JP2002285702A - グリーンカットマシンの自動化運転システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】効率を落とすことなく、より安全なグリーンカ
ット作業を行う。 【構成】本発明に係るグリーンカットマシンの自動化運
転システム１は、グリーンカットマシン２に搭載され該
グリーンカットマシンの走行機構３を制御する制御部４
と、グリーンカットマシン２に搭載されるＧＰＳ測量装
置５と、該ＧＰＳ測量装置及び制御部４に接続された移
動側データ送受信機６と、グリーンカットマシン２と離
間して設置される管理側データ送受信機７及び管理側コ
ンピュータ８とから概ね構成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レイタンス処理を
行うためのグリーンカットマシンの自動化運転システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート構造物を構築する際、施工
上の制約等の理由により、いわゆる打継部分を設けざる
を得ない場合があるが、打ち込まれたコンクリートの表
面には、ブリージング水の浮き上がり等が原因となって
脆弱な薄膜、すなわちレイタンスが形成される。

【０００３】かかるレイタンスは、構造上あるいは水密
上の欠陥となるため、コンクリート打込み後、適当な時
期にこれを除去する、いわゆるグリーンカットと呼ばれ
る作業を行い、健全なコンクリートを露出させることが
重要となる。

【０００４】かかるグリーンカットは、指で押してコン
クリート表面がへこまない程度の時期に行うのが好まし
いが、時期が遅れて固くなりすぎた場合には、サンドブ
ラストを行ってから水で洗ったり、水をかけながらワイ
ヤブラシで表面を削り取ることになる。

【０００５】いずれにしろ、グリーンカットは、水平打
継目が欠陥とならないようにするための必要不可欠な作
業ではあるが、人手と時間のかかる作業となっていた。

【０００６】かかる状況下、グリーンカットを行う装置
が開発され、現在では、建築土木分野で広く使用されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】かかるグリーンカット
マシンには、例えば高圧ジェットとバキュームとを組み
合わせたものがあり、かかる装置によって、人手に頼っ
ていた従来に比べれば、大幅な省力化が可能となった
が、例えばダムのコンクリート工事では、グリーンカッ
トを行わなければならない面積がきわめて広大であるた
め、グリーンカットをあますところなく行うには長時間
を要する、グリーンカットマシンの運転には一定の資格
が必要となる関係上、上述した長時間作業に起因して資
格を有する者が長時間運転を余儀なくされ、その結果、
オペレータによる運転操作ミスを完全には防止できず、
安全面で検討の余地があるなどの諸問題を生じていた。

【０００８】特に、ダムの上流側や下流側に建て込まれ
た型枠や歩行中の作業員といった障害物については、本
来、オペレータが手動で操作を行うことで回避している
が、長時間の運転による疲労が重なると、やはり適切な
運転には限界があり、場合によっては衝突や横転といっ
た事故を招く懸念があった。

【０００９】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、レイタンス処理の効率を落とすことなく、よ
り安全なグリーンカット作業が可能なグリーンカットマ
シンの自動化運転システムを提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るグリーンカットマシンの自動化運転シ
ステムは請求項１に記載したように、打設されたコンク
リート天端のレイタンス処理を行うグリーンカットマシ
ンの自動化運転システムにおいて、前記グリーンカット
マシンに搭載され該グリーンカットマシンの走行機構を
制御する制御部と、前記グリーンカットマシンに搭載さ
れるＧＰＳ測量装置と、該ＧＰＳ測量装置及び前記制御
部に接続された移動側データ送受信機と、前記グリーン
カットマシンと離間して設置される管理側データ送受信
機及び管理側コンピュータとを備えるとともに、前記管
理側コンピュータを、前記移動側データ送受信機及び前
記管理側データ送受信機を介して受信されたＧＰＳ測量
データを予め記憶された走行予定経路と比較照合し、前
記グリーンカットマシンが前記走行予定経路に沿って誘
導されるように前記管理側データ送受信機及び前記移動
側データ送受信機を介して前記制御部に所定の制御デー
タを送信するように構成したものである。

【００１１】また、本発明に係るグリーンカットマシン
の自動化運転システムは、前記グリーンカットマシンに
障害物探知センサーを搭載し、該障害物探知センサーの
検出信号に応答して前記制御部で前記走行機構を制御す
るとともに、該制御状況を前記移動側データ送受信機及
び前記管理側データ送受信機を介して緊急情報データと
して前記管理側コンピュータに送信するように構成した
ものである。

