(57)【要約】  本開示の位置検知システムは、作業現場全体を範囲とするように構成されたＧＰＳシステムと、ＧＰＳシステムと組み合わせて使用する局所的位置検知システムと、位置／移動センサ及び通信機能を備えた取付ツールと、取り付けられた建築部材の位置を記録するためのソフトウエアと、を含む。局所的位置検知システムは、ＧＰＳ又は他の技術で確立した一つ以上の既知の固定位置を使用してもよく、固定位置に対応する建築部材の位置を報告する。取付ツールは、取り付け作業の完了後、建築部材の位置に対応する位置シグナルを送信するように構成されている。ソフトウエアは、システム構成間の通信を促進し、ツールから送信される位置及びその他の情報を記録し、建築中及び建築後の修繕並びにプロジェクト管理に使用できるタグ付けされた位置のマップを作成する。位置及びマップは、三次元であってもよい。
2018526656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ  作業現場全体を範囲とするように構成され、通信プロトコールを含む位置検知システムを構成することと、
ｂ  取付ツールによって建築物に固定される部材を提供することと、
ｃ  取付作業の完了後、固定される部材に対応する建築物の位置を報告するように構成し、前記位置検知システムと通信する前記取付ツールを用意することと、
ｄ  前記取付ツールを使用して前記固定される部材の一つを前記建築物に固定し、前記取付ツールは前記固定された部材に対応する位置を前記位置検知システムに報告し、
ｅ  前記固定された部材の位置を記録し、
前記手順ｄ、ｅを、固定される部材毎に実施する、建築物の部材をマッピングする方法。
【請求項２】
前記固定される部材の位置を示す建築物のバーチャルマップを生成することを備える、請求項１に記載の建築物の部材をマッピングする方法。
【請求項３】
前記位置検知システムを構成することは、前記システムと前記取付ツールとが無線で通信できるように無線通信プロトコールを構成することを含む、請求項１に記載の建築物の部材をマッピングする方法。
【請求項４】
前記位置検知システムを構成することは、前記位置検知システムがＧＰＳ衛星に通信し、前記固定される部材の位置を特定するよう構成することを含む、請求項１に記載の建築物の部材をマッピングする方法。
【請求項５】
前記位置検知システムを構成することは、ＧＰＳ装置を使用し、前記作業現場の近傍に位置する１以上の固定ポイントの位置を特定し、前記固定ポイントは前記位置検知システムと通信することと、
前記１以上の固定ポイントを使用し、前記固定される部材の位置を特定することと、を含む、請求項１に記載の建築物の部材をマッピングする方法。
【請求項６】
代わりの位置検知システムを併用し、前記位置検知システムの正確性を保障するために定期的にキャリブレーションする、請求項１に記載の建築部材をマッピングする方法。
【請求項７】
前記部材は建築物の屋根膜の接合プレートであり、前記取付作業はファスナーを締め付け、前記接合プレートと屋根構造との結合を完了する作業である、請求項１に記載の建築物の部材をマッピングする方法。
【請求項８】
前記部材は屋根膜であり、前記取付作業は屋根構造に保持された接合プレートを加熱し、前記屋根膜を前記屋根構造に結合する作業である、請求項１に記載の建築物の部材をマッピングする方法。
【請求項９】
前記部材は壁面の上部プレートと屋根トラスとを結合するために軸状に延伸するファスナーであり、前記取付作業は前記延伸するファスナーを締め付ける作業である、請求項１に記載の建築物の部材をマッピングする方法。
【請求項１０】
前記取付ツールは自走式ツールであり、取付作業を自律して実行するよう構成され、前記方法は、
前記バーチャルマップを使用し、前記自走式ツールを固定される部材の位置に移動させることと、
前記通信プロトコールによって、前記自走式ツールに第二取付作業を促すことと、
前記自走式ツールが前記第二取付作業に対応する第二位置を報告することと、
前記ホストコンピュータ上の前記バーチャルマップをアップデートし、前記第二取付作業の実行を表示することと、を備える、請求項２に記載の建築物の部材をマッピングする方法。
【請求項１１】
作業現場全体を範囲とする位置検知ネットワークと、
