遠隔操作用マーキング装置
【課題】マーキング部の位置決めを的確に行う上で有利な遠隔操作用マーキング装置を提供する。
【解決手段】遠隔操作用マーキング装置２００は、被マーキング位置にマーキングを行うマーキング部１２と、作業車両１１０で支持されマーキング部１２を移動させるマーキング部用移動機構１４とを備える。マーキング部用移動機構１４は、遠隔操作によってガイド部材２０を旋回させる旋回機構１８と、直線状に延在するガイドロッド２００２と、マーキング部１２を支持すると共に、ガイドロッド２００２にその延在方向に沿って移動可能に支持された移動体２２と、移動体２２をガイドロッド２００２に沿って移動させる移動体用移動機構２４とを備えている。
【解決手段】遠隔操作用マーキング装置２００は、被マーキング位置にマーキングを行うマーキング部１２と、作業車両１１０で支持されマーキング部１２を移動させるマーキング部用移動機構１４とを備える。マーキング部用移動機構１４は、遠隔操作によってガイド部材２０を旋回させる旋回機構１８と、直線状に延在するガイドロッド２００２と、マーキング部１２を支持すると共に、ガイドロッド２００２にその延在方向に沿って移動可能に支持された移動体２２と、移動体２２をガイドロッド２００２に沿って移動させる移動体用移動機構２４とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
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。
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。
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。
【０００３】
そこで、本出願人は、測量分野におけるかかるマーキング作業の無人で行うマーキング方法について既に提案している（特許文献１参照）。
このマーキング方法では、遠隔操作可能な作業車両に、被マーキング位置にマーキングを行うマーキング部と、マーキング部を水平面内に沿って移動させ、かつ、鉛直方向に移動させるマーキング部用移動機構とを設ける。
そして、マーキングすべき位置がマーキング部の移動範囲に入るように作業車両を遠隔制御したのち、マーキング部用移動機構を遠隔操作してマーキング部をマーキングすべき位置に正確に位置決めしてマーキングを行うようしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９５９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、マーキング部用移動機構が矩形枠を構成する２軸テーブルに支持されていることから、マーキング部の移動範囲が矩形枠の内側の範囲に限定される。
したがって、マーキングすべき被マーキング位置の直近に、矩形枠と干渉する構造物や障害物が存在すると、マーキング部を被マーキング位置に的確に位置決めすることが困難となる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、マーキング部の位置決めを的確に行う上で有利な遠隔操作用マーキング装置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】
【０００６】
本発明は、被マーキング位置にマーキングを行うマーキング部と、遠隔操作される作業車両で支持され前記マーキング部を移動させるマーキング部用移動機構とを備える遠隔操作用マーキング装置であって、前記マーキング部用移動機構は、前記直線状に延在するガイド部材と、遠隔操作によって前記ガイド部材を旋回させる旋回機構と、前記マーキング部を支持すると共に、前記ガイド部材に該ガイド部材の延在方向に沿って移動可能に支持された移動体と、遠隔操作によって前記移動体を前記ガイド部材に沿って移動させる移動体用移動機構とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、遠隔操作により旋回機構でガイド部材を旋回させ、移動体用移動機構でマーキング部を支持する移動体をガイド部材に沿って移動させるようにした。
したがって、マーキング部の周囲に構造物や障害物に干渉する部材や構造が配置されていないため、マーキングすべき被マーキング位置の直近に構造物や障害物が存在したとしても、マーキング部を被マーキング位置に的確に位置決めする上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の遠隔操作用マーキング装置が適用され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】遠隔操作用マーキング装置２００の平面図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】マーキング部１２の構成を示す正面図である。
【図５】図３のＢＢ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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は本発明の遠隔操作用マーキング装置が適用されるマーキングシステムの全体構成を示す説明図、図２は遠隔操作用マーキング装置２００の平面図、図３は図２のＡ矢視図である。
マーキングシステム１０は、図１に示すように、作業車両１００、本発明に係る遠隔操作用マーキング装置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。
【００１０】
作業車両１００は、遠隔制御によって走行移動可能に構成された走行体１１０と、走行体１１０に移動可能に支持されたアーム１２０ａ（作業用部材）とを有している。
アーム１２０ａは、遠隔操作用マーキング装置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。
走行体１１０には、作業機械用無線機１３０とマーキング装置用無線機１４０が搭載されている。
【００１１】
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に基づいて走行体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。
【００１２】
また、マーキング装置用無線機１４０は、遠隔制御部５００から送信されるマーキング装置用制御信号Ｓ２を受信してマーキング装置用制御部６００（図示省略）に入力する。
マーキング装置用制御部６００はマーキング装置用制御信号Ｓ２に基づいて遠隔操作用マーキング装置２００の動作を制御するように構成されている。
【００１３】
遠隔操作用マーキング装置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、作業車両１００のアーム１２０ａに取着されている。
そして、遠隔操作用マーキング装置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。
