JP6702678B2 - Deformation detector for ground improvement wing - Google Patents
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Description
本発明は、攪拌翼を有する地盤改良装置において、その地盤改良翼の供回り検知し監視するための地盤改良翼の供回り検知装置に関する。更に詳しくは、地盤改良掘削土の供回り現象を防止するようにした地盤改良装置において、供回り防止翼と攪拌翼との間の相対回転を検知するための地盤改良翼の供回り検知装置に関する。 The present invention relates to a soil improvement device with a stirring blade, which relates to a soil improvement device rotation detection device for detecting and monitoring the rotation of the soil improvement blade. More specifically, the present invention relates to a soil improvement device for preventing soil rotation of excavated soil, which relates to a rotation detection device for soil improvement blades for detecting relative rotation between a rotation prevention blade and a stirring blade. ..
地盤改良を行うための工法として種々の方式が提案されているが、地盤に掘削穴を形成し、その掘削土にセメント等の凝固剤を注入し、攪拌翼で混合攪拌し固化させて杭等の地盤改良柱を形成する工法が知られ施工されている。攪拌翼で混合攪拌するとき、攪拌翼と改良土が一体となって塊状になり供回りすることがある。この供回りを防止するために、回転ロッド上の軸受で自由回転する構造にした供回り防止翼を設け、施工時にこの供回り防止翼を掘削穴の壁面に固定するものも知られている。 Various methods have been proposed as construction methods for ground improvement, but a drilling hole is formed in the ground, a coagulant such as cement is injected into the excavated soil, and the mixture is mixed and stirred by a stirring blade to solidify the pile, etc. The method of forming the soil improvement pillar is known and constructed. When mixing and stirring with the stirring blades, the stirring blades and the improved soil may be integrated into a lump and be circulated together. In order to prevent this rotation, it is also known to provide a rotation prevention blade having a structure in which a bearing on a rotating rod is freely rotated, and fix the rotation prevention blade to the wall surface of the excavation hole during construction.
しかしながら、この構造の地盤攪拌翼であっても、供回り防止翼と攪拌翼が供回りすることもあり、供回り防止翼と攪拌翼が相対的に回転していないという保証はない。このために、供回り防止翼と攪拌翼との間の相対回転数をセンサーで検知し、これを監視するものも提案されている(特許文献1、2)。
However, even with the ground agitating blade having this structure, the anti-rotation blade and the agitating blade may rotate together, and there is no guarantee that the anti-rotation blade and the agitating blade do not rotate relative to each other. For this reason, it has been proposed that the relative rotation speed between the anti-rotation blade and the stirring blade is detected by a sensor and is monitored (
特許文献1に記載の装置は、供回り防止翼の回転を検知したセンサーの信号を発信装置から発する無線信号で地上へ送信している。地上の受信装置にその無線信号を受信している。特許文献2に記載の検知装置は、供回り防止翼の回転を地下で検知したセンサーの信号を回転ロッド内の送信電線で地上へ送り、回転ロッドの上端部のスリップリングを介してカウンター装置に接続している。
The device described in
しかしながら、回転ロッドの下端部に設置された送信装置から無線信号を地上へ送信し、受信装置でこれを受信するとき、無線信号は地盤を通過して、その信号が減衰するという問題がある。掘削深さが深いほど、通過する地盤が厚くなり、場合によって、岩盤層があると、無線信号を受信できないということが起こる。また、回転ロッドの上端部のスリップリングを開始して信号を取り出すと、回転ロッドが回転し、送信信号カウンターまでの電線接続構造に限られる。 However, when a wireless signal is transmitted from the transmitter installed at the lower end of the rotating rod to the ground and is received by the receiver, the wireless signal passes through the ground and is attenuated. The deeper the excavation depth, the thicker the ground that passes through, and in some cases, the presence of rock formations may prevent the reception of radio signals. Further, when the slip ring at the upper end of the rotating rod is started and a signal is taken out, the rotating rod rotates and it is limited to the wire connection structure up to the transmission signal counter.
本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成する。
本発明の目的は、攪拌翼を有する地盤改良装置において、供回り防止翼の回転状況を検知し、地上の受信装置に検知信号を確実に送信する地盤改良翼の供回り検知装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、攪拌翼を有する地盤改良装置において、供回り防止翼と攪拌翼との相対回転を検知し、地上の受信装置に検知信号を送信する地盤改良翼の供回り検知装置を提供することにある。
The present invention has been made under the technical background as described above, and achieves the following objects.
It is an object of the present invention to provide a ground improvement blade accompaniment detection device that detects a rotation state of a rotation prevention blade and reliably transmits a detection signal to a ground receiving device in a ground improvement device having a stirring blade. It is in.
Another object of the present invention is, in a ground improvement device having a stirring blade, a rotation improvement device for a ground improvement blade that detects relative rotation between a non-rotating blade and a stirring blade and transmits a detection signal to a ground receiving device. To provide.
本発明は、前記目的を達成するため、次の手段を採る。
本発明は、地盤の攪拌回転翼を有して、掘削穴を掘削し前記掘削穴内の地盤改良を行う地盤改良装置において、地盤改良翼の供回りを検知し監視するための地盤改良装置の地盤改良翼の供回り検知装置である。
The present invention adopts the following means in order to achieve the above object.
The present invention, in a ground improvement device having a ground stirring blade to excavate a drilling hole to improve the ground in the drilling hole, the ground of the ground improving device for detecting and monitoring the rotation of the ground improving blade. This is a combined wing detection device.
