CN115210428A - 打桩装置及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于提供一种能够对多个桩同时进行打桩的打桩装置，该打桩装置具备通过行进装置行进的主体装置、与所述主体装置连接并沿着铅垂方向进行打桩的第1打桩机、和与所述主体装置连接并沿着所述铅垂方向进行打桩的第2打桩机。

Description

打桩装置及工程机械

技术领域

本发明涉及打桩装置及工程机械，尤其涉及能够同时对多个桩进行打桩的打桩装置及能够削减温室效应气体的工程机械。

背景技术

以往，在专利文献1中公开了研究打桩的高效化并将打入方向不同的四根锚固用的桩以规定的角度倾斜地同时打入土中的内容。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－113668号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，没有公开沿着铅垂方向同时打入多个桩的技术。有时要在工程现场打入数千到数万个的多个桩，希望高效地打桩。

另外，全世界要求削减温室效应气体，工程机械中也要求温室效应气体排放少的工程机械。

因此，本发明第1方面和本发明第2方面的目的在于提供一种能够同时对多个桩进行打桩的打桩装置。

另外，本发明第3方面的目的在于提供一种温室效应气体排放少的工程机械。

用于解决课题的手段

本发明第1方面涉及的打桩装置包括：主体装置，其通过行进装置而行进；第1打桩机，其与所述主体装置连接并沿着铅垂方向进行打桩；以及第2打桩机，其与所述主体装置连接并着沿所述铅垂方向进行打桩。

本发明第2方面涉及的打桩装置包括：主体装置，其通过行进装置而行进；第1打桩机，其与所述主体装置连接并进行打桩；第2打桩机，其与所述主体装置连接并进行打桩；以及搬运部，其与所述主体装置连接并向打好的桩搬运部件。

本发明第3方面涉及的工程机械具有：主体装置，其通过行进装置而行进；发电装置，其设在所述主体装置的上表面；以及振动发电元件，其设在所述行驶装置的附近。

发明效果

根据本发明第1方面和本发明第2方面，能够提供由于具有第1打桩机和第2打桩机而能够同时对多个桩进行打桩的打桩装置。

根据本发明第3方面，能够提供通过使用发电装置和振动发电元件来实现温室效应气体排放少的工程机械。

附图说明

图1是本发明第1实施方式的打桩系统处于初始位置时的概要图，图1的(a)是俯视图，图1的(b)是主视图。

图2是示出本发明第1实施方式的打桩系统处于作业位置时的一例的概要图，图2的(a)是俯视图，图2的(b)是主视图。

图3是本发明第1实施方式的打桩系统的框图。

图4是作业装置处于初始位置时的主体装置的剖视图。

图5是作业装置处于作业位置时的主体装置的剖视图。

图6是示出夹头的开闭状态的图，图6的(a)是示出夹头打开的状态的图，图6的(b)是示出夹头关闭的状态的图。

图7是关于通过本发明第1实施方式的重型机械控制装置执行的打桩的流程图。

图8是示出打桩的动作的图，图8的(a)是示出配重块的移动的图，图8的(b)是示出把持桩的情形的图，图8的(c)是示出拉起桩的情形的图，图8的(d)是示出改变桩的朝向的情形的图，图8的(e)是示出对桩进行打桩的情形的图，图8的(f)是示出在打好的桩上安装部件的情形的图。

图9是本实施方式的工程现场的概要图，图9的(a)是示出作业装置处于初始位置时的图，图9的(b)是示出配重块和千斤顶处于作业位置时的图，图9的(c)是示出作业装置打桩的情形的图。

图10是本实施方式的工程现场的概要图，图10的(a)是示出作业装置打桩的情形的图，图10的(b)是示出桩上安装有部件的情形的图，图10的(c)是示出打桩系统移动到下一个打桩位置的情况的图。

图11是示出通过两台无人机对打好的桩进行拍摄的情况的图。

图12是示出通过一台无人机对打好的桩进行拍摄的情况的图。

图13是示出形成于桩的上凸缘的打桩深度标记DM的图，图13的(a)是示出将打桩深度标记DM设于桩的下部的例子的图，图13的(b)是示出将打桩深度标记DM设于桩的上部的例子的图。

图14是示出本发明第1实施方式的打桩系统的变形例的概要图。

图15是本发明第2实施方式的打桩系统的概要图。

图16是本发明第2实施方式的打桩系统的框图。

图17是关于本发明第2实施方式的由重型机械控制装置执行的太阳能电池板设置的流程图。

图18是示出太阳能电池板设置的动作的图，图18的(a)是示出打桩的情形的图，图18的(b)是示出解除桩的把持的情形的图，图18的(c)是示出吸附太阳能电池板的情形的图。

图19是示出设置太阳能电池板的动作的图，图19的(a)是示出提起太阳能电池板的情形的图，图19的(b)是示出回转的情形的图，图19的(c)是示出旋转90度的情形的图，图19的(d)是示出设置太阳能电池板的情形的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的第1实施方式的打桩系统1进行详细说明。此外，本发明并不限定于以下说明的实施方式。

(第1实施方式)

图1是示出本实施方式的打桩系统1处于初始位置时的概要图，图1的(a)是俯视图，图1的(b)是主视图。图2是示出本发明第1实施方式的打桩系统1处于作业位置时的一例的概要图，图2的(a)是俯视图，图2的(b)是主视图。如图1和图2所示，由于本实施方式是双臂型的打桩系统1，因此容易在图中的+X方向上作用偏心负载。在本实施方式中，将后述的作业装置50位于难以产生偏心负载的位置(即，向+X方向延伸的一部分少的位置)时称为初始位置，将作业装置50位于通过一系列的打桩动作使作业装置50向+X方向延伸的位置时称为作业位置。图3是本实施方式的打桩系统1的框图。以下，使用图1～图3说明打桩系统1的结构。

本实施方式的打桩系统1具有基础机10(参照图3)、多个打桩配件60及无人航空器即UAV(Unmanned Aerial Vehicle，以下称为无人机100)。此外，为了简化框图，在图3中仅图示了一个无人机100的框图和一个作业装置50的构成要素。另外，在图2中也为了图示起降部的情形而仅示出一个无人机100。

