JP2017142156A - Spray nozzle sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリートその他の材料（吹付材）を施工面（例えば法面）に吹付ける吹付け工法に使用する吹付けノズルに関する。より詳細には、本発明は吹付け工法において、施工面と吹付けノズルとの距離を適正に保持するための吹付けノズル用センサーに関する。 The present invention relates to a spray nozzle used in a spraying method in which concrete or other material (spraying material) is sprayed onto a construction surface (for example, a slope). More specifically, the present invention relates to a spray nozzle sensor for appropriately maintaining the distance between the construction surface and the spray nozzle in the spray method.
吹付材を例えば法面（施工面）に吹付ける吹付け工法は、施工実績があり、現在でも数多くの現場で実施されている。そして、吹付け工法に関する技術は、従来から種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、施工現場である法面において、作業員が吹付ノズルを（人力で）支持して当該法面に吹付材を吹き付ける作業は、時として安全性の観点から好ましくない場合がある。また、法面で跳ね返った吹付け材或いは粉塵により、作業環境が劣悪になる恐れが存在する。
作業員の安全確保と作業環境の劣化防止のため、吹付け工法の自動化が従来から提案されている。
For example, the spraying method of spraying the spray material onto the slope (construction surface) has a construction record and is still implemented at many sites. Various techniques related to the spraying method have been conventionally proposed (for example, see Patent Document 1).
Here, on the slope at the construction site, an operation in which an operator supports the spray nozzle (by human power) and sprays the spray material on the slope is sometimes not preferable from the viewpoint of safety. Moreover, there exists a possibility that a working environment may deteriorate by the spray material or dust which bounced off on the slope.
In order to ensure the safety of workers and prevent the deterioration of the work environment, automation of the spraying method has been proposed.
ここで、吹付け工法を施工した施工面（例えば法面）の品質を向上するためには、法面に均一に吹付け材を吹き付けて、施工面に吹付け材を被覆する厚さ寸法等を均一にする必要がある。
施工面の吹付け材被覆厚さ寸法等を均一にするためには、吹付けノズルと施工面（法面）との距離を適正な数値に保持しなければならない。
従来から提案されている吹付け工法の自動化技術においては、例えば赤外線カメラ等を用いて、吹付けノズルと施工面（法面）との距離を計測或いは決定して、吹付けロボットにより施工面に吹付け材を吹き付けている。
Here, in order to improve the quality of the construction surface (for example, slope) on which the spraying method has been applied, the spraying material is sprayed uniformly on the slope and the construction surface is coated with the spraying material, etc. Need to be uniform.
In order to make the spraying material coating thickness dimension of the construction surface uniform, the distance between the spray nozzle and the construction surface (slope) must be maintained at an appropriate value.
In the conventional spraying method automation technology, for example, using an infrared camera, the distance between the spray nozzle and the construction surface (slope) is measured or determined, and the construction surface is applied by the spraying robot. Spraying material is sprayed.
しかし、施工面に吹付け材を吹き付ける際に、吹付け材が施工面で跳ね返る等に起因して作業現場で粉塵が多量に発生し、赤外線や各種光線の透過を妨げてしまうことがある。その様な状態では、赤外線カメラ等により吹付けノズルと施工面との距離を正確に計測することは困難であり、自動制御された吹付け工法で、施工面に被覆された吹付け材の厚さ寸法等を均一にすることは不可能である。
また、赤外線カメラ等を用いた自動制御による吹付け工法では、施工コストが高騰してしまう。
However, when the spray material is sprayed on the construction surface, a large amount of dust is generated at the work site due to the spray material rebounding on the construction surface, and transmission of infrared rays and various light beams may be hindered. In such a state, it is difficult to accurately measure the distance between the spray nozzle and the construction surface with an infrared camera or the like, and the thickness of the spray material coated on the construction surface is automatically controlled by the spraying method. It is impossible to make the length and the like uniform.
Moreover, in the spraying method by the automatic control using an infrared camera etc., construction cost will rise.
その他の従来技術として、上述した吹付けロボットを操作するオペレーターにより目視して吹付けノズルと施工面（法面）との距離を決定することも考えられる。しかし、オペレーターと吹付け作業現場とは長い距離を隔てているので目視は困難であり、吹付けノズルと施工面（法面）との距離を決定することは出来ない。 As another conventional technique, it is conceivable to determine the distance between the spray nozzle and the construction surface (slope) by visual observation by an operator who operates the above-described spray robot. However, since the operator and the spraying work site are separated from each other by a long distance, visual observation is difficult, and the distance between the spray nozzle and the construction surface (slope) cannot be determined.
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、粉塵が多量に発生し、赤外線等が透過し難い作業現場において、作業員やオペレーターによる目視によることなく、吹付けノズルと施工面との距離を簡易に且つ適正に維持することが出来る吹付けノズル用センサーの提供を目的としている。 The present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art. In a work site where a large amount of dust is generated and infrared rays or the like are not easily transmitted, a spray nozzle is not visually observed by an operator or an operator. It aims at providing the sensor for spray nozzles which can maintain the distance with a construction surface simply and appropriately.
本発明の吹付けノズル用センサー（１００、２００）は、吹付けノズル（１）が設置されている吹付け本体部（２）に棒状部材（３、３２：ロッド）を設け、棒状部材（３、３２）にセンサー（３Ａ、３２Ａ：例えば歪みセンサー）を取り付けており、当該センサー（３Ａ、３２Ａ）の検出結果が入力される制御装置（１０、２０：コントロールユニットＣＵ）を有しており、当該制御装置（１０、２０）は、棒状部材（３、３２）の施工面（Ｓ：例えば法面）側端部と施工面（Ｓ）との距離が適正であるか否か（吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正であるか否か）を判断する機能を有していることを特徴としている。 In the spray nozzle sensor (100, 200) of the present invention, a rod-shaped member (3, 32: rod) is provided on the spray body (2) where the spray nozzle (1) is installed. 32) has a sensor (3A, 32A: for example, a strain sensor), and has a control device (10, 20: control unit CU) to which a detection result of the sensor (3A, 32A) is input, The said control apparatus (10, 20) is whether the distance of the construction surface (S: for example, slope) side edge part and construction surface (S) of a rod-shaped member (3, 32) is appropriate (blowing nozzle). 1 and the construction surface S has a function of determining whether or not the distance L between the construction surface S and the construction surface S is appropriate.
本発明において、前記センサー（３Ａ、３２Ａ）は棒状部材（３、３２：ロッド）の撓みを検出する機能を有する歪みセンサーであり、前記制御装置（１０、２０：コントロールユニットＣＵ）は歪みセンサー（３Ａ、３２Ａ）が計測した棒状部材（３、３２：ロッド）の撓みが適正範囲内にあれば吹付けノズル（１）と施工面（Ｓ）との距離が適正である（吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正である）と判断する機能と、前記撓みが適正範囲未満であれば吹付けノズル（１）と施工面（Ｓ）とが離れ過ぎていると判断する機能と、前記撓みが適正範囲を超えていれば吹付けノズル（１）と施工面（Ｓ）が近づき過ぎていると判断する機能を有しているのが好ましい。
ここで、棒状部材（３、３２Ａ：ロッド）の撓みの適正範囲は、棒状部材の材質、長さ、施工現場の条件、吹付け材（Ｃ）の吹付け量、その他の条件により、ケース・バイ・ケースに定められる。
In the present invention, the sensors (3A, 32A) are strain sensors having a function of detecting the deflection of the rod-shaped members (3, 32: rod), and the control devices (10, 20: control unit CU) are strain sensors ( If the deflection of the rod-like member (3, 32: rod) measured by 3A, 32A) is within an appropriate range, the distance between the spray nozzle (1) and the construction surface (S) is appropriate (the
Here, the appropriate range of deflection of the rod-shaped member (3, 32A: rod) depends on the material of the rod-shaped member, the length, the conditions at the construction site, the spraying amount of the spray material (C), and other conditions. Determined by case.
