JP2020092800A - Building exterior wall work mechanization system for gondola attachment - Google Patents
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Abstract
Description
建築構造物の外壁作業機械化に関する。 Mechanization of outer wall work of building structures.
従来、高層建築構造物における、窓拭きなど外壁作業を行うユニットに関する技術提案がなされてきたが、提案された技術の多くは建築物の外壁に敷設したガイドレールに昇降車輪をかみあわせながら昇降するもの、または人員用ゴンドラをそれと同様の大きさで、それ自体が被懸架体となる専用作業ユニットと取り替える技術、または吸盤で外壁に自身を吸着固定しながら移動する技術である。 Conventionally, technical proposals have been made regarding units that perform outer wall work such as window cleaning in high-rise building structures, but most of the proposed technologies move up and down while engaging the lifting wheels with the guide rails laid on the outer wall of the building. It is a technology of replacing a thing or a gondola for personnel with a size similar to that of a dedicated working unit which is itself a suspended body, or a technology of moving while sucking and fixing itself to an outer wall with a suction cup.
ガイドレールを使う場合、既存建築物では外壁構造を改変する必要がある。ゴンドラ型作業ユニットでは既設ゴンドラは清掃など特定の用途目的だけではなく他の用途に供される場合があり、人員用ゴンドラの併存を余儀なくされることがある。既設の人員用ゴンドラとあわせて複数台のゴンドラを保有、待機させる必要が生じると屋上などの留置用スペースを無駄に占拠してしまう。また高所懸架体としてのゴンドラは安全性維持のため保守点検を要し、このための経費が複数生じることは経済的にも不利である。吸盤で外壁に吸着する技術は、固定力が外壁素材表面の平坦性に影響される懸念がある。 When using guide rails, it is necessary to modify the outer wall structure of existing buildings. In a gondola-type work unit, an existing gondola may be used for other purposes as well as for a specific purpose such as cleaning, and it is sometimes necessary to coexist with a gondola for personnel. If it is necessary to hold and wait for multiple gondolas in addition to the existing personnel gondolas, the rooftop and other detention space will be unnecessarily occupied. Further, the gondola as a suspension system at a high place requires maintenance and inspection for maintaining safety, and it is economically disadvantageous that a plurality of expenses for this are generated. The technique of adsorbing to the outer wall with a suction cup has a concern that the fixing force is affected by the flatness of the outer wall material surface.
人員用ゴンドラ内で作業ユニットを横方向に能動的に移動させることで、単体の作業ユニットで作業できる範囲をひろげようとする先行技術が存在する。特許文献4では、作業ユニットをゴンドラ内で横方向に能動的に移動させることで、単体では限られた作業域しか有しない作業ユニットを用いて、ゴンドラ幅の全体に対応する技術が記されている。ゴンドラ自体は、通常、両端を懸架するワイヤーを介して屋上に設置されたルーフカーによって懸架および昇降される。特許文献4の技術では、ゴンドラ内で重量物としての作業ユニットが大きく移動すると、両端の懸架機構に対する負荷が大きく変動することが指摘されている。また作業ユニットを能動的に移動する技術は、ゴンドラ全体の重量に占める作業ユニットの重量が無視できるほど小さくない場合には、作業ユニットの能動的な移動によって反作用が生じる。この反作用によってゴンドラ全体が動揺すると、安全性および作業の安定性に関して不利である。特許文献4では作業ユニットとほぼ同等の重量を有する能動的に移動できるバランス用ウェイトを追加して、これを作業ユニットと逆方向かつ作業ユニットと協調的に移動させることで、ゴンドラ全体の重心位置の動揺を低減する技術が示されている。 There is prior art that attempts to expand the range in which a single work unit can work by actively moving the work unit laterally in a personnel gondola. Patent Document 4 describes a technique corresponding to the entire width of a gondola by using a work unit that has a limited work area by moving the work unit actively in the lateral direction in the gondola. There is. The gondola itself is usually suspended and lifted by a roof car installed on the roof via wires that suspend at both ends. In the technique of Patent Document 4, it is pointed out that the load on the suspension mechanism at both ends largely changes when the working unit as a heavy object largely moves in the gondola. Further, in the technique of actively moving the work unit, a reaction occurs due to the active movement of the work unit when the weight of the work unit in the weight of the entire gondola is not negligible. If this reaction causes the entire gondola to sway, it is a disadvantage in terms of safety and work stability. In Patent Document 4, an actively movable balance weight having almost the same weight as the work unit is added, and the balance weight is moved in the direction opposite to the work unit and in cooperation with the work unit, so that the center of gravity of the entire gondola is located. Techniques for reducing the sway of are shown.
建築物の外壁作業には屋上に設置したルーフカーで作業用ゴンドラを懸架し、この作業用ゴンドラに作業者が搭乗して人為作業で実施される形態が広く採用されている。有人での作業は酷暑や極寒の環境下では作業者の健康に悪影響を及ぼす可能性があるので四季を通して常に実施できるわけではない。また夜間作業も安全性の確保が課題となる。一方、建築技術の発展によって建造構造物は、今後ますます高層化する傾向がある。建築工学の観点からは1000メートル級建築の可能性が議論されるに至っているが、この高さの作業に際しては単に地表からの距離のみならず、気圧を含めた作業環境に関しても従来とは異なる配慮が求められる。仮に、そのような高所でゴンドラに搭乗した作業者による人為作業が行えたとしても、作業者がゴンドラに乗降する位置と作業位置との間の移動は相当の時間を要するものとなり、作業者の体調不良など緊急事態においては人命にかかわる事態も考えられる。 For work on the outer wall of a building, a work car is suspended by a roof car installed on the roof, and a worker is boarded on the work car to perform the work manually. Manned work may not always be possible throughout the four seasons because it can adversely affect the health of workers under extreme heat and cold conditions. In addition, ensuring nighttime safety is an issue. On the other hand, due to the development of building technology, the construction structure tends to become higher and higher in the future. From the viewpoint of architectural engineering, the possibility of 1000-meter class construction has been discussed, but when working at this height, not only the distance from the surface of the earth but also the working environment including atmospheric pressure is different from the conventional one. Consideration is required. Even if an operator who boarded the gondola at such a high place could perform manual work, it would take a considerable amount of time to move between the position where the worker got on and off the gondola and the work position. In an emergency such as a poor physical condition, it is possible that the situation may be life-threatening.
