JP7224947B2 - Compaction device and compaction method - Google Patents
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Description
本発明は、盛立エリアを締固める装置及び方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for compacting a piled area.
コンクリート材料又は地盤材料を盛立ててダム、道路及び堤防等の土木構造物を構築する場合に、コンクリート材料又は地盤材料を締固める作業が行われることがある。特許文献1には、打設された未固化のコンクリート材料に含まれる気泡をバックホウのアームの先端に取付けられた締固めアタッチメントを用いて除去し締固める方法が開示されている。
BACKGROUND ART When building civil engineering structures such as dams, roads, embankments, etc. by piling up concrete materials or ground materials, there are cases where the work of compacting the concrete materials or ground materials is performed.
特許文献1に開示される締固めアタッチメントは、互いに平行に一列に並べられた複数の棒状のバイブレータを備えている。コンクリート材料を締固める際には、バックホウを任意の場所へ移動させてアームを下げることにより、複数のバイブレータをその軸方向にコンクリート材料に挿込む。その状態でバイブレータを振動させることにより、各バイブレータの挿込み位置を中心とする振動伝達範囲内のコンクリート材料から気泡を除去し締固める。
The compaction attachment disclosed in
また、特許文献1には、バックホウの旋回台とアームとに搭載されるGPSアンテナを用いてコンクリート材料の締固めを管理する方法が開示されている。この管理方法では、2つのGPSアンテナの観測信号を用いてアームの先端の位置及び向きを検出し、検出された位置及び向きを用いて複数のバイブレータの挿込み位置を算出し、算出された挿込み位置を用いてコンクリート材料の締固め状況を把握している。
Further,
コンクリート材料又は地盤材料の盛立てによって形成される盛立エリアの締固めにおいて、締固めが不十分な領域があると、当該領域における強度が所期の強度に達しないおそれがある。また、盛立エリアを過度に締固める場合には、締固め作業に要する時間が長くなり、土木構造物の工事期間が長くなる。加えて、コンクリート材料を用いて盛立エリアを形成している場合において過度に締固められた領域があると、当該領域において骨材分離が生じ、当該領域における強度が所期の強度に達しないおそれがある。そのため、盛立エリアの締固めにおいては、盛立エリアの全体をできるだけ均等に締固めることが望ましい。 In the compaction of an embankment area formed by embankment of concrete material or ground material, if there is an area where compaction is insufficient, the strength in that area may not reach the desired strength. In addition, when the embankment area is compacted excessively, the time required for the compaction work becomes longer, and the construction period of the civil engineering structure becomes longer. In addition, when concrete material is used to form the embankment area, if there is an excessively compacted area, aggregate separation will occur in that area, and the strength in that area will not reach the desired strength. There is a risk. Therefore, in the compaction of the embankment area, it is desirable to compact the entire embankment area as evenly as possible.
特許文献1に開示される締固めアタッチメントを用いて盛立エリアを締固める場合において、バックホウの位置を変えずにアームの向きを変えて締固めアタッチメントを移動させる動作では、バイブレータの挿入位置が制限される。そのため、締固めが不十分な領域又は過度に締固められた領域が盛立エリアに生じる。盛立エリアを均等に締固めるためには、バックホウを頻繁に移動させる必要があり、締固め作業の効率が悪い。このような理由から、盛立エリアを効率よく締固めることが可能な装置が求められている。また、盛立エリアを均等に締固めるためには、盛立エリアの締固め状況を把握することも求められている。
When compacting an embankment area using the compaction attachment disclosed in
本発明は、盛立エリアを効率よく締固めると共に締固め状況を把握することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to efficiently compact an embankment area and to grasp the compaction situation.
