JP2017223000A - Device, method, and program for determining arrival to support layer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、支持層到達判定装置、支持層到達判定方法及び支持層到達判定プログラムに関するものである。 The present invention relates to a support layer arrival determination device, a support layer arrival determination method, and a support layer arrival determination program.
杭打工事の方法として、電動モータによって杭自体やオーガドリル(以下、「掘削機」とする。)を回転させることにより地盤を掘削して杭等を支持層まで到達させる方法がある。
ここで、従来、掘削機が支持層まで到達したか否かの判断は、現場責任者が、電動モータに負荷されるモータ電流値の波形が印字されたチャート紙を目視にて観察し、電流値が大きくなったか否かによって行われる。
これは、掘削機が支持層に到達すると電動モータに過負荷がかかってモータ電流値が大きくなることを利用するものである。
しかしながら、印字されたモータ電流値の波形には、工事現場の環境等に起因する単発ノイズ(比較的短時間で振幅の大きく表れるもの)や高周波ノイズ等の種々のノイズが含まれるので、例えば、単発ノイズの発見をもって支持層に到達したと判断してしまう場合がある。
よって、上記のような目視による観察に基づく判断手法は、現場責任者による主観的なものであって、客観性に乏しく、信頼性が低いという問題がある。
また、特許文献1は、掘削機の電動モータの負荷電流値及び吊荷重に基づいて基盤面位置を判定する方法であるが、ノイズの問題やその解決手段については言及していない。
As a method of pile driving work, there is a method in which a pile or the like reaches a support layer by excavating the ground by rotating the pile itself or an auger drill (hereinafter referred to as “excavator”) with an electric motor.
Here, conventionally, whether or not the excavator has reached the support layer is determined by the person in charge at the site visually observing the chart paper on which the waveform of the motor current value loaded on the electric motor is printed. This is done depending on whether the value has increased.
This utilizes the fact that when the excavator reaches the support layer, the electric motor is overloaded and the motor current value increases.
However, since the printed motor current value waveform includes various noises such as single noise (high amplitude appearing in a relatively short time) and high frequency noise due to the environment of the construction site, for example, It may be determined that the support layer has been reached with the discovery of a single noise.
Therefore, the judgment method based on visual observation as described above is subjective by the on-site manager, and has a problem that the objectivity is poor and the reliability is low.
Moreover, although patent document 1 is a method of determining a base-surface position based on the load current value and suspension load of the electric motor of an excavator, it does not mention the noise problem and its solution means.
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、信頼性が高い支持層到達判定装置、支持層到達判定方法及び支持層到達判定プログラムを提供することを目的とする。 Then, this invention is made | formed in view of the said problem, Comprising: It aims at providing the support layer arrival determination apparatus, support layer arrival determination method, and support layer arrival determination program with high reliability.
上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
(1)本発明の支持層到達判定装置は、
支持層到達を判定する判定装置であって、地盤を掘削する掘削機を回転駆動する電動モータのアナログ電流値を変換してデジタル電流値を出力するA/D変換装置と、前記デジタル電流値からノイズを除去して補正電流値を出力するローパスフィルタ手段を有する制御装置と、を備え、前記補正電流値が予め設定された電流閾値以上となる時間幅に基づいて、支持層に到達したことを表す信号を出力する。
(2)上記(1)の構成において、
前記時間幅が予め設定された時間幅閾値以上となる場合に、支持層に到達したことを表す信号を出力する。
(3)上記(1)又は(2)の構成において、
前記補正電流値が予め設定された電流閾値以上となる時間幅ごとに、前記補正電流値を時間で積分して電流積分値を求め、前記電流積分値が、予め設定された積分閾値以上となる場合に、支持層に到達したことを表す信号を出力する。
(4)本発明の支持層到達判定方法は、
支持層到達を判定する判定方法であって、地盤を掘削する掘削機を回転駆動する電動モータのアナログ電流値を変換してデジタル電流値を出力する変換ステップと、前記デジタル電流値からノイズを除去して補正電流値を出力するノイズ除去ステップと、前記補正電流値が予め設定された電流閾値以上となる時間幅に基づいて、支持層に到達したことを表す信号を出力する判定出力ステップを含む。
(5)本発明の支持層到達判定プログラムは、
コンピュータに支持層到達を判定させる判定プログラムであって、コンピュータを、地盤を掘削する掘削機を回転駆動する電動モータのモータ電流値をデジタル変換してデジタル電流値を出力させるA/D変換手段と、前記デジタル電流値からノイズを除去して補正電流値を出力させるローパスフィルタ手段と、前記補正電流値が予め設定された電流閾値以上となる時間幅に基づいて、支持層に到達したことを表す信号を出力させる手段として機能させる。
In order to achieve the above object, the following configuration is used.
