(57)【要約】【課題】レイタンス層が適切に除去されたか否かの検査を自動化できるようにする。【解決手段】グリーンカット装置１が、コンクリート２の表層のレイタンス層３を削り取る回転削取機３０と、回転削取機３０をコンクリート２の表面に押し付けつけるバックホウ１０と、回転削取機３０の回転速度を検出する回転速度検出器４９と、回転削取機３０のトルクを検出するトルク検出器４８と、回転削取機３０の押付荷重を検出する荷重検出器５０と、回転削取機３０を定速制御しながら、バックホウ１０を定荷重制御することによってバックホウ１０に回転削取機３０を一定荷重でコンクリート２の表面に押し付けさせる制御装置６０と、を備え、制御装置６０が回転削取機３０の定速制御及びバックホウの定荷重制御中にトルク検出器４８の出力信号を監視する。【選択図】図１
2020016047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートの表層のレイタンス層を削り取る回転削取機と、
前記回転削取機を前記コンクリートの表面に押し付けつける作業機械と、
前記回転削取機の回転速度を検出して、検出した回転速度を表す信号を出力する回転速度検出器と、
前記回転削取機のトルクを検出して、検出したトルクを表す信号を出力するトルク検出器と、
前記作業機械によって前記回転削取機が前記コンクリートの表面に押し付けられる押付荷重を検出して、検出した押付荷重を表す信号を出力する荷重検出器と、
前記回転速度検出器の出力信号に基づいて前記回転削取機を定速制御しながら、前記荷重検出器の出力信号に基づいて前記作業機械を定荷重制御することによって、前記回転削取機を一定荷重で前記コンクリートの表面に押し付けることを前記作業機械に行わせる制御装置と、を備え、
前記制御装置が前記回転削取機の定速制御及び前記作業機械の定荷重制御中に前記トルク検出器の出力信号を監視する
グリーンカット装置。
【請求項２】
前記制御装置が前記トルク検出器の出力信号を下しきい値及びそれよりも高い上しきい値と比較する
請求項１に記載のグリーンカット装置。
【請求項３】
前記トルク検出器の出力信号が前記下しきい値と前記上しきい値の間に所定時間収まったことを前記制御装置が検出した場合に、前記制御装置が前記作業機械を制御することによって、前記回転削取機の押付を解除することを前記作業機械に行わせる
請求項２に記載のグリーンカット装置。
【請求項４】
前記制御装置が前記回転削取機の定速制御中に前記作業機械を制御することによって前記作業機械に前記回転削取機を前記コンクリートの表面に沿って往復移動させ、
前記トルク検出器の出力信号が前記下しきい値と前記上しきい値の間に所定時間収まったことを前記制御装置が検出した場合に、前記制御装置が前記作業機械を制御することによって、前記回転削取機を往復移動の軌道からずらすことを前記作業機械に行わせる
請求項２又は３に記載のグリーンカット装置。
【請求項５】
前記トルク検出器の出力信号が前記下しきい値と前記上しきい値の間に所定時間収まったことを前記制御装置が検出した場合に、前記制御装置が前記回転削取機を停止させる
請求項２から４の何れか一項に記載のグリーンカット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打ち込み済みのコンクリートの表層のレイタンス層を削り取るグリーンカット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダム堤体等の大規模なコンクリート構造物を建設するにあたっては、コンクリート構造物を複数の層に分けて、下から順にコンクリートを打ち込んでいく。各層のコンクリートの打ち込み後には、コンクリート中の重い粒子が沈下し、軽い粒子が浮上するため、コンクリートの表層には脆弱なレイタンス層が形成される。打継ぎ目に十分な強度、耐久性及び水密性を持たせるためには、下層のコンクリートの表層に形成されたレイタンス層を除去した後、上層にコンクリートを打ち込む必要がある。レイタンス層を除去することをグリーンカットいう。
【０００３】
グリーンカットの種類としては、ウォータージェット法及びブラッシング法等がある。ウォータージェット法は、高圧水をレイタンス層の表面に噴射することによってレイタンス層を削り取る方法である。ブラッシング法は、回転ブラシによってレイタンス層の表面を削り取る方法である。何れの方法でも労力と時間を要する。また、作業員が防護服を着用してグリーンカット作業を行うため、夏季には作業員が暑さによる大きな負担を受けてしまう。また、グリーンカット作業には洗浄水を用いるため、冬季には作業員が寒さによる大きな負担を受けてしまう。そのため、グリーンカットの作業を機械によって自動化する試みがなされている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８５７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
