(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測体の路面上に間隔をおいて複数設定された計測点上を路面に対して平行に走行する走行車と、
この走行車に前記走行の方向に沿って移動可能に支持された支持台と、
この支持台に固定されているとともに前記被計測体に音響信号を発信する発信子および被計測体から返ってくる音響信号を受信する受信子とを有する計測ヘッドと、
前記支持台の前記路面に対する対地速度を零にするとともに計測ヘッドを計測点に接触させ、かつ前記計測ヘッドを作動させる駆動制御手段とを備えた接触型診断装置。
【請求項２】
駆動制御手段は、走行車に設けられ走行車の走行時に支持台の路面に対する対地速度が零になるように支持台を路面に対して平行移動させる平行駆動機構と、前記支持台を路面に対して垂直方向に移動させる垂直駆動機構と、前記平行駆動機構および前記垂直駆動機構に信号を送り平行駆動機構および垂直駆動機構の駆動を制御する駆動制御ユニットと、前記計測ヘッドに信号を送り計測ヘッドを計測制御する計測制御ユニットとを備えている請求項１に記載の接触型診断装置。
【請求項３】
支持台には計測ヘッドが路面に接触する接触圧を検出する圧力センサが設けられ、また垂直駆動機構には前記計測ヘッドが計測点に接触する接触圧が所定の接触圧に達したときに、前記圧力センサからの信号により前記支持台の垂直移動を停止させる圧力リミッタ部を備えている請求項２に記載の接触型診断装置。
【請求項４】
平行駆動機構による走行車に対する計測ヘッドの相対移動範囲は、計測点間距離以上である請求項２または請求項３に記載の接触型診断装置。
【請求項５】
支持台の路面に対する対地速度が零になる走行車の位置と、次に支持台の路面に対する対地速度が零になる走行車の位置との間の距離は、計測点間距離以下である請求項２ないし請求項４の何れかに記載の接触型診断装置。
【請求項６】
駆動制御ユニットは、支持台の路面に対する対地速度が零である時間を、支持台とともに計測ヘッドが垂直降下したときから、計測ヘッドが計測点での計測が完了するまでの時間以上になるように平行駆動機構を駆動制御する請求項２ないし請求項５の何れかに記載の接触型診断装置。
【請求項７】
駆動制御ユニットは、計測点の手前で垂直駆動機構に垂直降下指令を出して、計測点に計測ヘッドを位置決めする請求項２ないし請求項５の何れかに記載の接触型診断装置。
【請求項８】
支持台は、路面に平行に設けられた第１の支持台部と、この第１の支持台部に第１のダンパ機構を介して路面に対して平行に移動可能に接続された第２の支持台部と、この第２の支持台部に第２のダンパ機構を介して路面に対して垂直に移動可能に接続されているとともに、計測ヘッドが設けられた第３の支持台部とを備え、
駆動制御手段は、走行車に設けられ前記第１の支持台部を路面に対して垂直方向に移動させる垂直駆動機構と、前記第３の支持台部に設けられ前記路面に接触して前記計測ヘッドの対地速度を零にする停止部と、前記垂直駆動機構の駆動を制御する駆動制御ユニットと、前記計測ヘッドの計測を制御する計測制御ユニットとを備えている請求項１に記載の接触型診断装置。
【請求項９】
第２のダンパ機構には、計測ヘッドが計測点に接触する接触圧を所定圧にする圧力リミッタ機構が設けられている請求項８に記載の接触型診断装置。
【請求項１０】
支持台は、走行車に対して平行な第１の支持台部と、路面に対して平行であるとともに計測ヘッドが取り付けられた第２の支持台部とを備え、
駆動制御手段は、前記走行車および前記第１の支持台部に両端部が回転自在に接続され、走行車、第１の支持台部とともに平行リンク機構を構成する、第１の可動リンクおよび第２の可動リンクと、前記走行車を固定辺として第１の可動リンクおよび第２の可動リンクを走行車の車輪の回転速度と同じ回転速度で回転させる回転機構と、前記第１の支持台部と前記第２の支持台部との間に設けられ計測点に接触した前記計測ヘッドを押圧して前記計測ヘッドの対地速度を零にするダンパ機構と、前記回転機構の駆動を制御する駆動制御ユニットと、前記計測ヘッドの計測を制御する計測制御ユニットとを備えている請求項１に記載の接触型診断装置。
【請求項１１】
駆動制御ユニットは、計測ヘッドが路面に接触しない期間は回転機構を回転させて平行リンク機構を駆動させ、計測ヘッドが路面に接触している間は回転機構から平行リンク機構への駆動力を遮断するようになっている請求項１０に記載の接触型診断装置。
【請求項１２】
ダンパ機構には、計測ヘッドが計測点に接触する接触圧を所定圧にする圧力リミッタ機構が設けられている請求項１０または請求項１１に記載の接触型診断装置。
【請求項１３】
支持台には、各計測点に対面する複数の計測ヘッドが設けられており、計測制御ユニットは、一つの計測ヘッドに計測指令を出し、この計測ヘッドが接触した計測点における計測を完了させた後に、引き続き次の計測ヘッドに計測指令を出して、次の計測ヘッドが接触した計測点における計測を完了させるようにして、順次計測を行うようになっており、また駆動制御ユニットは、全ての計測ヘッドが計測完了する時間までは前記支持台の路面に対する対地速度を零にするようになっている請求項１ないし請求項１２の何れかに記載の接触型診断装置。
【請求項１４】
隣接した計測ヘッド同士は、互いの音響信号が干渉されない距離だけ離れている請求項１３に記載の接触型診断装置。
【請求項１５】