(1) The support layer arrival judging device of the present invention is
A determination device for determining the arrival of a support layer, an A / D converter that converts an analog current value of an electric motor that rotationally drives an excavator that excavates the ground, and outputs a digital current value; and from the digital current value A low-pass filter means for removing noise and outputting a corrected current value, and having reached the support layer based on a time width in which the corrected current value is equal to or greater than a preset current threshold value. Output a signal that represents
(2) In the configuration of (1) above,
When the time width is equal to or greater than a preset time width threshold, a signal indicating that the support layer has been reached is output.
(3) In the configuration of (1) or (2) above,
For each time width in which the correction current value is equal to or greater than a preset current threshold value, the correction current value is integrated over time to obtain a current integral value, and the current integral value is equal to or greater than a preset integration threshold value. In this case, a signal indicating that the support layer has been reached is output.
(4) The support layer arrival determination method of the present invention includes:
A determination method for determining arrival of a support layer, a conversion step of converting an analog current value of an electric motor that rotationally drives an excavator for excavating the ground and outputting a digital current value, and removing noise from the digital current value A noise removal step for outputting a corrected current value and a determination output step for outputting a signal indicating that the correction current value has reached the support layer based on a time width in which the corrected current value is equal to or greater than a preset current threshold value. .
(5) The support layer arrival determination program of the present invention includes:
A determination program for causing a computer to determine the arrival of a support layer, wherein the computer digitally converts a motor current value of an electric motor that rotationally drives an excavator for excavating the ground and outputs a digital current value; The low-pass filter means for removing the noise from the digital current value and outputting the corrected current value and the time width when the corrected current value is equal to or greater than a preset current threshold value represents that the support layer has been reached. It functions as a means for outputting a signal.
本発明によれば、信頼性が高い支持層到達判定装置、支持層到達判定方法及び支持層到達判定プログラムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a support layer arrival determination device, a support layer arrival determination method, and a support layer arrival determination program with high reliability.
以下、図面を参照して本発明を実施するための第1の形態(以下、第1実施形態)について詳細に説明する。 Hereinafter, a first mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as a first embodiment) will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
(支持層到達判定装置)
図1に示すように、支持層到達判定装置1は、CPU10、A/D変換装置20、I/O装置30、メインメモリ40、画像メモリ50及び通信装置60を備え、CPU10とメインメモリ40と画像メモリ50とで制御装置4を構成し、各装置が相互に配線接続されたハードウェアである。
また、支持層到達判定装置1は、外部の電動モータの電流検出部に接続され、外部の管理コンピュータ2に接続される。
以下、各装置を個別に説明する。
(First embodiment)
(Support layer arrival judgment device)
As shown in FIG. 1, the support layer arrival determination device 1 includes a
Further, the support layer arrival determination device 1 is connected to the current detection unit of the external electric motor and is connected to the
Hereinafter, each device will be described individually.
CPU10は、メインメモリ40からソフトウェアである支持層到達判定プログラム100を読み込み逐次実行し、例えば1msの周期のシステムクロックを発生させ、そのシステムクロックに同期させて1周期ごとに各部品を作動させる。なお、支持層到達判定プログラム100については別途詳細に説明する。以下、特に説明のない限り、時間幅はシステムクロック数と同様の意味で用いる。
The
A/D変換装置20は、地盤を掘削する掘削機を回転駆動する電動モータのアナログ電流値iaが入力され、アナログ値をデジタル値に変換して、デジタル電流値idを出力する。
A /
