JP2019007161A - 削孔装置及び削孔方法 - Google Patents

Abstract

【課題】壁に孔を開ける削孔を自動的に効率よく行うことができる削孔装置及び削孔方法を提供する。【解決手段】一実施形態に係る削孔装置は、壁の壁面Ｗ１に削孔を行う削孔装置であって、壁面Ｗ１に沿った方向であるＸ方向及びＹ方向、並びに壁の厚さ方向であるＺ方向に移動自在とされた移動機構を備え、移動機構は、壁面Ｗ１を走査して壁の内部の鉄筋Ｆを探査するレーダユニット３０、及び壁面Ｗ１の鉄筋Ｆを避けた位置に削孔を行うドリルユニットの着脱が可能な着脱部を有する。【選択図】図９

Description

本発明は、壁に孔を開ける削孔装置及び削孔方法に関する。

特開平１−１２５４７２号公報には、鉄筋コンクリートの壁に孔を開けて鉄筋コンクリートを破砕する破砕工法が記載されている。この破砕工法では、壁に縦横に埋め込まれた鉄筋の位置が鉄筋探査機によって探査され、探査された鉄筋の位置がマーキングされる。そして、壁の高さ方向の中央部分には、コアードリルによって左右に連続的に孔部が穿たれることにより自由面が形成される。

その後、マーキングされた鉄筋の位置が更に別の線によって囲まれ、この線に最も近い位置が孔開け予定位置とされる。上記のマーキングの位置を基準として複数の孔開け予定位置が設定され、そして、各孔開け予定位置に対し、コアードリルによって所定の孔径の孔が形成されるように削孔が行われる。

特開平１−１２５４７２号公報

ところで、人が長時間滞在することが好ましくない場所で前述したような削孔が行われる場合がある。この場合、遠隔操作で各機器を稼動させて作業を行う無人化施工を行うことが望ましい。前述したようなコアードリルを用いた削孔、及びマーキング等の各作業は、作業員等の人手によって行われ、削孔の作業において無人化施工を実現できていないのが現状である。従って、無人化施工を実現させるべく、削孔を自動的に効率よく行うことが求められている。

本発明は、壁に孔を開ける削孔を自動的に効率よく行うことができる削孔装置及び削孔方法を提供することを目的とする。

本発明に係る削孔装置は、壁の壁面に削孔を行う削孔装置であって、壁面に沿った方向、及び壁の厚さ方向に移動自在とされた移動機構を備え、移動機構は、壁面を走査して壁の内部の鉄筋を探査するレーダユニット、及び壁面の鉄筋を避けた位置に削孔を行うドリルユニット、の着脱が可能な着脱部を有する。

この削孔装置では、壁面に沿った方向、及び壁の厚さ方向に移動自在とされた移動機構を備え、移動機構の着脱部には、壁の内部の鉄筋を探査するレーダユニットが取り付け可能とされている。よって、着脱部にレーダユニットを取り付けてレーダユニットを壁面に沿って走査させて鉄筋を探査することにより、壁に埋め込まれた鉄筋の配筋状態を自動的に効率よく把握することができる。また、着脱部のレーダユニットを外して着脱部にドリルユニットを取り付けることができるので、移動機構でドリルユニットを移動させることにより、ドリルユニットによる削孔を無人で効率よく行うことができる。更に、レーダユニットで探索した鉄筋の配筋状態を認識することができるので、鉄筋を避けた位置への削孔を自動的に行うことができる。従って、着脱部にレーダユニット及びドリルユニットを着脱させることにより、鉄筋を避けた位置への削孔を自動的に効率よく行うことができると共に、ドリルユニットによる削孔を無人で行うことができる。

また、壁は、壁面が水平方向及び鉛直方向に延在するように立設されており、移動機構は、壁面に沿った水平方向、及び壁面に沿った鉛直方向、に移動自在とされていてもよい。この場合、移動機構は、壁面に沿った水平方向、壁面に沿った鉛直方向、及び壁の厚さ方向、に３次元的に移動する。よって、レーダユニット及びドリルユニットを３次元方向に移動させることができるので、レーダユニットによる鉄筋の探査、及びドリルユニットによる削孔を効率よく行うことができる。

また、前述した削孔装置は、壁面に予め定めたマーキングポイントに対し、ドリルユニットによる削孔を行う削孔ポイントの位置をずらすオフセット設定部を備えてもよい。この場合、予め定めたマーキングポイントに鉄筋が存在するときに削孔ポイントをマーキングポイントからずらすことができる。従って、オフセット設定部によりドリルユニットによる削孔ポイントをずらすことができるので、鉄筋を避けた位置への削孔を遠隔操作によって確実に行うことができる。

また、前述した削孔装置は、着脱部に取り付けられたレーダユニット及びドリルユニットを撮影するカメラを備えてもよい。この場合、着脱部に取り付けられたレーダユニット及びドリルユニットの状態をカメラの撮影画像によって把握することができる。すなわち、レーダユニットによる鉄筋の探査、及びドリルユニットによる削孔を遠隔操作でカメラの撮影画像によって視認することができる。

また、レーダユニットは、壁の内部における配筋の画像取得を行ってもよい。この場合、レーダユニットによって得られた配筋の画像を視認することにより、壁に埋め込まれた鉄筋の配筋状態を画像表示によって容易に把握することができる。