支持台には、隣接した計測ヘッドの離間距離を計測点に対面し得るように調整する調整機構が設けられている請求項１３または請求項１４に記載の接触型診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、道路、床板等の広範な計測範囲を要する対象に対し、音響弾性波を用いて被計測体の応答信号を検出し、被計測体の健全性、異常状況を診断する接触型診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は従来の接触型診断装置の構成図である。
この接触型診断装置は、被計測体であるコンクリート構造物４０１に音響信号を送り込む受信子４０２ａ及びコンクリート構造物４０１から返ってくる音響信号を受信する受信子４０２ｂを有する計測ヘッド４０２と、受信子４０２ａの信号を解析し診断する信号処理ユニット４０３と、診断結果を記録する記録ユニット４０４と、診断結果を表示する表示ユニット４０５とを備えている。
【０００３】
この接触型診断装置は、次の手順に従ってコンクリート構造物４０１の内部に存在する内部欠陥を診断する。
（Ｉ）予めコンクリート構造物４０１上の計測点を選定する。計測点は、一定ピッチの計測点が格子状に配された計測点群を設定するのが一般的である。
（ＩＩ）作業者６００は設定された計測点に計測ヘッド４０２を載置して位置決めする。
（ＩＩＩ）その後、計測ヘッド４０２の発信子４０２ａから音響信号を発信し、コンクリート構造物４０１から返ってくる音響信号を受信子４０２ｂで受信する。この信号は信号処理ユニット４０３に送られ、そこで解析され、その解析結果は記録装置４０４で記録されるとともに、表示装置４０５で表示される。
（ＩＶ）最初の計測点でのコンクリート構造物４０１の計測が終了した後、作業者６００は計測ヘッド４０２を次の計測点に移動し、上記（ＩＩ）から再び繰り返し作業を行う。
上記の作業を繰り返し行い、予め設定された複数の計測点上での計測結果が格子状に記録され、マップとして表示される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の接触型診断装置は、以上のように構成されており、作業者６００は、目視により計測点上に計測ヘッド４０２を位置決めし、その後、コンクリート構造物４０１の計測点に直接押し当てて各測定点での測定を繰り返し行っており、一連の作業が人手で行われている。
そのため、一連の計測に多くの時間を要してしまうという問題点があった。また、計測ヘッド４０２の計測点に対する正確な位置決め精度が期待できないとともに、計測点上での計測ヘッド４０２の押し当て力が一定でなく、検出精度が悪いという問題点もあった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、短時間で計測できる接触型診断装置を得ることを目的とする。また、計測ヘッドの計測点の位置決め精度が向上した接触型診断装置を得ることを目的とする。さらに、計測精度が向上した接触型診断装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る接触型診断装置は、被計測体の路面上に間隔をおいて複数設定された計測点上を路面に対して平行に走行する走行車と、この走行車に前記走行の方向に沿って移動可能に支持された支持台と、この支持台に固定されているとともに前記被計測体に音響信号を発信する発信子および被計測体から返ってくる音響信号を受信する受信子とを有する計測ヘッドと、前記支持台の前記路面に対する対地速度を零にするとともに計測ヘッドを計測点に接触させ、かつ前記計測ヘッドを作動させる駆動制御手段とを備えている。
【０００７】
この発明に係る接触型診断装置では、駆動制御手段は、走行車に設けられ走行車の走行時に支持台の路面に対する対地速度が零になるように支持台を路面に対して平行移動させる平行駆動機構と、前記支持台を路面に対して垂直方向に移動させる垂直駆動機構と、前記平行駆動機構および前記垂直駆動機構に信号を送り平行駆動機構および垂直駆動機構の駆動を制御する駆動制御ユニットと、前記計測ヘッドに信号を送り計測ヘッドを計測制御する計測制御ユニットとを備えている。
【０００８】
この発明に係る接触型診断装置では、支持台には計測ヘッドが路面に接触する接触圧を検出する圧力センサが設けられ、また垂直駆動機構には前記計測ヘッドが計測点に接触する接触圧が所定の接触圧に達したときに、前記圧力センサからの信号により前記支持台の垂直移動を停止させる圧力リミッタ部を備えている。
【０００９】
この発明に係る接触型診断装置では、平行駆動機構による走行車に対する計測ヘッドの相対移動範囲は、計測点間距離以上である。
【００１０】
この発明に係る接触型診断装置では、支持台の路面に対する対地速度が零になる走行車の位置と、次に支持台の路面に対する対地速度が零になる走行車の位置との間の距離は、計測点間距離以下である。
【００１１】
この発明に係る接触型診断装置では、駆動制御ユニットは、支持台の路面に対する対地速度が零である時間を、支持台とともに計測ヘッドが垂直降下したときから、計測ヘッドが計測点での計測が完了するまでの時間以上になるように平行駆動機構を駆動制御する。
【００１２】
この発明に係る接触型診断装置では、駆動制御ユニットは、計測点の手前で垂直駆動機構に垂直降下指令を出して、計測点に計測ヘッドを位置決めする。
【００１３】
この発明に係る接触型診断装置では、支持台は、路面に平行に設けられた第１の支持台部と、この第１の支持台部に第１のダンパ機構を介して路面に対して平行に移動可能に接続された第２の支持台部と、この第２の支持台部に第２のダンパ機構を介して路面に対して垂直に移動可能に接続されているとともに、計測ヘッドが設けられた第３の支持台部とを備え、駆動制御手段は、走行車に設けられ前記第１の支持台部を路面に対して垂直方向に移動させる垂直駆動機構と、前記第３の支持台部に設けられ前記路面に接触して前記計測ヘッドの対地速度を零にする停止部と、前記垂直駆動機構の駆動を制御する駆動制御ユニットと、前記計測ヘッドの計測を制御する計測制御ユニットとを備えている。