グリーンカット作業を自動化しても、レイタンス層が適切に除去されたことを検査する必要があるが、そのような検査作業は人手で行っていたので、作業員の技術力と経験と勘に頼ったものとなってしまう。また、検査作業は煩雑であり、作業員の負担も大きい。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、レイタンス層が適切に除去されたか否かの検査を自動化できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決すべく、グリーンカット装置が、コンクリートの表層のレイタンス層を削り取る回転削取機と、前記回転削取機を前記レイタンス層の表面に押し付けつける作業機械と、前記回転削取機の回転速度を検出して、検出した回転速度を表す信号を出力する回転速度検出器と、前記回転削取機のトルクを検出して、検出したトルクを表す信号を出力するトルク検出器と、前記作業機械によって前記回転削取機が前記レイタンス層の表面に押し付けられる押付荷重を検出して、検出した押付荷重を表す信号を出力する荷重検出器と、前記回転速度検出器の出力信号に基づいて前記回転削取機を定速制御しながら、前記荷重検出器の出力信号に基づいて前記作業機械を定荷重制御することによって、前記回転削取機を一定荷重で前記レイタンス層の表面に押し付けることを前記作業機械に行わせる制御装置と、を備え、前記制御装置が前記回転削取機の定速制御及び前記作業機械の定荷重制御中に前記トルク検出器の出力信号を監視する。
【０００７】
以上によれば、回転削取機が一定荷重でレイタンス層の表面に押し付けられた状態で定速制御されると、回転削取機のトルクはレイタンス層の状態や強度などの影響を受ける。そのため、制御装置がトルク検出器の出力信号を監視することは、レイタンス層の状態や強度を観察することと同等といえる。従って、レイタンス層が除去されている状況を制御装置が認識でき、強いてはレイタンス層が適切に除去されたか否かも制御装置が認識できる。よって、レイタンス層が適切に除去されたか否かの検査を自動化できる。そのような検査がレイタンス層の削り取り中に行われるので、作業の効率化が図れる。
【０００８】
前記制御装置が前記トルク検出器の出力信号を下しきい値及びそれよりも高い上しきい値と比較する。
【０００９】
レイタンス層の強度が不均一であるため、回転削取機によってレイタンス層が削り取られている時には、回転削取機のトルクが変動しやすい。正常なコンクリート層の強度はレイタンス層と比較しても均一であるため、レイタンス層が除去されることによって回転削取機が正常なコンクリート層にまで至ると、回転削取機のトルクが変動しにくい。従って、制御装置がトルク検出器の出力信号を下しきい値及び上しきい値と比較することによって、レイタンス層が除去されたか否か判別することができる。よって、レイタンス層が適切に除去されたか否かの検査を自動化できる。
【００１０】
前記トルク検出器の出力信号が前記下しきい値と前記上しきい値の間に所定時間収まったことを前記制御装置が検出した場合に、前記制御装置が前記作業機械を制御することによって、前記回転削取機の押付を解除することを前記作業機械に行わせる。
【００１１】
レイタンス層が除去されることによって回転削取機が正常なコンクリート層にまで至ると、回転削取機のトルクが変動しにくいため、トルク検出器の出力信号が下しきい値と上しきい値の間に収まった時間が所定時間を超えれば、レイタンス層が除去されたと判別できる。所定時間経過後に回転削取機の押付が解除されると、正常なコンクリート層の過度な削り取りを防止できる。
【００１２】
前記制御装置が前記回転削取機の定速制御中に前記作業機械を制御することによって前記作業機械に前記回転削取機を前記コンクリートの表面に沿って往復移動させ、前記トルク検出器の出力信号が前記下しきい値と前記上しきい値の間に所定時間収まったことを前記制御装置が検出した場合に、前記制御装置が前記作業機械を制御することによって、前記作業機械に前記回転削取機を往復移動の軌道からずらすことを前記作業機械に行わせる。
【００１３】
以上によれば、トルク検出器の出力信号が下しきい値と上しきい値の間に収まった時間が所定時間を超えれば、レイタンス層が除去されたと判別できる。所定時間経過後に回転削取機が往復移動の軌道からずれると、正常なコンクリート層の過度な削り取りを防止できる。
【００１４】
前記トルク検出器の出力信号が前記下しきい値と前記上しきい値の間に所定時間収まったことを前記制御装置が検出した場合に、前記制御装置が前記回転削取機を停止させる。
【００１５】
以上によれば、トルク検出器の出力信号が下しきい値と上しきい値の間に収まった時間が所定時間を超えれば、レイタンス層が除去されたと判別できる。所定時間経過後に回転削取機が停止すると、正常なコンクリート層の過度な削り取りを防止できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、レイタンス層が適切に除去されたか否かの検査を自動化できる。そのような検査がレイタンス層の削り取り中に行われるので、作業の効率化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】グリーンカット装置の側面図である。
