JP2000145391A - トンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業方法及びシステム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】横向トンネルの内表面再生処理作業をするに当
り、トンネルの軸線に沿って移動可能に、作業員の作業
環境の悪化を防ぎ、作業精度の高い作業を短期間でコス
トを安く行うことを可能にする。 【解決手段】トンネルＡ１内を自走移動する無人移動本
体１と、本体に設置され垂直方向に昇降自在な昇降シャ
フト５と、その上端に片持延架されトンネルの軸線方向
に延縮自在な伸縮シャフト６と、伸縮シャフト６先端か
ら内表面方向に延縮自在かつトンネルＡ１の周方向に回
転自在に取付けられた伸縮回転作業ブーム７と、ブーム
先部上に交換自在に取付けられて作業を行う作業具と、
を備える移動作業ロボットを有する装置をトンネルの作
業対象部分へ移動させ、内表面の全体に亙る事前調査処
理、コーティング下地前処理、コーティング処理、事後
検査処理の順に各処理を外部から監視しながら遠隔操作
によりそれぞれ行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業構造物であ
る、横向トンネルの内表面を表面加工や塗装等一連の再
生処理作業をするに当り、直接人手作業を行う作業員を
省人化して、自走式移動作業ロボットを自走移動させつ
つ、遠隔操作させて行うトンネル内表面再生処理遠隔操
作式省人化移動作業方法及びその実施に直接用いるシス
テム装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来は、横向トンネルの内部のコンクリ
ートの酸化、劣化、腐食等が著しい場合にはその度合に
応じ、内表面のライニング、劣化部分又は酸化した部分
のコンクリートの中性化、耐震用補強カーボンクロス貼
り等の内表面再生処理作業を行っていた。

【０００３】当該従来の内表面再生処理作業は、以下に
示すような順に行われていた。先ず、事前に、作業員が
トンネルに入り、目視、又は手に届く範囲の打診により
調査を行い、もし費用と工期があえば、トンネル内に仮
設足場の資材搬入及び組立を多数の鳶職人等が直接手作
業により行い、仮設足場を構築して事前調査処理を行っ
ていた。

【０００４】次に、トンネル内に工事用の仮設電力を引
き込み、仮設足場が前記調査で組立構築が必要なかった
場合には、その後の作業のため新たに仮設足場を組立て
ていた。

【０００５】次に、鉄筋部分の劣化、酸化で鉄筋が露出
している場合には、その鉄筋の周りのコンクリートを電
動又はエアーブレーカにより直接手作業ではつり取り、
サンダー掛けをする。その後にトンネル内の高圧水洗浄
をする。

【０００６】次に、錆止めの塗布として、鉄筋に錆落と
しケレンの塗布、はつり取った後の躯体コンクリートに
中和剤を塗布をし、その後トンネル内を事前乾燥し、場
合により直接手作業でジェットヒータ等で強制乾燥し、
はつり取った後の躯体コンクリート及び不陸部分に樹脂
モルタルや高硬度コンクリートを作業員が直接手作業に
より充填する。

【０００７】また、場合により、耐震補強用のカーボン
クロスをエポキシ樹脂等で充填部に直接手作業で貼り付
ける。

【０００８】次に、エポキシ樹脂塗布の下地用にプライ
マーをトンネルの内表面に刷毛やローラを用いて手作業
で塗布して、一連の内表面下地前処理を終了し、エポキ
シ樹脂を同じく手作業で上塗りコーティング処理する。

【０００９】また、塗布の均一性をチェックするため、
膜厚計測板を塗布前に予め塗布範囲内に設置し、塗布後
に、前記膜厚計測板上の膜厚を電磁膜厚測定機で事後測
定し、塗布部分の任意の箇所の引っ張り強度測定を行
い、塗布の塗り斑、前記高圧水洗浄の乾燥しきれなかっ
た水分及び貯水槽内の湿度により生じた塗布部分の浮き
や膨れを目視により検査していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の内表面
再生処理作業方法では、先ず直接の目視、打診による調
査により作業員の負担は多大なものであり、調査作業の
精度を上げるのは困難であり、また補修箇所の調査にお
いては、仮設足場が組立てられるのは、予算及び時間の
関係上、ほぼ内表面再生処理作業が決定している場合に
限られ、仮設足場が無い場合には、調査員が調査箇所に
届かないため詳しい調査が行えなく、調査が不完全な場
合にはその後の作業に大きく影響し、工期及び工事費の
増加を招き、場合により再調査の必要があった。

【００１１】また、仮設足場の設置には、直接の手作業
によるため、多大な時間、費用、労働力が必要であり、
仮設足場の設置及び仮設足場上での作業は、ほとんど上
を向いて、かつ高所でも行われ、また作業員自身が移動
しなければならない為、熟練した作業員でも大きな負担
及び危険が伴うものであった。

【００１２】また、仮設足場はトンネル内に固定設置さ
れ、内表面の仮設足場を設置したある作業対象部分の内
表面再生処理作業を完了して、次のトンネルの内表面の
作業対象部分の作業を行う場合には、作業員がいちいち
仮設足場を設置し直さなくてはならなかった。

【００１３】また、従来のはつりの処理は、直接の手作
業で大変きついものであり、その上、コンクリートの破
片が飛散し作業員を痛めつけ、舞い上がる埃は視界を悪
くして作業の危険度が増加し、かつ作業員の呼吸器にダ
メージを与えるような作業環境の悪化を招き、舞い上が
った埃が内表面に付いた場合はコーティング用の塗料と
内表面の密着不良を招く原因となっていた。

【００１４】従来の高圧水洗浄、錆止め塗布、強制乾
燥、充填の処理は、やはり直接の手作業で作業員に負担
が大きく、特に強制乾燥も手作業のため内表面のコンク
リートに水分が残ってしまうとコーティング塗料の浮き
や膨れの原因となり、またはつり後のはつり部分及び不
陸部分の深さがある場合には重労働である重ね塗りによ
り充填を行わなければならなく、また充填処理、塗布処
理においては有機溶剤の揮発による気化溶剤、ミスト状
の塗料等により、トンネル内の空気が悪くなり作業員は
悪い環境中での作業を強いられていた。

【００１５】従来のカーボンクロス貼り、プライマー及
びエポキシ樹脂の塗布も、直接の手作業のため作業員の
負担は大きく、同じく気化溶剤による悪い空気下での作
業を強いられ、特にプライマー及びエポキシ樹脂の塗布
は人間の手作業のため、塗布の厚さの均一化を行うにも
限界があるため、塗り斑が生じていた。

【００１６】また膜厚の検査結果を良好なものとする
為、作業員が塗布を行う際に、前記膜厚計測板上の塗布
だけは意識的に厚く塗布し、規定以下の薄さになること
はほとんどない傾向にあり、その他の部分の塗布の厚さ
の信頼性は薄かった。また、膜厚の検査及び引っ張り検
査の後の塗料を剥がした部分に再度塗料の塗布を行わね
ばならなかった。

【００１７】また、塗り斑、浮き、膨れの目視による検
査は、作業員が行うため重労働となり、仮設足場があろ
うと検査部分までの距離の確保も完全にはできず、見落
としも生じていた。

【００１８】以上の作業は、仮設足場設置のためトンネ
ルの上部の内壁部分に対して行い、仮設足場の下の内壁
部分は、仮設足場撤去後にしか内表面再生処理作業及び
検査を行えず、一巡の工程をそれぞれ別に行わなければ
ならなかった

【００１９】よって、従来の内表面再生処理作業工程
は、熟練した作業員による負担の大きく危険な作業が必
要であるが、作業員の高齢化、若年層の作業員確保の困
難等により、作業員の確保自体が困難で、また作業員の
安全衛生面で高所作業、有機溶剤の揮発、粉塵等による
悪い作業環境での作業を強いられ、苛酷な労働環境条件
の下、仮設足場の設置及びほとんどの作業工程が手作業
によるので、作業スピードが遅く、工期が長くなってし
まい、また人間の手作業では作業精度に限界があり、作
業精度に斑があるという問題があった。

【００２０】ここにおいて、本発明の解決すべき主要な
目的は次の通りである。

【００２１】本発明の第１の目的は、作業する内壁部分
箇所を変えるときに作業ロボットを自走移動しての位置
決め設定を容易に行うことができるトンネル内表面再生
処理遠隔操作式省人化移動作業方法及びシステム装置を
提供せんとするものである。

【００２２】本発明の第２の目的は、工期の短縮及び工
事費の軽減を図ることができるトンネル内表面再生処理
遠隔操作式省人化移動作業方法及びシステム装置を提供
せんとするものである。