【００１４】
この発明に係る接触型診断装置では、第２のダンパ機構には、計測ヘッドが計測点に接触する接触圧を所定圧にする圧力リミッタ機構が設けられている。
【００１５】
この発明に係る接触型診断装置では、支持台は、走行車に対して平行な第１の支持台部と、路面に対して平行であるとともに計測ヘッドが取り付けられた第２の支持台部とを備え、駆動制御手段は、前記走行車および前記第１の支持台部に両端部が回転自在に接続され、走行車、第１の支持台部とともに平行リンク機構を構成する、第１の可動リンクおよび第２の可動リンクと、前記走行車を固定辺として第１の可動リンクおよび第２の可動リンクを走行車の車輪の回転速度と同じ回転速度で回転させる回転機構と、前記第１の支持台部と前記第２の支持台部との間に設けられ計測点に接触した前記計測ヘッドを押圧して前記計測ヘッドの対地速度を零にするダンパ機構と、前記回転機構の駆動を制御する駆動制御ユニットと、前記計測ヘッドの計測を制御する計測制御ユニットとを備えている。
【００１６】
この発明に係る接触型診断装置では、駆動制御ユニットは、計測ヘッドが路面に接触しない期間は回転機構を回転させて平行リンク機構を駆動させ、計測ヘッドが路面に接触している間は回転機構から平行リンク機構への駆動力を遮断する。
【００１７】
この発明に係る接触型診断装置では、ダンパ機構には、計測ヘッドが計測点に接触する接触圧を所定圧にする圧力リミッタ機構が設けられている。
【００１８】
この発明に係る接触型診断装置では、支持台には、各計測点に対面する複数の計測ヘッドが設けられており、計測制御ユニットは、一つの計測ヘッドに計測指令を出し、この計測ヘッドが接触した計測点における計測を完了させた後に、引き続き次の計測ヘッドに計測指令を出して、次の計測ヘッドが接触した計測点における計測を完了させるようにして、順次計測を行うようになっており、また駆動制御ユニットは、全ての計測ヘッドが計測完了する時間までは前記支持台の路面に対する対地速度を零にするようになっている。
【００１９】
この発明に係る接触型診断装置では、隣接した計測ヘッド同士は、互いの音響信号が干渉されない距離だけ離れている。
【００２０】
この発明に係る接触型診断装置では、支持台には、隣接した計測ヘッドの離間距離を計測点に対面し得るように調整する調整機構が設けられている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態について説明するが、同一または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の接触型診断装置を示す構成図である。
この接触型診断装置は、被計測体であるコンクリート構造物１０１の路面上に間隔をおいて複数設定された計測点上を路面に対して平行に走行する走行車１００と、この走行車１００に走行の方向に沿って移動可能に支持されているとともに圧力センサ２０６が端部で固定された支持台２００と、この支持台２００に固定されているとともにコンクリート構造物１０１に音響信号を発信する発信子１０２ａおよびコンクリート構造物１０１から返ってくる音響信号を受信する受信子１０２ｂとを有する計測ヘッド１０２と、計測点上に計測ヘッド１０２が位置したときに、支持台２００の路面に対する対地速度を零にするとともに計測ヘッド１０２を計測点に接触させ、かつ計測ヘッド１０２を計測する駆動制御手段とを備えている。
また、接触型診断装置は、受信子１０２ｂの信号を解析し診断する信号処理ユニット１０３と、診断結果を記録する記録ユニット１０４と、診断結果を表示する表示ユニット１０５とを備えている。
【００２２】
走行車１００は、車輪１００ａと、車輪１００ａを駆動する走行車駆動機構であるモータ１００ｂを備えている。
駆動制御手段は、走行車１００に設けられ走行車１００の走行時に支持台２００の路面に対する対地速度が零になるように支持台２００を路面に対して平行移動させる第１のリニアモータ２０１を含む平行駆動機構と、支持台２００を路面に対して垂直方向に移動させる第２のリニアモータ２０２を含む垂直駆動機構と、第１のリニアモータ２０１および第２のリニアモータ２０２に信号を送り第１のリニアモータ２０１および第２のリニアモータ２０２の駆動を制御する駆動制御ユニット２０３と、計測ヘッド１０２の計測を制御する計測制御ユニット１０６とを備えている。
また、この駆動制御ユニット２０３は、走行車１００の車輪１００ａに接して速度を検出する速度検出機構であるタコメータ２０４、および走行車１００の位置を検出する位置検出機構であるエンコーダ２０５からの信号が入力されるようになっている。
【００２３】
次に、上記構成の接触型診断装置の動作について、図２（ａ）、図２（ｂ）に基づいて説明する。
（Ｉ）先ず、コンクリート構造物１０１上に計測点が格子状に配列された計測点群３００が設定されると、駆動制御ユニット２０３は計測点群３００の基準点３０４からの各位置座標を記憶する。
（ＩＩ）次に、走行車１００を移動して、基準点３０４に計測ヘッド１０２を位置合せする。
（ＩＩＩ）その後、走行車１００は、複数の計測点が存在する走行線３０３上を走行する［状態１］。
