(57)【要約】【課題】建設分野における水平などの新たな高さ管理技術を開発する。【解決手段】建設現場において、複数の測定対象箇所に設置した気圧センサから得られる気圧データと、得られた複数の気圧の差を用いて、気圧センサが設置された箇所間の高さの差あるいは傾斜を求める建設高さ管理方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設現場において、複数の測定対象箇所に設置した気圧センサから得られる気圧データと、
得られた複数の気圧の差を用いて、気圧センサが設置された箇所間の高さの差あるいは傾斜を求めることを特徴とする建設高さ管理方法。
【請求項２】
ある気圧センサのデータを基準データとすることを特徴とする請求項１記載の建設高さ管理方法。
【請求項３】
気圧センサを取り付けた移動する機器と当該移動機器の位置を把握する手段とを備えており、移動機器の移動に応じて、計測される気圧データに基づいて、移動機器の軌跡に対応する施工途中の建設物の場所と高さを測定する建設高さ測定方法。
【請求項４】
建設用地、建設躯体あるいは建設用機器に設置された気圧センサと、気圧センサから得られる気圧データを記録及び解析する制御機器と、表示装置を備えた高低又は傾斜に係る建設施工管理システム。
【請求項５】
建設躯体が、打設中の床スラブ、デッキプレート、梁のいずれかであり、建設用機器が鏝、トンボ、床仕上げロボット、整地用の重機のいずれかであることを特徴とする、請求項４記載の建設施工管理システム。
【請求項６】
気圧センサを取り付けた床仕上げロボットが、駆動用モータと回転する鏝機構を備えた鏝装置とバッテリーとを機体フレームに装着した床仕上げロボットであって、  
機体フレームと、機体フレームの中央で、下方に駆動用モータを配置し、機体フレームの長手方向の前後に鏝装置を配置し、機体フレームは、駆動用モータと鏝装置が取り付けられる主フレームを備えていることを特徴とする床仕上げロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レベル検知に基づく建設技術分野における施工管理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設分野では、建物床面構築用に打設したコンクリート面を水平に仕上げるなど、水平管理は重要な要素技術である。水平を計測する技術は、気泡を封入した水準器やトータルステーションによる角度測量、レーザを用いた計測などがある。建設分野では、水平などの高さ管理は、コンクリート打設面の水平のほか、柱の建込管理、梁の傾斜など、施工管理技術として用いられている。
例えば、特許文献１（特開平７−１８８６１号公報）、特許文献２（特開平３−６９７５９号公報）には、床面に置いたレーザ発信器と床コンクリート打設・均し機に設置した受信器によって、コンクリート打設床面のレベル管理を行う装置が開示されている。
特許文献３（特開平７−２０８９８３号公報）に記載の発明には、レーザの発光器を設置して均し器に受光器を取り付けることでレベルを測定しながら均すことが可能となる技術であって、発光器を均し面外部に設置しており、均し面を全体的にカバーするには発光器を複数台設置する必要があって、周囲に人がいる場合などにはレーザが遮られて測定できず、測定効率も低下する。
特許文献４（特開２０１１−１５３４２３号公報）には、レーザーが回転して周囲に投射される技術が用いられ、発光器を均し面外部に設置しており、周囲に人がいる場合などにはレーザが遮られて測定できない。これらの技術は、測定結果が記録されないので、経過の記録はできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１８８６１号公報
【特許文献２】特開平３−６９７５９号公報
【特許文献３】特開平７−２０８９８３号公報