高所外壁作業の機械化に関する提案がなされており外壁作業の機械化に関して先行技術が存在する。清掃など目的作業そのものに関する先行技術が存在する一方で、高層建築物の外壁という、概ね垂直面に対する装置の固定が大きな課題である。屋上ルーフカーからの懸架を用いる技術がある一方で、吸盤機構で外壁に吸着固定する技術や、外壁に設置した作業ユニット用レールを利用する技術がある。いずれの技術でも、作業ユニット自体が人員用エレベーターのカゴと同様に被懸架物としての安全基準を満足しなくてはならない。清掃など目的とされる作業に特化した機械を開発している企業にとって、高所被懸架物の安全性は別分野の技術であり、参入の障壁となりうる。またルーフカーから懸架する技術では単体の作業ユニットで対応できる範囲が限られる傾向がある。作業ユニット単体での作業対応域を横方向に拡大するためには、ルーフカーを頻繁に動かす必要があってオペレーションが煩雑になる。作業ユニット単体での作業範囲そのものを大きくしようとするとユニットの大型化を伴い、ルーフカーの耐荷重限界によっては導入に制限が生じる。吸盤の利用は外壁素材表面の平坦性によって吸着力が左右されるので利用条件に制限が生じうる。作業ユニット用レール敷設では、建築物の外壁全体に作業用ユニット用のガイドレールを一定間隔で設置する必要があるが、多数のガイドレールを設けたことによって建築物の外観が損なわれることがある。また既存の建築物にガイドレールを追加することは必ずしも容易ではない。また風雨にさらされる外壁に設置したレールの保守点検は新たなコスト要因となる。特許文献4の技術は、係る問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、作業ユニット用のガイドレールの備わっていない既存のビルでも、窓拭き作業などの目的で作業用ゴンドラが既設されている場合には、既設ゴンドラを有効に活用し、ガイドレール設置など外壁改変を追加することなく、ゴンドラ作業の無人化を図ることで、より高い安全性と可用性を提供することにある。 Proposals have been made for mechanization of work on outer walls of high places, and prior art exists for mechanization of work on outer walls. While there is prior art relating to the target work itself such as cleaning, fixing the device to the outer wall of a high-rise building, which is generally a vertical surface, is a major issue. While there is a technique that uses suspension from a rooftop car, there is a technique that uses a suction mechanism to adsorb and fix it to an outer wall, and a technique that uses a rail for a work unit installed on the outer wall. In both technologies, the work unit itself must satisfy the safety standard as a suspended object, like the basket of the elevator for personnel. For a company that develops a machine specialized for the purpose of work such as cleaning, the safety of suspended objects in high places is a technology in another field and can be a barrier to entry. Also, in the technology of suspending from a roof car, the range that can be handled by a single work unit tends to be limited. In order to expand the working area of the work unit alone in the lateral direction, it is necessary to frequently move the roof car, which complicates the operation. If the work range itself of the work unit is increased, the size of the unit is increased, and the introduction of the work unit is limited depending on the load bearing limit of the roof car. Since the suction force depends on the flatness of the surface of the outer wall material, the use condition of the suction cup may be limited. When laying rails for work units, it is necessary to install guide rails for work units at regular intervals on the entire outer wall of the building, but the appearance of the building may be impaired by providing many guide rails. .. Also, it is not always easy to add a guide rail to an existing building. In addition, maintenance and inspection of rails installed on the outer wall exposed to wind and rain will be a new cost factor. The technique of Patent Document 4 has been made in view of such a problem, and its purpose is to make a work gondola for the purpose of window cleaning work even in an existing building that does not have a guide rail for a work unit. If the Gondola is already installed, it will be possible to utilize the existing Gondola effectively and to provide higher safety and availability by unmanned gondola work without adding outer wall modifications such as installing guide rails. is there.
課題の解決のために特許文献4ではゴンドラに設置したレール上を能動的に移動する架台に作業ユニットを装着し、架台の移動にともなう重心位置の変動を抑制する目的で、同一または別のレール上を作業ユニット架台と逆方向に協調的に移動するバランス用ウェイトを導入することが示されている。しかし重心位置の動揺を最小化するという重要な課題を解決するためとはいえども、目的作業に寄与しない単なる重量物がゴンドラ懸架機構の耐荷重を消費することになる。また作業ユニットと同等の重量増加を勘案すると作業ユニット自体の重量も軽量化が求められる場合も生じうる。作業ユニットの軽量化は、作業速度を含む性能を制限する場合もあるので、作業効率低下を招く可能性がある。 In order to solve the problem, in Patent Document 4, a work unit is mounted on a gantry that actively moves on rails installed in a gondola, and the same or different rails are used for the purpose of suppressing fluctuation of the center of gravity position due to movement of the gantry. It has been shown to introduce a balancing weight that moves cooperatively in the opposite direction above the work unit cradle. However, although it is to solve the important problem of minimizing the fluctuation of the center of gravity, a mere heavy object that does not contribute to the target work consumes the withstand load of the gondola suspension mechanism. Further, in consideration of an increase in weight equivalent to that of the working unit, there may be a case where the weight of the working unit itself needs to be reduced. The reduction in the weight of the work unit may limit the performance including the work speed in some cases, and thus may reduce the work efficiency.
本発明では、特許文献4のバランス用ウェイトの能動的移動によるゴンドラ重心安定化システムをさらに改良し、懸架機構の荷重制限範囲内で作業効率を改善することを課題とする。 An object of the present invention is to further improve the gondola center-of-gravity stabilization system by actively moving the balance weight in Patent Document 4 to improve work efficiency within the load limit range of the suspension mechanism.