前記位置検知ネットワークと通信し、少なくとも一つの通信プロトコールを含むホストコンピュータと、
前記ホストコンピュータと通信し、取付作業の完了後、建築物における建築部材の位置を報告するように構成された取付ツールと、
前記取付ツールによって建築物に固定される複数の建築部材と、を有し、
前記取付作業の完了後、前記取付ツールは各建築部材の位置を報告し、前記ホストコンピュータは前記取り付けられた建築部材の位置を記録する、建築システム。
【請求項１２】
前記ホストコンピュータは前記建築部材の位置を使用し、前記建築物において前記建築部材が取り付けられた位置を表すバーチャルマップを生成する、請求項１１に記載の建築システム。
【請求項１３】
ＧＰＳ衛星によって位置決めされた固定ポイントを備え、前記固定ポイントは前記位置検知システムと通信し、前記固定ポイント及び前記取付ツールからの位置信号を使用して取付位置を計算する、請求項１１に記載の建築システム。
【請求項１４】
前記取付ツールは取付作業を自律して実行するよう構成された自走式ツールであり、前記ホストコンピュータには前記建築物のバーチャルマップがプログラムされ、前記バーチャルマップ及び前記通信プロトコールを使用して前記自走式ツールを所定の位置に移動させ、前記ホストコンピュータは前記自走式ツールの取付作業を開始させ、前記自走式ツールは前記通信プロトコールによって第二取付作業に対応する作業位置を報告し、前記ホストコンピュータは前記バーチャルマップをアップデートし、前記取付作業の実施を表示する、請求項１１に記載の建築システム。
【請求項１５】
前記位置検知ネットワークをキャリブレーションするための補助的位置検知システムを備える、請求項１１に記載の建築システム。
【請求項１６】
前記建築構造は屋根構造に保持される接合プレートであり、前記取付ツールは誘導加熱ツールであり、前記取付作業は前記誘導加熱ツールが接合プレートの位置に対応するよう屋根膜の上に配置する誘導加熱サイクルであり、前記接合プレートは前記誘導加熱ツールによって誘導加熱されて前記屋根膜と前記接合プレートとを接合し、前記誘導加熱サイクルの完了位置は前記建築システムに記録され、前記取付部材は前記ホストコンピュータで生成される、請求項１１に記載の建築システム。
【請求項１７】
前記自走式ツールは、前記所定の位置に対応する位置において屋根膜の下の接合プレートを特定するための装置を備え、前記自走式ツールは前記接合プレートを加熱して前記屋根膜と前記接合プレートとを接合する誘導コイルを含み、前記接合は前記第二取付作業に対応する、請求項１４に記載の建築システム。
【請求項１８】
前記自走式ツールは、前記屋根膜と前記接合プレートとの間の完全接合に対応する位置に圧力をかけるための装置を備える、請求項１７に記載の建築システム。
【請求項１９】
前記自走式ツールは、完全接合に対応する位置に圧力をかけ、前記位置を冷却するための装置を備える、請求項１７に記載の建築システム。
【請求項２０】
前記誘導コイルは前記自走式ツールと独立して使用できる、請求項１７に記載の建築システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は一般的に建築の分野に関し、具体的には、建築部材をインストールする際、ユーザが建築部材の位置を特定し、位置決めし、記録するためのシステム及び方法に関する。
【０００２】
全ての住居用及び商業用建築物は、外観からは見えない構造及びシステムを含むが、これらの配置は建築プロジェクトの完成、検査、管理において大変重要となる。建築時の検査は、関連するシステム又は検査対象である部材が埋められていない、又は覆われていない段階で行う必要がある。しかし、建築部材又はシステムによっては、埋められる又は覆われる前であっても特定することが難しいことがあり、検査を複雑にする。一般的なアプローチの一つとしては、建築プロジェクトの開始から終了まで、必要に応じて建築図面及び配置図を使用し、埋められた又は覆われた要素を特定する。しかし、実際の建築は計画当初から著しく変更することもあり、埋められた又は覆われたシステム又は要素の正確な位置を特定することが難しい結果となる。このようなシステム又は要素を見つけるには、高額かつ煩わしい取り壊し又は掘削が必要となる場合が生じる。