【００２３】本発明の第３の目的は、作業の安全性を図
ることができるトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人
化移動作業方法及びシステム装置を提供せんとするもの
である。

【００２４】本発明の第４の目的は、トンネルの内部の
環境をコントロールすることができるトンネル内表面再
生処理遠隔操作式省人化移動作業方法及びシステム装置
を提供せんとするものである。

【００２５】本発明の第５の目的は、作業精度を一律に
高く行うことができるトンネル内表面再生処理遠隔操作
式省人化移動作業方法及びシステム装置を提供せんとす
るものである。

【００２６】本発明の第６の目的は、作業の様子をテレ
ビ画像で監視及び解析することができるトンネル内表面
再生処理遠隔操作式省人化移動作業方法及びシステム装
置を提供せんとするものである。

【００２７】本発明のその他の目的は、明細書、図面、
特に特許請求の範囲の各請求項の記載から自ずと明らか
となろう。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題の解
決に当たり、横向トンネルの軸線方向に自走移動可能
で、作業手段及び撮影手段を当該軸線方向並びに当該軸
線からの半径方向及び周方向に移動位置決め可能で、前
記作業手段への供給装置及びトンネル外部に遠隔操作手
段を有するシステム装置の特徴を有し、前記トンネルの
外部から遠隔操作しつつ、前記トンネルの軸線方向に自
走移動自在かつ前記作業手段を三次元に移動して位置決
め設定し、撮影を行いつつ内表面再生処理作業の各処理
を行う作業方法の特徴とを有する。

【００２９】更に具体的詳細に述べると、当該課題の解
決では、本発明が次に列挙する上位概念から下位概念に
亙る新規な特徴的構成手段又は手法を採用することによ
り、前記目的を達成するよう為される。

【００３０】即ち、本発明方法の第１の特徴は、作業構
造物である横向トンネルの内表面再生処理作業を、トン
ネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業システム
における無人移動手段を用いて行うに当り、先ず、当該
無人移動手段自身を自走移動して、前記トンネルの内表
面の作業対象部分へ移動させ、前記トンネルの軸線を中
心とする可逆回転運動と、当該軸線に沿う直進移動運動
と、当該軸線から半径方向への延縮運動との以上三次元
運動を制御することにより、当該軸線から延縮する半径
方向線先端又は先端近傍に一体的に選択配架された各種
作業手段を前記トンネルの外部からの位置移動の遠隔操
作により目的の内表面に臨ませて位置決めしつつ、前記
内表面の全体に亙る事前の調査である事前調査処理、当
該内表面の全体に亙るコーティング下地前処理、当該内
表面の全体に亙るコーティング塗料の塗布を行うコーテ
ィング処理、当該内表面の全体に亙る検査である事後検
査処理の順に各処理を可及的に外部から監視しながらそ
れぞれ行ってなるトンネル内表面再生処理遠隔操作式省
人化移動作業方法の構成採用にある。

【００３１】本発明方法の第２の特徴は、上記本発明方
法の第１の特徴における前記コーティング下地前処理
が、前記内表面の全体に亙る高圧水による洗浄である高
圧水洗浄処理、前記内表面のコンクリートの腐食部分の
はつり処理、前記内表面の全体に亙る旧塗装の剥離及び
はつり部分のサンダー掛けを行う旧塗装剥離処理、前記
内表面の全体に亙る乾燥を行う減圧乾燥処理、前記内表
面のはつり部分の錆止め塗料の塗布を行う錆止めの塗布
処理、前記内表面の不陸部分の充填を行う不陸充填処
理、前記内表面の充填部分及び補強部分の耐震用カーボ
ンクロス貼りを行う耐震用カーボンクロス貼り処理、前
記内表面の全体に亙るプライマー塗布を行うプライマー
塗布処理、の順に各処理をそれぞれ行ってなるトンネル
内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業方法の構成採
用にある。

【００３２】本発明方法の第３の特徴は、上記本発明方
法の第２の特徴における前記コーティング下地前処理
が、前記不陸充填処理、前記プライマー塗布処理を必須
の処理とし、前記高圧水洗浄処理、前記はつり処理、前
記旧塗装剥離処理、前記減圧乾燥処理、前記錆止めの塗
布処理、前記耐震用カーボンクロス貼り処理は必要な場
合に選択的に行ってなるトンネル内表面再生処理遠隔操
作式省人化移動作業方法の構成採用にある。

【００３３】本発明方法の第４の特徴は、上記本発明方
法の第１、第２又は第３の特徴における前記各処理が、
前記延縮半径方向線先端又は先端近傍に一体的に配架し
たモニタカメラからの映像により、作業状況及び前記ト
ンネルの処理対象部分を、当該トンネルの外部から監視
して行ってなるトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人
化移動作業方法の構成採用にある。

【００３４】本発明方法の第５の特徴は、上記本発明方
法の第４の特徴における前記監視が、前記映像の録画を
行い、詳しい解析が必要な場合に、コンピュータによる
当該映像の画像解析を行ってなるトンネル内表面再生処
理遠隔操作式省人化移動作業方法の構成採用にある。

【００３５】本発明方法の第６の特徴は、上記本発明方
法の第１、第２、第３、第４又は第５の特徴における前
記各処理が、前記延縮半径方向線先端又は先端近傍に一
体的に配架した吸引手段により、前記各処理で生じる
埃、ミスト状塗料及び気化溶剤を吸引しつつ行ってなる
トンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業方法
の構成採用にある。

【００３６】本発明方法の第７の特徴は、上記本発明方
法の第２、第３、第４、第５又は第６の特徴における前
記高圧水洗浄処理が、前記延縮半径方向線先端又は先端
近傍に一体的に選択配架した前記作業手段の放水手段で
の放水により行ってなるトンネル内表面再生処理遠隔操
作式省人化移動作業方法の構成採用にある。

【００３７】本発明方法の第８の特徴は、上記本発明方
法の第２、第３、第４、第５、第６又は第７の特徴にお
ける前記はつり処理が、前記延縮半径方向線先端又は先
端近傍に一体的に選択配架した前記作業手段の発射手段
によるはつり用の弾の発射により行ってなるトンネル内
表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業方法の構成採用
にある。

【００３８】本発明方法の第９の特徴は、上記本発明方
法の第２、第３、第４、第５、第６、第７又は第８の特
徴における前記旧塗装剥離処理が、前記延縮半径方向線
先端又は先端近傍に一体的に選択配架した前記作業手段
のサンダー手段でのサンダー掛けにより行ってなるトン
ネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業方法の構
成採用にある。

【００３９】本発明方法の第１０の特徴は、上記本発明
方法の第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８又は
第９の特徴における前記減圧乾燥処理が、前記トンネル
の内表面を減圧乾燥し、乾燥が十分でない部分には、前
記延縮半径方向線先端又は先端近傍に一体的に選択配架
した前記作業手段のブロア手段での高圧の空気の吹き付
けにより行ってなるトンネル内表面再生処理遠隔操作式
省人化移動作業方法の構成採用にある。

【００４０】本発明方法の第１１の特徴は、上記本発明
方法の第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、第
９又は第１０の特徴における前記不陸充填処理及び前記
耐震用カーボンクロス貼り処理が、高所作業箇所の場
合、前記延縮半径方向線先端又は先端近傍に一体的に選
択配架した吊下げ式の搭乗籠に作業員が搭乗してそれぞ
れの処理を行ってなるトンネル内表面再生処理遠隔操作
式省人化移動作業方法の構成採用にある。

【００４１】本発明方法の第１２の特徴は、上記本発明
方法の第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、第
９、第１０又は第１１の特徴における前記錆止め塗布処
理、前記プライマー塗布処理及び前記コーティング処理
が、前記延縮半径方向線先端又は先端近傍に一体的に選
択配架した前記作業手段のスプレー手段による各種塗料
の噴霧により行ってなるトンネル内表面再生処理遠隔操
作式省人化移動作業方法の構成採用にある。

【００４２】本発明方法の第１３の特徴は、上記本発明
方法の第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、第
９、第１０、第１１又は第１２の特徴における前記錆止
め塗布処理が、前記錆止め塗料の塗布を前記はつり部分
だけでなく、前記内表面全体に亙り行ってなるトンネル
内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業方法の構成採
用にある。

【００４３】本発明方法の第１４の特徴は、上記本発明
方法の第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、第
９、第１０、第１１、第１２又は第１３の特徴における
前記事前調査処理、前記高圧水洗浄処理、前記はつり処
理、前記旧塗装剥離処理、前記減圧乾燥処理、前記錆止
めの塗布処理、前記コーティング処理及び前記事後検査
処理が、高所作業箇所で作業員による直接の作業処理が
必要な場合に、前記延縮半径方向線先端又は先端近傍に
一体的に選択配架した吊下げ式の搭乗籠に作業員が搭乗
して作業処理を行ってなるトンネル内表面再生処理遠隔
操作式省人化移動作業方法の構成採用にある。