また、前述した削孔装置は、壁面に対するドリルユニットの動作を設定するドリル動作モード設定部を備えてもよい。この場合、遠隔操作によってドリルユニットの動作を設定することができるので、ドリルユニットによる削孔を遠隔操作によって高精度に行うことができる。

また、前述した削孔装置は、移動機構の移動範囲を設定する移動範囲設定部を備えてもよい。この場合、移動機構の移動範囲を遠隔操作によって設定することができるので、移動機構が過度に移動することによって移動機構に引っ掛かりが生じ、移動機構の移動が妨げられる問題を回避することができる。また、移動機構を必要な範囲だけ移動させることができるので、鉄筋の探査及び削孔をより効率よく行うことができる。

また、着脱部は、レーダユニットに対する壁面からの押圧力を吸収するバネを備えてもよい。この場合、たとえ壁面が平坦でなく凹凸が形成されている場合であっても、バネがレーダユニットに対する押圧力を吸収するので、壁面に沿ったレーダユニットの走査をスムーズに行うことができる。従って、壁に埋め込まれた鉄筋の配筋状態の探査を効率よく且つ確実に行うことができる。

本発明に係る削孔方法は、壁の壁面に削孔を行う削孔方法であって、壁面に沿った方向、及び壁の厚さ方向に移動自在とされた移動機構に取り付けられたレーダユニットを壁面に沿って走査させることにより、壁の内部における鉄筋の配筋状態を検出する工程と、移動機構に取り付けられたドリルユニットにより、壁面の鉄筋を避けた位置に削孔を行う工程と、を備える。

この削孔方法では、壁面に沿った方向、及び壁の厚さ方向に移動自在である移動機構に、壁の内部の鉄筋を探査するレーダユニットを取り付けることができる。従って、移動機構によってレーダユニットを各方向に移動させながらレーダユニットで鉄筋の探査を行うことにより、壁に埋め込まれた鉄筋の配筋状態を効率よく取得することができる。また、移動機構にドリルユニットを取り付けることにより、移動機構でドリルユニットを各方向に移動させながら削孔を行うことができる。従って、レーダユニットで探索した鉄筋の位置を避けながら削孔を自動的に行うことができるので、削孔を無人で効率よく行うことができる。

また、前述した削孔方法は、配筋状態を検出する工程の前に、予め定めた壁面の原点に、予め記憶されている座標の原点の位置を校正する工程を備えてもよい。この場合、レーダユニットによる鉄筋の探査を行う前に原点の位置が校正されるので、レーダユニットの走査、及びドリルユニットの削孔を所望の箇所に対して高精度に行うことができる。

本発明によれば、壁に孔を開ける削孔を自動的に効率よく行うことができる。

実施形態に係る削孔装置、及び壁の壁面を示す斜視図である。 図１の削孔装置、及び壁の壁面を示す正面図である。 図１の削孔装置から延びるケーブルを示す斜視図である。 図１の削孔装置の移動機構に取り付けられたドリルユニットを示す側面図である。 図４の移動機構に取り付けられたレーダユニットを示す側面図である。 図１の削孔装置の機能を示すブロック図である。 実施形態に係る削孔方法の各工程の一例を示すフローチャートである。 （ａ）は、図１の壁の壁面に付されたマーキングポイントを示す正面図である。（ｂ）は、（ａ）の壁を示す平面図である。 図８の壁の壁面を走査するレーダユニットを示す図である。

以下では、図面を参照しながら本発明に係る削孔装置及び削孔方法の実施形態について詳細に説明する。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

図１は、本実施形態に係る削孔装置１を示す斜視図である。図２は、削孔装置１を示す正面図である。図１及び図２に示されるように、削孔装置１は、壁Ｗの壁面Ｗ１に対向する箇所に配置され、自動的に壁面Ｗ１に削孔を行う装置である。削孔装置１は、例えば、無人で削孔を行う。削孔装置１により、壁Ｗには、例えば、構台を組むためのアンカーが打ち込まれるアンカー孔が削孔される。

削孔装置１は、壁Ｗに対して３次元方向に移動する移動機構１０を備える。また、削孔装置１は、移動機構１０が移動する範囲を定める第１フレーム２、第２フレーム３、第３フレーム４及び台５を備える。第１フレーム２は、壁面Ｗ１に対向すると共に、壁面Ｗ１の削孔対象位置を囲むように設けられる。平面視において、第１フレーム２は、例えばコの字状を成しており、壁面Ｗ１及び台５にボルトで固定されている。

第２フレーム３は、第１フレーム２と壁面Ｗ１の間に配置されており、第１フレーム２の内側において壁Ｗに沿って水平方向に移動する。第３フレーム４は、平面視において矩形枠状を成している。第３フレーム４は、第２フレーム３の内側において鉛直方向に移動する。

なお、以下の説明では、壁面Ｗ１に沿った水平方向（第２フレーム３が移動する方向）をＸ方向、鉛直方向（第３フレーム４が移動する方向）をＹ方向、壁Ｗの厚さ方向をＺ方向として説明する。また、Ｚ方向については、壁Ｗに向かう方向を前方、壁Ｗから離れる方向を後方、として説明する。なお、これらの方向は、説明の便宜上定めたものであって、各部材の取付位置、及び各部材の移動方向を限定するものではない。

