(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被マーキング位置にマーキングするマーキング部をバックホウのアーム部に設ける２軸テーブルに移動可能に設けた車両である前記バックホウを、前記バックホウとは別体の測量部を前記バックホウとは別に配置して、前記マーキング部に設けた測量用のターゲット部を追尾しつつ、無線による遠隔操作により、前記マーキング部の移動範囲内に前記被マーキング位置が入るように近づけ、
前記移動範囲内の被マーキング位置に、前記マーキング部を前記２軸テーブルの遠隔操作により位置合わせし、
位置合わせした状態で、前記被マーキング位置に前記マーキング部によりマーキングすることを特徴とするマーキング方法。
【請求項２】
請求項１記載のマーキング方法において、
前記バックホウを遠隔操作するとは、
前記マーキング部の位置を追尾して位置把握を行い、
前記被マーキング位置を表示するモニター画面に、前記位置把握に基づいて前記マーキング部の位置を表示し、
前記モニター画面で、前記マーキング部の移動範囲内に対応した許容範囲で、前記被マーキング位置が一致するまで、遠隔操作により前記バックホウを誘導することを特徴とするマーキング方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のマーキング方法において、
前記マーキング部の移動範囲内の前記被マーキング位置に前記マーキング部を位置合わせするとは、
前記バックホウに設けられ、交差する横２軸方向に移動する移動部材により、マーキング材を被マーキング位置に向けて発する発射口を有する前記マーキング部を、前記発射口が前記被マーキング位置に向けて位置するように位置合わせすることを特徴とするマーキング方法。
【請求項４】
請求項３記載のマーキング方法において、
前記発射口が上下動する際の軌跡上に、前記被マーキング位置が位置するように位置合わせするには、
前記マーキング部の移動範囲内に前記被マーキング位置が入った状態で、前記マーキング部を、前記移動範囲内で異なる複数箇所に移動させ、その各々の移動位置を測量して前記横２軸からなる座標系を設定し、
前記座標系で把握した前記被マーキング位置へ向けて前記マーキング部を横２軸方向に移動させて、
前記マーキング部の発射口を前記被マーキング位置に向けて位置させるようにすることを特徴とするマーキング方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のマーキング方法において、
前記被マーキング位置は、有人のマーキング作業が禁止される区域に設定され、
前記バックホウの遠隔操作は、有人作業が認められる区域で行われることを特徴とするマーキング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、作業現場などの地表面などに遠隔制御によってマークを形成するなど、無人で遠隔操作により所望位置にマーキングする技術に関し、特に、危険地帯などでの測量により位置決めされた被マーキング位置に人により行われていたマーキングを無人で行う場合に適用して有効な技術である。
【０００２】
【従来の技術】
建築、土木の分野では、例えば、地盤掘削などに際しては、掘削位置が分かるように、予め掘削位置にマーキングを行っている。掘削位置は、測量により精度高く位置決めを行う。位置決めデータに基づき、人手を介して、所望掘削位置に塗料などのマーキング材でマーキングを行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかるマーキング作業においては、場合によっては人の出入りが危険な場所での作業も想定される。例えば、火山活動後の火山周辺域の早急な復旧、あるいは火山周辺域の２次災害を防止するための緊急工事などの場合がある。雲仙普賢岳の災害復旧工事は、まさにその例である。さらには、土石流の危険がある場合に、下流域を保護するために、築堤を早急に行うなどの場合も考えられる。
【０００４】
そこで、かかる危険地域の災害復旧などが安全に、且つ円滑に行えるように、かかる作業の無人化システムが、本出願人により積極的に検討され、提案されている。安全な場所から、工事に必要な作業機械を遠隔操作することで、作業の無人化を積極的に進めるものである。
【０００５】
しかし、このように無人化が積極的に進められる中、高精度を要求される前記マーキング作業は、依然として人手を介して行うものであった。測量分野におけるかかるマーキング作業の無人化については、現状では、その技術的提案は十分にはなされていない。
【０００６】
本発明の目的は、マーキングを無人で行えるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のマーキング方法では、被マーキング位置にマーキングするマーキング部を移動可能に設けた車両を、遠隔操作により、前記マーキング部の移動範囲内に前記被マーキング位置が入るように近づけ、前記移動範囲内の被マーキング位置に前記マーキング部を位置合わせし、位置合わせした状態で、前記被マーキング位置に前記マーキング部によりマーキングすることを特徴とする。
【０００８】
前記車両を遠隔操作するとは、前記マーキング部の位置を追尾して位置把握を行い、前記被マーキング位置を表示するモニター画面に、前記位置把握に基づいて前記マーキング部の位置を表示し、前記モニター画面で、前記マーキング部の移動範囲内に対応した許容範囲で、前記被マーキング位置が一致するまで、遠隔操作により前記車両を誘導することを特徴とする。
【０００９】
上記いずれかの構成において、前記マーキング部の移動範囲内の前記被マーキング位置に前記マーキング部を位置合わせするとは、前記車両に設けられ、交差する横２軸方向に移動する移動部材により、マーキング材を被マーキング位置に向けて発する発射口を上下動可能に有する前記マーキング部を、前記発射口が前記被マーキング位置に向けて位置するように位置合わせすることを特徴とする。
