(57)【要約】      （修正有）【課題】作業工数低減を可能する高品質なコンクリート表面の欠陥情報記録装置を提供する。【解決手段】コンクリート表面１０ａの欠陥１１における輪郭１１ａに沿って移動自在なペン発信機（移動体）１２と、ペン発信機１２に設けられた超音波発信手段１３と欠陥１１の種類を示す情報を送信する欠陥種類情報送信手段１４と、超音波発信手段１３から発信された超音波及び欠陥種類情報送信手段１４から送信された欠陥種類情報を受信すると共に、受信した超音波に基づいて超音波発信手段１３と受信・計算手段２５間の距離を計測する受信・計算手段（超音波受信手段）２５と、計算された距離に基づいて移動体の移動軌跡を計算する移動軌跡計算手段と、欠陥種類情報受信手段によって受信された欠陥の種類を示す情報及び移動軌跡計算手段によって計算された移動軌跡（＝欠陥の形状）とを関連付けて記録する記録手段と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート表面における欠陥の形状及び各種情報を関連付けて記録するコンクリート表面の欠陥情報記録装置であって、
前記コンクリート表面における欠陥の輪郭に沿って移動操作される移動体と、
前記移動体の前記コンクリート表面と対向する側に設けられた超音波発信手段と、
前記移動体に設けられ前記コンクリート表面の欠陥の種類を示す情報を送信する欠陥種類情報送信手段と、
前記超音波発信手段から発信された前記超音波を受信する超音波受信手段と、
前記欠陥種類情報送信手段から送信された前記欠陥の種類を示す情報を受信する欠陥種類情報受信手段と、
前記超音波発信手段と前記超音波受信手段との間の距離を計測する距離計測手段と、
前記距離計測手段によって計測された前記距離に基づいて、前記超音波発信手段の位置座標を計算する座標計算手段と、
前記移動体が前記欠陥の輪郭に沿って移動操作される間に、前記座標計算手段によって計算された前記超音波発信手段の複数の位置座標に基づいて、前記超音波発信手段の移動軌跡を計算する移動軌跡計算手段と、
前記移動軌跡検出手段によって検出された前記移動体の移動軌跡と、前記欠陥種類情報受信手段によって受信された前記欠陥の種類を示す情報とを、関連付けて記録する記録手段と、
を備えたことを特徴とするコンクリート表面の欠陥情報記録装置。
【請求項２】
前記欠陥種類情報送信手段から送信される前記欠陥の種類を切り替える切替手段を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート表面の欠陥情報記録装置。
【請求項３】
前記超音波受信手段を少なくとも３個有することを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリート表面の欠陥情報記録装置。
【請求項４】
前記移動体を複数有し、各前記移動体に設けられた前記超音波送信手段は、互いに異なる周波数の超音波を発信することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のコンクリート表面の欠陥情報記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物におけるコンクリート表面の欠陥情報記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリート構造物のコンクリート表面に発生した欠陥を記録する場合、目視観察によるスケッチ、または写真撮影によるのが一般的であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、コンクリート構造物のコンクリート表面に発生した欠陥をスケッチし、又は写真撮影することによって記録する従来の方法では、欠陥の種類及び欠陥の形状を関連付けて記録するのが面倒で手間がかかるという問題があった。
【０００４】
