JP7142450B2 - 建設現場における資機材搬送システム - Google Patents

Description

本発明は建設現場において資機材を搬送するためのシステムに関するものであり、詳しくは、建設現場に搬入される資機材を、その種類に応じて適切な経路で目的の搬送位置まで搬送するための資機材搬送システムに関するものである。

建設現場には種々の資機材が搬入されている。搬入された資機材は、目的の搬送位置にまで搬送しなければならず、作業員が資機材を台車等に載置したり、クレーンを用いて吊り上げたりして、目的の搬送位置にまで搬送しているのが現状である。

しかし、建設現場に搬入される資機材は多種多様であり、目的の搬送位置を識別するには手間がかかる。また、輸送機関の都合や交通事情等により、資機材の搬入が予定通りに行われるとは限らず、搬送手順の設定が煩雑となっている。このような不都合に対して、搬入された資機材を効率良く搬送するための技術が種々提案されている（例えば、特許文献１～４参照）。

この特許文献１に記載された技術は、ビル建築現場における資材搬送作業に使用される搬送車を自動化する際に、従来の走行テープによる誘導方式ではテープが汚れたり、走行路変更時における張り替えが必要となったりするという問題を解決するための技術である。この自動搬送装置は、作業フロアーの上方にフロアーの映像を得る撮像装置を床面に垂直に取り付けて、取得した映像から自走台車や荷の位置や障害物の位置を認識する。そして、経路生成器により適当な経路を作成して、生成した経路に基づいて自走台車を制御するようになっている。

特許文献２に記載された技術は、作業員が伝票を持ち歩いて材料を探す手間を省くための技術である。この材料自動搬送装置は、材料置場と工場内に設けられたサーバとが通信を行って、材料を搬送するクレーンの操作端末または事務所側のパソコン、フォークリフト内の送受信器と通信を行う。そして、クレーンの操作端末にパソコンからの伝票と材料が存在する場所を表示させることで、作業員が歩いて材料の存在するエリアを探したり、伝票を持ち歩いたりしなくてもよいようにしている。

特許文献３に記載された技術は、建築工事が終了されている休業時間帯に資材等の揚重作業を行う等して、揚重作業の効率化を図ることを目的とした技術である。この建設資材等の自動搬送・揚重方法は、外部から搬入された資材等の載置場所から無人フォークリフトによって資材等を取り込み、この資材等をラック棚または揚重機械への受け渡し場所まで搬送して載置し、あるいは、ラック棚から該受け渡し場所まで搬送して載置する。受け渡し場所に載置された資材等を、自動制御される移載装置により揚重機械に取り込んで、取り込まれた資材等を目的階まで揚重する。そして、目的階に到達した資材等を、自動制御される移載装置により当該階の床面に荷下ろしするようになっている。

特許文献４に記載された技術は、建設現場のように周辺形状が時々刻々と変化する環境であっても、搬送装置の自己位置を検出して自律移動することを目的としたものである。この自律移動システムは、予め設定した区画内に配置され、この区画内を自律的に移動可能な自律移動体と、自律移動体に設けられ、区画を規定する位置に配置されているマーカーの位置を検知するマーカー位置検知手段と、検知したマーカー位置に基づいて区画内における自己位置を推定する自己位置推定手段とを備えている。そして、自律移動制御手段により、推定した自己位置に基づいて自律移動体の自律移動を制御するようになっている。

特開平９－２３０９３３号公報 特開２０００－１５９３１３号公報 特開２００１－１８２３２３号公報 特開２０１７－２０４０４３号公報

しかし、上述した各特許文献に記載された技術を含めて、従来の技術では、未だ解決されていない課題が残っていた。すなわち、建設現場のように、時々刻々と周辺環境が変化する場合には、マッピングによる自己位置推定作業をその都度実施しなければならず、現実的ではない。

また、資機材に関する情報毎に搬送ルートを設定する必要があり、さらに、時々刻々と変化する周辺環境に合わせてルート設定作業を行わなければならないため、ルート設定作業が複雑なものとなる。また、定型物の搬送であれば自動搬送を容易に行うことができるが、資機材は多種多様に及ぶため、自動搬送のための工夫が必要となる。

また、本設エレベータであれば、比較的容易に搬送装置と連動させることができるが、建設現場には仮設エレベータが設置されることが多いため、仮設エレベータと搬送装置とを連動させるためには工夫が必要となる。

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、建設現場に搬入される資機材を、その種類に応じて適切な経路で目的の搬送位置まで搬送することが可能な資機材搬送システムを提供することを目的とする。

