特開 2024-72065 建設機械の施工管理装置

(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】P2024072065

(43)【公開日】2024-05-27

(54)【発明の名称】建設機械の施工管理装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/12 20060101AFI20240520BHJP

   E02D 13/00 20060101ALI20240520BHJP

   H04B 1/3822 20150101ALI20240520BHJP

【ＦＩ】

E02D3/12 102

E02D13/00 Z

H04B1/3822

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022182676

(22)【出願日】2022-11-15

(71)【出願人】

【識別番号】390025759

【氏名又は名称】株式会社ワイビーエム

(74)【代理人】

【識別番号】100093687

【弁理士】

【氏名又は名称】富崎 元成

(74)【代理人】

【識別番号】100168468

【弁理士】

【氏名又は名称】富崎 曜

(72)【発明者】

【氏名】吉田 力雄

(72)【発明者】

【氏名】川崎 賢一郎

(72)【発明者】

【氏名】林 弘行

【テーマコード（参考）】

2D040

2D050

5K011

【Ｆターム（参考）】

2D040AB03

2D040FA00

2D040FA13

2D050EE24

2D050FF00

2D050FF07

5K011AA08

5K011DA29

(57)【要約】

【課題】建設機械を構成する移動構造体にマイクロ波で電力を供給して、この電力によりセンサー等で発生するデータを無線で送信する。
【解決手段】車体３と一体のリーダ４の下部には、第１マイクロ波送信器３６が配置されている。リーダ４の上の第１マイクロ波送信器３６、第２マイクロ波送信器３７は、リーダ４の前方方向にマイクロ波を発振する。リータ４上を移動するスライド６には、３個のマイクロ波受信器３９が間隔を置いて配置固定されている。マイクロ波受信器３９で受信した電力は、スライド６に配置された二次電池であるバッテリー４２に蓄電される。バッテリー４２に蓄電され電力により、スライダ６に搭載された各種センサーは、Ｗｉ－Ｆｉ等の無線で施工管理装置３０に検出したデータを送る。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

機体の一部分が分解・組立可能、又は前記機体の本体に対して可動可能な移動構造体を含む建設機械と、
前記本体、及び／又は前記移動構造体に配置固定され、前記建設機械で検知される各種状態を検知して検知データを発生し無線で送信するセンサーユニットと、
前記本体に搭載された電源手段と、
前記本体に配置され、前記センサーユニットから送られてくる前記検知データを無線で受信する施工管理装置と
からなる建設機械の施工管理装置において、
前記センサーユニットを駆動する電力は、
前記電源手段を備えた前記本体に配置されマイクロ波を発振するマイクロ波送信器と、
前記移動構造体に配置され、前記マイクロ波送信器から発信された前記マイクロ波を受信するマイクロ波送信器と
からなる建設機械の施工管理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の建設機械の施工管理装置において、
前記マイクロ波送信器、及び前記マイクロ波送信器は、夫々前記移動構造体に配置されている
ことを特徴とする建設機械の施工管理装置。

【請求項3】

請求項１に記載の建設機械の施工管理装置において、
前記マイクロ波送信器、及び前記マイクロ波送信器は、前記移動構造体の移動方向に対向して配置されている
ことを特徴とする建設機械の施工管理装置。

【請求項4】

請求項１又は２に記載の建設機械の施工管理装置において、
前記移動構造体には、前記センサーユニットの電源として配置された二次電池を搭載している
ことを特徴とする建設機械の施工管理装置。

【請求項5】

請求項１又は２に記載の建設機械の施工管理装置において、
前記建設機械は、前記移動構造体に回転駆動する工具で地盤改良を行うための回転ヘッドを備えた地盤改良機である
ことを特徴とする建設機械の施工管理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、土木、建設作業に使用される建設機械の施工管理装置に関する。更に詳しくは、建設機械の各箇所に配置されたセンサー等へ電力を供給し、センサー等で検知されたデータを無線で送信できる建設機械の施工管理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