另外，由图1及图2可知，本实施方式的基础机10是没有驾驶席的自动驾驶型的设备。该基础机10也可以将在工程现场的行进设为自动驾驶，在公路上载置于拖车进行搬运。另外，基础机10的操作可以是自动操作，也可以是在远离打桩场所的远程地点的远程操作。

(基础机10)

本实施方式的基础机10具有行进装置20、回转装置30以及主体装置40。另外，基础机10具有能够在设于主体装置40的上表面的起降部起降的两台无人机100。此外，无人机100既可以是一台，也可以是三台以上。

行进装置20具有卷绕于未图示的惰轮和驱动轮21的一对履带22，通过驱动轮21驱动一对履带22，由此使基础机10行进。此外，构成行进装置20的内燃机的发动机23(参照图3)能够配置于主体装置40。另外，行进装置20也可以不通过内燃机的发动机23而通过电池和马达驱动，也可以是将内燃机的发动机23和马达组合的混合动力型。此外，行进装置20也可以是轮胎型的轮式。

回转装置30配设在行进装置20与主体装置40之间。回转装置30具备未图示的轴承和回转液压马达31，使主体装置40和作业装置50回转。

主体装置40的上表面呈平坦的形状，在侧面连接有两个作业装置50。在主体装置40的内部设有上述的发动机23、液压装置41、姿态检测计42(参照图3)和使后述的配重块43移动的电动马达44(参照图3)。

液压装置41具有与发动机23连接的液压泵、液压控制阀等，进行设于作业装置50的作为致动器的多个缸体的驱动。

姿态检测计42(参照图3)是检测主体装置40的姿态的传感器，可以使用倾斜计或水平仪等。在本实施方式中，姿态检测计42设于主体装置40的内部，对驱动作业装置50和两个打桩配件60时的主体装置40的姿态进行检测。

图4是作业装置50处于初始位置时的主体装置40的剖视图，图5是作业装置50处于作业位置时的主体装置40的剖视图。以下，使用图4及图5对作为质量体的配重块43进行说明。

配重块43设在主体装置40的下方侧，安装有在Y方向上分离的一对滑动件45。该一对滑动件45沿X方向延伸，并以能够沿X方向移动的方式支承于一对基座部件46。配重块43在作业装置50移动时对作用于打桩系统1的偏心负载进行修正。在本实施方式中，配重块43的重量为4吨至7吨左右，但并不限定于此。也可以将配重块43的一部分作为容器，在该容器中充满常温下比重高的液体(例如水银)来构成配重块43。此外，如上所述，在配重块的驱动中使用电动马达44，但也可以使用其他方式的致动器。通过配重块43向－X方向移动，从而与配重块43不向－X方向移动的情况相比，能够减轻配重块43的重量。

配重块43在作业装置50处于初始位置时收纳在主体装置40中，随着作业装置50移动到作业位置而向－X方向移动。作为重量为4吨至7吨左右的配重块43向主体装置40的外侧移动时的事故防止方法，期望在主体装置40上设有警告灯来在视觉上引起注意，或者在主体装置40上设有扬声器来在听觉上引起注意，或者实施这两者。另外，也可以在移动配重块43之前，通过无人机100的拍摄装置102获取配重块43移动的周边的图像，利用UAV控制装置108或者重型机械控制装置29确认安全。另外，无人机100的拍摄装置102进行的拍摄优选进行到配重块43的移动结束为止。

此外，从防止事故的观点出发，优选在配重块43向－X方向移动后，使作业装置50移动到作业位置，但也可以大致同时进行配重块43的移动和作业装置50向作业位置的移动。

作业装置50在两个作业装置50之间具有一对千斤顶47。在本实施方式中，一对千斤顶47是液压千斤顶，并在作业装置50处于初始位置时以不与地面接触的方式位于比一对履带22靠+Z方向的位置。另外，一对千斤顶47在作业装置50处于作业位置时以与地面接触的方式延伸而支承打桩系统1。由于上述配重块43而作用于打桩系统1的偏心负载被修正，但由于还存在工程现场倾斜的情况，因此一对千斤顶47用于防止打桩系统1的翻倒。此外，一对千斤顶47也可以不是一对而是单个，也可以是三个以上，也可以省略。

如图2的(a)所示，在作业装置50的上表面形成有无人机100的起降部，在该起降部形成有视觉识别标记25。在无人机100在起降部着陆时，视觉识别标记25通过后述的拍摄装置102视觉识别一个视觉识别标记25来识别着陆位置。此外，多个视觉识别标记25的大小比无人机100的大小小，在一个无人机100着陆在一个视觉识别标记25上的情况下，该一个视觉识别标记25成为无法从其他无人机100视觉识别的状态。另外，多个视觉识别标记25的间隔是在多个无人机100着陆于起降部时无人机100彼此不干涉的间隔。此外，视觉识别标记25的形状不限于圆形，可以是矩形、椭圆形、三角形，可以是双重标记，也可以是单层标记。另外，视觉识别标记25也可以为一个。

在本实施方式中，主体装置40具有图3所示的作为全球定位系统的第1GNSS26(Global Navigation Satellite System)、第1通信装置27、第1存储器28、以及控制基础机10整体的重型机械控制装置29。第1GNSS26利用人造卫星对基础机10的位置进行测量。

第1通信装置27是访问后述的第2通信装置106或因特网等广域网的无线通信单元。在本实施方式中，第1通信装置27基于第1GNSS26检测出的基础机10的位置，将多个无人机100的飞行路径向第2通信装置106进行通信。

第1存储器28是非易失性的存储器(例如闪存)，存储有用于驱动基础机10的各种数据、程序、用于使基础机10自动运转的各种数据、程序。另外，第1存储器28存储与多个无人机100的飞行路径相关的数据。

