JPS63255468A - コンクリ−ト床面仕上げ機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は電動型回転鏝を搭載し、打設コンクリートの表
面を均し仕上げするコンクリート床面仕上げ機に係り、
とくに、全自動または遠隔操作でコンクリートの表面を
仕上げるようにしたコンクリート床面仕上げ機に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来、コンクリート床面の仕上げ作業はコンクリートの
打設とその後のモルタル塗りとその均し作′業で行われ
ていた。しかし、モルタル塗りには剥離やひび割れが生
ずる欠点があり、しかも左官に高度の熟練度を必要とす
るため、コンクリートをまだ固まらない状態で直接仕上
げる、いわゆる「モノリシック」仕上げが行われるよう
になった。

その結果、左官による均し仕上げの工事がコンクリート
の打設終了後になって、深夜業にもおよぶようなあらた
な労務管理の問題が起こってきた。

そこで、施工面では左官工事の鏝作業の機械化が行われ
、単式の電動式回転鏝の使用によって施工速度が増進さ
れ、左官の、省力化と、作業姿勢の改善が行われ、さら
に機械化の急速な進歩によって。

運転の自動化が加えられるようになった。その自動運転
技術は主として、床面仕上げ機の床面上での走行、移動
手段に向けられ、ジャイロコンパス（慣性センサ）を使
用して方位検出を行うもの、倣い運転によるシーケンサ
制御を行うものなどが知られている。これらの技術によ
って、まだ固まらないコンクリートの表面仕上げに機械
力が導入されて、仕上げ工の省力が達成されるとともに
、労務管理と自−動運転が行われるようになったが、自
動床均し機のロボット化はまだ日が浅く、鏝の操作を機
械力に転換し、走行性を加えたにとどまり、左官の技術
に依存する実際の仕上げに関する作業性については満足
すべき効果はあげられていない。

［発明が解決しようとする問題点コ 床面仕上げ機の自動化のための開発は、当然機械設備の
面で費用がかかる。それにもかかわらず。

小型の電算処理装置（以下では単にＣＰＵという）を組
み込み搭載することによって、仕上げ機に各種の機能を
加えるようになったが、ジャイロコンパスはかなり高価
であるほかに作業前にセンサとしての安定作動までに要
する時間が非常に長い。

また、シーケンス制御による自動走行では、走行方位に
対する誤差が大きいなどの難点が指摘されている。さら
に、これらの装置の構成以外に、基本的な作業そのもの
に対する要望があって、仕上げ作業の出来栄えとして、
完成した床の平坦度等の作業性についてはまだ開発が進
んでいない状況である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、自動式コンクリート床面仕上げ機の現状に鑑
みて鋭意研究の結果開発されたものであって、ＣＰＵに
よる各種の制御機器構成を自動運転に適するようにする
とともに、電動回転鏝の作動をコンクリートの状況に合
致するようにした制御装置を装備したことを要旨とする
ものである。

そして、この制御装置は、自動走行運転を可能にするた
めに、方位検出センサと距離検出センサと障害物検知セ
ンサとを有し、さらに、回転鏝の回転数をコンクリート
の性状に応じて制御する機構を組み込んだことを特徴と
し、同時に遠隔操作にも適するようにしたものである。

［実施例］ 本発明の制御装置を好適な一実施例の図面に基づいて詳
細に説明する。第１図は本発明の床面仕上げ機に装備さ
れる制御装置をブロック図で示すものであり、第２図は
この制御装置を搭載した床面仕上げ機の全体を示し、（
ａ）図はその上面図、（ｂ）図はその側面図である。ま
ず第２図によって床面仕上げ機を説明すると、床面仕上
げ機ＰＴは「パワー・トロウェル」と称するものであっ
て、走行手段を有する機枠１０に３台の回転鏝２０を回
転自在に支持しており、コンクリート床面Ｆ上で走行し
、回転鏝２０の自転と公転とによって未硬化のコンクリ
ートを均し仕上げする。機枠１０は中心支持部１１で会
合する放射方向の４本の枠材１２を、同心円の内外の枠
材１３．１３によって電型に組み立てたもので、枠材１
２は先端を下方に屈曲し、床面近くで外側の円形枠材１
３を支持している。中心支持部１１には中心軸１４が下
向きに固着されており、スリップリング１５を介して外
方に３台の回転鏝２０を支持するとともに、その下端に
は枠体１６を固着し、走行手段として左右Ａ、Ｂ一対の
走行用ローラ１７を回転自在に支持し、それぞれの駆動
モータ１８　（Ａ、Ｂ）とそれぞれのＡＣサーボモータ
・ドライバ１９を載置しである。