建設、土木現場における人や物の状態が見える化を促進し、作業の安全、省エネルギー化のために、建設機械のＩＯＴ化が進められている。ＩＯＴ化のために建設機械には、カメラ、ＧＰＳ、トルクセンサー、エンコーダ等の機器、その他の各種センサー等が各機械の各位置に配置されており、これらのセンサー類は常時データの収集を行い、施工管理装置等にそのデータを送信している。一方、例えば、基礎工事用機械のリーダ等は、施工現場に輸送するとき、道路に設置されている信号機、標識等に干渉しないように、複数の構成部材に分解されて輸送されている。しかしながら、この機械を分解するとき、上記センサー類と施工管理装置との間に有線で配線されたセンサー等の通信線、電力線を接続端子の位置で取り外す必要があり、また、再度組み立てるときも作業工数がかかり、かつ誤配線の可能性もあり不便である。

【0003】

このために分解可能な機材、相対的に移動する機体に配置されたセンサー類及びこれから発生するデータの送信のための信号の中継装置は、データ等の送受信にＩＯリンクで接続し、この中継装置と運転席等の離れた位置にある施工管理装置との間は有線ではなく無線ＬＡＮで接続するものも提案されている（特許文献１）。また、センサー類から発生するデータ等を送信するための無線送信手段に電源ケーブルを接続する必要がないように、この建設機械の近傍の回転部分にダイナモを配置し、これを二次電池に電力を蓄えるものが提案されている（特許文献２）。建設機械ではないが工作機械において、回転する主軸にセンサーと電池を配置し、センサデータを無線通信で機械に搭載した通信基地局に送信するものが提案されている（特許文献３）。この無線通信装置は、電池の消耗を防ぐために測定時間を必要時間のみに限定して非通電モードとして、電池の消耗を防ぐものである。更に、機械等の振動エネルギーを電気に変換する磁歪式振動デバイスも提案されている（例えば、特許文献４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１９９７５７号

【特許文献2】特開２０１７－３６５８３号

【特許文献3】特開２０２１－１１９０２７号

【特許文献4】ＷＯ２０１５／１４１４１４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されたセンサー類、及びこれから発生するデータ送信のためのデータ送信のための中継装置は、それを駆動するための電源についての記載はないが、通常は有線で送電する必要があり、電源は有線で配線することになる。建設機械の本体、又は付属機器の一部を分解、組立するとき、多数の電源線があるため、それらの取り外し、再接続するための作業工数が必要となる。また、特許文献２に記載されたダイナモを配置するためには、回転機構がないところでは発電できず、使えないので使用できる機器が限定される。特許文献３に記載のものは、電池の消耗を防ぐためものであるが、機械の運転中は測定データを遮断できないセンサーの場合は採用できない。特許文献４に記載の発電装置は、振動が発生するところしか使えない。

【0006】

本発明は、以上のような背景により以下の目的を達成するものである。
本発明の目的は、建設機械の可動部分に安定的に電力を供給できる、建設機械の施工管理装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、センサー等から発生するデータを無線で送受信できる建設機械において、データを無線送信するセンサー等への電力供給が遮断されない、建設機械の施工管理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明１の建設機械の施工管理装置は、
機体の一部分が分解・組立可能、又は前記機体の本体に対して可動可能な移動構造体を含む建設機械と、
前記本体、及び／又は前記移動構造体に配置固定され、前記建設機械で検知される各種状態を検知して検知データを発生し無線で送信するセンサーユニットと、
前記本体に搭載された電源手段と、
前記本体に配置され、前記センサーユニットから送られてくる前記検知データを無線で受信する施工管理装置と
からなる建設機械の施工管理装置において、
前記センサーユニットを駆動する電力は、
前記電源手段を備えた前記本体に配置されマイクロ波を発振するマイクロ波送信器と、
前記移動構造体に配置され、前記マイクロ波送信器から発信された前記マイクロ波を受信するマイクロ波送信器とからなる。