I/O装置30は、外部からのスタート信号や設定値を入力する入力装置31、電流波形や支持層到達判定結果等を表示する表示装置32及び報知信号を出力する報知装置33を備える。なお、電流波形や支持層到達判定結果等を印刷する図示しない印刷装置をI/O装置30に備えてもよいが、印刷装置を支持層到達判定装置1とは別の外部モジュールとし、I/O装置30に接続してもよい。I/O装置30を支持層到達判定装置1とは別の外部モジュールとしてもよい。
The I / O device 30 includes an input device 31 that inputs an external start signal and a set value, a
メインメモリ40には、ソフトウェアである後述する支持層到達判定プログラム100が展開される。
In the
画像メモリ50は、表示装置32に表示するデータを記憶する。
通信装置60は、無線通信、有線通信及び公衆回線等のネットワークを通じて外部の管理コンピュータ2とのデータの送受信を行う。管理コンピュータ2にはモニタ3が適宜設けられる。
The
The
制御装置4は、CPU10とメインメモリ40と画像メモリ50とで構成され、メインメモリ40には、デジタル電流値から高周波ノイズを除去して補正電流値を出力するローパスフィルタ手段120を有する後述の支持層到達判定プログラム100が展開される。
そして、図2に示すように、支持層到達判定装置1は、補正電流値irが予め設定された電流閾値ith以上となる時間幅tBに基づいて、支持層に到達したことを表す信号を表示装置32や報知装置33に出力する。
The control device 4 includes a
Then, as shown in FIG. 2, the support layer arrival determination device 1, a signal indicating that on the basis of the duration tB the correction current i r becomes current threshold i th or more set in advance, and reaches the support layer Is output to the
(支持層到達判定方法及び支持層到達判定プログラム)
次に、支持層到達判定プログラム100について説明するが、支持層到達を判定する判定方法である支持層到達判定方法の説明を兼ねる。
図2は支持層到達判定プログラム100のブロック図を示す。
図1に示すように、支持層到達判定プログラム100は、メインメモリ40に展開されるソフトウェアであり、詳細には、図2に示すように、コンピュータに支持層到達を判定させる判定プログラムであって、コンピュータを、地盤を掘削する掘削機を回転駆動する電動モータのモータ電流値をデジタル変換してデジタル電流値を出力させるA/D変換手段110と、デジタル電流値からノイズを除去して補正電流値を出力させるローパスフィルタ手段120と、画像メモリ手段130と、第1比較手段140と、電流レジスタ150と、カウンタ手段160と、第2比較手段170と、時間幅レジスタ180として機能させ、補正電流値が予め設定された電流閾値以上となる時間幅に基づいて、支持層に到達したことを表す信号を出力させる手段として機能させる。
そして、地盤を掘削する掘削機を回転駆動する電動モータのアナログ電流値iaをデジタル変換してデジタル電流値idを出力し、デジタル電流値idからホワイトノイズ等の高周波ノイズを除去して補正電流値irを出力し、補正電流値irが予め設定された電流閾値ith以上となる時間幅tBに基づいて、支持層に到達したことを表す信号を表示装置32や報知装置33に出力する。
(Support layer arrival determination method and support layer arrival determination program)
Next, the support layer
FIG. 2 shows a block diagram of the support layer
As shown in FIG. 1, the support layer
Then, the analog current value i a of the electric motor for rotating the excavator for excavating the ground and digital conversion and outputs a digital current value i d, to remove high frequency noise such as white noise from the digital current value i d and outputs a correction current i r, the correction current i r is based on the duration tB as a preset current threshold i th above, the display a signal indicating that it has reached the supporting
以下、支持層到達判定プログラム100について、アナログ電流値iaを基点とした信号の流れに沿って説明する。
図2に示すように、まず、地盤を掘削する掘削機を回転駆動する電動モータからのアナログ電流値iaがA/D変換手段110に入力される。
アナログ電流値iaが入力されたA/D変換手段110は、アナログ電流値iaをデジタル電流値idに変換し(変換ステップ)、変換されたデジタル電流値idを、ローパスフィルタ手段120と画像メモリ手段130に出力する。
画像メモリ手段130に入力されたデジタル電流値idは、さらに表示装置32に出力されて、表示装置32の画面には、例えば、図4に示すようなグラフが表示される。
図4に示すグラフは、縦軸をデジタル電流値idとし、横軸を時間tとしたときの波形であり、波形には工事現場の環境等に起因する単発ノイズや種々のノイズが含まれたままである。
Hereinafter, the support layer
As shown in FIG. 2, first, an analog current value i a of the electric motor for rotating the excavator for excavating the ground is input to the A /
Analog current value i a is inputted the A /
Image memory means 130 digital current value i d, which is input to is output further to a
The graph shown in FIG. 4 is a waveform when the vertical axis represents the digital current value id and the horizontal axis represents time t. The waveform includes single noise and various noises caused by the environment of the construction site. It remains.
図2に戻ると、ローパスフィルタ手段120は、入力されたデジタル電流値idに対して所定のカットオフ周波数が設定されたローパスフィルタを通過させて、高周波ノイズが除去された補正電流値irを第1比較手段140に出力する(ノイズ除去ステップ)。なお、カットオフ周波数は、現地調査や経験に基づいて事前に設定されてよく、入力装置31からの入力によって変更されてもよい。
また、ローパスフィルタ手段120は、補正電流値irを画像メモリ手段130に出力する。
そして、 画像メモリ手段130に入力された補正電流値irは、さらに表示装置32に出力されて、表示装置32の画面には、例えば、図5(a)に示すようなグラフが表示される。
図5(a)に示すグラフは、縦軸を補正電流値irとし、横軸を時間tとしたときの波形であり、図4のデジタル電流値idをローパスフィルタに通したものであるので、高周波ノイズが取り除かれたものである。
Returning to FIG. 2, the low-
Further, the low-
The correction is inputted to the
The graph shown in FIG. 5 (a), the vertical axis is the corrected current value i r, a waveform when the horizontal axis represents time t, is through the digital current value i d of FIG. 4 to the low-pass filter Therefore, the high frequency noise is removed.
