【解決手段】移動手段(ワイヤW)によって、検査対象となる検査面Pの近傍に検査装置1を移動させるとともに、検査装置1に設けられた検知装置20の検知部を検査面Pと対向させた状態で推進装置10を作動させて、検査装置1を検査面Pに押しつける方向の推進力を発生させ、推進装置10に、検査装置1が検査面Pに押しつけられた状態を維持しかつ検知装置20の検知部を検査面Pと接触させることで生ずる反力に対抗できる推進力を発生させている状態で、検知装置20の検知部を検査面Pに接触させて検査面に関するデータを採取する。
検知部を検査面に接触させることにより検査面に関するデータを採取可能な検知装置、及び遠隔操作可能な推進装置を備えた検査装置を用いて、構造物の表面であって重力の影響により検査装置の設置位置を維持することが困難な検査面の検査を行う構造物の検査方法であって、
検査装置を移動させることができる移動手段によって、検査装置を検査対象となる構造物の検査箇所まで移動し、検査箇所の検査面に検知装置の検知部を対向させた状態で推進装置を作動させて、検査装置を検査面に押しつける方向の推進力を発生させ、
推進装置によって、検査装置が検査面に押しつけられた状態を維持しかつ検知装置の検知部を検査面と接触させることで生ずる反力に対抗できる推進力を発生させている状態で、検知装置の検知部を検査面に接触させて検査面に関するデータを採取することを特徴とする構造物の検査方法。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、ダムや橋梁、高層ビルのような大型の構造物において、人が容易に近づけない箇所の表面を検査する場合には、上述したような検査機器を用いた検査を行うためには、足場を組んで人が検査対象に近づけるようにしなければならず、多大な費用や時間を要していた。また、無人飛行体を用いた空撮であっても、入手できる情報は限られているので、より詳細な情報を取得するためには、人が現場に行って検査する必要があった。
そこで、本願発明は、人が容易に近づけない箇所の検査を、容易かつ効率的に行うことができる構造物の検査方法及び構造物の検査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】
【0005】
本願の第1の発明は、検知部(押圧センサ21、ハンマー24)を検査面Pに接触させることにより検査面Pに関するデータを採取可能な検知装置20、及び遠隔操作可能な推進装置10を備えた検査装置1を用いて、構造物Cの表面であって重力の影響により検査装置の設置位置を維持することが困難な検査面Pの検査を行う構造物Cの検査方法であって、検査装置1を移動させることができる移動手段(ワイヤW)によって、検査装置1を検査対象となる構造物Cの検査箇所まで移動させ(例えばワイヤWで検査箇所まで吊り下げる)、検査箇所の検査面Pに検知装置20の検知部を対向させた状態で推進装置10を作動させて、検査装置1を検査面Pに押しつける方向の推進力を発生させ、推進装置10に、検査装置1が検査面Pに押しつけられた状態を維持しかつ検知装置20の検知部を検査面Pと接触させることで生ずる反力に対抗できる推進力を発生させている状態で、検知装置20の検知部を検査面Pに接触させて検査面Pに関するデータを採取することを特徴とする。
【0006】
本発明は、例えば構造物の壁面や天井面の検査を行う場合に適した構造物の検査方法である。
本発明によれば、人の手が届かない構造物の高い場所や深い場所、あるいは人が作業するのが困難な急斜面等であっても、検査装置1を移動手段により検査箇所まで移動させることさえできれば、足場等を組み立てることなく、(検査面P)の検査を行うことができる。また、推進装置10は、検査装置1を検査面Pに押しつけたまま、検知部が検査面Pを接触(押圧又は打撃)することにより生ずる反力に対抗できる推進力を発生可能であるので、検知部が検査面Pを押圧又は打撃した反動で検査装置1が検査面Pから離れてしまうことがなく、正確なデータを採取できる。なお、採取したデータは所定の記憶部に記憶しておくか無線により伝送し、解析装置によって検査面Pの状態を判定することができる。
【0007】