また本発明において、前記棒状部材（３２：ロッド）を複数本（例えば３本或いは４本）設け、前記制御装置（２０：コントロールユニットＣＵ）は複数本の棒状部材（３２）に設けられた全てのセンサー（３２Ａ）の検出結果が棒状部材（３２）の施工面（Ｓ：例えば法面）側端部と施工面（Ｓ）との距離が適正であると判断した場合には吹付けノズル（１）からの吹付け材（Ｃ）の噴射方向が施工面（Ｓ：法面）に対して垂直であると判断する機能を有し、何れかのセンサー（３２Ａ）の検出結果が棒状部材（３２）の施工面（Ｓ：例えば法面）側端部と施工面（Ｓ）との距離が適正ではないと判断した場合には吹付けノズル（１）からの吹付け材（Ｃ）の噴射方向が施工面（Ｓ：法面）に対して垂直ではないと判断する機能を有しているのが好ましい。 Further, in the present invention, a plurality of rod-like members (32: rods) (for example, three or four) are provided, and the control device (20: control unit CU) is all provided on the plurality of rod-like members (32). If the detection result of the sensor (32A) determines that the distance between the end of the rod-shaped member (32) on the construction surface (S: for example slope) side and the construction surface (S) is appropriate, the spray nozzle ( 1) It has a function to determine that the spraying direction of the spray material (C) is perpendicular to the construction surface (S: slope), and the detection result of any sensor (32A) is a rod-shaped member ( 32) When the distance between the end of the construction surface (S: for example slope) side and the construction surface (S) is not appropriate, the spray material (C) is injected from the spray nozzle (1). Has a function to determine that the direction is not perpendicular to the construction surface (S: slope) Preference is.
上述の構成を具備する本発明によれば、吹付けノズル（１）近傍に配置された棒状部材（３、３２：吹付け本体部に設けられているロッド）の施工面（Ｓ：例えば法面）側端部と施工面（Ｓ）との距離が適正であるか否か（吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正であるか否か）を判断することが出来るので、吹付けノズル（１）と施工面（Ｓ）との距離（Ｌ）を均一にして、施工面（Ｓ）への吹付け量を均一に調整することが出来る。
また、棒状部材（３、３２：吹付け本体部に設けられているロッド）の施工面（Ｓ：例えば法面）側端部と施工面（Ｓ）との距離（吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌ）を計測しているので、粉塵量が多く、光が透過しない作業環境においても、計測することが可能である。
そのため、不慣れな作業者であっても、本発明の吹付けノズル用センサー（１００、２００）を利用すれば、吹付け作業に際して、吹付けノズル（１）と施工面（Ｓ：例えば法面）との距離が適正であるか否かを容易且つ正確に判断することが出来、施工面（Ｓ）への吹付け量を均一に調整することも容易且つ正確に行うことが出来る。
According to the present invention having the above-described configuration, a construction surface (S: for example, a slope) of a rod-shaped member (3, 32: a rod provided in the spraying main body) disposed in the vicinity of the spray nozzle (1). ) Since it is possible to determine whether the distance between the side end portion and the construction surface (S) is appropriate (whether the distance L between the
Moreover, the distance (spraying
Therefore, even if it is an unfamiliar operator, if the spray nozzle sensor (100, 200) of the present invention is used, the spray nozzle (1) and the construction surface (S: for example, slope) will be used in the spraying operation. It is possible to easily and accurately determine whether or not the distance is appropriate, and it is also possible to easily and accurately adjust the spray amount to the construction surface (S).
また本発明の吹付けノズル用センサー（１００、２００）は構成がシンプルであり、光学系制御装置に比較してコストを低く抑えることが出来る。
さらに本発明では専用の設備を必要としない。
それに加えて、本発明ではカメラを使用しないので、カメラが汚染されて映像を確認できないような作業環境で使用しても、吹付けノズル（１）と施工面（Ｓ）との距離（吹付距離）を確認することが出来る。
Further, the spray nozzle sensor (100, 200) of the present invention has a simple configuration and can be reduced in cost as compared with the optical system control device.
Furthermore, the present invention does not require dedicated equipment.
In addition, since the camera is not used in the present invention, the distance between the spray nozzle (1) and the construction surface (S) (spray distance) even when used in a work environment where the camera is contaminated and the image cannot be confirmed. ) Can be confirmed.
本発明において、前記棒状部材（３２：ロッド）を複数本（例えば３本或いは４本）設け、前記制御装置（２０：コントロールユニットＣＵ）は複数本の棒状部材（３２）に設けられた全てのセンサー（３２Ａ）の検出結果が棒状部材（３２）の施工面（Ｓ：例えば法面）側端部と施工面（Ｓ）との距離が適正である（吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正である）と判断した場合には吹付けノズル（１）からの吹付け材（Ｃ）の噴射方向が施工面（法面）に対して垂直であると判断する機能を有し、何れかのセンサー（３２Ａ）の検出結果が棒状部材（３２）の施工面（Ｓ：例えば法面）側端部と施工面（Ｓ）との距離が適正ではないと判断した場合には吹付けノズル（１）からの吹付け材（Ｃ）の噴射方向が施工面（法面）に対して垂直ではないと判断する機能を有する様に構成すれば、吹付けノズル（１）の姿勢を制御して、吹付けノズル（１）からの吹付け材（Ｃ）の噴射方向が施工面（Ｓ：法面）に対して垂直に調整することが出来る。
In the present invention, a plurality of rod-like members (32: rods) (for example, three or four) are provided, and the control device (20: control unit CU) is provided for all the rod-like members (32). The detection result of the sensor (32A) indicates that the distance between the construction surface (S: eg slope) side end of the rod-shaped member (32) and the construction surface (S) is appropriate (between the
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に図１〜図９を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
図１では施工面Ｓが法面の例を示している。図１において、ノズル用センサー１００は、吹付けノズル１が設置される本体部２を有している。本体部２には、吹付けノズル１に隣接して、可撓性を有する棒状部材３（ロッド）が配置されており、ロッド３は吹付けノズル１と同方向に延在するように設置されている。
ロッド３には歪みセンサー３Ａが取り付けられており、歪みセンサー３Ａはロッド３を覆う様に取り付けられている。図１では歪みセンサー３Ａが実線で表示され、ロッド３は点線で表示されている。なお図１において、符号３Ｔはロッド３の先端部を表す。そして、吹付けノズル１（の施工面側端部）と施工面Ｓとの距離は符号Ｌで示されている。
吹付けノズル用センサー１００により、施工面Ｓに対して吹付け材Ｃを吹き付ける（噴射する）に際しては、吹付けノズル１の軸心が施工面Ｓに対して垂直になる必要がある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an example in which the construction surface S is a slope. In FIG. 1, a
A
When the spray material C is sprayed (injected) onto the construction surface S by the
吹付けノズル１から施工面Ｓに向かって（本体部２から離隔する方向に）吹付け材Ｃが噴射される。吹付け材Ｃは、吹付けノズル１から離れるほど拡がるように、一定の拡がり角度α（図１参照）にて噴射される。
