JPH0370065B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、打設された床コンクリート等の表
面均し作業とレベル出しとを行なうコンクリート
均し機の制御方法、特に均し要素の水平出しと高
さ出しを自動的に迅速に高精度に行なう制御方法
に関する。

従来の技術 最近、床コンクリート等の表面均し作業の省力
化と省人化及び省技能化を図る目的でコンクリー
ト均し機が開発されている。

本発明が解決しようとする問題点 コンクリート均し機は、打設された生コンクリ
ート表面の水平出しと高さ出しを精度よく行な
い、後は仕上げを行なえば良いだけに均す機械で
ある。従つて、均し要素の水平出しと高さ出し機
能は、均し機にとつて最も重要な機能の一つであ
る。

そこで、コンクリート均し機は、メカニカルな
機構と同時に、現場において、均し要素の水平出
しと高さ出しとを、実用的に満足できる程度に迅
速に高精度に実現する制御方法を開発することが
重要である。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するための手段として、こ
の発明に係るコンクリート均し機の制御方法は、
図面の第１図〜第７図に好適な実施例を示したと
おり、 ｘ軸及びｙ軸用の水平度調節機構４，５及び６
と高さ調節機構８を介して横行用レール１１を設
置し、該横行用レール１１に沿つて横行する横行
台１２に均し要素１３を設置して成るコンクリー
ト均し機が、打設された生コンクリートの均し箇
所に到達した場合に、 傾斜角検出器１６（第１図）の検出信号によ
り、まずｘ軸用の水平度調節機構４，５を自動制
御してｘ軸の水平度出しを行ない、次にｙ軸用の
水平度調節機構６を自動制御してｙ軸の水平出し
を行ない、ｘ−ｙ平面の水平度出しを完成する。

次に、基準レベルに発振されたレーザー光線３
８をレーザ受光器３９で受光した検出信号によ
り、高さ調節機構８を自動制御して均し要素１３
の高さ出しを行なう。

しかる後に横行台１２の横移動を行なわしめ、
均し要素１３によるコンクリート均し作業を行な
う段階とより成る構成とした。

なお、具体的な実施態様として、均し要素１３
の横移動によるコンクリート均し作業は、横行台
１２の往移動でのみ行ない、往移動の完了後は高
さ調節機構８で均し要素１３を一定高さまで上昇
させて復移動を行なわしめ、元位置に到達後に、
再び基準レベルにレーザー光線３８に基く高さ調
節機構８の自動制御により均し要素１３の高さ出
しを行ない、さらに横移動（往移動）を行なう手
順のくり返しで均し要素１３によるコンクリート
均し作業を必要回数くり返す。

また、均し要素１３によるコンクリート均し作
業の終了後は、走行モータ２２を始動してコンク
リート均し機をジヤイロにより偏向を検出し、操
舵の自動制御をしつつ設定距離だけ前進走行せし
め、次なる生コンクリート均し箇所へ到達させる
のである。

作 用 手順として、まずｘ軸用の水平度調節機構４，
５によりｘ軸の水平度を出し、このｘ軸を基準に
してにｙ軸用の水平度調節機構６がｙ軸の水平度
を出すので、ｘ−ｙ平面の水平度が２工程で極め
て単純に、かつ迅速に高精度に得られ、ひいては
横行用レール１１及び均し要素１３の水平度が速
やかに確保される。

次に、高さ調節機構８は、前記ｘ−ｙ平面の水
平度を前提とした上で、基準レベルに発振された
レーザー光線３８に基いて高さ出しを行なうの
で、作業現場において、コンクリート均し機がど
の位置にあるか、及びその足元の具合がどうかに
かかわらず、均し要素１３の高さを迅速に、かつ
高精度に常に基準レベルに設定できる。

したがつて、コンクリート均し機が現場のどの
位置に移動しても、その位置毎に自動的に速やか
にコンクリートを精度の高い水平度と高さレベル
に均し作業でき、高い施工精度を確保できるので
ある。

