JPH0270890A

JPH0270890A - 土中推進穿孔機用ワイヤレス位置検知装置

Info

Publication number: JPH0270890A
Application number: JP63218516A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Nojiri; 野尻　吉彦; Kiyoshi Kawasaki; 清川崎; Takaaki Fukumoto; 福元　隆明; Hiroyuki Yamashita; 博之山下
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1988-09-02
Publication date: 1990-03-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、例えば道路下等に、通信用ケーブル、上下水
道又はガス等のための配管をその道路等を開削すること
なしに布設する土中推進穿孔機に用いるワイヤレス位置
検知装置に関し、当該土中推進穿孔機の位置信号伝送用
の信号ケーブルを無くしてケーブル接続等の煩雑さの軽
減と装置の単純化を図るようにしたものである。

（従来の技術）土中推進穿孔機の位置を検知する従来技術としては、例
えば土中推進穿孔機の推進線形が直線の場合は、レーザ
、トランシットにより発進立坑から土中推進穿孔機の前
部に搭載したターゲットの目視により測定を行うように
したものがある。しかし、この従来技術は、曲線推進の
場合は測定不可能であった。

このため、曲線推進を伴う場合の他の従来技術として、
ジャイロ、折れ角積分、磁界等を利用した方法により位
置検知測定を行うようにしたものがある。そして、この
ジャイロ、折れ角積分、磁界等による測定方法は、位置
検知センサの情報を地上に伝達するために、土中推進穿
孔機先端の位置検知装置から発進立坑側に推進管内を通
す信号伝送用のケーブルを必要としていた。

第４図は、このような従来技術のうち、土中推進穿孔機
の位置を、磁界による推進位置のｎ１定とその姿勢角の
測定とにより行うようにした位置検知装置を示している
。同図中、３１は土中推進穿孔機、３２はその先端部に
内蔵された発信コイル、３３は土中推進穿孔機角度検出
器であり、一方、地上部には受信コイル３５、測定器３
６及び操作盤３７が設置され、土中推進穿孔機角度検出
器３３と操作盤３７とは角度検出データ伝送ケーブル３
４で接続されている。

そして、磁界による推進位置の測定は、土中推進穿孔機
３１先端内蔵の発信コイル３２から地上に向けて交流磁
界を発生させ、地上に設置した受信コイル３５により、
磁力線３８を受信し、その受信コイル３５に発生する誘
起電圧の強度を測定器３６に表示させて行うようにして
いる。また、姿勢角の測定は、土中推進穿孔機角度検出
器３３により、土中推進穿孔機の角度信号を角度検出デ
ータ伝送ケーブル３４を介して、地上部の操作盤３７に
表示し、このようにして土中推進穿孔機３１の位置測定
を行うようにしている。

（発明が解決しようとする課題）従来の土中推進穿孔機の位置検知技術では、土中推進穿
孔機搭載の位置検知装置の角度検出情報を地上部に伝達
するために、位置検知装置からの情報を発進立坑側を介
して地上部に送る必要から、推進管内に信号ケーブルが
布設されていた。このため、発進立坑での推進管接続時
に信号ケーブルの接続作業を伴なうことになって施工性
が著しく低下してしまう。また、信号ケーブル同士の接
続点で接触不良が生じる場合があり、このことは土中推
進穿孔機の推進長が長くなるにしたがって接続点数が増
えることにより、ますます信頼性の低下を招くという問
題があった。

そして、推進管の中に信号ケーブルが入った状態となっ
ているため、推進管断面が信号ケーブル断面に占有され
ることにより、推進管断面の利用が阻害されていた。ま
た、推進管の接続作業が煩雑となり、且つ立坑内には人
手を要して推進管の自動接続を行うことが非常に困難と
なっていた。

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、土中推進
穿孔機の先端位置及び姿勢状態の測定に際し、推進管内
の信号ケーブルをなくして推進管の施工性の向上、推進
管断面の有効利用、信頼性の向上及び推進管の自動接続
の容易化を図ることのできる土中推進穿孔機用ワイヤレ
ス位置検知装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は上記課題を解決するために、土中推進穿孔機に
搭載され、地上部又は立坑側の受信手段に当該土中推進
穿孔機の位置情報をワイヤレスで発信する位置検知装置
であって、前記土中推進穿孔機の姿勢位置を検知する位
置検知センサと、該位置検知センサで検知された姿勢位
置信号をディジタル符号化する信号処理装置と、該信号
処理装置でディジタル符号化された姿勢位置情報を含む
磁波を前記受信手段に発信するデータ伝送用送信コイル
とを有することを要旨とする。

