特許 7542553 吹付機用の吹付領域を定義するための定義システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-22

(45)【発行日】2024-08-30

(54)【発明の名称】吹付機用の吹付領域を定義するための定義システム

(51)【国際特許分類】

   E04G 21/02 20060101AFI20240823BHJP

   E04G 21/18 20060101ALI20240823BHJP

   E21D 11/10 20060101ALI20240823BHJP

【ＦＩ】

E04G21/02 103B

E04G21/18 B ESW

E21D11/10 D

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021558757

(86)(22)【出願日】2020-04-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-15

(86)【国際出願番号】 FI2020050233

(87)【国際公開番号】W WO2020208305

(87)【国際公開日】2020-10-15

【審査請求日】2023-02-08

(31)【優先権主張番号】20195286

(32)【優先日】2019-04-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FI

(73)【特許権者】

【識別番号】519183519

【氏名又は名称】ノルメット オイ

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(74)【代理人】

【識別番号】100126000

【弁理士】

【氏名又は名称】岩池 満

(74)【代理人】

【識別番号】100185269

【弁理士】

【氏名又は名称】小菅 一弘

(72)【発明者】

【氏名】フットゥネン ヘイッキ

(72)【発明者】

【氏名】マーッタ カレ

【審査官】吉村 庄太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６１－２７０４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４２１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２１３２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１１３５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１５２９０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１４３８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０３３０４６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０５８５１５８０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｇ ２１／００－２１／１０

Ｅ０４Ｇ ２１／１４－２１／２２

Ｅ２１Ｄ １１／００－１９／０６

Ｅ２１Ｄ ２３／００－２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吹付機（１０２）用の吹付領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）を定義するための定義システム（１００）であって、
前記吹付機の吹付ブーム（１０８）と、
前記吹付ブームのセンサ（４３０）と、
前記吹付ブームを制御するための制御装置（１２０）と、を具備し、
前記センサは、位置情報を取得（２５８、２６４、２７０、２８０）するように構成される、定義システムにおいて、
前記吹付ブームのノズル先端（１１５）は、吹付対象面（１０４）上に前記吹付領域の境界を定義するために、数個の接点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）に接触（２５８、２６４、２７０、２８０）するように構成され、かつ、前記センサは、各接点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）における前記ノズル先端の位置情報を取得するように構成され、
前記制御装置は、前記取得された位置情報に基づいて、前記吹付ブームの座標系（３５４）に、前記各接点の位置（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６）を定義（２６０、２６６、２７２、２８２）するように構成され、その結果、前記接点の定義された位置（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６）が使用され、前記座標系に前記吹付領域を形成（２７４、２８８）する、ことを特徴とする、定義システム。

【請求項2】

前記制御装置は、前記吹付ブームの取付機構（１１０）に位置する、原点（Ｏ）を有する３次元座標系（２５０）である前記座標系を示し（２５２）、それに基づいて、前記座標系の前記各接点は、前記取付機構に対して配置される、請求項１に記載の定義システム。

【請求項3】

前記制御装置は、前記吹付対象面と前記ノズル先端との間の第１の距離を決定する、吹付距離（ｄ）を、前記吹付ブームの作業員から受信（２９０）し、それに基づいて、前記制御装置は、吹付動作（３５０）が計算される場合、各吹付領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）の表面の形状と吹付距離を考慮する、請求項１又は２のいずれかに記載の定義システム。

【請求項4】

前記制御装置は、少なくとも、前記座標系におけるコンクリート吹付に対する開始・停止位置と、前記各吹付領域に対して、前記ノズル先端（１１５）の位置とを定義（２９０）する、請求項１～３のいずれかに記載の定義システム。

【請求項5】

前記制御装置は、前記座標系における前記吹付領域の表面の形状に基づいて、前記ノズル先端に対して、コンクリート吹付中、前記吹付ブームの構造体（１１２、１１３、１１４）により実行される、吹付動作（３５０）を計算（２９４）する、請求項１～４のいずれかに記載の定義システム。

【請求項6】

前記制御装置は、前記吹付ブームの作業員が、吹付動作（２５０）中に前記吹付ブームを制御すれば、前記吹付動作を再計算（２９４）し、制御装置が、前記吹付領域の長さ（ｌ１、ｌ２）の方向に、この吹付動作を延長又は短縮する、請求項３に記載の定義システム。