また、欠陥をスケッチする場合は、スケッチをする者の技量によって記録の品質が左右されるという問題があった。更に、欠陥をスケッチする方法では、その記録を電子化する際に、スケッチした絵をスキャナで読み込む必要があり、手間がかかるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、作業工数を低減できると共に、作業者の技量に左右されず高品質に、コンクリート表面の欠陥の形状と各種情報とを関連付けて記録できるコンクリート表面の欠陥情報記録装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
（１）コンクリート表面における欠陥の形状及び各種情報を関連付けて記録するコンクリート表面の欠陥情報記録装置であって、
前記コンクリート表面における欠陥の輪郭に沿って移動操作される移動体と、
前記移動体の前記コンクリート表面と対向する側に設けられた超音波発信手段と、
前記移動体に設けられ前記コンクリート表面の欠陥の種類を示す情報を送信する欠陥種類情報送信手段と、
前記超音波発信手段から発信された前記超音波を受信する超音波受信手段と、
前記欠陥種類情報送信手段から送信された前記欠陥の種類を示す情報を受信する欠陥種類情報受信手段と、
前記超音波発信手段と前記超音波受信手段との間の距離を計測する距離計測手段と、
前記距離計測手段によって計測された前記距離に基づいて、前記超音波発信手段の位置座標を計算する座標計算手段と、
前記移動体が前記欠陥の輪郭に沿って移動操作される間に、前記座標計算手段によって計算された前記超音波発信手段の複数の位置座標に基づいて、前記超音波発信手段の移動軌跡を計算する移動軌跡計算手段と、
前記移動軌跡検出手段によって検出された前記移動体の移動軌跡と、前記欠陥種類情報受信手段によって受信された前記欠陥の種類を示す情報とを、関連付けて記録する記録手段と、
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明では、コンクリート表面の欠陥の輪郭に沿って移動体が移動操作される。移動体の移動中に、複数の地点で移動体に設けられた超音波発信手段から超音波が発信される。
そして、この超音波に基づいて超音波発信手段の複数の地点における位置座標が計算される。次に、これらの複数の位置座標から超音波発信手段の移動軌跡、すなわち、欠陥の輪郭の形状が求められる。
【０００８】
このようにして求められた欠陥の輪郭の形状と、欠陥の種類を示す情報とが関連付けて記録手段に記録される。
【０００９】
なお、超音波受信手段の設置数を増やすことによって、欠陥の輪郭の形状をより精度良く検出できる。
【００１０】
また、前記欠陥情報送信手段及び前記欠陥情報受信手段は、無線通信によって前記欠陥種類情報を送受することが好ましい。この場合は、通信用のケーブルが不要になるので移動体の取扱が容易になる。
【００１１】
（２）前記欠陥種類情報送信手段から送信される前記欠陥の種類を切り替える切替手段を、更に備えることができる。この場合は、一つの移動体で複数種類の欠陥に対応できる。欠陥の種類としては、ひび割れ、ジャンカ、漏水等を例示できる。
【００１２】
（３）前記超音波受信手段を少なくとも３個有することができる。この場合は、コンクリート表面に凹凸がある場合でも対応できるので、例えばトンネルの内面における欠陥を検査する場合などに好適である。
【００１３】
（４）前記移動体を複数有し、各前記移動体に設けられる前記超音波送信手段は互いに異なる周波数の超音波を発信することができる。
【００１４】
この場合は、複数の移動体と、移動体の数より少ない超音波受信手段とを用いて、複数の欠陥を同時に記録できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、コンクリート表面の欠陥の輪郭に沿って移動体を移動させるだけで、欠陥の形状とその種類とを手間をかけずに記録できるので、作業工数を低減できる。また、作業者の技量に左右されることなく高品質に記録できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
《第１の実施の形態》
図１に示すように、本発明に係る第１の実施の形態のコンクリート表面の欠陥情報記録装置１は、コンクリート構造物１０におけるコンクリート表面１０ａの欠陥１１の形状とその種類等を関連付けて簡単に記録することができる。
