JP7091160B2 - Structure construction method - Google Patents
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Description
本発明は型枠の構築方法、型枠ブロック、及びアタッチメントに関するものである。 The present invention relates to a formwork construction method, a formwork block, and an attachment.
従来このような分野の技術として、多数の型枠ブロックを水平方向及び上下方向に配列して堰堤の型枠を構築する方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この構築方法では、上流側及び下流側にコンクリートブロックをそれぞれ積み重ねて型枠を構築する。そして、上流側の型枠と下流側の型枠との間にコンクリートを充填し全体を一体化してなる堰堤を構築する。 Conventionally, as a technique in such a field, a method of constructing a formwork of a dam by arranging a large number of formwork blocks in the horizontal direction and the vertical direction is known (see, for example, Patent Document 1). In this construction method, concrete blocks are stacked on the upstream side and the downstream side to construct a formwork. Then, concrete is filled between the formwork on the upstream side and the formwork on the downstream side to construct a dam that integrates the whole.
この種の構造物においては、効率向上のためにも施工の無人化が求められる。また、この種の構造物は、災害のリスクがある場所で施工される場合もある。例えば、堰堤用の型枠などにおいては自然災害のリスクがある場所に施工される場合も多く、特にそのような場合には無人化施工の必要性が高い。本発明は、構造物構築の無人化施工に適した構造物構築方法を提供することを目的とする。 In this type of structure, unmanned construction is required to improve efficiency. In addition, this type of structure may be constructed in places where there is a risk of disaster. For example, formwork for dams is often constructed in places where there is a risk of natural disasters, and in such cases, unmanned construction is particularly necessary. An object of the present invention is to provide a structure construction method suitable for unmanned construction of structure construction.
本発明の型枠の構築方法は、型枠ブロックを把持可能なアタッチメントが取付けられた重機で型枠ブロックを水平方向及び上下方向に配列して複数の型枠ブロックからなる型枠を形成する型枠形成工程を備え、型枠ブロックは、下方に向かうに従って拡径するテーパー部を含み上面から下面に貫通する貫通孔を有し、アタッチメントは、径方向に拡縮する複数の爪部を含む先端部を有し、テーパー部に上方から先端部を挿入して複数の爪部を径方向に拡げ、テーパー部の内壁面に複数の爪部が押し当てられた状態で型枠ブロックを把持し、複数の爪部を径方向に縮めて先端部をテーパー部から抜去して型枠ブロックを解放する。 The method for constructing a formwork of the present invention is a mold in which formwork blocks are arranged horizontally and vertically on a heavy machine to which an attachment capable of gripping the formwork blocks is attached to form a formwork composed of a plurality of formwork blocks. The formwork block comprises a frame forming step, the formwork block has a through hole penetrating from the upper surface to the lower surface including a tapered portion that expands downward, and the attachment is a tip portion including a plurality of radially expanding and contracting portions. The tip is inserted into the tapered part from above to expand the plurality of claws in the radial direction, and the formwork block is gripped with the multiple claws pressed against the inner wall surface of the tapered part. The formwork block is released by shrinking the claw part in the radial direction and removing the tip part from the tapered part.
上記の構築方法によれば、アタッチメントの先端部をテーパー部に上方から挿入して爪部を径方向に拡げるといった比較的シンプルな動作によって、重機が型枠ブロックを把持する。このとき、テーパー部が下方に向かうに従って拡径する形状であるので、型枠ブロックはアタッチメントから脱落し難く確実に把持される。重機が、把持した型枠ブロックを所定の位置に移動し設置した後は、複数の爪部を径方向に縮めてアタッチメントの先端部をテーパー部から抜去する、といった比較的シンプルな動作によって型枠ブロックを解放する。このように、型枠ブロックの把持及び解放のために必要な動作が、アタッチメントによるシンプルな動作の組み合わせであるので、常に安定した同じ態様で型枠ブロックの移動設置が可能であり、無人化施工による実行に適している。 According to the above-mentioned construction method, the heavy machine grips the formwork block by a relatively simple operation such as inserting the tip portion of the attachment into the tapered portion from above and expanding the claw portion in the radial direction. At this time, since the tapered portion has a shape that increases in diameter as it goes downward, the formwork block is hard to fall off from the attachment and is securely gripped. After the heavy equipment moves the gripped formwork block to a predetermined position and installs it, the formwork is performed by a relatively simple operation such as shrinking multiple claws in the radial direction and removing the tip of the attachment from the taper part. Release the block. In this way, since the movement required for gripping and releasing the formwork block is a combination of simple movements by the attachment, it is possible to move and install the formwork block in the same stable manner at all times, and unmanned construction is possible. Suitable for execution by.
