JP2020139333A - 杭把持爪のアタッチメント並びにその装着方法及び装着システム - Google Patents
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Abstract
Description
従来の杭圧入装置にあっては、クランプ装置の近くに杭(1本目とする)を圧入して圧入完了し、さらにクランプ装置から離れた2本目の杭を途中まで圧入し、2本目の杭をチャック装置で把持した状態で、クランプ装置を2本目の杭に近い既設杭の上端に移動させる。これにより、杭列上を自走しつつ、杭列を延長していく杭圧入施工を実施する。
また、特許文献1では、鋼管杭の圧入を実施して鋼管杭の杭列を構築するとともに、隣り合う鋼管杭同士の間を閉塞する閉塞部材をも圧入する。
特許文献2にあっては、閉塞部材などの小さい被把持寸法の杭を把持可能にするアタッチメントを用いる。所要の複数のアタッチメントを、クレーンで共吊りして運びチャック装置の挿入部に下降させて挿入することによりチャック装置の杭把持爪にそれぞれ装着する。
前記チャック装置は、杭を上下に連通させる挿入部の中心軸に対して集散動作する複数の杭把持爪を有し、
前記杭把持爪に前記アタッチメントを装着することにより、前記杭把持爪の把持面により把持できる被把持寸法より小さい被把持寸法の部材を前記アタッチメントの把持面により把持可能にするにあたり、
前記アタッチメントを取付対象の杭把持爪の下方に当該杭把持爪に対する取付の向きに配置し、前記アタッチメントに対し前記チャック装置を下降させることで、前記取付対象の杭把持爪を前記アタッチメントに嵌合固定する杭把持爪のアタッチメントの装着方法である。
前記チャック装置は、杭を上下に連通させる挿入部の中心軸に対して集散動作する複数の杭把持爪を有し、
前記杭把持爪に前記アタッチメントを装着することにより、前記杭把持爪の把持面により把持できる被把持寸法より小さい被把持寸法の部材を前記アタッチメントの把持面により把持可能であり、
前記アタッチメントを取付対象の杭把持爪の下方に配置する供給機構を備え、
前記供給機構により取付対象の杭把持爪の下方に配置された前記アタッチメントに対し前記チャック装置を下降させることで前記取付対象の杭把持爪を前記アタッチメントに嵌合固定できる固定構造が、前記杭把持爪と前記アタッチメントとに設けられた杭把持爪のアタッチメントの装着システムである。
前記チャック装置が、杭を上下に連通させる挿入部の中心軸に対して集散動作する複数の杭把持爪を有するものであることに対し、当該アタッチメントは、前記杭把持爪に装着されることにより、前記杭把持爪の把持面により把持できる被把持寸法より小さい被把持寸法の部材を当該アタッチメントの把持面により把持可能にするものであり、
当該アタッチメントは、前記中心軸に垂直な断面における前記杭把持爪の両側部の凸構造を、嵌合挿入させる同断面における凹構造を両側部に備える杭把持爪のアタッチメントである。
本実施形態の杭圧入装置1は、クランプ装置11と、サドル12と、マスト13と、昇降装置14と、チャック回転機構15と、チャック装置16と、アタッチメント供給機構20とを備えて構成されている。アタッチメント供給機構20は、可動支持アーム21と、保持部22とを備える。チャック装置16に杭把持爪16aが含まれる。
図1及び図3に杭圧入装置1の側面図、図2及び図4に杭圧入装置1の平面図を示す。図5に杭把持爪16aとこれに装着されるアタッチメント30の側面図(a)(c)及び平面図(b)(d)を示す。図6〜図8にチャック装置の垂直断面図(a)及び水平断面図(b)を示す。図7には、杭把持爪16aの下方の取付位置に配置されたアタッチメントも示す。図8には、杭把持爪16aに嵌合固定されたアタッチメント30も示す。図9に保持部22の平面図(a)及び側面図(b)を示す。
本実施形態ではアタッチメント30を2つ適用しており、それぞれを指すときアタッチメント30A、アタッチメント30Bとするが、互いに同じ構造である。