図2に戻ると、第1比較手段140は、入力された補正電流値irと予め設定された電流閾値ithとを比較する。
電流閾値ithは、現地調査や経験に基づいて事前に設定されて電流レジスタ150に記憶される。なお、この電流閾値ithは、入力装置31からの入力によって変更されてもよい。
そして、第1比較手段140は、システムクロックの1周期ごとに上記の比較を実行し、補正電流値irが電流閾値ith以上となるときに、例えばオン信号である‘1’を出力し、補正電流値irが電流閾値ith未満となるときに、例えばオフ信号である‘0’を出力し、比較の都度、オン信号又はオフ信号をカウンタ手段160に出力する。
Returning to FIG. 2, the
The current threshold i th is set in advance based on field surveys and experiences, and is stored in the
Then, the
そして、カウンタ手段160には、第1比較手段140からのオン信号又はオフ信号が入力される一方、CPU10から、時間tに対応するシステムクロック信号が入力される。
カウンタ手段160は、オン信号が入力される時点tnから、次にオフ信号が入力される時点t’nまでの間の時間幅tBnを計測し、その時間幅tBnを第2比較手段170に出力するとともに、時間幅をリセットして、次の計測に対して準備する。なお、時間幅tBnの計測は、時点tnから時点t’nまでの間にカウントされたシステムクロック数でよく、時点t’nの時刻から時点tnの時刻を引いたものでもよい。
The counter means 160 receives the on signal or the off signal from the first comparison means 140 and the
Counter means 160, from the time t n the ON signal is input, then measures the time width tB n of between time t 'n the OFF signal is input, the time width tB n second comparing means In addition to outputting to 170, the time width is reset to prepare for the next measurement. Incidentally, the measurement of the duration tB n, 'well with the system clock number counted until n, the time t' from the time point t n time t may be obtained by subtracting the time at t n from the time of n.
第2比較手段170には、カウンタ手段160から時間幅tBnが入力される一方、時間幅レジスタ180から時間幅閾値tBthが入力される。時間幅閾値tBthは、現地調査や経験に基づいて事前に設定されて時間幅レジスタ180に記憶されるものであり、想定される単発ノイズの時間幅よりも大きなものを採用する。これにより、単発ノイズを支持層到達と誤判定することを抑制できる。なお、この時間幅閾値tBthは、入力装置31からの入力によって変更されてもよい。
第2比較手段170は、入力された時間幅tBnと予め設定された時間幅閾値tBthとを比較する。
そして、第2比較手段170は、カウンタ手段160から時間幅tBnが入力されるごとに上記の比較を実行し、時間幅tBnが時間幅閾値tBth以上となるときに、例えばオン信号である‘1’を、表示装置32や報知装置33に出力する(判定出力ステップ)。
The second comparison means 170 receives the time width tB n from the counter means 160 and the time width threshold tB th from the
The second comparing means 170 compares the input time width tB n with a preset time width threshold tB th .
The
第2比較手段170からオン信号が入力された表示装置32は、支持層に到達した旨の表示をし、又は報知装置33が支持層に到達した旨の音や光を発することで、表示装置32や報知装置33の周囲にいる者が、掘削機が支持層に到達したことを認識できる。
The
次に、第1比較手段140から第2比較手段170までの上述の処理内容を、図5(a)及び図5(b)を用いて図式的に説明する。
図5(a)に示すように、グラフには、電流閾値ithが時間軸に平行に破線で表されている。
補正電流値irが電流閾値ith以上となる時点t1から、次に補正電流値irが電流閾値ith未満となる時点t’1までの間の時間幅tB1を測定する。
そして、時間幅tB1と予め設定された時間幅閾値tBthとを比較すると、図5(b)に示すように、時間幅tB1の方が小さいので、時間幅tB1が時間幅閾値tBth未満であり、この場合は、時点t’1において、支持層に到達したとは判定しない。
Next, the above-described processing contents from the
As shown in FIG. 5A, in the graph, the current threshold value i th is represented by a broken line parallel to the time axis.
From the time t 1 at which the correction current i r becomes current threshold i th or more, then the correction current i r measures the time width tB 1 of between time t '1 be less than the current threshold value i th.
Then, comparing the time width tB 1 with the preset time width threshold value tB th , as shown in FIG. 5B, the time width tB 1 is smaller, so the time width tB 1 is equal to the time width threshold value tB. less than th, in this case, at time t '1, no determination has reached the support layer.