【請求項7】

前記制御装置は、吹付材料の所望の層厚さにしたがって、前記吹付動作の速度を調整（２９６）する、請求項３に記載の定義システム。

【請求項8】

前記吹付領域の長さ（ｌ１）は、第１及び第２の接点（Ｐ１、Ｐ２）に接触することで定義され、それに基づいて、これらの点の間の第２の距離は、前記長さであり、該吹付領域の幅（ｗ１）は、第３の接点（Ｐ３）に接触することで定義され、それに基づいて、前記第３の接点と、前記第１及び第２の接点（Ｐ２、Ｐ３）との間の線との間の第３の距離は、該吹付領域の前記幅（ｗ１）である、請求項１～７のいずれかに記載の定義システム。

【請求項9】

前記吹付領域は、第１の部分領域（Ａ１）であり、第２の部分領域（Ａ２）の幅（ｗ２）は、第４の接点（Ｐ４）に接触することで定義され、それに基づいて、前記第４の接点と前記第１の部分領域との間の第４の距離は、前記第２の部分領域の前記幅であり、前記第２の部分領域の長さ（ｌ２）は、前記第１の部分領域の長さに一致する、請求項６に記載の定義システム。

【請求項10】

前記制御装置は、少なくとも前記第１及び第２の部分領域（Ａ１、Ａ２）を組み合わせることで、前記吹付領域を形成（２８８）する、請求項９に記載の定義システム。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれかに記載の定義システム（１００）により、吹付機（１０２）用の吹付領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）を定義するための定義方法であって、
吹付対象の面（１０４）上に前記吹付領域の境界を定義するために、吹付ブーム（１０８）のノズル先端（１１５）により、数個の接点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）に接触（２５８、２６４、２７０、２８０）するステップと、
前記吹付ブームのセンサ（４３０）により、各接点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）における前記ノズル先端の位置情報を取得（２５８、２６４、２７０、２８０）するステップと、及び
前記吹付ブームの制御装置（１２０）により、前記取得位置情報に基づいて、前記吹付ブームの座標系（３５４）に、前記各接点の位置（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６）を定義（２６０、２６６、２７２、２８２）するステップであって、前記接点の定義された位置（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６）を使用して、前記座標系に前記吹付領域を形成（２７４、２８８）する、ステップと、を少なくとも含む、定義方法。

【請求項12】

吹付領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）を定義するための制御装置（１２０）であって、
プロセッサ部（４２２）と、
データ転送部（４２４）と、を具備し、
前記データ転送部は、位置情報を受信（２５８、２６４、２７０、２８０）するように構成される、制御装置において、
前記位置情報は、吹付機（１０２）の吹付ブーム（１０８）のセンサ（４３０）からの各接点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）の位置情報であって、当該の接点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）は、前記吹付領域の境界が吹付対象面（１０４）に定義された場合に、前記吹付ブームのノズル先端（１１５）が接触（２５８、２６４、２７０、２８０）した接点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）であり、
前記プロセッサ部は、前記受信位置情報に基づいて、前記吹付ブームの座標系（３５４）に、前記各接点の位置（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６）を定義（２６０、２６６、２７２、２８２）するように構成され、その結果、前記接点の定義された位置（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６）が使用され、前記座標系に前記吹付領域を形成（２７４、２８８）する、ことを特徴とする、制御装置。

【請求項13】

請求項１２に記載の制御装置（１２０）により、吹付領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）を定義するための定義方法であって、
データ転送部（４２４）により、吹付機（１０２）の吹付ブーム（１０８）のセンサ（４３０）からの各接点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）の位置情報を受信（２５８、２６４、２７０、２８０）するステップであって、当該の接点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）は、前記吹付領域の境界が吹付対象面（１０４）に定義された場合に、前記吹付ブームのノズル先端（１１５）が接触（２５８、２６４、２７０、２８０）した接点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）である、ステップと、
前記プロセッサ部（４２２）により、前記受信位置情報に基づいて、前記吹付ブームの座標系（３５４）に、前記各接点の位置（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６）を定義（２６０、２６６、２７２、２８２）するステップであって、前記接点の定義された位置（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６）を使用して、前記座標系に前記吹付領域を形成（２７４、２８８）する、ステップと、を少なくとも含む、定義方法。

【請求項14】

コンピュータプログラム（４４４）であって、前記プログラムが、プロセッサ部（４２２）およびデータ転送部（４２４）を備える制御装置（１２０）により実行される場合、前記制御装置に、少なくとも請求項１３に記載の方法のステップを実行させる、命令を含むコンピュータプログラム（４４４）。

【請求項15】

請求項１４に記載のコンピュータプログラム（４４４）を格納した、有形コンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、一般的に、吹付機用の吹付領域を定義するための定義システムに関する。