【００１０】
かかる構成においては、前記発射口が上下動する際の軌跡上に、前記被マーキング位置が位置するように位置合わせするには、前記マーキング部の移動範囲内に前記被マーキング位置が入った状態で、前記マーキング部を、前記移動範囲内で異なる複数箇所に移動させ、その各々の移動位置を測量して前記横２軸からなる座標系を設定し、前記座標系で把握した前記被マーキング位置へ前記マーキング部を横２軸方向に移動させて、前記マーキング部の発射口を前記被マーキング位置に向けて位置させるようにすることを特徴とする。
【００１１】
以上のいずれかのマーキング方法において、前記被マーキング位置は、有人のマーキング作業が禁止される区域に設定され、前記車両の遠隔操作は、有人作業が認められる区域で行われることを特徴とする。
【００１２】
本発明のかかる構成のマーキング方法を実施するためには、例えば、次のようなマーキングシステムを使用すればよい。
【００１３】
すなわち、遠隔制御によって移動動作を含む動作を行うように構成された作業機械と、前記作業機械に設けられ、被マーキング位置に対してマークを形成するマーキング動作を遠隔制御によって行うように構成されたマーキング部、前記ターゲットの位置座標を示す第１座標データを測定する測量部と、前記測量部から得た前記第１座標データとマイクロプロセッサー機を設けるべき被マーキング位置の位置座標を示す第２座標データとの誤差が許容範囲内となるように前記作業機械の動作を遠隔操作する第１制御動作と、前記第１制御動作によって前記第１座標データと第２座標データの誤差が前記許容範囲内となったときに前記マーキング部によるマーキング動作を遠隔制御する第２動作とを行う遠隔制御部とを備えたことを特徴とするマーキングシステムを使用すればよい。
【００１４】
上記マーキングシステムにおいては、前記作業機械は前記マーキング部を移動可能に支持する支持部を有し、前記作業機械の遠隔制御による動作は前記支持部による前記マーキング部の移動操作を含むことを特徴とするように構成してもよい。
【００１５】
前記支持部に、前記マーキング部による前記被マーキング位置へのマークの形成が鉛直方向から行われるようにユニバーサル機構が設けられていることを特徴とするようにすることもできる。
【００１６】
上記いずれかの構成において、前記マーキング部は、塗料スプレーと、スプレー保持部材と、押圧機構とを備え、前記塗料スプレーは、塗料を貯えた容器と、前記容器に設けられ押圧されることで前記塗料を前記容器の外方に噴射するノズルとを有し、前記スプレー保持部材は、前記塗料スプレーを保持するように構成され、前記押圧機構は、遠隔制御によって前記ノズルの押圧と押圧解除を行うように構成され、前記被マーキング位置に対する前記マークの形成は、前記ノズルから噴射された塗料が前記被マーキング位置に付着することによって行なわれ、前記遠隔制御部による前記第２制御動作は前記遠隔制御部が前記押圧機構を遠隔制御することで行なわれることを特徴とする。
【００１７】
あるいは、前記マーキング部は、エアーガンと、エアーガン保持部材と、マーキングボール収容部と、マーキングボール供給部と、エアー供給部と、エアーガン制御機構とを有し、前記エアーガンはマーキングボールを発射するように構成され、前記エアーガン保持部材は前記エアーガンを保持するように構成され、前記マーキングボール収容部はマーキングボールを収容するように構成され、前記マーキングボール供給部は前記マーキングボール収容部に収容されているマーキングボールを前記エアーガンに供給するように構成され、前記エアー供給部は前記エアーガンにエアーを供給するように構成され、前記エアーガン制御機構は遠隔制御によって前記エァーガンによるマーキングボールの発射と発射の停止を行うように構成され、前記被マーキング位置に対する前記マークの形成は、前記エアーガンから発射されたマーキングボールが前記被マーキング位置に衝突することでマーキングボールに付着している塗料が前記被マーキング位置に付着することによって行なわれ、前記遠隔制御部による前記第２制御動作は前記遠隔制御部が前記エアーガン制御機構を遠隔制御することで行なわれることを特徴とするマーキングシステムに構成してもよい。
【００１８】
あるいは、前記マーキング部は、ポンプと、ノズルと、ポンプ保持部材と、ホッパーと、ポンプ制御機構とを有し、前記ポンプはこのポンプに供給される塗料をこのポンプに設けられた前記ノズルに送り込んで前記ノズルから吐出させるように構成され、前記ポンプ保持部は前記ポンプを保持するように構成され、前記ホッパーはこのホッパーに貯えられた前記塗料を前記ポンプに供給するように構成され、前記ポンプ制御機構は、遠隔制御によって前記ポンプの作動と作動解除を行うように構成され、前記被マーキング位置に対する前記マークの形成は、前記ノズルから吐出された塗料が前記被マーキング位置に付着することによって行なわれ、前記遠隔制御部による前記第２制御動作は前記遠隔制御部が前記ポンプ機構を遠隔制御することで行なわれることを特徴とするマーキングシステムに構成してもよい。
【００１９】
以上のいずれかのマーキングシステムの構成においては、前記マークが設けられる被マーキング位置は作業現場における地表面であることを特徴とするようにしてもよい。
【００２０】
また、以上のいずれかのマーキングシステムの構成においては、前記測量部はトータルステーションを有し、前記測量部による前記第１座標データの測定は前記トータルステーションによって前記ターゲットの位置を測距および測角することによって行なわれることを特徴とするように構成してもよい。
【００２１】