また、本願の第2の発明は、構造物Cの検査装置1であって、検知部を検査面Pに接触させることにより検査面Pに関するデータを採取可能な検知装置20と、遠隔操作可能な推進装置10と、を備え、推進装置10は、検知装置20の検知部を検査面Pに対向させた状態で検査装置1を検査面Pに押しつける方向の推進力を発生させることができるとともに、検査装置1が検査面Pに押しつけられた状態を維持しかつ検知部が検査面Pと接触することで生ずる反力に対抗できる推進力を発生させることができるように形成されていることを特徴とする。
【0008】
本発明によれば、検査装置1を所定の移動手段を用いて構造物の検査箇所まで移動させ、推進装置10によって検査装置1を検査面Pに押しつけている状態で検知装置20の検知部を検知面Pに接触させてデータを採取することにより、構造物の壁面又は天井面の検査を行うことができる。
【発明の効果】
【0009】
本発明は、以上のように形成されているので、人が容易に近づけない箇所の検査を、容易かつ効率的に行うことができる構造物の検査方法及び構造物の検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の好適な実施の形態を、図面に基づき説明する。
(検査装置1)
本実施の形態に係る検査装置1は、
図1及び
図2に示すように、プロペラ12の回転により推進力を発生させる推進装置10と、押圧センサ21を備えた検知装置20と、推進装置10及び検知装置20を支持する支持体30と、支持体30に固定される撮影装置40と、検査装置1を遠隔操作するための送信機50とから構成されている。
【0012】
支持体30は、
図1及び
図2に示すように、開口部を有する箱状に形成されており、開口部に対向する表面板31と、表面板31の四辺を囲む4つの側面板32を有している。また、
図2に示すように、表面板31の外側には推進装置10が固定され、支持体30の内部には、検知装置20及び撮影装置40が配置されている。検知装置20は、表面板31の内側に設けられた支持枠33を介して支持体30の内部に配置され、撮影装置40は、側面板32のうちの1の側面板32Aの内側に固定されている。
以下、本明細書において、検査装置1及び検査装置1に取り付けられた各部材の上下左右、前後(正面背面)の方向は、側面板32Aを上側にして支持体30の表面板31側を正面視したときの各方向を示すものとする。
【0013】
推進装置10は、
図1に示すように、4基のプロペラ12と、各プロペラ12をそれぞれ回転させるための4基の駆動モータ11と、各駆動モータ11を駆動させて推進装置10の作動を制御するための推進制御部13と、4基の駆動モータ11及び推進制御部13を一体化するためのフレーム14とから構成されている。
駆動モータ11はDCモータであって、プロペラ12は駆動モータ11の駆動軸に固定されている。
推進制御部13には、図示していないが、送信機50から送信される信号を受信する受信部と、受信部が受信した信号を、駆動モータ11を駆動させるための信号に変換する変換部と、変換部及び駆動モータ11に電力を供給するバッテリとが収納されている。なお、変換部は各駆動モータ11ごとに設けられている。
【0014】
検知装置20は、
図2に示すように、支持体30の支持枠33に前後方向に摺動自在に支持された押圧センサ21と、押圧センサ21を前後方向に移動させるための押圧装置22と、押圧センサ21の検知信号を処理するための検知制御部23とを備えている。
押圧センサ21は、検査対象となる構造物の表面である検査面P(
図4参照)を押圧するための複数の出没突起21Aを備え、この出没突起21Aの移動(没入深さ)を検知する検知部(図示せず)が設けられている。押圧センサ21は、出没突起21Aを背面側にして、支持体30の開口部の略中心に位置するよう配置される。
また、押圧センサ21は、初期状態(押圧装置22の非作動状態)において、出没突起21Aの先端が支持体30の背面側の端部30aから突出しない位置となるように配置される。そして、押圧装置22は、
図2に二点鎖線で示すように、出没突起21Aが支持体30の端部30aよりも背面側に突出する位置となるまで、押圧センサ21を押し出すことができるようになっている。
【0015】