【0008】

本発明２の建設機械の施工管理装置は、本発明１又は２において、前記マイクロ波送信器、及び前記マイクロ波送信器は、夫々前記移動構造体に配置されていることを特徴とする。
本発明３の建設機械の施工管理装置は、本発明１又は２において、前記マイクロ波送信器、及び前記マイクロ波送信器は、前記移動構造体の移動方向に対向して配置されていることを特徴とする。
本発明４の建設機械の施工管理装置は、本発明１又は２において、前記移動構造体には、前記センサーユニットの電源として配置された二次電池を搭載していることを特徴とする。
本発明５の建設機械の施工管理装置は、本発明１又は２において、前記建設機械は、前記移動構造体に回転駆動する工具で地盤改良を行うための回転ヘッドを備えた地盤改良機であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明の建設機械の施工管理装置は、建設機械の可動部分にも安定的に電力を供給できるので、可動部分に搭載した各種センサー等からの大量のデータを無線で送ることが可能になった。各種センサーユニット等を駆動するための電力を供給する電池の交換も必要がないのでメンテナンスも簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の実施の形態１の建設機械を示す全体正面図であり、建設機械各部に配置したセンサーユニットの配置例である。

【図2】図２は、図１の建設機械のセンサーユニットへ電力を供給するためのマイクロ波の発信器、受信器の配置例を示す図である。

【図3】図３は、本発明の実施の形態の施工管理装置の構成例を示すブロック図である。

【図4】図４は、本発明の実施の形態のマイクロ波送信機の構成例を示すブロック図である。

【図5】図５は、本発明の実施の形態のマイクロ波受信機の構成例を示すブロック図である。

【図6】図６は、本発明の実施の形態１の施工管理装置の動作例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、発明の実施の形態２の建設機械の各所に電力を供給するためのマイクロ波の発信器、受信器の配置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態１を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態１の施工管理装置を搭載した地盤改良機を示す全体正面図であり、その機構、及びセンサーユニットの配置例を示す説明図である。図２は、図１の建設機械のセンサーユニットへ電力を供給するための電力供給システムの概要を示す説明図である。図１に示すように、本発明の建設機械の実施の形態１は地盤改良機１である。クローラ装置２によって走行する車体３と、車体３の前面に起立及び傾倒可能に取り付けられた柱状のリーダ４を有している。柱状のリーダ４は、リーダ起伏用シリンダ５で車体３を支点として起伏可能である。リーダ４には柱状のスライド６がリーダ４に沿って、上下移動（図示上）可能に取り付けられている。

【0012】

スライド６には、リーダ４に搭載されたリーダ昇降用シリンダ（図示せず。）のピストンロッド７の先端が連結されている。従って、スライド６は、リーダ昇降用シリンダによってリーダ４上を上下（図示上）に駆動される。スライド６の前面には、回転ヘッド１０が上下（図示上）移動自在に配置されている。この回転ヘッド１０は、フィードモータ（図示せず）に連結されたスプロケットとチェーンによって（図示せず）、スライド６上を上下に移動自在に駆動される。回転ヘッド１０の上部のロッドチャック１１は、回転ロッド１３を把持固定するものである。ロッドチャック１１により把持固定された回転ロッド１３は、回転駆動モータ１２によって回転駆動され、その下端に取り付けられた工具（図示せず）を回転駆動する。工具としては、アースオーガー、掘削ヘッド、撹拌翼、杭打機のチャック等である。工具ではないが、既製杭の杭打ちのために、ロッドチャック１１に把持固定可能な既成杭等も回転駆動可能である。スライド６の下部には、回転ロッド１３を連結するときの取付け、取外し等のときに把持するロッドクランプ１４が配置されている。なお、鋼管杭、コンクリート杭等の既製杭は、一般的にはこの工具に含まれないが、本発明では工具に含める。

【0013】

［各種センサーユニットの配置］
図１に示すように、地盤改良機１の各所には必要に応じて各種のセンサーユニットが搭載されている。センサーユニット（以下、センサーとも言う。）が検知した各種のデータは、地盤改良を管理するための施工管理装置３０（図２参照）に後述する無線通信で伝送される。本例では、リーダ４の下部には、リーダ４の傾斜を検知するためのリーダ傾斜センサー２０が配置されている。これによりリーダ４の鉛直からの傾きを計測することができる。また、スライド６には、リーダ４上でスライド６の上下移動を検知するリニアエンコーダ（スライド用）２１が搭載されている。リニアエンコーダ２１により、スライド６がリーダ４上のどの位置に位置しているかを検知することができる。スライド６の上端部には、ロータリエンコーダ２２が配置されている。ロータリエンコーダ２２は、フィードモータ（図示せず）で駆動される回転ヘッド１０が、スライド６上のどの位置にあるかを検知するためのものである。