続いて時間が経過して時点t2に達すると、再び補正電流値irが電流閾値ith以上となり、この時点t2から、補正電流値irが電流閾値ith未満となる時点t’2までの間の時間幅tB2を測定する。
次に、時間幅tB2と予め設定された時間幅閾値tBthとを比較すると、図5(b)に示すように、時間幅tB2の方が小さいので、時間幅tB2が時間幅閾値tBth未満であり、この場合も、時点t’2において、支持層に到達したとは判定しない。
Subsequently, when the time has reached the time t 2 and passed again corrected current value i r becomes current threshold i th or more, from the time t 2, time t the correction current i r becomes less than the current threshold value i th ' measuring the duration tB 2 between up to 2.
Next, comparing the time width tB 2 with a preset time width threshold value tB th , as shown in FIG. 5B, the time width tB 2 is smaller, so the time width tB 2 is equal to the time width threshold value. less than tB th, also in this case, at time t '2, does not determine the reached the supporting layer.
さらに時間が経過して時点t3に達すると、再び補正電流値irが電流閾値ith以上となり、この時点t3から、補正電流値irが電流閾値ith未満となる時点t’3までの間の時間幅tB3を測定する。
そして、時間幅tB3と予め設定された時間幅閾値tBthとを比較すると、図5(b)に示すように、時間幅tB3の方が大きいので、時間幅tB3が時間幅閾値tBth以上であり、この場合は、時点t’3において、支持層に到達したと判定する。
Upon reaching the time point t 3 with the passage of further time, again corrected current value i r becomes current threshold i th or more, from the point t 3, time t '3 in which the correction current i r becomes less than the current threshold value i th the duration tB 3 of until the measurement.
Then, comparing the time width tB 3 with the preset time width threshold value tB th , as shown in FIG. 5B, the time width tB 3 is larger, so the time width tB 3 is equal to the time width threshold value tB. In this case, it is determined that the support layer has been reached at time t ′ 3 .
なお、さらに時間が経過して時点t4、t5、t6に達すると、再び補正電流値irが電流閾値ith以上となるが、これらの時点より前の時点、つまりt’3の時点で、既に、支持層に到達したことが判定されているので、改めて判定をしてもしなくてもよい。すなわち、時点t’3において、支持層に到達したと判定したときに、支持層到達判定プログラムを終了してもよい。
このようにして、支持層到達判定プログラム100は、支持層に到達したことを自動で判定できる。
Note that further time reaches time t 4, t 5, t 6 has elapsed, the correction current i r becomes current threshold i th above again, prior to these time point, that is t '3 of Since it has already been determined that the support layer has been reached, it may not be determined again. That is, when it is determined that the support layer has been reached at time t ′ 3 , the support layer arrival determination program may be terminated.
In this way, the support layer
画像メモリ手段130は、デジタル電流値id及び補正電流値irが入力され、例えば、図4に示すようなデジタル電流値idの波形及び図5(a)に示すような補正電流値irの波形を表示するためのデータを表示装置32に出力する。
以上のようにすることで、単発ノイズを誤判定することなく、支持層に到達したか否かを、電動モータの過負荷の時間幅に基づいて判定できる。
The
By doing so, it is possible to determine whether or not the support layer has been reached based on the overload time width of the electric motor without erroneously determining single noise.
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について詳細に説明する。
第2実施形態と第1実施形態とは、ローパスフィルタ通過後の補正電流値irの信号の処理が異なり、他の部分は共通するので、以下の説明では、第2実施形態における補正電流値irの信号処理を中心に説明し、共通する部分の説明を省略する場合がある。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described in detail.
The second embodiment and the first embodiment, unlike the processing of a signal of the correction current value i r has passed through the low-pass filter, since the other parts are common, in the following description, the correction current value in the second embodiment signal processing i r focuses on, it might be omitted in the common parts.
図3に示すように、ローパスフィルタ手段220は、補正電流値irを第3比較手段240と画像メモリ手段230に出力するとともに、後述する積分手段260にも出力する。
As shown in FIG. 3, the low-
第3比較手段240は、システムクロックの1周期ごとに比較を実行し、補正電流値irが電流閾値ith以上となるときに、例えばオン信号である‘1’を出力し、補正電流値irが電流閾値ith未満となるときに、例えばオフ信号である‘0’を出力し、比較の都度、オン信号又はオフ信号を積分手段260に出力する。
電流閾値ithは、現地調査や経験に基づいて事前に設定されて電流レジスタ250に記憶される。
The
The current threshold i th is set in advance based on field surveys and experiences and stored in the
積分手段260は、オン信号が入力される時点tnで、その時点の補正電流値irnを記憶し、その1周期後の時点tn+1に入力される信号がオン信号である場合は、その時点tn+1における補正電流値irn+1を前回の補正電流値irnに加えて電流積分値iinを求める演算処理を行い、その電流積分値iinを第4比較手段270に出力し、以降、この処理をオン信号が入力されるごとに繰り返す。
そして、積分手段260は、オフ信号が入力された場合は、記憶した電流積分値iinをリセットして、次の処理の準備をする。
The integration means 260 stores the correction current value i rn at the time point t n when the ON signal is input, and if the signal input at the time point t n + 1 one cycle later is the ON signal, It performs arithmetic processing for obtaining the current integral ii n a correction current value i rn + 1 at time t n + 1 in addition to the previous correction current i rn, and outputs the current integral ii n to the fourth comparison means 270, and later, This process is repeated each time an ON signal is input.
