JPH0519435Y2 - - Google Patents

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JPH0519435Y2
JPH0519435Y2 JP1986005791U JP579186U JPH0519435Y2 JP H0519435 Y2 JPH0519435 Y2 JP H0519435Y2 JP 1986005791 U JP1986005791 U JP 1986005791U JP 579186 U JP579186 U JP 579186U JP H0519435 Y2 JPH0519435 Y2 JP H0519435Y2
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tunnel
shield jacks
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
この考案は周囲にシールド本体掘進用のシール
ドジヤツキを複数本備えたトンネル掘進機の制御
装置に関するものである。 第1図はトンネル掘進機を示す断面図、第2図
は第1図の−断面図である。図において、1
は円筒状のシールド本体、2はシールド本体1の
外周にシールド本体1の軸方向に配列された複数
本のシールドジヤツキ、3はシールドジヤツキ2
の一端2bに支持されたシユー、4はトンネル内
壁に既設されたセグメントで、セグメント4は円
周方向に数個に分割されている。そして、シール
ドジヤツキ2の他端2aはシールド本体1のフー
ド部1aに取り付けられており、シユー3はセグ
メント4に接している。5は切羽部、6は回転カ
ツタである。 第3図はトンネル掘進機のシールドジヤツキの
油圧回路を示す図である。図において、10は油
圧ポンプ、11は油圧ポンプ10に接続された方
向切換弁で、方向切換弁10には複数のシールド
ジヤツキ2が並列に接続されている。12はシー
ルドジヤツキ2にそれぞれ接続された流路開閉弁
である。 このトンネル掘進機によつてトンネルを掘進す
るには、切羽部5を回転カツタ6で掘削したの
ち、流路開閉弁12を操作することにより、所定
のシールドジヤツキ2に油圧ポンプ10の油圧を
供給し、そのシールドジヤツキ2を伸長して、シ
ールド本体1を切羽部5に押し込む。なお、セグ
メント4はトンネル内壁の一部を構成しており、
シールドジヤツキ2の反力を支えるに十分な強度
を有している。シールド本体1を所定距離だけ切
羽部5に押し込んだのち、1つの流路開閉弁12
を操作することにより、その流路開閉弁12に対
応したシールドジヤツキ2を縮小して、そのシー
ルドジヤツキ2(シユー3)とセグメント4との
間に新たなセグメントの分割片を挿入し、以下つ
ぎつぎに他の流路開閉弁12を操作して、他の分
割片を挿入していき、シールドジヤツキ2とセグ
メント4との間に新たなセグメントを挿入する。
このような動作を繰り返すことにより、トンネル
を掘進する。 なお、切羽部5を掘削するには、シヨベルフロ
ントに類似した掘削バケツトを用いる場合があ
り、また人力による場合もある。また、切羽部5
の土質が非常に軟らかい場合には、切羽部5を掘
削せずに、シールドジヤツキ2の力でシールド本
体1を切羽部5に押し込むことにより、泥土を機
内に取り込む方式も用いられている。 ところで、従来シールド本体1を切羽部5に押
し込む場合に、どのシールドジヤツキ2を伸長す
るかは、作業員が経験と勘によつて決定してい
る。しかし、この場合には掘進推力、掘進速度を
適切に制御することができず、また流路開閉弁1
2の操作が面倒である。 この考案は上述の問題点を解決するためになさ
れたもので、掘進推力、掘進速度を適切に制御す
ることができ、また操作が容易なトンネル掘進機
の制御装置を提供することを目的とする。 この目的を達成するため、この考案において
は、シールド本体の外周部に複数本のシールドジ
ヤツキを配列し、それらのシールドジヤツキに油
圧ポンプを接続し、その油圧ポンプと上記各シー
ルドジヤツキとの間にそれぞれ流路開閉弁を設け
たトンネル掘進機の制御装置において、上記シー
ルドジヤツキの総数に応じてあらかじめ定められ
た複数の作動本数nから1つの作動本数nを選択
し設定する直進作動入力装置と、あらかじめ設定
された複数の直進作動パタンベクトルB→から上記
直進作動入力装置の出力に応じた1つの直進作動
パタンベクトルB→を選択し出力して上記各流路開
閉弁を制御する直進作動パタン演算装置とを設け
る。 まず、シールドジヤツキ作動パタンベクトルX→
について説明する。ベクルトX→は一行N列の行列
である。ここで、Nはシールドジヤツキ2の総数
である。そして、ベクルトX→の全ての項は1また
は0であり、k番の項をakとするとき、ak=1は
k番目のシールドジヤツキ2が作動していること
を意味し、ak=0はk番目のシールドジヤツキ2