重型机械控制装置29具备CPU，是控制基础机10整体的控制装置。关于通过重型机械控制装置29控制基础机10和打桩配件60，将在后面使用图7的流程图进行说明。

作业装置50具有第1作业装置51和第2作业装置52。如图1所示，第1作业装置51和第2作业装置52从主体装置40的单侧沿着X方向延伸，并在Y方向上分离。在本实施方式中，第1作业装置51和第2作业装置52以与X方向平行的方式连接于主体装置40。此外，作业装置50的数量不限于两个，也可以是三个以上。在该情况下，第三个作业装置50也可以连接在主体装置40的非单侧的部位。此外，在本实施方式中，由基础机10和两个打桩配件60构成第1打桩机和第2打桩机。

在本实施方式中，由于第1作业装置51和第2作业装置52为相同的结构，所以继续对第1作业装置51的结构进行说明。另外，第1作业装置51和第2作业装置52的各结构和附图标记都相同，但在需要识别的情况下，对第1作业装置51的各结构在附图标记后面附加a，对第2作业装置52的各结构在附图标记后面附加b。第1作业装置51具有动臂53、动臂缸54、斗杆55、斗杆缸56和动臂安装座57。

动臂53是借助动臂安装座57与主体装置40连接的旋转L字状的部件，通过动臂缸54进行转动。动臂53在动臂缸54延伸最长的状态下成为图1的初始位置，当动臂缸54缩短时成为图2的作业位置。

斗杆55与动臂53的前端连接，通过斗杆缸56进行转动。斗杆55在斗杆缸56延伸最长的状态下成为图1的初始位置，当斗杆缸56缩短时成为图2的作业位置。

换挡缸58是根据两根打桩的间隔来调节第1作业装置51与第2作业装置52的Y方向的间隔的缸体。如图4及图5所示，换挡缸58将在Z方向上分离的一对引导件48作为引导件来调节第1作业装置51与第2作业装置52的Y方向的间隔。在该情况下，换挡缸58可以将第1作业装置51固定而使第2作业装置52沿Y方向滑动，也可以使第1作业装置51和第2作业装置52分别沿Y方向滑动。

缸59使打桩配件60转动。缸59在缸59延伸最长的状态下成为图1的初始位置，当缸59缩短时成为图2的作业位置。

在本实施方式中，动臂缸54、斗杆缸56、换档缸58和缸体59是液压缸，在液压的作用下伸缩。另外，动臂缸54、斗杆缸56、换档缸58、缸体59和后述的激振机63通过液压装置41进行伸缩动作。

打桩配件60的一端(－Z侧)与斗杆55及缸体59连接，在另一端(+Z侧)形成有用于安装待打桩的桩5(参照图6)或拆卸打好的桩5的拆装机构。打桩配件60具有安装臂61、吊架62、激振机63和夹头64。

安装臂61是旋转L字状的部件，一端(－Z侧)与斗杆55及缸体59连接。

吊架62从安装臂61的另一端被吊起，能够绕Z轴转动。

激振机63从吊架62被吊持，以液压为能量而产生振动。利用激振机63的振动进行本实施方式的打桩。此外，作为激振机63可以是振子式或活塞式。

夹头64安装在激振机63的下端部，将桩5可拆装地把持。另外，夹头64在把持桩5时将来自激振机63的振动传递给桩5。

图6是示出夹头64的开闭状态的图，图6的(a)是示出夹头64打开的状态的图，图6的(b)是示出夹头64关闭的状态的图。该夹头64的开闭也通过液压装置41进行伸缩动作。

返回图3，送电装置95向无人机100侧的后述的受电装置103供给电力，在本实施方式中采用无线供电。无线供电以非接触方式向受电装置103供给电力，已知磁场共振方式、电磁感应方式等。本实施方式的送电装置95具备电源、控制电路、送电线圈。该送电线圈优选地设于起降部。在该情况下，如果将送电线圈设在视觉识别标记25的内侧，则能够在无人机100着陆时迅速地开始充电。

此外，也可以采用接触式的供电方式来代替无线供电。在该情况下，也可以在送电装置95和受电装置103上分别设置金属制的触点，将相互的触点机械连接来进行供电。例如，也可以在起降部设置凹形状的触点，在无人机100侧设置凸形状的触点。凹形状的触点和凸形状的触点可以分别为一个，也可以设多个。

在无人机100着陆在起降部上的状态下，当基础机10在不平坦的工程现场移动时，希望无人机100与起降部机械接合或电磁连接，以使得无人机100与起降部不分离。在本实施方式中，采用在无人机100在起降部着陆时施加机械锁定的锁定机构。

本实施方式的无人机100具备飞行装置101、拍摄装置102、受电装置103、传感器组104、电池105、第2通信装置106、第2存储器107以及UAV控制装置108。

飞行装置101具有未图示的马达和多个螺旋桨，使无人机100在空中浮起，并且产生在空中进行移动的推力。此外，在起降部着陆的无人机的机数在图1中设定为两台，但能够任意地设定，并不限定于两台。另外，各个无人机100的结构可以相同，也可以变更其一部分。并且，各个无人机100的大小也可以相同，也可以是不同大小。

拍摄装置102具有镜头、拍摄元件、图像处理引擎等，是拍摄动画或静态图像的数字照相机。在本实施方式中，拍摄装置102进行测量或进行用于支持打桩的拍摄。另外，拍摄装置102在无人机100在起降部着陆时视觉识别一个视觉识别标记25以识别着陆位置。此外，如果在视觉识别标记25内设置送电装置95的送电线圈或触点，则能够在无人机100着陆于起降部后，迅速地经由受电装置103对电池105进行充电。此外，在拍摄装置102中，为了进行没有抖动的空拍，优选设置二轴或三轴的万向支架。此外，也可以通过软件来防止拍摄装置的抖动。

