JP3212587U - IOT excavation management system - Google Patents
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Abstract
【課題】掘削作業を適切に実行するためにオペレータの技量のみに依存しないIOT掘削管理システムを提供する。【解決手段】油圧で動作するドリルユニット10、ドリルユニット10へと作動油を供給するパワーユニット21、ドリルユニット10へ水を供給するタンク31、流量・圧力検出器32、泥水管理装置33、センサ群41、通信部42、インターネットNを通じて通信部42と通信するPC(コンピュータ)50等を備えている。ドリルユニット10はロッド11を回転させて地盤を掘削する。センサ群41は、ドリルユニット10の駆動状況を示す複数種類の検出値を逐次取得する。センサ群41が取得した検出値は、通信部42によって、インターネットNを通じてPC50へと逐次送信される。PC50は、掘削現場から離隔した遠隔地に設置される。PC50は、通信部42から受信した検出値をディスプレイ51に逐次表示させる。【選択図】図1To provide an IOT excavation management system that does not depend only on the skill of an operator in order to appropriately execute excavation work. A hydraulic drill unit 10, a power unit 21 that supplies hydraulic oil to the drill unit 10, a tank 31 that supplies water to the drill unit 10, a flow rate / pressure detector 32, a muddy water management device 33, and a sensor group 41, a communication unit 42, a PC (computer) 50 that communicates with the communication unit 42 through the Internet N, and the like. The drill unit 10 rotates the rod 11 to excavate the ground. The sensor group 41 sequentially acquires a plurality of types of detection values indicating the driving status of the drill unit 10. The detection values acquired by the sensor group 41 are sequentially transmitted to the PC 50 through the Internet N by the communication unit 42. The PC 50 is installed at a remote location separated from the excavation site. The PC 50 sequentially displays the detection value received from the communication unit 42 on the display 51. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、IOT掘削管理システムに関する。 The present invention relates to an IOT excavation management system.
特許文献1には、掘削を行うさく岩機の作動状況を検出し、モニタやスピーカを通じてさく岩機のオペレータに検出結果を出力するという内容が開示されている。オペレータは、さく岩機の作動状況を示す出力に基づいて状況判断し、装置を操作する。 Patent Document 1 discloses the contents of detecting the operation status of a rock drill for excavation and outputting the detection result to the operator of the rock drill through a monitor or a speaker. The operator judges the situation based on the output indicating the operating situation of the rock drill and operates the device.
掘削装置を用いて適切に掘削を進めるには、施工環境の変化に応じて装置を様々に操作する複雑な作業が必要となる。特許文献1に記載の技術によると、掘削作業を適切に実行できるか否かは、あくまでオペレータの技量に依存する。 In order to appropriately excavate using the excavator, a complicated operation of operating the apparatus in various ways according to changes in the construction environment is required. According to the technique described in Patent Document 1, whether or not excavation work can be appropriately performed depends solely on the skill of the operator.
本考案の目的は、掘削作業を適切に実行するためにオペレータの技量のみに依存しないIOT掘削管理システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an IOT excavation management system that does not depend only on the skill of an operator in order to appropriately execute excavation work.
本考案のIOT掘削管理システムは、ドリルを回転させて地盤を掘削する掘削装置と、前記掘削装置の駆動状況を示す検出値を逐次取得する検出手段と、前記検出手段が取得した検出値を、通信ネットワークを通じて逐次送信する検出値送信手段と、前記通信ネットワークを通じて前記検出値送信手段と接続され、前記検出値送信手段が送信した前記検出値を受信すると共に、受信した前記検出値をディスプレイに逐次表示させるコンピュータとを備えている。 The IOT excavation management system of the present invention includes a drilling device that drills the ground by rotating a drill, a detection unit that sequentially acquires a detection value indicating a driving state of the drilling device, and a detection value acquired by the detection unit. A detection value transmitting means for sequentially transmitting through the communication network and a detection value transmitting means through the communication network for receiving the detection value transmitted by the detection value transmitting means and sequentially receiving the received detection value on a display And a computer for display.