図３及び図４に示されるように、第３フレーム４には移動機構１０が設けられている。移動機構１０には、制御盤１０ａが設けられており、制御盤１０ａからは、電源Ｅに接続する電源ケーブルＣ１、及びローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）Ｎに接続するＬＡＮケーブルＣ２が伸びている。

移動機構１０は、第３フレーム４に対してＺ方向に移動する。また、前述したように、第３フレーム４は第２フレーム３に対してＹ方向に移動し、第２フレーム３は第１フレーム２（壁Ｗ）に対してＸ方向に移動するので、移動機構１０は、壁Ｗに対して３次元方向に移動自在とされている。なお、移動機構１０の上には、削孔のときに生じた削り屑を吸引する集塵機が配置されていてもよい。

移動機構１０は、壁Ｗを削孔するドリルユニット２０、及び、壁Ｗに埋め込まれた鉄筋Ｆ（図９参照）を探査するレーダユニット３０（図５参照）の両方の着脱を可能とする着脱部１０Ａを備える。着脱部１０Ａは、ドリルユニット２０が着脱される着脱部１１、及びレーダユニット３０が着脱される着脱部１２を含んでいる。着脱部１１は、移動機構１０のベース部１０ｂに固定されている。ドリルユニット２０は、壁面Ｗ１を削るビット２１と、ビット２１から棒状に延びる棒状部２２と、着脱部１１に形成された取付孔１１ａに差し込まれる棒状の差し込み部２３と、を備える。

ビット２１は、壁Ｗを削る刃部と、刃部によって削られた壁Ｗの削り屑を吸引する吸引孔とを有する。ビット２１の吸引孔は、棒状部２２の後端に位置する分岐部２４から延びるホースＨの内部空間に連通しており、ホースＨは前述した集塵機に接続されている。従って、ビット２１の吸引孔から吸引された壁Ｗの削り屑は、ビット２１、棒状部２２、分岐部２４及びホースＨを介して、集塵機に集められる。

ホースＨは、例えば、ワイヤ入りホースであり、これによりホースＨは潰れにくくなっている。差し込み部２３は、着脱部１１の取付孔１１ａに差し込まれる。取付孔１１ａには、差し込み部２３の抜けを防止するロック機構が設けられている。差し込み部２３を、その長手方向に直交する平面で切断したときの断面は、例えば、非円形（多角形状）とされている。

図４及び図５に示されるように、着脱部１０Ａからは、ドリルユニット２０が取り外されてレーダユニット３０が取り付けられる。レーダユニット３０は、壁面Ｗ１で転動する複数の車輪３１を備えている。レーダユニット３０は、各車輪３１が壁面Ｗ１に押し当てられた状態で壁面Ｗ１に電磁波を照射することにより壁Ｗに埋め込まれた鉄筋Ｆを探査する。

このように、レーダユニット３０は、壁面Ｗ１を走査して壁Ｗの内部の鉄筋Ｆを探査する。レーダユニット３０は、前述した車輪３１とレーダユニットスイッチ３２を備える。レーダユニットスイッチ３２は、車輪３１を支持するレーダユニット３０の本体３０ａの下端から上方に延びる棒状部３０ｂの先端部に設けられる。

移動機構１０は、アクチュエータボックス１７、レリーズケーブル１８及びスイッチ押圧部１９を備える。前述したレーダユニットスイッチ３２には、アクチュエータボックス１７から伸びるレリーズケーブル１８に接続されたスイッチ押圧部１９が接触する。これにより、レーダユニットスイッチ３２の遠隔操作を行うことが可能である。

レーダユニット３０は、レーダユニット３０を着脱部１２に固定させる固定部材３３を備える。固定部材３３は、レーダユニットスイッチ３２を支持する支持部３３ａと、支持部３３ａの後側に位置する板状部３３ｂとを備える。支持部３３ａからは、複数のコネクタ３４ａ，３４ｂが伸び出している。コネクタ３４ａ，３４ｂは、例えば、レーダユニット３０に動力を供給するためのコネクタである。

板状部３３ｂは、位置決めピンＰ又はハンドル付きのボルトがねじ込まれる複数のネジ穴を有する。各ネジ穴に位置決めピンＰ及びボルトがねじ込まれた状態でレーダユニット３０は着脱部１２に取り付けられる。着脱部１２へのレーダユニット３０の取付方法については後に詳述する。

着脱部１２は、板状部３３ｂが接触すると共に、ドリルユニット２０の棒状部２２が通される貫通孔１２ｂが形成された板状部材１２ａを備える。板状部材１２ａには、位置決めピンＰ又はボルトが挿入される複数の挿入孔が形成されている。位置決めピンＰ及びボルトが上記の挿入孔及びネジ穴に挿入されることにより、着脱部１２にレーダユニット３０が固定される。更に、板状部材１２ａ及び板状部３３ｂは、複数のパチン錠によって共に固定されている。従って、レーダユニット３０は、着脱部１２に対して強固に固定される。