本発明の発明1の地盤改良翼の供回り検知装置は、
地盤の攪拌回転翼を有して、掘削穴を掘削し前記掘削穴内の地盤改良を行う地盤改良装置であって、
回転駆動装置により回転駆動され、地盤改良材を吐出させるための吐出穴を有する単体軸と、
この単体軸に固定され、前記掘削穴内の掘削された掘削土を攪拌する攪拌翼と、
前記単体軸の地盤底側の端部に設けられ、複数の掘削刃を有して前記掘削穴を掘削する削穴ビットと、
前記攪拌翼と前記削穴ビットとの間の前記単体軸に回転自在に設けられ、外周端部が前記掘削穴の周壁に係合して回転が止められ、前記攪拌翼及び前記削穴ビットの回転と相対回転して掘削された掘削土を前記地盤改良材とともに混合攪拌させる供回り防止翼と
からなる地盤改良装置において、
前記単体軸と前記供回り防止翼の相対回転を検知するために、前記供回り防止翼に配置された被検知体、及び前記被検知体に対応して前記単体軸に配置された検知手段からなるセンサーと、
前記センサーで検知された前記単体軸と前記供回り防止翼の相対回転による相対回転信号を前記単体軸の上部に伝達するための電線と、
前記単体軸の上部に配置され、前記相対回転信号を無線信号に変換するための無線手段とからなり、
前記電線は、前記単体軸に配置された非接触端子で接続されており、
前記無線手段は、回転している前記単体軸内へ連続的に地盤改良材を送るために前記単体軸の上端に設けられたウォータースイベルの回転部に搭載して配置されている
ことを特徴とする。
The substation detection device for ground improvement wing according to
A ground improvement device having a ground stirring rotor, which excavates an excavation hole to improve the soil in the excavation hole,
A single shaft that is driven to rotate by a rotation driving device and has a discharge hole for discharging the ground improvement material,
A stirring blade fixed to this single shaft, which stirs the excavated soil excavated in the excavation hole,
A drill bit provided at the end of the ground bottom side of the single shaft and having a plurality of drilling blades for drilling the drilling hole,
It is rotatably provided on the single shaft between the stirring blade and the drill bit, and the outer peripheral end portion is engaged with the peripheral wall of the drilling hole to stop rotation, and the stirring blade and the drill bit are In a soil improvement device comprising an anti-rotation blade for mixing and stirring excavated soil excavated by rotating relative to rotation with the soil improvement material,
In order to detect the relative rotation between the single shaft and the anti-rotation blade, a detection object arranged on the anti-rotation blade and a detection unit arranged on the single shaft corresponding to the detection object And a sensor
An electric wire for transmitting a relative rotation signal due to relative rotation of the single shaft and the non-rotation prevention blade detected by the sensor, to an upper portion of the single shaft,
It is arranged on the upper part of the single shaft and comprises a wireless means for converting the relative rotation signal into a wireless signal ,
The electric wire is connected by a non-contact terminal arranged on the single shaft,
The wireless means is arranged to be mounted on a rotating part of a water swivel provided at an upper end of the single shaft in order to continuously feed the ground improvement material into the rotating single shaft. To do.
本発明の発明2の地盤改良翼の供回り検知装置は、発明1において、前記被検知体は磁石からなり、かつ、前記検知手段はコイルからなり、前記単体軸と前記供回り防止翼の相対回転をするとき、前記コイルを通過する前記磁石による磁界の磁束が変化し、前記コイルに電磁誘導による電圧が発生して前記相対回転信号になることを特徴とする。
本発明の発明3の地盤改良翼の供回り検知装置は、発明2において、前記磁石は、前記供回り防止翼の羽根体の上端又は下端に固定され、前記コイルは、前記軸受に固定されることを特徴とする。
A ground improvement wing subrotation detection device according to a second aspect of the present invention is the same as the first aspect, wherein the detected body is a magnet, and the detection means is a coil. When rotating, the magnetic flux of the magnetic field of the magnet passing through the coil changes, and a voltage due to electromagnetic induction is generated in the coil to generate the relative rotation signal.
In a ground improvement wing subrotation detection device according to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the magnet is fixed to an upper end or a lower end of a blade body of the anti-rotation wing, and the coil is fixed to the bearing. It is characterized by
本発明の発明4の地盤改良翼の供回り検知装置は、発明2において、前記磁石は、前記供回り防止翼が羽根体の内周面に固定され、前記コイルは、前記軸受の外周面に前記磁石と対向して固定されることを特徴とする。
本発明の発明5の地盤改良翼の供回り検知装置は、発明1において、前記電線は、ZigBee(登録商標)規格に準拠したZigBee Coordinator及びZigBee End Device、又は、ZigBee Coordinator、ZigBee Router及びZigBee End Deviceによって接続されていることを特徴とする。
In a second aspect of the present invention, there is provided a ground improvement wing subrotation detecting device according to the second aspect, wherein in the magnet, the subrotation preventing wing is fixed to an inner peripheral surface of a blade body, and the coil is provided to an outer peripheral surface of the bearing. The magnet is fixed so as to face the magnet.
In the ground improvement wing sub-rotation detection device of the fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the wire is a ZigBee (registered trademark) standard-compliant ZigBee Coordinator and ZigBee End Device, or a ZigBee Coordinator, ZigBee Router and ZigBee End. It is characterized by being connected by Device.