在图1的由单点划线包围的放大图中，拍摄装置102的镜头安装于无人机100的侧面(正面)，但也可以将拍摄装置102的镜头安装于无人机100的下表面，也可以将多个镜头设置于无人机100。另外，也可以设有使安装在侧面的镜头朝向下表面移动的移动机构。另外，也可以设有使拍摄装置102绕Z轴旋转的机构，将拍摄装置102的镜头定位于绕Z轴的任意位置。另外，当无人机100在起降部着陆时，如果使拍摄装置102的镜头朝向X方向、Y方向，则能够从多个方向拍摄与操作员从以往的基础机的驾驶席视觉识别的图像接近的图像。另外，例如从图1可知，起降部设于主体装置40的顶部，因此无人机100不会被主体装置40遮挡，能够通过拍摄装置102进行拍摄。此外，作为拍摄装置102，可以使用全方位照相机(360度照相机)，也可以代替拍摄装置102而使用3维扫描仪。

受电装置103具有被设于无人机100的腿部109的受电线圈、充电电路等，使电池105充入来自送电装置95的电力。

电池105是连接至受电装置103的二次电池，并且可以使用锂离子二次电池、锂聚合物二次电池等，但不限于此。电池105能够向飞行装置101、拍摄装置102、第2通信装置106、第2存储器107以及UAV控制装置108供给电力。

传感器组104是GNSS、用于避免无人机100与其他装置(例如作业装置50)的碰撞的红外线传感器、测定高度的气压传感器、检测方位的磁传感器、检测无人机100的姿态的陀螺仪传感器、检测作用于无人机100的加速度的加速度传感器等。

第2通信装置106具有无线通信单元，与第1通信装置27进行通信。在本实施方式中，第2通信装置106将拍摄装置102拍摄到的图像数据、传感器组104检测到的检测结果发送至第1通信装置27，或者将来自第1通信装置27的飞行指令发送至UAV控制装置108。

第2存储器107是非易失性的存储器(例如闪存)，存储用于使无人机100飞行的各种数据、程序，或者存储拍摄装置102拍摄到的图像数据、传感器组104检测出的检测结果等。

UAV控制装置108具备CPU、姿态控制电路、飞行控制电路等，控制无人机100整体。另外，UAV控制装置108根据电池105的剩余电量判断充电的时机或者控制拍摄装置102的拍摄位置、视角、帧速率等。

桩5(参照图8)可以使用H型钢、L型钢、角钢、槽型钢、圆型钢等，但在本实施方式中使用H型钢。H型钢的桩5由上凸缘、下凸缘及夹在上凸缘和下凸缘之间的腹板构成。该H型钢的桩5以上凸缘的端面和下凸缘的端面与地面接触的方式放置在工程现场。下面继续说明按照上述方式构成的打桩系统1的动作。

(流程图的说明)

图7是通过本实施方式的重型机械控制装置29执行的打桩的流程图，图8是示出打桩的动作的图，图8的(a)是示出配重块43的移动的图，图8的(b)是示出把持桩5的情形的图，图8的(c)是示出拉起桩5的情形的图，图8的(d)是示出改变桩5的朝向的情形的图，图8的(e)是示出对桩5进行打桩的情形的图，图8的(f)是示出在打好的桩5上安装有部件的情形的图。

另外，图9是本实施方式的工程现场的概要图，图9的(a)是示出作业装置50处于初始位置时的图，图9的(b)是示出配重块43和千斤顶47处于作业位置时的图，图9的(c)是示出作业装置50打设桩5的情形的图。

另外，图10是本实施方式的工程现场的概要图，图10的(a)是示出作业装置50打设桩5的情形的图，图10的(b)是示出在桩5上安装有部件的情形的图，图10的(c)是示出打桩系统1移动到下一个打桩场所的情形的图。此外，为了避免附图的复杂化，在图8～图10中仅对说明所需的结构标注附图标记，在图9以及图10中省略无人机100的图示。

以下，参照图8～图10说明图7的流程图。

此外，在图7的流程图中，也可以通过作业员进行其一部分。

重型机械控制装置29在开始打桩之前，作为两台无人机100的拍摄装置102进行的测量，从图像中获取点组数据(步骤S1)。此外，在测量时，拍摄装置102的镜头朝向下表面(－Z方向)。通过利用两台无人机100进行测量，从而与利用一台无人机100进行测量的情况相比，能够缩短测量时间。

此外，也可以通过三台以上的无人机100进行测量。此外，由于在步骤S1的测量后到实施步骤S2为止会有相当长的时间，也可以从该流程图中除去步骤S1而作为该流程图的准备作业。

根据步骤S1的测量和待进行桩5的打桩的位置数据，多个桩5横置在工程现场。此时，避开打桩系统1行进的行进路径P而将多个桩5横置于工程现场。多个桩5的横置可以通过未图示的搬运机器人进行，也可以通过作业员进行。此外，图9和图10中的多个点假想地示出待打桩的位置。

在本实施方式中，相对于四根桩5倾斜配置太阳能电池板67(参照图10的(c))。因此，如图9的(a)中箭头所示，在打桩的四个点中的+X侧的两个点打入长的桩5a，在－X侧的两个点打入短的桩5b。另外，太阳能电池板67的倾斜的调节使用后述的角度调整部件65。

分别安装在第1作业装置51和第2作业装置52上的打桩配件60，在如图9的(c)所示将第1作业装置51和第2作业装置52分别向+X侧延伸进行两个长的桩5a的打桩后，如图10的(a)所示，将第1作业装置51和第2作业装置52分别向－X侧缩短进行两个短的桩5b的打桩。此外，支承太阳能电池板67的桩5可以是两根，也可以是三根，也可以是一根。

在本实施方式中，当四根桩5的打桩结束时，重型机械控制装置29通过行进装置20使打桩系统1沿Y方向移动。打桩系统1在向X方向的移动中驱动第1作业装置51和第2作业装置52，在向Y方向的移动中驱动行进装置20。为了迅速地进行向X方向及Y方向的移动，在初始位置及作业位置上，行进装置20定位成使一对履带22沿着Y方向朝向，第1作业装置51和第2作业装置52被沿着X方向定位。

