JP6775970B2 - Buried object exploration equipment, excavation system and buried object exploration method - Google Patents
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Description
本発明は、埋設物探査装置、掘削システム及び埋設物探査方法に関するものである。 The present invention relates to a buried object exploration device, an excavation system, and a buried object exploration method.
既設建屋など既に使用されている建築物において、配管を追加して敷設する場合など、コンクリート部分をドリルによって掘削して穴を形成する必要が生じることがある。穴が掘削されて形成された後、その穴に配管が敷設される。 In an already used building such as an existing building, it may be necessary to drill a concrete part to form a hole, such as when laying additional pipes. After the hole is excavated and formed, piping is laid in the hole.
なお、特許文献1では、トンネルの掘削工事における施工中の切羽前方の地質を探査する方法が開示されている。この方法は、掘削工事の施工に付随する作業によって発生する地盤のノイズ振動を震源として、震源からの直接波と、切羽前方の地質変化による境界面で反射した反射波を受振し、地震波干渉法によって、切羽前方の地質状況を予測する。
In addition,
上述のとおり、既設建築物のコンクリートに対してドリルを用いて穴を設ける場合、コンクリート内の鉄筋や配管等の埋設物の損傷を防ぐため、予め試掘用の穴を設け、ECT探査プローブ(ECT:渦電流探傷検査)などを挿入する方法がある。ECT探査プローブの検査結果から、試掘用の穴の近傍に存在する埋設物を事前に検出できる。しかし、穴を形成したりプローブを挿入したりと、手間や時間が掛かる上、掘削部の全てにわたって事前に検査できない。そのため、穴を形成する本施工において、埋設物を損傷する等の支障が多く生じている。埋設物を損傷してしまうと、復旧作業が必要になる等、大きな弊害が発生する。 As mentioned above, when drilling holes in the concrete of an existing building, holes for exploration are provided in advance to prevent damage to buried objects such as reinforcing bars and pipes in the concrete, and an ECT exploration probe (ECT). : There is a method of inserting eddy current flaw detection inspection). From the inspection results of the ECT exploration probe, buried objects existing in the vicinity of the drilling hole can be detected in advance. However, it takes time and effort to form a hole and insert a probe, and it is not possible to inspect the entire excavated part in advance. Therefore, in this construction for forming a hole, there are many problems such as damage to the buried object. If the buried object is damaged, major harmful effects such as the need for restoration work will occur.
また、施工時に、埋設物に干渉したか否かの判断は、ドリルの操作者の手や耳の感覚に頼っており、判断基準が操作者ごとに曖昧でばらつきがある。したがって、操作停止の判断が遅れてしまい、埋設物を損傷することがある。 Further, at the time of construction, the judgment as to whether or not the material interferes with the buried object depends on the feeling of the hands and ears of the drill operator, and the judgment criteria are ambiguous and vary from operator to operator. Therefore, the decision to stop the operation may be delayed and the buried object may be damaged.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、コンクリートを掘削しながら、コンクリート内における掘削位置において、コンクリート内の埋設物が存在している否かを簡易かつ迅速に判断することが可能な埋設物探査装置、掘削システム及び埋設物探査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and while excavating concrete, it is possible to easily and quickly determine whether or not a buried object exists in concrete at an excavation position in concrete. It is an object of the present invention to provide a buried object exploration device, an excavation system, and a buried object exploration method capable of capable.
上記課題を解決するために、本発明の埋設物探査装置、掘削システム及び埋設物探査方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る埋設物探査装置は、コンクリートを掘削する掘削部によって前記コンクリートが掘削されているとき前記コンクリートから伝達される振動を検出する振動検出部と、前記掘削部を流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、前記振動検出部で検出された前記振動、及び、前記電流検出部で検出された前記電流値に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断する判断部とを備える。
In order to solve the above problems, the following means are adopted for the buried object exploration device, the excavation system and the buried object exploration method of the present invention.
That is, the buried object exploration device according to the present invention has a vibration detection unit that detects vibration transmitted from the concrete when the concrete is excavated by the excavation unit that excavates the concrete, and a current flowing through the excavation unit. Based on the current detection unit that detects the value, the vibration detected by the vibration detection unit, and the current value detected by the current detection unit, at the excavation position of the excavation unit in the concrete, the said It is equipped with a judgment unit that determines whether or not there is a buried object buried in the concrete.
この構成によれば、振動検出部が、掘削部によってコンクリートが掘削されているときコンクリートから伝達される振動を検出し、電流検出部が掘削部を流れる電流の電流値を検出する。その結果、振動検出部で検出された振動と、電流検出部で検出された電流値の変化を検出でき、振動及び電流の検出結果によって、コンクリート内における掘削位置において、コンクリート内の埋設物が存在している否かを判断できる。 According to this configuration, the vibration detection unit detects the vibration transmitted from the concrete when the concrete is excavated by the excavation unit, and the current detection unit detects the current value of the current flowing through the excavation unit. As a result, the vibration detected by the vibration detection unit and the change in the current value detected by the current detection unit can be detected, and the vibration and current detection results indicate that there is a buried object in the concrete at the excavation position in the concrete. You can judge whether or not you are doing it.
上記発明において、前記掘削部によって前記コンクリートが掘削されているとき前記コンクリートで発生する音を検出する音検出部を更に備えてもよい。 In the above invention, a sound detection unit that detects a sound generated in the concrete when the concrete is excavated by the excavation unit may be further provided.
この構成によれば、音検出部が、掘削部によってコンクリートが掘削されているときコンクリートで発生する音を検出し、音検出部で検出された音の変化を検出できる。したがって、音の検出結果によって、コンクリート内における掘削位置において、コンクリート内の埋設物が存在している否かの判断を、より精度良く、非接触でより容易に行うことができる。 According to this configuration, the sound detection unit can detect the sound generated in the concrete when the concrete is excavated by the excavation unit, and can detect the change in the sound detected by the sound detection unit. Therefore, based on the sound detection result, it is possible to more accurately, non-contactly and easily determine whether or not the buried object in the concrete is present at the excavation position in the concrete.
本発明に係る埋設物探査装置は、コンクリートを掘削する掘削部によって前記コンクリートが掘削されているとき前記コンクリートで発生する音を検出する音検出部と、前記掘削部を流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、前記音検出部で検出された前記音、及び、前記電流検出部で検出された前記電流値に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断する判断部とを備える。 The buried object exploration apparatus according to the present invention detects a sound detection unit that detects a sound generated in the concrete when the concrete is excavated by an excavation unit that excavates the concrete, and a current value of a current flowing through the excavation unit. In the concrete at the excavation position of the excavation part in the concrete based on the current detection unit, the sound detected by the sound detection unit, and the current value detected by the current detection unit. It is equipped with a judgment unit that determines whether or not there is a buried object.
この構成によれば、音検出部が、掘削部によってコンクリートが掘削されているときコンクリートから伝達される音を検出し、電流検出部が掘削部を流れる電流の電流値を検出する。その結果、音検出部で検出された音と、電流検出部で検出された電流値の変化を検出でき、音及び電流の検出結果によって、コンクリート内における掘削位置において、コンクリート内の埋設物が存在している否かを判断できる。 According to this configuration, the sound detection unit detects the sound transmitted from the concrete when the concrete is excavated by the excavation unit, and the current detection unit detects the current value of the current flowing through the excavation unit. As a result, the sound detected by the sound detection unit and the change in the current value detected by the current detection unit can be detected, and the sound and current detection results indicate that there is a buried object in the concrete at the excavation position in the concrete. You can judge whether or not you are doing it.
本発明に係る埋設物探査装置は、回転する穴あけ工具を有してコンクリートを掘削する掘削部によって、前記コンクリートが掘削されているとき、前記コンクリートから伝達される振動を検出する振動検出部と、前記穴あけ工具の回転数を検出する回転数検出部と、前記振動検出部で検出された前記振動、及び、前記回転数検出部で検出された前記回転数に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断する判断部とを備える。 The buried object exploration device according to the present invention includes a vibration detection unit that detects vibration transmitted from the concrete when the concrete is excavated by an excavation unit that excavates the concrete with a rotating drilling tool. The excavation in the concrete based on the rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the drilling tool, the vibration detected by the vibration detection unit, and the rotation speed detected by the rotation speed detection unit. It is provided with a determination unit for determining whether or not there is a buried object buried in the concrete at the excavation position of the unit.