また、以上のいずれかのマーキングシステムの構成においては、前記作業機械には、作業機械用無線機とマーキング部用無線機が設けられ、前記測量部にはデータ通信用無線機が設けられ、前記遠隔制御部は、前記作業機械用無線機と通信可能に構成された第１無線機と、前記マーキング部用無線機と通信可能に構成された第２無線機と、前記データ通信用無線機と通信可能に構成された第３無線機が設けられ、前記作業機械の遠隔制御は前記第１無線機と前記作業機械用無線機を介して行われ、前記マーキング部の遠隔制御は前記第２無線機と前記マーキング部用無線機を介して行われ、前記測量部から得られた前記第１座標データは前記データ通信用無線機と前記第３無線機を介して前記遠隔制御部に送られることを特徴とする構成としてもよい。
【００２２】
さらに、上記構成においては、前記遠隔制御部は、前記第１無線機に接続された作業機械操作用リモコン部と、前記第２無線機に接続されたマーキング指令用リモコン部と、前記第３無線機から入力される前記第１座標データと前記第２座標データを表示する表示部とを備え、前記マーキング指令用リモコン部はこれに与えられた操作に基づいて前記マーキング部の動作を制御するためのマーキング制御信号を出力するように構成され、前記作業機械操作用リモコン部はこれに与えられた操作に基づいて前記作業機械を制御するための作業機械制御信号を出力するように構成され、前記第１制御動作は前記表示部に表示された前記第１、第２座標データに基づいて操作される前記作業機械操作用リモコン部から出力される作業機械制御信号が前記第１無線機から前記作業機械用無線機に送信されることによって行なわれ、前記第２制御動作は前記マーキング指令用リモコン部から出カされたマーキング制御信号が前記第２無線機から前記マーキング部用無線機に送信されることによって行なわれることを特徴とする。
【００２３】
以上のように、本発明で使用するマーキングシステムは、基本的には、遠隔制御によって移動動作を含む動作を行うように構成された作業機械と，前記作業機械に設けられ、被マーキング位置に対してマークを形成するマーキング動作を遠隔制御によって行うように構成されたマーキング部と、前記マーキング部の部分に固定された測量用のターゲットと、前記ターゲットの位置座標を示す第１座標データを測定する測量部と、前記測量部から得た前記第１座標データと前記マークを設けるべき被マーキング位置の位置座標を示す第２座標データとの誤差が許容範囲内となるように前記作業機械の動作を遠隔制御する第１制御動作と、前記第１制御動作によって前記第１座標データと第２座標データとの誤差が前記許容範囲内となったときに前記マーキング部によるマーキング動作を遠隔制御する第２制御動作とを行う遠隔制御部とを備えたことを特徴としている。
【００２４】
そのため、本発明では、遠隔制御部によって、測量部から得られたターゲットの位置座標を示す第１座標データとマークを設けるべき被マーキング位置の位置座標を示す第２座標データとの誤差が許容範囲内となるように作業機械の動作が遠隔制御され、第１座標データと第２座標データとの誤差が許容範囲内となったときにマーキング部によるマーキング動作が遠隔制御される。
【００２５】
したがって、作業現場に移動させた作業機械を作業現場から離れた場所にある遠隔制御部によって遠隔制御することで、危険な作業現場に作業者が立ち入ることなく、マークを被マーキング位置に形成することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明のマーキング方法で使用するマーキングシステムの全体構成を示す説明図である。図２（Ａ）はマーキング部とその周辺部分の構成を示す全体組立図であり、図２（Ｂ）は（Ａ）の矢印Ａで示された部分の拡大図である。
【００２７】
マーキングシステム１０は、図１に示すように、作業機械１００、マーキング部２００、ターゲット３００、測量部４００、遠隔制御部５００などを備えて構成されている。
【００２８】
作業機械１００は、遠隔制御によって走行移動可能に構成された車両１１０と、車両１１０に移動可能に設けられたアーム１２０ａとを有している。アーム１２０ａは、マーキング部２００を移動可能に支持する支持部１２０として構成されている。車両１１０には、作業機械用無線機１３０とマーキング部用無線機１４０が搭載されている。
【００２９】
作業機械用無線機１３０は、遠隔制御部５００から送信される作業機械制御信号Ｓ１を受信して回路の機械制御部に入力する。機械制御部は、作業機械制御信号Ｓ１に基づいて車両１１０の移動方向や移動距離を制御するとともに、アーム１２０ａの移動方向や移動距離を制御するように構成されている。
【００３０】
また、マーキング部用無線機１４０は、遠隔制御部５００から送信されるマーキング制御信号Ｓ２を受信してマーキング制御部（図示省略）に入力する。マーキング制御部はマーキング制御信号Ｓ２に基づいて後述のマーキング部２００の動作を制御するように構成されている。
【００３１】
マーキング部２００は、被マーキング位置に、例えば作業現場の地表面や、壊れた構造物の表面に、あるいはその他作業現場で種々の作業のために必要な箇所に対して塗料などでマークを形成するように構成され、作業機械１００のアーム１２０ａに取着されている。そして、マーキング部２００には測量用のターゲット３００が固定されており、測量部４００によってターゲット３００の位置座標が測量されるようになっている。ターゲット３００は、例えば、入射する光をその光と同じ方向に反射するプリズムなどから構成される測量キューブから構成されている。
【００３２】
測量部４００は、トータルステーション４１０、パソコン４２０、データ通信用無線機４３０を有して構成されている。トータルステーション４１０は、そのトータルステーション４１０の設置されている位置座標を基準座標として上記ターゲット３００の測距および測角を行い、ターゲット３００の位置座標を示す第１座標データを計算して出力するように構成されている。トータルステーション４１０としては、例えば、作業者Ｐが所定位置に設置後、ターゲット３００を自動的に追尾して測距、測角を行う自動追尾式のものを使用すればよい。