【０００３】
現在の建築基準法では、トルネード、ハリケーン、地震並びにその他の天変地異によって生じる自然力に耐えられるように、複数個所で補強構造を設けることを要請している。対応する建築基準に準拠するにあたり、必要な補強がされていることを検証できる段階において、建築物には建築段階の所定のステージで検査を実施する必要がある。
補強がされていない又は適切に取り付けられていないと、検査不合格となり、再作業及び建築の遅延に繋がる。
【０００４】
基準で定められている全ての補強が適切に取り付けられていることを保証し、建築者が検査前に欠けている補強を特定できるシステムが必要とされている。
【０００５】
建築中において、建築システム及び要素の位置を特定し、位置決めし、記録するための複数の技術を適用し、詳細かつ正確なマップを生成し、建築物の建築中、検査時及び完成後の管理時に使用できる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）は、世界中の乗り物、人、物体の移動及び位置を特定するために、広く使用されている。現在のＧＰＳは、位置を１インチ（又は約２０ｍｍ）の範囲内で特定できる。他の位置及び移動検知技術は、二次元位置の正確性及び三次元的な位置の提供という点において、ＧＰＳ機能を補完するために使用される。ＧＰＳと組み合わせて使用できる移動検知技術の例としては、リアルタイムキネマティック（ＲＴＫ）及びレーザーを使用したシステムである。複数の基地局と通信するラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダを使用した局所的位置測定（ＬＰＭ）も使用可能である。
【０００７】
本開示に基づく位置検知を利用した建築システムは、作業現場全体を範囲とするように構成されたＧＰＳシステムと、ＧＰＳシステムと組み合わせて使用する局所的位置検知システムと、位置／移動センサ及び通信機能を備えたツールと、取り付けられた建築部材の位置を記録するためのソフトウエアと、を含む。局所的位置検知システムは、ＧＰＳ又は他の技術で確立した一つ以上の既知の固定位置を使用してもよく、固定位置に対応する建築部材の位置を通信する。多くのＧＰＳシステムは、システム構成と空との間に障害物が無いことを必要とするが、幾つかの建築状況、例えば高層ビル建築プロジェクト中に低い階層を建築している場合は、現実的ではない。既知の固定位置を利用する局所的位置検知システムでは、「オープンスカイ」の要件が不要となる。
【０００８】
取り付け作業の完了した後、一つ以上の取付具は、建築部材の位置に対応する位置シグナルを送信するように構成されている。ソフトウエアは、システム構成間の通信を促進し、取付具から送信される位置及びその他の情報を記録し、建築中及び建築後の修繕並びにプロジェクト管理に使用できるタグ付けされた位置のマップを作成する。位置及びマップは三次元であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の開示に基づく、屋根に位置固定されたＧＰＳリピーター及び位置通報ファスナー（締め金具）取付具を示す。
【図２】図１に示された位置通報ファスナー取付具の斜視図である。
【図３】図１に示された位置通報ファスナー取付ツールの下部の拡大斜視図である。
【図４】図１に示された位置通報ファスナー取付ツールの上部の拡大斜視図である。
【図５】本発明の位置通報システムを移動するためのロボットカートを図示する。
【図６】本発明の位置通報システムを移動するためのロボットカートを図示する。
【図７】本発明の位置通報システムを移動するためのロボットカートを図示する。
【図８】本発明の位置通報システムを移動するためのロボットカートを図示する。
【図９】代表的な位置検知システムによって特定された位置のグラフ式表現である。
【図１０】壁面トッププレートと屋根トラスとを結合するためのファスナーを取り付けるために使用する代表的なツールを示す。
【図１１】典型的な建築構造と、屋根から基礎までを連結するために必要な接続を表す。
【図１２】平らな屋根膜と、その下の屋根建築物とを固定するために使用する、アンカープレートのパターンを形成した平屋根の状態である。