【背景技術】

【0002】

コンクリートは、採掘場やトンネル内の岩石構造を補強するために使用され、これらの構造体に、移動式コンクリート吹付機により、コンクリート層として吹付けられる。

【0003】

コンクリート吹付機は、可動で入れ子式の吹付ブームを有し、ブームは、湿ったコンクリートをブームのノズルヘッドに流れ込ませる、コンクリートホースを支持する。ノズル先端を備えたノズルヘッドは、ブーム端部に設置され、作業員は、ブームの移動機構と入れ子式構造体を使用して、ノズル先端を、コンクリート層により被覆される面近傍の所望位置まで駆動し、この面にコンクリートの吹付けを正確に向けることが可能である。

【0004】

吹付けプロセスをより正確に行い、吹付けコンクリートの使用量を低減する１つの解決法として、吹付対象領域の表面の形状を認識するための追加のスキャナを使用する。スキャナは、吹付領域の表面の画像を作成して、それに基づいて、作業員は、ノズルヘッドと先端の移動を制御し、スキャナ画像に基づいて、コンクリート吹付けの向きを決めることができる。

【発明の概要】

【0005】

本発明の１つの目的は、公知の解決法の不具合を解消し、吹付領域を速やかに定義するための定義システムを提示することであって、該システムは、高価な追加のスキャナを使用する必要性がなく、吹付特性をより正確に実現し、吹付ブームの重力に基づいた曲げや使用に基づいた摩耗を考慮する。

【0006】

本発明の１つの目的は、独立請求項によれば、定義システム、制御装置、方法、コンピュータプログラム、及びコンピュータ可読媒体を提供することで果たされる。

【0007】

本発明の１つの実施形態は、吹付機用の吹付領域を定義するための定義システムである。該システムは、吹付機の吹付ブームと、ブームのセンサと、ブームを制御するための制御装置と、を具備する。ブームのノズル先端は、吹付領域の境界を定義するために、吹付対象面上の数個の接点に接触するように構成される。センサは、各接点の位置情報を取得する。制御装置は、取得された位置情報に基づいて、各接点の位置をブームの座標系に定義し、接点の定義された位置を使用して、該座標系に吹付対象領域を形成する。

【0008】

本発明の１つの実施形態は、該システムにより、吹付領域を定義するための定義方法であって、従来の定義システムの実施形態に合致する。該方法は、吹付領域の境界を定義するために、吹付ブームのノズル先端により、吹付対象面上の数個の接点に接触するステップを含む。該方法はまた、ブームのセンサにより、各接点の位置情報を取得するステップを含む。該方法はまた、ブームの制御装置により、取得された位置情報に基づいて、ブームの座標系に各接点の位置を定義するステップであって、接点の定義された位置を使用して、座標系に吹付対象領域を形成する、定義するステップを含む。

【0009】

本発明の１つの実施形態は、吹付領域を定義するための制御装置である。制御装置は、プロセッサ部とデータ転送部とを具備する。データ転送部は、吹付領域の境界が、吹付対象面上に定義された場合、吹付機の吹付ブームのノズル先端が接触した各接点の位置情報を受信する。プロセッサ部は、受信された位置情報に基づいて、ブームの座標系に各接点の位置を定義し、接点の定義された位置を使用して、座標系に吹付対象領域を形成する。

【0010】

本発明の１つの実施形態は、制御装置により、吹付領域を定義するための定義方法であって、従来の制御装置の実施形態に合致する。該方法は、制御装置のデータ転送部により、吹付領域の境界が、吹付対象面上に定義された場合、吹付機の吹付ブームのノズル先端が接触した各接点の位置情報を受信するステップを含む。該方法はまた、制御装置のプロセッサ部により、受信された位置情報に基づいて、ブームの座標系に各接点の位置を定義するステップであって、接点の定義された位置を使用して、座標系に吹付対象領域を形成する、定義するステップを含む。

【0011】

本発明の１つの実施形態は、従来の制御装置の実施形態に合致する、制御装置によりプログラムが実行される場合、制御装置に、従来の定義方法のステップを実行させる命令を含む、コンピュータプログラムである。プログラムは、制御装置のデータ転送部により、吹付領域の境界が、吹付対象面上に定義された場合、吹付機の吹付ブームのノズル先端が接触した各接点の位置情報を受信するためのコードを含む。プログラムはまた、制御装置のプロセッサ部により、受信された位置情報に基づいて、ブームの座標系に各接点の位置を定義するためのコードであって、接点の定義された位置を使用して、座標系に吹付対象領域を形成する、定義するためのコードを含む。

