特開 2024-104576 法面緑化システム、法面緑化方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024104576

(43)【公開日】2024-08-05

(54)【発明の名称】法面緑化システム、法面緑化方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 17/20 20060101AFI20240729BHJP

【ＦＩ】

E02D17/20 104B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023008871

(22)【出願日】2023-01-24

(71)【出願人】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】中島 拓巳

(72)【発明者】

【氏名】石井 健嗣

(72)【発明者】

【氏名】森 嘉一

(72)【発明者】

【氏名】劉 偉晨

【テーマコード（参考）】

2D044

【Ｆターム（参考）】

2D044DC04

(57)【要約】

【課題】法面緑化工を合理化し、品質向上も期待できる法面緑化システム等を提供する。
【解決手段】法面緑化システム１は、法面２の緑化を行うための緑化材７をホース６の先端から法面２に吹き付けて積層するものである。法面緑化システム１は、ホース６の先端を取り付けたロボットアーム４と、法面２に設置され、ロボットアーム４の位置を移動させる移動部３４、３５を有する支持架台３と、制御装置５と、を有する。制御装置５は、法面２に緑化材７の吹付けを行う際、法面２に緑化材７を積層した後の状態の３Ｄモデルに基づき定められた移動経路に沿って、移動部３４、３５によりロボットアーム４の位置を移動させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

法面の緑化を行うための緑化材を前記法面に積層する法面緑化システムであって、
前記緑化材を搬送するホースの先端を取り付けた取付装置と、
前記法面に設置され、前記取付装置の位置を移動させる移動部を有する支持架台と、
制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、前記法面に前記緑化材の積層を行う際、前記法面に前記緑化材を積層した後の状態を示す３Ｄモデルに基づき定められた移動経路に沿って、前記移動部により前記取付装置の位置を移動させることを特徴とする法面緑化システム。

【請求項2】

前記取付装置に取り付けた前記ホースの先端から、前記法面に前記緑化材を吹き付けることを特徴とする請求項１記載の法面緑化システム。

【請求項3】

前記支持架台は、
前記緑化材の積層領域の幅方向の両端部において、法肩と法先に設けられた柱部と、
法肩と法先のそれぞれにおいて、前記柱部の間に架け渡された梁部と、
法肩の前記梁部と法先の前記梁部との間に架け渡されたレールと、
を有し、
前記移動部は、
前記レールに沿って前記取付装置を移動させる第１の移動部と、
前記梁部に沿って前記レールを移動させる第２の移動部と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の法面緑化システム。

【請求項4】

前記支持架台は、
法肩と法先に設けられた柱部と、
前記柱部の間に架け渡されたレールと、
を有するフレームであり、
前記移動部は、
前記レールに沿って前記取付装置を移動させる第１の移動部と、
前記フレームを前記緑化材の積層領域の幅方向に移動させる第３の移動部と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の法面緑化システム。

【請求項5】

前記緑化材の積層厚を測定する測定装置をさらに有することを特徴とする請求項１記載の法面緑化システム。

【請求項6】

前記取付装置はロボットアームであることを特徴とする請求項１記載の法面緑化システム。

【請求項7】

法面の緑化を行うための緑化材を前記法面に積層する法面緑化方法であって、
前記緑化材を搬送するホースの先端を取り付けた取付装置と、
前記法面に設置され、前記取付装置の位置を移動させる移動部を有する支持架台と、
制御装置と、
を有する法面緑化システムを用い、
前記制御装置が、前記法面に前記緑化材の積層を行う際、前記法面に前記緑化材を積層した後の状態を示す３Ｄモデルに基づき定められた移動経路に沿って、前記移動部により前記取付装置の位置を移動させることを特徴とする法面緑化方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、法面の緑化を行うための法面緑化システム等に関する。

【背景技術】

【0002】

法面緑化工とは、法面保護のうち、切土や盛土による法面に植物を導入し、必要に応じてその生育基盤の安定を保ち、成立した植生を維持管理する工法の総称である。法面緑化工では、例えば清掃後の法面にラス網を設置し、土、肥料、種子、および必要な接合剤や添加剤等を含む緑化材をホースの先端から法面に吹付け、法面に定着させる。

【0003】

従来、法面緑化工における吹付作業は、ホースの先端を持った作業者が斜面上で移動しつつ行っているが、作業員の負荷や危険性が大きい。そのため、作業員の負荷や危険性を低減すべく、吹付作業（ホースの移動）を機械化するための種々の試みが存在する。

【0004】

例えば特許文献１には、ドローン等の空中保持装置にホースの先端を保持させ、空中保持装置を移動させつつ法面への吹付を行うことが開示されている。

【0005】

また特許文献２には、傾斜地の上端からロープで台車を支持し、傾斜地上で台車を移動させながら、ホースの先端を取り付けた台車上のノズルから傾斜地に吹付を行うことが記載されている。