【００３３】
パソコン４２０は、トータルステーション４１０から出力された第１座標デー夕を通信可能な形式のデータに変換してデータ通信用無線機４３０に入力するように構成されている。データ通信用無線機４３０は、入力された第１座標データをデータ信号Ｓ３として遠隔制御部５００に送信するように構成されている。
【００３４】
なお、測量部４００は、ターゲット３００の測距、測角が可能な範囲であれば、作業現場、すなわち作業機械が位置している危険性がある場所から十分離れた場所に設置することができる。
【００３５】
遠隔制御部５００は、情報処理装置５１０、表示部５２０、キーボード５３０、第１無線機５４０、第２無線機５５０、第３無線機５６０、作業機械操作用リモコン部５７０、マーキング指令用リモコン部５８０、監視モニタ５９０などを備えて構成されている。情報処理装置５１０は、出力装置としての表示部５２０と、入力装置としてのキーボード５３０と、第３無線機５６０とに接続されている。
【００３６】
また、情報処理装置５１０の内部記憶装置（図示省略）には、マークを形成するべき被マーキング位置、例えば作業現場の地表面の位置座標を示す第２座標データ５１０Ａが格納されている。
【００３７】
第１無線機５４０は作業機械用無線機１３０に無線通信可能に構成され、作業機械制御信号Ｓ１を送信するように構成されている。第２無線機５５０はマーキング部用黒線機１４０と無線通信可能に構成され、マーキング制御信号Ｓ２を送信するように構成されている。第３無線機５６０はデータ通信用無線機４３０と無線通信可能に構成され、データ通信用無線機４３０から送信された第１座標データを示すデータ信号Ｓ３を受信して第１座標データを情報処理装置５１０に入力するように構成されている。
【００３８】
したがって、第１、第２無線機５４０、５５０は、作業機械１００に搭載されている作業機械用無線機１３０とマーキング部用無線機１４０と通信可能な範囲に設ければよく、遠隔制御部５００を危険性のある作業現場から十分離れた位置に設置することができる。
【００３９】
作業機械操作用リモコン部５７０は、これが操作されることで作業機械１００の移動やアーム１２０ａの移動などを制御する作業機械制御信号を生成して第１無線機５４０に入力するように構成されている。マーキング指令用リモコン部５８０は、これが操作されることでマーキング部３００の動作を制御するマーキング制御信号を生成して第２無線機５５０に入力するように構成されている。
【００４０】
監視モニタ５９０は、テレビカメラ（図示省略）によって撮影されている作業機械１００の撮影画像を表示するように構成され、監視モニタ５９０の画像を見ながら作業機械操作用リモコン部５７０を操作するようになっている。
【００４１】
次に、図２を参照してマーキング部２００の構成について詳細に説明する。マーキング部２００は、取付部材２１０、ターゲット取付部２１０ａ、外筒２２０、内筒２３０、重り２４０、塗料スプレー２５０、ウインチ２６０などを備えて構成されている。
【００４２】
図１に示すアーム１２０ａの下端部には、図２（Ａ）に示すように、上下方向に延在する板状の取付ブラケット１２２が固定され、かかる取付ブラケット１２２に水平方向に取付片１２４が設けられている。
【００４３】
取付部材２１０は、図２（Ａ）に示すように、矩形板状を呈する上壁２１２とこの上壁２１２の４つの側部から下方に延出された４つの側壁２１４によって構成され、上壁２１２の上部にはターゲットを固定するためのターゲット取付部２１０ａが設けられている。
【００４４】
取付部材２１０の対向する２つの側壁２１４部分は，ユニバーサル機構１２６を介して上記取付片１２４に取り付けられている。
【００４５】
外筒２２０は、上下方向に軸心を向けた状態で上端部２２２が取付部材２１０の下端部に接続されている。内筒２３０は、外筒２２０の内径よりも小さな外径を有し、外筒２２０の内部空間内で上下方向に軸心を向けた状態で上下方向に移動可能に構成されている。内筒２３０の上部には軸心方向内側に向けて、図２（Ｂ）に示すように、凸部２３２が設けられている。底部２３４の中心には孔部２３４Ａが上下方向に貫通して設けられている。
【００４６】
また、図２（Ｂ）に示すように、内筒２３０の上端部の外周面には環状の凸部２３６が設けられ、外筒２２０の下端部の内周面には上記凸部２３６と係合する凸部２２４が設けられている。したがって、凸部２３６と凸部２２４が係合することで内筒２３０が外筒２２０から脱落することが防止される。
【００４７】
重り２４０は、内筒２３０の内径よりも小さな外径を有する円柱状を呈し、内筒２３０の内部空間内で上下方向に移動可能に構成されている。重り２４０の上端部２４２にはワイヤ２４４の一端が固定されている。
【００４８】
塗料スプレー２５０は、塗料を貯えた容器２５２と、容器２５２に設けられ容器２５２の底部に向けて押圧されることで塗料を容器２５２の外方に噴射し、その押圧が解除されることで噴射を停止するノズル２５４とを有している。ノズル２５４は、押圧が解除されている状態で所定位置に突出した状態を保持するように付勢されており、所定位置から底部に向けて押圧されることで底部に近接する方向に変位し、押圧が解除された状態で所定位置に復帰するように構成されている。
【００４９】
塗料スプレー２５０は、ノズル２５４の部分が内筒２３０の底部２３４の孔部２３４Ａの縁部に当接され、かつ、ノズル２５４の噴射孔が孔部２３４Ａを介して下方に臨むように内筒２３０の内周面の部分によって保持されている。
【００５０】
また、取付部材２１０の側壁２１４の１つにはワイヤ２４４の中間部分を支持するプーリ２１４Ａが回転可能に支持されている。ウインチ２６０は、取付ブラケット１２２に取着されており、ワイヤ２４４の他端が固定された巻き取り部２６２と、この巻き取り部２６２を正逆方向に回転するモータ２６４を有して構成されている。