【0012】

本発明の１つの実施形態は、従来のコンピュータプログラムの実施形態に合致する、コンピュータプログラムを含む非法定の有形コンピュータ可読媒体である。

【0013】

本発明のさらなる実施形態は、独立請求項に規定される。

【図面の簡単な説明】

【0014】

典型的な実施形態は、添付図面に準拠して記載される。

【0015】

【図1】図１は、吹付領域を定義するための定義システムの原理を示す。

【図2】図２は、定義及び吹付方法のフローチャートを示す。

【図3a】図３ａは、吹付プロセス中の吹付ブームの計算された移動を示す。

【図3b】図３ｂは、吹付プロセス中の計算された動作の適合を示す。

【図4】図４は、制御装置の構成部分を示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１は、壁の面１０４及びトンネル側面１０６の屋根（ヴォールト）構造体等の上に支持コンクリート層を形成するために、少なくとも１つの吹付領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を定義し、吹付機１０２により、定義領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４をコンクリートで吹付けるための定義システム１００を示す。

【0017】

少なくとも１つの領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は、例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上の領域を含む。

【0018】

吹付機１０２は、例えば、地下の採掘及びトンネル工において、トンネル側面１０６内で使用される移動式コンクリート吹付機である。吹付機１０２はまた、面１０４を洗浄するための水又は洗浄剤等の他の材料を吹付けることが可能で、同一目的で他の環境のトンネル側面１０６外で操作可能である。

【0019】

システム１００は、吹付機１０２の構成部分であって、取付機構１１０により、吹付機１０２に取付けられる（設置される）、入れ子式吹付機ブーム等の吹付ブーム１０８を具備し、ブーム１０８を昇降させて、取付機構１１０に対し、その移動機構４２６により、ブームを旋回（回転）させることが可能である。

【0020】

ブーム１０８は、少なくとも、入れ子式ブーム構造体１１２、１１３と、コンクリートを入れ子式ブーム構造体１１３の端部で吹付けさせるノズルヘッド１１４と、を具備する。ノズルヘッド１１４、又は実際にはノズル先端１１５は、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の境界を定義するために、吹付対象面１０４上の接点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６に接触するために使用される。

【0021】

接点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６は、少なくとも３つの接点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、例えば、３つ、４つ、５つ、６つ、又はそれ以上の接点を含む。

【0022】

ブーム１０８はまた、ブーム１０８を制御するために使用される位置情報を取得するための数個の設置されたセンサ４３０を具備する。ブーム１０８の作業員（図示せず）は、そのノズル先端１１５が、接点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６上の面１０４に接触するように、作業員がブーム１０８を駆動する場合、少なくとも、接点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６の位置情報を取得するために、センサ４３０を使用する。

【0023】

システム１００はまた、ブーム１０８の移動と操作を制御するための制御装置（制御部、制御ユニット）１２０を具備する。制御装置１２０は、作業員により操作される。

【0024】

図２及び図３ａは、吹付けプロセス中に定義領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に基づいて、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の定義プロセスとブーム１０８の吹付動作３５０を示す。

【0025】

ステップ２５２では、制御装置１２０は、取付点、すなわち、ブーム１０８の取付機構１１０に位置する原点Ｏを有する３次元（３Ｄ）座標系３５４を表示・保持する。

【0026】

座標系３５４は、センサ４３０からの位置情報とともに、取付機構１１０に対してノズル先端１１５を配置し、吹付対象領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を定義し、必要な動作３５０を計算して、面１０４上の定義領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に吹付可能である。

【0027】

ステップ２５６では、吹付機１０２が停止されて、ブーム１０８の作業員が、ブーム１０８を安全に制御できるような態勢に入った場合、作業員は、遠隔制御装置４２８のユーザインターフェースにより制御装置１２０を操作し、制御装置１２０に、ノズル先端１１５を面１０４上の第１の点Ｐ１近傍に移動させるよう命令する。第１の点Ｐ１は、第１の境界（縁）、本実施例においては、面１０４上の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の、作業員から見て鉛直方向前部の（右の）縁を示すものと意図される。

【0028】

ステップ２５８では、作業員は、制御装置１２０に、ノズル先端１１５が、ノズルヘッド１１４の端部で、第１の点Ｐ１に接触するように、ブーム１０８を移動するよう命令する。ブーム１０８の移動中やブーム１０８が静止状態の場合は常時、センサ４３０は、位置情報を提供し、それにより、制御装置１２０は、ノズル先端１１５の位置を定義可能である。

【0029】

ステップ２６０では、ノズル先端１１５が、第１の点Ｐ１上の面１０４に接触する場合、制御装置１２０は、センサ４３０からの位置情報に基づいて、座標系３５４に対し第１の点Ｐ１の位置Ｌ１（ｘ１、ｙ１、ｚ１）を提供し、作業員は、制御装置１２０に、この位置Ｌ１をそのメモリ部４３４に記憶するよう命令する。

