CN115836190A - 无线起爆系统、无线起爆系统用中继装置以及使用无线起爆系统的无线起爆方法 - Google Patents

Abstract

无线起爆系统(1)具有：爆破操作装置(40)、起爆雷管(10)、中继装置(30)。爆破操作装置(40)与掘进面(71)远离设置且发送第一频率的第一下行无线信号。起爆雷管(10)装填于掘进面(71)的装药孔(72)且具备接收比第一频率低的第二频率的第二下行无线信号的受电线圈(12)。中继装置(30)具备：第一收发天线(35)，其接收第一下行无线信号；中继处理器(32)，其对第一下行无线信号进行接收处理，并利用第二频率的第二下行无线信号进行发送处理；以及第二收发天线(37)，其发送第二下行无线信号。第二收发天线(37)装填于掘进面(71)的插入孔(74)，插入孔(74)与装药孔(72)并排。

Description

无线起爆系统、无线起爆系统用中继装置以及使用无线起爆 系统的无线起爆方法

技术领域

本公开一方式涉及一种无线起爆系统，其用于隧道等的挖掘现场、岩石等的破碎现场、大楼等构造物的破碎现场等。此外，本方式涉及一种在所述无线起爆系统中使用的无线起爆用中继装置、以及使用无线起爆系统的无线起爆方法。

背景技术

在隧道的挖掘现场等的爆破作业中使用的无线起爆系统具有无线起爆雷管、爆破操作装置。无线起爆雷管与炸药一起装填于多个装药孔，该多个装药孔在爆破对象的掘进面上开设于挖掘方向。装药孔例如是直径为几厘米(cm)且深度为几米(m)的程度。爆破操作装置设置于远离掘进面的远处位置。无线起爆雷管和爆破操作装置分别具有收发天线。

日本专利第5630390号公报公开的无线起爆系统具有设置于掘进面附近的爆破操作装置侧天线。爆破操作装置侧天线在例如距离掘进面1m左右的位置呈将爆破面的多个装药孔包围的大小的环状设置。爆破操作装置侧天线朝向无线起爆雷管以无线方式发送控制信号，该控制信号包含动作用能量、起爆信号。炸药侧天线接收来自爆破操作装置的动作用能量、控制信号。动作用能量存储于无线起爆雷管的蓄电元件中。无线起爆雷管经由炸药侧天线以电波发送基于控制信号的包含自身的动作状态等的响应信号。爆破操作装置经由天线接收该电波。爆破操作装置根据响应信号来识别无线起爆雷管完成充电。之后，爆破操作装置向无线起爆雷管发送起爆信号，无线起爆雷管起爆炸药。

爆破操作装置侧天线从掘进面的外侧向装药孔内的炸药侧天线发送动作用能量。日本专利第5630390号公报、日本专利第4309001号公报的无线起爆系统是在爆破面附近设置大型的爆破操作装置侧天线。日本专利第6612769号公报的无线起爆系统是在点火处设置大型的爆破操作装置侧天线。因此设置大型的爆破操作装置侧天线费时。另外，对于能够设置爆破操作装置侧天线的位置有所限制，存在作业性差的问题。

爆破操作装置侧天线经由岩体向炸药侧天线发送动作用能量、控制信号。日本专利第5630390号公报、日本专利第4309001号公报、日本专利第6612769号公报的爆破操作装置侧天线以容易透射岩体的例如1k～500kHz的低频且较大(例如超过几瓦(W))的电力发送动作用能量、控制信号。因此，为了防止电磁波向隧道的外侧泄漏而有可能需要采取电磁波屏蔽等措施。

发明内容

(一)要解决的技术问题

日本特开2019－66092号公报的无线起爆系统从无线起爆雷管向装药孔的外侧引出设置了辅助天线。由此使得爆破操作装置侧天线和炸药侧天线能够以难以透射岩体的例如1M～10GHz的高频进行收发。但是需要从每个无线起爆雷管引出辅助天线，导致无线起爆雷管的装填作业繁杂。因此需要一种无线起爆系统，其能够高效地设置爆破操作装置侧天线与炸药侧天线之间的通信设备，并且能够防止利用爆破操作装置侧天线和炸药侧天线收发的信号向周边泄漏。

(二)技术方案

根据本公开的一个特征，无线起爆系统具有：爆破操作装置、起爆雷管、中继装置。爆破操作装置与爆破对象远离设置且发送第一频率的第一下行无线信号。起爆雷管装填于爆破对象的装药孔且具备接收比第一频率低的第二频率的第二下行无线信号的炸药侧接收天线。中继装置具备：第一接收天线，其接收第一下行无线信号；中继处理器，其对第一下行无线信号进行接收处理，并利用第二频率的第二下行无线信号进行发送处理；以及第二发送天线，其发送第二下行无线信号。第二发送天线装填于爆破对象的插入孔，该插入孔与装药孔并排。

因此，中继装置和起爆雷管利用较低的频率即第二频率进行无线通信。例如，中继装置和起爆雷管利用透射构成爆破对象的岩体等的较低的频率进行无线通信。中继装置和起爆雷管都设置于在爆破对象上形成的孔，因此位于相互接近的位置。因此，中继装置和起爆雷管能够以例如几瓦以下的较小功率的无线信号进行通信。另一方面，中继装置和爆破操作装置利用作为高频的第一频率进行无线通信。因此，能够抑制信号向作为爆破对象的隧道的外部等周边泄漏。

根据本公开的另一特征，起爆雷管具有发送第二频率的第二上行无线信号的炸药侧发送天线。中继装置具有：第二接收天线，其接收第二上行无线信号；中继处理器，其对第二上行无线信号进行接收处理，并利用第一频率的第一上行无线信号进行发送处理；以及第一发送天线，其发送第一上行无线信号。爆破操作装置接收第一上行无线信号。因此，不仅是从爆破操作装置经由中继装置向起爆雷管发送的下行的无线信号，对于相反的上行的无线信号而言，也能够获得上述的效果。

根据本公开的另一特征，炸药侧接收天线和炸药侧发送天线是共用的天线。第一接收天线和第一发送天线是共用的天线。第二接收天线和第二发送天线是共用的天线。因此，能够减少系统整体的零部件数量。

根据本公开的另一特征，中继装置具有一部分或者全部插入于插入孔的壳体。在壳体上一体设置有第一接收天线、第二发送天线以及中继处理器。或者，中继装置具有插入于插入孔的多个壳体。在多个壳体的任一设置有第一接收天线。在多个壳体的任一设置有第二发送天线。在多个壳体的任一设置有中继处理器。因此，中继装置经由壳体支撑于爆破对象。因此，中继装置可简易地插入且支撑于爆破对象。

根据本公开的另一特征，壳体具有设置于插入孔里侧的里侧端。在里侧端设置有第二发送天线。在里侧端的相反侧的壳体的近前端设置有第一接收天线。因此，第二发送天线位于接近装填于装药孔里侧的起爆雷管的位置。因此，中继装置和起爆雷管能够以较小功率的信号进行通信。另一方面，第一接收天线位于接近插入孔开口的位置。因此，第一接收天线能够与爆破操作装置利用无线信号进行通信，且相对而言不会受到构成爆破对象的岩体等的阻碍。

根据本公开的另一特征，壳体的近前端与第一接收天线一起设置为从插入孔突出于爆破对象。因此，中继装置和爆破操作装置能够以无线信号进行通信而不会受到构成爆破对象的岩体等遮挡。另外，第一接收天线利用保持于爆破对象的壳体从爆破对象突出。因此，可通过简单的结构将第一接收天线支撑于爆破对象。

根据本公开的另一特征，第二频率是透射岩体的1kHz～500kHz。第一频率是1MHz～10GHz。因此，中继装置和起爆雷管能够在岩体内适当地进行无线通信。另外，第一频率和第二频率的频带分离。因此，能够抑制第一频率的信号和第二频率的信号发生干扰，能够抑制错误的通信。