【００１２】本発明に係るグリーンカットマシンの自動
化運転システムにおいては、例えばまず、その日に行う
グリーンカットの作業範囲を確認し、該作業範囲内でグ
リーンカットマシンが走行する走行予定経路を管理側コ
ンピュータに入力する。

【００１３】次に、管理側コンピュータから制御データ
を送信することによってグリーンカットマシンの走行を
開始するが、走行中においては、グリーンカットマシン
に搭載されたＧＰＳ測量装置で自らの測量位置を計測さ
せるとともに、かかるＧＰＳ測量データを移動側データ
送受信機から送信させ、これを管理側データ送受信機で
受信する。

【００１４】次に、受信されたＧＰＳ測量データを、予
め管理側コンピュータに記憶された走行予定経路と比較
照合することによって、グリーンカットマシンが走行予
定経路に沿って誘導されるよう、管理側データ送受信機
及び移動側データ送受信機を介してグリーンカットマシ
ンに搭載された制御部に所定の制御データを送信する。

【００１５】このようにすると、グリーンカットマシン
の制御部は、管理側コンピュータから送信されてきた制
御データにしたがって走行機構を駆動制御し、かくして
グリーンカットマシンは、管理側コンピュータに予め入
力された走行予定経路に沿って自動的に走行する。

【００１６】グリーンカットマシンは、打設されたコン
クリートの天端上を走行しながら該天端上のレイタンス
を所定の方法で除去処理する作業車であって、コンクリ
ートの天端上を走行するためのタイヤ、操舵部、動力部
等からなる走行機構と該走行機構を制御する制御部とを
備えるものであればどのようなものでもかまわない。

【００１７】管理側コンピュータをどのように構成する
かは任意であり、例えばＬＡＮを介して相互接続された
パソコン群で構成することが可能である。

【００１８】ＧＰＳ測量装置の測位方式は任意である
が、精度とリアルタイム性の面では、単独測位方式より
も相対測位方式であるＤＧＰＳ方式を採用するのが望ま
しいし、さらなる精度向上という意味では、干渉測位方
式の一種であるＲＴＫ―ＧＰＳ（リアルタイムキネマテ
ィックＧＰＳ）方式の採用が望ましい。

【００１９】なお、ＤＧＰＳ方式やＲＴＫ―ＧＰＳ方式
を採用する場合には、ＧＰＳ測量装置のほかに、座標位
置が既知の固定局が別途必要となることは言うまでもな
い。これらの測位方式の場合には、固定局からの補正デ
ータを移動局であるグリーンカットマシンの移動側デー
タ送受信機で受信し、これをＧＰＳ測量装置で受信され
たＧＰＳ信号と組み合わせることによって各グリーンカ
ットマシンの位置を演算処理し、ＧＰＳ測量データとし
て出力する。

【００２０】ここで、前記グリーンカットマシンに障害
物探知センサーを搭載し、該障害物探知センサーの検出
信号に応答して前記制御部で前記走行機構を制御すると
ともに、該制御状況を前記移動側データ送受信機及び前
記管理側データ送受信機を介して緊急情報データとして
前記管理側コンピュータに送信するように構成したなら
ば、グリーンカットマシンと障害物との衝突やそれに伴
う転落を未然に防止することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るグリーンカッ
トマシンの自動化運転システムの実施の形態について、
添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的
に同一の部品等については同一の符号を付してその説明
を省略する。

【００２２】図１は、本実施形態に係るグリーンカット
マシンの自動化運転システムを示した全体図及びブロッ
ク図である。これらの図でわかるように、本実施形態に
係るグリーンカットマシンの自動化運転システム１は、
グリーンカットマシン２に搭載され該グリーンカットマ
シンの走行機構３を制御する制御部４と、グリーンカッ
トマシン２に搭載されるＧＰＳ測量装置５と、該ＧＰＳ
測量装置及び制御部４に接続された移動側データ送受信
機６と、グリーンカットマシン２と離間して設置される
管理側データ送受信機７及び管理側コンピュータ８とか
ら概ね構成してある。

【００２３】グリーンカットマシン２は、打設されたコ
ンクリートの天端上を走行しながら該天端上のレイタン
スを所定の方法、例えば高圧ジェットとバキュームとを
組み合わせることによって除去処理できるようになって
いる。