また、着脱部１２には、板状部材１２ａから後方に延びる第１バネ１３ａ及び第２バネ１３ｂと、第１バネ１３ａ及び第２バネ１３ｂのそれぞれを支持する第１バネ支持部１４ａ及び第２バネ支持部１４ｂと、第１バネ支持部１４ａ及び第２バネ支持部１４ｂに取り付けられた第１センサ部１５ａ及び第２センサ部１５ｂと、が設けられる。

第１バネ１３ａ及び第２バネ１３ｂは、レーダユニット３０（車輪３１）に対する壁面Ｗ１からの押圧力を吸収する。第１センサ部１５ａは、第２センサ部１５ｂよりも前方に配置されている。第１センサ部１５ａ及び第２センサ部１５ｂは、第１バネ支持部１４ａ及び第２バネ支持部１４ｂのそれぞれから拡張する形状とされている。第１バネ１３ａ、第１バネ支持部１４ａ及び第１センサ部１５ａは、この順で前方から並んで配置されており、移動機構１０のベース部１０ｂに対してＺ方向に移動する。第２バネ１３ｂ、第２バネ支持部１４ｂ及び第２センサ部１５ｂについても同様である。

移動機構１０は、ベース部１０ｂの前側に設けられた板状部材１０ｃを備えており、板状部材１０ｃには、矩形状の支持部１０ｄを介して一対の検知部１６ａ，１６ｂが固定されている。検知部１６ａには第１センサ部１５ａが対向し、検知部１６ｂには第２センサ部１５ｂが対向する。

第１センサ部１５ａ及び第２センサ部１５ｂは、第１バネ１３ａ及び第２バネ１３ｂの圧縮に伴って後方に移動する。また、第２センサ部１５ｂは、第１センサ部１５ａよりも後側に設けられている。よって、例えば壁面Ｗ１に凸部が存在し、この凸部にレーダユニット３０が乗り上げて着脱部１２が後方に押されると、第１センサ部１５ａよりも先に第２センサ部１５ｂが検知部１６ｂに対向する。

第２センサ部１５ｂが検知部１６ｂに対向すると、レーダユニット３０が壁面Ｗ１の凸部に乗り上げている旨の信号が出力される。そして、着脱部１２が更に後方に押されると、第１センサ部１５ａが検知部１６ａに対向する。第１センサ部１５ａが検知部１６ａに対向すると、レーダユニット３０がより大きい凸部に乗り上げている旨が検出され、これにより移動機構１０の動作が停止する。

次に、削孔装置１の制御機構について図６を参照しながら説明する。図６は、削孔装置１の機能ブロック図を示している。削孔装置１は、前述したレーダユニット３０のレーダユニットスイッチ３２を駆動するプッシュソレノイド６２を含む駆動機構６０と、削孔装置１の各部を制御する制御部４０と、削孔装置１の各部を撮影するカメラ５１と、壁Ｗから離れた遠隔地に設けられる表示部７０と、を備える。

プッシュソレノイド６２は、例えば、前述したアクチュエータボックス１７の内部に設けられる。プッシュソレノイド６２は、遠隔地からレーダユニットスイッチ３２を押下する駆動力を、レリーズケーブル１８を介してスイッチ押圧部１９に供給する。また、駆動機構６０は、プッシュソレノイド６２の他に、移動機構１０を移動させる駆動力を供給する複数のモータ６１を備える。

制御部４０は、駆動機構６０、カメラ５１及び表示部７０と通信可能とされている。カメラ５１は、例えば、複数設けられている。複数のカメラ５１のうちの少なくとも一部は、着脱部１１に取り付けられたドリルユニット２０のビット２１の先端、及び着脱部１２に取り付けられたレーダユニット３０の車輪３１付近、を撮影する。カメラ５１による撮影画像は、制御部４０及び表示部７０に送信される。

また、複数のカメラ５１の少なくとも一部は、壁面Ｗ１の削孔対象箇所（例えば図８（ａ）の灰色部分参照）を撮影し、更に、第１フレーム２の内部（例えば図８（ｂ）の灰色部分参照）を撮影する。このように、削孔装置１に設置されたカメラ５１が削孔装置１の各部を撮影することにより、遠隔地からでも確実に削孔装置１の状態を把握することが可能となる。

制御部４０は、削孔装置１の各種動作を制御する。制御部４０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えて構成されている。制御部４０の各機能は、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することによって実現される。制御部４０は、移動機構１０の制御盤１０ａ、制御盤１０ａに専用線若しくはインターネットを介して接続された遠隔地の端末、又は、遠隔地のサーバに設けられていてもよい。制御部４０の形態及び配置場所については特に限定されない。

表示部７０は、制御部４０による各制御の内容を表示する。表示部７０は、例えば、壁Ｗから離れた遠隔地に設けられたコンピュータのディスプレイ、タブレット端末、又は携帯端末であってもよい。また、制御部４０は、削孔装置１の遠隔操作アプリケーションに相当する。従って、作業員等が表示部７０上で操作を行うことによって、制御部４０の各機能を実現させることが可能である。

制御部４０は、壁面Ｗ１の座標の原点と、制御部４０が認識している座標の原点とを校正する原点校正部４１、ドリルユニット２０による削孔の位置をどの程度ずらすかを設定するオフセット設定部４２、ドリルユニット２０の動作モードを設定するドリル動作モード設定部４３、移動機構１０の移動範囲を設定する移動範囲設定部４４、及び各種情報を記憶する記憶部４５を備える。記憶部４５は、表示部７０を介して入力されたデータ、カメラ５１によって撮影された撮影画像、制御部４０によって解析されたデータ、及び壁面Ｗ１の座標、を記憶するデータベースである。

