JP6705077B2 - 締固め作業状態判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、締固め作業状態であるか否かを判定する締固め作業状態判定装置に関するものである。

従来、コンクリート構造物のジャンカや空隙・空洞等の発生を防止するために、コンクリートを打設する際に、バイブレータを用いた締固め装置によって、締固めが行われる（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１には、バイブレータの作動によるフレッシュコンクリートの締固めが行われたタイミングを検知するバイブレータ作動検知手段が開示されている。これにより、締固めが行われるタイミングを検知する。

特許文献２には、バイブレータの筒先からバイブレータに沿って設けられ、固定点まで連続する光ファイバセンサが開示されている。これにより、センサの変形に基づいて、バイブレータの筒先のコンクリート内での位置情報を検出する。

特開２０１３−０５３４９２号公報 特開２０１４−１９８９９１号公報

しかしながら、特許文献１では、電流を計測する電流センサやロガーを、バイブレータに取り付ける面倒な作業が必要であり、複雑な構成となる、という問題がある。

特許文献２では、光ファイバセンサをバイブレータに這わせるように取り付ける面倒な作業が必要であり、複雑な構成となる、という問題がある。

そこで、本発明は、面倒な取付作業を必要としない簡易な構成の締固め作業状態判定装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の締固め作業状態判定装置は、振動部と、前記振動部の後端に接続される可撓性を有するケーブルと、を備える締固め装置による締固め作業状態であるか否かを判定する締固め作業状態判定装置であって、前記ケーブルに取り付けられたターゲットと、非接触に前記ターゲットに関する情報を検知する座標検知手段と、前記ターゲットに関する情報から、前記ケーブルの姿勢を判定する姿勢判定部と、を備えることを特徴とする。

ここで、本発明の締固め作業状態判定装置は、前記ターゲットに関する情報は、前記ターゲットが内接する直方体に関する情報であってもよい。

また、本発明の締固め作業状態判定装置は、前記ケーブルの長手方向に間隔を有して取り付けられた２つのターゲットと、各ターゲットに対して、それぞれ１つの位置座標を検知する座標検知手段と、を備え、前記ターゲットに関する情報は、前記座標検知手段によって検知された２つの位置座標であってもよい。

また、２つの前記ターゲットが取り付けられる前記間隔は、前記ターゲットと前記座標検知手段との距離に応じて設定されてもよい。

また、本発明の締固め作業状態判定装置では、前記振動部が締固め位置にある状態で、前記ターゲットは、作業員が前記ケーブルを保持する位置より下方であって、作業員の足場より上方に設けられてもよい。

さらに、本発明の締固め作業状態判定装置では、前記ターゲットは、反射テープ、反射板又は反射塗料であってもよい。

このように構成された本発明の締固め作業状態判定装置では、ケーブルに取り付けられたターゲットと、ターゲットに関する情報からケーブルの姿勢を判定する姿勢判定部と、を備える。そのため、例えば、ターゲットが取り付けられた部分のケーブルの姿勢が略垂直である場合や、ターゲットが作業者の手元のエリア内にあって、ターゲットの移動量が所定量未満である場合等に、振動部がコンクリートに挿入された締固め位置にあると判定することができ、締固め作業状態と判定することができる。また、ターゲットが取り付けられた部分のケーブルの姿勢が傾斜している場合や、ターゲットが作業者の手元のエリア外にある場合、又は、ターゲットが作業者の手元のエリア内にあってターゲットの移動量が所定量以上である場合等に、振動部がコンクリートに挿入された締固め位置にないと判定することができ、締固め作業状態でないと判定することができる。この結果、センサ等の面倒な取付作業を必要としないで、簡易な構成で、締固め作業状態であるか否かを判定することができる。

また、本発明の締固め作業状態判定装置では、ターゲットに関する情報は、ターゲットが内接する直方体に関する情報であることで、ターゲットが取り付けられた部分のケーブルの姿勢が略垂直である場合、締固め作業状態と判定することができる。また、ターゲットが取り付けられた部分のケーブルの姿勢が傾斜している場合、締固め作業状態でないと判定することができる。この結果、センサ等の面倒な取付作業を必要としないで、簡易な構成で、締固め作業状態であるか否かを判定することができる。