回転鏝２０は駆動モータ２１と３本の水平の鏝羽根２２
とからなり、スリップリング１５からアーム２３の先端
に支持され、給電されている。床面仕上げ機ＰＴはその
全体を回転鏝２０の鏝羽根２２によって床面Ｆの上に安
定して支持され１回転鏝２ｏを回転させながら走行、移
動することによってコンクリートを均し仕上げする。こ
のような床仕上げ機ＰＴについては、本出願人がさきに
「コンクリート床面仕上げ機」の名称で特許出願した（
特願昭６１−２７０３６６号）ものを参照できる。ただ
し、本発明が対象とする床面仕上げ機としては上記のも
のに限られないことは勿論である。

本発明では、上記またはこれと同等の床面仕上げ機に制
御装置を付加して、床面仕上げ機ＰＴを自動運転、また
は遠隔制御可能に構成しである。

この制御装置は制御盤３０と方位検出センサ４０と距離
検出センサ５６と障害物検知センサ６０およびインバー
タ７０とからなっている。第１図のブロック図に示すよ
うに、制御盤３０は電算処理装置（ＣＰＵ）３１を主体
として現在位置計算プログラム３２と走行路指示プログ
ラム３３とを組み込んであり、一般的な工／○ボート３
４を有し、上記各種の制御用センサを接続しである。

床面仕上げ機ＰＴの走行方向を制御するための方位検出
センサ４０は慣性センサとしてガスレートセンサを使用
するもので、Ａ／Ｄ変換器４１を介してＣＰＵ３１に接
続される。距離検出センサ５ｏとしては走行用駆動モー
タ１８の回転をコード化するエンコーダを使用して床面
仕上げｉＰＴの走行用ローラ１７に接続する。左右の走
行用、駆動モータ１８の制御用ＡＣサーボモータ・ドラ
イバ１９は、Ｄ／Ａ変換器２４を介してＣＰＵ３１に接
続されている。

次に、障害物検知センサ６０は、床面仕上げ機ＰＴの作
業面で、床面Ｆから突出する構造体または鉄筋、配管等
の走行障害物または、作業場内への侵入者などを検知す
るためのセンサであって、タッチセンサ６１と、光セン
サ６２とからなり。

それぞれ■／○ボート３４に接続されている。タッチセ
ンサ６１は外周の枠材１３の外面に沿って張設された電
導体であってＣＰＵの検出回路に組み込まれ、光センサ
６２は床面仕上げ機ＰＴの進行方向に対して左右の対向
する位置で外周の枠材１３に取付けてあり、侵入者など
の光を遮断する障害物を検知する。もちろん、超音波セ
ンサであってもよい。

７０はインバータであって、前記Ｄ／Ａ変換器２４を介
してＣＰＵ３１に接続され、その出力側には回転鏝２０
の駆動モータ２１が接続されている。インバータ７０は
ＣＰＵ３１からの指令により、交流電力の出力制御を行
い、２１の回転速度を制御して回転鏝２０の回転数を変
化させる。

８０は警報用の点滅灯、８１は警告ブザーであって、そ
れぞれ公知のものであり、各機器の動作を表示するスイ
ッチ類３５と共にインターフェイス・リレー３６を介し
て工／○ボート３４に接続されている。９０は床面仕上
げ機ＰＴの全体のための給電ケーブルである。

制御盤３０には、遠隔操作用の無線受４３機Ｒが装備さ
れてＣＰＵ３１に接続されており、無線制御用の手元発
信機Ｃの制御信号を受信する。

第３図は本発明の床面仕上げ機を遠隔操作で使１用する
ときの第１図に対応するブロック図であって、第１図と
同等の構成には共通の参照番号を使用しである。図から
明らかなように、手元制御発信機Ｃから手動の制御が行
われるときには、方位と距離の制御に対するセンサ類と
その制御のためのプログラムは作動しないので省略され
ており、別に、走行ローラ１８Ａ、１８Ｂ用のインバー
タ７０Ａ、７０Ｂが加えられている。

［作　用］ 本発明の床面仕上げ機ＰＴの作用を、その使用と操作方
法に基づいて説明する。第４図は建築物の平面図を示し
、床面Ｆはコンクリート打設の先行部分Ａと後続部分Ｂ
が完了している。床面仕上げ機ＰＴを図示の位置から始
動して定められた予定線りに沿って作動させると、床面
仕上げ機ＰＴは走行路指示プログラム３３に従い、方位
検出センサ４０の出力に従って走行する。方位検出セン
サ４０は慣性センサとしてのガスレートセンサであ、る
から、角速度信号を発し、この信号がＣＰＵ３１で積分
されて方位角として認識され、左右の走行ローラ１７の
駆動モータを個別に制御して走行方向が保たれる。つい
で、現在位置計算プログラム３２に従い、距離検出セン
サ５０の出力距離信号で制御されて、図の左端で方向を
転換し、床面仕上げ機ＰＴのタッチセンサ６１の作動幅
Ｂに応じてさらに転向して折り返し、床面Ｆをカバーし
ながら予定線りに沿って仕上げてゆく、こうして、床面
仕上げ機ＰＴは、方位検出センサ４ｏならびに距離検出
センサ５０と、ＣＰＵとの組合せにより、絶えず現在位
置を認識しながら走行する。