実施例 次に、図示した実施例を説明する。

まず第１図〜第３図に示したコンクリート均し
機の構成を説明すると、これは２個の前輪２，２
及び２個の後輪３，３による４輪式で車台１を支
持せしめている。前輪２がモータ２２で駆動され
る駆動輪として構成されている。

車台１における上記前輪２と後輪３の中央部
に、第１図のように平面的に見た配置が略正三角
形の各頂点位置にそれぞれ１基ずつ、水平度調節
機構４，５，６を合計３基（但し、基数は限りで
ない）設置し、これらにより車台１の下側に水平
出し部材７が略水平に支持されている。図中の４
と５がｘ軸用の水平度調節機構であり、６がｙ軸
用の水平度調節機構とされている。

水平度調節機構４の構造詳細は、第４図に示し
たとおり、主枠４０の上側に減速機及びサーボモ
ータ４１を組付け、その出力軸にボールネジ式の
送りねじ軸４２が下向きに連結されている。他
方、主枠４０の下側にガイドシリンダ４３が組付
けられている。このガイドシリンダ４３内に、そ
の内周面を軸方向に滑動自在な滑子４４をもつ直
動軸４５を同心配置に設け、この直動軸４５と一
体に構成した親ナツト４６に、ボールを介して、
前記送りねじ軸４２がねじ込まれている。直動軸
４５の下端部に設けた取付ボルト４７が、水平出
し部材７に結合されている。他の水平度調節機構
５，６も同様な構成である。

各水平度調節機構４，５，６は、第３図に示し
たように、車台１上に設けたブラケツト３３に、
主枠４０の部分が、ピン３４によりトラニオン形
式に支持されている。

したがつて、サーボモーター４１が、サーボド
ライバーを通じて正転又は逆転方向に所定の回転
数又は回転角だけ回転されると、送りねじ４２と
親ナツト４６とのねじ運動により、直動軸４５は
所定の距離だけ下方へ伸長され、又は上方へ収縮
され、この上下動により水平出し部材７の水平出
しが行なわれるのである。

水平出し部材７は、第１図の平面方向に見る
と、車台１の前後方向と直角な方向に長い略長方
形の枠組体として構成され、この水平出し部材７
の下側に高さ出し部材９が平行に設置されてい
る。

高さ出し部材９も枠組体として構成し、その両
外縁部に垂直上向きに設けたガイドピン１０を、
水平出し部材７のガイド部材３５に通し、もつて
高さ出し部材９は水平出し部材７に対し平行移動
として昇降するものとされている。

したがつて、水平度調節機構４，５，６により
水平出し部材７の水平度が調節されると、それは
直ちに、高さ出し部材９の水平度を調節したこと
になるのである。

高さ調節機構８は、水平出し部材７に固定して
垂直下向きに設置し、その出力軸が高さ出し部材
９に結合されている。高さ調節機構８の構成も、
第４図に示した水平度調節機構４とほとんど同じ
構成であり、サーボドライバーを通じて駆動され
るサーボモータで出力軸が伸縮され、高さ出し部
材９の高さ位置が上下に調節される。

要するに、水平度調節機構４，５，６により水
平出し部材７及び高さ出し部材９の水平度レベル
を精度よくと調節し上で、高さ出し部材９の高さ
位置を決める構成なので、手順に無理、無駄がな
く、しかも水平度及び高さの調節精度は極めて高
く保証されるのである。

高さ出し部材９の高さ位置の調節は、同高さ出
し部材９上に立てたレーザー受光器３９（第２
図）により、基準レベル（絶対レベル）に発振さ
れているレーザー光線３８を受光して自動計測
し、その検出信号をサーボドライバーに入力し、
サーボモータの自動制御を行なうのである。