【特許文献４】特開２０１１−１５３４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、トータルステーションや高さ検知用のレーザを用いない新たな計測技術を建設分野に導入して水平などの高さ管理技術を開発することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、気圧センサによって得られる気圧データに基づいて、床レベルや建設中の建物の梁や柱のレベルあるいは傾斜を検出して、建設施工管理に活用する発明である。
１．建設現場において、複数の測定対象箇所に設置した気圧センサから得られる気圧データと、
得られた複数の気圧の差を用いて、気圧センサが設置された箇所間の高さの差あるいは傾斜を求めることを特徴とする建設高さ管理方法。
２．ある気圧センサのデータを基準データとすることを特徴とする１．記載の建設高さ管理方法。
３．気圧センサを取り付けた移動する機器と当該移動機器の位置を把握する手段とを備えており、移動機器の移動に応じて、計測される気圧データに基づいて、移動機器の軌跡に対応する施工途中の建設物の場所と高さを測定する建設高さ測定方法。
４．建設用地、建設躯体あるいは建設用機器に設置された気圧センサと、気圧センサから得られる気圧データを記録及び解析する制御機器と、表示装置を備えた高低又は傾斜に係る建設施工管理システム。
５．建設躯体が、打設中の床スラブ、デッキプレート、梁のいずれかであり、建設用機器が鏝、トンボ、床仕上げロボット、整地用の重機のいずれかであることを特徴とする、４．記載の建設施工管理システム。
６．気圧センサを取り付けた床仕上げロボットが、駆動用モータと回転する鏝機構を備えた鏝装置とバッテリーとを機体フレームに装着した床仕上げロボットであって、機体フレームと、機体フレームの中央で、下方に駆動用モータを配置し、機体フレームの長手方向の前後に鏝装置を配置し、機体フレームは、駆動用モータと鏝装置が取り付けられる主フレームを備えていることを特徴とする床仕上げロボット。
【発明の効果】
【０００６】
１．建設技術では、レベル検出することは基本技術であり、気圧センサを用いてレベルを検出することは、トータルステーションやレーザを用いる必要がなく、見通しに左右されずに、気圧センサのある位置のレベルを検出することができる。
２．基準点で計測された気圧データと他の地点で計測された気圧データを対比すると、高低差や傾斜を把握することができる。検知された気圧データは、「ミリメートル」などに変換表示する他、気圧データそのもので表示することもできる。
３．計測データは、随時あるいは連続して得ることができるので、経時変化、あるいは線や面の高低や傾斜を把握することができる。
４．継時的に連続した計測データや面的データが得られ、建設の緻密な施工管理を行うとともに施工記録を残すことができる。
５．例えば、コンクリートスラブ打設工程における均し仕上げ過程で、鏝や仕上げ機器に気圧センサを取り付けると、作業地点のレベルが把握でき、即時的にフィードバックして均し作業を行うことができる。また、架設中の梁に２つ以上の気圧センサを配置すると梁の傾斜がわかり、建設中の架構の調整作業を行うことができる。
６．また、例えば、デッキプレートの下部に気圧センサを設置することで、スラブ打設時の沈下状態を常時監視しながら安全な施工をすることが可能である。
７．出来形測定に使用することで、平面の不陸状態を容易に測定でき、電子データとして保存が可能なため、品質管理データの管理が容易であり、施工記録ができる。
８．本発明は、コンクリートスラブの管理や地盤整地、舗装面管理、水田などの圃場整備等水平面の管理、あるいは構築物の傾き管理を高精度でできる全く新しい技術を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】床スラブコンクリート打設施工管理システムの例
【図２】コンクリート打設面の高低差をメッシュ区分して高低差を表示した例
【図３】気圧センサの例
【図４】床仕上げロボットの例
【図５】本実施態様で用いる均し用のトンボとこての例
【図６】本実施態様で用いる均し用のトンボとこての例
【図７】トンボを用いた均し作業における高さ管理の例
【図８】架構の簡単なモデルとセンサの配置例
【図９】デッキプレート下面にセンサを配置した例及びデッキプレート沈下状態表示例
