(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーソン掘削機を制御、管理する掘削機運転用のプログラムを格納したパソコンのオペレーティングシステム上で作動し、前記パソコンを、ケーソンの種類に応じて前記掘削機運転用のプログラムのケーソン情報、運用情報および監視情報を設定、変更する手段として機能させるための掘削機汎用ソフトプログラムであって、
前記パソコンを、
Ａ．各種ケーソンのケーソン形状、刃口天井コーナ、シャフト位置、レール形状の設定機能が用意され、モニタ画面の表示からそれらを適宜選択可能とし、選択により表示される各データ入力画面から該当する変数の数値を入力してケーソン情報の設定、変更をする手段、
Ｂ．掘削機の走行、旋回、ブームの伸縮、起伏の速度調整を決める掘削機データ、掘削機の最適の速度を決める速度パターン、掘削機同士の衝突を防ぐ接触防止エリア、の設定機能を有し、モニタ画面の表示からそれらを適宜選択可能とし、選択により表示される各データ入力画面から該当する変数の数値を入力して運用情報の設定、変更をする手段、
Ｃ．モニタ画面にケーソン躯体表示（１３ａ）、ケーソン平面図表示（１３ｂ）、掘削機位置表示（１３ｃ）、掘削機姿勢表示（１３ｄ）が表示でき、モニタ画面の表示からそれらを適宜選択可能とし、選択により表示される各データ入力画面から該当する変数の数値を入力して監視情報の設定、変更をする手段、
および前記ケーソン情報、運用情報または監視情報を設定、変更をする表示を、モニタ画面に単独または少なくとも一以上のいずれかを選択可能に表示する手段、として機能させるための掘削機汎用ソフトプログラム。
【請求項２】
前記ケーソン情報設定、変更手段は、選択により表示される各データ入力画面において、変数の定義を図示したパラメータ定義図が表示され、変数をＴＡＢキーまたはマウスによって選択して数値を入力し、
ケーソン形状、刃口天井コーナ、シャフト位置、レール形状のデータを前記マウスもしくは前記ＴＡＢキーにより任意に選択して入力可能にしたことを特徴とする請求項１記載のケーソン掘削機汎用ソフトプログラム。
【請求項３】
前記運用情報設定、変更手段は、掘削機データの設定（１２ａ）の選択により表示される掘削機パラメータの選択（１００）から、掘削機の分類に応じたパラメータファイルを選択して掘削機の各寸法を設定し、
ケーソン掘削機に設けたセンサからの信号を処理し、掘削機のブームを主体とした側面とケーソン壁面、および掘削地盤との関係をコンピュータ内で演算してモニタ画面に表示することを特徴とする請求項１記載のケーソン掘削機汎用ソフトプログラム。
【請求項４】
前記運用情報設定、変更手段は、速度パターンの設定（１２ｂ）の選択により表示されるレバー特性の設定（１１０）から適用するレバーを選択し、
さらに走行、旋回の速度変更対象とするレバーを選択し、
設定対象となるレバーの画面上のパラメータボタンを選択し、
数値を入力して速度を設定することを特徴とする請求項１記載のケーソン掘削機汎用ソフトプログラム。
【請求項５】
前記運用情報設定、変更手段は、
同一ケーソン作業室内に複数台のケーソン掘削機が稼働するとき、
接触防止エリアの設定（１２ｃ）の選択により表示されるモニタ画面に表示されたメニューから領域設定を選択し、
各掘削機平面外周の接触警報領域および停止領域を各パラメータリストから選択、あるいは各パラメータを定義するために数値を入力し、
走行範囲、走行原点の数値を入力し、
前記接触警報領域および停止領域、走行範囲と、ケーソン掘削機に設けたセンサ、スイッチからの信号の入力処理データとを演算し、