根据本公开的另一特征，具有将起爆雷管装填于装药孔的雷管装填单元。雷管装填单元具有装填单元侧通信装置，该装填单元侧通信装置能够利用第二频率的无线信号与向装药孔装填之前的起爆雷管的炸药侧接收天线进行通信。因此，能够以一系列的流程高效地进行：使起爆雷管与装填单元侧通信装置进行通信的工序、以及向装药孔装填起爆雷管的工序。并且，能够使从装填单元侧通信装置进行接收的炸药侧接收天线、和从中继装置进行接收的炸药侧接收天线共用。因此，能够减少起爆雷管的零部件数量。

根据本公开的另一特征，起爆雷管具有：接收动作用能量的受电线圈；以及存储动作用能量的电容器。雷管装填单元具有供电线圈，该供电线圈对向装药孔装填之前的起爆雷管的受电线圈提供动作用能量。因此，起爆雷管的电容器能够在将起爆雷管向装药孔装填之前维持不存储动作用能量的状态、或者存储较少动作用能量的状态。因此在向爆破对象运输起爆雷管时，能够以没有可起爆的能量的稳定状态进行运输。另外，能够对即将向装药孔装填之前的起爆雷管供电。因此，能够使用容量比较小的电容器。因此，能够使起爆雷管的成本降低。另外，能够缩短供电时间，因此能够使作业高效。

根据本公开的另一特征，中继装置具有：受电线圈，其从雷管装填单元的供电线圈接收动作用能量；以及电容器，其存储动作用能量。因此，中继装置也能够利用向起爆雷管供电的供电线圈进行供电。因此，能够减少系统整体的零部件数量。并且，在即将向插入孔插入中继装置之前向中继装置的电容器蓄电。因此，能够使电容器的蓄电容量为通信所需的最小限度的量。

根据本公开的另一特征，在炸药送出单元设置有雷管装填单元，所述炸药送出单元送出向装药孔进行装填的炸药。因此，能够以一系列的流程高效地进行：将起爆雷管向装药孔装填的工序、以及将炸药装填于装药孔的比起爆雷管靠向近前侧的位置的工序。

根据本公开的另一特征，无线起爆系统用中继装置具有：第一接收天线、中继处理器、第二发送天线。第一接收天线从与爆破对象远离设置的爆破操作装置接收第一频率的第一下行无线信号。中继处理器对第一下行无线信号进行接收处理，并利用比第一频率低的第二频率的第二下行无线信号进行发送处理。第二发送天线向装填于爆破对象的装药孔内的起爆雷管的炸药侧接收天线发送第二下行无线信号。第一接收天线、中继处理器、第二发送天线装设于壳体。壳体装填于爆破对象的插入孔，该插入孔与装药孔并排。

因此，中继装置和起爆雷管利用较低的频率即第二频率进行无线通信。例如，中继装置和起爆雷管利用透射构成爆破对象的岩体等的较低的频率进行无线通信。中继装置和起爆雷管都设置于在爆破对象上形成的孔，因此位于相互接近的位置。因此，中继装置和起爆雷管能够以例如10W以下的较小功率的无线信号进行通信。另一方面，中继装置和爆破操作装置利用作为高频的第一频率进行无线通信。因此，能够抑制信号向作为爆破对象的隧道的外部等周边泄漏。

根据本公开的另一特征，无线起爆系统用中继装置具有：第二接收天线、中继处理器、第一发送天线。第二接收天线接收从起爆雷管发送的第二频率的第二上行无线信号。中继处理器对第二上行无线信号进行接收处理，并利用第一频率的第一上行无线信号进行发送处理。第一发送天线发送第一上行无线信号。第二接收天线、中继处理器、第一发送天线装设于壳体。因此，不仅是从爆破操作装置经由中继装置向起爆雷管发送的下行的无线信号，对于相反的上行的无线信号而言，也能够获得上述的效果。

根据本公开的另一特征，第一接收天线和第一发送天线是共用的天线。第二接收天线和第二发送天线是共用的天线。因此，能够减少系统整体的零部件数量。

根据本公开的另一特征，在设置于插入孔里侧的壳体的里侧端设置有第二发送天线。在里侧端的相反侧的壳体的近前端设置有第一接收天线。因此，第二发送天线位于接近装填于装药孔里侧的起爆雷管的位置。因此，中继装置和起爆雷管能够以较小功率的信号进行通信。另一方面，第一接收天线位于接近插入孔开口的位置。因此，第一接收天线能够与爆破操作装置利用无线信号进行通信，且相对而言不会受到构成爆破对象的岩体等的阻碍。

根据本公开的另一特征，壳体的近前端与第一接收天线一起设置为从插入孔突出于爆破对象。因此，中继装置和爆破操作装置能够以无线信号进行通信而不会受构成爆破对象的岩体等遮挡。另外，第一接收天线利用保持于爆破对象的壳体从爆破对象突出。因此，可通过简单的结构将第一接收天线支撑于爆破对象。

根据本公开的另一特征，第二频率是透射岩体的1kHz～500kHz，第一频率是1MHz～10GHz。因此，中继装置和起爆雷管能够在岩体内适当地进行无线通信。另外，第一频率和第二频率的频带分离。因此，能够抑制第一频率的信号和第二频率的信号发生干扰，能够抑制错误的通信。

本公开的另一特征涉及一种使用了无线起爆系统的无线起爆方法。爆破操作装置设置于远离爆破对象的位置。中继装置设置于爆破对象的插入孔。爆破操作装置和中继装置的第一天线相互以第一频率即1MHz～10GHz的无线信号进行通信。起爆雷管设置于爆破对象的装药孔。起爆雷管和中继装置的第二天线相互以第二频率即1kHz～500kHz的无线信号进行通信。中继装置的中继处理器对第一频率的信号进行接收处理，并且利用第二频率的信号进行发送处理。另外，中继装置的中继处理器对第二频率的信号进行接收处理，并且利用第一频率的信号进行发送处理。

因此，中继装置和起爆雷管以例如透射构成爆破对象的岩体等的1kHz～500kHz的无线信号进行通信。中继装置和起爆雷管都设置于在爆破对象形成的孔，因此位于相互接近的位置。因此，中继装置和起爆雷管能够以例如10W以下的较小功率的无线信号进行通信。另一方面，中继装置和爆破操作装置以较高的1MHz～10GHz的无线信号进行通信。因此，能够抑制信号向作为爆破对象的隧道的外部等周边泄漏。

根据本公开的另一特征，爆破操作装置向中继装置发送第一频率的第一下行无线信号。中继装置的中继处理器对第一下行无线信号进行接收处理，并利用第二频率的第二下行无线信号进行发送处理。中继装置向起爆雷管发送第二下行无线信号。因此，能够抑制从爆破操作装置向中继装置发送的第一频率的下行无线信号向作为爆破对象的隧道的外部等周边泄漏。从中继装置向起爆雷管发送的第二频率的下行无线信号透射构成爆破对象的岩体等。因此，能够从爆破操作装置经由中继装置向起爆雷管适当地发送下行的无线信号。

根据本公开的另一特征，起爆雷管向中继装置发送第二频率的第二上行无线信号。中继装置的中继处理器对第二上行无线信号进行接收处理，并利用第一频率的第一上行无线信号进行发送处理。中继装置向爆破操作装置发送第一上行无线信号。因此，不仅是从爆破操作装置经由中继装置向起爆雷管发送的下行的无线信号，对于相反的上行的无线信号而言，也能够获得上述的效果。

根据本公开的另一特征，雷管装填单元在爆破对象的附近以无线方式向起爆雷管和中继装置供电。将雷管装填单元进行了蓄电的起爆雷管向爆破对象的装药孔内装填。将雷管装填单元进行了蓄电的中继装置向爆破对象的插入孔内装填。因此，能够在爆破对象的附近以一系列的流程高效地进行：对起爆雷管充电并且向装药孔内装填的工序、或者对中继装置充电并且向插入孔内装填的工序。另外，对即将向装药孔装填之前的起爆雷管、或者即将向插入孔装填之前的中继装置进行供电。因此，能够使用容量比较小的电容器等蓄电电路。因此，能够使起爆雷管和中继装置的成本降低。