【0014】

回転ヘッド１０には、回転駆動モータ１２の回転数を検知するためのロータリエンコーダ２３が搭載されている。このロータリエンコーダ２３は、回転ロッド１３の回転を検出するためのものである。この回転の検出は、ロッドチャック１１が回転ロッド１３を固定し、相互に滑りがないという前提とすれば、回転駆動モータ１２の回転数が回転ロッド１３の回転数でもある。クランプセンサ２５は、ロッドクランプ１４が回転ロッド１３をクランプ、又はアンクランプを検出する。図示していないが、上記のセンサー以外も必要に応じて、他のセンサー類を配置しても良い。

【0015】

［電力供給システム３５］
以上のように、本発明の実施の形態の地盤改良機１は、地盤改良の施工時の監視、制御に必要な各種のセンサーを備えており、このセンサーが検知したデータは、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の無線手段により施工管理装置３０に送る必要がある。このとき、各種センサーユニットで発生したデータ送信のためには電力が必要である。本発明は、各種センサーユニットを駆動する電池消耗の問題がないように、このセンサーユニットの駆動に必要な電力をマイクロ波で送信するものである。図２は、電力供給システム３５の概要を示す図である。地盤改良機１の車体３には、通常、一般的な発電機３１、及び発電機３１で発電した電力を蓄電するための二次電池である蓄電池３２が搭載されている。この蓄電池３２から供給される電力で施工管理装置３０等が駆動される。電力供給システム３５は、この蓄電池３２から電力供給を受けてマイクロ波を発振するアンプ（図示せず）を介して、有線により第１マイクロ波送信器３６、又は第２マイクロ波送信器３７に送る。そして、第１マイクロ波送信器３６、又は第２マイクロ波送信器３７により送信されたマイクロ波は、これを車体３と相対的に移動、又は離れた部材であるスライド６に搭載されている３個の何れかのマイクロ波受信器３９で受電し、電力線４０を通してバッテリー４２にその電力を蓄電する。バッテリー４２に蓄えられた電力により、スライド６上のマイクロ波送振器４１は、マイクロ波を発振し、回転ヘッド１０に搭載されているマイクロ波受信器４３により受信し、この電力をバッテリー４４に充電する。

【0016】

このように、電力を蓄電する車体３の蓄電池３２、スライド６のバッテリー４２、回転ヘッド１０のバッテリー４４から、地盤改良機１の車体３と相対的に移動する部材に設置された各種センサーユニットに電力の供給を行うことができるので、配線が簡素化し、かつ常時電力を供給できるバッテリーを備えているので、電池等の交換の必要がなくメンテナンスも容易となる。リーダ４の下部には、第１マイクロ波送信器３６が配置されている。第１マイクロ波送信器３６は、蓄電池３２、アンプ（図示せず）を介して、信号線、電力線が有線３３で接続されている。リーダ４と車体３は、通常は搬送時でも分割されないので有線３３で接続されていても支障はない。第１マイクロ波送信器３６は、リーダ４の前方方向にマイクロ波を発振する。リーダ４の上部には、同様に、第２マイクロ波送信器３７が配置されており、マイクロ波送信器３６とは電力の供給のために有線３８で接続されている。

【0017】

他方、スライド６には、本例では上部、中間部、及び下部位置に、３個のマイクロ波受信器３９が間隔を置いて配置固定されている。３個のマイクロ波受信器３９は、有線４０で互いに接続されている。スライド６の３個のマイクロ波受信器３９は、リーダ４に配置されている第１マイクロ波送信器３６又は第２マイクロ波受信器３７から送信されたマイクロ波を受信するための受信機である。マイクロ波は、これらの送信器と受信器が距離的に最も近い位置のものを選択して送受信され、距離が離れると切り変えられて他の送信器と受信器のセットで送信を行う。マイクロ波受信器３９で受信した電力は、スライド６に配置された二次電池であるバッテリー４２に蓄電される。スライド６には、本例では上部、及び下部位置に、マイクロ波送信器４１が２台配置されている。マイクロ波送信器４１は、内蔵しているアンプによりバッテリー４２に蓄電されている電力により給電され、マイクロ波を発振できる。又、バッテリー４２に蓄電され電力により、スライダ６に搭載されたリニアエンコーダ２１、クランプセンサ２５等の無線送信ユニットは、内蔵した各センサーのアンプを駆動し、ブルートゥース（登録商標）、Wi-Fi等の無線で施工管理装置３０に検出したデータを送る。