【００２４】ＧＰＳ測量装置５は、干渉測位方式の一種
であるＲＴＫ―ＧＰＳ（リアルタイムキネマティックＧ
ＰＳ）方式で作動するように構成してあり、ＧＰＳアン
テナ９で受信されたＧＰＳ信号と固定局１０から送信さ
れ図示しない無線機で受信されたＲＴＫ補正データとを
用いてグリーンカットマシン２の位置を高精度に計測
し、ＧＰＳ測量データとして出力できるようになってい
る。

【００２５】なお、グリーンカットマシン２の方位を計
測する必要があるのであれば、電子磁気コンパスを設置
したり、あるいは第２のＧＰＳ測量装置を該装置に接続
されたＧＰＳアンテナが上述のＧＰＳアンテナ９とは別
の位置に立設されるように別途設置するようにすればよ
い。かかる構成によれば、電子磁気コンパスの計測結果
から直接的に、あるいは相異なる二点で計測されたＧＰ
Ｓ測量データを用いて間接的にグリーンカットマシン２
の方位を求めることができる。

【００２６】移動側データ送受信機６は、ＧＰＳ測量装
置５で得られたＧＰＳ測量データをデータ送信するとと
もに、管理側コンピュータ８からのグリーンカットマシ
ン２の走行を制御する制御データを管理側データ送受信
機７を介して受信できるようになっている。

【００２７】管理側コンピュータ８は、管理側データ送
受信機７を介して受信したＧＰＳ測量データを受信し、
これを必要に応じて記憶部１１に記憶できるようになっ
ている。

【００２８】ここで、管理側コンピュータ８には、グリ
ーンカットマシン２の走行予定経路を入力するキーボー
ド、マウス等で構成された入力部１２とかかる走行予定
経路を走行予定経路データとして記憶するハードディス
ク等で構成された記憶部１１とを備えており、グリーン
カット作業の際、予め記憶された走行予定経路データを
記憶部１１から読み出し、該走行予定経路データとＧＰ
Ｓ測量データとを演算処理部１４で比較照合すること
で、グリーンカットマシン２がかかる走行予定経路に沿
って誘導されるように、言い換えればグリーンカットマ
シン２が走行予定経路上を所定の誤差範囲内で走行する
ように所定の制御データを演算するとともに、演算され
た制御データを管理側データ送受信機７及び移動側デー
タ送受信機６を介して制御部４に送信するようになって
いる。

【００２９】制御データには、前進、後退、右折、左
折、停止といった操舵データや速度データといったグリ
ーンカットマシン２の走行関連データが含まれており、
かかる制御データは、例えばＧＰＳ測量データで確認さ
れたグリーンカットマシン２の現在位置が許容誤差を越
えて走行予定経路の左側にずれている場合、グリーンカ
ットマシン２が右方向に移動するように制御部４に制御
信号として入力される。

【００３０】また、管理側コンピュータ８にはＣＲＴデ
ィスプレイ等で構成された表示部１３を設けてあり、走
行予定経路及びグリーンカットマシン２の現在位置をリ
アルタイムに表示できるようになっている。

【００３１】一方、グリーンカットマシン２には、超音
波センサー等で構成された障害物探知センサー１５を前
方及び後方の二箇所に取り付けてあり、該障害物探知セ
ンサーの検出信号に応答して制御部４で走行機構３を制
御するとともに、該制御状況を緊急情報データとして管
理側コンピュータ８に送信するように構成してある。

【００３２】障害物探知センサー１５の検出信号に応答
した制御部４による走行機構３の制御のしかたとして
は、例えば前方に作業員等の障害物を探知した場合、走
行機構３を減速あるいは停止させる制御や、右折、左折
あるいは後退によって障害物を回避する制御が考えられ
る。

【００３３】本実施形態に係るグリーンカットマシンの
自動化運転システム１を用いてグリーンカット作業を行
うには、まず、例えばその日に行うグリーンカットの作
業範囲を確認し、該作業範囲内でグリーンカットマシン
２が走行する走行予定経路を管理側コンピュータ８の記
憶部１１に入力部１２を介してデータ入力する。

【００３４】走行予定経路は、作業時間中の障害物の状
況、例えばダムの上流側や下流側に建て込まれた型枠の
立設状況を考慮しつつ、かかる障害物を回避できるよう
に適宜設定すればよい。なお、走行予定経路データとし
て作業開始位置や作業終了位置も合わせて入力する。

【００３５】次に、設定された走行予定経路データを、
作業開始を指示するデータとともに管理側コンピュータ
８から管理側データ送受信機７を介してグリーンカット
マシン２に送信する。