この構成によれば、振動検出部が、掘削部によってコンクリートが掘削されているときコンクリートから伝達される振動を検出し、回転数検出部が、回転する穴あけ工具の回転数を検出する。その結果、振動検出部で検出された振動と、回転数検出部で検出された回転数の変化を検出でき、振動及び回転数の検出結果によって、コンクリート内における掘削位置において、コンクリート内の埋設物が存在している否かを判断できる。 According to this configuration, the vibration detection unit detects the vibration transmitted from the concrete when the concrete is excavated by the excavation unit, and the rotation speed detection unit detects the rotation speed of the rotating drilling tool. As a result, the vibration detected by the vibration detection unit and the change in the rotation speed detected by the rotation speed detection unit can be detected. Based on the vibration and rotation speed detection results, the buried object in the concrete at the excavation position in the concrete. Can be determined if is present.
上記発明において、前記掘削部によって前記コンクリートが掘削されているとき前記コンクリートで発生する音を検出する音検出部を更に備えてもよい。 In the above invention, a sound detection unit that detects a sound generated in the concrete when the concrete is excavated by the excavation unit may be further provided.
この構成によれば、音検出部が、掘削部によってコンクリートが掘削されているときコンクリートで発生する音を検出し、音検出部で検出された音の変化を検出できる。したがって、音の検出結果によって、コンクリート内における掘削位置において、コンクリート内の埋設物が存在している否かの判断を、より精度良く行うことができる。 According to this configuration, the sound detection unit can detect the sound generated in the concrete when the concrete is excavated by the excavation unit, and can detect the change in the sound detected by the sound detection unit. Therefore, it is possible to more accurately determine whether or not there is a buried object in the concrete at the excavation position in the concrete based on the sound detection result.
本発明に係る埋設物探査装置は、コンクリートを掘削する掘削部によって前記コンクリートが掘削されているとき前記コンクリートで発生する音を検出する音検出部と、前記穴あけ工具の回転数を検出する回転数検出部と、前記音検出部で検出された前記音、及び、前記回転数検出部で検出された前記回転数に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断する判断部とを備える。 The buried object exploration device according to the present invention includes a sound detection unit that detects a sound generated in the concrete when the concrete is excavated by an excavation unit that excavates the concrete, and a rotation speed that detects the rotation speed of the drilling tool. Based on the detection unit, the sound detected by the sound detection unit, and the rotation speed detected by the rotation speed detection unit, the concrete is buried in the concrete at the excavation position of the excavation part in the concrete. It is provided with a judgment unit for determining whether or not the buried object exists.
この構成によれば、音検出部が、掘削部によってコンクリートが掘削されているときコンクリートから伝達される音を検出し、回転数検出部が、回転する穴あけ工具の回転数を検出する。その結果、音検出部で検出された音と、回転数検出部で検出された回転数の変化を検出でき、音及び回転数の検出結果によって、コンクリート内における掘削位置において、コンクリート内の埋設物が存在している否かを判断できる。 According to this configuration, the sound detection unit detects the sound transmitted from the concrete when the concrete is excavated by the excavation unit, and the rotation speed detection unit detects the rotation speed of the rotating drilling tool. As a result, the sound detected by the sound detection unit and the change in the rotation speed detected by the rotation speed detection unit can be detected, and the sound and the rotation speed detection result indicate that the buried object in the concrete is at the excavation position in the concrete. Can be determined if is present.
上記発明において、前記判断部で判断された結果に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを表示するように表示部を制御する表示制御部を更に備えてもよい。 In the above invention, based on the result determined by the determination unit, the display unit indicates whether or not there is a buried object buried in the concrete at the excavation position of the excavation unit in the concrete. A display control unit for controlling the above may be further provided.
この構成によれば、コンクリート内における掘削位置において、コンクリート内の埋設物が存在している否かが、表示部に表示され、掘削部の操作者が、表示部における表示結果に基づいて、掘削部の運転又は停止を操作できる。 According to this configuration, at the excavation position in the concrete, whether or not the buried object in the concrete exists is displayed on the display unit, and the operator of the excavation unit excavates based on the display result on the display unit. You can operate or stop the unit.
上記発明において、前記判断部で判断された結果に基づいて、前記掘削部の運転又は停止を制御する掘削制御部を更に備えてもよい。 In the above invention, the excavation control unit that controls the operation or stop of the excavation unit may be further provided based on the result determined by the determination unit.
この構成によれば、コンクリート内における掘削位置において、コンクリート内の埋設物が存在している否かに応じて、掘削部の運転を継続させたり、停止させたりすることができる。具体的には、コンクリート内の埋設物が存在していないと判断される場合、掘削部の運転を継続させ、他方、コンクリート内における掘削位置において、コンクリート内の埋設物が存在していると判断された場合、掘削部の運転を停止させる。 According to this configuration, at the excavation position in the concrete, the operation of the excavation portion can be continued or stopped depending on the presence or absence of the buried object in the concrete. Specifically, when it is determined that the buried object in the concrete does not exist, the operation of the excavation part is continued, while it is determined that the buried object in the concrete exists at the excavation position in the concrete. If so, the operation of the excavation section is stopped.
本発明に係る掘削システムは、上述の埋設物探査装置と、前記コンクリートを掘削する掘削部とを備える。 The excavation system according to the present invention includes the above-mentioned buried object exploration device and an excavation section for excavating the concrete.
本発明に係る埋設物探査方法は、コンクリートを掘削する掘削部によって前記コンクリートが掘削されているとき前記コンクリートから伝達される振動を検出するステップと、前記掘削部を流れる電流の電流値を検出するステップと、検出された前記振動、及び、検出された前記電流値に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断するステップとを備える。 The buried object exploration method according to the present invention detects a step of detecting vibration transmitted from the concrete when the concrete is excavated by an excavation part for excavating the concrete, and a current value of a current flowing through the excavation part. Based on the step, the detected vibration, and the detected current value, it is determined whether or not there is a buried object buried in the concrete at the excavation position of the excavation portion in the concrete. With steps to do.
本発明に係る埋設物探査方法は、コンクリートを掘削する掘削部によって前記コンクリートが掘削されているとき前記コンクリートで発生する音を検出するステップと、前記掘削部を流れる電流の電流値を検出するステップと、検出された前記音、及び、検出された前記電流値に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断するステップとを備える。 The buried object exploration method according to the present invention includes a step of detecting a sound generated in the concrete when the concrete is excavated by an excavation portion for excavating the concrete, and a step of detecting a current value of a current flowing through the excavation portion. Based on the detected sound and the detected current value, it is determined whether or not there is a buried object buried in the concrete at the excavation position of the excavation portion in the concrete. With steps.
本発明に係る埋設物探査方法は、回転する穴あけ工具を有してコンクリートを掘削する掘削部によって、前記コンクリートが掘削されているとき、前記コンクリートから伝達される振動を検出するステップと、前記穴あけ工具の回転数を検出するステップと、検出された前記振動、及び、検出された前記回転数に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断するステップとを備える。 The buried object exploration method according to the present invention includes a step of detecting vibration transmitted from the concrete when the concrete is being excavated by an excavation part that excavates the concrete with a rotating drilling tool, and the drilling. Based on the step of detecting the rotation speed of the tool, the detected vibration, and the detected rotation speed, at the excavation position of the excavation portion in the concrete, the buried object buried in the concrete It includes a step to determine if it exists.