本考案のIOT掘削管理システムによると、通信ネットワークを通じて掘削装置の駆動状況を遠隔地において逐次(リアルタイムで)確認できる。したがって、掘削装置を用いた掘削作業の熟練者が現場に常駐することなく掘削装置の駆動状況を確認してオペレータに操作について指示を出すことができる。よって、オペレータの技量のみに依存することなく掘削作業を適切に実行できる。 According to the IOT excavation management system of the present invention, the driving status of the excavator can be confirmed sequentially (in real time) at a remote place through a communication network. Therefore, a person skilled in excavation work using the excavator can confirm the driving status of the excavator without issuing an instruction to the operator without being resident at the site. Therefore, the excavation work can be appropriately executed without depending only on the skill of the operator.
また、本考案においては、前記ドリルによって形成された掘削孔に送水する送水装置をさらに備えており、前記掘削装置が、前記ドリルを軸方向に関して振動させると共に回転させつつ前進させるドリル駆動手段を含んでおり、前記検出手段が、前記ドリルの前進速度、回転トルク、給進力、打撃圧力、起振力及び振動数、並びに、前記送水手段による送水の圧力及び送水量のいずれか2つ以上を前記検出値として取得する。これによると、掘削装置及びその周辺の状況を示す2つ以上の検出値が取得される。したがって、掘削装置の駆動状況及び周辺状況を遠隔地において多角的な情報に基づいて確認できる。 The present invention further includes a water supply device for supplying water to the excavation hole formed by the drill, and the excavation device includes a drill driving means for advancing while rotating and rotating the drill in the axial direction. And the detection means includes any two or more of the advance speed, rotational torque, feed force, striking pressure, vibration force and frequency of the drill, and the pressure and amount of water supplied by the water supply means. Obtained as the detected value. According to this, two or more detection values indicating the state of the excavator and its surroundings are acquired. Therefore, it is possible to confirm the driving status and the surrounding status of the excavator based on various information in a remote place.
また、本考案においては、前記掘削孔から水を回収して前記送水装置に戻す回収装置をさらに備えており、前記検出手段が、前記回収装置が回収した水のpH及び温度の少なくともいずれかを前記検出値として取得することが好ましい。これによると、掘削孔から回収された水の特性を含む多角的な情報に基づいて掘削装置の駆動状況及び周辺状況を遠隔地にて確認できる。 The present invention further includes a recovery device that recovers water from the excavation hole and returns the water to the water feeding device, and the detection means detects at least one of pH and temperature of the water recovered by the recovery device. It is preferable to obtain the detection value. According to this, based on various information including the characteristics of the water collected from the excavation hole, it is possible to confirm the drive status and the peripheral status of the excavator at a remote location.
また、本考案においては、燃料を燃焼させることで駆動用のエネルギーを生成して前記掘削装置に供給するパワーユニットをさらに備えており、前記検出手段が、前記パワーユニットからの排気中に含まれる炭素酸化物及び窒素酸化物の少なくともいずれかの濃度を前記検出値として取得することが好ましい。これによると、パワーユニットの排気状況を含む多角的な情報に基づいて掘削装置の駆動状況を遠隔地にて確認できる。例えば、環境に悪影響を及ぼしにくいように排気の状態を考慮した操作をオペレータに指示することが可能となる。 Further, the present invention further includes a power unit that generates driving energy by burning fuel and supplies the energy to the excavator, and the detection means includes a carbon oxidation unit included in the exhaust gas from the power unit. It is preferable to obtain the concentration of at least one of a substance and nitrogen oxide as the detection value. According to this, it is possible to confirm the driving status of the excavator at a remote location based on various information including the exhaust status of the power unit. For example, the operator can be instructed to perform an operation considering the exhaust state so as not to adversely affect the environment.