本発明は、盛立エリアを締固める締固め装置であって、走行部と、走行部に揺動自在に支持される腕部と、盛立エリアへ挿入又は押当て可能に形成されると共に腕部の先端に挿入方向又は押当て方向に沿う回転軸周りに回転自在に支持され、腕部の揺動により盛立エリアに挿入又は押当てられて盛立エリアを締固める締固め部と、腕部の先端の位置を検出する位置検出部と、腕部の方位を検出する方位検出部と、腕部の軸線に対する回転軸周りにおける締固め部の回転角度を検出する回転角度検出部と、位置検出部、方位検出部及び回転角度検出部により検出された位置、方位及び回転角度に基づいて、締固め部によって締固められた領域を算出する算出部と、を備え、締固め部は、挿入方向又は押当て方向に沿って延びる軸部材と、軸部材を回転自在に支持する軸受と、を介して腕部に支持されており、回転角度検出部は、軸部材に固定されるスケールと、軸受に固定され、スケールの移動量を測定する検出ヘッドと、を備える。
また、本発明は、盛立エリアを締固める締固め装置であって、走行部と、走行部に揺動自在に支持される腕部と、盛立エリアへ挿入又は押当て可能に形成されると共に腕部の先端に挿入方向又は押当て方向に沿う回転軸周りに回転自在に支持され、腕部の揺動により盛立エリアに挿入又は押当てられて盛立エリアを締固める締固め部と、腕部の先端の位置を検出する位置検出部と、腕部の方位を検出する方位検出部と、腕部の軸線に対する締固め部の回転角度を検出する回転角度検出部と、位置検出部、方位検出部及び回転角度検出部により検出された位置、方位及び回転角度に基づいて、締固め部によって締固められた領域を算出する算出部と、締固め部の回転を制限する制限部と、を備え、回転角度検出部は、制限部に基づき回転角度をリセットするリセット機能を有する。
また、本発明は、締固め装置を用いて盛立エリアを締固める締固め方法であって、締固め装置は、走行部と、走行部に揺動自在に支持される腕部と、盛立エリアへ挿入又は押当て可能に形成されると共に腕部の先端に挿入方向又は押当て方向に沿う回転軸周りに回転自在に支持され、腕部の揺動により盛立エリアに挿入又は押当てられて盛立エリアを締固める締固め部と、を備え、締固め部は、挿入方向又は押当て方向に沿って延びる軸部材と、軸部材を回転自在に支持する軸受と、を介して腕部に支持されており、締固め方法は、腕部の先端の位置、腕部の方位、及び腕部の軸線に対する回転軸周りにおける締固め部の回転角度を検出する検出ステップと、検出ステップにて検出された位置、方位及び回転角度に基づいて、締固め部によって締固められた領域を算出する算出ステップと、を備え、検出ステップでは、軸部材に固定されたスケールの移動量を、軸受に固定された検出ヘッドを用いて検出し、測定した移動量に基づいて回転角度を検出する。
The present invention is a compaction device for compacting a building area, comprising a running section, an arm section supported by the running section so as to be swingable, and an arm section formed so as to be able to be inserted into or pressed against the building section. A compaction part that is rotatably supported around a rotation axis along the insertion direction or the pressing direction at the tip of the part, and is inserted or pressed into the raised area by swinging the arm to compact the raised area; a position detection unit that detects the position of the tip of the part, an orientation detection unit that detects the orientation of the arm, a rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the compaction part around the rotation axis with respect to the axis of the arm, and a position a calculation unit that calculates an area compacted by the compaction unit based on the position, orientation, and rotation angle detected by the detection unit, the orientation detection unit , and the rotation angle detection unit; a shaft member extending in a direction or a pressing direction, and a bearing for rotatably supporting the shaft member, the rotation angle detection unit being supported by the arm portion, a scale fixed to the shaft member; a detection head fixed to the bearing and measuring the amount of movement of the scale .
Further, the present invention is a compaction device for compacting a heaping area, which includes a traveling portion, an arm portion supported by the traveling portion so as to be swingable, and a member formed so as to be able to be inserted into or pressed against the heaping area. and a compaction part that is rotatably supported at the tip of the arm along a rotation axis along the insertion direction or the pressing direction, and is inserted or pressed against the raised area by swinging the arm to compact the raised area. , a position detection unit for detecting the position of the tip of the arm, an orientation detection unit for detecting the orientation of the arm, a rotation angle detection unit for detecting the rotation angle of the compaction unit with respect to the axis of the arm, and a position detection unit , a calculation unit that calculates the area compacted by the compaction unit based on the position, orientation, and rotation angle detected by the orientation detection unit and the rotation angle detection unit; and a restriction unit that limits the rotation of the compaction unit. , and the rotation angle detection unit has a reset function of resetting the rotation angle based on the limit unit.
Further, the present invention is a compaction method for compacting an embankment area using a compaction device. It is formed so as to be able to be inserted into or pressed against the area, and is supported by the tip of the arm so as to be rotatable around a rotation axis along the direction of insertion or the direction of pressing, and is inserted into or pressed against the building area by swinging of the arm. and a compacting part that compacts the embankment area with the arm part via a shaft member that extends along the insertion direction or the pressing direction and a bearing that rotatably supports the shaft member. The compaction method includes a detection step of detecting the position of the tip of the arm, the orientation of the arm, and the rotation angle of the compaction part about the rotation axis with respect to the axis of the arm; a calculation step of calculating the area compacted by the compaction unit based on the detected position, orientation, and rotation angle; Detection is performed using a fixed detection head, and the rotation angle is detected based on the measured amount of movement .
本発明によれば、盛立エリアを効率よく締固めることができると共に締固め状況を把握することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a heaping area can be compacted efficiently, and a compaction condition can be grasped|ascertained.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る締固め装置及び締固め方法について説明する。 Hereinafter, a compaction apparatus and a compaction method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
ここでは、コンクリート材料を盛立ててダム、道路及び堤防等の土木構造物を構築する際にコンクリート材料によって形成される盛立エリア1(図1参照)を締固める締固め装置及び締固め方法について説明する。コンクリート材料は、例えば、スランプ値が0(零)のRCD(Roller Compacted Dam)コンクリートであるが、セメント改良土、CSG(Cemented Sand and Gravel)材であってもよい。 Here, a compaction device and a compaction method for compacting an embankment area 1 (see Fig. 1) formed by concrete material when constructing civil engineering structures such as dams, roads, embankments, etc. by piling up concrete material will be described. explain. The concrete material is, for example, RCD (Roller Compacted Dam) concrete with a slump value of 0 (zero), but may be cemented modified soil or CSG (Cemented Sand and Gravel) material.