【図１０】床仕上げロボットの斜視図
【図１１】床仕上げロボットの平面概略図
【図１２】床仕上げロボットの機構概略図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、気圧センサを建設中の建物や構造物、施工機械、器具などに設置して、測定される気圧データを用いて、高低や傾きを検出して、施工管理を行う発明である。工事現場では、計測される気圧の数値は、基本的に同じであれば、同じレベルを示すことに着目して、建築や土木分野に適用した発明である。温度補正機能等も備えた小型で高精度な気圧センサが開発されており、これを用いることに着目したものである。
建設分野では、水平、垂直がもっとも基礎的要素であり、レベル調整は、施工精度に大きく影響する。一般的には、測量技術やレーザを用いて計測している。これらの技術は、計測箇所を見通すことができる必要があり、また、リアルタイムで計測情報を得ることは難しい。例えば、コンクリート床面を構築するために、打設したコンクリートを均す作業をする場合、間隔を置いて計測し、不陸調整のために調整用の均し作業を断続して行う必要がある。大きな面積の床工事では、調整箇所への出入りも難しく、時間を要する作業である。
本発明は、小型高精度の気圧センサを建物躯体や施工機器に装着することで、気圧センサのある場所のレベルを常時把握して、建設工事の施工管理に活用した。
【０００９】
本発明は、建設現場の複数の測定対象箇所に気圧センサを設置し、これらの気圧センサから気圧データを入手し、得られた複数の気圧の差を用いて、気圧センサが設置された箇所間の高さの差あるいは傾斜を求める建設高さ管理方法である。ある気圧センサを不動点としてリファレンスデータとして用いて、他の気圧センサを建設作業の機器に設け、機器が存在する場所との差を出して、高低を検出する方法にも利用できる。また、移動する作業機器では、位置検知センサなど作業機器の位置を把握する手段と気圧センサを併用して、作業機器が移動した軌跡、移動面の高低を検出方法に利用できる。
作業によって必要な精度は異なるが、床の仕上げ作業では高さ分解能は１ｍｍ、座標の分解能は１ｃｍ程度の管理が可能である。
【００１０】
この建設高さ管理方法は、これらの気圧センサ、必要によっては位置検知センサ等の各種センサ類、作業機器、記録・解析・制御装置、表示装置、無線ＬＡＮ等を備えた建設用の高低及び傾斜に関する施工管理システムにまとめられる。高さ測定用センサのレベルと位置測定センサと俯瞰させたカメラ画像を用いて、高さと位置情報を高精度でリアルタイムに測定するシステムができる。
位置検知センサとしてカメラやＧＰＳ、ビーコン、ＷＩＦＩ等を用いて位置情報を計測し、記録する。
気圧センサを装着する箇所は、建設中の床、梁、デッキプレート、整地面、施工用機器としては、鏝、トンボ、床仕上げロボット、整地用重機など、主に水平管理を必要とする箇所や作業である。
例えば、気圧センサと位置検知センサを装着した床仕上げロボットは、凹凸をリアルタイムに反映した均し処理ができるようになる。作業効率が上がり仕上げ精度も上がる。
本発明では、レベル測定結果を測定者にその場ですぐに数値、音、光などを用いて知らせることができる。レベル測定を行った結果と測定位置を記録し、携帯端末などに即時に表示可能であるため、仕上がり具合を即時に確認でき、修正等の即時対処が可能である。測定位置と測定結果を数値情報として記録できる。
【００１１】
本発明の主な利用分野は次のとおりである。
（ａ）コンクリートスラブの打設時のレベルを測定する。
レベル測定を連続的に行うことで床全体のレベル精度をよく均すことが可能となる。
（ｂ）梁などの施工中の形状変化を考慮した施工において、必要な際に高さを測定する。
自重による変形を考慮し、適切なむくりが設定可能となる。
（ｃ）スラブデッキのたわみを常時測定する。
たわみが発生して沈下した変形を検知し、品質向上と落下（リスク）検知が可能となる。
（ｄ）コンクリートスラブの施工後、出来形を測定する。
容易に連続的な測定が可能であり、高精度な施工管理が可能となる。
（ｅ）その他
鉄筋やＲＣの梁などのむくり部分などに気圧センサを設置し高さを計測する。