【００１８】
本実施形態では、欠陥１１がひび割れである場合について説明するが、欠陥１１がジャンカ、漏水の痕跡その他の欠陥である場合についても同様である。
【００１９】
このコンクリート表面の欠陥情報記録装置１は、コンクリート構造物１０におけるコンクリート表面１０ａに発生した欠陥１１の輪郭１１ａに沿って移動操作できるペン発信機（移動体）１２を有している。
【００２０】
このペン発信機１２は、図２に示すように、人の手で簡単に移動操作できる大きさでペン型に形成されている。このペン発信機１２の一方の端部には、超音波発信手段１３が設
けられ、他方の端部には欠陥種類情報送信手段１４が設けられている。
【００２１】
また、超音波発信手段１３の近傍には、超音波発信手段１３をオン・オフするための超音波スイッチ１５が設けられている。欠陥種類情報送信手段１４の近傍には、欠陥の種類を示す情報を切り替えて送信させる欠陥種類切替スイッチ１６が設けられている。
【００２２】
本実施形態では、上記欠陥種類切替スイッチ１６として、ひび割れスイッチ１６ａ、ジャンカスイッチ１６ｂ、漏水スイッチ１６ｃが設けられている。なお、欠陥種類切替スイッチ１６は、上記以外にも欠陥の種類に応じて適宜設けることができる。
【００２３】
また、上記ペン発信機１２の超音波発信手段１３側の先端には、接触部１７が設けられている。この接触部１７は、コンクリート表面１０ａに接触した際に摩耗するのを抑制するため、高硬度の金属材料やプラスチックなどによって交換可能に形成できる。
【００２４】
また、接触部１７は、例えばスポンジ、ゴムなどの柔らかい材料で交換可能に形成することもできる。この場合には、接触部１７がコンクリート表面１０ａに接触した際に、コンクリート表面１０ａに傷が付くのを防止できる。
【００２５】
なお、図２中の符号１８は超音波発信手段の制御回路、１９は欠陥種類情報送信手段の制御回路、２０はバッテリーである。
【００２６】
また、このコンクリート表面の欠陥情報記録装置１は、図１に示すように、上記超音波発信手段１３から発信された超音波、及び上記欠陥種類情報送信手段１４から送信された欠陥種類情報を受信すると共に、受信した超音波に基づいてペン発信機１２の位置座標を計算する受信・計算手段２５と、パソコン（コンピュータ）２７と、プリンタ２８とを備えている。なお、図１中の符号２９はデジタルカメラ、４５はスキャナである。
【００２７】
本実施形態では、図１に示すように、上記受信・計算手段２５が２個設けられているが、受信・計算手段２５は１個又は３個以上設けることができる。受信・計算手段２５の設置数が多いほど、欠陥形状の検出制度が向上する。
【００２８】
なお、本実施形態では、欠陥種類情報送信手段１４と受信・計算手段２５間の信号の授受が無線通信によって行われているが、有線通信によって行うこともできる。
【００２９】
上記受信・計算手段２５は、図３に示すように、超音波受信部３０ａと、欠陥種類情報受信手段３０ｂと、距離計測部３１と、座標計算部３２と、座標出力部３３とを有している。なお、この受信・計算手段２５は、パソコン２７側に設けることもできる。
【００３０】
上記受信・計算手段２５の超音波受信部３０ａは、ペン発信機１２の超音波発信手段１３から発信された超音波を受信する。欠陥種類情報受信部３０ｂは、欠陥種類情報送信部１４から送信された欠陥種類情報を受信する。
【００３１】
距離計測部３１は、超音波受信部３０ａで受信した超音波に基づいて、ペン発信機１２の超音波発信手段１３と受信・計算手段２５との間の距離を計測する。本実施形態では、超音波を変調することによって発信時刻を載せ、これを受信した時刻と発信時刻との差に基づいて上記距離を計測する。
【００３２】
座標計算部３２は、距離計測部３１によって計測された距離に基づいて、超音波発信手段１３の位置座標を計算する。座標出力部３３は、座標計算部３２で計算された位置座標を出力する。
【００３３】
