玩偶姐姐

爆薬装填ロボット「罢辞-搁滨骋骋贰搁?（トリガー）」を开発

コンピュータジャンボと础滨ロボットアームとの连携で高精度化を実现

玩偶姐姐（株）（本社：東京都中央区、社長：大谷 清介）は、（株）UP設計コンサルタント（本社：大阪府大阪市、代表：道上 敦之）、（株）HCI（本社：大阪府泉大津市、社長：奥山 浩司）、虎乃門建設機械（株）（本社：東京都渋谷区、代表：櫻井 弘毅）の協力のもと、山岳トンネル発破作業の安全性向上のため、切羽（トンネル掘削の最先端部）作業の無人化に寄与する爆薬装填ロボット「To-RIGGER（トリガー）：TODA Robotic Insertion & Georeferenced Ground-hole Explosive?charging Robot」を開発しました（図-1）。
本技术の有効性を検証するため、模擬岩盤を用いた検証実験を実施し、実施工を想定した3種類の角度の装薬孔に対して、爆薬装填ホースを高精度に自動挿入できることを実証しました。

  • 図-1 切羽におけるTo-RIGGERによる爆薬装填イメージ

开発の背景

爆薬の装填は、作业员が直接切羽に立ち入り手作业で行うため、岩块の落下などの危険性が高く、远隔化や自动化が强く求められています。装填作业の自动化には、装薬孔に対して位置?角度を正确に合わせたうえで、爆薬装填ホースを高精度に挿入することが不可欠であり、装薬孔の位置把握や挿入时の精度の确保が课题でした。

本技术の概要

本技术は、コンピュータジャンボと当社開発の爆薬装填ホース自動挿入装置※1で构成されます（図-1）。削孔时に得た装薬孔の孔口と孔尻の座标データに基づき、コンピュータジャンボの制御によりブーム（机体の腕部）が自动で移动し、先端の受け架台を、装薬孔の轴方向に対して平行となるよう角度を调整しつつ、孔口の位置に合わせます。そして、受け架台の先端に搭载した爆薬装填ホース自动挿入装置が、础滨ロボットアームを用いて装薬孔の位置を正确に検知し、ホースを高精度に自动挿入し、爆薬を装填します。これにより、爆薬装填作业の远隔化や将来的な自动化が可能となり、作业员の切羽への立ち入り作业がなくなるため、安全性が大幅に向上します。

検証実験

切羽を想定した模擬岩盤に開けた以下の3種類の装薬孔を対象に、ブームの自動移動から爆薬装填ホースの自動挿入に至る本技术の一連の動作について、検証実験を実施しました。

  1. 1
    岩盘面に対して90°（通常孔）
  2. 2
    岩盘面に対して60°（芯抜きを想定）
  3. 3
    斜め上向き（外周孔を想定）

その结果、いずれの装薬孔においても、ホースを高精度に自动挿入できることを确认しました（写真-1）。実験は虎乃门建设机械（株）千叶工场にて実施し、公开実験には、発注机関や研究机関などから约30名の视察がありました（写真-2）。

写真-1 検証実験の様子（左：①の装薬孔／中：②の装薬孔／右：③の装薬孔）
写真-2 公開実験の様子

今后の展望

今後は、本技术に加え、現場製造バルクエマルジョン爆薬※2や、起爆用配线の结线作业が不要となる无线発破システム※3と连携し、発破作业の完全自动化を目指してまいります。当社は、発破作业を含む山岳トンネル施工の一连の作业を远隔化?自动化する「罢辞笔-狈础罢惭?」※4の开発を进めており、引き続きその高度化を通じて、山岳トンネル施工の一层の安全性や生产性の向上に取り组んでまいります。

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