【図２】グリーンカット装置のブロック図である。
【図３】グリーンカット装置の動作の流れを示したフローチャートである。
【図４】上から見て、グリーンカット装置の動作順序を示した工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１９】
１．  グリーンカット装置
図１は、打ち込まれたコンクリート２上で動作するバックホウ１０及び回転削取機３０の側面図である。図２は、グリーンカット装置１のブロック図である。
このグリーンカット装置１は、建設予定のダム堤体等のコンクリート構造物を区分した区画ごとにコンクリートを打ち継いでいく建設工事に利用される。具体的には、各区画のコンクリート２の打ち込み後にグリーンカット装置１が自動運転されて、コンクリート２の表層に存在する脆弱なレイタンス層３がグリーンカット装置１によって削り取られる。
【００２０】
グリーンカット装置１はバックホウ１０、回転削取機３０、位置計測器４０、速度・移動量検出器４１、旋回角検出器４２、ジャイロセンサ４３、ロール角・ピッチ角検出器４４、傾斜角検出器４５〜４７、トルク検出器４８、回転速度検出器４９、押付荷重検出器５０、制御装置６０、管理サーバ７０及び遠隔操作端末８０等を備える。
【００２１】
１−１．  バックホウ
バックホウ１０は、打ち込み済みのコンクリート２の表面に回転削取機３０を押し付けつつ、回転削取機３０をコンクリート２の表面に沿って移動させる作業機械である。バックホウ１０は、下部走行体１２、上部旋回体１４、ブーム１６、アーム１８及び油圧式のアクチュエータ１５，１７，１９等を備える。下部走行体１２は、クローラ１２ａを有しており、そのクローラ１２ａの回転によりコンクリート２上を走行する。上部旋回体１４は、下部走行体１２の上部に搭載されていて、下部走行体１２に対して鉛直軸回りに旋回する。ブーム１６の基端が上部旋回体１４に水平軸回りに回転可能に連結されて、ブーム１６が上部旋回体１４に対して上下に揺動可能となっている。アーム１８の基端がブーム１６の先端に水平軸回りに回転可能に連結され、アーム１８がブーム１６に対して前後に揺動可能となっている。回転削取機３０はアーム１８の先端に上下及び前後に揺動可能に連結されている。上部旋回体１４とブーム１６との間には、ブーム１６を揺動させるアクチュエータ１５が設けられている。ブーム１６とアーム１８との間には、アーム１８を揺動させるアクチュエータ１７が設けられている。回転削取機３０とアーム１８との間には、回転削取機３０を揺動させるアクチュエータ１９が設けられている。アクチュエータ１５，１７，１９は油圧により伸縮する油圧シリンダである。
【００２２】
１−２．  回転削取機
回転削取機３０は、コンクリート２の表層に形成されたレイタンス層３を削り取る機器である。回転削取機３０はボディ３１、回転駆動機３２及び回転ブラシ３３を備える。ボディ３１は、アーム１８の先端に前後に揺動可能に連結されていて、アクチュエータ１９の伸縮によって揺動する。このボディ３１には、回転駆動機３２が取り付けられている。回転駆動機３２の駆動軸３２ａには回転ブラシ３３の回転盤３４が取り付けられており、回転駆動機３２が回転ブラシ３３を回転駆動する。回転駆動機３２は例えば油圧モータであるが、電動モータ又はエンジンであってもよい。回転ブラシ３３の回転盤３４には多数のワイヤ３５が立てられた状態に植え込まれている。
【００２３】
回転駆動機３２の駆動軸３２ａがコンクリート２の表面に対して立てられて、回転ブラシ３３がコンクリート２の表面に押し付けられた状態で、回転駆動機３２が回転ブラシ３３を回転駆動することで、レイタンス層３が削り取られる。
【００２４】
１−３．  各種の計測器及び検出器
（１）位置計測器
位置計測器４０はバックホウ１０の上部旋回体１４に設けられている。位置計測器４０は、バックホウ１０の位置（緯度、経度及び高度）を計測して、その計測結果を表す信号を制御装置６０に出力する。位置計測器４０は、複数の航法衛星から電波を受信することによってバックホウ１０の位置を計測する衛星航法受信機である。なお、位置計測器４０が三角測量器であってもよい。三角測量器は、バックホウ１０の周囲に設置されたターゲットに向けて投光して、反射光を受光することによってターゲットまでの距離と投光角度を計測し、それら距離と投光角度からバックホウ１０の位置を演算する機器である。
【００２５】
（２）速度・移動量検出器
速度・移動量検出器４１はバックホウ１０の下部走行体１２に設けられている。速度・移動量検出器４１は、下部走行体１２の速度及び移動距離を検出して、検出結果を表す信号を制御装置６０に出力する。速度・移動量検出器４１は例えば磁気式のエンコーダである。
【００２６】
（３）旋回角検出器
旋回角検出器４２は上部旋回体１４に設けられている。旋回角検出器４２は、下部走行体１２に対する上部旋回体１４の旋回角（ヨー角）を検出して、その検出結果を表す信号を制御装置６０に出力する。旋回角検出器４２は例えば磁気式のエンコーダである。