より詳細には、ターゲット３００は、後述するマーキング部１２の頂部に固定されている。
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、作業車両用操作リモコン部５７０、マーキング装置指令用リモコン部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。
【００１８】
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。
【００１９】
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はマーキング装置用無線機１４０と無線通信可能に構成され、マーキング装置用制御信号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。
【００２０】
したがって、第１、第２無線機５４０、５５０は、作業車両１００に搭載されている作業機械用無線機１３０とマーキング装置用無線機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。
【００２１】
作業車両用操作リモコン部５７０は、これが操作されることで走行体１１０の移動方向、移動距離、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。
マーキング装置指令用リモコン部５８０は、これが操作されることで遠隔操作用マーキング装置２００の動作を制御するマーキング装置用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。
【００２２】
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車両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車両用操作リモコン部５７０を操作するようになっている。
【００２３】
次に、遠隔操作用マーキング装置２００の構成について詳細に説明する。
図２，図３に示すように、遠隔操作用マーキング装置２００は、被マーキング位置にマーキングを行うマーキング部１２と、マーキング部１２を移動させるマーキング部用移動機構１４とを含んで構成されている。
【００２４】
図４はマーキング部１２の構成を示す正面図である。
図３，図４に示すように、マーキング部１２は被マーキング位置にマーキングを行うものである。
マーキング部１２は、２本のガイド軸１２０２と、ボールねじ１２０４と、第３のモータ１２０６と、連結部１２０８と、連結ロッド１２１０と、筒体１２１２と、液容器１２１４と、噴射ノズル１２１６とを含んで構成されている。
【００２５】
２本のガイド軸１２０２は、互いに間隔をおいて平行して設けられ、各ガイド軸１２０２の上端および下端は、上連結板１２１８および下連結板１２２０で連結されている。また、各ガイド軸１２０２の下連結板１２２０寄りの箇所は中間板１２２２で連結されている。
ボールねじ１２０４は、２本のガイド軸１２０２の間に各ガイド軸１２０２と平行して配置され、ボールねじ１２０４の上端が上連結板１２１８に回転可能に支持され、下端寄りの箇所が、中間板１２２２に回転可能に支持されている。
第３のモータ１２０６は下連結板１２２０に取着され、第３のモータ１２０６の駆動軸はボールねじ１２０４の下端に連結されている。
連結部１２０８は、軸受を介して２本のガイド軸１２０２に移動可能に支持されボールねじ１２０４に螺合している。
したがって、第３のモータ１２０６が正逆回転してボールねじ１２０４が回転すると、連結部１２０８を除くマーキング部１２の部分が連結部１２０８に対して上下方向に移動することになる。
本実施の形態では、２本のガイド軸１２０２と、ボールねじ１２０４と、第３のモータ１２０６と、連結部１２０８とによって特許請求の範囲の上下移動機構が構成されている。
【００２６】
連結ロッド１２１０は、第３のモータ１２０６の周囲に間隔をおいて複数設けられ、下連結板１２２０の下面に取着されている。
液容器１２１４は、マーキング用の塗料（液体）を収容するものであり、筒体１２１２に収容されている。
噴射ノズル１２１６は、液容器１２１４から供給される塗料を後述するコンプレッサーから供給される圧縮空気の作用により噴射口から噴射する。
筒体１２１２は、連結ロッド１２１０を介して下連結板１２２０に取着されている。
筒体１２１２は、液容器１２１４および噴射ノズル１２１６を内部に収容し、噴射ノズル１２１６から塗料が噴射される方向に軸心を合致させている。より詳細には、筒体１２１２の軸心と噴射ノズル１２１６の軸心とが合致している。
筒体１２１２の内径は例えば１００ｍｍであり、筒体１２１２の下端が地面に接地した状態で噴射ノズル１２１６から塗料が噴射されると、地面のうち筒体１２１２の内側の領域に塗料が付着し、したがって、筒体１２１２の内径と同じ寸法の直径のマークが地面に形成される。
なお、本実施の形態では、筒体１２１２は、液容器１２１４および噴射ノズル１２１６を収容する上部筒体１２１２Ａと、上部筒体１２１２と同軸上で上部筒体１２１２の下部に接続された下部筒体１２１２とで構成されている。
したがって、上部筒体１２１２の内径と下部筒体１２１２の内径とは同一である必要はなく、下部筒体１２１２の内径を地面に形成すべきマークの直径と同じ寸法で形成すればよい。
また、下部筒体１２１２の下端外周には、下部筒体１２１２の下端が地面に接地したことを検出し検出結果をマーキング装置用制御部６００に供給する検出スイッチ１２２４が設けられている。
【００２７】
本実施の形態では、マーキング部１２は、噴射ノズル１２１６が常時鉛直下方を向くようにマーキング部１２を保持するユニバーサル機構３２を介して後述する移動体２２に支持されている。
すなわち、マーキング部１２の連結部１２０８と、マーキング部用移動機構１４の移動体２２とがユニバーサル機構３２を介して連結されている。
図５は図３のＢＢ線断面図である。
図５に示すように、ユニバーサル機構３２は、矩形状の板体３２０２と、板体３２０２の対向する２辺から同一の方向に起立する一対の支持片３２０４とを有し平面視コ字状を呈している。
板体３２０２の中央は、第１の軸線Ｘ回りに揺動可能となるように第１の支軸３２０２Ａを介して移動体２２に支持されている。
連結部１２０８は、平面視第１の軸線Ｘと直交する第２の軸線Ｙ軸回りに揺動可能となるように第２の支軸３２０４Ａを介して一対の支持片３２０４に支持されている。
したがって、アーム１２０ａに取着されたマーキング部用移動機構１４の地表面に対する姿勢に拘らず、マーキング部１２は自重で常に鉛直方向に姿勢を維持することができる。
マーキング装置用制御部６００は、第３のモータ１２０６を制御することにより、マーキング部１２を上下方向に移動させる。
【００２８】
また、遠隔操作用マーキング装置２００は、コンプレッサ２６と、電磁弁２８とをさらに備えている。
コンプレッサ２６は、後述するフレーム１６内に収容されており、空気供給路３０を介して噴射ノズル１２１６に圧縮空気を供給する。
