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A⁴颁厂贰尝のダム堤体での施工イメージ

システムの概要

人工筋肉ロボット（础-厂础惭）は、搭载型の远隔操縦ロボットで、重机の机种やメーカーに限定されることなく、运転席に搭载することで远隔操縦を実现できます。人工筋肉とは、エアチューブに入れるエア圧力を制御し、エアチューブ膨张时の収缩を利用した机构です。

従来の伐採工事は、チェーンソーを使った手作业が主体でしたが、近年は机械化施工が进んでいます。伐採用アタッチメント（フェラーバンチャ）は、伐採工事で使う复数の作业を可能にするアタッチメントで、立木の伐倒、抜根、木材の移动、掘削、転圧の5つの机能を有しています。

伐採用アタッチメント（フェラーバンチャ）

フェラーバンチャはベースマシンとなる油圧ショベルのバケット部に装着するアタッチメントですが、伐採する木材をつかむ?切る?切ったまま把持?移动?集积まで、伐採工事で行う复数の作业を1台で行うことができ、作业の大幅な効率化が図れるとともに、オペレータの被ばく量を大幅に低减することができます。

4ブームフルオートコンピュータジャンボ导入による効果

4つのブームを1名の専任オペレータで

従来は1ブームあたり1名の作业员が必要でしたが、フルオートジャンボは4つのブームを1名のオペレータで操作することができます。これまでは坑夫と呼ばれるトンネル作业员がせん孔时にはブーム操作を行っていましたが、専任のオペレータ1名が4つのブーム操作を行うため、他の作业员は次の作业の段取りなど、别な仕事を行うことができ、省力化と効率化が図れます。

せん孔に要する时间が従来の半分に

本机はこれまでのジャンボに比べ、ドリフタ（せん孔装置）の性能が向上し、纯せん孔速度が最大で2倍となっていることと、せん孔位置への自动诱导机能により、位置合わせ时间が大幅に短缩できるため、せん孔时间が従来の半分以下になることを确认しました。

余掘りを40%低减

コンピュータの自动制御により、せん孔パターン通りの角度や长さで正确なせん孔を行うため、余堀りを40%低减できることを确认しました。

新桂沢ダムでは、4台のクローラクレーンにて複数ブロックを同時に昼夜打設し、コンクリートの運搬先が多岐にわたること等から、人為的ミスによるコンクリートの誤運搬が引き起こす打設遅延対策や打設間違いのリスク回避策が求められました。そこで、コンクリートの注文、製造、運搬、打設までの一連の管理をIoT、ICTを利用して「見える化」することによって、打設当番やコンクリート運搬車両の運転手、クレーンオペレータ、バッチャープラントオペレータ、JV職員が、いつでもどこでもコンクリートの注文、製造、運搬、打設状況を把握し確認できる「コンクリート注文?製造?管理の自动化システム」を開発、導入しました。その結果、今までにない管理形態と見える化によって誤運搬、打設間違いのリスクを回避でき、効率よく無駄のないコンクリート打設を行うことが可能となりました。

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特长?メリットココがポイント

コンクリートの製造?运搬状况を正确に把握

复数の打设场に配置された打设当番がタブレット端末を用いて注文したコンクリート情报は、打设箇所に纽付けされた累计バッチ番号、配合、数量を表示したアイコンとなって计量→製造→积込→运搬→打设のそれぞれの状况においてデジタルデータ化されクラウドサーバーを利用して「见える化」し情报共有されます。

复数の打设场所からのコンクリートの注文や製造、运搬状况を一元管理し、リアルタイムで把握できるため、确认作业が大幅に减り生产性が飞跃的に向上します。

コンクリート打设业务の合理化?生产性の向上

従来、打设当番は无线や携帯电话によりコンクリートの注文を行ったり运搬状况を确认していましたが、本システムの导入により、コンクリートの注文?取消し?変更といった注文管理、製造有无や运搬状况、到着予定时刻等の确认に要していた时间が大幅に削减され、打设当番は打设作业により集中できます。さらに、注文したコンクリートの到着予定时刻を精度よく把握できるため、段取り替え、打设位置変更、配合変更などがより计画的に行えるようになりました。さらに打设记録もタブレット端末を用いて入力（プルダウンで定型コメント选択や自由コメント入力）できるようペーパーレス化机能を备えたことで、生产性が大きく向上しました。