附图说明

图1是无线起爆系统的整体结构和隧道挖掘现场的概要图。

图2是表示装填于掘进面的孔内的起爆雷管和中继装置的剖视图和雷管装填单元的概要图。

图3是第一实施方式的起爆雷管、中继装置、爆破操作装置的概要图。

图4是起爆雷管、雷管装填单元的供电线圈的概要图。

图5是无线起爆系统的框图。

图6是表示无线起爆系统的一系列作业的流程图。

图7是无线起爆系统的起爆雷管的充电处理的流程图。

图8是无线起爆系统的起爆准备处理的流程图。

图9是无线起爆系统的起爆处理的流程图。

图10是第二实施方式的中继装置和雷管装填单元的框图。

图11是图10的中继装置的充电处理的流程图。

图12是第三实施方式的起爆雷管、中继装置、爆破操作装置的概要图。

图13是第四实施方式的起爆雷管、中继装置、爆破操作装置的概要图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本公开的优选的实施方式。说明中相同的参照编号不进行重复的说明，但表示具有相同功能的相同要素。参照图1～9对本公开的一个实施方式进行说明。无线起爆系统1使炸药爆破而用于例如对隧道、海底、岩石、楼宇等的构造物等进行挖掘或者破碎。在本实施方式中，如图1所示，以隧道70的挖掘现场为例进行说明。隧道70在里部具有掘进面71。在掘进面71上在上下方向及左右方向上具有规定的间隔而开设有多个装药孔72。装药孔72在隧道70的进深方向上延伸。如图2所示，在各装药孔72内装填有起爆雷管10和多个炸药2。比炸药2靠向近前的装药孔72的入口用粘土等密封部件73密封。

如图1所示，在掘进面71上开设有用于设置中继装置30的一个或者多个插入孔74。插入孔74相对于装填有炸药2的多个装药孔72而言在上下方向及左右方向上具有规定的间隔。插入孔74与多个装药孔72大致平行地在隧道70的进深方向上延伸。在插入孔74内插入有中继装置30。中继装置30的壳体31从插入孔74的入口突出一部分。中继装置30与装药孔72内的多个起爆雷管10分别以无线方式进行通信。

如图1所示，无线起爆系统1具有在隧道70的洞内地面或者隧道70的外部设置的爆破操作装置40。爆破操作装置40配置于从掘进面71离开距离L1的位置。距离L1例如设定为100m～1000m。爆破操作装置40具有收发天线47，能够与中继装置30以无线方式进行通信。因此，爆破操作装置40能够经由中继装置30以无线方式与装药孔72内的多个起爆雷管10分别进行通信。

如图2所示，起爆雷管10和炸药2利用雷管装填单元51装填于各装药孔72内。雷管装填单元51例如设置于车辆型的炸药送出单元50。在雷管装填单元51中装设有用于对起爆雷管10进行充电的供电装置52。供电装置52在将起爆雷管10装填于装药孔72之前对起爆雷管10进行供电。也可以取而代之，供电装置52是与雷管装填单元51独立设置且能够携带的手持型。

参照图4、5详细说明起爆雷管10。起爆雷管10具有大致圆柱形状的雷管主体11。在雷管主体11的外周面的大致中央部呈圆环状卷绕有受电线圈12。受电线圈12的卷数为一圈以上，例如为十圈以上。受电线圈12通过暴露于电磁场中而产生特定的频率、振幅的电流。电流用作起爆雷管10的控制用、起爆用的电力。受电线圈12兼作收发特定频率的各种信号的收发天线。受电线圈12通过流动特定频率、振幅的电流而发送各种信号。受电线圈12通过暴露于特定的电磁场而接收特定的频率、振幅的各种信号。关于电磁波的频率，为了使在土中、岩体内的透射性良好而例如是1k～500kHz，优选为10k以上，例如是200kHz。

如图4所示，起爆雷管10具有从雷管主体11的一端面突出的雷管点火部13。雷管点火部13沿着雷管主体11的长度方向延伸。雷管点火部13插入一个炸药2即主药2a。

如图5所示，起爆雷管10具有：与受电线圈12电连接的调谐电路22、整流元件23以及蓄电电路25。调谐电路22调谐为当受电线圈12接收电力时产生的电流的接收频率。整流元件23将从调谐电路22输入的电流整流为直流电流。蓄电电路25例如是电容器等，并存储通过整流元件23进行了整流的电力。蓄电电路25存储用于使起爆雷管10的各电子零部件进行动作的电力、以及用于雷管点火部13进行点火的电力。

如图5所示，起爆雷管10具有用于将受电线圈12作为天线使用的雷管调制解调器24。雷管调制解调器24具有接收电路(解调电路)24a和发送电路(调制电路)24b。接收电路24a和发送电路24b分别连接于受电线圈12和控制电路(CPU)21。在受电线圈12接收信号时产生电流。接收电路24a将基于该电流的变化的模拟信号转换(解调)为数字信号。发送电路24b将从控制电路21发送的数字信号转换(调制)为模拟信号。在受电线圈12中流动基于由发送电路24b调制的信号的电流。起爆雷管10具有连接于控制电路21的存储器26。在存储器26中预先存储有起爆雷管10固有的ID编号(序列号)、算法。在存储器26中基于例如由接收电路24a解调的设定起爆延迟时间的信号而存储有起爆延迟时间。

如图5所示，起爆雷管10具有连接于控制电路21的起爆开关27和电阻测量电路28。起爆开关27将蓄电电路25和雷管点火部13切换为电连接的连接状态和切断的断路状态。起爆开关27在没有从控制电路21输出接通信号的情况下，使蓄电电路25和雷管点火部13成为断路状态。起爆开关27在从控制电路21输出接通信号时，使蓄电电路25和雷管点火部13成为连接状态。电阻测量电路28为了判断雷管点火部13是否正常，而基于来自控制电路21的输出来测量雷管点火部13的电阻。

如图5所示，中继装置30具有圆筒状的壳体31。壳体31在一端具有近前端31a，并在另一端具有里侧端31b。近前端31a配置于从插入孔74的入口突出的位置。里侧端31b配置于远离插入孔74的入口的里侧。中继装置30在近前端31a具有第一收发天线35。中继装置30在里侧端31b具有第二收发天线37。

如图5所示，中继装置30具有控制电路(CPU)32，控制电路32具备中继处理器，该中继处理器对所输入的信号进行接收处理，并以不同频率的信号进行发送处理。中继处理器例如对1M～10GHz的信号进行接收处理，并以1k～500kHz的信号进行发送处理。或者，中继处理器例如对1k～500kHz的信号进行接收处理，并以1M～10GHz的信号进行发送处理。中继装置30具有向控制电路32供给电力的电源33以及存储器34。控制电路32基于指令将信息存储于存储器34，或者读出存储器34中存储的数据，或者基于存储器34中存储的算法进行计算。

如图5所示，中继装置30具有第一调制解调器36和第二调制解调器38。第一调制解调器36具有第一天线侧接收电路36a和第一天线侧发送电路36b。第一天线侧接收电路36a和第一天线侧发送电路36b分别连接于第一收发天线35和控制电路32。第一天线侧接收电路36a将第一收发天线35接收的模拟信号解调为数字信号。第一天线侧发送电路36b将从控制电路32发送的数字信号调制为模拟信号。第一收发天线35对难以在土中、岩体内透射的例如1M～10GHz的无线电波进行发送或/和接收，优选对例如920MHz的100MHz以上的无线电波进行发送或/和接收。

如图5所示，第二调制解调器38具有第二天线侧接收电路38a和第二天线侧发送电路38b。第二天线侧接收电路38a和第二天线侧发送电路38b分别连接于第二收发天线37和控制电路32。第二天线侧接收电路38a将第二收发天线37接收的模拟信号解调为数字信号。第一天线侧发送电路36b将从控制电路32发送的数字信号调制为模拟信号。第二收发天线37对在土中、岩体内的透射性良好的例如1k～500kHz的无线电波进行发送或/和接收，优选对例如200kHz的无线电波进行发送或/和接收。