電磁弁２８は空気供給路３０に設けられ、コンプレッサ２６から噴射ノズル１２１６への圧縮空気の供給を制御するものである。
電磁弁２８は、マーキング装置用制御部６００によって開閉制御され、電磁弁２８が開状態とされることにより、噴射ノズル１２１６に圧縮空気が供給され、これにより噴射ノズル１２１６の噴射口から塗料が噴射される。
【００２９】
次に、図２を参照してマーキング部用移動機構１４について説明する。
マーキング部用移動機構１４は、作業車両１１０で支持されマーキング部１２を移動させるものである。
マーキング部用移動機構とを備える遠隔操作用マーキング装置であって、フレーム１６と、旋回機構１８と、ガイド部材２０と、移動体２２と、移動体用移動機構２４とを備えている。
【００３０】
フレーム１６は、矩形枠状に形成された下枠１６０２と、下枠１６０２の四隅から立設された４本の支柱１６０４と、これら４本の支柱１６０４の上端を接続する矩形枠状に形成された上枠１６０６と、４本の支柱１６０４の中間部を接続する矩形枠状に形成された中間枠１６０８と、中間枠１６０８の内側の矩形状の空間を塞ぐように中間枠１６０８に取着された矩形状の支持板１６１０とを備えている。
フレーム１６は、不図示の取付金具を介してアーム１２０ａの先部に取着されており、言い換えると、マーキング部用移動機構１４はアーム１２０ａの先部で支持されている。
【００３１】
旋回機構１８は、遠隔操作によってガイド部材２０を旋回させるものであり、旋回機構１８は、ベース１８０２と、旋回軸１８０４と、ブラケット１８０６と、ギア部１８０８と、第１のモータ１８１０とを含んで構成されている。
ベース１８０２は、矩形板状を呈し金具を介して支持板１６１０に固定されている。
旋回軸１８０４は、ベース１８０２の上面に突設されている。
ブラケット１８０６は、矩形板状の下板１８０６Ａと、下板１８０６Ａの対向する２辺から立設された矩形板状の第１，第２の側板１８０６Ｂ，１８０６Ｃと、２つの側板１８０６Ｂ，１８０６Ｃの上辺を接続する矩形板状の上板１８０８とを備える。
下板１８０６Ａは、軸受を介して旋回軸１８０４に回転可能に結合されている。
ギア部１８０８は、第１の側板１８０６Ｂに設けられ、平面視した状態で上板１８０８および下板１８０６Ａの外側で円弧状に延在している。
第１のモータ１８１０は、ベース１８０２に取着され、第１のモータ１８１０の駆動軸に設けられた駆動ギア１８１０Ａがギア部１８０８に噛合している。
したがって、第１のモータ１８１０が正逆回転することにより、ブラケット１８０６が旋回軸１８０４を中心に旋回する。
【００３２】
ガイド部材２０は、直線状に延在し上下に間隔をおいて互いに平行する２本のガイドロッド２００２で構成され、ガイドロッド２００２はブラケット１８０６に固定されている。したがって、ガイドロッド２００２はブラケット１８０６と共に旋回される。
各ガイドロッド２００２は、上下に間隔をおいて平行して配置され、第１の側板１８０６Ｂから第２の側板１８０６Ｃを貫通してブラケット１８０６からフレーム１６の外側に延在し、第１，第２の側板１８０６Ｂ，１８０６Ｃに移動不能に固定されている。
各ガイドロッド２００２のブラケット１８０６と反対側の先端部は連結具２００４によって連結されている。
本実施の形態では、各ガイドロッド２００２の長さの半分以上（例えば２／３以上）の部分がフレーム１６の外側に位置している。
【００３３】
移動体２２は、前述したユニバーサル機構３２を介してマーキング部１２の連結部１２０８を支持するものである。
移動体２２は、軸受２２０２を介して各ガイドロッド２００２に連結され、ガイドロッド２００２に沿って移動可能に支持されている。
移動体用移動機構２４は、移動体２２をガイドロッド２００２に沿って移動させるものである。
移動体用移動機構２４は、ラック２４０２と、第２のモータ２４０４とを含んで構成される。
ラック２４０２は、２つのガイドロッド２００２の間でガイドロッド２００２と平行に延在し、一端が移動体２２に連結されており、ラック２４０２の中間部は第１，第２の側板１８０６Ｂ，１８０６Ｃに設けられたガイド部（不図示）によりラック２４０２の延在方向に移動可能に支持されている。
第２のモータ２４０４は、ブラケット１８０６に支持され、第２のモータ２４０４の駆動軸に設けられたピニオンギア２４０４Ａがラック２４０２に噛合している。
第２のモータ２４０４が正逆回転することでラック２４０２と共に移動体２２がガイドロッド２００２に沿って移動する。
【００３４】
マーキング装置用制御部６００は、第１，第２のモータ１８１０、２４０４を制御することにより、図２に示すように、マーキング部１２を、マーキング部用移動機構１４により旋回軸１８０４を中心として旋回させると共に、移動体２２と共にガイドロッド２００２に沿って移動させる。
すなわち、マーキング部１２の移動範囲は、旋回機構１８によって旋回可能な角度と、移動体用移動機構２４によって移動される移動体２２の移動可能な移動距離とによって決定されることになる。
【００３５】
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１２は、筒体１２１２の下端が地表面から離間した状態にあり、したがって、検出スイッチ１２２４はオフ（非検出状態）となっている。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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車両用操作リモコン部５７０を操作し、前述したマーキング部１２の移動範囲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、遠隔操作により走行体１１０およびアーム１２０ａを誘導制御する。
【００３９】
被マーキング位置がマーキング部１２の移動範囲内に入った時点で、走行体１１０およびアーム１２０ａを停止させる。
その状態で、マーキング装置指令用リモコン部５８０を操作することにより、マーキング部用移動機構１４を遠隔制御して、マーキング部１２を被マーキング位置まで移動させる。
すなわち、作業者は、表示部５２０に表示される、ターゲット３００の第１座標データと、被マーキング位置に対応する第２座標データ５１０Ａとの誤差に基づいて、この誤差がなくなるようにマーキング部用移動機構１４を遠隔制御する。
これにより、被マーキング位置にマーキング部１２７のノズル１２１６の噴射口を向けた状態で位置合わせがなされる。
【００４０】
次に、マーキング装置指令用リモコン部５８０を操作することにより、マーキング部１２を遠隔制御して、被マーキング部に対してマーキングを行う。
このようなマーキング部１２の遠隔制御も、マーキング装置用無線機１４０が、遠隔制御部５００から送信されるマーキング装置用制御信号Ｓ２を受信してマーキング装置用制御部６００に入力することでなされる。
なお、ノズル１２１６の噴射口からの塗料の噴射の実行は、検出スイッチ１２２４の検出結果に基づいて自動的に行う第１のモードと、遠隔制御により手動で行う第２のモードとの２つのモードが選択可能となっている。