本発明に係る資機材搬送システムは、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明に係る資機材搬送システムは、建設現場において資機材を搬送するためのシステムであって、資機材を搬送するための搬送装置と、資機材を目的の搬送経路に沿って目的の位置まで搬送するために、搬送装置の運行を制御する制御装置とを備えたことを特徴としている。また、資機材には、種類又は搬送先の少なくとも一方の情報が記憶された識別標識が取り付けられている。

そして、搬送装置は、資機材を保持するための保持手段と、保持手段に対して資機材を積み下ろしするための積み下ろし手段と、運行を行うための運行手段と、識別標識に記憶された情報に基づいて、資機材に関する情報を取得するための資機材情報取得手段とを備えている。また、制御装置は、積み下ろし手段による資機材の積み下ろしを制御するための積み下ろし制御手段と、取得した資機材に関する情報に基づき、当該資機材の荷取り場の位置及び搬送先の位置を判定するとともに、荷取り場から搬送先までの搬送経路として、資機材の荷取り場から搬送先までの間の最短経路、あるいは資機材の荷取り場で資機材を積み込んだ後に、さらに他の荷取り場で資機材を積み足して搬送先まで搬送する経路のうちのいずれか一つを最も効率的で適切な搬送経路であると判定して設定するための搬送経路設定手段と、搬送経路設定手段により設定された搬送経路に従って搬送装置が運行するように、運行手段の運行を制御するための運行制御手段とを備えている。

上述した資機材搬送システムにおいて、制御装置は、資機材を搬送する建設現場において、時々刻々と変化する建設現場の状況を判定するための現場状況判定手段を備えた構成とすることが可能である。この場合、搬送経路設定手段は、現場状況判定手段で判定した時々刻々と変化する建設現場の状況に応じて、搬送経路を設定する。

また、現場状況判定手段は、撮影手段で撮影した建設現場の画像情報に基づいて、当該建設現場の状況を判定することが可能である。

本発明に係る資機材搬送システムによれば、建設現場に搬入された資機材に関する情報を取得することにより、当該資機材の搬送経路や搬送位置を把握し、資機材を積み下ろししている。したがって、時々刻々と周辺環境が変化する建設現場において、現場作業員がいちいち資機材の搬送について確認することなく、資機材に関する情報に応じて適切な経路で目的の搬送位置まで搬送することが可能となる。

本発明の実施形態に係る資機材搬送システムの構成を示すブロック図。 搬送装置の一例を示す模式図。 資機材の搬送手順を示す模式図。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る資機材搬送システムを説明する。図１～図３は本発明の実施形態に係る資機材搬送システムを説明するもので、図１は資機材搬送システムの構成を示すブロック図、図２は搬送装置の一例を示す模式図、図３は資機材の搬送手順を示す模式図である。

＜資機材搬送システムの概要＞
本発明の実施形態に係る資機材搬送システム２００は、図１に示すように、建設現場において資機材を搬送するためのシステムであって、主要な構成要素として、搬送装置１０と制御装置２０とを備えている。また、搬送装置１０は、保持手段１１と、積み下ろし手段１２と、資機材情報取得手段１３と、運行手段１４とを備えている。制御装置２０は、積み下ろし制御手段２１と、搬送経路設定手段２２と、現場状況判定手段２３と、運行制御手段２４とを備えている。

＜搬送装置＞
搬送装置１０は、資機材を搬送するための装置であり、例えば、資機材を載置したり、吊り下げたり、牽引したりすることが可能な台車からなる。台車には、資機材を保持するための保持手段１１、資機材を積み下ろすための積み下ろし手段１２、台車を運行させるための運行手段１４、搬送する資機材に関する情報を取得するための資機材情報取得手段１３を備えている。

図２に示す搬送装置１０では、積み下ろしモータ６０の駆動により昇降する載置台３０が、保持手段１１及び積み下ろし手段１２として機能し、駆動輪４０を駆動する駆動モータ７０及び操舵輪５０を駆動する操舵モータ８０が運行手段１４として機能し、ＩＣタグリーダ９０が資機材情報取得手段１３として機能する。なお、駆動輪４０と操舵輪５０とを同一の車輪により構成した場合には、当該駆動操舵輪を駆動するモータが運行手段１４として機能する。すなわち、車輪の駆動及び操舵の方法については、既存の技術を用いることができ、特に制限はない。

また、搬送装置１０には、制御装置２０との間でデータの送受信を行うためのデータ送受信装置１００を備えており、さらに、積み下ろしモータ６０、駆動モータ７０、操舵モータ８０、ＩＣタグリーダ９０、データ送受信装置１００等の搭載機器に電源を供給するためのバッテリ１１０が搭載されている。なお、制御装置２０とデータ送受信装置１００との間におけるデータの送受信は無線通信により行われる。

