JP7790119B2 - 建造物の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は建造物の施工方法に関する。

画像センサによって床面の画像データを取得し、或いはプロジェクタによって映像を床面に投射して施工する建造物の施工方法が知られている（例えば特許文献１～４参照）。

特開２０１６－１５１１１３号公報 特開２０２０－１７６４８４号公報 特開２０２０－１９３４８４号公報 特開２０１７－１８１３７４号公報

建造物の施工において墨出し作業を画像センサ又はプロジェクタを用いて容易化できれば望ましい。

そこで本発明の目的は、墨出し作業の容易化に適する建造物の施工方法を提供することにある。

本発明の第１態様に係る建造物の施工方法は、床面よりも上方に位置する構造物に、浮力を生じさせる浮揚体と画像センサと前記構造物に着脱可能な吸着体と長尺体とを有する浮揚機を設置する設置ステップであって、浮揚状態の前記浮揚機を前記長尺体を介した操作によって移動し、前記吸着体を前記構造物に吸着させることによって前記浮揚機を設置するステップと、前記画像センサにより、墨出し作業によって前記床面上に形成された表示の画像データを取得する取得ステップと、取得した前記画像データと目標とする前記床面上の表示のデータとの比較結果に基づいて、前記床面上に形成された前記表示の修正の要否を判断する判断ステップと、を有する方法である。

本発明の建造物の施工方法は、上記構成において、取得した前記画像データと目標とする前記床面上の表示のデータとの比較により、目標に対する前記表示の差異が顕著である部分を検出し、前記床面上に形成すべき目標とする表示の映像を、前記浮揚機が有するプロジェクタによって前記床面に前記部分の形態を変えて投射する差異投射ステップを有し、前記判断ステップが、前記床面に投射された前記映像に基づいて、前記床面上に形成された前記表示の修正の要否を判断する映像確認ステップを有する方法であるのが好ましい。

本発明の第２態様に係る建造物の施工方法は、床面よりも上方に位置する構造物に、浮力を生じさせる浮揚体とプロジェクタと前記構造物に着脱可能な吸着体と長尺体とを有する浮揚機を設置する設置ステップであって、浮揚状態の前記浮揚機を前記長尺体を介した操作によって移動し、前記吸着体を前記構造物に吸着させることによって前記浮揚機を設置するステップと、墨出し作業によって前記床面上に形成すべき目標とする表示の映像を前記プロジェクタによって前記床面上に投射する目標投射ステップと、を有する方法である。

本発明の建造物の施工方法は、上記構成において、前記構造物が天井を構成する方法であるのが好ましい。

本発明の建造物の施工方法は、上記構成において、前記吸着体が電磁石で構成され、前記構造物が磁性体で構成される方法であるのが好ましい。

本発明の建造物の施工方法は、上記構成において、前記浮揚体が気球で構成される方法であるのが好ましい。

本発明の建造物の施工方法は、上記構成において、前記浮揚体がプロペラで構成され、前記浮揚機が前記プロペラの下方に緩衝部材を有する方法であるのが好ましい。

本発明によれば、墨出し作業の容易化に適する建造物の施工方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る建造物の施工方法における設置ステップの開始時の状態を示す側面図である。 図１に示す設置ステップの開始時の状態を示す斜視図である。 図２に示す状態から浮揚機を移動し、浮揚機を天井に吸着させた時の状態を示す斜視図である。 図３に示す状態から伸縮ロッドを伸長させて浮揚機の設置が完了した時の状態を示す斜視図である。 図４に示す状態から取得ステップを経て行われる投射ステップを示す側面図である。 墨出し作業により床面に形成される表示の一例を示す模式図である。 図１～図５に示す浮揚機の変形例を示す斜視図である。 図７に示す浮揚機を用いた設置ステップを示す斜視図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を例示説明する。

図１～図５に示すように、本発明の第１実施形態に係る建造物の施工方法は、浮揚機１を用いて建造物の屋内で行われる。本実施形態によれば、浮揚機１を用いることで墨出し作業を容易に行うことができる。

図６に示すように、建造物の床面２には、墨出し作業により、基準墨２１ａ、小墨２１ｂなどの墨出し線２１を含む表示２０がロボット２３又は作業者によって形成される。墨出し作業により床面２に形成される表示２０は墨出し線２１だけでなく、文字、記号、バーコードなどの標章２２を含んでもよい。墨出し作業にあたっては、このような表示２０を正確に施工する必要がある。