本発明に係る埋設物探査方法は、コンクリートを掘削する掘削部によって前記コンクリートが掘削されているとき前記コンクリートで発生する音を検出するステップと、前記穴あけ工具の回転数を検出するステップと、検出された前記音、及び、検出された前記回転数に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断するステップとを備える。 The buried object exploration method according to the present invention includes a step of detecting a sound generated in the concrete when the concrete is excavated by an excavating portion for excavating the concrete, a step of detecting the rotation speed of the drilling tool, and detection. A step of determining whether or not there is a buried object buried in the concrete at the excavation position of the excavation portion in the concrete based on the sound generated and the detected rotation speed. Be prepared.
本発明によれば、コンクリートを掘削しながら、コンクリート内における掘削位置において、コンクリート内の埋設物が存在している否かを簡易かつ迅速に判断することができる。 According to the present invention, while excavating concrete, it is possible to easily and quickly determine whether or not a buried object in concrete exists at an excavation position in concrete.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態に係る掘削システム10について、図1から図5を用いて説明する。
本実施形態に係る掘削システム10は、図1に示すように、埋設物探査装置1と、掘削装置2を備える。埋設物探査装置1は、通常用いられる掘削装置2に適用することが可能である。
[First Embodiment]
Hereinafter, the
As shown in FIG. 1, the
掘削装置2は、コンクリートを掘削して、コンクリートに穴を形成する装置であり、例えば、ドリル8と、モータ9と、レバー11と、取付パッド12などを有する。
The
ドリル8は、穴あけ工具の一例であり、回転してコンクリートを掘削する。ドリル8によって、コンクリートには、例えば、数10mmの直径の穴が形成される。
The
モータ9は、電気によって駆動し、ドリル8を回転させる駆動力を発生させる。レバー11は、操作者がドリル8を操作する操作手段であり、レバー11の操作によって、掘削方向にドリル8を進ませたり、ドリル8の進行を停止させたりすることができる。
The
取付パッド12は、ドリル8、モータ9及びレバー11などを支持する支持台であり、取付パッド12と設置面との間を吸引して、掘削装置2全体を支持する。なお、掘削装置2の支持台は、取付パッド12に限定されず、単に設置面に置かれるだけのものでもよい。
The mounting
埋設物探査装置1は、掘削装置2によって、建築物のコンクリート部分を掘削して穴を形成する際、コンクリート内に埋設されている埋設物、例えば、配管などが掘削位置(以下、掘削位置と、掘削位置よりも掘削方向の前方の位置も含む。)に存在しているか否かを判断する。本実施形態では、掘削装置2によって、コンクリート部分を掘削して穴を形成しながら、埋設物の存在を検出できる。コンクリート内の埋設物には、配管のほか、鉄筋などがある。また、埋設物の配管には、例えば、鋼管等の金属製の管、塩化ビニル管等のプラスチック製の管などがあり、用途としては、給排水用、電気配線用などがある。
In the buried
本実施形態に係る埋設物探査装置1は、振動計3と、アンプ4と、電流計5と、A/D変換器6と、タブレット端末7などを備える。
The buried
振動計3は、掘削装置2によって掘削が行われるコンクリート面に直接設置され、コンクリートから伝達される振動を検出する。振動計3は、接着剤などを用いてコンクリート面へ設置される。振動計3は、一般的に用いられるものを適用でき、例えば加速度センサーを備える。振動計3によって検出された検出信号は、アンプ4によって増幅され、A/D変換器6へ送られる。
The
電流計5は、掘削装置2のモータ9を流れる電流の電流値を検出する。電流計5は、例えばクランプメータであり、測定対象とする電線を切断することなく電線を囲って、電流による磁界を測ることによって、電線を流れる電流の電流値を測定する。電流計5は、モータ9を流れる電流が流れる電線に配置される。
The
なお、電流計5は、クランプメータに限られない。例えば、回路上に設置される一般的な電流計を用いてもよい。この場合、電流計は、掘削装置2の回路が配線され直されてモータ9と直列に配置され、モータ9を流れる電流を測定する。
The
電流計5によって検出された検出信号は、A/D変換器6へ送られる。A/D変換器6は、振動計3又は電流計5から送られたアナログ検出信号をデジタル検出信号に変換する。A/D変換器6は、変換後のデジタル検出信号をタブレット端末7に送る。
The detection signal detected by the
タブレット端末7は、図2に示すように、受信部13と、判断部14と、表示制御部15と、モニタ16などを備える。タブレット端末7は、CPU及びメモリなどを備え、プログラムによって動作を実行することが可能である。タブレット端末7で処理された結果は、モニタ16上に表示され、ドリル8が埋設物に干渉しているか否かを、掘削装置2の操作者に知らせる。ドリル8が埋設物に干渉していることが表示された場合、表示結果に基づいて、操作者は速やかに掘削装置2を停止できる。
As shown in FIG. 2, the
受信部13は、振動計3又は電流計5から送られA/D変換器6でデジタル信号に変換された検出信号を受信する。受信部13は、振動に関する検出信号及び電流に関する検出信号それぞれを判断部14へ送る。
The receiving
判断部14は、振動計3で検出された振動、及び、電流計5で検出された電流値に基づいて、コンクリート内における掘削装置2の掘削位置において、コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断する。
The
判断部14では、振動計3で検出された検出信号を周波数分析し、予め定められた特定の周波数の強度に変化が生じるかどうかを検出する。判断部14における周波数分析は、ウェブレット分析などの一般的な技術によって行われる。図4に、周波数分析された周波数ごとの強度分布を示す。ここでは、図4(a)に示すように、コンクリートのみを掘削している状態で、特定の周波数の強度がピークになっているところ、図4(b)に示すように、埋設物に干渉している状態では、特定の周波数の強度が低下し、ピークが消滅している例を示している。
The
なお、周波数の強度の変化は、この例に限定されず、埋設物に干渉することで、干渉前はピークになっていない特定の周波数の強度が、ピークになる場合もあり得るし、埋設物との干渉前後で、ピークが生じる周波数が変化する場合もあり得る。 The change in frequency intensity is not limited to this example, and by interfering with the buried object, the intensity of a specific frequency that has not peaked before the interference may peak, and the buried object may have a peak. The frequency at which the peak occurs may change before and after the interference with.
判断部14は、電流計5で検出された検出信号を処理して、電流値の時刻歴変化を取得する。図5は、電流値の時間変化を示すグラフの一例である。図5では、コンクリートのみ掘削している場合は、電流値が低く、コンクリートよりも掘削しにくい埋設物があることによって、電流値が上昇している例を示している。
The
判断部14は、予め定められた特定の周波数の強度に変化が生じるか否かを判断する。また、判断部14は、電流値に変化が生じるか否かを判断する。
The
すなわち、掘削時、特定の周波数の強度と電流値の両方に変化が生じた場合、掘削位置又はその近傍において、埋設物が存在していると判断する。他方、特定の周波数の強度と電流値のいずれか一方又は両方に変化が生じない場合は、掘削位置又はその近傍において、埋設物が存在せず、コンクリートのみを掘削していると判断する。特定の周波数の強度と電流値のいずれか一方に変化が生じた場合、場合によっては、掘削位置又はその近傍において、埋設物が存在していると判断してもよい。 That is, when both the intensity and the current value of a specific frequency change during excavation, it is determined that the buried object exists at or near the excavation position. On the other hand, if there is no change in one or both of the intensity and the current value of a specific frequency, it is judged that there is no buried object at or near the excavation position and only concrete is excavated. When either the intensity or the current value of a specific frequency changes, it may be determined that the buried object exists at or near the excavation position in some cases.
特定の周波数の強度、又は、電流値に変化が生じたか否かの判断は、予め定められた閾値に基づいて行われる。閾値は、予め実験等によって取得されており、取得された閾値がメモリ等の記憶部に記録されている。 The determination of whether or not the intensity of a specific frequency or the current value has changed is made based on a predetermined threshold value. The threshold value is acquired in advance by an experiment or the like, and the acquired threshold value is recorded in a storage unit such as a memory.