打設されたコンクリート材料は締固めが不十分で空隙を含んだまま固まると、コンクリート材料の強度が所期の強度に達しないおそれがある。盛立エリア1の締固めは、打設されたコンクリート材料から空隙を除去して所期の強度を出すために行われる。
If the cast concrete material is insufficiently compacted and hardens with voids, the strength of the concrete material may not reach the desired strength. Compaction of the
本実施形態に係る締固め装置100は、走行可能な走行部10と、走行部10に揺動自在に支持される腕部20と、腕部20の先端に支持される締固め部30と、を備えている。締固め部30は、盛立エリア1へ挿入可能に形成された棒状のバイブレータ31を備えている。バイブレータ31をその軸方向に盛立エリア1へ挿入した状態で振動させると、バイブレータ31を中心とする振動伝達範囲内のコンクリート材料が振動し、空隙を形成している空気がコンクリート材料から除去され盛立エリア1が締固められる。走行部10及び腕部20を移動させて締固め部30を順次移動させることにより、盛立エリア1の全体を締固めることができる。
The
盛立エリア1の締固めにおいて、締固めが不十分な領域があると、当該領域における強度が所期の強度に達しないおそれがある。また、盛立エリア1を過度に締固める場合には、締固め作業に要する時間が長くなり、土木構造物の工事期間が長くなる。加えて、過度に締固められた領域において骨材分離が生じ、当該領域における強度が低下して所期の強度に達しないおそれがある。そのため、盛立エリア1の締固めにおいては、盛立エリア1の全体を過不足なく十分に、できるだけ均等に締固めることが望ましい。
In the compaction of the
盛立エリア1を均等に締固めるためには、盛立エリア1の締固め状況に基づいて締固め部30を移動させることが有効である。そのため、盛立エリア1を効率よく締固めると共に盛立エリア1の締固め状況を把握することも求められている。
In order to uniformly compact the
締固め装置100では、図2に示すように、締固め部30は、バイブレータ31を4本備えており、4本のバイブレータ31が互いに平行に間隔を開けて一列に並べられている。そのため、1本のバイブレータ31で盛立エリア1を締固める場合と比較して、一度の挿入で広い範囲を締固めることができる。したがって、盛立エリア1を効率よく締固めることができる。
In the
また、締固め部30は、その挿入方向に沿う軸周りに回転自在に腕部20の先端に支持されている。そのため、走行部10を頻繁に移動させることなく複数のバイブレータ31を盛立エリア1における所望の位置に挿入することができ、盛立エリア1をより効率よく締固めることができる。
Also, the
更に、締固め装置100は、締固め部30によって締固められた領域を算出する算出部60(図4参照)を備えている。そのため、盛立エリア1の締固め状況を把握することができ、盛立エリア1の全体を過不足なく十分に、均等に締固めることができる。
Furthermore, the
以下、締固め装置100の構成及び締固め方法をより詳細に説明する。
The configuration of the
図1に示すように、走行部10は、クローラ11aが装着される台車11と、台車11に鉛直軸周りに旋回自在に支持される旋回台12と、旋回台12に固定される操縦室13と、を備えている。操縦室13には締固め装置100の動作を制御するための不図示の操作器具が設けられており、作業者は、操縦室13内で操作器具を操作して締固め装置100を操縦する。また、操縦室13には、盛立エリア1の締固め状況を表示可能なモニタ80が設けられており、作業者は、モニタ80に表示される締固め状況を確認しながら締固め装置100を操縦することができる。
As shown in FIG. 1, the
台車11には、不図示の走行モータ及び旋回モータが搭載されている。走行モータを駆動することにより、クローラ11aが回転し走行部10が走行する。台車11はクローラ11aの前後方向に走行可能であり、左右のクローラ11aの回転数、回転方向を調整することで方向転換が可能である。ただし、方向変換時にクローラ11aの回転数、回転方向を変動させることで走行面である盛立エリア1の表面を荒らしてしまうおそれがある。旋回モータを駆動することにより、旋回台12が台車11に対して旋回する。
The
腕部20は、旋回台12に水平軸周りに揺動自在に支持されるブーム21と、ブーム21の先端に水平軸周りに揺動自在に支持されるアーム22と、アーム22の先端に水平軸周りに揺動自在に支持されるブラケット23と、を備えている。ブーム21は、ブームシリンダ24の伸縮駆動により上下起伏方向に揺動し、アーム22は、アームシリンダ25の伸縮駆動により上下起伏方向に揺動する。ブラケット23は、ブラケットシリンダ26の伸縮駆動により上下起伏方向に揺動する。したがって、ブラケット23は、旋回台12に対して、上下動可能、起伏動可能であり、ブラケット23を旋回台12に対して揺動できる。
The
図2に示すように、締固め部30は、複数のバイブレータ31の基端どうしを連結する連結部材32を備えている。連結部材32は、バイブレータ31の軸方向(締固め部30の挿入方向)に対して略直交して延びている。連結部材32を盛立エリア1の表面と略平行に保持した状態で降下させることにより、複数のバイブレータ31を盛立エリア1に挿入することができる。
As shown in FIG. 2, the compacting