【００４４】本発明方法の第１５の特徴は、上記本発明
方法の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第
８、第９、第１０、第１１、第１２、第１３又は第１４
の特徴における前記内表面再生処理作業が、前記延縮半
径線を放射方向に複数本延設し、当該それぞれの延縮半
径方向線先端又は先端近傍に一体的な前記各作業手段に
前記各処理を担当させて行わせてなるトンネル内表面再
生処理遠隔操作式省人化移動作業方法の構成採用にあ
る。

【００４５】本発明方法の第１６の特徴は、上記本発明
方法の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第
８、第９、第１０、第１１、第１２、第１３、第１４又
は第１５の特徴における前記遠隔操作が、操作手順をプ
ログラミングしたプログラムをコンピュータの実行によ
って自動的に行わせてなるトンネル内表面再生処理遠隔
操作式省人化移動作業方法の構成採用にある。

【００４６】本発明方法の第１７の特徴は、上記本発明
方法の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第
８、第９、第１０、第１１、第１２、第１３、第１４、
第１５又は第１６の特徴における前記各種作業手段の位
置決めが、前記無人移動手段の姿勢の垂直度及び水平度
を計りながら前記トンネルに合わせて行ってなるトンネ
ル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業方法の構成
採用にある。

【００４７】本発明方法の第１８の特徴は、上記本発明
方法の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第
８、第９、第１０、第１１、第１２、第１３、第１４、
第１５、第１６又は第１７の特徴における前記無人移動
手段が、前記トンネル内に搬入及び搬出する際に、当該
無人移動手段自身を自走移動して行ってなるトンネル内
表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業方法の構成採用
にある。

【００４８】本発明方法の第１９の特徴は、上記本発明
方法の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第
８、第９、第１０、第１１、第１２、第１３、第１４、
第１５、第１６、第１７又は第１８の特徴における前記
無人移動手段が。トンネル奥から手前の開口部側に漸次
移動停止を繰り返して前記各処理を行ってなるトンネル
内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業方法の構成採
用にある。

【００４９】本発明装置の第１の特徴は、作業構造物で
ある横向トンネルに設置して当該トンネルの内表面を再
生処理するシステム装置であって、前記トンネル内を自
走移動する無人移動本体と、当該無人移動本体に柱立設
置され垂直方向に昇降自在な昇降シャフトと、当該昇降
シャフト上端に片持延架され前記トンネルの軸線方向に
延縮自在な伸縮シャフトと、当該伸縮シャフト先端から
前記内表面方向に延縮自在かつ前記トンネルの周方向に
回転自在に取付けられた伸縮回転作業ブーム部と、当該
伸縮回転作業ブーム先部上に交換自在に取付けられて作
業を行う作業具と、を備える移動作業ロボットを有して
なるトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業
システム装置の構成採用にある。

【００５０】本発明装置の第２の特徴は、上記本発明装
置の第１の特徴における前記無人移動本体が、当該無人
移動本体下側に装設されて前記トンネルの軸線方向に走
行するキャタピラと、前記無人移動本体の位置を支保安
定する左右対称に翼設された側方向リガと、当該側方向
リガの先に設置され前記内表面上を支保安定して接触回
転走行する安定車輪と、前記無人移動本体の垂直度及び
水平度を計る垂直水平センサとを有してなるトンネル内
表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装置の
構成採用にある。

【００５１】本発明装置の第３の特徴は、上記本発明装
置の第１又は第２の特徴における前記伸縮回転作業ブー
ム部が、前記伸縮シャフト先端から前記トンネル内表面
方向に延縮自在かつ前記トンネルの周方向に回転自在に
取付けられた伸縮回転ブームと、当該伸縮回転ブームの
先端に出没動するピストンロッド外端に固着され前記内
表面と接触回転走行する壁面接触ローラと、前記伸縮回
転ブーム先端部に内蔵しかつ内挿した前記ピストンロッ
ド外端に固着する前記壁面接触ローラの前記内表面への
接触圧を微調整するエアシリンダ部と、前記ピストンロ
ッド外端部に片持突設された作業具取付アーム棒と、当
該作業具取付アーム棒に装設されて撮影を行うモニタカ
メラと、当該作業具取付アーム棒に装設されて気化溶
剤、ミスト状塗料及び埃を回収する吸引フードとを有
し、前記作業具が、前記作業具取付アーム棒の先端に交
換自在に装架されてなるトンネル内表面再生処理遠隔操
作式省人化移動作業システム装置の構成採用にある。

【００５２】本発明装置の第４の特徴は、上記本発明装
置の第３の特徴における前記昇降シャフト、前記伸縮シ
ャフト及び前記伸縮回転ブームが、基部の流体圧シリン
ダ部と先部のピストンロッド部とからなるトンネル内表
面再生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装置の構
成採用にある。

【００５３】本発明装置の第５の特徴は、上記本発明装
置の第３又は第４の特徴における前記トンネル内表面再
生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装置が、前記
昇降シャフト上端に前記伸縮シャフト基端を直角連結し
て当該伸縮シャフトを前記トンネルの周方向に回転させ
る駆動モータを内蔵した回転関節部と、前記伸縮シャフ
ト先端に前記伸縮回転ブームを直角連結して伴に回転す
る固定関節部とを有してなるトンネル内表面再生処理遠
隔操作式省人化移動作業システム装置の構成採用にあ
る。

【００５４】本発明装置の第６の特徴は、上記本発明装
置の第３、第４又は第５の特徴における前記作業具取付
アーム棒が、前記スプレーガンと前記モニタカメラとを
仕切るガンアーム板を装設してなるトンネル内表面再生
処理遠隔操作式省人化移動作業システム装置の構成採用
にある。

【００５５】本発明装置の第７の特徴は、上記本発明装
置の第３、第４、第５又は第６の特徴における前記トン
ネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業システム
装置が、前記トンネルの外部に前記移動作業ロボットと
関連して、前記モニタカメラからの画像を映す画像モニ
タと、前記移動作業ロボットの操業を制御する遠隔操作
盤と、前記モニタカメラからの画像データを記録するビ
デオ装置と、前記モニタカメラからの画像データを解析
するコンピュータとを有してなるトンネル内表面再生処
理遠隔操作式省人化移動作業システム装置の構成採用に
ある。

【００５６】本発明装置の第８の特徴は、上記本発明装
置の第７の特徴における前記コンピュータが、前記トン
ネルの内表面再生処理をプログラム制御する機能を有し
てなるトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作
業システム装置の構成採用にある。

【００５７】本発明装置の第９の特徴は、上記本発明装
置の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７又は第
８の特徴における前記作業具が、塗料の噴霧を行うスプ
レーガン、放水を行う放水ガン、高圧の空気を発射する
ブロアガン、はつり用の弾を発射する発射ガン、旧塗装
剥離及びサンダー掛けを行うサンダー装置のうちの１つ
であり、各種処理作業に応じて選択交換可能であるトン
ネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業システム
装置の構成採用にある。

【００５８】本発明装置の第１０の特徴は、上記本発明
装置の第９の特徴における前記移動作業ロボットが、前
記放水ガンに接続して水を供給する水圧送装置、前記発
射ガンに接続してはつり用の弾を供給するショットブラ
スト、前記スプレーガンに接続して塗料を供給する塗布
圧送装置及び前記スプレーガンに接続して空気を供給す
るコンプレッサ、前記ブロアガンに接続して空気を供給
する高圧ブロア、のうちの１つを供給装置として前記作
業具に対応させて、前記無人移動本体上に搭載されてな
るトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業シ
ステム装置の構成採用にある。

【００５９】本発明装置の第１１の特徴は、上記本発明
装置の第１０の特徴における前記塗布圧送装置、前記コ
ンプレッサ、前記水圧送装置、前記ショットブラスト及
び前記高圧ブロアが、前記トンネルの外部に設置されて
なるトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業
システム装置の構成採用にある。

【００６０】本発明装置の第１２の特徴は、上記本発明
装置の第３、第４、第５、第６、第７、第８、第９、第
１０又は第１１の特徴における前記トンネル内表面再生
処理遠隔操作式省人化移動作業システム装置が、前記吸
引フードに接続されて埃、ミスト状塗料及び気化溶剤を
回収する集塵装置を前記移動作業ロボットの前記無人移
動本体上に搭載するか、前記トンネル外部に設置してな
るトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業シ
ステム装置の構成採用にある。