演算した処理データを画像処理してケーソン作業室平面画面に複数台の掘削機を表示することを特徴とする請求項１記載のケーソン掘削機汎用ソフトプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーソン掘削機を制御、管理するソフトプログラムをケーソンの形状に対応して、容易に変更可能にしたケーソン掘削機汎用ソフトプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ケーソン掘削機は、掘削機にオペレータが搭乗し作業室内の土砂を掘削していたが、深度が深くなり作業室内の圧力が高くなると作業能率の低下、減圧症の発生などの課題があった。現在では、地上から遠隔操作によって掘削機を操作し掘削作業を行っているが、ケーソン現場によってケーソンの形状、シャフトの位置、掘削機の台数、掘削機レールの形状本数等、条件がすべて異なるために掘削機の制御、管理のソフトプログラムはその都度制作していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、コンピュータソフトのプログラムは、一般の技術者では製作が困難で、多くは専門の知識を持つ技術者に委ねている。ソフトプログラムは、概して小さな企業でしかも製作開始から完成まで一人あるいは少人数で製作されているために、膨大な時間が費やされ、制作費が高くなる。
また製作当事者が病気その他の原因で、製作を続行することが困難になり、工事全体の行程に影響することも考えられる。一般にコンピュータのソフトプログラムは、修正が困難で、例えばケーソンの形状が若干変わっても全く新たに製作しなければならないなどの非合理的な面もあるのが現状である。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ケーソン掘削機の制御、管理するソフトプログラムを、ケーソン形状、刃口形状、天井コーナ形状、シャフト位置、レール形状の他、掘削管理用画像製作および表示、複数台稼働時の接触防止機能、掘削機速度パターンの設定などコンピュータを使用できる一般の技術者でも容易に変更、設定できるソフトプログラムを提供することにある。したがって本発明により新たにソフトプログラムを製作することなく、短時間に現場のケーソンに対応したソフトプログラムを提供することが出来る。なお、かかるプログラムは例えばＦＤやＣＤ、コンピュータ内のハードディスク等の記録媒体に格納され、使用される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明によるケーソン掘削機汎用ソフトプログラムは、コンピュータのモニタ画面に表示されたメニューに従ってケーソン形状、シャフト位置、レール形状等を各パラメータ定義図、および表示ウインドに変数を選択あるいは設定して任意にソフトプログラムのケーソン形状等を変更可能にした基本ソフトプログラムである。
また、前記目的を達成するため、掘削機の各リンク寸法をパラメータリストより選択、設定し、ケーソン掘削機に設けたセンサ等からの信号を処理し、掘削機のブームを主体とした側面と、ケーソン壁面および掘削地盤との関係をコンピュータ内で演算してその結果をリアルタイムでモニタ画面上に表示するものである。
さらに、操作レバーで動作する走行、旋回、ブーム伸縮、ブーム起伏等を選択し、さらにパラメータボタンを選択して対象となる変数をパラメータリスト上から選定し、あるいは入力ウインドに望ましい速度等を入力し、この速度を登録している。
ケーソン内に複数の掘削機が稼働する場合、モニタ画面のメニューから領域設定を選択して、各掘削機の平面的な外周に対して接触警報領域および停止領域をパラメータリストから選択し、あるいは表示ウインドに変数を入力して、さらに走行範囲、走行原点等の数値を入力して接触警報領域および停止領域、走行範囲を設定している。
【０００６】
【発明の実施の形態】