締固め部30は、回転支持機構40を介してブラケット23に支持されている。回転支持機構40は、バイブレータ31の軸方向(締固め部30の挿入方向)に沿って延びる円柱状の軸41と、軸41を回転自在に支持する円筒状の軸受42と、を備えている。軸受42はブラケット23に固定されており、ブラケット23の揺動により、軸受42及び軸41も揺動する。
The
軸41は、締固め部30の連結部材32に固定されている。そのため、ブラケット23の揺動に伴う軸41の揺動により、締固め部30が揺動する。また、軸41の回転により、締固め部30がブラケット23に対して軸41周りに回転する。軸41及び締固め部30は、不図示のモータの駆動により回転する。
The
なお、軸受42が締固め部30の連結部材32に固定され軸41がブラケット23に固定されていてもよい。つまり、締固め部30は、その挿入方向に沿う軸41周りに回転自在にブラケット23に支持されていればよい。
Note that the
このように、締固め部30は、その挿入方向に沿う軸周りにブラケット23に回転自在に支持されている。そのため、図3に示すように、腕部20に対して、複数のバイブレータ31の配列方向を変更可能である。したがって、走行部10の位置を変えることなく盛立エリア1の形状に沿って複数のバイブレータ31を盛立エリア1に挿入することができる。これにより、台車11の方向変換の回数を減らすことができ、効率よく盛立エリア1の全体を締固めることができる。
In this manner, the compacting
図3において、点線は、締固め装置100の姿勢の一例を示し、実線で示される姿勢から旋回台12を旋回させると共に締固め部30を回転させた姿勢を示している。
In FIG. 3, the dotted line shows an example of the posture of the
また、図3では、壁面W1,W2によって囲まれた盛立エリア1を締固めている状態を示している。締固め装置100は、壁面W1,W2に囲まれた盛立エリア1だけでなく、河床及びアバットメントのように地形が複雑で隆起部に隣接するように形成された盛立エリアの締固めにおいても有効である。
FIG. 3 also shows a state in which the
図2に示すように、回転支持機構40は、軸41の外周から径方向外側に突出する第1突起43と、軸受42から軸41に沿って突出する第2突起44と、を備えている。第2突起44は、軸41の回転方向に第1突起43に当接可能であり、第1突起43に当接した状態では、軸41の回転すなわち締固め部30の回転を制限する。つまり、第2突起44は、締固め部30の回転を制限する制限部として機能する。
As shown in FIG. 2, the
図3において実線で示される締固め装置100は、締固め部30の回転が第2突起44によって制限された状態を示している。この状態では、複数のバイブレータ31は、操縦室13の前後方向に対して略直角の方向に並べられている。そのため、操縦室13内から複数のバイブレータ31の位置を確認することができる。したがって、ブーム21、アーム22及びブラケット23の揺動による複数のバイブレータ31の変位を容易に把握することができ、複数のバイブレータ31を所望の位置に容易に位置合わせすることができる。
The
図4に示すように、締固め装置100は、腕部20の先端の位置を検出する位置検出部51と、腕部20の方位を検出する方位検出部52と、腕部20の軸線に対する締固め部30の回転角度を検出する回転角度検出部53と、を備えている。位置検出部51、方位検出部52及び回転角度検出部53による検出ステップは、所定周期で繰返し実行される。
As shown in FIG. 4, the
以下において、締固め部30の挿入方向が鉛直方向に一致するように締固め部30が保持されているものとし、「位置」及び「方位」は、それぞれ、水平方向における位置及び方向とする。腕部20の先端は、ブラケット23であり、腕部20の軸線は、締固め装置100を鉛直上方から見たときの腕部20の中心線である。
Hereinafter, it is assumed that the
位置検出部51は、ブラケット23に設けられるGPS(Global Positioning System:全地球無線測位システム)受信機51aである。GPS受信機51aは、受信したGPS衛星の信号に基づいて自身の位置(緯度及び経度)を検出する。GPS受信機51aはブラケット23に設けられているため、GPS受信機51aの位置を検出することにより、ブラケット23の位置を検出することができる。
The
方位検出部52は、GPS受信機51aと、アーム22の基端に設けられるGPS受信機52aと、GPS受信機51a,52aから出力される信号を処理する処理部52bと、を備えている。GPS受信機52aは、受信したGPS衛星の信号に基づいて自身の位置を検出する。処理部52bは、GPS受信機51a,52aにより検出された位置に基づいて、GPS受信機52aに対するGPS受信機51aの方位を検出する。GPS受信機51aがブラケット23に設けられておりGPS受信機52aがアーム22の基端に設けられているため、処理部52bを用いてGPS受信機52aに対するGPS受信機51aの方位を検出することにより、腕部20の方位を得ることができる。
The
回転角度検出部53は、いわゆるリニアエンコーダであり、図2に示すように、回転支持機構40の軸41の外周面に固定されるスケール53aと、軸受42に固定される検出ヘッド53bと、を備えている。検出ヘッド53bは、スケール53aの移動量を測定し、測定した移動量に基づいて軸41の回転角度すなわち締固め部30の回転角度を検出する。
The rotation
検出ヘッド53bは、スケール53aの目盛を検出し、検出した目盛の数に基づいてスケール53aの移動量を測定する。検出ヘッド53bはスケール53aの目盛を検出しそこなうことがある。検出しそこなった回数が増えると、測定誤差が蓄積して回転角度の検出精度が低下する。このような場合には、回転角度検出部53を校正する必要がある。
