(57)【要約】【課題】本発明は、センサプローブを挿入・引抜くための入線工具に信号ケーブルを設けることなく計測できるようにすることである。【解決手段】本発明による信号ケーブルを有しない孔曲り計測装置及び方法は、管路(1)内のセンサプローブ(3)を挿入・引抜きするための入線工具(8)と、前記センサプローブ(3)内に設けられたメモリ(7A)及びバッテリー(3A)と、前記センサプローブ(3)に設けられた無線送信部(12)からの無線通信(30)を受信するための無線受信部(16)を有する外部制御部(10)とを有し、管路(1)で計測した計測データ(3B)を無線通信(30)で前記外部制御部(10)に送信する構成と方法である。【選択図】図１
2017020854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔又は管路(1)内に対して、センサプローブ(3)を挿入・引抜きするための線状の入線工具(8)と、前記センサプローブ(3)に設けられ計測データ(3B)を記憶するためのメモリ(7A)と、前記センサプローブ(3)に設けられたバッテリー(3A)と、前記センサプローブ(3)の外部に配設され、前記センサプローブ(3)によって計測された計測データ(3B)を無線通信(30)で受信するための外部制御部(10)と、を備え、
前記入線工具(8)には、前記計測データ(3B)を前記外部制御部(10)に送るための信号ケーブルは設けてなく、前記計測データ(3B)は、前記無線通信(30)のみで前記外部制御部(10)に送るように構成したことを特徴とする信号ケーブルを有しない孔曲り計測装置。
【請求項２】
前記センサプローブ(3)の直径は、２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の信号ケーブルを有しない孔曲り計測装置。
【請求項３】
前記入線工具(8)は、入線工具挿入・引抜き手段(13a)のドラムに巻付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の信号ケーブルを有しない孔曲り計測装置。
【請求項４】
孔又は管路(1)内に対して、センサプローブ(3)を挿入・引抜きするための線状の入線工具(8)と、前記センサプローブ(3)に設けられ計測データ(3B)を記憶するためのメモリ(7A)と、前記センサプローブ(3)に設けられたバッテリー(3A)と、前記センサプローブ(3)の外部に配設され、前記センサプローブ(3)によって計測された計測データ(3B)を無線通信(30)で受信するための外部制御部(10)と、を用い、
前記入線工具(8)には、前記計測データ(3B)を前記外部制御部(10)に送るための信号ケーブルは設けてなく、前記計測データ(3B)は、前記無線通信(30)のみで前記外部制御部(10)に送ることを特徴とする信号ケーブルを有しない孔曲り計測方法。
【請求項５】
前記センサプローブ(3)の直径は、２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の信号ケーブルを有しない孔曲り計測方法。
【請求項６】
前記入線工具(8)は、入線工具挿入・引抜き手段(13a)のドラムに巻付けられていることを特徴とする請求項４又は５記載の信号ケーブルを有しない孔曲り計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号ケーブルを有しない孔曲り計測装置及び方法に関し、特に、孔又は管路内に入線工具を介してセンサプローブを出し入れすると共に、信号ケーブルを用いることなく、センサプローブに記憶された測定データを外部制御部に無線送信するための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種の管路位置計測装置及び方法としては、例えば、特許文献１に開示された構成を図３から図７として挙げることができる。
すなわち、図３は、掘削された孔１の孔経路計測情報２（図４に示す）を得る時の計測座標を示し、図４及び図５のプローブ３内の角速度計４及び加速度計５により得られた姿勢・方位角６の演算回路７で行い、このプローブ３の移動させるケーブル８のケーブル速度１４を用いて演算部１０で演算して前記孔経路計測情報２を得ている。
【０００３】
前記プローブ３と演算部１０とは、図５で示されるように構成されている。
すなわち、前記プローブ３の角速度計４及び加速度計５で得られた角速度及び加速度を演算回路７で演算して得られたプローブ３の姿勢・方位角６は、第１通信回路１２を経て、ケーブル測長器１３からのケーブル速度１４と共に、減算部１０の入力回路１５及び第２通信回路１６を介して演算／表示回路１７に入力され演算が行われる。
【０００４】