また、本発明の締固め作業状態判定装置では、前記ケーブルの長手方向に間隔を有して取り付けられた２つのターゲットと、各ターゲットに対して、それぞれ１つの位置座標を検知する座標検知手段と、を備え、前記ターゲットに関する情報は、前記座標検知手段によって検知された２つの位置座標である。そのため、例えば、ターゲット間のケーブルの姿勢が略垂直である場合や、座標検知手段により一方のターゲットが検知不能になった場合等に、振動部がコンクリートに挿入された締固め位置にあると判断し、締固め作業状態と判定することができる。また、ターゲット間のケーブルの姿勢が傾斜している場合や、座標検知手段５２により検知不能であったターゲットが検知可能になった場合等に、振動部がコンクリートに挿入された締固め位置にないと判断し、締固め作業状態でないと判定することができる。そのため、センサ等の面倒な取付作業を必要としないで、簡易な構成で、締固め作業状態であるか否かを判定することができる。

また、本発明の締固め作業状態判定装置では、２つのターゲットが取り付けられる間隔は、ターゲットと座標検知手段との距離に応じて設定されることで、座標検知手段は、各ターゲットを、それぞれ別のターゲットとして認識することができる。そのため、姿勢判定部は、ケーブルの姿勢を確実に判定することができる。

また、本発明の締固め作業状態判定装置では、振動部が締固め位置にある状態で、ターゲットは、作業員がケーブルを保持する位置より下方であって、作業員の足場より上方に設けられていることで、振動部が締固め位置にある状態で、ターゲットを座標検知手段の死角とならない位置に配置することができ、ターゲット間のケーブルの姿勢を確実に判定することができる。

さらに、本発明の締固め作業状態判定装置では、ターゲットは、反射テープ、反射板又は反射塗料であることで、ターゲットをケーブルに容易に取り付けることができ、面倒な取付作業を必要としない簡易な構成の締固め作業状態判定装置とすることができる。

実施例１の締固め作業状態判定装置が適用されるコンクリート打設現場を説明する斜視図である。 実施例１の締固め作業状態判定装置の構成を説明する構成図である。 実施例１の締固め作業状態判定装置の各種設定を説明する説明図である。 実施例１の締固め作業状態判定装置のシステム構成を示すブロック図である。 実施例１の姿勢判定部によるケーブルの姿勢の判定について説明する説明図である。 実施例１の第１ターゲットと第２ターゲットの重心の位置座標を水平面上に投影した座標を示す図である。 実施例１の姿勢判定処理を説明するフローチャートである。 実施例１の締固め作業状態判定装置の作用を説明する説明図である。 別の実施例の姿勢判定部によるケーブルの姿勢の判定について説明する説明図である。

以下、本発明による締固め作業状態判定装置を実現する実施形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

［締固め作業状態判定装置の構成］
図１は、実施例１の締固め作業状態判定装置が適用されるコンクリート打設現場を説明する斜視図である。図２は、実施例１の締固め作業状態判定装置の構成を説明する構成図である。図３は、実施例１の締固め作業状態判定装置の各種設定を説明する説明図である。以下、図１〜図３に基づいて、実施例１の締固め作業状態判定装置の構成を説明する。

締固め作業状態判定装置５０は、図１に示すように、鉄筋コンクリート構造物１を構築する際に適用される。

図１及び図２に示すように、型枠５の内側には、鉄筋６が縦横に配置される。コンクリートＣは、アジテータ車等のコンクリート供給源に接続されたコンクリート供給ホース７から、型枠５の内側に供給される。型枠５の上方には、足場８が設けられる。作業員Ｍは、足場８に乗って、締固め装置１０を操作する。

締固め装置１０は、コンクリートＣの内部に挿入する振動部としてのバイブレータ１１と、バイブレータ１１の後端に接続される可撓性を有するケーブル１２と、を備える。バイブレータ１１は、ケーブル１２から電源が供給されることで、振動する。

締固め作業状態判定装置５０は、締固め装置１０に取り付けられたターゲット５１としての第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂと、第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂの位置座標を検知する座標検知手段５２と、を備える。

第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂは、レーザ光に対して高反射率の性質をもつ材質で構成され、例えば、反射テープや、両面テープ等が貼り付けられた反射板や、反射塗料等を使用することができる。第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂは、バイブレータ１１が打設されたコンクリートＣの締固め位置にある状態で、作業員Ｍがケーブル１２を保持する位置の下方であって、作業員Ｍの足場８の上方に取り付けられる。