（１）第１のモード：
作業者は、マーキング装置指令用リモコン部５８０の操作（マーキング部１２の下降を指令する操作）を行う。これにより、マーキング装置用制御部６００は、第３のモータ１２０６を制御してマーキング部１２を下降させる。
マーキング装置用制御部６００は、マーキング装置用制御部６００により、第３のモータ１２０６を制御してマーキング部１２を下降させる。
検出スイッチ１２２４によって筒体１２１２が接地面に接地したことが検出されると、マーキング装置用制御部６００は、第３のモータ１２０６を停止すると共に、電磁弁２８を一定時間開状態とすることにより、ノズル１２１６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。
（２）第２のモード：
作業者は、マーキング装置指令用リモコン部５８０の操作（マーキング部１２の下降を指令する操作）を行う。これにより、マーキング装置用制御部６００は、第３のモータ１２０６を制御してマーキング部１２を下降させる。
マーキング装置用制御部６００は、検出スイッチ１２２４によって筒体１２１２が接地面に接地したことが検出されると、第３のモータ１２０６を停止させる。
作業者は、監視モニタ５９０の表示内容から筒体１２１２が接地面に接地したことを確認したならば、マーキング装置指令用リモコン部５８０の操作（電磁弁２８の開閉動作を指令する操作）を行う。これにより、マーキング装置用制御部６００は、電磁弁２８を一定時間開状態とすることにより、ノズル１２１６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。
なお、第１，第２のモードの何れの場合にも、マーキング終了後、作業者は、マーキング装置指令用リモコン部５８０の操作（マーキング部１２の上昇を指令する操作）を行う。これによりマーキング装置用制御部６００は、第３のモータ１２０６を制御してマーキング部１２を上昇させ、筒体１２１２が接地面から離間した状態に復帰される。
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。
【００４１】
本実施の形態によれば、遠隔操作により旋回機構１８でガイド部材２０を旋回させ、移動体用移動機構２４でマーキング部１２を支持する移動体２２をガイド部材２０に沿って移動させるようにした。
したがって、マーキング部１２の周囲に構造物や障害物に干渉する部材や構造が配置されていないため、マーキングすべき被マーキング位置の直近に、構造物や障害物が存在したとしても、マーキング部１２を被マーキング位置に的確に位置決めする上で有利となる。
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遠隔操作により無人で安全に行うことができることは無論のこと構造物や障害物が存在してもマーキングを正確に行うことができる。
【００４２】
また本実施の形態では、マーキング部１２は、噴射ノズル１２１６を内部に収容し塗料が噴射される方向に軸心を合致させた筒体１２１２が常時鉛直下方を向くように筒体１２１２を保持するユニバーサル機構３２を介して移動体２２に取着されており、マーキング部用移動機構１４は、マーキング部１２を上下に移動させる上下移動機構を備えている。
したがって、走行体１１０が平坦でない地表面上に位置している場合であっても、筒体１２１２の下端を地表面に接地させた状態で、地表面に対して鉛直方向に沿って噴射ノズル１２１６から塗料を噴射させることができるので、鮮明なマークを形成する上で有利となる。
【００４３】
また、本実施の形態では、マーキング部１２の頂部にターゲット３００を設けたので、測量装置によってマーキング部１２の位置を的確に追尾する上で有利となる。
【００４４】
また、本実施の形態では、走行体１１０で支持されたアーム１２０ａ（作業用部材）を用いてマーキング部用移動機構１４を支持したので、遠隔操作用マーキング装置２００の作業車両１００への取り付けを簡単に行う上で有利となる。
【００４５】
また、本実施の形態では、ガイド部材２０は上下に間隔をおいて互いに平行する２本のガイドロッド２００２を含んで構成され、移動体用移動機構２４は、２本のガイドロッド２００２の間でガイドロッド２００２と平行に延在し移動体に一端が取着されたラック２４０２と、ラック２４０２に噛合するピニオン２４０４Ａと、ピニオン２４０４Ａを回転駆動するモータ２４０４とを含んで構成されている。
したがって、移動体用移動機構２４を簡単に構成できるので、コストダウンおよび軽量化を図る上で有利となる。
また、ラック２４０２が水平方向に延在していると、その全長にわたって塵埃が付着しやすいものの、塵埃の影響を受けにくいため、移動体用移動機構２４の耐久性の向上を図る上でも有利となる。
【符号の説明】
【００４６】
１２……マーキング部、１４……マーキング部用移動機構、１８……旋回機構、２０……ガイド部材、２２……移動体、２４……移動体用移動機構、１１０……作業車両、２００……遠隔操作用マーキング装置。
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
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。
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。
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。
【０００３】
そこで、本出願人は、測量分野におけるかかるマーキング作業の無人で行うマーキング方法について既に提案している（特許文献１参照）。
このマーキング方法では、遠隔操作可能な作業車両に、被マーキング位置にマーキングを行うマーキング部と、マーキング部を水平面内に沿って移動させ、かつ、鉛直方向に移動させるマーキング部用移動機構とを設ける。
そして、マーキングすべき位置がマーキング部の移動範囲に入るように作業車両を遠隔制御したのち、マーキング部用移動機構を遠隔操作してマーキング部をマーキングすべき位置に正確に位置決めしてマーキングを行うようしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９５９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、マーキング部用移動機構が矩形枠を構成する２軸テーブルに支持されていることから、マーキング部の移動範囲が矩形枠の内側の範囲に限定される。
したがって、マーキングすべき被マーキング位置の直近に、矩形枠と干渉する構造物や障害物が存在すると、マーキング部を被マーキング位置に的確に位置決めすることが困難となる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、マーキング部の位置決めを的確に行う上で有利な遠隔操作用マーキング装置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】