上記課題を解決するために本発明によるケーソン掘削機汎用ソフトプログラムは、ケーソン掘削機を制御、管理する掘削機運転用のプログラムを格納したパソコンのオペレーティングシステム上で作動し、前記パソコンを、ケーソンの種類に応じて前記掘削機運転用のプログラムのケーソン情報、運用情報および監視情報を設定、変更する手段として機能させるための掘削機汎用ソフトプログラムであって、前記パソコンを、Ａ．各種ケーソンのケーソン形状、刃口天井コーナ、シャフト位置、レール形状の設定機能が用意され、モニタ画面の表示からそれらを適宜選択可能とし、選択により表示される各データ入力画面から該当する変数の数値を入力してケーソン情報の設定、変更をする手段、Ｂ．掘削機の走行、旋回、ブームの伸縮、起伏の速度調整を決める掘削機データ、掘削機の最適の速度を決める速度パターン、掘削機同士の衝突を防ぐ接触防止エリア、の設定機能を有し、モニタ画面の表示からそれらを適宜選択可能とし、選択により表示される各データ入力画面から該当する変数の数値を入力して運用情報の設定、変更をする手段、Ｃ．モニタ画面にケーソン躯体表示（１３ａ）、ケーソン平面図表示（１３ｂ）、掘削機位置表示（１３ｃ）、掘削機姿勢表示（１３ｄ）が表示でき、モニタ画面の表示からそれらを適宜選択可能とし、選択により表示される各データ入力画面から該当する変数の数値を入力して監視情報の設定、変更をする手段、および前記ケーソン情報、運用情報または監視情報を設定、変更をする表示を、モニタ画面に単独または少なくとも一以上のいずれかを選択可能に表示する手段、として機能させることに特徴を有している。
【０００７】
また、前記ケーソン情報設定、変更手段は、選択により表示される各データ入力画面において、変数の定義を図示したパラメータ定義図が表示され、変数をＴＡＢキーまたはマウスによって選択して数値を入力し、ケーソン形状、刃口天井コーナ、シャフト位置、レール形状のデータを前記マウスもしくは前記ＴＡＢキーにより任意に選択して入力可能にしたことに特徴を有している。
【０００８】
さらに、前記運用情報設定、変更手段は、掘削機データの設定（１２ａ）の選択により表示される掘削機パラメータの選択（１００）から、掘削機の分類に応じたパラメータファイルを選択して掘削機の各寸法を設定し、ケーソン掘削機に設けたセンサからの信号を処理し、掘削機のブームを主体とした側面とケーソン壁面、および掘削地盤との関係をコンピュータ内で演算してモニタ画面に表示することに特徴を有している。
【０００９】
また、前記運用情報設定、変更手段は、速度パターンの設定（１２ｂ）の選択により表示されるレバー特性の設定（１１０）から適用するレバーを選択し、さらに走行、旋回の速度変更対象とするレバーを選択し、設定対象となるレバーの画面上のパラメータボタンを選択し、数値を入力して速度を設定することに特徴を有している。
【００１０】
さらに、前記運用情報設定、変更手段は、同一ケーソン作業室内に複数台のケーソン掘削機が稼働するとき、接触防止エリアの設定（１２ｃ）の選択により表示されるモニタ画面に表示されたメニューから領域設定を選択し、各掘削機平面外周の接触警報領域および停止領域を各パラメータリストから選択、あるいは各パラメータを定義するために数値を入力し、走行範囲、走行原点の数値を入力し、前記接触警報領域および停止領域、走行範囲と、ケーソン掘削機に設けたセンサ、スイッチからの信号の入力処理データとを演算し、演算した処理データを画像処理してケーソン作業室平面画面に複数台の掘削機を表示することに特徴を有している。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１はモード＆機能分類（掘削機監視システム）を示すソフト機能の一覧表、図２はソフトの変数を変更、設定するケーソン情報の設定入力フローチャート、図３はモニタ画面上のウインドに表示されるパラメータ定義図、あるいは作画画面上に描かれる図面、図４はケーソン掘削機共通ソフトのデータ入力処理選択画面、図５はケーソン形状情報入力画面、図６はケーソン形状データ入力画面、図７はケーソン形状データ入力画面、図８はシャフト位置データ入力画面、図９はレール形状データ入力画面、図１０は掘削機パラメータの選択画面、図１１はレバー特性の設定画面、図１２は図１１におけるパラメータ定義図、図１３は接触防止の設定画面である。
【００１２】