＜保持手段＞
保持手段１１は、資機材を保持するための手段であり、台車の態様に応じて、種々の態様とすることができる。例えば、資機材を載置する装置、資機材を吊り下げる装置、資機材を牽引する装置が保持手段１１となる。図２に示す搬送装置１０では、積み下ろしモータ６０の駆動により昇降する載置台３０が、保持手段１１及び積み下ろし手段１２として機能する。

＜積み下ろし手段＞
積み下ろし手段１２は、保持手段１１に対して資機材を積み下ろしするための手段であり、保持手段１１の態様に応じて、種々の態様とすることができる。例えば、資機材を載置する台車の場合には、荷取り場（積み込み位置）において資機材の下側に入り込んで資機材を持ち上げ、所望位置に載置するとともに、搬送先（荷下ろし位置）において載置した資機材を持ち上げ、所望の位置に荷下ろしする装置が積み下ろし手段１２となる。

また、資機材を吊り下げる台車の場合には、荷取り場（積み込み位置）において資機材を吊り下げるとともに、搬送先（荷下ろし位置）において資機材を所望の位置に荷下ろしする装置が積み下ろし手段１２となる。また、資機材を牽引する台車の場合には、荷取り場（積み込み位置）において、資機材を積載したパレットやカゴ台車を連結するとともに、搬送先（荷下ろし位置）において資機材を積載したパレットやカゴ台車を切り離す装置が積み下ろし手段１２となる。

＜運行手段＞
搬送装置１０である台車は、運行手段１４として機能する駆動輪４０及び操舵輪５０を備えている。駆動輪４０は、台車に積載されたバッテリ１１０により駆動される車輪であり、運行制御手段２４により駆動が制御される。操舵輪５０は、台車に積載されたバッテリ１１０により駆動され、台車の進行方向を設定するための車輪であり、運行制御手段２４により台車の進行方向（操舵角）が制御される。なお、駆動輪４０と操舵輪５０の機能を兼ね備えた車輪を用いてもよい。

＜資機材の識別標識＞
資機材には、図３に示すように、種類又は搬送先（荷下ろし位置）の少なくとも一方に関する情報を記憶した識別標識１２０が取り付けられている。識別標識１２０は、例えば、バーコードや二次元バーコードを付したタグ、ＩＣタグ等、資機材に関する情報を記憶することができれば、どのような態様であってもよい。

＜資機材情報取得手段＞
資機材情報取得手段１３は資機材に関する情報を取得するための手段であり、資機材に取り付けられた識別標識１２０の態様に応じて、ＩＣタグリーダ９０、バーコードリーダ、近距離無線装置等を用いることができる。

＜制御装置＞
制御装置２０は、コンピュータ及びその付属機器からなり、積み下ろし制御手段２１、搬送経路設定手段２２、現場状況判定手段２３、運行制御手段２４を備えている。コンピュータには、各手段としての機能を発揮させるためのプログラムがインストールされており、コンピュータがプログラムに従って動作することにより各手段を構成する。また、サーバと、当該サーバと情報通信可能に接続された端末装置とにより制御装置２０を構成してもよい。この場合、サーバは管理センターや現場事務所等に設置し、端末装置は台車に積載する。いずれの手段をサーバの機能とするか端末装置の機能とするかは、搬送する資機材の種類や建設現場の状況等に応じて、適宜設定することができる。

＜積み下ろし制御手段＞
積み下ろし制御手段２１は、積み下ろし手段１２による資機材の積み下ろしを制御するための手段である。上述したように、積み下ろし手段１２は、保持手段１１の態様に応じて、例えば、資機材を持ち上げる装置、資機材を吊り下げる装置、資機材を積載したパレット等を牽引する装置等からなり、積み下ろし制御装置２０は、保持手段１１に対応した積み下ろし手段１２を制御して、資機材の積み下ろしを行わせる。

すなわち、資機材の荷取り場（積み込み位置）及び搬送先（荷下ろし位置）において、資機材の積み込み及び荷下ろし、資機材の吊り上げ及び吊り下ろし、パレット等の連結及び解放等を制御することにより、搬送装置１０による資機材の積み下ろしを行わせる。

＜搬送経路設定手段＞
搬送経路設定手段２２は、取得した資機材に関する情報に応じて搬送経路を設定するための手段である。上述したように、資機材には、種類及び搬送位置等の情報が記憶された識別標識１２０が取り付けられている。そこで、資機材情報取得手段１３で取得したこれらの情報に基づいて、資機材の荷取り場（積み込み位置）及び搬送先（荷下ろし位置）と、荷取り場（積み込み位置）から搬送先（荷下ろし位置）までの搬送経路を設定することができる。