【０００６】
本発明は、被マーキング位置にマーキングを行うマーキング部と、遠隔操作される作業車両で支持され前記マーキング部を移動させるマーキング部用移動機構とを備える遠隔操作用マーキング装置であって、前記マーキング部用移動機構は、前記直線状に延在するガイド部材と、遠隔操作によって前記ガイド部材を旋回させる旋回機構と、前記マーキング部を支持すると共に、前記ガイド部材に該ガイド部材の延在方向に沿って移動可能に支持された移動体と、遠隔操作によって前記移動体を前記ガイド部材に沿って移動させる移動体用移動機構とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、遠隔操作により旋回機構でガイド部材を旋回させ、移動体用移動機構でマーキング部を支持する移動体をガイド部材に沿って移動させるようにした。
したがって、マーキング部の周囲に構造物や障害物に干渉する部材や構造が配置されていないため、マーキングすべき被マーキング位置の直近に構造物や障害物が存在したとしても、マーキング部を被マーキング位置に的確に位置決めする上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の遠隔操作用マーキング装置が適用され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】遠隔操作用マーキング装置２００の平面図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】マーキング部１２の構成を示す正面図である。
【図５】図３のＢＢ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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は本発明の遠隔操作用マーキング装置が適用されるマーキングシステムの全体構成を示す説明図、図２は遠隔操作用マーキング装置２００の平面図、図３は図２のＡ矢視図である。
マーキングシステム１０は、図１に示すように、作業車両１００、本発明に係る遠隔操作用マーキング装置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。
【００１０】
作業車両１００は、遠隔制御によって走行移動可能に構成された走行体１１０と、走行体１１０に移動可能に支持されたアーム１２０ａ（作業用部材）とを有している。
アーム１２０ａは、遠隔操作用マーキング装置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。
走行体１１０には、作業機械用無線機１３０とマーキング装置用無線機１４０が搭載されている。
【００１１】
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に基づいて走行体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。
【００１２】
また、マーキング装置用無線機１４０は、遠隔制御部５００から送信されるマーキング装置用制御信号Ｓ２を受信してマーキング装置用制御部６００（図示省略）に入力する。
マーキング装置用制御部６００はマーキング装置用制御信号Ｓ２に基づいて遠隔操作用マーキング装置２００の動作を制御するように構成されている。
【００１３】
遠隔操作用マーキング装置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、作業車両１００のアーム１２０ａに取着されている。
そして、遠隔操作用マーキング装置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。
より詳細には、ターゲット３００は、後述するマーキング部１２の頂部に固定されている。
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、作業車両用操作リモコン部５７０、マーキング装置指令用リモコン部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。
【００１８】
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。
【００１９】
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はマーキング装置用無線機１４０と無線通信可能に構成され、マーキング装置用制御信号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。
【００２０】
したがって、第１、第２無線機５４０、５５０は、作業車両１００に搭載されている作業機械用無線機１３０とマーキング装置用無線機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。
【００２１】
作業車両用操作リモコン部５７０は、これが操作されることで走行体１１０の移動方向、移動距離、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。
マーキング装置指令用リモコン部５８０は、これが操作されることで遠隔操作用マーキング装置２００の動作を制御するマーキング装置用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。
【００２２】
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車両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車両用操作リモコン部５７０を操作するようになっている。
【００２３】
次に、遠隔操作用マーキング装置２００の構成について詳細に説明する。
図２，図３に示すように、遠隔操作用マーキング装置２００は、被マーキング位置にマーキングを行うマーキング部１２と、マーキング部１２を移動させるマーキング部用移動機構１４とを含んで構成されている。
【００２４】
図４はマーキング部１２の構成を示す正面図である。
図３，図４に示すように、マーキング部１２は被マーキング位置にマーキングを行うものである。
マーキング部１２は、２本のガイド軸１２０２と、ボールねじ１２０４と、第３のモータ１２０６と、連結部１２０８と、連結ロッド１２１０と、筒体１２１２と、液容器１２１４と、噴射ノズル１２１６とを含んで構成されている。
【００２５】
２本のガイド軸１２０２は、互いに間隔をおいて平行して設けられ、各ガイド軸１２０２の上端および下端は、上連結板１２１８および下連結板１２２０で連結されている。また、各ガイド軸１２０２の下連結板１２２０寄りの箇所は中間板１２２２で連結されている。
ボールねじ１２０４は、２本のガイド軸１２０２の間に各ガイド軸１２０２と平行して配置され、ボールねじ１２０４の上端が上連結板１２１８に回転可能に支持され、下端寄りの箇所が、中間板１２２２に回転可能に支持されている。