図１は、モード＆機能分類（掘削機監視システム）１０を示す本ソフトの機能から分類したモードで、実施例として大項目で、ケーソン情報設定機能１１、運用情報設定機能１２、監視機能１３およびその他１４の４機能に設定し、さらに、各機能を小分類に細目化して目的別に入力設定を容易にしている。ケーソン情報設定機能１１では、ケーソン形状の設定１１ａ、刃口天井コーナの設定１１ｂ、シャフト位置の設定１１ｃおよびレール形状の設定１１ｄに小分類している。運用情報設定機能１２では、掘削機データの設定１２ａ、速度パターンの設定１２ｂ、接触防止エリアの設定１２ｃおよびセンサ値の設定１２ｄに小分類している。監視機能１３では、ケーソン躯体表示１３ａ、ケーソン平面図表示１３ｂ、掘削機位置表示１３ｃおよび掘削機姿勢表示１３ｄに小分類している。
【００１３】
そして図２のフローチャートで示すようにケーソン情報の設定については、初期メニューを開いた後、外形、刃口、レール位置、シャフト位置等のソフトプログラムの変数部分をマウスもしくはＴＡＢキー等で変数部分の情報を入力設定していく。ケーソン情報の各部の形状が設定されたら終了して変更されたソフトプログラムのデータを保存する。
【００１４】
以上示したケーソン情報の設定入力チャートと同様に、図１に示している掘削機データの設定１２ａ、速度パターンの設定１２ｂ等の運用情報設定機能１２、掘削機の稼動位置が認識できるケーソン平面図表示１３ｂ等を含む監視機能１３など各チャートにしたがってソフトプログラムの変数部を設定していく。
これらを実際に実行するために、ＣＲＴのようなモニタ画面上の画面を見ながらマウス、ＴＡＢキーを操作して変数を設定していく方法を図３〜図１３に実施例として示しているので具体的に説明する。
【００１５】
初期メニューのケーソン掘削機共通ソフトから、データ入力処理選択４０をクリックして図４の画面を出し、ケーソン情報設定４１をマウスでクリックし選択する。選択すると選択された機能画面、すなわち図５に示すケーソン形状情報入力５０の画面に遷移する。
【００１６】
画面には、ケーソン形状設定５１、刃口天井形状設定５２、シャフト位置設定５３およびレール形状設定５４等が表示される。例えば、ケーソン形状設定５１をクリックすると、図６のケーソン形状データ入力画面６０が表示される。
【００１７】
基本形状をクリックして、さらに矩形、円、小判型等のメニューの中から、例えば矩形を選択するとサブメニューとして標準設定とコーナが表示される。これらの形状は、図３（ａ）のようにパラメータ定義図で示しても良い。標準設定を選択すると作画画面６１に記入可能となり中心座標を選択する。表示ウインド上にＸ、Ｙの変数を入力するが作画画面６１上で中心に座標軸を設ければデータ入力ウインドにＸ＝０、Ｙ＝０を入力してＥｎｔｅｒキーを押すと表示ウインドに設定した値が表示される。次に長辺長Ｂ、短辺長Ａをそれぞれ入力しＥｎｔｅｒキーで確定する。全ての設定が完了したら登録をする。
【００１８】
次に、ケーソン形状にコーナ形状の指定があれば、図２のフローチャートのコーナから直線、そしてコーナの寸法Ｃを決定していく。具体的な形状等のパラメータは、図３（ｂ）に示している。図７で、サブメニューからコーナのタグを選択し、さらにコーナ形状のパラメータ覧から三角の図を選択してデータ入力ウインドにＰ１の時はＣ１＝３０００、Ｐ２の時はＣ２＝２０００と入力してＥｎｔｅｒキーを押すと表示ウインドに設定された値が表示される。
【００１９】
図８は、ケーソンの土砂を搬出するマテリアルシャフトおよび作業員の出入りするマンシャフトのシャフト位置を入力するためのシャフト位置データ入力画面で中心位置を図６で設定した順序と同様に入力し、サブメニューから直径を選択し、例えば直径が１４００であればタグの選択によって、タグに標記されていない寸法であれば、入力ウインドに寸法を入力する。Ｅｎｔｅｒキーによって確定するとパラメータリスト表示に表示される。
【００２０】
刃口天井形状設定も同様にケーソン形状情報入力のウインドから刃口天井形状設定をクリックし、刃口天井形状入力画面（図示せず）で図３（ｃ）の刃口断面図の各寸法を入力設定する。図３（ｄ）は天井の形状図で、外側の線は作業室壁面と刃口底との接線で、内側の線は作業室壁面と作業室天井の接線である。
【００２１】