また、型枠ブロックは、上面に設けられた上面凹凸部と、下面に設けられ上面凹凸部と嵌まり合う形状をなす下面凹凸部と、を有し、型枠形成工程では、上面凹凸部と下面凹凸部とが嵌まり合うように型枠ブロック同士が上下方向に積み重ねられるようにしてもよい。この構成によれば、型枠ブロックが正しい位置に積まれたことを比較的容易に認識可能であるので、無人化施工による実行に適している。 Further, the formwork block has an upper surface uneven portion provided on the upper surface and a lower surface uneven portion provided on the lower surface and having a shape that fits with the upper surface uneven portion. The formwork blocks may be stacked in the vertical direction so as to fit the uneven portion on the lower surface. According to this configuration, it is relatively easy to recognize that the formwork blocks are stacked in the correct position, so that it is suitable for execution by unmanned construction.
また、上面凹凸部は上面上で直線状に延びる凸条部であり、下面凹凸部は下面上で凸条部に平行に延びる凹溝であり、型枠形成工程では、凸条部同士及び凹溝同士が直線的に連続するように型枠ブロック同士が水平方向に配列されるようにしてもよい。この構成によれば、型枠ブロックを水平方向に一直線に配列する場合に、型枠ブロックが正しい位置に設置されたことを比較的容易に認識可能であるので、無人化施工による実行に適している。 Further, the upper surface uneven portion is a convex portion extending linearly on the upper surface, and the lower surface uneven portion is a concave groove extending parallel to the convex portion on the lower surface. The formwork blocks may be arranged horizontally so that the grooves are linearly continuous with each other. According to this configuration, when the formwork blocks are arranged in a straight line in the horizontal direction, it is relatively easy to recognize that the formwork blocks are installed in the correct positions, so that it is suitable for execution by unmanned construction. There is.
アタッチメントは、先端部がテーパー部に挿入されたときに型枠ブロックの上面に対面し、上面との接触を緩衝する緩衝部を更に有するようにしてもよい。この場合、アタッチメントとの接触による型枠ブロックの破損を抑制することができる。 The attachment may further have a cushioning portion that faces the upper surface of the formwork block when the tip is inserted into the tapered portion and cushions contact with the upper surface. In this case, damage to the formwork block due to contact with the attachment can be suppressed.
型枠形成工程では、型枠ブロックを撮像する撮像装置と、撮像装置で得られた画像データの画像処理によって型枠ブロックのアタッチメントに対する位置関係を認識するブロック位置認識手段と、ブロック位置認識手段で認識された位置関係に基づいてアタッチメントで型枠ブロックを把持し所定位置に移動設置するように重機を駆動する重機駆動手段と、を有する施工システムが使用されて型枠ブロックが配列されるようにしてもよい。上記のような施工システムによって、無人化施工が実行可能になる。 In the formwork forming step, an image pickup device for imaging the formwork block, a block position recognition means for recognizing the positional relationship of the formwork block with respect to the attachment by image processing of the image data obtained by the image pickup device, and a block position recognition means are used. A construction system with a heavy machine driving means that grips the formwork block with an attachment based on the recognized positional relationship and drives the heavy machine to move and install it in a predetermined position is used so that the formwork blocks are arranged. You may. With the above construction system, unmanned construction becomes feasible.
本発明の型枠ブロックは、水平方向及び上下方向に複数配列されて型枠を形成する型枠ブロックであって、下方に向かうに従って拡径するテーパー部を含み上面から下面に貫通する貫通孔と、上面に設けられた上面凹凸部と、下面に設けられ上面凹凸部と嵌まり合う形状をなす下面凹凸部と、を有し、テーパー部の内壁面は、円錐軸と母線とのなす角度が3~15°である直円錐の円錐面を呈する。このような型枠ブロックは、前述したような型枠の構築方法に好適に使用可能である。 The formwork block of the present invention is a formwork block that is arranged in a plurality of horizontal and vertical directions to form a formwork, and includes a tapered portion that expands in diameter toward the bottom and has a through hole penetrating from the upper surface to the lower surface. It has an upper surface uneven portion provided on the upper surface and a lower surface uneven portion provided on the lower surface and having a shape that fits with the upper surface uneven portion, and the inner wall surface of the tapered portion has an angle formed by the conical axis and the bus. It presents a conical surface of a right cone at 3-15 °. Such a formwork block can be suitably used for the above-mentioned method for constructing a formwork.
本発明のアタッチメントは、重機に取付けられ、下方に向かうに従って拡径するテーパー部を含み上面から下面に貫通する貫通孔を有する型枠ブロックを把持するアタッチメントであって、径方向に拡縮する複数の爪部を含む先端部を有し、テーパー部に上方から先端部を挿入して複数の爪部を径方向に拡げ、テーパー部の内壁面に複数の爪部が押し当てられた状態で型枠ブロックを把持し、複数の爪部を径方向に縮めて先端部をテーパー部から抜去して型枠ブロックを解放する。このようなアタッチメントは、前述したような型枠の構築方法に好適に使用可能である。 The attachment of the present invention is an attachment that is attached to a heavy machine and grips a formwork block having a through hole penetrating from the upper surface to the lower surface, including a tapered portion that expands in diameter toward the bottom, and is a plurality of attachments that expand and contract in the radial direction. It has a tip including a claw, and the tip is inserted into the taper from above to expand multiple claws in the radial direction, and the formwork is in a state where multiple claws are pressed against the inner wall surface of the taper. The block is gripped, the plurality of claws are contracted in the radial direction, and the tip is removed from the tapered portion to release the formwork block. Such an attachment can be suitably used for the method for constructing a formwork as described above.