本考案の一実施形態に係るIOT(Internet of Things)掘削管理システム1について図1及び図2を参照しつつ説明する。IOT掘削管理システム1は、図1に示すように、油圧で動作するドリルユニット10(掘削装置)、ドリルユニット10へと作動油を供給するパワーユニット21、ドリルユニット10へと水を供給するタンク31、流量・圧力検出器32、泥水管理装置33、センサ群41(検出手段)、通信部42(検出値送信手段)、インターネットN(通信ネットワーク)を通じて通信部42と通信するPC(コンピュータ)50等を備えている。PC50は、ドリルユニット10による掘削作業が行われる掘削現場から離隔した遠隔地に設置される。
An IOT (Internet of Things) excavation management system 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, the IOT excavation management system 1 includes a drill unit 10 (drilling device) that operates hydraulically, a power unit 21 that supplies hydraulic oil to the
ドリルユニット10は、ロッド11(ドリル)、駆動部12、昇降部13及び走行部14を含んでいる。ロッド11は円管状の部材であり、先端(下端)にビットが設けられている。ロッド11の上端は接続部15を介して駆動部12と接続されている。ロッド11内には中心軸Cに沿って延びた流路が形成されている。流路は、往流路及び復流路からなる。往流路及び復流路は、それぞれ、接続部15からロッド11先端の開口まで延びている。駆動部12、昇降部13及び走行部14は油圧式のモーター等によって駆動される。前記モーター等は、パワーユニット21から作動油が供給されて動作する。駆動部12はロッド11に中心軸Cに沿った振動を付与しつつロッド11をその中心軸C周りに回転させる。昇降部13はロッド11及び駆動部12を前進・後退させる。駆動部12及び昇降部13は本考案におけるドリル駆動手段に対応する。ロッド11の先端が地盤と接触した状態で駆動部12がロッド11を振動させつつ回転させると共に、昇降部13がロッド11及び駆動部12を前進させることで地盤が掘削され、掘削孔Sが形成される。掘削孔Sが掘り進められるのに従って複数本のロッド11が継ぎ足されていく。接続部15には、後述のタンク31から送られた水が供給される。この水は、ロッド11内の往流路を通ってロッド11の先端開口から掘削孔へと流出する。流出した水は、掘削された土を巻き込むことで泥水となり、ロッド11の先端開口からロッド11内に流入する。この水(泥水)は、ロッド11内の復流路を通って接続部15へと向かう。接続部15に到達した水は、後述の通り、接続部15から泥水管理装置33を経てタンク31に回収される。
The
パワーユニット21は、燃料を燃焼することで作動するエンジンと、エンジンからの出力によって作動する油圧ポンプとを備えている。油圧ポンプは、作動油を加圧してドリルユニット10へと送り出す。これにより、ドリルユニット10に駆動用のエネルギーが供給される。パワーユニット21の排気は排気分析器22(検出手段)を通じて外部へと排出される。排気分析器22は、排気中の一酸化炭素、二酸化炭素、一酸化窒素及び酸素の濃度を検出する。排気分析器22は、無線LAN等の通信ネットワークや通信ケーブル等を通じて通信部42と接続されている。排気分析器22によって検出された濃度は通信部42に出力される。
The power unit 21 includes an engine that operates by burning fuel, and a hydraulic pump that operates according to an output from the engine. The hydraulic pump pressurizes the hydraulic oil and sends it to the
タンク31は水を収容している。この水は、ポンプ34(送水装置)によってドリルユニット10へと供給される。ポンプ34からドリルユニット10への給水経路には流量・圧力検出器32(検出手段)が設けられている。流量・圧力検出器32は、給水経路を通る水の圧力及び単位時間当たりの水の通過量を検出する。流量・圧力検出器32は、無線LAN等の通信ネットワークや通信ケーブル等を通じて通信部42と接続されている。流量・圧力検出器32による検出結果は、通信部42に出力される。一方、ドリルユニット10からの水は、泥水管理装置33を介してタンク31へと回収される。ドリルユニット10からタンク31までの水の回収流路を形成する設備は、本考案の回収装置に対応する。泥水管理装置33は水素イオン指数(pH)測定用のpHプローブ及び温度計を備えている。これにより、ドリルユニット10から回収された水のpH及び温度が検出される。泥水管理装置33は、無線LAN等の通信ネットワークや通信ケーブル等を通じて通信部42と接続されている。泥水管理装置33による検出結果は、通信部42に出力される。
The