【0030】

ステップ２６２では、位置Ｌ１を記憶後、作業員は、制御装置１２０に、略水平方向で、第１の点Ｐ１から面１０４に接触することなく、ノズル先端１１５を面１０４上の第２の点Ｐ２近傍に移動するよう命令する。第２の点Ｐ２は、第２の境界、本実施例においては、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の鉛直後部の（左の）縁を示すものと意図される。

【0031】

ステップ２６４では、作業員は、制御装置１２０に、ノズル先端１１５が、第２の点Ｐ２に接触するように、ブーム１０８を移動するよう命令する。

【0032】

ステップ２６６では、ノズル先端１１５が、第２の点Ｐ２上の面１０４に接触する場合、制御装置１２０は、第２の点Ｐ２の位置Ｌ２（ｘ２、ｙ２、ｚ２）を提供し、作業員は、制御装置１２０に、この位置をメモリ部４３４に記憶するよう命令する。第１及び第２の点Ｐ１、Ｐ２との間の水平線Ｐ１－Ｐ２は、第３の境界、本実施例においては、吹付対象領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に対する水平下縁、それと同時に、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の長さｌ１を形成する。

【0033】

ステップ２６８では、位置Ｌ２が記憶された場合、作業員は、制御装置１２０に、略鉛直方向で、第２の点Ｐ２から面１０４に接触することなく、ノズル先端１１５を面１０４上の第３の点Ｐ３近傍に移動するよう命令する。第３の点Ｐ３は、第４の境界、本実施例においては、領域Ａ１に対する水平上縁、それと同時に、領域Ａ１の幅ｗ１を示すものと意図される。

【0034】

ステップ２７０では、作業員は、制御装置１２０に、ノズル先端１１５が、第３の点Ｐ３に接触するように、ブーム１０８を移動するよう命令する。

【0035】

ステップ２７２では、ノズル先端１１５が、第３の点Ｐ３上の面１０４に接触する場合、制御装置１２０は、第３の点Ｐ３の位置Ｌ３（ｘ３、ｙ３、ｚ３）を提供し、作業員は、制御装置１２０に、この位置をメモリ部４３４に記憶するよう命令する。水平線は、第３の境界（水平下縁）に平行で、第３の点Ｐ３を逸脱し、第１及び第２の境界（前部及び後部縁）である点ＩＳ１、ＩＳ２で交わり、第４の境界、本実施例においては、領域Ａ１に対する水平上縁を形成する。

【0036】

その代わりとして、作業員１２０は、制御装置１２０に、第２の点Ｐ２から他の方向に、ノズル先端１１５を移動し、記憶された位置Ｌ３’又はＬ３’’に相当して同様に生じる第３の点Ｐ３’又はＰ３’’上の面１０４と、ステップ２６８、２７０、２７２で上述されたのと同様に、領域Ａ１に対する第４の境界及び幅ｗ１に接触するように命令し得る。

【0037】

第３の点Ｐ３（Ｐ３’、Ｐ３’’）の目的は、幅ｗ１を領域Ａ１に定義することである。少なくとも３つの点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３（Ｐ３’、Ｐ３’’）の位置Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３（Ｌ３’、Ｌ３’’）は、制御装置１２０が、領域Ａ１を定義可能にするには十分である。

【0038】

ステップ２７４では、位置Ｌ３が記憶され、領域Ａ１の少なくとも３つの点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が、定義された場合、制御装置１２０は、第１の前部境界が、第１の点Ｐ１から上方に開始し、第１及び第２の点Ｐ１、Ｐ２との間の線Ｐ１－Ｐ２に垂直である線であるように、その４つの境界を定義することで、四つ角の正方形又は長方形形状の領域Ａ１を形成する。第２の後部境界は、第２の点Ｐ２から上方に開始し、線Ｐ１－Ｐ２に垂直である線である。第３の下部境界は、線Ｐ１－Ｐ２であり、第４の上部境界は、上述の通り、第１及び第２の境界である点ＩＳ１、ＩＳ２で交わる線である。正方形形状又は長方形形状の領域Ａ１は、特定の第１の表面領域を有し、点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の間の距離に依存する。その表面は、座標系３５４において、トンネル側面１０６の床面に略一致する、ＸＹ平面上に特定の第１の角度を有する。最終的に、作業員は、制御装置１２０に、領域情報をメモリ部４３４に記憶するよう命令する。

【0039】

その代わりとして、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を平行四辺形として定義可能で、それに基づいて、第３の点Ｐ３’’は、平行四辺形形状の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の第３の角を定義する。第１の点Ｐ１と第２の点Ｐ２は、平行四辺形形状の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の第１及び第２の角、それと同時に、第３の境界としての線Ｐ１－Ｐ２を定義する。第２の境界は、Ｐ２－Ｐ３’’との間の線であり、それに基づいて、第１の境界は、第１の点Ｐ１から始まり、線Ｐ２－Ｐ３’’（第２の境界）に平行な線である。第４の境界は、第３の境界（線Ｐ１－Ｐ２）に平行で、第３の点Ｐ３’’を逸脱する線である。第４の境界は、第１及び第２の境界である点ＩＳ１’’、ＩＳ２’’で交わる。平行四辺形形状の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４はまた、特定の第１の平面領域と、ＸＹ平面上に特定の第１の角度を有する。