（ＩＶ）走行車１００が第１の計測点３０１に近づき、計測ヘッド１０２の位置に到達したとき、その駆動制御ユニット２０３からの信号で支持台２００、即ち計測ヘッド１０２の対地速度が零になるように、第１のリニアモータ２０１は駆動し、第１の計測点３０１上に計測ヘッド１０２が位置決めされる［状態２］。
（Ｖ）次に、第２のリニアモータ２０２の駆動により、支持台２００は路面に向かって移動し、計測ヘッド１０２が路面上の第１の計測点３０１に接触する。
（ＶＩ）次に、計測制御ユニット１０６は計測指令を出力し、計測ヘッド１０２が計測を開始する。
（ＶＩＩ）計測ヘッド１０２から計測完了の信号を計測制御ユニット１０６が受け取ると、計測制御ユニット１０６は駆動制御ユニット２０３に第２のリニアモータ２０２に対して駆動信号が出力される。この出力信号により、第２のリニアモータ２０２は垂直上方向に移動し、支持台２００が上昇するとともに計測ヘッド１０２は計測対象面を離れる［状態３］。
（ＶＩＩＩ）支持台２００が上昇完了後、駆動制御ユニット２０３からの信号により第１のリニアモータ２０１が駆動して、支持台２００は走行車１００の走行方向に水平移動する［状態４］。
（ＩＸ）この[状態４]と[状態１]とは、走行車１００と計測ヘッド１０２との相対位置関係は同じであり、以下上記[状態２]〜上記[状態４]を繰り返すことで、第２の計測点３０２、およびそれ以降の各計測点の計測が行われる。
【００２４】
図３は、時間経過に伴う図２の計測ヘッド１０２の位置変動を示した図である。
この図においた、第２のリニアモータ２０２が計測ヘッド１０２を降下するに要する降下時間をｔ１、計測ヘッド１０２が降下後計測開始指令から計測完了するまでの間の計測時間をｔ２、第２のリニアモータ２０２が計測ヘッド１０２を上昇させるに要する上昇時間をｔ３、さらに予め設定された規定位置まで計測ヘッド１０２が戻るまでの間の復帰時間をｔｒとする。
計測ヘッド１０２が走行車１００に対して相対的に移動しているときに、走行車１００が水平方向に移動する対地距離Ｌは、
Ｌ=Ｖ・(ｔ１+ｔ２+ｔ３+ｔｒ)                    （１）
となる。
一方、計測ヘッド１０２の対地速度が零である（ｔ１+ｔ２+ｔ３）の時間では路面上で計測ヘッド１０２は移動がなく、ｔｒの間に上記状態１の状態である最初の計測ヘッド１０２の位置まで計測ヘッド１０２が戻る対地速度は（Ｖ＋Ｖｒ）であるため、
Ｌ=（Ｖ+Ｖｒ）・ｔｒ    （２）
が成立する。ここで、Ｖｒは上記ｔｒの時間における計測ヘッド戻り速度である。なお、この戻り速度は、走行車１００に対する計測ヘッド１０２の相対速度である。
【００２５】
例えば、Ｌ=０.５ｍとし、計測ヘッド１０２の計測時間および昇降時間の各移動時間の和ｔ１+ｔ２+ｔ３=１秒、ｔｒ=１秒と仮定すると、走行車１００の走行速度Ｖおよび計測ヘッド１０２の戻り速度Vｒは次のような値になる。
【００２６】
Ｖ=０．５/(１+１)=０．２５ｍ/s
Ｖｒ=０．５/（１-０．２５）=０．２５ｍ/s
【００２７】
全計測点に計測するに要する総時間を最短にするには、図３における余裕時間ｔｆを零にする、即ち対地距離Ｌ=計測点ピッチＬＰを設定したときに得られる。
実際には、走行車１００の水平方向の対地距離Ｌよりも隣接した計測点間の距離である計測点ピッチＬＰの値を大きくする必要性があり、計測ヘッド１０２が第１の計測点３０１の計測を完了した後、余裕時間ｔｆ後に次の第２の計測点３０２に到達するようになっている。
また、走行車１００に対して計測ヘッド１０２が相対的に移動する水平移動範囲Ｌｄは計測点ピッチＬＰよりも大きくする必要性がある。上記の例の場合、計測点ピッチＬＰが対地距離Ｌと等しいとした場合、計測点ピッチＬＰが０．５ｍであり、０．５ｍ以上の水平移動範囲Ｌｄを例えば０．６ｍにすればよい。
【００２８】
図４は接触型診断装置のブロック図である。
この図において、走行車の速度を一定速度Ｖに制御するブロック２０３ａは、走行車１００の走行速度Ｖから逐次目標位置ＸTを積算する演算部２０３−１と、エンコーダ２０５からの現在位置信号ＸCおよび目標位置ＸTから位置偏差を積算する演算部２０３−２と、積算偏差出力をアナログに変換するＤＡ変換器２０３−３と、タコメータ２０４からの現在速度信号ＶCとアナログ積算偏差の差から走行車駆動機構１００ｂに電流を送出する電流アンプ２０３−４と、電流検出器２０３−５とから構成されている。
【００２９】
また、平行駆動機構の主要構成要素である第１のリニアモータ２０１を制御するブロック２０３ｂは、計測制御ユニット１０６が第１の計測点３０１の位置Ｘ1に到達時点で出力される平行駆動制御開始指令により制御を開始し、目標位置Ｘ1と現在位置Ｘｃとの偏差を算出する演算部２０３−６と、この偏差信号から第１のリニアモータ２０１を駆動するパルス出力を行うパルス出力部２０３−７から構成されている。また、計測制御ユニット１０６は、計測完了信号を受けると、支持台２００は水平移動範囲の規定位置まで戻るパルス指令(Ｘｃ−Ｘ1)を出力する。
【００３０】
なお、上記フイドバック制御を簡略化するために、走行車１００の走行速度と同じ走行速度の指令を第１のリニアモータ２０１に常時出力しておき、制御開始とともにクラッチ等の接続機構を利用して支持台２００の対地速度を零に制御するようにすることもできる。
【００３１】
また、計測点ピッチＬＰが一定である場合は、予めＬＰ=Ｖ・(ｔ１+ｔ２+ｔ３+ｔｒ+ｔｆ)を満たすように個々の動作時間を設定しておき、この時間シーケンスに則って、第１のリニアモータ２０１、第２のリニアモータ２０２を駆動すれば、一定間隔の計測点ピッチＬＰで計測ヘッド１０２が計測点に位置決め(対地速度が零)され、その上で計測データが得ることができることとなる。