【００２７】
（４）ジャイロセンサ
ジャイロセンサ４３は上部旋回体１４に設けられている。ジャイロセンサ４３は、下部走行体１２に対する上部旋回体１４の旋回角、その角速度及びその角加速度を検出して、それらの検出結果を表す信号を制御装置６０に出力する。
【００２８】
（５）ロール角・ピッチ角検出器
ロール角・ピッチ角検出器４４は上部旋回体１４に設けられている。ロール角・ピッチ角検出器４４は、上部旋回体１４のロール角及びピッチ角を検出して、それらの検出結果を表す信号を制御装置６０に出力する。ピッチ角とは、ブーム１６の基端の回転軸に対して平行な軸の回りの上部旋回体１４の傾斜角をいい、ロール角とは、ブーム１６の基端の回転軸と上部旋回体１４の旋回軸の両方に対して直交する軸の回りの上部旋回体１４の傾斜角をいう。
【００２９】
（６）ブームの傾斜角の検出器
傾斜角検出器４５はブーム１６に設けられている。傾斜角検出器４５はブーム１６の傾斜角を検出して、その検出結果を表す信号を制御装置６０に出力する。傾斜角検出器４５によって検出される傾斜角は、上部旋回体１４に対するブーム１６の相対傾斜角であってもよいし、水平面に対するブーム１６の絶対傾斜角であってもよい。
【００３０】
（７）アームの傾斜角の検出器
傾斜角検出器４６はアーム１８に設けられている。傾斜角検出器４６はアーム１８の傾斜角を検出して、その検出結果を表す信号を制御装置６０に出力する。傾斜角検出器４６によって検出される傾斜角は、ブーム１６に対するアーム１８の相対傾斜角であってもよいし、水平面に対するアーム１８の絶対傾斜角であってもよい。
【００３１】
（８）回転削取機の傾斜角の検出器
傾斜角検出器４７は、回転削取機３０の傾動に連動して傾動するリンク片に設けられている。傾斜角検出器４７は回転削取機３０の傾斜角を検出して、その検出結果を表す信号を制御装置６０に出力する。傾斜角検出器４７によって検出される傾斜角は、アーム１８に対する回転削取機３０の相対傾斜角であってもよいし、水平面に対する回転削取機３０の絶対傾斜角であってもよい。
【００３２】
（９）トルク検出器
トルク検出器４８は回転削取機３０の回転駆動機３２に設けられている。トルク検出器４８は、回転削取機３０の回転駆動機３２のトルクを検出して、その検出結果を表す信号を制御装置６０に出力する。回転駆動機３２が油圧モータである場合、トルク検出器４８は回転駆動機３２の油圧を検出する油圧計であり、検出油圧から回転駆動機３２のトルクを換算出来る。
【００３３】
（１０）回転速度検出器
回転速度検出器４９は回転削取機３０の回転駆動機３２に設けられている。回転速度検出器４９は、回転削取機３０の回転駆動機３２の回転速度を検出して、その検出結果を表す信号を制御装置６０に出力する。回転駆動機３２が油圧モータである場合、回転速度検出器４９は回転駆動機３２のオイル流量を検出する油圧計であり、検出流量から回転駆動機３２の回転速度を換算出来る。
【００３４】
（１１）押付荷重検出器
押付荷重検出器５０は、回転削取機３０又はアーム１８に、より具体的には回転削取機３０とアーム１８の連結部分に設けられている。押付荷重検出器５０は、回転削取機３０の回転ブラシ３３がコンクリート２の表面に押し付けられる荷重を検出して、検出結果を表す信号を制御装置６０に出力する。例えばひずみゲージ、圧電素子、電歪素子、ロードセル等を押付荷重検出器５０として利用できる。
【００３５】
１−４．  管理サーバ
管理サーバ７０はインターネット等の通信回線を介して遠隔操作端末８０と通信可能である。管理サーバ７０は遠隔操作端末８０から受信した各種データを蓄積する。
【００３６】
管理サーバ７０には、ダム堤体等の大規模なコンクリート構造物の施工に関する各種のデータが保存されている。例えば、グリーンカット処理を行う複数の区画の範囲をワールド座標系（絶対座標系）の座標によって表した区画範囲データが管理サーバ７０に保存されている。ワールド座標系の３本の座標軸、つまりＸＹＺ軸が互いに直交し、Ｘ座標が経度を表し、Ｙ座標が緯度を表し、Ｚ座標が高度を表す。各区画範囲データには、グリーンカット処理が完了したか否かを表す出来形データが対応付けられている。
【００３７】
１−５．  遠隔操作端末
遠隔操作端末８０は、作業員が施工現場において持ち運べる携帯端末であるか、施工現場近くの管理事務所に据え置かれた据置端末である。
遠隔操作端末８０は入力デバイス（キーボード、ポインティングデバイス、プッシュスイッチ等）、表示デバイス、無線通信機及びコンピュータ等を有するコンピューターシステムである。遠隔操作端末８０のコンピュータと管理サーバ７０は相互に通信可能であり、作業員が遠隔操作端末８０を利用して管理サーバ７０上の区画範囲データ及び出来形データを編集することができる。
【００３８】
遠隔操作端末８０のコンピュータと制御装置６０は相互に通信可能である。作業員が遠隔操作端末８０を利用して、バックホウ１０及び回転削取機３０の状態を把握できるとともに、これらを遠隔操作することができる。
【００３９】