原点校正部４１は、壁面Ｗ１の実座標値と、制御部４０（記憶部４５）が保有する座標値とのずれを校正する。壁面Ｗ１には、予め削孔予定位置であるマーキングポイントＭ（図８参照）が設けられており、原点校正部４１は、各マーキングポイントＭに壁面Ｗ１の実座標値を設定する。

原点校正部４１は、着脱部１１に装着されたドリルユニット２０のビット２１をマーキングポイントＭに移動する。このとき、カメラ５１がビット２１を撮影することによって表示部７０にマーキングポイントＭが表示されると共に、壁面Ｗ１のマーキングポイントＭの座標が表示される。原点校正部４１は、上記で得られたマーキングポイントＭの座標が入力されることにより、制御部４０が保有する座標値を更新する。

オフセット設定部４２は、レーダユニット３０による壁面Ｗ１の走査の結果、マーキングポイントＭに鉄筋Ｆが存在するときに、ドリルユニット２０による削孔の位置（削孔ポイント）をマーキングポイントＭからずらす機能を有する。オフセット設定部４２は、例えば、表示部７０にオフセット量入力画面を表示する。

オフセット設定部４２は、マーキングポイントＭからのオフセット量を入力するオフセットデータ更新用アプリケーションであってもよい。この場合、上記のオフセット量入力画面は、マーキングポイントＭからのＸ方向のオフセット量、及びマーキングポイントＭからのＹ方向のオフセット量、のそれぞれを入力するテキストボックスを有する。各テキストボックスにＸ方向のオフセット量及びＹ方向のオフセット量が入力されて設定ボタンが押されることにより、ドリルユニット２０による削孔の位置を示す削孔ポイントが確定する。

ドリル動作モード設定部４３は、ドリルユニット２０による壁Ｗの削孔モードを設定する。ドリル動作モード設定部４３は、例えば、壁面Ｗ１に対するビット２１の移動量（深さ）の設定、又は、壁面Ｗ１に対するビット２１の削孔時間の設定を行う。壁面Ｗ１に対するビット２１の移動量としては、壁面Ｗ１へのビット２１の送り量、及び壁面Ｗ１からのビット２１の戻し量、が含まれる。また、壁面Ｗ１に対するビット２１の削孔時間としては、壁面Ｗ１へのビット２１の送り時間、及び、壁面Ｗ１からのビット２１の戻し時間、が含まれる。

ドリル動作モード設定部４３は、例えば、ビット２１の距離反復、及びビット２１の時間反復、の選択画面を表示部７０に表示する。ドリル動作モード設定部４３は、ビット２１の距離反復が選択された場合には、ビット２１の送り量、及びビット２１の戻し量の入力画面を表示する。ドリル動作モード設定部４３は、ビット２１の送り量、及びビット２１の戻し量が入力されることにより、ビット２１の送り量及び戻し量を確定する。

一方、ドリル動作モード設定部４３は、ビット２１の時間反復が選択された場合には、ビット２１の送り時間、及びビット２１の戻し時間の入力画面を表示する。ドリル動作モード設定部４３は、ビット２１の送り時間、及びビット２１の戻し時間が入力されることにより、ビット２１の送り時間及び戻し時間を確定する。

移動範囲設定部４４は、移動機構１０のＸ方向の移動範囲を設定すると共に、移動機構１０のＹ方向の移動範囲を設定する。移動範囲設定部４４は、例えば、Ｘ方向の移動範囲の入力画面、及びＹ方向の移動範囲の入力画面を表示部７０に表示する。移動範囲設定部４４は、Ｘ方向の移動範囲、及びＹ方向の移動範囲が入力されることにより、移動機構１０の移動範囲を確定する。

また、図２に示されるように、削孔装置１は、移動機構１０を検出する複数のセンサ４６を備える。各センサ４６は、移動範囲設定部４４と同様、移動機構１０の移動範囲を規制するために設けられる。各センサ４６は、移動機構１０のＸ方向の移動範囲の両端の外側、及び移動機構１０のＹ方向の移動範囲の両端の外側、にそれぞれ設けられている。センサ４６は、移動機構１０がＸ方向の移動範囲外、又はＹ方向の移動範囲外に移動したときに、移動機構１０が移動範囲を超えた旨の信号を制御部４０に出力する。

前述したように、移動範囲設定部４４というソフトウェアによって移動機構１０の移動範囲を規制することができると共に、センサ４６というハードウェアによって移動機構１０の移動範囲を規制することができる。よって、ソフト及びハードの両方で移動機構１０の移動範囲を規制することができるので、削孔装置１では移動機構１０の移動に伴う安全性を確実に担保することができる。

次に、本実施形態に係る削孔方法について図７に示されるフローチャートを参照しながら説明する。図７は、削孔装置１を用いて壁Ｗの削孔を行う一連の工程を備えたフローチャートである。初期状態では、移動機構１０の着脱部１１に予めドリルユニット２０を取り付けた状態としておく。