【0006】

また特許文献３には、吹付ホースを支持する吹付ホース支持装置を、仮設脚部材で法面上に支持した支持台により法面に沿って上下移動可能とし、且つ支持台自体もスライドレールにより横移動可能とした吹付装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第6865155号

【特許文献2】特公平6-57951号公報

【特許文献3】特許第3160233号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、これらの従来技術はいずれも、空中保持装置や台車、吹付ホース支持装置等の操作を人が行うものであり、更なる合理化の余地が存在する。またこれらの装置の操作を人が行う場合も、人力で吹付作業を実施する場合と同様、吹付けムラが生じやすく、品質面でも向上の余地がある。

【0009】

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、法面緑化工を合理化し、品質向上も期待できる法面緑化システム等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】

【0010】

前述した課題を解決するための第１の発明は、法面の緑化を行うための緑化材を前記法面に積層する法面緑化システムであって、前記緑化材を搬送するホースの先端を取り付けた取付装置と、前記法面に設置され、前記取付装置の位置を移動させる移動部を有する支持架台と、制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記法面に前記緑化材の積層を行う際、前記法面に前記緑化材を積層した後の状態を示す３Ｄモデルに基づき定められた移動経路に沿って、前記移動部により前記取付装置の位置を移動させることを特徴とする法面緑化システムである。

【0011】

本発明では、３Ｄプリンティングの手法を用いて法面に緑化材を積層することで、法面緑化工を自動化できる。そのため、法面上の作業者による人力作業が不要となり、また作業者による装置の操作も不要となる。これにより、法面緑化工の合理化が可能になり、工期の短縮等につながる。また緑化材の積層厚のムラを抑制することで、法面緑化工の品質も向上する。

【0012】

前記取付装置に取り付けた前記ホースの先端から、前記法面に前記緑化材を吹き付けることが望ましい。
緑化材は、例えば吹付により法面に積層することができる。

【0013】

前記支持架台は、前記緑化材の積層領域の幅方向の両端部において、法肩と法先に設けられた柱部と、法肩と法先のそれぞれにおいて、前記柱部の間に架け渡された梁部と、法肩の前記梁部と法先の前記梁部との間に架け渡されたレールと、を有し、前記移動部は、前記レールに沿って前記取付装置を移動させる第１の移動部と、前記梁部に沿って前記レールを移動させる第２の移動部と、を含むことが望ましい。
あるいは、前記支持架台は、法肩と法先に設けられた柱部と、前記柱部の間に架け渡されたレールと、を有するフレームであり、前記移動部は、前記レールに沿って前記取付装置を移動させる第１の移動部と、前記フレームを前記緑化材の積層領域の幅方向に移動させる第３の移動部と、を含むことも望ましい。
これにより、ホースの先端を取り付けた取付装置を、緑化材の積層領域の全域に亘って移動させることが可能になる。

【0014】

第１の発明の法面緑化システムは、前記緑化材の積層厚を測定する測定装置をさらに有することも望ましい。
これにより、緑化材の積層厚を測定、管理することができ、緑化材の厚さが不足する箇所に、再度緑化材を積層することも可能である。

【0015】

前記取付装置は例えばロボットアームである。
これにより、緑化材の吐出方向等の細かい設定、制御が可能になる。

【0016】

第２の発明は、法面の緑化を行うための緑化材を前記法面に積層する法面緑化方法であって、前記緑化材を搬送するホースの先端を取り付けた取付装置と、前記法面に設置され、前記取付装置の位置を移動させる移動部を有する支持架台と、制御装置と、を有する法面緑化システムを用い、前記制御装置が、前記法面に前記緑化材の積層を行う際、前記法面に前記緑化材を積層した後の状態を示す３Ｄモデルに基づき定められた移動経路に沿って、前記移動部により前記取付装置の位置を移動させることを特徴とする法面緑化方法である。
第２の発明は、第１の発明の法面緑化システムを用いた法面緑化方法である。

【発明の効果】

【0017】

本発明により、法面緑化工を合理化し、品質向上も期待できる法面緑化システム等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】法面緑化システム１を示す図。

【図2】支持架台３を示す図。

【図3】移動部３４、３５を示す図。

【図4】３ＤモデルＭの例。

【図5】ロボットアーム４の移動経路ａの例。

【図6】測定装置４１を示す図。

【図7】支持架台３ａを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0020】

図１は、本発明の実施形態に係る法面緑化システム１を示す図である。図１に示すように、法面緑化システム１は、切土や盛土等による法面２に緑化材７を積層するものであり、支持架台３、ロボットアーム４、制御装置５等を有する。