本発明によると、次の効果が奏される。本発明によると、地盤改良装置の供回り防止翼の回転を検知し、地盤改良装置の管理者や操作者がその供回りを把握することができるようになった。また、無線通信を利用しているので、地盤改良装置から離れた場所でも、供回り防止翼の回転を監視できるようになった。 According to the present invention, the following effects are exhibited. According to the present invention, it has become possible for the manager or operator of the ground improvement device to recognize the rotation by detecting the rotation of the non-rotation prevention blade of the ground improvement device. Also, since the wireless communication is used, it is possible to monitor the rotation of the anti-rotation wing even at a place away from the ground improvement device.
[第1の実施の形態]
次に、本発明の第1の実施の形態を図に基づき説明する。本発明の地盤改良翼の供回り検知装置(以下、供回り検知装置という。)は、図示していないが、地上を移動可能な地盤改良装置の改良機本体に組み込まれて動作する。即ち、改良機本体に設けられている駆動モータに回転ロッドが連結されており、地盤改良装置の攪拌ヘッドAは、駆動モータの回転駆動で回転する回転ロッドにより回転駆動される。
[First Embodiment]
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Although not shown in the drawings, the sub-conditioning detection device for a ground improvement wing according to the present invention (hereinafter referred to as the sub-direction detection device) is incorporated into an improved main body of the ground improvement device that is movable on the ground to operate. That is, the rotary rod is connected to the drive motor provided in the improvement machine body, and the stirring head A of the ground improvement apparatus is rotationally driven by the rotary rod that is rotated by the rotational drive of the drive motor.
攪拌ヘッドAの先端の削穴ビット2で地盤を掘削し、掘削土を上方へ移送する。そして、攪拌ヘッドAの単体軸1に固定された攪拌翼3a,3bと単体軸1に回転自在に設けられた供回り防止翼4によりこの掘削土を攪拌しながら地盤改良材と混合し混合土にする。ここで、攪拌翼3a,3bと供回り防止翼4は地盤改良翼として機能する。図1は本発明の第1の実施の形態の攪拌ヘッドAの外観を示す外観図であり、図2は攪拌ヘッドAを駆動する回転ロッドの上部を示す外観図である。
The ground is excavated by the
図3は攪拌ヘッドAの回転ロッドの下部の縦断面図である。この縦断面図から理解されるように、本実施の形態の回転軸は、管状の単体軸1であって二重管ではない。単体軸1の地盤底側に削穴ビット2が配置され、この削穴ビット2は単体軸1を駆動する駆動モータ(図示せず)の駆動により、単体軸1と共に一体的に回転駆動される。削穴ビット2は、その回転外径が地盤改良柱の外径(掘削穴5の内径)に一致する。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the lower portion of the rotating rod of the stirring head A. As can be understood from this longitudinal sectional view, the rotary shaft of the present embodiment is a tubular
削穴ビット2は、複数の刃部2aが削穴ビット2の半径方向に直線上に配置されており、これは地盤改良柱の地盤底の低面を削りながら下方に前進し掘削を行う。又、この削穴ビット2の近傍の単体軸1の先端部には、地盤改良材を掘削穴内に注入するための吐出穴8が配置されている。地盤改良材は地上部の供給装置から、この単体軸1の中心に配置されたパイプの中空部1aを介して供給され、掘削された地盤底側の掘削穴5に吐出される。
In the
この削穴ビット2の上部には、一端が単体軸1に溶接により一体に固定された半径方向に設けられた翼である攪拌翼3bが設けられている。即ち、この攪拌翼3bは、それぞれねじれ板形状の2つの羽根からなり、2つの羽根は半径方向に単体軸1を挟んで対向して配置されている。攪拌翼3bの上部の単体軸1には、90度角度位相が異なる同様な構造である攪拌翼3aが配置されている。単体軸1の下部に配置された削穴ビット2と攪拌翼3bとの間には、軸受7が単体軸1に固定されている。
On the upper part of the
供回り防止翼4は軸受7に回転自在に設けられている。この供回り防止翼4は、単体軸1を挟んで2つの板状の羽根体がボルト6による締結により、180度の半径方向に延在し、かつ供回り防止翼4の羽根面が、掘削穴5の中心線方向と平行に配置された構成となっている。この供回り防止翼4の外周先端部4aは、掘削穴5に縦方向に食い込み接触するようになっている。即ち、この供回り防止翼4の先端部4aの先端は、削穴ビット2の回転円軌跡より直径が大きくなるように設定されている。
The
[ウォータースイベル10]
単体軸1の上部には、ウォータースイベル10が搭載されている。ウォータースイベル10は、回転している単体軸1に地盤改良材を連続的に供給するための継手である。従って、ウォータースイベル10は、単体軸1と一体に回転する部分と、回転しない軸、軸受、シール部等からなる。この構造、機能は、公知であり、その説明は省略する。
[Water swivel 10]
A
ウォータースイベル10の回転部は、単体軸1と一体であり、共に回転する。後述するセンサー25からの検知信号を受け、この検知信号を外部に発信する無線器22(図7を参照。)がウォータースイベル10の回転部に搭載されている。ウォータースイベル10の固定部には、ホース係止部材11が一体に設けられている。ホース係止部材11は地盤改良材を供給するホースを固定するものである。
