JP6675377B2 - ロボットアームを用いた地盤の掘削方法 - Google Patents
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Description
第一端と前記第一端と反対側の第二端とをそれぞれ有する第一、第二掘削チューブであって、前記第一掘削チューブの前記第一端が前記第二掘削チューブの前記第二端に固定可能である第一、第二掘削チューブを少なくとも準備するステップと、
関節を有するモータ駆動のアームであって、少なくとも三つの関節点を有し、スライド部を有さず、グリッパ部材を有する、マニピュレータアームを設けるステップと、
前記グリッパ部材を移動させることで前記第一掘削チューブを取り出し、前記グリッパ部材により前記第一掘削チューブの前記第一端を保持するステップと、
前記グリッパ部材を移動させることで、前記第一掘削チューブを前記掘削方向に合わせるステップと、
前記グリッパ部材を前記掘削方向に移動させることで、前記第一掘削チューブを地盤内へと駆動させるステップと、
前記第一掘削チューブが地盤内へと駆動された後、前記グリッパ部材から前記第一掘削チューブを離すステップと、
前記グリッパ部材を移動させることで前記第二掘削チューブを取り出し、前記グリッパ部材により前記第二掘削チューブの前記第一端を保持するステップと、
前記グリッパ部材を移動させて、前記第二掘削チューブの前記第二端を前記第一掘削チューブの前記第一端と対向する位置に移動させるステップと、
前記第二掘削チューブの前記第二端を前記第一掘削チューブの前記第一端に締結するステップと、
前記グリッパ部材を前記掘削方向に移動させることで、前記第一掘削チューブに締結された前記第二掘削チューブを地盤内へと駆動させるステップと、を有する掘削方法を提供する。
第一端と前記第一端と反対側の第二端とをそれぞれ有する第一、第二掘削チューブであって、前記第一掘削チューブの前記第一端が前記第二掘削チューブの前記第二端に固定可能である、少なくとも第一、第二掘削チューブと、
少なくとも三つの関節点を有し、スライド部を有さない、関節を有するマニピュレータアームであって、前記第一、第二掘削チューブの一つをその第一端で保持するように構成されたグリッパ部材と、前記第一掘削チューブを前記掘削方向に合わせるアラインメント手段と、前記グリッパ部材を前記掘削方向(D)に移動させることで、前記第一掘削チューブが地盤内へと駆動されるように前記マニピュレータアームを動作させる、アクチュエータ手段と、前記第二掘削チューブの前記第二端を前記第一掘削チューブの前記第一端に締結する、締結手段と、前記グリッパ部材を前記掘削方向に移動させることで、前記第一掘削チューブに締結された前記第二掘削チューブを地盤内へと駆動させる掘削手段と、を備えたマニピュレータアームと、
前記掘削方向と略平行な軸を有する維持部材であって、前記第一、第二掘削チューブの一つが貫通可能に構成された維持部材と、を有する掘削装置を開示する。
この第一掘削チューブ40を地盤S内へと駆動するステップは、図3、4に示されている。
移動可能なグリッパ部材30を有するマニピュレータアーム12を設け、
グリッパ部材30を用いて、第一掘削チューブ40をその第一端40aで保持し、
マニピュレータアーム12を用いて、詳細にはグリッパ部材30の位置を調整することで、第一掘削チューブを掘削方向Dに合わせ、
グリッパ部材30を掘削方向に移動させることで第一掘削チューブ40を回転させつつ、第一掘削チューブ40を地盤内へと駆動し、
第一掘削チューブ40を地盤内へと駆動した後、グリッパ部材30から第一掘削チューブを離し、
グリッパ部材30を用いて、第二掘削チューブ42をその第一端42aで保持し、
次に、グリッパ部材30を移動させて、第二掘削チューブの第二端を第一掘削チューブの第一端と対向する位置に移動させ、
アクチュエータヘッド32を回転させることで第二掘削チューブ42の第二端42bを第一掘削チューブ40の第一端40aにネジ止め固定し、
グリッパ部材30を掘削方向Dに移動させることで、第一掘削チューブに固定された第二掘削チューブを地盤内へと駆動する。
Claims (13)
- 地盤を掘削方向(D)に掘削する方法であって、
第一端(40a、42a)と前記第一端と反対側の第二端(40b、42b)とをそれぞれ有する第一、第二掘削チューブ(40、42)であって、前記第一掘削チューブ(40)の前記第一端(40a)が前記第二掘削チューブ(42)の前記第二端(42b)に固定可能である第一、第二掘削チューブ(40、42)を少なくとも準備するステップと、
関節を有するモータ駆動のアームであって、少なくとも三つの関節点を有し、スライド部を有さず、グリッパ部材(30)を有する、マニピュレータアーム(12)を設けるステップと、
前記グリッパ部材(30)を移動させることで前記第一掘削チューブ(40)を取り出し、前記グリッパ部材(30)により前記第一掘削チューブ(40)の前記第一端(40a)を保持するステップと、
前記グリッパ部材(30)を移動させることで、前記第一掘削チューブを前記掘削方向(D)に合わせるステップと、