前述のプローブ３で計測した姿勢・方位角６、すなわち、姿勢角（ピッチ角：θ）及び方位角（ψ）とケーブル測長器１３からのケーブル速度１４（単位時間当りの移動距離：Ｖ）より、前記演算部１０にて周知の演算式により、孔１の位置を計測することができる。
尚、図３は、水平位置（Ｙ）と垂直位置（Ｚ）の孔２０の位置の計測座標を示している。
【０００５】
前記演算部１０の演算／表示回路１７から出力され、前記姿勢・方位角６及びケーブル速度１４に基づく前記孔経路計測情報２は、表示器１８で表示されると共に、記憶回路１９で記憶される。
【０００６】
前記プローブ３、ケーブル８、ケーブル測長器１３、ケーブル巻取器１３ａ及び演算部１０等により、装置としての図４の管路位置計測体４０を構成しているが、この管路位置計測体４０の運用フローとしては、図６に示される通りである。
【０００７】
すなわち、図６においては、まず、第１ステップ６０の計測モードにおいて、図４に示す孔１内で前記プローブ３を往復させ、往路及び復路のプローブ３からのセンサデータである姿勢・方位角６及びケーブル８のケーブル速度１４を図５の演算部１０の記憶回路１９に記憶して記録する。
【０００８】
次に、第２ステップ６１の演算モードでは、前述の姿勢・方位角６及びケーブル速度１４を用いて、孔１の位置を示す孔経路計測情報２を演算し、第３ステップ６２の表示モードにおいて、前述の演算結果の孔経路計測情報２をグラフ化し、図３の水平位置Ｙ及び垂直位置Ｚの内容を前記表示器１８で表示すると共に前記記憶回路１９で記憶して記録することができる。
【０００９】
次に、第４ステップ６３の通信モードにおいて、前述の孔経路計測情報２を図７のデータ管理部５０へ無線、有線、インターネット等の通信手段５１を介して伝送し、データの収集が行われる。
【００１０】
また、前述の処理フローは、図６の実線矢印で示した処理であるが、他の処理フローとして点線で示すように、図７で示される各現場の各管路位置計測体４０を用いて前記第１ステップ６０で得られた前記センサデータである姿勢・方位角６とケーブル速度１４を前記各演算部１０に入力するのではなく、一括して前記データ管理部５０に直接入力し、このデータ管理部５０内で前述の第２ステップ６１の演算モード及び第３ステップ６２の表示モードの処理を行い、図示していないが、前記データ管理部５０の表示器で表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−１９０９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の管路位置計測装置及び方法は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、孔１に対してプローブ３を出し入れさせるためには、図４に示されるように、信号ケーブル８ａを外周に有するケーブル８をケーブル巻取器１３ａによって巻取り又は巻戻しをしなければならず、前記信号ケーブル８ａとケーブル巻取器１３ａの間は、スリップリング等を用いて信号の授受を経た後に、信号を演算部１０に送るようにしていたため、システム全体が複雑となっていた。
また、信号ケーブル８ａがケーブル８の外周に巻き付けてあるため、孔１に対してプローブ３を出し入れする際に、信号ケーブル８ａの被覆が損傷を受け、信号ケーブル８ａ内の芯線が接地することもあり、その場合には、プローブ３からのデータ検出は全く不能となっていた。
また、ケーブル８の外周に巻き付けられている信号ケーブル８ａの強度の問題もあるため、孔１へのプローブ３の挿入及び引き抜きの速度に制限を設けなければならなくなり、多数の孔に対して作業を行う場合には、予定作業時間を越えることがあり、作業効率の向上を達成することが困難であった。
【００１３】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、孔又は管路内に入線工具を介してセンサプローブを出し入れすると共に、信号ケーブルを用いることなく、一旦センサプローブのメモリに格納された測定データを外部制御部に無線送信するようにした信号ケーブルを有しない孔曲り計測装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による信号ケーブルを有しない孔曲り計測装置は、孔又は管路内に対して、センサプローブを挿入・引抜きするための線状の入線工具と、前記センサプローブに設けられ計測データを記憶するためのメモリと、前記センサプローブに設けられたバッテリーと、前記センサプローブの外部に配設され、前記センサプローブによって計測された計測データを無線通信で受信するための外部制御部と、を備え、前記入線工具には、前記計測データを前記外部制御部に送るための信号ケーブルは設けてなく、前記計測データは、前記無線通信のみで前記外部制御部に送るようにした構成であり