ここで、ロッド３と吹付けノズル１の位置が近接し過ぎていると、吹付けノズル１から噴射された吹付け材Ｃがロッド３と干渉してしまう。一方、ロッド３と吹付けノズル１の位置が離れすぎていると、ロッド３と当接する吹き付面Ｓ（施工面）の位置と、吹付け材Ｃが吹き付けられる施工面Ｓの位置とが離れ過ぎてしまい、吹付けノズル１と施工面Ｓとの正確な距離Ｌを計測するのに不都合である。
明確には図示されていないが、ロッド３と吹付けノズル１との相対位置については、係る見地から決定される。
A spray material C is sprayed from the
Here, if the positions of the
Although not clearly shown, the relative position between the
吹付けノズル用センサー１００は制御装置１０（コントロールユニット）と情報の授受可能な態様で接続されており、コントロールユニット１０には、歪みセンサー３Ａ（図２参照）の検出結果が入力される。
コントロールユニット１０は、歪みセンサー３Ａの検出結果に基づき、施工面Ｓとの距離（吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌ）が適正であるか否かを判断する機能を有している。第１実施形態では、ロッド３の施工面Ｓ側端部が施工面Ｓと離間しているのか（距離Ｌが大き過ぎる：「離れ過ぎ」と判断）、軽く接触しているのか（距離Ｌが適正：「均一な吹付が可能」と判断）、ロッド３が大きく撓んでいるのか（距離Ｌが小さ過ぎる：「近接し過ぎ」と判断）を、歪みセンサー３Ａの検出結果に基づき判断する。判断の詳細については、図３〜図５、図７を参照して後述する。
コントロールユニット１０の判断結果（例えば、ロッド３の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの相対位置関係）に基づいて、図示しない吹付けロボットに対する制御信号が出力され、図示しない吹付けロボットにより吹付けノズル１の位置が調節される（図６、図７を参照して後述）。そして、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正に調整されることにより、施工面Ｓへの吹付け材Ｃの吹付けが均一に行われる。
The
The
Based on the determination result of the control unit 10 (for example, the relative positional relationship between the construction surface S side end portion of the
図１におけるセンサー３Ａについて、図２を参照して説明する。
図２において、ロッド３の全面（円周方向全領域）には歪みセンサー３Ａが貼着されており、ロッド３の自重や先端部３Ｔが施工面Ｓに押圧してロッド３が撓む（湾曲する）と、センサー３Ａの一部には伸びが発生し、一部には縮みが発生する。歪みセンサー３Ａはその様な伸びと縮みを検出し、ロッド３全体の撓みを検出する。上述した様に、センサー３Ａで検出したロッド３の撓みは、コントロールユニット１０に入力される。
センサー３Ａを構成する材料としては、可撓性があり、強度の大きい素材（ＦＲＰ等）が選択される。
図１〜図５では、ロッド３の先端部３Ｔは球体状に形成されているが、皿状であっても良い。
The
In FIG. 2, a
As a material constituting the
In FIGS. 1 to 5, the
図３は、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正である場合を示しており、図３において、歪みセンサー３Ａが貼着されたロッド３の先端部３Ｔが施工面Ｓに軽く接触している。この場合、ロッド３の撓みは、自重による撓みと、（ロッド先端部３Ｔが施工面Ｓに軽く接触することにより）ロッド３が施工面Ｓにより僅かに押圧されて発生する撓みとの和になる。
コントロールユニット１０には、歪みセンサー３Ａで計測されたロッド３の撓みと、吹付ノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌとの関係（特性）が予め記憶されており、上述したロッド３の撓み（ロッド３の自重による撓みとロッド３が施工面Ｓにより僅かに押圧され発生する撓みとの和）と、当該関係（特性）から、距離Ｌを求めることが出来る。そして距離Ｌ（吹付けノズル１の施工面側端部と施工面Ｓとの距離）が適正範囲にある場合におけるロッド３の全体撓みが、予め、「（ロッド３の撓みの適正範囲」としてコントロールユニット１０に記憶される。
FIG. 3 shows a case where the distance L between the
In the
図３に示す様に吹付ノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正である場合、ロッド３の全体撓み（歪みセンサー３Ａで検出）は「適正範囲」内となり、コントロールユニット１０は、歪みセンサー３Ａが計測したロッド３の撓みが「適正範囲」内であり吹付ノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正である、と判断する。
その結果、コントロールユニット１０は、図示しない吹付けロボット（距離調整手段）に「吹付ノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正である」旨を出力して、当該吹付けロボットにより吹付ノズル１の位置を調整して吹付け材Ｃの吹付けが行われる。
ここで、距離Ｌの「適正範囲」、或いはロッド３の撓みの「適正範囲」の具体的な数値は、ロッド３の材質、長さ、施工現場の条件、吹付け材Ｃの吹付け量、その他の条件により、ケース・バイ・ケースに定められる。
As shown in FIG. 3, when the distance L between the
As a result, the
Here, the specific numerical values of the “appropriate range” of the distance L or the “appropriate range” of the deflection of the
吹付けノズル１が施工面Ｓから離れ過ぎた状態を、図４を参照して説明する。
図４において、ロッド３の先端部３Ｔは施工面Ｓから離れた位置にあり、ロッド３の先端部３Ｔは施工面Ｓに接触していない。したがって、図３における「ロッド３が施工面Ｓにより僅かに押圧され発生する撓み」は存在しない。
歪みセンサー３Ａは、ロッド３の自重による撓みのみを検出するが、当該歪み（歪みセンサー３Ａが計測したロッド３の撓み）は、図３における「吹付ノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正である」場合の歪みよりも、「ロッド３が施工面Ｓにより僅かに押圧され発生する撓み」の分だけ小さい。
A state in which the
In FIG. 4, the
The
コントロールユニット１０は、歪みセンサー３Ａが計測したロッド３の撓みが適正範囲よりも小さいと判定し、「吹付けノズル１と施工面Ｓとが離れ過ぎている」と判断し、その旨を図示しない吹付けロボットに出力すると共に、ブザー（警報手段）により「吹付けノズル１と施工面Ｓとが離れ過ぎている」旨の警報を発生する。
吹付けロボットは前記コントロールユニット１０からの出力に基づき、必要な吹付ノズル１を調整して、施工面Ｓとの相対距離を短くする制御（吹付けノズル１を施工面Ｓに近づける制御）を実行する。
The
Based on the output from the
次に図５を参照して、吹付ノズル１が施工面Ｓに近づき過ぎた状態を説明する。
図５において、吹付ノズル１は施工面Ｓに近づき過ぎており、ロッド３の先端部３Ｔは施工面Ｓにより押圧され、ロッド３が湾曲している。
図５の場合には、施工面Ｓによりロッド３が押圧され湾曲するので、ロッド３の撓み量は、図３で示す様な自重による撓みよりも遥かに大きくなり、歪みセンサー３Ａは「適正範囲」よりも大きな撓みを検出する。
Next, with reference to FIG. 5, a state where the
In FIG. 5, the
In the case of FIG. 5, since the
歪みセンサー３Ａが計測したロッド３の撓みが適正範囲を超えていると、コントロールユニット１０は、「吹付けノズル１と施工面Ｓとが近づき過ぎている」と判断し、その旨を図示しない吹付けロボットに出力すると共に、ブザー（警報手段）により「吹付けノズル１と施工面Ｓとが近づき過ぎている」旨の警報を発生する。
吹付けロボットは前記コントロールユニット１０からの出力に基づき、吹付ノズル１の位置を調整して、施工面Ｓとの相対距離を長くする制御（吹付けノズル１を施工面Ｓから離隔させる制御）を実行する。
ここで、警報については、ブザーに加えてその他の音声、及び／又は警告灯のような発光装置を用いても良い。なお、図５における「吹付けノズル１と施工面Ｓとが近づき過ぎている」旨の警報は、図４における「吹付けノズル１が施工面Ｓから離れ過ぎている」旨の警報とは異なることが好ましい。
If the deflection of the
The spraying robot adjusts the position of the
Here, for the alarm, in addition to the buzzer, other sound and / or a light emitting device such as a warning light may be used. Note that the warning that “the
第１実施形態における制御装置１０（コントロールユニット）について、図６を参照して説明する。
図６において、コントロールユニット１０は、撓み量決定ブロック１０Ａ、吹付けノズル位置適否判定ブロック１０Ｂ、記憶ブロック１０Ｃを有している。
撓み量決定ブロック１０Ａは、入力信号ラインＩＬにより、吹付けノズル用センサー１００のロッド３に取り付けた歪みセンサー３Ａから検出信号を取得すると共に、当該検出信号と記憶ブロック１０Ｃから取得した歪みセンサー３Ａの「センサー特性データ」（歪みセンサー３Ａから検出信号とロッド３の撓み量との関係或いは特性）に基づき、ロッド３の撓み量を演算、決定する機能を有する。
The control apparatus 10 (control unit) in 1st Embodiment is demonstrated with reference to FIG.
In FIG. 6, the
The flexure
図３〜図５で説明した様に、歪みセンサー３Ａは、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌにより変化するロッド３の撓みを（例えば電気信号として）検出する。撓み量決定ブロック１０Ａによる撓み量の決定に際しては、歪みセンサー３Ａから出力される検出信号を、記憶ブロック１０Ｃに保存される「センサー特性データ」（歪みセンサー３Ａから検出信号とロッド３の撓み量との関係或いは特性）に基づいて、ロッド３の撓み量に換算（演算）、決定する。
そして撓み量決定ブロック１０Ａは、決定したロッド３の撓み量を吹付けノズル位置適否判定ブロック１０Ｂに出力する機能も有している。
図６において、符号ＩＩＦは入力側インターフェースである。
As described with reference to FIGS. 3 to 5, the
The bending
In FIG. 6, symbol IIF is an input side interface.