本発明によれば、構造物構築の無人化施工に適した構造物構築方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a structure construction method suitable for unmanned construction of structure construction.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る型枠の構築方法、型枠ブロック、及びアタッチメントの実施形態について詳細に説明する。本実施形態は、図1に示される砂防堰堤101の下流側の残置型枠である型枠103の構築方法に係るものである。
Hereinafter, the method of constructing the formwork, the formwork block, and the embodiment of the attachment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present embodiment relates to a method for constructing a
〔型枠〕
図1に示されるように、砂防堰堤101は、下流側において多数の鉄筋コンクリート製の型枠ブロック1が斜めに積み重ねられ構築された型枠103を備えている。砂防堰堤101の建造においては、下流側で既設の型枠103の上に型枠ブロック1を配列して型枠ブロック1の1段分(又は数段分)の型枠103を構築し、上流側には土砂型枠105を構築し、型枠103と土砂型枠105との間にソイルセメント107を打設して転圧する、といった工程を繰り返して、砂防堰堤101の下部が構築される。砂防堰堤101の上部は鉛直方向に上下に延びており、型枠ブロック1とは異なる型枠ブロック3を水平方向及び鉛直方向に積み重ねて構築される。
[Formwork]
As shown in FIG. 1, the
〔型枠ブロック〕
図2を参照しながら型枠ブロック1について説明する。以下の説明において「鉛直」、「水平」、「上」、「下」等の語を用いる場合には、型枠103の一部として設置されたときの型枠ブロック1の姿勢に対応させる。また、「右」、「左」等の語を用いる場合には、型枠103の一部として設置されたときの型枠ブロック1の左岸側を「左」、右岸側を「右」とする。また、「上流側」、「下流側」等の語を用いる場合には、型枠103の一部として設置されたときの型枠ブロック1の上流側及び下流側に対応させる。
[Formwork block]
The
図2に示されるように、型枠ブロック1は、水平な平面をなす上面11及び下面13を有しており、左右方向の視線で見て平行四辺形をなす四角柱状をなしている。型枠ブロック1の寸法は、例えば、上下流方向の長さ1500mm、左右方向の幅1500mm、上下方向高さ700mm程度である。型枠ブロック1の下流側の側面17は鉛直面に対して傾斜しており最終的には型枠103の下流側の壁面の一部をなす。型枠ブロック1の上流側の側面15は、下流側の側面17と平行であり、型枠103の型枠面としてソイルセメント107と接触する。側面15及び側面17の傾斜角度は、型枠103(図1)の傾斜角度に一致する。
As shown in FIG. 2, the
型枠ブロック1の中央部には、上面11から下面13まで上下に貫通する貫通孔19が形成されている。貫通孔19は、下方に向かうに従って拡径するテーパー部22を含んでいる。テーパー部22は円錐台状をなしており、直円錐の円錐面を呈する内壁面21を有している。内壁面21がなす円錐面の円錐軸Aと母線Bとのなす角度(図中の角度α)は、3~15°の範囲にあることが好ましい。型枠ブロック1の全体の重心Mは、貫通孔19内に位置し、円錐軸A上に位置する。
A through
上面11から上方に突出するように、左右方向に直線状に延びる凸条部23(上面凹凸部)が形成されている。凸条部23は、貫通孔19よりも上流側に位置し半円形の断面形状をなしている。下面13には、凸条部23と平行に左右方向に直線状に延びる凹溝27(下面凹凸部)が形成されている。凹溝27は、貫通孔19よりも上流側に位置し、凸条部23よりも僅かに大径の半円形の断面形状をなしている。型枠ブロック1同士が上下方向に積み重ねられたとき、下段の型枠ブロック1の凸条部23が、上段の型枠ブロック1の凹溝27に嵌り込むようになっている。また、上記のように凸条部23と凹溝27とが嵌まり合ったときに、下段の型枠ブロック1の側面17と上段の型枠ブロック1の側面17とが、同一平面上に並ぶような位置関係をなしている。
A ridge portion 23 (upper surface uneven portion) extending linearly in the left-right direction is formed so as to project upward from the
〔型枠の構築方法〕
続いて、型枠ブロック1を用いた型枠103の構築方法について説明する。型枠103の構築の際には、重機31(図6)によって型枠ブロック1が1つずつ把持され移動されて、左右方向及び上下方向に配列される(型枠形成工程)。左右方向においては、図3(a)に示されるように、凸条部23同士及び凹溝27同士が直線的に連続するように型枠ブロック1同士が水平方向に一直線に配列される。上下方向においては、図3(b)に示されるように、下段の型枠ブロック1の凸条部23に、上段の型枠ブロック1の凹溝27が嵌り込むようにして、型枠ブロック1同士が斜めに積み重ねられる。また、図3(a)に示されるように、型枠ブロック1は、上下流方向の視線で見て、千鳥状に積み重ねられる。以上のようにして積み重ねられた多数の型枠ブロック1によって、砂防堰堤101の下流側の型枠103(図1)が構築される。なお、この種の型枠103の構築は、自然災害のリスクがある場所で実行される場合も多いため、無人化施工によって行われることが好ましい。