、また、前記センサプローブの直径は、２０ｍｍ以下である構成であり、また、前記入線工具は、入線工具挿入・引抜き手段のドラムに巻付けられている構成であり、また、本発明による信号ケーブルを有しない孔曲り計測方法は、孔又は管路内に対して、センサプローブを挿入・引抜きするための線状の入線工具と、前記センサプローブに設けられ計測データを記憶するためのメモリと、前記センサプローブに設けられたバッテリーと、前記センサプローブの外部に配設され、前記センサプローブによって計測された計測データを無線通信で受信するための外部制御部と、を用い、前記入線工具には、前記計測データを前記外部制御部に送るための信号ケーブルは設けてなく、前記計測データは、前記無線通信のみで前記外部制御部に送る方法であり、また、前記センサプローブの直径は、２０ｍｍ以下である方法であり、また、前記入線工具は、入線工具挿入・引抜き手段のドラムに巻付けられている方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による信号ケーブルを有しない孔曲り計測装置及び方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、孔又は管路内に対して、センサプローブを挿入・引抜きするための線状の入線工具と、前記センサプローブに設けられ計測データを記憶するためのメモリと、前記センサプローブに設けられたバッテリーと、前記センサプローブの外部に配設され、前記センサプローブによって計測された計測データを無線通信で受信するための外部制御部と、を備え、前記入線工具には、前記計測データを前記外部制御部に送るための信号ケーブルは設けてなく、前記計測データは、前記無線通信のみで前記外部制御部に送るように構成したことにより、入線工具には信号ケーブルを巻付ける必要がなく、センサプローブ内に格納した計測データを無線で外部制御部に送信することができ、システムを簡略化できることで、コストパフォーマンス、メンテナンス性及び施工速度を向上させることができる。
また、前記センサプローブの直径は、２０ｍｍ以下であることにより、径小管におけるセンサプローブの挿入及び引抜きを容易化することができる。
また、前記入線工具は、入線工具挿入・引抜き手段のドラムに巻付けられていることにより、ドラムの駆動を制御するだけで簡単にセンサプローブによる内部計測が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による信号ケーブルを有しない孔曲り計測装置及び方法を示すための概略構成図である。
【図２】図１の要部のシステム構成図である。
【図３】従来の管路位置計測装置により計測した計測座標を示す構成図である。
【図４】従来の管路位置計測装置を示す概略構成図である。
【図５】図４の要部を示す詳細構成図である。
【図６】従来の計測データ処理のフローを示すフロー図である。
【図７】従来の各管路位置計測体をデータ管理部に伝送する構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明による信号ケーブルを有しない孔曲り計測装置及び方法は、孔又は管路内に入線工具を介してセンサプローブを出し入れすると共に、信号ケーブルを用いることなく、センサプローブに記憶された測定データを外部制御部に無線送信することである。
【実施例】
【００１８】
以下、図面と共に、本発明による信号ケーブルを有しない孔曲り計測装置及び方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１において、符号１で示されるものは、金属又は樹脂で形成されたパイプからなる管路又は掘削機で地中に形成された孔であり、以下、管路１として説明する。
【００１９】
前記管路１内には、円筒体で形成されたセンサプローブ３が配設され、前記センサプローブ３内には、図２で示されるように、Ａ／Ｄ変換器４Ａに接続された直交３軸の角速度計４と加速度計５と、前記Ａ／Ｄ変換器４Ａに接続された演算回路７と、前記演算回路７に接続されたメモリ７Ａと、前記演算回路７に接続された無線送信部１２と、前記センサプローブ３に設けられたバッテリー３Ａとから構成されている。
【００２０】
前記センサプローブ３に設けられた入線工具８は、ケーブル測長器１３を経て、ドラム式等からなる入線工具挿入・引抜き手段１３ａによって前記センサプローブ３の管路１に対する挿入及び引抜きができるように構成されている。
尚、前記入線工具８は、形状は金属製のワイヤであり、直線状の場合には剛性があり、曲折して巻回することもできるように構成され、例えば、距離１５０ｍを高速で挿入・引抜きが自在であるように構成されている。また、図２で示される前記入線工具挿入・引抜き手段１３ａに接続されている入線工具８は、図１のように直線状が好ましいが、図２のようにケーブル測長器１３で曲折することもできる。