なお、掘削中に埋設物が存在する場合に強度が変化する特定の周波数は、予め実験等によって取得されており、取得された周波数がメモリ等の記憶部に記録されている。特定の周波数の強度の変化は、掘削中にコンクリート内の埋設物が存在するときに、強度が上昇する場合もあるし、反対に、強度が低下する場合もある。 A specific frequency whose strength changes when a buried object is present during excavation has been acquired in advance by an experiment or the like, and the acquired frequency is recorded in a storage unit such as a memory. Changes in intensity at a particular frequency may increase in strength in the presence of buried objects in concrete during excavation, or conversely, decrease in intensity.
また、掘削中に埋設物が存在する場合、コンクリートよりも掘削しにくい埋設物がある場合は、コンクリートのみ掘削している場合よりも電流値が上昇する。反対に、コンクリートよりも掘削しやすい埋設物がある場合は、コンクリートのみ掘削している場合よりも電流値が低下する。いずれの場合も、埋設物が存在すると判断できるように、電流値に変化が生じたか否かの判断に用いる閾値として、コンクリート掘削時の電流値よりも高い閾値及び低い閾値の両方を取得しておく。 In addition, when there is a buried object during excavation, if there is a buried object that is harder to excavate than concrete, the current value rises as compared with the case where only concrete is excavated. On the contrary, when there is a buried object that is easier to excavate than concrete, the current value is lower than when excavating only concrete. In either case, both a higher threshold value and a lower threshold value than the current value at the time of concrete excavation are acquired as the threshold value used for determining whether or not the current value has changed so that it can be determined that the buried object exists. deep.
判断部14は、コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かの判断結果に関するデータを表示制御部15へ送る。表示制御部15は、判断部14から送られたデータに基づいて、モニタ16に埋設物が存在するか否かの判断結果を表示する。具体的には、モニタ16は、埋設物と干渉していることを表示したり、埋設物と干渉せずコンクリートのみを掘削していることを表示する。埋設物と干渉する前に掘削方向に埋設物が存在していることが予め判断できた場合は、埋設物が掘削位置の近傍に存在していることを表示してもよい。
The
次に、本実施形態に係る掘削システム10の動作について、図3を用いて、説明する。
まず、本実施形態に係る掘削システム10を、穴を形成する建築物のコンクリート部分に設置する(ステップS1)。そして、掘削装置2の運転を開始し、ドリル8によってコンクリートの掘削を始める(ステップS2)。
Next, the operation of the
First, the
このとき、振動計3による振動の検出と電流計5による電流の検出が可能な状態としておく。掘削装置2によって掘削が行われているとき、振動計3は、コンクリートから伝達される振動を検出する(ステップS3)。また、電流計5は、掘削装置2のモータ9を流れる電流の電流値を検出する(ステップS4)。
At this time, the vibration is detected by the
そして、振動計3で検出された振動、及び、電流計5で検出された電流値に基づいて、コンクリート内における掘削装置2の掘削位置において、コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かが判断される。
Then, based on the vibration detected by the
具体的には、振動計3で検出された検出信号が周波数分析され(ステップS5)、予め定められた特定の周波数の強度に変化が生じるかどうかが検出される(ステップS6)。また、電流計5で検出された検出信号に基づいて、電流値の時刻歴変化が取得されて、電流値に変化が生じるか否かが判断される(ステップS6)。
Specifically, the detection signal detected by the
その結果、掘削時、特定の周波数の強度と電流値の両方に変化が生じた場合、掘削位置又はその近傍において、埋設物が存在していると判断される。他方、特定の周波数の強度と電流値のいずれか又は両方に変化が生じない場合は、掘削位置又はその近傍において、埋設物が存在せず、コンクリートのみを掘削していると判断される。 As a result, if both the intensity and the current value of a specific frequency change during excavation, it is determined that the buried object exists at or near the excavation position. On the other hand, if there is no change in the intensity and / or current value of a specific frequency, it is determined that there is no buried object at or near the excavation position and only concrete is excavated.
なお、特定の周波数の強度、又は、電流値に変化が生じたか否かの判断は、予め定められた閾値に基づいて行われる。 It should be noted that the determination of whether or not the intensity of a specific frequency or the current value has changed is performed based on a predetermined threshold value.
埋設物が存在すると判断された場合、モニタ16には、埋設物と干渉していることが表示される(ステップS7)。他方、埋設物が存在しないと判断されている場合、埋設物と干渉せずコンクリートのみを掘削していることが、モニタ16に表示される(ステップS8)。なお、埋設物と干渉する前に掘削方向に埋設物が存在していることが予め判断できる場合は、埋設物が掘削位置の近傍に存在していることがモニタ16に表示されてもよい。
If it is determined that the buried object exists, the
掘削装置2の操作者は、モニタ16の表示結果に基づいて、掘削装置2の運転の継続又は停止を判断する。コンクリート内におけるドリル8の進行方向において、埋設物がなければ、支障がなくコンクリート部分に穴を形成できる。一方、埋設物が存在すると判断された場合は、掘削装置2による掘削を停止して、埋設物に損傷を与えないように適切な処理を行う。
The operator of the
以上より、ドリル8と埋設物との接触は、振動計3及び電流計5のデータで判断されるため、定量的な判断が可能となる。そのため、操作者の経験上の判断に頼ることなく、初心者でも、掘削作業を的確に行うことができる。
From the above, since the contact between the
また、振動計3がコンクリート面に直接設置され、コンクリートから伝達される振動を検出することから、感度が高く、ドリル8と埋設物との接触又は干渉の判断精度が高い。
Further, since the
さらに、特定の周波数の強度と電流値の両方に基づいて、ドリル8と埋設物との接触又は干渉の判断が行われるため、いずれか一方による場合に比べて判断精度が高く、また、実験データ又は実証データ等の蓄積に応じて、埋設物の種類を判別できるようになる。
Furthermore, since the judgment of contact or interference between the
またさらに、判断結果が、タブレット端末7のモニタ16上に、具体的に表示されるため、操作者が掘削装置2の操作判断に迷いが生じにくい。
Furthermore, since the determination result is specifically displayed on the
また、掘削装置2による掘削が行われているとき、ドリル8と埋設物との接触又は干渉の判断、及び、モニタ16への結果表示が、逐次なされるため、穴を設ける本施工の前の事前調査が不要になり、作業効率が良い。
Further, when excavation is being performed by the
[第1実施形態の変形例]
次に、上述した第1実施形態の変形例について、図6及び図7を用いて説明する。
本変形例では、振動計3で検出された検出信号を周波数分析するのではなく、特定の周波数の振動をフィルター処理によって抽出する。
[Modified example of the first embodiment]
Next, a modified example of the first embodiment described above will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
In this modification, the detection signal detected by the
本変形例に係る埋設物探査装置1は、上述した実施形態と同様に、図1に示すように、掘削装置2と、振動計3と、アンプ4と、電流計5と、A/D変換器6と、タブレット端末7などを備える。以下では、本変形例において、上述した実施形態と重複する構成及び作用効果については、詳細な説明を省略する。
As shown in FIG. 1, the buried
タブレット端末7は、上述した実施形態と同様に、図2に示すように、受信部13と、判断部14と、表示制御部15と、モニタ16などを備える。
As shown in FIG. 2, the
本変形例では、判断部14において、振動計3で検出された検出信号をフィルター処理し(ステップS9)、フィルター処理によって抽出された周波数の振動に変化が生じるかどうかを検出する。判断部14におけるフィルター処理は、一般的な技術によって行われる。判断部14は、振動計3で検出された検出信号を処理して、抽出された周波数の振動の時刻歴変化を取得する。図7に、抽出された周波数の振動の時間変化を示す。ここでは、図7(a)に示すように、コンクリートのみを掘削している状態で、特定の周波数の振動が時間経過に関わらず比較的低く推移するところ、図7(b)に示すように、埋設物に干渉している状態では、特定の周波数の振動が大きくなり振幅差も広がっている例を示している。
In this modification, the
判断部14は、上述した実施形態と同様に、電流計5で検出された検出信号を処理して、電流値の時刻歴変化を取得する。
Similar to the above-described embodiment, the
判断部14は、フィルター処理によって抽出された周波数の振動に変化が生じるか否かを判断する。また、判断部14は、電流値に変化が生じるか否かを判断する(ステップS10)。
The
すなわち、掘削時、抽出された周波数の強度と電流値の両方に変化が生じた場合、掘削位置又はその近傍において、埋設物が存在していると判断する。他方、抽出された周波数の強度と電流値のいずれか又は両方に変化が生じない場合は、掘削位置又はその近傍において、埋設物が存在せず、コンクリートのみを掘削していると判断する。 That is, when both the intensity of the extracted frequency and the current value change during excavation, it is determined that the buried object exists at or near the excavation position. On the other hand, if there is no change in the intensity of the extracted frequency and / or the current value, it is determined that there is no buried object at or near the excavation position and only concrete is excavated.