The
回転角度検出部53は、制限部として機能する第1突起43と第2突起44が当接した際に回転角度を例えば0(零)にリセットするリセット機能を備えている。そのため、第1突起43と第2突起44を当接させることで回転角度検出部53を校正することができる。したがって、回転角度検出部53の検出精度の低下を防止することができる。
The rotation
位置検出部51、方位検出部52及び回転角度検出部53により検出された位置、方位及び回転角度は、算出部60に入力される。算出部60は、演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)と、CPUにより実行される制御プログラム等を記憶するROM(Read-Only Memory)と、CPUの演算結果等を記憶するRAM(Random Access Memory)と、を備えるマイクロコンピュータである。算出部60は、1つのマイクロコンピュータによって構成されていてもよいし、複数のマイクロコンピュータによって構成されていてもよい。
The position, orientation, and rotation angle detected by the
算出部60は、位置検出部51、方位検出部52及び回転角度検出部53により検出された位置、方位及び回転角度に基づいて、締固め部30によって締固められた領域を算出する。締固め部30によって締固められた領域を算出する算出ステップは、所定周期で繰返し実行される。
The
算出部60は、複数のバイブレータ31の位置を算出する位置算出部61と、盛立エリア1を複数の区画に仮想的に分割する分割部62と、複数の区画の各々が締固め部30によって締固められたか否かを判定する判定部63と、を備える。位置算出部61、分割部62及び判定部63は、マイクロコンピュータの機能を仮想的なユニットとしたものである。
The
位置算出部61は、位置検出部51、方位検出部52及び回転角度検出部53により検出された位置、方位及び回転角度に基づいて、複数のバイブレータ31の位置を算出する。具体的には、位置算出部61は、位置検出部51、方位検出部52及び回転角度検出部53により検出された位置、方位及び回転角度と、ブラケット23に対する軸41の位置と、軸41に対する複数のバイブレータ31の位置とを用いて、複数のバイブレータ31の位置(緯度及び経度)を算出する。軸41は、軸受42を介してブラケット23に支持されているため、ブラケット23に対する軸41の位置は既知である。また、複数のバイブレータ31は連結部材32に取付けられ連結部材32が軸41に固定されているため、軸41に対する複数のバイブレータ31の位置は既知である。したがって、これらの既知の値と検出された位置、方位及び回転角度とを用いることにより、複数のバイブレータ31の位置を算出することができる。
The
分割部62は、作業者によって入力される又は予め記憶される盛立エリア1の情報を取得し、取得した情報に基づいて盛立エリア1の画像を形成し、形成した盛立エリア1の画像をメッシュ状に複数の区画に分割する。
The
判定部63は、算出された複数のバイブレータ31の位置に基づいて、複数の区画の各々がバイブレータ31によって締固められたか否かを判定する。そのため、バイブレータ31によって締固められた領域は、区画単位で算出される。したがって、複数の区画単位で締固め状況を把握することができ、複数の区画の各々に対してバイブレータ31を位置合わせすればよく、盛立エリア1を効率よく締固めることができる。
Based on the calculated positions of the
判定部63における判定方法を、図5を参照して具体的に説明する。
A determination method in the
図5は、複数の区画に分割された盛立エリア1の拡大模式図であり、点線は、隣り合う区画の境界(分割線)を示している。説明の便宜上、図5に示す8個の区画を、上段左、下段左、上段左から2つ目、下段左から2つ目、・・・下段右の順に、区画A1,A2,A3,A4,・・・,A8とする。図5では、バイブレータ31の挿入領域Bが4つ示されている。挿入領域Bは、算出された複数のバイブレータ31の位置とバイブレータ31の外径とを用いて算出される。
FIG. 5 is an enlarged schematic diagram of the
判定部63は、区画A1~A8にバイブレータ31が挿入されたか否かを判定すると共にバイブレータ31が所定時間以上振動したか否かを判定することによって、区画A1~A8の各々が締固められたか否かを判定する。バイブレータ31が挿入されたか否かは、区画A1~A8の各々の面積に対する挿入領域Bの面積の割合が所定閾値以上であるか否かに基づいて判定する。
The
図5に示す例において、所定閾値を10%に設定した場合には、区画A2,A4,A5,A6,A7における挿入領域Bの割合が10%以上であるため、判定部63は、区画A2,A4,A5,A6,A7にバイブレータ31が挿入されたと判定する。この状態でバイブレータ31が所定時間以上振動した場合に、判定部63は、区画A2,A4,A5,A6,A7を、締固め部30によって締固められた締固め済区画と判定する。区画A1,A3,A8における挿入領域Bの割合は10%未満であるため、判定部63は、区画A1,A3,A8にバイブレータ31が挿入されていないと判定し、区画A1,A3,A8を、締固め部30によって締固められていない締固め未区画と判定する。
In the example shown in FIG. 5, when the predetermined threshold is set to 10%, the ratio of the insertion area B in the sections A2, A4, A5, A6, and A7 is 10% or more. , A4, A5, A6, and A7. In this state, when the