外壁作業は清掃に限定されるものではない。外壁のコーティング作業、地震後の損傷検査や窓ガラスのフィルム張替え作業を含む各種外壁作業が存在し、今後も新たなジャンルの作業が出現する可能性がある。これら多種類の作業すべてについて、ゴンドラ製造に長けた者が精通しているとは限らない。逆に各種作業に特化した技術を有する者が、高所懸架体の安全基準確保に精通しているとは限らない。各種作業相互についても同一の開発者があらゆる種類の作業について精通しているとは限らない。しかし、例えばコーティング作業は清掃直後に実施することが望ましい。すなわち時間的近接、さらには同時進行が望まれる組み合わせがある。外壁作業に既存のゴンドラを使用する場合、ゴンドラの装備改装をするのは手間がかかるので、頻繁に作業種類を切り替えることは非効率である。またルーフカーは通常1台なので複数のゴンドラを同時に運用することは困難である。本発明では2種類以上の作業を同一のゴンドラを用いて対応することを課題とする。 Outer wall work is not limited to cleaning. There are various types of outer wall work, including outer wall coating work, post-earthquake damage inspection and window glass film refilling work, and work in a new genre may emerge in the future. Not all of these many types of work are familiar with those who are good at making gondola. On the other hand, it is not always the case that a person who has a technique specialized in various work is familiar with securing safety standards for suspension at high places. The same developer is not always familiar with all kinds of work. However, it is desirable to perform the coating operation immediately after cleaning, for example. That is, there are combinations in which temporal proximity and even simultaneous progress are desired. When using an existing gondola for outer wall work, it is inefficient to remodel the gondola, so it is inefficient to switch work types frequently. Also, since there is usually only one roof car, it is difficult to operate multiple gondola at the same time. An object of the present invention is to handle two or more types of work using the same gondola.
2種類以上の作業ユニットを同一ゴンドラで実施する場合、ゴンドラ内の重量配分は複雑に変化する。作業ユニット自体の位置を相互調整するだけで対応できる場合もあるが、許容できないくらいに重量配分が偏る場合も起こりうる。本発明では多数個の作業ユニットを同一ゴンドラ内で運用する場合に生じる重量配分の偏りに対応する手段を提供することを課題とする。 When two or more types of work units are implemented in the same gondola, the weight distribution within the gondola changes in a complicated manner. In some cases, this can be dealt with by simply adjusting the positions of the work units themselves, but in some cases, the weight distribution becomes unacceptably unbalanced. An object of the present invention is to provide a means for dealing with a bias in weight distribution that occurs when a large number of work units are operated in the same gondola.
作業用ゴンドラ長軸方向すなわち横方向にレールを設置し、レール上を能動的に移動する架台を設け、架台に任意の作業ユニットを装着する。架台は複数であってもよい。複数の架台は、互いに独立して位置を制御できる。同一レール上に複数の架台を装着する場合には、架台相互が衝突しないように位置が制御される。 Working gondolas Rails are installed in the long axis direction, that is, in the lateral direction, a gantry that actively moves on the rails is provided, and an arbitrary working unit is attached to the gantry. There may be a plurality of mounts. The positions of the plurality of mounts can be controlled independently of each other. When a plurality of mounts are mounted on the same rail, the positions are controlled so that the mounts do not collide with each other.
特許文献4では作業ユニットと同等の重量を有するバランス用ウェイトを逆方向に協調的に能動移動させることが示されている。この技術でゴンドラ全体の重心位置の動揺は抑制できるが、バランス用ウェイトは目的作業に寄与する機能を持たず、懸架機構の耐荷重による重量制限を消費する。本発明では作業ユニットを1台以上追加する。すなわち作業ユニット用架台を装着しているレールに、架台を追加して各々に作業ユニットを装着する。 Patent Document 4 discloses that the balance weight having the same weight as the working unit is actively moved in the opposite direction cooperatively. This technology can suppress the fluctuation of the center of gravity of the entire gondola, but the balance weight does not have the function of contributing to the target work, and consumes the weight limitation due to the withstand load of the suspension mechanism. In the present invention, one or more work units are added. That is, the work units are added to the rails on which the work unit mounts are mounted, and the work units are mounted on each.
本発明では同一レールに作業ユニット用能動架台を2台以上設置し、複数の作業ユニットが協調的に動作することで重心位置の動揺を低減する。もっとも単純な場合として、2台の同種類作業ユニットが装着されている場合、ある時点では図8のように両端に配置し、図9のように少し中央に移動して、さらに図10そして図11と中央方向に移動し、図12のように左右の中央部で両作業ユニットが最接近するように、協調的に動作させると、両ユニットの重量はほぼ同じと想定すると、重心位置は変動せず、ユニットの動作による反動で生じるゴンドラの動揺も両ユニットの動作方向が逆であるため相殺され低減できる。ゴンドラ全体を上方あるいは下方に移動させたのちに、逆に図12から図11、図10、図9そして図8のように2台の移動架台が協調的に離れるように移動すると、同様に総重量は変化せず、重心位置の動揺も抑制できる。 In the present invention, two or more work unit active mounts are installed on the same rail, and the plurality of work units operate in a coordinated manner to reduce the fluctuation of the center of gravity. In the simplest case, when two work units of the same type are mounted, at some point they are arranged at both ends as shown in FIG. 8 and moved slightly to the center as shown in FIG. 11, when the two working units are moved in a coordinated manner so that the two working units come closest to each other at the left and right central portions as shown in FIG. 12, assuming that the weights of the two units are almost the same, the position of the center of gravity changes. Instead, the movement of the gondola caused by the reaction of the units can be offset and reduced because the operating directions of both units are opposite. After moving the entire gondola upwards or downwards, conversely, when the two moving gantry move in a coordinated manner as shown in FIG. 12 to FIG. 11, FIG. 10, FIG. 9 and FIG. The weight does not change, and the fluctuation of the center of gravity can be suppressed.
同一レール上に3台以上の移動架台が装着される場合も各々の重量が既知であれば重心位置の変動を許容範囲内にする最適位置を算出して制御できる。 Even when three or more movable mounts are mounted on the same rail, if the respective weights are known, it is possible to calculate and control the optimum position within which the variation of the position of the center of gravity is within the allowable range.