また、作業員が遠隔操作端末８０を利用して各種の施工条件データを入力すると、それら施工条件データに従った動作プログラムが遠隔操作端末８０のコンピュータによって作成され、その動作プログラムが遠隔操作端末８０のコンピュータから制御装置６０に転送され、制御装置６０が動作プログラムに従ってバックホウ１０及び回転削取機３０を動作させる。施工条件データとしては、設定荷重、設定回転速度、下しきい値、上しきい値及び設定作業範囲等である。設定荷重は、バックホウ１０によって回転削取機３０がコンクリート２の表面に押し付けられる荷重の目標値である。設定回転速度は、回転削取機３０の回転速度の目標値である。下しきい値及び上しきい値は、回転削取機３０によってレイタンス層３の削り取りが完了したか否かの判別に利用される。上しきい値は下しきい値よりも高い。設定作業範囲は、コンクリート２の表面を削り取る範囲である。
【００４０】
１−６．  制御装置
制御装置６０はバックホウ１０の運転室１４ａ内に設置されている。制御装置６０は、遠隔操作端末８０と無線通信を行うための無線機と、バックホウ１０及び回転削取機３０を動作させるための指令信号を出力するコントローラと、コントローラの指令信号に従ってバックホウ１０及び回転削取機３０を駆動する駆動回路と、位置計測器４０、速度・移動量検出器４１、旋回角検出器４２、ジャイロセンサ４３、ロール角・ピッチ角検出器４４及び傾斜角検出器４５〜４７の出力信号を入力するためのインターフェース回路等とを備える。
【００４１】
制御装置６０は、位置計測器４０の出力信号からバックホウ１０の下部走行体１２の位置及び向きを演算するとともに、その位置及び向きを速度・移動量検出器４１の出力信号に基づいて補正する。制御装置６０によって演算される補正後の位置及び向きはワールド座標系（絶対座標系）によって表現される。
制御装置６０が演算した補正後の位置及び向きに基づいて下部走行体１２の油圧アクチュエータをフィードバック制御すると、下部走行体１２が制御装置６０によって指定された経路に沿って自律的に走行する。
【００４２】
制御装置６０が旋回角検出器４２及びジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて上部旋回体１４の油圧アクチュエータをフィードバック制御すると、上部旋回体１４が自律的に旋回する。制御装置６０が傾斜角検出器４５の出力信号に基づいてアクチュエータ１５をフィードバック制御すると、ブーム１６が自律的に傾動する。制御装置６０が傾斜角検出器４６の出力信号に基づいてアクチュエータ１７をフィードバック制御すると、アーム１８が自律的に傾動する。制御装置６０が傾斜角検出器４７の出力信号に基づいてアクチュエータ１９をフィードバック制御すると、回転削取機３０が自律的に傾動する。以上のような上部旋回体１４の旋回とブーム１６の傾動とアーム１８の傾動と回転削取機３０の傾動との組合せによって回転削取機３０が三次元的に変位するとともに、回転削取機３０の姿勢も変更される。
【００４３】
回転削取機３０の変位及び姿勢変更に際しては、制御装置６０が旋回角検出器４２、ジャイロセンサ４３、ロール角・ピッチ角検出器４４、傾斜角検出器４５、傾斜角検出器４６及び傾斜角検出器４７の出力信号から回転削取機３０の相対位置及び相対姿勢を算出するとともに、その相対位置及び相対姿勢から回転削取機３０の絶対位置及び絶対姿勢を算出する。回転削取機３０の相対位置及び相対姿勢とは、下部走行体１２の位置及び向きを基準とした回転削取機３０の位置及び姿勢であって、ローカル座標系（相対座標系）によって表現される。回転削取機３０の絶対位置及び絶対姿勢は、下部走行体１２の位置及び姿勢を表現するワールド座標系（絶対座標系）によって表現される。
制御装置６０が演算した絶対位置及び絶対姿勢に基づいて上部旋回体１４、アクチュエータ１５，１７，１９をフォードバック制御すると、回転削取機３０が制御装置６０によって指定された位置にまで移動されるとともに、回転削取機３０の姿勢が制御装置６０によって指定された姿勢になる。
【００４４】
制御装置６０が回転速度検出器４９の出力信号に基づいて回転駆動機３２をフィードバック制御する。これにより回転駆動機３２の回転速度が一定の設定回転速度に維持される。設定速度は、作業員が遠隔操作端末８０に入力したものであって、遠隔操作端末８０から制御装置６０に転送される動作プログラムに組み込まれている。
【００４５】
回転削取機３０の回転ブラシ３３をバックホウ１０によってコンクリート２の表面に押し付けつつ、回転削取機３０の回転駆動機３２を制御装置６０によって定速制御しながら、制御装置６０が押付荷重検出器５０の出力信号に基づいてアクチュエータ１５，１７，１９をフィードバック制御する。これにより、回転削取機３０の回転ブラシ３３がコンクリート２の表面に押し付けられる荷重が一定の設定荷重に維持される。設定荷重は、作業員が遠隔操作端末８０に入力したものであって、遠隔操作端末８０から制御装置６０に転送される動作プログラムに組み込まれている。
【００４６】