【００６１】本発明装置の第１３の特徴は、上記本発明
装置の第３、第４、第５、第６、第７、第８、第９、第
１０、第１１又は第１２の特徴における前記作業具取付
アーム棒が、作業員が搭乗する吊下げ式の搭乗籠を吊架
自在としてなるトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人
化移動作業システム装置の構成採用にある。

【００６２】本発明装置の第１４の特徴は、上記本発明
装置の第３、第４、第５、第６、第７、第８、第９、第
１０、第１１、第１２又は第１３の特徴における前記伸
縮回転ブームが、前記伸縮シャフト先端に、前記トンネ
ルの断面放射方向に複数本片持突設され、当該各伸縮回
転ブーム先端に出没動するピストンロッド外端部に片持
突設する作業具取付アーム棒上にそれぞれ、各種処理に
合せた前記作業具を着脱交換自在に装架してなるトンネ
ル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装
置の構成採用にある。

【００６３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の一実施形態に係る装置例及びこれに対応する方法例
につき順に説明する。

【００６４】（装置例）本装置例を図１及び図２を参照
して説明する。図１は、有床トンネル内に設置された本
装置例であるトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化
移動作業システム装置における移動作業ロボットの一部
破断した側面構成図であり、図２は同じく円形トンネル
内に設置されたトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人
化移動作業システム装置における移動作業ロボットの正
面構成図である。

【００６５】本装置例であるトンネル内表面再生処理遠
隔操作式省人化移動作業システム装置における移動作業
ロボットαは、作業構造物であるトンネルＡ１又はトン
ネルＡ２に設置される。トンネルＡ１は、内壁面Ｂ１及
び平床面Ｃを有する蒲鉾型や円弧型等の横向トンネル
で、トンネルＡ２は、円形の内壁面Ｂ１２を有する横向
トンネルであり、特に述べない限り、トンネルＡ１にお
ける場合を説明し、トンネルＡ２における場合は同様で
あるとし、また、内壁面Ｂ１及び床面Ｃを併せて内表面
とする。

【００６６】トンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化
移動作業システム装置における移動作業ロボットαは、
移動を行う本体である無人移動本体１と、無人移動本体
１下側並行に一対装設されてトンネルＡ１の軸線Ｏ方向
に走行する各自独立駆動のキャタピラ２と、無人移動本
体１の位置を支保安定する両側前後２本ずつ翼設した合
計４本の側方向リガ３と、側方向リガ３の先に設置され
内表面上を支保安定して接触回転走行する安定車輪４
と、無人移動本体１上に植立され垂直方向に昇降自在な
ピストンロッド部５ａとシリンダ部５ｂの昇降シャフト
５と、トンネルＡ１の軸線Ｏ方向に延縮自在なピストン
ロッド部６ａとシリンダ部６ｂの伸縮シャフト６と、当
該伸縮シャフト６先端から内表面Ｂ１への半径方向に延
縮する半径方向線ｒをなしかつトンネルＡ１の内表面Ｂ
１周方向に可逆回転自在なピストンロッド部７ａとシリ
ンダ部７ｂの伸縮回転ブーム７と、昇降シャフト５上端
と伸縮シャフト６基端を直角水平連結して伸縮シャフト
６を軸線Ｏを中心に自転させる図示しない駆動モータを
内蔵する回転関節部８と、伸縮シャフト６先端にピスト
ンロッド部７ａとシリンダ部７ｂの伸縮回転ブーム７の
下端を連結し内表面Ｂ１周方向に伴に回転する固定関節
部９と、伸縮回転ブーム７の先端に出没動自在に内挿し
たピストンロッド７ｃ外端に固定され内表面Ｂ１上を接
触回転走行する壁面接触ローラ１０とを有する。

【００６７】また他にも、壁面接触ローラ１０の内表面
Ｂ１への接触圧を微調整しかつピストンロッド部７ａ先
端部に内蔵するエアシリンダ部１１と、ピストンロッド
部７ｃ外端部に基部を片持直角突設した作業具取付アー
ム棒１２と、作業具取付アーム棒１２先端の断面横向Ｔ
字形保持部１２ａに着脱交換自在に装架されて塗料を霧
状に発射する作業具であるスプレーガン１３と、防塵ケ
ースを有して作業具取付アーム棒１２に装設されて撮影
を行うモニタカメラ１４と、先端を除きスプレーガン１
３を包むように作業具取付アーム棒１２に取付けられ、
気化溶剤、ミスト状塗料及び埃等を回収する吸引フード
１５と、スプレーガン１３と接続して塗料を収容する供
給装置である塗布圧送装置１６と、同じくスプレーガン
１３と接続して圧縮空気を供給する供給装置であるコン
プレッサ１７と、吸引フード１５と接続して回収した気
化溶剤、ミスト状塗料及び埃を収容する集塵装置１８
と、無人移動本体１中に設置されて移動作業ロボットα
の垂直度及び水平度を計る垂直水平センサ１９とを有す
る。

【００６８】また、図示されていないが、トンネルＡ１
の外部（地下トンネルＡ１の場合は地上）には、モニタ
カメラ１４と接続されてモニタカメラ１４の映像を映し
出す画像モニタと、当該映像を録画するビデオ装置と、
モニタカメラ１４及び移動作業ロボットαを手動遠隔操
作する遠隔操作盤、画像を解析するための及び移動作業
ロボットαを自動遠隔操縦するためのコンピュータが設
置される。

【００６９】また、作業具取付アーム棒１２に装架され
たスプレーガン１３は、作業具であるそれぞれ、放水を
行う放水ガン、高圧の空気を発射するブロアガン、はつ
り用の弾を発射する発射ガンに交換可能であり、それぞ
れに接続する供給装置である、水を供給する水圧送装
置、高圧空気を供給する高圧ブロア、はつり用の弾を供
給するショットブラストを、塗布圧送装置１６及びコン
プレッサ１７に代えて無人移動本体１上に搭載可能であ
る。また、作業具取付アーム棒１２に装架されたスプレ
ーガン１３は、旧塗装剥離及びサンダー掛けを行う作業
具であるサンダー装置に交換することもできる。

【００７０】また、昇降シャフト５、伸縮シャフト６及
び伸縮回転ブーム７は、ピストン・シリンダ機構によっ
て、流体圧作動の抜挿により伸縮が可能な構造である。

【００７１】また、トンネル内表面再生処理遠隔操作式
省人化移動作業システム装置における移動作業ロボット
αのトンネルＡ２における内壁面Ｂ２への適用設置は、
図２に示すように側方向リガ３及び安定車輪４が内壁面
Ｂ２に適応して接触するようにし、支保安定の度合いを
高めるように設置される構造となっている。

【００７２】また、上記の水圧送装置、高圧ブロア、シ
ョットブラスト、塗布圧送装置１６、コンプレッサ１
７、集塵装置１８はトンネルＡ１及びＡ２の外部に設置
することも可能である。また、作業具取付アーム棒１２
の先端には作業員が搭乗できる吊下げ式の搭乗籠を吊架
することもできる。

【００７３】なお、伸縮回転ブーム７、壁面接触ローラ
１０、エアシリンダ部１１、作業具取付アーム棒１２、
モニタカメラ１４及び吸引ダクト１５等をまとめて伸縮
回転作業ブーム部Ｄとする。

【００７４】（方法例）本方法例は、上記装置例に適用
したものであり、同じく図１及び図２を参照して説明す
る。

【００７５】先ず、本方法例の内表面再生処理作業は、
トンネルＡ１の内表面である内壁面Ｂ１及び床面Ｃにお
いて、事前調査処理、高圧水洗浄処理、コンクリートの
腐食部分のはつり処理、旧塗装剥離（サンダー掛け）処
理、減圧乾燥処理、錆止めの塗布処理、不陸充填処理、
耐震用カーボンクロス貼り処理、プライマー塗布処理、
コーティング処理、事後検査処理の順に行う。

【００７６】但し、事前調査処理、不陸充填処理、プラ
イマー塗布処理、コーティング処理、事後検査処理以外
は、必須の処理でなく、条件によって必要な場合に選択
的に行う。

【００７７】先ず、前記事前調査処理について説明す
る。事前調査処理は、その後の作業に関わるので、詳細
に調べることが必要であり、短期間で容易に搬入可能な
トンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業シス
テム装置の移動作業ロボットαにおける昇降シャフト
５、伸縮シャフト６及び伸縮回転ブーム７を収縮した状
態で、作業員は外部から画像モニタ及び遠隔操作盤を用
いてトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業
システム装置の移動作業ロボットαを遠隔操作しつつ、
無人移動本体１をキャタピラ２及び安定車輪４の回転走
行によりトンネルＡ１の軸線Ｏに沿って自走移動させる
か吊下げて搬入する。