【0040】

ステップ２７６では、領域Ａ１の形成が完了後、作業員が、少なくとも１つ又はそれ以上の正方形、長方形、又は平行四辺形形状の領域Ａ２、Ａ３、Ａ４の定義を望むならば、定義プロセスは、ステップ２７８で継続し、領域Ａ１は、部分領域Ａ１になる。その代わりとして、領域Ａ１の定義が十分である場合、プロセスは、ステップ２９０で継続する。

【0041】

ステップ２７８では、位置を記憶後、作業員は、制御装置１２０に、略鉛直方向で、第３の点Ｐ３（Ｐ３’、Ｐ３’’）から面１０４に接触することなく、ノズル先端１１５を面１０４上の第４の点Ｐ４近傍に移動するよう命令する。第４の点Ｐ４は、第５の境界、本実施例においては、部分領域Ａ２に対する水平上縁及び部分領域Ａ２の幅ｗ２を示すように意図される。

【0042】

第４の点Ｐ４の位置は、第３の点Ｐ３の場合と同様に、図示以外の記載があり得る。

【0043】

ステップ２８０では、作業員は、制御装置１２０に、ノズル先端１１５が、第４の点Ｐ４に接触するように、ブーム１０８を移動するよう命令する。

【0044】

ステップ２８２では、ノズル先端１１５が、第４の点Ｐ４上の面１０４に接触する場合、制御装置１２０は、第４の点Ｐ４の位置Ｌ４（ｘ４、ｙ４、ｚ４）を提供し、作業員は、制御装置１２０に、この位置をメモリ部４３４に記憶するよう命令する。水平線は、第４の境界に平行で、第４の点Ｐ４を逸脱し、第１及び第２の境界（前部及び後部縁）である点ＩＳ３、ＩＳ４で交わり、第５の境界、本実施例においては、部分領域Ａ２と幅ｗ２に対する水平上縁を形成する。

【0045】

ステップ２８４では、位置Ｌ４が記憶され、部分領域Ａ２の第４の点Ｐ４が、定義された場合、制御装置１２０は、本実施例において、その４つの境界を定義することで、四つ角の正方形又は長方形形状の部分領域Ａ２を形成する。第１の点Ｐ１から上方に開始する（線Ｐ１－Ｐ２に垂直な）線は、第１の前部境界であり、第２の点Ｐ２から上方に開始する（線Ｐ１－Ｐ２に垂直な）線は、第２の後部境界であり、交点ＩＳ１、ＩＳ２との間の線ＩＳ１－ＩＳ２は、第３の下部境界であり、交点ＩＳ３、ＩＳ４との間の線ＩＳ３－ＩＳ４は、第４の上部境界である。部分領域Ａ２はまた、特定の第２の表面領域を有し、点ＩＳ１、ＩＳ２、Ｐ４との間の距離に依存し、第１の表面領域と異なる場合がある。その表面は、ＸＹ平面上に特定の第２の角度を有し、第１の角度と異なる場合がある。最終的に、作業員は、制御装置１２０に、領域情報をメモリ部４３４に記憶するよう命令する。

【0046】

ステップ２８６では、部分領域Ａ２の形成が完了後、作業員が、より多くの部分領域Ａ３、Ａ４の定義を望むならば、以下の部分領域Ａ３、Ａ４に対する定義プロセスは、それに応じて上述の通り、点Ｐ５、Ｐ６に接触し、位置Ｌ５、Ｌ６を提供し、部分領域Ａ３、Ａ４を形成することで、ステップ２７８で継続する。その代わりとして、必要なすべての部分領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４が定義されたら、定義プロセスは、ステップ２８８に継続する。

【0047】

ステップ２８８では、制御装置１２０は、定義された部分領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４から整合性のある領域（表面）Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を、これらを座標系３５４において組み合わせることで形成する。

【0048】

ステップ２９０では、作業員は、制御装置１２０に、形成領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の表面とノズル先端１１５との間の距離を定義する、吹付距離ｄについて命令する。吹付距離ｄは、制御装置１２０が計算する吹付動作３５０を生じるが、その理由は、ノズル先端１１５から放出する吹付が、円錐形状を有し、それに基づいて、吹付距離ｄが長いほど、吹付の衝突領域は広くなる。