【図１３】開示されたシステム及び方法に応じて様々な部材の位置を表した、建築物の代表的な三次元図である。
【図１４】開示されたシステムをホスティングするコンピュータの概略図である。
【図１５】開示されたシステム及び方法にコンパチブルに対応する取付ツールの概略図である。
【図１６】本開示の概要に関する取り付けシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、建築工事及び建築物の完成に関する範囲で、建築部材をマッピングする装置及び方法並びに建築プロジェクトのシステムについて説明するが、本開示は建築部材の内部、建築部材に取り付けられるまたは現場に埋められる等を問わず、建築プロジェクトにおける全ての構成、システム又はサブシステムに利用可能であると、広く解釈されるべきである。
【００１１】
住居用及び商業用建築物に用いられる屋根構造は、様々な建築基準法及び安全規制への準拠が求められる。屋根保持構造は、屋根に取り付けられる全てのシステム並びに予測される雪又はその他の荷重を保持できるように十分に強固であるよう、安全対策をする必要がある。さらに、現在の建築基準法では、屋根構造がハリケーン及び／又はトルネードによる強風に耐えられるように設計することが要求される。関連する建築基準法は様々なデザイン仕様及び／又は基準を参照しており、屋根トラスや位置及び締め付け部材の数を指定し、屋根構造が関連する荷重及び強風耐性の要求を満たすことを保証する。工事管理者及び設計者は、建築計画が正確に行われていることを確認する必要がある。建築物の点検者は、屋根システムの構造上の及び締め付け部材の存在及び適切な取り付けを保証するために、建築時の様々な段階にて、建築物の内部に入って確認を行うタスクが課される。
【００１２】
開示されたシステム及び方法は、ファスナー（締め付け金具）及び建築物の他の部材の取り付けられた位置をマークする、位置報知ツールを使用する。様々な構成部材の位置は記録され、建築物及びそのシステムの三次元マップを作成する際に使用でき、マークされた部材の位置を詳細に特定する。生成されたマップは、施工時の管理、検査及び建築後の管理向上に使用される。建築部材の三次元デジタルマップは、一つ以上の取り付けられた建築部材を示すために生成してもよい。
【００１３】
第一実施例は、平屋根に適用される屋根膜システムについて説明する。屋根膜は、典型的には建築の最終段階で、商業用建築物の屋根部分を耐候性とするために使用される。屋根膜は、典型的には、屋根トラス及びスチールジョイストに取り付けられた、波状の金属パネルシート（屋根デッキ）で保持した絶縁体の上に取り付けられる。屋根システムの各層は、建築物の構造を覆い、人目に付かないようにする。加熱活性化接合剤を塗布したアンカープレートは、絶縁体を通過して、ファスナーによって屋根構造に固定される。屋根膜はプレートの上に広げられる。屋根膜の上に位置する接合ツールは、接合剤を加熱し、公知技術で知られている通り、屋根膜とプレートとの間の接合を形成する。屋根膜の下のプレートの正確な位置を特定することは難しく、接合及びその後の屋根検査を複雑にする。
【００１４】
開示されている取り付け及びマッピングシステムの代替案は、限定的ではないが、鉄筋（コンクリート建築物）、屋根絶縁プレート、デッキファスナー、ジョイストハンガー、金属屋根ファスナー、タイル屋根システム、外断熱外壁仕上げシステム（ＥＩＦＳ）、サイドファスナー、フレーミング、スタッドファスナーが含まれる。本発明の取り付け及びマッピングシステム並びに方法として、ねじ電動ドライバー、空気釘打機及びその他のファスナー取付ツールを使用してもよい。
【００１５】