ロボット２３は、表示２０を床面２上に印刷するためのプリンタ２４と、車輪又はクローラなどで構成される駆動装置２５と、床面２上に映し出される映像を確認するための、カメラなどで構成される映像確認装置２６と、を有し、コンピュータ制御によって作動可能である。

図５に示すように、建造物は、床面２と、床面２よりも上方に位置する構造物３としての天井４と、を有する。天井４は、骨組５と鉄鋼製デッキ６で構成される。つまり、天井４の下面は磁性体で形成される。床７の構造は特に限定されず、例えば、骨組５と鉄鋼製デッキ６の上に打設されるコンクリート８で構成される。

図１～図２に示すように、浮揚機１は、浮揚体９、画像センサ１０、プロジェクタ１１、吸着機１２、制御装置１３、ボディ１４、長尺体１５、アンテナ１６及び操作装置１７を有する。浮揚体９、画像センサ１０、プロジェクタ１１、吸着機１２、制御装置１３、長尺体１５の一端及びアンテナ１６は、ボディ１４に保持される。長尺体１５の他端は操作装置１７に連なる。操作装置１７は電池などの電源を内蔵する。長尺体１５は、本実施形態では柔軟な電線であり、給電と通信を担う。

浮揚体９は、本実施形態では気球である。気球に入れる気体は空気よりも軽ければ特に限定されず、例えばヘリウムである。浮揚体９は、内部の気体により、常時浮揚機１を上昇させる浮力を生じさせる。浮揚体９として気球を用いることにより、突然の落下の虞を低減し安全な作業を可能にすることができる。

画像センサ１０は、床面２を撮影して表示２０を含む床面２の画像データを取得するカメラである。なお、画像センサ１０はカメラに限らず、例えば３Ｄスキャナで構成してもよい。

プロジェクタ１１は、制御装置１３によって指示された映像を床面２上に投射し、映し出すことができる。プロジェクタ１１の種類は特に限定されず、例えば、液晶プロジェクタ、ＣＲＴプロジェクタ、ＤＬＰプロジェクタなどであってよい。

吸着機１２は、浮揚体９を取り囲む４か所でボディ１４から上側に向けて延びる伸縮ロッド１２ａと、各々の伸縮ロッド１２ａの先端（上端）に連なる吸着体１２ｂとしての電磁石と、で構成される。伸縮ロッド１２ａは制御装置１３により、図示しない駆動機構を介して伸縮可能である。電磁石の電源オン／オフは制御装置１３によって制御される。

ボディ１４は、浮揚体９、画像センサ１０、プロジェクタ１１、吸着機１２、制御装置１３、長尺体１５の一端及びアンテナ１６を保持できる程度の剛性を有する。ボディ１４の形状と材質は特に限定されない。

制御装置１３はコンピュータで構成され、画像センサ１０、プロジェクタ１１及び吸着機１２に有線又は無線で接続される。また、制御装置１３は、長尺体１５（電線）を介して操作装置１７に接続され、作業者による操作装置１７への入力に応じて画像センサ１０、プロジェクタ１１及び吸着機１２を制御する。

操作装置１７は、入力操作を受ける図示しない操作部を有する。操作部の方式は特に限定されず、ボタン式、ダイヤル式、ジョイスティック式又はこれらの任意の組み合わせなどであってよい。

本実施形態では長尺部材としての電線を作業者が持って適宜牽引することで容易に、浮揚機１の高さや方向を変えたり、水平方向に移動させたりすることができるため、浮揚体９を移動するための操作は上記のような牽引操作に任せ、その他の、画像センサ１０、プロジェクタ１１及び吸着機１２のための入力操作を操作装置１７の操作部で行えばよい。したがって、操作部の構成を簡略化でき、また、熟練の操作技能を不要とすることができる。

制御装置１３はアンテナ１６に接続され、アンテナ１６を介して基地局１８と相互に無線通信可能である。基地局１８は、天井４を構成する骨組５に設置される。なお、基地局１８の設置場所はこれに限らず、他の構造物３に設置してもよい。また、建造物の屋外に設置された基地局１８を利用してもよい。基地局１８は、建造物の３Ｄモデルデータに管理情報などのデータを追加したＢＩＭ（Building Information Modeling）モデルと連携する情報処理システムに接続される。情報処理システムは、画像処理などを行うことができる。