下地材やサッシ、扉、家具の設置の際、床面や取り付け高さを計測する。
【００１２】
＜実施態様１：床仕上げロボットを用いた床スラブコンクリート打設施工管理システム＞
この実施態様は、コンクリート打設床面を均す床仕上げロボットに気圧センサを装着した建設用機器とする建設施工管理システムの例である。
床スラブ用のコンクリートを打設したコンクリートを均す床仕上げロボットに、気圧センサを装着して高さ管理を行う床スラブコンクリート打設施工管理システムを図１に示す。
基準となる基準センサ１４、移動しながら均す作業を行う、作業箇所の気圧を検出する気圧センサ１５、気圧センサ１５を装着した床仕上げロボット７、気圧センサからのデータを処理する制御装置３、気圧センサからのデータを制御装置へ中継する中継機３１、床仕上げロボット７を操縦するオペレーター５６の手元にあるモニター４１、位置検知センサとしてのカメラ（ビデオカメラを含む）２１から構成されるこの建設施工管理システムが図１（ａ）に示されている。
図１（ａ）に示す建設現場は、四方に建てられた４本の柱６１で区画された床部分がコンクリート打設面５３である。この打設面に生コンクリートを打設して、床仕上げロボット７を用いて平面に均す作業を行う。この床仕上げロボット７は、オペレーター５６がコントローラ５６ａを介して操縦される。
床仕上げロボット７には、気圧センサ１５が装着されている。１つの柱に基準センサ（リファレンスセンサ）１４となる気圧センサを基準の高さに設置する。これらの気圧センサからの情報を制御装置３へ中継する中継機３１が備えられ、制御装置３で処理したデータはオペレーター５６の手元のモニター４１にも表示される。モニター４１に表示された高低の状態をみて、オペレーター５６は、コントローラ５６ａを操作して床仕上げロボット７を操縦して均し作業の調整を随時行う。
図１（ｂ）には、コンクリート打設面５３の高低差をメッシュ区分して、基準面に対して５ｍｍ以上の高低差を表示した例を示している。オペレーターは、この状態を見て、床仕上げロボットを操作して、基準内の均し作業を行う。
【００１３】
本実施態様に用いられる床仕上げロボット７の例を図４に示す。全体斜視図を図４（ａ）に、主フレーム７１を図４（ｂ）に示す。
この床仕上げロボット７は、機体の主フレーム７１の前後に鏝装置７４、７４が取り付けられており、鏝装置に取り付けられている４枚のブレード７４ａがコンクリートの表面を回転しながら均す装置である。
図示の主フレーム７１は、２本の縦フレーム７２と２本の横フレーム７７で長方形に形成された、仕上げロボット７の基本骨格であり、安定した部材である。この主フレームの前後に鏝装置７４、７４が取り付けられ、中心部に気圧センサ１５を取り付けた例が図４（ｂ）に示されている。床仕上げロボットの気圧データは、前後の鏝装置７４の中間高さ値が検知されることとなる。また、前後の鏝装置７４、７４に気圧センサを取り付けてそれぞれの高さを検知あるいは平均を算出して表示することもできる。
床仕上げロボット７は、鏝装置７４のブレードの回転駆動によって、移動するタイプである。機体構造の詳細は本出願人が提案した特開２０１８−１２９４３号公報に開示されている。
図４（ａ）の示す床仕上げロボットでは、気圧センサ１５を分かり易くバッテリーケース７５の上に装着した気圧センサ１５ａと示している。この床仕上げロボットでは、図４（ｂ）に示す機体の基本部分である主フレーム７１の中心部分に搭載した気圧センサ１５ｂとすることが安定するので適している。
【００１４】
気圧センサ１の例を図３に示す。
気圧センサは、ＭＥＭＳセンサーチップとして開発が進んでいる精細な気圧を検知するセンサＩＣチップを用いることができる。この素子では、温度補正がされている。図示の例では、筐体１２の内部に気圧センサ本体１１を内封し、気圧センサからリード線１３を取り出している試験タイプを表している。このタイプの高精細気圧センサは、実用タイプでは縦横１ｃｍ以内、厚さ１ｍｍ以下と小型パッケージになっている。この試験タイプも、この程度にパッケージできると想定される。この試験タイプを利用して、気圧計測の精度は高さ分解能１ｍｍを実現できている。気圧センサの原理は、ピエゾ素子などを利用した圧力感知素子である。
