JP6820543B2 - 建築物の天井裏点検方法 - Google Patents

Description

本発明は、建築物の天井裏点検方法に関する。

天井は室内空間の上面を構成しており、配管や配線、ダクトなどが配置されており、耐火性、防音性、断熱性の機能を有し、さらに照明や空調設備も設置され、室内の環境維持機能を果たしている。このような各種の機器が配置された天井は吊り天井形式である。
吊り天井はコンクリートスラブから吊ボルトを下して野縁受を取り付け、この野縁受に野縁を取り付け、野縁に天井材を取り付けた構成が一般的である。天井裏内部は狭隘、非構造部材より構成されているため人が立入ることは困難で、天井裏の点検業務の実態としては主に４５０ｍｍ角の天井点検口付近において調査員が天井裏部分を覗き込み、目視で捉えられるだけの範囲において主要な吊り天井構成部位等を点検調査（写真撮影）している。これは点検口付近の状況を代表的な部位として点検記録はできるものの、比較的点検口から離れた場所での状況を把握することができない。
このため、大震災時の天井崩落事故を受け、国の法的措置による天井裏部分の点検義務が強化されており、天井点検口近傍だけでの点検調査に留まらず、見逃してしまいがちな比較的点検口から離れた天井裏内部の狭隘部等においても細部まで点検調査（撮影記録）することが求められている。

特許文献１には、天井点検口の付近に可動式の補助カメラを設置し、ロボットと補助カメラとの間で無線通信可能なコンピュータを備えており、コンピュータがロボットと補助カメラからのデータを受信し、姿勢センサが検出して走行制御され、さらに大きな傾斜では停止し、コンピュータのモニター画面にカメラが撮影した画像と補助カメラが撮影した画像とが概ね同時に表示されて、ロボットが転倒することなくモニタリングを続行することができ、天井内の観察とロボットの捕捉ができるロボットシステムが提案されている。

特開２０１１−１３６３８０号公報

天井点検は、点検口から見える範囲の点検、調査で済まされているが、地震に伴う天井落下事故を契機として、広範囲の調査が求められており、本発明は、点検口から覗いただけでは見えない部分まで点検できる天井点検方法を開発することを目的とする。

１．吊り天井型の天井を点検する方法であって、
天井裏面に伸縮機能付きカメラを備えたクローラ型走行ロボットを走行させて、被写体の状況を確認して、カメラの撮影高さを調整して、点検箇所の画像を取得する天井裏点検方法であって、
クローラ型走行ロボットは、機体左右に設けられたメインクローラと機体の四隅から延出されたサブクローラを備えており、
カメラの撮影高さの調整は、カメラ設置部材の伸縮動作とサブクローラの起立動作とによって行われ、
カメラ高さ位置調整を低中高の３段階とし、低位置をカメラの取り付け高さ、中位置をカメラの昇降機構の伸長で設定できる高さ、高位置をサブクローラの起立動作で設定できる高さ、
とすることを特徴とする天井裏点検方法。
２．クローラ型走行ロボットの定常走行は、サブクローラを斜め上方姿勢とすることを特徴とする１．記載の天井裏点検方法。
３．クローラ型走行ロボットの操縦は、機体自身が発する微弱な電波から機体位置を検知して操縦し、
カメラの撮影方向を変える操作は、ロボット操作とは独立した無線操縦により行うことが可能であることを特徴とする１．又は２．記載の天井裏点検方法。
４．１．〜３．のいずれかに記載された天井裏の点検方法であって、次のＡ〜Ｃ工程を備えたことを特徴とする天井裏点検方法。
Ａ工程：クローラ型走行ロボットを天井点検口から天井裏面に挿入する、
Ｂ工程：カメラを低姿勢の状態でサブクローラを斜め上方とした姿勢でクローラ型走行ロボットを点検箇所に向けて走行させる、
ただし、この途中において、野縁、野縁受、照明ボックスの高さの物体や段差は乗り越えて走行が可能であって、乗り越え困難な物体は回避して走行することとする
Ｃ工程：点検箇所で停止して、カメラを通して点検箇所の状況を確認し、画像状態に応じてカメラの高さを調整して、取得画像を決定して撮影する。