提示されたシステムの一部は、作業現場の一部又は全部を範囲とする、向上した位置検知システムの構築である。図１は、平屋根１０、プレートの取付ツール２０、それぞれ既知の固定位置を有する複数の固定ポイント３０が図示されている。取付ツール２０及び固定ポイント３０は、図１４に記載されている通り、互いに並びにホストコンピュータ１００と無線通信できるように装備され、図１６に示すシステムを構築する。無線通信は、所定の作業終了発生時、例えば建築部材の取り付け作業の完了時等に、取付ツール２０がシステムに位置情報を通知するよう促す。図１〜４に図示されている取付ツール２０は、接合プレート５０の中央部に配置された開口部からネジ等のファスナーを締め付けるように構成されている。ファスナーは接合プレート５０の底部に配置された絶縁体を通過し、従来技術の通り、その下の屋根構造と結合する。取付ツール２０は、ファスナー駆動サイクルによって動作開始するスイッチ又はその他信号生成構造を備えていてもよい。ファスナー取付の完了に伴う信号は、取付ツール２０とホストコンピュータ１００との通信を起動し、取付ツール２０はファスナー取付の完了と、取り付けられたファスナーの位置を送信する。取り付けられたファスナーの位置情報の精度を高めるために、ホストコンピュータ１００は、固定ポイント３０からの追加した位置情報を使用してもよい。システムはファスナーの取付、時間、日付、その後の使用のための位置情報を記録する。
【００１６】
取付ツール２０からの信号は、固定ポイント３０などの１以上の固定ポイント、及び無線通信が装備されたホストコンピュータ１００によって受け取られる。システム構成間における無線通信は、固定ポイント３０及び／又は取付ツール２０、あるいはその他プログラム可能なシステムアセンブリにおいて、ソフトウエアをアップデート又は再構成するためにも使用してもよい。Bluetooth（登録商標）は、開示されたツール、システム、方法と互換性を持つ無線通信プロトコールの一つであるが、当業者は他の無線通信方法を使用してもよい。通信は、有線通信（図示しない）又は従来のＲＦ無線プロトコール以外の方法でもよい。
【００１７】
図１４は、本開示に基づく取付及びマッピングシステムの一部となり得る、ホストコンピュータ１００の構成の概略図である。ホストコンピュータ１００は、メモリと、少なくとも１つのプロセッサと、表示画面と、ユーザインタフェースと、無線通信機能と、を持つ。ホストコンピュータ１００は、作業現場又は作業現場以外の場所に配置されていてよく、「クラウド」コンピュータ技術によってインターネットとの通信が構築されている。ホストコンピュータ１００は、従来のデジタル型スタンドアロンコンピュータであってよく、作業現場で使用される場合には強化されている。代替として、ホストコンピュータ１００の機能をスマートフォン、タブレット、その他コンピューティング装置が有していてもよい。ホストコンピュータ１００の機能は、スマートフォン、タブレット、作業現場から離れた場所に位置する１つ以上のコンピューティング装置等、１つ以上のローカル装置と分けられていてもよい。クラウドコンピュータ技術は、演算機能、メモリその他ホストコンピュータの性能を向上するために使用されてもよい。
【００１８】
幾つかのＧＰＳシステムは、対応するＧＰＳ衛星への視界がクリアであること、例えば視点と空との間に障害物が存在しないことを要する。しかし、ＧＰＳ又は測量等の他の位置検知方法を使用し、固定位置を参照する、ローカル化された位置検知ネットワークを確立してもよい。作業現場の近くに配置された、既知の位置の複数の固定ポイントを使用し、平屋根１０等、作業現場で使用する取付ツール２０の位置を、高い精度で三角測量しても良い。局所的位置検知システムは、取付ツール、レーザー位置検知又はその他方法から検知した動的（移動）情報を使用し、取付ツール２０及び関連する建築物の位置を特定してもよい。図１５は、取付ツール２０の代表的な概略図を示す。レーザー位置検知方法を使用してシステムを調整し、又は位置検知の精度をキャリブレーションすることができる。特記すべき点は、関連する位置検知システムは、位置の緯度、経度、高度の座標を特定する機能が必要である。
【００１９】
図１５で図示する通り、取付ツール２０、１２０、２２０は通常のコンピュータにも装備されているデジタル機能、すなわちプロセッサ２２、メモリ２４、無線通信機能２６を有する。ファームウエア／ソフトウエアはメモリ２４に記録され、その機能はプロセッサ２２によって実行される。本開示による取付ツール２０は、取付ツールの位置（又は取付ツールの位置から取得できる構成要素の位置）をホストコンピュータ１００に通信するために必要な構成要素を含む。ホストコンピュータ１００と他のシステムユニット、例えば取付ツール２０又は固定ポイント３０との通信は、機器のファームウエア／ソフトウエアを単体でインストール、アップデート又は再構成するために使用される。