如图5所示，爆破操作装置40具有控制电路(CPU)43、输入部41、显示部42。控制电路43基于来自爆破操作装置40的各电气零部件的电信号的输入向各电气零部件输出电信号。输入部41具备例如键盘、开关、触控面板等。显示部42例如具备显示器、进行点亮/熄灭的灯具等。作业者一边对显示于显示部42的信息进行确认一边操作输入部41。输入部41和显示部42分别与控制电路43电连接。爆破操作装置40具有向控制电路43供给电力的电源44、存储器45。控制电路43基于指令将例如起爆雷管10的ID编号等信息存储于存储器45，或者读出存储器45中存储的数据，或者基于存储器45中存储的算法进行计算。

如图5所示，爆破操作装置40具有收发天线47和操作机调制解调器46。操作机调制解调器46具有接收电路46a和发送电路46b。接收电路46a和发送电路46b分别连接于收发天线47和控制电路43。接收电路46a将收发天线47接收的模拟信号解调为数字信号。发送电路46b将从控制电路43发送的数字信号调制为模拟信号。收发天线47例如对1M～10GHz的无线电波进行发送或/和接收。

如图2所示，无线起爆系统1具有炸药送出单元50，其向各装药孔72内送出起爆雷管10和炸药2。炸药送出单元50具有装设于车辆50a的起重臂50b。起重臂50b以能够进行伸缩或者倾斜动作的方式支撑于车辆50a。在起重臂50b的端部设置有雷管装填单元51。雷管装填单元51利用起重臂50b的伸缩或者倾斜动作向装药孔72内移动。雷管装填单元51保持起爆雷管10，或者解除对起爆雷管10的保持。通过雷管装填单元51向装药孔72内移动，从而将起爆雷管10装填于装药孔72。

如图4所示，雷管装填单元51具有供电装置52，供电装置52对向装药孔72装填之前的起爆雷管10的受电线圈12提供动作用能量。供电装置52具有呈筒状且两侧开口的筒主体52a。筒主体52a具有卷绕成圆环状的供电线圈(天线)53。供电线圈53沿着筒主体52a的外周面卷绕。供电线圈53的卷数为一圈以上，例如为十圈以上。筒主体52a的开口52b具有比卷绕于雷管主体11外周面的受电线圈12的外径大的内径。

如图4所示，供电线圈53通过流动特定的频率、振幅、波长的电流，从而在供电线圈53的周围产生电场或者磁场而发送特定的电磁波。供电线圈53通过暴露于特定的电磁场而接收特定的频率、振幅的各种信号。供电线圈53以例如1k～500kHz且优选为例如200kHz与受电线圈12进行通信。

如图5所示，雷管装填单元51具有装填单元侧通信装置55，该装填单元侧通信装置55能够与向装药孔72装填之前的起爆雷管10的受电线圈12进行通信。装填单元侧通信装置55具有控制电路(CPU)58、输入部56、显示部57。控制电路58基于来自装填单元侧通信装置55的各电气零部件的电信号的输入向各电气零部件输出电信号。输入部56例如具备键盘、开关、触控面板等。显示部57例如具备显示器、进行点亮/熄灭的灯具等。作业者一边对显示于显示部57的信息进行确认一边操作输入部56。输入部56和显示部57分别与控制电路58电连接。

如图5所示，装填单元侧通信装置55具有：向控制电路58供给电力的电源59、存储器60、供电电路61。控制电路58基于指令将例如起爆雷管10的ID编号等信息存储于存储器60，或者读出存储器60中存储的数据，或者基于存储器60中存储的算法进行计算。供电电路61与电源59和供电线圈53电连接。控制电路58基于指令从电源59经由供电电路61向供电线圈53输出电流。

如图5所示，装填单元侧通信装置55具有与供电线圈53、控制电路58连接的装填单元调制解调器62。装填单元调制解调器62具有接收电路62a和发送电路62b。接收电路62a和发送电路62b分别连接于供电线圈53和控制电路58。接收电路62a将供电线圈53接收的模拟信号解调为数字信号。发送电路62b将从控制电路58发送的数字信号调制为模拟信号。发送电路62b向供电线圈53输出例如是起爆延迟时间的设定信号等涉及的特定频率1k～500kHz且设定了特定的编码信号的电流。

参照图6～9来说明使用无线起爆系统1对掘进面71进行爆破并挖掘的无线起爆方法的流程。参照图1，首先作业者为了准备爆破而在掘进面71上开设多个装药孔72和一个以上的插入孔74(图6的步骤S1)。装药孔72和插入孔74开设为例如直径是5cm左右、深度是2m左右。参照图4，将起爆雷管10的雷管主体11沿着长度方向插入供电装置52的筒主体52a(步骤S2)。将受电线圈12配置于供电线圈53的径向内侧。作业者操作输入部56(参照图5)开始进行起爆雷管10的充电处理(步骤S3)。

参照图5，装填单元侧通信装置55的控制电路58接受来自输入部56的输入信号，并经由供电电路61向供电线圈53输出电流(图7的步骤S11)。供电线圈53产生例如频率为1k～500kHz的磁场(步骤S12)。起爆雷管10的受电线圈12接收磁场而产生电流(步骤S13)。调谐电路22调谐为在受电线圈12中产生的电流的频率(步骤S14)。整流元件23将接收的电流整流为直流电流(步骤S15)。

参照图5，蓄电电路25被供给直流电流而存储电力(步骤S16)。此外，在受电线圈12中产生电流之前的阶段，蓄电电路25的电压是0V。在蓄电电路25的电压小于规定值的情况下，不对从装填单元侧通信装置55发送的ID编号的询问信号(步骤S17)进行响应。在进行了响应的情况下，将起爆雷管10的控制用的电力和雷管点火部13的点火用的电力充分地存储于蓄电电路25。受电线圈12接收ID编号的询问信号(步骤S18)，接收电路24a对信号进行解调(步骤S19)。控制电路21向发送电路24b发送起爆雷管10的ID编号(步骤S20)。发送电路24b对信号进行调制(步骤S21)，并向受电线圈12发送。受电线圈12将进行了调制的信号以例如1k～500kHz的无线电波发送(步骤S22)。

参照图5，供电线圈53接收信号(步骤S23)。接收电路62a对信号进行解调(步骤S24)，并向控制电路58发送。控制电路58确认起爆雷管10的ID编号(步骤S25)，并将ID编号存储于存储器60。控制电路58将与起爆雷管10的ID编号对应的起爆延迟时间的设定信号向发送电路62b发送(步骤S26)。发送电路62b对信号进行调制(步骤S27)，供电线圈53产生例如频率为1k～500kHz的磁场并发送起爆延迟时间的设定信号(步骤S28)。

参照图5，受电线圈12接收信号(步骤S29)，接收电路24a对信号进行解调(步骤S30)。存储器26基于控制电路21的指令而存储起爆延迟时间(步骤S31)。控制电路21向发送电路24b发送起爆延迟时间设定完成的信号(步骤S32)。发送电路24b对信号进行调制(步骤S33)，并向受电线圈12发送。受电线圈12将进行了调制的信号以例如1k～500kHz的无线电波发送(步骤S34)。

参照图5，供电线圈53接收信号(步骤S35)，接收电路62a对信号进行解调(步骤S36)，并向控制电路58发送。控制电路58确认起爆雷管10的起爆延迟时间设定完成(步骤S37)。显示部57显示起爆雷管10的充电处理(准备)完成(步骤S38)。

如图2所示，供电装置52设置于雷管装填单元51的起重臂50b的端部。可取而代之，将供电装置52设置于与起重臂50b不同的位置。例如可将供电装置52远离雷管装填单元51设置。在这种情况下，参照图4，作业者将完成充电的起爆雷管10从供电装置52的筒主体52a拔出(图6的步骤S4)。作业者将进行了充电的起爆雷管10设置于炸药送出单元50。参照图2，雷管装填单元50将起爆雷管10和炸药2装填于装药孔72(步骤S5)。起爆雷管10以与雷管点火部13连结的主药2a侧为近前侧进行装填。在主药2a的近前侧装填有多个添药2b。装药孔72的入口用密封部件73密封。作业者将中继装置30插入于插入孔74(步骤S6)。具有第二收发天线37的里侧端31b配置于远离插入孔74的入口的里侧。具有第一收发天线35的近前端31a从插入孔74的入口突出并支撑于壳体31。