クラウドサーバーを活用した打设进捗管理

打设当番がタブレット端末を用いて入力した打设开始日时、打设に使用するクレーン、打设ブロック番号、打设标高、打设计画数量、打设当番氏名や注文したコンクリートの配合、数量、製造时间、运搬开始时间、打设完了时间および品质试験室で実施した试験结果などは全てクラウドサーバーでデータを共有化しています。また、これらのデータを加工、自动计算、グラフ化した打设进捗等の结果や试験室の検査データも、いつでもどこでも闯痴职员や打设当番が确认することができます。

「自动スライド型枠」は、ダム等の大型構造物において、油圧ジャッキによるセルフクライミング装置と、電動モータを動力とした鋼製型枠の自動脱枠?水平移動機構を組み合わせ、一連の型枠スライド作業をクレーン作業なしで全自動化するものです。これまで、幅60ｍ（ダム堤体４BL分（1BL：幅15ｍ））の型枠を自動で一括スライドさせることに成功し、従来工法に比べて、作業時間を約半分に短縮することができ、作業人員も大幅に削減できました。

自动スライド型枠では、全ての電動モータ及び油圧ジャッキを同時に制御することにより、幅60ｍの鋼製型枠が一体となって作動し、型枠スライドに必要な一連の作業（脱枠、水平移動、スライド、セット）を全て自動で行うことができます。

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幅60尘の型枠を自动で一括スライド

山岳トンネルの覆工コンクリートは、トンネルの长期安定性の确保などを目的に构筑される、最终仕上がり面です。そのため、覆工コンクリートの不具合による剥离?剥落は、供用后の第叁者灾害に直结することから、确実に品质を确保しなければならない重要な构造物となります。しかし、従来、覆工コンクリートの施工は、狭隘な型枠内に技能者が穷屈な姿势で身を乗り出しながら缔固めを行う等、负担の大きい人力作业が多く、品质は技能者の技量に依存しており、未充填などの品质不良を生じる可能性がありました。

その他にも、现场で流动化させる覆工用中流动コンクリートを用いた全自动打设も可能であり、あらゆる断面、中流动コンクリートまたは高流动コンクリート、さらにそれぞれのプラント製造型、现场流动化型が选択可能となり、多様なニーズに対応することができます。

本システムの特长と主要構成機器

• 撒出し时の丁张り及びトンボなどの测量作业は不要です。
• 重机位置がリアルタイムに表示されるので、施工エリアへの诱导が容易に行えます。
• 作业速度の効率化と仕上がり精度の向上が図れます。
• 斜面、曲线部などの复雑な施工にも対応可能です。

本システムの特长と主要構成機器

• 设计データとバケット刃先の现在位置を常时确认できるので、丁张がなくても法面の施工を容易に行えます。
• 重机位置がリアルタイムに表示されるので、施工エリアへの诱导が容易に行えます。

施工の合理化が求められる台形颁厂骋ダムの施工においては、汎用重机により大量高速施工する内部の颁厂骋打设に対し、外部の上下流面保护コンクリート构筑が高速化のネックとなっていました。このため成瀬ダムでは上下流面の保护コンクリートを置き型枠による阶段形状とする设计が採用されました。

本システムは、上下流面の阶段形状を横移动可能なリフターを用いて、置き型枠を下段から打设面へ自动で引き上げて设置する「置き型枠自动スライドリフタ」及び、同机构を用いて保护コンクリート打设时に型枠の滑动?転倒を防ぐ「おもり台车」、止水板を引き上げる「止水板台车」から构成されています。

本システムにより、堤体打设面上にクレーンを设置することなく、颁厂骋ダムの高速施工を実现するとともに、自动化により安全性も向上します。

令和3年度ダム工学会　技术开発赏
令和3年度建设施工と建设机械シンポジウム　优秀论文赏
令和4年度日本建设机械施工大赏　最优秀赏
特许登録済

置き型枠自动スライドシステム

本システムの概要

置き型枠をガイドレールとして使用

本システムは置き型枠として用いる贬形钢をガイドレールとして阶段状の上下流面を横移动する机构を备えた台车を基本构造としています。台车は下段车轮を保护コンクリート水平面に载せ、上段车轮は贬型钢のフランジをガイドレールとし走行します。直线だけでなく曲线形状にも追従して走行が可能です。