【００３２】
なお、上記ＶＩＩＩ→上記ＩＶ→上記ＩＶの動作において、計測ヘッド１０２が計測点上の手前で駆動制御ユニット２０３が第２のリニアモータ２０２に垂直降下指令を出して、計測ヘッド１０２を降下させて計測ヘッド１０２を計測点に接触させるようにしてもよい。このようにすることで、計測ヘッド１０２が降下する時間ｔ１と計測ヘッド１０２が次の計測点上に移動する時間とを共有することができ、連続的に計測される各計測点間の計測時間が短縮され、計測作業時間を短縮することができる。
【００３３】
また、上記接触型診断装置では、第２のリニアモータ２０２に圧力リミッタ部（図示せず）が取り付けられている。支持台２００の下面に取り付けられた圧力センサ２０６の値が所定圧を超えたときに、圧力センサ２０６からの信号は、計測制御ユニット１０６を介して駆動制御ユニット２０３に送られ、駆動制御ユニット２０３からの信号で圧力リミッタ部が作動する。その結果、計測へッド１０２は所定圧力で計測点に接触でき、計測ヘッド１０２の計測精度が向上する。
【００３４】
実施の形態２．
図５（ａ）、図５（ｂ）はこの発明の実施の形態２の接触型診断装置の構成図である。この実施の形態では、支持台２００の走行方向に沿って複数の計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４が支持台２００に取り付けられている。この各計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４間の離隔距離ＬＤは計測点ピッチＬＰに合せてある。
個々の計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４と計測制御ユニット１０６との間では、個別に計測開始指令信号および計測完了信号の受発信が行われるようになっている。
【００３５】
なお、支持台２００に、走行方向に沿ってスリットを形成し、このスリットに沿って摺動する計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４を固定、位置決めする締め付けボルトを計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４に設けるようにしてもよい。
このように、スリットおよび締め付けボルトから構成された調整機構を備えた場合には、各計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４間の離隔距離ＬＤを計測点ピッチＬＰに簡単に合せることができるようになる。
【００３６】
図５（ｃ）は計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４の計測手順を示す図である。
計測開始指令は、先ず第１の計測ヘッド１０２−１に出力され、その計測ヘッド１０２−１での計測完了を以って次の第２の計測ヘッド１０２−２に計測開始指令が出力される。
以下、順次計測開始信号が出力され、それぞれの計測ヘッドとそれ以外の計測ヘッドが出力する音響信号を干渉させずに計測を実施することができる。
【００３７】
次に、上記構成の接触型診断装置の動作について、図６に基づいて説明する。
（Ｉ）コンクリート構造物１０１上の計測点群３００が与えられると、駆動制御ユニット２０３は計測点群３００の基準点３０４からの位置座標を記憶する。
（ＩＩ）次に、走行車１００を移動して、基準点３０４に走行車１００を位置合せする。
（ＩＩＩ）その後、走行車１００はその進行方向上に第１群の計測点３０１、３０１−２、３０１−３、３０１−４、および第２群の計測点３０２−１、３０２−２、３０２−３、３０２−４が存在する走行線３０３に目標設定し、走行を開始する［状態１］。
（ＩＶ）走行車１００が第１の計測点３０１−１に近づき、計測ヘッド１０２−１が第１の計測点３０１−１上に到達した後、その駆動制御ユニット２０３からの信号で支持台２００、即ち計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４の対地速度が零になるように、第１のリニアモータ２０１は駆動する［状態２］。
（Ｖ）次に、支持台２００は、第２のリニアモータ２０２の駆動により、垂直に降下して、計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４は、路面上の計測点３０１−１、３０１−２、３０１−３、３０１−４に接触する。
（ＶＩ）次に、計測制御ユニット１０６は、個々の計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４に対し、図５（ｃ）に示すように順次計測指令を出力し、計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４はシーケンシャルに計測を開始する。
（ＶＩＩ）最後の計測ヘッド１０２−４から計測完了の信号を受け取ると、計測制御ユニット１０６は駆動制御ユニット２０３に第２のリニアモータ２０２に対して駆動信号を出力する。この出力信号により、第２のリニアモータ２０２は垂直上方向に移動し、支持台２００が上昇するとともに計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４は診断対象面を離れる［状態３］。
（ＶＩＩＩ）支持台２００が上昇完了後、駆動制御ユニット２０３からの信号により第１のリニアモータ２０１が駆動して、支持台２００は所定の距離水平移動する［状態４］。