重型机械控制装置29通过电动马达44使配重块43沿着一对基座部件46向－X方向移动(步骤S2)。此外，如图8的(a)所示，重型机械控制装置29通过另一个无人机100的拍摄装置102进行配重块43周边的拍摄。另外，期望重型机械控制装置29在配重块43移动前使用警告灯或扬声器等来通知配重块43的移动。另外，重型机械控制装置29使处于初始位置的一对千斤顶47移动至作业位置，实施由一对千斤顶47防止打桩系统1翻倒的对策。此外，在图9的(b)中也图示了步骤S2结束后的状态。

重型机械控制装置29以使第1作业装置51和第2作业装置52分别接近作为打桩对象的两个桩5的方式进行控制，并且使各个夹头64从打开的状态成为闭合的状态，使两个打桩配件60把持两个桩5的腹板一部分(步骤S3)。图8的(b)是示出步骤S3的作业的情形的图，完成了配重块43周边的拍摄的另一个无人机100在起降部进行充电。此外，也可以在一个无人机100的基础上通过另一个无人机100拍摄第1作业装置51和第2作业装置52的周边或者两个打桩配件60的周边。

重型机械控制装置29分别控制第1作业装置51和第2作业装置52，将两个桩5分别拉起(步骤S4)。图8的(c)示出通过步骤S4拉起的桩5的情形。

如图8的(d)所示，重型机械控制装置29以H型钢的桩5的腹板沿着X方向(上凸缘和下凸缘成为与纸面正交的朝向)的方式调节桩5的朝向(步骤S5)。桩5的朝向的调节可以通过设在打桩配件60上的未图示的旋转马达进行，也可以由作业员进行。此外，在步骤S5之后，为了大致同时对两个桩5进行打桩，重型机械控制装置29基于两根桩的间隔驱动换挡缸58来预先调节第1作业装置51与第2作业装置52之间的Y方向的间隔。

重型机械控制装置29一边通过两个激振机63对各个H型钢的桩5施加振动，一边如图8的(e)和图9的(c)所示进行打桩(步骤S6)。并且，重型机械控制装置29判断在步骤S6的打桩中是否需要修正打桩(步骤S7)。

图11是示出通过两台无人机100对打好的桩5进行拍摄的情况的图。如图11所示，重型机械控制装置29使两台无人机100飞行。重型机械控制装置29使一个无人机100的拍摄装置102进行来自X方向的拍摄而获取图11的上侧的四边形框所示的图像IMG1。另外，重型机械控制装置29使另一个无人机100的拍摄装置102从与X方向和Z方向正交的Y方向进行拍摄，获取图11的下侧的四边形框所示的图像IMG2。此外，在图像IMG1以及图像IMG2中，在四边形框内的沿Z方向延伸的粗线表示参考图像。重型机械控制装置29将参考图像与所获取的图像进行比较来判断是否需要进行打桩的修正。

在此，重型机械控制装置29判断为需要修正打桩，并进入步骤S8。重型机械控制装置29适当地控制动臂缸54、斗杆缸56、换挡缸58、缸体59，一边调节桩5的位置一边继续打桩动作，并且获取两个无人机100的拍摄装置102的图像，将获取的图像与参考图像进行比较，进行桩5的姿态调节(步骤S8)。

在图11中，为了用两台无人机100拍摄一个桩5的姿态，在大致同时对两个桩5进行打桩的情况下，需要四台无人机100。

图12是示出通过一台无人机对打好的桩5进行拍摄的情形的图。在图12中，在桩5的凸缘(例如上凸缘)上形成圆形的标记。在一台无人机的拍摄装置102拍摄到的图像中包含表示Y方向的倾倒的下凸缘的图像和表示X方向的倾倒的圆形标记的图像。在X方向上没有倾倒的情况下，无人机的拍摄装置102拍摄到的图像也为圆形，但在X方向上有倾倒的情况下，无人机的拍摄装置102拍摄到的图像为椭圆形。此外，在图像IMG3中显示在Z方向上延伸的参考图像，但也可以在此基础上显示圆形的参考图像。

重型机械控制装置29判断各个桩5是否被打桩至规定深度(步骤S9)。图13是示出在桩5的上凸缘形成的打桩深度标记DM的图，图13的(a)是示出将打桩深度标记DM设在桩5的下部的例子的图，图13的(b)是示出将打桩深度标记DM设在桩5的上部的例子的图。此外，作为深度标记DM的一例是横线。

如图13的(a)所示，根据无人机100的拍摄装置102从相对于桩5的斜上方拍摄到的图像，如果地表与形成打桩深度标记DM的横线大致一致，则重型机械控制装置29判断为桩5被打桩至规定深度，进入步骤S10。另一方面，如果形成打桩深度标记DM的横线位于地表的上方，则重型机械控制装置29认为未打桩至规定深度而重复步骤S6以后的步骤。

并且，重型机械控制装置29根据步骤S1的测量结果和形成在桩5的上部的打桩深度标记DM的高度信息来设定无人机100的高度。这是为了以无人机100的高度为基准来检测打桩深度标记DM的位置。UAV控制装置108基于气压传感器的输出将无人机100的高度控制为设定的高度。当无人机100处于设定高度时，UAV控制装置108使拍摄装置102拍摄打桩深度标记DM。如图13的(b)所示，根据拍摄装置102拍摄到的图像，如果打桩深度标记DM处于距离地表规定的高度，则重型机械控制装置29判断为桩5打桩至规定深度，进入步骤S10。另一方面，如果打桩深度标记DM位于距离地表规定高度以上，则重型机械控制装置29认为未打桩至规定深度而重复步骤S6以后的步骤。

重型机械控制装置29在步骤S9中判断为各个桩5打桩至规定深度的情况下，认为夹头64从关闭的状态成为打开的状态，解除对桩5的腹板的把持(步骤S10)。

重型机械控制装置29将角度调整部件65和横梁部件66分别安装在打好的两个桩5上(步骤S11)。角度调整部件65是调整太阳能电池板67的倾斜程度的机械部件。另外，横梁部件66是用于安装太阳能电池板67的机械部件。此外，角度调整部件65和横梁部件66的安装可以通过未图示的组装机器人进行，也可以通过作业员进行。