クランプ装置11は、サドル12の下部に連結されている。
マスト13は、サドル12上に立設され、前後にスライド可能に設けられる。
チャック装置16及びチャック回転機構15を含む部分は、上下に杭を挿通させる挿通部A(中心軸A1)を形成している。チャック装置16は、杭を上下に連通させる挿入部Aの中心軸A1に対してシリンダ装置16sにより集散動作(近づいて集まることで挿通部Aを縮小し、離れて散らばることで挿通部Aを拡大する動作という。以下同じ。)する複数の杭把持爪16aを有する。挿入部Aに挿通された杭に対して、チャック装置16は杭把持爪16aを周囲から押圧することでその杭を把持する。本実施形態では、杭把持爪16aは4つである。
昇降装置14がマスト13に対して昇降させる部分(チャックフレーム18)にチャック回転機構15が連結され、チャック回転機構15が同部分に対してチャック装置16を回転させる。
杭把持爪16aとアタッチメント30とを互いに嵌合固定するために、杭把持爪16aとアタッチメント30とに設けられた固定構造の詳細は以下の通りである。
固定構造は、中心軸A1に垂直な断面(図5(b) (d)、図6(b)、図7(b)、図8(b))における杭把持爪16aの両側部の凸構造16c,16cを、嵌合挿入させる同断面における凹構造であって、アタッチメント30の両側部に設けられた凹構造32,32を備える。
凸構造16c,16cは、把持面16bを正面とし、中心軸A1を上下方向としたときの両側部に側方に突出するように形成されている。凹構造32,32は、凸構造16c,16cに対して中心軸A1に平行な方向への移動により凸構造16c,16cをスライドインさせて外側に嵌合する形状に形成されている。両側部の凸構造16c,16cと、両側部の凹構造32,32との嵌合構造により、中心軸A1に垂直な断面(図5(b)(d)、図6(b)、図7(b)、図8(b))において杭把持爪16aに対するとアタッチメント30の位置が固定される。
図7の状態から図8の状態へと、アタッチメント30を杭把持爪16aの下から上へ相対的に移動させることにより、凸構造16cが凹構造32に挿入されるが、アタッチメント30の下端部に設けられた挿入規制部33が杭把持爪16aの下端部16dに当接することにより、その挿入は止まる。挿入が止まると、図8に示すように、アタッチメント30は杭把持爪16aに対して適切な位置(装着の位置)に配置される。
アタッチメント供給機構20は、図1及び図2に示すようにアタッチメント30を取付対象の杭把持爪16aの下方に配置するものであり、詳細は以下の通りである。
アタッチメント供給機構20は、可動支持アーム21と、保持部22とを備える。
可動支持アーム21は、基端が杭圧入装置1に対して可動支持されている。可動支持アーム21は、保持部22を杭圧入装置1に対して可動支持する可動支持部材である。可動範囲としては、図2に示すように保持部22に保持されたアタッチメント30A、30Bが取付対象の杭把持爪(16a,16a)の下方に配置された取付位置と、図4に示すように保持部22が杭圧入装置1の下方から脱したセット位置とを含む。セット位置は、作業者が保持部22にアタッチメント30A、30Bを設置したり、取り去ったりするための位置である。
図9に示すように保持部22は、ベースプレート22aと、ベースプレート22aの下面中央から下に突設された連結軸22bとを備える。ベースプレート22aの上にアタッチメント30A,30Bが載せられる。連結軸22bが可動支持アーム21の先端に連結される。
ベースプレート22aの上面には保持ピン22c〜22fが立設されている。保持ピン22cと保持ピン22dは、アタッチメント30の外側の両側を規制する。保持ピン22eはアタッチメント30の把持面31を規制する。保持ピン22fは、アタッチメント30の内部に挿入される。保持ピン22fに対応した孔をアタッチメント30の下面に開口するように形成しておく。以上の保持ピン22c〜22fにより一つのアタッチメント30が一定の向きに保持される。また保持ピン22c〜22fがあることで、アタッチメント30を他の向きにしてベースプレート22a上に載置することはできない。