（ＩＸ）以下、第１の計測線３０３の計測が完了すると、次の第２の計測線３０５に切り換え、ＩＩ以降の手順を繰り返す。
【００３８】
以上のように支持台２００上に複数の計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４が取り付けられているので、支持台２００上に１台の計測ヘッド１０２のみを固定した実施の形態１の接触型診断装置と比較し、支持台２００の移動時間を短縮でき、より高速な計測が可能となる。
【００３９】
一方、複数の計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４の内、音響信号が水平方向に伝搬する距離には制限があり、各計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４が伝搬範囲外の位置に離れて設置されているときには、同時に計測を行っても相互に干渉することはない。
これを利用し、計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４間の離隔距離が上記伝搬範囲外に存在するときには、計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４は同時に計測を行うことができる。
図７は複数の計測ヘッド１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４の内、第１のグループに属する計測ヘッド１０２−１、１０２−２と、第２のグループに属する計測ヘッド１０２−３、１０２−４が同時に計測指令を受け、計測する手順を示している。
【００４０】
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３の接触型診断装置の構成図である。
この接触型診断装置では、支持台５００は、路面に平行に設けられた第１の支持台部５００−１と、この第１の支持台部５００−１に第１のダンパ機構２１０を介して路面に対して平行に移動可能に接続された第２の支持台部５００−２と、この第２の支持台５００−２に第２のダンパ機構２１１を介して路面に対して垂直に移動可能に接続されているとともに、計測ヘッド１０２が設けられた第３の支持台部５００−３とを備えている。
また、駆動制御手段は、走行車１００に設けられ第１の支持台部５００−１を路面に対して垂直方向に移動させる第２のリニアモータ２０２を含む垂直駆動機構と、第３の支持台部５００−３に設けられ路面に接触して計測ヘッド１０２の対地速度を零にする停止部２１２と、第２のリニアモータ２０２の駆動を制御する駆動制御ユニット２０３と、計測ヘッド１０２の計測を制御する計測制御ユニット１０６を備えている。
【００４１】
第１のダンパ機構２１０は、停止部２１２が路面から離れて、計測ヘッド１０２の対地速度が零でなくなったときには、自動的に元の状態に復元するオートリターンタイプのダンパ機構である。
また、第２のダンパ機構２１１には、計測ヘッド１０２が計測点に接触する接触圧を所定圧にする圧力リミッタ機構（図示せず）が設けられている。
【００４２】
上記構成の接触型診断装置は、実施の形態１および２の接触型診断装置と比較して、走行車１００の走行中において支持台５００を走行車１００に対して相対的に平行移動させて支持台５００の対地速度を零にする機構が主に異なる。診断を行う手順は既に説明した実施の形態１、実施の形態２と同様である。
【００４３】
実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４の接触型診断装置の構成図、図１０は図９の計測ヘッド１０２の動作を示す図である。この実施の形態では、支持台４００は、走行車１００に対して平行な第１の支持台部４００−１と、路面に対して平行であるとともに計測ヘッド１０２が２個取り付けられた第２の支持台部４００−２とを備えている。また、駆動制御手段は、走行車１００および第１の支持台部４００−１に両端部が回転自在に接続され、走行車１００、第１の支持台部４００−１とともに平行リンク機構を構成する、第１の可動リンク２２０−１および第２の可動リンク２００−２と、走行車１００を固定辺として第１の可動リンク２２０−１および第２の可動リンク２２０−２を走行車１００の車輪１００ａの回転速度と同じ回転速度で回転させる回転機構１００ｃと、第１の支持台部４００−１と第２の支持台部４００−２との間に設けられ計測点に接触した計測ヘッド１０２を押圧して計測ヘッド１０２の対地速度を零にするダンパ機構２１１と、回転機構１００ｃの駆動を制御する駆動制御ユニット２０３と、計測ヘッド１０２の計測を制御する計測制御ユニット１０６とを備えている。
支持台４００は時計方向に回転し得るように、走行車１００の片側側面に突出して取り付けられている。
【００４４】
駆動制御ユニット２０３は、計測ヘッド１０２が路面に接触しない期間は回転機構１００ｃを回転させて平行リンク機構を駆動させ、計測ヘッド１０２が路面に接触している間は回転機構１００ｃから平行リンク機構への駆動力を遮断するようになっている。
ダンパ機構２１１は、計測ヘッド１０２が計測点に接触する接触圧を所定圧にする圧力リミッタ機構（図示せず）が設けられている。
【００４５】
次に、上記構成の接触型診断装置の動作について説明する。
駆動制御ユニット２０３からの駆動信号により、回転機構１００ｃは回転し、その回転力はリンク機構２２０−３を介して前記平行リンク機構が動作させ、計測ヘッド１０２は周回運動を行う[状態１]。