The rotating part of the
[地盤改良方法の施工例]
次に、地盤改良装置により地盤改良を行う方法について説明する。地盤に貫入する際は、地盤改良機の駆動装置により単体軸1が正転駆動回転される。この回転は、削穴ビット2と翼体2aの複数の刃部が地盤に食い込み掘削した掘削土を上方へ移送させる。
[Example of ground improvement method]
Next, a method of performing ground improvement by the ground improvement device will be described. When penetrating into the ground, the
この地盤貫入の進行に伴って、供回り防止翼4の中心部は軸受7上に回転自在な状態に支持されているが、供回り防止翼4の外周端円軌跡は掘削穴5より大きく設定されているので、掘削時に供回り防止翼4の外周端部4aが掘削穴5の内周の壁面に食い込み、供回り防止翼4は回転停止状態になる。削穴ビット2と攪拌翼3a,3bは、回転を継続して掘削するので、供回り防止翼4は相対回転の状態、即ち供回り防止翼4のみ回転停止状態で、掘削穴5の面に回転軸線方向に食い込みながら掘削方向に進行する。
With the progress of the ground penetration, the central portion of the
このとき同時に地盤改良材が注入され、吐出穴8から吐出される。この注入により掘削された掘削土は、掘削と同時に攪拌翼3a,3bと供回り防止翼4により攪拌され、地盤改良材との混合土となり、その攪拌に伴い相対的に徐々に上方へもたらされる。この攪拌において掘削土は、回転する攪拌翼3a,3bと回転停止している供回り防止翼4の間で、裁断され回転方向と上下方向に対流しながら攪拌される。以上説明した攪拌ヘッドAの構造、機能は公知の技術である。
At the same time, the ground improvement material is injected and discharged from the discharge holes 8. The excavated soil excavated by this injection is agitated by the agitating
[地盤改良翼の供回り検知装置]
以上説明した攪拌ヘッドAにおいて、地盤改良翼の供回り検知装置20の第1の実施の形態について説明する。地盤改良翼の供回り検知装置20の概要を図7にブロック図で図示している。地盤改良翼の供回り検知装置20は、供回り防止翼4の回転を検知し検知信号を出力するための検知部21、検知信号をユーザへ送信するための無線発信器22、両者を互いに接続するための電線23、検知信号を受信し信号処理して表示するための受信装置26等からなる。
[Ground Improvement Wing Deflection Detection Device]
In the stirring head A described above, a first embodiment of the ground rotation wing under
各部について詳細に説明する。検知部21は、供回り防止翼4の回転を検知するためのもので、供回り防止翼4に設置した磁石24、単体軸1の下端部内に設置したセンサー25からなる。センサー25は、電線23に接続されており、検知信号を無線発信器22へ送信する。磁石24が供回り防止翼4に、センサー25が単体軸1に固定されているので、検知信号は、供回り防止翼4と単体軸の相対回転を示す。供回り防止翼4の絶対回転は、単体軸1の回転速度から検知した相対回転の回転速度を差し引いて求める。
Each part will be described in detail. The
センサー25は、磁石24の磁束の変化を、電磁誘導の原理で検知するためのセンサーである。センサー25は、電磁誘導の原理に限らず公知の原理、構造のセンサーを利用することができるが、ここでいくつかの例を示す。例えば、センサー25はコイルからなり、磁石24がセンサー25の付近を通過するとき、磁石24の磁束がコイルを横切って変化するので、コイルに誘導起電圧が生じ検知信号となる。磁石24とセンサー25は、図3とその部分拡大図である図4に図示したように、供回り防止翼4の羽根体に磁石24、軸受7にセンサー25がそれぞれ設置されている。
The
電線23は、管状の単体軸1の中のパイプ間の中空部であるパイプ間中空部1bに設置されている(図3、図6を参照。)。電線23を単体軸1から軸受7までに設置するために、図3に示すように、貫通孔1cと貫通孔7aが設けられている。貫通孔1cは、単体軸1の下端部のパイプ壁を貫通した孔であり、パイプ間中空部1bと連結して軸受7まで貫通している。この貫通孔1cの中を電線23が通っている。貫通孔7aは、軸受7に設けた貫通孔又は貫通穴であり、図4に拡大図示したように、電線23とその先端に接続されたセンサー25は、貫通孔7aの中に設置される。
The
貫通孔7aの最下部にはセンサー25が設置されている。磁石24は、図3、図4に図示したように、供回り防止翼4の羽根体の上端部に設けた溝4aに設置されている。磁石24とセンサー25は、対向するように配置される。この供回り防止翼4の羽根体と羽根面は、掘削土と地盤改良材に常に接触するので、磁石24は、できるかぎり羽根面から突出しないように設置されることが好ましく、又掘削土が侵入しないように充填材等でシールすることが好ましい。
A
磁石24は、フェライト磁石、ネオジウム磁石、サマリウムコバルト等の永久磁石が好ましく、特に、硬度が高く、衝撃に対する耐久性が強く、強力な磁力を持つ特徴を有するネオジウム磁石の使用が好ましい。磁石24は、羽根面に、ボルト等の機械的な固着手段で固定されている(図示せず。)。また、磁石24は羽根面に接着材で固定しても良い。磁石24は、羽根面に接着材で固定すると追加部品が必要なく安価になる。磁石24は、供回り防止翼4の羽根面に固定されているので、供回り防止翼4が回転すると磁石24はそれと一緒に回転する。
The
[無線発信器22]
図8は、無線発信器22の概要を図示したブロック図である。無線発信器22は、ウォータースイベル10の中の、特にその回転部に搭載される。無線発信器22は、検知部21から検知信号を受信して無線通信で送信する機能を有するものであれば、アナログ通信装置でも、ディジタル通信装置でも、利用することができる。無線発信器22の構造及び機能について、図8を例に説明する。無線発信器22は、筐体(図示せず。)に格納された無線発信器本体30とアンテナ37からなる。
[Wireless transmitter 22]
FIG. 8 is a block diagram showing an outline of the