本発明の外壁作業支援システムは、建築物に設置された外壁作業用途の人員用ゴンドラの柵や手摺あるいは床などの構造に固定されたレール上を能動的に移動可能で、作業ユニット装置を装備可能な架台を2台以上設置し、協調的に動作させることで、架台に装着した作業ユニットの作業対象領域をゴンドラ全幅に提供し、架台とそれに装着された作業ユニットの合計重量が移動することに伴うゴンドラ全体の重心位置の動揺を最小化することを特徴とするものである。 The outer wall work support system of the present invention can be actively moved on a rail fixed to a structure such as a fence, a handrail, or a floor of a gondola for personnel installed in a building for the purpose of working on the outer wall, and is equipped with a work unit device. By installing two or more possible mounts and operating them in a coordinated manner, the work area of the work units mounted on the mounts can be provided over the entire width of the gondola, and the total weight of the mounts and the work units mounted on it can be moved. It is characterized by minimizing the fluctuation of the center of gravity position of the entire gondola.
レールは単一でもよいし、複数でもよい。単一のレールでは移動架台同士は入れ替わることができない。単一レールのシステムは同一機能の作業ユニットを複数台使用して、ゴンドラ全幅を各々の作業ユニットの分担領域に分けて作業する場合に適している。複数のレールが用意できる場合、異なる機能を有する作業ユニットを、機能ごとに別のレールに装着して同時進行で使用できる。例えば窓拭きユニットが汚れを除去した直後に、コーティングユニットが光触媒コーティングを施す場合に有用である。図13ではレールを2本用意し、第1のレール131上の架台133に清掃ユニット135を装着し、第2のレール132上の架台134にコーティングユニット136を装着している。 The rail may be a single rail or a plurality of rails. Mobile rails cannot be interchanged on a single rail. The single rail system is suitable when using multiple work units having the same function and dividing the entire width of the gondola into work areas. When a plurality of rails can be prepared, work units having different functions can be mounted on different rails for each function and used simultaneously. For example, it is useful when the coating unit applies the photocatalytic coating immediately after the window cleaning unit removes dirt. In FIG. 13, two rails are prepared, the cleaning unit 135 is attached to the pedestal 133 on the first rail 131, and the coating unit 136 is attached to the pedestal 134 on the second rail 132.
本発明の外壁作業支援システムは、2種類以上の作業ユニットを装着可能で能動的に移動可能な2台以上の架台を設置した、2本以上のレールを備え、各架台を協調的に移動させることで架台に装着した作業ユニットの作業対象領域をゴンドラ全幅に提供し、架台とそれに装着された作業ユニットの合計重量が移動することに伴うゴンドラ全体の重心位置の動揺を最小化することを特徴とするものである。 The outer wall work support system of the present invention is provided with two or more rails on which two or more types of work units can be mounted and two or more pedestals that can be actively moved are installed, and each cradle can be moved in a coordinated manner. This provides the work target area of the work unit mounted on the gantry to the entire width of the gondola, and minimizes the fluctuation of the center of gravity position of the entire gondola due to the movement of the total weight of the gantry and the work units mounted on it. It is what
レールが2本以上の場合、レールの少なくとも一つはバランス用ウェイト移動に使用してもよい。複数の作業ユニットが前記のように左右対称動作だけで作業が効率化できる場合ばかりとは限らない。汚れが著しいなど作業に時間がかかる場所が不規則に点在する場合には作業ユニット同士の位置が必ずしも協調的動作を実現できない場合がある。バランス用ウェイトが作業用ユニットとは独立したレール上を能動的に移動できるようにすると、作業ユニットの作業効率を優先度の高い条件として位置制御をしながら、変動してしまう重心位置を補正する目的でバランス用ウェイトの位置を制御することで、ゴンドラ全体の重心動揺の低減と架台移動による反動の低減を提供できる。図14では図13で示した2種類の作業ユニットに加えて、第3のレール147上を移動するバランス用ウェイト148を使用している。 When there are two or more rails, at least one of the rails may be used for moving the balancing weight. It is not always the case that a plurality of work units can improve work efficiency by only bilaterally symmetric movement as described above. When there are irregularly scattered places where work takes time, such as when the units are contaminated, the positions of the work units may not necessarily realize cooperative operation. If the balance weight can be actively moved on the rail independent of the working unit, the working efficiency of the working unit is controlled as a high priority condition while the varying center of gravity position is corrected. By controlling the position of the balance weight for the purpose, it is possible to reduce the sway of the center of gravity of the entire gondola and the recoil due to the movement of the gantry. In FIG. 14, in addition to the two types of work units shown in FIG. 13, a balance weight 148 that moves on the third rail 147 is used.
本発明の外壁作業支援システムは、複数のレール上を能動的に移動する複数の移動架台システムに、能動的にレール上を移動できる外壁作業に関与しないバランス用ウェイトを装備することで、または能動的にレール上を移動できる架台にバランス用ウェイトを装備することで、ゴンドラ全体の重心位置動揺を抑制することを特徴とするものである。 The outer wall work support system of the present invention is provided by equipping a plurality of mobile gantry systems that actively move on a plurality of rails with balancing weights that can actively move on the rails and that are not involved in outer wall work, or By equipping the pedestal that can be moved on the rails with balance weights, the sway of the center of gravity of the entire gondola is suppressed.
前記バランス用ウェイトは、作業用ユニットと同等程度の重量を有することが期待されるが、必ずしも満足される必要はない。ゴンドラと懸架機構には耐荷重限界が規定されている。複数のレールと複数の架台と複数の作業ユニットを含む本発明の構成の重量の総和と耐荷重との差を上回らない範囲の重量のバランス用ウェイトを追加することで、このバランス用ウェイトの重量が仮に重心補正のために望ましい重量より軽い重量であっても、バランス用ウェイトは重心位置の変動を抑制することに寄与できる。例えば2台の作業架台のうちの第1の架台が端に存在し、第2の架台が中央部近くに存在する場合にはバランス用ウェイトが第1の架台の反対側の端点に位置したとしても、重心位置を完全に補正することは難しいものの、重心位置はバランス用ウェイトが存在しない場合に比べて、正中部に近い位置に補正される。第1の架台がゴンドラの端と正中の中途に位置する場合には、バランス用ウェイトの位置を制御することによって、ゴンドラ全体の重心位置をさらに補正できる可能性が高まる。 The balance weight is expected to have a weight equivalent to that of the working unit, but is not necessarily satisfied. The gondolas and suspension mechanisms have load bearing limits. The weight of this balancing weight is added by adding a balancing weight within a range that does not exceed the difference between the total weight and the withstand load of the configuration of the present invention including a plurality of rails, a plurality of mounts, and a plurality of work units. Even if the weight is lighter than the desired weight for correcting the center of gravity, the balance weight can contribute to suppressing the variation in the position of the center of gravity. For example, if the first of the two work stands is at the end and the second stand is near the center, the balancing weight is located at the opposite end of the first stand. However, although it is difficult to completely correct the position of the center of gravity, the position of the center of gravity is corrected to a position closer to the median portion than when the balance weight is not present. When the first gantry is located midway between the end of the gondola and the midline, by controlling the position of the balancing weight, the possibility of further correcting the center of gravity of the entire gondola increases.