アンテナ１６の形状は特に限定されず、例えば制御装置１３に内蔵する構成としてもよい。

本実施形態に係る建造物の施工方法は、墨出し作業において、床面２上に実際に表示２０を形成した後に、設置ステップ、取得ステップ、差異投射ステップ及び判断ステップをこの順に行う。なお、設置ステップを、床面２上に実際に表示２０を形成する前に行ってもよい。

設置ステップは、床面２よりも上方に位置する構造物３としての天井４に、浮揚状態の浮揚機１を長尺体１５を介した操作によって移動し、吸着体１２ｂを天井４に吸着させることによって浮揚機１を設置するステップである。

設置ステップではまず、作業者が操作装置１７と長尺体１５を持って移動し、長尺体１５を操作することで浮揚機１を天井４付近の適切な位置に移動する。その後、作業者が操作装置１７を介して電磁石を電源オンさせると、図３に示すように、電磁石の吸着力によって電磁石が天井４の下面に吸着する。

また電磁石が操作されると、制御装置１３は浮揚機１の位置及び向きを検知する。この検知手段は特に限定されず、例えば、浮揚機１にＧＰＳ受信機を設け、ＧＰＳ受信機によって浮揚機１の位置及び向きを基地局１８を介して検知する構成としてもよい。或いは、画像センサ１０で床面２や周囲の構造物３の画像を取得し、情報処理システムに送ることで浮揚機１の位置及び向きを算出する構成としてもよい。

制御装置１３は浮揚機１の位置及び向きを検知すると、図４に示すように、画像センサ１０とプロジェクタ１１が適切な高さになるように伸縮ロッド１２ａの長さを調節する。

取得ステップは、画像センサ１０により、墨出し作業によって床面２上に形成された表示２０の画像データを取得するステップである。画像センサ１０は、実際に床面２上に形成された表示２０を撮影し、その画像データを取得する。

差異投射ステップは、取得した画像データと目標とする床面２上の表示２０のデータとの比較により、目標に対する表示２０の差異が顕著である部分を検出し、図５に示すように、床面２上に形成すべき目標とする表示２０の映像を、プロジェクタ１１によって床面２に前記部分の形態（例えば色）を変えて投射するステップである。取得した画像データと目標とする床面２上の表示２０のデータとの比較は情報処理システムが行い、映像データを生成し、制御装置１３に送信する。目標に対する表示２０の差異が顕著であるかどうかの判定手法は特に限定されず、例えば、差異を所定のアルゴリズムに従って定量化した値が所定の閾値以上である場合に差異が顕著であると判定する手法を用いてよい。

判断ステップは、取得した画像データと目標とする床面２上の表示２０のデータとの比較結果に基づいて、床面２上に形成された表示２０の修正の要否を判断するステップである。本実施形態では判断ステップとして、映像確認ステップを行う。

映像確認ステップは、床面２に投射された映像に基づいて、床面２上に形成された表示２０の修正の要否をロボット２３又は作業者が判断するステップである。ロボット２３又は作業者は床面２上に映し出された映像における形態が異なる部分を確認するだけで、実際に形成された表示２０の修正の要否及びどのように修正すればよいかを判断することができる。ロボット２３又は作業者は上記判断に応じて適宜表示２０の修正作業を行い、墨出し作業を完了させる。

上記のように本実施形態では、牽引操作可能な長尺体１５を有する浮揚機１を用いることにより、熟練の操作技術を有さない一般的な作業者によって墨出し作業を行うことができる。また、天井４のある屋内で用いることにより、風による浮揚機１への影響を考慮する必要がないため、簡易な構成の浮揚機１で実施が可能である。また屋内での実施であることにより、届け出や飛行計画を簡素化することができる。

なお、本実施形態では吸着機１２は電磁石を有するが、吸着体１２ｂは電磁石に限らず、例えば永久磁石でもよい。吸着体１２ｂとして永久磁石を用いる場合、例えば、吸着機１２は、上下方向に延びる筒部材と、駆動装置２５によって筒部材内から上方に突出したり筒部材内に引き込まれたりすることができる永久磁石と、を有する構成としてもよい。また、吸着体１２ｂは磁石に限らず、真空装置によって構成してもよい。また、吸着機１２は伸縮ロッド１２ａを有する構成に限らない。