第３のモータ１２０６は下連結板１２２０に取着され、第３のモータ１２０６の駆動軸はボールねじ１２０４の下端に連結されている。
連結部１２０８は、軸受を介して２本のガイド軸１２０２に移動可能に支持されボールねじ１２０４に螺合している。
したがって、第３のモータ１２０６が正逆回転してボールねじ１２０４が回転すると、連結部１２０８を除くマーキング部１２の部分が連結部１２０８に対して上下方向に移動することになる。
本実施の形態では、２本のガイド軸１２０２と、ボールねじ１２０４と、第３のモータ１２０６と、連結部１２０８とによって特許請求の範囲の上下移動機構が構成されている。
【００２６】
連結ロッド１２１０は、第３のモータ１２０６の周囲に間隔をおいて複数設けられ、下連結板１２２０の下面に取着されている。
液容器１２１４は、マーキング用の塗料（液体）を収容するものであり、筒体１２１２に収容されている。
噴射ノズル１２１６は、液容器１２１４から供給される塗料を後述するコンプレッサーから供給される圧縮空気の作用により噴射口から噴射する。
筒体１２１２は、連結ロッド１２１０を介して下連結板１２２０に取着されている。
筒体１２１２は、液容器１２１４および噴射ノズル１２１６を内部に収容し、噴射ノズル１２１６から塗料が噴射される方向に軸心を合致させている。より詳細には、筒体１２１２の軸心と噴射ノズル１２１６の軸心とが合致している。
筒体１２１２の内径は例えば１００ｍｍであり、筒体１２１２の下端が地面に接地した状態で噴射ノズル１２１６から塗料が噴射されると、地面のうち筒体１２１２の内側の領域に塗料が付着し、したがって、筒体１２１２の内径と同じ寸法の直径のマークが地面に形成される。
なお、本実施の形態では、筒体１２１２は、液容器１２１４および噴射ノズル１２１６を収容する上部筒体１２１２Ａと、上部筒体１２１２と同軸上で上部筒体１２１２の下部に接続された下部筒体１２１２とで構成されている。
したがって、上部筒体１２１２の内径と下部筒体１２１２の内径とは同一である必要はなく、下部筒体１２１２の内径を地面に形成すべきマークの直径と同じ寸法で形成すればよい。
また、下部筒体１２１２の下端外周には、下部筒体１２１２の下端が地面に接地したことを検出し検出結果をマーキング装置用制御部６００に供給する検出スイッチ１２２４が設けられている。
【００２７】
本実施の形態では、マーキング部１２は、噴射ノズル１２１６が常時鉛直下方を向くようにマーキング部１２を保持するユニバーサル機構３２を介して後述する移動体２２に支持されている。
すなわち、マーキング部１２の連結部１２０８と、マーキング部用移動機構１４の移動体２２とがユニバーサル機構３２を介して連結されている。
図５は図３のＢＢ線断面図である。
図５に示すように、ユニバーサル機構３２は、矩形状の板体３２０２と、板体３２０２の対向する２辺から同一の方向に起立する一対の支持片３２０４とを有し平面視コ字状を呈している。
板体３２０２の中央は、第１の軸線Ｘ回りに揺動可能となるように第１の支軸３２０２Ａを介して移動体２２に支持されている。
連結部１２０８は、平面視第１の軸線Ｘと直交する第２の軸線Ｙ軸回りに揺動可能となるように第２の支軸３２０４Ａを介して一対の支持片３２０４に支持されている。
したがって、アーム１２０ａに取着されたマーキング部用移動機構１４の地表面に対する姿勢に拘らず、マーキング部１２は自重で常に鉛直方向に姿勢を維持することができる。
マーキング装置用制御部６００は、第３のモータ１２０６を制御することにより、マーキング部１２を上下方向に移動させる。
【００２８】
また、遠隔操作用マーキング装置２００は、コンプレッサ２６と、電磁弁２８とをさらに備えている。
コンプレッサ２６は、後述するフレーム１６内に収容されており、空気供給路３０を介して噴射ノズル１２１６に圧縮空気を供給する。
電磁弁２８は空気供給路３０に設けられ、コンプレッサ２６から噴射ノズル１２１６への圧縮空気の供給を制御するものである。
電磁弁２８は、マーキング装置用制御部６００によって開閉制御され、電磁弁２８が開状態とされることにより、噴射ノズル１２１６に圧縮空気が供給され、これにより噴射ノズル１２１６の噴射口から塗料が噴射される。
【００２９】
次に、図２を参照してマーキング部用移動機構１４について説明する。
マーキング部用移動機構１４は、作業車両１１０で支持されマーキング部１２を移動させるものである。
マーキング部用移動機構とを備える遠隔操作用マーキング装置であって、フレーム１６と、旋回機構１８と、ガイド部材２０と、移動体２２と、移動体用移動機構２４とを備えている。
【００３０】
フレーム１６は、矩形枠状に形成された下枠１６０２と、下枠１６０２の四隅から立設された４本の支柱１６０４と、これら４本の支柱１６０４の上端を接続する矩形枠状に形成された上枠１６０６と、４本の支柱１６０４の中間部を接続する矩形枠状に形成された中間枠１６０８と、中間枠１６０８の内側の矩形状の空間を塞ぐように中間枠１６０８に取着された矩形状の支持板１６１０とを備えている。
フレーム１６は、不図示の取付金具を介してアーム１２０ａの先部に取着されており、言い換えると、マーキング部用移動機構１４はアーム１２０ａの先部で支持されている。
【００３１】
旋回機構１８は、遠隔操作によってガイド部材２０を旋回させるものであり、旋回機構１８は、ベース１８０２と、旋回軸１８０４と、ブラケット１８０６と、ギア部１８０８と、第１のモータ１８１０とを含んで構成されている。
ベース１８０２は、矩形板状を呈し金具を介して支持板１６１０に固定されている。
旋回軸１８０４は、ベース１８０２の上面に突設されている。
ブラケット１８０６は、矩形板状の下板１８０６Ａと、下板１８０６Ａの対向する２辺から立設された矩形板状の第１，第２の側板１８０６Ｂ，１８０６Ｃと、２つの側板１８０６Ｂ，１８０６Ｃの上辺を接続する矩形板状の上板１８０８とを備える。
下板１８０６Ａは、軸受を介して旋回軸１８０４に回転可能に結合されている。
ギア部１８０８は、第１の側板１８０６Ｂに設けられ、平面視した状態で上板１８０８および下板１８０６Ａの外側で円弧状に延在している。
第１のモータ１８１０は、ベース１８０２に取着され、第１のモータ１８１０の駆動軸に設けられた駆動ギア１８１０Ａがギア部１８０８に噛合している。
したがって、第１のモータ１８１０が正逆回転することにより、ブラケット１８０６が旋回軸１８０４を中心に旋回する。
【００３２】
ガイド部材２０は、直線状に延在し上下に間隔をおいて互いに平行する２本のガイドロッド２００２で構成され、ガイドロッド２００２はブラケット１８０６に固定されている。したがって、ガイドロッド２００２はブラケット１８０６と共に旋回される。
各ガイドロッド２００２は、上下に間隔をおいて平行して配置され、第１の側板１８０６Ｂから第２の側板１８０６Ｃを貫通してブラケット１８０６からフレーム１６の外側に延在し、第１，第２の側板１８０６Ｂ，１８０６Ｃに移動不能に固定されている。
各ガイドロッド２００２のブラケット１８０６と反対側の先端部は連結具２００４によって連結されている。