座標検知手段５２は、例えば、レーザレーダとすることができる。座標検知手段５２は、型枠５の隅角部に設けられる。

座標検知手段５２は、広角度にレーザ光を出射し、第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂから反射したレーザ光を受光して、第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂの位置座標を高精度に検知する。座標検知手段５２は、複数の締固め装置１０に装着された第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂの位置座標を同時に検知することができる。座標検知手段５２の検知角度は、例えば、水平方向に１２０度であり、垂直方向に１５度である。

ところで、座標検知手段５２と、第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂとの距離が離れると、座標検知手段５２は、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂを同一のターゲットとして認識してしまう虞がある。そのため、座標検知手段５２は、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂをそれぞれ認識するような範囲に設定される。

以下に示す表は、検知距離の最大値Ｇと、角度分解能（垂直方向）Φと、第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂの必要ターゲットサイズＮとの関係を示す表である。

例えば、検知距離の最大値Ｇが５［ｍ］で、垂直方向の角度分解能Φが１［ｄｅｇ］の場合、必要ターゲットサイズＮは８７［ｍｍ］となる。この場合、第１ターゲット５１ａの上端と第２ターゲット５１ｂの下端との距離を８７［ｍｍ］以上とすることで、検知距離が５［ｍ］の際に、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂを別のターゲットとして認識することができる。言い換えると、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとが取り付けられる間隔Ｌを１７４［ｍｍ］以上とすることで、座標検知手段５２は、検知距離が５［ｍ］の際に、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂを別のターゲットとして認識することができる。

また、検知距離の最大値Ｇが１０［ｍ］で、垂直方向の角度分解能Φが１［ｄｅｇ］の場合、必要ターゲットサイズＮは１７５［ｍｍ］となる。この場合、第１ターゲット５１ａの上端と第２ターゲット５１ｂの下端との距離を１７５［ｍｍ］以上とすることで、検知距離が１０［ｍ］の際に、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂを別のターゲットとして認識することができる。言い換えると、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとが取り付けられる間隔Ｌを３５０［ｍｍ］以上とすることで、座標検知手段５２は、検知距離が１０［ｍ］の際に、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂを別のターゲットとして認識することができる。

すなわち、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂが取り付けられる間隔Ｌは、第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂと座標検知手段５２との距離に応じて設定される。

実施例１では、図３に示すように、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂは、ケーブル１２の長手方向で、所定の間隔Ｌ（例えば、３１．５［ｃｍ］）を空けて、ケーブル１２の２カ所に取り付けられる。座標検知手段５２の角度分解能Φは、例えば、水平方向に０．１２［ｄｅｇ］とし、垂直方向に０．６［ｄｅｇ］とする。座標検知手段５２の検知距離の最大値Ｇは、例えば、１０［ｍ］とする。第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂの長さＮは、例えば、８７［ｍｍ］とする。

これにより、座標検知手段５２は、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂを、それぞれ別のターゲットとして認識する。

座標検知手段５２は、座標検知手段５２の検知範囲にある第１ターゲット５１ａの重心の位置座標を検知する。また、座標検知手段５２は、座標検知手段５２の検知範囲にある第２ターゲット５１ｂの重心の位置座標を検知する。すなわち、座標検知手段５２は、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂに対して、それぞれ１つの位置座標を検知する。

［締固め作業状態判定装置のシステム構成］
図４は、実施例１の締固め作業状態判定装置のシステム構成を示すブロック図である。以下、図４に基づいて、実施例１の締固め作業状態判定装置のシステム構成を説明する。

締固め作業状態判定装置５０は、第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂと、第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂの位置座標を検知する座標検知手段５２と、座標検知手段５２の検知情報を取得する制御部５５と、制御部５５の判断に基づいて情報を表示するモニタ５９と、を備える。

座標検知手段５２は、レーザ光を出射し、第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂから反射したレーザ光を受光して、第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂの重心の三次元の位置座標を検知する。

制御部５５は、記憶部５６と、記憶部５６の記憶情報に基づいて、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとの間のケーブル１２の姿勢を判定する姿勢判定部５７と、を備える。なお、制御部５５は、締固め作業状態判定装置５０の全体の制御を司る。

記憶部５６は、座標検知手段５２が検知した位置座標を記憶する。また、記憶部５６は、姿勢判定部５７が、姿勢判定処理に使用する閾値を記憶する。姿勢判定部５７は、後述する姿勢判定処理を実行する。