参照图3，作业者在装填了全部的起爆雷管10、炸药2、中继装置30之后，将爆破操作装置40设置于离开掘进面71规定距离的远处(步骤S7)。具备雷管装填单元51(参照图2)的炸药送出单元50退避到离开掘进面71规定距离的远处。作业者操作输入部41对起爆雷管10开始进行起爆准备处理(步骤S8)。

参照图5，爆破操作装置40的控制电路43接收来自输入部41的信号，并将确认雷管点火部13的可靠性是否良好的起爆准备的信号向发送电路46b发送(图8的步骤S41)。发送电路46b对信号进行调制(步骤S42)，收发天线47以例如1M～10GHz的无线电波发送下行的信号(步骤S43)。

参照图5，中继装置30的第一收发天线35接收下行的信号(步骤S44)，第一天线侧接收电路36a对信号进行解调(步骤S45)。控制电路32的中继处理器对例如1M～10GHz的高频信号进行接收处理，并以1k～500kHz的低频信号进行发送处理(步骤S46)。第二天线侧发送电路38b对信号进行调制(步骤S47)，第二收发天线37以例如1k～500kHz的无线电波发送下行的信号(步骤S48)。

参照图5，受电线圈12接收下行的信号(步骤S49)，接收电路24a对信号进行解调(步骤S50)。电阻测量电路28基于来自控制电路21的输出来测量雷管点火部13的电阻(步骤S51)。控制电路21根据测量的电阻值来判定雷管点火部13的可靠性(通电性)是否良好(步骤S52)。控制电路21将雷管点火部13的可靠性是否良好的信号向发送电路24b发送(步骤S53)。发送电路24b对信号进行调制(步骤S54)，受电线圈12(例如收发天线)以例如1k～500kHz的无线电波发送上行的信号(步骤S55)。

参照图5，第二收发天线37接收上行的信号(步骤S56)，第二天线侧接收电路38a对信号进行解调(步骤S57)。控制电路32的中继处理器对例如1k～500kHz的低频信号进行接收处理，并以1M～10GHz的高频信号进行发送处理(步骤S58)。第一天线侧发送电路36b对信号进行调制(步骤S59)，第一收发天线35以例如1M～10GHz的无线电波发送上行的信号(步骤S60)。

参照图5，收发天线47接收上行的信号(步骤S61)，接收电路46a对信号进行调制(例如解调)(步骤S62)。控制电路43在雷管点火部13的可靠性良好的情况下(步骤S63)，使显示部42显示完成了起爆雷管10的起爆准备的意思(步骤S64)。控制电路43在规定的ID编号的起爆雷管10的雷管点火部13的可靠性不是良好的情况下(步骤S63)，使显示部42显示起爆雷管10的ID编号和雷管点火部13的可靠性不是良好的意思。作业者在完成了起爆准备处理之后，操作输入部41对起爆雷管10开始进行起爆处理(图6的步骤S9)。

参照图5，作业者操作爆破操作装置40的输入部41，控制电路43接收来自输入部41的信号而向发送电路46b发送起爆信号(图9的步骤S71)。发送电路46b对信号进行调制(步骤S72)，收发天线47以例如1M～10GHz的无线电波发送下行的信号(步骤S73)。中继装置30的第一收发天线35接收下行的信号(步骤S74)，第一天线侧接收电路36a对信号进行解调(步骤S75)。控制电路32的中继处理器对例如1M～10GHz的高频信号进行接收处理，并以1k～500kHz的低频信号进行发送处理(步骤S76)。第二天线侧发送电路38b对信号进行调制(步骤S77)，第二收发天线37以例如1k～500kHz的无线电波发送下行的信号(步骤S78)。

参照图5，受电线圈12接收下行的信号(步骤S79)，接收电路24a对信号进行解调(步骤S80)。控制电路21在接收了起爆信号时，使内部具有的定时器启动。并判定定时器的时间是否达到存储器26中存储的起爆延迟时间(步骤S81)。判定重复进行，直至定时器的计数时间达到起爆延迟时间为止。在定时器的计数时间达到了起爆延迟时间的情况下，控制电路21向起爆开关27输出接通信号(步骤S82)。起爆开关27接通而成为连接状态(步骤S83)，蓄电电路25经由起爆开关27向雷管点火部13送电(步骤S84)。雷管点火部13点火(步骤S85)，炸药2(参照图3)起爆。

根据上述的无线起爆系统1，如图5所示，具有爆破操作装置40、起爆雷管10、中继装置30。爆破操作装置40与掘进面71远离设置且发送第一频率的第一下行无线信号。起爆雷管10具备受电线圈12，该受电线圈12装填于掘进面71的装药孔72内且接收比第一频率低的第二频率的第二下行无线信号。中继装置30具备：第一收发天线35，其接收第一下行无线信号；控制电路32的中继处理器，其对第一下行无线信号进行接收处理，并利用第二频率的第二下行无线信号进行发送处理；以及第二收发天线37，其发送第二下行无线信号。第二收发天线37装填于掘进面71的插入孔74，该插入孔74与装药孔72并排。

因此，中继装置30与起爆雷管10以较低的频率即第二频率进行无线通信。例如，中继装置30和起爆雷管10以透射构成爆破对象的岩体等的较低的频率进行无线通信。中继装置30和起爆雷管10都设置于在掘进面71形成的装药孔72或者插入孔74内，因此位于相互接近的位置。因此，中继装置30和起爆雷管10能够以例如10W以下的较小功率的无线信号进行通信。另一方面，中继装置30和爆破操作装置40利用作为高频的第一频率进行无线通信。因此能够防止信号向作为爆破对象的隧道70的外部等周边泄漏。

如图5所示，起爆雷管10具有受电线圈12，该受电线圈12发送第二频率的第二上行无线信号。中继装置30具有：第二收发天线37，其接收第二上行无线信号；控制电路32的中继处理器，其对第二上行无线信号进行接收处理，并利用第一频率的第一上行无线信号进行发送处理；以及第一收发天线35，其发送第一上行无线信号。爆破操作装置40接收第一上行无线信号。因此，不仅是从爆破操作装置40经由中继装置30向起爆雷管10发送的下行的无线信号，对于相反的上行的无线信号而言，也能够获得前述的效果。

如图5所示，炸药侧接收天线和炸药侧发送天线是共用的受电线圈12。第一接收天线和第一发送天线是共用的第一收发天线35。第二接收天线和第二发送天线是共用的第二收发天线37。因此，能够减少无线起爆系统1整体的零部件数量。

如图5所示，中继装置30具有一部分或者全部插入于插入孔74的壳体31。在壳体31上一体设置有第一收发天线35、第二收发天线37、以及具备中继处理器的控制电路32。因此，中继装置30经由壳体31支撑于爆破对象。因此，中继装置30可简易地插入且支撑于爆破对象。

如图5所示，壳体31具有设置于插入孔74里侧的里侧端31b。在里侧端设置有第二收发天线37。在里侧端的相反侧的壳体31的近前端设置有第一收发天线35。因此，第二收发天线37位于与装填于装药孔72里侧的起爆雷管10接近的位置。因此中继装置30和起爆雷管10能够以例如10W以下的较小功率的信号进行通信。另一方面，第一收发天线35位于接近插入孔74开口的位置。因此，第一收发天线35能够与爆破操作装置40利用无线信号通信，且相对而言不会受到构成爆破对象的岩体等的阻碍。

如图5所示，壳体31的近前端31a与第一收发天线35一起设置为从插入孔74突出于掘进面71。因此，中继装置30和爆破操作装置40能够以无线信号进行通信而不会受到构成爆破对象的岩体等遮挡。另外，第一收发天线35利用保持于爆破对象的壳体31从掘进面71突出。因此，可通过简单的结构将第一收发天线35支撑于爆破对象。

参照图5，第二频率是透射岩体的1kHz～500kHz。第一频率是1MHz～10GHz。因此，中继装置30和起爆雷管10能够在岩体内适当地进行无线通信。另外，第一频率和第二频率的频带分离。因此，能够抑制第一频率的信号和第二频率的信号发生干扰，能够防止错误的通信。