無線発信器本体30は、センサー25で検知した検知信号を信号処理し、無線通信で送信するための機器である。無線発信器本体30は、所定の命令を実行し装置全体を制御するための中央処理装置(CPU)31、命令を含む制御プログラムやデータを格納するメモリ32、通信を制御するための通信部33、検知信号を受信し、ディジタル信号に変換するための受信部34等からなる。無線発信器22は、無線発信器本体30に設置したバッテリ等から電源部36、又は、無線発信器本体30と分離した電源部39を有する。
The wireless transmitter
電源部36と電源部39は、無線発信器本体30に電源供給をするための2次蓄電器であり、この2次蓄電器はアルカリバッテリ、リチウムイオンバッテリ等である。電源部39は、太陽電池等も利用することができる。この場合は、太陽電池は、ウォータースイベル10の外側に設置される。無線発信器22は、センサー25の検知信号を受信するために、電線23を接続する接続端子38を有する。接続端子38は、受信部34に接続されており、これにより、センサー25の検知信号を受信部34が受信する。
The power supply unit 36 and the power supply unit 39 are secondary power storage devices for supplying power to the wireless transmitter
検知信号は、受信部34で信号処理され、ディジタル化され、ディジタル検知信号に変換されて、送信部33に送られる。送信部33は、このディジタル検知信号を通信用に変換して、アンテナ37から無線信号として送信する。アンテナ37から送信された無線信号は、受信装置26で受信され、処理される。受信装置26は、この無線信号を受信して、信号処理し、供回り防止翼4の回転状況を表示する。センサー25が単体軸1と共に回転し、磁石24は供回り防止翼4と共に基本的に静止していることが前提になっている。
The detection signal is signal-processed by the
このように供回り防止翼4が静止している場合、センサー25は単体軸1の回転速度に同じ周期で磁石24を通過するので、センサー25で検知した検知信号より求める相対速度は、単体軸1の回転速度と同じである。供回り防止翼4の回転速度は、この値から単体軸1の回転速度から求めた相対速度を引き算すると0となる。供回り防止翼4が回転する場合、供回り防止翼4は単体軸1より回転速度が遅い。このとき、センサー25で検知した検知信号は、単体軸1の回転速度より遅い回転速度になる。
When the
これは、供回り防止翼4が単体軸1の方向に回転するからである。検知信号より求める相対速度は、単体軸1の回転速度より遅い回転速度になる。供回り防止翼4の回転速度は、単体軸1の回転速度から求めたこの回転速度を引き算して求められる。本例では、受信装置26はパーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン等の汎用の電子計算機を利用している。供回り防止翼4の回転状況としては、供回り防止翼4が回転しているか否かや、回転速度等を表示する。
This is because the
図9には、供回り防止翼4の回転状況を表示する一例を図示している。図9の表示領域50は、受信装置26の画面上に表示されるもので、基本情報領域51、供回り防止翼4の回転状況を表示する表示領域52等からなる。基本情報領域51は、地盤改良装置を利用するときの工事現場の情報を表示するもので、工事している場所の名称を示す工事現場、工事担当者又は掘削作業者の名前を示す担当者、工事の期間を示す工事期間、現在の作業の開始時間を示す当日開始時間等が表示される。
FIG. 9 shows an example of displaying the rotation state of the
表示領域52は供回り防止翼4の状況を示す領域である。供回り防止翼4が回転しているか否かを示す回転状況、その回転の速度を示す回転速度、回転の方向を示す回転方向、供回り防止翼4が位置する掘削穴5の深さを示す掘削深さ等がこの領域に表示される。また、表示領域52の中には、供回り防止翼4の回転状況を見やすくするために図で表示したグラフ領域53がある。
The display area 52 is an area showing the situation of the
グラフ領域53は、一例として、供回り防止翼の回転状況を経過時間軸上に回転速度でグラフ化して表示する。グラフ領域53の例では、横軸が経過時間を、縦軸が供回り防止翼4の回転速度を表している。この回転速度は、単体軸1の回転速度から、センサー25で検知した検知信号から求めた相対速度を差し引いて求めたものである。グラフ領域53の例では、横軸の経過時間は、センサー25からの検知データを信号処理して所定間隔で表示されている。
As an example, the graph area 53 displays the rotation status of the non-rotation prevention blade as a graph with the rotation speed on the elapsed time axis. In the example of the graph region 53, the horizontal axis represents the elapsed time and the vertical axis represents the rotation speed of the
経過時間は、センサー25の検知信号から求めた供回り防止翼4の回転速度をリアルタイムで表示しても、センサー25の検知信号を受信した時間間隔で表示しても良い。これは、作業者の要請、作業現場等に応じて設定する。図9の表示領域50には、上述のデータの他に、現場の気象情報、地盤の種類等の情報、削穴ビット2の深さ、半径等の情報、駆動モータと回転ロッドの回転数、攪拌ヘッドAの情報、センサー25の検知信号の強弱の情報、無線信号の強弱の情報等のデータを表示することができる。
The elapsed time may be displayed in real time the rotation speed of the
受信装置26は、本例では、中央処理装置、メモリ、入出力装置を備えて汎用の電子計算機を例にしたが、無線発信器22からの無線信号を信号処理し、最低でも供回り防止翼4の回転状況を利用者に分かりやすく表示するものであれば、任意の装置を利用することができる。例えば、供回り防止翼4の回転の有無又はその回転速度の状況のみを表示する簡易の電子機器でも良い。
In this example, the receiving
[第2の実施の形態]
本発明の第2の実施の形態について説明する。本発明の第2の実施の形態は上述の第1の実施の形態と基本的に同じであり、異なる部分のみを説明する。図5は、センサー25と磁石24を設置する例を図示している。図5に図示したように、単体軸1の下端部に、軸受7に通じるように、貫通孔を設け、その中に電線23を通している。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment of the present invention is basically the same as the above-described first embodiment, and only different parts will be described. FIG. 5 illustrates an example of installing the