本発明におけるゴンドラ内構成要素、すなわちレール、能動架台、制御装置そして各種作業ユニットおよび付帯デバイスについて予め重量が分かっている場合には能動架台の位置を変動係数として重心位置の算出が可能である。しかし例えば洗浄液タンクは、作業中に内容物の消費によって重量が変化する。洗浄液タンクと使用後の廃液用タンクが一体であれば、互いの重量はほぼ一定の合計値となるが、必ずしも両タンクが同じ位置にあるとは限らない。定数として扱える移動デバイスに関しては算出で対応できるとしても、例えばコーティング剤は作業が進むにしたがって消費されるので重量は時々刻々変化する。この場合、算出値による制御だけでは現実との乖離が生じうる。本発明では重量配分を実測する機構を備えてもよい。各レールの両端または複数レールをまとめて支持する機構に重量測定装置を備えることで、各構成要素の重量に変動がある場合でも実測値としての重量配分を得ることができる。この機構により得られた重量配分を補正するために、バランス用ウェイトが装備されている場合には、バランス用ウェイトの適正位置を算出し、移動させることで与えられた条件内で重心位置を最も適したものに補正することが可能となる。 When the weights of the constituent elements in the gondola in the present invention, that is, the rails, the active gantry, the control device, various work units, and auxiliary devices are known in advance, the position of the active gantry can be used as a coefficient of variation to calculate the position of the center of gravity. However, for example, the cleaning liquid tank changes in weight due to consumption of contents during operation. If the cleaning liquid tank and the waste liquid tank after use are integrated, the mutual weights will be a substantially constant total value, but both tanks are not necessarily at the same position. Even if a mobile device that can be treated as a constant can be calculated, the coating agent is consumed as the work progresses, so the weight changes momentarily. In this case, a difference from reality may occur only by the control based on the calculated value. The present invention may include a mechanism for actually measuring the weight distribution. By equipping both ends of each rail or a mechanism that collectively supports a plurality of rails with a weight measuring device, it is possible to obtain a weight distribution as a measured value even when the weight of each component changes. In order to correct the weight distribution obtained by this mechanism, if the balance weight is equipped, calculate the proper position of the balance weight and move it to find the most center of gravity position within the given conditions. It becomes possible to correct to a suitable one.
前項の重量測定装置は、ばね式計量装置に代表される重量計測機器の他に、ひずみセンサーに代表される圧力計測機器を利用することができる。また直接の重量測定だけでなく懸架機構のワイヤーの張力に対する伸張性を計測する目的で傾斜測定機器を用いて重量測定を補助することも可能であるし、傾斜測定のみで重心位置の評価をすることもできる。 The weight measuring device in the preceding paragraph can use a pressure measuring device typified by a strain sensor, in addition to a weight measuring device typified by a spring type weighing device. In addition to direct weight measurement, it is possible to assist weight measurement with a tilt measuring device for the purpose of measuring the stretchability of the suspension mechanism with respect to the tension of the wire, and to evaluate the position of the center of gravity only by tilt measurement. You can also
本発明の外壁作業支援システムは、ゴンドラ内レール構造の両端における支持構造に圧センサーを備えて各支持構造における荷重を測定し、装置全体の重心位置の変動を評価して、他の作業ユニット用架台またはバランス用ウェイトの位置を能動的に変化させて、ゴンドラ内作業ユニット全体の重心位置を所定の範囲内になるように補正することを特徴とするものである。 The outer wall work support system of the present invention is equipped with pressure sensors at the support structures at both ends of the gondola inner rail structure to measure the load in each support structure, evaluate the variation of the center of gravity position of the entire device, and use it for other work units. It is characterized in that the position of the gantry or the balance weight is actively changed to correct the position of the center of gravity of the working unit in the gondola so that it falls within a predetermined range.
本発明は人員作業用ゴンドラを流用することを主眼とするため、本発明の説明に際して図示した例では、天面のみが解放されたゴンドラを用いてきた。しかし建物側に面する柵板が着脱できるゴンドラであれば、これを外すことで、有効な作業面をより大きく確保できる。図15はゴンドラ側板4面の中で建物に面する側板の全部または一部を除去した場合に上述のレールを2基作業側の面の近くに設置し、対側に作業に直接寄与しないバランス用ウェイト160のためのレール153を設置した例を示す。作業用ユニットレール151には窓清掃用ユニットが装着され、作業用ユニット159は外壁コーティング用ユニットである。窓清掃用ユニットは同一レールに157と158の2台が装着されており作業効率向上を図っている。 Since the main purpose of the present invention is to divert a gondola for personnel work, in the example illustrated in the description of the present invention, a gondola in which only the top surface is opened has been used. However, if the gondolas facing the building are removable, you can remove the gondolas to secure a larger effective work surface. Fig. 15 shows a balance where two or more side plates facing the building are removed from the four side plates of the gondola, and the above-mentioned rails are installed near the work side surface of the two bases and do not directly contribute to the work on the other side. An example in which a rail 153 for the weight 160 is installed is shown. A window cleaning unit is attached to the work unit rail 151, and the work unit 159 is an outer wall coating unit. Two window cleaning units, 157 and 158, are mounted on the same rail to improve work efficiency.
本発明の外壁作業支援システムは、ゴンドラの4側面の中で少なくとも建物側に面する1面の側板構造の全部または一部を除去して前4請求項に記載した外壁作業システムを積み重ねて配置することを特徴とするものである。 In the outer wall work support system of the present invention, all or a part of the side plate structure of at least one surface facing the building side is removed from the four side surfaces of the gondola, and the outer wall work systems described in the preceding four claims are stacked and arranged. It is characterized by doing.