抽出された周波数の強度、又は、電流値に変化が生じたか否かの判断は、予め定められた閾値に基づいて行われる。閾値は、予め実験等によって取得されており、取得された閾値がメモリ等の記憶部に記録されている。 Judgment as to whether or not the intensity of the extracted frequency or the current value has changed is made based on a predetermined threshold value. The threshold value has been acquired in advance by an experiment or the like, and the acquired threshold value is recorded in a storage unit such as a memory.
なお、フィルター処理によって抽出する周波数は、予め実験等によって取得されており、取得された周波数がメモリ等の記憶部に記録されている。抽出された周波数の振動の変化は、掘削中にコンクリート内の埋設物が存在するときに、振幅幅が大きくなる場合もあるし、反対に、振幅幅が小さくなる場合もある。 The frequency extracted by the filtering process is acquired in advance by an experiment or the like, and the acquired frequency is recorded in a storage unit such as a memory. The change in vibration of the extracted frequency may have a large amplitude width in the presence of buried objects in the concrete during excavation, and conversely, a small amplitude width.
以上より、振動計3の検出結果は、フィルター処理を行うだけで、予め着目した周波数の振動の変化を検出でき、上述した実施形態と異なり、周波数分析等の処理を含まない。そのため、判断プロセスが簡易になり、比較的演算処理速度が高くなる。
From the above, the detection result of the
また、本変形例の場合も、ドリル8と埋設物との接触が、振動計3及び電流計5のデータで判断されるため、定量的な判断が可能となる。そのため、操作者の経験上の判断に頼ることなく、初心者でも、掘削作業を的確に行うことができる。
Further, also in the case of this modification, since the contact between the
さらに、抽出された周波数の振動と電流値の両方に基づいて、ドリル8と埋設物との接触又は干渉の判断が行われるため、いずれか一方による場合に比べて判断精度が高く、また、実験データ又は実証データ等の蓄積に応じて、埋設物の種類を判別できるようになる。
Furthermore, since the judgment of contact or interference between the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る掘削システム10について、図8から図10を用いて説明する。
上述した第1実施形態では、判断結果が、タブレット端末7のモニタ16上に、具体的に表示されて、操作者が掘削装置2の操作判断を行う場合について説明したが、本実施形態では、判断結果に基づいて、掘削装置2が自動で運転を継続したり停止したりする。
[Second Embodiment]
Next, the
In the above-described first embodiment, the case where the determination result is specifically displayed on the
本実施形態に係る掘削システム10は、埋設物探査装置1と、第1実施形態で説明した掘削装置2を備える。埋設物探査装置1は、図8に示すように、振動計3と、アンプ4と、電流計5と、A/D変換器6と、タブレット端末7に加えて、D/A変換器17と、モータコントローラ18を更に備える。以下では、本実施形態において、上述した第1実施形態及びその変形例と重複する構成及び作用効果については、詳細な説明を省略する。
The
タブレット端末7は、図9に示すように、第1実施形態で説明した受信部13と、判断部14と、表示制御部15と、モニタ16に加えて、送信部19を更に備える。
As shown in FIG. 9, the
判断部14は、コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かの判断結果に関するデータを送信部19へ送る。送信部19は、コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かの判断結果に関するデータを、D/A変換器17を介して、モータコントローラ18へ送る。
The
モータコントローラ18は、判断部14で判断された結果に関するデータに基づいて、掘削装置2のモータ9を回転させるか否かのモータ9の動作に関する信号を生成する。モータコントローラ18は、モータ9の動作に関する信号をモータ9へ送信する。
The
具体的には、モータコントローラ18は、埋設物と干渉していると判断された場合、又は、埋設物と干渉する前に掘削方向に埋設物が存在していることが予め判断できた場合は、モータを停止させる信号をモータ9へ送る。埋設物と干渉せずコンクリートのみを掘削していると判断された場合は、モータ9へ運転を継続させる信号を送る。
Specifically, when the
これにより、図10に示すように、モータコントローラ18からの信号に基づいて、埋設物と干渉していると判断された場合、又は、埋設物と干渉する前に掘削方向に埋設物が存在していることが予め判断できた場合、モータ9は、運転を停止し、掘削装置2による掘削が自動的に停止される(ステップS11)。
As a result, as shown in FIG. 10, when it is determined that the buried object is interfering with the buried object based on the signal from the
一方、モータコントローラ18からの信号に基づいて、埋設物と干渉せずコンクリートのみを掘削していると判断された場合、掘削装置2のモータ9は、運転を継続する(ステップS12)。コンクリート内におけるドリル8の進行方向において、埋設物がなければ、支障がなくコンクリート部分に穴を形成できる。
On the other hand, when it is determined that only concrete is excavated without interfering with the buried object based on the signal from the
以上、本実施形態によれば、ドリル8と埋設物との接触が、振動計3及び電流計5のデータで判断されて、定量的な判断が可能となるだけでなく、判断結果が、タブレット端末7からモータ9へ伝達されるため、操作者の判断を介することなく、モータ9の運転及び停止を実行できる。その結果、人的判断が介在しないため、判断結果が、運転又は停止動作に的確に反映される。
As described above, according to the present embodiment, the contact between the
なお、本実施形態では、第1実施形態と同様に、判断結果が、タブレット端末7のモニタ16上に、具体的に表示されるようにしてもよい。
In the present embodiment, as in the first embodiment, the determination result may be specifically displayed on the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る掘削システム10について、図11及び図12を用いて説明する。
上述した第1及び第2実施形態では、振動計3で検出された振動、及び、電流計5で検出された電流値に基づいて、コンクリート内における掘削装置2の掘削位置において、コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断するとしたが、本実施形態では、マイクロフォン20で検出された音についても、埋設物の有無の判断に用いられる。
[Third Embodiment]
Next, the
In the first and second embodiments described above, the vibration detected by the
本実施形態に係る埋設物探査装置1は、図11に示すように、第1実施形態で説明した構成要素に追加して、マイクロフォン20と、アンプ21を更に備える。なお、図示しないが、第2実施形態で説明した構成要素に追加して、マイクロフォン20と、アンプ21を更に備えてもよい。
As shown in FIG. 11, the buried
以下では、本実施形態において、上述した第1実施形態及びその変形例、又は、第2実施形態と重複する構成及び作用効果については、詳細な説明を省略する。 Hereinafter, in the present embodiment, detailed description of the above-described first embodiment and its modifications, or configurations and effects overlapping with the second embodiment will be omitted.