【００１５】
制御装置はパソコンなどのＣＰＵ、中継機器はＷＩＦＩなどを利用し、表示装置はモバイル等の携帯機器を活用する。本例では測位センサとしてカメラ（ビデオカメラ）を使用する。
【００１６】
オペレーター５６が床仕上げロボット７を操縦してコンクリート打設面５３に供給された生コンクリートの均し作業を行う。コンクリート打設面５３は予め、制御機器３に番地データとして登録されている。番地区分は、カメラの素子データを利用し、ＸＹ方向でｃｍ単位としている。ロボットに搭載された気圧センサ１５の位置が検出されたカメラデータと気圧センサのデータを時間軸で整合処理して当該番地の気圧データとする。一方、基準センサ（リファレンスセンサ）１４から出力される気圧データを時間軸で処理して、該当する時刻の気圧センサ１５からの出力データとの差を求め、差分を高さに変換して表示する。
本例では、気圧差を高さ数値に変換して表示しているが、気圧差そのもので管理することも可能である。
【００１７】
図２に、表示例を示す。本例では、固定点である測定点１にリファレンスセンサ１４を設置している。移動するセンサである床仕上げロボット搭載の気圧センサ１５を測定点２としている。図２（ａ）では、測定点１座標は時間経過に対して同じ座標点を示し、測定点２の座標は測定時刻にしたがって、ｘ、ｙ数値が変化して表示されている。
図２（ｂ）は、測定点２と測定点１の気圧を時刻で突き合わせて、その差を求め、高低差に換算して、区画整理された打設面に沿って表示した例である。この表示では、基準面に対して±５ｍｍを有意差表示した例を示している。
この表示がオペレーター５６の手元にあるモニター４１にも表示され、これを観てオペレーター５６は床仕上げロボット７を操縦して調整均し作業を行う。
【００１８】
本実施例に用いることができる床仕上げロボット７の構造例は次のとおりである。
図１０〜１２を参照して、本発明の床仕上げロボットの概略を説明する。床仕上げロボットの斜視図を図１０に示し、平面概略図を図１１に示し、機構概略を図１２に示す。
床仕上げロボット７は、主フレーム７１と機体周囲に配置される保護フレーム７６を有する機体フレーム８を備えている。
主フレーム７１を枠部材で長方形に構成し、この主フレーム７１の中央下方に駆動用モータ８１を配置し、左右に鏝装置７４、７４を配置し、駆動用モータ８１から左右の鏝装置７４、７４に伝える駆動系８２を設け、その上にバッテリー７５を搭載した。
主フレーム７１は強度が高い鉄製とし、保護フレーム７６は軽量であるアルミニウム製や合成樹脂製とする。他の部品も可能な限りアルミニウムや合成樹脂を採用して、ロボット機体は軽量化してある。ケースに収納されたバッテリー７５は、駆動用モータ８１の上方で、機体中央に配置されており、ロボット全体として重心を中央、下方に下げて安定させ、操縦性能が向上している。機体周囲に配置される保護フレーム７６は、ステイを介して主フレームに接続され、ステイには取っ手が取り付けられていて、持ち運びできる。本床仕上げロボット７は、二名の作業員で移動して設置することができる重量で、軽自動車に搭載することができる大きさであって、打設後早期に鏝作業を開始することができる。
気圧センサ１５は、機体中央の安定した場所である主フレーム中央部、あるいは、機体中央上面であるバッテリーケースに設置する。または、２つ設けられているそれぞれの鏝装置の上部に気圧センサを装着する。
【００１９】
床仕上げロボット７の斜視図を図１０に示す。
主フレーム７１を含む機体フレーム８と該機体フレーム８に駆動用モータ８１と駆動シャフトを含む駆動系８２と２つの鏝装置７４を機体フレームの左右側に設けた鏝装置系と該鏝装置を制御する制御系を鏝装置の上に配置し、左右の制御機器の間で機体フレームの上方中央にバッテリーケースを含むバッテリー系を配置し、機体の周囲に配備されるバンパーを含む保護フレーム７６が設けられている。バッテリーは、例えばリチウムバッテリー２５．６Ｖを使用できる。
【００２０】
図１１は、本床仕上げロボットの平面概略図である。