本実施の形態では、各ガイドロッド２００２の長さの半分以上（例えば２／３以上）の部分がフレーム１６の外側に位置している。
【００３３】
移動体２２は、前述したユニバーサル機構３２を介してマーキング部１２の連結部１２０８を支持するものである。
移動体２２は、軸受２２０２を介して各ガイドロッド２００２に連結され、ガイドロッド２００２に沿って移動可能に支持されている。
移動体用移動機構２４は、移動体２２をガイドロッド２００２に沿って移動させるものである。
移動体用移動機構２４は、ラック２４０２と、第２のモータ２４０４とを含んで構成される。
ラック２４０２は、２つのガイドロッド２００２の間でガイドロッド２００２と平行に延在し、一端が移動体２２に連結されており、ラック２４０２の中間部は第１，第２の側板１８０６Ｂ，１８０６Ｃに設けられたガイド部（不図示）によりラック２４０２の延在方向に移動可能に支持されている。
第２のモータ２４０４は、ブラケット１８０６に支持され、第２のモータ２４０４の駆動軸に設けられたピニオンギア２４０４Ａがラック２４０２に噛合している。
第２のモータ２４０４が正逆回転することでラック２４０２と共に移動体２２がガイドロッド２００２に沿って移動する。
【００３４】
マーキング装置用制御部６００は、第１，第２のモータ１８１０、２４０４を制御することにより、図２に示すように、マーキング部１２を、マーキング部用移動機構１４により旋回軸１８０４を中心として旋回させると共に、移動体２２と共にガイドロッド２００２に沿って移動させる。
すなわち、マーキング部１２の移動範囲は、旋回機構１８によって旋回可能な角度と、移動体用移動機構２４によって移動される移動体２２の移動可能な移動距離とによって決定されることになる。
【００３５】
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１２は、筒体１２１２の下端が地表面から離間した状態にあり、したがって、検出スイッチ１２２４はオフ（非検出状態）となっている。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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車両用操作リモコン部５７０を操作し、前述したマーキング部１２の移動範囲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、遠隔操作により走行体１１０およびアーム１２０ａを誘導制御する。
【００３９】
被マーキング位置がマーキング部１２の移動範囲内に入った時点で、走行体１１０およびアーム１２０ａを停止させる。
その状態で、マーキング装置指令用リモコン部５８０を操作することにより、マーキング部用移動機構１４を遠隔制御して、マーキング部１２を被マーキング位置まで移動させる。
すなわち、作業者は、表示部５２０に表示される、ターゲット３００の第１座標データと、被マーキング位置に対応する第２座標データ５１０Ａとの誤差に基づいて、この誤差がなくなるようにマーキング部用移動機構１４を遠隔制御する。
これにより、被マーキング位置にマーキング部１２７のノズル１２１６の噴射口を向けた状態で位置合わせがなされる。
【００４０】
次に、マーキング装置指令用リモコン部５８０を操作することにより、マーキング部１２を遠隔制御して、被マーキング部に対してマーキングを行う。
このようなマーキング部１２の遠隔制御も、マーキング装置用無線機１４０が、遠隔制御部５００から送信されるマーキング装置用制御信号Ｓ２を受信してマーキング装置用制御部６００に入力することでなされる。
なお、ノズル１２１６の噴射口からの塗料の噴射の実行は、検出スイッチ１２２４の検出結果に基づいて自動的に行う第１のモードと、遠隔制御により手動で行う第２のモードとの２つのモードが選択可能となっている。
（１）第１のモード：
作業者は、マーキング装置指令用リモコン部５８０の操作（マーキング部１２の下降を指令する操作）を行う。これにより、マーキング装置用制御部６００は、第３のモータ１２０６を制御してマーキング部１２を下降させる。
マーキング装置用制御部６００は、マーキング装置用制御部６００により、第３のモータ１２０６を制御してマーキング部１２を下降させる。
検出スイッチ１２２４によって筒体１２１２が接地面に接地したことが検出されると、マーキング装置用制御部６００は、第３のモータ１２０６を停止すると共に、電磁弁２８を一定時間開状態とすることにより、ノズル１２１６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。
（２）第２のモード：
作業者は、マーキング装置指令用リモコン部５８０の操作（マーキング部１２の下降を指令する操作）を行う。これにより、マーキング装置用制御部６００は、第３のモータ１２０６を制御してマーキング部１２を下降させる。
マーキング装置用制御部６００は、検出スイッチ１２２４によって筒体１２１２が接地面に接地したことが検出されると、第３のモータ１２０６を停止させる。
作業者は、監視モニタ５９０の表示内容から筒体１２１２が接地面に接地したことを確認したならば、マーキング装置指令用リモコン部５８０の操作（電磁弁２８の開閉動作を指令する操作）を行う。これにより、マーキング装置用制御部６００は、電磁弁２８を一定時間開状態とすることにより、ノズル１２１６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。
なお、第１，第２のモードの何れの場合にも、マーキング終了後、作業者は、マーキング装置指令用リモコン部５８０の操作（マーキング部１２の上昇を指令する操作）を行う。これによりマーキング装置用制御部６００は、第３のモータ１２０６を制御してマーキング部１２を上昇させ、筒体１２１２が接地面から離間した状態に復帰される。
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。
【００４１】
本実施の形態によれば、遠隔操作により旋回機構１８でガイド部材２０を旋回させ、移動体用移動機構２４でマーキング部１２を支持する移動体２２をガイド部材２０に沿って移動させるようにした。
したがって、マーキング部１２の周囲に構造物や障害物に干渉する部材や構造が配置されていないため、マーキングすべき被マーキング位置の直近に、構造物や障害物が存在したとしても、マーキング部１２を被マーキング位置に的確に位置決めする上で有利となる。
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遠隔操作により無人で安全に行うことができることは無論のこと構造物や障害物が存在してもマーキングを正確に行うことができる。
【００４２】
また本実施の形態では、マーキング部１２は、噴射ノズル１２１６を内部に収容し塗料が噴射される方向に軸心を合致させた筒体１２１２が常時鉛直下方を向くように筒体１２１２を保持するユニバーサル機構３２を介して移動体２２に取着されており、マーキング部用移動機構１４は、マーキング部１２を上下に移動させる上下移動機構を備えている。