高さ出し部材９の下面、特に両側枠９ａ，９ａ
の下面（第３図）に、車台１の前後方向と直角な
向きに、２本の横行用レール１１，１１が平行に
設けられている。

横行用レール１１，１１の下に、同横行用レー
ル１１の横断面形状と略同形の食い付き溝をもつ
滑子１２ａ，１２ａを介して、横行台１２が横行
自在に吊設されている。

横行台１２には、その両下端部の軸受５０，５
０に、均し要素たる均しスクリユー１３が、水平
に、かつ回転自在に設置されている。

均しスクリユー１３は、横行台１２上に設置し
た駆動モーター１４とチエン５１で連結し、回転
駆動するものとされている。

また、横行台１２には、これを横行用レール１
１に沿つて移動させるための駆動モータ５２が搭
載されている。均しスクリユー１３は、横行台１
２と共に上述した横行用レール１１の長さの限度
に横移動し、この均しスクリユー１３が移動する
範囲の打設コンクリート表面が均し作業を受ける
のである。

このコンクリート均し機は、第２図に点線図示
した自動制御盤５４を通じてモード切換えを行な
うことにより、自動運転と手動運転のいずれかで
操作される。

第５図には、上述した構成のコンクリート均し
機に関し、水平出し及び高さ出し機能のみなら
ず、均しスクリユー１３の横移動及びコンクリー
ト均し機のピツチ刻み前進走行まで含めて全自動
運転される場合の制御用フローチヤートを示して
いる。

即ち、コンクリート均し機が打設コンクリート
の均し個所に到達した場合に、まず自動制御盤５
４の自動運転ボタン５６を押すと、まずモータ１
４を起動して均しスクリユー１３が正転される。

次に、傾斜角検出器１６（第１図）のｘ軸の検
出信号が、サーボドライバーを通じてｘ軸用の水
平度調節機構４，５へ入力され、ｘ軸の水平出し
が行なわれる。つまり、第１図において、水平度
調節機構４，５の中心を結ぶ線（ｘ軸）の水平出
しが行なわれるのであり、この水平出しはフイー
ドバツク制御によりｘ軸零度が完全に出るまでく
り返し行なわれる。

こうしてｘ軸零度が出ると、次には傾斜角検出
器１６のｙ軸検出信号が、サーボドライバーを通
じてｙ軸用の水平度調節機構６へ入力され、ｙ軸
の水平出しが行なわれる。つまり、第１図におい
て、水平度調節機構６の中心を通り、上記ｘ軸と
直角な線（ｙ軸）の水平出しが行なわれるのであ
り、この水平出しもフイードバツク制御によりｙ
軸零度が出るまでくり返し行なわれる。

かくして、ｙ軸零度が出ると、ｘ−ｙ平面の水
平出しが完成したことになり、水平出し部材７及
び高さ出し部材９を介して横行用レール１１，１
１の水平度が出たことを意味する。したがつて、
この状態で横行台１２が横移動すると、均しスク
リユー１３はｘ−ｙ平面と平行に横移動し、コン
クリートを水平に均すことになる。

そこで次には、高さ調節機構８のサーボモータ
が始動し、初期値は十分に高く設定してあるの
で、高さ調節機構８はまず高速下降動作を行な
う。

そうして、予め基準レベルに発振されているレ
ーザー光線３８を、レーザー受光器３９が第６図
に示した上部信号域３９ａで受光する段階になる
と、この検出信号でサーボドライバーを通じて高
さ調節機構８のサーボモータは、低速下降に切換
えられる。

レーザー受光器３９が、レーザー光線３８をセ
ンター信号域３９ｃで受光する段階に至ると、こ
の検出信号によりサーボモータは停止され、高さ
出しが完了したことになる。

但し、運動慣性その他の要因でオーバーラン等
し、下部信号域３９ｂでレーザー光線３８を受光
したときは、この検出信号に基いてサーボモータ
は逆転起動され、センター信号域３９ｃでレーザ
ー光線３８を受光するまで低速上昇を行なう。以
下同様なフイードバツク制御により、高さ出しが
完成されるのである。

高さ出しを完成すると同時に、高さ調節機構８
のサーボモータは停止し、次には横行台１２の横
行用モータ５２が始動され、横行台１２の横移動
（往移動）にしたがい、均しスクリユー１３によ
るコンクリート均し作業が行なわれる。