保持ピン22c〜22fは、アタッチメント30Aとアタッチメント30Bとをそれぞれ保持するように2組設けられている。アタッチメント30Aとアタッチメント30Bとは180度回転対称の杭把持爪(16a,16a)に装着されるものであるので、その二組の保持ピン22c〜22fは、図9に示すように180度回転対称的に配置されている。その対称の点(中心22p)にちょうど連結軸22bが配置されている。
そのため、保持部22は、取付予定のアタッチメント30のすべてを、それぞれ対応する杭把持爪に対する下方で取付の向きに同時に配置可能に規制して保持する保持構造を有するものとすることが好ましい。したがって、4つ爪のチャックに対して4つのアタッチメントを装置する場合、3つ爪のチャックに対して3つのアタッチメントを装置する場合等に対応して、保持ピン22c〜22fの組違い同士の相対的な回転対称角度を、90度、120度等として実施する。
アタッチメント30を取付対象の杭把持爪16aの下方において、当該杭把持爪16aに対する取付の向きに配置するために、このチャック回転機構15によるチャック装置16の中心軸A1回りの角度調整機能を機能させてもよい。
アタッチメント30を取付対象の杭把持爪16aの下方において、当該杭把持爪16aに対する取付の向きに配置するために、この保持部22の垂直軸回りの角度調整機能を機能させてもよい。
改めてアタッチメントの装着方法の手順に沿って説明する。
まず、図4に示すように保持部22にアタッチメント30A,30Bを載置する。
次に、図1及び図2に示すように保持部22をチャック装置16の下方に移動させ、保持部22の中心22pを中心軸A1に配置する。
アタッチメント30A,30Bと取付対象の杭把持爪16a,16aとの取付の向きを合わせる。
次に図3に示すようにチャック装置16を下降させることで取付対象の杭把持爪16a,16aをアタッチメント30A,30Bにそれぞれ嵌合させ、係止部材41も用いて固定する。
チャック装置16を上昇させる。
アタッチメント供給機構20を適当な位置に退避させるか又は杭圧入装置1から取り外す。
なお、アタッチメント30A,30Bの把持面31により把持する部材としては、杭のほか、洗浄水噴射用のロッドを挙げることができるが特に限定されるものではない。
図1及び図2に示すように保持部22の中心22pを中心軸A1に配置したとき、保持部22がチャック装置16に対して一定の角度となるように、保持部22を可動支持アーム21の先端に固定しておく。そのときのアタッチメント30A,30Bの中心軸A1回りの角度(取付角度とする)を、予めチャック回転機構15の制御装置に記憶しておく。
図1及び図2に示すように保持部22をチャック装置16の下方に移動させ、保持部22の中心22pを中心軸A1に配置したら、オペレーターが取付角度への復帰操作を制御装置に入力し、制御装置は、チャック回転機構15を制御してチャック装置16を取付角度に復帰させる。このようにチャック装置16の中心軸A1回りの角度調整を行い、アタッチメント30A,30Bと取付対象の杭把持爪16a,16aとの取付の向きを合わせる。
保持部22を、中心22pを中心に垂直軸回りに自由回転するように可動支持アーム21の先端に連結する。
作業者は、必要により保持部22をターンテーブルのように回して保持部22を作業しやすい向きに配置しつつ、アタッチメント30A,30Bを保持部22に載置する。
図1及び図2に示すように保持部22をチャック装置16の下方に移動させ、保持部22の中心22pを中心軸A1に配置したら、作業者は、保持部22をターンテーブルのように回して、目視確認によりアタッチメント30A,30Bを、取付対象の杭把持爪16a,16aに対する取付の向きを合わせる。