【００３６】このようにすると、グリーンカットマシン
２の側では、移動側データ送受信機６で受信された作業
開始指示データが制御信号として制御部４に入力され、
該制御部で走行機構３が制御されることで、グリーンカ
ットマシン２は、グリーンカット作業を開始する。

【００３７】図２は、グリーンカットマシンの自動化運
転システム１を用いてグリーンカット作業を行っている
様子を示した作業領域全体の平面図である。

【００３８】同図を参照しながら、さらにグリーンカッ
トマシン２の作動状況を具体的に説明すると、まず、上
述したように、グリーンカットマシン２は、Ａ地点を作
業開始位置として作業を開始し、以後、移動側データ送
受信機６で受信された走行予定経路２１に沿って走行す
る。

【００３９】走行予定経路２１は、管理側コンピュータ
８で設定される際、ダムの上流側や下流側に建て込まれ
た型枠２２の立設状況が考慮されているため、グリーン
カットマシン２は、かかる型枠２２を回避するように千
鳥状に走行しながら、グリーンカット作業を行う。

【００４０】ここで、グリーンカット作業の際、管理側
コンピュータ８は、グリーンカットマシン２のＧＰＳ測
量装置５で得られたＧＰＳ測量データを管理側データ送
受信機７を介してリアルタイムに受信し、かかるＧＰＳ
測量データを予め記憶された走行予定経路データと演算
処理部１４で比較照合することで、グリーンカットマシ
ン２を走行予定経路から外れないように誘導する。かか
る誘導作業は、自動的に行うようにしてもよいし、管理
者が手動で行うようにしてもよい。

【００４１】一方、走行予定経路２１を走行中、障害物
探知センサー１５によって障害物である作業員２３が探
知されたならば、該障害物探知センサーの検出信号に応
答して走行機構３が制御部４で制御され、グリーンカッ
トマシン２は、一時停止する。このとき、かかる制御状
況は、緊急情報データとして管理側コンピュータ８に送
信される。

【００４２】次に、障害物である作業員が通過していな
くなったことが障害物探知センサー１５で確認されたな
らば、該障害物探知センサーの検出信号に応答して走行
機構３が制御部４で制御され、グリーンカットマシン２
は走行を再開する。なお、このとき、障害物探知センサ
ー１５による検出信号を管理側コンピュータ８で監視し
ながら走行再開のタイミングを管理者が判断し、その管
理者の手動操作によって走行再開を指示する制御データ
を管理側コンピュータ８からグリーンカットマシン２に
送信するようにしてもよい。

【００４３】走行予定経路２１をさらに走行している途
中で、障害物探知センサー１５があらたな障害物２４を
探知したならば、該障害物探知センサーの検出信号に応
答して走行機構３が制御部４で制御され、グリーンカッ
トマシン２は、走行予定経路２１を一時的に外れて障害
物２４を迂回する迂回路２５を走行し、その後、走行予
定経路２１に復帰する。

【００４４】そして、作業終了位置まで到達したとき、
制御部４による走行機構３の制御によって、グリーンカ
ットマシン２は停止し、グリーンカット作業を終了す
る。

【００４５】障害物を探知したときにどのような制御を
行うのか、すなわち停止するのか、迂回するのかは、例
えば障害物が探知された時点で一時停止させ、その状態
で一定時間、障害物探知を継続し、一定時間経過後も状
況に変化がなければ、障害物を迂回させる制御を行い、
一定時間内に障害物がいなくなれば、走行予定経路２１
に沿った走行を再開させるといった方法が考えられる。

【００４６】また、障害物が探知されたことは、緊急情
報データとして管理側コンピュータ８に送信されるた
め、一時停止後は、障害物探知センサー１５による検出
信号を管理側コンピュータ８で監視しながら迂回するか
否かを管理者が判断し、その管理者の手動操作によって
迂回を指示する制御データあるいは走行予定経路２１に
沿った走行再開を指示する制御データを管理側コンピュ
ータ８からグリーンカットマシン２に送信するようにし
てもよい。

【００４７】以上説明したように、本実施形態に係るグ
リーンカットマシンの自動化運転システム１によれば、
グリーンカットマシン２に搭載されたＧＰＳ測量装置５
からのＧＰＳ測量データと予め管理側コンピュータ８に
入力された走行予定経路データとを比較照合すること
で、グリーンカットマシン２を走行予定経路２１に沿っ
て誘導するようにしたので、長時間運転による運転操作
ミスやそれに伴う事故を未然に防止することが可能とな
り、作業効率を低下させることなく、より安全にグリー
ンカット作業を行うことができる。