平面的には、機体中央部にバッテリー７５があり、その左右に制御系と鏝装置７４が配置され、機体の周囲を保護フレーム７６が取り囲んでいる。
側面的には、機体の左右に制御系とそれらに駆動力を伝える駆動系８２、上部中央にバッテリー７５が配置されており、機体下方には打設コンクリート面に接地する鏝装置７４、７４が左右に配置されている。駆動用モータ８１は中央部の駆動系８２の下方に位置し、保護フレームに隠れて表示されていない。また、機体フレームも重なりがあって表示が複雑になるので省略してある。
【００２１】
図１２は、本床仕上げロボットの概略機構図であって、平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
平面的には、中央部に駆動用モータ８１とギアボックスを配置して、ギアボックスから左右の鏝装置７４、７４に動力を伝える駆動シャフト８３を延ばし、駆動シャフトの両端にはベベルギア８４、８４を設けて垂直に延びる鏝装置の駆動軸へ動力を伝達し、機体の周囲には保護フレームを配置している。機体フレームには、左右端側にベベルギア８４、８４を少し越えて延び、駆動用モータ８１やベベルギアボックスを載せることができる巾を備えた、略長方形の枠体で構成される主フレーム７１がある。
側面的には、接地面側に鏝装置７４、７４が左右に配置され、鏝装置の駆動軸の上部側にはベベルギア８４、８４が配置され、ベベルギアの周囲には鏝装置を制御するサーボモータが配置され、左右のベベルギア８４、８４を両端とする駆動シャフト８３が水平に設けられ、該駆動シャフト８３の中間に駆動用モータからの動力を受けるギアボックスを配置し、駆動シャフト８３の下方に駆動用モータ８１を配置し、駆動用モータ８１の出力軸を、ギアボックスを介して駆動シャフト８３が伝達している。左右のベベルギアの間での上部にバッテリーケース７５ａを配置するスペースを設けている。保護フレーム７６は、鏝装置の接地部材よりも上方側に配置されている。
無線操縦用のアンテナ７３が機体に取り付けられている。
【００２２】
フレーム駆動機構を透視した概略を図１２（ｃ）に示す。
水平方向に平行して延びる２本の縦フレーム７２と、２本の縦フレーム７２を左右の端部で連結する横フレーム７７を含む長方形の主フレーム７１が形成されている。
主フレーム７１の左右端側下方に鏝装置７４を取り付けて、鏝を回転させ、回転軸を傾動操作することにより走行操縦することとなる。気圧センサ１５は、主フレームに設置板（図示略）を介して取り付けられる。
このようにすることにより、中央部に重いモータとバッテリーを配置して、重心を中央、下方にして、移動する機体の安定性を向上させ、回転慣性を小さくしている。
鏝作業は、矢印に示すように回転、反転等の旋回摺動作業であって、鏝装置が仕上げ作業と移動の２つの機能を果たすこととなる。機体の安定性と操行性能は重要な要素であるので、鏝装置以外の重量物を中央側で下方に集めるようにしている。
【００２３】
本例に示す床仕上げロボットは、装置の配置によって機体のバランスの向上を図ったほか、機体の軽量化が図られている。
縦フレームと横フレーム等の、強度が必要な部材は鉄系角形鋼管とし、曲げ強度耐性を大きくしている。
保護フレーム（バンパー）、鏝取付け部材、ギアボックス、トロウェルボックス、鏝外装シャフト、サーボモータ取付け部材、サーボモータステアリング、ドライブシャフトカップリング、バッテリーケース、モータギアボックス等には、アルミニウム素材を採用して軽量化している。
強度や靱性が必要な機材として、鏝ブレード、ボルト、ピン、ベアリング、ジンバル、ドライブシャフト、ステイ、主フレームに対する機器取付け部材・プレートは鉄系素材を採用した。
これらの工夫の結果、作業現場での位置調整などの持ち運びを二名の作業員で行うことができ、打設直後の柔らかなコンクリートの鏝仕上げに適用できる床仕上げロボットとなっている。
