると判定し、
（３）前記レーザ受光装置の前記レーザ受光モジュール（５１２）が、前記環状弱光源（３４２）からのレーザを受光し、プロセッサにローレベル信号を送信した場合、δ２＜Δ≦δ３であり、検出結果がＬ３水準であると判定し、
（４）前記中心受光領域（５１１）及び前記レーザ受光モジュール（５１２）が、前記レーザ照射器（３４）からのレーザ信号を受光していない場合、Δ＞δ３であり、検出結果がＬ４水準であると判定する、ステップＳ２と、を含む、請求項１に記載の切羽面液圧支保架台位置精度チェック方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は液圧支保位置姿勢検出分野に関し、特に切羽面液圧支保位置精度チェック方法に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、液圧支保の天板、底板の姿勢検出にはすでに多くの監視方法が知られており、多くの場合、傾斜角センサやストラップダウン慣性航法などの方式が使用されているが、傾斜角センサを用いて天板、底板で液圧支保の姿勢や角度を検出する場合に、その傾斜角誤差が累積して増大し、さらに、傾斜角センサによる液圧支保の姿勢検出には、角度の急激な変化に対してひずみが生じ、かつ、精度が一般的に高くないなど、いくつかの課題が存在している。従来の液圧支保に対する位置姿勢調整を行った後、その位置姿勢を確認するための精度チェック方法が不足しており、作業信頼性に悪影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、上記の問題を解決し、切羽面液圧支保架台位置精度チェック方法を提供することを目的とし、採用される技術的方案は以下のとおりである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
切羽面液圧支保架台位置精度チェック方法であって、ここで、端部の液圧支保を全体基準とし、先行の隣接する液圧支保に対して後続液圧支保を対象支保とし、後続の隣接する液圧支保に対して先行液圧支保を基準支保としと、架台には、レーザ照射装置とレーザ受光装置とが設けられており、前記レーザ照射装置は、対象支保に向かって設けられたレーザ照射器を含み、前記レーザ照射器の円心位置において中心強光源が設けられ、中心強光源の外側において環状弱光源が周方向に沿って均等に配置され、前記中心強光源の半径がｒ１とし、環状弱光源のエッジ包絡線の包絡半径がｒ２とし、レーザ受光装置は、基準支保に向かって設けられた第１レーザ受光器を含み、前記第１レーザ受光器の円心位置において中心受光領域が設けられ、第１レーザ受光器の残りの領域においてレーザ受光モジュールが埋められ、前記中心受光領域の半径がｒ３とし、第１レーザ受光器の半径がｒ４とし、中心強光源のレーザを受光する際に、照射された中心受光領域及び／又はレーザ受光モジュールはハイレベル信号を発生し、環状弱光源のレーザを受光する際に、照射された中心受光領域及び／又はレーザ受光モジュールはローレベル信号を発生し、レーザが照射されていない際に、中心受光領域及びレーザ受光モジュールはレベル信号を発生しない。
【0005】
上記の方案に基づいて、切羽面液圧支保架台位置精度チェック方法は、
Ｓ１.対象支保の位置検出誤差Δ、Ｌ１水準閾値δ１（δ１＝ｒ１＋ｒ３）、Ｌ２水準閾値δ２（δ２＝ｒ１＋ｒ４）、Ｌ３水準閾値δ３（δ３＝ｒ２＋ｒ４）を定義する。
Ｓ１.対象支保の位置検出誤差Δ、Ｌ１水準閾値δ１（δ１＝ｒ１＋ｒ３）、Ｌ２水準閾値δ２（δ２＝ｒ１＋ｒ４）、Ｌ３水準閾値δ３（δ３＝ｒ２＋ｒ４）を定義する。
【0006】
Ｓ２.対象支保のポーズ精度に対し、誤差水準を分類する、