壁Ｗの壁面Ｗ１に対して予めマーキングポイントＭを設定する（ステップＳ１）。ステップＳ１では、例えば図８に示されるように、削孔予定位置であるマーキングポイントＭを壁面Ｗ１に設定する。次に、原点校正部４１により原点位置の校正を行う（ステップＳ２）。このとき、ビット２１の先端位置がマーキングポイントＭに移動した状態でカメラ５１がマーキングポイントＭを撮影し、撮影画像から得られたマーキングポイントＭの座標が入力されることにより、原点校正部４１が制御部４０の座標値を更新する。原点校正部４１は、この座標値の更新を各マーキングポイントＭに対して実行する。

続いて、着脱部１１からドリルユニット２０を外して着脱部１２にレーダユニット３０を取り付ける（ステップＳ３）。具体的には、着脱部１１のロックを解除してドリルユニット２０の差し込み部２３を引き抜く。そして、着脱部１２の板状部材１２ａに固定部材３３の板状部３３ｂを重ねて位置決めピンＰで固定部材３３を位置決めすると共に、板状部材１２ａ及び板状部３３ｂを複数のパチン錠で固定する。更に、ハンドル付きのボルトを板状部３３ｂ及び板状部材１２ａにねじ込むことにより、着脱部１２にレーダユニット３０を強固に取り付ける。その後、アクチュエータボックス１７を固定してコネクタ３４ａ，３４ｂの接続を行う。

次に、表示部７０を介した操作により、レーダユニット３０を壁面Ｗ１に沿って移動させる（ステップＳ４）。具体的には、図５及び図９に示されるように、レーダユニット３０は、壁面Ｗ１に対する電磁波の出射及び反射波の入射を行いながら壁面Ｗ１上を走査する。レーダユニット３０は、壁面Ｗ１からの反射波を検出して壁Ｗの内部に埋め込まれた鉄筋Ｆの配筋状態を検出する（配筋状態を検出する工程）。

レーダユニット３０は、例えば、マーキングポイントＭ１〜Ｍ９を含む複数のマーキングポイントＭを順次走査して、マーキングポイントＭ１〜Ｍ９それぞれにおける鉄筋Ｆの有無を検出してもよい。ここで、マーキングポイントＭ１〜Ｍ９は、複数のマーキングポイントＭの一部を示している。また、レーダユニット３０は、複数のマーキングポイントＭのうち、一部のマーキングポイントＭのみを予め選択し、選択したマーキングポイントＭのみをピンポイントで走査してもよい。

また、レーダユニット３０が壁面Ｗ１を走査しているときに、レーダユニット３０が壁面Ｗ１の凸部に乗り上げて第２センサ部１５ｂが検知部１６ｂに対向した場合には、レーダユニット３０が凸部に乗り上げた旨が表示部７０に表示される。レーダユニット３０が更に大きな凸部に乗り上げて第１センサ部１５ａが検知部１６ａに対向した場合には、削孔装置１の動作を停止する。

以上のように、レーダユニット３０は、壁面Ｗ１の走査を行うことにより、壁Ｗの配筋の画像（図９の破線の鉄筋Ｆが表示された画像）を取得して表示部７０に表示する（ステップＳ５）。続いて、ステップＳ６に移行して、マーキングポイントＭに鉄筋Ｆが有るか否かが判断される。

図９に示される例において、マーキングポイントＭ１〜Ｍ４，Ｍ６〜Ｍ９に対しては、鉄筋Ｆが存在しないのでステップＳ８に移行する。一方、マーキングポイントＭ５に対しては、鉄筋Ｆが存在するのでステップＳ７に移行し、削孔ポイントのオフセットを行う。具体的には、オフセット設定部４２が表示部７０にオフセット量入力画面を表示する。

オフセット量入力画面に、Ｘ方向のオフセット量、及びＹ方向のオフセット量が入力されることにより、オフセット設定部４２は削孔ポイントを更新する。なお、マーキングポイントＭ１〜Ｍ４，Ｍ６〜Ｍ９においては、マーキングポイントＭ１〜Ｍ４，Ｍ６〜Ｍ９のそれぞれがそのまま削孔ポイントとされてもよいし、別の場所に更新されてもよい。

全てのマーキングポイントＭに対して削孔ポイントの更新を行った後には、ドリル動作モード設定部４３によりドリルユニット２０の動作モードの設定を行う（ステップＳ９）。このとき、ドリル動作モード設定部４３は、例えば、前述したビット２１の距離反復及び時間反復の選択画面を表示する。ドリル動作モード設定部４３は、ビット２１の送り量及び戻し量、又はビット２１の送り時間及び戻し時間が入力されることにより、ビット２１の動作モードを確定する。

また、削孔を行う前までに、着脱部１１にドリルユニット２０を取り付けておく。そして、表示部７０上で操作を行うことにより、ビット２１を壁面Ｗ１の各削孔ポイントに移動させて当該削孔ポイントの削孔を行う（削孔を行う工程）。このとき、ビット２１は、ステップＳ６〜Ｓ８で更新した各削孔ポイントに移動すると共に、ステップＳ９で設定した動作モードで削孔を行う。そして、全ての削孔ポイントに対する削孔が実行された後に一連の工程が完了する。