が停止していることを意味する。たとえば、第4
図において黒丸が作動しているシールドジヤツキ
2を示し、白丸が停止しているシールドジヤツキ
2を示すものとすると、第4図の場合のベクルト
X→はつぎのようになる。 X→=(0100101001) また、第5図の場合のベクルトX→はつぎのよう
になる。 X→=(1100000000) つぎに、曲進モーメントベクルトM→について説
明する。ベクルトM→はつぎのように定義される。 M→=Mx,My ここで、第5図に示すようにシールドジヤツキ
2のピツチサークル直径をDとし、シールドジヤ
ツキ2一本当たりの最大推力をFとすると、ベク
ルトM→の成分Mx,Myは次式で表わされる。 Mx=N-1K=0 (F・D/2ak+1cos2kπ/N) =DF/2N-1K=0 ak+1cos2kπ/N My=N-1K=0 (F・D/2ak+1sin2kπ/N) =DF/2N-1K=0 ak+1sin2kπ/N また、ベクルトM→の大きさR、方向Θは次式で
表わされる。 R=√22 Θ=cos-1Mx/R=sin-1My/R たとえば、第4図に示すように、ベクルトX→が
(0100101001)の場合には、ベクルトM→の成分
Mx,Myはつぎのようになる。 Mx=DF/2(cos1/5π+cos4/5π+cos6/5
π+cos9/5π) =DF/2(cos1/5π−cos1/5π−cos1/5
π+cos1/5π)=0 My=DF/2(sin1/5π+sin4/5π+sin6/5
π+sin9/5π) =DF/2(sin1/5π+sin1/5π−sin1/5
π−sin1/5π)=0 したがつて、ベクルトM→の大きさR=0であ
る。 ところで、ベクルトX→の総数は2Nであり、N=
10の場合には、ベクルトX→の総数は210=1024で
ある。このうち、第4図の場合のように、ベクル
トM→の大きさR=0のベクルトX→がある。この大
きR=0のベクルトX→のうち、シールドジヤツキ
2の作動本数n=0のときのベクルトをX→停止ベ
クルトといい、R=0でかつn≠0のベクルトX→
を直進ベクルトと呼ぶ。 直進ベクルトX→の一例としてはつぎのようなも
のがある。 X→S1=(0101001010) X→S2=(1010101010) X→S3=(1101011010) X→S4=(1101111011) X→S5=(1111111111) そして、X→S1〜X→S5はそれぞれ作動本数nが4、
5、6、8、10の場合の一例であり、1本のシー
ルドジヤツキ2の押付力の最大値は油圧ポンプ1
0のリリーフ設定圧によつて決定されるので、ス
ラスト力の最大値はX→S1からX→S5に移るに従つて
増加していく。また、作動本数nが4の場合の直
進ベクルトX→にはX→S1以外につぎのようなものが
ある。 X→S11=(1010010100) X→S12=(0100101001) X→S13=(1001010010) これら以外に作動本数nが4の場合の直進ベク
ルトX→は6個あり、合計10個である。これらは作
動シールドジヤツキの相対的位置関係を保つたま
ま全体を回転させたものである。 第1表はN=10の場合における停止、直進ベク
ルトX→の数を、シールドジヤツキ2の作動本数n
別に示したものである。
【表】 この表からわかるように、停止ベクルトX→の数
は1、直進ベクルトX→の数は33である。 以上はN=10の場合の例であるが、N≠10のと
きにも上記と同様の手順で停止、直進ベクルトX→
を分類することができる。 第6図はこの考案に係るトンネル掘進機の制御
装置を示す図である。図において、13は独立作
動入力装置で、入力装置13はN個の切換接点を
有するロータリースイツチ、N個のプツシユボタ
ンまたは2N個の状態を指定できるデジタルスイツ
チ等で個されており、入力装置13の出力は、N
個の流路開閉弁12のうち任意のn個を作動状態
にし、他の流路開閉弁12を停止状態にする独立
作動パタンベクトルA→である。すなわち、たとえ
ばN個のプツシユボタンのうちの任意のn個のプ
ツシユボタンを押したとき、プツシユボタンに対
応する流路開閉弁12が作動するように構成され
ている。14は直進作動入力装置で、入力装置1
4はNに応じてあらかじめ定められた複数のnす
なわち停止ベクルトを含めた実現可能な直進ベク
ルトを得ることができる複数のn、たとえばN=
10のときには、n=0、2、4、5、6、8、10
の7個のうちの1つを出力するものである。この
入力装置14としては、実現可能な直進ベクルト
を得ることができるnの個数N0(N=10のときに
はN0=7)だけの切換接点を有するロータリ−
スイツチ、N0個のプツシユボタン、N0個のノツ
チの付いたレバー、比例的な信号たとえばポテン
シヨメータの出力電圧を入力して実現可能な直進
ベクルトを得ることができるnを出力する装置等
を用いる。なお、n=2の場合には安定して掘進