取付ツールの位置報知コンポーネント２８は、作業現場に配置される位置検知システムに応じて異なる。位置報知コンポーネント２８は、ＧＰＳ機能を使用する構成、ＲＦトランスミッタ、取付ツールの移動を検知する構成、その他選択した位置検知システムに適合する他の構成を有していてもよい。位置報知コンポーネント２８は、取付ツールそのものの位置ではなく、取付ツール２０によって取り付けられた建築部材（例えば屋根アンカー板）の位置を正確に報告するように、構築及び配置されている。この段階において、各ファスナーの正確な位置が判明し、システムが各アンカープレート５０の位置を示すマップを生成できる。アンカープレート５０の結果マップはホストコンピュータ１００に記録され、各プレートを加熱して屋根膜に接合する役割を行う担当者をガイドするために使用できる。
【００２０】
図９は、ディフィレンシャルＧＰＳシステムで特定した位置をグラフ上に図示したものである。図示した位置は、開示されたシステム及び方法において一般的に許容可能な正確性を反映する。全ての点は直径２０ｍｍの範囲内となり、約三分の二が直径１０ｍｍの範囲内となる。位置の正確性の度合いは、開示された取付ツール、システム及び方法で想定した殆どの目的を達成するために十分であるが、正確性は既知の固定ポイント又は他の手法を用いた三角測量によって向上できる。
【００２１】
一実施形態では、板状の金属ブラケット又はストラップに代わり、建築物の基礎構造を貫通し、必要な連結を構築する、ねじ状のファスナーを使用することが提案される。例えば、軸が長いファスナーを壁面の上部プレートから屋根トラスに向けて、上方向に挿入できる。ファスナーは壁面及びトラスの双方を接合し、建築物の基礎構造間に連結を形成する。図１０は、軸が長いファスナー２２２を使用し、壁面の上部プレート２２４と屋根トラス２２６とを接合するために使用可能な取付ツール２２０を図示する。図示されたファスナー２２２は、殆どの建築基準で要求される、壁面と屋根トラス２２６との間を接続し、ハリケーンブラケットの代わりとしての役割を果たす。取付ツール２２０は、図１４に示す通り、取付ツール２０又は自動接合ツール１２０と同じ機能を持つ。取付ツール２２０は、各ファスナー２２２の取り付け完了後、各ファスナーの位置をホストコンピュータ１００に報告する。取付ツール２２０は、完全な取り付けを検知するための機械的スイッチ又はセンサ、又は手動で起動するスイッチ（図示しない）を備えてもよい。
【００２２】
図１３は、ホストコンピュータ及び関連するソフトウエアによって設計されるバーチャルマップに概ね対応する建築構造の三次元概略図である。バーチャルマップは建築部材を表し、図中のアステリスク「＊」は、壁面の上部プレート２２４と屋根トラス２２６とを結合するファスナー２２２が取り付けられた位置を示す。建築プロジェクトに関与している作業者は、バーチャルマップを使用して、追加のファスナー２２が必要な位置を特定し、基準を満たすように連結することができる。バーチャルマップは建築物の点検者及び建築物の管理者を補助するために保存し、アップデートし、使用することができる。バーチャルマップは、建築構造の変化、建築時の様々な段階を反映するためのアップデートをしてもよい。
【００２３】
図５〜８は、アンカープレート５０の誘導加熱に使用できる自動接合ツール１２０を図示する。自動接合ツール１２０は、図１４に図示される基礎的なコンピュータコンポーネントを含み、ホストコンピュータ１００及び固定ポイント３０等のシステムユニットと無線通信するように構成されている。自動接合ツール１２０は、アンカープレート５０と完全接合を行った位置を報告するために必要な、位置報知コンポーネント２８を含む。自動接合ツール１２０は、ガイド及び締め付け機能を備えており、自動接合ツールをホストコンピュータ１００又は操作者が離れた場所で操作することにより、対応する屋根の位置にガイドされる。駆動機能には３つの車輪に別々のギアモータが含まれてもよく、ギアモータに印加される差動電力によって、自動接合ツールは平屋根１００全体にガイドできる。当業者は、代替する車輪及びガイド配置を構築することもできる。自動接合ツール１２０はアンカープレート５０上に誘導コイル１４０を配置し、膜の上で誘導コイル１４０を下方向に動かし、誘導加熱サイクルを開始し、膜とアンカープレート５０とを接合する。開示された自動接合ツール１２０は、膜／プレート接合を圧着及び冷却するローラ１５０を含み、接合ツールが次のアンカープレート５０を加熱する間に接合を促す。リニアアクチュエータ１６０は、誘導加熱サイクルにおいて、誘導コイル１４０の上げ下げを行う。開示された自動接合ツール１２０は、個別の手動で配置される装置として構成される、誘導加熱ツール１７０を支持する。代替の自動接合ツールには、取り外し不可能な、専用の接合コイル及び関連する電子機械が含まれ得る。