マイクロフォン20は、掘削装置2によって掘削が行われるコンクリート面に直接設置されるのではなく、掘削箇所の近傍に設置され、掘削時にコンクリートで発生する音を検出する(図12のステップS13)。マイクロフォン20は、一般的に用いられるものを適用でき、マイクロフォン20によって検出された検出信号は、アンプ21によって増幅され、A/D変換器6へ送られる。
The microphone 20 is not installed directly on the concrete surface where excavation is performed by the
A/D変換器6は、振動計3、電流計5、又はマイクロフォン20から送られたアナログ検出信号をデジタル検出信号に変換する。A/D変換器6は、変換後のデジタル検出信号をタブレット端末7に送る。
The A /
タブレット端末7は、第1実施形態又は第2実施形態と同様に、受信部13と、判断部14と、表示制御部15と、モニタ16などを備える。
Similar to the first embodiment or the second embodiment, the
受信部13は、振動計3、電流計5、又はマイクロフォン20から送られ、A/D変換器6でデジタル信号に変換された検出信号を受信する。受信部13は、振動に関する検出信号及び電流に関する検出信号それぞれを判断部14へ送る。
The receiving
判断部14は、振動計3で検出された振動、電流計5で検出された電流値、及びマイクロフォン20で検出された音に基づいて、コンクリート内における掘削装置2の掘削位置において、コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断する。
Based on the vibration detected by the
判断部14では、マイクロフォン20で検出された検出信号を周波数分析し(図12のステップS14)、予め定められた特定の周波数の強度に変化が生じるかどうかを検出する。判断部14における周波数分析は、ウェブレット分析などの一般的な技術によって行われる。
The
判断部14は、電流計5で検出された検出信号を処理して、電流値の時刻歴変化を取得する。
The
判断部14は、振動又は音に関し、予め定められた特定の周波数の強度に変化が生じるか否かを判断する。また、判断部14は、電流値に変化が生じるか否かを判断する(図12のステップS15)。
The
すなわち、掘削時、振動に関する特定の周波数の強度と、電流値と、音に関する特定の周波数の強度の全てに変化が生じた場合、又は、いずれか二つ以上に変化が生じた場合、掘削位置又はその近傍において、埋設物が存在していると判断する。他方、振動に関する特定の周波数の強度と、電流値と、音に関する特定の周波数の強度のいずれにも変化が生じない場合は、掘削位置又はその近傍において、埋設物が存在せず、コンクリートのみを掘削していると判断する。なお、振動に関する特定の周波数の強度と、電流値と、音に関する特定の周波数の強度のいずれか一つに変化が生じた場合は、場合によって、掘削位置又はその近傍において、埋設物が存在していると判断してもよい。 That is, during excavation, when the intensity of a specific frequency related to vibration, the current value, and the intensity of a specific frequency related to sound all change, or when any two or more of them change, the excavation position It is judged that the buried object exists in or in the vicinity thereof. On the other hand, if there is no change in the intensity of a specific frequency related to vibration, the current value, or the intensity of a specific frequency related to sound, there is no buried object at or near the excavation position, and only concrete is used. Judge that it is excavating. If any one of the intensity of a specific frequency related to vibration, the current value, and the intensity of a specific frequency related to sound changes, in some cases, a buried object exists at or near the excavation position. You may judge that it is.
音に関する特定の周波数の強度に変化が生じたか否かの判断は、予め定められた閾値に基づいて行われる。閾値は、予め実験等によって取得されており、取得された閾値がメモリ等の記憶部に記録されている。 Determining whether or not the intensity of a particular frequency with respect to sound has changed is based on a predetermined threshold. The threshold value is acquired in advance by an experiment or the like, and the acquired threshold value is recorded in a storage unit such as a memory.
なお、掘削中に埋設物が存在する場合に強度が変化する音に関する特定の周波数は、予め実験等によって取得されており、取得された周波数がメモリ等の記憶部に記録されている。音に関する特定の周波数の強度の変化は、掘削中にコンクリート内の埋設物が存在するときに、強度が上昇する場合もあるし、反対に、強度が低下する場合もある。 It should be noted that a specific frequency relating to a sound whose intensity changes when a buried object is present during excavation has been acquired in advance by an experiment or the like, and the acquired frequency is recorded in a storage unit such as a memory. Changes in the intensity of a particular frequency with respect to sound may increase in intensity or, conversely, decrease in intensity in the presence of buried objects in concrete during excavation.
判断結果は、第1実施形態と同様に、タブレット端末7のモニタ16に表示されるようにしてもよいし、第2実施形態と同様に、自動に掘削装置2が自動で運転を継続したり停止したりするためのデータとして用いられてもよい。
The determination result may be displayed on the
以上より、ドリル8と埋設物との接触は、振動計3、電流計5及びマイクロフォン20のデータで判断されるため、定量的な判断が可能となる。そのため、操作者の経験上の判断に頼ることなく、初心者でも、掘削作業を的確に行うことができる。
From the above, the contact between the
また、振動計3がコンクリート面に直接設置され、コンクリートから伝達される振動を検出することから、感度が高く、ドリル8と埋設物との接触又は干渉の判断精度が高い。
Further, since the
さらに、マイクロフォン20は、掘削が行われる作業面近傍で音を取得することができ、振動計3と異なり、作業面に対して接触させることなく、接着剤によるコンクリート面への固定が不要である。そのため、マイクロフォン20の設置は、振動計3の設置に比べて容易である。
Further, the microphone 20 can acquire sound in the vicinity of the work surface where excavation is performed, and unlike the
振動に関する特定の周波数の強度と、電流値と、音に関する特定の周波数の強度に基づいて、ドリル8と埋設物との接触又は干渉の判断が行われるため、いずれか一つによる場合に比べて判断精度が高く、また、実験データ又は実証データ等の蓄積に応じて、埋設物の種類を判別できるようになる。
Since the contact or interference between the
また、判断結果が、タブレット端末7のモニタ16上に、具体的に表示されるため、操作者が掘削装置2の操作判断に迷いが生じにくい。または、判断結果が、タブレット端末7からモータ9へ伝達されるため、操作者の判断を介することなく、モータ9の運転及び停止を実行できる。その結果、人的判断が介在しないため、判断結果が、運転又は停止動作に的確に反映される。
Further, since the determination result is specifically displayed on the
また、掘削装置2による掘削が行われているとき、ドリル8と埋設物との接触又は干渉の判断、及び、モニタ16への結果表示が、逐次なされるため、穴を設ける本施工の前の事前調査が不要になり、作業効率が良い。
Further, when excavation is being performed by the
なお、上述した実施形態では、マイクロフォン20で検出された検出信号を周波数分析する場合について説明したが、音に関する特定の周波数の音圧レベルをフィルター処理によって抽出してもよい。判断部14において、マイクロフォン20で検出された検出信号をフィルター処理し、フィルター処理によって抽出された周波数の音圧レベルに変化が生じるかどうかを検出する。
In the above-described embodiment, the case where the detection signal detected by the microphone 20 is frequency-analyzed has been described, but the sound pressure level of a specific frequency related to sound may be extracted by filtering. The
また、上述した実施形態では、埋設物探査装置1が振動計3を備える場合について説明したが、本発明は、この例に限定されない。すなわち、埋設物探査装置1は、振動計3を備えず、マイクロフォン20で検出された音、及び、電流計5で検出された電流値に基づいて、コンクリート内における掘削装置2の掘削位置において、コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the buried
マイクロフォン20の設置は、上述したとおり、コンクリート面への接着剤などによる固定が不要であり、振動計3の設置に比べて容易である。そのため、施工場所が水で濡れているなど施工条件が悪く、振動計3を設置が困難である場合においても、マイクロフォン20を用いることによって、コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かの判断を行うことができる。
As described above, the microphone 20 does not need to be fixed to the concrete surface with an adhesive or the like, and is easier to install than the
なお、上述した実施形態では、音検出部の一例としてマイクロフォン20を用いる場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。すなわち、音検出部として、空間を伝達する音を検出するマイクロフォンではなく、コンクリート内を伝達する音を直接検出する装置を用いてもよい。この装置の場合、必要に応じて、コンクリート面への固定が必要になるが、振動に関する特定の周波数の強度と、電流値と、音に関する特定の周波数の強度に基づいて、ドリル8と埋設物との接触又は干渉の判断が行われるため、いずれか一つによる場合に比べて判断精度を高めることができる。
