JPH0652175B2 - 管埋設機の掘進状態監視装置 - Google Patents

管埋設機の掘進状態監視装置

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JPH0652175B2
JPH0652175B2 JP59246221A JP24622184A JPH0652175B2 JP H0652175 B2 JPH0652175 B2 JP H0652175B2 JP 59246221 A JP59246221 A JP 59246221A JP 24622184 A JP24622184 A JP 24622184A JP H0652175 B2 JPH0652175 B2 JP H0652175B2
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博 山本
芳雄 橋本
隆明 福元
修 松尾
浩二郎 緒方
直毅 三柳
正男 須田
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、管埋設機の掘進状態監視装置に関するもので
ある。
「従来の技術」 現在、小口径管の埋設では、従来の開削工法に代わつて
推進工法が多用されるようになつている。
以下、この推進工法を第3図および第4図を参照して説
明する。
まず、地山1に発進立坑2および到達立坑3を設ける。
その発進立坑2に推進装置4を配置する。この推進装置
4に掘進機5を先頭に埋設管6を配置する。この掘進機
5を作動させて掘進機5で、例えば周囲の地山1を圧密
しながら、推進装置4を作動させて掘進機5および埋設
管6を地山1中に貫入させる。以下、埋設管6を次々に
継ぎ足して推進させ、最終的に掘進機5が到達立坑3に
到達したところで地山1中に埋設管6が敷設される。
かかる推進工法においては、埋設精度が重要である。す
なわち、掘進機5および埋設管6の推進は、予め決定さ
れた埋設予定線に沿つて行わなければならない。このた
めに、通常は掘進状態監視装置により、掘進機5の現在
位置を検出し、その掘進機5が埋設予定線からどの程度
ずれているかを検出表示し、そのずれ方向およびずれ量
に応じて掘進機5の方向修正を行い、ずれをなくすよう
にしている。
以下、上述の掘進状態監視装置を第5図および第6図を
参照して説明する。
この掘進状態監視装置は、発進立坑2に設置したレーザ
ビーム発射装置7と、掘進機5内に設置したレーザビー
ム受光装置8と、表示装置としてのCRT10とを備え
る。前記レーザビーム受光装置8は、例えばレーザビー
ム11が当たる受光面をx−y平面としたとき、レーザビ
ーム11が当たつた点、例えば第6図中のP点の座標
(x,y)に応じた電気信号を出力する装置である。前
記CRT10は、地上に設置した掘進機5の操作を行う操作
装置9に一体に設け、前記レーザビーム・受光装置8に
電線等18により接続する。このCRT10は、レーザビー
ム受光装置8の受光面のx−y平面にレーザビーム11が
当つて得られるP点の座標(x,y)の電気信号に基づ
いて、そのP点をCRT10の表示面のx−y平面上に位
置ずれ量として表示する。次に、この掘進状態監視装置
の操作について説明する。まず、レーザビーム発射装置
7からレーザビーム11をレーザビーム受光装置8に向け
て発射する。すると、レーザビーム11がレーザビーム受
光装置8の受光面のx−y平面に当たり、そのレーザビ
ーム11が当たつたP点がCRT10の表示面のx−y平面
上に位置ずれ量として表示される。そして、操作者16は
このCRT10に表示される情報を常時監視することによ
り、掘進機5の埋設予定線に対するずれ量を正確に把握
することができる。従つて、上述のずれ量に応じて、ず
れ量を無くすように方向修正のための運転動作を適確に
行うことができる。
かかる掘進状態監視装置においては、方向修正のための
遅延動作がより適確に行われるようにするために、上記
の掘進機5の位置検出に加えて掘進機5の姿勢検出が行
われている。この掘進状態監視装置は、ジヤイロのよう
な既存の技術手段からなるピツチングセンサ14およびヨ
ーイングセンサ15を掘進機5内に設け、一方操作装置9
にピツチング表示装置12およびヨーイング表示装置13を
一体に設け、そのピツチング表示装置12およびヨーイン
グ表示装置13とピツチングセンサ14およびヨーイングセ
ンサ15との間に電線等18を配設する。次に、その操作に
ついて説明する。前記ピツチングセンサ14およびヨーイ
ングセンサ15により、掘進機5の鉛直方向の傾き量(ピ
ツチング量)および水平方向の傾き量(ヨーイング量)
を検出し、そのピツチング量およびヨーイング量をピツ
チング表示装置12およびヨーイング表示装置13をそれぞ
れ表示することにより、掘進機5の位置ずれ量に加えて
掘進機5の姿勢が検出表示され、方向修正のための運転
動作を容易に行うことができる。例えば、第7図(a)に
示すように、掘進機5に作用する地山1の抵抗の不均一
等により、掘進機5が埋設予定線Lに対して、水平方向
に角度θx傾いたとする。このままの姿勢でさらに推進
を続けると、通常は第7図(b)に示すように、埋設予定
線Lとのずれ量は次第に大きくなる。もしも、角度θx