如图2所示，具有将起爆雷管10装填于装药孔72的雷管装填单元51。雷管装填单元51具有装填单元侧通信装置55，该装填单元侧通信装置55能够利用第二频率的无线信号与向装药孔72装填之前的起爆雷管10的受电线圈12进行通信。因此，能够以一系列的流程高效地进行：使起爆雷管10与装填单元侧通信装置55进行通信的工序、以及向装药孔72装填起爆雷管10的工序。并且，能够使从装填单元侧通信装置55进行接收的受电线圈12、和从中继装置30进行接收的受电线圈12共用。因此，能够减少起爆雷管10的零部件数量。

如图5所示，起爆雷管10具有：受电线圈12，其接收动作用能量；以及蓄电电路25，其存储动作用能量。雷管装填单元51具有供电线圈53，该供电线圈53对向装药孔72装填之前的起爆雷管10的受电线圈12提供动作用能量。因此，蓄电电路25能够在将起爆雷管10向装药孔72装填之前维持不存储动作用能量的状态。因此在向掘进面71运输起爆雷管10时，能够以能量较低的稳定的状态进行运输。另外，能够对即将向装药孔72装填之前的起爆雷管10进行供电。因此，能够在蓄电电路25中使用例如容量比较小的电容器。因此，能够使起爆雷管10的成本降低。另外，能够缩短供电时间，因此能够使作业高效。

如图2所示，在炸药送出单元50设置有雷管装填单元51，所述炸药送出单元50送出向装药孔72进行装填的炸药。因此，能够以一系列的流程高效地进行：将起爆雷管10向装药孔72装填的工序、以及将炸药装填于装药孔72的比起爆雷管10靠向近前侧的位置的工序。

如图5所示，中继装置30具有：第二收发天线37、具备中继处理器的控制电路32、以及第一收发天线35。第二收发天线37接收从起爆雷管10发送的第二频率的第二上行无线信号。中继处理器对第二上行无线信号进行接收处理，并利用第一频率的第一上行无线信号进行发送处理。第一收发天线35发送第一上行无线信号。第二收发天线37、中继处理器、第一收发天线35装设于壳体31。因此，不仅是从爆破操作装置40经由中继装置30向起爆雷管10发送的下行的无线信号，对于相反的上行的无线信号而言，也能够获得上述的效果。

如图1所示，爆破操作装置40设置于远离爆破对象的位置。中继装置30设置于爆破对象的插入孔74。爆破操作装置40和中继装置30的第一收发天线35相互以第一频率即1MHz～10GHz的无线信号进行通信。起爆雷管10设置于爆破对象的装药孔72。起爆雷管10和中继装置30的第二收发天线37相互以第二频率即1kHz～500kHz的无线信号进行通信。中继装置30的中继处理器对第一频率的信号进行接收处理，并且利用第二频率的信号进行发送处理。另外，中继装置30的中继处理器对第二频率的信号进行接收处理，并且利用第一频率的信号进行发送处理。

因此，中继装置30和起爆雷管10以例如透射构成爆破对象的岩体等的1kHz～500kHz的无线信号进行通信。中继装置30和起爆雷管10都设置于在掘进面71形成的装药孔72或者插入孔74内，因此位于相互接近的位置。因此，中继装置30和起爆雷管10能够以例如10W以下的较小功率的无线信号进行通信。另一方面，中继装置30和爆破操作装置40以较高的1MHz～10GHz的无线信号进行通信。因此，能够防止信号向作为爆破对象的隧道70的外部等周边泄漏。

如图5所示，爆破操作装置40向中继装置30发送第一频率的第一下行无线信号。中继装置30的中继处理器对第一下行无线信号进行接收处理，并利用第二频率的第二下行无线信号进行发送处理。中继装置30向起爆雷管10发送第二下行无线信号。因此，能够防止从爆破操作装置40向中继装置30发送的第一频率的下行无线信号向作为爆破对象的隧道70的外部等周边泄漏。从中继装置30向起爆雷管10发送的第二频率的下行无线信号透射构成爆破对象的岩体等。因此，能够从爆破操作装置40经由中继装置30向起爆雷管10适当地发送下行的无线信号。

参照图10、11对本公开的另一个实施方式进行说明。第二实施方式的无线起爆系统80取代图5所示的无线起爆系统1的中继装置30而具有图10所示的中继装置81。中继装置81取代第二收发天线37(参照图5)而具有在大致圆柱形状的壳体82的外周面呈圆环状卷绕的受电线圈85。关于受电线圈85，受电线圈85的卷数为一圈以上，例如为十圈以上。受电线圈85通过暴露于电磁场中而产生电流，电流用作中继装置81的动作用的电力。受电线圈85兼作收发例如1k～500kHz的无线信号的第二收发天线。

如图10所示，中继装置81取代电源33(参照图5)而具有与受电线圈85电连接的调谐电路86、整流元件87以及蓄电电路84。调谐电路86调谐为当受电线圈85接收电力时产生的电流的接收频率。整流元件87将从调谐电路86输入的电流整流为直流电流。蓄电电路84例如是电容器等，并存储通过整流元件87进行了整流的电力，作为用于使中继装置81的各电子零部件动作的电力。

参照图11来说明对中继装置81的蓄电电路84进行充电的处理流程。中继装置81的充电处理在图6所示的步骤S5和步骤S6之间进行。首先，参照图10，装填单元侧通信装置55的控制电路58接受来自输入部56的输入信号，并经由供电电路61向供电线圈53输出电流(图11的步骤S101)。供电线圈53产生例如频率为1k～500kHz的磁场(步骤S102)。中继装置81的受电线圈85接收磁场而产生电流(步骤S103)。调谐电路86调谐为在受电线圈85中产生的电流的频率(步骤S104)。整流元件87将接收的电流整流为直流电流(步骤S105)。

参照图10，蓄电电路84被供给直流电流而存储电力(步骤S106)。在蓄电电路84的电压小于规定值的情况下，不对从装填单元侧通信装置55发送的ID编号的询问信号(步骤S107)进行响应。在进行了响应的情况下，将中继装置81的动作用电力充分地存储于蓄电电路84。受电线圈85接收ID编号的询问信号(步骤S108)，第二天线侧接收电路38a对信号进行解调(步骤S109)。控制电路83向第二天线侧发送电路38b发送蓄电电路84的ID编号(步骤S110)。第二天线侧发送电路38b对信号进行调制(步骤S111)，受电线圈85以例如1k～500kHz的无线电波发送信号(步骤S112)。

参照图10，供电线圈53接收信号(步骤S113)。接收电路62a对信号进行解调(步骤S114)，并向控制电路58发送。控制电路58对中继装置81的ID编号的响应进行确认，并确认完成充电(步骤S115)，使显示部57显示中继装置81的充电处理完成。

根据上述的无线起爆系统80，如图10所示，中继装置81具有：受电线圈85，其从雷管装填单元51的供电线圈53接收动作用能量；以及蓄电电路84，其存储动作用能量。因此，中继装置81也能够利用向起爆雷管10(参照图5)供电的供电线圈53进行供电。因此，能够减少无线起爆系统80整体的零部件数量。并且，在即将向插入孔74插入中继装置81之前向蓄电电路84蓄电。因此，能够使蓄电电路84的蓄电容量为通信所需的最小限度的量。

如图10所示，雷管装填单元51在爆破对象的附近以无线方式向起爆雷管10(参照图1)和中继装置81供电。将雷管装填单元51进行了蓄电的起爆雷管10装填于爆破对象的装药孔72(参照图1)。将雷管装填单元51进行了蓄电的中继装置81装填于爆破对象的插入孔74(参照图1)。因此，能够在掘进面71的附近以一系列的流程高效地进行：对起爆雷管10充电并且向装药孔72内装填的工序、或者对中继装置81充电并且向插入孔74内装填的工序。另外，对即将向装药孔72装填之前的起爆雷管10、或者即将向插入孔74装填之前的中继装置81进行供电。因此，能够使用容量比较小的电容器等蓄电电路25、84。因此，能够使起爆雷管10和中继装置81的成本降低。