このように、判定部63は、複数の区画の各々におけるバイブレータ31の挿入領域の割合に基づいて、複数の区画の各々が締固められたか否かを判定する。そのため、締固められた領域は、挿入領域の割合が所定閾値以上の区画として算出される。したがって、バイブレータ31が隣り合う区画に渡って挿入される場合においても、締固められた領域を複数の区画単位で算出することができる。
In this manner, the
判定部63は、上記の判定を行う際に、盛立エリア1の表面に対する複数のバイブレータ31の高さを用いてもよい。この場合、バイブレータ31が盛立エリア1に挿入されたか否かをより正確に判定することができる。盛立エリア1の表面に対する複数のバイブレータ31の高さは、ブーム21、アーム22及びブラケット23の揺動角、又はブームシリンダ24、アームシリンダ25及びブラケットシリンダ26の伸縮量に基づいて算出することができる。
The
また、判定部63は、上記の判定を行う際に、バイブレータ31に起動指令が入力されから停止指令が入力されるまでの時間を用いてもよい。この場合、バイブレータ31が所定時間以上振動したか否かをより正確に判定することができる。
Further, the
判定部63による判定の結果は、分割部62によって複数の区画に分割された盛立エリア1の画像と共にモニタ80に表示される。
The determination result of the
図6は、モニタ80に表示される画像の一例を示している。図6に示すように、モニタ80は、締固め未区画及び締固め済区画を、それぞれ、線無しパターン及び右上がり斜線パターンでそれぞれ表示する。モニタ80に表示されるパターンは、締固め作業の進行に伴って更新される。
FIG. 6 shows an example of an image displayed on the
締固め状況をモニタ80に表示することによって、作業者は、締固め未区画と締固め済区画とを確認することができ、締固め状況を把握することができる。したがって、盛立エリア1の全体を過不足なく十分に、均等に締固めることができる。
By displaying the compaction status on the
また、モニタ80は、走行部10、腕部20及び締固め部30の位置を表示する。したがって、作業者は、締固め未区画に複数のバイブレータ31が位置しているか否かを確認することができ、盛立エリア1の全体を効率よく締固めることができる。
Also, the
以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。 According to the above embodiment, the following operational effects are obtained.
締固め装置100では、締固め部30がその挿入方向に沿う軸周りに回転自在に腕部20のブラケット23に支持されている。そのため、ブラケット23に対して、締固め部30の複数のバイブレータ31の配列方向を変更可能である。したがって、走行部10の位置を変えることなく盛立エリア1の形状に沿って複数のバイブレータ31を盛立エリア1に挿入することができ、盛立エリア1を効率よく締固めることができる。
In the
また、締固め装置100及び締固め方法では、ブラケット23の位置、腕部20の方位、及び腕部20の軸線に対する締固め部30の回転角度に基づいて、締固め部30によって締固められた領域を算出する。そのため、算出される領域は、締固め部30の移動に伴って更新される。したがって、盛立エリア1の締固め状況を把握することができ、盛立エリア1の全体を過不足なく十分に、均等に締固めることができる。
In addition, in the
また、締固め装置100及び締固め方法では、盛立エリア1を複数の区画に仮想的に分割し、複数の区画の各々が締固め部30によって締固められたか否かを判定する。そのため、締固められた領域は、複数の区画単位で算出される。したがって、複数の区画単位で締固め状況を把握することができ、複数の区画の各々に対して締固め部30を位置合わせすればよく、盛立エリア1を効率よく締固めることができる。
Moreover, in the
また、締固め装置100及び締固め方法では、複数のバイブレータ31の挿入領域を算出し、複数の区画の各々における算出された挿入領域の割合に基づいて、複数の区画の各々が締固め部30によって締固められたか否かを判定する。そのため、締固められた領域は、挿入領域の割合が所定閾値以上の区画として算出される。したがって、バイブレータ31が隣り合う区画に渡って挿入される場合においても、締固められた領域を複数の区画単位で算出することができ、盛立エリア1の全体を過不足なく十分に、均等に締固めることができる。
Further, in the
また、締固め装置100では、回転角度検出部53は、制限部として機能する第1突起43と第2突起44が当接した際に回転角度を例えば0(零)にリセットするリセット機能を備えている。そのため、第1突起43と第2突起44を当接させることで回転角度検出部53を校正することができる。したがって、回転角度検出部53の検出精度の低下を防止することができ、盛立エリア1の締固め状況をより正確に把握することができる。
In addition, in the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments merely show a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the specific configurations of the above embodiments. do not have.