【００５１】
モータ２６４は、マーキング制御部によって動作が制御されるように構成されている。したがって、モータ２６４が作動して巻き取り部２６２がワイヤ２４４を繰り出すと重り２４０が下方に移動され、逆に巻き取り部２６２がワイヤ２４４を巻き上げると重り２４０が上方に移動されるようになっている。
【００５２】
重り２４０が下方に移動されると、やがて重り２４０の下端部２４５が塗料スプレー２５０の底部を押圧することとなる。かかる押圧により、ノズル２５４の部分が内筒２３０の底部２３４の孔部２３４Ａの縁部に押圧されてノズル２５４が容器２５２の底部に向けて変位され、ノズル２５４の噴射口から塗料が下方に向けて噴射されるようになっている。
【００５３】
重り２４０が上方に移動されると、やがて重り２４０の下端部２４５が塗料スプレー２５０の底部から離間する。かかる離間により、ノズル２５４の部分が内筒２３０の底部２３４の孔部２３４Ａの縁部に押圧する力が解除され、ノズル２５４の噴射口からの塗料の噴射が停止されるようになっている。
【００５４】
このとき、ノズル２５４は、ノズル２５４の部分が底部２３４の孔部２３４Ａの縁部に当接した状態を保持しつつ前述した所定位置に突出した状態に復帰する。また、さらに重り２４０が上方に移動されることで重り２４０の上端部２４２が内筒２３０の凸部２３２に係合し、内筒２３０と重り２４０が上方に移動されるようになっている。
【００５５】
マーキング動作時には、モータ２６４が作動して重り２４０が下方に移動され、ノズル２５４が孔部２３４Ａの縁部に確実に押圧された状態で所定時間だけモータ２６４が停止されるようになっている。そして、所定時間、モータ２６４が停止することでノズル２５４の噴射口から塗料が十分噴出されてマークが確実に形成される。所定時間後、モータ２６４が作動して重り２４０が上方に移動されて塗料の噴出が停止されるようになっている。
【００５６】
また、ユニバーサル機構１２６によって支持されている取付部材２１０、外筒２２０、内筒２３０、重り２４０、塗料スプレー２５０は、塗料スプレー２５０のノズル２５４の噴射口が常時鉛直下方に向くように、それらの重心が設定されている。
【００５７】
次に上述のように構成されたマーキングシステム１０の動作について説明する。なお、初期状態ではマーキング部２００の重り２４０は上方に位置しており、塗料スプレー２５０の底部から離間した状態にあるものとする。
【００５８】
図１に示すように、ターゲット３００の測距、測角は、測量部４００のトータルスステーション４１０によって行なわれ、ターゲット３００の位置座標を示す第１座標データがデータ通信用無線機４３０に入力される。データ通信用無線機４３０は、入力された第１座標データをデータ信号Ｓ３として遠隔制御部５００に送信する。
【００５９】
第３無線機５６０でデータ信号Ｓ３が受信され、データ信号Ｓ３で示された第１座標データが情報処理装置５１０に入力される。情報処理装置５１０は、入力された第１座標データと、内部記憶装置に格納されている第２座標データ５１０Ａ（マークを形成するべき被マーキング位置である作業現場の地表面の位置座標を示す）とを比較してその誤差を計算して表示部５２０に表示させる。
【００６０】
作業者は、表示部５２０に表示された上記誤差に基づいて作業機械操作用リモコン部５７０を操作し、上記誤差が許容範囲内となるようにする。このように作業機械操作用リモコン部５７０が操作されることによって、作業機械１００はターゲット３００の座標位置と第２座標データ５１０Ａとの誤差が許容範囲内となるように動作される。この動作としては、車両１１０の移動動作とアーム１２０ａの移動動作が含まれる。
【００６１】
そして、第１座標データと第２座標データ５１０Ａとの誤差が許容範囲内となった段階で、作業者はマークを形成するための操作をマーキング指令用リモコン部５８０に対して行う。これにより、マーキング制御信号が生成され第２無線機５５０に入力され、マーキング部用無線機１４０に送信される。
【００６２】
マーキング部用無線機１４０は、遠隔制御部５００から送信されるマーキング制御信号Ｓ２を受信してマーキング制御部に入力する。これにより、マーキング制御部がモータ２６４を制御して重り２４０を下方に移動させる。重り２４０によって押圧された塗料スプレー２５０のノズル２５４の噴射口から下方に向けて塗料が噴射され、被マーキング位置である地表面に塗料が付着することでマークが形成される。
【００６３】
なお、マーキング制御部は、前述したようにモータ２６４を制御して重り２４０を下方に移動させた状態を所定時間保持した後、再びモータ２６４を制御して重り２４０を上方に移動させることでノズル２５４の押圧を解除させてマークの形成を停止する。
【００６４】
このようにして、マークを形成すべき被マーキング位置の近傍に人が立ち入ることなく、遠隔操作によってマークの形成を行うことができる。
【００６５】
なお、上記説明の構成においては、外筒２２０と内筒２３０によってスプレー保持部材が構成され、ワイヤ２４４、重り２４０、ウインチ２６０によって押圧機構が構成されている。
【００６６】
本発明で使用し得るマーキングシステムは、上記構成に限定する必要はなく、以下に説明する構成のマーキングシステムでも構わない。かかるマーキングシステムの上記図２に示すマーキングシステムと異なる点は、主としてマーキング部であるため、以下の説明ではマーキング部の説明のみを行う。
【００６７】
図３はマーキング部とその周辺部分の組立図である。図１、図２と同一または相当する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６８】