回転速度及び押付荷重が一定に制御されている最中に、制御装置６０がトルク検出器４８の出力信号を監視して、トルク検出器４８の出力信号を下しきい値及び上しきい値と比較する。下しきい値及び上しきい値は、作業員が遠隔操作端末８０に入力したものであって、遠隔操作端末８０から制御装置６０に転送される動作プログラムに組み込まれている。
【００４７】
２．  グリーンカット装置の動作及び使用方法
続いて、図３のフローチャート及び図４の工程図を参照して、グリーンカット装置１の動作及び使用方法について説明する。
【００４８】
（１）施工条件データの入力：Ｓ１
作業者が遠隔操作端末８０を操作すると、管理サーバ７０に保存された各区画範囲データのうち、グリーンカット処理の未完を表す出来形データが対応付けられた区画範囲データが７０から遠隔操作端末８０にダウンロードされる。そして、作業者が遠隔操作端末８０を操作して、複数の区画範囲データの中から１つを選択して入力すると、遠隔操作端末８０が選択区画範囲データに従った設定作業範囲を取得する。更に、作業者が設定荷重、設定回転速度、下しきい値及び上しきい値を遠隔操作端末８０に入力すると、遠隔操作端末８０がそれら設定荷重、設定回転速度、下しきい値及び上しきい値を取得する。なお、入力前に予め試験を行い、その試験から設定荷重、設定回転速度、下しきい値及び上しきい値を決定する。試験とは、作業者がバックホウ１０を操縦することにより施工範囲の隅のコンクリート２に回転削取機３０に押し付けながら、回転削取機３０を回転駆動することによって、レイタンス層３を削り取ることである。その試験の際には、トルク検出器４８、回転速度検出器４９及び押付荷重検出器５０の出力信号のレベルを記録して、その記録内容から設定荷重、設定回転速度、下しきい値及び上しきい値を算出することになる。
【００４９】
（２）動作プログラムの作成：Ｓ２
次に、遠隔操作端末８０が設定作業範囲、設定荷重、設定回転速度、下しきい値及び上しきい値に基づいて動作プログラムを作成する。この動作プログラムには、設定作業範囲、設定荷重、設定回転速度、下しきい値及び上しきい値に関するデータのほか、下部走行体１２の走行経路に関するデータも組み込まれている。走行経路に関するデータは、遠隔操作端末８０が設定作業範囲に基づいて作成したデータである。
【００５０】
（３）動作プログラムの送受及び自動運転開始：Ｓ３
次に、作業員が遠隔操作端末８０を操作して、自動運転開始の旨の入力を行う。そうすると、遠隔操作端末８０が動作プログラムを制御装置６０に送信して、制御装置６０がその動作プログラムを受信する。そして、制御装置６０が位置計測器４０、速度・移動量検出器４１、旋回角検出器４２、ジャイロセンサ４３、ロール角・ピッチ角検出器４４、傾斜角検出器４５〜４７、トルク検出器４８、回転速度検出器４９及び押付荷重検出器５０の出力信号に基づいてバックホウ１０及び回転削取機３０の現状（絶対位置、絶対向き、絶対姿勢、相対位置、相対姿勢、移動速度、回転速度、旋回速度、旋回角、ロール角、ピッチ角、傾斜角等）を認識する。以後、制御装置６０は、バックホウ１０及び回転削取機３０の状態をリアルタイムに認識するとともに、その状態を表す状態データを遠隔操作端末８０にリアルタイムに送信する。遠隔操作端末８０が状態データに従ってバックホウ１０及び回転削取機３０の状態を表示する。更に、遠隔操作端末８０が状態データを管理サーバ７０にリアルタイムに送信し、管理サーバ７０が状態データを蓄積する。これにより、バックホウ１０及び回転削取機３０の稼働状態が管理サーバ７０によって管理される。
【００５１】
（４）経路の始点まで移動：Ｓ４
次に、制御装置６０が、位置計測器４０及び速度・移動量検出器４１の出力信号に基づいて下部走行体１２の位置及び向きを認識しつつ、その位置及び向きに基づいて下部走行体１２をフィードバック制御する。これにより、制御装置６０が、図４（ａ）に示すように、動作プログラムに組み込まれた経路の始点にまで下部走行体１２を移動させるように下部走行体１２を制御する。下部走行体１２が経路の始点まで移動したら、下部走行体１２が一旦停止する。
【００５２】
（５）押付：Ｓ５
次に、制御装置６０が、旋回角検出器４２、ジャイロセンサ４３、ロール角・ピッチ角検出器４４、傾斜角検出器４５、傾斜角検出器４６及び傾斜角検出器４７の出力信号に基づいて回転削取機３０の絶対位置及び絶対姿勢を認識しながら、その絶対位置及び絶対姿勢に基づいて上部旋回体１４、アクチュエータ１５，１７，１９をフィードバック制御する。そうすると、回転削取機３０の回転ブラシ３３がバックホウ１０によってコンクリート２の表面に押し付けられる。
【００５３】
（６）回転開始：Ｓ６
次に、制御装置６０が回転削取機３０の回転駆動機３２を作動させる。そうすると、回転ブラシ３３が回転し始めて、コンクリート２の表面が削り取られ始める。その後、制御装置６０が以下の（７）〜（９）の定速制御処理、定荷重制御処理及び往復旋回運動処理を並行して行いつつ、トルク検出器４８の出力信号を監視する。
【００５４】
（７）定速制御処理：Ｓ７
制御装置６０が、回転駆動機３２の回転速度を一定の設定回転速度に維持するようにして、回転速度検出器４９の出力信号に基づいて回転駆動機３２をフィードバック制御する。設定回転速度は動作プログラムに組み込まれている。