モニタ５９は、後述する姿勢判定処理に基づいて、締固め作業状態であるか否かを表示する。

座標検知手段５２は、制御部５５に接続され、座標検知手段５２が検知した第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂの位置座標を制御部５５に送信する。制御部５５は、第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂの位置座標を取得し、記憶部５６が第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂの位置座標を記憶する。記憶部５６に記憶された位置座標に基づいて、姿勢判定部５７は、後述する姿勢判定処理を実行する。制御部５５は、モニタ５９に接続され、姿勢判定部５７による処理情報を、モニタ５９に送信する。モニタ５９は、この処理情報に基づいて、締固め作業状態であるか否かを表示する。

［姿勢判定部による姿勢判定］
図５は、実施例１の姿勢判定部５７によるケーブル１２の姿勢の判定について説明する説明図である。図６は、実施例１の第１ターゲットと第２ターゲットの位置座標を水平面上に投影した座標を示す図である。以下、図５及び図６に基づいて、姿勢判定部５７によるケーブル１２の姿勢の判定について説明する。なお、水平面をＸＹ平面とし、垂直方向をＺ方向とする。

姿勢判定部５７は、図５に示すように、ターゲット５１に関する情報である、第１ターゲット５１ａの重心の位置座標Ｅ１（Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１）と第２ターゲット５１ｂの重心の位置座標Ｅ２（Ｘ_２，Ｙ_２，Ｚ_２）とに基づいて、第１ターゲット５１ａの重心位置と第２ターゲット５１ｂの重心位置との間のケーブル１２の姿勢を判定する。

第１ターゲット５１ａの重心位置と、第２ターゲット５１ｂの重心位置と、の間のケーブル１２の姿勢は、以下の計算式によって算出される。

傾きθは、第１ターゲット５１ａの重心位置と、第２ターゲット５１ｂの重心位置との間のケーブル１２の、ＸＹ平面に対する傾きを示す。
長さＬは、第１ターゲット５１ａの重心位置と、第２ターゲット５１ｂの重心位置との間の長さを示す。長さＬは、コンクリートの打設現場によって変更可能な定数とする。すなわち、長さＬは、第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂと座標検知手段５２との距離に応じて設定される。
長さＤは、図６に示すように、第１ターゲット５１ａの重心の位置座標Ｅ１（Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１）をＸＹ平面に垂直投影した第１投影点Ｐ１（Ｘ_１，Ｙ_１）と、第２ターゲット５１ｂの重心の位置座標Ｅ２（Ｘ_２，Ｙ_２，Ｚ_２）をＸＹ平面に垂直投影した第２投影点Ｐ２（Ｘ_２，Ｙ_２）との間の長さを示す。

長さＤは、以下の計算式によって求められる。

ところで、座標検知手段５２は、複数の締固め装置１０に取り付けられた、複数の第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂの位置座標を検知する。姿勢判定部５７は、座標検知手段５２が検知した２カ所の三次元の座標間の距離が、長さＬと同じであるか否かを判断する。姿勢判定部５７は、２カ所の三次元の座標間の距離が長さＬと同じであると判断した場合、同一の締固め装置１０の第１ターゲット５１ａ及び第２ターゲット５１ｂの位置座標と認識することができる。

傾きθが、例えば６０度以上である場合、第１ターゲット５１ａの重心位置と、第２ターゲット５１ｂの重心位置との間のケーブル１２の垂直方向に対する傾きθ１は、３０度未満となり、略Ｚ方向と判定される。

傾きθが、例えば６０度未満である場合、第１ターゲット５１ａの重心位置と、第２ターゲット５１ｂの重心位置との間のケーブル１２の垂直方向に対する傾きθ１は、３０度以上となり、Ｚ方向に対して傾斜すると判定される。

すなわち、傾きθ１が３０度未満である場合、第１ターゲット５１ａの重心位置と、第２ターゲット５１ｂの重心位置との間のケーブル１２の姿勢は、垂直姿勢と判定される。傾きθ１が３０度以上である場合、第１ターゲット５１ａの重心位置と、第２ターゲット５１ｂの重心位置との間のケーブル１２の姿勢は、垂直方向に対して傾斜する傾斜姿勢と判定される。

［姿勢判定処理］
図７は、実施例１の姿勢判定処理を説明するフローチャートである。以下、図７に基づいて、実施例１の姿勢判定処理を説明する。

姿勢判定処理を開始すると、記憶部５６は、座標検知手段５２が検知した第１ターゲット５１ａの重心の位置座標Ｅ１（Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１）と第２ターゲット５１ｂの重心の位置座標Ｅ２（Ｘ_２，Ｙ_２，Ｚ_２）を記憶する（ステップＳ１０１）。