吹付けノズル位置適否判定ブロック１０Ｂは、撓み量決定ブロック１０Ａで決定したロッド３の撓み量を取得して、当該撓み量と記憶ブロック１０Ｃから取得した「撓み量−吹付けノズル位置の特性データ」に基づき、吹付けノズル位置（ロッド３の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離）の適否を判定する機能を有する。
ここで、「撓み量−吹付けノズル位置の特性データ」は、ロッド３の撓み量と吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌとの特性、関係を示すデータであり、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌの適正値（すなわち、ロッド３の撓み量の適正範囲）に関するデータを含む。
The spray nozzle position suitability determination block 10B acquires the deflection amount of the
Here, “deflection amount—characteristic data of spray nozzle position” is data indicating the characteristics and relationship between the deflection amount of the
上述した様に吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌ（ロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離）が適正であれば図３で示す状態であり、ロッド３の撓み量は適正範囲内である。
吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離が離れ過ぎている場合は図４で示す状態であり、ロッド３の撓み量は適正範囲未満である。
吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが近づき過ぎている場合は図５で示す状態であり、ロッド３の撓み量は適正範囲を超えている。
第１実施形態では、ロッド３の撓み量に基づいて、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正であるかどうかを判断する。
As described above, if the distance L between the
When the distance of the
When the distance L between the
In the first embodiment, it is determined whether the distance L between the
係る制御に代えて、図示はしないが、ロッド３の先端（施工面Ｓ側端部）に接触センサー（触覚センサー）を取り付け、当該触覚センサーが施工面Ｓに触れた瞬間における吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離が適正である、と判断することも可能である。この場合、接触センサーとしては公知、市販のセンサーを用いることが可能である。
当該接触センサーを用いる場合には、歪みセンサー３Ａに代えて接触センサーをロッド３Ａ先端に配置し、撓み量決定ブロック１０Ａに代えて接触センサーが施工面Ｓとの接触を感知したか否かを判断する機能ブロックを設け、接触センサーが施工面Ｓと接触した瞬間を適正距離であると判断する判断ブロックに代えて設ければ良い。
Instead of such control, although not shown, a contact sensor (tactile sensor) is attached to the tip of the rod 3 (end on the construction surface S side), and the
When the contact sensor is used, a contact sensor is disposed at the tip of the
吹付けノズル位置適否判定ブロック１０Ｂによる判定の際には、上述の通り、記憶ブロック１０Ｃに記憶される「撓み量−吹付けノズル位置の特性データ」を参照して、ロッド３の撓み量に基づいて、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正なのか、吹付けノズル１と施工面Ｓとが離れ過ぎているのか（「適正範囲を超えている」）、吹付けノズル１と施工面Ｓとが近づき過ぎているのか（「適正範囲未満」）、を判定することが出来る。
吹付けノズル位置適否判定ブロック１０Ｂは、吹付けノズル位置の適否に関する判定結果に基づく制御信号を、出力信号ラインＯＬを介して、距離調整手段４（吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌを調整する吹付けロボット：図示せず）及び警報手段５に出力する機能を有する。
なお、符号ＯＩＦは出力側インターフェースである。
In the determination by the spray nozzle position suitability determination block 10B, as described above, the “deflection amount—characteristic data of the spray nozzle position” stored in the
The spray nozzle position propriety determination block 10B sends a control signal based on the determination result regarding the propriety of the spray nozzle position to the distance adjusting means 4 (distance L between the
The code OIF is an output side interface.
図７を参照して後述する第１実施形態の制御では、吹付けノズル位置適否判定ブロック１０Ｂが距離調整手段４（吹付けロボット）に出力する制御信号は、
現在の吹付けノズル１と施工面Ｓとの相対距離で吹付けを実行させる制御信号（ロッド３の撓み量が「適正範囲」の場合）、
吹付けノズル１と施工面Ｓとの相対距離を現在の距離よりも短縮して、吹付けノズル１を施工面Ｓに近づける制御信号（ロッド３の撓み量が「適正範囲未満」の場合）、
吹付けノズル１と施工面Ｓとの相対距離を現在の距離よりも長くして、吹付ノズル１を施工面Ｓより遠ざける制御信号（ロッド３の撓み量が「適正範囲を超える」の場合）、 の３種類が存在する。
In the control of the first embodiment described later with reference to FIG. 7, the control signal output from the spray nozzle position
A control signal for executing spraying at the relative distance between the
A control signal for shortening the relative distance between the
A control signal for making the relative distance between the
ロッド３の撓み量が適正範囲未満の場合、吹付けノズル位置適否判定ブロック１０Ｂは、「吹付けノズル１と施工面Ｓとが離れ過ぎている」と判定し、距離調整手段４（吹付けロボット）に当該距離Ｌを所定距離だけ減少させる（吹付けノズル１を現在の位置より施工面Ｓより近づける）制御信号を出力する。
ロッド３の撓み量が適正範囲を超えている場合、吹付けノズル位置適否判定ブロック１０Ｂは、「吹付けノズル１と施工面Ｓとが近づき過ぎている」と判定し、距離調整手段４（吹付けロボット）に当該距離Ｌを所定距離だけ増加させる（吹付けノズル１を現在の位置より施工面Ｓより遠ざける）制御信号を出力する。
この様な制御を繰り返すことにより、最終的に吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌを適正な距離に調整することが出来る。
When the deflection amount of the
When the amount of deflection of the
By repeating such control, the distance L between the
明確には図示されてはいないが、ロッド３の撓み量に基づいて、吹付けノズル位置適否判定ブロック１０Ｂが、調整するべき距離（吹付けノズル１の移動するべき距離）を演算し、当該演算された距離だけ吹付けノズル１の移動する制御信号を距離調整手段４（吹付けロボット）に出力する様に構成することも可能である。
なお記憶ブロック１０Ｃは、上述した「センサー特性データ」及び「撓み量−吹付けノズル位置の特性データ」を予め記憶する機能を有している。
Although not clearly shown, the spray nozzle position suitability determination block 10B calculates the distance to be adjusted (the distance to which the
The
第１実施形態において、吹付ノズル１と施工面Ｓの距離Ｌを適正に維持する制御を、主として図７を参照して説明する。
図７において、ステップＳ１では、歪みセンサー３Ａが検出したロッド３の撓みが、例えば電気信号としてコントロールユニット１０の撓み量決定ブロック１０Ａに入力される。
ステップＳ２では、ステップＳ１で入力された歪みセンサー３Ａの検出結果に基づき、歪みセンサー３Ａの「センサー特性データ」（歪みセンサー３Ａの検出結果−撓み量の換算データ）を参照して、撓み量決定ブロック１０Ａにより、ロッド３の撓み量を演算し、決定する。そしてステップＳ３に進む。
In the first embodiment, control for appropriately maintaining the distance L between the
In FIG. 7, in step S1, the deflection of the
In step S2, based on the detection result of the
ステップＳ３では、吹付けノズル位置適否判定ブロック１０Ｂにより、ステップＳ２で決定したロッド３の撓み量と、「撓み量−吹付けノズル位置の特性データ」を参照して、ロッド３の撓み量が適正範囲であるか否かを判定する。そして、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離（ロッド３の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離Ｌ）が適正であるか否かを判定し、以て、吹付けノズル位置の適否を判定する。
ステップＳ３において、ロッド３の撓み量が適正範囲内であれば（ステップＳ３の「撓み量適正範囲」）、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正である（図３の状態）と判定し、ステップＳ４に進む。
一方、ステップＳ３での判定で、ロッド３の撓み量が適正範囲未満であれば（ステップＳ３の「撓み量＜適正範囲」）、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが離れ過ぎている（図４の状態）と判定し、ステップＳ５に進む。
また、ステップＳ３での判定で、ロッド３の撓み量が適正範囲を超えていれば（ステップＳ３の「撓み量＞適正範囲」）、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが近づき過ぎている（図５の状態）と判定し、ステップＳ６に進む。
In step S3, with reference to the deflection amount of the
In step S3, if the amount of deflection of the
On the other hand, if the bending amount of the
In addition, if the amount of deflection of the
ステップＳ４では、ステップＳ３での「ロッド３の撓み量が適正範囲（ノズル１と施工面Ｓとの距離は適正）」の判定結果を受け、距離調整手段４（吹付けロボット）を作動させ、吹付けノズル１と施工面Ｓとの相対距離を維持しつつ（ステップＳ５における「現在の吹付けノズル位置で施工面に吹付け」）、施工面Ｓへ吹付けを実行し、ステップＳ７に進む。なお、ステップＳ４では、警報は発しない。
In step S4, the distance adjustment means 4 (spraying robot) is operated in response to the determination result of “the amount of bending of the
ステップＳ５では、ステップＳ３における「吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが離れ過ぎている」という判定結果を受け、距離調整手段４（吹付けロボット）を作動させ、吹付けノズル１を現在の位置より施工面Ｓに所定距離だけ近づける。そしてステップＳ７に進む。
また、ステップＳ５では、吹付けノズル１を現在の位置より施工面Ｓに所定距離だけ近づけると共に、警報手段５（ブザー等）を作動し警報を発生して、作業者やオペレーターに「ノズル１と施工面Ｓとの距離が離れ過ぎている」旨の注意を喚起する。
In step S5, in response to the determination result that “the distance L between the
Further, in step S5, the
ステップＳ６では、ステップＳ３における「吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが近づき過ぎている」という判定結果を受け、距離調整手段４（吹付けロボット）を作動させ、吹付けノズル１を現在の位置より施工面Ｓから所定距離だけ遠ざける。そしてステップＳ７に進む。
また、ステップＳ６では、吹付けノズル１を現在の位置より施工面Ｓから所定距離だけ遠ざけると共に警報手段５（ブザー等）を作動し警報を発生して、作業者やオペレーターに「ノズル１と施工面Ｓとの距離が近づき過ぎている」旨の注意を喚起する。
ステップＳ６の警報と、ステップＳ５における警報とは異なっていることが好ましいが、同一の警報であっても施工可能である。
In step S6, in response to the determination result that “the distance L between the
In step S6, the
Although it is preferable that the alarm in step S6 and the alarm in step S5 are different, construction is possible even with the same alarm.