センサ群41は、ドリルユニット10の駆動状況を示す各種の検出値を取得する。例えば、センサ群41は、ロッド11の前進速度及び前進距離を検出するセンサ、ロッド11の回転トルクを検出するセンサ、ロッド11の回転数を検出するセンサ、ロッド11を前進させる力(給進力)を検出するセンサ、ロッド11が振動によって地盤を叩く圧力(打撃圧力)を検出するセンサ、ロッド11への起振力を検出するセンサ(加速度センサ)、ロッド11の振動数を検出するセンサ(加速度センサ)等を含んでいる。センサ群41は、これらの検出値を逐次、つまり、リアルタイムで取得する。より具体的には、センサ群41は、これらの検出値を短い時間間隔で、例えば、1秒未満〜数十秒に1回の頻度で取得する。センサ群41は、無線LAN等の通信ネットワークや通信ケーブル等を通じて通信部42と接続されている。センサ群41によって取得された検出値は通信部42に逐次出力される。
The
通信部42は、モバイルデータ通信網を利用してインターネットNと接続している。通信部42は、排気分析器22、流量・圧力検出器32及びセンサ群41から出力された検出値を、インターネットNを通じてPC50へと送信する。このように、排気分析器22、流量・圧力検出器32及びセンサ群41のそれぞれは、通信部42を介してインターネットN(通信ネットワーク)と接続することでドリルユニット10に係る各種の管理情報をPC50へと送信するIOTデバイスの一種である。PC50は、CPU、ROM、RAM、ハードディスク、LANインタフェース等のハードウェアと、ROM、RAM、ハードディスク等の記憶装置に格納されたプログラムやデータベース等のソフトウェアとを含んでいる。以下に説明するPC50の種々の機能は、ソフトウェアがその機能を発揮するようにハードウェアを動作させることによって実現されている。また、各機能は、ソフトウェアに基づいてハードウェア同士が協働して機能することにより実現されている。
The
PC50は、通信部42から受信した検出値に基づき、図2に示す画像Iをディスプレイ51に表示する。画像Iは、複数種類の項目表示を含んでいる。各項目表示は、項目名の表示とその数値の表示を含んでいる。画像Iの内容は、通信部42から逐次送信される検出値に基づいて逐次更新される。つまり、各項目に関する数値がリアルタイムに更新される。
The
画像Iにおける「孔番」の項目の数値は、掘削によって形成される掘削孔を識別する番号である。「深度」「速度」「回転トルク」「回転数」「給進力」「打撃圧力」「起振力」「周波数」の項目の数値は、順に、ロッド11の先端の深度(m)、ロッド11の前進速度(m/分)、ロッド11の回転トルク(kN・m)、ロッド11の回転数(rpm)、ロッド11への給進力(kN)、ロッド11による打撃圧力(MPa)、ロッド11への起振力(kN)及びロッド11の振動数(Hz)である。これらは、センサ群41によって取得された検出値に基づいて表示される。なお、ロッド11の先端の深度は、ロッド11の前進速度及び前進距離を検出するセンサの検出結果に基づいて算出された値である。「送水圧力」「送水流量」の項目の数値は、流量・圧力検出器32によって取得された検出値であり、給水経路を通る水の圧力(MPa)及び単位時間当たりの水の通過量(リットル/分)を示す。「クランプ圧力」の項目の数値は、クランプの駆動のために供給される作動油の圧力を示す。クランプは、ロッド11が継ぎ足される際にロッド11を把持する装置である。「PH」「温度」の項目の数値は、泥水管理装置33によって取得された検出値であり、ドリルユニット10から回収された水のpH及び温度(℃)である。「CO」「CO2」「O2」「NO」の項目の数値は、排気分析器22によって取得された検出値であり、排気中の一酸化炭素の濃度(%)、二酸化炭素の濃度(%)、酸素の濃度(%)及び一酸化窒素等の濃度(ppm)である。
The numerical value of the item “hole number” in the image I is a number for identifying a drill hole formed by excavation. The numerical values of the items of “depth”, “speed”, “rotational torque”, “rotational speed”, “feeding force”, “blowing pressure”, “vibration force”, and “frequency” are the depth (m) of the tip of the
以上説明した本実施形態によると、ディスプレイ51に表示される画像Iとして、センサ群41によるドリルユニット10に関する種々の検出値が表示される。これらの検出値はドリルユニット10の駆動状況を示す。これにより、ドリルユニット10の駆動状況を遠隔地においてリアルタイムで確認できる。したがって、ドリルユニット10を用いた掘削作業の熟練者が現場に常駐することなくドリルユニット10の駆動状況を遠隔地にて確認し、駆動状況に応じた操作についてオペレータに指示を出すことができる。よって、オペレータの技量のみに依存することなく掘削作業を適切に実行できる。また、画像Iには、センサ群41や流量・圧力検出器32、排気分析器22による複数の項目に関する検出値の表示が含まれる。したがって、ドリルユニット10の駆動状況及び周辺状況を遠隔地において多角的な情報に基づいて確認できる。さらに、画像Iには、パワーユニット21の排気の分析結果を示す排気分析器22による検出値が含まれる。よって、パワーユニット21の排気状況を含む多角的な情報に基づいてドリルユニット10の駆動状況を遠隔地にて確認できる。これにより、例えば、環境に悪影響を及ぼしにくいように排気の状態を考慮した操作をオペレータに指示することが可能となる。