重型机械控制装置29在移动之前使一对千斤顶47从作业位置向初始位置移动(步骤S12)。在该情况下，由于两个打桩配件60未把持桩5，因此翻倒的可能性极低，但重型机械控制装置29也可以使第1作业装置51和第2作业装置52的一部分向－X方向移动。

重型机械控制装置29判断预定的打桩是否结束(步骤S13)。如果预定的打桩未结束(步骤S13/否)，则重型机械控制装置29移动到下一个打桩场所，重复步骤S3以后的处理，直到预定的打桩结束为止。另一方面，重型机械控制装置29在预定的打桩结束的情况下(步骤S13/是)，结束本流程图。此外，在结束本流程时，重型机械控制装置29使打桩系统1返回初始位置，并且将配重块43收纳在主体装置40中。然后，重型机械控制装置29使打桩系统1移动到规定的场所。

此外，在本流程图的实施中，重型机械控制装置29也可以监视姿态检测计42的输出，在主体装置40由于风的影响或地表的松动等而倾斜了规定以上的情况下中断打桩动作，使打桩系统1返回到初始位置。在该情况下，重型机械控制装置29可以根据姿态检测计42的输出而使配重块43位于主体装置40的外侧，也可以将配重块43收纳于主体装置40。

(变形例)

图14是表示第1实施方式的打桩系统1的变形例的概要图。在第1实施方式中，将第1作业装置51和第2作业装置52以与X方向平行的方式连接于主体装置40。在本变形例中，将第1作业装置51和第2作业装置52以相对于X方向具有角度的方式连接于主体装置40。因此，设置摆动部68和摆动缸69来代替一对引导件48、动臂安装座57、换挡缸58等。

摆动部68的与主体装置40连接的部分和与动臂53连接的部分被轴支承为能够绕Z轴旋转。摆动缸69是一端与主体装置40连接，另一端与摆动部68连接的液压缸，通过液压装置41进行伸缩动作。

另外，变形例的打桩系统1在主体装置40的上表面设有发电装置8。作为发电装置8，优选使用来自自然能源的发电，在本变形例中设为使用了太阳能电池板的太阳能发电。发电装置8发出的电力向未图示的电池充电，用于驱动发动机23、液压装置41、电动马达44、送电装置95等。通过将来自自然能源的电力用于打桩系统1，从而能够减少打桩系统1产生的温室效应气体即二氧化碳的排放量。

另外，也可以在主体装置40的上表面与发电装置8之间设置使发电装置8朝向太阳倾斜的倾斜机构。通过该倾斜机构，若根据回转装置30的回转使发电装置8倾斜，则能够进行高效的太阳能发电。此外，发电装置8也能够应用于第1实施方式以及后述的第2实施方式的打桩系统1，能够使主体装置40的上表面除了具有作为无人机100的起降部、无人机100的充电部的功能之外，还具有作为发电部的功能。

另外，变形例的打桩系统1在两个激振机63上分别设置振动发电元件9。振动发电元件9具有压电体，通过对该压电体施加力而变形的压电效应进行发电。振动发电元件9的发电产生的电力也对未图示的电池进行充电，由此能够减少打桩系统1产生的二氧化碳的排放量。此外，振动发电元件9也能够适用于第1实施方式以及后述的第2实施方式的打桩系统1。此外，也可以使发电装置8、振动发电元件9发出的电力对无人机100的电池105进行充电。

此外，在图14中为了简化附图而省略了配重块43和千斤顶47的图示，但在本变形例中可以附加配重块43和千斤顶47中的至少一方。

(第2实施方式)

以下，使用图15～图19对第2实施方式进行说明，对与第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记，省略或简化其说明。图15是本发明第2实施方式的打桩系统1的概要图，图16是本发明第2实施方式的打桩系统1的框图。

本发明第2实施方式的打桩系统1在主体装置40的侧面设有发电装置8。若将主体装置40的侧面形成为锥状而使发电装置8朝向太阳倾斜，则能够进行高效的太阳能发电。

另外，本发明第2实施方式的打桩系统1除了两个激振机63之外，还在与一对履带22连接的斗杆部件上设置振动发电元件9。此外，振动发电元件9也可以设置于发动机23、无人机100的主体。

另外，本发明第2实施方式的打桩系统1在第1实施方式的结构的基础上，作为第三个作业装置50，具有向打好的桩5搬运太阳能电池板67的第3作业装置35。

第3作业装置35与第1作业装置51和第2作业装置52同样地，除了动臂53、动臂缸54、斗杆55、斗杆缸56之外，还具有在变形例中说明的摆动部68和摆动缸69。此外，第3作业装置35在与X方向和Z方向正交的Y方向上经由摆动部68朝向主体装置40的中心位置连接。

另外，第3作业装置35具有用于将太阳能电池板67安装于横梁部件66的安装配件70。安装配件70具有安装臂71、Y轴旋转部72、Z轴旋转部73、主体部74以及吸附部75。

安装臂71的+X侧的一端与使斗杆55及安装配件70转动的缸体59连接。另外，安装臂71的－X侧的另一端与Y轴旋转部72连接。

Y轴旋转部72具有电动机，使安装配件70绕与X轴和Z轴正交的Y轴回转。另外，Y轴旋转部72的+Z侧的一端与安装臂71连接，－Z侧的另一端与Z轴旋转部73连接。

Z轴旋转部73具有马达，使安装配件70绕Z轴旋转。另外，Z轴旋转部73的+Z侧的一端与Y轴旋转部72连接，－Z侧的另一端与主体部74连接。

主体部74是由长边和短边构成的矩形状，使用吸附部75保持太阳能电池板67。另外，主体部74的+Z侧的一端与Z轴旋转部73连接。

吸附部75形成于主体部74，通过多个吸附面吸附太阳能电池板67。吸附部75的吸附能够使用真空吸附、电磁吸附等，其中，真空吸附使用真空。另外，吸附部75也可以是具有进行真空吸附的真空吸附部和进行电磁吸附的电磁吸附部的混合式吸附部。