（１）連続的な複数の対象支保の間で、Δ≦δ１の場合に、検出結果がＬ１水準であると判定し、
（２）対象支保がδ１＜Δ≦δ２の場合に、検出結果がＬ２水準であると判定し、
（１）連続的な複数の対象支保の間で、Δ≦δ１の場合に、検出結果がＬ１水準であると判定し、
（２）対象支保がδ１＜Δ≦δ２の場合に、検出結果がＬ２水準であると判定し、
【0007】
（３）対象支保がδ２＜Δ≦δ３の場合に、検出結果がＬ３水準であると判定し、
（４）対象支保がΔ＞δ３の場合に、検出結果がＬ４水準であると判定する、ステップＳ２と、を含む。
（４）対象支保がΔ＞δ３の場合に、検出結果がＬ４水準であると判定する、ステップＳ２と、を含む。
【0008】
上記の方案に基づいて、前記レーザ照射装置は、支持ベースと、第１モータと、支持台と、レーザ照射器と、第２モータと、をさらに含み、前記支持ベースが架台に固定して連結され、第１モータが垂直方向に沿って支持ベースに設けられ、支持台が第１モータの上方に連結されると共に、第１モータの駆動によって水平方向に回動可能であり、レーザ照射器が支持台に回動可能に設けられると共に、第２モータが水平方向に沿って支持台に取り付けられ、第２モータがレーザ照射器を回動駆動し、架台には、第３モータと、伸長軸と、第２レーザ受光器と、を含む累積誤差検査装置がさらに設けられており、前記第３モータが水平方向に沿って架台に設けられると共に、伸長軸を回動駆動し、第２レーザ受光器が伸長軸に固定して連結され、前記第２レーザ受光器が、第１レーザ受光器と同じ構成を有する。
【0009】
上記の方案に基づいて、誤差水準分類を行った後、累積誤差検査を行い、ここで、累積誤差検査を行うことは、
第２レーザ受光器の中心座標をＤ１ｊ（Ｄ１ｊｘ， Ｄ１ｊｙ， Ｄ１ｊｚ）と定義する場合、
第２レーザ受光器の中心座標をＤ１ｊ（Ｄ１ｊｘ， Ｄ１ｊｙ， Ｄ１ｊｚ）と定義する場合、
【0010】
【0011】
【0012】
上記の方案に基づいて、最大許容誤差をΔ１と定義し、Δ１値を予め設定しておき、
（１）Ｌ１水準誤差結果については、検出結果が十分に正確であり、誤差検査を行う必要がないと判定し、
（１）Ｌ１水準誤差結果については、検出結果が十分に正確であり、誤差検査を行う必要がないと判定し、
【0013】
（２）Ｌ２水準誤差結果に対しては、検出結果が比較的に正確であり、Ｘ１台の液圧支保おきに累積誤差検査を行い、Ｘ１＝［Δ１／δ２］となると判定し、
【0014】
（３）Ｌ３水準誤差結果については、検出結果が比較的粗く、Ｘ２台の液圧支保おきに累積誤差検査を行い、Ｘ２＝［Δ１／δ３］となると判定し、
【0015】
（４）Ｌ４水準誤差結果については、検出が故障したと判定し、プロセッサは、操作者が手動で修復するように指導するために故障信号を送信する。
【0016】
上記の方案に基づいて、Ｌ２水準誤差結果については、後続の液圧支保に対するチェック結果にＬ３水準結果及びＬ４水準結果が存在しない場合に、後続の結果をＬ２水準に合わせて処理し、Ｌ３水準誤差結果については、先行支保にＬ２水準結果。
上記の方案に基づいて、がすでに存在する場合に、先行のＬ２水準結果をＬ３水準に一括して処理する。
上記の方案に基づいて、がすでに存在する場合に、先行のＬ２水準結果をＬ３水準に一括して処理する。
【発明の効果】
【0017】
本発明の有益な効果は以下切羽面液圧支保群の直線度に対し、隣接する支保の位置精度チェック及び間隔をおく支保の累積誤差検査を行うことによって、液圧支保に対する位置記述の正確性を高め、切羽面液圧支保群の位置の直線度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明に係る液圧支保架台の上面図である。
【図2】本発明のレーザ照射装置の構成を示す模式図である。