各種作業用ユニットが実用可能で人為作業の必要性がなくなった場合、または人員用ゴンドラとの併存が可能な場合には本発明システム運用専用のゴンドラを用意してもよい。すなわち建造物に装備されたルーフカーを含む懸架機構により懸架が可能で、上述の外壁作業支援システムを実装可能な構造に、上述の外壁作業支援システムを装着することを特徴とするものである。この構造はゴンドラの形状でもよい。また、この構造は骨格構造でもよい。 When various work units can be put into practical use and the need for manual work is eliminated, or when coexistence with a personnel gondola is possible, a gondola dedicated to the operation of the system of the present invention may be prepared. That is, the structure is characterized in that the above-mentioned outer wall work support system is mounted on a structure capable of being suspended by a suspension mechanism including a roof car mounted on a building and capable of mounting the above outer wall work support system. This structure may be in the shape of a gondola. Further, this structure may be a skeleton structure.
本発明では既設のゴンドラを懸架機構として流用し高所作業の無人化を可能とする。
同種作業に対して2台以上の作業ユニットを運用することで作業効率が改善できる。
複数種類の作業を同一のゴンドラ内に収容することで異種作業の平行実施が可能となる。
In the present invention, an existing gondola is used as a suspension mechanism, which enables unmanned work in high places.
Work efficiency can be improved by operating two or more work units for the same work.
By accommodating multiple types of work in the same gondola, different types of work can be performed in parallel.
以下、本発明の実施形態に係る外壁作業支援システムについて図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an outer wall work support system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明は任意の外壁作業ユニットに対して上下左右方向への移動を提供するものである。実現には建造物に既設されているゴンドラおよび屋上に敷設された走行レールと自走するルーフカーを含む既設懸架機構を使用し、ゴンドラに装着する作業ユニットの上下方向昇降および水平方向移動に利用する。作業ゴンドラ内の長軸方向すなわち横方向にレールを設置し、レール上を能動的に移動する架台を設け、架台に任意の作業ユニットを装着する。架台は単数でもよいし、複数であってもよい。架台が複数の場合、各架台は互いに独立してレール上の位置を制御できる。同一レール上に複数の架台を装着する場合には架台相互が衝突しないように位置が制御される。各架台に作業ユニットを装着することで、作業ユニットはゴンドラ全幅に対応して作業を提供できる。 The present invention provides vertical, horizontal and lateral movement for any outer wall working unit. To achieve this, an existing suspension mechanism including a gondola already installed in the building and a running rail laid on the roof and a roof car that runs on its own will be used to vertically move and vertically move the work unit attached to the gondola. .. Rails are installed in the long axis direction in the work gondola, that is, in the lateral direction, a gantry that actively moves on the rails is provided, and any work unit is mounted on the gantry. The pedestal may be singular or plural. When there are multiple mounts, each mount can control the position on the rail independently of each other. When a plurality of mounts are mounted on the same rail, the positions are controlled so that the mounts do not collide with each other. By equipping each gantry with a work unit, the work unit can provide work corresponding to the entire width of the gondola.
本発明では同一レールに作業ユニット用能動架台を2台以上設置し、複数の作業ユニットが重心位置を動揺させないように協調的に動作することが可能となる。もっとも単純な例として重量はほぼ同じと想定できる2台の同種類作業ユニットが装着されている場合、ある時点では図8のように両端に配置し、図9のように少し中央に移動して作業を提供し、さらに図10そして図11と中央方向に移動して作業を提供し、図12のように左右の中央部で両作業ユニットが最接近する位置に移動して作業を提供するように協調的に動作させることが可能になる。この一連の動作中、重心位置は変動せず、ユニットの動作による反動で生じるゴンドラの動揺も両ユニットの動作方向が逆であるため相殺され低減できる。このゴンドラ位置での作業が完了後、ゴンドラ全体を上方あるいは下方に移動させたのちに逆に図12から図11、図10、図9そして図8のように2台の移動架台が協調的に離れるように移動すると、同様に総重量は変化せず、重心位置の動揺も抑制できる。この動作を繰り返すことで建造物全体に作業を提供する。 In the present invention, two or more work unit active mounts are installed on the same rail, and it becomes possible for a plurality of work units to operate in a coordinated manner so as not to disturb the center of gravity. As the simplest example, when two work units of the same type, which can be assumed to have almost the same weight, are installed, at some point they are placed at both ends as shown in FIG. 8 and moved to the center a little as shown in FIG. To provide the work, further to move the work in the central direction as shown in FIGS. 10 and 11, and to provide the work by moving to the position where both work units are closest to each other in the left and right central portions as shown in FIG. It becomes possible to operate cooperatively. During this series of operations, the position of the center of gravity does not change, and the swaying of the gondola caused by the reaction due to the operation of the units can be offset and reduced because the operating directions of both units are opposite. After the work at this gondola position is completed, the entire gondola is moved upward or downward, and then the two movable mounts are cooperatively moved as shown in FIGS. 12 to 11, 10, 9 and 8. When moving away from each other, the total weight does not change and the fluctuation of the center of gravity can be suppressed. By repeating this operation, work is provided to the entire building.
同一レール上に3台以上の移動架台が装着される場合も各々の重量が既知であれば重心位置の変動を最小化する動作を算出して制御できる。 Even when three or more moving mounts are mounted on the same rail, if the weight of each is known, it is possible to calculate and control the operation that minimizes the variation of the center of gravity.
レールは単一でもよいし、複数でもよい。単一のレールでは移動架台同士は入れ替わることができないので、同一機能の作業ユニットを複数台使用してゴンドラ全幅を各々の作業ユニットの分担領域に分けて作業する場合に適している。複数のレールが用意できる場合、異なる機能を有する作業ユニットを同時進行で使用できる。例えば窓拭きユニットが汚れを除去した直後に、コーティングユニットが光触媒コーティングを施す場合に有用である。図13ではレールを2本用意し、第1のレールに清掃ユニット135を装着し、第2のレールにコーティングユニット136を装着している。 The rail may be a single rail or a plurality of rails. Since the moving racks cannot be interchanged with a single rail, it is suitable for the case where a plurality of work units having the same function are used and the entire width of the gondola is divided into the work areas of the respective work units. When a plurality of rails can be prepared, work units having different functions can be used at the same time. For example, it is useful when the coating unit applies the photocatalytic coating immediately after the window cleaning unit removes dirt. In FIG. 13, two rails are prepared, the cleaning unit 135 is attached to the first rail, and the coating unit 136 is attached to the second rail.