次いで、姿勢判定部５７は、記憶部５６に記録された重心の位置座標から、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとの間のケーブル１２の傾きθ１が、所定の角度（例えば、３０度）未満か否かを判定する（ステップＳ１０２）。

第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとの間のケーブル１２の傾きθ１が、所定の角度（例えば、３０度）未満であると判定した場合（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、姿勢判定部５７は、締固め作業状態であると判断し、モニタ５９に締固め作業状態である旨を表示させ（ステップＳ１０３）、姿勢判定処理を終了する。

一方、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとの線分の傾きθ１が、所定の角度（例えば、３０度）以上であると判定した場合（ステップＳ１０２でＮｏ）、姿勢判定部５７は、締固め作業状態でないと判定し、モニタ５９に締固め作業状態でない旨を表示させ（ステップＳ１０４）、姿勢判定処理を終了する。

次に、実施例１の締固め作業状態判定装置の作用を説明する。図８は、実施例１の締固め作業状態判定装置の作用を説明する説明図である。

締固め作業を開始すると、図８に示すように、作業員Ｍは、締固めをすべきある箇所のコンクリートＣにバイブレータ１１を挿入するために、バイブレータ１１の下端が、鉄筋６の上方に位置する状態で、ケーブル１２を移動する。

そうすると、ケーブル１２に取り付けられた第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂは、作業員Ｍがケーブル１２を保持する位置より、後方に位置する。すなわち、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂは、作業員Ｍがケーブル１２を保持する位置より、バイブレータ１１が設けられた側とは反対側であるケーブル１２の基端側に位置する。作業員Ｍがケーブル１２を保持する位置より、後方に位置するケーブル１２は撓む。

そのため、バイブレータ１１が締固め位置にない状態では、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとの間のケーブル１２は、傾斜した姿勢となる。すなわち、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとの間のケーブル１２が、傾斜した姿勢であるときは、締固め作業状態ではない。

締固めをすべきある箇所に移動すると、図２に示すように、足場８の上にいる作業員Ｍが、締固め装置１０のケーブル１２を手にとり、バイブレータ１１をコンクリートＣに挿入する。バイブレータ１１がコンクリートＣに挿入された状態は、コンクリートＣを締固めする締固め位置となる。

バイブレータ１１が締固め位置にある状態では、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂは、作業員Ｍがケーブル１２を保持する位置より下方にであって、足場８より上方にある。

バイブレータ１１が締固め位置にある状態では、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとの間のケーブル１２は、略垂直の姿勢となる。すなわち、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとの間のケーブル１２が、略垂直の姿勢であるときは、締固め作業状態である。

締固めをすべきある箇所の締固め作業が終了すると、図８に示すように、足場８の上にいる作業員Ｍが、締固め装置１０のケーブル１２を手にとり、バイブレータ１１をコンクリートＣから引き抜く。そして、作業員Ｍは、バイブレータ１１を他の箇所のコンクリートＣに挿入するために、バイブレータ１１の下端が、鉄筋６の上方に位置するまで、ケーブル１２を引き上げる。

そうすると、ケーブル１２に取り付けられた第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂは、作業員Ｍがケーブル１２を保持する位置より、後方に移動する。すなわち、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂは、作業員Ｍがケーブル１２を保持する位置より、バイブレータ１１が設けられた側とは反対側であるケーブル１２の基端側に移動する。作業員Ｍがケーブル１２を保持する位置より、後方に移動したケーブル１２は撓む。

そのため、バイブレータ１１が締固め位置にない状態では、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとの間のケーブル１２は、傾斜した姿勢となる。すなわち、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとの間のケーブル１２が、傾斜した姿勢であるときは、締固め作業状態ではない。

実施例１の締固め作業状態判定装置５０は、振動部（バイブレータ１１）と、振動部（バイブレータ１１）の後端に接続される可撓性を有するケーブル１２と、を備える締固め装置１０による締固め作業状態であるか否かを判定する。この締固め作業状態判定装置５０において、ケーブル１２に取り付けられたターゲット５１と、ターゲット５１に関する情報から、ケーブル１２の姿勢を判定する姿勢判定部５７と、を備える（図２）。

