JP7431587B2 - Slope construction equipment and slope construction method using it - Google Patents
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Description
本発明は、法面に対して施工を行うための法面施工装置と、この法面施工装置を利用する法面施工方法とに関するものである。 The present invention relates to a slope construction device for performing construction on a slope, and a slope construction method using this slope construction device.
従来、法面に対して吹付け等の施工を行う際には、作業員が親綱により法面にぶら下がって施工していた。又、建設機械のアーム先端にノズルを取り付け、そのノズルから法面に対して吹付け材料を吹付ける工法等も発案されている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, when spraying or other construction work is carried out on a slope, workers have to hang from the slope using a rope. Furthermore, a construction method has been proposed in which a nozzle is attached to the tip of an arm of a construction machine and a spraying material is sprayed from the nozzle onto a slope (for example, see Patent Document 1).
ここで、作業員が親綱によってぶら下がる方法は、施工範囲全体の位置出しを行った上で、作業員が施工位置を確認しながら作業を行うため、作業効率が悪かった。又、作業員が法面において直接作業を行うことから、特に安全面に配慮する必要があった。一方、建設機械にノズルを取り付ける方法は、ノズルの位置決めが困難であり、それが作業効率を悪化させる一因となっていた。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、法面施工の作業効率及び安全性を向上することにある。
Here, the method in which the worker hangs from the main rope is inefficient because the worker first locates the entire construction area and then performs the work while confirming the construction position. In addition, since workers would be working directly on the slope, it was necessary to give particular consideration to safety. On the other hand, in the method of attaching a nozzle to a construction machine, it is difficult to position the nozzle, which is a contributing factor to deteriorating work efficiency.
The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to improve the work efficiency and safety of slope construction.
(発明の態様)
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
(Aspects of the invention)
The following embodiments of the invention are intended to exemplify the configuration of the present invention, and will be explained separately in order to facilitate understanding of the various configurations of the present invention. Each section does not limit the technical scope of the present invention, and some of the constituent elements of each section may be replaced, deleted, or further modified while taking into consideration the best mode for carrying out the invention. Components to which the above components are added may also be included within the technical scope of the present invention.
(1)法面に対して施工を行うための装置であって、重機の作業機に取り付けられ、外面に少なくとも1つの開口面を有する立体形状を成し、前記重機により移動される位置毎に前記開口面を法面に向ける態様で法面に載置される作業フレームと、該作業フレーム内で移動可能に保持され、施工内容に応じた作業アタッチメントが前記開口面に向けて着脱可能に取り付けられる作業実行部と、前記作業フレームの位置、及び、前記作業フレーム内での前記作業実行部の位置を把握するための位置把握手段と、予め設定される設計値及び前記位置把握手段による位置把握結果に基づいて、前記作業フレーム内での前記作業実行部の移動と、前記作業アタッチメントの動作とを制御する制御部と、を含む法面施工装置。 (1) A device for performing construction work on a slope, which is attached to a working machine of heavy machinery, has a three-dimensional shape with at least one opening on its outer surface, and is installed at each position moved by the heavy machinery. A work frame that is placed on a slope with the opening surface facing the slope, and a work attachment that is movably held within the work frame and that is removably attached to face the opening surface according to the construction content. a position grasping means for grasping the position of the work frame, a position grasping means for grasping the position of the work execution section within the work frame, and a preset design value and position grasping by the position grasping means; A slope construction device comprising: a control unit that controls movement of the work execution unit within the work frame and operation of the work attachment based on a result.
本項に記載の法面施工装置は、作業フレーム、作業実行部、位置把握手段、及び制御部を含み、作業フレームは、外面に少なくとも1つの開口面を有する立体形状を成すものであり、ブームやアームといった重機の作業機に取り付けられる。そして、重機の作業機に取り付けられた作業フレームは、重機によって持ち運ばれて移動され、その移動される位置毎に、開口面を法面に向ける態様で法面に載置される。作業実行部は、作業フレーム内で移動可能に保持されており、法面に対する施工内容に応じた作業アタッチメントが、作業フレームの開口面に向けて着脱可能に取り付けられる。このため、作業フレームが法面に載置された状態では、作業実行部に取り付けられた作業アタッチメントが法面に向けられることになる。位置把握手段は、作業フレームの位置と、作業フレーム内での作業実行部の位置とを把握するためのものである。 The slope construction device described in this section includes a work frame, a work execution section, a position grasping means, and a control section, and the work frame has a three-dimensional shape having at least one opening on the outside, and a boom. It can be attached to heavy equipment such as arms and arms. The work frame attached to the working machine of the heavy machine is carried and moved by the heavy machine, and is placed on the slope with the opening surface facing the slope at each position to which it is moved. The work execution section is movably held within the work frame, and work attachments corresponding to the content of construction on the slope are removably attached to the opening surface of the work frame. Therefore, when the work frame is placed on the slope, the work attachment attached to the work execution unit is directed toward the slope. The position grasping means is for grasping the position of the work frame and the position of the work execution unit within the work frame.
そして、この位置把握手段による位置の把握結果と、施工内容に応じて予め設定される設計値とに基づいて、制御部は、作業フレーム内での作業実行部の移動と、作業実行部に取り付けられている作業アタッチメントの動作とを制御する。すなわち、制御部は、作業フレーム内での作業実行部の位置を確認しながら作業実行部を移動させ、設計値通りに施工が行われるように作業アタッチメントの動作を制御するものである。このため、作業フレームが法面に載置された状態で、作業フレームの開口面が対向する法面に対して、制御部によって位置及び動作が制御された作業アタッチメントにより施工が行われることになる。従って、作業フレームの移動と作業フレーム内での作業アタッチメントによる施工とが繰り返し行われることで、作業フレームの開口面が対向する法面の範囲を分割単位とした複数の分割範囲毎に施工が行われ、結果として施工範囲全体が施工されることになる。 Then, based on the position grasping result by the position grasping means and the design values set in advance according to the construction details, the control section moves the work execution section within the work frame and attaches the work execution section to the work execution section. control the operation of the work attachment that is being That is, the control unit moves the work execution unit while checking the position of the work execution unit within the work frame, and controls the operation of the work attachment so that construction is performed according to the design value. Therefore, with the work frame placed on the slope, construction work is carried out on the slope where the opening surface of the work frame faces, using a work attachment whose position and movement are controlled by the control unit. . Therefore, by repeatedly moving the work frame and performing construction using the work attachment within the work frame, construction can be carried out in multiple divided ranges with the range of the slope facing the opening face of the work frame as the division unit. As a result, the entire construction area will be constructed.
これにより、作業効率が向上するものとなり、同時に、作業員が法面にぶら下がる等して法面で直接作業を行う必要なく、遠隔的に施工されるため、安全性も向上するものとなる。又、位置把握手段による作業フレームの位置の把握結果が確認されながら、重機により作業フレームが載置される法面の位置が調整されることで、作業フレームの位置決めが容易になる。更に、作業フレームは重機を介して法面に載置され、作業員による固定作業等が不要であるため、これによっても安全性が向上され、労力の削減や工期の短縮にも寄与するものとなる。加えて、作業実行部に取り付けられる作業アタッチメントは取り換え可能であるため、取り付け可能な作業アタッチメントの種類に応じて、様々な施工内容に対応するものとなる。又、同一の施工場所において、作業アタッチメントの付け替えで対応できる2種類以上の施工を行う場合には、それらの施工を別々の施工機械を用いて行う場合と比較して、工期が短縮されると共に、運搬コストが削減されるものとなる。 This improves work efficiency, and at the same time, it also improves safety because the work can be done remotely without the need for workers to work directly on the slope, such as by hanging over it. Moreover, the position of the work frame can be easily positioned by adjusting the position of the slope on which the work frame is placed by the heavy equipment while confirming the result of grasping the position of the work frame by the position grasping means. Furthermore, since the work frame is placed on the slope using heavy machinery, there is no need for workers to fix it, which also improves safety and contributes to reducing labor and shortening the construction period. Become. In addition, since the work attachments attached to the work execution section are replaceable, the system can be adapted to various construction contents depending on the type of work attachments that can be attached. In addition, when performing two or more types of construction at the same construction site that can be handled by changing work attachments, the construction period is shortened and , transportation costs will be reduced.