次に、計測ヘッド１０２の先端が路面に接触する。接触した後、ダンパ機構２１１が作用し、計測ヘッド１０２は路面に接触したままダンパ機構２１１を収縮し、最下点を通過した後伸長する。  このダンパ機構２１１が伸縮する期間は、回転機構１００ｃから平行リンク機構への駆動力を遮断するようになっている。即ち、平行リンク機構はニュートラルの状態である。この接触期間に、計測制御ユニット１０６からの計測指令により、計測ヘッド１０２は計測を行う [状態２]。
その後、計測ヘッド１０２と路面との接触状態が解除される[状態３]。
なお、回転機構１００ｃの回転により揺動、回転するリンク機構は、走行車１００の移動速度Ｖ、および計測点群の計測点ピッチＬＰから定まるｔ=ＬＰ/Ｖを満たすように駆動され、次の計測点への位置合せが行われる。
また、計測ヘッド１０２が支持台部４００−２に２個取り付けられており、互いの音響信号の干渉を防止するために、個々の計測ヘッド１０２に順次計測指令を出して計測を行っている。しかし、音響信号の伝搬限界を超えるだけ計測ヘッド１０２が離れているときには、同時計測も可能である。
【００４６】
また、第１の支持台部４００−１の下方に設けられた第２のダンパ機構２１１に一定圧で上限となる圧力リミッタ機構を装着することで、支持台４００が降下し計測ヘッド１０２が路面に接触した場合、計測ヘッドに一定圧力が加わるようにすることもできる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る接触型診断装置によれば、被計測体の路面上に間隔をおいて複数設定された計測点上を路面に対して平行に走行する走行車と、この走行車に前記走行の方向に沿って移動可能に支持された支持台と、この支持台に固定されているとともに前記被計測体に音響信号を発信する発信子および被計測体から返ってくる音響信号を受信する受信子とを有する計測ヘッドと、前記支持台の前記路面に対する対地速度を零にするとともに計測ヘッドを計測点に接触させ、かつ前記計測ヘッドを作動させる駆動制御手段とを備えているので、計測は走行車を停止することなく、行うことができ、計測対象物の広範囲を短時間で計測することができる。
【００４８】
また、この発明に係る接触型診断装置によれば、駆動制御手段は、走行車に設けられ走行車の走行時に支持台の路面に対する対地速度が零になるように支持台を路面に対して平行移動させる平行駆動機構と、前記支持台を路面に対して垂直方向に移動させる垂直駆動機構と、前記平行駆動機構および前記垂直駆動機構に信号を送り平行駆動機構および垂直駆動機構の駆動を制御する駆動制御ユニットと、前記計測ヘッドに信号を送り計測ヘッドを計測制御する計測制御ユニットとを備えているので、計測点に計測ヘッドを正確に位置決めできる。
【００４９】
また、この発明に係る接触型診断装置によれば、支持台には計測ヘッドが路面に接触する接触圧を検出する圧力センサが設けられ、また垂直駆動機構には前記計測ヘッドが計測点に接触する接触圧が所定の接触圧に達したときに、前記圧力センサからの信号により前記支持台の垂直移動を停止させる圧力リミッタ部を備えているので、計測ヘッドは計測点に所定の接触圧で接触することができ、計測精度が向上する。
【００５０】
また、この発明に係る接触型診断装置によれば、平行駆動機構による走行車に対する計測ヘッドの相対移動範囲は、計測点間距離以上であるので、計測点に計測ヘッドを確実に位置決めできる。
【００５１】
また、この発明に係る接触型診断装置によれば、支持台の路面に対する対地速度が零になる走行車の位置と、次に支持台の路面に対する対地速度が零になる走行車の位置との間の距離は、計測点間距離以下であるので、計測点に計測ヘッドを確実に位置決めできる。
【００５２】
また、この発明に係る接触型診断装置によれば、駆動制御ユニットは、支持台の路面に対する対地速度が零である時間を、支持台とともに計測ヘッドが垂直降下したときから、計測ヘッドが計測点での計測が完了するまでの時間以上になるように平行駆動機構を駆動制御するので、計測点に計測ヘッドを確実に位置決めできる。
【００５３】
また、この発明に係る接触型診断装置によれば、駆動制御ユニットは、計測点上の手前で垂直駆動機構に垂直降下指令を出して、計測点に計測ヘッドを位置決めするので、計測ヘッドが降下する時間と計測ヘッドが次の計測点に移動する時間とを共有することができ、連続的に計測される各計測点間の計測時間が短縮され、計測作業時間を短縮することができる。
【００５４】
また、この発明に係る接触型診断装置によれば、支持台は、路面に平行に設けられた第１の支持台部と、この第１の支持台部に第１のダンパ機構を介して路面に対して平行に移動可能に接続された第２の支持台部と、この第２の支持台部に第２のダンパ機構を介して路面に対して垂直に移動可能に接続されているとともに、計測ヘッドが設けられた第３の支持台部とを備え、駆動制御手段は、走行車に設けられ前記第１の支持台部を路面に対して垂直方向に移動させる垂直駆動機構と、前記第３の支持台部に設けられ前記路面に接触して前記計測ヘッドの対地速度を零にする停止部と、前記垂直駆動機構の駆動を制御する駆動制御ユニットと、前記計測ヘッドの計測を制御する計測制御ユニットとを備えているので、計測点に計測ヘッドを正確に位置決めできる。
【００５５】
また、この発明に係る接触型診断装置によれば、第２のダンパ機構には、計測ヘッドが計測点に接触する接触圧を所定圧にする圧力リミッタ機構が設けられているので、計測ヘッドは計測点に所定の接触圧で接触することができ、計測精度が向上する。
【００５６】