の掘進機5の水平方向の傾き量、すなわちヨーイング量
θxが検出されないならば、位置ずれがかなり大きくな
つてから掘進機5が水平方向の傾きを知ることになり、
それに基づいて方向修正の運転動作を行つても、なかな
か精度良く埋設管6を埋設することができない。それに
対して、ヨーイング量θxを知ることができれば、以後
掘進機5の進む方向を知ることができるので、位置ずれ
が大きくなる前に適確に方向修正の運転動作を行うこと
ができ、埋設管6の埋設精度が向上される。このよう
に、掘進機5の位置検出に加えて姿勢検出を行えば、埋
設管6の埋設精度をさらに向上させることができる。
「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、上述の従来の掘進状態監視装置は、CR
T10,ピツチング表示装置12およびヨーイング表示装置
13に位置ずれ量,ピツチング量およびヨーイング量がそ
れぞれ別個に表示されるように構成したものであるか
ら、位置ずれ量,ピツチング量およびヨーイング量がそ
れぞれ別個の情報としてしか得られず、操作者16はこれ
ら別個の情報から掘進機5の状態を容易にイメージする
ことができないと言う問題がある。
本発明は、上述の問題点を解決した管埋設機の掘進状態
監視装置を提供せんとするものである。
「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記の如き目的を達成せんがため、埋設予定
線に対する掘進機の現在位置に検出してその位置検出信
号を出力する位置検出部と、掘進機の鉛直方向の傾き量
および水平方向の傾き量を検出してその姿勢検出信号を
出力する姿勢検出部と、その位置検出部および姿勢検出
部から入力した信号に基づいて、埋設予定線に対する掘
進機の現在の位置ずれ量と、掘進機が現在位置からその
姿勢のまゝ所定距離掘進後に想定される掘進機の予測位
置ずれ量とを出力する演算部と、その演算部により得ら
れた掘進機の現在の位置ずれ量と予測位置ずれ量とを同
時に表示する表示部とを備えたことを特徴とする。
「作用」 本発明によれば、表示部に、埋設予定線に対する掘進機
の現在の位置ずれ量と、その現在位置からその姿勢のま
ゝで所定距離掘進後に想定される予測位置ずれ量とを同
時に表示するので、どの程度方向修正すれば掘進機を埋
設予定線に近づけることができるかを操作者が容易にか
つ的確に把握することができ、その結果、埋設管を精度
良く埋設することができる。
「実施例」 以下、本発明の管埋設機の掘進状態監視装置の一実施例
を第1図および第2図を参照して説明する。
第1図は本発明の管埋設機の掘進状態監視装置の一実施
例を示したブロツク図、第2図は演算部の作動順序を示
したフローチヤート図である。
図中、第3図乃至第7図と同符号は同一のものを示す。
しかして、この実施例における本発明の掘進状態監視装
置は、レーザビーム受光装置8,ピツチングセンサ14お
よびヨーイングセンサ15と、CRT10との間に演算部17を
介装する。この演算部17は、レーザビーム受光装置8か
ら出力された掘進機5の現在の位置P点(x,y)の電
気信号と、ピツチングセンサ14から出力された掘進機5
のピツチング量θyの電気信号と、ヨーイングセンサ15
から出力された掘進機5のヨーイング量θxの電気信号
とをそれぞれ入力する。また、掘進機5の現在の位置P
点(x,y)を現在の位置ずれ量とする電気信号と、下
式(1)および(2)により求めたP′点(x′,y′)を予
測位置ずれ量とする電気信号と、現在位置ずれ量P点
(x,y)と予測位置ずれ量P′量(x′,y′)との
間を結ぶ矢印A電気信号とをそれぞれ出力する。
ここで、 x′=x+ltanθx ………(1) y′=y+ltanθy ………(2) こうして得られたx′,y′は、現在のずれ量(x,
y)がこのまま推移すれば、lだけ掘進機5が進んだと
きには(x′,y′)のずれ量になるだろうと言う予測
値を表わしている。
この実施例における本発明の掘進状態監視装置は、以上
の如き構成よりなり、以下その操作について第2図のフ
ローチヤート図を参照して説明する。
まず、レーザビーム受光装置8から掘進機5の現在の位
置P点(x,y)の電気信号が出力される。また、ピツ
チングセンサ14およびヨーイングセンサ15から掘進機5
のピツチング量θyおよびヨーイング量θxの電気信号が
出力される。次に、これら電気信号(x,y),θy,
θxが演算部17に入力される(第2図(イ)を参照)。この
演算部17において、まず掘進機5の現在の位置P点
(x,y)の電気信号が現在の位置ずれ量として出力さ
れる(第2図(ロ)を参照)。また、上述の電気信号
(x,y),θy,θxに基づいて上述の(1)式および(2)
式により予測位置ずれ量P′点(x′,y′)を演算
し、その電気信号が出力される(第2図(ハ)を参照)。
さらに、現在の位置ずれ量P点(x,y)と予測位置ず
れ量P′点(x′,y′)との間を結ぶ矢印Aの電気信
号が出力される(第2図(ニ)を参照)。そして、この電
気信号(x,y),(x′,y′),Aに基づいて、表
示部10の表示面のx−y平面に、現在の位置ずれ量P点