According to the present embodiment described above, various detection values related to the
<変形例>
以上は、本考案の好適な実施形態についての説明であるが、本考案は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。
<Modification>
The above is a description of a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope described in the means for solving the problem. It is possible.
例えば、上述の実施形態においては、センサ群41や流量・圧力検出器32、排気分析器22による複数の検出値が画像Iとしてディスプレイ51に表示される。これら複数の検出値のうちの一部がディスプレイ51に表示されてもよい。また、上述の実施形態では、掘削現場から離隔した遠隔地におけるディスプレイ51にセンサ群41の検出値等が表示される。しかし、掘削現場に設置されたディスプレイにも検出値が表示されてよい。このとき、掘削現場に設置されたディスプレイに検出値が表示される態様が、ディスプレイ51に検出値が表示される態様と異なっていてもよい。例えば、上述の通り、ディスプレイ51には検出値の数値がそのまま表示される。一方、掘削現場に設置されたディスプレイには検出値の数値の他、現在までの検出値の変化を示すグラフが併せて表示されてもよい。
For example, in the above-described embodiment, a plurality of detection values obtained by the
また、上述の実施形態では、ドリルユニット10に油圧式のモーター等が設けられ、パワーユニット21から供給された作動油によってこれらが駆動される。しかし、ドリルユニット10に電動式のモーター等が設けられていてもよい。この場合、油圧供給式のパワーユニットの代わりに電力供給式のパワーユニットが設けられればよい。
In the above-described embodiment, the
1 IOT掘削管理システム
10 ドリルユニット
11 ロッド
12 駆動部
13 昇降部
21 パワーユニット
22 排気分析器
31 タンク
32 流量・圧力検出器
33 泥水管理装置
34 ポンプ
41 センサ群
42 通信部
50 PC
51 ディスプレイ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 IOT
51 display
また、本考案においては、前記ドリルによって形成された掘削孔に送水する送水装置をさらに備えており、前記掘削装置が、前記ドリルを軸方向に関して振動させると共に回転させつつ前進させるドリル駆動手段を含んでおり、前記検出手段が、前記ドリルの前進速度、回転トルク、給進力、打撃圧力、起振力及び振動数、並びに、前記送水装置による送水の圧力及び送水量のいずれか2つ以上を前記検出値として取得する。これによると、掘削装置及びその周辺の状況を示す2つ以上の検出値が取得される。したがって、掘削装置の駆動状況及び周辺状況を遠隔地において多角的な情報に基づいて確認できる。 The present invention further includes a water supply device for supplying water to the excavation hole formed by the drill, and the excavation device includes a drill driving means for advancing while rotating and rotating the drill in the axial direction. And the detection means includes any two or more of the forward speed, rotational torque, feed force, striking pressure, vibration force and frequency of the drill, and the pressure and amount of water supplied by the water supply device. Obtained as the detected value. According to this, two or more detection values indicating the state of the excavator and its surroundings are acquired. Therefore, it is possible to confirm the driving status and the surrounding status of the excavator based on various information in a remote place.