保持部22を、中心22pを中心に垂直軸回りに自由回転するように可動支持アーム21の先端に連結する。但し、保持部22を可動支持アーム21に対する一定の角度に保持されるようにバネ機構等を用いた角度保持機構を付設しておく。
図1及び図2に示すように保持部22の中心22pを中心軸A1に配置したとき、上記角度保持機構により保持部22をチャック装置16に対して一定の角度に保持可能にする。その保持状態におけるアタッチメント30A,30Bの中心軸A1回りの角度(取付角度とする)を、予めチャック回転機構15の制御装置に記憶しておく。
作業者は、必要により保持部22をターンテーブルのように回して保持部22を作業しやすい向きに配置しつつ、アタッチメント30A,30Bを保持部22に載置する。
作業者は、保持部22をターンテーブルのように回して保持部22を上記角度保持機構により取付角度に保持させる。
図1及び図2に示すように保持部22をチャック装置16の下方に移動させ、保持部22の中心22pを中心軸A1に配置したら、オペレーターが取付角度への復帰操作を制御装置に入力し、制御装置は、チャック回転機構15を制御してチャック装置16を取付角度に復帰させる。このようにチャック装置16の中心軸A1回りの角度調整を行い、アタッチメント30A,30Bと取付対象の杭把持爪16a,16aとの取付の向きを合わせる。
保持部22を、中心22pを中心に垂直軸回りに自由回転するように可動支持アーム21の先端に連結するとともに、保持部22の可動支持アーム21に対する角度を検出する角度検出器を付設しておく。
作業者は、必要により保持部22をターンテーブルのように回して保持部22を作業しやすい向きに配置しつつ、アタッチメント30A,30Bを保持部22に載置する。
図1及び図2に示すように保持部22をチャック装置16の下方に移動させ、保持部22の中心22pを中心軸A1に配置したら、オペレーターが取付角度への復帰操作を制御装置に入力し、制御装置は、上記角度検出器の検出値に基づき現在の保持部22の角度、従ってアタッチメント30A,30Bの配置角度を算出してこれを取付角度とし、チャック回転機構15を制御してチャック装置16を取付角度に復帰させる。このようにチャック装置16の中心軸A1回りの角度調整を行い、アタッチメント30A,30Bと取付対象の杭把持爪16a,16aとの取付の向きを合わせる。
保持部22を、中心22pを中心に垂直軸回りに回転するように可動支持アーム21の先端に連結するとともに、保持部22の可動支持アーム21に対する角度を検出する角度検出器及び保持部22を駆動回転するアクチュエータを付設しておく。
作業者は、必要により保持部22をターンテーブルのように回して保持部22を作業しやすい向きに配置しつつ、アタッチメント30A,30Bを保持部22に載置する。
図1及び図2に示すように保持部22をチャック装置16の下方に移動させ、保持部22の中心22pを中心軸A1に配置したら、オペレーターが取付角度への復帰操作を制御装置に入力し、制御装置は、チャック装置16の現在の角度情報と、上記角度検出器の検出値に基づく現在の保持部22の角度情報とに基づき、上記アクチュエータにより保持部22を回転させるか又は上記アクチュエータ及びチャック回転機構15により保持部22及びチャック装置16の双方を回転させるかして アタッチメント30A,30Bと取付対象の杭把持爪16a,16aとの取付の向きを合わせる。このように、保持部22の垂直軸回りの角度調整を行って向き合わせする。上記のように同時にチャック装置16の中心軸A1回りの角度調整機能を使ってもよい。
保持部22及びチャック装置16の双方を回転させることにより、向き合せの時間を短期化することができる。
なお、以上の実施形態に拘わらず、アタッチメントを取付対象の杭把持爪の下方に配置する供給機構は、杭圧入装置に可動支持されたものでなくても構わない。例えば、人又はロボットによって、その供給作業を行ってもよい。