(2)上記(1)項において、前記作業フレームに、該作業フレームの傾きを計測するための傾斜計が取り付けられており、前記作業フレームが法面に載置される際に、前記傾斜計が確認されながら前記作業フレームの傾きが調整される法面施工装置(請求項1)。
本項に記載の法面施工装置は、作業フレームの傾きを計測するための傾斜計が作業フレームに取り付けられていることで、作業フレームが法面に載置される際に、その傾斜計が確認されながら作業フレームの傾きが調整されるものである。これにより、作業フレームが安定した傾きで法面に載置されることとなる。なお、この傾斜計による計測結果は、位置把握手段による作業フレームの位置把握のため等に利用されてもよい。
(2) In the above item (1), an inclinometer for measuring the inclination of the work frame is attached to the work frame , and when the work frame is placed on a slope, the inclinometer A slope construction device (claim 1) in which the inclination of the work frame is adjusted while confirming that .
The slope construction equipment described in this section has an inclinometer attached to the work frame to measure the inclination of the work frame, so that when the work frame is placed on the slope, the inclinometer is The tilt of the work frame is adjusted while being checked. This allows the work frame to be placed on the slope with a stable inclination. Note that the measurement results obtained by the inclinometer may be used for the purpose of determining the position of the work frame by the position determining means.
(3)上記(2)項において、前記作業フレームが、立方体ないし略立方体を成し、前記作業実行部は、前記作業フレームの形状により仮想的に規定される、互いに平行な組み合わせの3対の面の各々と直交する3方向に、移動可能に保持されている法面施工装置(請求項2)。(3) In the above item (2), the work frame has a cubic or substantially cubic shape, and the work execution section has three pairs of mutually parallel combinations virtually defined by the shape of the work frame. A slope construction device that is movably held in three directions perpendicular to each of the surfaces (claim 2).
本項に記載の法面施工装置は、作業フレームが立方体ないし略立方体を成していることで、この作業フレームの形状によって、互いに平行な組み合わせの3対の面から成る6つの面(外面)が仮想的に規定され、そのうちの少なくとも1つの面が開口面になっている。そして、そのような作業フレームにおいて、作業実行部が、上述した3対の面の各々と直交する3方向に移動可能に保持されているものである。従って、略平坦な表面を有する法面に対して、開口面を法面へ向けて且つ別の1つの面を法面の上方へ向けて作業フレームが載置された状態では、法面と平行な上下方向と、法面と平行な左右方向と、法面と直交する前後方向との、3つの方向に作業アタッチメントが移動されることになる。これにより、実質的に作業フレーム内のあらゆる位置に作業アタッチメントが移動されるため、作業フレームの開口面が対向する法面の任意の位置に向かって、法面に対して適切な距離を取りながら、作業アタッチメントによる施工が行われることとなる。The slope construction device described in this section has a work frame in the form of a cube or a substantially cube, and depending on the shape of the work frame, six faces (outer faces) consisting of three pairs of faces parallel to each other are formed. is defined virtually, and at least one of the surfaces is an open surface. In such a work frame, the work execution section is held movably in three directions orthogonal to each of the three pairs of surfaces described above. Therefore, when a work frame is placed on a slope with a substantially flat surface with the opening surface facing the slope and another surface facing above the slope, the work frame will be parallel to the slope. The work attachment is moved in three directions: a vertical direction, a horizontal direction parallel to the slope, and a front-back direction perpendicular to the slope. This allows the work attachment to be moved to virtually any position within the work frame, so that the opening face of the work frame can be directed towards any position on the opposing slope while maintaining an appropriate distance to the slope. , construction will be carried out using work attachments.
(4)上記(2)(3)項において、前記作業フレームの、法面に載置される際に法面と接触する位置に、複数のジャッキが設けられている法面施工装置(請求項3)。(4) In the above items (2) and (3), the slope construction device (claim 3).
本項に記載の法面施工装置は、作業フレームの、法面に載置される際に法面と接触する位置に、複数のジャッキが設けられていることで、これら複数のジャッキが法面と作業フレームとの間に介在して法面に接触する態様で、作業フレームが法面に載置されるものである。従って、法面の表面に起伏があるような場合でも、ジャッキの伸縮長さの調整により、作業フレームが安定した姿勢で法面に載置されることとなり、又、ジャッキを介して反力を受けて、作業フレームの位置が安定して維持されることにもなる。The slope construction equipment described in this section is equipped with multiple jacks at positions where the work frame contacts the slope when it is placed on the slope. The work frame is placed on the slope in such a manner that it is interposed between the work frame and the work frame and comes into contact with the slope. Therefore, even if the slope surface has undulations, the work frame can be placed on the slope in a stable posture by adjusting the extension/contraction length of the jack, and the reaction force can be reduced through the jack. As a result, the position of the work frame can be maintained stably.
(5)上記(2)から(4)項において、前記作業フレームに、前記作業アタッチメントによる作業の様子を撮影するための撮影手段が取り付けられている法面施工装置(請求項4)。
本項に記載の法面施工装置は、作業アタッチメントによる作業の様子を撮影するための撮影手段が、作業フレームに取り付けられていることで、作業フレーム内での作業の様子が作業員等により把握されるものである。従って、法面を直接確認する必要なく、施工の様子が遠隔的に監視されるものとなる。そして、その監視結果を反映して作業アタッチメントの位置及び動作が調整されることで、施工精度がより向上されるものとなり、更には、作業フレーム内で異常が発生した場合に、それが直ぐに把握されて異常への対応が迅速に行われるものとなる。
(5) The slope construction device according to the above items ( 2 ) to (4), wherein a photographing means for photographing the work performed by the work attachment is attached to the work frame (claim 4 ).
The slope construction device described in this section has a photographing means attached to the work frame to take pictures of the work being performed using the work attachment, so that workers, etc. can understand the work being done within the work frame. It is something that will be done. Therefore, the construction process can be monitored remotely without the need to directly check the slope. By adjusting the position and movement of the work attachment to reflect the monitoring results, construction accuracy can be further improved, and furthermore, if an abnormality occurs within the work frame, it can be immediately identified. This will allow for rapid response to abnormalities.
(6)上記(2)から(5)項において、前記作業アタッチメントとして、法面に吹付け材を吹付けるための吹付けノズルと、法面を削孔するための削孔機とのうち、少なくとも一方が取り付け可能である法面施工装置(請求項5)。
本項に記載の法面施工装置は、作業実行部に取り付けられる作業アタッチメントとして、法面に吹付け材を吹付けるための吹付けノズルと、法面を削孔するための削孔機とのうち、少なくとも一方が取り付け可能なものである。すなわち、作業実行部に吹付けノズルが取り付けられる場合は、作業フレームが載置される位置毎に、作業フレームの開口面が対向する法面の範囲に対して、吹付け材が設計値通りの厚みになるように吹付け作業が行われる。又、作業実行部に削孔機が取り付けられる場合は、作業フレームが載置される位置毎に、作業フレームの開口面が対向する法面の範囲に含まれる設計位置に対して、法面に載置された作業フレームへの反力を利用して削孔が行われる。これにより、法面に対する吹付け作業や削孔の安全性が向上されると共に、効率よく作業が行われるものとなる。
(6) In items ( 2 ) to (5) above, the work attachment includes a spray nozzle for spraying spray material onto a slope, and a hole drilling machine for drilling a hole in the slope. A slope construction device to which at least one side can be attached (Claim 5 ).
The slope construction equipment described in this section has a spray nozzle for spraying spray material on the slope surface and a hole drilling machine for drilling holes in the slope surface as work attachments attached to the work execution unit. At least one of them is attachable. In other words, when a spray nozzle is attached to the work execution section, the spray material is applied to the range of the slope facing the opening surface of the work frame at each position where the work frame is placed in accordance with the design value. The spraying work is done to achieve the desired thickness. In addition, when a hole drilling machine is attached to the work execution section, for each position where the work frame is placed, the opening surface of the work frame is placed on the slope with respect to the design position that is included in the range of the opposing slope. Hole drilling is performed using the reaction force against the mounted work frame. This improves the safety of spraying work on slopes and drilling holes, and allows the work to be carried out efficiently.