したがって、走行体１１０が平坦でない地表面上に位置している場合であっても、筒体１２１２の下端を地表面に接地させた状態で、地表面に対して鉛直方向に沿って噴射ノズル１２１６から塗料を噴射させることができるので、鮮明なマークを形成する上で有利となる。
【００４３】
また、本実施の形態では、マーキング部１２の頂部にターゲット３００を設けたので、測量装置によってマーキング部１２の位置を的確に追尾する上で有利となる。
【００４４】
また、本実施の形態では、走行体１１０で支持されたアーム１２０ａ（作業用部材）を用いてマーキング部用移動機構１４を支持したので、遠隔操作用マーキング装置２００の作業車両１００への取り付けを簡単に行う上で有利となる。
【００４５】
また、本実施の形態では、ガイド部材２０は上下に間隔をおいて互いに平行する２本のガイドロッド２００２を含んで構成され、移動体用移動機構２４は、２本のガイドロッド２００２の間でガイドロッド２００２と平行に延在し移動体に一端が取着されたラック２４０２と、ラック２４０２に噛合するピニオン２４０４Ａと、ピニオン２４０４Ａを回転駆動するモータ２４０４とを含んで構成されている。
したがって、移動体用移動機構２４を簡単に構成できるので、コストダウンおよび軽量化を図る上で有利となる。
また、ラック２４０２が水平方向に延在していると、その全長にわたって塵埃が付着しやすいものの、塵埃の影響を受けにくいため、移動体用移動機構２４の耐久性の向上を図る上でも有利となる。
【符号の説明】
【００４６】
１２……マーキング部、１４……マーキング部用移動機構、１８……旋回機構、２０……ガイド部材、２２……移動体、２４……移動体用移動機構、１１０……作業車両、２００……遠隔操作用マーキング装置。
【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を行うマーキング部と、
遠隔操作される作業車両で支持され前記マーキング部を移動させるマーキング部用移動機構とを備える遠隔操作用マーキング装置であって、
前記マーキング部用移動機構は、
前記直線状に延在するガイド部材と、
遠隔操作によって前記ガイド部材を旋回させる旋回機構と、
前記マーキング部を支持すると共に、前記ガイド部材に該ガイド部材の延在方向に沿って移動可能に支持された移動体と、
遠隔操作によって前記移動体を前記ガイド部材に沿って移動させる移動体用移動機構とを備える、
ことを特徴とする遠隔操作用マーキング装置。
【請求項２】
前記マーキング部は、塗料を噴出する噴射ノズルと、前記噴射ノズルを内部に収容し前記塗料が噴射される方向に軸心を合致させた筒体と、前記移動体に取着され前記筒体が常時鉛直下方を向くように前記筒体を保持するユニバーサル機構とを備え、
前記マーキング部用移動機構は、前記マーキング部を上下に移動させる上下移動機構を備える、
ことを特徴とする請求項１記載の遠隔操作用マーキング装置。
【請求項３】
前記マーキング部の頂部に、測量装置によって前記マーキング部の位置を追尾するためのターゲットが設けられている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の遠隔操作用マーキング装置。
【請求項４】
前記作業車両は、走行体と、前記走行体で支持された作業用部材とを備え、
前記マーキング部用移動機構は前記作業用部材の先部で支持されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の遠隔操作用マーキング装置。
【請求項５】
前記ガイド部材は上下に間隔をおいて互いに平行する２本のガイドロッドを含んで構成され、
前記移動体用移動機構は、前記２本のガイドロッドの間で前記ガイドロッドと平行に延在し前記移動体に一端が取着されたラックと、前記作業車両側で支持され前記ラックに噛合するピニオンと、前記ピニオンを回転駆動するモータとを含んで構成され、
ことを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載のマーキング装置。
【請求項１】
被マーキング位置にマーキングを行うマーキング部と、
遠隔操作される作業車両で支持され前記マーキング部を移動させるマーキング部用移動機構とを備える遠隔操作用マーキング装置であって、
前記マーキング部用移動機構は、
前記直線状に延在するガイド部材と、
遠隔操作によって前記ガイド部材を旋回させる旋回機構と、
前記マーキング部を支持すると共に、前記ガイド部材に該ガイド部材の延在方向に沿って移動可能に支持された移動体と、
遠隔操作によって前記移動体を前記ガイド部材に沿って移動させる移動体用移動機構とを備える、
ことを特徴とする遠隔操作用マーキング装置。
【請求項２】
前記マーキング部は、塗料を噴出する噴射ノズルと、前記噴射ノズルを内部に収容し前記塗料が噴射される方向に軸心を合致させた筒体と、前記移動体に取着され前記筒体が常時鉛直下方を向くように前記筒体を保持するユニバーサル機構とを備え、
前記マーキング部用移動機構は、前記マーキング部を上下に移動させる上下移動機構を備える、
ことを特徴とする請求項１記載の遠隔操作用マーキング装置。
【請求項３】
前記マーキング部の頂部に、測量装置によって前記マーキング部の位置を追尾するためのターゲットが設けられている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の遠隔操作用マーキング装置。
【請求項４】
前記作業車両は、走行体と、前記走行体で支持された作業用部材とを備え、
前記マーキング部用移動機構は前記作業用部材の先部で支持されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の遠隔操作用マーキング装置。
【請求項５】
前記ガイド部材は上下に間隔をおいて互いに平行する２本のガイドロッドを含んで構成され、
前記移動体用移動機構は、前記２本のガイドロッドの間で前記ガイドロッドと平行に延在し前記移動体に一端が取着されたラックと、前記作業車両側で支持され前記ラックに噛合するピニオンと、前記ピニオンを回転駆動するモータとを含んで構成され、
ことを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載のマーキング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２０３８２７（Ｐ２０１２−２０３８２７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７０２６５（Ｐ２０１１−７０２６５）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（３０２０６０９２６）株式会社フジタ (285)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（３０２０６０９２６）株式会社フジタ (285)
【Ｆターム（参考）】
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