【００５５】
（８）定荷重制御処理：Ｓ８
制御装置６０が、回転削取機３０の回転ブラシ３３がコンクリート２の表面に押し付けられる荷重を一定の設定荷重に維持するようにして、押付荷重検出器５０の出力信号に基づいてアクチュエータ１５，１７，１９をフィードバック制御する。設定荷重は動作プログラムに組み込まれている。
【００５６】
（９）往復旋回運動処理：Ｓ９
制御装置６０が、旋回角検出器４２及びジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて上部旋回体１４の旋回角を認識しつつ、図４（ｂ）に示すように上部旋回体１４を所定範囲で往復旋回させるように上部旋回体１４を制御する。従って、回転削取機３０がコンクリート２の表面上で往復移動し、コンクリート２の表面のうち回転削取機３０の往復軌道に重なる部分が回転削取機３０によって削り取られる。
【００５７】
（１０）トルクの監視：Ｓ１０
制御装置６０がトルク検出器４８の出力信号を監視する。回転削取機３０が一定荷重でコンクリート２の表面に押し付けられた状態で定速制御されると、回転削取機３０のトルクはレイタンス層３の状態や強度等の影響を受ける。そのため、制御装置６０がトルク検出器４８の出力信号を監視することは、コンクリート２の表面の状態や強度を観察することと同等といえる。よって、レイタンス層３が除去されている状況を制御装置６０が認識できる。
【００５８】
ここで、レイタンス層３が回転削取機３０によって削り取られている最中は、回転駆動機３２のトルクが安定せずに大きく変動したり、振動したりする。これは、レイタンス層３が多孔質で脆弱であるが故にレイタンス層３の強度が不均一であるためである。ところが、レイタンス層３が除去された後、回転削取機３０の回転ブラシ３３が正常なコンクリート層４に到達すると、回転駆動機３２のトルクが安定して変動が非常に小さくなる。そこで、回転駆動機３２のトルクの安定性を検出すべく、制御装置６０がトルク検出器４８の出力信号の監視に際して、トルク検出器４８の出力信号を下しきい値及び上しきい値と比較する。
【００５９】
比較の結果、トルク検出器４８の出力信号が下しきい値と上しきい値の間に収まった場合、制御装置６０が計時を開始する。計時開始時から所定時間経過したら、制御装置６０がトルク検出器４８の出力信号の監視及び計時を終了する。但し、計時開始時から所定時間経過する前にトルク検出器４８の出力信号が下しきい値と上しきい値の間から外れた場合、制御装置６０が計時を終了して、計時時間をリセットする。リセット後、トルク検出器４８の出力信号が下しきい値と上しきい値の間に再度収まった場合、制御装置６０が計時を再度開始する。
【００６０】
以上のようにして、トルク検出器４８の出力信号が下しきい値と上しきい値の間に収まっている時間が所定時間を超えたことを制御装置６０が検出したら、レイタンス層３が除去されたと判別できる。そこで、制御装置６０の処理が次の（１１）〜（１３）の処理に移行する。
【００６１】
（１１）回転削取機の停止：Ｓ１１
制御装置６０が回転削取機３０の回転駆動機３２を停止させる。これにより、コンクリート２の表面の削り取りが中断される。
【００６２】
（１２）上部旋回体の停止：Ｓ１２
制御装置６０が上部旋回体１４を停止させる。これにより回転削取機３０の往復移動が中断される。
【００６３】
（１３）押付解除：Ｓ１３
次に、制御装置６０がアクチュエータ１５，１７，１９を制御すると、バックホウ１０が回転削取機３０の回転ブラシ３３をコンクリート２の表面から離間させる。従って、回転削取機３０が往復移動の軌道から上方に移動する。
【００６４】
なお、（１１）〜（１３）の処理の実行順序は任意であり、また（１１）〜（１３）の処理が並行して行われてもよい。また、（１１）〜（１３）の何れか又は全てが行われずに、制御装置６０の処理が次の（１４）の処理に移行してもよい。
【００６５】
（１４）判定：Ｓ１４
次に、制御装置６０が、動作プログラムに組み込まれた経路の終点にまで下部走行体１２を移動させたか否か判定する。否定判定の場合、制御装置６０の処理が次の（１５）の処理に移行する。肯定判定の場合、制御装置６０の処理が次の（１６）の処理に移行する。
【００６６】
（１５）経路に沿って所定距離移動：Ｓ１５
下部走行体１２が経路の終点にまで移動していなければ、制御装置６０が、位置計測器４０及び速度・移動量検出器４１の出力信号に基づいて下部走行体１２の位置及び向きを認識しつつ、その位置及び向きに基づいて下部走行体１２をフィードバック制御する。これにより、制御装置６０が、図４（ｃ）に示すように、動作プログラムに組み込まれた経路に沿って所定距離だけ下部走行体１２を移動させるように下部走行体１２を制御する。下部走行体１２の走行に伴い、回転削取機３０が往復移動の軌道から移動する。下部走行体１２が経路に沿って所定距離走行したら、下部走行体１２が一旦停止する。所定距離は例えば回転ブラシ３３の直径に等しく、上から見て、回転削取機３０が往復移動の軌道に近接している。なお、（１１）及び（１３）の処理が行われずに、下部走行体１２が移動すれば、回転削取機３０も回転して押し付けられた状態で往復軌道からずれるため、コンクリート２の表面が継続して削り取られることになる。