第3作业装置35也可以作为配重块起作用，在第1作业装置51和第2作业装置52进行作业时对作用于打桩系统1的偏心负载进行修正。如果将第3作业装置35作为配重块进行驱动，则能够省略千斤顶47或减轻、省略配重块43。另外，也可以将配重块43从移动式变为固定式。因此，在图16的框图中，省略了使配重块43移动的电动马达44和千斤顶47等。此外，在将第3作业装置35作为配重块移动时，优选设置警告灯来在视觉上唤起注意、或者设置扬声器来在听觉上唤起注意、或者实施这两者。

下面继续说明按照上述方式构成的第2实施方式的打桩系统1的动作。

(流程图的说明)

图17是关于由本发明第2实施方式的重型机械控制装置29执行的太阳能电池板67的搬运、设置的流程图。此外，为了说明使第3作业装置35作为配重块起作用的动作，图17的流程图包含了打桩的部分步骤，但并不限定于此。另外，在图17的流程图中，也可以由作业员进行其中的一部分。

图18是表示设置太阳能电池板67的动作的图，图18的(a)是示出打桩的情形的图，图18的(b)是示出解除桩的把持的情形的图，图18的(c)是示出吸附太阳能电池板67的情形的图。

另外，图19也是示出设置太阳能电池板67的动作的图，图19的(a)是示出提起太阳能电池板67的情形的图，图19的(b)是示出回转的情形的图，图19的(c)是示出旋转90度的情形的图，图19的(d)是示出设置太阳能电池板67的情形的图。另外，为了避免附图的复杂化，在图18～图19中仅对说明所需的结构标注附图标记。

以下，参照图18和图19说明图17的流程图。

如图18的(a)所示，重型机械控制装置29使用第1作业装置51、第2作业装置52和两个打桩配件60对两个短的桩5b进行打桩(步骤S101)。此外，重型机械控制装置29在步骤S101的打桩时一并实施图7的流程图的步骤S7～步骤S9，由于与第1实施方式中的说明相同，因此省略其说明。

在步骤S101的打桩时，重型机械控制装置29进行使用第3作业装置35和安装配件70的偏心负载修正(步骤S102)。重型机械控制装置29通过使第3作业装置35向－X方向移动来进行偏心负载修正。

若步骤S101的打桩结束，则重型机械控制装置29将夹头64从闭合的状态设为打开的状态，解除对两个短的桩5b的腹板的把持。此外，重型机械控制装置29也可以根据与短的桩5b的把持解除相伴的动作，使第3作业装置35和安装配件70移动以连续地进行偏心负载修正。在该情况下，重型机械控制装置29只要根据姿态检测计42的输出使第3作业装置35移动即可。

重型机械控制装置29使用第3作业装置35和安装配件70进行太阳能电池板67的吸附(步骤S103)。如图18的(c)所示，重型机械控制装置29使无人机100飞行至安装配件70的上方，由拍摄装置102对太阳能电池板67和主体部74进行拍摄。重型机械控制装置29使第3作业装置35移动，以使太阳能电池板67和主体部74的X方向及Y方向的位置一致。拍摄装置102拍摄的图像在太阳能电池板67和主体部74的X方向及Y方向的位置一致时，太阳能电池板67大部分被主体部74遮挡。因此，重型机械控制装置29能够通过使用了基准图像的图案匹配来判断太阳能电池板67和主体部74的X方向及Y方向的位置是否一致。此外，关于太阳能电池板67和主体部74的X方向及Y方向的对位的判断也可以由作业员进行。

在太阳能电池板67和主体部74的X方向及Y方向的对位之后，重型机械控制装置29控制第3作业装置35，使安装配件70向－Z方向移动，然后通过吸附部75吸附太阳能电池板67。

如图19的(a)所示，重型机械控制装置29使用第3作业装置35和安装配件70将太阳能电池板67提起(步骤S104)。

接着，如图19的(b)所示，重型机械控制装置29使回转装置30回转180度(步骤S105)。此外，也可以在步骤S105结束后使两台无人机100中的一台在起降部着陆来进行充电。

如图19的(c)所示，重型机械控制装置29通过Z轴旋转部73使太阳能电池板67绕Z轴旋转90度(步骤S106)。如图10的(c)所示，太阳能电池板67是由长边和短边构成的矩形。若在步骤S105的回转时使太阳能电池板67的长边方向与X方向一致，则太阳能电池板67在X方向上比第3作业装置35突出得多，未必能说是安全的。因此，在本实施方式中，在回转结束之前使太阳能电池板67的短边方向与X方向一致，在回转结束后通过Z轴旋转部73使太阳能电池板67绕Z轴旋转90度。

此外，若吸附部75从上方吸附太阳能电池板67，则在吸附部75发生异常时太阳能电池板67有可能落下。因此，也可以在使Y轴旋转部72旋转180度而吸附部75从下方吸附太阳能电池板67的状态下利用回转装置30进行回转。

如图19的(d)所示，重型机械控制装置29控制第3作业装置35，将太阳能电池板67设置于横梁部件66(步骤S107)。此外，太阳能电池板67相对于横梁部件66的定位只要基于无人机100的拍摄装置102的拍摄结果来进行即可，能够通过使用了参考图像的图案匹配来进行。此外，太阳能电池板67相对于横梁部件66的定位、太阳能电池板67相对于横梁部件66的紧固也可以由作业员进行。重型机械控制装置29在将太阳能电池板67设置于横梁部件66之后，解除吸附部75对太阳能电池板67的吸附。此外，在本实施方式中，由于太阳能电池板67是磁性体，因此如图19的(c)及图19的(d)所示，吸附部75是由真空吸附部75a和电磁吸附部75b构成的混合吸附部。