レールの位置設定は、図５のレール形状設定５４をクリックにより選択し、図９をモニタ画面上に表示する。基本形状のタグを選択するとサブメニューが表示され直線を選択する。選択するとデータ入力ウインドにレールの始点、終点の要求メッセージが表示され、値を入力してＥｎｔｅｒキーを押すと表示ウインドに確定した変数の値が表示される。図３（ｅ）は、Ｒのコーナ形状を持った矩形のケーソンに円形のレールを設けた図である。
【００２２】
図１０は、掘削機パラメータ選択のモニタ画面表示図である。掘削機に関する情報設定は、図１のモード＆機能分類表の運用情報設定機能１２の小分類に納められているので、図４のデータ入力処理選択４０の画面から運用情報設定４２を選択し、更に基本メニューで選択して掘削機パラメータの選択１００へ遷移する。ファイルを開くと掘削機の分類に対応したパラメータファイル一覧が表示される。プロパティを選択すると現在選択されているファイルとその属性が表示される。設定終了により元の画面に戻る。
【００２３】
掘削機の走行、旋回、ブームのテレスコすなわち伸縮、デリックすなわち起伏等の速度調整は、図１のモード＆機能分類１０の表に示されているとおり、運用情報設定機能１２の細項目に速度パターンの設定１２ｂのファイルが組み込まれているので、図４のデータ入力処理選択４０の画面から、運用情報設定４２をクリックしてファイルを呼び出して、更に基本メニューで選択して速度パターン設定１２ｂへ遷移すると図１１の画面が表示される。
【００２４】
例えば、適用レバーの走行を選択すると図１２に示すような走行のパラメータ定義図が表示され、これを参考にしながらパラメータリストから運転者の熟練度にあわせた記号、例えばｂ１をパラメータ枠から選択する。選択するとパラメータウインド上にリスト記載の既存変数が表示される。この変数を任意に修正入力して運転者に最適の速度に設定し、Ｅｎｔｅｒキーで確定する。
このような手順で各速度を決定して最後にウインド上の登録をクリックすると各設定値が更新されソフトプログラムに登録され、終了をクリックすると元の画面に戻る。
【００２５】
ケーソン作業室内に複数台の掘削機が作業する場合、相接する掘削機同士が衝突することがないように、接触防止システムが設けられている。接触を防止するための手段として、接触防止領域を設けているが、この領域を現場のケーソン形状あるいは掘削機レールの配置の状態によって、任意に変更できる。
【００２６】
接触防止の領域の設定は、図１３の画面に表示されたパラメータＬ１〜Ｌ４をそれぞれ任意の数値に変更し、登録することで行われる。例えば、本体−本体の領域を変更する時は、Ｌ１に最適な数値を入力し、Ｅｎｔｅｒキーで確定する。このような手順で各距離を決定して最期にウインドの登録をクリックすると各設
定値が更新されソフトプログラムに登録され、終了をクリックすると元の画面に戻る。
【００２７】
また、モニタ画面上に任意に変更したケーソン作業室平面形状、レール位置あるいは複数台の掘削機の位置等の他、前記掘削機のデータ設定による掘削機姿勢表示、センサの位置、油脂等の給脂時間などもウインド上から変更が可能なために掘削機管理、掘削管理が容易になる。
【００２８】
ケーソン情報、運用情報、監視機能等のモニタ画面に表示されるウインドの形は一実施例として示したもので、ウインド画面上で選択、変数の記入枠等が設けられ、尚かつクリック、キーボードからの数値の入力が可能であれば、画面形態は必ずしも図４〜図１３のような図式でなくとも良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では掘削機のソフトプログラムの変更位置をあらかじめ設定しておき、ケーソンの形状、掘削機のデータ、速度パターン、接触防止領域等を、モニタ画面上にウインドとして表示して項目の選択、変数の記入、決定、そして既設ソフトプログラムヘの変更登録を可能にすることにより、長くは半年掛かる各ケーソン、各掘削機に対応する掘削機ソフトプログラムが熟練したプログラマに委ねることなく、短時間に変更できる効果がある。
【００３０】