(7)上記(6)項において、前記作業実行部に前記吹付けノズルが取り付けられ、前記作業フレームが法面に載置された状態で、前記吹付けノズルにより法面に吹付けられた前記吹付け材の厚みを計測するための吹付け厚計測手段を備える法面施工装置(請求項6)。
本項に記載の法面施工装置は、作業実行部に作業アタッチメントとして吹付けノズルが取り付けられると共に、吹付け材の厚みを計測するための吹付け厚計測手段を備えるものである。この吹付け厚計測手段は、作業フレームが法面に載置された状態で、吹付けノズルから法面に吹付けられた吹付け材の厚みを計測する。従って、この吹付け厚計測手段の計測結果が加味されながら、制御部によって作業実行部の移動及び吹付けノズルの動作が制御されることで、より設計値通りの厚みに近づくように吹付けが行われ、吹付け作業の精度が更に向上されるものとなる。
(7) In the above item (6), when the spray nozzle is attached to the work execution unit and the work frame is placed on the slope, the spray is sprayed onto the slope by the spray nozzle. A slope construction device (claim 6 ) comprising a sprayed thickness measuring means for measuring the thickness of sprayed material.
The slope construction apparatus described in this section is provided with a spray nozzle as a work attachment attached to the work execution section and a spray thickness measuring means for measuring the thickness of the spray material. This spray thickness measuring means measures the thickness of the spray material sprayed onto the slope from the spray nozzle while the work frame is placed on the slope. Therefore, by controlling the movement of the work execution unit and the operation of the spray nozzle by the control unit while taking into account the measurement results of this spray thickness measuring means, the spraying can be carried out closer to the designed thickness. This will further improve the accuracy of the spraying operation.
(8)上記(7)項において、前記吹付け厚計測手段は、前記作業フレームが法面に載置された状態における、法面に沿った前記作業実行部の移動方向に間隔を空けて、法面と直交する平面視で前記吹付けノズルを挟む位置で前記作業実行部に取り付けられた、2つの距離計測器を含む法面施工装置(請求項7)。
本項に記載の法面施工装置は、吹付け材の厚みを計測する吹付け厚計測手段が、作業実行部に取り付けられた2つの距離計測器を含んでおり、これら2つの距離計測器は、同じく作業実行部に取り付けられた吹付けノズルと一体的に移動される。又、2つの距離計測器は、作業フレームが法面に載置された状態での、法面に沿った作業実行部の移動方向に間隔を空けて配置されており、更に、法面と直交する平面視で、吹付けノズルを挟む位置で作業実行部に取り付けられている。すなわち、2つの距離計測器と吹付けノズルとは、吹付けノズルを中間にして直線状に配置されている。
(8) In the above item (7), the spray thickness measuring means is arranged at intervals in the direction of movement of the work execution section along the slope when the work frame is placed on the slope; A slope construction device (claim 7 ) comprising two distance measuring devices attached to the work execution section at positions sandwiching the spray nozzle in a plan view perpendicular to the slope.
In the slope construction device described in this section, the sprayed thickness measuring means for measuring the thickness of the sprayed material includes two distance measuring devices attached to the work execution section, and these two distance measuring devices , is moved integrally with the spray nozzle also attached to the work execution section. In addition, the two distance measuring devices are arranged at intervals in the direction of movement of the work execution unit along the slope when the work frame is placed on the slope, and furthermore, the two distance measuring devices are arranged at intervals in the direction of movement of the work execution unit along the slope. When viewed from above, it is attached to the work execution section at a position sandwiching the spray nozzle. That is, the two distance measuring devices and the spray nozzle are arranged in a straight line with the spray nozzle in the middle.
このため、2つの距離計測器が離間している方向に沿って作業実行部が移動されると、一方の距離計測器は、吹付けノズルが通過する直前の位置を通過することになり、他方の距離計測器は、吹付けノズルが通過した直後の位置を通過することになる。従って、上記のように作業実行部が移動されながら、吹付けノズルによる吹付けと2つの距離計測器による計測とが行われることで、一方の距離計測器により、吹付けノズルから吹付け材が吹付けられる直前の法面の表面までの距離が計測され、他方の距離計測器により、吹付けノズルから吹付け材が吹付けられた直後の法面の表面までの距離が計測される。これにより、吹付け材が吹付けられる前後の距離の差から、吹付け材の厚みが容易に算出されるものとなる。 Therefore, when the work execution part is moved along the direction in which the two distance measuring instruments are separated, one of the distance measuring instruments will pass the position immediately before the spray nozzle passes, and the other distance measuring instrument will pass through the position immediately before the spray nozzle passes. The distance measuring device will pass through the position immediately after the spray nozzle has passed. Therefore, while the work execution part is moved as described above, spraying by the spray nozzle and measurement by the two distance measuring devices are performed, and one distance measuring device measures the spraying material from the spraying nozzle. The distance to the surface of the slope immediately before being sprayed is measured, and the distance from the spray nozzle to the surface of the slope immediately after being sprayed with the spraying material is measured by the other distance measuring device. Thereby, the thickness of the sprayed material can be easily calculated from the difference in the distance before and after the sprayed material is sprayed.
(9)上記(1)から(8)項において、前記位置把握手段は、法面に予め設定される基準点と前記重機との位置関係、及び、前記重機と前記作業フレームとの位置関係を利用して、前記作業フレームの位置を把握する法面施工装置。
本項に記載の法面施工装置は、位置把握手段が作業フレームの位置を把握する際に、法面に予め設定される基準点と重機との位置関係、及び、重機と作業フレームとの位置関係を利用するものである。基準点は、施工の事前準備の段階で法面に設定されるものであり、位置把握手段は、その基準点を含む施工範囲の測量データを利用して、重機から視た基準点の位置を認識することによって、重機と基準点との位置関係を把握する。又、位置把握手段は、作業フレームが取り付けられた重機の作業機の大きさや、作業機の現在の姿勢等に基づいて、重機と作業フレームとの位置関係を把握する。これにより、作業フレームの位置が正確に把握されることとなるため、この作業フレームの位置及び測量データ等に基づいて、法面に載置される作業フレームの位置が調整されることで、作業フレームが精度よく位置決めされた状態で施工され、施工精度が向上されるものとなる。更に、基準点と測量データとを利用して作業フレームの位置を把握するものであるため、施工範囲全体の位置出しを行う必要がなく、事前準備の時間が抑制されるものとなる。
(9) In the above items (1) to (8), the position grasping means determines the positional relationship between a reference point set in advance on a slope and the heavy equipment, and the positional relationship between the heavy equipment and the work frame. A slope construction device that uses the slope construction device to grasp the position of the work frame.
In the slope construction device described in this section, when the position grasping means grasps the position of the work frame, the positional relationship between the reference point set in advance on the slope and the heavy equipment, and the position of the heavy equipment and the work frame are determined. It takes advantage of relationships. The reference point is set on the slope during the advance preparation stage of construction, and the positioning means uses survey data of the construction area including the reference point to determine the position of the reference point as seen from the heavy equipment. By recognizing this, the positional relationship between the heavy equipment and the reference point can be grasped. Further, the position grasping means grasps the positional relationship between the heavy machine and the work frame based on the size of the work machine of the heavy machine to which the work frame is attached, the current posture of the work machine, and the like. This allows the position of the work frame to be accurately grasped, so the position of the work frame placed on the slope is adjusted based on the position of the work frame and survey data, etc. The construction is performed with the frame positioned with high accuracy, and construction accuracy is improved. Furthermore, since the position of the work frame is determined using reference points and survey data, there is no need to locate the entire construction area, and the time required for advance preparation can be reduced.
(10)上記(9)項において、前記位置把握手段は、前記作業機の姿勢を計測するための姿勢計測手段を含む法面施工装置。
本項に記載の法面施工装置は、作業機の姿勢を計測するための姿勢計測手段を含むことで、位置把握手段が、姿勢計測手段の計測結果から、作業機の姿勢を精度よく把握するものである。従って、そのような作業機の姿勢と、予め設定される重機の作業機の大きさとが併されることで、重機と作業フレームとの位置関係が把握され、結果として作業フレームの位置が高精度で算出されるものとなる。
(10) In the above item (9), the slope construction device is characterized in that the position grasping means includes posture measuring means for measuring the posture of the working machine.
The slope construction device described in this section includes a posture measuring means for measuring the posture of the working machine, so that the position grasping means can accurately grasp the posture of the working machine from the measurement results of the posture measuring means. It is something. Therefore, by combining the posture of the work equipment with the preset size of the work equipment of the heavy equipment, the positional relationship between the heavy equipment and the work frame can be grasped, and as a result, the position of the work frame can be determined with high precision. It will be calculated as follows.