これにより、例えば、ターゲット５１が取り付けられた部分のケーブル１２の姿勢が略垂直である場合や、ターゲット５１が作業者の手元のエリア内にあって、ターゲット５１の移動量が所定量以下である場合等に、振動部（バイブレータ１１）がコンクリートＣに挿入された締固め位置にあると判定することができ、締固め作業状態と判定することができる。また、ターゲット５１が取り付けられた部分のケーブル１２の姿勢が傾斜している場合や、ターゲットが作業者の手元のエリア外にある場合、又は、ターゲットが作業者の手元のエリア内にあってターゲットの移動量が所定量以上である場合等に、振動部（バイブレータ１１）がコンクリートＣに挿入された締固め位置にないと判定することができ、締固め作業状態でないと判定することができる。この結果、センサ等の面倒な取付作業を必要としないで、簡易な構成で、締固め作業状態であるか否かを判定することができる。

実施例１の締固め作業状態判定装置５０は、ケーブル１２の長手方向に間隔を有して取り付けられた２つのターゲット（第１ターゲット５１ａ，第２ターゲット５１ｂ）と、各ターゲット（第１ターゲット５１ａ，第２ターゲット５１ｂ）に対して、それぞれ１つの位置座標を検知する座標検知手段５２と、を備え、ターゲット（第１ターゲット５１ａ，第２ターゲット５１ｂ）に関する情報は、座標検知手段５２によって検知された２つの位置座標である（図２）。

これにより、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとの間のケーブル１２の姿勢が略垂直である場合、振動部（バイブレータ１１）がコンクリートＣに挿入された締固め位置にあると判定することができる。そのため、例えば、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとの間のケーブル１２の姿勢が略垂直である場合や、座標検知手段５２により一方のターゲット５１が検知不能になった場合等に、締固め作業状態と判定することができる。また、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとの間のケーブル１２の姿勢が傾斜している場合や、座標検知手段５２により検知不能であったターゲット５１が検知可能になった場合等に、振動部（バイブレータ１１）がコンクリートＣに挿入された締固め位置にないと判定することができる。そのため、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂとの間のケーブル１２の姿勢が傾斜している場合、締固め作業状態でないと判定することができる。この結果、センサ等の面倒な取付作業を必要としないで、簡易な構成で、締固め作業状態であるか否かを判定することができる。

実施例１の締固め作業状態判定装置５０では、２つのターゲット（第１ターゲット５１ａ，第２ターゲット５１ｂ）が取り付けられる間隔Ｌは、ターゲット（第１ターゲット５１ａ，第２ターゲット５１ｂ）と座標検知手段５２との距離に応じて設定される（図３）。

これにより、座標検知手段５２は、第１ターゲット５１ａと第２ターゲット５１ｂを、それぞれ別のターゲットとして認識することができる。そのため、姿勢判定部５７は、ケーブル１２の姿勢を確実に判定することができる。

実施例１の締固め作業状態判定装置５０では、振動部（バイブレータ１１）が締固め位置にある状態で、ターゲット（第１ターゲット５１ａ，第２ターゲット５１ｂ）は、作業員Ｍがケーブル１２を保持する位置より下方であって、作業員Ｍの足場８より上方に設けられる（図２）。

これにより、振動部（バイブレータ１１）が締固め位置にある状態で、ターゲット（第１ターゲット５１ａ，第２ターゲット５１ｂ）を座標検知手段５２の死角とならない位置に配置することができる。そのため、ターゲット（第１ターゲット５１ａ，第２ターゲット５１ｂ）間のケーブル１２の姿勢を確実に判定することができる。その結果、締固め作業状態であるか否かを確実に判定することができる。

実施例１の締固め作業状態判定装置５０では、ターゲット（第１ターゲット５１ａ、第２ターゲット５１ｂ）が、高反射率の性質を持つ材料で構成される。これにより、レーザーレーダによるターゲットの検知精度が向上する。より具体的には、ターゲット（第１ターゲット５１ａ，第２ターゲット５１ｂ）は、反射テープ、反射板又は反射塗料である（図２）。

これにより、ターゲット（第１ターゲット５１ａ，第２ターゲット５１ｂ）をケーブル１２に容易に取り付けることができる。そのため、面倒な取付作業を必要としない簡易な構成の締固め作業状態判定装置５０とすることができる。

実施例２における締固め作業状態判定装置について説明する。なお、実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一の符号を用いて説明する。