前記グリッパ部材(30)を前記掘削方向に移動させることで、前記第一掘削チューブを地盤内へと駆動させるステップと、
前記第一掘削チューブが地盤内へと駆動された後、前記グリッパ部材(30)から前記第一掘削チューブを離すステップと、
前記グリッパ部材(30)を移動させることで前記第二掘削チューブ(42)を取り出し、前記グリッパ部材(30)により前記第二掘削チューブ(42)の前記第一端(42a)を保持するステップと、
前記グリッパ部材(30)を移動させて、前記第二掘削チューブの前記第二端を前記第一掘削チューブの前記第一端と対向する位置に移動させるステップと、
前記第二掘削チューブ(42)の前記第二端(42b)を前記第一掘削チューブ(40)の前記第一端(40a)に締結するステップと、
前記グリッパ部材(30)を前記掘削方向に移動させることで、前記第一掘削チューブに締結された前記第二掘削チューブを地盤内へと駆動させるステップと、を有する掘削方法。 - 前記第一掘削チューブ(40)は、前記掘削方向に沿った方向に押し出されつつ回転させられることにより、地盤内へと駆動される、請求項1に記載の掘削方法。
- 前記第一掘削チューブ(40)は、前記掘削方向に沿った方向に押し出されつつ振動させられることにより、地盤内へと駆動される、請求項1または2に記載の掘削方法。
- 前記掘削方向と略平行なガイド軸(A)を有する維持部材(50)を有し、前記維持部材を掘削される地盤と面するように配置し、前記第一掘削チューブの前記第二端を前記維持部材に挿入した後に前記第一掘削チューブを地盤内へと駆動させる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の掘削方法。
- 前記維持部材(50)が事前に地盤に固定される、請求項4に記載の掘削方法。
- 前記第一掘削チューブ(40)を地盤内へと駆動させる際に、前記維持部材(50)の位置および/または方向を調節することで、前記第一掘削チューブ(40)を前記掘削方向に合った状態に維持する、請求項4又は5に記載の掘削方法。
- 前記グリッパ部材(30)により前記第一掘削チューブ(40)が地盤内へと駆動された後、前記第一掘削チューブ(40)の軸方向の移動を阻止するように阻止装置(56)を動作させる、請求項1〜6のいずれか1項に記載の掘削方法。
- 前記請求項のいずれかに記載の掘削方法によって前記掘削方向(D)に沿って地盤(S)を掘削する装置(10)であって、
第一端(40a、42a)と前記第一端と反対側の第二端(40b、42b、44b)とをそれぞれ有する第一、第二掘削チューブ(40、42)であって、前記第一掘削チューブ(40)の前記第一端(40a)が前記第二掘削チューブ(42)の前記第二端(42b)に固定可能である、少なくとも第一、第二掘削チューブ(40、42)と、
少なくとも三つの関節点を有し、スライド部を有さない、関節を有するモータ駆動のマニピュレータアーム(12)であって、前記第一、第二掘削チューブの一つをその第一端で保持するように構成されたグリッパ部材(30)と、前記第一掘削チューブ(40)を前記掘削方向(D)に合わせるアラインメント手段(70)と、前記グリッパ部材を前記掘削方向(D)に移動させることで、前記第一掘削チューブ(40)が地盤(S)内へと駆動されるように前記マニピュレータアームを動作させる、アクチュエータ手段(60)と、前記第二掘削チューブ(42)の前記第二端(42b)を前記第一掘削チューブ(40)の前記第一端(40a)に締結する、締結手段(80)と、前記グリッパ部材を前記掘削方向に移動させることで、前記第一掘削チューブに締結された前記第二掘削チューブを地盤内へと駆動させる掘削手段と、を備えたマニピュレータアーム(12)と、
前記掘削方向(D)と略平行な軸を有する維持部材(50)であって、前記第一、第二掘削チューブ(40、42)の一つが貫通可能に構成された維持部材(50)と、を有する掘削装置。 - 前記維持部材(50)が、地盤に対する前記第一掘削チューブの前記掘削方向に沿った移動を阻止する、制御可能な阻止装置(56)をさらに有する、請求項8に記載の掘削装置。
- 前記維持部材(50)は、前記第一掘削チューブ(40)が前記維持部材に貫通しているときに、少なくとも前記第一掘削チューブ(40)を回転させる回転ヘッド(55)をさらに有する、請求項8または9に記載の掘削装置。
- 前記マニピュレータアーム(12)が、少なくとも前記第一掘削チューブ(40)を回転および/または振動させるアクチュエータヘッド(32)をさらに有する、請求項8〜10のいずれか1項に記載の掘削装置。
- 前記グリッパ部材(30)の位置と方向を三次元的に決定する測定手段(69)をさらに有し、前記アラインメント手段が前記測定手段からの測定データを利用する、請求項8〜11のいずれか1項に記載の掘削装置。
- 少なくとも一つの掘削パイプをさらに有し、地盤に挿入された前記第一掘削チューブ内に前記掘削パイプが挿入されるように前記グリッパ部材が前記掘削パイプを保持する、請求項8〜12のいずれか1項に記載の掘削装置。
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