本発明は、地盤材料を盛立てることによって形成される盛立エリアを締固める締固め装置及び締固め方法にも適用可能である。地盤材料は、例えば、工事現場付近の地山等の採取場で調達された現地発生土、現地発生土にセメントを加えたセメント改良土、現地発生土にセメント及び水を加えたCSG(Cemented Sand and Gravel)材料である。 The present invention is also applicable to a compaction device and a compaction method for compacting an embankment area formed by embanking ground material. The ground material is, for example, locally generated soil procured from a quarry such as a natural mountain near the construction site, cement-improved soil obtained by adding cement to locally generated soil, CSG (Cemented Sand) obtained by adding cement and water to locally generated soil. and Gravel) material.
また、本実施形態では、バイブレータ31を備える締固め部30がブラケット23に回転自在に支持されているが、本発明はこの形態に限られない。例えば、図7に示すように締固め部230がブラケット23に回転自在に支持されていてもよい。締固め部230は、盛立エリア1に押当て可能に形成された矩形(四角形)の締固め板231と、締固め板231を振動させる起振部232とを備えており、締固め板231を盛立エリア1に押当てた状態で起振部232を駆動して締固め板231を振動させることにより盛立エリア1を締固める。締固め部230を用いた形態では、締固め部230は、押当て方向(締固め板231の押当て面231aと直交する方向)に沿う軸周りに回転自在にブラケット23に支持される。
Further, in the present embodiment, the compacting
また、締固め部230を用いた形態では、位置算出部61は、バイブレータ31の位置に代えて、押当て板213の位置を算出する。また、判定部63は、バイブレータ31の挿入領域に代えて、押当て板213の押当て領域を算出し、複数の区画の各々における押当て板213の押当て領域の割合に基づいて、複数の区画の各々が締固められたか否かを判定する。押当て板213の押当て領域を算出する際には、バイブレータ31の挿入領域の算出と同様に、盛立エリア1の表面に対する押当て板213の高さを用いてもよい。締固め板231によって締固められた領域を算出する際に、起振部232が動作しているか否かを用いてもよい。
In addition, in the form using the
締固め部230を用いた形態では、締固め板231を振動させずに、ブームシリンダ24、アームシリンダ25又はブラケットシリンダ26を駆動して締固め板231を盛立エリア1に押付けて盛立エリア1を締固めてもよい。
In the form using the
本実施形態において、締固め部30は、不図示のモータの駆動により回転するが、モータ以外の力により回転してもよい。例えば、盛立エリア1を囲う壁面や盛立エリア1から突出する隆起部の側面に締固め部30の一部を押当てた状態でブームシリンダ24、アームシリンダ25又はブラケットシリンダ26を駆動して締固め部30に力を加え、締固め部30を回転させてもよい。
In this embodiment, the
本実施形態において、腕部20は旋回台12に揺動自在に支持され旋回台12が旋回自在に台車11に支持されているが、本発明はこの形態に限られない。腕部20は、台車11に支持されていてもよい。この場合には、台車11に水平軸周り及び鉛直軸周りに揺動自在に支持される。
In this embodiment, the
100・・・締固め装置
1・・・盛立エリア
10・・・走行部
20・・・腕部
30,230・・・締固め部
31・・・バイブレータ
44・・・制限部(第2突起)
51・・・位置検出部
52・・・方位検出部
53・・・回転角度検出部
60・・・算出部
100...
51...
Claims (6)
走行部と、
前記走行部に揺動自在に支持される腕部と、
前記盛立エリアへ挿入又は押当て可能に形成されると共に前記腕部の先端に挿入方向又は押当て方向に沿う回転軸周りに回転自在に支持され、前記腕部の揺動により前記盛立エリアに挿入又は押当てられて前記盛立エリアを締固める締固め部と、
前記腕部の先端の位置を検出する位置検出部と、
前記腕部の方位を検出する方位検出部と、
前記腕部の軸線に対する前記回転軸周りにおける前記締固め部の回転角度を検出する回転角度検出部と、
前記位置検出部、前記方位検出部及び前記回転角度検出部により検出された位置、方位及び回転角度に基づいて、前記締固め部によって締固められた領域を算出する算出部と、を備え、
前記締固め部は、前記挿入方向又は押当て方向に沿って延びる軸部材と、前記軸部材を回転自在に支持する軸受と、を介して前記腕部に支持されており、
前記回転角度検出部は、
前記軸部材に固定されるスケールと、
前記軸受に固定され、前記スケールの移動量を測定する検出ヘッドと、を備える、
締固め装置。 A compaction device for compacting an embankment area, comprising:
a running part;
an arm portion swingably supported by the running portion;
It is formed so as to be able to be inserted into or pushed against the building area, and is supported by the tip of the arm so as to be rotatable around a rotation axis along the insertion direction or the pressing direction. A compaction part that is inserted or pressed against and compacts the raised area;
a position detection unit that detects the position of the tip of the arm;
an orientation detection unit that detects the orientation of the arm;
a rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the compaction unit about the rotation axis with respect to the axis of the arm;
a calculation unit that calculates the area compacted by the compaction unit based on the position, orientation, and rotation angle detected by the position detection unit, the orientation detection unit, and the rotation angle detection unit ;
The compaction part is supported by the arm via a shaft member extending along the insertion direction or the pressing direction and a bearing that rotatably supports the shaft member,
The rotation angle detection unit is
a scale fixed to the shaft member;
a detection head fixed to the bearing and measuring the amount of movement of the scale;
Compaction device.