ステップＳ７では、施工面Ｓへの吹付けが終了したか否かを判断する。
吹付けが終了した場合（ステップＳ７が「Ｙｅｓ」）は、吹付け施工を終了する。
一方、吹付けが終了していなければ（ステップＳ７が「Ｎｏ」）は、所定の制御サイクルでステップＳ１に戻り、上述した制御を繰り返す。
In step S7, it is determined whether or not the spraying to the construction surface S has been completed.
When the spraying is finished (Step S7 is “Yes”), the spraying construction is finished.
On the other hand, if the spraying is not completed (“No” in step S7), the process returns to step S1 in a predetermined control cycle, and the above-described control is repeated.
ここで、ロッド３の先端（施工面Ｓ側端部）に接触センサー（触覚センサー：図示せず）を取り付ける場合には、ステップＳ３では接触センサーが施工面Ｓとの接触を感知したか否かを判断し、感知しない場合（ステップＳ３が「Ｎｏ」）にはステップＳ５に進んで吹付けノズル１を施工面Ｓに近づける。
接触センサーが施工面Ｓとの接触を感知した場合（ステップＳ３が「Ｙｅｓ」）にはステップＳ５に進み、吹付けノズル１を当該位置に保持しつつ、施工面Ｓへの吹付け作業を続行する。
Here, when a contact sensor (tactile sensor: not shown) is attached to the tip of the rod 3 (end on the construction surface S side), whether or not the contact sensor has detected contact with the construction surface S in step S3. Is determined and is not sensed (step S3 is “No”), the process proceeds to step S5 to bring the
When the contact sensor detects contact with the construction surface S (step S3 is “Yes”), the process proceeds to step S5, and the spraying operation to the construction surface S is continued while the
図１〜図７の本発明の第１実施形態によれば、吹付けノズル１近傍に配置されたロッド３の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離が適正（すなわち、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正）であるか否かを判断することが出来る。そして、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正でなく、吹付けノズル１と施工面Ｓが離れ過ぎている場合、或いは、近接し過ぎている場合には、距離調整手段４（例えば吹付けロボット）により吹付けノズル１と施工面Ｓとの相対距離を適正に調整し、吹付けを実行することが出来る。したがって、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離を均一にして、施工面Ｓへの吹付け量を均一に調整することが出来る。
そのため、不慣れな作業者であっても、第１実施形態に係る吹付けノズル用センサー１００を用いることにより、吹付け作業に際して、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離が適正であるか否かを容易且つ正確に判断して、施工面（Ｓ）への吹付け量を均一に調整することが出来る。
また、ロッド３の施工面Ｓ側端部の撓み量を検出することにより吹付けノズル１と施工面Ｓとの相対距離（吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌ）を決定しているので、粉塵量が多く、光が透過しない作業環境においても、吹付けノズル１と施工面Ｓとの相対距離を演算、決定することが可能である。
According to 1st Embodiment of this invention of FIGS. 1-7, the distance of the construction surface S side edge of the
Therefore, even if it is an inexperienced operator, by using the
Further, the relative distance between the
また歪みセンサー３Ａを使用しており、ロッド３の撓み量から吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正であるか否かを判定しているため、構成がシンプルでありながら、吹付けノズル１と施工面Ｓとの相対距離（吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌ）の是非を確実に判定することが出来る。
そのため光学系制御装置では計測困難な作業環境であっても吹付けノズル１と施工面Ｓとの相対距離の是非を判定することが出来て、しかも光学系制御装置に比較してコストを低く抑えることが出来る。さらに専用の設備を必要としない。
それに加えて、第１実施形態ではカメラを使用しないので、カメラが汚染されて映像を確認できないような作業環境で使用しても、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌ（吹付距離）を確認することが出来る。
Further, since the
Therefore, it is possible to determine the relative distance between the
In addition, since the camera is not used in the first embodiment, the distance L (spraying distance) between the
図８は、第１実施形態における第１変形例を示している。
図８に示す吹付けノズル用センサー１０１において、吹付けノズル１が設置される本体部２１には、吹付けノズル１に隣接して剛性の棒状部材３１（ロッド）が、吹付けノズル１と平行に延在して設置されている。
ロッド３１は円形断面の剛性材（例えば鋼材）で形成され、本体部２１側から先端部３１Ｔ側に向かうにしたがって外径が漸減している。ロッド３１の本体部２１側端部は可撓性材料から成る軸受部材６に収容されている。
FIG. 8 shows a first modification of the first embodiment.
In the
The
また、軸受部材６の外表面側には、ロッド３１が揺動した際に生じる軸受部材６の撓みを検出する歪みセンサー３１Ａが配置されている。歪みセンサー３１Ａとしては従来公知のものを利用することが出来る。
図８における符号１１は、歪みセンサー３１Ａの検出結果に基づき、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌが適正であるか否かを判断する機能を有する制御装置（コントロールユニット）を示しており、コントロールユニット１１は図１〜図７で説明したコントロールユニット１０と同様の構成及び作用効果を有している。
Further, a
図８では図示しない施工面（例えば法面）に吹付けノズル１により吹付け施工を行う際に、吹付けノズル１と施工面との距離に応じて（ロッド３１の先端部３１Ｔと施工面との距離に応じて）、ロッド３１の自重及び施工面からの押圧のため、ロッド３１の先端部３１Ｔがロッド３１の本体部２１側端部（軸受部材６に固定、収容される）を中心に揺動する。
そして前記ロッド３１（剛体）が揺動する結果、当該揺動量に応じて軸受部材６（可撓性部材）が撓み、当該軸受部材６の撓み（撓み量）を歪みセンサー３１Ａが検出する。
In FIG. 8, when spraying is performed by a
As a result of the swing of the rod 31 (rigid body), the bearing member 6 (flexible member) bends according to the swing amount, and the
吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離が適正であるか否かを判断するに際しては、図１〜図７と同様である。
すなわち、吹付けノズル１と施工面との距離が適正と判断されるのは、ロッド３１の先端部３１Ｔが施工面に軽く接触している場合であり、ロッド３１は自重による揺動に加えて、ロッド先端部３１Ｔが施工面に軽く接触してロッド３１が施工面により僅かに押圧され発生する揺動が付加される。前記ロッド３１の揺動を軸受部材６の撓み（撓みの適正範囲）として歪みセンサー３１Ａが検出する。
When determining whether or not the distance between the
That is, it is determined that the distance between the
次に、吹付けノズル１が施工面から離れ過ぎている場合には、ロッド３１の先端部３１Ｔは施工面から離れた位置にあり、ロッド３１の先端部３１Ｔは施工面に接触していない。その場合、ロッド３１は自重により揺動するのみであり、歪みセンサー３１Ａは、ロッド３１の自重のみによる揺動の結果として軸受部材６の撓みを検出するが、その検出値或いは撓みは「吹付ノズル１と施工面との距離が適正である」場合の検出値（或いは撓み）よりも小さい。
また、吹付ノズル１が施工面に近づき過ぎている場合には、ロッド３１の先端部３１Ｔは施工面により押圧され、ロッド３１が大きく揺動する。その場合、ロッド３１の揺動は自重によるよりも遥かに大きくなり、歪みセンサー３１Ａが検出する軸受部材６の撓みは、「吹付ノズル１と施工面との距離が適正である」場合の撓みよりも遥かに大きい。
Next, when the
When the
図８の第１実施形態の第１変形例によれば、歪みセンサー３１Ａを施工面Ｓから隔離した位置に配置出来るので、吹付け材Ｃの影響を受け難い。また、図１〜図７のシステムに比較して、よりコンパクトに構成することが出来る。
図８の第１変形例におけるその他の構成、作用効果は、図１〜図７の実施形態と同様である。
According to the first modification of the first embodiment in FIG. 8, the
Other configurations and operational effects in the first modified example of FIG. 8 are the same as those of the embodiment of FIGS.