(11)法面に対する施工方法であって、重機の作業機に、外面に少なくとも1つの開口面を有する立体形状を成す作業フレームを取り付ける作業フレーム取付工程と、前記作業フレーム内で移動可能に保持されている作業実行部に、施工内容に応じた作業アタッチメントを前記開口面に向けて取り付ける作業アタッチメント取付工程と、前記作業フレームの位置を確認しながら前記重機により前記作業フレームを移動させ、前記開口面を法面に向ける態様で前記作業フレームを法面に載置する作業フレーム移動工程と、前記作業フレームを法面に載置した状態で、予め設定した設計値及び前記作業フレーム内での前記作業実行部の位置に基づいて、前記作業フレーム内での前記作業実行部の移動と、前記作業アタッチメントの動作とを制御する作業工程と、を含み、法面の全ての施工範囲での作業が終了するまで、前記作業フレーム移動工程と前記作業工程とを繰り返し実行する法面施工方法。 (11) A construction method for a slope, which includes a step of attaching a work frame having a three-dimensional shape having at least one opening on the outer surface to a working machine of heavy machinery, and holding the work frame movably within the work frame. a work attachment attaching step in which a work attachment according to the construction content is attached to the work executing unit facing the opening surface; and a work attachment step in which the work frame is moved by the heavy machinery while confirming the position of the work frame, and a work frame moving step in which the work frame is placed on the slope with the surface facing the slope; a work process of controlling the movement of the work execution part within the work frame and the operation of the work attachment based on the position of the work execution part, and the work in the entire construction range of the slope is performed. A slope construction method in which the work frame moving step and the work step are repeatedly executed until the work step is completed.
(12)上記(11)項において、前記作業フレーム移動工程において法面に前記作業フレームを載置する際に、前記作業フレームに取り付けた傾斜計を確認しながら、前記作業フレームの傾きを調整する法面施工方法(請求項8)。
(13)上記(12)項において、立方体ないし略立方体を成す前記作業フレームを用い、前記作業工程において、前記作業実行部を、前記作業フレームの形状により仮想的に規定される、互いに平行な組み合わせの3対の面の各々と直交する3方向に移動させる法面施工方法(請求項9)。
(12) In the above item (11), when placing the work frame on a slope in the work frame moving step, adjust the inclination of the work frame while checking an inclinometer attached to the work frame. Slope construction method (Claim 8).
( 13 ) In the above item ( 12 ), the work frame forming a cube or a substantially cube is used, and in the work process, the work execution parts are combined in parallel to each other virtually defined by the shape of the work frame. A slope construction method (claim 9 ) in which the slope is moved in three directions orthogonal to each of the three pairs of surfaces.
(14)上記(12)(13)項における、前記作業フレーム移動工程において、前記作業フレームに取り付けた複数のジャッキを法面に接触させる態様で、前記作業フレームを法面に載置する法面施工方法(請求項10)。
(15)上記(12)から(14)項における、前記作業工程において、前記作業フレームに取り付けた撮影手段により撮影される、前記作業アタッチメントによる作業の様子を確認しながら、前記作業実行部の移動及び前記作業アタッチメントの動作を制御する法面施工方法(請求項11)。
(14) In the step of moving the work frame in items (12) and (13) above, the work frame is placed on a slope in such a manner that a plurality of jacks attached to the work frame are brought into contact with the slope. Construction method (Claim 10).
(15) In the work process in the above items ( 12 ) to (14), moving the work execution unit while checking the state of the work by the work attachment, which is photographed by a photographing means attached to the work frame. and a slope construction method that controls the operation of the work attachment (claim 11 ).
(16)上記(12)から(15)項における、前記作業アタッチメント取付工程において、前記作業アタッチメントとして、法面に吹付け材を吹付けるための吹付けノズルと、法面を削孔するための削孔機とのうち、いずれか一方を取り付ける法面施工方法(請求項12)。
(17)上記(16)項における、前記作業アタッチメント取付工程において、前記作業アタッチメントとして前記吹付けノズルを取り付け、前記作業工程において、前記吹付けノズルにより法面に吹付けた前記吹付け材の厚みを計測しながら、前記作業実行部の移動及び前記吹付けノズルの動作を制御する法面施工方法(請求項13)。
(16) In the work attachment installation step in the above items ( 12 ) to (15), the work attachment includes a spray nozzle for spraying spray material onto the slope, and a spray nozzle for drilling a hole in the slope. A slope construction method (Claim 12 ) in which either one of the hole drilling machine and the hole drilling machine is attached.
(17) In the work attachment installation step in the above item (16), the spray nozzle is attached as the work attachment, and in the work step, the thickness of the spray material sprayed onto the slope by the spray nozzle. A slope construction method (Claim 13 ), which controls movement of the work execution unit and operation of the spray nozzle while measuring the .
(18)上記(17)項において、前記作業工程において前記吹付け材の厚みを計測する際に、前記作業フレームを法面に載置した状態における、法面に沿った前記作業実行部の移動方向に間隔を空けて、法面と直交する平面視で前記吹付けノズルを挟む位置で前記作業実行部に取り付けた、2つの距離計測器を利用する法面施工方法(請求項14)。
(19)上記(11)から(18)項において、前記作業フレーム移動工程において前記作業フレームの位置を確認する際に、法面に予め設定した基準点と前記重機との位置関係、及び、前記重機と前記作業フレームとの位置関係を利用する法面施工方法。
(18) In the above item (17), when measuring the thickness of the sprayed material in the work process, movement of the work execution unit along the slope while the work frame is placed on the slope. A slope construction method (claim 14 ) that utilizes two distance measuring devices installed on the work execution unit at positions that sandwich the spray nozzle in a plan view perpendicular to the slope with an interval in the direction.
(19) In the above items (11) to (18), when confirming the position of the work frame in the work frame moving step, the positional relationship between the reference point set in advance on the slope and the heavy equipment, and the A slope construction method that utilizes the positional relationship between heavy machinery and the work frame.
(20)上記(19)項において、前記重機と前記作業フレームとの位置関係を把握するために、前記作業機の姿勢を計測する姿勢計測手段を利用する法面施工方法。
そして、(11)~(20)項の法面施工方法は、各々、上記(1)~(10)項に記載の法面施工装置を用いて実行されることで、上記(1)~(10)項の法面施工装置に対応する同等の作用を奏するものである。
(20) In the above item (19), the slope construction method uses an attitude measuring means for measuring the attitude of the working machine in order to grasp the positional relationship between the heavy machine and the work frame.
The slope construction methods in sections (11) to (20) are executed using the slope construction devices described in sections (1) to (10) above, respectively. This device has the same effect as the slope construction device in item 10).
本発明は上記のような構成であるため、法面施工の作業効率及び安全性を向上することが可能となる。 Since the present invention has the above configuration, it is possible to improve the working efficiency and safety of slope construction.
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づいて説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略することとし、又、図面の全体にわたって、同一部分又は対応する部分は、同一符号で示している。
図1は、法面92に対して施工を行うための、本発明の実施の形態に係る法面施工装置10の構成の一例を概略的に示している。図示のように、法面施工装置10は、作業機78を有する重機76を利用するものであって、作業フレーム12、作業実行部34、位置把握手段40、及び制御部50を含んでいる。なお、本実施形態では、作業機78として第1ブーム80と第2ブーム82とアーム84とを有するバックホウが、重機76として利用されているが、後述するように作業フレーム12を移動できるものであれば、クレーン等の他の重機を利用してもよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described based on the accompanying drawings. Here, detailed explanations of the same or corresponding parts as in the prior art will be omitted, and the same or corresponding parts are indicated by the same reference numerals throughout the drawings.