供回り防止翼4の羽根体の中間の位置で、軸受7と接触する部分に、小さな穴4bを設けて、磁石24を設置している。センサー25は、軸受7の外面に、かつ、供回り防止翼4の羽根体と接触する部分に、磁石24に対向して設置される。そのためには、軸受7に貫通孔7bを設け、その中に電線23が設置され、その先端にセンサー25が設置される。
A
[第3の実施の形態]
本発明の第3の実施の形態について説明する。本発明の第3の実施の形態は上述の第1、2の実施の形態と基本的に同じであり、異なる部分のみを説明する。単体軸1は、長い場合は、図10に図示したように、上端単体軸と下端単体軸からなり、上端単体軸と下端単体軸は雄雌の形で接続されることがある。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment of the present invention is basically the same as the first and second embodiments described above, and only different parts will be described. When the
この接続部分では、単体軸1の中のパイプ間の中空部であるパイプ間中空部1bは連続とならないで、上端単体軸の下端部と下端単体軸の上端部が接触し、所定の厚さの金属壁1dとなる。この部分では、貫通孔(図示せず。)を設け、電線23を通すことができる。また、図10に図示したように、上端単体軸の下端部と下端単体軸の上端部には、それぞれ凹部1e,1fを設け、電線23に接続された非接触端子27a,27bを設ける。
At this connection portion, the
[第4の実施の形態]
本発明の第4の実施の形態について説明する。本発明の第4の実施の形態は上述の第3の実施の形態と基本的に同じであり、異なる部分のみを説明する。単体軸1は、長い場合は、図10と図11に図示したように、上端単体軸と下端単体軸からなり、上端単体軸と下端単体軸は雄雌の形で接続されることがある。この接続部分は、図11では参照番号1dで示している所定の厚さの金属壁1dとなる。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment of the present invention is basically the same as the above-described third embodiment, and only different parts will be described. When the
上端単体軸の下端部と下端単体軸の上端部には、それぞれ凹部1e,1fを設け、ZigBee Coordinator(以下、ZCという。)60とZigBee End Device(以下、ZEDという。)62を設置して、検知信号を送信する。ZED62は電線23bでセンサー25に接続され、ZC60は電線23aで無線発信器22に接続されている。ZED62は、センサー25で検知した検知信号を受信する。ZED62は、受信した検知信号を、ZC60へ無線通信で送信する。
ZC60はZED62から受信した検知信号を、無線発信器22に送信する。ZC60とZED62の間の無線通信は、それぞれに接続されたアンテナ63とアンテナ61によって行われる。ZC60とZED62は、近距離無線通信規格のZigBee(登録商標)に準拠した通信デバイスである。ZigBeeは、国際標準化機構(ISO)によって策定されたOSI参照モデル(OSI reference model)による通信プロトコルの7階層の内、最下位の物理層とデータリンク層の仕様でIEEE 802.15.4として規格化されている。
The ZC 60 transmits the detection signal received from the ZED 62 to the
ZigBeeは、通信データの転送距離が短く、転送速度が低速で、消費電力が少ないという特徴を持つ。ZigBeeに準拠したデバイスは、安価でかつ消費電力が少ないため、長期間にわたって利用できる利点があり、センサーネットワークを主目的に利用されている。ZigBeeに準拠したデバイスは、動作する周波数帯は、2.4GHz、902-928MHz、868-870MHzで動作する。 ZigBee has the characteristics of short communication data transfer distance, low transfer speed, and low power consumption. ZigBee-compliant devices are inexpensive and consume less power, so they have the advantage of being usable over a long period of time, and are mainly used for sensor networks. ZigBee-compliant devices operate in the frequency bands of 2.4 GHz, 902-928 MHz and 868-870 MHz.
ZC60とZED62は、無線通信を制御するための無線回路、デバイス全体の制御を行うためのマイコン、データを格納するためのメモリ、デバイスに接続された外部デバイスとの通信を制御するための周辺回路、外部のデバイスと無線通信するための内蔵アンテナ、外部のデバイスと無線通信するためのアンテナを接続するための外部アンテナ用コネクタをそれぞれ備える。マイコンは、中央処理装置(CPU)、RAM,フラッシュメモリ等から構成される。 ZC60 and ZED62 are a wireless circuit for controlling wireless communication, a microcomputer for controlling the entire device, a memory for storing data, and a peripheral circuit for controlling communication with an external device connected to the device. , An internal antenna for wireless communication with an external device, and an external antenna connector for connecting an antenna for wireless communication with an external device. The microcomputer includes a central processing unit (CPU), RAM, flash memory and the like.