【0018】

スライド６上を上下に移動できる回転ヘッド１０には、マイクロ波受信器４３が配置されている。マイクロ波受信器４３は、スライダ６上の上部、又は下部のマイクロ波送信器４１から発振されるマイクロ波を受信する。回転ヘッド１０には、二次電池であるバッテリー４４が搭載され、マイクロ波受信器４３で受信した電力を蓄電する。バッテリー４４に蓄電された電力により、回転ヘッド１０に搭載されたロータリエンコーダ２３等の各種センサーユニットに電力を供給し、データ等をWi-Fi等の無線で施工管理装置３０に検出したデータを送る。

【0019】

［電力制御方法］
図３は、施工管理装置３０の構成例を示すブロック図である。施工管理装置３０は、中央処理手段、記憶手段、バス手段、入力手段、出力手段等からなる電子計算機である。本例では、施工管理装置３０は、ＣＰＵ５０、ＲＡＭ５１、ＲＯＭ５２、補助記憶装置５３、バス５４、表示手段５５、入力手段５６、出力手段５７、無線通信手段５８、ネット通信手段５９、第１マイクロ波送信機接続端子６０、第２マイクロ波送信機接続端子６１等から構成されている。ＣＰＵ５０は、中央処理手段であり、ＲＡＭ５１に展開されたプログラムコードを処理し、装置全体の動作を制御するものである。

【0020】

ＲＯＭ（Read Only Memory）５２はブートプログラム等の装置全体の初期動作等に必須のプログラム、データを格納した読み出し専用のメモリ手段であり、電源なしでも格納データが消えないものである。ＲＡＭ（Random Access Memory）５１は、ＲＯＭ５２、補助記憶装置５３からのプログラムコード、データを格納するメモリ手段で、これをＣＰＵ５０が順番に処理する。そのため、メインメモリ（主記憶装置）とも言う。ＲＡＭ５１は電源供給がなくなると格納しているデータが消える。補助記憶装置５３はメモリ手段の一種で、ＣＰＵ５０から主力される命令で動作し、プログラムコードデータ等を格納もので、ＲＡＭ５１より容量が大きい。

【0021】

ＨＤＤ（Hard disk drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等が例示できる。バス５４は電子計算機の各種内部装置を接続し、共通のインターフェースを提供して互いにデータ送受信できるようにするものである。表示手段５５は、ディスプレイ、タッチパネル等の表示器であり、ＣＰＵ５０の処理結果を表示するためのものである。入力手段５６は、キーボード、マウス等のデータ入力するためのものである。入力手段５６は、タッチパネルであっても良い。出力手段５７は処理結果を出力するものであり、ディスプレイ、タッチパネル等の表示器、各種外部機を接続するためのインターフェースである。

【0022】

無線通信手段５８は、外部通信装置と通信するための装置であり、本例では、前述した地盤改良機１に搭載された各種センサーユニットと通信するためのものである。ネット通信手段５９は、外部通信装置と通信するための装置であり、本例では、外部のネットワークワーク通信装置、例えば、無線通信網のルータ、携帯機器等と通信するためのものある。第１マイクロ波送信機接続端子６０は、外部機器と接続するためのインターフェースであり、本例では、第１マイクロ波送信器３６と接続しそれを制御するためのものである。

【0023】

第２マイクロ波送信機接続端子６１は、外部機器と接続するためのインターフェースであり、本例では、第２マイクロ波送信器３７と接続しそれを制御するためのものである。上記の各機器５５－６１は、バス５４にインターフェース５５ａー６１ａを介して接続されている。補助記憶装置５３には、施工管理装置３０上に動作し、制御するための管理プログラム、無線機制御プログラム、その他の必要なアプリケーションプログラム（図示せず。）のコード、ユーザデータ（図示せず。）等が格納される。また、施工管理装置３０は、蓄電池３２に接続するための電源ユニット６２を内蔵し、内蔵の各装置に電源供給を行う。施工管理装置３０の詳細な動作は本発明の要旨ではないので、詳細な説明を省略する。