なお、上記受信・計算手段２５の超音波受信部３０ａ、上記欠陥種類情報受信部３０ｂは、一般的な超音波受信手段又は信号受信手段を使用できる。また、上記距離計測部３１，座標計算部３２，座標出力部３３は、一般的なコンピュータ機能を有する端末装置によって実現できる。
【００３４】
上記パソコン２７は、図４に示すように、ペン軌跡計算部３６，情報記録部３７を有している。
【００３５】
上記ペン軌跡計算部３６は、上記座標出力部３３から出力された位置座標データを受けて、ペン発信機１２における超音波発信手段１３の移動軌跡を計算する。また、上記情報記録部３７は、上記受信・計算手段２５の欠陥種類情報受信部３０ｂで受信した欠陥種類情報と、上記ペン軌跡計算部３６で計算されたペン発信機１２における超音波発信手段１３の移動軌跡とを関連付けて記録する。
【００３６】
上記情報記録部３７としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤーＲＯＭ、ＤＶＤなど各種の記録媒体を例示できる。
【００３７】
なお、上記パソコン２７、及び受信・計算手段２５として用いられる端末装置は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク、通信インターフェース等を有する一般的なコンピュータである。このコンピュータの構成および作用は広く知られているので、その説明を省略する。
【００３８】
次に、上記各構成要素について説明する。このコンクリート表面の欠陥情報記録装置１が記録する欠陥の種類としては、上記のように、ひび割れ、ジャンカ、漏水の痕跡、その他がある。
【００３９】
図５に示すように、欠陥（ひび割れ）１１は、割れ目の幅ｂによって更に数種類に分類することもできる。この場合は、割れ目の幅ｂに応じて、例えばひび割れスイッチ１６ａ（ｂ＝０．５）、１６ａ（ｂ＝１．０）・・・を設けることができる。本実施形態では、説明を簡単にするため、割れ目の幅ｂを一種類とした場合について説明する。
【００４０】
図６に示すように、ジャンカ４１は、型枠解体後にコンクリート表面１０ａに見られるもので、骨材４２とセメントペースト４３の分離した部分である。また、図７に示すように、漏水の痕跡４４は、周囲と色が変わっている部分である。
【００４１】
この欠陥情報記録装置１によって、コンクリート表面１０ａの欠陥１１、本実施形態ではひび割れを記録する場合は、図８に示すように、一個以上、本実施形態では２個の受信・計算手段２５，２５をコンクリート表面１０ａなどの固定物に設置する。そして、受信・計算手段２５，２５を有線または無線によってパソコン２７に接続する。
【００４２】
次に、ペン発信機１２を欠陥１１の輪郭１１ａに沿って移動させる。これにより、図９に示すように、欠陥情報記録処理のフローチャートに従って各種の処理が行われる。
【００４３】
ここでは、まず記録すべき欠陥１１の種類に応じて、作業者によってペン発信機１２（図２参照）の欠陥種類切替スイッチ１６が押される。本例では、ひび割れスイッチ１６ａが押される（Ｓ１０１）。
【００４４】
これにより、ペン発信機１２の欠陥種類情報送信手段１４から欠陥１１の種類がひび割れであることを示す欠陥種類情報が送信される（Ｓ１０２）。
【００４５】
次に、作業者によって超音波スイッチ１５が押される（Ｓ１０３）。これにより、ペン発信機１２の超音波発信手段１３から超音波が発信される（Ｓ１０４）。次に、作業者によってペン発信機１２が、接触部１７を欠陥１１の輪郭１１ａに接近させて移動操作される（Ｓ１０５）。
【００４６】
上記（Ｓ１０４）で超音波発信手段１３から発信された超音波は、受信・計算手段２５の超音波受信部３０ａによって受信される（Ｓ１０６）。
【００４７】
次に、超音波受信部３０ａによって受信された超音波に基づいて、超音波発信手段１３と受信・計算手段２５との間の距離が計算される（Ｓ１０７）。本実施形態では、超音波発信手段１３から発信される超音波に、例えば各種の変調を加えて送信時刻情報などの超音波を発信した時点を識別する情報が設けられている。
【００４８】
受信・計算手段２５では、この送信時刻情報とこの送信時刻情報を受けた時刻との時間差に基づいて、超音波発信手段１３と受信・計算手段２５との間の距離が計算される。なお、超音波発信手段１３と受信・計算手段２５間の距離は、上記以外の各種の周知技術によって適宜計算できる。