また、ZC60とZED62は、デバイスに必要電源を供するための電源コネクタと、データ通信のためのシリアル入出力コネクタ、アナログ入出力コネクタ、ディジタル入出力コネクタ、パルス入出力コネクタ等を備える。本発明は、ZigBee準拠デバイスの発明ではないので、ZC60とZED62を利用する動作の概略を説明し、その内部構造と動作について詳細な説明は省略する。ZED62は、その入力コネクタに、センサー25が接続される。
The ZC60 and ZED62 include a power supply connector for supplying necessary power to the device, a serial input/output connector for data communication, an analog input/output connector, a digital input/output connector, a pulse input/output connector, and the like. Since the present invention is not a ZigBee-compliant device invention, an outline of operation using the ZC60 and ZED62 will be described, and detailed description of the internal structure and operation thereof will be omitted. The
ZED62の外部アンテナ用コネクタにアンテナ63が接続され、ZED62の電源コネクタに電池64が接続される。詳しくは、ZED62は基板65に搭載されて固定され、ZED62の電源コネクタが基板65の電池接続端子に接続される。電池64は基板65に固定されて、その電極が基板65の電池接続端子に接続される。よって、電池64は、ZED62の電源コネクタに接続される。電池64は任意の電池を使用することができるが、小型であるボタン電池であることが好ましい。
The antenna 63 is connected to the external antenna connector of the ZED 62, and the
ボタン電池を利用すると、一例では、小型のコイン程度(例えば、1円硬貨)の寸法のデバイスができる。ZED62、電池64、基板65、アンテナ63は一体となって筐体66に格納される。筐体66を含めてZED62と基板65の大きさによる、汎用のデバイスの場合1〜1.5cmぐらいの大きさのデバイスができる。ZED62は、ミリ秒から数秒、数十秒の間隔で、センサー25から検知信号を受信する。このようなボタン電池は、その使用環境によるが、標準的なZigBeeデバイスであれば、少なくとも数日から数カ月間は電源供給できる。
If a button battery is used, in one example, a device having a size of a small coin (for example, a 1-yen coin) can be formed. The ZED 62, the
また、ZED62は、ZC60から受信した要求によって動作して、センサー25から検知信号を受信することができる。ZED62、電池64、アンテナ63、基板65は、筐体66に格納されて、下端単体軸の上端部に搭載される。ZC60は、その出力コネクタに、無線発信器22が電線23aによって接続される。ZC60の外部アンテナ用コネクタにアンテナ61が接続され、ZC60の電源コネクタに無線発信器22から電線23aで電源供給される。
Further, the ZED 62 can operate according to the request received from the ZC 60 and receive the detection signal from the
電線23aは、データ通信用の通信線と、電源供給用の電線からなることが好ましい。ZC60とアンテナ61は筐体67に格納されて、上端単体軸の下端部に搭載される。また、ZC60の電源コネクタに、ZED62と同様に、ボタン電池で電源供給を行うことができる(図示せず。)。ZC60はアンテナ61でZED62のアンテナ63と無線通信し、検知信号を受信し、無線発信器22へ送信する。また、ZC60は、予め設定された間隔で、ZED62から検知信号を受信する。
The electric wire 23a preferably includes a communication wire for data communication and an electric wire for supplying power. The ZC 60 and the antenna 61 are housed in a
又は、ZC60は、無線発信器22から検知信号を要求されたときに、ZED62に要求を送信して、その応答としてZED62から検知信号を受信し、これを無線発信器22へ送信する。上述のように、ZC60とZED62は、受信感度が良いために、外部のアンテナ61、63を利用しているが、十分な受信感度が実現できる場合、内蔵アンテナ(図示せず。)を利用することができる。
Alternatively, when the
上述通り、ZigBee規格に準拠した、ZC60とZED62の組によるデータ通信を説明したが、ZC60とZED62の間のデータを中継するためのデバイスであるZigBee Router(ZR)を利用することができる。ZRは、ZC60と基本的に同じ構造ものが利用でき、ルータとしての設定をする。ZC60は、無線発信器22の近傍に、無線発信器22に電線で接続されて搭載され、ZRは、上端単体軸の下端部に搭載される。言い換えると、ZRは、図11に図示したZC60の位置に搭載される。
As described above, the data communication by the pair of ZC60 and ZED62 conforming to the ZigBee standard has been described, but a ZigBee Router (ZR) that is a device for relaying data between the ZC60 and ZED62 can be used. The ZR having the same structure as the ZC60 can be used and is set as a router. The ZC60 is mounted in the vicinity of the
ZC60は、ウォータースイベル10内の無線発信器22の近傍に、又は、ウォータースイベル10の下側の単体軸1の中空部1a内に搭載される。ZRは、ZED62と同様に、アンテナ、基板付きのボタン電池の構造にする。ZRは、ZC60の要求を受けて、ZED62の検知信号をZC60へ送信する。上述のように、ZC60、ZED62、ZRは、外部のアンテナとしてマッチ棒アンテナ、ワイヤアンテナが使用できる。
The ZC 60 is mounted in the vicinity of the
A…攪拌ヘッド
1…単体軸
2…削穴ビット
3a,3b…攪拌翼
4…供回り防止翼
5…掘削穴
8…吐出穴
10…ウォータースイベル
20…供回り検知装置
21…検知部
22…無線発信器
23…電線
26…受信装置
24…磁石
25…センサー
37…アンテナ
60…ZigBee Coordinator(ZC)
62…ZigBee End Device(ZED)
A... Stirring
62...ZigBee End Device (ZED)
Claims (5)
回転駆動装置により回転駆動され、地盤改良材を吐出させるための吐出穴を有する単体軸と、
この単体軸に固定され、前記掘削穴内の掘削された掘削土を攪拌する攪拌翼と、
前記単体軸の地盤底側の端部に設けられ、複数の掘削刃を有して前記掘削穴を掘削する削穴ビットと、
前記攪拌翼と前記削穴ビットとの間の前記単体軸に回転自在に設けられ、外周端部が前記掘削穴の周壁に係合して回転が止められ、前記攪拌翼及び前記削穴ビットの回転と相対回転して掘削された掘削土を前記地盤改良材とともに混合攪拌させる供回り防止翼と
からなる地盤改良装置において、
前記単体軸と前記供回り防止翼の相対回転を検知するために、前記供回り防止翼に配置された被検知体、及び前記被検知体に対応して前記単体軸に配置された検知手段からなるセンサーと、
前記センサーで検知された前記単体軸と前記供回り防止翼の相対回転による相対回転信号を前記単体軸の上部に伝達するための電線と、
前記単体軸の上部に配置され、前記相対回転信号を無線信号に変換するための無線手段とからなり、
前記電線は、前記単体軸に配置された非接触端子で接続されており、
前記無線手段は、回転している前記単体軸内へ連続的に地盤改良材を送るために前記単体軸の上端に設けられたウォータースイベルの回転部に搭載して配置されている