つまり、水平出しが行なわれた横行用レール１
１を前提として、さらに均しスクリユー１３の高
さ出しが基準レベルのレーザー光線３８に基いて
行なわれているので、コンクリート均し機が作業
現場のどのような位置に、どのような足元条件で
停止していようとも、均しスクリユー１３は打設
コンクリートを一定の高さ（絶対高さ）に水平に
均すのである。

ちなみに、一定の速度で正転する均しスクリユ
ー１３は、一定の高さ以上に余盛りされたコンク
リートは前方へ押しやり、凹んでいるところへは
補充する働きをする。そして、横行台１２が横移
動（往移動）するのに伴ない、コンクリート表面
を平坦な面に、つまり後の仕上げに支障ない程度
の平面に均すのである。

横行台１２が往移動して、横行用レール１１の
限界位置に予め設置してあるリミツトスイツチを
叩くと、横行用モータ５２が停止し、つづいて高
さ調節機構８のサーボモータが始動して、均しス
クリユー１３（高さ出し部材９）をエンコーダ設
定値まで高速上昇させる。これは横行台１２の復
移動に備えるためである。つまり、均しスクリユ
ー１３の高さを変えないでそのまま横行台１２を
復移動させると、先の往移動によつてせつかく平
坦に均したコンクリート表面を再び均しスクリユ
ー１３で荒すことになるからである。

上記のように高速上昇に働いた高さ調節機構８
のサーボモータが、設定高さ位置に達しエンコー
ダの検出信号で停止すると、制御プログラムはく
り返し回路５５へ移り、横行用モータ５２が逆転
起動され、横行台１２は横行用レール１１の原位
置に設置してあるリミツトスイツチを叩くまで復
移動され、その後モータ５２は停止される。その
後、レーザ受光器３９のレーザ光線３８の通過方
向を判断し、第６図に示した下部信号域３９ｂか
ら上部信号域３９ａへと通過した場合には、高さ
調節機構８を高速下降させる。また、上部信号域
３９ａから下部信号域３９ｂに通過した場合に
は、高速上昇させる。

そして、上部信号域３９ａ又は下部信号域３９
ｂでレーザ光線３８を受光する段階になると、こ
の検出信号でサーボドライバーを通じて高さ調節
機構８のサーボモータは低速下降又は低速上昇に
切換わる。そして、制御プログラムは高さ出しに
戻つて、上述した均しスクリユー１３の往移動ま
での工程をくり返すのである。

こうして、均しスクリユー１３による同一個所
でのコンクリート均し作業が、予め設定してある
くり返し回数（通常３回位）に達し、それが信号
カウントで計数されると、制御プログラムは次の
段階へ進む。

まずモータ１４を停止した上で、一方では横行
台１２を横行用レール１１の原位置まで復移動さ
せることを行なう。と同時に、他方では前輪２の
走行モータ２２（第１，３図）を始動し、コンク
リート均し機を予めは設定された走行距離、たと
えば均しスクリユー１３の有効長さ程度前進走行
させることを行なう。

その後横行用モータ５２、走行用モータ２２が
停止され、全制御プログラムを遂行したことにな
る。

その後、制御プログラムは、現場のコンクリー
ト均し作業が残つているかぎり、くり返し回路４
７に移り、均しスクリユー１３の正転起動から水
平出し、高さ出し以下の手順と工程がくり返され
るのである。

なお、コンクリート均し機が前進走行する際の
操舵は、独立の制御プログラム（第５図）によ
り、操舵モータ（これは通常前輪の操舵軸に設置
されているが、図示することは省略した）を制御
して行なう。

なお、第８図のフローシートには、上述したコ
ンクリート均し機が前進走行する際に、ジヤイロ
により走行時の偏向を検出し、その検出値を積分
して変位置（偏向量）を求め、戻し（修正）を加
える制御方法を示している。