如图2所示，将供电装置52设置于雷管装填单元51。在这种情况下，利用炸药送出单元50向雷管装填单元51输送起爆雷管10。将起爆雷管10从供电装置52的筒主体52a的入口插入于筒主体52a。利用供电装置52对起爆雷管10充电，之后，利用雷管装填单元51将起爆雷管10从筒主体52a的出口排出。因此，起爆雷管10可在直线上移动而贯通筒主体52a，并装填于装药孔72。

参照图12对本公开的另一实施方式进行说明。第三实施方式的无线起爆系统90取代图3所示的无线起爆系统1的中继装置30而具有图12所示的中继装置91。中继装置91具有圆筒状的壳体92，该壳体92在一端具备近前端92a，并在另一端具备里侧端92b。里侧端92b配置于与插入装药孔72内的起爆雷管10大致为相同深度的插入孔74的里部。近前端92a收纳于插入孔74的内侧，且比里侧端92b靠向近前侧配置。

如图12所示，中继装置91在近前端92a具有第一收发天线93，并在里侧端92b具有第二收发天线95。第一收发天线93向插入孔74的近前侧延伸并从插入孔74的入口突出。第一收发天线93对难以在土中、岩体内透射的例如1M～10GHz且优选为100MHz以上的例如920MHz的无线电波进行收发。第二收发天线95对在土中、岩体内的透射性良好的例如1k～500kHz且优选为例如200kHz的无线电波进行收发。

如图12所示，中继装置91具有：第一调制解调器94，其配置于近前端92a侧；以及第二调制解调器96，其配置于里侧端92b侧。在第一调制解调器94与第二调制解调器96之间设置有中继处理器97和省略图示的电源。中继处理器97对所输入的信号进行接收处理，并以不同频率的信号进行发送处理。第一调制解调器94将第一收发天线93接收的模拟信号解调为数字信号。第一调制解调器94经由中继处理器97将从第二调制解调器96发送的数字信号调制为模拟信号。第二调制解调器96将第二收发天线95接收的模拟信号解调为数字信号。第二调制解调器96经由中继处理器97将从第一调制解调器发送的数字信号调制为模拟信号。

根据上述的无线起爆系统90，如图12所示设置为，壳体92的近前端92a收纳于插入孔74的内侧。第一收发天线93从近前端92a向插入孔74的入口延伸并从插入孔74的入口突出。因此，在设置于插入孔74里侧的中继装置91与插入孔74外侧的爆破操作装置40之间，能够利用难以在土中、岩体内透射的例如1M～10GHz的第一频率良好地进行收发。并且，能够使壳体92相对于插入孔74紧凑。因此，容易将中继装置91插入于插入孔74进行设置。

参照图13对本公开的另一实施方式进行说明。第四实施方式的无线起爆系统100取代图3所示的无线起爆系统1的中继装置30而具有图13所示的中继装置101。并且，无线起爆系统100具有第二中继装置108。中继装置101与中继装置91(参照图12)同样地构成。中继装置101的壳体102的里侧端102b配置于插入孔74的里部。壳体102的近前端102a收纳于插入孔74的内侧，且比里侧端102b靠向近前侧配置。在近前端102a设置有第一收发天线103，该第一收发天线103对例如1M～10GHz且优选为100MHz以上的例如920MHz的无线电波进行收发。在里侧端102b设置有第二收发天线105，该第二收发天线105对例如1k～500kHz且优选为例如200kHz的无线电波进行收发。

如图13所示，中继装置101具有：近前端102a侧的第一调制解调器104、里侧端102b侧的第二调制解调器106、在它们之间配置的中继处理器107和省略图示的电源。中继处理器107对所输入的信号进行接收处理，并以不同的频率的信号进行发送处理。第一调制解调器104、第二调制解调器106分别将第一收发天线103、第二收发天线105接收的模拟信号解调为数字信号。第一调制解调器104、第二调制解调器106分别经由中继处理器107将从第二调制解调器106、第一调制解调器104发送的数字信号调制为模拟信号。

如图13所示，第二中继装置108设置于插入孔74的入口。第二中继装置108具有圆筒状的壳体109。壳体109具有在从插入孔74的入口突出的位置配置的近前端109a、以及在插入孔74的入口的里侧配置的里侧端109b。在近前端109a设置有第一收发天线110，在里侧端109b设置有第二收发天线112。第一收发天线110与近前端109a一起从插入孔74的入口突出。第一收发天线110、第二收发天线112对难以在土中、岩体内透射的例如1M～10GHz且优选为100MHz以上的例如920MHz的无线电波进行收发。

如图13所示，第二中继装置108具有：调制解调器111、中继处理器113、以及省略图示的电源。调制解调器111将第一收发天线110或者第二收发天线112接收的模拟信号解调为数字信号。中继处理器113对从调制解调器111输入的信号进行接收处理，并以相同频带的信号重新生成并进行发送处理。调制解调器111将从中继处理器113发送的数字信号调制为模拟信号。将进行了调制的信号从第一收发天线110、第二收发天线112发送。

根据上述的无线起爆系统100，如图13所示设置为，壳体102的近前端102a收纳于插入孔74的内侧。在插入孔74的入口设置有第二中继装置108。关于第二中继装置108的壳体109，近前端109a从插入孔74的入口突出，并且里侧端109b收纳于插入孔74的内侧。

因此，在设置于插入孔74里侧的中继装置101与插入孔74外侧的爆破操作装置40之间，能够利用难以在土中、岩体内透射的第一频率良好地进行收发。并且，能够使壳体102相对于插入孔74而言紧凑。

因此，容易将在插入孔74里侧设置的中继装置101插入于插入孔74。

参照上述结构对本公开的一个方式进行了说明，但是本领域人员显然能够不脱离本公开的一个方式的目的而进行多种代替、改进、变更。因此，本公开的一个方式能够包含不脱离本发明权利要求的精神和目的的全部的代替、改进、变更。例如本公开的一个方式不限于上述特别的结构而能够如下述这样进行变更。

例如，无线起爆系统1、80能够如上所述用于隧道70的挖掘作业。也可以取而代之，应用于例如楼宇等构造物的破碎作业、海底的挖掘作业。上述实施方式的起爆雷管10具有兼作收发天线的受电线圈12。也可以取而代之，起爆雷管10具有与受电线圈12不同的收发天线、或者是与受电线圈12不同且相互独立的接收天线和发送天线。同样地，中继装置30也可以取代第一收发天线35和第二收发天线37而分别具有相互独立的第一、第二接收天线和第一、第二发送天线。爆破操作装置40也可以取代收发天线47而分别具有相互独立的接收天线和发送天线。

上述实施方式的装填单元侧通信装置55具有兼作收发天线的供电线圈53。也可以取而代之，装填单元侧通信装置55具有与供电线圈53不同的天线、或者是与供电线圈53不同且相互独立的接收天线和发送天线。同样地，中继装置81也可以具有例如与受电线圈85不同的第二收发天线、或者是与受电线圈85不同且相互独立的第二接收天线和第二发送天线。

上述实施方式的中继装置30具有壳体31，在壳体31上一体设置有第一收发天线35、第二收发天线37、以及具备中继处理器的控制电路32。也可以取而代之，中继装置30例如是如下结构：具有三个壳体，且在三个壳体的任一上分别设置有第一收发天线35、第二收发天线37、控制电路32。

上述实施方式的装填单元侧通信装置55装设于雷管装填单元51。也可以取而代之，装填单元侧通信装置55例如是与雷管装填单元51独立的手持型等。雷管装填单元51可以具有多个装填单元侧通信装置55。雷管装填单元51和炸药送出单元50可以独立。利用雷管装填单元51进行的起爆雷管10的充电以及向装药孔72的装填可以是由作业者在附近操作实施，也可以是按照预先准备的程序自动地实施。