図９は、第１実施形態における第２変形例を示している。
図２で示す様に、図１〜図７の第１実施形態では、歪みセンサー３Ａはロッド３の全面（円周方向全領域）に貼着している。
それに対して、図９の第２変形例の歪みセンサー３４Ａは、ロッド３の円周方向に等間隔で配置された３箇所の領域に貼着している。
ロッド３が撓む時に発生する伸びと縮みを検出するため、図９の例では、最低限必要な領域に歪みセンサー３４Ａを貼着している。ここで、図９では円周方向の３領域に等間隔に歪みセンサー３４Ａを貼着しているが、円周方向の４領域に等間隔に歪みセンサー３４Ａを貼着しても良い。
第２変形例におけるその他の構成、作用効果は、図１〜図７の実施形態と同様である。
FIG. 9 shows a second modification of the first embodiment.
As shown in FIG. 2, in the first embodiment of FIGS. 1 to 7, the
On the other hand, the strain sensor 34 </ b> A of the second modified example of FIG. 9 is attached to three regions arranged at equal intervals in the circumferential direction of the
In order to detect the expansion and contraction that occur when the
Other configurations and operational effects in the second modified example are the same as those in the embodiment of FIGS.
次に図１０〜図１４を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
ロッド３が１本のみ設けられている第１実施形態では、図１０において、吹付けノズル用センサー１００による吹付け作業状態を示す図１０において、符号Ａで示す状態であれば、吹付ノズル１と施工面Ｓの距離Ｌを適正に維持することが出来る。
しかし図１０の符号Ｂで示す状態では、ロッド３が施工面に適正に接触していても、吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面Ｓに対して垂直になっておらず、吹付け材Ｃが施工面Ｓを適正に被覆する様に吹付けが実行されない恐れがある。
図１１〜図１４で示す第２実施形態は、吹付ノズル１と施工面Ｓの距離Ｌを適正に維持することに加えて、吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射角度が施工面Ｓに対して垂直になった状態（垂直になった状態を点線で示す）を維持することが出来る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the first embodiment in which only one
However, in the state indicated by the symbol B in FIG. 10, the spraying direction of the spray material C from the
In the second embodiment shown in FIGS. 11 to 14, in addition to properly maintaining the distance L between the
図１１において、第２実施形態の吹付けノズル用センサーは全体が符号２００で示されており、吹付けノズル用センサー２００は本体部２２を有している。本体部２２には吹付けノズル１が設置されており、４本の可撓性を有する棒状部材３２（ロッド）が、吹付けノズル１の周囲を包囲して概略等間隔に（図１１（Ｂ）参照）、吹付けノズル１と平行に設置されている。
ロッド３２（第１〜第４のロッド３２１、３２２、３２３、３２４：第１〜第４のロッド３２１、３２２、３２３、３２４を包括して表現する場合に「ロッド３２」と記載する）には、それぞれ歪みセンサー３２Ａ（第１〜第４の歪みセンサー３２１Ａ、３２２Ａ、３２３Ａ、３２４Ａ：第１〜第４の歪みセンサー３２１Ａ、３２２Ａ、３２３Ａ、３２４Ａを包括して表現する場合には「歪みセンサー３２Ａ」と記載する）が取り付けられている。
第２実施形態のロッド３２及び歪みセンサー３２Ａは、図１に示す第１実施形態のロッド３及び歪みセンサー３Ａと同様なである。ただし上述した様に、第２実施形態では、単一の本体部２２に４本のロッド３２（及び歪みセンサー３２Ａ）が設けられている。
In FIG. 11, the entire spray nozzle sensor of the second embodiment is denoted by
In the rod 32 (first to
The rod 32 and the strain sensor 32A of the second embodiment are the same as the
吹付けノズル用センサー２００は、４本のロッド３２（第１〜第４のロッド、３２１、３２２、３２３、３２４）に取り付けた歪みセンサー３２Ａ（第１〜第４の歪みセンサー、３２１Ａ、３２２Ａ、３２３Ａ、３２４Ａ）の検出結果が入力される制御装置２０（コントロールユニット）と情報の授受可能な状態で接続されており、コントロールユニット２０は、それぞれの歪みセンサー３２Ａの検出結果に基づき、「ロッド３２の施工面Ｓ（例えば法面）側端部と施工面Ｓとの距離が適正」であるか否かを判断する機能を有している。
コントロールユニット２０が、歪みセンサー３２Ａからの検出信号に基づき、ロッド３２の撓み量が適正範囲であるか否か、さらにロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離Ｌ（すなわち、吹付けノズル位置）が適正であるか否かを判定する方法は、図１〜図７の第１実施形態と同様である。
The
Based on the detection signal from the strain sensor 32A, the
コントロールユニット２０は、４本のロッド３２（第１〜第４のロッド３２１、３２２、３２３、３２４）に取り付けられたセンサー３２Ａ（第１〜第４の歪みセンサー３２１Ａ、３２２Ａ、３２３Ａ、３２４Ａ）の検出結果が、「ロッド３２の施工面Ｓ（例えば法面）側端部と施工面Ｓとの距離が適正」であると判断した場合には、吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面Ｓに対して垂直であると判断する機能を有している。
一方、コントロールユニット２０は、４本のロッド３２（第１〜第４のロッド３２１、３２２、３２３、３２４）に取り付けられた何れかのセンサー３２Ａ（第１〜第４の歪みセンサー３２１Ａ、３２２Ａ、３２３Ａ、３２４Ａ）の検出結果が、「ロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離が適正ではない」と判断した場合には、吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面Ｓに対して垂直ではないと判断する機能を有している。
The
On the other hand, the
コントロールユニット２０による制御の内容（ロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離が適正となり、吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面Ｓに対して垂直となる様に、吹付けノズル１の姿勢、施工面Ｓとの距離を制御、調整する制御の内容）は、図示しない吹付けロボットに制御信号として出力され、当該吹付けロボットにより、ロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離が適正となり、吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面Ｓに対して垂直となる様に調整される（図１３、図１４を参照して後述）。
すなわち、コントロールユニット２０による制御により、吹付け材Ｃの噴射方向が施工面Ｓに対して垂直に維持され、施工面Ｓへの吹付け材Ｃの吹付けが適正に行われる。
Contents of control by the control unit 20 (the distance between the construction surface S side end of the rod 32 and the construction surface S is appropriate, and the spraying direction of the spray material C from the
That is, by the control by the
第２実施形態における変形例が図１２で示されている。
図１１に示される吹付けノズル用センサー２００では、４本の可撓性を有するロッド３２が吹付けノズル１の周囲を包囲して略等間隔に配置されるのに対し、図１２の吹付けノズル用センサー２０１では、３本の可撓性を有するロッド３３（第１〜第３のロッド３３１、３３２、３３３）が吹付けノズル１の周囲を包囲して概略等間隔に配置され（図１２（Ｂ）参照）、ロッド３３にはそれぞれ歪みセンサー３３Ａ（第１〜第３の歪みセンサー３３１Ａ、３３２Ａ、３３３Ａ）が取り付けられる。
図１２のノズル用センサー２０１は、図１１のノズル用センサー２００と構成、作用効果は同様である。
A modification of the second embodiment is shown in FIG.