[Formwork construction method]
Subsequently, a method of constructing the
〔重機のアタッチメント〕
続いて、上記のように重機31で型枠ブロック1を把持し所望の位置に移動・設置すべく、重機31が型枠ブロック1を把持したり解放したりする機構について説明する。重機31(図6)のアームの先端には、図4及び図5に示されるような、型枠ブロック1を把持可能なアタッチメント33が取付けられている。アタッチメント33の先端にはブロック保持部35が設けられている。ブロック保持部35は、型枠ブロック1の貫通孔19の上面11側の開口を通じてテーパー部22内に挿抜される。この挿抜のときには、ブロック保持部35の中心軸Hを円錐軸Aに一致させた姿勢で、アタッチメント33全体が中心軸H方向に並進移動される。以下のブロック保持部35の構造の説明において、「軸方向」、「径方向」、「周方向」の語を用いる場合は、ブロック保持部35が挿入されたテーパー部22の円錐軸A方向、径方向、周方向に対応させる。
[Attachment for heavy equipment]
Subsequently, a mechanism by which the
ブロック保持部35は周方向に等間隔に配置された複数の可動爪37(爪部)を備えている。以下の説明では、図のように可動爪37が6本である場合を例として説明するが、可動爪37の本数は適宜変更してもよい。但し、後述するような態様で型枠ブロック1がバランス良く安定して把持されるためには、可動爪37が周方向に等間隔に配置され、可動爪37が3本以上存在することが好ましい。
The
可動爪37は軸方向に延在すると共に周方向に厚みをもつ長板状をなしている。図5に示されるように、可動爪37の基端部は、ヒンジ部39においてブロック保持部35の本体部41に対してヒンジ結合されており、可動爪37はヒンジ部39を中心として回動可能である。可動爪37がヒンジ部39を中心として回動すると、可動爪37の先端部は径方向に進退する。なお、図5(a),(b)では、可動爪37の動作を判りやすくするために、対向して位置する2本の可動爪37のみが図示されているが、他の4本の可動爪37も同様に動作する。
The
これら6本の可動爪37は、次に説明する機構によって、先端部を径方向に進退させるように動作する。ブロック保持部35は、中心軸H上に延在する駆動ロッド43を備えている。駆動ロッド43は、6本の可動爪37に囲まれて位置し、例えば油圧駆動により本体部41に対して軸方向に伸縮する。この伸縮によって、駆動ロッド43の先端で円柱形に形成されたロッド頭部45が中心軸H上を往復動する。また、各可動爪37の先端部には切欠き37aが形成されており、これら6つの切欠き37aに弾性リング47(例えばゴム製の輪状部材)が架け渡されている。弾性リング47は、6つの可動爪37の先端部を径方向内側に向けて付勢している。
These six
上記の機構において、図5(a)に示されるように、駆動ロッド43が先端側に向けて伸長され、ロッド頭部45が先端側に移動すると、ロッド頭部45が6つの可動爪37の内側端面に干渉し、6つの可動爪37の先端部は同期して径方向外側に押し動かされる。ブロック保持部35は可動爪37を径方向に拡げた状態となる。以下、この状態を「拡径状態」という。また、図5(b)に示されるように、駆動ロッド43が基端側に短縮された状態では、ロッド頭部45は可動爪37に干渉せず、6つの可動爪37の先端部は弾性リング47の弾性力によって径方向内側に移動する。ブロック保持部35は可動爪37を径方向に縮めた状態となる。以下、この状態を「縮径状態」という。
In the above mechanism, as shown in FIG. 5A, when the
以上のように、アタッチメント33のブロック保持部35は、駆動ロッド43を伸縮させることで、6つの可動爪37を径方向に拡大させた拡径状態(図5(a))と、6つの可動爪37を径方向に縮小させた縮径状態(図5(b))と、の2つの状態を取ることができる。
As described above, the
ここで、型枠ブロック1のテーパー部22の上端開口22aの直径は、縮径状態のブロック保持部35の径方向の幅よりも大きく、拡径状態のブロック保持部35の径方向の幅よりも小さくなるように設定されている。この寸法設定によれば、ブロック保持部35を縮径状態(図5(b))で上方からテーパー部22内に挿入することができる。その後、図5(a)に示されるように、ブロック保持部35をテーパー部22内で拡径状態に移行させることにより、ブロック保持部35はテーパー部22から抜けなくなる。この状態からアタッチメント33を中心軸Hに沿って上方に持ち上げれば、内壁面21に6本の可動爪37の外側端面が引っ掛かるので、型枠ブロック1がブロック保持部35によって支持される。
Here, the diameter of the upper end opening 22a of the tapered
すなわち、上記のようなアタッチメント33及びブロック保持部35の動作により、重機31のアタッチメント33が、型枠ブロック1を把持することができる。ここでは、内壁面21が、6本の可動爪37との6つの接触点で周方向に均等な位置で支持され、しかも、型枠ブロック1の重心Mは、貫通孔19内で円錐軸A上に位置するので、アタッチメント33によって型枠ブロック1がバランス良く安定して把持される。特に、アタッチメント33が型枠ブロック1を把持したとき、型枠ブロック1の上面11及び下面13が水平になるような姿勢で安定する。従って、型枠形成工程では、型枠ブロック1を仮置き場から設置位置まで水平姿勢のまま安定して移動させることも可能である。
That is, by the operation of the