上述实施方式的起爆雷管10具有一个蓄电电路25。也可以取而代之，起爆雷管10例如具有两个蓄电电路25。由此，例如能够在一个蓄电电路25中存储各电子零部件的动作用能量，并在另一个蓄电电路25中存储雷管点火部13的点火用的能量。起爆雷管10例如也可以是具有预先存储有电力的电源的非充电式。中继装置91、101、第二中继装置108的电源也可以是充电式或者非充电式。以上例示了使以第二频率接收的信号以相同的第二频率重新生成并进行发送的第二中继装置108。也可以取而代之，第二中继装置108将接收的信号直接向插入孔74的内侧或外侧发送。对于中继装置30、81而言，在每一次爆破中，可以使用一个，也可以使用多个。关于第一频率的无线信号，上行和下行可以是相同的频率，例如在1M～10GHz的范围内，也可以是不同频率。关于第二频率的无线信号，上行和下行可以是相同的频率，例如在1k～500kHz的范围内，也可以是不同的频率。中继装置30例如也可以是仅配置于插入孔74的近前端的结构。

Claims (21)

1.一种无线起爆系统，其具有：

爆破操作装置，其与爆破对象远离设置且发送第一频率的第一下行无线信号；

起爆雷管，其装填于所述爆破对象的装药孔且具备接收比所述第一频率低的第二频率的第二下行无线信号的炸药侧接收天线；以及

中继装置，该中继装置具备：第一接收天线，其接收所述第一下行无线信号；中继处理器，其对所述第一下行无线信号进行接收处理，并利用所述第二频率的所述第二下行无线信号进行发送处理；以及第二发送天线，其发送所述第二下行无线信号，

所述第二发送天线装填于所述爆破对象的插入孔，该插入孔与所述装药孔并排。

2.根据权利要求1所述的无线起爆系统，其特征在于，

所述起爆雷管具有发送所述第二频率的第二上行无线信号的炸药侧发送天线，

所述中继装置具有：第二接收天线，其接收所述第二上行无线信号；中继处理器，其对所述第二上行无线信号进行接收处理，并利用所述第一频率的第一上行无线信号进行发送处理；以及第一发送天线，其发送所述第一上行无线信号，

所述爆破操作装置接收所述第一上行无线信号。

3.根据权利要求2所述的无线起爆系统，其特征在于，

所述炸药侧接收天线和所述炸药侧发送天线是共用的天线，

所述第一接收天线和所述第一发送天线是共用的天线，

所述第二接收天线和所述第二发送天线是共用的天线。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的无线起爆系统，其特征在于，

所述中继装置具有一部分或者全部插入于所述插入孔的壳体，在所述壳体上一体设置有所述第一接收天线、所述第二发送天线以及所述中继处理器，

或者，所述中继装置具有插入于所述插入孔的多个壳体，在所述多个壳体的任一设置有所述第一接收天线，在所述多个壳体的任一设置有所述第二发送天线，在所述多个壳体的任一设置有所述中继处理器。

5.根据权利要求4所述的无线起爆系统，其特征在于，

所述壳体具有设置于所述插入孔里侧的里侧端，在所述里侧端设置有所述第二发送天线，

在所述里侧端的相反侧的所述壳体的近前端设置有所述第一接收天线。

6.根据权利要求5所述的无线起爆系统，其特征在于，

所述壳体的所述近前端与所述第一接收天线一起设置为从所述插入孔突出于所述爆破对象。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的无线起爆系统，其特征在于，

所述第二频率是透射岩体的1kHz～500kHz，

所述第一频率是1MHz～10GHz。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的无线起爆系统，其特征在于，

具有雷管装填单元，其将所述起爆雷管装填于所述装药孔，

所述雷管装填单元具有装填单元侧通信装置，该装填单元侧通信装置能够利用所述第二频率的无线信号与向所述装药孔装填之前的所述起爆雷管的所述炸药侧接收天线进行通信。

9.根据权利要求8所述的无线起爆系统，其特征在于，

所述起爆雷管具有：接收动作用能量的受电线圈、以及存储所述动作用能量的电容器，

所述雷管装填单元具有供电线圈，该供电线圈对向所述装药孔装填之前的所述起爆雷管的所述受电线圈提供所述动作用能量。

10.根据权利要求9所述的无线起爆系统，其特征在于，

所述中继装置具有：从所述雷管装填单元的所述供电线圈接收动作用能量的受电线圈、以及存储所述动作用能量的电容器。

11.根据权利要求8～10中的任一项所述的无线起爆系统，其特征在于，

在炸药送出单元设置有所述雷管装填单元，所述炸药送出单元送出向所述装药孔进行装填的炸药。

12.一种无线起爆系统用中继装置，其具有：

第一接收天线，其从与爆破对象远离设置的爆破操作装置接收第一频率的第一下行无线信号；

中继处理器，其对所述第一下行无线信号进行接收处理，并利用比所述第一频率低的第二频率的第二下行无线信号进行发送处理；

第二发送天线，其向装填于所述爆破对象的装药孔内的起爆雷管的炸药侧接收天线发送所述第二下行无线信号；以及

壳体，其装设有所述第一接收天线、所述中继处理器、所述第二发送天线，所述壳体装填于所述爆破对象的插入孔，该插入孔与所述装药孔并排。

13.根据权利要求12所述的无线起爆系统用中继装置，其特征在于，具有：

第二接收天线，其接收从所述起爆雷管发送的所述第二频率的第二上行无线信号；

中继处理器，其对所述第二上行无线信号进行接收处理，并利用所述第一频率的第一上行无线信号进行发送处理；以及

第一发送天线，其发送所述第一上行无线信号，

所述第二接收天线、所述中继处理器、所述第一发送天线装设于所述壳体。

14.根据权利要求13所述的无线起爆系统用中继装置，其特征在于，

所述第一接收天线和所述第一发送天线是共用的天线，

所述第二接收天线和所述第二发送天线是共用的天线。

15.根据权利要求12～14中的任一项所述的无线起爆系统用中继装置，其特征在于，

在设置于所述插入孔里侧的所述壳体的里侧端设置有所述第二发送天线，

在所述里侧端的相反侧的所述壳体的近前端设置有所述第一接收天线。

16.根据权利要求15所述的无线起爆系统用中继装置，其特征在于，

所述壳体的所述近前端与所述第一接收天线一起设置为从所述插入孔突出于所述爆破对象。

17.根据权利要求12～16中的任一项所述的无线起爆系统用中继装置，其特征在于，

所述第二频率是透射岩体的1kHz～500kHz，

所述第一频率是1MHz～10GHz。

18.一种无线起爆方法，使用了无线起爆系统，

设置于远离爆破对象的位置的爆破操作装置和设置在所述爆破对象的插入孔内的中继装置的第一天线相互以第一频率即1MHz～10GHz的无线信号进行通信，

设置在所述爆破对象的装药孔内的起爆雷管和所述中继装置的第二天线相互以第二频率即1kHz～500kHz的无线信号进行通信，

所述中继装置的中继处理器对所述第一频率的信号进行接收处理，并且利用所述第二频率的信号进行发送处理，另外，所述中继装置的所述中继处理器对所述第二频率的信号进行接收处理，并且利用所述第一频率的信号进行发送处理。

19.根据权利要求18所述的无线起爆方法，其特征在于，

所述爆破操作装置向所述中继装置发送所述第一频率的第一下行无线信号，

所述中继装置的所述中继处理器对所述第一下行无线信号进行接收处理，并利用所述第二频率的第二下行无线信号进行发送处理，

所述中继装置向所述起爆雷管发送所述第二下行无线信号。

20.根据权利要求18或19所述的无线起爆方法，其特征在于，

所述起爆雷管向所述中继装置发送所述第二频率的第二上行无线信号，

所述中继装置的所述中继处理器对所述第二上行无线信号进行接收处理，并利用所述第一频率的第一上行无线信号进行发送处理，

所述中继装置向所述爆破操作装置发送所述第一上行无线信号。

21.根据权利要求18～20中的任一项所述的无线起爆方法，其特征在于，

雷管装填单元在所述爆破对象的附近以无线方式向所述起爆雷管和所述中继装置供电，

将所述雷管装填单元进行了蓄电的所述起爆雷管向所述爆破对象的所述装药孔内装填，

将所述雷管装填单元进行了蓄电的所述中继装置向所述爆破对象的所述插入孔内装填。

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