FIG. 1 schematically shows an example of the configuration of a
作業フレーム12は、重機76の作業機78に取り付けられ、より詳細には、アーム84に姿勢調整部86を介して取り付けられている。本実施形態の作業フレーム12は、図2で確認できるように、略立方体を成しており、この作業フレーム12の形状により仮想的に規定される6つの面(立方体の6つの外面)の1つが、開口面14になっている。更に、作業フレーム12の開口面14と対向する面は、姿勢調整部86に取り付けられるための取付面16になっているが、図2(b)の平面図では、取付面16に設けられる姿勢調整部86と接続される部材の図示を省略している。なお、これに限定されるものではないが、一例として、作業フレーム12は、縦幅3000mm、横幅6000mm、高さ3000mm程度の大きさを有している。
The
作業フレーム12は、図1に示すように、重機76により移動されて法面92に載置されるものであり、この際、開口面14を法面92に向ける態様で、複数のジャッキ60を介して法面92に載置される。すなわち、作業フレーム12には、法面92に載置される際に法面92と接触する位置、本実施形態では開口面14側の四隅に、4本のジャッキ60(図2も参照)が設けられている。これら4本のジャッキ60は、重機76の運転室88等からの操作によって、個別に伸縮長さが調整できるようになっていることが好ましい。なお、ジャッキ60には、油圧式、空気式、それらの併用のもの等、任意の種類のものが使用できる。
As shown in FIG. 1, the
又、作業フレーム12には、図2での図示は省略しているが、傾斜計62と撮影手段64とが取り付けられている。傾斜計62は、重機76により移動される作業フレーム12の傾きを計測するためのものであり、傾きを計測可能な任意の傾斜計が利用できる。なお、傾斜計62と併せてジャイロセンサを取り付け、作業フレーム12の角速度を計測するようにしてもよい。撮影手段64は、作業フレーム12の内部の様子を撮影するために設置され、特に、後述する作業アタッチメント36による作業の様子を撮影するように取り付けられる。撮影手段64には、動画や連続的な静止画を撮影可能な任意のカメラが使用され、異なる角度から撮影するように複数台のカメラが設置されてもよい。
Further, although not shown in FIG. 2, an
作業実行部34は、施工内容に応じた作業アタッチメント36、本実施形態では吹付けノズル36Aが着脱可能に取り付けられ、作業フレーム12内で移動可能に保持されている。吹付けノズル36Aは、モルタルやコンクリート等の吹付け材70を法面92に吹付けるためのものであって、作業フレーム12が法面92に載置される際に法面92と対向する開口面14に向くように、作業実行部34に取り付けられている。なお、図1及び図2では、吹付けノズル36Aに吹付け材70を供給するための配管やプラント等の図示は省略している。
The
又、作業実行部34には、吹付けノズル36Aから法面92に吹付けられた吹付け材70の厚み70b(図6(b)参照)を計測するための吹付け厚計測手段54として、2つの距離計測器56、58が取り付けられている。図2(b)(c)で確認できるように、2つの距離計測器56、58は、接続部26を介して、図示の左右方向に間隔を空けて、吹付けノズル36Aを挟むようにして取り付けられており、吹付けノズル36Aと併せて直線状に配置されている。2つの距離計測器56、58には、障害物があっても計測できる点や、計測精度が高い点等から、音波センサを用いることが好ましいが、他の距離センサを用いてもよい。なお、図2(a)では、接続部26及び距離計測器56、58の図示を省略している。
The
図2に示すように、作業フレーム12には、図2(a)(b)における上下方向に延びる縦レール20が、図2(b)(c)における左右両側に設けられており、これらの縦レール20の間で縦レール20に沿って移動可能に、図2(b)(c)における左右方向に延びる横レール22が設けられている。更に、横レール22に沿って移動可能に、距離調整部24が設けられており、この距離調整部24によって、吹付けノズル36Aと2つの距離計測器56、58と接続部26とを含む作業実行部34が、図2(a)における左右方向に移動可能に保持されている。このため、作業実行部34は、図2(a)~(c)の各々において紙面と直交する3方向に移動されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
作業実行部34を上記のように移動させるための移動機構には、例えばリニアガイド等の従来既知の任意の移動機構が利用でき、又、その移動のための動力にも、電気や油圧等の任意の動力が利用できる。なお、縦レール20の位置が図2(a)における左右方向に手動で調整されるようになっていることで、同方向での作業実行部34のデフォルト位置が調整可能になっていてもよい。又、作業フレーム12には、図2(a)(b)における上下方向に延びる補強バー28Aが、図2(b)(c)における左右両側に設けられると共に、図2(b)(c)における左右方向に延びる補強バー28Bが、図2(a)(b)における上下両側に設けられているが、図1では補強バー28Aの図示を省略している。
Any conventionally known moving mechanism such as a linear guide can be used as the moving mechanism for moving the
図1に戻り、位置把握手段40は、重機76によって移動される作業フレーム12の位置と、作業フレーム12内での作業実行部34の位置とを把握するためのものであり、重機76の運転室88等に設置される任意のコンピュータを含んでいてよい。又、本実施形態の位置把握手段40は、作業機78の姿勢を計測するための姿勢計測手段42を含み、この姿勢計測手段42には、第1ブーム80の姿勢を計測する傾斜計44と、第2ブーム82の姿勢を計測する傾斜計46と、アーム84の姿勢を計測する傾斜計48とが含まれる。そして、位置把握手段40は、例えば、事前にドローン等を利用して計測された、法面92に予め設定される基準点74及び施工範囲72(図4参照)を含む測量データ等を用いて、重機76から視た基準点74の位置を認識することによって、重機76と基準点74との位置関係を算出する。
Returning to FIG. 1, the position grasping means 40 is for grasping the position of the
更に、位置把握手段40は、姿勢計測手段42(傾斜計44、46、48)による計測結果、傾斜計62の計測結果、及び予め設定される作業機78(第1ブーム80、第2ブーム82、アーム84)の大きさ等を用いて、重機76と作業フレーム12との位置関係を算出する。そして、上記のように算出した基準点74と重機76との位置関係、及び、重機76と作業フレーム12との位置関係を利用して、作業フレーム12の位置を把握する。把握された作業フレーム12の位置は、運転室88等に設置されるディスプレイを介して作業員等に提示されてもよい。一方、位置把握手段40は、作業実行部34を移動させる移動機構から取得される作業実行部34の移動量や、作業フレーム12に設置される任意のセンサ等を利用して、作業フレーム12内での作業実行部34の位置を把握する。なお、作業機78に、第1ブーム80と第2ブーム82とアーム84との夫々の傾きを計測するセンサが予め設けられている場合には、それらのセンサを姿勢計測手段42として用いてもよい。
Further, the position grasping means 40 uses the measurement results by the attitude measurement means 42 (
制御部50は、法面施工装置10全体を制御するものであり、その制御には、作業フレーム12内での作業実行部34の移動と、作業アタッチメント36(吹付けノズル36A)の動作との制御が含まれる。このような制御部50は、例えば重機76の運転室88等に設置され、作業実行部34を移動させる制御機構や作業アタッチメント36を制御可能な、任意のコンピュータで構成される。例えば、制御部50は、位置把握手段40により把握される作業フレーム12内での作業実行部34の位置を確認しながら、予め設定される設計値通りの施工が行われるように、作業アタッチメント36の位置及び動作を制御する。この際、制御部50は、プログラム等に基づいた自動制御を行ってもよく、運転室88の作業員等の操作を受けて手動制御を行ってもよく、状況に応じてそれらの双方を含む制御を行ってもよい。
The
次に、図3に示すフロー図の流れに沿って、上述した法面施工装置10を利用する、本発明の実施の形態に係る法面施工方法について、法面92に対して吹付工を行う場合を例にして説明する。法面施工装置10の構成については、適宜、図1及び図2を参照のこと。なお、図3に示すフロー図は、本発明の実施の形態に係る法面施工方法を説明するための、手順の流れの一例を示したものである。従って、本発明の実施の形態に係る法面施工方法は、図3のフロー図に限定されるものではなく、例えば、法面施工装置10の構成や状況等に応じて、図3に示したステップの一部が削除、変更、ないし適宜追加されたフローであってもよいものである。
Next, according to the flowchart shown in FIG. 3, spraying is performed on the
S10(事前準備):図4に示すように、法面92の施工範囲72の近傍や施工範囲72内に、基準点74を設定する。更に、ドローン等を利用して施工範囲72及び基準点74を含む領域を計測して測量データを取得する。この際、施工範囲72全体を、作業フレーム12を載置して作業を行う複数の分割範囲12a(図4に太線で示す)に仮想的に分割し、各分割範囲12aの位置データを設定してもよい。分割範囲12aの大きさ及び形状は、作業フレーム12の大きさ及び形状や、作業フレーム12内での作業実行部34の移動範囲等に基づいて決定される。又、法面92に対する施工内容に応じた準備、本実施形態では吹付工を行うための準備をする。すなわち、ラス張りやプラントの準備等がこれに含まれる。
S10 (Advance preparation): As shown in FIG. 4, a
S20(作業フレーム取付):重機76の作業機78、本実施形態ではアーム84に、姿勢調整部86を介して作業フレーム12を取り付ける。この際、作業フレーム12の取付面16と姿勢調整部86とを接続し、取付面16と対向する位置にある開口面14を、法面92に向け易くなるように取り付ける。