また、その後、図5(b)に示されるように、ブロック保持部35を縮径状態に移行させることにより、ブロック保持部35をテーパー部22から抜去することができ、重機31が、型枠ブロック1を解放することができる。ここで、テーパー部22の形状に関して、図2(b)の角度αが3~15°の範囲にあれば、ブロック保持部35の拡径状態で型枠ブロック1が確実に保持され、縮径状態でテーパー部22からブロック保持部35を確実に抜去可能といった設定が容易になる。
Further, after that, as shown in FIG. 5B, by shifting the
また、ブロック保持部35は、型枠ブロック1の上面11との接触を緩衝するための緩衝材49(緩衝部)を備えている。具体的な構成の一例として、6つの可動爪37の少なくとも一部には径方向外側に張出す張出し部51が形成されており、当該張出し部51に、型枠ブロック1の上面11と対面するように緩衝材49が取付けられている。本実施形態では、図4(b)に示されるように、3つの可動爪37に張出し部51が設けられ、3個の緩衝材49が周方向に等間隔に配置されている。なお、型枠ブロック1がアタッチメント33によって把持された状態において、緩衝材49と上面11との間に隙間ができるといった位置関係にある。緩衝材49としては、例えば、ゴム塊等の弾性材が用いられる。または、緩衝材49として、例えば、コイルバネ等が用いられてもよい。
Further, the
また、ブロック保持部35は、本体部41の先端部41aに取付けられた索体42を有している。索体42は、6つの可動爪37に囲まれた位置で本体部41の先端部41aから重力により鉛直下方に向けて吊り下がる。索体42としては、紐や鎖等を使用することができる。この索体42の存在により、ブロック保持部35がテーパー部22に鉛直上方から挿入される際に、先端部41aから鉛直下方に吊り下がる索体42が目印となり、ブロック保持部35を貫通孔19の鉛直上方に位置合わせする動作が容易になる。上記位置合わせの後、索体42は可動爪37と一緒にテーパー部22に挿入される。またこのとき、索体42の下端が貫通孔19の下端開口を通じて仮置き場の地面等まで到達したとしても、索体42は弛んだ状態で地面等に接触するので、ブロック保持部35の上下動の邪魔にならない。なお、上記のような索体42は省略されてもよい。
Further, the
〔無人化施工〕
続いて、型枠103の構築にあたり、重機31が型枠ブロック1を把持し、移動させて、所望の位置に正確に型枠ブロック1を載置するための方法、及び無人化施工システム110について、図6を参照しながら説明する。前述のとおり、型枠103の構築は無人化施工であることが好ましく、無人化施工システム110によって当該重機31の運転が無人化される。
[Unmanned construction]
Subsequently, in constructing the
重機31は、下部走行体61と、下部走行体61に対して水平旋回する上部旋回体63と、上部旋回体63に対して回動可能なブーム65と、ブーム65に対して回動可能なアーム66と、アーム66の先端に取付けられた前述のアタッチメント33を備えている。無人化施工システム110は、重機31の各部に取付けられ、当該重機31の状態を検知するためのセンサ類67を備えている。上記のセンサ類67には、下部走行体61に対する上部旋回体63の旋回角度を検知するセンサ、上部旋回体63に対するブーム65の回動角度を検知するセンサ、ブーム65に対するアーム66の回動角度を検知するセンサ、及びアーム66に対するブロック保持部35の姿勢を検知するセンサ、等が含まれる。
The
更に、無人化施工システム110は、カメラ69(撮像装置)を備えている。カメラ69は、例えば、アタッチメント33のブロック保持部35の近傍、未施工の型枠ブロック1の近傍、既に型枠103として設置済みの型枠ブロック1の近傍等を撮像する。カメラ69は、例えば、ブロック保持部35側を向けてアタッチメント33に取付けられてもよい。また、カメラ69は、重機31の他の部位に取付けられてもよく、施工現場に設置されてもよく、施工現場を飛行するドローン等の飛行体に設置されてもよい。或いは、上記の各態様で設置されるカメラが、複数組み合わせて採用されてもよい。
Further, the
更に、無人化施工システム110は、センサ類67及びカメラ69から電気信号として入力される情報に基づいて、所定の演算を実行する施工制御部71(ブロック位置認識手段)を備えている。施工制御部71としては、例えばコンピュータが用いられる。施工制御部71は、重機31に設置されてもよく、施工現場の事務所等に設置されてもよい。また、無人化施工システム110は、施工制御部71からの指令信号に従って、重機31を操作する重機操作部73(重機駆動手段)を備えている。重機操作部73は、例えば、重機31の運転席に設置され、運転席内でアーム66の操作レバーや、アタッチメント33の操作レバー等を直接操作するアクチュエータ群であってもよい。また、このアクチュエータとしては、エアを利用する方式の人工筋肉等が採用されてもよい。
Further, the
上記の無人化施工システム110において、施工制御部71は、カメラ69から入力される撮像データを画像処理して、ブロック保持部35と未施工の型枠ブロック1の貫通孔19との位置関係を認識することができる。そして、施工制御部71は、認識された上記位置関係に基づいてアタッチメント33の必要な駆動を演算し、更にセンサ類67から入力される情報に基づく制御の下で、重機操作部73に指令信号を送信して重機31を操作する。以上のような施工制御部71の処理により、アタッチメント33のブロック保持部35を円錐軸Aに沿ってテーパー部22に挿入し、可動爪37を拡径させて、型枠ブロック1を把持するといった操作が自動的に実行される。また、同様の制御により、施工制御部71は、既に型枠103として設置済みの型枠ブロック1の位置を認識し、把持した型枠ブロック1を、設置済みの型枠ブロック1に隣接する位置に自動的に設置することができる。