ことを特徴とする地盤改良翼の供回り検知装置。 A ground improvement device having a ground stirring rotor, which excavates an excavation hole to improve the soil in the excavation hole,
A single shaft that is driven to rotate by a rotation driving device and has a discharge hole for discharging the ground improvement material,
A stirring blade fixed to this single shaft, which stirs the excavated soil excavated in the excavation hole,
A drill bit provided at the end of the ground bottom side of the single shaft and having a plurality of drilling blades for drilling the drilling hole,
It is rotatably provided on the single shaft between the stirring blade and the drill bit, and the outer peripheral end portion is engaged with the peripheral wall of the drilling hole to stop rotation, and the stirring blade and the drill bit are In a soil improvement device comprising an anti-rotation blade for mixing and stirring excavated soil excavated by rotating relative to rotation with the soil improvement material,
In order to detect the relative rotation between the single shaft and the anti-rotation blade, a detection object arranged on the anti-rotation blade and a detection unit arranged on the single shaft corresponding to the detection object And a sensor
An electric wire for transmitting a relative rotation signal due to relative rotation of the single shaft and the non-rotation prevention blade detected by the sensor, to an upper portion of the single shaft,
It is arranged on the upper part of the single shaft and comprises a wireless means for converting the relative rotation signal into a wireless signal,
The electric wire is connected by a non-contact terminal arranged on the single shaft,
The wireless means is arranged to be mounted on a rotating part of a water swivel provided at an upper end of the single shaft in order to continuously feed the ground improvement material into the rotating single shaft. Deformation detector for ground improvement wing.
前記被検知体は磁石からなり、かつ、前記検知手段はコイルからなり、
前記単体軸と前記供回り防止翼の相対回転をするとき、前記コイルを通過する前記磁石による磁界の磁束が変化し、前記コイルに電磁誘導による電圧が発生して前記相対回転信号になる
ことを特徴とする地盤改良翼の供回り検知装置。 The submersion detection device for ground improvement wing according to claim 1,
The detected body is composed of a magnet, and the detection means is composed of a coil,
When the single shaft and the anti-rotation blade rotate relative to each other, the magnetic flux of the magnetic field by the magnet passing through the coil changes, and a voltage due to electromagnetic induction is generated in the coil to become the relative rotation signal. A characteristic of the improved wing detection device for ground improvement wings.
前記磁石は、前記供回り防止翼の羽根体の上端又は下端に固定され、
前記コイルは、前記軸受に固定される
ことを特徴とする地盤改良翼の供回り検知装置。 The submergence detection device for ground improvement wing according to claim 2,
The magnet is fixed to the upper end or the lower end of the blade body of the anti-rotation blade,
The coil is fixed to the bearing.
前記磁石は、前記供回り防止翼が羽根体の内周面に固定され、
前記コイルは、前記軸受の外周面に前記磁石と対向して固定される
ことを特徴とする地盤改良翼の供回り検知装置。 The submergence detection device for ground improvement wing according to claim 2,
The magnet, the anti-rotation blade is fixed to the inner peripheral surface of the blade body,
The said coil is fixed to the outer peripheral surface of the said bearing so that it may oppose the said magnet. The subrotation detection apparatus of the ground improvement wing characterized by the above-mentioned.
前記電線は、ZigBee(登録商標)規格に準拠したZigBee Coordinator及びZigBee End Device、又は、ZigBee Coordinator、ZigBee Router及びZigBee End Deviceによって接続されている
ことを特徴とする地盤改良翼の供回り検知装置。 The submersion detection device for ground improvement wing according to claim 1,
The said electric wire is connected by ZigBee Coordinator and ZigBee End Device or ZigBee Coordinator, ZigBee Router and ZigBee End Device that comply with the ZigBee (registered trademark) standard.
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