S30(作業アタッチメント取付):作業フレーム12内で保持されている作業実行部34に、作業アタッチメント36、本実施形態では吹付けノズル36Aを、開口面14に向けて取り付ける。同時に、吹付け厚計測手段54として、2つの距離計測器56、58を作業実行部34に取り付ける。なお、本ステップS30と上記S20とは、順序が逆であってもよい。
S20 (attachment of work frame): Attach the
S30 (attachment of work attachment): Attach the
S40(作業フレーム移動):重機76によって作業フレーム12を移動させ、図4に示されるような施工範囲72のうち、まだ作業が行われていない位置に、作業フレーム12を載置する。例えば、図4のように複数の分割範囲12aに分割したときは、まだ作業が行われていない何れかの分割範囲12aに作業フレーム12が載置されるように、位置把握手段40により把握される作業フレーム12の位置を確認しながら、作業員により重機76を操作して作業フレーム12の位置を調整し、開口面14を法面92に向けて載置する。このとき、図5に示すように、作業フレーム12に取り付けた傾斜計62やジャイロセンサ等の計測結果を確認して作業フレーム12の傾きを調整しながら、法面92の表面の状態に応じて4本のジャッキ60の伸縮長さを調整して、安定した状態で法面92に載置されるようにする。なお、図4のような複数の分割範囲12aの中で、作業フレーム12を載置する分割範囲12aの順序は任意であるが、可能な限り効率的に施工されるように順序を設定することが好ましい。
S40 (work frame movement): The
S50(作業):制御部50により、作業実行部34を移動させながら、作業実行部34に取り付けた吹付けノズル36Aの動作を制御して、作業フレーム12の開口面14が対向する法面92の範囲全体に吹付け材70を吹付ける。より詳しくは、位置把握手段40により把握される作業フレーム12内での作業実行部34の位置を確認しながら作業実行部34を移動させ、予め設定された設計値通りの吹付け厚になるように吹付け材70を吹付ける。このとき、作業実行部34に取り付けた2つの距離計測器56、58を利用して、吹付けノズル36Aにより法面92に吹付けた吹付け材70の厚みを計測する。ここで、図6には、作業フレーム12が法面92に載置された状態で、作業フレーム12の開口面14が対向する法面92の範囲(分割範囲12a)に対して、吹付けを行う方法の一例を示している。
S50 (work): The
具体的に、図6の例では、平面視の図6(a)における左上から右下まで、太線で示される移動経路Rに沿って作業実行部34を移動させながら、破線で示される吹付け範囲70aのように吹付けを行う。この際、図6(a)における左から右へ向けて作業実行部34が移動しているときは、図6(a)における下方から視た図6(b)に示すように、一方の距離計測器56により吹付け材70が吹付けられる前の法面92の表面までの距離を計測し(矢印56a参照)、もう一方の距離計測器58により吹付け材70が吹付けられた後の法面92の表面までの距離を計測する(矢印58a参照)。そして、それらの2つの計測値の差から、制御部50により、現在移動されている吹付けノズル36Aから吹付けられた吹付け材70の厚み70bを算出する。他方、図6(a)における右から左へ向けて作業実行部34が移動しているときは、距離計測器58により吹付け材70が吹付けられる前の法面92の表面までの距離を計測すると共に、距離計測器56により吹付け材70が吹付けられた後の法面92の表面までの距離を計測して、それらの差から吹付け材70の厚み70bを算出することになる。
Specifically, in the example of FIG. 6, while moving the
そして、上記のような算出した吹付け材70の厚み70bに基づいて、吹付けノズル36A(作業実行部34)の移動速度の調整や、一度吹付けた位置での2回目以上の吹付け等を行う。又、作業フレーム12を法面92に載置してから吹付けを始める前に、吹付けノズル36Aから吹付けをしない状態で作業実行部34を移動させ、開口面14が対向する範囲全体の法面92の表面までの距離を距離計測器56又は58で計測し、この計測結果に基づいて作業実行部34の移動速度や移動経路Rを設定してもよい。すなわち、作業実行部34の移動速度や移動経路Rの設定方法は任意であって、法面92の表面の起伏に応じた吹付け厚の平均化ソフトウェア等を利用してもよく、プラントからの吹付け材70の供給量を加味してもよい。又、状況に応じて、図6(a)における左右及び上下方向だけでなく、紙面と直交する方向に作業実行部34を移動させてもよく、前進と後退とを繰り返しながら作業実行部34を移動させてもよい。加えて、作業フレーム12に取り付けた撮影手段64を利用して、作業フレーム12内の様子を確認しながら、作業員が制御部50を介して作業実行部34の移動や吹付けノズル36Aの動作を制御してもよい。
Then, based on the
S60(作業範囲判定):作業員又は制御部50により、図4に示されるような施工範囲72全体において、作業を行ったか否かを判定する。その結果、施工範囲72全体での作業が終わっておらず、まだ作業していない範囲(分割範囲12a)が残っていると判定した場合(NO)は、上記S40へ復帰する。すなわち、法面92の施工範囲72全体での作業が終了するまで、上記S40と上記S50とを繰り返し実行する。一方、施工範囲72全体での作業が終了したと判定した場合(YES)は、本実施形態の法面施工方法が終了となる。
S60 (work range determination): The worker or the
続いて、図7を参照して、作業実行部34に作業アタッチメント36として削孔機36Bを取り付けた場合について説明する。削孔機36Bは、法面92を削孔するためのものであって、作業フレーム12が法面92に載置される際に法面92と対向する開口面14に向くように、作業実行部34に取り付けられている。このため、削孔機36Bは、図7(a)における上下方向と左右方向と紙面と直交する方向との3方向に移動されるようになっている。削孔機36Bは、作業フレーム12が法面92に載置された状態で、制御部50からの制御を受けて、作業フレーム12内での位置が調整されながら、例えば図7(b)に示すように、作業フレーム12の開口面14が対向する法面92の範囲(分割範囲12a)内の複数個所に、穴94を削孔する。穴94の位置や深さは、予め設定される設計値に基づくものである。そして、重機76により作業フレーム12の位置が移動されながら、例えば図4に示したような複数の分割範囲12aの全てにおいて作業を行うことで、施工範囲72全体に複数の穴94を削孔する。
Next, with reference to FIG. 7, a case will be described in which a
ここで、本発明の実施の形態に係る法面施工装置10は、上述した構成に限定されるものではなく、図1、図2、図7等に示された複数の構成部位の一部が削除又は置換されたものであってもよく、新たな構成部位が追加されたものであってもよい。例えば、作業フレーム12の形状は、外面に少なくとも1つの開口面14を有する立体形状を成していれば任意である。又、作業アタッチメント36として、吹付けノズル36Aや削孔機36B以外の機材が取り付けられてもよい。更に、位置把握手段40は、作業フレーム12の位置や作業実行部34の位置を任意の方法で把握してよく、それらの位置把握のために使用する各種のセンサの構成も任意である。
Here, the
さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係る法面施工装置10は、図1及び図2に示すように、作業フレーム12、作業実行部34、位置把握手段40、及び制御部50を含み、作業フレーム12は、外面に少なくとも1つの開口面14を有する立体形状を成し、アーム84等の重機76の作業機78に取り付けられる(図3のS20参照)。そして、重機76の作業機78に取り付けられた作業フレーム12は、重機76によって持ち運ばれて移動され、その移動される位置毎に、開口面14を法面92に向ける態様で法面92に載置される(図3のS40参照)。作業実行部34は、作業フレーム12内で移動可能に保持されており、法面92に対する施工内容に応じた作業アタッチメント36が、作業フレーム12の開口面14に向けて着脱可能に取り付けられる(図3のS30参照)。このため、作業フレーム12が法面92に載置された状態では、作業実行部34に取り付けられた作業アタッチメント36が法面92に向けられることになる。位置把握手段40は、作業フレーム12の位置と、作業フレーム12内での作業実行部34の位置とを把握するためのものである。
Now, according to the embodiment of the present invention having the above configuration, it is possible to obtain the following effects. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the
そして、この位置把握手段40による位置の把握結果と、施工内容に応じて予め設定される設計値とに基づいて、制御部50は、作業フレーム12内での作業実行部34の移動と、作業実行部34に取り付けられている作業アタッチメント36の動作とを制御する。すなわち、制御部50は、作業フレーム12内での作業実行部34の位置を確認しながら作業実行部34を移動させ、設計値通りに施工が行われるように作業アタッチメント36の動作を制御するものである。このため、作業フレーム12が法面92に載置された状態で、作業フレーム12の開口面14が対向する法面92に対して、制御部50によって位置及び動作が制御された作業アタッチメント36により施工を行うことができる(図3のS50参照)。従って、作業フレーム12の移動と作業フレーム12内での作業アタッチメント36による施工とを繰り返し行うことで、図4に示すように、作業フレーム12の開口面14が対向する法面92の範囲を分割単位とした複数の分割範囲12a毎に施工を行い、結果として施工範囲72全体を施工することができる。
Then, based on the position grasping result by the position grasping means 40 and the design values set in advance according to the construction details, the