【0049】

吹付距離ｄに基づいて、制御装置１２０は、形成領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に基づいて、座標系３５４のノズル先端１１５に対する吹付けプロセスの開始及び停止位置と、形成領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に対して（表面角度に基づいて）、各領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に対するノズル先端１１５の位置を定義する。各領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に対する位置は、ノズル先端１１５が、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の面１０４に略垂直であるように設定する。

【0050】

作業員はまた、制御装置１２０に、ノズル先端１１５の速度を調整し、可能であれば、吹付機１０２内のコンクリートポンプの出力を調整することで、取得される所望の層厚さについて命令する。層厚さは、１０～１５０ｍｍ等、例えば、３０、４０、５０、６０、７０、８０、又は９０ｍｍでよい。

【0051】

ステップ２９２では、作業員は、制御装置１２０に、コンクリート又は他の材料の吹付を開始するよう命令し、それに基づいて、制御装置は、開始点を入力して、吹付を開始後に、計算された開始点に向けて、ブーム１０８（ノズル先端１１５）の駆動を開始する。

【0052】

ステップ２９４では、制御装置１２０は、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の表面の形状と命令された（受信された）吹付距離ｄを考慮することで、吹付をステップ毎に行う間、ブーム１０８の構造体１１２、１１３、１１４により行われる吹付動作３５０を計算する。制御装置１２０は、コンクリート吹付の衝突領域が、形成領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の境界内部で保持するように、動作３５０を計算する。

【0053】

ステップ毎の計算により、制御装置１２０は、作業員が、吹付動作３５０中、制御装置１２０に、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の長さ方向にこの動作３５０を延長又は短縮するよう命令すれば、吹付動作３５０を再計算（適合）可能である。吹付動作３５０の適合は、以下の図３ｂを参照すると、より正確に示される。

【0054】

ステップ２９６では、制御装置１２０は、計算された動作３５０にしたがって、定義領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を吹付け、ブーム１０８が、定義された停止位置に入る場合、最終的に吹付を遮断するために、吹付機１０２とブーム１０８を制御する。

【0055】

作業員は、制御装置１２０に、所望の層厚さにしたがって、吹付動作３５０の速度を調整することで、吹付の前又は間に吹付けられた材料の層厚さを調整するよう命令する場合がある。

【0056】

図３ｂは、吹付中に吹付動作３５０の上記の適合を示す。本実施例において、以前の（左側の）領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４とその吹付動作３５０は、以前の図面で示された定義プロセスのステップ２５２、２５６、～、２９４、２９６にしたがって、すでに定義・吹付けられた。その後、次の隣接する（右側の）領域Ａ１’、Ａ２’、Ａ３’、Ａ４’とブーム１０８の吹付動作３５０はまた、同一の定義プロセスのステップ２５２、２５６、～、２８８、２９０にしたがって、定義された。

【0057】

本実施例において、トンネル側面１０６は、矢印Ｂ方向の左に延びている。右側の領域Ａ１’、Ａ２’、Ａ３’、Ａ４’の定義の結果、吹付けられた左側の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４と、隣接する定義された右側の領域Ａ１’、Ａ２’、Ａ３’、Ａ４’は、トンネル側面１０６の１つの側面に接触し、それらは、トンネル側面１０６の別の側面でそれらの間に特定の距離Ｃを有し、それに基づいて、隣接する左側及び右側の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ１’、Ａ２’、Ａ３’、Ａ４’との間に狭い表面領域（ストリップ）Ｃが存在する。

【0058】

計算された吹付動作３５０とステップ２９２、２９４、２９６にしたがって、コンクリートの吹付開始後、作業員は、制御装置１２０によりブーム１０８を制御して、吹付中に、右側の領域Ａ１’、Ａ２’、Ａ３’、Ａ４’の定義がどの程度不完全かを認識、すなわち、作業員は、左側及び右側の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ１’、Ａ２’、Ａ３’、Ａ４’との間に狭い表面ストリップＣを認識する。計算された吹付動作３５０によれば、この表面ストリップＣは、非吹付領域として残留し得るが、作業員は、必要な場合、当初計算された吹付動作３５０を適合可能である。

【0059】

作業員は、制御装置１２０に、個々の吹付動作３５０中に、図中の吹付動作３５０、３５０ｂの最低の第１の回転にしたがって、延伸された吹付動作３５０ｂとして、右側の領域Ａ１’、Ａ２’、Ａ３’、Ａ４’の長さＬ１、Ｌ２の方向に、当初の吹付動作３５０ａを延長（延伸）するよう命令可能である。その代わりとして、作業員は、制御装置１２０に、短縮された吹付動作３５０ｃとして、右側の領域Ａ１’、Ａ２’、Ａ３’、Ａ４’の長さＬ１、Ｌ２の方向に、当初の吹付動作３５０ａを短縮するよう命令可能である。