Then, the integrating means 260, when the off signal is input, resets the stored current integral ii n, to prepare for the next processing.
第4比較手段270には、積分手段260から電流積分値iinが入力される一方、積分レジスタ280から積分閾値iithが入力される。積分閾値iithは、現地調査や経験に基づいて事前に設定されて積分レジスタ280に記憶される。なお、この積分閾値iithは、入力装置31からの入力によって変更されてもよい。
The fourth comparison means 270 receives the current integration value ii n from the integration means 260 and the integration threshold value ii th from the
第4比較手段270は、入力された電流積分値iinと予め設定された積分閾値iithとを比較する。
そして、第4比較手段270は、積分手段260ら電流積分値iinが入力されるごとに上記の比較を実行し、電流積分値iinが積分閾値iith以上となるときに、例えばオン信号である‘1’を、表示装置32や報知装置33に出力する。なお、電流積分値iinは、上記のように演算されるものに限らず、補正電流値irが電流閾値ith以上となる時間幅における補正電流値irを時間で積分したものに対応する値であれば何でもよい。
The fourth comparison means 270 compares the input current integration value ii n with a preset integration threshold value ii th .
The
以上の構成とすることで、単発ノイズを誤判定することなく、支持層に到達したか否かを、電動モータの過負荷の大きさに基づいて判定できる。 By setting it as the above structure, it can be determined based on the magnitude | size of the overload of an electric motor whether it reached | attained the support layer, without erroneously determining single noise.
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明に係る支持層到達判定装置、支持層到達判定方法及び支持層到達判定プログラムは上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変化が可能である。 The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, but the support layer arrival determination device, the support layer arrival determination method, and the support layer arrival determination program according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and are claimed. Various modifications and changes are possible within the scope of the gist of the present invention described in the above.
例えば、デジタル電流値idに対して、ローパスフィルタを適用するのに加えて、必要に応じて、50Hzや60Hzの商用周波数ノイズを取り除くバンドパスフィルタやノッチフィルタをさらに適用してから、第1比較手段140や第3比較手段240に入力してもよい。
これにより、商用周波数ノイズを取り除いた波形に基づいて支持層到達判定ができるので、判定の精度が上がる。
For example, the digital current value i d, in addition to applying a low pass filter, if necessary, further after applying a bandpass filter or a notch filter for removing commercial frequency noise 50Hz or 60 Hz, the first You may input into the comparison means 140 or the 3rd comparison means 240. FIG.
Thereby, since the support layer arrival determination can be performed based on the waveform from which the commercial frequency noise is removed, the determination accuracy is improved.
また、アナログ電流値iaを、高入力インピーダンスの入力バッファに入れて、外部からの高周波ノイズをアナログフィルタで除去してから、デジタル電流値idに変換してもよい。 Further, the analog current value i a, placed in the buffer of the high input impedance, a high-frequency noise from the outside after removing an analog filter, may be converted into digital current value i d.
また、デジタル電流値idのノイズを除去するために、デジタル電流値idをフーリエ変換してスペクトル分析を行い、所定の周波数以上の周波数成分を除去した後、フーリエ逆変換してもよい。 Further, in order to remove the noise of the digital current value i d, it performs a spectrum analysis of the digital current value i d by Fourier transform, after removing the predetermined frequency or more frequency components may be the inverse Fourier transform.
また、杭打ち作業の開始から支持層到達までの時間は、電動モータの電流値の信号解析は必須ではないので、想定される支持層到達時間帯において時間軸に対する窓関数を適用し、窓関数内でのみ信号解析をするようにしてもよい。これにより、コンピュータのメモリ容量の節約ができる。 In addition, since the signal analysis of the electric motor current value is not indispensable for the time from the start of pile driving to the arrival of the support layer, the window function for the time axis is applied in the expected support layer arrival time zone, and the window function The signal analysis may be performed only within. Thereby, the memory capacity of the computer can be saved.