重型机械控制装置29判断太阳能电池板67的设置是否结束(步骤S108)。如果有下一个太阳能电池板67的设置(步骤S108/否)，则重型机械控制装置29使回转装置30回转180度，重复步骤S103以后的步骤。另外，如果预定的太阳能电池板67的设置结束(步骤S108/是)，则重型机械控制装置29结束本流程图。此外，在结束本流程图时，重型机械控制装置29使第1作业装置51和第2作业装置52返回到初始位置，并且使打桩系统1移动到规定的场所。以上，如详细叙述的那样，在第2实施方式中，能够在打桩之后设置太阳能电池板67，因此能够进行高效的施工，能够实现工期缩短。

以上说明的实施方式只不过是用于说明本发明的例示，能够在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变更。例如，如果使用红外线摄像头作为拍摄装置102，则即使在夜间也能够进行打桩施工，能够缩短工期。上述警告灯、扬声器也可以设置在主体装置40以外的部位。另外，也可以适当组合第1实施方式、变形例和第2实施方式。

另外，即使在飞行中的无人机100的电池105的剩余量变少的情况下，未飞行的无人机100也进行充电，因此能够迅速地更换要飞行的无人机100，因此也可以实质上不考虑无人机100的飞行时间的限制。另外，根据本实施方式，由于无人机100辅助打桩系统1，因此能够高效地实现自动化的工程施工。

发电装置8不限于设置在打桩系统1上，也可以设置在反向铲等工程机械上。在该情况下，优选如本实施方式那样应用于没有驾驶席的自动驾驶类型。另外，振动发电元件9不限于设置在打桩系统1上，也可以设置在保持反向铲等工程重型机械的行进装置的机械部件或发动机上。

附图标记说明

1 打桩系统

10 基础机

20 行进装置

29 重型机械控制装置

30 回转装置

35 第3作业装置

40 主体装置

41 液压装置

50 作业装置

51 第1作业装置

52 第2作业装置

60 打桩配件

70 安装配件

100 无人机

102 拍摄装置

103 受电装置

104 传感器组

105 电池

108 UAV控制装置

Claims (24)

1.一种打桩装置，其特征在于，具备：

主体装置，其通过行进装置而行进；

第1打桩机，其与所述主体装置连接，并沿着铅垂方向进行打桩；和

第2打桩机，其与所述主体装置连接，并沿着所述铅垂方向进行打桩。

2.根据权利要求1所述的打桩装置，其特征在于，具备：

起降部，其设于所述主体装置；和

无人飞行器，其在所述起降部起降。

3.根据权利要求2所述的打桩装置，其特征在于，

具备与设于所述无人飞行器的通信装置通信的通信装置。

4.根据权利要求2或3所述的打桩装置，其特征在于，

向所述无人飞行器供给电力的电力供给部的一部分设于所述起降部。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的打桩装置，其特征在于，

具备第1控制装置，其基于所述无人飞行器的测量结果控制所述第1打桩机和所述第2打桩机。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的打桩装置，其特征在于，

所述无人飞行器具备进行拍摄的拍摄部，

所述打桩装置具备第2控制装置，该第2控制装置基于所述拍摄部进行的桩的拍摄来控制所述第1打桩机和所述第2打桩机中的至少一方。

7.根据权利要求6所述的打桩装置，其特征在于，

具有记录桩的基准图像的记录部，

所述第2控制装置基于所述无人飞行器进行的桩的拍摄和所述基准图像来控制所述第1打桩机和所述第2打桩机中的至少一方。

8.根据权利要求2～7中任一项所述的打桩装置，其特征在于，

所述起降部设有视觉识别标记。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的打桩装置，其特征在于，

所述第1打桩机和所述第2打桩机以规定的角度与所述主体装置连接。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的打桩装置，其特征在于，

所述第1打桩机和所述第2打桩机以所述行进装置的前进方向与由所述第1打桩机和所述第2打桩机打桩多个桩的打桩方向一致的方式与所述主体装置连接。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的打桩装置，其特征在于，

具备在驱动所述第1打桩机和所述第2打桩机之前使质量体移动的第1移动装置。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的打桩装置，其特征在于，

具备在驱动所述第1打桩机和所述第2打桩机之前使稳定化部件向地面移动的第2移动装置。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的打桩装置，其特征在于，

在所述主体装置上设有发电装置。

14.根据权利要求1～13中任一项所述的打桩装置，其特征在于，

在所述行进装置的附近设有振动发电元件。

15.根据权利要求1～14中任一项所述的打桩装置，其特征在于，

在所述第1打桩机和所述第2打桩机中的至少一方设有振动发电元件。

16.一种打桩装置，其特征在于，具备：

主体装置，其通过行进装置而行进；

第1打桩机，其与所述主体装置连接并进行打桩；

第2打桩机，其与所述主体装置连接并进行打桩；和

搬运部，其与所述主体装置连接并向打好的桩搬运部件。

17.根据权利要求16所述的打桩装置，其特征在于，

所述第1打桩机和所述第2打桩机连接至所述主体装置的一侧，

所述搬运部连接至所述主体装置的另一侧。

18.根据权利要求16或17所述的打桩装置，其特征在于，

通过所述搬运部的驱动来修正因所述第1打桩机和所述第2打桩机的驱动而作用于所述主体装置的偏心负载。

19.根据权利要求18所述的打桩装置，其特征在于，

具备警告部，其在通过所述搬运部的驱动来修正作用于所述主体装置的偏心负载时进行警告。

20.根据权利要求16～19中任一项所述的打桩装置，其特征在于，

通过设在无人飞行器上的拍摄装置进行所述搬运部相对于所述部件的定位。

21.一种工程机械，其特征在于，具备：

主体装置，其通过行进装置而行进；

发电装置，其设于所述主体装置的上表面；和

振动发电元件，其设于所述行进装置的附近。

22.根据权利要求21所述的工程机械，其特征在于，具备：

回转装置，其使所述主体装置回转；和

倾斜机构，其根据所述回转装置的回转使所述发电装置倾斜。

23.根据权利要求21或22所述的工程机械，其特征在于，具备：

无人飞行器，其在设于所述主体装置的起降部起降；和

送电装置，其将所述发电装置发出的电力向所述无人飞行器送电。

24.根据权利要求11所述的打桩装置，其特征在于，

具备通知所述质量体的移动的通知部。

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