【0021】

支持架台３は、ロボットアーム４を支持しつつ、ロボットアーム４の位置を法面２と平行な面内で移動させるための架構である。支持架台３の詳細については後述する。

【0022】

ロボットアーム４は、ホース６の先端を取り付けるための取付装置であり、支持架台３により、緑化材７の積層領域の全域に亘って移動可能である。

【0023】

制御装置５は、上記したロボットアーム４の移動を制御するための制御装置であり、例えば制御盤やコンピュータ等を用いることができる。

【0024】

ホース６は、緑化材７をプラント（不図示）から搬送し、法面２に積層するためのホースであり、ロボットアーム４の移動を阻害しないよう、十分な余長を有する。本実施形態では、プラントから緑化材７を圧送し、ホース６の先端のノズルから緑化材７を法面２に吹き付けるものとする。

【0025】

緑化材７は、法面２を緑化するための材料であり、土、肥料、種子、および必要な接合剤や添加剤等を含むが、これに限らない。

【0026】

図１に示すように、支持架台３は、柱部３１、梁部３２、レール３３、移動部３４、３５、スライダ３６等を有する。また図２は支持架台３を上から見た図である。

【0027】

柱部３１は、法肩（法面２の上端部）と法先（法面２の下端部）のそれぞれに設けられる。柱部３１は例えばコンクリート柱であるが、これに限ることはない。図２に示すように、柱部３１は、法面２における緑化材７の積層領域Ｒの幅方向の両端部で設けられる。積層領域Ｒの幅方向は、法面２の上下方向（法肩と法先を結ぶ方向）と平面において直交する方向であり、図２の左右方向に対応する。

【0028】

梁部３２は、積層領域Ｒの幅方向に延びる梁状の部材である。梁部３２は、例えばＨ形鋼などの鋼材により形成されるが、これに限ることはない。梁部３２は、法肩と法先のそれぞれにおいて、積層領域Ｒの幅方向の両端部の柱部３１の間に架け渡され、法肩と法先のそれぞれで、柱部３１と梁部３２による門型のフレームが形成される。なお、柱部３１の上面は、梁部３２を載置し固定するため、法面２の傾斜に沿った傾斜を有する。

【0029】

レール３３は、法肩の梁部３２と法先の梁部３２の間で、法面２の傾斜と平行に架け渡される。レール３３は、例えばＨ形鋼などの鋼材により形成されるが、これに限ることはない。

【0030】

移動部３４（第１の移動部）は、ロボットアーム４の位置をレール３３に沿って移動させるための機構であり、移動部３５（第２の移動部）は、レール３３自体を梁部３２に沿って積層領域Ｒの幅方向に移動させるための機構である。移動部３４、３５としては、図３に例示するような、モータ等により駆動する自走式のトロリーを用いることができる。

【0031】

移動部３４はレール３３の下フランジに取り付けられ、レール３３に沿って自走する。また移動部３４には、ロボットアーム４を固定するための固定部３４１も設けられる。ただし、移動部３４はレール３３に沿って移動可能なものであればよく、上記に限定されることはない。

【0032】

移動部３５は梁部３２の下フランジに取り付けられ、梁部３２に沿って自走する。移動部３５の下部には、レール３３を吊り支持するためのハンガー３５１が設けられる。図１に示すように、移動部３５は法肩の梁部３２と法先の梁部３２のそれぞれに設けられ、レール３３の上端部と下端部をそれぞれ吊り支持する。ただし、移動部３５は梁部３２に沿って移動可能なものであればよく、上記に限定されることはない。

【0033】

スライダ３６は、ホース６の途中を保持しつつ、レール３３に沿ってスライドすることで、ホース６が法面２の緑化材７等に接触するのを防止する。スライダ３６は、移動部３４の移動に従ってスライドするが、自走式の機構とすることも可能である。なお図３ではスライダ３６の図示を省略している。

【0034】

移動部３４、３５は制御装置５と有線または無線により通信可能に接続され、移動部３４、３５の移動は制御装置５によって制御される。すなわち、制御装置５では、図４に例示するような、法面２に緑化材７を積層した後の状態（出来形）を示す３ＤモデルＭに基づいて、ロボットアーム４の移動経路や移動速度等を設定し、当該移動経路や移動速度等に基づいて移動部３４、３５を駆動させる。

【0035】

これにより、ロボットアーム４の位置を移動させつつ、ホース６の先端から法面２に緑化材７の吹付を行い、緑化材７を法面２に所定厚で積層させて法面緑化工を実施する。このように、支持架台３、ロボットアーム４、および制御装置５は、いわゆる３Ｄプリンティング装置として機能する。