また、アタッチメント30に対しチャック装置16を下降させることは、既存のアクチュエータを利用できる点で昇降装置14によりチャック装置16を下降させることにより行うことが好ましいが、アタッチメント30を上昇させることにより行ってもよい。すなわち、アタッチメントに対しチャック装置を下降させるとは相対的な意味である。例えば、人又はロボットによって、アタッチメント30を取付対象の杭把持爪の下方に配置しさらに上昇させてチャック装置16に挿入し杭把持爪に装着してもよい。
11 クランプ装置
12 サドル
13 マスト
14 昇降装置
15 チャック回転機構
16 チャック装置
16a 杭把持爪
16b 把持面
16c 凸構造
16d 下端部
16s シリンダ装置
20 アタッチメント供給機構
21 可動支持アーム
22 保持部
22a ベースプレート
22b 連結軸
22c〜22f保持ピン
23 ブラケット
30(30A,30B) アタッチメント
31 把持面
32 凹構造
33 挿入規制部
41 係止部材
A 挿通部
A1 中心軸
Claims (16)
- 地盤に圧入された既設杭の上端側を掴んで前記既設杭から反力を取り、昇降可能なチャック装置で杭を把持して下降させることによりこれを地盤に圧入する杭圧入装置の杭把持爪にアタッチメントを装着する杭把持爪のアタッチメントの装着方法であって、
前記チャック装置は、杭を上下に連通させる挿入部の中心軸に対して集散動作する複数の杭把持爪を有し、
前記杭把持爪に前記アタッチメントを装着することにより、前記杭把持爪の把持面により把持できる被把持寸法より小さい被把持寸法の部材を前記アタッチメントの把持面により把持可能にするにあたり、
前記アタッチメントを取付対象の杭把持爪の下方に当該杭把持爪に対する取付の向きに配置し、前記アタッチメントに対し前記チャック装置を下降させることで、前記取付対象の杭把持爪を前記アタッチメントに嵌合固定する杭把持爪のアタッチメントの装着方法。 - 基端が前記杭圧入装置に対して可動支持された可動支持部材の先端の保持部に、前記アタッチメントを保持し、前記可動支持部材を動かして前記アタッチメントを取付対象の杭把持爪の下方に移動させ、前記アタッチメントに対し前記チャック装置を下降させることで、前記取付対象の杭把持爪を前記アタッチメントに嵌合固定する請求項1に記載の杭把持爪のアタッチメントの装着方法。
- 前記杭圧入装置は、前記チャック装置を前記中心軸回りに回転させる機能を有し、
前記アタッチメントを取付対象の杭把持爪の下方において、当該杭把持爪に対する取付の向きに配置するために、前記チャック装置の前記中心軸回りの角度調整を行う請求項1又は請求項2に記載の杭把持爪のアタッチメントの装着方法。 - 前記保持部は、前記可動支持部材に対して垂直軸回りに回転可能に設けられ、
前記アタッチメントを取付対象の杭把持爪の下方において、当該杭把持爪に対する取付の向きに配置するために、前記保持部の前記垂直軸回りの角度調整を行う請求項2に記載の杭把持爪のアタッチメントの装着方法。 - 前記保持部に、前記複数の杭把持爪のうちの2つ以上に対応した複数の前記アタッチメントを、それぞれ対応する杭把持爪に対する下方で取付の向きに同時に配置可能に保持させ、前記可動支持部材を動かして前記アタッチメントを取付対象の杭把持爪の下方に移動させ、前記アタッチメントに対し前記チャック装置を下降させることで、複数の前記アタッチメントにそれぞれ対応する前記取付対象の杭把持爪を同時に嵌合固定する請求項2から請求項4のうちいずれか一に記載の杭把持爪のアタッチメントの装着方法。
- 地盤に圧入された既設杭の上端側を掴んで前記既設杭から反力を取り、昇降可能なチャック装置で杭を把持して下降させることによりこれを地盤に圧入する杭圧入装置の杭把持爪にアタッチメントを装着する杭把持爪のアタッチメントの装着システムであって、
前記チャック装置は、杭を上下に連通させる挿入部の中心軸に対して集散動作する複数の杭把持爪を有し、