In the above-mentioned
なお、ブロック保持部35、型枠ブロック1の位置や互いの位置関係の認識を容易にするために、カメラ69により視認可能なマーカー75を、アタッチメント33や型枠ブロック1の上面11等に付してもよい。マーカー75としては、例えば2次元バーコードが用いられてもよい。また、マーカー75として型枠ブロック1の表面に視認可能な塗料等を塗布してもよい。また、把持された型枠ブロック1を設置済みの型枠ブロック1に隣接して一直線に設置する場合、凸条部23自体をマーカー75として利用し、凸条部23同士が直線的に連続するように型枠ブロック1の位置合わせをしてもよい。この場合、凸条部23上に視認容易な塗料が塗布されてもよい。
In addition, in order to facilitate recognition of the positions of the
以上のような無人化施工システム110により、型枠ブロック1を水平方向及び上下方向に配列して、複数の型枠ブロック1からなる型枠103を形成する型枠形成工程を、無人で自動的に実行することができる。
With the
また、無人化施工システム110は、カメラ69からの撮像データを画像表示するディスプレイモニター77と、重機31に対する人間の遠隔手動操作を受け付ける手動操作部79と、を更に備えてもよい。ディスプレイモニター77及び手動操作部79は、例えば、施工現場の事務所等に設置される。この場合、施工制御部71による全自動的な実行に代えて、作業者が事務所等でディスプレイモニター77を見ながら手動操作部79で重機31を遠隔操作することで、上記の型枠形成工程を実行することができる。或いは、型枠形成工程の一部の作業、又は重機31の動作のうちの一部の動作のみを作業者の遠隔操作により実行するといったことも可能である。
Further, the
〔作用効果〕
以上説明した本実施形態の型枠103の構築方法、型枠ブロック1、及びアタッチメント33によれば、アタッチメント33先端のブロック保持部35をテーパー部22に上方から挿入して可動爪37を径方向に拡げるといった比較的シンプルな動作によって、重機31が型枠ブロック1を把持する。このとき、テーパー部22が下方に向かうに従って拡径する形状であるので、型枠ブロック1はアタッチメント33から脱落し難く確実に把持される。
[Action effect]
According to the method for constructing the
更に、テーパー部22の内壁面21が円錐面であるので、内壁面21は6本の可動爪37との6つの接触点で周方向に均等な位置で支持される。また、型枠ブロック1の重心Mは、貫通孔19内で円錐軸A上に位置するので、アタッチメント33によって型枠ブロック1がバランス良く安定して把持される。
Further, since the
重機31が、把持した型枠ブロック1を所定の位置に移動し設置した後は、可動爪37を径方向に縮めてブロック保持部35をテーパー部22から抜去する、といった比較的シンプルな動作によって型枠ブロック1を解放する。このように、型枠ブロック1の把持及び解放のために必要な動作が、アタッチメント33によるシンプルな動作の組み合わせであるので、常に安定した同じ態様で型枠ブロック1の移動設置が可能であり、無人化施工による実行に適している。
After the
また、型枠ブロック1は凸条部23と凹溝27とを有し、凸条部23と凹溝27とが嵌まり合うように型枠ブロック1同士が上下方向に積み重ねられるので、型枠ブロック1が正しい位置に積まれたことを比較的容易に認識可能である。また、凸条部23と凹溝27が直線的に連続するように型枠ブロック1同士が水平方向に配列されるので、型枠ブロックが正しい位置に設置されたことをカメラ69等によって比較的容易に認識可能である。以上により、型枠ブロック1の位置合わせが比較的容易であり、無人化施工による実行に適している。また、ソイルセメント107(図1参照)の転圧時には、型枠ブロック1に対してソイルセメント107から上下流方向の側圧が作用するが、凸条部23と凹溝27とが嵌まり合うことにより、上記側圧で型枠ブロック1の位置がずれ難くなる。
Further, the
また、ブロック保持部35がテーパー部22に挿入される際に、重機31のアーム66が下降しすぎる(ブロック保持部35がテーパー部22に想定よりも深く挿入される)可能性もある。これに対し、アタッチメント33には緩衝材49が設けられているので、上記の場合にも型枠ブロック1の上面11に緩衝材49が接触することで、当該接触が緩衝され貫通孔19近傍の破損が抑制される。
Further, when the
また、本実施形態の型枠103の構築方法では、無人化施工システム110によって、カメラ69の画像データに基づいて型枠ブロック1とアタッチメント33との位置関係が認識され、この位置関係に基づいて重機31が駆動される、といった無人化施工が実行可能になる。
Further, in the method of constructing the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形したものであってもよい。
各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。例えば、実施形態の型枠ブロック1では、上面11に凸条部23、下面13に凹溝27が形成されているが、上下逆に、上面11に凹溝27、下面13に凸条部23が形成されてもよい。また、凸条部23及び凹溝27の断面形状も半円形には限定されず、四角形断面など、適宜変更されてもよい。また、本発明の構築方法、型枠ブロック、及びアタッチメントは、実施形態のような砂防堰堤の残置型枠には限られず、河川の護岸及び護床、海岸の護岸及び護床、防潮堤、地すべり対策抑盛土用残存型枠、ダム用残存型枠、重力式擁壁等の構築にも適用することができる。また、上記のような構造物を無人化(自動化)施工する条件の場合に、本発明は特に好適である。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and may be modified without changing the gist described in each claim.