In the
The
第２実施形態における制御装置２０（コントロールユニット）について、図１３を参照して説明する。
図１３において、コントロールユニット２０は、撓み量決定ブロック２０Ａ、吹付けノズル位置適否判定ブロック２０Ｂ、記憶ブロック２０Ｃを有している。
撓み量決定ブロック２０Ａは、吹付けノズル用センサー２００の４本のロッド３２（第１〜第４のロッド３２１、３２２、３２３、３２４）に取り付けられたた歪みセンサー３２Ａ（第１〜第４の歪みセンサー３２１Ａ、３２２Ａ、３２３Ａ、３２４Ａ）から、入力信号ラインＩＬ１〜ＩＬ４を介して検出信号を取得する。それと共に、当該検出信号と記憶ブロック２０Ｃから取得した歪みセンサー３２Ａの「センサー特性データ」（例えば電気信号として入力される検出信号と撓み量との関係或いは特性を示すデータ）に基づき、全てのロッド３２について撓み量を演算し、決定する機能を有する。
A control device 20 (control unit) in the second embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 13, the
The deflection
ロッド３２（第１〜第４のロッド３２１、３２２、３２３、３２４）の撓み量を決定するに際しては、第１実施形態と同様に、歪みセンサー３２Ａ（第１〜第４の歪みセンサー３２１Ａ、３２２Ａ、３２３Ａ、３２４Ａ）は、吹付けノズル１と施工面Ｓとの相対距離（ロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離Ｌ）により異なるロッド２の撓みを、例えば電気信号として検出する。撓み量決定ブロック２０Ａは、歪みセンサー３２Ａから出力される検出信号を、記憶ブロック２０Ｃに記憶されている「センサー特性データ」を参照して、ロッド３２の撓み量を演算、決定する。
また、撓み量決定ブロック２０Ａは、演算、決定されたロッド３２（第１〜第４のロッド３２１、３２２、３２３、３２４）の撓み量を、吹付けノズル位置適否判定ブロック２０Ｂに出力する機能を有する。
図１３において、符号ＩＩＦは入力側インターフェースである。
When determining the amount of deflection of the rod 32 (first to
Further, the deflection
In FIG. 13, symbol IIF is an input side interface.
吹付けノズル位置適否判定ブロック２０Ｂは、撓み量決定ブロック２０Ａで決定したロッド３２（第１〜第４のロッド３２１、３２２、３２３、３２４）の撓み量を取得し、当該撓み量と記憶ブロック２０Ｃから取得した「撓み量−ロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離の特性データ」（以下「撓み量−ロッド３２・施工面Ｓ間距離の特性データ」という）に基づき、ロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離の適否を判定する機能を有する。
「撓み量−ロッド３２・施工面Ｓ間距離の特性データ」は、ロッド３２の撓み量とロッド３２端部、施工面Ｓ間距離との関係を示すデータであり、ロッド３２端部、施工面Ｓ間距離の適正値（すなわち、ロッド３２の撓み量の適正範囲）に関するデータも含まれる。
The spray nozzle position suitability determination block 20B acquires the deflection amount of the rod 32 (first to
“Characteristic data of the deflection amount−the distance between the rod 32 and the construction surface S” is data indicating the relationship between the deflection amount of the rod 32 and the distance between the rod 32 end and the construction surface S, and the rod 32 end and construction surface. Data regarding the appropriate value of the distance between S (that is, the appropriate range of the deflection amount of the rod 32) is also included.
第１実施形態と同様に、ロッド３２の撓み量により、ロッド３２端部、施工面Ｓ間距離が適正であるか否かを判定している。
吹付けノズル位置適否判定ブロック２０Ｂでは、４本のロッド３２（第１〜第４のロッド３２１、３２２、３２３、３２４）の全てについて、「ロッド３２端部、施工面Ｓ間距離が適正であるか否か（ロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離が適正であるか否か）」を判定する。
判定の結果、４本のロッド３２の全てにつき、「ロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離が適正」である場合、吹付けノズル位置適否判定ブロック２０Ｂは、「吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面に対して垂直である」、すなわち「吹付けノズル位置は適正」と判断し、「現状の吹付けノズル１と施工面Ｓとの相対位置関係で施工面Ｓへの吹付けを実行する」旨の制御信号を、出力信号ラインＯＬを介して、距離調整手段４（例えば、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離Ｌを調整する吹付けロボット）に出力する。
な図１３において、符号ＯＩＦは出力側インターフェースである。
Similarly to the first embodiment, whether or not the distance between the end of the rod 32 and the construction surface S is appropriate is determined based on the amount of deflection of the rod 32.
In the spray nozzle position suitability determination block 20B, “the distance between the end of the rod 32 and the construction surface S is appropriate for all of the four rods 32 (first to
As a result of the determination, when all of the four rods 32 are “the distance between the end of the construction surface S side of the rod 32 and the construction surface S is appropriate”, the spray nozzle position suitability judgment block 20B It is determined that the spraying direction of the spray material C from the
In FIG. 13, symbol OIF is an output side interface.
吹付けノズル位置適否判定ブロック２０Ｂにより、ロッド３２（第１〜第４のロッド３２１、３２２、３２３、３２４）のうち何れかのロッドが、「ロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離が適正ではない」と判定された場合、吹付けノズル位置適否判定ブロック２０Ｂは、「吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面に対して垂直でない」、すなわち「吹付けノズル位置は適正でない」と判断し、距離調整手段４（吹付けロボット）に吹付けノズル１の位置を修正する旨の制御信号を出力する。
当該修正する旨の制御信号は、全てのロッド３２において施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離が適正であり、吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面に対して垂直となる様に、吹付けノズル１（ノズル用センサー２００）の姿勢、施工面Ｓとの距離を制御、調整する内容となっている。換言すれば、第２実施形態では吹付けノズル１の施工面Ｓに対する角度をも調整することにより、第１〜第４のロッド３２と施工面Ｓとの間隔のみならずし、吹付けノズル１からの吹付け材噴射方向が施工面Ｓに対して垂直になるように、吹付けノズル１の角度をも調整している。
One of the rods 32 (first to
The control signal for the correction is that the distance between the construction surface S side end portion and the construction surface S is appropriate for all the rods 32, and the spraying direction of the spray material C from the
さらに、吹付けノズル位置適否判定ブロック２０Ｂは、警報手段５（ブザー等）に警報の発生を指令する制御信号を出力する。
なお、距離調整手段４（吹付けロボット）が作動して吹付けノズル用センサー２００が移動するに伴い、各歪みセンサー３２Ａは移動するが、当該各歪みセンサー３２Ａの位置は、信号ラインＬ１〜Ｌ４によりフィードバックされる。
記憶ブロック２０Ｃは、歪みセンサー３２Ａの「センサー特性データ」及び「撓み量−ロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離の特性データ」を予め記憶する機能を有する。「センサー特性データ」及び「撓み量−ロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離の特性データ」は、ノズルの特性、施工現場の条件、その他の各種条件により、ケース・バイ・ケースに定まる。
Further, the spray nozzle position suitability determination block 20B outputs a control signal that instructs the alarm means 5 (buzzer or the like) to generate an alarm.
Note that each strain sensor 32A moves as the distance adjusting means 4 (spraying robot) operates to move the
The
第２実施形態の制御について、主として図１４のフローチャートを参照して説明する。
図１４のステップＳ１１では、歪みセンサー３２Ａ（第１〜第４の歪みセンサー３２１Ａ、３２２Ａ、３２３Ａ、３２４Ａ）が検出したロッド３２（第１〜第４のロッド３２１、３２２、３２３、３２４）の撓みの検出結果（例えば電気信号）が、コントロールユニット１０の撓み量決定ブロック２０Ａに入力される。
ステップＳ１２では、撓み量決定ブロック２０Ａにより、ステップＳ１１で入力された検出結果と、歪みセンサー３２Ａの「センサー特性データ」に基づいて、ロッド３２（第１〜第４のロッド３２１、３２２、３２３、３２４）の撓み量をそれぞれ演算し、決定する。そしてステップＳ１３に進む。
The control of the second embodiment will be described mainly with reference to the flowchart of FIG.