請求項1に記載の締固め装置。 The calculation unit divides the building area into a plurality of partitions, and determines the plurality of partitions based on the position, orientation, and rotation angle detected by the position detection unit, the orientation detection unit, and the rotation angle detection unit. has been compacted by said compaction station.
走行部と、
前記走行部に揺動自在に支持される腕部と、
前記盛立エリアへ挿入又は押当て可能に形成されると共に前記腕部の先端に挿入方向又は押当て方向に沿う回転軸周りに回転自在に支持され、前記腕部の揺動により前記盛立エリアに挿入又は押当てられて前記盛立エリアを締固める締固め部と、
前記腕部の先端の位置を検出する位置検出部と、
前記腕部の方位を検出する方位検出部と、
前記腕部の軸線に対する前記締固め部の回転角度を検出する回転角度検出部と、
前記位置検出部、前記方位検出部及び前記回転角度検出部により検出された位置、方位及び回転角度に基づいて、前記締固め部によって締固められた領域を算出する算出部と、前記締固め部の回転を制限する制限部と、を備え、
前記回転角度検出部は、前記制限部に基づき回転角度をリセットするリセット機能を有する
締固め装置。 A compaction device for compacting an embankment area, comprising:
a running part;
an arm portion swingably supported by the running portion;
It is formed so as to be able to be inserted into or pushed against the building area, and is supported by the tip of the arm so as to be rotatable around a rotation axis along the insertion direction or the pressing direction. A compaction part that is inserted or pressed against and compacts the raised area;
a position detection unit that detects the position of the tip of the arm;
an orientation detection unit that detects the orientation of the arm;
a rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the compaction unit with respect to the axis of the arm;
a calculation unit that calculates an area compacted by the compaction unit based on the position, orientation, and rotation angle detected by the position detection unit, the orientation detection unit, and the rotation angle detection unit; and the compaction unit. and a restricting portion that restricts the rotation of
The rotation angle detection unit has a reset function of resetting the rotation angle based on the limit unit.
請求項2に記載の締固め装置。 The calculation unit calculates an insertion area or a pressing area of the compaction unit based on the position, orientation, and rotation angle detected by the position detection unit, the orientation detection unit, and the rotation angle detection unit. 3. The compaction device according to claim 2 , wherein it is determined whether each of the plurality of compartments has been compacted by the compaction unit based on the calculated ratio of the insertion area or the pressing area in each of the compartments .
前記締固め装置は、
走行部と、
前記走行部に揺動自在に支持される腕部と、
前記盛立エリアへ挿入又は押当て可能に形成されると共に前記腕部の先端に挿入方向又は押当て方向に沿う回転軸周りに回転自在に支持され、前記腕部の揺動により前記盛立エリアに挿入又は押当てられて前記盛立エリアを締固める締固め部と、を備え、前記締固め部は、前記挿入方向又は押当て方向に沿って延びる軸部材と、前記軸部材を回転自在に支持する軸受と、を介して前記腕部に支持されており、
前記締固め方法は、
前記腕部の先端の位置、前記腕部の方位、及び前記腕部の軸線に対する前記回転軸周りにおける前記締固め部の回転角度を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにて検出された位置、方位及び回転角度に基づいて、前記締固め部によって締固められた領域を算出する算出ステップと、を備え、
前記検出ステップでは、前記軸部材に固定されたスケールの移動量を、前記軸受に固定された検出ヘッドを用いて検出し、測定した前記移動量に基づいて前記回転角度を検出する、
締固め方法。 A compaction method for compacting an embankment area using a compaction device,
The compaction device is
a running part;
an arm portion swingably supported by the running portion;
It is formed so as to be able to be inserted into or pushed against the building area, and is supported by the tip of the arm so as to be rotatable around a rotation axis along the insertion direction or the pressing direction. and a compacting part that is inserted or pressed against to compact the raised area , wherein the compacting part includes a shaft member extending along the insertion direction or the pressing direction, and the shaft member rotatably supported by the arm via a supporting bearing,
The compaction method is
a detection step of detecting the position of the tip of the arm, the orientation of the arm, and the angle of rotation of the compaction unit about the axis of rotation with respect to the axis of the arm;
a calculation step of calculating the area compacted by the compaction unit based on the position, orientation, and rotation angle detected in the detection step ;
In the detection step, the amount of movement of the scale fixed to the shaft member is detected using a detection head fixed to the bearing, and the rotation angle is detected based on the measured amount of movement.
Compaction method.
請求項5に記載の締固め方法。 In the calculating step, the heaping area is divided into a plurality of sections, and each of the plurality of sections is compacted by the compaction unit based on the position, orientation, and rotation angle detected in the detecting step. 6. The compaction method according to claim 5 , wherein it is determined whether or not the
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