【００４８】また、走行予定経路２１を予め管理側コン
ピュータ８で設定することができるため、グリーンカッ
ト作業を無駄のない経路に沿ってしかも確実に行うこと
が可能となる。

【００４９】また、本実施形態に係るグリーンカットマ
シンの自動化運転システム１によれば、障害物探知セン
サー１５の検出信号に応答して制御部４で走行機構３を
制御するようにしたので、グリーンカットマシン２と障
害物との衝突やそれに伴う転落を未然に防止することが
できる。

【００５０】本実施形態では、予め管理側コンピュータ
８で設定された走行予定経路２１をグリーンカットマシ
ン２側に送信し、該走行予定経路に沿ってグリーンカッ
トマシン２に走行させる一方、ＧＰＳ測量装置５で計測
されたＧＰＳ測量データをリアルタイムに監視しつつ、
走行予定経路２１から所定の誤差を越えて外れた場合に
管理側コンピュータ８から制御データをグリーンカット
マシン２の移動側データ送受信機６に送信し、該制御デ
ータにしたがって制御部４で走行機構３を制御させるこ
とで、グリーンカットマシン２を走行予定経路２１に沿
って誘導されるようにしたが、走行予定経路について
は、すべての経路をグリーンカットマシン２側に送信す
る必要はなく、例えば作業開始位置と作業開始直後の進
行方向だけをグリーンカットマシン２側に送信するよう
にしてもよい。

【００５１】かかる場合には、管理側コンピュータ８で
グリーンカットマシン２の位置を走行予定経路と重ね合
わせながら表示部１３で監視しつつ、方向転換位置、一
時停止位置、作業終了位置等に到達した時点で、転換方
向を指示したり一時停止を指示したり作業終了を指示し
たりする制御データをグリーンカットマシン２にそのつ
ど送信することとなる。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に係る本発
明のグリーンカットマシンの自動化運転システムによれ
ば、長時間運転による運転操作ミスやそれに伴う事故を
未然に防止することが可能となり、作業効率を低下させ
ることなく、より安全にグリーンカット作業を行うこと
ができる。

【００５３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るグリーンカットマシンの自動
化運転システムの図であり、(a)は全体図、(b)はブロッ
ク図。

【図２】本実施形態に係るグリーンカットマシンの自動
化運転システムを用いてグリーンカットを行っている様
子を示した作業状況図。

【符号の説明】

１ グリーンカットマシンの
自動化運転システム ２ グリーンカットマシン ３ 走行機構 ４ 制御部 ５ ＧＰＳ測量装置 ６ 移動側データ送受信機 ７ 管理側データ送受信機 ８ 管理側コンピュータ １５ 障害物探知センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 明 東京都港区港南２丁目15番２号 株式会社 大林組東京本社内 Ｆターム(参考） 2E172 DD07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 打設されたコンクリート天端のレイタン
   ス処理を行うグリーンカットマシンの自動化運転システ
   ムにおいて、 前記グリーンカットマシンに搭載され該グリーンカット
   マシンの走行機構を制御する制御部と、前記グリーンカ
   ットマシンに搭載されるＧＰＳ測量装置と、該ＧＰＳ測
   量装置及び前記制御部に接続された移動側データ送受信
   機と、前記グリーンカットマシンと離間して設置される
   管理側データ送受信機及び管理側コンピュータとを備え
   るとともに、前記管理側コンピュータを、前記移動側デ
   ータ送受信機及び前記管理側データ送受信機を介して受
   信されたＧＰＳ測量データを予め記憶された走行予定経
   路と比較照合し、前記グリーンカットマシンが前記走行
   予定経路に沿って誘導されるように前記管理側データ送
   受信機及び前記移動側データ送受信機を介して前記制御
   部に所定の制御データを送信するように構成したことを
   特徴とするグリーンカットマシンの自動化運転システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記グリーンカットマシンに障害物探知
   センサーを搭載し、該障害物探知センサーの検出信号に
   応答して前記制御部で前記走行機構を制御するととも
   に、該制御状況を前記移動側データ送受信機及び前記管
   理側データ送受信機を介して緊急情報データとして前記
   管理側コンピュータに送信するように構成した請求項１
   記載のグリーンカットマシンの自動化運転システム。