【００２１】
前記ケーブル測長器１３から得られた前記入線工具８の測長及び速度からなるケーブル速度１４は、掘削位置表示装置１７及び計測制御コマンド・計測結果の表示１７Ａを有する外部制御部１０に、入力されるように構成されている。
【００２２】
前記外部制御部１０は、図２に具体的に示されているように、前記ケーブル速度１４が入力される入力回路１５と、前記無線送信部１２からのセンサプローブ３の計測データ３Ｂを無線３０を介して受信するための無線受信部１６と、外部電源３１からの電源３２と、前記入力回路１５、前記無線受信部１６及び前記電源３２が接続された計測制御コマンド・計測結果の表示器１７と、前記孔経路計測データ２を記憶するための記憶回路１９とから構成されている。
【００２３】
次に、動作について説明する。まず、図１で示されているように、前記入線工具挿入・引抜き手段１３ａによって、前記入線工具８を前記管路１内に挿入すると、前記センサプローブ３は前記管路１内の約１５０ｍ奥側へ挿入される。
【００２４】
前述の管路１内のセンサプローブ３は、前記入線工具挿入・引抜き手段１３ａによって引き抜き、前記管路１外に引抜かれるまでの間、前記管路１の直線及び曲折状態が計測され、計測データ３Ｂとしてメモリ７Ａに格納される。
前記センサプローブ３が前記管路１外に引抜かれた状態で、前記メモリ７Ａ内に格納された前記計測データ３Ｂは、前記無線３０を介して前記無線受信部１６から前記計測制御コマンド計測結果の表示器１７に入力され、演算処理後に孔経路計測データ２として外部に出力されると共に、前記記憶回路１９に格納される。
前述の孔経路計測データ２は、例えば、図３で示されるような計測座標で示すことができる。
【００２５】
従って、本発明による信号ケーブルを有しない孔曲り計測装置及び方法においては、前記センサプローブ３を入線工具８で管路１に対して挿入・引抜く時に、従来のように、ケーブルである入線工具８に信号ケーブルが取付けられていないため、従来のように、信号ケーブルが損傷を受けることもなく、常に、安定した計測状態を得ることができる。
【００２６】
尚、本発明による信号ケーブルを有しない孔曲り計測装置及び方法の要旨とするところは、以下の通りである。
すなわち、孔又は管路１内に対して、センサプローブ３を挿入・引抜きするための線状の入線工具８と、前記センサプローブ３に設けられ計測データ３Ｂを記憶するためのメモリ７Ａと、前記センサプローブ３に設けられたバッテリー３Ａと、前記センサプローブ３の外部に配設され、前記センサプローブ３によって計測された計測データ３Ｂを無線通信３０で受信するための外部制御部１０と、を備え、前記入線工具８には、前記計測データ３Ｂを前記外部制御部１０に送るための信号ケーブルは設けてなく、前記計測データ３Ｂは、前記無線通信３０のみで前記外部制御部１０に送るようにした構成と方法であり、また、前記センサプローブ３の直径は、２０ｍｍ以下である構成と方法であり、また、前記入線工具８は、入線工具挿入・引抜き手段１３ａのドラムに巻付けられている構成と方法である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明による信号ケーブルを有しない孔曲り計測装置及び方法は、管路内の状態を計測した計測データは、一旦、センサプローブ３内のメモリに格納し、センサプローブ３が管路１外に出てから無線で前記計測データを外部制御部に送信して孔経路計測データを得ているため、ケーブルである入線工具には従来の信号ケーブルを用いる必要がなく、信号ケーブル損傷の恐れのない管路内稼働を行うことができる。
【符号の説明】
【００２８】
１    管路（孔）
２    孔経路計測データ
３    センサプローブ
３Ａ    バッテリー
３Ｂ    計測データ
４    角速度計（直交３軸）
４Ａ    Ａ／Ｄ変換器
５    加速度計（直交３軸）
７    演算回路
７Ａ    メモリ
８    入線工具
１０    外部制御部
１３    ケーブル測長器
１３ａ    入線工具挿入・引抜き手段
１４    ケーブル速度
１５    入力回路
１６    無線受信部
１７    計測制御コマンド・計測結果の表示器
１８    掘削位置表示器
３０    無線通信
３１    外部電源
３２    電源
【図１】
2017020854.tif 000003
【図２】
2017020854.tif 000004
【図３】
2017020854.tif 000005
【図４】
2017020854.tif 000006
【図５】
2017020854.tif 000007
【図６】
2017020854.tif 000008
【図７】
2017020854.tif 000009