１．点検口から離れた場所まで天井裏を走行して点検箇所に接近して撮影できるので、点検口から見えない部分まで十分に点検することができる。
６つのクローラを備えた走行ロボットは、吊り天井構造の野縁や野縁受などの天井構成材、照明ボックスなどによる段差物など低い障害物を乗り越えて走行や、画像の採取ができる。
２．カメラは、撮影の方向と高さが調整できるので、障害を回避して点検箇所が良く観察できる角度で画像を採取でき、点検精度が向上する。
３．カメラの撮影高さは、カメラの取り付け装置に組み込まれた伸縮機能の外、走行ロボットの姿勢を、サブクローラを用いて高くすることによってもできるので、少なくとも、低位置、中位置、高位置の３箇所とすることができる。
カメラを低位置に高さ調整することで、吊りダクトやラック配管の下部隙間および横断して垂れ下がった配線類と野縁や野縁受けとの間隙が１０ｃｍ以上あれば、その間隙を潜り抜けて走行することができる。
４．体育館や、ホールなど災害時の避難箇所となる大規模な空間の天井点検を容易に行うことができる。

本発明の基本構成の概略を示す図である。 クローラ型走行ロボットの走行状態の概略を示す図である。 天上裏面全体の点検の概略を示す図である。 点検用ロボットによる撮影高さ調整状況の概略を示す図である。 点検のフローの一例を示す図である。 クローラ型走行ロボット（平面）の例を示す図である。 クローラ型走行ロボット（側面）の例を示す図である。 低位置、中位置、高位置のそれぞれから写した状態を示す図である。 吊り天井の例を示す図である。

本発明は、建物の天井裏を点検する方法である。
吊りボルトで天井材を取り付けている吊り天井は、地震で落下の危険があるので、点検することが重要である。
本発明は、クローラ型走行ロボットを使用して、天井材を取り付けている野縁や野縁受あるいは照明ボックスなどの障害物や段差を乗り越えて進行して、点検箇所に近づいて、画像を取得して点検するものである。
クローラ型走行ロボットには、高さ方向に伸縮するカメラを設けて、被写体が観察しやすい高さに調整した状態で写真を撮るようにしたので、カメラの前の障害物の上からの角度で鮮明な写真を入手できる。
カメラは高さ方向の調整の外、左右、上下角度も調整ができるので、多方向の写真を得ることができる。カメラは独立してモバイルなどを利用して操作、記録できるので、クローラ走行ロボットとは別の操作を行うことができる。
点検箇所としては、天井材の固定構造の確認が第一であり、他にはその裏の構造物の状況を点検し、ひび割れ、水漏れ、錆などを点検する。

以下図面を参照して説明する。
図１は、本発明の基本構成を示している。
カメラ５を搭載したクローラ型走行ロボットＡ（以下「点検ロボット」と省略することがある）を点検用ロボットとして、天井裏面に載置し、走行装置用ＰＣ９１、コントローラ９２を無線で操作して、天井裏を走行させて、点検対象に接近し、カメラ５を、カメラ操作用ＰＣ９３を無線で操作して写真を撮影する。
図２は、クローラ型走行ロボットの走行状態の概略を示している。天井１００に設けられた点検口１１０から挿入された点検ロボットＡは、下から操作装置を操作されて、クローラを用いて、野縁や野縁受などの天井下地材を乗り越えて点検箇所まで進んでいく。

図３は、天井裏面全体の点検の概略を示している。（ａ）は平面図、（ｂ）は立面図、（ｃ）は側面図を示している。
吊り天井はシステム化されており、野縁、野縁受が縦横に格子状に配置されており、照明器具のボックスや天井付けの空調機、コード類が天井裏面に配置されており、スラブにはダクトなどが固定されている、照明器具のボックス以下の低い障害物はサブクローラも活用してクローラ走行装置が乗り越えることが可能であるので、大きな段差や大きなダクトの下方の天井面との隙間が十分に無い箇所は迂回して進み、例えば矢印のように進行して、必要な箇所を点検する。
高い撮影位置では、約３０ｃｍの高さからカメラで写真を撮ることができるので、撮影箇所は十分に全体にわたって撮影することができる。広い天井の場合は点検口が複数設けられているので、１つの点検口から接近できない箇所があっても、他からアクセスすることが可能である。