【００７８】トンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化
移動作業システム装置の移動作業ロボットαを作業対象
部分の場所まで自走移動させて、垂直水平センサ１９に
より垂直度及び水平度がトンネルＡ１に合うように、位
置姿勢を調整する。

【００７９】昇降シャフト５を昇降させて、伸縮シャフ
ト６がトンネルＡ１の軸線Ｏに位置するようにし、伸縮
シャフト６を伸縮し、伸縮回転ブーム７を伸縮及び回転
し、壁面接触ローラ１０を内壁面Ｂ１に接触させて、必
要によりエアシリンダ部１１によりピストンロッド７ｃ
を進出させ壁面接触ローラ１０の内壁面Ｂ１との接触圧
を微調整して、モニタカメラ１４により内壁面Ｂ１の三
次元の位置移動自在に適切な調査対象部分の位置に移動
して撮影を行う。

【００８０】画像モニタ１４で腐食の程度を調査し、床
面Ｃについても同様に調査して、伸縮回転ブーム７の公
転により環状に掃引撮影し、伸縮シャフト６の伸縮によ
り軸線Ｏ方向に移動して、また無人移動本体１を自走移
動させて、内壁面Ｂ１及び床面全体に亙り撮影を行う。
また、伸縮回転ブーム７を伸縮して壁面回転ローラ１０
を内壁面Ｂ１又は床面Ｃに接触せずに、より広い範囲の
部分を撮影してもよい。

【００８１】撮影された映像のデータは、場合によりビ
デオ装置により記録することもでき、また、コンピュー
タの画像解析にかけることによって、画像解析によるよ
り詳しい調査をすることもでき、また三次元的に表現す
ることによって全体的に把握することもできる。

【００８２】また、トンネル内表面再生処理遠隔操作式
省人化移動作業システム装置の移動作業ロボットα自体
が自走移動可能なので、装置を作業場所に合せていちい
ち組立及び固定設置を場所を変えて繰り返すことが不要
となる。よって、調査作業員の負担及び作業時間を大き
く減らすことができる。また、トンネルＡ２の内壁面Ｂ
２においても、同様に行うことができる。これ等の事項
は、以下の処理工程における作業状況の撮影でも同様で
ある。

【００８３】次に説明の便宜のため、前記コーティング
処理について説明する。トンネル内表面再生処理遠隔操
作式省人化移動作業システム装置の移動作業ロボットα
において、作業具取付アーム棒１２にスプレーガン１３
とモニタカメラ１４と吸引フード１５と装架した状態に
する。当該コーティング処理は、下地用のプライマーの
塗布後に仕上げのエポキシ樹脂等を塗布する処理であ
る。

【００８４】先ず、トンネル内表面再生処理遠隔操作式
省人化移動作業システム装置の移動作業ロボットαを作
業員は外部から前記画像モニタ及び前記遠隔操作盤を用
いて遠隔操作しつつ、無人移動本体１をキャタピラ２及
び安定車輪４の回転走行によりトンネルＡ１の軸線Ｏに
沿って作業対象のトンネル最奥の場所まで自走移動させ
て、垂直水平センサ１９により垂直度及び水平度がトン
ネルＡ１に合うように、位置を調整して、トンネルＡ１
内にトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業
システム装置の移動作業ロボットαをスタンバイする。

【００８５】当該コーティング処理は、移動作業ロボッ
トαをトンネル奥から手前開口側に漸次後退移動停止し
ながら、万が一の液垂れ防止のため内壁面Ｂ１の上から
下へ行い、次に床面Ｃについて行う。また、壁面接触ロ
ーラ１０に塗料が付かないように、図１においてトンネ
ル奥左から手前右へ塗布を行う。

【００８６】昇降シャフト５を昇降させて、伸縮シャフ
ト６がトンネルＡ１の軸線Ｏに位置するようにし、伸縮
シャフト６を伸縮及び自転し、伸縮回転ブーム７を伸縮
し、壁面接触ローラ１０を内壁面Ｂ１に接触させて、必
要によりエアシリンダ部１１によりピストンロッド部７
ｃ進出と一体的に壁面接触ローラ１０の内壁面Ｂ１との
接触圧を微調整して、内壁面Ｂ１の三次元の位置移動自
在に適切な作業対象部分の位置に移動してスプレーガン
１３により噴霧を行い、空中に漂うミスト状塗料を吸引
フード１５で吸い込む。

【００８７】モニタカメラ１４で作業の状況を撮影して
画像モニタで監視及び遠隔操作しつつ、伸縮シャフト６
の自転に伴って、伸縮回転ブーム７の周方向公転により
内壁面Ｂ１及び床面Ｃに環状に噴霧して塗布し、伸縮シ
ャフト６の伸縮により軸線Ｏ方向に図１上の矢印右方向
へ逆走移動して、また無人移動本体１を右方向に間歇自
走移動させて環状に塗布することを繰り返すことによ
り、内壁面Ｂ１及び床面Ｃ全体に亙り塗布を行う。

【００８８】また、スプレーガン１３は、トンネルＡ１
の内壁面Ｂ１からの塗料の跳ね返りがモニタカメラ１４
に着かないよう適度に離れている。また、作業具取付ア
ーム棒１２上でスプレーガン１３とモニタカメラ１４と
の間に仕切板を設置してもよい。

【００８９】さらに、モニタカメラ１４により、前記作
業員により前記画像モニタ及び前記遠隔操作盤を用いて
遠隔で監視され、臨機応変に当該コーティング処理を再
度部分的に行うこと等もできる。

【００９０】また、直接作業を行う作業員が塗布現場に
いないので、スプレーガン１３によるミスト状塗料を吸
い込むことがない。その上、ミスト状の塗料が空気中に
漂いモニタカメラ１４における視界が悪くなるが、吸引
フード１５から図示しない管を通り集塵装置１８により
回収されるので、視界は良好に保つことができ、回収し
た塗料に適当な処理を加えることによりリサイクルをす
ることもできる。

【００９１】なお、トンネルＡ１がカーブしている場
合、キャタピラ２の独自に可逆転自在な左右各直行速度
を制御しつつ、不陸部分がある場合等の様な場合にも、
例えば、作業具取付アーム棒１２が伸縮回転ブーム７と
の片持接点を支点として回転可動するものにすれば、そ
の面に沿って自在に塗布することができる。また、場合
により、壁面接触ローラ１０の接触を行わずに塗布する
こともできる。

【００９２】次に、その他の各処理について、説明す
る。特に説明しない部分については、前記コーティング
処理と同様である。

【００９３】前記高圧水洗浄処理は、前記コーティング
処理と同様にして、前記画像モニタ及び前記遠隔操作盤
で監視及び遠隔操作しつつ、トンネル内表面再生処理遠
隔操作式省人化移動作業システム装置の移動作業ロボッ
トαを作業対象部分の場所まで自走移動させて、三次元
位置決め自在に、塗料の代りに水を高圧で吹き出して洗
浄する。スプレーガン１３に代えて放水ガンを作業具取
付アーム棒１２先端に装架し、塗布圧送装置１６及びコ
ンプレッサ１７に代えて水圧送装置を接続及び無人移動
本体１上に搭載して、トンネルＡ１の内壁面Ｂ１及び床
面Ｃに亙り全体的に行う。

【００９４】前記はつり処理は、前記事前調査処理で検
出された腐食部分について、前記画像モニタ及び前記遠
隔操作盤で監視及び遠隔操作しつつ、トンネル内表面再
生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装置の移動作
業ロボットαを作業対象部分の場所まで自走移動させ
て、三次元の位置設定自在に行う。

【００９５】前記コーティング処理におけるスプレーガ
ン１３に代えて発射ガンを作業具取付アーム棒１２先端
に装架し、塗布圧送装置１６及びコンプレッサ１７に代
えてショットブラストを接続及び無人移動本体１上に搭
載してはつり用の弾を供給し、当該発射ガンの位置を腐
食部分に合せて弾の発射によりはつりを行い、はつりで
生じた埃等は吸引フード１５で吸い込みつつ行う。

【００９６】前記旧塗装剥離処理は、トンネルＡ１の内
壁面Ｂ１に全体的に又は必要に応じて任意の場所に、前
記画像モニタ及び前記遠隔操作盤で監視及び遠隔操作し
つつ、トンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作
業システム装置の移動作業ロボットαを作業対象部分の
場所まで自走移動させて、三次元位置決め自在に旧塗装
の剥離を行う。