【図3】本発明のレーザ照射器の光源分布を示す模式図である。
【図4】本発明のレーザ受光装置の構成を示す模式図である。
【図5】本発明のレーザ受光装置の各取り付け状態図である。
【図6】本発明の第１レーザ受光器の構成を示す模式図である。
【図7】本発明のレーザ照射装置のモータの回転角度を示す模式図である。
【図8】本発明のレーザチェック閾値δ１の結果を示す模式図である。
【図9】本発明のレーザチェック閾値δ２の結果を示す模式図である。
【図10】本発明のレーザチェック閾値δ３の結果を示す模式図である。
【図11】本発明の状態記述のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面及び実施例を参照して本発明についてさらに説明する。
【0020】
本発明では、別に明確な規定や限定がない限り、「取り付ける」、「連結」、「接続」、「固定」などの用語は広義に理解すべきであり、例えば、固定接続、取り外し可能な接続、又は一体化であってもよく、直接連結、中間部品を介した間接的な連結、２つの構成要素の内部連通又は２つの構成要素の相互作用関係であってもよい。当業者にとっては、具体的な状況に応じて上記の用語の本発明での具体的な意味を理解することができる。
【0021】
なお、本発明の説明において、「中心」、「長さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」などの用語により示される方位又は位置関係は図面に示される方位又は位置関係に基づくものであり、本発明を説明しやすくし、説明を簡潔にするために過ぎず、係る装置又は構成要素が必ずしも特定の方位を有したり、特定の方位で構成、操作されたりすることを指示又は示唆するものではなく、よって、本発明を制限するものとして理解すべきではない。さらに、「第１」、「第２」という用語は説明するために過ぎず、相対重要性を指示又は示唆したり、係る技術的特徴の数を暗黙的に示すものとして理解すべきではない。よって、「第１」、「第２」により限定される特徴は、１つ又は複数の当該特徴を明示的又は暗黙的に含んでもよい。本発明の説明においては、特に断らない限り、「複数」とは２つ以上を意味する。
【0022】
本発明では、特に明確な規定や限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあるとは、第１特徴と第２特徴が直接接触していてもよいし、第１特徴と第２特徴が直接接触せずにこれらの別の特徴を介して接触していてもよい。さらに、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」及び「上面」にあるとは、第１特徴が第２特徴の真上や斜め上にあるか、単に第１特徴の水平方向の高さが第２特徴よりも高いことを意味する。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」及び「下面」にあるとは、第１特徴が第２特徴の真下や斜め下にあるか、単に第１特徴の水平方向の高さが第２特徴よりも低いことを意味する。
【0023】
図１～図4に示すように、切羽面液圧支保架台位置精度チェック方法では、端部の液圧支保を全体基準とし、先行の隣接する液圧支保に対して後続液圧支保を対象支保とし、後続の隣接する液圧支保に対して先行液圧支保を基準支保とし、架台１１にレーザ照射装置とレーザ受光装置とが設けられており、前記レーザ照射装置は、対象支保に向かって設けられたレーザ照射器３４を含み、前記レーザ照射器３４の円心位置において中心強光源３４１が設けられ、中心強光源３４１の外側において環状弱光源３４２が周方向に沿って均等に配置され、前記中心強光源３４１の半径がｒ１とし、環状弱光源３４２のエッジ包絡線の包絡半径がｒ２とし、レーザ受光装置は、基準支保に向かって設けられた第１レーザ受光器５１を含み、前記第１レーザ受光器５１の円心位置において中心受光領域５１１が設けられ、第１レーザ受光器５１の残りの領域においてレーザ受光モジュール５１２が埋められ、前記中心受光領域５１１の半径がｒ３とし、第１レーザ受光器５１の半径がｒ４とし、レーザ受光モジュール５１２は面積が小さいほど、分布密度が高く、検出結果が正確である。