図４は、点検ロボットによる撮影高さ調整状況の概略を示している。カメラを（ａ）低位置にして走行し、被写体に接近して停止して、低い位置から被写体を撮影する状態を示しており、（ｂ）はカメラの支持部を延ばした中位置として、被写体を撮影する状態を示しており、（ｃ）はさらに走行装置（サブクローラを起立）を上昇させて、カメラの支持部の伸長に加えた高い位置から撮影する状態を示している。
図８に、低位置、中位置、高位置のそれぞれから写した状態を示している。これによると、それぞれの高さから観察すると見える野縁や野縁受の状態、接合状態が良くわかる。また、手前に低い障害物があっても、上から観察することもでき、遠くも良く奥行きも分かるようになる。

図５に点検のフローの一例を示す。
無線による遠隔操作で天井裏を走行することのできる点検ロボットを点検口から挿入して天井裏に設置し、その点検ロボットにはカメラを搭載し、そのカメラはロボットを遠隔操作する際の走行時の視界確保用と天井裏内部の点検調査時の撮影記録用として兼用している。
天井裏内部において点検ロボットに搭載したカメラの眼前を遮るような障害物があり、その先を撮影記録しなければならないケースが生じた場合、カメラ本体を昇降させてカメラ高さ位置を変更しながら撮影記録する。
点検ロボットに搭載したカメラは、走行せずに停止している状態でも、カメラレンズの向いている方向・角度を遠隔操作で上下左右に変化させて大凡全方位を調査して撮影記録することができる。

天井裏に設置された点検ロボットはカメラを低い位置にして、コントローラの前進レバーを操作して、無線操縦により、野縁等の段差を乗り越えながら走行する。
走行を遮る低い障害物があった場合は、レバーを操作して走行を停止する。停止した状体で、カメラ支持部を上昇させてカメラを中の高さ位置とする。
中位置のカメラをタブレット型端末などのカメラ操作用ＰＣから操作して、点検ロボットの前の低い障害物を越えて撮影し記録する。
撮影終了後、カメラをそのままあるいは下げて、コントローラを操作して、その低い障害物を乗り越えて進み、高い障害物に面した場合、カメラ支持台と機体を上昇させて、カメラを高位置にして、周囲を確認する。撮影することが可能であれば、カメラ操作ＰＣを操作して撮影して記録する。
撮影終了後、低位置姿勢の状態にして点検ロボットを走行させる。

点検ロボットの前方に位置する障害物の高さの順は、説明上設定したものであって、現実には、遭遇した遮蔽物の状態によって、カメラの高さを調整することとなる。

本発明に使用するクローラ型走行ロボットＡの例を図６、７に示す。
本体２の左右に設けられたメインクローラ装置３、３と、本体２の前後に設けられた４本のサブクローラ４、４、４、４を備えており、カメラ５が高さ方向に伸縮可能な支持部材に取り付けられており、無線操縦されるクローラ型走行ロボットである。
機体１には、左右のメインクローラ間に設けられている本体部に昇降支持具６を取り付けて、カメラ５を取り付けている。
サブクローラ４は、メインクローラとは別に駆動されており、クローラが腕のように揺動できる機構であるので、障害物に対して、高く振り上げて乗り越えることができる。また、段差の下りにおいては、サブクローラを下側に向けて、早期に接地させることにより、落下衝撃を小さくすることができ、耐久性の低い天井材を傷つけること無く、安全に走行することができる。
また、図７（ｂ）に示すようにサブクローラの先端がカメラより高くなるように斜め上方にして走行すると、カメラにコード類が絡むことなく安全に走行することができる。
カメラ部に巻き付いたり、メインクローラに巻き込むと身動きがとれなくなり、回収のために天井を外す必要があることになる。さらに、断線などの事故を起こす恐れがあるので、コード類の処理には注意が必要である。サブクローラを斜め上方にして走行すると、野縁に自然と乗り上げることになるので、野縁を容易に乗り越え走行することができる。
サブクローラを下向き（図４（ｃ）参照）にすると、機体１は上昇するので、撮影位置も上昇させることができる。
機体には、照明用のＬＥＤを備えている。
機体からは、信号を出すようにしても良いが、モーター駆動などの行動に伴い微弱な電波が出ているので、それを感知することにより、走行装置の場所は把握可能である。
点検箇所の確認は、走行機体の位置と天井地図データにより行う。天井の地図データが設計図としてある場合はそれを利用することができる。無い場合は、紙データを起こすなどして、作成する。地図データをディスプレイに表示できれば、その状態で、撮影画像データに紐付けして記録することができる。
カメラは、高さと方向、上下角度が調整できるので、走行ロボットのほぼ全周囲を観察し、撮影することができる。
カメラの支持部は、Ｘリンク昇降機構、高所作業車などに用いられている折り畳みリンク、ラック−ピニオンなどの昇降機構を用いることができる。機体のサブクローラの起立とあわせることにより、撮影位置を高い位置にすることができる。
野縁受の高さは約６５ｍｍであるので、カメラの高さは、例えば、低位置では１０ｃｍ程度、中位置で約２０ｃｍ、高位置で約３０ｃｍに設定することができる。
乗り越えた高さは少なくとも野縁受は容易に越えることができ、さらに、それ以上については、カメラの昇降支持具を延ばして、障害物の上面が確認できるような高さまで乗り越えることができる能力を備えていることとする。ロボットの性能としてはそれ以上の高さも乗り越え可能であるが、安全走行を考慮すると、先が見通せないような状況で運行することはリスクがある。