【００２４】
自動接合ツール１２０の開示された締め付け及びガイド機構は、接合プレート５０の上に、接合ツール１２０を配置するための「おおよそ」のガイダンスを与える。しかし、誘導コイル１４０を誘導プレート５０の直接上に配置するために、「正確」な位置調整機能を持つ接合ツール１２０を使用する必要も生じ得る。正確な位置調整機能は、誘導加熱ツール１７０を移動するために構成されたリニアアクチュエータを含む誘導コイル１４０の位置、又は接合ツール１２０の左右並びに前後を含む誘導コイル１４０の位置の三軸制御の形態で達成できる。これらの正確な配置は、屋根膜の下側の位置する接合プレート５０の正確な位置の検知が必要とされる。接合ツール１２０の下側に、金属を検知するセンサ、磁気センサ（アンカープレートは典型的にはスチールである）、超音波センサ、その他のセンサを配置し、接合ツールの位置データを提供し、誘導コイルと誘導プレート５０とを正しい位置に揃えることも可能である。プレート５０の上部に正しく配置することにより、リニアアクチュエータ１６０は誘導コイル１４０を屋根膜に向けて動かすよう促し、誘導加熱サイクルを開始する。
【００２５】
開示された自動接合ツール１２０は、誘導加熱ツール１７０に電力を供給する発生機１８０と、位置報知コンポーネント２８、通信、ガイダンス、締め付け及び誘導加熱ツール（リニアアクチュエータ）１７０等のその他接合ツールを含む。代替として、自動接合ツール１２０は延長コード等を使用して、電力供給することも可能である。
【００２６】
自動接合ツール１２０は、アンカープレート／屋根膜の接合サイクル終了後等、所定の作業終了後に、その位置を報告する。その後、バーチャルマップを更新し、各アンカープレート５０の位置のみではなく、各接合プレート５０が屋根膜に接合されているかを示す。バーチャルマップの各アンカープレートは、接合前は第１カラー、接合後は第２カラーで表示されている。開示されているシステムは、バーチャルマップ及び各アンカープレート５０の状態（接合されている／されていない）を使用し、作業者にアンカープレート５０の接合必要性をガイドする。開示されたシステムによって、バーチャルマップ上の全てのアンカープレートが配置され、膜に接合されていることを確認でき、これらの報告を提供することができる。
【００２７】
Google Glass（登録商標）等の向上した視認システムは、提示された位置報知用の取付ツール２０、１２０、２２０と共に使用でき、必要であれば各建築部材の取り付けを記録できる。例えば、作業者は向上した視認システムの記録機能を起動し、建築部材の取付と同時に記録を取ることができる。必要に応じて、代表的な取付、または点検者が容易に確認できない建築部材のみを記録してもよい。提示されたシステムは、プロジェクトの電子記録に、建築計画、建築部材のバーチャルマップ及び建築工程における特定の手順の記録を結合するように構成できる。膨大な数の必要な手順を機械的に記録することにより、手順の省略を回避でき、プロジェクトの全体的な品質改善に繋がる。
【００２８】
作業者及び点検者は、接着プレート及び屋根膜との接合の状況を示すバーチャルマップの異なるバージョンを使用することにより、屋根の建築部材の殆どが膜の裏側の見えない位置に隠れていても、屋根膜の適切な配置を確認できる。例えば、バーチャルマップを建築計画と組み合わせることにより、建築物の工学的図面上に各プレートを表示できる。バーチャルマップの概略図は、保証適用のために屋根膜の製造者へ、又は屋根が全ての関連する要求を満たすことを証明するために保険会社へ提供できる。
【００２９】