マーキング部２００Ａは、エアーガン２７０と、エアーガン保持部材２７０ａと、マーキングボール収容部２８０と、マーキングボール供給部２９０と、図示しないエア供給部と、図示しないエアーガン制御機構とを有して構成されている。エアーガン保持部材２７０ａは、取付部材２１０の下部に取着され、エアーガン２７０を保持するとともに、マーキングボール収容部２８０とマーキングボール供給部２９０を収容している。
【００６９】
エアーガン２７０は、例えば作業機械１００側に設けられた高圧エアータンクなどから構成されるエアー供給部からのエアーを図示しない高圧エアーホースを介して供給するためのエアー供給口２７２と、塗料が付着された弾丸であるマーキングボールをエアーによって発射する銃身部２７４とを備えている。マーキングボールの発射と発射の停止は図示しないエアーガン制御機構によってエアーガン２７０が操作されることによって行なわれるようになっている。
【００７０】
エアーガン制御機構は、マーキング制御部によって制御される。マーキングボール収容部２８０は、上記マーキングボールが多数収容されている。マーキングボール供給部２９０は、マーキングボール収容部２８０に収容されているマーキングボールをエアーガン２７０に供給するように構成されている。
【００７１】
また、ユニバーサル機構１２６によって支持されている取付部材２１０、エアーガン２７０と、エアーガン保持部材２７０ａと、マーキングボール収容部２８０と、マーキングボール供給部２９０とは、銃身部２７４の発射口が常時鉛直下方に向くように、それらの重心が設定されている。
【００７２】
上記構成によれば被マーキング位置に対するマークの形成は、エアーガン２７０の銃身部２７４の発射口から発射されたマーキングボールが被マーキング位置に衝突することでマーキングボールに付着している塗料が被マーキング位置に付着することによって行なわれる。
【００７３】
第１座標データと第２座標データ５１０Ａの誤差が許容範囲内となるまでの遠隔制御動作は前述の図１に示すマーキングシステムにおける説明と同様である。第１座標データと第２座標データ５１０Ａとの誤差が許容範囲内となった段階で作業者は、マークを形成するための操作をマーキング指令用リモコン部５８０に対して行う。
【００７４】
これにより、マーキング制御信号が生成され第２無線機５５０に入力され、マーキング部用無線機１４０に送信される。マーキング部用無線機１４０は、遠隔制御部５００から送信されるマーキング制御信号Ｓ２を受信してマーキング制御部に入力する。
【００７５】
これにより、マーキング制御部がエアーガン制御機構を制御してマーキングボールをエアーガン２７０の銃身部２７４の発射口から発射させる。マーキングボールが被マーキング位置にぶつかって被マーキング位置である地表面に塗料が付着することでマークが形成される。
【００７６】
このようにして、図３に示す構成でも同様に、マークを形成すべき被マーキング位置の近傍に人が立ち入ることなく、遠隔操作によってマークの形成を行うことができる。
【００７７】
次に、図４に示すマーキングシステムでは、図２に示すマーキングシステムと異なる点は主としてマーキング部であるため、以下の説明ではマーキング部の説明のみを行う。図４は、マーキング部とその周辺部分の組立図である。図１、図２と同一または相当する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７８】
図４に示すように、マーキング部６００は、ポンプ６１０と、ノズル６２０と、ポンプ保持部材６３０と、図示しないホッパーと、図示しないポンプ制御機構とを有して構成されている。ポンプ６１０は、ポンプ本体６１２と、このポンプ本体６１２を駆動するためのモータ６１４とを有している。ポンプ本体６１２は、これにホッパーからホース６１６を介して供給される塗料をこのポンプ本体６１２の下部に設けられたノズル６２０に送り込んで、このノズル６２０の発射口から吐出させるように構成されている。
【００７９】
ポンプ保持部材６３０は、ポンプ本体６１２の上部に設けられているモータ６１４を収容するとともに、ポンプ本体６１２の上部を保持している。ホッパーはこのホッパーに貯えられた塗料をホース６１６を介してポンプ本体６１２に供給するように構成されている。
【００８０】
ポンプ６１０の作動と作動解除、すなわちモータ６１４の制御は、ポンプ制御機構によって制御され、このポンプ制御機構は、マーキング制御部によって制御されるようになっている。
【００８１】
また、ユニバーサル機構１２６によって支持されている取付部材２１０、ポンプ６１０と、ノズル６２０と、ポンプ保持部材６３０とは、ノズル６２０の発射口が常時鉛直下方に向くように、それらの重心が設定されている。
【００８２】
上記構成によれば、被マーキング位置に対するマークの形成は、ノズル６２０から吐出された塗料が被マーキング位置に付着することによって行なわれる。上記ポンプ６１０としては、液体である塗料を搬送するのに適したポンプであれぱよく、例えば一条の雄ねじ（ロータ）が二条の雌ねじ（ステータ）の中で偏心回転することによって流体を吸い込み側から吐出側に連続的に送るモーノポンプを採用することができる。
【００８３】
上記塗料は、マークとして視認性に優れたものであればよい。この塗料としては、例えばベントナイトを着色して使用することができる。
【００８４】
このように構成された図４に示すマーキング部を有するマーキングシステムの構成では、第１座標データと第２座標データ５１０Ａとの誤差が許容範囲内となるまでの遠隔制御動作は図１に示す場合と同様である。すなわち、第１座標データと第２座標データ５１０Ａとの誤差が許容範囲内となった段階で、作業者は、マークを形成するための操作をマーキング指令用リモコン部５８０に対して行う。
【００８５】
これにより、マーキング制御信号が生成され第２無線機５５０に入力され、マーキング部用無線機１４０に送信される。マーキング部用無線機１４０は、遠隔制御部５００から送信されるマーキング制御信号Ｓ２を受信してマーキング制御部に入力する。これにより、マーキング制御部がポンプ制御機構を制御してモータ６１４を駆動することでポンプ本体６１２によってホッパーから供給された塗料がノズル６２０の発射口から吐出される。