実施例２の締固め作業状態判定装置は、姿勢判定部５７によるケーブル１２の姿勢判定の方法が、実施例１の締固め作業状態判定装置と相違する。

［姿勢判定部による姿勢判定］
図９は、実施例２の姿勢判定部による姿勢判定を説明する説明図である。以下、図９に基づいて、実施例２の姿勢判定部５７によるケーブル１２の姿勢の判定について説明する。

座標検知手段５２は、レーザ光を出射し、ターゲット５１から反射したレーザ光を受光して、ターゲット５１の内接する直方体の、Ｘ軸方向の長さと、Ｙ軸方向の長さと、Ｚ軸方向の長さとを検知する。なお、ターゲット５１は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。

姿勢判定部５７は、ターゲット５１に関する情報として、図９に示すように、ターゲット５１の内接する直方体Ｖの、Ｘ軸方向の長さＸａと、Ｙ軸方向の長さＹａと、Ｚ軸方向の長さＺａと、に基づいて、ターゲット５１が取り付けられた部分のケーブル１２の姿勢を判定する。そして、ターゲット５１の内接する直方体Ｖの、Ｘ軸方向の長さＸａと、Ｙ軸方向の長さＹａと、Ｚ軸方向の長さＺａとから、ターゲット５１の内接する直方体のＸＹ平面における長さＤと、ターゲット５１の長さＬとを算出する。

ターゲット５１の取り付けられた部分のケーブル１２の傾きθは、ターゲット５１の内接する直方体のＸＹ平面における長さＤと、ターゲット５１の長さＬとの三角関数の関係から、算出される。なお、ターゲット５１の取り付けられた部分のケーブル１２の傾きθは、ターゲット５１の内接する直方体のＸＹ平面における長さと、Ｚ軸方向の長さとの三角関数の関係から、算出されてもよい。

すなわち、傾きθ１が３０度未満である場合、ターゲット５１が取り付けられた部分のケーブル１２の姿勢は、垂直姿勢と判定される。傾きθ１が３０度以上である場合、ターゲット５１が取り付けられた部分のケーブル１２の姿勢は、垂直方向に対して傾斜する傾斜姿勢と判定される。

次に、実施例２の締固め作業状態判定装置の作用を説明する。実施例２の締固め作業状態判定装置では、ターゲット５１に関する情報は、ターゲット５１が内接する直方体Ｖに関する情報である（図９）。

これにより、ターゲット５１が取り付けられた部分のケーブル１２の姿勢が略垂直である場合、振動部（バイブレータ１１）がコンクリートＣに挿入された締固め位置にあると判定することができる。そのため、ターゲット５１が取り付けられた部分のケーブル１２の姿勢が略垂直である場合、締固め作業状態と判定することができる。また、ターゲット５１が取り付けられた部分のケーブル１２の姿勢が傾斜している場合、振動部（バイブレータ１１）がコンクリートＣに挿入された締固め位置にないと判定することができる。そのため、ターゲット５１が取り付けられた部分のケーブル１２の姿勢が傾斜している場合、締固め作業状態でないと判定することができる。この結果、センサ等の面倒な取付作業を必要としないで、簡易な構成で、締固め作業状態であるか否かを判定することができる。なお、実施例２のこの他の構成及び作用効果については、実施例１と略同様であるため、説明を省略する。

以上、本発明の締固め作業状態判定装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、実施例の組み合わせ、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、ターゲットに関する情報を、第１ターゲット５１ａの重心の位置座標Ｅ１（Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１）と第２ターゲット５１ｂの重心の位置座標Ｅ２（Ｘ_２，Ｙ_２，Ｚ_２）とする例を示した。また、実施例２では、ターゲットに関する情報を、ターゲット５１の内接する直方体Ｖの、Ｘ軸方向の長さＸａと、Ｙ軸方向の長さＹａと、Ｚ軸方向の長さＺａとする例を示した。しかし、ターゲットに関する情報は、このような態様に限定されない。

例えば、ターゲットに関する情報は、ターゲット５１が作業者の手元のエリアにあるか否かの情報であってもよい。そして、姿勢判定部５７は、ターゲット５１が作業者の手元のエリア内にあって、ターゲット５１の移動量が所定量未満である場合、締固めを実施している姿勢にあると判定し、締固め作業状態であると判定する。一方、姿勢判定部５７は、ターゲット５１が、作業者の手元のエリア外にある場合、又は、ターゲット５１が作業者の手元のエリア内にあって、ターゲット５１の移動量が所定量以上であるとき、締固めを実施していない姿勢にあると判定し、締固め作業状態でないと判定する。