（作用）上記構成において、位置検知センサとしての例えばロー
リング計及びピッチング計により土中推進穿孔機のロー
リング角及びピッチング角が検知され、これらの姿勢位
置信号が信号処理装置によりディジタル符号化される。

次いでこのディジタル符号化された姿勢位置情報がデー
タ伝送用送信コイルに加えられ、姿勢位置情報を含む磁
波が地上部又は立坑側の受信手段に発信される。地上部
又は立坑側では、受信手段を構成するデータ受信コイル
等で受信し、このデータ受信コイルがら姿勢位置情報を
含む誘起電圧が発生する。次いでこれを符号化処理して
、地上部の測定器により土中推進穿孔機のローリング角
及びピッチング角等の姿勢位置情報を得ることができる
。また、別途に求められた推進距離に応じてローリング
角及びピッチング角等の姿勢角の計算を行うことにより
、土中推進穿孔機の現在位置の推定が行われる。而して
、推進管内には、信号ケーブルの布設が不要となる。

（実施例）以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図に基づいて
説明する。この実施例は、推進管内に掘削用及び方向修
正用油圧ホース類が入らないポーリング方式の土中推進
穿孔機に適用されている。

まず、土中推進穿孔機用ワイヤレス位置検知装置の構成
を説明すると、第１図中、１は地上部、２は土中に掘ら
れた発進立坑であり、発進立坑２内には土中推進穿孔機
元押装置３が設置されている。４は土中推進穿孔機の先
端掘削ビット、５は土中推進穿孔機推進内管、６は土中
推進穿孔機推進外管、７は動力装置であり、土中穿孔推
進は、動力装置７により土中推進穿孔機元押装置３に動
力が与えられ、土中推進穿孔機元押装置３は土中推進穿
孔機推進内管５に回転押しつけ動作を行わせて、土中推
進穿孔機前部にある先端掘削ビット４により土砂の掘削
が行われるようになっている。

そして、推進外管６の内周面の部分に、土中推進穿孔機
の位置情報をワイヤレスで発信する位置検知装置１０が
搭載され、地上部１に、これを受ける受信手段としての
データ受信コイル２１が設置されている。２２は測定器
、２３はデータ送信器であり、地上部１における位置検
知のハ１定箇所としては、位置検知装置１０上方の地上
部１で測定することも可能であるが、測定器２２に接続
されたデータ送信器２３により発進立坑２側に姿勢角度
情報を無線伝送で電波を発信し、データ受信器２４によ
りその電波を受信し、操作盤２５に角度を表示すること
により、発進立坑２側で測定を行い、この発進立坑２側
の操作盤２５で掘削制御のみならず、方向修正もできる
ようになっている。

なお、受信手段としてのデータ受信コイル２１等は、発
進立坑２側に設置してもよい。

第２図及び第３図に示すように、位置検知装置１０には
、土中推進穿孔機の姿勢位置を検知する位置検知センサ
としてのピッチング計８及びローリング計９、信号処理
装置としての検知角ディジタル符号化装置１１、検知角
データ伝送用送信器１２及びデータ伝送用送信コイル１
３が内蔵されている。また、位置検知装置１０には、先
端位置情報を発信する位置検知用発信コイル１４及びこ
れを駆動するための位置検知発信器１５が備えられてい
る。］６は電源接断用受信コイル、１７は電源接断装置
、１８はアンプ、１９はバッテリである。上記のデータ
伝送用送信コイル１３及び位置検知用発信コイル１４等
が内蔵された位置検知装置１０の上部の推進材料は、発
生磁界の減衰を少なくするためステンレス又はアルミニ
ウムが使用されている。

本実施例の土中推進穿孔機用ワイヤレス位置検知装置は
上述のように構成され、次のように動作して土中推進穿
孔機の位置情報がワイヤレスで地上部１の受信手段であ
るデータ受信コイル２１に受信される。