【0060】

適合後、個々の吹付動作３５０、３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃの延伸・短縮に関わらず、制御装置１２０は、適合された吹付動作３５０ｂ、３５０ｃにしたがって、次の吹付動作３５０、３５０ａを再計算し、次の（新規の）適合命令を作業員から受信する限り、該動作にしたがって継続する。

【0061】

本実施例において、表面ストリップＣが狭くなり、トンネル側面１０６の床からの距離が長くなる場合、作業員は、制御装置１２０に、短縮された吹付動作３５０ｃとして吹付の間、以前適合された、個々の吹付動作３５０、３５０ａを短縮するよう命令すべきである。左側の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を、不必要に二重に吹付けしないよう回避するのが必要な場合、個々の吹付動作３５０を、必ずしもすべてではないが、連続して短縮する。

【0062】

その代わりとして、制御装置１２０は、適合後、当初計算された吹付動作３５０、３５０ａに戻り、該動作にしたがって継続するように、実行可能である。

【0063】

当然のことながら、隣接する領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ１’、Ａ２’、Ａ３’、Ａ４’の縁が、少なくとも部分的に重なるならば、本実施例とは異なり、作業員は、個々の吹付動作３５０、３５０ａ、３５０ｂを必要な場合に短縮可能である。

【0064】

適合により、作業員は、あらゆる個々の吹付動作３５０、したがって、吹付中に領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ１’、Ａ２’、Ａ３’、Ａ４’を適合して、最新の定義領域Ａ１’、Ａ２’、Ａ３’、Ａ４’を以前吹付された領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に適合することができる。

【0065】

図４は、吹付ブーム１０４を制御するために使用される制御装置（制御部、制御ユニット）１２０を示す。

【0066】

制御装置１２０は、アプリケーションを起動させるために、作業員及び／又はコンピュータプログラム開始の命令を実行し、データを処理するプロセッサ部４２２を具備する。プロセッサ部４２２は、少なくとも１つのプロセッサ、例えば、１つ、２つ、３つ、又はそれ以上のプロセッサを含む。

【0067】

制御装置１２０はまた、制御装置１２０が、コマンド、要求、及びデータを、移動機構４２６や無線遠隔制御装置４２８等のシステム１００の他のコンポーネントに送信するために使用するデータ転送部４２４を具備し、制御装置１２０を使用し、ブーム１０８を制御するために、作業員にユーザインターフェースを提供する。データ転送部４２４はまた、移動機構４２６、遠隔制御装置４２８、及びセンサ４３０等の他のコンポーネントからコマンド、要求、及びデータを受信する。データ転送部４２４と、コンポーネント４２６、４３０との間の通信は、有線ケーブル接続により又は無線で、及びデータ転送部４２４と遠隔制御装置４２８との間を無線で提供され得る。

【0068】

制御装置１２０はまた、電源部４３２を具備する。電源部４３２は、制御装置１２０に電力供給するためのコンポーネント、例えば、制御装置１２０を吹付機１０２の電力供給システム又はそれ自身のバッテリに接続するためのコンポーネントを具備する。

【0069】

制御装置１２０はまた、データを記憶・保持するために、メモリ部４３４を具備する。データは、命令、コンピュータプログラム、及びデータファイルであり得る。メモリ部４３４は、少なくとも１つのメモリ、例えば、１つ、２つ、３つ、又はそれ以上のメモリを含む。

【0070】

メモリ部４３４は、少なくとも、データ転送部４２４を操作（制御）するためのデータ転送アプリケーション４３６、ブーム１０８の移動機構４２６を操作するための移動アプリケーション４３８、センサ４３０を操作するためのセンサアプリケーション４４０、及び電源部４３２を操作するための電力供給アプリケーション４４２を記憶する。

【0071】

メモリ部４３４はまた、メモリ部がコンピュータ、例えば、制御装置１２０内でプロセッサ部４２４により稼働される場合、少なくとも、上記本明細書及び図面に記載の制御装置１２０の操作を行うために、構成部分４２４、４２６、４３０、４３２の少なくとも１つを使用する、コンピュータプログラム４４４（ソフトウェア、アプリケーション）を記憶する。

【0072】

コンピュータプログラム４４４は、例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）又はユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）型の記憶装置で記憶され得る。

【0073】

本発明は、上述の典型的な実施形態に準拠して、上記の通り記載され、そのいくつかの利点が示された。本発明は、明らかに、これらの実施形態に限定されないが、以下の特許請求の範囲内で可能なすべての実施形態を包含する。

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4】