レールが2本以上の場合、レールの少なくとも一つはバランス用ウェイト移動に使用してもよい。複数の作業ユニットが前記のように左右対称動作だけで作業が効率化できる場合ばかりとは限らない。汚れが著しいなど作業に時間がかかる場所が不規則に点在する場合には、作業ユニット同士の位置は、ゴンドラ全体の重心が動揺しないように協調的に決定することが困難な場合がある。バランス用ウェイトが作業用ユニットとは独立したレール上を能動的に移動できるようにすることで、作業ユニット群はそれらの作業効率を優先度の高い条件として位置制御をしながら作業を実行し、バランス用ウェイトは変動してしまう重心位置を補正する目的で位置を制御することで、ゴンドラ全体の重心動揺と架台移動による反動の低減を提供できる。図13では図14で示した2種類の作業ユニットに加えて、第3のレール上を移動するバランス用ウェイト148を使用している。 When there are two or more rails, at least one of the rails may be used for moving the balancing weight. It is not always the case that a plurality of work units can improve work efficiency by only bilaterally symmetric movement as described above. When there are irregularly scattered places where work takes time, such as when the unit is contaminated, it may be difficult to cooperatively determine the positions of the work units so that the center of gravity of the entire gondola does not fluctuate. By enabling the balance weight to actively move on the rail independent of the work unit, the work unit group executes work while position control is performed with those work efficiencies as high priority conditions, By controlling the position of the balance weight for the purpose of correcting the position of the center of gravity that fluctuates, it is possible to reduce the reaction of the entire gondola due to the center of gravity fluctuation and the movement of the gantry. In FIG. 13, in addition to the two types of work units shown in FIG. 14, a balance weight 148 that moves on the third rail is used.
本発明におけるゴンドラ内構成要素、すなわちレール、能動架台、制御装置そして各種作業ユニットおよび付帯デバイスについて予め重量が分かっている場合には能動架台の位置を変動係数として重心位置の算出が可能である。しかし例えば洗浄液タンクは作業中に内容物が消費されて重量が変化する。洗浄液タンクと使用後の廃液用タンクが一体であれば、互いの重量はほぼ一定の合計値となるが、必ずしも両タンクが同じ位置にあるとは限らない。定数として扱える移動デバイスに関しては算出で対応できるとしても、例えばコーティング剤は消費によって重量は単調に減少するので算出だけでは現実との乖離が生じうる。本発明では重量配分を実測する機構を備えてもよい。各レールの両端または複数レールをまとめて支持する機構に重量測定装置を備えることで、各構成要素の重量に変動がある場合でも実測値としての重量配分を得ることができる。この機構により得られた重量配分を踏まえて
算出値を補正し、バランス用ウェイトが装備されている場合には、バランス用ウェイトの適正位置を算出し、移動させることが可能となり、結果として与えられた条件内で重心位置を最も適したものに補正することが可能となる。
When the weights of the constituent elements in the gondola in the present invention, that is, the rails, the active gantry, the control device, various work units, and auxiliary devices are known in advance, the position of the active gantry can be used as a coefficient of variation to calculate the position of the center of gravity. However, for example, the cleaning liquid tank consumes contents during work and its weight changes. If the cleaning liquid tank and the waste liquid tank after use are integrated, the mutual weights will be a substantially constant total value, but both tanks are not necessarily at the same position. Even if a mobile device that can be handled as a constant can be calculated, the weight of the coating agent monotonously decreases due to consumption, so that a mere deviation from the actual situation may occur only by calculation. The present invention may include a mechanism for actually measuring the weight distribution. By equipping both ends of each rail or a mechanism that collectively supports a plurality of rails with a weight measuring device, it is possible to obtain a weight distribution as a measured value even when the weight of each component changes. Correcting the calculated value based on the weight distribution obtained by this mechanism, if the balance weight is equipped, it is possible to calculate and move the proper position of the balance weight. It is possible to correct the position of the center of gravity to the most suitable one under the above conditions.
本発明は人員作業用ゴンドラを流用することを主眼とするため、本発明の説明に際して図2から図14において図示した例では、天面のみが解放されたゴンドラを用いてきた。しかし建物側に面する柵板が着脱できるゴンドラであれば、これを外すことで、有効な作業面をより大きく確保できる。図15はゴンドラ側板4面の中で建物に面する側板の全部または一部を除去した場合に上述のレールを2基作業側の面の近くに設置し、対側に作業に直接寄与しないバランス用ウェイトのためのレールを設置した例を示す。作業用ユニットレール151には窓清掃用ユニットが装着され、作業用ユニット159は外壁コーティング用ユニットである。窓清掃用ユニットは同一レールに157と158の2台が装着されており作業効率向上を図っている。 Since the main purpose of the present invention is to divert a gondola for personnel work, in the example illustrated in FIGS. 2 to 14 in explaining the present invention, a gondola whose top surface is open has been used. However, if the gondolas facing the building are removable, you can remove the gondolas to secure a larger effective work surface. Fig. 15 shows a balance where two or more side plates facing the building are removed from the four side plates of the gondola, and the above-mentioned rails are installed near the work side surface of the two bases and do not directly contribute to the work on the other side. The example which installed the rail for the weight for use is shown. A window cleaning unit is attached to the work unit rail 151, and the work unit 159 is an outer wall coating unit. Two window cleaning units, 157 and 158, are mounted on the same rail to improve work efficiency.