本実施形態では浮揚体９が気球で構成されるが、図７～図８に示す変形例のように、浮揚体９をプロペラで構成し、浮揚機１をプロペラの下方に緩衝部材１９を有する構成としてもよい。プロペラは、操作装置１７への入力により電源オンになっている状態では、常時浮揚機１を上昇させる浮力を生じさせる。干渉部材は例えばドーナツ状の弾性中空体からなり、ボディ１４としての機能を兼ねる。万が一プロペラの動作不良などにより浮揚機１が落下した場合の安全性を緩衝部材１９によって高めることができる。なお干渉部材を設けない構成としてもよい。

また、本変形例の浮揚機１は、長尺体１５として、内部に電線を有する棒体を有する。したがって、作業者は、操作装置１７と長尺体１５を持ち、長尺体１５を牽引操作したり押し出し操作したりすることで、長尺体１５を介して即時に浮揚機１を移動することができる。なお、本変形例でも長尺体１５として柔軟な電線を用いてもよい。また、前記の実施形態において長尺体１５として電線に代えて、内部に電線を有する棒体を用いてもよい。

本発明の第２実施形態に係る建造物の施工方法として、墨出し作業において、床面２上に実際に表示２０を形成する前に設置ステップと目標投射ステップを行うようにしてもよい。この場合、浮揚機１は画像カメラを有さない構成としてもよい。目標投射ステップは、墨出し作業によって床面２上に形成すべき目標とする表示２０の映像をプロジェクタ１１によって床面２上に投射するステップである。目標投射ステップでは情報処理システムが、目標とする表示２０の映像データを生成し、制御装置１３に送信する。ロボット２３又は作業者は、床面２上に映し出された映像に基づいて、床面２上に表示２０を実際に正確に形成することができる。

本発明は前述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

したがって、前述した第１実施形態に係る建造物の施工方法は、床面２よりも上方に位置する構造物３に、浮力を生じさせる浮揚体９と画像センサ１０と構造物３に着脱可能な吸着体１２ｂと長尺体１５とを有する浮揚機１を設置する設置ステップであって、浮揚状態の浮揚機１を長尺体１５を介した操作によって移動し、吸着体１２ｂを構造物３に吸着させることによって浮揚機１を設置するステップと、画像センサ１０により、墨出し作業によって床面２上に形成された表示２０の画像データを取得する取得ステップと、取得した画像データと目標とする床面２上の表示２０のデータとの比較結果に基づいて、床面２上に形成された表示２０の修正の要否を判断する判断ステップと、を有する方法である限り変更可能である。

また、前述した第２実施形態に係る建造物の施工方法は、床面２よりも上方に位置する構造物３に、浮力を生じさせる浮揚体９とプロジェクタ１１と構造物３に着脱可能な吸着体１２ｂと長尺体１５とを有する浮揚機１を設置する設置ステップであって、浮揚状態の浮揚機１を長尺体１５を介した操作によって移動し、吸着体１２ｂを構造物３に吸着させることによって浮揚機１を設置するステップと、墨出し作業によって床面２上に形成すべき目標とする表示２０の映像をプロジェクタ１１によって床面２上に投射する目標投射ステップと、を有する方法である限り変更可能である。

例えば、前述した第１実施形態の建造物の施工方法は、差異投射ステップに代えて例えば、取得した画像データと目標とする床面２上の表示２０のデータとの比較により、目標に対する表示２０の差異が顕著である部分を検出し、床面２上に形成すべき目標とする表示２０の映像を、タブレット、ノートパソコン、スマートフォンなどの携帯端末や、ゴーグルなどのウェラブル端末に前記部分の形態を変えて表示させる表示ステップを有してもよい。その場合、判断ステップは、端末に表示された映像に基づいて、床面２上に形成された表示２０の修正の要否を判断する端末映像確認ステップを有してもよい。また浮揚機１はプロジェクタ１１を有する構成に限らない。

また、前述した実施形態の建造物の施工方法において、浮揚機１に設ける吸着体１２ｂの数は４つに限らず適宜設定できる。吸着体１２ｂは天井４に限らず例えば、構造物３としての側壁に着脱可能に構成してもよい。前述した実施形態の建造物の施工方法は、建造物の屋内で墨出し作業を行う方法に限らない。