In the above-described embodiment, the case where the microphone 20 is used as an example of the sound detection unit has been described, but the present invention is not limited to this example. That is, as the sound detection unit, a device that directly detects the sound transmitted in the concrete may be used instead of the microphone that detects the sound transmitted through the space. In the case of this device, if necessary, it needs to be fixed to the concrete surface, but the
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係る掘削システム10について、図13から図15を用いて説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, the
上述した第1から第3実施形態では、電流計5がモータ9を流れる電流値を検出し、判断部14が、電流値の時刻歴変化に基づいて、コンクリート内における掘削装置2の掘削位置において、コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断するとしたが、本発明はこの例に限定されない。
In the first to third embodiments described above, the
本実施形態では、電流値を検出する代わりに、ドリル8の回転数を検出する。以下では、本実施形態において、上述した第1実施形態及びその変形例、第2実施形態、又は、第3実施形態と重複する構成及び作用効果については、詳細な説明を省略する。
In this embodiment, instead of detecting the current value, the rotation speed of the
本実施形態に係る埋設物探査装置1は、第1実施形態及びその変形例、第2実施形態、又は、第3実施形態で説明した電流計5の代わりに、回転計22を備える。
The buried
回転計22は、ドリル8の回転数を検出する(図14のステップS16)。回転計22は、例えばパルスセンサー23を有する。パルスセンサー23は、ドリル8に対してレーザー光を照射し、ドリル8に貼付された反射マーク、又は、ドリル8に形成された窪み又は突起で反射したレーザー光を受光する。回転計22は、ドリル8で反射しパルスセンサー23で受光したレーザー光に基づいて、ドリル8の回転数を検出する。
The
回転計22は、一般的に用いられるものを適用できる。また、ドリル8の回転数を検出できるものであれば、パルスセンサー23を用いない他の回転計でもよい。
As the
回転計22によって検出された検出信号は、A/D変換器6へ送られる。A/D変換器6は、回転計22から送られたアナログ検出信号をデジタル検出信号に変換する。A/D変換器6は、変換後のデジタル検出信号をタブレット端末7に送る。
The detection signal detected by the
タブレット端末7は、第1から第3実施形態と同様に、受信部13と、判断部14と、表示制御部15と、モニタ16などを備える。
The
受信部13は、振動計3又は回転計22から送られ、A/D変換器6でデジタル信号に変換された検出信号を受信する。受信部13は、振動に関する検出信号及びドリル8の回転数に関する検出信号それぞれを判断部14へ送る。
The receiving
判断部14は、振動計3で検出された振動、及び、回転計22で検出された回転数に基づいて、コンクリート内における掘削装置2の掘削位置において、コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断する。
The
判断部14では、振動計3で検出された検出信号を周波数分析し、予め定められた特定の周波数の強度に変化が生じるかどうかを検出する。判断部14における周波数分析は、ウェブレット分析などの一般的な技術によって行われる。または、判断部14は、フィルター処理によって予め定められた周波数を抽出して、抽出された周波数の強度に変化が生じるかどうかを検出してもよい。
The
判断部14は、回転計22で検出された検出信号を処理して、回転数の時刻歴変化を取得する。図15は、回転数の時間変化を示すグラフの一例である。図15では、コンクリートのみ掘削している場合は、回転数が高く、コンクリートよりも掘削しにくい埋設物があることによって、回転数が低下している例を示している。
The
判断部14は、予め定められた特定の周波数の強度に変化が生じるか否かを判断する。また、判断部14は、回転数に変化が生じるか否かを判断する(図14のステップS17)。
The
すなわち、掘削時、特定の周波数の強度と回転数の両方に変化が生じた場合、掘削位置又はその近傍において、埋設物が存在していると判断する。他方、特定の周波数の強度と回転数のいずれか又は両方に変化が生じない場合は、掘削位置又はその近傍において、埋設物が存在せず、コンクリートのみを掘削していると判断する。 That is, when both the intensity and the rotation speed of a specific frequency change during excavation, it is determined that the buried object exists at or near the excavation position. On the other hand, if there is no change in the intensity and / or rotation speed of a specific frequency, it is judged that there is no buried object at or near the excavation position and only concrete is excavated.
回転数に変化が生じたか否かの判断は、予め定められた閾値に基づいて行われる。閾値は、予め実験等によって取得されており、取得された閾値がメモリ等の記憶部に記録されている。 Whether or not the rotation speed has changed is determined based on a predetermined threshold value. The threshold value has been acquired in advance by an experiment or the like, and the acquired threshold value is recorded in a storage unit such as a memory.
なお、掘削中に埋設物が存在する場合、コンクリートよりも掘削しにくい埋設物がある場合は、コンクリートのみ掘削している場合よりも回転数が低下する。反対に、コンクリートよりも掘削しやすい埋設物がある場合は、コンクリートのみ掘削している場合よりも回転数が上昇する。いずれの場合も、埋設物が存在すると判断できるように、回転数に変化が生じたか否かの判断に用いる閾値として、コンクリート掘削時の回転数よりも高い閾値及び低い閾値の両方を取得しておく。 If there are buried objects during excavation, and if there are buried objects that are more difficult to excavate than concrete, the rotation speed will be lower than when excavating only concrete. On the contrary, when there is a buried object that is easier to excavate than concrete, the rotation speed increases as compared with the case where only concrete is excavated. In either case, both a higher threshold value and a lower threshold value than the rotation speed during concrete excavation are acquired as threshold values used for determining whether or not the rotation speed has changed so that it can be determined that the buried object exists. deep.
判断結果は、第1実施形態と同様に、タブレット端末7のモニタ16に表示されるようにしてもよいし、第2実施形態と同様に、自動に掘削装置2が自動で運転を継続したり停止したりするためのデータとして用いられてもよい。
The determination result may be displayed on the
以上より、ドリル8と埋設物との接触は、振動計3及び回転計22のデータで判断されるため、定量的な判断が可能となる。そのため、操作者の経験上の判断に頼ることなく、初心者でも、掘削作業を的確に行うことができる。
From the above, since the contact between the
回転計22の応答は、電流値の上下とは反対の上下の挙動を示すが、埋設物の有無に応じて、電流計5の出力応答と同様の変化をするため、電流計5の代替として用いることが可能である。また、回転計22は、モータ9の電流を測定する電流計5を、回路上に直列に設置して配線する場合と異なり、電気回路に関する施工が不要である。そして、回転計22は、掘削装置2に対して非接触で、掘削装置2の外部から取り付け可能で、電流計に比べて容易に設置できる。
The response of the
また、特定の周波数の強度と回転数の両方に基づいて、ドリル8と埋設物との接触又は干渉の判断が行われるため、いずれか一方による場合に比べて判断精度が高く、また、実験データ又は実証データ等の蓄積に応じて、埋設物の種類を判別できるようになる。
Further, since the judgment of contact or interference between the
なお、第3実施形態と同様に、振動計3による振動の検出に加えて、又は、振動計3による振動の検出の代わりに、マイクロフォン20による音の検出を行ってもよい。
As in the third embodiment, the sound may be detected by the microphone 20 in addition to the vibration detection by the
1 :埋設物探査装置
2 :掘削装置
3 :振動計
4 :アンプ
5 :電流計
6 :A/D変換器
7 :タブレット端末
8 :ドリル
9 :モータ
10 :掘削システム
11 :レバー
12 :取付パッド
13 :受信部
14 :判断部
15 :表示制御部
16 :モニタ
17 :D/A変換器
18 :モータコントローラ
19 :送信部
20 :マイクロフォン
21 :アンプ
22 :回転計
23 :パルスセンサー
1: Buried object exploration device 2: Excavation device 3: Vibration meter 4: Amplifier 5: Ammeter 6: A / D converter 7: Tablet terminal 8: Drill 9: Motor 10: Excavation system 11: Lever 12: Mounting pad 13 : Reception unit 14: Judgment unit 15: Display control unit 16: Monitor 17: D / A converter 18: Motor controller 19: Transmission unit 20: Microphone 21: Amplifier 22: Ammeter 23: Pulse sensor
Claims (16)
前記掘削部を流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、
前記振動検出部で検出された前記振動、及び、前記電流検出部で検出された前記電流値に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを、判断する判断部と、
を備える埋設物探査装置。 When the concrete is excavated by the excavation part that excavates the concrete, the vibration transmitted from the concrete is detected, and the vibration detection part directly installed on the concrete is used.