このとき、コンクリートの打設時期に差があって、Ｂの
区画とＡの区画とでコンクリートの硬化度が異なるとき
、または順次に変化しているときには、回転鏝２０に床
面Ｆでの抵抗の差が生ずる。

そこで制御発信機Ｃを操作して、回転鏝２０の回転数を
それぞれの区画、位置で適当な状態に選定する。また、
駆動モータ２１の負荷を検出する負荷検出センサ７１を
備えることにより、駆動モータ２１の負荷の変化が検出
され、これによって回転鏝２０の回転数が適切に自動制
御される。このように、駆動モータ２１の回転速度を変
化させることにより、回転鏝２０の仕上げ作業は終始一
貫して一様に均し仕上げを行うことになり１本発明の大
きな特徴になっている。

また、床面Ｆに例えば柱６３のような障害物があると、
床面仕上げ機ＰＴの外周枠材１３に設けたタッチセンサ
６１または光センサ６２がまず進路の障害を検知し、距
離検出センサ５０の制御に優先して方位検出センサ４０
を作動させ、床面仕上げ機ＰＴを左折させる。ついで、
折り返し作動することによって、予定線り上での作業が
続けられる。

床面仕上げ機ＰＴを遠隔手動操作する第３図に示す例で
は、手元制御発信機Ｃにおいて、方位と距離および回転
鏝２０の回転数の制御が行われる。

さらに、この例のものでは走行ローラ１７の駆動モータ
１８も制御されるので、均し仕上げの作業は一層確実か
つ均一になる。

［発明の効果］ 本発明は床面仕上げ機の制御装置として方位検出センサ
、距離検出センサ、障害物検知センサを装備し、さらに
、回転鏝の駆動モータまたは走行用ならびに回転鏝の駆
動モータの回転速度を制御するインバータを設けたから
、制御装置の装備に高価な費用を要することがなく、床
面仕上げ機の走行は全自動でも遠隔操作でも実施される
。ことに、インバータによる制御によって、走行と回転
鏝の両方の駆動用モータが制御されるから、打設コンク
リートの硬化の度合いに従った回転速度で均し仕上げを
することになり、床面仕上げ機の作業性が格段に向上す
ることは特筆すべき効果というべきであり、本発明は建
設業界にとって大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の床面仕上げ機の実施例を示し、第１図は
制御装置のブロック図であり、第２図は床面仕上げ機の
全体を示し、（ａ）図はその上面図、（ｂ）図はその側
面図である。第３図は第１図に対応する他の実施例のブ
ロック図であり、第４図は本発明の床面仕上げ機の作用
を説明する床面の平面図である。 １０・・・機枠、１２．１３・・・枠材、１７・・・走
行ローラ、１８・・・駆動モータ、２０・・・回転鏝、
２１・・・駆動モータ、２２・・・鏝羽根、３０・・・
制御盤、３１・・・ＣＰＵ、４０・・・方位検出センサ
、５０・・・距離検出センサ、６０・・・障害物検知セ
ンサ、６１・・・タッチセンサ、６２・・・光または超
音波センサ、６３・・・障害物、７０．７０Ａ、７０Ｂ
・・・インバータ、８０・・・点滅灯、ＰＴ・・・床面
仕上げ機、Ｃ・・・制御発信機、Ｒ・・・無線受信機、
Ｆ・・・床面。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）各種の走行用制御装置を搭載した電力駆動型回転
   鏝を有する走行型のコンクリート床面仕上げ機でおいて
   、この床面仕上げ機にはさらに、回転鏝の回転数をコン
   クリートの性状に応じて制御する機構を組み込んである
   ことを特徴とするコンクリート床面仕上げ機。
2. （２）各種の走行用制御装置は、方位検出センサ、距離
   検出センサ、障害物検知センサであり、回転数の制御機
   構はインバータを含み、これらのセンサとインバータと
   は電算処理装置によって床仕上げ機を制御するものであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコンク
   リート床面仕上げ機。
3. （３）方位検出センサはガスレートセンサであり、距離
   検出センサはエンコーダであり、障害物検知センサは超
   音波センサもしくは光センサおよびタッチセンサであり
   、これらのセンサとインバータとが接続される制御盤に
   は無線受信機が接続されて、制御発信機を介して制御さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載のコンクリート床面仕上げ機。
4. （４）インバータは回転鏝の駆動モータと走行用駆動モ
   ータとを制御し、制御発信機は無線受信機を介して走行
   用制御装置とインバータとを制御可能であることを特徴
   とする第３項記載のコンクリート床面仕上げ機。