次に、本実施形態に係る削孔装置１及び削孔方法によって得られる作用効果について説明する。

本実施形態に係る削孔装置１及び削孔方法では、壁面Ｗ１に沿った方向（Ｘ方向及びＹ方向）、並びに壁Ｗの厚さ方向（Ｚ方向）に移動自在とされた移動機構１０を備え、図５に示されるように、移動機構１０の着脱部１２には、壁Ｗの内部の鉄筋Ｆを探査するレーダユニット３０が取り付け可能とされている。

よって、着脱部１２にレーダユニット３０を取り付けてレーダユニット３０を壁Ｗに沿って走査させて鉄筋Ｆを探査することにより、壁Ｗに埋め込まれた鉄筋Ｆの配筋状態を自動的に効率よく把握することができる。また、着脱部１２のレーダユニット３０を外して着脱部１１にドリルユニット２０を取り付けることができるので、移動機構１０でドリルユニット２０を移動させることにより、ドリルユニット２０による削孔を無人で効率よく行うことができる。

更に、レーダユニット３０で探索した鉄筋Ｆの配筋状態を認識することができるので、鉄筋Ｆを避けた位置への削孔を自動的に行うことができる。従って、移動機構１０の着脱部１０Ａにドリルユニット２０及びレーダユニット３０を着脱させることにより、鉄筋Ｆを避けた位置への削孔を自動的に効率よく行うことができると共に、ドリルユニット２０による削孔を無人で行うことができる。

また、壁Ｗは、壁面Ｗ１が水平方向及び鉛直方向に延在するように立設されており、移動機構１０は、壁面Ｗ１に沿った水平方向（Ｘ方向）、及び壁面Ｗ１に沿った鉛直方向（Ｙ方向）に移動自在とされている。従って、移動機構１０は、壁面Ｗ１に沿った水平方向、壁面Ｗ１に沿った鉛直方向、及び壁Ｗの厚さ方向、に３次元的に移動する。よって、ドリルユニット２０及びレーダユニット３０を３次元方向に移動させることができるので、レーダユニット３０による鉄筋Ｆの探査、及びドリルユニット２０による削孔を効率よく行うことができる。

また、削孔装置１は、壁面Ｗ１に予め定めたマーキングポイントＭに対し、ドリルユニット２０による削孔を行う削孔ポイントの位置をずらすオフセット設定部４２を備える。よって、予め定めたマーキングポイントＭに鉄筋Ｆが存在するときに削孔ポイントをマーキングポイントＭからずらすことができる。従って、オフセット設定部４２によりドリルユニット２０による削孔ポイントをずらすことができるので、鉄筋Ｆを避けた位置への削孔を遠隔操作によって確実に行うことができる。

また、削孔装置１は、着脱部１０Ａに取り付けられたドリルユニット２０及びレーダユニット３０を撮影するカメラ５１を備える。よって、着脱部１０Ａに取り付けられたドリルユニット２０及びレーダユニット３０の状態をカメラ５１の撮影画像によって把握することができる。また、レーダユニット３０による鉄筋Ｆの探査、及びドリルユニット２０による削孔を、遠隔操作でカメラ５１の撮影画像によって視認することができる。

また、レーダユニット３０は、壁Ｗの内部における配筋の画像取得を行う。従って、レーダユニット３０によって得られた配筋の画像を視認することにより、壁Ｗに埋め込まれた鉄筋Ｆの配筋状態を画像表示によって遠隔操作で容易に把握することができる。

また、削孔装置１は、壁面Ｗ１に対するドリルユニット２０の動作を設定するドリル動作モード設定部４３を備える。従って、遠隔操作によってドリルユニット２０の動作を設定することができるので、ドリルユニット２０による削孔を遠隔操作によって高精度に行うことができる。

また、削孔装置１は、移動機構１０の移動範囲を設定する移動範囲設定部４４を備える。従って、移動機構１０の移動範囲を遠隔操作によって設定することができるので、移動機構１０が過度に移動することによって移動機構１０に引っ掛かりが生じ、移動機構１０の移動が妨げられる問題を回避することができる。また、移動機構１０を必要な範囲だけ移動させることができるので、鉄筋Ｆの探査及び削孔を効率よく行うことができる。

また、着脱部１２は、レーダユニット３０に対する壁面Ｗ１からの押圧力を吸収するバネ１３ａ，１３ｂを備える。よって、たとえ壁面Ｗ１が平坦でなく凹凸が形成されている場合であっても、バネ１３ａ，１３ｂがレーダユニット３０に対する押圧力を吸収するので、壁面Ｗ１に沿ったレーダユニット３０の走査をスムーズに行うことができる。従って、壁Ｗに埋め込まれた鉄筋Ｆの配筋状態の探査を効率よく且つ確実に行うことができる。

また、本実施形態に係る削孔方法は、配筋状態を検出する工程の前に、原点校正部４１が予め定めた壁面Ｗ１の原点に予め記憶されている座標の原点の位置を校正する工程を備える。よって、レーダユニット３０による鉄筋Ｆの探査を行う前に原点の位置が校正されるので、レーダユニット３０の走査、及びドリルユニット２０の削孔を所望の箇所に対して高精度に行うことができる。