これにより、作業効率を向上させることができ、同時に、作業員が法面92にぶら下がる等して法面92で直接作業を行う必要なく、遠隔的に施工できるため、安全性も向上させることが可能となる。又、位置把握手段40による作業フレーム12の位置の把握結果を確認しながら、重機76により作業フレーム12を載置する法面92の位置を調整することで、作業フレーム12の位置決めを容易に行うことができる。更に、作業フレーム12は重機76を介して法面92に載置され、作業員による固定作業等が不要であるため、これによっても安全性を向上させることができ、労力の削減や工期の短縮にも寄与することができる。加えて、作業実行部34に取り付けられる作業アタッチメント36は取り換え可能であるため、取り付け可能な作業アタッチメント36の種類に応じて、様々な施工内容に対応することができる。
As a result, work efficiency can be improved, and at the same time, safety can also be improved because construction can be performed remotely without the need for workers to directly work on the
又、本発明の実施の形態に係る法面施工装置10は、図2で確認できるように、作業フレーム12が立方体ないし略立方体を成していることで、この作業フレーム12の形状によって、互いに平行な組み合わせの3対の面から成る6つの面(外面)が仮想的に規定され、そのうちの1つの面が開口面14になっている。そして、そのような作業フレーム12において、作業実行部34が、上述した3対の面の各々と直交する3方向(図2(a)~(c)の各々で紙面と直交する3方向)に移動可能に保持されているものである。従って、図1に示すように、略平坦な表面を有する法面92に対して、開口面14を法面92へ向けて且つ別の1つの面を法面92の上方へ向けて作業フレーム12が載置された状態では、法面92と平行な上下方向と、法面92と平行な左右方向と、法面92と直交する前後方向との、3つの方向に作業アタッチメント36を移動させることができる。これにより、実質的に作業フレーム12内のあらゆる位置に作業アタッチメント36を移動できるため、作業フレーム12の開口面14が対向する法面92の任意の位置に向かって、法面92に対して適切な距離を取りながら、作業アタッチメント36による施工を行うことが可能となる。
Further, as can be seen in FIG. 2, the
又、本発明の実施の形態に係る法面施工装置10は、作業フレーム12の、法面92に載置される際に法面92と接触する位置に、複数のジャッキ60が設けられていることで、これら複数のジャッキ60が法面92と作業フレーム12との間に介在して法面92に接触する態様で、作業フレーム12が法面92に載置される。従って、例えば図5に示すように法面92の表面に起伏があるような場合でも、ジャッキ60の伸縮長さの調整により、作業フレーム12を安定した姿勢で法面92に載置することができ、又、ジャッキ60を介して反力を受けて、作業フレーム12の位置を安定して維持することもできる。
Further, in the
更に、本発明の実施の形態に係る法面施工装置10は、図1に示すように、作業フレーム12の傾きを計測するための傾斜計62が作業フレーム12に取り付けられていることで、作業フレーム12を法面92に載置する際に、その傾斜計62を確認しながら作業フレーム12の傾きを調整することができる。これにより、作業フレーム12を安定した傾きで法面92に載置することができる。又、作業アタッチメント36による作業の様子を撮影するための撮影手段64が、作業フレーム12に取り付けられていることで、作業フレーム12内での作業の様子を作業員等により把握することができる。従って、法面92を直接確認する必要なく、施工の様子を遠隔的に監視することができる。そして、その監視結果を反映して作業アタッチメント36の位置及び動作を調整することとすれば、施工精度をより向上させることができ、更には、作業フレーム12内で異常が発生した場合に、それを直ぐに把握して異常への対応を迅速に行うことが可能となる。
Furthermore, as shown in FIG. 1, the
又、本発明の実施の形態に係る法面施工装置10は、作業実行部34に取り付けられる作業アタッチメント36として、図1に示すような法面92に吹付け材70を吹付けるための吹付けノズル36Aと、図7に示すような法面92を削孔するための削孔機36Bとが取り付け可能なものである。すなわち、作業実行部34に吹付けノズル36Aが取り付けられる場合は、作業フレーム12が載置される位置毎に、作業フレーム12の開口面14が対向する法面92の範囲に対して、図6に示すように、吹付け材70が設計値通りの厚みになるように吹付け作業を行うことができる。又、作業実行部34に削孔機36Bが取り付けられる場合は、作業フレーム12が載置される位置毎に、図7(b)に示すように、作業フレーム12の開口面14が対向する法面92の範囲に含まれる設計位置に対して、法面92に載置された作業フレーム12への反力を利用して削孔することができる。これにより、法面92に対する吹付け作業や削孔の安全性を向上させることができると共に、効率よく作業を行うことができる。又、例えば吹付工を行った後にロックボルト挿入のために削孔する場合等の、同一の施工場所において吹付けノズル36Aによる吹付けと削孔機36Bによる削孔との双方を行う場合には、それらを別々の施工機械を用いて行う場合と比較して、工期を短縮することができると共に、運搬コストを削減することもできる。
In addition, the
更に、本発明の実施の形態に係る法面施工装置10は、図2に示すように、作業実行部34に作業アタッチメント36として吹付けノズル36Aが取り付けられる場合に、吹付け材70の厚みを計測するための吹付け厚計測手段54を備えるものである。この吹付け厚計測手段54は、作業フレーム12が法面92に載置された状態で、吹付けノズル36Aから法面92に吹付けられた吹付け材70の厚みを計測する。従って、この吹付け厚計測手段54の計測結果を加味しながら、制御部50によって作業実行部34の移動及び吹付けノズル36Aの動作を制御することで、より設計値通りの厚みに近づくように吹付けを行うことができ、吹付け作業の精度を更に向上させることができる。
Furthermore, as shown in FIG. 2, the
そして、本発明の実施の形態に係る法面施工装置10は、吹付け材70の厚みを計測する吹付け厚計測手段54として、作業実行部34に取り付けられた2つの距離計測器56、58を含み、これら2つの距離計測器56、58は、同じく作業実行部34に取り付けられた吹付けノズル36Aと一体的に移動される。又、2つの距離計測器56、58は、作業フレーム12が法面92に載置された状態での、法面92に沿った作業実行部34の移動方向(図2(a)(b)における左右方向)に間隔を空けて配置されており、更に、法面92と直交する平面視で、吹付けノズル36Aを挟む位置で作業実行部34に取り付けられている。すなわち、2つの距離計測器56、58と吹付けノズル36Aとは、吹付けノズル36Aを中間にして直線状に配置されている。
The
このため、図6(a)の移動経路Rのように、2つの距離計測器56、58が離間している方向に沿って作業実行部34が移動されると、一方の距離計測器56(58)は、吹付けノズル36Aが通過する直前の位置を通過することになり、他方の距離計測器58(56)は、吹付けノズル36Aが通過した直後の位置を通過することになる。従って、このように作業実行部34を移動させながら、吹付けノズル36Aによる吹付けと2つの距離計測器56、58による計測とを行うことで、図6(b)に示すように、一方の距離計測器56(58)により、吹付けノズル36Aから吹付け材70が吹付けられる直前の法面92の表面までの距離を計測し、他方の距離計測器58(56)により、吹付けノズル36Aから吹付け材70が吹付けられた直後の法面92の表面までの距離を計測することができる。これにより、吹付け材70が吹付けられる前後の距離の差から、吹付け材70の厚み70bを容易に算出することができる。
Therefore, when the
加えて、本発明の実施の形態に係る法面施工装置10は、図1及び図4に示すように、位置把握手段40が作業フレーム12の位置を把握する際に、法面92に予め設定される基準点74と重機76との位置関係、及び、重機76と作業フレーム12との位置関係を利用するものである。基準点74は、施工の事前準備の段階(図3のS10参照)で法面92に設定されるものであり、位置把握手段40は、その基準点74を含む施工範囲72の測量データを利用して、重機76から視た基準点74の位置を認識することによって、重機76と基準点74との位置関係を把握する。又、位置把握手段40は、作業フレーム12が取り付けられた重機76の作業機78の大きさや、作業機78の現在の姿勢等に基づいて、重機76と作業フレーム12との位置関係を把握する。これにより、作業フレーム12の位置を正確に把握することができるため、この作業フレーム12の位置及び測量データ等に基づいて、法面92に載置する作業フレーム12の位置を調整することで、作業フレーム12を精度よく位置決めした状態で施工することができ、施工精度を向上させることが可能となる。更に、基準点74と測量データとを利用して作業フレーム12の位置を把握するものであるため、施工範囲72全体の位置出しを行う必要がなく、事前準備の時間を抑制することができる。
In addition, as shown in FIGS. 1 and 4, the
又、本発明の実施の形態に係る法面施工装置10は、作業機78の姿勢を計測するための姿勢計測手段42(傾斜計44、46、48)を含むことで、位置把握手段40が、姿勢計測手段42の計測結果から、作業機78の姿勢を精度よく把握することができる。従って、そのような作業機78の姿勢と、予め設定される重機76の作業機78の大きさとを併せることで、重機76と作業フレーム12との位置関係を把握することができ、結果として作業フレーム12の位置を高精度で算出することができる。
なお、図3に示したような本発明の実施の形態に係る法面施工方法は、上述した法面施工装置10を用いて実行されることで、法面施工装置10に対応する同等の作用効果を奏することができる。
Further, the
Note that the slope construction method according to the embodiment of the present invention as shown in FIG. It can be effective.
