中国p站

山岳トンネル工事における重大灾害の多くは、支保工建て込み作业（※5）と、切羽（きりは）直下（※6）での火薬の装填?结线作业で発生しています。このうち、重机を使用する支保工建て込みなどの作业は远隔化?自动化が进んでいます（※7）。一方、火薬の装填?结线作业は、火薬や雷管（※8）などの危険性が高い材料や、细かい脚线を取り扱うことから、繊细な力加减や手指の感覚を必要とします。「山岳トンネル工事の切羽における肌落ち灾害防止対策に係るガイドライン（厚生労働省）」に基づき、安全対策を讲じながら手作业で施工していますが、さらなる作业の安全性确保と生产性向上が求められています。

NEDOの若サポの一環で、庆应义塾大学の野崎貴裕准教授らの研究グループと大林組は、リアルハプティクスを応用して、切羽直下での火薬の装填?結線作業を遠隔化?自動化する研究に取り組み、2023年9月に自動火薬装填システムを開発し、室内試験にて遠隔装填技術と遠隔装填技術で伝送される力触覚のデータを利用した自動装填に成功しました。

本システムは、リアルハプティクスにより力触覚が伝わることで、切羽から离れた安全な场所から、あたかも切羽で直接作业を行っているかのように直感的な火薬の装填作业が行えます。今回の実証実験では、本システムを长野県下伊那郡にあるトンネル工事现场（国土交通省中部地方整备局令和4年度叁远南信6号トンネル工事）で适用しました。大型重机に搭载した装填ロボットを、切羽から30尘地点と、切羽から320尘离れたトンネル外で操作して、火薬の装填、発破を行いました。

装填ロボットに搭载したステレオカメラで装薬孔の位置、装薬孔とロボットの角度を検知し、装填ロボットを自动诱导后、装填ロボットの押し込み作业を再现することで、火薬装填作业の自律化に成功しました。大型重机で装薬孔の近くまで装填ロボットを近づけた后は、火薬装填作业の自律化が可能になります。

今后、若サポにて、野崎贵裕准教授らの研究グループと中国p站は、【1】自动火薬装填システムに亲ダイ供给装置を搭载、【2】大型重机の自动运転と自动火薬装填システムの连携、【3】脚线结线作业の自动化を进めることで、一连の技术の现场适用を目指します。

リアルハプティクスは位置や力といった动作情报を记録し、再现することが可能です。この技术を応用することで、トンネル掘削作业の无人化を実现し、安全かつ効率的な働き方を目指した技术の开発を进めます。

なお、庆应义塾大学と大林組は本研究開発成果について、土木学会第34回トンネル工学研究発表会（2024年12月3日～4日）や岩の力学連合会第16回岩の力学国内シンポジウム（2025年1月14日～16日）で発表を予定しています。