また、この発明に係る接触型診断装置によれば、支持台は、走行車に対して平行な第１の支持台部と、路面に対して平行であるとともに計測ヘッドが取り付けられた第２の支持台部とを備え、駆動制御手段は、前記走行車および前記第１の支持台部に両端部が回転自在に接続され、走行車、第１の支持台部とともに平行リンク機構を構成する、第１の可動リンクおよび第２の可動リンクと、前記走行車を固定辺として第１の可動リンクおよび第２の可動リンクを走行車の車輪の回転速度と同じ回転速度で回転させる回転機構と、前記第１の支持台部と前記第２の支持台部との間に設けられ計測点に接触した前記計測ヘッドを押圧して前記計測ヘッドの対地速度を零にするダンパ機構と、前記回転機構の駆動を制御する駆動制御ユニットと、前記計測ヘッドの計測を制御する計測制御ユニットとを備えているので、計測点に計測ヘッドを正確に位置決めできる。
【００５７】
また、この発明に係る接触型診断装置によれば、駆動制御ユニットは、計測ヘッドが路面に接触しない期間は回転機構を回転させて平行リンク機構を駆動させ、計測ヘッドが路面に接触している間は回転機構から平行リンク機構への駆動力を遮断するようになっているので、計測ヘッドが計測点に接触して計測が行われているときには、計測ヘッドの路面に対する対地速度を確実に零にすることができ、計測精度が向上する。
【００５８】
また、この発明に係る接触型診断装置によれば、ダンパ機構には、計測ヘッドが計測点に接触する接触圧を所定圧にする圧力リミッタ機構が設けられているので、計測ヘッドは計測点に所定の接触圧で接触することができ、計測精度が向上する。
【００５９】
また、この発明に係る接触型診断装置によれば、支持台には、各計測点に対面する複数の計測ヘッドが設けられており、計測制御ユニットは、一つの計測ヘッドに計測指令を出し、この計測ヘッドが接触した計測点における計測を完了させた後に、引き続き次の計測ヘッドに計測指令を出して、次の計測ヘッドが接触した計測点における計測を完了させるようにして、順次計測を行うようになっており、また駆動制御ユニットは、全ての計測ヘッドが計測完了する時間までは前記支持台の路面に対する対地速度を零にするようになっているので、支持台の移動時間を短縮することができ、より高速な計測が可能となる。
【００６０】
また、この発明に係る接触型診断装置によれば、隣接した計測ヘッド同士は、互いの音響信号が干渉されない距離だけ離れているので、各計測ヘッドは隣接した計測ヘッドからの音響信号の影響を受けることなく、計測を行うことができる。
【００６１】
また、この発明に係る接触型診断装置によれば、支持台には、隣接した計測ヘッドの離間距離を計測点に対面し得るように調整する調整機構が設けられているので、計測ヘッドの離間距離が異なる場合でも簡単に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１の接触型診断装置の構成図である。
【図２】  図２（ａ）は図１の接触型診断装置と計測点との関係を示す図、図２（ｂ）は走行車と計測ヘッドとの位置関係を経時的に示した図である。
【図３】  図１の計測ヘッドの経過時間とその位置との関係を示す図である。
【図４】  図１の接触型診断装置のブロック図である。
【図５】  図５（ａ）はこの発明の実施の形態２の接触型診断装置の構成を示す平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の支持台のＡ−Ａの矢示断面図、図５（ｃ）は計測ヘッドの動作フロー図である。
【図６】  図６（ａ）は図５の接触型診断装置と計測点との関係を示す図、図６（ｂ）は走行車と計測ヘッドとの位置関係を経時的に示した図である。
【図７】  図７（ａ）は図５の接触型診断装置と別の例の接触型診断装置の構成を示す平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂの矢示断面図、図７（ｃ）は計測ヘッドの動作フロー図である。
【図８】  この発明の実施の形態３の接触型診断装置の構成図である。
【図９】  この発明の実施の形態４の接触型診断装置の構成図である。
【図１０】  図１０の計測ヘッドの軌道を示す図である。
【図１１】  従来の接触型診断装置の構成図である。
【符号の説明】
１００  走行車、１００ｃ  回転機構、１０１  コンクリート構造物（被計測体）、１０２，１０２−１〜１０２−４  計測ヘッド、１０２ａ  発信子、１０２ｂ  受信子、１０６  計測制御ユニット、２００，４００，５００  支持台、２０１  第１のリニアモータ（平行駆動機構）、２０２  第２のリニアモータ（垂直駆動機構）、２０３  駆動制御ユニット、２１０  第１のダンパ機構、２１１  第２のダンパ機構、２１２  停止部、２２０−１  第１の可動リンク、２２０−第２の可動リンク、４００−１  第１の支持台部、４００−２  第２の支持台部、５００−１  第１の支持台部、５００−２  第２の支持台部、５００−３第３の支持台部。
【図１】
0003693956.tif 000002
【図２】
0003693956.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003693956.tif 000007
【図７】
0003693956.tif 000008
【図８】
0003693956.tif 000009
【図９】
0003693956.tif 000010
【図１０】
0003693956.tif 000011
【図１１】
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