できない可能性があるから、入力装置14からn
=2を出力しないようにしてもよい。17はあら
かじめ複数の直進作動パタンベクトルB→たとえば
直進ベクルトX→S1〜X→S5等が設定された直進作動
パタン演算装置で、演算装置17は作動本数nを
入力して、nに対応した1つの直進作動パタンベ
クトルB→を選択し出力する。なお、第1表からも
わかるように、nに対応する直進ベクルトが複数
ありうるが、n=4、5、6、8、10に対してそ
れぞれX→S1〜X→S5を出力するようにしてもよい。
また、入力nについてはnの持つ意味について十
分検討を加える必要がある。すなわち、nが大き
いということはそれだけ大きな掘進推力を発生可
能であると同時に掘進速度が小さくなることを意
味し、逆にnを小さくするということは最大推力
は小さくなるが掘進速度は大きくなることを意味
している。19はモード切換装置で、切換装置1
9はベクルトA→,B→のうちのどちらか1つを選択
して、ベクルトX→として流路開閉弁12に出力す
るものである。16は切換装置19を切り換える
ためのモード切換指示装置で、切換装置19およ
び指示装置16は2N個のリレー接点で構成する
ことができる。すなわち、指示装置16の信号レ
ベルが0のときには、N個にリレーa−x間のみ
を接続し、指示装置16の信号レベルが1のとき
には、他の一組のN個のリレーがb−x間のみを
接続するように構成すればよい。 なお、上述実施例においては、シールドジヤツ
キ2が円周上に等間隔ピツチで配置されている場
合について説明したが、シールドジヤツキ2のピ
ツチが異なる場合がある。たとえば、シールド本
体1が自重によつて下方に傾くことを防止するた
めに、下方のシールドジヤツキ2のピツチを密に
したものがある。この場合にも、この考案の基本
的な考え方は容易に適用可能である。 以上説明したように、この考案に係るトンネル
掘進機の制御装置においては、シールドジヤツキ
の操作がきわめて容易になるとともに、掘進推
力、掘進速度を適切に制御することが可能であ
る。さらに、自動掘進システムへの移行が容易で
ある。このように、この考案の効果は顕著であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はトンネル掘進機を示す断面図、第2図
は第1図の−断面図、第3図はトンネル掘進
機のシールドジヤツキの油圧回路を示す図、第4
図、第5図はベクルトX→、ベクルトM→の説明図、
第6図はこの考案に係るトンネル掘進機の制御装
置を示す図である。 1……シールド本体、2……シールドジヤツ
キ、5……切羽部、6……回転カツタ、10……
油圧ポンプ、11……方向切換弁、12……流路
開閉弁、14……直進作動入力装置、17……直
進作動パタン演算装置。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. シールド本体の外周部に複数本のシールドジヤ
    ツキを配列し、それらのシールドジヤツキに油圧
    ポンプを接続し、その油圧ポンプと上記各シール
    ドジヤツキとの間にそれぞれ流路開閉弁を設けた
    トンネル掘進機の制御装置において、上記シール
    ドジヤツキの総数に応じてあらかじめ定められた
    複数の作動本数nから1つの作動本数nを選択し
    設定する直進作動入力装置と、あらかじめ設定さ
    れた複数の直進作動パタンベクトルB→から上記直
    進作動入力装置の出力に応じた1つの直進作動パ
    タンベクトルB→を選択し出力して上記各流路開閉
    弁を制御する直進作動パタン演算装置とを具備す
    ることを特徴とするトンネル掘進機の制御装置。
JP1986005791U 1986-01-18 1986-01-18 Expired - Lifetime JPH0519435Y2 (ja)

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JP1986005791U JPH0519435Y2 (ja) 1986-01-18 1986-01-18

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JP1986005791U JPH0519435Y2 (ja) 1986-01-18 1986-01-18

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JPS6277298U JPS6277298U (ja) 1987-05-18
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JPS5085128A (ja) * 1973-11-29 1975-07-09

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