前記杭把持爪に前記アタッチメントを装着することにより、前記杭把持爪の把持面により把持できる被把持寸法より小さい被把持寸法の部材を前記アタッチメントの把持面により把持可能であり、
前記アタッチメントを取付対象の杭把持爪の下方に配置する供給機構を備え、
前記供給機構により取付対象の杭把持爪の下方に配置された前記アタッチメントに対し前記チャック装置を下降させることで前記取付対象の杭把持爪を前記アタッチメントに嵌合固定できる固定構造が、前記杭把持爪と前記アタッチメントとに設けられた杭把持爪のアタッチメントの装着システム。 - 前記供給機構は、基端が前記杭圧入装置に対して可動支持された可動支持部材と、前記可動支持部材の先端に設けられアタッチメントを保持する保持部とを備える請求項6に記載の杭把持爪のアタッチメントの装着システム。
- 前記杭圧入装置は、前記チャック装置を前記中心軸回りに回転させる機能を有し、
前記アタッチメントを取付対象の杭把持爪の下方において、当該杭把持爪に対する取付の向きに配置するために、前記チャック装置の前記中心軸回りの角度調整機能が機能する請求項6又は請求項7に記載の杭把持爪のアタッチメントの装着システム。 - 前記保持部は、前記可動支持部材に対して垂直軸回りに回転可能に設けられ、
前記アタッチメントを取付対象の杭把持爪の下方において、当該杭把持爪に対する取付の向きに配置するために、前記保持部の前記垂直軸回りの角度調整機能が機能する請求項7に記載の杭把持爪のアタッチメントの装着システム。 - 前記保持部は、前記複数の杭把持爪のうちの2つ以上に対応した複数の前記アタッチメントを、それぞれ対応する杭把持爪に対する下方で取付の向きに同時に配置可能に規制して保持する保持構造を有する請求項7から請求項9のうちいずれか一に記載の杭把持爪のアタッチメントの装着システム。
- 前記固定構造は、前記中心軸に垂直な断面における前記杭把持爪の両側部の凸構造を、嵌合挿入させる同断面における凹構造であって、前記アタッチメントの両側部に設けられた凹構造を備える請求項6から請求項10のうちいずれか一に記載の杭把持爪のアタッチメントの装着システム。
- 前記固定構造は、前記凸構造の前記凹構造への挿入を所定位置で止めるために前記杭把持爪の下端部に当接する挿入規制部であって前記アタッチメントの下端部に設けられた挿入規制部を備える請求項11に記載の杭把持爪のアタッチメントの装着システム。
- 前記固定構造は、前記杭把持爪に対する前記アタッチメントの下がりを規制するように前記アタッチメントを前記杭把持爪に係止する係止部材を備える請求項12に記載の杭把持爪のアタッチメントの装着システム。
- 地盤に圧入された既設杭の上端側を掴んで前記既設杭から反力を取り、昇降可能なチャック装置で杭を把持して下降させることによりこれを地盤に圧入する杭圧入装置の杭把持爪に装着される杭把持爪のアタッチメントであって、
前記チャック装置が、杭を上下に連通させる挿入部の中心軸に対して集散動作する複数の杭把持爪を有するものであることに対し、当該アタッチメントは、前記杭把持爪に装着されることにより、前記杭把持爪の把持面により把持できる被把持寸法より小さい被把持寸法の部材を当該アタッチメントの把持面により把持可能にするものであり、
当該アタッチメントは、前記中心軸に垂直な断面における前記杭把持爪の両側部の凸構造を、嵌合挿入させる同断面における凹構造を両側部に備える杭把持爪のアタッチメント。 - 当該アタッチメントは、前記凸構造の前記凹構造への挿入を所定位置で止めるために前記杭把持爪の下端部に当接する挿入規制部を下端部に備える請求項14に記載の杭把持爪のアタッチメント。
- 当該アタッチメントは、前記杭把持爪に対する下がりを規制するように前記杭把持爪に係止可能とされている請求項15に記載の杭把持爪のアタッチメント。
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