押圧装置22は、表面板31の内側に固定された、押圧センサ21を後方に押し出すとともに押し出した押圧センサ21を元の位置に戻すための装置である。押圧装置22は、図示していないが、押圧センサ21を前後方向に移動させるための駆動部と、送信機50から送信される信号を受信する受信部と、受信部が受信した信号を駆動部を駆動させるための信号に変換する変換部と、駆動部及び変換部に電力を供給するバッテリとを備えている。駆動部には、モータやソレノイドを用いてもよいし、流体圧又は空気圧ダンパーを用いてもよい。
【0016】
検知制御部23は、図示していないが、押圧センサ21の検知部からの検知信号に基づき、出没突起21aによって押圧された検査面Pの反発力を測定して測定データを生成するデータ生成部と、生成した測定データを記憶(保存)するデータ記憶部(メモリーカード等)とを備えている。データ記憶部に記憶されたデータ(採取されたデータ)を解析装置(パソコン等)で読み出して解析することにより、検査面Pの強度を推定することができる。
なお、測定データを無線により解析装置に伝送するようにしてもよい。
【0017】
撮影装置40は、レンズが背面側を向くように、支持体30の側板32Aの下面に固定されている。また、支持体30には、送信機50から送信される信号を受信する受信部、画像伝送装置、撮影用のバッテリ等を備えた撮影制御部45が設けられており、撮影装置40により撮影される映像は、無線により図示しない画像表示装置に伝送されるようになっている。そして、画像表示装置のモニタにおいてリアルタイム画像を見ることが可能である。すなわち、撮影装置40によって検査面Pの状況を映像で確認しながら、送信機50を操作して推進装置10の駆動モータ11や検知装置20の押圧装置22を作動させることができるようになっている。
【0018】
送信機50には、推進装置10、検知装置20及び撮影装置40に所定の信号を出力するための送信部51と、送信部51から信号を出力するために操作する操作部52とが設けられている。操作部52としては、推進装置10の駆動モータ11を駆動させる信号を出力させるための推進操作部52Aと、検知装置20の押圧装置22を作動させる信号を出力させるための押圧操作部52Bと、撮影装置40による撮影を行う信号を出力させるための撮影操作部52Cとが少なくとも設けられている。
推進操作部52Aは、例えば棒状のスイッチの傾け度合いに応じて信号が出力されるようになっているものである。推進操作部51の操作に基づき送信機50から出力された信号は、推進制御部23を介して各駆動モータ11に送信され、各駆動モータ11の回転数や回転方向を変化させて、プロペラ12の回転速度や回転方向を変化させることができるようになっている。
【0019】
押圧操作部52Bは、例えばボタンスイッチを押下することにより押圧装置22を作動させ又は作動停止させるための信号が出力されるようになっているものである。押圧操作部52Bの操作に基づき送信機50から出力された信号は押圧装置22の受信部が受信し、変換部により変換されて駆動部に送信され、押圧センサ21を突出位置(
図2の二点鎖線)に移動させたり、元の位置に戻したりすることができるようになっている。
撮影操作部52Cは、例えばボタンスイッチを押下することにより撮影装置40の撮影を開始させ又は撮影を停止させるための信号が出力されるようになっているものである。撮影操作部52Cの操作に基づき送信機50から出力された信号は、撮影制御部45に内蔵された受信部が受信し、撮影を開始させたり撮影を中止させたりすることができるようになっている。なお、撮影操作部52Cの操作によって、撮影装置40のレンズの向きを変更できるように形成してもよい。
【0020】
(検査装置1を用いた構造物の検査方法)
次に、上記構成を有する検査装置1を用いて、構造物の強度や劣化度等を検査する手法について、
図3に基づき説明する。
本実施の形態では、構造物Cは、コンクリート製のダムや高層ビル等のコンクリート構造物であり、検査対象となる検査面Pは、
図3に示すように、上方に向かうほど外側に張り出す構造となっている。すなわち、傾斜角が90度以上に形成された部分を検査する場合の例を示している。もちろん、検査装置1は、かかる場合のみならず、構造物Cの検査面Pがほぼ垂直である場合や、傾斜角が90度未満である場合でも使用可能である。
【0021】