バーチャルマップは屋根膜と接合プレートとを結合する手順を自動化するために用いられる。開示された自動接合ツール１２０は、接合プレート５０の各位置に屋根に沿って移動し、各プレート上で接合サイクルを行うようにプログラムされていてもよい。自動接合ツール１２０は、半自律移動型又はロボット型であってよい。一旦屋根に配置され、必要な電源及び開示されたシステムに接続されると、接合ツール１２０は位置報知システム及びバーチャルマップのガイドにより、屋根の上を移動する。接合ツール１２０は各接合サイクルの完了を報告し、システムにバーチャルマップのアップデートを行わせ、各完全接合を表示させる。代替実施例として、開示された接合ツール１２０に発生機１８０等の発生装置を装備させ、施設電源への接続必要性を回避する。十分に燃料が供給されていることを条件に、このような自動接合ツール１２０は、燃料の容量制限に達するまで、屋根に配置され、接合を行うこともできる。自動接合ツール１２０には、各接合サイクルを実施する前に塵を取り除くためのブロワー又はブラシ（図示しない）、並びに圧力をかけて接合したプレートを冷却し、均一かつ強い接合を行うためのローラ１５０等の構成を装備してもよい。
【００３０】
開示されたツール、システム及び方法は、特定のＧＰＳ又は位置追跡技術に依拠するものではない。要求される信頼性及び正確性を持つ場所／位置追跡技術又はＧＰＳシステムは、開示されたツール、システム及び方法と互換性を有する。正確性は、本開示のシステムにおける重要な特徴である。商用利用可能な一般用ＧＰＳシステムは、開示されたツール、システム及び方法を適用するために必要な正確性を有さない可能性がある。しかし、本開示のシステムに適した、１ｃｍ単位の正確性を与えるために、複数の既知のアプローチをとり得る。
【００３１】
開示されたツール、システム及び方法は、ファスナーツール及び屋根膜システムの範囲において説明した。しかし、本開示のコンセプトは、建設現場の地面より低い位置に配置された部材又はシステムを含めた、作業現場全体の構成位置におけるマーク及び記録を包含する。地下に配置された構造とは、限定的ではないものの、浄化システム及び浄化タンク、水道及び下水管、ガス管、散水システム及び電気を含む。位置検知「マークツール」は、後に参照するために、建設部材又はシステムの位置を報告するために使用できる。結果であるバーチャルマップを使用し、マークされた構造を探すことができる。向上した視認システムはバーチャルマップを使用し、マークした構造をユーザが「見える」ようにできる。このような補助により、浄化タンク又は下水管等の埋められた構造を見つけるための推測作業を取り除く。
【００３２】
バーチャルマップは、写真又は工学的図面と組み合わせて使用することにより、マークした構造の位置を重ね合わせることもできる。このような視覚的補助により、プロジェクト終了まで、埋められた又は覆われた構造を探すための検査及び特定を容易化できる。このアプローチの利点は、予定されている位置ではなく、マークされた部材を実際に取り付けた位置を表示できることである。バーチャルマップは建築構造の工学的計画の図と組みわせることにより、マークされた部材の予定されていた配置及び実際の配置を表示できる。
【図１】
2018526656.tif 000003
【図２】
2018526656.tif 000004
【図３】
2018526656.tif 000005
【図４】
2018526656.tif 000006
【図５】
2018526656.tif 000007
【図６】
2018526656.tif 000008
【図７】
2018526656.tif 000009
【図８】
2018526656.tif 000010
【図９】
2018526656.tif 000011
【図１０】
2018526656.tif 000012
【図１１】
2018526656.tif 000013
【図１２】
2018526656.tif 000014
【図１３】
2018526656.tif 000015
【図１４】
2018526656.tif 000016
【図１５】
2018526656.tif 000017
【図１６】
2018526656.tif 000018
【国際調査報告】
2018526656.tif 000019