【0024】

図４は、マイクロ波送信機７０の構成例を示すブロック図である。マイクロ波送信機７０は、前述した図２に示す第１マイクロ波送信器３６、第２マイクロ波送信器３７、マイクロ波送信器４１、又は、図７に示すマイクロ波送信器１３７，１４０の回路例である。マイクロ波送信機７０は、機器を制御するためのコントローラ７１、電源インターフェース７２、インバータ７３、マイクロ波送信アンテナ７４等から構成される。コントローラ７１は、機器全体の制御を行うものであり、電源インターフェース７２に外部から電源供給されているとき、これをマイクロ波送信アンテナ７４で送信する。マイクロ波は、放射型のワイヤレス給電であり、市販され使用されているものであれば、任意の方式のものを利用できる。例えば、微弱電磁波型の放射型ワイヤレス給電方式、電磁誘導方式、電界結合方式、磁界共振結合方式等が例示できる。そのため、マイクロ波送信アンテナ７４はこれに適した任意のアンテナが使用できる。

【0025】

本例のマイクロ波送信アンテナ７４は無線給電のみに利用される。そのため、無変調電磁波発振であるため、１ＭＨｚ帯から数十ＧＨｚ帯の任意の周波数を発振できるものであれば、任意のマイクロ波送信機、マイクロ波アンテナが利用できる。しかし、周囲の電子機器への安全性、各規制等により利用できる周波数が制限されるので、これに限定しないが、無免許で利用できる周波数帯が望ましく、例えば、２．４Ｇｈｚ帯が好ましく使用できる。電源インターフェース７２は、電源に接続するためのものであり、本例では、蓄電池３２、バッテリー４２，バッテリー４４等に接続される。

【0026】

インバータ７３は、電源インターフェース７２からの直流電流を交流電流変換するものである。マイクロ波送信アンテナ７４は、マイクロ波を送信するためのものである。コントローラ７１は、インバータ７３を制御することで、マイクロ波送信アンテナ７４からマイクロ波の発振を制御する。コントローラ７１はインバータ７３を監視し、マイクロ波発振に必要な電力である場合に、インバータ７３の出力を制御し、マイクロ波送信アンテナ７４からマイクロ波を出力させる。現場の状況に応じて利用するマイクロ波の周波数が決定される。このためインバータ７３と、マイクロ波送信アンテナ７４は、利用する周波数に合わせて設計されているので、発振するマクロ波の周波数が利用時に変化しない。

【0027】

図５は、マイクロ波受信機８０の構成例を示すブロック図である。マイクロ波受信機８０は、前述した図２に示すマイクロ波受信器３９、マイクロ波受信器４３、又は、図７に示すマイクロ波受信器１３８，１４１の回路例である。マイクロ波受信機８０は、機器を制御するためのコントローラ８１、マイクロ波受信アンテナ８２、整流回路８３、ＤＣ－ＤＣコンバータ８４、インターフェース８５等からなる。コントローラ８１は、機器全体の制御を行うものであり、マイクロ波受信アンテナ８２でマイクロ波を受信したとき、整流回路８３とＤＣ－ＤＣコンバータ８４を制御する。マイクロ波受信アンテナ８２は、マイクロ波を受信するためのものであり、本例では、マイクロ波送信アンテナ７４から送信されたマイクロ波を受信するため、マイクロ波送信アンテナ７４と同じ周波数で動作するように設計される。

【0028】

マイクロ波受信アンテナ８２は、設定された周波数のマイクロ波受信し、整流回路８３へ出力する。整流回路８３は、交流電流を直流電流に変換するものであり、本例では受信したマイクロ波による交流電流を直電流に変換して、ＤＣ－ＤＣコンバータ８４へ出力する。ＤＣ－ＤＣコンバータ８４は、直流電流を直流電流に変換するもので、出力の電圧が一定又は一定範の電圧になるように、動作する。本例では、これに限定しないが例えば５Ｖに設定される。インターフェース８５は、負荷８６を接続し、電力供給をするための端子である。負荷８６は、本例ではバッテリー４２，バッテリー４４等が接続されている。これによりマイクロ波受信機８０はマイクロ波受信アンテナ８２でマイクロ波を受信し、設定された一定電圧の直流電流を負荷８６へ出力する。