The configurations of the respective embodiments may be combined and used as appropriate. For example, in the
1…型枠ブロック、11…上面、19…貫通孔、21…内壁面、22…テーパー部、23…凸条部(上面凹凸部)、27…凹溝(下面凹凸部)、31…重機、33…アタッチメント、35…ブロック保持部(先端部)、37…可動爪(爪部)、49…緩衝材(緩衝部)、69…カメラ(撮像装置)、71…施工制御部(ブロック位置認識手段)、73…重機操作部(重機駆動手段)、103…型枠、A…円錐軸、B…母線。 1 ... Formwork block, 11 ... Top surface, 19 ... Through hole, 21 ... Inner wall surface, 22 ... Tapered part, 23 ... Convex part (upper surface uneven part), 27 ... Concave groove (lower surface uneven part), 31 ... Heavy machine, 33 ... Attachment, 35 ... Block holding part (tip part), 37 ... Movable claw (claw part), 49 ... Cushioning material (cushioning part), 69 ... Camera (imaging device), 71 ... Construction control unit (block position recognition means) ), 73 ... Heavy machine operation unit (heavy machine driving means), 103 ... Formwork, A ... Conical shaft, B ... Bus.
Claims (4)
前記ブロックを把持可能なアタッチメントが取付けられた重機で前記ブロックを水平方向又は上下方向に配列するブロック配列工程を備え、
前記ブロックは、
下方に向かうに従って拡径するテーパー部を含み上面から下面に貫通する貫通孔と、
前記ブロックの表面に位置する視認可能なマーカーと、を有し、
前記アタッチメントは、
径方向に拡縮する複数の爪部を含む先端部を有し、
前記テーパー部に上方から前記先端部を挿入して複数の前記爪部を径方向に拡げ、前記テーパー部の内壁面に複数の前記爪部が押し当てられた状態で前記ブロックを把持し、
複数の前記爪部を径方向に縮めて前記先端部を前記テーパー部から抜去して前記ブロックを解放するものであり、
前記ブロック配列工程では、
前記ブロックを撮像する撮像装置と、前記撮像装置で得られた画像データの画像処理によって前記ブロックの前記重機に対する位置関係と配列される前記ブロック同士の位置関係とを認識するブロック位置認識手段と、前記ブロック位置認識手段で認識された前記位置関係に基づいて前記アタッチメントで前記ブロックを把持し所定位置に移動設置するように前記重機を駆動する重機駆動手段と、を有する施工システムが使用されて、
前記アタッチメントで把持された前記ブロックが設置済みの他の前記ブロックに対し前記水平方向に隣接して一直線に設置されるときに、前記ブロック位置認識手段は、前記マーカーを利用し隣接する前記ブロック同士が一直線になることを認識し、
前記マーカーには前記撮像装置によって視認容易な塗料が塗布されている、構造物構築方法。 It is a structure construction method for constructing a structure containing a plurality of arranged concrete blocks.
A heavy machine equipped with an attachment capable of gripping the block, comprising a block arranging step of arranging the blocks horizontally or vertically.
The block is
A through hole that penetrates from the upper surface to the lower surface, including a tapered portion that expands in diameter toward the bottom ,
With a visible marker located on the surface of the block ,
The attachment is
It has a tip that includes multiple claws that expand and contract in the radial direction.
The tip portion is inserted into the tapered portion from above to expand the plurality of the claw portions in the radial direction, and the block is gripped with the plurality of the claw portions pressed against the inner wall surface of the tapered portion.