【００８６】
その吐出された塗料が被マーキング位置に付着することでマークが形成される。上述したように、図４に示すマーキング部６００を有する構成でも、図１、図２に示すマーキング部２００、２００Ａを有する場合と同様にマークを形成すべき被マーキング位置の近傍に人が立ち入ることなく、遠隔操作によってマークの形成を行うことができる。
【００８７】
上記説明のマーキングシステムの構成では、図２、図３、図４に示すそれぞれマーキング部２００、２００Ａ、６００は、図１に示すように、車両１１０のアーム１２０ａに直接取り付けられた構成を有している。そのため、マーキング部２００、２００Ａ、６００の動きは、アーム１２０ａの動きにより制御されることとなる。
【００８８】
しかし、作業機械１００として、バックホウ１１０ａに構成した車両１１０を使用してそのアーム１２０ａを利用する場合には、元々アーム１２０ａは微細制御ができるようには構成されていないため、緻密なマーキングを行うには不適切な場合がある。
【００８９】
そこで、図５に示すように、マーキング部７００を、バックホウ１１０ａなどの車両１１０のアーム１２０ａに取り付ける２軸テーブル７１０によって２軸方向に微細移動できるように設ける構成を採用すれば、図１に示す構成では行えないような精度の高いマーキングを行うことができる。
【００９０】
２軸テーブル７１０は、図５に示す場合には、矩形枠７１１に構成されている。矩形枠７１１には、平行なＸ軸ガイド７１２が相対して設けられている。かかるＸ軸ガイド７１２には、Ｘ軸ガイド７１２に沿って、Ｙ軸方向に移動可能に、Ｙ軸ガイド７１３が直交方向に掛け渡して設けられている。
【００９１】
さらに、Ｙ軸ガイド７１３には、Ｙ軸ガイド７１３に沿って、Ｙ軸方向に自在に移動可能なＹ軸方向移動部材７１４が設けられている。かかるＹ軸方向移動部材７１４に、ユニバーサル機構部を介して、マーキング部７００が取り付けられている。マーキング部７００の上端には、マーキング部７００の位置をトータルステーション４１０などの追尾装置により追尾して位置決めできるようにターゲット３００が設けられている。
【００９２】
また、２軸テーブル７１０を構成する矩形枠７１１の側面には、Ｘ軸方向と、Ｙ軸方向に沿って、傾斜計７１５ａ、７１５ｂがそれぞれ設けられている。さらに、一端面には、アーム１２０ａへの取付部７１６が設けられている。
【００９３】
傾斜計７１５ａ、７１５ｂは、傾斜データを車両１１０内の制御装置に送り、傾斜異常時の信号を無線にてコントロールに送信し、機器の回転灯にて表示させる。
【００９４】
図６（Ａ）には、図５に示すＡ部分のマーキング部７００のユニバーサル機構部の要部断面を拡大して示した。マーキング部７００は、上記２軸テーブル７１０に設けた傾斜計７１５ａ、７１５ｂからの傾斜情報に基づき、常時鉛直性が保持できるように動式に構成されている。
【００９５】
図６（Ｂ）には、図５に示すＢ部分のマーキング部７００の被マーキング位置へマーキング材を発射させるスプレー部７２０の断面構成を拡大して示した。スプレー部７２０では、スプレー７２０ａのスプレー方向に向けて、すなわち鉛直方向に向けて筒状ガイド部７２１が設けられている。筒状ガイド部７２１は、ユニバーサル機構部７２２に支持され、筒状ガイド部７２１の先端側は、そのままユニバーサル機構部７２２から下方に突設されてマーキング材の飛散防止部７２１ａに構成されている。
【００９６】
かかる構成のマーキング部７００では、マーキング部７００のＸ、Y方向の移動範囲内である２軸テーブル７１０内に被マーキング部が入るまで、監視モニタ５９０で画像確認しながら、遠隔操作により車両１１０を誘導制御する。
【００９７】
被マーキング位置がマーキング部７００の移動範囲内に入った時点で、車両を停止させる。その状態で、遠隔操作により、Ｙ軸ガイド７１３をＸ軸ガイド７１２に沿って任意の点まで移動させる。移動させた状態で、Ｙ軸ガイド７１３に沿って、Ｙ軸方向移動部材７１４を任意の点まで移動させ、その状態におけるマーキング７００の位置を測量データとして取得する。
【００９８】
再度、上記要領で、取得した測量データとは異なる任意の位置にマーキング部７００を移動させてその測量データを取得する。このようにして得られた２種の測量データから、被マーキング位置に対する２軸ガイドの座標系を定める。かかる座標系で、被マーキング位置を決定し、その位置にマーキング部７００を移動するに必要なＸ軸、Ｙ軸方向への移動距離を演算して、被マーキング位置にマーキング部７００のマーキング材の発射口を向けた状態で位置合わせを高精度に行う。かかる構成のマーキングシステムの状況を、図７に示した。
【００９９】
また、図８には、図６（Ａ）に示す構成とは異なるユニバーサル機構８００を示す。図８は、かかるユニバーサル機構８００の要部平面図を示す。Ｙ軸ガイド７１３に、Ｙ軸方向移動部材７１４を介して、平面略コ字型に形成された保持部材８１０が設けられている。
【０１００】
保持部材８１０に、Ｙ軸方向に沿って、相対する支持点８２０で回転自在に支持される枠部材８３０が設けられている。枠部材８３０の枠内に、Ｘ軸方向に沿って相対する支持点８４０で回転自在にマーキング部７００が支持されている。そのため、２軸テーブル７１０が地盤面に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向に対して傾斜している場合でも、マーキング部７００は自重で２軸方向に対して常に鉛直方向に姿勢を維持することができる。
【０１０１】