置き型枠スライド作业を自动化

「置き型枠自动スライドリフタ」は颁厂骋のリフト高さ0.75尘に合わせて贬形钢（贬400）を2段重ねた置き型枠（贬=0.8尘、尝=5尘）を、既打设の最下段から吊り上げて设置するものです。设置完了后、次の箇所に5尘横移动し同様の作业を行います。これら一连の作业をリモコンからの指示により自动的に行うことができます。

置き型枠自动スライド手顺

特长?メリットココがポイント

堤体打设面上のクレーンが不要

• 本システムを採用することにより、堤体打设面上に置き型枠扬重用のクレーンを配置することなく脱型～设置までの一连の作业を実施することができ、颁厂骋打设作业との干渉を无くすことが可能となります。

堤体打设面上の作业状况比较

自动化による高速化?省人化及び安全性向上

• 置き型枠の脱型～设置、横移动までの一连の作业を自动で行うことで、クレーンを使用した従来工法では1ブロック（15尘）当たり150分かかっていた作业を30分に缩减できます。
• リモコンから作业指示を本システムに与えるだけで一连の作业を行うことが可能となり、クレーンのオペレータを含め5名で行っていた作业を1名にまで削减できます。
• 作业员が最下段の置き型枠で行っていた玉掛け作业を、自动玉掛け机能により自动で行えるため、作业员が堤体外に出て行う高所作业が无くなります。

2011年の大雨による土砂灾害復旧工事である赤谷3号砂防堰堤工事は、崩落斜面直下での作业となるため、6月～10月の出水期には人が立ち入れず、无人化施工が前提条件になります。従来の无人化施工はカメラモニタを见ながらの远隔操作になるため、カメラの死角などによる作业効率の低下やオペレータの疲労による误操作のリスクがありました。

そこで、自动化、ロボット化の効果が高い繰り返し作业であるプレキャストブロックの据付を自动化しました。汎用重机にカメラや人工筋肉ロボットを搭载し、ブロックの位置测量には础搁マーカによる础搁测量を适用しました。

本システムにより、远隔操作による无人化施工と比较して20％以上の生产性向上を図り、オペレータの疲労を大幅に低减しました。また、骋狈厂厂受信圏外でも自动化施工を実施することができます。

システムの概要

本システムは高価な自动化専用の建设机械ではなく、汎用バックホウに各种センサ等を装备することにより、精度よく重机姿势を算出します。

キャビン上部に搭载したカメラを用いてプレキャストブロックに贴り付けた础搁マーカを画像认识し、础搁测量によって动作の目标座标とブロック面の角度を瞬时に算出します。これらの情报を元に独自开発した自动运転システムにより、ブロック面の角度を含めた自动运転指示データを作成します。この自动运転指示データに従って汎用バックホウの运転席に设置した人工筋肉ロボットを自动制御します。

これらの技术によって误差10尘尘以下の高い精度で、プレキャストブロック据付の自动化を実现しました。

自动运転フロー

最适発破设计の现场运用フロー

ロックボルト工の一连作业を自动化!!

本机は、古河ロックドリル社製の従来の2ブームロックボルト施工机に、センサやプログラム、インターフェース（情报や信号のやり取りによる制御）を追加して改良を行い、さらに「穿孔位置の自动位置合わせシステム」と「自动ロックボルト打设装置」を新规搭载したものです。これにより、これまで手动で切り替え操作を行っていた、①穿孔位置への诱导、②穿孔、③モルタル注入、④ボルト挿入までの一连作业をボタン1つで自动施工することができます。

自动ロックボルト打设装置の仕組み

吹付けの自动化と建込みの远隔化によりオペレータ1名での作业を実现！

エレクタ付き2ノズル自动吹付け机は、「自动吹付けシステム」と「建込みガイダンスシステム」で構成されます。

自动吹付けシステム

吹付け前のスキャニングによる切羽形状の测定结果をもとに、平滑な仕上がり面を确保するための最适な吹付けパターンを决定する吹付け计画と、机械が计画通りに作业を行うための制御プログラムから构成されます。これらにより、オペレータ1名による高精度で平滑な吹付け仕上りを実现し、さらに2ノズル化することで作业时间の短缩も可能となり、生产性が飞跃的に向上しました。

建込みガイダンスシステム

建込み目标位置までのエレクタ移动量を计算し、その计算値に合わせてエレクタを远隔操作することで、所定位置への支保工建込みが可能なシステムです。また、天端継手缔结用のワンタッチジョイントと固定用アンカーを使用することで、オペレータ1名での远隔建込みを可能としました。