なお、搬送経路は、既設設備や作業中の箇所等の障害物を避けた経路であり、資機材の荷取り場（積み込み位置）から搬送先（荷下ろし位置）までの最短経路とすることが好ましいが、建設現場の状況に応じて、最短経路よりも効率的な経路が存在する場合もある。例えば、荷下ろしされた資機材を積み込んだ後に、さらに他の場所で資機材を積み足して搬送先（荷下ろし位置）に搬送することが効率的な場合がある。このような場合には、最短経路を外れて、いわゆる寄り道をする経路を設定することにより、搬送効率が向上する。また、建設現場の状況に応じて、往路と復路とで違う経路を設定してもよいし、同一の経路を設定してもよい。

また、荷下ろしを行った後に、搬送先（荷下ろし位置）とは異なる他の場所で空のパレットや他の積載物（例えばゴミ）を積み込んだパレットを積み込んで（牽引して）、荷取り場（積み込み位置）に戻ることが効率的な場合もある。このような場合には、搬送先（荷下ろし位置）から、空のパレットや他の積載物（例えばゴミ）を積み込んだパレットが存在する場所を経由して、荷取り場（積み込み位置）等にまで戻る経路を設定することにより、搬送効率が向上する。

搬送経路設定手段２２では、資機材の搬送状況に応じて、最も効率的な搬送経路を判定して、判定した搬送経路を設定する。さらに、搬送経路設定手段２２における搬送経路の設定は、ディープラーニング等のＡＩ技術を用いて、搬送効率を向上させることが好ましい。

＜現場状況判定手段＞
現場状況判定手段２３は、資機材を搬送する建設現場の状況を判定するための手段である。建設現場は、工事の進行に応じて時々刻々と変化している。例えば、前日まで搬送経路として使用していた場所に、機器が設置されたり、構造物が構築されたりすると、当該搬送経路は使用することができない。したがって、現場状況判定手段２３により、建設現場の状況を判定することにより、搬送経路設定手段２２は、建設現場の状況に応じて搬送経路を設定する。

建設現場の状況は、例えば、建設現場に設置され、あるいは建設現場を巡回することが可能な撮影手段により撮影した画像（映像）情報に基づいて判定することができる。また、職員の判断により現場状況を把握して、現場状況の情報を入力してもよい。さらに、搬送装置に撮影手段を搭載して、時々刻々と変化する現場状況を判定してもよい。なお、撮影手段は、可視光線だけではなく、赤外線等を用いて画像（映像）を撮影するものであってもよい。

＜運行制御手段＞
運行制御手段２４は、設定された搬送経路に従って搬送装置１０が運行するように、運行手段１４の運行を制御するための手段である。すなわち、運行制御手段２４は、運行手段１４に対して運行制御信号を送信する。運行手段１４は、当該制御信号に基づいて、駆動輪４０及び操舵輪５０を動作させる。これにより、搬送装置１０は、荷取り場（積み込み位置）で資機材を積み込み、設定された搬送経路を通って搬送先（荷下ろし位置）に資機材を搬送して荷下ろしする。また、荷下ろし後に、空のパレットの回収等が必要な場合に、搬送装置１０は、復路で空のパレットを回収して、パレット返却位置を経由して、荷取り場（積み込み位置）に戻ってくる。

＜資機材の搬送手順＞
図３を参照して、上述した構成からなる資機材搬送システム２００を用いた資機材の搬送について説明する。ビル等の建設現場において、施工に必要な資機材は、ヤードに仮置きしなければならない場合は別として、荷取り場（積み込み位置）に搬入される。本実施形態の資機材搬送システムは、荷取り場（積み込み位置）に搬入された資機材を搬送先（荷下ろし位置）にまで搬送するためのシステムである。

荷取り場（積み込み位置）に搬入された資機材は、パレットやカゴ台車等に積み込まれている。そして、パレットやカゴ台車等には、資機材に関する情報を記憶した識別標識１２０（ＩＣタグ）が取り付けられている。荷取り場（積み込み位置）に待機または到着した搬送装置１０は、資機材情報取得手段１３により識別標識１２０に記憶された資機材に関する情報を取得する。資機材に関する情報とは、例えば、資機材の種類や搬送先（荷下ろし位置）の情報である。