更に、本実施形態では、レーダユニット３０による鉄筋Ｆの探査、及びドリルユニット２０による削孔を行うときに壁面Ｗ１の座標を共有している。よって、鉄筋Ｆの探査から削孔まで同じ壁面Ｗ１の座標を用いることにより、鉄筋Ｆの探査及び削孔を一層効率よく行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。すなわち、本発明は、各請求項の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。

例えば、前述の実施形態では、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向を含む３次元方向に移動する移動機構１０について説明した。しかしながら、本発明に係る移動機構は、壁面に沿った方向、及び壁の厚さ方向を含む２次元方向に移動する移動機構であってもよい。

また、前述の実施形態では、オフセット量が入力されることによってオフセット設定部４２がオフセット量を設定する例について説明した。しかしながら、オフセット設定部はオフセット量を自動で設定してもよい。例えば、図９に示される例において、マーキングポイントＭ１〜Ｍ９のそれぞれと鉄筋Ｆとの距離が所定値以下である場合、オフセット設定部が自動的にＸ方向のオフセット量及びＹ方向のオフセット量を設定してもよい。

また、前述の実施形態では、構台を組むためのアンカーが打ち込まれるアンカー孔が形成される壁Ｗについて説明した。しかしながら、壁は、アンカー孔以外の孔が形成されてもよい。また、孔は壁を貫通してもよいし、孔は壁を貫通しなくてもよい。本発明に係る削孔装置及び削孔方法は、例えば、ダイナマイトが挿入される孔を削孔するものであってもよく、削孔の目的は特に限定されない。

１…削孔装置、２…第１フレーム、３…第２フレーム、４…第３フレーム、５…台、１０…移動機構、１０Ａ，１１，１２…着脱部、１０ａ…制御盤、１０ｂ…ベース部、１０ｃ…板状部材、１０ｄ…支持部、１１ａ…取付孔、１２ａ…板状部材、１２ｂ…貫通孔、１３ａ…第１バネ（バネ）、１３ｂ…第２バネ（バネ）、１４ａ…第１バネ支持部、１４ｂ…第２バネ支持部、１５ａ…第１センサ部、１５ｂ…第２センサ部、１６ａ，１６ｂ…検知部、１７…アクチュエータボックス、１８…レリーズケーブル、１９…スイッチ押圧部、２０…ドリルユニット、２１…ビット、２２…棒状部、２３…差し込み部、２４…分岐部、３０…レーダユニット、３０ａ…本体、３０ｂ…棒状部、３１…車輪、３２…レーダユニットスイッチ、３３…固定部材、３３ａ…支持部、３３ｂ…板状部、３４ａ，３４ｂ…コネクタ、４０…制御部、４１…原点校正部、４２…オフセット設定部、４３…ドリル動作モード設定部、４４…移動範囲設定部、４５…記憶部、４６…センサ、５１…カメラ、６０…駆動機構、６１…モータ、６２…プッシュソレノイド、７０…表示部、Ｃ１…電源ケーブル、Ｃ２…ＬＡＮケーブル、Ｅ…電源、Ｆ…鉄筋、Ｈ…ホース、Ｍ，Ｍ１〜Ｍ９…マーキングポイント、Ｐ…位置決めピン、Ｗ…壁、Ｗ１…壁面。

Claims (10)

1. 壁の壁面に削孔を行う削孔装置であって、
   前記壁面に沿った方向、及び前記壁の厚さ方向に移動自在とされた移動機構を備え、
   前記移動機構は、前記壁面を走査して前記壁の内部の鉄筋を探査するレーダユニット、及び前記壁面の前記鉄筋を避けた位置に削孔を行うドリルユニット、の着脱が可能な着脱部を有する、
   削孔装置。
2. 前記壁は、前記壁面が水平方向及び鉛直方向に延在するように立設されており、
   前記移動機構は、前記壁面に沿った水平方向、及び前記壁面に沿った鉛直方向、に移動自在とされている、
   請求項１に記載の削孔装置。
3. 前記壁面に予め定めたマーキングポイントに対し、前記ドリルユニットによる削孔を行う削孔ポイントの位置をずらすオフセット設定部を備える、
   請求項１又は２に記載の削孔装置。
4. 前記着脱部に取り付けられた前記レーダユニット及び前記ドリルユニットを撮影するカメラを備える、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の削孔装置。
5. 前記レーダユニットは、前記壁の内部における配筋の画像取得を行う、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の削孔装置。
6. 前記壁面に対する前記ドリルユニットの動作を設定するドリル動作モード設定部を備える、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の削孔装置。
7. 前記移動機構の移動範囲を設定する移動範囲設定部を備える、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の削孔装置。
8. 前記着脱部は、前記レーダユニットに対する前記壁面からの押圧力を吸収するバネを備える、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の削孔装置。
9. 壁の壁面に削孔を行う削孔方法であって、
   前記壁面に沿った方向、及び前記壁の厚さ方向に移動自在とされた移動機構に取り付けられたレーダユニットを前記壁面に沿って走査させることにより、前記壁の内部における鉄筋の配筋状態を検出する工程と、
   前記移動機構に取り付けられたドリルユニットにより、前記壁面の前記鉄筋を避けた位置に削孔を行う工程と、
   を備えた削孔方法。
10. 前記配筋状態を検出する工程の前に、予め定めた前記壁面の原点に、予め記憶されている座標の原点の位置を校正する工程を備える、
    請求項９に記載の削孔方法。