中心強光源３４１のレーザを受光する際に、照射された中心受光領域５１１及び／又はレーザ受光モジュール５１２はハイレベル信号を発生し、環状弱光源３４２のレーザを受光する際に、照射された中心受光領域５１１及び／又はレーザ受光モジュール５１２はローレベル信号を発生し、レーザが照射されていない際に、中心受光領域５１１及びレーザ受光モジュール５１２はレベル信号を発生しない。具体的には、前記レーザ照射装置は、支持ベース（３１と、第１モータ３２と、支持台３３と、レーザ照射器３４と、第２モータ３５と、をさらに含み、前記支持ベース３１が架台１１に固定して連結され、第１モータ３２が垂直方向に沿って支持ベース３１に設けられ、支持台３３が第１モータ３２の上方に連結されると共に、第１モータ３２の駆動によって水平方向に回動可能であり、レーザ照射器３４が支持台３３に回動可能に設けられると共に、第２モータ３５が水平方向に沿って支持台３３に取り付けられ、第２モータ３５がレーザ照射器３４を回動駆動する。
【0024】
図11に示すように、切羽面液圧支保架台位置精度チェック方法は、以下のステップＳ１～Ｓ3を含む。
【0025】
Ｓ１において、対象支保に対する位置検出誤差Δと、図１４に示すように、Ｌ１水準閾値δ１（δ１＝ｒ１＋ｒ３）と、図１５に示すように、Ｌ２水準閾値はδ２（δ２＝ｒ１＋ｒ４）と、図8に示すように、Ｌ３水準閾値δ３（δ３＝ｒ２＋ｒ４）とそれぞれ定義する。
【0026】
Ｓ２において、対象支保姿勢検出精度に対して誤差水準分類を行う。
【0027】
（１）連続的な複数の対象支保の間で、Δ≦δ１の場合、レーザ受光装置の中心受光領域５１１はレーザ照射装置の中心強光源３４１からのレーザを受光し、プロセッサにハイレベル信号を送信し、検出結果がＬ１水準であると判定する。
【0028】
（２）対象支保がδ１＜Δ≦δ２の場合に、レーザ受光装置の中心受光領域５１１以外の環状受光モジュール５１２は中心強光源３４１からのレーザを受光し、プロセッサにハイレベル信号を送信し、検出結果がＬ２水準であると判定し、後続の結果に下記のＬ３水準結果及びＬ４水準結果が存在しない場合に、後後の結果をＬ２水準に合わせて処理する。
【0029】
（３）対象支保がδ２＜Δ≦δ３の場合に、レーザ受光装置の環状受光モジュール５１２は環状弱光源３４２からのレーザを受光し、プロセッサにローレベル信号を送信し、検出結果がＬ３水準であると判定する。
【0030】
（４）対象支保がΔ＞δ３の場合に、第１レーザ受光器５１はレーザ照射器３４からのレーザ信号を受光しておらず、検出結果がＬ４水準であると判定する。
【0031】
上記のチェックが隣接する液圧支保について行われるので、切羽面液圧支保全体の直線度を確保するために、誤差水準分類を行った後、累積誤差検査をさらに行う。図9に示すように、架台１１には、第３モータ４１と、伸長軸４２と、第２レーザ受光器４３とを含む累積誤差検査装置が設けられており、前記第３モータ４１が水平方向に沿って架台１１に設けられると共に、伸長軸４２を回動駆動し、第２レーザ受光器４３が伸長軸４２に固定して連結され、前記第２レーザ受光器４３が、第１レーザ受光器５１と同じ構成を有する。図１0に示すように、第２レーザ受光器４３が干渉を及ぼすことを防止するために、デフォルト状態では伸長軸が水平状態であり、累積誤差検査を行う際に、レーザ照射器３４と第２レーザ受光器４３とを連携して使用するために、第３モータ４１によって伸長軸４２を垂直（又は略垂直）状態となるまで回動駆動する。