上記効果は、当然ではあるが非常に高価であったソフトプログラム制作費が、本ソフトプログラムの開発によって、一般的なパソコン技術を習得している職員であれば容易に変更可能で、ソフトプログラム制作費が全く掛からなくなるなど、コスト削減の効果も大きい。
【００３１】
また、速度パターンが現場で容易に出来るので、初めての運転者でも安全に掘削作業ができ、熟練度に応じた速度パターンに変更することができる。これは、掘削機に乗って運転する場合も、地上から遠隔で運転を行う場合も容易に運転の切り替えが可能となるなどの効果もある。
【００３２】
接触防止システムが設けられているので、ケーソン室内で複数台の掘削機で作業する場合でも安全が保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のケーソン掘削機汎用ソフトプログラムの一実施例におけるソフト機能の一覧表である。
【図２】  本発明のケーソン掘削機汎用ソフトプログラムの一実施例におけるソフトの変数を変更、設定するケーソン情報の設定入力フローチャートである。
【図３】  （ａ）〜（ｅ）は、本発明のケーソン掘削機汎用ソフトプログラムの一実施例におけるモニタ画面上のウインドに表示されるパラメータ定義図、あるいは作画画面上に描かれる図面である。
【図４】  本発明のケーソン掘削機汎用ソフトプログラムの一実施例におけるケーソン掘削機共通ソフトのデータ入力処理選択画面である。
【図５】  本発明のケーソン掘削機汎用ソフトプログラムの一実施例におけるケーソン形状情報入力画面である。
【図６】  本発明のケーソン掘削機汎用ソフトプログラムの一実施例におけるケーソン形状データ入力画面である。
【図７】  本発明のケーソン掘削機汎用ソフトプログラムの一実施例におけるケーソン形状データ入力画面である。
【図８】  本発明のケーソン掘削機汎用ソフトプログラムの一実施例におけるシャフト位置データ入力画面である。
【図９】  本発明のケーソン掘削機汎用ソフトプログラムの一実施例におけるレール形状データ入力画面である。
【図１０】  本発明のケーソン掘削機汎用ソフトプログラムの一実施例における掘削機パラメータの選択画面である。
【図１１】  本発明のケーソン掘削機汎用ソフトプログラムの一実施例におけるレバー特性の設定画面である。
【図１２】  図１１におけるパラメータ定義図である。
【図１３】  本発明のケーソン掘削機汎用ソフトプログラムの一実施例における接触防止の設定画面である。
【符号の説明】
１０  モード＆機能分類（掘削機監視システム）
１１  ケーソン情報設定機能
１１ａ  ケーソン形状の設定
１１ｂ  刃口天井コーナの設定
１１ｃ  シャフト位置の設定
１１ｄ  レール形状の設定
１２  運用情報設定機能
１２ａ  掘削機データの設定
１２ｂ  速度パターンの設定
１２ｃ  接触防止エリアの設定
１２ｄ  センサ値の設定
１３  監視機能
１３ａ  ケーソン躯体表示
１３ｂ  ケーソン平面図表示
１３ｃ  掘削機位置表示
１３ｄ  掘削機姿勢表示
１４  その他
４０  データ入力処理選択
４１  ケーソン情報設定
４２  運用情報設定
４３  監視機能
４４  その他
５０  ケーソン形状情報入力
５１  ケーソン形状設定
５２  刃口天井形状設定
５３  シャフト位置設定
５４  レール形状設定
６０  ケーソン形状データ入力画面
６１  作画画面
７０  ケーソン形状データ入力画面
７１  作画画面
８０  シャフト位置データ入力画面
９０  レール形状データ入力画面
９１  作画画面
１００  掘削機パラメータの選択
１１０  レバー特性の設定
１３０  接触防止の設定
【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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【図１３】
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