The block is released by contracting the plurality of the claw portions in the radial direction and removing the tip portion from the tapered portion .
In the block arrangement step,
An image pickup device that captures an image of the block, a block position recognition means that recognizes the positional relationship of the block with respect to the heavy machine and the positional relationship between the blocks arranged by image processing of the image data obtained by the image pickup device, and a block position recognition means. A construction system having a heavy machine driving means for gripping the block with the attachment and driving the heavy machine to move and install the block at a predetermined position based on the positional relationship recognized by the block position recognizing means is used.
When the block gripped by the attachment is installed in a straight line adjacent to the other blocks already installed in the horizontal direction, the block position recognition means uses the marker to adjacent the blocks to each other. Recognizing that is a straight line,
A method for constructing a structure, wherein a paint that is easily visible by the image pickup apparatus is applied to the marker .
前記ブロックを把持可能なアタッチメントが取付けられた重機で前記ブロックを水平方向又は上下方向に配列するブロック配列工程を備え、
前記ブロックは、
下方に向かうに従って拡径するテーパー部を含み上面から下面に貫通する貫通孔と、
前記ブロックの上面に位置する視認可能なマーカーと、を有し、
前記アタッチメントは、
径方向に拡縮する複数の爪部を含む先端部を有し、
前記テーパー部に上方から前記先端部を挿入して複数の前記爪部を径方向に拡げ、前記テーパー部の内壁面に複数の前記爪部が押し当てられた状態で前記ブロックを把持し、
複数の前記爪部を径方向に縮めて前記先端部を前記テーパー部から抜去して前記ブロックを解放するものであり、
前記ブロック配列工程では、
前記ブロックを撮像する撮像装置と、前記撮像装置で得られた画像データの画像処理によって前記ブロックの前記重機に対する位置関係と配列される前記ブロック同士の位置関係とを認識するブロック位置認識手段と、前記ブロック位置認識手段で認識された前記位置関係に基づいて前記アタッチメントで前記ブロックを把持し所定位置に移動設置するように前記重機を駆動する重機駆動手段と、を有する施工システムが使用されて、
前記アタッチメントで把持された前記ブロックが設置済みの他の前記ブロックに対し前記水平方向に隣接して一直線に設置されるときに、前記ブロック位置認識手段は、前記マーカーを利用し隣接する前記ブロック同士が一直線になることを認識し、
前記マーカーは、前記ブロックの上面に設けられた2次元バーコードである、構造物構築方法。 It is a structure construction method for constructing a structure containing a plurality of arranged concrete blocks.
A heavy machine equipped with an attachment capable of gripping the block, comprising a block arranging step of arranging the blocks horizontally or vertically.
The block is
A through hole that penetrates from the upper surface to the lower surface, including a tapered portion that expands in diameter toward the bottom ,
With a visible marker located on the top surface of the block ,
The attachment is
It has a tip that includes multiple claws that expand and contract in the radial direction.
The tip portion is inserted into the tapered portion from above to expand the plurality of the claw portions in the radial direction, and the block is gripped with the plurality of the claw portions pressed against the inner wall surface of the tapered portion.
The block is released by contracting the plurality of the claw portions in the radial direction and removing the tip portion from the tapered portion .
In the block arrangement step,
An image pickup device that captures an image of the block, a block position recognition means that recognizes the positional relationship of the block with respect to the heavy machine and the positional relationship between the blocks arranged by image processing of the image data obtained by the image pickup device, and a block position recognition means. A construction system having a heavy machine driving means for gripping the block with the attachment and driving the heavy machine to move and install the block at a predetermined position based on the positional relationship recognized by the block position recognizing means is used.
When the block gripped by the attachment is installed in a straight line adjacent to the other blocks already installed in the horizontal direction, the block position recognition means uses the marker to adjacent the blocks to each other. Recognizing that is a straight line,
The marker is a two-dimensional bar code provided on the upper surface of the block, which is a method for constructing a structure.
前記上面上で直線状に延びる凸条部又は凹溝の何れか一方である上面凹凸部と、An uneven portion on the upper surface, which is either a convex portion or a concave groove extending linearly on the upper surface, and a concave-convex portion on the upper surface.
前記下面上で前記上面凹凸部に平行に延び前記上面凹凸部と嵌まり合う形状をなす凸条部又は凹溝の何れか他方である下面凹凸部と、を有し、It has a lower surface uneven portion which is either a convex portion or a concave groove having a shape extending parallel to the upper surface uneven portion on the lower surface and fitting into the upper surface uneven portion.
前記ブロック配列工程では、In the block arrangement step,
前記上面凹凸部と前記下面凹凸部とが嵌まり合うように前記ブロック同士が上下方向に積み重ねられるとともに、前記上面凹凸部同士及び前記下面凹凸部同士が直線的に連続するように前記ブロック同士が水平方向に配列される、請求項1又は2に記載の構造物構築方法。The blocks are stacked in the vertical direction so that the upper surface uneven portion and the lower surface uneven portion are fitted with each other, and the blocks are linearly continuous with each other. The structure construction method according to claim 1 or 2, which is arranged in the horizontal direction.
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