第２の実施例 第７図に示したフローチヤートは、水平出しと
高さ出し、さらに均しスクリユー１３の回転と横
行台１２の往復移動を、上記第１実施例と同様の
それぞれ独立した自動プログラムで行なうが、コ
ンクリート均し機の前進走行とその際の操舵は手
動で行なう制御方法を示したものである。自動と
手動の切り替えは、やはりモード選択によつて行
なわれる。

その他の実施態様 以上の説明は、第１図〜第３図に示した構成の
コンクリート均し機を前提として、その制御方法
を述べたものである。

しかし、たとえば第８図と第９図に示したよう
に、車台１の前方へキヤンチレバー式に突出され
た支持アーム４８の下面に横行用レール１１を設
け、これに沿つて横移動する横行台１２に均しス
クリユー１３を取付けた構成のコンクリート均し
機であつても、ｘ軸用の水平度調節機構４，５及
びｙ軸用の水平度調節機構６で支持アーム４８の
水平出しを行ない、その上で高さ調節機構８が横
行用レール１１の、ひいては均しスクリユー１３
の高さ出しを行なう構成であるかぎり、上述の制
御方法は全く同様に実施でき、同様の作用効果を
得ることができるのである。

本発明が奏する効果 以上に実施例と併せて詳述したとおりであつ
て、この発明に係るコンクリート均し機の制御方
法によれば、水平出し機能及び高さ出し機能を備
えたコンクリート均し機を、最大限有効に稼動さ
せ、用途上重要である水平度と高さ精度が高いコ
ンクリート均し作業を自動的に高能率に行なわし
めるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明の制御方法を実施す
る均し機を示した平面図と正面図及び側面図であ
る。第４図は水平度調節機構の構造詳細を示した
断面図、第５図はこの発明の制御方法のフローチ
ヤート、第６図はレーザー受光器の正面図、第７
図は第２実施例の制御方法を示したフローチヤー
ト、第８図は操舵の戻し修正を加える制御方法の
フローチヤート、第９図と第１０図は異なる構成
のコンクリート均し機を示した平面図と正面図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車輪で支持された車台に、ｘ軸及びｙ軸用の
   水平度調節機構４，５及び６と高さ調節機構８を
   介して横行用レール１１を設置し、該横行用レー
   ル１１に沿つて横行する横行台１２に均し要素１
   ３を設置して成るコンクリート均し機が、打設さ
   れた生コンクリートの均し箇所に到達した場合
   に、 傾斜角検出器１６の検出信号により、まずｘ軸
   用の水平度調節機構４，５を自動制御してｘ軸の
   水平度出しを行ない、次にｙ軸用の水平度調節機
   構６を自動制御してｙ軸の水平出しを行ない、ｘ
   −ｙ平面の水平度出しを完成する段階と、 次に、基準レベルに発振されたレーザー光線３
   ８をレーザ受光器３９で受光した検出信号によ
   り、高さ調節機構８を自動制御して均し要素１３
   の高さ出しを行なう段階と、 しかる後に横行台１２の横移動を行なわしめ、
   均し要素１３によるコンクリート均し作業を行な
   うことを特徴とするコンクリート均し機の制御方
   法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載した均し要素１
   ３の横移動によるコンクリート均し作業は、横行
   台１２の往移動でのみ行ない、往移動の完了後は
   高さ調節機構８で均し要素１３を一定高さまで上
   昇させて復移動を行なわしめ、元位置に到達後
   に、再び基準レベルのレーザー光線３８に基く高
   さ調節機構８の自動制御により均し要素１３の高
   さ出しを行ない、さらに横移動（往移動）を行な
   わしめる手順のくり返しで均し要素１３による均
   し作業を必要回数くり返すことを特徴とするコン
   クリート均し機の制御方法。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項に記載した
   均し要素１３によるコンクリート均し作業の終了
   後は、走行モータ２２を始動してコンクリート均
   し機を操舵の自動制御を行ないながら設定距離だ
   け前進走行せしめ、次なる生コンクリート均し箇
   所へ到達させることを特徴とするコンクリート均
   し機の制御方法。