【００９７】また前記はつりの処理ではつった部分の醜
い鉄筋部分のサンダー掛けも行う。前記コーティング処
理におけるスプレーガン１３に代えて電気配線接続した
サンダー装置を作業具取付アーム棒１２先端に装架し、
当該サンダー装置の位置を作業対象部分に合せて、生じ
た埃は吸引フード１５で吸い込みつつ、旧塗装剥離及び
醜い鉄筋部分のサンダー掛けを行う。

【００９８】前記減圧乾燥処理は、トンネルＡ１内の再
生処理現場を中に挟んで入口側と出口側を閉鎖し、トン
ネルＡ１内再生処理現場の減圧乾燥を行い、トンネルＡ
１内を図示しない真空ポンプの減圧装置等で減圧して乾
燥させてから、前記画像モニタ及び前記遠隔操作盤で監
視及び遠隔操作しつつ、トンネル内表面再生処理遠隔操
作式省人化移動作業システム装置の移動作業ロボットα
を作業対象部分の場所まで自走移動させて、三次元位置
決め自在に撮影を行う。

【００９９】部分的に乾燥してない部分がある場合に
は、前記コーティング処理におけるスプレーガン１３に
代えてブロアガンを作業具取付アーム棒１２先端に装架
して、内表面Ｂ１に臨ませ塗布圧送装置１６及びコンプ
レッサ１７に代えて高圧ブロアを接続及び無人移動本体
１上に搭載して空気を供給し、当該ブロアガンの位置を
作業対象部分に合せて高圧の空気を吹き付けて強制乾燥
させる。

【０１００】前記乾燥処理は、生じた埃を吸引フード１
５で吸い込みつつ行う。また、前記高圧水洗浄処理の後
の前記はつり処理及び前記旧塗装剥離処理終了後の処理
になるので、洗浄処理で湿らせてからすぐ後の錆止めの
塗布処理終了後に行う従来の技術の乾燥処理に比べて
も、本方法例は高圧水洗浄処理の後にはつり処理、旧塗
装剥離処理を間において行うので乾燥の処理が少なくて
済み、また乾燥が十分行われることにより前記コーティ
ング処理後の塗料の浮き、膨れが発生しにくくなる。

【０１０１】前記錆止めの塗布処理は、前記コーティン
グ処理と同様にして、錆落としケレン、中和剤等の錆止
め塗料を前記はつり処理を行った部分等に噴霧して塗布
する。錆止め塗料の塗布は、コンクリートの鉄筋部分の
錆を防止し、またコンクリートの中性化を行うため全体
的に行ってもよい。

【０１０２】前記不陸充填処理は、前記コーティング処
理における作業具取付アーム棒１２の先端に吊下げ式の
搭乗籠を設置し作業員が搭乗して、前記画像モニタ及び
前記遠隔操作盤で外部からの監視及び遠隔操作しつつ、
トンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業シス
テム装置の移動作業ロボットαを作業対象部分の場所ま
で自走移動させて、三次元位置決め自在に、当該搭乗籠
の位置を自在に充填対象の不陸部分にあわせる。

【０１０３】気化溶剤等は吸引フード１５で吸い込みつ
つ、樹脂モルタルや高硬度コンクリートを押し付けるよ
うに摺り込んで充填する。また、トンネルＡ１の内壁面
Ｂ１の下部及び床面Ｃ、又はトンネルＡ２の内壁面Ｂ２
の下部には、前記吊り下げ式の搭乗籠に搭乗せずに処理
を行う。

【０１０４】前記耐震用カーボンクロス貼り処理は、前
記不陸充填処理のなされた不陸部分に補強用としてカー
ボンクロス又はグラスクロスを接着剤としてのエポキシ
樹脂等を介して貼り付ける。これは、前記充填処理のな
された不陸部分に限られず、補強が必要である部分に対
しても必要に応じて行う。

【０１０５】これも、前記吊下げ式の搭乗籠に作業員が
搭乗して、当該吊下げ式の搭乗籠の位置決めを自在に貼
付け対象の部分にあわせて、前記吸引フードにより気化
溶剤等を吸引して、前記画像モニタ及び前記遠隔操作盤
で外部からの監視及び遠隔操作も併せて行い、貼付けを
行う。また、トンネルＡ１の内壁面Ｂ１の下部及び床面
Ｃ、又はトンネルＡ２の内壁面Ｂ２の下部には、前記吊
り下げ式の搭乗籠に搭乗せずに処理を行う。

【０１０６】前記プライマーの塗布処理は、前記コーテ
ィング処理と全く同様にして、前記コーティング処理で
の前記エポキシ樹脂等の代りに、下地用のプライマーの
塗布を行う。

【０１０７】前記事後検査処理は、前記事前調査処理と
同様にして、前記画像モニタ及び前記遠隔操作盤による
遠隔操作しつつ、トンネル内表面再生処理遠隔操作式省
人化移動作業システム装置の移動作業ロボットαを作業
対象部分の場所まで自走移動させて、三次元位置決め自
在に、モニタカメラ１３の撮影により検査を行う。

【０１０８】必要に応じて映像を前記ビデオ装置により
記録や、前記コンピュータによる画像解析をする。従来
技術のような膜厚測定板を設置してその上の塗装部分の
膜厚測定機による膜厚の検査や、引っ張り検査を行わな
くても、指示通りの膜厚が得られ、また膜厚測定板を取
除いた後の補修処理が必要でなくなる。

【０１０９】なお、前記不陸充填処理及び前記耐震用カ
ーボンクロス貼り処理を除く上記各処理は、基本的に遠
隔操作で行うのであるが、作業員による直接の作業処理
が必要な場合には、それに応じて作業具取付アーム棒１
２先端に吊架した前記吊下げ式の搭乗籠に作業員が搭乗
して行うこともできる。

【０１１０】当該内表面再生処理作業が終了した場合
に、トンネルＡ１からトンネル内表面再生処理遠隔操作
式省人化移動作業システム装置の移動作業ロボットαを
搬出する場合にも、搬入と同様に無人移動本体１を自走
移動させて行うか、吊上げて行う。

【０１１１】よって、内表面再生処理作業は、トンネル
内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装置
の移動作業ロボットα自体が自走移動可能であるため、
装置の搬入及び搬出、作業部分を変えての各種作業具の
装架交換のやり直しが非常に容易に行え、作業処理の短
縮及び作業員の負担の軽減がなされる。

【０１１２】また、基本的にトンネル内表面再生処理遠
隔操作式省人化移動作業システム装置の移動作業ロボッ
トαが無人で作業の処理を行い、作業員は遠隔操作及び
監視を行えばよいので、作業員が肉体的に酷な作業を強
いられることがない。

【０１１３】また、吸引フード１５により、埃、ミスト
状塗料、気化溶剤等を吸い込むので、作業員の呼吸不良
及び視界不良も解消され、また遠隔操作における視界不
良も解消されるので作業環境の悪化は解消される。

【０１１４】また、人間である作業員が作業を行う場合
に比べて、塗り斑等の人為的な不良処理が防げるので、
一律高精度な処理をすることができる。また、トンネル
内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装置
αにより作業の機械化が行われることで、人員の確保が
最小限に抑える省人化ができ、また人件費の節約にな
る。

【０１１５】更に、トンネル内表面再生処理遠隔操作式
省人化移動作業システム装置αは指示を与えることによ
って昼夜を問わず作業をさせることができ、工期の短縮
を図ることができ、しかも機械による作業なので機動性
を発揮し、更なるスピードアップが図れ、工期の短縮及
び費用の軽減がなされる。また操作をプログラム化して
おけば、当該プログラムの実行によって自動化が行え
て、監視及び操作の作業は更に少なくできて、更なるス
ピードアップが図れる。

【０１１６】また、作業員が直接の作業処理を行う場合
には作業員が作業具取付アーム棒１２先端の前記吊下げ
式の搭乗籠に乗って作業することになるが、場所の移動
は伸縮作業ブーム７の遠隔操作によって作業員自身の歩
行移動を伴うことがなく安全で、しかも軽作業となる。

【０１１７】また、伸縮回転ブーム７を伸縮シャフト６
先端に放射方向に複数取付けて、これに対応してそれぞ
れの伸縮回転ブーム７先端に出没動するピストンロッド
７ｃに取付けた作業具取付アーム棒１２に装架した以上
のスプレーガン１３等の作業具や塗布圧送装置１６及び
コンプレッサ１７等の供給装置を前記各処理から選択し
た処理に対応させて搭載し、複数の処理を一度に行うこ
ともできる。