In step S11 of FIG. 14, the deflection of the rod 32 (first to
In step S12, the rod 32 (first to
ステップＳ１３では吹付けノズル位置適否判定ブロック２０Ｂにより、ステップＳ１２で決定したロッド３２（第１〜第４のロッド３２１、３２２、３２３、３２４）のそれぞれの撓み量と、「撓み量−ロッド３２・施工面Ｓ間距離の特性データ」に基づいて、それぞれのロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離の適否を判定する。
判定の結果、４本のロッド３２の全てが、「ロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離が適正」（全てのロッドについて「吹付けノズル位置は適正」）である場合（ステップＳ１３が「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１４に進む。
一方、ロッド３２のうち何れかのロッドが、「ロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離が適正ではない」（いずれかのロッドについては「吹付けノズル位置は適正でない」）場合（ステップＳ１３が「Ｎｏ」）、ステップＳ１６に進む。
In step S13, the amount of deflection of each of the rods 32 (first to
As a result of the determination, when all of the four rods 32 are “the distance between the construction surface S side end portion of the rod 32 and the construction surface S is appropriate” (“the spray nozzle position is appropriate” for all the rods). (Step S13 is “Yes”), the process proceeds to Step S14.
On the other hand, any one of the rods 32 indicates that “the distance between the construction surface S side end portion of the rod 32 and the construction surface S is not appropriate” (for any rod, “the spray nozzle position is not appropriate”). ) (Step S13 is “No”), the process proceeds to step S16.
ステップＳ１４（ステップＳ１３で「全てのロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離が適正」）では、「吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面に対して垂直である」、すなわち、「吹付けノズル位置は適正」と判断して、ステップＳ１５に進む。
ステップＳ１５では、距離調整手段４（吹付けロボット）を作動させ、ノズル１と施工面Ｓとの相対位置関係を維持した状態で（現在の吹付けノズル位置で施工面へ吹付け）、施工面Ｓに対する吹付けを実行する。
In step S14 (“the distance between the construction surface S side ends of all the rods 32 and the construction surface S is appropriate” in step S13), “the spraying direction of the spray material C from the
In step S15, the distance adjustment means 4 (spraying robot) is operated to maintain the relative positional relationship between the
一方、ステップＳ１６（ステップＳ１３で「何れかのロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離が適正ではない」と判定）では、「吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面に対して垂直でない」、すなわち「吹付けノズル位置は不適正」と判断して、ステップＳ１７に進む。
ステップＳ１７では、距離調整手段４（吹付けロボット）を作動させ、吹付けノズル１の姿勢、施工面Ｓとの距離を制御、調整することで、４本のロッド３２の全てにおいて施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離が適正となり、吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面に対して垂直となる様に調整する。
同時にステップ１７では、警報手段５（ブザー等）を作動させて警報を発生し、作業者或いはオペレーターに対して「吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面に対して垂直でない」旨の注意を喚起する。
On the other hand, in step S16 (determined in step S13 that "the distance between the construction surface S side of any of the rods 32 and the construction surface S is not appropriate"), "the spray material C from the
In step S17, the distance adjusting means 4 (spraying robot) is operated to control and adjust the attitude of the
At the same time, in step 17, the alarm means 5 (buzzer or the like) is activated to generate an alarm, and the operator or operator is informed that “the spraying direction of the spray material C from the
ステップＳ１８では、施工面Ｓへの吹付けが終了したか否かを判断する。そして、吹付けが終了したと判断した場合（ステップＳ１８が「Ｙｅｓ」）は、吹付け施工を終了する。
一方、ステップＳ１８で吹付けが終了していなければ（ステップＳ１８が「Ｎｏ」）、ステップＳ１１に戻り、上述した制御を繰り返す。
In step S18, it is determined whether or not the spraying to the construction surface S has been completed. Then, when it is determined that the spraying is finished (step S18 is “Yes”), the spraying construction is finished.
On the other hand, if the spraying is not completed in step S18 (step S18 is “No”), the process returns to step S11 and the above-described control is repeated.
図１１〜図１４の第２実施形態によれば、ロッド３２を複数本（４本或いは３本）設け、コントロールユニット２０は、複数本のロッド３２に設けられた全てのセンサー３２Ａの検出結果がロッド３２の施工面Ｓ（例えば法面）側端部と施工面Ｓとの距離が適正であると判断した場合に、吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面Ｓに対して垂直であると判断する。
一方、コントロールユニット２０は、何れかのセンサー３２Ａの検出結果がロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離が適正ではないと判断した場合に、吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面に対して垂直ではないと判断する。そして、吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面に対して垂直ではない場合には、全てのロッド３２の施工面Ｓ側端部と施工面Ｓとの距離を適正になる様に、吹付けノズル１の姿勢等を制御する。
これにより、吹付けノズル１からの吹付け材Ｃの噴射方向が施工面（Ｓ：法面）に対して垂直になる様に制御することが出来る。
According to the second embodiment of FIGS. 11 to 14, a plurality of rods 32 (four or three) are provided, and the
On the other hand, the
Thereby, it can control so that the injection direction of the spraying material C from the
第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、ロッド３の先端（施工面Ｓ側端部）に接触センサー（触覚センサー：図示せず）を取り付けて、当該触覚センターが施工面Ｓに接触したか否かにより、吹付けノズル１と施工面Ｓとの距離が適正であるか否かを判断することが可能である。
第２実施形態におけるその他の構成、作用効果は、図１〜図７の第１実施形態と同様である。
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, a contact sensor (tactile sensor: not shown) is attached to the tip of the rod 3 (the end on the construction surface S side), and the tactile center is attached to the construction surface S. It is possible to determine whether or not the distance between the
Other configurations and operational effects in the second embodiment are the same as those in the first embodiment shown in FIGS.
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
例えば、図示の実施形態ではセンサーとして歪みセンサーを用いているが、その他のセンサー、例えばロッドの先端に近接センサーや接触センサーを用いることが可能である。
また、第２実施形態ではロッドは４本の場合と３本の場合が示されているが、２本であっても良いし、５本以上とすることも可能である。
It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example, and is not a description to limit the technical scope of the present invention.
For example, although the strain sensor is used as the sensor in the illustrated embodiment, other sensors, for example, a proximity sensor or a contact sensor can be used at the tip of the rod.
In the second embodiment, the case of four rods and the case of three rods are shown, but two rods may be used, or five or more rods may be used.
１・・・吹付けノズル
２、２１、２２・・・本体部
３、３１、３２、３３・・・ロッド（棒状部材）
３Ａ、３１Ａ、３２Ａ、３３Ａ、３４Ａ・・・歪みセンサー
３Ｔ、３１Ｔ、３２Ｔ・・・ロッド先端部
４・・・距離調整手段（吹付けロボット）
５・・・警報手段（ブザー等）
６・・・軸受部材
１０、１１、２０・・・コントロールユニット（制御装置）
１０Ａ、２０Ａ・・・撓み量決定ブロック
１０Ｂ、２０Ｂ・・・吹付けノズル位置適否判定ブロック
１０Ｃ、２０Ｃ・・・記憶ブロック
１００、１０１、２００、２０１・・・吹付けノズル用センサー
Ｃ・・・吹付け材
Ｓ・・・施工面（例えば法面）
DESCRIPTION OF
3A, 31A, 32A, 33A, 34A ...
5 ... Warning means (buzzer, etc.)
6 ...
10A, 20A ... Deflection amount determination blocks 10B, 20B ... Spray nozzle position suitability determination blocks 10C, 20C ... Storage blocks 100, 101, 200, 201 ... Spray nozzle sensor C ... Spray material S ... Construction surface (for example, slope)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109876942A (en) * | 2017-12-06 | 2019-06-14 | 天长市金陵电子有限责任公司 | A kind of electric-control system and automatically controlled spraying method of electrostatic sprayer |
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- 2016-02-10 JP JP2016023439A patent/JP6650178B2/en active Active
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