また、図８に示すユニバーサル機構８００を使用したマーキング部７００の変形例を図９に示した。図９に示す構成では、ユニバーサル機構８００に、常に鉛直方向に軸芯が維持される支持桿８５０が設けられている。支持桿８５０の下端には格納部８６０が設けられ、格納部８６０にマーキング装置本体８７０が、マーキング材８８０の発射方向を支持桿８５０の軸芯方向に合わせて設けられている。また、支持桿８５０の上方には、ターゲット３００が設けられている。
【０１０２】
図９では、マーキング装置本体８７０は、マーキング材８８０を供給ホース８９０を介して外部から供給する外部供給型モーノポンプ８７０ａに構成されている。かかる構成では、例えば、マーキング装置本体８７０のアタッチメント部８６０ａを介して、格納部８６０に図１０（Ａ）に示すタンク一体型モーノポンプ８７０ｂに交換しても構わない。図１０（Ｂ）に示すペイント弾タイプ８７０ｃを使用することもできる。
【０１０３】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で必要に応じて変更してもよい。
【０１０４】
【発明の効果】
本発明によれば、遠隔操作により、マーキングを行うことができる。そのため、人の立ち入りが危険な場所におけるマーキングを無人で安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用するマーキングシステムの全体構成を示す説明図である。
【図２】図２（Ａ）はマーキング部とその周辺部分の全体構成を示す組立説明図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の矢印Ａで示された部分の拡大図である。
【図３】マーキング部とその周辺部分の変形例を示す組立説明図である。
【図４】マーキング部とその周辺部分の変形例を示す組立説明図である。
【図５】２軸テーブルにより微細な動きができるように構成したマーキング部の状況を示す斜視図である。
【図６】（Ａ）は図５に示すＡ部分の拡大図であり、（Ｂ）は図５に示すＢ部分の拡大図である。
【図７】図５に示すマーキング部を用いた場合のマーキングシステムの全体構成を示す説明図である。
【図８】ユニバーサル機構の変形例を示す要部平面図である。
【図９】図８に示すユニバーサル機構を使用したマーキング部の構成を示す説明図である。
【図１０】（Ａ）はタンク一体型モーノポンプ、（Ｂ）はペイント弾タイプにそれぞれ構成したマーキング装置を示す正面図である。
【符号の説明】
１０      マーキングシステム
１００    作業機械
１１０    車両
１１０ａ  バックホウ
１２０    支持部
１２０ａ  アーム
１２２    取付ブラケット
１２４    取付片
１２６    ユニバーサル機構
１３０    作業機械用無線機
１４０    マーキング部用無線機
２００    マーキング部
２００Ａ  マーキング部
２１０    取付部材
２１０ａ  ターゲット取付部
２１２    上壁
２１４    側壁
２１４Ａ  プーリ
２２０    外筒
２２２    上端部
２２４    凸部
２３０    内筒
２３２    凸部
２３４    底部
２３４Ａ  孔部
２３６    凸部
２４０    重り
２４２    上端部
２４４    ワイヤ
２４５    下端部
２５０    塗料スプレー
２５２    容器
２５４    ノズル
２６０    ウインチ
２６２    巻き取り部
２６４    モータ
２７０    エアーガン
２７０ａ  エアーガン保持部材
２７２    エアー供給口
２７４    銃身部
２８０    マーキングボール収容部
２９０    マーキングボール供給部
３００    ターゲット
４００    測量部
４１０    トータルステーション
４２０    パソコン
４３０    データ通信用無線機
５００    遠隔制御部
５１０    情報処理装置
５１０Ａ  第２座標データ
５２０    表示部
５３０    キーボード
５４０    第１無線機
５５０    第２無線機
５６０    第３無線機
５７０    作業機械操作用リモコン部
５８０    マーキング指令用リモコン部
５９０    監視モニタ
６００    マーキング部
６１０    ポンプ
６１２    ポンプ本体
６１４    モータ
６１６    ホース
６２０    ノズル
６３０    ポンプ保持部材
７００    マーキング部
７１０    ２軸テーブル
７１１    矩形枠
７１２    Ｘ軸ガイド
７１３    Ｙ軸ガイド
７１４    Ｙ軸方向移動部材
７１５ａ  傾斜計
７１５ｂ  傾斜計
７１６    取付部
７２０    スプレー部
７２０ａ  スプレー
７２１    筒状ガイド部
７２１ａ  飛散防止部
７２２    ユニバーサル機構部
８００    ユニバーサル機構
８１０    保持部材
８２０    支持点
８３０    枠部材
８４０    支持点
８５０    支持桿
８６０    格納部
８６０ａ  アタッチメント部
８７０    マーキング装置本体
８７０ａ  外部供給型モーノポンプ
８７０ｂ  タンク一体型モーノポンプ
８７０ｃ  ペイント弾タイプ
８８０    マーキング材
８９０    供給ホース
Ｐ        作業者
Ｓ１      作業機械制御信号
Ｓ２      マーキング制御信号
Ｓ３      データ信号
【図１】
0004230161.tif 000002
【図２】
0004230161.tif 000003
【図３】
0004230161.tif 000004
【図４】
0004230161.tif 000005
【図５】
0004230161.tif 000006
【図６】
0004230161.tif 000007
【図７】
0004230161.tif 000008
【図８】
0004230161.tif 000009
【図９】
0004230161.tif 000010
【図１０】
0004230161.tif 000011