【００４９】
次に、上記（Ｓ１０７）で計算された超音波発信手段１３と受信・計算手段２５，２５間の距離に基づいて、超音波発信手段１３の受信・計算手段２５に対する位置座標が計算される（Ｓ１０８）。
【００５０】
同様にして、ペン発信機１２が欠陥１１の輪郭１１ａに沿って移動操作される途中における複数の地点で、超音波発信手段１３から超音波が発信される。そして、これらの超音波が受信されて超音波発信手段１３の複数の地点における位置座標が計算される。
【００５１】
なお、ここで計算される位置座標は、受信・計算手段２５を基準とした超音波発信手段１３の位置座標である。
【００５２】
上記ペン発信機１２が移動操作される間に超音波が発信される複数の地点としては、所定の時間経過する毎に設けられた地点とすることができる。
【００５３】
次に、コンクリート構造物１０に関する各種の情報として、例えばコンクリート構造物１０の築年月、構造、所有者、所在地などが入力される（Ｓ１０９）。
【００５４】
次に、受信・計算手段２５，２５のコンクリート構造物１０に設けられた基準点に対する位置情報として、上記基準点からの距離、基準点に対する位置座標などが入力される（Ｓ１１０）。
【００５５】
次に、コンクリート構造物１０に設けられた基準点に対する超音波発信手段１３の複数地点における位置座標が計算される（Ｓ１１１）。
【００５６】
ここでは、上記（Ｓ１０８）及び（Ｓ１１０）で得られたデータ、すなわち、超音波発信手段１３における受信・計算手段２５の基準点に対する位置座標、及びコンクリート構造物１０の基準点に対する受信・計算手段２５の位置座標に基づいて、超音波発信手段１３におけるコンクリート構造物１０の基準点に対する位置座標が計算される。
【００５７】
次に、上記（Ｓ１１１）で求められた上記超音波発信手段１３の移動途中における複数地点のコンクリート構造物１０の基準点に対する位置座標に基づいて、超音波受信手段１
３の移動軌跡が計算される（Ｓ１１２）。
【００５８】
超音受信機１３は、ペン発信機１２が欠陥１１の輪郭１１ａに沿って移動操作される際に、コンクリート表面１０ａと対向する側の先端部に設けられている。従って、超音波発信手段１３は、欠陥１１の輪郭１１ａに非常に近接しているので、その移動軌跡は欠陥１１の輪郭１１ａの形状に近似している。そこで、本実施形態では、超音波発信手段１３の移動軌跡を、欠陥１１の輪郭１１ａの形状とみなす。
【００５９】
次に、パソコン２７にコンクリート表面１０ａの画像データ４６（図１参照）が入力される（Ｓ１１３）。この画像データ４６は、デジタルカメラ２９やスキャナ４５などから入力できる。コンクリート表面１０ａの画像データ４６は、コンクリート構造物１０の基準点と欠陥１１との位置関係が分かるものが好ましい。
【００６０】
次に、コンクリート表面１０ａに関する各種情報、例えば劣化状態、色、欠陥の数などが入力される（Ｓ１１４）。
【００６１】
次に、上記（Ｓ１１３）でパソコン２７に入力されたコンクリート表面１０ａの画像データ４６に、上記（Ｓ１１２）で計算された欠陥１１の形状データ４７が追加される（Ｓ１１５）。
【００６２】
次に、欠陥１１の形状データ４７が追加されたコンクリート表面１０ａの画像データ４６と、上記（Ｓ１０９）及び（Ｓ１１４）で入力されたコンクリート構造物１０に関する各種情報、コンクリート表面１０ａに関する各種情報とが、互いに関連付けられて記録（保存）される（Ｓ１１６）。
【００６３】
このように、本発明のコンクリート表面の欠陥情報記録装置１は、ペン発信機（移動体）１２を欠陥１１の輪郭１１ａに沿って移動させるだけで、欠陥１１の輪郭１１ａの形状を正確に記録できる。
【００６４】
また、欠陥１１の輪郭１１ａの形状と、欠陥１１の種類等の情報とが関連付けて記録されるので、従来のスケッチや写真撮影によって欠陥を記録する場合に比べて、作業工数を大幅に低減できる。
【００６５】
また、コンクリート構造物１０におけるコンクリート表面１０ａの画像データ４６上に欠陥１１を表示することによって、コンクリート構造物１０と欠陥１１との位置関係を正確に表示できる。