なお、以上では、第1実施形態と第2実施形態を個別に説明したが、これらを組み合わせてもよい。
すなわち、支持層到達判定装置は、支持層到達を判定する判定装置であって、地盤を掘削する掘削機を回転駆動する電動モータのアナログ電流値を変換してデジタル電流値を出力するA/D変換装置と、デジタル電流値からノイズを除去して補正電流値を出力するローパスフィルタ手段を有する制御装置と、を備え、補正電流値が予め設定された電流閾値以上となる時間幅が予め設定された時間幅閾値以上となる場合(第1実施形態)であって、かつ、電流積分値が予め設定された積分閾値以上となる場合(第2実施形態)に、支持層に到達したことを表す信号を出力してもよい。
また、支持層到達判定装置は、支持層到達を判定する判定装置であって、地盤を掘削する掘削機を回転駆動する電動モータのアナログ電流値を変換してデジタル電流値を出力するA/D変換装置と、デジタル電流値からノイズを除去して補正電流値を出力するローパスフィルタ手段を有する制御装置と、を備え、補正電流値が予め設定された電流閾値以上となる時間幅が予め設定された時間幅閾値以上となる場合(第1実施形態)に、支持層に到達したことを表す第1信号を出力し、それに並行して、電流積分値が予め設定された積分閾値以上となる場合(第2実施形態)に、支持層に到達したことを表す第2信号を出力し、第1信号と第2信号の一方の出力しかなされない場合においては、第1信号を優先して支持層に到達したことを表す信号を出力してもよく、第1信号と第2信号を無視して計測を継続してもよい。
このように、支持層到達が、異なる判定基準により判定されるので、支持層到達判定の信頼性がさらに向上する。
In addition, although 1st Embodiment and 2nd Embodiment were demonstrated separately above, you may combine these.
In other words, the support layer arrival determination device is a determination device for determining support layer arrival, and converts an analog current value of an electric motor that rotationally drives an excavator that excavates the ground to output a digital current value. A conversion device and a control device having low-pass filter means for outputting a corrected current value by removing noise from the digital current value, and a time width in which the corrected current value is equal to or greater than a preset current threshold is preset. In the case where the time width is equal to or greater than the threshold value (first embodiment) and the current integral value is equal to or greater than the preset integral threshold value (second embodiment), it indicates that the support layer has been reached. A signal may be output.
The support layer arrival determination device is a determination device that determines support layer arrival, and converts an analog current value of an electric motor that rotationally drives an excavator that excavates the ground to output a digital current value. A conversion device and a control device having low-pass filter means for outputting a corrected current value by removing noise from the digital current value, and a time width in which the corrected current value is equal to or greater than a preset current threshold is preset. When the time width is equal to or greater than the threshold value (first embodiment), the first signal indicating that the support layer has been reached is output, and in parallel, the current integral value is equal to or greater than the preset integral threshold value. In the second embodiment, when the second signal representing the arrival at the support layer is output and only one of the first signal and the second signal is output, the first signal is prioritized. Represents reaching May output items, may continue measurement ignores the first signal and the second signal.
Thus, since the arrival of the support layer is determined by different determination criteria, the reliability of the determination of arrival of the support layer is further improved.
本発明によれば、電動モータのアナログ電流値を変換してデジタル電流値を出力するので、ノイズが除去された補正電流値に基づいて支持層到達をコンピュータによって自動判定できるので、信頼性が高い支持層到達判定装置、支持層到達判定方法及び支持層到達判定プログラムを提供できる。 According to the present invention, since the analog current value of the electric motor is converted and the digital current value is output, the arrival of the support layer can be automatically determined by the computer based on the corrected current value from which noise has been removed, so that the reliability is high. A support layer arrival determination device, a support layer arrival determination method, and a support layer arrival determination program can be provided.
本発明によれば、デジタル電流値から高周波ノイズを除去した補正電流値に基づいて支持層到達を判定するので、高周波ノイズの影響により誤判定することなく、支持層到達を自動判定できる。 According to the present invention, the arrival of the support layer is determined based on the corrected current value obtained by removing the high frequency noise from the digital current value. Therefore, the arrival of the support layer can be automatically determined without erroneous determination due to the influence of the high frequency noise.
本発明によれば、時間幅が予め設定された時間幅閾値以上となる場合に、支持層に到達したことを表す信号を出力するので、単発ノイズを支持層到達と誤判定することなく、支持層到達を自動判定できる。 According to the present invention, when the time width is equal to or greater than a predetermined time width threshold, a signal indicating that the support layer has been reached is output, so that it is supported without erroneously determining single noise as reaching the support layer. Automatic determination of layer arrival.