【０１１８】本方法例では、内表面再生処理について説
明してあるが、もちろん内表面再生以外の目的で、前記
各処理を行うことも可能であることは言うまでもない。
例えば、トンネルの新築時における内表面の処理にも用
いることができる。

【０１１９】以上、本発明の実施の形態につき説明した
が、本発明は、必ずしも上述した手段及び手法にのみ限
定されるものではなく、本発明にいう目的を達成し、本
発明にいう効果を有する範囲内において、適宜に変更実
施することが可能なものである。

【０１２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
トンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業シス
テム装置の移動作業ロボット自体が自走移動可能である
ため、装置の搬入及び搬出や、作業部分を変えての作業
具の交換装架のやり直しが非常に容易に行え、作業の負
担が大きく軽減される。

【０１２１】また、基本的に作業員が直接作業を行わな
くても遠隔操作で作業を行い、作業員の重労働化及び作
業環境の悪化を防ぐことができ、また、機械が作業を行
うことにより人間が行うよりも精度の高い作業を行うこ
とができ、作業人員の削減、工期の短縮及び費用の軽減
を図ることができる。また、作業のプログラムの実行に
より自動的に作業を行うこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における有床トンネル内に
設置されたトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移
動作業システム装置の移動作業ロボットの一部破断側面
構成図である。

【図２】同上、円形トンネル内に設置されたトンネル内
表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装置の
移動作業ロボットの正面構成図である

【符号の説明】

Ａ１，Ａ２…トンネル Ｂ１，Ｂ２…内壁面 Ｃ…床面 Ｄ…伸縮回転作業ブーム部 Ｏ…軸線 ｒ…半径方向線 α…トンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業
システム装置の移動作業ロボット １…無人移動本体 ２…キャタピラ ３…側方向リガ ４…安定車輪 ５…昇降シャフト ５ａ，６ａ，７ａ，７ｃ…ピストンロッド部 ５ｂ，６ｂ，７ｂ…シリンダ部 ６…伸縮シャフト ７…伸縮回転ブーム ８…回転関節部 ９…固定関節部 １０…壁面接触ローラ １１…エアシリンダ部 １２…作業具取付アーム棒 １２ａ…Ｔ字形保持部 １３…スプレーガン １４…モニタカメラ １５…吸引フード １６…塗布圧送装置 １７…コンプレッサ １８…集塵装置 １９…垂直水平センサ