【００６６】
更に、本発明のコンクリート表面の欠陥情報記録装置１は、コンクリート表面１０ａに発生した欠陥１１の輪郭１１ａの形状、及びこの欠陥１１に関する各種情報を簡単に記録できるので、例えばコンクリート構造物の各種の実験を行う際に、コンクリート表面に発生する欠陥の進展状態を観察及び記録する場合などに好適である。
【００６７】
《第２の実施の形態》
図１０は、本発明に係る第２の実施の形態のコンクリート表面の欠陥情報記録装置４０を示す。なお、第１の実施形態のコンクリート表面の欠陥情報記録装置１と同様な部分には、同一の符号を付けて詳細な説明を省略する。
【００６８】
このコンクリート表面の欠陥情報記録装置４０は、受信・計算手段２５が３個設けられている。
【００６９】
このコンクリート表面の欠陥情報記録装置４０では、受信・計算手段２５が３個設けられているので、コンクリート表面１０ａが湾曲していたり、凹凸がある場合でも、欠陥１１の輪郭１１ａの形状を正確に記録できる。
【００７０】
なお、複数のペン発信機１２を使用して、複数の欠陥１１の形状を同時に記録することもできる。この場合は、各ペン発信機１２に設けられた超音波発信手段１３の発信周波数を変えることによって、ペン発信機１２より少ない数の受信・計算手段２５で対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のコンクリート表面の欠陥情報記録装置を示す図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態のペン発信機（移動体）を示す図である。
【図３】本発明に係る第１の実施の形態の受信・計算手段を示す図である。
【図４】本発明に係る第１の実施の形態のパソコンに設けられたペン軌跡計算部及び情報記録部を示す図である。
【図５】本発明に係るコンクリート表面の欠陥の一種であるひび割れを示す図である。
【図６】本発明に係るコンクリート表面の欠陥の一種であるジャンカを示す図である。
【図７】本発明に係るコンクリート表面の欠陥の一種である漏水の痕跡を示す図である。
【図８】本発明に係る第１の実施の形態のコンクリート表面の欠陥装置によって欠陥を記録する方法を示す図である。
【図９】本発明に係る第１の実施の形態の欠陥記録処理のフローチャートである。
【図１０】本発明に係る第２の実施の形態のコンクリート表面の欠陥情報記録装置を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  コンクリート表面の欠陥情報記録装置
１０  コンクリート構造物
１０ａ  コンクリート表面
１１  欠陥
１１ａ  欠陥の輪郭
１２  ペン発信機（移動体）
１３  超音波発信手段
１４  欠陥種類情報送信手段
１５  超音波スイッチ
１６  欠陥種類切替スイッチ
１６ａ  ひび割れスイッチ
１６ｂ  ジャンカスイッチ
１６ｃ  漏水スイッチ
１７  接触部
１８  超音波発信手段の制御回路
１９  欠陥種類情報送信手段の制御回路
２５  受信・計算手段
２７  パソコン
２８  プリンタ
２９  デジタルカメラ
３０  超音波受信部
３１  距離計測部
３２  座標計算部
３３  座標出力部
３６  ペン軌跡計算部
３７  情報記録部
４０  コンクリート表面の欠陥情報記録装置
４１  ジャンカ
４２  骨材
４３  セメントペースト
４４  漏水の痕跡
４５  スキャナ
４６  画像データ
４７  形状データ
【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】
2007064736.tif 000007
【図６】
2007064736.tif 000008
【図７】
2007064736.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007064736.tif 000011
【図１０】
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