そして、積み下ろし制御手段２１の制御により積み下ろし手段１２が動作して、搬送装置１０に資機材を積み込む。なお、「資機材を積み込む」とは、搬送装置１０を構成する台車上に資機材を載置する場合だけではなく、資機材を吊り下げたり、資機材を牽引したりする状態を含むものとする。資機材の積み込みでは、保持手段１１により資機材が保持される。

また、資機材に関する情報が取得されると、搬送経路設定手段２２の機能により当該資機材の搬送経路が設定される。そして、資機材の積み込みが完了すると、運行制御手段２４の機能により運行手段１４（駆動輪４０及び操舵輪５０）が動作して、設定された搬送経路を経て搬送先（荷下ろし位置）まで搬送装置１０を移動させる。なお、搬送経路設定手段２２は、現場状況判定手段２３で判定した建設現場の状況に応じて、搬送経路を設定することが好ましい。

搬送装置１０が搬送先（荷下ろし位置）に到着すると、積み下ろし制御手段２１の制御により、積み下ろし手段１２が動作して、搬送装置１０から資機材を荷下ろしする。なお、「資機材を荷下ろしする」とは、搬送装置１０を構成する台車から資機材を積み下ろす場合だけではなく、資機材の吊り下げを解除したり、資機材の牽引を解除したりする状態を含むものとする。資機材の荷下ろしでは、保持手段１１による資機材の保持が解除される。

荷下ろしが完了すると、搬送経路設定手段２２及び運行制御手段２４の制御に従って、搬送装置１０の運行手段１４（駆動輪４０及び操舵輪５０）が動作して、設定された搬送経路を経て荷取り場（積み込み位置）まで搬送装置１０を移動させる。なお、荷下ろし後の搬送装置１０により、空のパレットやカゴ台車等を荷取り場（積み込み位置）まで搬送してもよいし、搬送経路の途中で、他の資機材の積み下ろしを行ってもよい。

なお、図３では、資機材を同一フロアーで搬送する例を示しているが、本発明に係る資機材搬送システム２００は、同一フロアーだけではなく、多層階にわたる搬送（例えば、１階から２階への搬送）、近接する他の建物への搬送等、種々の搬送態様に適用することができる。

１０ 搬送装置
１１ 保持手段
１２ 積み下ろし手段
１３ 資機材情報取得手段
１４ 運行手段
２０ 制御装置
２１ 積み下ろし制御手段
２２ 搬送経路設定手段
２３ 現場状況判定手段
２４ 運行制御手段
３０ 載置台
４０ 駆動輪
５０ 操舵輪
６０ 積み下ろしモータ
７０ 駆動モータ
８０ 操舵モータ
９０ ＩＣタグリーダ
１００ データ送受信装置
１１０ バッテリ
１２０ 識別標識（ＩＣタグ）
２００ 資機材搬送システム

Claims (3)

1. 建設現場において資機材を搬送するためのシステムであって、
   資機材を搬送するための搬送装置と、
   資機材を目的の搬送経路に沿って目的の位置まで搬送するために、前記搬送装置の運行を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記資機材には、種類又は搬送先の少なくとも一方の情報が記憶された識別標識が取り付けられており、
   前記搬送装置は、
   資機材を保持するための保持手段と、
   前記保持手段に対して資機材を積み下ろしするための積み下ろし手段と、
   運行を行うための運行手段と、
   前記識別標識に記憶された情報に基づいて、資機材に関する情報を取得するための資機材情報取得手段と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記積み下ろし手段による資機材の積み下ろしを制御するための積み下ろし制御手段と、
   取得した資機材に関する情報に基づき、当該資機材の荷取り場の位置及び搬送先の位置を判定するとともに、荷取り場から搬送先までの搬送経路として、資機材の荷取り場から搬送先までの間の最短経路、あるいは資機材の荷取り場で資機材を積み込んだ後に、さらに他の荷取り場で資機材を積み足して搬送先まで搬送する経路のうちのいずれか一つを最も効率的で適切な搬送経路であると判定して設定するための搬送経路設定手段と、
   前記搬送経路設定手段により設定された搬送経路に従って前記搬送装置が運行するように、前記運行手段の運行を制御するための運行制御手段と、
   を備えた、
   ことを特徴とする建設現場における資機材搬送システム。
2. 前記制御装置は、前記資機材を搬送する建設現場において、時々刻々と変化する建設現場の状況を判定するための現場状況判定手段を備え、
   前記搬送経路設定手段は、前記現場状況判定手段で判定した時々刻々と変化する建設現場の状況に応じて、搬送経路を設定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の建設現場における資機材搬送システム。
3. 前記現場状況判定手段は、撮影手段で撮影した前記建設現場の画像情報に基づいて、当該建設現場の状況を判定する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の建設現場における資機材搬送システム。

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