本発明は、建築物に既設されている人員用ゴンドラシステムを有効活用するものである。ゴンドラの無人化は安全性を飛躍的に高める。作業安全性の重要な部分はゴンドラシステムの耐加重を厳守することでほとんど実現できる。外壁作業の大半を占めるのは清掃作業であるが、それ以外の目的たとえばコーティングを含む塗装作業、防水工事、イルミネーションランプの交換など頻度は低いものの重要な外壁作業は多岐にわたるものであり、今後も新たな作業ジャンルが出現する可能性がある。このような多種多様な作業のうち特定の作業に対応する機器の開発を得意とする者が、高所懸架物としての安全性についての認証を得るのは必ずしも容易ではない。しかし安全基準を満たしたゴンドラに載せるのであれば、求められる安全性は動作中に部品の脱落防止や電気的な発火を生じないという類のものであり高所作業以外にも一般的に求められる安全性が中心となるので、さまざまな産業分野からの参入を促すことができる。本発明システムにおける移動架台への装着方法に使用するアタッチメントの規格が定まれば多くの業種の参入を容易なものとできるので、高所作業にも新機能を投入できる環境が提供でき、より多彩なサービスの創出を促すことになる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention makes effective use of an existing personnel gondola system in a building. Unmanned gondolas dramatically increase safety. The important part of work safety can be realized by strictly adhering to the load bearing of the gondola system. The majority of outer wall work is cleaning work, but other purposes such as painting work including coating, waterproofing work, and replacement of illumination lamps are infrequent, but important outer wall work is diverse and will continue in the future. New work genres may emerge. It is not always easy for a person who is good at developing a device corresponding to a specific work out of such various kinds of work to obtain the certification of safety as a suspension object at a high place. However, if it is placed on a gondola that meets safety standards, the required safety is that it does not prevent parts from falling off and does not cause electrical ignition during operation, and is generally required in addition to high-place work. Since safety is the main focus, it is possible to encourage entry from various industrial fields. If the standard of the attachment used for the method of mounting on the mobile platform in the system of the present invention is set, it will be easy for many industries to enter, so it is possible to provide an environment where new functions can be introduced even in high-altitude work, and more versatile. Will encourage the creation of various services.
完全な自動運用ではなくてもゴンドラ内が無人化できることで建築物によっては夜間の作業が可能となり、例えば高層オフィスビルなどでは就業時間を避けてメンテナンスが可能となる。敷地内の人員数が少ない時間帯の作業はさらなる安全性も期待できる。 Even if the operation is not completely automatic, the gondola can be made unmanned, which enables nighttime work depending on the building. For example, in a high-rise office building, maintenance can be performed by avoiding working hours. Further safety can be expected for work during the time when the number of personnel on the site is small.
屋外作業においては時間帯のみならず、気候条件も作業に影響する。例えば夏季の酷暑や冬季の極寒環境での高所ゴンドラ作業は作業者の体力消耗のみならず生命の危険を伴う健康への悪影響も起こしかねない。通常、そのような時期や季節は避けて作業が予定される。本発明を使うと、ゴンドラ作業者の作業環境は制限用件ではなくなり、作業に使う水が氷結するなど物理法則上の制約が制限用件となる。また、建設技術の発展は目覚ましく、今後は1000mクラスの建築も視野に入りつつあるが、それとともに作業環境は気圧を含めて従来以上に配慮を要する。例えば乗降位置から作業位置までの移動は相当の時間を要し、万一の作業者の急病発症などの緊急事態に際して、救護可能な位置までの移動に時間がかかるため、人命にかかわる状況が生じることも懸念される。しかし本発明を使用すると、作業者は安全な環境からの遠隔操作が可能となるので、上記の環境要因は解決できる。 In outdoor work, not only the time of day, but also the climatic conditions affect the work. For example, the work of a gondola at a high place in the extreme heat of summer or the extremely cold environment of winter can cause not only the exhaustion of the worker's physical strength but also a health hazard that is life-threatening. Usually, work is scheduled to be avoided during such times and seasons. According to the present invention, the working environment of the gondola worker is no longer a restriction requirement, but the restrictions on the physical laws such as freezing of water used for the work are a restriction requirement. Moreover, the development of construction technology is remarkable, and construction of 1000m class is coming into view in the future, but along with this, the working environment will require more consideration than before, including atmospheric pressure. For example, it takes a considerable amount of time to move from the boarding/alighting position to the work position, and in the event of an emergency such as a sudden onset of a worker's illness, it takes time to move to a position where it can be rescued. Is also a concern. However, the use of the present invention enables the operator to perform remote control from a safe environment, so that the above environmental factors can be solved.
11 回転ブラシ
12 伸縮アーム
13 自在関節
21 ゴンドラ
22 懸架ワイヤー
23、41 作業ユニット(この図では窓清掃作業ユニット)
42 レール上を能動的に移動する架台
43 レール
51 可動架台に乗せた作業ユニット
52 レール上を能動的に移動するバランス用ウェイト
53 バランスウェイト用レール
131 第1レール
132 第2レール
133 第1レール上の能動的に移動する架台
134 第2レール上の能動的に移動する架台
135 窓清掃作業ユニット
136 コーティング作業ユニット
141 第1レール
142 第2レール
143 第3レール
144 第1レール上の能動的に移動する架台
145 第2レール上の能動的に移動する架台
146 窓清掃作業ユニット
147 コーティング作業ユニット
148 レール上を能動的に移動するバランス用ウェイト
151 第1レール
152 第2レール
153 第3レール
154 第1レール上の能動的に移動する架台 その1
155 第1レール上の能動的に移動する架台 その2
156 第2レール上の能動的に移動する架台
157 窓清掃作業ユニット その1
158 窓清掃作業ユニット その2
159 コーティング作業ユニット
160 レール上を能動的に移動するバランス用ウェイト
11 rotating brush 12 telescopic arm 13 universal joint 21 gondola 22 suspension wires 23, 41 working unit (window cleaning working unit in this figure)
42 Stand 43 that actively moves on the rail 43 Rail 51 Working unit 52 that is placed on a movable stand 52 Balance weight 53 that actively moves on the rail 53 Balance weight rail 131 First rail 132 Second rail 133 First rail Actively moving frame 134 Actively moving frame 135 on second rail 135 Window cleaning work unit 136 Coating work unit 141 First rail 142 Second rail 143 Third rail 144 Actively move on first rail Mounting base 145 Actively moving base 146 on second rail Window cleaning work unit 147 Coating work unit 148 Balancing weight 151 actively moving on rail 151 First rail 152 Second rail 153 Third rail 154 First Actively moving pedestal on rail Part 1
155 Actively moving pedestal on the first rail Part 2
156 Actively moving pedestal 157 on the second rail 157 Window cleaning work unit 1
158 Window cleaning work unit 2
159 Coating work unit 160 Balance weight that actively moves on the rail
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