と、予測位置ずれ量P′点と、矢印Aとがそれぞれ表示
される。
このように、本発明の掘進状態監視装置は、掘進機5の
現在の位置ずれ量P点(x,y)と、予測位置ずれ量
P′点(x′,y′)とが同時に表示されるので、操作
者16は掘進機5をどの程度どの方向に修正すれば埋設予
定線に近づけることができるかを容易にかつ的確に把握
することができる。この結果、操作者16の負担が軽減さ
れる。また、従来現在の位置ずれ量P点(x,y)と、
ピツチング量θyと、ヨーイング量θxとをそれぞれ別個
に表示していたものを、1つのCRT10にまとめて表示
するので、操作装置9の表示部を小さくすることができ
る。
また、現在の位置ずれ量P点(x,y)と、予測ずれ量
P′点(x′,y′)との間に矢印Aを結んだので、掘
進機5の掘進状態をなお一層容易に把握することができ
る。
なお、上式(1)(2)における予測距離lを可変にしておく
と、要求される埋設精度に応じて、予測ずれ量を大きく
評価したりすることができる。更に、上式(1)と(2)とで
lの値を変えられるようにすれば、水平方向の埋設精度
と鉛直方向の埋設精度とを別々に選択できる。
「発明の効果」 以上の実施例からも明らかなように、本発明の管埋設機
の掘進状態監視装置は、現在の位置ずれ量に加えて予測
位置ずれ量を表示するので、掘進機の掘進状態を容易に
かつ的確に把握することができる。この結果、操作者の
負担を軽減することができる。さらに、表示部を小型化
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の管埋設機の掘進状態監視装置の一実施
例を示したブロツク図、第2図は演算部の作動順序を示
したフローチヤート図である。第3図および第4図は推
進工法の説明図、第5図は従来の掘進状態監視装置を示
した概略図、第6図はレーザビーム受光装置の斜視図で
ある。第7図(a)および(b)は掘進機の掘進状態を示した
説明図である。 5……掘進機、7……レーザビーム発射装置、8……レ
ーザビーム受光装置、10……CRT、14……ピツチング
センサ、15……ヨーイングセンサ、17……演算部、P
(x,y)……現在の位置ずれ量、P′(x′,y′)
……予測位置ずれ量、θy……ピツチング量、θx……ヨ
ーイング量。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福元 隆明 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話公社内 (72)発明者 松尾 修 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話公社内 (72)発明者 緒方 浩二郎 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 三柳 直毅 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 須田 正男 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭56−90210(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】埋設予定線に対する掘進機の現在位置を検
    出してその位置検出信号を出力する位置検出部と、掘進
    機の鉛直方向の傾き量および水平方向の傾き量を検出し
    てその姿勢検出信号を出力する姿勢検出部と、その位置
    検出部および姿勢検出部から入力した信号に基づいて、
    埋設予定線に対する掘進機の現在の位置ずれ量と、掘進
    機が現在位置からその姿勢のまゝ所定距離掘進後に想定
    される掘進機の予測位置ずれ量とを出力する演算部と、
    その演算部により得られた掘進機の現在の位置ずれ量と
    予測位置ずれ量とを同時に表示する表示部とを備えたこ
    とを特徴とする管埋設機の掘進状態監視装置。
  2. 【請求項2】表示部に、掘進機の現在の位置ずれ量と、
    所定距離掘進後の掘進機の予測位置ずれ量と、その現在
    の位置ずれ量と予測位置ずれ量との間を結ぶ矢印とを表
    示するように構成したことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の管埋設機の掘進状態監視装置。
JP59246221A 1984-11-22 1984-11-22 管埋設機の掘進状態監視装置 Expired - Lifetime JPH0652175B2 (ja)

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JPS61124818A JPS61124818A (ja) 1986-06-12
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JPS56145304A (en) * 1980-04-14 1981-11-12 Komatsu Ltd Position detector

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