A current detection unit that detects the current value of the current flowing through the excavation unit, and
Based on the vibration detected by the vibration detection unit and the current value detected by the current detection unit, the buried object buried in the concrete is formed at the excavation position of the excavation portion in the concrete. A judgment unit that judges whether or not it exists,
Buried object exploration device equipped with.
前記掘削部を流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、
前記振動検出部で検出された前記振動の予め定められた特定の周波数の強度、及び、前記電流検出部で検出された前記電流値に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを、判断する判断部と、
を備える埋設物探査装置。 When the concrete is excavated by the excavation part that excavates the concrete, the vibration transmitted from the concrete is detected, and the vibration detection part directly installed on the concrete is used.
A current detection unit that detects the current value of the current flowing through the excavation unit, and
At the excavation position of the excavation portion in the concrete, based on the intensity of the vibration detected by the vibration detection unit at a predetermined specific frequency and the current value detected by the current detection unit. A judgment unit that determines whether or not there is a buried object buried in the concrete,
Buried object exploration device equipped with.
前記穴あけ工具の回転数を検出する回転数検出部と、
前記振動検出部で検出された前記振動、及び、前記回転数検出部で検出された前記回転数に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを、判断する判断部と、
を備える埋設物探査装置。 When the concrete is being excavated by an excavator that excavates the concrete with a rotating drilling tool, the vibration transmitted from the concrete is detected, and the vibration detection unit installed directly on the concrete is used.
A rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the drilling tool,
A buried object buried in the concrete at the excavation position of the excavation portion in the concrete based on the vibration detected by the vibration detection unit and the rotation speed detected by the rotation speed detection unit. Judgment unit to judge whether or not there is
Buried object exploration device equipped with.
前記穴あけ工具の回転数を検出する回転数検出部と、
前記振動検出部で検出された前記振動の予め定められた特定の周波数の強度、及び、前記回転数検出部で検出された前記回転数に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを、判断する判断部と、
を備える埋設物探査装置。 When the concrete is being excavated by an excavator that excavates the concrete with a rotating drilling tool, the vibration transmitted from the concrete is detected, and the vibration detection unit installed directly on the concrete is used.
A rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the drilling tool,
At the excavation position of the excavation part in the concrete, based on the intensity of the vibration detected by the vibration detection unit at a predetermined specific frequency and the rotation speed detected by the rotation speed detection unit. , A judgment unit that determines whether or not there is a buried object buried in the concrete,
Buried object exploration device equipped with.
前記掘削部を流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、
前記音検出部で検出された前記音の予め定められた特定の周波数の強度、及び、前記電流検出部で検出された前記電流値に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断する判断部と、
を備える埋設物探査装置。 A sound detection unit that detects the sound generated in the concrete when the concrete is being excavated by the excavation unit that excavates the concrete, and is installed away from the excavation unit .
A current detection unit that detects the current value of the current flowing through the excavation unit, and
At the excavation position of the excavation portion in the concrete, based on the intensity of the sound detected by the sound detection unit at a predetermined specific frequency and the current value detected by the current detection unit. A judgment unit that determines whether or not there is a buried object buried in the concrete,
Buried object exploration device equipped with.
前記穴あけ工具の回転数を検出する回転数検出部と、
前記音検出部で検出された前記音の予め定められた特定の周波数の強度、及び、前記回転数検出部で検出された前記回転数に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを、判断する判断部と、
を備える埋設物探査装置。 A sound detection unit that detects the sound generated in the concrete when the concrete is being excavated by an excavation unit that excavates the concrete with a rotating drilling tool, and is installed away from the excavation unit .
A rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the drilling tool,
At the excavation position of the excavation part in the concrete, based on the intensity of the sound detected by the sound detection unit at a predetermined specific frequency and the rotation speed detected by the rotation speed detection unit. , A judgment unit that determines whether or not there is a buried object buried in the concrete,
Buried object exploration device equipped with.
前記コンクリートを掘削する掘削部と、
を備える掘削システム。 The buried object exploration device according to any one of claims 1 to 9.
The excavation part for excavating the concrete and
Excavation system equipped with.
前記掘削部を流れる電流の電流値を検出するステップと、
検出された前記振動、及び、検出された前記電流値に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを、判断するステップと、
を備える埋設物探査方法。 A step of detecting the vibration transmitted from the concrete by the vibration detection unit directly installed on the concrete when the concrete is excavated by the excavation part for excavating the concrete.
The step of detecting the current value of the current flowing through the excavated part and
A step of determining whether or not there is a buried object buried in the concrete at the excavation position of the excavation portion in the concrete based on the detected vibration and the detected current value. When,
A method for exploring buried objects.
前記掘削部を流れる電流の電流値を検出するステップと、
検出された前記振動の予め定められた特定の周波数の強度、及び、検出された前記電流値に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを、判断するステップと、
を備える埋設物探査方法。 A step of detecting the vibration transmitted from the concrete by the vibration detection unit directly installed on the concrete when the concrete is excavated by the excavation part for excavating the concrete.
The step of detecting the current value of the current flowing through the excavated part and
Based on the detected intensity of the vibration at a predetermined specific frequency and the detected current value, the buried object buried in the concrete is formed at the excavation position of the excavation portion in the concrete. Steps to determine if it exists and
A method for exploring buried objects.
前記掘削部を流れる電流の電流値を検出するステップと、
検出された前記音の予め定められた特定の周波数の強度、及び、検出された前記電流値に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを、判断するステップと、
を備える埋設物探査方法。 A step of detecting the sound generated in the concrete when the concrete is excavated by the excavation part for excavating the concrete by the sound detection part installed away from the excavation part .
The step of detecting the current value of the current flowing through the excavated part and
Based on the intensity of the detected sound at a predetermined specific frequency and the detected current value, the buried object buried in the concrete is formed at the excavation position of the excavation portion in the concrete. Steps to determine if it exists and
A method for exploring buried objects.
前記穴あけ工具の回転数を検出するステップと、
検出された前記振動、及び、検出された前記回転数に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断するステップと、
を備える埋設物探査方法。 When the concrete is being excavated by an excavator that excavates concrete with a rotating drilling tool, a step of detecting vibration transmitted from the concrete by a vibration detection unit directly installed on the concrete, and
The step of detecting the rotation speed of the drilling tool and
Based on the detected vibration and the detected rotation speed, a step of determining whether or not there is a buried object buried in the concrete at the excavation position of the excavation portion in the concrete. ,
A method for exploring buried objects.
前記穴あけ工具の回転数を検出するステップと、
検出された前記振動の予め定められた特定の周波数の強度、及び、検出された前記回転数に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断するステップと、
を備える埋設物探査方法。 When the concrete is being excavated by an excavator that excavates concrete with a rotating drilling tool, a step of detecting vibration transmitted from the concrete by a vibration detection unit directly installed on the concrete, and
The step of detecting the rotation speed of the drilling tool and
Based on the intensity of the detected vibration at a predetermined specific frequency and the detected number of revolutions, the buried object buried in the concrete is formed at the excavation position of the excavation portion in the concrete. Steps to determine if it exists and
A method for exploring buried objects.
前記穴あけ工具の回転数を検出するステップと、
検出された前記音の予め定められた特定の周波数の強度、及び、検出された前記回転数に基づいて、前記コンクリート内における前記掘削部の掘削位置において、前記コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断するステップと、
を備える埋設物探査方法。
A step of detecting the sound generated in the concrete when the concrete is excavated by the excavation part for excavating the concrete with a rotating drilling tool by the sound detection part installed away from the excavation part .
The step of detecting the rotation speed of the drilling tool and
Based on the intensity of the detected sound at a predetermined specific frequency and the detected rotation speed, the buried object buried in the concrete at the excavation position of the excavation portion in the concrete. Steps to determine if it exists and
A method for exploring buried objects.
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