したがって、本発明は、主に天井ボードおよび各種吊り金具部材で構成されている吊り天井裏空間において、天井下地材の野縁や野縁受の段差を乗り越え、またダクトや配線類の隙間部を潜り抜けながら、天井裏ボード上を地上からの無線遠隔操作で走行することのできる小型の点検の走行ロボットを使用して、従来の調査員（人）による目視範囲の行き届かないような天井裏内部の細部まで撮影記録する。
本発明は、先に本出願人が提案した建築物の撮影記録システム（特許第５２５４９３９号公報参照）を応用して、点検記録システムを構築することもできる。
調査員（遠隔操作者）は点検ロボットに搭載したカメラから送信されるリアルタイムの天井裏内部の映像データを専用のパソコンモニター画面を見ながら無線遠隔操作し、調査記録データとして必要な天井裏内部の状況を、カメラを使用して撮影記録することができ、広い天井面も十分に点検することができる。

Ａ 点検ロボット
１ 機体
２ 本体
３ メインクローラ
４ サブクローラ
５ カメラ
６ 昇降支持具
９ 操作装置
９１ 走行装置用ＰＣ
９２ 走行装置用コントローラ
９３ カメラ用ＰＣ
１００ 天井
１１０ 点検口

Claims (4)

1. 吊り天井型の天井を点検する方法であって、
   天井裏面に伸縮機能付きカメラを備えたクローラ型走行ロボットを走行させて、被写体の状況を確認して、カメラの撮影高さを調整して、点検箇所の画像を取得する天井裏点検方法であって、
   クローラ型走行ロボットは、機体左右に設けられたメインクローラと機体の四隅から延出されたサブクローラを備えており、
   カメラの撮影高さの調整は、カメラ設置部材の伸縮動作とサブクローラの起立動作とによって行われ、
   カメラ高さ位置調整を低中高の３段階とし、低位置をカメラの取り付け高さ、中位置をカメラの昇降機構の伸長で設定できる高さ、高位置をサブクローラの起立動作で設定できる高さ、
   とすることを特徴とする天井裏点検方法。
2. クローラ型走行ロボットの定常走行は、サブクローラを斜め上方姿勢とすることを特徴とする請求項１記載の天井裏点検方法。
3. クローラ型走行ロボットの操縦は、機体自身が発する微弱な電波から機体位置を検知して操縦し、
   カメラの撮影方向を変える操作は、ロボット操作とは独立した無線操縦により行うことが可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の天井裏点検方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載された天井裏の点検方法であって、次のＡ〜Ｃ工程を備えたことを特徴とする天井裏点検方法。
   Ａ工程：クローラ型走行ロボットを天井点検口から天井裏面に挿入する、
   Ｂ工程：カメラを低姿勢の状態でサブクローラを斜め上方とした姿勢でクローラ型走行ロボットを点検箇所に向けて走行させる、
   ただし、この途中において、野縁、野縁受、照明ボックスの高さの物体や段差は乗り越えて走行が可能であって、乗り越え困難な物体は回避して走行することとする
   Ｃ工程：点検箇所で停止して、カメラを通して点検箇所の状況を確認し、画像状態に応じてカメラの高さを調整して、取得画像を決定して撮影する。

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