Claims (4)
前記掘削装置の駆動状況を示す検出値を逐次取得する検出手段と、
前記検出手段が取得した検出値を、通信ネットワークを通じて逐次送信する検出値送信手段と、
前記通信ネットワークを通じて前記検出値送信手段と接続され、前記検出値送信手段が送信した前記検出値を受信すると共に、受信した前記検出値をディスプレイに逐次表示させるコンピュータとを備えていることを特徴とするIOT掘削管理システム。 A drilling device for drilling the ground by rotating the drill;
Detection means for sequentially obtaining detection values indicating the driving status of the excavator;
Detection value transmission means for sequentially transmitting the detection value acquired by the detection means through a communication network;
A computer that is connected to the detection value transmission unit through the communication network, receives the detection value transmitted by the detection value transmission unit, and sequentially displays the received detection value on a display; IOT excavation management system.
前記掘削装置が、前記ドリルを軸方向に関して振動させると共に回転させつつ前進させるドリル駆動手段を含んでおり、
前記検出手段が、前記ドリルの前進速度、回転トルク、給進力、打撃圧力、起振力及び振動数、並びに、前記送水手段による送水の圧力及び送水量のいずれか2つ以上を前記検出値として取得することを特徴とする請求項1に記載のIOT掘削管理システム。 A water supply device for supplying water to the excavation hole formed by the drill;
The excavator includes a drill driving means that vibrates and rotates the drill in the axial direction, and advances the drill while rotating the drill;
The detection means detects at least two of the advance speed, rotational torque, feed force, striking pressure, vibration force and vibration frequency of the drill, and the pressure and amount of water supplied by the water supply means. The IOT excavation management system according to claim 1, wherein:
前記検出手段が、前記回収装置が回収した水のpH及び温度の少なくともいずれかを前記検出値として取得することを特徴とする請求項1又は2に記載のIOT掘削管理システム。 It further comprises a recovery device that recovers water from the excavation hole and returns it to the water supply device,
The IOT excavation management system according to claim 1, wherein the detection unit acquires at least one of pH and temperature of water collected by the collection device as the detection value.
前記検出手段が、前記パワーユニットからの排気中に含まれる炭素酸化物及び窒素酸化物の少なくともいずれかの濃度を前記検出値として取得することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のIOT掘削管理システム。 A power unit that generates energy for driving by burning fuel and supplies the energy to the excavator;
The said detection means acquires the density | concentration of at least any one of the carbon oxide and the nitrogen oxide contained in the exhaust_gas | exhaustion from the said power unit as any one of the Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The IOT excavation management system described.
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KR20210081706A (en) * | 2019-12-24 | 2021-07-02 | (주)한진디엔비 | remote management system of excavator |
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- 2017-06-21 JP JP2017002789U patent/JP3212587U/en active Active
Cited By (3)
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KR20210081706A (en) * | 2019-12-24 | 2021-07-02 | (주)한진디엔비 | remote management system of excavator |
WO2022240046A1 (en) * | 2021-05-11 | 2022-11-17 | 주식회사 한화 | Drilling device and drilling management system comprising same |
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