【００６７】
以後、制御装置６０の処理が（５）の処理に戻る。そのため、下部走行体１２が経路の終点に移動するまで、図４（ｄ）に示すような回転削取機３０による削り取りと図４（ｃ）に示すような下部走行体１２の移動とが交互に繰り返される。そして、下部走行体１２が経路の終点にまで移動した後の回転削取機３０による削り取りが終了すると、（１４）の処理において制御装置６０が肯定の旨の判定をするので、制御装置６０の処理が次の（１６）の処理に移行する。
【００６８】
（１６）終了通知：Ｓ１６
制御装置６０が遠隔操作端末８０に終了の旨のデータを送信する。そうすると、遠隔操作端末８０が（１）の処理で選択された区間範囲データの出来形データを未完から完了に変更し、それら区間範囲データ及び出来形データを管理サーバ７０に送信する。そのため、管理サーバ７０上の区間範囲データ及び出来形データが更新される。
以上により、１区画のグリーンカット処理についての処理が終了する。
【００６９】
３.  有利な効果
以上の実施形態によれば、以下のような有利な効果が生じる。
【００７０】
（１）  制御装置６０がトルク検出器４８の出力信号を監視することによって、レイタンス層３が除去されている状況が制御装置６０によって認識され、強いてはレイタンス層３が適切に除去されたか否かも制御装置６０によって認識される。よって、レイタンス層３が適切に除去されたか否かの検査を自動化できる。そのような検査がレイタンス層３の削り取り中に行われるので、作業の効率化が図れる。
【００７１】
（２）  制御装置６０がトルク検出器４８の出力信号を下しきい値及び上しきい値と比較することによって、レイタンス層３が除去されたか否か、つまり回転ブラシ３３が正常なコンクリート層４に至ったか否かを判別することができる。よって、レイタンス層３が適切に除去されたか否かの検査を自動化できる。
【００７２】
（３）  トルク検出器４８の出力信号が下しきい値と上しきい値の間に収まった時間が所定時間を超えれば、回転削取機３０のトルクの変動が殆ど無いので、回転削取機３０の回転ブラシ３３が正常なコンクリート層４に至ったものと判断できる。そのような所定時間経過後に回転削取機３０が停止し、往復移動の軌道から移動し、又は押し付けられなくなるため、正常なコンクリート層４の過度な削り取りを防止できる。
【００７３】
（４）  設定荷重、設定回転速度、下しきい値及び上しきい値を遠隔操作端末８０に入力可能である。従って、作業員が温度、湿度及び季節等の環境や、コンクリート２の成分、状態及び材質等を考慮して設定荷重、設定回転速度、下しきい値及び上しきい値を最適に設定することできる。
【００７４】
（５）  バックホウ１０及び回転削取機３０の自動運転によってレイタンス層３が除去されるため、作業員の負担が軽減される。作業効率及び生産性が向上するとともに、人員削減を図れる。更に、一定の質のグリーンカット処理を提供できる。
【００７５】
４．  変形例
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。以上の実施形態からの変更点について以下に説明する。以下に説明する各変更点を組み合わせて適用してもよい。
【００７６】
（１）  上記実施形態では、作業員が遠隔操作端末８０に設定荷重、設定回転速度、下しきい値、上しきい値及び設定作業範囲を入力したが、遠隔操作端末８０が予め記憶していてもよい。また、設定荷重、設定回転速度、下しきい値、上しきい値及び設定作業範囲が予め管理サーバ７０に格納され、遠隔操作端末８０が管理サーバ７０からダウンロードするものとしてもよい。何れにおいても、遠隔操作端末８０が設定作業範囲、設定荷重、設定回転速度、下しきい値及び上しきい値に基づいて動作プログラムを作成する。
【００７７】
（２）  上記実施形態では、遠隔操作端末８０が動作プログラムを作成したが、管理サーバ７０が動作プログラムを作成するものとしてもよい。この場合、遠隔操作端末８０が管理サーバ７０から動作プログラムをダウンロードした上で、その動作プログラムを制御装置６０に送信する。
【００７８】
（３）  上記実施形態では、遠隔操作端末８０が動作プログラムを作成したが、制御装置６０が予め動作プログラムを記憶するものとしてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１…グリーンカット装置
２…コンクリート
３…レイタンス層
４…正常なコンクリート層
１０…バックホウ（作業機械）
３０…回転削取機
４８…トルク検出器
４９…回転速度検出器
５０…押付荷重検出器
６０…制御装置
【図１】
2020016047.tif 000003
【図２】
2020016047.tif 000004
【図３】
2020016047.tif 000005
【図４】
2020016047.tif 000006