まず、支持体30に、検査装置1を検査対象の近傍まで移動させるための移動手段としてのワイヤWを固定するとともに、構造物Cの上部から検査装置1を吊り下げ、ウインチ等を用いて検査装置1を検査面Pに添って下降させる(
図3(A)参照)。この際、検査装置1の向きは、検査装置1の背面側の開口部が検査面Pと対向させている。なお、構造物Cの上部とは、例えばダムの天端やビルの屋上などであり、人が作業したり機材を配置するスペースがある場所であれば、構造物Cの最上部には限られない。
【0022】
次に、検査装置1を所望の位置まで下降させたら、送信機50の推進操作部52A(
図1参照)を操作して、推進装置10のプロペラ12を回転させる。この際、プロペラ12の回転方向は、検査装置1が検査面Pの方向に推進力を受けることとなる方向、すなわち、検査装置1を検査面Pに押しつけることとなる方向に設定する。これにより、プロペラ12の回転によって検査装置1は検査面Pに近づいていく。なお、検査すべき検査面Pの点検箇所は、空撮や目視によりあらかじめ目星をつけておく。また、撮影装置40によって点検箇所を確認しながら検査装置1の上下左右方向の位置を調整してもよい。
【0023】
そして、検査装置1の支持体30の背面(支持体30の端部30a)が検査面Pに当接したら(
図3(B)参照)、支持体30が検査面Pとの密着状態を保つように、すなわち、検査装置1が検査面Pに押しつけられた状態を維持するように、プロペラ12の回転数(推進装置10の推進力)を保持する。例えば、ワイヤWによる支持(吊り下げ力)が無くても、検査装置1が落下したり横方向に移動したり検査面Pから離れたりしないような推進力を付与するようにしてもよい。
【0024】
検査装置1の支持体30の背面が検査面Pに密着している状態で、送信機50の押圧操作部52Bを操作して押圧装置22を作動させ、押圧センサ21を後方(検査面P側)に移動させる。押圧センサ21の出没突起21Aが検査面Pに当接すると、押圧センサ21及び検査装置1は反力をうけるが、プロペラ12の回転数を、この反力に対抗できるのに必要十分な推進力が得られる程度に設定しておくことにより、支持体30と検査面Pとの密着状態を保ったまま、出没突起21Aが検知データを得るのに好適な没入位置に移動するまで、押圧センサ21を押し出すことができる。支持体30と検査面Pとの密着状態を保つことにより、出没突起21Aの反発力を検査装置1が全体で受け止めるので、出没突起21Aの没入位置をキープでき、正確なデータを得ることができる。
【0025】
十分なデータが得られた場合には、押圧センサ21を元の位置に戻し、プロペラ12の回転数を落とすことにより推進力を減衰させ、検査装置1を検査面Pから離れさせることができる。その後、ワイヤWを操作して、検査装置1の水平方向の位置や上下方向の位置を移動させ、別の箇所を検査したり、ワイヤWを巻き上げて検査を終了したりする。
【0026】
なお、本実施の形態では、検査装置1を検査面Pに密着させてから押圧装置22で押圧センサ21を押し出すようにしているが、押圧センサ21の出没突起21Aが支持体30の背面から適宜突出するように位置に押圧センサ21を固定し、推進装置10の推進力によって出没突起21Aを検査面Pに押しつける構成としてもよい。このように形成した場合には、押圧装置22を設ける必要が無いという利点がある。ただし、検査面Pに凸凹がある場合など、検査装置1を検査面Pに近づけるときに出没突起21Aが検査面Pに衝突し、押圧センサ21が破損したり、正確なデータを得られないおそれもあるので、上記したように、検査装置1を検査面Pに密着させてから押圧センサ21を押し出すように形成するのが好ましい。
【0027】
ここで、検知装置20の他の例を、
図4に示す。
図4に示した例では、押圧センサ21の代わりにハンマー24を設け、押圧装置22の代わりに揺動装置25を設けてある。ハンマー24は、検査面Pを打撃したときの表面変形と反発力を測定するための検知部を有しており、検知制御部23の検知部の測定データに基づいて、コンクリートの圧縮強度や表面の劣化度等を検出可能になっている。揺動装置25は、支持体30に設けられた台座部34に固定されており、ハンマー24の軸部を固定してある。揺動装置25は、例えばソレノイドの作動によって、ハンマー24を前後方向に揺動させることができるようになっている。ハンマー24は、常態(揺動装置25の非作動状態)において、