【0032】
累積誤差検査のステップは次のとおりである。
【0033】
Ｓ3において、第２レーザ受光器（４３）の中心座標をＤ１ｊ（Ｄ１ｊｘ， Ｄ１ｊｙ， Ｄ１ｊｚ）と定義する場合、
【0034】
【0035】
【0036】
（１）Ｌ１水準誤差結果については、検出結果が十分に正確であり、誤差検査を行う必要がないと判定し、
【0037】
（２）Ｌ２水準誤差結果に対しては、検出結果が比較的に正確であり、Ｘ１台の液圧支保おきに累積誤差検査を行い、チェック結果が累積誤差閾値以上である場合に、直線度が合格していないことを示しており、手動でゆがみ矯正を行って誤差をクリアする必要があり、Ｘ１＝［Δ１／δ２］となり、後続の液圧支保に対するチェック結果にＬ３及びＬ４水準結果が存在しないと、後続の結果をＬ２水準に合わせて処理する。
【0038】
（３）Ｌ３水準誤差結果については、検出結果が比較的粗く、Ｘ２台の液圧支保おきに累積誤差検査を行い、チェック結果が累積誤差閾値以上である場合に、直線度が合格していないことを示しており、手動でゆがみ矯正を行って誤差をクリアする必要があり、Ｘ２＝［Δ１／δ３］となり、先行支保にＬ２水準結果がすでに存在する場合、先行のＬ２水準結果をＬ３水準に一括して処理する。
【0039】
（４）Ｌ４水準誤差結果については、検出が故障したと判定し、プロセッサは、操作者が手動で修復するように指導するために故障信号を送信する。
【0040】
以上は本発明を例示的に説明したが、本発明は上記の具体的な実施例に限定されず、本発明に基づいて行われる全ての変更や変形は本発明の特許範囲に属する。
【要約】 （修正有）
【課題】切羽面液圧支保架台位置精度チェック方法を提供する。
【解決手段】切羽面液圧支保架台位置精度チェック方法は、対象支保に対する位置検出誤差Δと、Ｌ１水準閾値δ１と、Ｌ２水準閾値δ２と、Ｌ３水準閾値δ３と、それぞれ定義するステップＳ１と、（１）連続的な複数の対象支保の間で、Δ≦δ１の場合に、検出結果がＬ１水準であると判定し、（２）対象支保がδ１＜Δ≦δ２の場合に、検出結果がＬ２水準であると判定し、（３）対象支保がδ２＜Δ≦δ３の場合に、検出結果がＬ３水準であると判定し、（４）対象支保がΔ＞δ３の場合に、検出結果がＬ４水準であると判定する、ステップＳ２と、を含む。切羽面液圧支保群の直線度に対し、隣接する支保の位置精度チェック及び間隔をおく支保の累積誤差検査を行うことによって、液圧支保に対する位置記述の正確性を高め、切羽面液圧支保群の位置の直線度を確保することができる。
【選択図】図11
【解決手段】切羽面液圧支保架台位置精度チェック方法は、対象支保に対する位置検出誤差Δと、Ｌ１水準閾値δ１と、Ｌ２水準閾値δ２と、Ｌ３水準閾値δ３と、それぞれ定義するステップＳ１と、（１）連続的な複数の対象支保の間で、Δ≦δ１の場合に、検出結果がＬ１水準であると判定し、（２）対象支保がδ１＜Δ≦δ２の場合に、検出結果がＬ２水準であると判定し、（３）対象支保がδ２＜Δ≦δ３の場合に、検出結果がＬ３水準であると判定し、（４）対象支保がΔ＞δ３の場合に、検出結果がＬ４水準であると判定する、ステップＳ２と、を含む。切羽面液圧支保群の直線度に対し、隣接する支保の位置精度チェック及び間隔をおく支保の累積誤差検査を行うことによって、液圧支保に対する位置記述の正確性を高め、切羽面液圧支保群の位置の直線度を確保することができる。
【選択図】図11
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