【0036】

法面緑化システム１により法面２の緑化を行う際は、まず法面２を清掃して支持架台３等の法面緑化システム１を設置する。そして、法面２にラス網（不図示）を配置し、ホース６の先端を取り付けたロボットアーム４の位置を移動させながら、緑化材７をプラントから圧送し、法面２に吹き付けて積層させる。ラス網の配置は、ロボットアーム４を利用して行うことも可能である。

【0037】

図５の符号ａはロボットアーム４の移動経路の一例であり、ロボットアーム４のレール３３に沿った移動、およびレール３３自体の梁部３２に沿った移動を組み合わせ、積層領域Ｒの全面に亘ってロボットアーム４を移動させ、積層領域Ｒに所定厚の緑化材７を積層することが可能である。予め実験等を行ってロボットアーム４の移動速度等と緑化材７の積層厚の関係を把握し、ロボットアーム４の移動速度等の設定に利用することも可能である。

【0038】

以上説明したように、本実施形態では、３Ｄプリンティングの手法を用いて法面２に緑化材７を積層することで、法面緑化工を自動化できる。そのため、法面２上の作業者による人力作業が不要となり、また作業者による装置の操作も不要となる。これにより、法面緑化工の合理化が可能になり、工期の短縮等につながる。また緑化材７の積層厚のムラを抑制することで、法面緑化工の品質も向上する。

【0039】

また本実施形態では、移動部３４、３５等を含む前記した支持架台３の構成により、ホース６の先端を取り付けたロボットアーム４を、緑化材７の積層領域Ｒの全域に亘って移動させることが可能になる。

【0040】

また本実施形態では、ホース６の先端を取り付ける取付装置として多関節のロボットアーム４を用いることで、緑化材７の吐出方向等の細かい設定、制御が可能になり、ホース６の先端を揺動させながら緑化材７の吹付け、積層を行うことも可能である。またホース６の先端の向きが常に法面２の法線方向となるように、法面２の３次元形状データ等に基づき制御を行うこともできる。

【0041】

しかしながら、本発明は上記の実施形態に限定されない。例えば本実施形態では緑化材７を法面２に吹き付けて積層しているが、３Ｄプリンティングによる法面緑化工としては、ゲル状の緑化材７をホース６の先端のノズルから法面２に塗り付けて積層するような手法を適用することも可能である。

【0042】

また図６に示すように、ロボットアーム４の先端に３Ｄスキャナやカメラ等の測定装置４１を取り付け、緑化材７の積層厚の測定（測量）、管理を行うことも可能である。測定装置４１は、例えば、緑化材７の積層前の法面２までの距離と、緑化材７の積層後の緑化材７の表面までの距離とを測定し、その差分を緑化材７の積層厚とするが、これに限ることはない。

【0043】

こうして緑化材７の積層厚を測定することにより、例えば、緑化材７の厚さが不足する箇所にロボットアーム４を移動させ、緑化材７を再度積層することができる。この際のロボットアーム４の移動は作業者の操作により行うことができるが、積層厚のフィードバック結果に基づき制御装置５により自動で行うことも可能である。

【0044】

なお、測定装置４１の取付箇所はロボットアーム４の先端に限らず、緑化材７の積層厚を測定できればよい。例えば移動部３４をレール３３の長手方向に延長し、その延長部分に測定装置４１を取り付けることも可能である。

【0045】

また支持架台３の構成も前記に限らない。例えば図７の支持架台３ａに示すように、法肩と法先のそれぞれに設けた柱部３１と、柱部３１の間に架け渡したレール３３により門型のフレームを構成し、当該フレームが、法肩と法先のそれぞれに設けたレール３７に沿って緑化材７の積層領域Ｒ（図２参照）の幅方向に移動するようにしてもよい。

【0046】

レール３７は積層領域Ｒの幅方向（図７の紙面法線方向に対応する）に延伸するように設けられ、各柱部３１の下端部には、モータ等により駆動し、レール３７上を移動する車輪等の移動部３８（第３の移動部）が設けられる。係る構成によっても、移動部３４によるロボットアーム４のレール３３に沿った移動と、移動部３８によるフレームの移動を組み合わせることにより、ロボットアーム４を積層領域Ｒの全域に亘って移動させることができる。

【0047】

その他、法面２の緑化作業時の雨や雪等の影響を防止するため、支持架台３、３ａ等を覆う屋根を設けることも可能であり、また風の影響を避けるため、緑化材７の積層領域Ｒの周囲全体をテント等の覆いで囲うことも可能である。また法面２上の緑化材７の締固め度が所定の値となるように、緑化材７中の水分量等を事前の実験等により定めることも可能である。

【0048】

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0049】

１：法面緑化システム
２：法面
３、３ａ：支持架台
４：ロボットアーム
５：制御装置
６：ホース
７：緑化材
３１：柱部
３２：梁部
３３、３７：レール
３４、３５、３８：移動部
４１：測定装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】