図4に実線で示すように、軸部が正面側に傾き、頭部の先端(打撃面)が支持体30の端部30aよりも内側に位置している。そして、揺動装置25を作動させると、
図4に二点鎖線で示すように、軸部が垂直になり、頭部の先端が支持体30の端部30aとほぼ面一となる位置に移動する。
【0028】
このように形成した場合には、検査装置1の背面を検査面Pに密着させた状態で揺動装置25を作動させることにより、ハンマー24の頭部で検査面Pを打撃することができる。そして、推進装置10によってハンマー24の打撃により検知装置1が受ける反力を上回る推進力を発生させることにより、検査装置1と検査面Pとの密着状態を保たせることができ、ハンマー24の打撃による正確な測定データを取得可能となる。
【0029】
ところで、本実施の形態における検査装置1は、構造物Cの壁面のみならず、天井面(例えば、橋梁の床板の下面、トンネルや倉庫の天井)の検査をすることも可能である。すなわち、
図5に示すように、検査装置1の背面を上側にしてプロペラ12を回転させることにより検査装置1を自力飛行させ、支持体30の背面を構造物C’の検査面P’に当接させる。すなわち、推進装置10を、検査装置1を検査対象へと移動させる移動手段として機能させる。そして、推進装置10の推進力が、支持体30の背面が構造物C’の検査面P’と密着した状態を保ち、かつ検知装置20の検知部(押圧センサ21やハンマー24)が検査面P’に接触することにより生じる反力を上回るように設定し、上記と同様に検査面P’の検査を行うことができる。
【0030】
(まとめ)
以上のように、本実施の形態によれば、構造物において人が容易に近づくことのできない場所について、目視や空撮よりも詳細な計測データを得ることができる。また、検査対象に近づくために足場を組んだりする必要がなく、検知装置20を用いてデータを採取しているので検査結果が人によって異なることもなく、簡易かつ確実に検査を行うことができる。そして、検査装置1を用いて行った検査結果を基に、人の手によるより詳細な検査を行ったり、修繕作業を行ったりすることができる。すなわち、本実施の形態の検査装置1は、目視や空撮などの非接触検査と、人が確認しながら行う接触検査の中間のデータを提供することができ、修繕箇所や修繕方法の決定を効率的に行うことができる。
【0031】
なお、上記した実施の形態において、検査面Pと当接する支持体30の端部30aに、ゴムやスポンジなどの干渉部材を設けてもよい。
また、推進装置10は、推進力を発生させるものであれば、プロペラと駆動モータを用いたものに限られない。例えば内燃機関を用いたエンジン(ジェットエンジン)を用いてもよい。
【0032】
また、検知装置20は、検査対象の表面に接触して測定データを得られるものであれば、押圧や打撃によるものに限られない。例えば、検査対象の表面を転動させて、その転打音をマイクで拾って録音(若しくは無線で伝送)する検査装置を設けてもよい。この場合、検査装置の転動部分が検査面との当接を保って転動できる程度の推進力を検査装置1に与えつつ、検査装置1を水平方向又は垂直方向に移動させることにより、広い範囲の検査面を調査することができる。検査装置1は、ワイヤWによって移動させてもよいし、検査装置1に、水平方向や垂直方向に移動させるための推進装置を設けてもよい。
【0033】
さらに、本発明に係る検査装置1は、構造物Cの壁面や天井面だけでなく、構造物Cの天面(屋根)の検査に用いてもよい。例えば、汚染等により人が容易に近づけない建造物の屋上に、ヘリコプター等から検査装置1をワイヤで吊り下げ、検査を行うこともできる。
また、本発明に係る検査方法の検査対象はコンクリート構造物に限られず、煉瓦や石積みの構造物の検査に用いてもよい。
また、推進装置10は、遠隔操作可能なものであれば、無線によるものに限られない。
【0034】
本発明は、上述した内容に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲における変形及び改良なども含むものである。また、本発明は、矛盾を生じない範囲で、上述した実施の形態及び変形例に記載されている事項を適宜組み合わせ、あるいは組み替えてもよいものである。