なお、姿勢判定部５７は、この態様と、実施例１や実施例２の態様とを組み合わせて、ターゲット５１の姿勢を判定し、締固め作業状態であるか否かを判定してもよい。この場合、姿勢判定部５７は、ターゲット５１が垂直姿勢であると判定した場合で、ターゲット５１の移動量が所定量未満であると判定した場合に、締固め作業状態であると判定する。これにより、より精度よく締固め作業状態か否かの判定が可能になる。すなわち、ターゲット５１は、完全に静止している必要はなく、例えばレーザーレーダの分解能以下であれば、静止しているとみなせる。

実施例１では、姿勢判定部５７は、座標検知手段５２が検知した第１ターゲット５１ａの重心の位置座標Ｅ１（Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１）と第２ターゲット５１ｂの重心の位置座標Ｅ２（Ｘ_２，Ｙ_２，Ｚ_２）とに基づいて、２つのターゲット５１間の姿勢を判定し、締固め作業状態であるか否かを判定する例を示した。

しかし、締固め作業状態においては、一方のターゲット５１を座標検知手段５２が検知不能とするように設けてもよい。そして、姿勢判定部５７は、座標検知手段５２により一方のターゲット５１が検知不能になった場合に、２つのターゲット５１間の姿勢が検知不能開始姿勢と判定し、締固め作業状態であると判定させてもよい。また、姿勢判定部５７は、座標検知手段５２により検知不能であったターゲット５１が検知可能になった場合に、２つのターゲット５１間の姿勢が検知可能開始姿勢と判定し、締固め作業状態でないと判定させてもよい。

なお、姿勢判定部５７は、一方のターゲット５１の座標検知手段５２による検知結果に変化があった場合に、締固め作業状態にあるか否かを判定してもよい。また、姿勢判定部５７は、この態様と、実施例１や実施例２の態様とを組み合わせて、ターゲット５１の姿勢を判定し、締固め作業状態であるか否かを判定してもよい。

実施例１及び実施例２では、ケーブル１２の傾きθ１が、垂直方向であるか否かを判断する閾値を３０度とする例を示した。しかし、この閾値は、施工現場によって変更することができ、例えば１５度であってもよい。

実施例１及び実施例２では、本発明の締固め作業状態判定装置を鉄筋コンクリート構造物に適用する例を示した。しかし、本発明の締固め作業状態判定装置は、鉄骨鉄筋コンクリート造や、基礎などに適用することができる。

１０ 締固め装置
１１ バイブレータ（振動部の一例）
１２ ケーブル
５０ 締固め作業状態判定装置
５１ ターゲット
５１ａ 第１ターゲット（ターゲットの一例）
５１ｂ 第２ターゲット（ターゲットの一例）
５２ 座標検知手段
５７ 姿勢判定部

Claims (6)

1. 振動部と、前記振動部の後端に接続される可撓性を有するケーブルと、を備える締固め装置による締固め作業状態であるか否かを判定する締固め作業状態判定装置であって、
   前記ケーブルに取り付けられたターゲットと、
   非接触に前記ターゲットに関する情報を検知する座標検知手段と、
   前記ターゲットに関する情報から、前記ケーブルの姿勢を判定する姿勢判定部と、を備える
   ことを特徴とする締固め作業状態判定装置。
2. 前記ターゲットに関する情報は、前記ターゲットが内接する直方体に関する情報である
   ことを特徴とする、請求項１に記載の締固め作業状態判定装置。
3. 前記ケーブルの長手方向に間隔を有して取り付けられた２つのターゲットと、
   各ターゲットに対して、それぞれ１つの位置座標を検知する座標検知手段と、を備え、
   前記ターゲットに関する情報は、前記座標検知手段によって検知された２つの位置座標である
   ことを特徴とする、請求項１に記載の締固め作業状態判定装置。
4. ２つの前記ターゲットが取り付けられる前記間隔は、前記ターゲットと前記座標検知手段との距離に応じて設定される
   ことを特徴とする、請求項３に記載の締固め作業状態判定装置。
5. 前記振動部が締固め位置にある状態で、前記ターゲットは、作業員が前記ケーブルを保持する位置より下方であって、作業員の足場より上方に設けられる
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の締固め作業状態判定装置。
6. 前記ターゲットは、反射テープ、反射板又は反射塗料である
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の締固め作業状態判定装置。