【0029】

［動作例］
図６は、本発明の実施の形態１の施工管理装置３０の動作例を示すフローチャートであり、マイクロ波を利用し、各種センサーユニット等に電力供給を行うときの動作である。まず、施工管理装置３０が電源に接続され動作を開始すると、管理プログラム等が動作し各初期化を行う（ステップ１，２）。例えば、施工管理装置３０自身の動作パラメータの初期化、有線・無線で接続されている各種機器の確認、必要であれば通信の確立等を行う。このとき、地盤改良機１に搭載されている各センサーユニットと無線通信の確立を行う。

【0030】

次に、施工管理装置３０がリーダ４上の第１マイクロ波送信器３６と第２マイクロ波送信器３７、及びスライダ６上のマイクロ波送信器４１との接続を確認し、接続の確立を行う（ステップ３，４）。施工管理装置３０は、センサーユニット等から受信したデータ、初期化された内部データ等を利用し、リーダ４上の第１マイクロ波送信器３６と第２マイクロ波送信器３７、スライド６上の３台のマイクロ波送信器３９と２台のマイクロ波送信器４１、回転ヘッド１０上のマイクロ波受信器４３の相互の位置関係を計算し、それらの位置を特定する（ステップ５）。このとき、送信したマイクロ波を受信できる範囲にあるマイクロ波受信器３９がある場合に、それに合致する第１マイクロ波送信器３６、及び／又は第２マイクロ波送信器３７を動作させ、マイクロ波を送信する（ステップ６）。何れか１台、又は複数台のマイクロ波受信器３９は送信されたマイクロ波を受信し、接続されているスライド６上のバッテリー４２を充電し蓄電する（ステップ７）。次に、スライド６上の上部、又は下部に配置されたマイクロ波送信器４１がマイクロ波を発振し、これをマイクロ波受信器４３が受信し、回転ヘッド１０上のバッテリー４４を充電し蓄電する。このようにマイクロ波受信器３９,４３で受信したマイクロ波の電力は、バッテリー４２，４４を充電する、又はダイレクトに負荷に電力を供給する。

【0031】

上述の通り、地盤改良機１内のデータ通信には、近距離無線通信規格のブルートゥース、Ｗｉ－Ｆｉ等を例示したが、同様の機能を実現できるものであれば、必要に応じて任意の通信規格のものを使用するすることができる。ブルートゥースは、通常、数メートルから数十メートル程度の距離でデータ通信が可能な規格であり、通信・コンピュータ業界の非営利法人が運営するBluetooth SIG（Bluetooth Special Interest Group）によって開発運用されている規格である。Wi-Fi（ワイファイ）は、数百メートルまで無線通信通信できる規格で、Wi-Fi Aalliance（業界団体）によって、国際標準規格であるIEEE 802.11規格を使用したデバイス間の相互接続ができる無線通信か規格である。ブルートゥース、Ｗｉ－Ｆｉ等の無線通信規格は、本発明の要旨ではないので、詳細な説明は省略する。

【0032】

［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２の電力供給供給システムの概要である。実施の形態２の電力供給供給システムと実施の形態１の電力供給供給システムと異なる点は、実施の形態２の電力供給供給システムは、送信器と受信器を移動方向に対向して配置した点である。図７に示すように、実施の形態２の施工管理装置は地盤改良機１００であるが、送信器、受信器の配置位置が実施の形態１のものとは異なる。地盤改良機１００は、クローラ装置１０２によって走行する車体１０３と、車体１０３に対して起立及び傾倒可能に取り付けられた柱状のリーダ１０４を有している。柱状のリーダ１０４は、リーダ起伏用シリンダ１０５で車体１０３を支点として起伏可能である。リーダ４には柱状のスライド１０６がリーダ１０４に沿って、上下移動可能に取り付けられている。