床仕上げロボットは、無線操縦用のアンテナ７３を備えており、コントローラによる無線操縦がなされる。鏝装置は、４枚のブレードがトロウェルボックスに取り付けてあり、鏝装置を駆動する機構はジンバル機構が採用され、中心部にブレードの角度調整用のシャフトを有する筒状シャフトを介してトロウェルボックスを回転させる機構である。鏝装置の操作は、筒状シャフトの傾きをサーボモータで制御して行われる。操縦は、コントローラを用いて行うことができる。
【００２４】
＜実施態様２：床仕上げ作業具を用いた床スラブコンクリート打設施工管理システム＞
図５〜７にトンボやこてを用いた床スラブコンクリート打設施工管理システムに関する実施態様を示す。実施態様１で用いた床仕上げロボットに代えて気圧センサを設置したトンボあるいは鏝を用いた例である。
本実施態様で用いる均し用のトンボとこての例を図５、６に示す。
トンボ５５は、コンクリートに接触する平板状のブレードとブレードの中央部に取り付けた操作杆を有する手作業具である。ブレードの左右に気圧センサ１ａ、１ｂが取り付けられており、操作杆の根本に測位センサ２が取り付けられている。
こて５４は、平板のブレードの上面に操作用の取っ手が設けられている手作業具である。ブレードの上に気圧センサ１と測位センサ２が取り付けられている。
生コンクリートが供給されたコンクリート打設面５３を手作業でトンボ５５やこて５４を操作して均し作業を行う。均し作業を行いながら気圧データと位置データを送信し、制御機器３で時刻を突き合わせて打設面の個々の箇所の気圧を特定し、基準センサ１４から得られる気圧との差を求め、区分された打設面の高低を算出し、出力する。図示の例では、カメラ２１も併用しているが、測位センサ２からの信号で場所を特定することができる。
トンボ５５の場合は、左右に設置された気圧センサのデータによって傾きも検出することができる。また、左右の気圧センサの中央値をとって、測位センサの場所の気圧（高さ）とする。
こて５４の場合は、取っ手を操作して打設面のコンクリートを均す作業を行う。作業を行いながら、算出された打設面の高低を調整する。
【００２５】
図７にトンボ５５を用いた均し作業における高さ管理の例を示す。（ａ）に時刻と基準センサ１４と測位センサ２の位置表示を示す。（ｂ）に時刻と気圧センサ１ａと１ｂの高低差を表示してある。（ｃ）に打設範囲をｘｙ番地毎の基準面に対する高低差をｍｍで表示してある。この高低差は２つの気圧センサ１ａ、１ｂの平均（すなわち操作杆の根本位置）として表示してある。
【００２６】
＜実施態様３：建設躯体として建物架構に適用した施工管理システム＞
建物を建築する場合、躯体となる柱と梁からなる建物の架構を組み立てるのが基本となる。この基本となる架構が歪んでいると、建物が不良となるので、架構の水平、垂直は重要な施工管理要素である。この管理も測量技術などを用いて確認しながら進められているが、前述同様の課題がある。
本実施態様では、梁の上に気圧センサと測位センサを設置して管理する施工管理システムと管理方法を用いている。
架構の簡単なモデルとセンサの配置例を図８に示す。図８（ａ）は、建設現場１００に建設中の建物であって、４本の柱６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄと柱間と中間に５本の梁６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅが取り付けられている架構を表している。
梁は水平であるので、建築途中で傾かないように、あるいは、建築途中における荷重のかかり方が許容の偏位の範囲内にコントロールされるように施工管理される。本例は、さらに、これらのセンサからデータ転送機器と制御機器であるＰＣ、制御用のＰＣで算出された高さデータを表示するモニターを備えて施工管理システムが構築されるのは実施態様１、２と同様である。
本例では、気圧センサ１と測位センサ２を同じ個所にそれぞれ６個を梁上に配置している。
【００２７】
測位センサに紐づけされた気圧センサによって観測された気圧データを高さ表示に換算したものを、架構の平面と各センサ位置においてｍｍ単位で表示した例が図８（ｂ）である。
この表示データを観ながら、許容範囲を超える偏位が発生した場合、高さ調整作業が行われる。
【００２８】
＜実施態様４：デッキプレート裏面に適用した施工管理システム＞