なお、前述した第１実施形態の建造物の施工方法は、上記構成において、取得した画像データと目標とする床面２上の表示２０のデータとの比較により、目標に対する表示２０の差異が顕著である部分を検出し、床面２上に形成すべき目標とする表示２０の映像を、浮揚機１が有するプロジェクタ１１によって床面２に前記部分の形態を変えて投射する差異投射ステップを有し、判断ステップが、床面２に投射された映像に基づいて、床面２上に形成された表示２０の修正の要否を判断する映像確認ステップを有する構造物３が天井４を構成する方法であるのが好ましい。

前述した実施形態の建造物の施工方法は、上記構成において、構造物３が天井４を構成する方法であるのが好ましい。

前述した実施形態の建造物の施工方法は、上記構成において、吸着体１２ｂが電磁石で構成され、構造物３が磁性体で構成される方法であるのが好ましい。

前述した実施形態の建造物の施工方法は、上記構成において、浮揚体９が気球で構成される方法であるのが好ましい。

前述した実施形態の建造物の施工方法は、上記構成において、浮揚体９がプロペラで構成され、浮揚機１がプロペラの下方に緩衝部材を有する方法であるのが好ましい。

１ 浮揚機
２ 床面
３ 構造物
４ 天井
５ 骨組
６ 鉄鋼製デッキ
７ 床
８ コンクリート
９ 浮揚体
１０ 画像センサ
１１ プロジェクタ
１２ 吸着機
１２ａ 伸縮ロッド
１２ｂ 吸着体
１３ 制御装置
１４ ボディ
１５ 長尺体
１６ アンテナ
１７ 操作装置
１８ 基地局
１９ 緩衝部材
２０ 表示
２１ 墨出し線
２１ａ 基準墨
２１ｂ 小墨
２２ 標章
２３ ロボット
２４ プリンタ
２５ 駆動装置
２６ 映像確認装置

Claims (7)

1. 床面よりも上方に位置する構造物に、浮力を生じさせる浮揚体と画像センサと前記構造物に着脱可能な吸着体と長尺体とを有する浮揚機を設置する設置ステップであって、浮揚状態の前記浮揚機を前記長尺体を介した操作によって移動し、前記吸着体を前記構造物に吸着させることによって前記浮揚機を設置するステップと、
   前記画像センサにより、墨出し作業によって前記床面上に形成された表示の画像データを取得する取得ステップと、
   取得した前記画像データと目標とする前記床面上の表示のデータとの比較結果に基づいて、前記床面上に形成された前記表示の修正の要否を判断する判断ステップと、を有する建造物の施工方法。
2. 取得した前記画像データと目標とする前記床面上の表示のデータとの比較により、目標に対する前記表示の差異が顕著である部分を検出し、前記床面上に形成すべき目標とする表示の映像を、前記浮揚機が有するプロジェクタによって前記床面に前記部分の形態を変えて投射する差異投射ステップを有し、
   前記判断ステップが、前記床面に投射された前記映像に基づいて、前記床面上に形成された前記表示の修正の要否を判断する映像確認ステップを有する、請求項１に記載の方法。
3. 床面よりも上方に位置する構造物に、浮力を生じさせる浮揚体とプロジェクタと前記構造物に着脱可能な吸着体と長尺体とを有する浮揚機を設置する設置ステップであって、浮揚状態の前記浮揚機を前記長尺体を介した操作によって移動し、前記吸着体を前記構造物に吸着させることによって前記浮揚機を設置するステップと、
   墨出し作業によって前記床面上に形成すべき目標とする表示の映像を前記プロジェクタによって前記床面上に投射する目標投射ステップと、を有する建造物の施工方法。
4. 前記構造物が天井を構成する、請求項１～３の何れか１項に記載の方法。
5. 前記吸着体が電磁石で構成され、前記構造物が磁性体で構成される、請求項１～４の何れか１項に記載の方法。
6. 前記浮揚体が気球で構成される、請求項１～５の何れか１項に記載の方法。
7. 前記浮揚体がプロペラで構成され、前記浮揚機が前記プロペラの下方に緩衝部材を有する、請求項１～５の何れか１項に記載の方法。