【0033】

回転ヘッド１１０は、スライド１０６上を上下に移動自在に駆動される。このように、実施の形態２の地盤改良機１００は、実施の形態１の地盤改良機１の基本的な構造、機能と実質的に同一である。実施の形態２の地盤改良機１００は、実施の形態１の地盤改良機と同様に、電力供給システム１５０を備えている。この電力供給システム１５０は、車体１０３に搭載されている発電機、蓄電池、各種センサー等は、実施の形態１の電力供給システム３５ものと同様なので、その説明は省略する。地盤改良機１００のリーダ１０４には、マイクロ波送信器１３７が固定設置されている。これに対応してスライド１０６には、マイクロ波受信器１３８が固定配置されている。また、スライド１０６上には、マイクロ波受信器１３８で受電した電力を蓄電するバッテリー１３９が固定設置されている。リーダ１０４上のマイクロ波送信器１３７と、スライド１０６のマイクロ波受信器１３８は互いに対向しており、その発振されるマイクロ波の中心が一致するように直線状に配置されている。即ち、スライド１０６がリーダ１０４上を移動してもリーダ１０４上のマイクロ波送信器１３７とスライド１０６上のマイクロ波受信器１３８は向き合うことになる。従って、マイクロ波を送信、受信を遮断することがないので、マイクロ波の送信、受信時間を長く保つことができる利点がある。

【0034】

受信したマイクロ波の電力は、スライド１０６に搭載されたバッテリー１３９に蓄電されて、無線によるセンサーのデータの送受信に使用される。スライド１０６の前側（図示上の右側）の最上部、及び最下部の位置には、マイクロ波送信器１４０が夫々配置固定されている。スライド１０６のマイクロ波送信器１４０に対向するように、回転ヘッド１１０にはマイクロ波受信器１４１が配置固定されている。従って、マイクロ波受信器１４１は、リーダ１０４上の最上部、又は最下部のマイクロ波送信器１４０から受信可能である。マイクロ波受信器１４１が受信した電力は、回転ヘッド１１０に搭載したバッテリー１４２に蓄電される。バッテリー１４２に蓄電されて実施の形態１と同様に蓄電された電力は無線によるセンサーのデータの送受信等に使用される。

【産業上の利用可能性】

【0035】

??本発明は、土木工事の機械攪拌工法、高圧噴射工法、非開削工法に用いられる、地盤改良機、掘削機等の機械に利用され、特にこれらの機械に搭載されたセンサー等の機器に電力供給するために利用される。しかしながら、建設機械であれば、地盤改良機に限定されない。

【符号の説明】

【0036】

１，１００…地盤改良機
２，１０２…クローラ装置
３，１０３…車体
４，１０４…リーダ
５…リーダ起伏用シリンダ
６，１０６…スライド
７…ピストンロッド
１０…回転ヘッド
１１…ロッドチャック
１２…回転駆動モータ
１３…回転ロッド
１４…ロッドクランプ
２０…リーダ傾斜センサー
２１…リニアエンコーダ（スライド用）
２２…ロータリエンコーダ（フィード用）
２３…ロータリエンコーダ（ロッド回転）
２５…クランプセンサ
３０…施工管理装置
３１…発電機
３２…蓄電池
３５，１５０…電力供給システム
３６…第１マイクロ波送信器
３７…第２マイクロ波送信器
３９，４３，１３８，１４１…マイクロ波受信器
４０…電力線
４１，１３７，１４０…マイクロ波送信器
４２，４４，１３９，１４２…バッテリー
５０…ＣＰＵ５０
５１…ＲＡＭ
５２…ＲＯＭ
５３…補助記憶装置
５４…バス
５５…表示手段
５６…入力手段
５７…出力手段
５８…無線通信手段
５９…ネット通信手段
６０…第１マイクロ波送信機接続端子
６１…第２マイクロ波送信機接続端子
７０…マイクロ波送信機
７１…コントローラ
７２…電源インターフェース
７３…インバータ
７４…マイクロ波送信アンテナ
８０…マイクロ波受信機
８１…コントローラ
８２…マイクロ波受信アンテナ
８３…整流回路
８４…ＤＣ－ＤＣコンバータ
８５…インターフェース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】