Claims (33)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作業構造物である横向トンネルの内表面再
   生処理作業を、トンネル内表面再生処理遠隔操作式省人
   化移動作業システムにおける無人移動手段を用いて行う
   に当り、 先ず、当該無人移動手段自身を自走移動して、前記トン
   ネルの内表面の作業対象部分へ移動させ、 前記トンネルの軸線を中心とする可逆回転運動と、当該
   軸線に沿う直進移動運動と、当該軸線から半径方向への
   延縮運動との以上三次元運動を制御することにより、当
   該軸線から延縮する半径方向線先端又は先端近傍に一体
   的に選択配架された各種作業手段を前記トンネルの外部
   からの位置移動の遠隔操作により目的の内表面に臨ませ
   て位置決めしつつ、 前記内表面の全体に亙る事前の調査である事前調査処
   理、当該内表面の全体に亙るコーティング下地前処理、
   当該内表面の全体に亙るコーティング塗料の塗布を行う
   コーティング処理、当該内表面の全体に亙る検査である
   事後検査処理の順に各処理を可及的に外部から監視しな
   がらそれぞれ行う、 ことを特徴とするトンネル内表面再生処理遠隔操作式省
   人化移動作業方法。
2. 【請求項２】前記コーティング下地前処理は、 前記内表面の全体に亙る高圧水による洗浄である高圧水
   洗浄処理、前記内表面のコンクリートの腐食部分のはつ
   り処理、前記内表面の全体に亙る旧塗装の剥離及びはつ
   り部分のサンダー掛けを行う旧塗装剥離処理、前記内表
   面の全体に亙る乾燥を行う減圧乾燥処理、前記内表面の
   はつり部分の錆止め塗料の塗布を行う錆止めの塗布処
   理、前記内表面の不陸部分の充填を行う不陸充填処理、
   前記内表面の充填部分及び補強部分の耐震用カーボンク
   ロス貼りを行う耐震用カーボンクロス貼り処理、前記内
   表面の全体に亙るプライマー塗布を行うプライマー塗布
   処理、の順に各処理をそれぞれ行う、 ことを特徴とする請求項１に記載のトンネル内表面再生
   処理遠隔操作式省人化移動作業方法。
3. 【請求項３】前記コーティング下地前処理は、 前記不陸充填処理、前記プライマー塗布処理を必須の処
   理とし、 前記高圧水洗浄処理、前記はつり処理、前記旧塗装剥離
   処理、前記減圧乾燥処理、前記錆止めの塗布処理、前記
   耐震用カーボンクロス貼り処理は必要な場合に選択的に
   行う、 ことを特徴とする請求項２に記載のトンネル内表面再生
   処理遠隔操作式省人化移動作業方法。
4. 【請求項４】前記各処理は、 前記延縮半径方向線先端又は先端近傍に一体的に配架し
   たモニタカメラからの映像により、作業状況及び前記ト
   ンネルの処理対象部分を、当該トンネルの外部から監視
   して行う、 ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のトンネル
   内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業方法。
5. 【請求項５】前記監視は、 前記映像の録画を行い、 詳しい解析が必要な場合に、コンピュータによる当該映
   像の画像解析を行う、 ことを特徴とする請求項４に記載のトンネル内表面再生
   処理遠隔操作式省人化移動作業方法。
6. 【請求項６】前記各処理は、 前記延縮半径方向線先端又は先端近傍に一体的に配架し
   た吸引手段により、 前記各処理で生じる埃、ミスト状塗料及び気化溶剤を吸
   引しつつ行う、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の
   トンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業方
   法。
7. 【請求項７】前記高圧水洗浄処理は、 前記延縮半径方向線先端又は先端近傍に一体的に選択配
   架した前記作業手段の放水手段での放水により行う、 ことを特徴とする請求項２、３、４、５又は６に記載の
   トンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業方
   法。
8. 【請求項８】前記はつり処理は、 前記延縮半径方向線先端又は先端近傍に一体的に選択配
   架した前記作業手段の発射手段によるはつり用の弾の発
   射により行う、 ことを特徴とする請求項２、３、４、５、６又は７に記
   載のトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業
   方法。
9. 【請求項９】前記旧塗装剥離処理は、 前記延縮半径方向線先端又は先端近傍に一体的に選択配
   架した前記作業手段のサンダー手段でのサンダー掛けに
   より行う、 ことを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７又は８
   に記載のトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動
   作業方法。
10. 【請求項１０】前記減圧乾燥処理は、 前記トンネルの内表面を減圧乾燥し、 乾燥が十分でない部分には、前記延縮半径方向線先端又
    は先端近傍に一体的に選択配架した前記作業手段のブロ
    ア手段での高圧の空気の吹き付けにより行う、 ことを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７、８又
    は９に記載のトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化
    移動作業方法。
11. 【請求項１１】前記不陸充填処理及び前記耐震用カーボ
    ンクロス貼り処理は、 高所作業箇所の場合、前記延縮半径方向線先端又は先端
    近傍に一体的に選択配架した吊下げ式の搭乗籠に作業員
    が搭乗してそれぞれの処理を行う、 ことを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７、８、
    ９又は１０に記載のトンネル内表面再生処理遠隔操作式
    省人化移動作業方法。
12. 【請求項１２】前記錆止め塗布処理、前記プライマー塗
    布処理及び前記コーティング処理は、 前記延縮半径方向線先端又は先端近傍に一体的に選択配
    架した前記作業手段のスプレー手段による各種塗料の噴
    霧により行う、 ことを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７、８、
    ９、１０又は１１に記載のトンネル内表面再生処理遠隔
    操作式省人化移動作業方法。
13. 【請求項１３】前記錆止め塗布処理は、 前記錆止め塗料の塗布を前記はつり部分だけでなく、前
    記内表面全体に亙り行う、 ことを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７、８、
    ９、１０、１１又は１２に記載のトンネル内表面再生処
    理遠隔操作式省人化移動作業方法。
14. 【請求項１４】前記事前調査処理、前記高圧水洗浄処
    理、前記はつり処理、前記旧塗装剥離処理、前記減圧乾
    燥処理、前記錆止めの塗布処理、前記コーティング処理
    及び前記事後検査処理は、 高所作業箇所で作業員による直接の作業処理が必要な場
    合に、前記延縮半径方向線先端又は先端近傍に一体的に
    選択配架した吊下げ式の搭乗籠に作業員が搭乗して作業
    処理を行う、 ことを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７、８、
    ９、１０、１１、１２又は１３に記載のトンネル内表面
    再生処理遠隔操作式省人化移動作業方法。
15. 【請求項１５】前記内表面再生処理作業は、 前記延縮半径線を放射方向に複数本延設し、 当該それぞれの延縮半径方向線先端又は先端近傍に一体
    的な前記各作業手段に前記各処理を担当させて行わせ
    る、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３又は１４に記載のトン
    ネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業方法。
16. 【請求項１６】前記遠隔操作は、 操作手順をプログラミングしたプログラムをコンピュー
    タの実行によって自動的に行わせる、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５に記載
    のトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業方
    法。
17. 【請求項１７】前記各種作業手段の位置決めは、、 前記無人移動手段の姿勢の垂直度及び水平度を計りなが
    ら前記トンネルに合わせて行う、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５又は１６
    に記載のトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動
    作業方法。
18. 【請求項１８】前記無人移動手段は、 前記トンネル内に搬入及び搬出する際に、 当該無人移動手段自身を自走移動して行う、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６又
    は１７に記載のトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人
    化移動作業方法。
19. 【請求項１９】前記無人移動手段は。トンネル奥から手
    前の開口部側に漸次移動停止を繰り返して前記各処理を
    行う、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、
    １７又は１８に記載のトンネル内表面再生処理遠隔操作
    式省人化移動作業方法。
20. 【請求項２０】作業構造物である横向トンネルに設置し
    て当該トンネルの内表面を再生処理するシステム装置で
    あって、 前記トンネル内を自走移動する無人移動本体と、 当該無人移動本体に柱立設置され垂直方向に昇降自在な
    昇降シャフトと、 当該昇降シャフト上端に片持延架され前記トンネルの軸
    線方向に延縮自在な伸縮シャフトと、 当該伸縮シャフト先端から前記内表面方向に延縮自在か
    つ前記トンネルの周方向に回転自在に取付けられた伸縮
    回転作業ブーム部と、 当該伸縮回転作業ブーム先部上に交換自在に取付けられ
    て作業を行う作業具と、を備える移動作業ロボットを有
    する、 ことを特徴とするトンネル内表面再生処理遠隔操作式省
    人化移動作業システム装置。
21. 【請求項２１】前記無人移動本体は、 当該無人移動本体下側に装設されて前記トンネルの軸線
    方向に走行するキャタピラと、 前記無人移動本体の位置を支保安定する左右対称に翼設
    された側方向リガと、 当該側方向リガの先に設置され前記内表面上を支保安定
    して接触回転走行する安定車輪と、 前記無人移動本体の垂直度及び水平度を計る垂直水平セ
    ンサとを有する、 ことを特徴とする請求項２０に記載のトンネル内表面再
    生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装置。
22. 【請求項２２】前記伸縮回転作業ブーム部は、 前記伸縮シャフト先端から前記トンネル内表面方向に延
    縮自在かつ前記トンネルの周方向に回転自在な伸縮回転
    ブームと、 当該伸縮回転ブームの先端に出没動するピストンロッド
    外端に固着され前記内表面と接触回転走行する壁面接触
    ローラと、 前記伸縮回転ブーム先端部に内蔵しかつ内挿した前記ピ
    ストンロッド外端に固着する前記壁面接触ローラの前記
    内表面への接触圧を微調整するエアシリンダ部と、 前記ピストンロッド外端部に片持突設された作業具取付
    アーム棒と、 当該作業具取付アーム棒に装設されて撮影を行うモニタ
    カメラと、 当該作業具取付アーム棒に装設されて気化溶剤、ミスト
    状塗料及び埃を回収する吸引フードとを有し、 前記作業具は、 前記作業具取付アーム棒の先端に交換自在に装架され
    る、 ことを特徴とする請求項２０又は２１に記載のトンネル
    内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装
    置。
23. 【請求項２３】前記昇降シャフト、前記伸縮シャフト及
    び前記伸縮回転ブームは、 基部の流体圧シリンダ部と先部のピストンロッド部とか
    らなる、 ことを特徴とする請求項２２に記載のトンネル内表面再
    生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装置。
24. 【請求項２４】前記トンネル内表面再生処理遠隔操作式
    省人化移動作業システム装置は、 前記昇降シャフト上端に前記伸縮シャフト基端を直角連
    結して当該伸縮シャフトを前記トンネルの周方向に回転
    させる駆動モータを内蔵した回転関節部と、 前記伸縮シャフト先端に前記伸縮回転ブームを直角連結
    して伴に回転する固定関節部とを有する、 ことを特徴とする請求項２２又は２３に記載のトンネル
    内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装
    置。
25. 【請求項２５】前記作業具取付アーム棒は、 前記スプレーガンと前記モニタカメラとを仕切るガンア
    ーム板を装設する、 ことを特徴とする請求項２２、２３又は２４に記載のト
    ンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業システ
    ム装置。
26. 【請求項２６】前記トンネル内表面再生処理遠隔操作式
    省人化移動作業システム装置は、 前記トンネルの外部に前記移動作業ロボットと関連し
    て、 前記モニタカメラからの画像を映す画像モニタと、 前記移動作業ロボットの操業を制御する遠隔操作盤と、 前記モニタカメラからの画像データを記録するビデオ装
    置と、 前記モニタカメラからの画像データを解析するコンピュ
    ータとを有する、 ことを特徴とする請求項２２、２３、２４又は２５に記
    載のトンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業
    システム装置。
27. 【請求項２７】前記コンピュータは、 前記トンネルの内表面再生処理をプログラム制御する機
    能を有する、 ことを特徴とする請求項２６に記載のトンネル内表面再
    生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装置。
28. 【請求項２８】前記作業具は、 塗料の噴霧を行うスプレーガン、放水を行う放水ガン、
    高圧の空気を発射するブロアガン、はつり用の弾を発射
    する発射ガン、旧塗装剥離及びサンダー掛けを行うサン
    ダー装置のうちの１つであり、 各種処理作業に応じて選択交換可能である、 ことを特徴とする請求項２０、２１、２２、２３、２
    ４、２５、２６又は２７に記載のトンネル内表面再生処
    理遠隔操作式省人化移動作業システム装置。
29. 【請求項２９】前記移動作業ロボットは、 前記放水ガンに接続して水を供給する水圧送装置、 前記発射ガンに接続してはつり用の弾を供給するショッ
    トブラスト、 前記スプレーガンに接続して塗料を供給する塗布圧送装
    置及び前記スプレーガンに接続して空気を供給するコン
    プレッサ、 前記ブロアガンに接続して空気を供給する高圧ブロア、
    のうちの１つを供給装置として前記作業具に対応させ
    て、前記無人移動本体上に搭載される、 ことを特徴とする請求項２８に記載のトンネル内表面再
    生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装置。
30. 【請求項３０】前記塗布圧送装置、前記コンプレッサ、
    前記水圧送装置、前記ショットブラスト及び前記高圧ブ
    ロアは、 前記トンネルの外部に設置される、 ことを特徴とする請求項２９に記載のトンネル内表面再
    生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装置。
31. 【請求項３１】前記トンネル内表面再生処理遠隔操作式
    省人化移動作業システム装置は、 前記吸引フードに接続されて埃、ミスト状塗料及び気化
    溶剤を回収する集塵装置を前記移動作業ロボットの前記
    無人移動本体上に搭載するか、前記トンネル外部に設置
    する、 ことを特徴とする請求項２２、２３、２４、２５、２
    ６、２７、２８、２９又は３０に記載のトンネル内表面
    再生処理遠隔操作式省人化移動作業システム装置。
32. 【請求項３２】前記作業具取付アーム棒は、 作業員が搭乗する吊下げ式の搭乗籠を吊架自在とする、 ことを特徴とする請求項２２、２３、２４、２５、２
    ６、２７、２８、２９、３０、３１又は３２に記載のト
    ンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業システ
    ム装置。
33. 【請求項３３】前記伸縮回転ブームは、 前記伸縮シャフト先端に、前記トンネルの断面放射方向
    に複数本片持突設され、 当該各伸縮回転ブーム先端に出没動するピストンロッド
    外端部に片持突設する作業具取付アーム棒上にそれぞ
    れ、各種処理に合せた前記作業具を着脱交換自在に装架
    する、 ことを特徴とする請求項２２、２３、２４、２５、２
    ６、２７、２８、２９、３０、３１又は３２に記載のト
    ンネル内表面再生処理遠隔操作式省人化移動作業システ
    ム装置。