デッキプレートとは、コンクリートを打設する床を構築する際にコンクリートを受ける型枠機能と荷重に対する強度を増すために、角波形に成形した鋼板である。デッキプレートとスラブの自重、仕上材の荷重、床の積載荷重といった全荷重をデッキプレートのみで負担する構造となり、ビル建築ではよく使われている。
デッキプレートは、折り曲げられている鋼板であるので、固まっていない生コンクリートが集中すると、集中荷重が発生し、デッキプレートに想定以上の撓みが発生し崩壊する恐れがあるので、本実施態様は変形を観測して、管理するシステムである。
【００２９】
図９（ａ）に梁の上に敷設したデッキプレート５２を下階から見ている状況を示している。気圧センサを利用したレベルセンサ１６と測位センサ２をデッキプレートの裏面に設置する。この例では、梁で区画された中央部に両センサを配置して、撓みを検出するようにしている。
本実施態様でも、センサから得られるデータの中継機器、データを処理演算するＰＣ、撓みを表示するモニターを備えている。
【００３０】
デッキプレート５２に生コンクリートを載せる前の状態を基準状態とし、コンクリート打設後にデッキプレートが撓んで変形した沈下量を測定するのに気圧センサのデータを活用するものである。
図９（ｂ）にコンクリートが打設されるコンクリート打設面をマップ化して、沈下量を表示した表示画面例４２を示す。この表示例では、５ｍｍ単位で撓みを管理する例である。
【００３１】
本発明は、気圧センサを用いることによって、レーザやトータルステーションなどを使用した計測技術と異なり、障害物があっても、詳細な高低を計測することができる。位置を検知する測位センサと気圧センサを移動体に併用することにより、移動軌跡に沿ってリアルな高低変化を検出することが可能となる。
したがって、本発明は次のような顕著な作用効果を奏するものである。
コンクリートスラブ打設後の出来形測定に使用することで、平面の不陸状態を容易に測定でき、電子データとして保存が可能なため、品質管理データの管理が容易である。
コンクリート均し器に気圧センサと測位センサを設置し、打設中にレベルを測定しながら均すことが可能である。
レベル測定結果を測定者にその場で数値、音、光などを用いて知らせることができる。
レベル測定を行った結果と測定位置を記録し、携帯端末などに即時に表示し、仕上がり具合を即時に確認でき、修正等の即時対処が可能である。
測定位置と測定結果を数値情報として記録することが可能である。
梁に設置することで変形を常時測定し、容易で高精度な施工管理が可能である。
デッキプレートの下部に設置することで、スラブ打設時の沈下状態などを常時監視することにより、安全な施工が可能となる。
したがって、本発明は、コンクリートスラブの管理や地盤整地、舗装面管理、水田などの圃場整備等水平面を管理する作業、あるいは構築物の傾き管理を高精度でできる全く新しい技術を提供する。
【符号の説明】
【００３２】
１００・建設現場
１・・・気圧センサ
１１・・気圧センサ本体
１２・・筐体
１３・・リード線（無線）
１４・・基準センサ（リファレンスセンサ）
１５・・気圧センサ
１６・・レベルセンサ
２・・・測位センサ
２１・・カメラ
２２・・測位点
３・・・制御機器
３１・・中継機
４・・・表示装置
４１・・モニター
４２・・表示画面例
５・・・建物
５１・・床スラブ
５２・・デッキプレート
５３・・コンクリート打設面
５４・・こて
５５・・トンボ
５６・・オペレーター
５６ａ・コントローラー
６１・・柱
６２・・梁
７・・・床仕上げロボット
７１・・主フレーム
７２・・縦フレーム
７３・・無線操縦用のアンテナ
７４・・鏝装置
７４ａ・ブレード
７５・・バッテリーケース
７６・・保護フレーム
７７・・横フレーム
８・・・機体フレーム
８１・・駆動用モータ
８２・・駆動系
８３・・駆動シャフト
８４・・ベベルギア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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