土中推進穿孔機の位置検知測定に際して、地上部１に設
置された図示省略の発信コイルから位置検知装置１０に
電源オン用の磁波が発信されると、この磁波が電源接断
用受信コイル１６で受信されて誘起電圧が発生し、電源
接断装置１７がオンとなって、バッテリ１９から位置検
知装置１０内の各機器に電力供給が行われて、位置検知
装置１０は動作状態に設定される。バッテリ１９のオン
・オフ機構を、このようにしたのは、省電力化により、
そのバッテリ１つの長期使用を図るためである。

そして、姿勢位置検知センサとしてのピッチング計８及
びローリング計９により、土中推進穿孔機のピッチング
角、ローリング角に応じた電圧が発生し、その電圧値が
検知角ディジタル符号化装置１１によりディジタル符号
化される。次いで、バッテリ１９、アンプ１８から電力
供給された検知角データ伝送用送信器１２により、デー
タ伝送用送信コイル１３に角度情報（姿勢位置情報）を
ディジタル化した交流電流が供給され、そのデータ伝送
用送信コイル１３からデータ伝送磁力線２６が地上部１
のデータ受信コイル２１に発信される。

地上部１では、データ伝送磁力線２６をデータ受信コイ
ル２１により受け、ディジタル化した誘起電圧がそのデ
ータ受信コイル２１に発生し、それを測定器２２に内蔵
した信号処理装置により処理を行い、土中推進穿孔機の
姿勢角の測定が行われる。

また、位置検知発信器１５により位置検知用発信コイル
１４に交流電流が供給され、この位置検知用発信コイル
１４から発生した磁界がデータ受信コイル２１に送られ
、その磁界強度の検出を行うことにより、土中推進穿孔
機の推進位置のｎ１定が行われる。

そして、上述のようにして得られた両側定値を使用し、
推進位置に伴うピッチング角及びローリング角の角度位
置の累積を行うことにより、土中推進穿孔機の現在位置
の検知が行われる。

なお、上述の実施例では、位置検知装置１０に内蔵のコ
イルをデータ伝送用送信コイル１３、位置検知用発信コ
イル１４及び電源接断用受信コイル１６の３個としたが
、これらのコイルは１個もしくは２個のコイルにより兼
用することもできる。

また、位置検知装置１０を推進外管６の内面部に設置し
たが、それ以外に位置検知装置１０を設置する箇所とし
て、推進内管５の内部も可能であり、土中推進穿孔機の
管断面の利用方法により、位置検知装置１０の設置位置
の選択を従来よりも広く行うことができる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、推進管内に信号
ケーブルを無くすことができるので、推進管接続の作業
性が良好となり接続作業時間の短縮を図ることができる
。また、信号ケーブルがなくなることにより、信号ケー
ブルの接続点がなくなり、その結果、接続部の接触不良
がなくなって土中推進穿孔機の位置１１１１１定を行う
上で信頼性が向上する。さらに、推進管の中のケーブル
専用断面がなくなることにより、推進管断面の有効利用
を図ることができる。そして、例えば、推進管内に掘削
用及び方向修正用油圧ホース類が入らないポーリング方
式の土中推進穿孔機においては、管推進時の立坑内作業
としては推進管の接続工程のみとなり、推進管接続の自
動化が容易となって立坑内作業が軽減し安全に作業をす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係る土中推進穿孔機用ワ
イヤレス位置検知装置の実施例を示すもので、第１図は
全体構成を一部破断して示す構成図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ線拡大断面図、第３図は第２図のＢ−Ｂ線断面図
、第４図は従来の土中推進穿孔機用位置検知装置を示す
構成図である。１：地上部、　　　２：発進立坑、５：土中推進穿孔機推進内管、６：土中推進穿孔機推進外管、８：ピッチング計（位置検知センサ）、９：ローリング
計（位置検知センサ）、１０：位置検知装置、１１：検知角ディジタル符号化装置（信号処理装置）、１３：データ伝送用送信コイル、２１：受信手段を構成するデータ受信コイル。

Claims

【特許請求の範囲】

土中推進穿孔機に搭載され、地上部又は立坑側の受信手
段に当該土中推進穿孔機の位置情報をワイヤレスで発信
する位置検知装置であって、前記土中推進穿孔機の姿勢
位置を検知する位置検知センサと、該位置検知センサで
検知された姿勢位置信号をディジタル符号化する信号処
理装置と、該信号処理装置でディジタル符号化された姿
勢位置情報を含む磁波を前記受信手段に発信するデータ
伝送用送信コイルとを有することを特徴とする土中推進
穿孔機用ワイヤレス位置検知装置。