10:法面施工装置、12:作業フレーム、14:開口面、34:作業実行部、36:作業アタッチメント、36A:吹付けノズル、36B:削孔機、40:位置把握手段、50:制御部、54:吹付け厚計測手段、56、58:距離計測器、60:ジャッキ、62:傾斜計、64:撮影手段、70:吹付け材、70b:吹付け材の厚み、72:施工範囲、76:重機、78:作業機、92:法面 10: slope construction device, 12: work frame, 14: opening surface, 34: work execution unit, 36: work attachment, 36A: spray nozzle, 36B: hole drilling machine, 40: position grasping means, 50: control unit , 54: Spraying thickness measuring means, 56, 58: Distance measuring device, 60: Jack, 62: Inclinometer, 64: Photographing means, 70: Spraying material, 70b: Thickness of spraying material, 72: Construction range, 76: Heavy equipment, 78: Work equipment, 92: Slope
Claims (14)
重機の作業機に取り付けられ、外面に少なくとも1つの開口面を有する立体形状を成し、前記重機により移動される位置毎に前記開口面を法面に向ける態様で法面に載置される作業フレームと、
該作業フレーム内で移動可能に保持され、施工内容に応じた作業アタッチメントが前記開口面に向けて着脱可能に取り付けられる作業実行部と、
前記作業フレームの位置、及び、前記作業フレーム内での前記作業実行部の位置を把握するための位置把握手段と、
予め設定される設計値及び前記位置把握手段による位置把握結果に基づいて、前記作業フレーム内での前記作業実行部の移動と、前記作業アタッチメントの動作とを制御する制御部と、を含み、
前記作業フレームに、該作業フレームの傾きを計測するための傾斜計が取り付けられており、前記作業フレームが法面に載置される際に、前記傾斜計が確認されながら前記作業フレームの傾きが調整されることを特徴とする法面施工装置。 A device for performing construction on a slope,
Work that is attached to a work machine of heavy machinery, has a three-dimensional shape with at least one opening on the outer surface, and is placed on a slope with the opening surface facing the slope for each position moved by the heavy machinery. frame and
a work execution unit that is movably held within the work frame and has a work attachment that is removably attached to the opening surface in accordance with the construction content;
a position grasping means for grasping the position of the work frame and the position of the work execution unit within the work frame;
a control unit that controls movement of the work execution unit within the work frame and operation of the work attachment based on a preset design value and a position grasp result by the position grasp means;
An inclinometer for measuring the inclination of the work frame is attached to the work frame, and when the work frame is placed on a slope, the inclinometer is checked and the inclination of the work frame is measured. A slope construction device characterized by being adjustable .
前記作業実行部は、前記作業フレームの形状により仮想的に規定される、互いに平行な組み合わせの3対の面の各々と直交する3方向に、移動可能に保持されていることを特徴とする請求項1記載の法面施工装置。 the work frame has a cubic or substantially cubic shape;
The work execution unit is held movably in three directions perpendicular to each of three pairs of mutually parallel surfaces virtually defined by the shape of the work frame. The slope construction device according to item 1.
前記作業フレームが法面に載置された状態で、前記吹付けノズルにより法面に吹付けられた前記吹付け材の厚みを計測するための吹付け厚計測手段を備えることを特徴とする請求項5記載の法面施工装置。 The spray nozzle is attached to the work execution unit,
A claim characterized by comprising a spray thickness measuring means for measuring the thickness of the spray material sprayed onto the slope surface by the spray nozzle while the work frame is placed on the slope surface. The slope construction device according to item 5 .
重機の作業機に、外面に少なくとも1つの開口面を有する立体形状を成す作業フレームを取り付ける作業フレーム取付工程と、
前記作業フレーム内で移動可能に保持されている作業実行部に、施工内容に応じた作業アタッチメントを前記開口面に向けて取り付ける作業アタッチメント取付工程と、
前記作業フレームの位置を確認しながら前記重機により前記作業フレームを移動させ、前記開口面を法面に向ける態様で前記作業フレームを法面に載置する作業フレーム移動工程と、
前記作業フレームを法面に載置した状態で、予め設定した設計値及び前記作業フレーム内での前記作業実行部の位置に基づいて、前記作業フレーム内での前記作業実行部の移動と、前記作業アタッチメントの動作とを制御する作業工程と、を含み、
法面の全ての施工範囲での作業が終了するまで、前記作業フレーム移動工程と前記作業工程とを繰り返し実行し、
前記作業フレーム移動工程において法面に前記作業フレームを載置する際に、前記作業フレームに取り付けた傾斜計を確認しながら、前記作業フレームの傾きを調整することを特徴とする法面施工方法。 A construction method for slopes,
a work frame attaching step of attaching a work frame having a three-dimensional shape having at least one opening surface on the outer surface to a working machine of heavy machinery;
a work attachment attaching step of attaching a work attachment according to the construction content to the work execution unit movably held within the work frame, facing the opening surface;
a work frame moving step of moving the work frame with the heavy equipment while checking the position of the work frame, and placing the work frame on a slope with the opening surface facing the slope;
With the work frame placed on a slope, the work execution section is moved within the work frame based on preset design values and the position of the work execution section within the work frame; and a work process for controlling the operation of the work attachment,
Repeating the work frame moving process and the work process until the work on the entire construction area of the slope is completed,
A slope construction method characterized in that, when placing the work frame on a slope in the work frame moving step, the inclination of the work frame is adjusted while checking an inclinometer attached to the work frame .
前記作業工程において、前記作業実行部を、前記作業フレームの形状により仮想的に規定される、互いに平行な組み合わせの3対の面の各々と直交する3方向に移動させることを特徴とする請求項8記載の法面施工方法。 Using the work frame forming a cube or a substantially cube,
Claim characterized in that, in the work step, the work execution unit is moved in three directions orthogonal to each of three pairs of mutually parallel pairs of surfaces that are virtually defined by the shape of the work frame. The slope construction method described in 8 .
前記作業工程において、前記吹付けノズルにより法面に吹付けた前記吹付け材の厚みを計測しながら、前記作業実行部の移動及び前記吹付けノズルの動作を制御することを特徴とする請求項12記載の法面施工方法。 In the work attachment attaching step, attaching the spray nozzle as the work attachment,
Claim characterized in that, in the work step, the movement of the work execution unit and the operation of the spray nozzle are controlled while measuring the thickness of the spray material sprayed onto the slope by the spray nozzle. 12. The slope construction method described in 12 .
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