本発明によれば、補正電流値が予め設定された電流閾値以上となる時間幅に基づいて判定するので、計算負荷の大きいフーリエ変換やスペクトル分析を経ることなくノイズ除去の計算ができ、リアルタイムで支持層に到達したことを判定できる。 According to the present invention, since the correction current value is determined based on a time width that is equal to or greater than a preset current threshold value, noise removal can be calculated without going through a Fourier transform or spectrum analysis with a large calculation load, and in real time. It can be determined that the support layer has been reached.
本発明によれば、補正電流値が予め設定された電流閾値以上となる時間幅における電流積分値に基づいて判定するので、単発ノイズをより正確に除去できる。 According to the present invention, since the determination is made based on the current integration value in the time width in which the correction current value is equal to or greater than a preset current threshold, single noise can be more accurately removed.
1 支持層到達判定装置
2 管理コンピュータ
3 モニタ
4 制御装置
10 CPU
20 A/D変換装置
30 I/O装置
31 入力装置
32 表示装置
33 報知装置
40 メインメモリ
50 画像メモリ
60 通信装置
100 支持層到達判定プログラム
110 A/D変換手段
120 ローパスフィルタ手段
130 画像メモリ手段
140 第1比較手段
150 電流レジスタ
160 カウンタ手段
170 第2比較手段
180 時間幅レジスタ
210 A/D変換手段
220 ローパスフィルタ手段
230 画像メモリ手段
240 第3比較手段
250 電流レジスタ
260 積分手段
270 第4比較手段
280 積分レジスタ
ia アナログ電流値
id デジタル電流値
iin 電流積分値
iith 積分閾値
ir 補正電流値
irn 補正電流値
ith 電流閾値
t 時間
tBn 時間幅
tBth 時間幅閾値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support layer
20 A / D conversion device 30 I / O device 31
Claims (5)
地盤を掘削する掘削機を回転駆動する電動モータのアナログ電流値を変換してデジタル電流値を出力するA/D変換装置と、
前記デジタル電流値からノイズを除去して補正電流値を出力するローパスフィルタ手段を有する制御装置と、を備え、
前記補正電流値が予め設定された電流閾値以上となる時間幅に基づいて、支持層に到達したことを表す信号を出力することを特徴とする支持層到達判定装置。 A determination device for determining support layer arrival,
An A / D converter that converts an analog current value of an electric motor that rotationally drives an excavator that excavates the ground and outputs a digital current value;
A control device having low-pass filter means for removing noise from the digital current value and outputting a corrected current value,
A support layer arrival determination device characterized in that a signal indicating that the correction layer has reached the support layer is output based on a time width in which the correction current value is equal to or greater than a preset current threshold value.
前記電流積分値が、予め設定された積分閾値以上となる場合に、支持層に到達したことを表す信号を出力することを特徴とする請求項1又は2に記載の支持層到達判定装置。 For each time width in which the correction current value is equal to or greater than a preset current threshold, the correction current value is integrated over time to obtain a current integral value,
3. The support layer arrival determination device according to claim 1, wherein when the current integration value is equal to or greater than a preset integration threshold value, a signal indicating that the current has reached the support layer is output.
地盤を掘削する掘削機を回転駆動する電動モータのアナログ電流値を変換してデジタル電流値を出力する変換ステップと、
前記デジタル電流値からノイズを除去して補正電流値を出力するノイズ除去ステップと、
前記補正電流値が予め設定された電流閾値以上となる時間幅に基づいて、支持層に到達したことを表す信号を出力する判定出力ステップを含むことを特徴とする支持層到達判定方法。 A determination method for determining the arrival of a support layer,
A conversion step of converting an analog current value of an electric motor that rotationally drives an excavator that excavates the ground and outputting a digital current value;
A noise removing step of removing noise from the digital current value and outputting a corrected current value;
A support layer arrival determination method, comprising: a determination output step of outputting a signal indicating that the correction current value has reached a support layer based on a time width that is equal to or greater than a preset current threshold value.
コンピュータを、地盤を掘削する掘削機を回転駆動する電動モータのモータ電流値をデジタル変換してデジタル電流値を出力させるA/D変換手段と、
前記デジタル電流値からノイズを除去して補正電流値を出力させるローパスフィルタ手段と、
前記補正電流値が予め設定された電流閾値以上となる時間幅に基づいて、支持層に到達したことを表す信号を出力させる手段として機能させることを特徴とする支持層到達判定プログラム。 A determination program for causing a computer to determine the arrival of a support layer,
A / D conversion means for digitally converting a motor current value of an electric motor that rotationally drives an excavator for excavating the ground and outputting a digital current value;
Low-pass filter means for removing noise from the digital current value and outputting a corrected current value;
A support layer arrival determination program that functions as means for outputting a signal indicating that the correction current value has reached a support layer based on a time width that is equal to or greater than a preset current threshold value.
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