JPS61124818A

JPS61124818A - 管埋設機の掘進状態監視装置

Info

Publication number: JPS61124818A
Application number: JP24622184A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamamoto; 博山本; Yoshio Hashimoto; 橋本　芳雄; Takaaki Fukumoto; 福元　隆明; Osamu Matsuo; 修松尾; Kojiro Ogata; 緒方　浩二郎; Naoki Mitsuyanagi; 直毅三柳; Masao Suda; 須田　正男
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; NTT Inc
Priority date: 1984-11-22
Filing date: 1984-11-22
Publication date: 1986-06-12
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: JPH0652175B2

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】「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って
推進工法が多用されるようになっている。

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４ｔ−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５ｆ、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
１！！５および埋設管６七地山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ｆ＃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っ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？＆置により、掘進機５０
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囮を
参照して説明する。

この掘進状態監視装置は、発進立坑２内に設置したレー
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ＣＲＴ　１０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ｔｘ−ｙ平面としたとき、レ
ーザビーム１１が当たった点、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ＣＲＴ　１
０は、レーザビーム受光装置８の受光面の！−７平面に
レーザビーム１１が当って得られるＰ点の座標（Ｘ。

ｙ）の電気信号に基づいて、そのＰ点ｔ−ＣＲＴ　１０
の表示面の！−７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からレーずビームｌｌ’
ｊ−レーザビーム受光装置８に向けて発射する。すると
、レーずビーム１１がレーザビーム受光装置８の受光面
の！　−７平面に当たシ、そのレーダビーム１１が当た
ったＰ点がＣＲＴ　１０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Ｃ
Ｂ　Ｔ　１０に表示される情報を常時監視することによ
シ、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。従って、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
運転動作がよシ適確に行われるようＫ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。との掘進状態監視装置は、ジャイロのよう
な既存の技術手段からなるピッチングセンサ１４および
ヨーイングセンサ１５ｔ−掘進機５内に設け、一方操作
装置９にピッチング表示装置１２およびヨーイング表示
装置１３を一体に設け、そのピッチング表示装置１２お
よびヨーイング表示装置１３とピッチングセンサ１４お
よびｌ−イングセンサ１５との間に電線等１８を配設す
る。

次に１その操作について説明する。前記ピッチングセン
サ１４およびヨーイングセンサ１５によル、掘進機５の
鉛直方向の傾き量（ピッチング量）および水平方向の傾
き量（：！−インク量）？：検出し、そのピッチング量
およびヨーイング量をピッチング表示装置口およびヨー
イング表示装置１３にそれぞれ表示することによシ、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）　Ｋ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〕、掘進機５が埋設予
定線ＬＫ対して、水平方向に角度０ｘ傾いたとする。と
の′ｔ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、埋設予定線り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、位置ずれがかなシ大きくなってから掘進機５の水平
方向の傾きを知ることになシ、それに基づいて方向修正
の運転動作を行っても、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θ
Ｘ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
に同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
ＴＩＯ，ピッチング表示装置氏およびヨーイング表示装
置１３に位置ずれ量、ピッ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、ピッ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、掘進機の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、掘進機の姿勢を検出してその姿
勢検出信号を出力する姿勢検出部と、その位置検出部お
よび姿勢検出部に接続し、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、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
算部に接続し、掘進機の現在の位置ずれ量と予測位置ず
れ量とを表示する表示部とを備えたことを特徴とする。

「作用」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、予測ずれ量を表示する。

「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
例を示したブロック図、第２図は演算部の作動順序を示
したフローチャート図である。

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．ピッチングセンサ１４
およびヨーイングセンサ１５と、ＣＲＴｌｏ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、７）の電気信号と、ピッチングセンサ１４から出力
された掘進機５のピッチング量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、７）を現在の位置ずれ量とす
る電気信号と、下式（１）および（２）によシ求めた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′点（Ｘ’１７’）との間を結ぶ矢印人の電気信号
とをそれぞれ出力する。

ここで、１’＝　Ｘ　＋　Ｌ　ｊａｎ　’！　　　　・・・・・
・・・・（１）ｙ’＝　ｙ　＋　Ｌ　ｔａｎθｙ　　　
・・・・・・・・・（２）こうして得られたｘｌ、ｙｌ
は、現在のずれ量（Ｘ、７）がこのまま推移すれば、ｔ
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。

との実施例における本発明の掘進状態監視装置は、以上
の如き構成よシなシ、以下その操作について第２図のフ
ローチャ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、ピッチングセンサ１４およびヨーイングセンサ１
５から掘進機５のピッチング量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（
ＸＩ７）Ｉθｙ、θＸが演算部１７　Ｋ入力される（第
２図Ｈ）ｔ−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＊ｙＬθｙ。

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、
通夜の位置ずれ量Ｐ点（ｘ、ｙ）と予測位置ずれ量Ｐ′
点（ｘ’＋　ｙ’）との間を結ぶ矢印人の電気信号が出
方される（第２図に）を参照）。そして、この電気信号
（ｘｔｙ）　ｍ　（Ｘ’＃７’）　ｔ　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’）とが表示さ蜆るので、操
作者１６は掘進機５の掘進状態を容易Ｋかつ適確に把握
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
、ピッチング量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ＣＲＴ　１０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（：、ｙ）と、予測ずれ量
Ｐ′点（ｘ’ｓ　ｙ’）との間に矢印人を結んだので、
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ｔｔ−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
を大きく評価したシすることができる。更に、上式（１
）と（２）とでｌＯ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ｋＶＣ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
かつ適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１表示部を小屋化
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
例を示したブロック図、第２図は演算部の作動順序を示
したフローチャート図である。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（、）および伽）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、ｌＯ・・・ＣＲＴ、１４・
・・ピッチングセンナ、１５−・・ヨーイングセンサ、
１７・−ｍ　算ｍ、ｐ（：ｃ、ｙ）”・現在の位置ずれ
量、ｐ’　（ｘ’　＋　ｙ’）・・・予測位置ずれ量、
θｙ・・・ピッチング量、θＸ・・・ヨーイング量。

Claims

【特許請求の範囲】１、掘進機の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、掘進機の姿勢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
勢検出部に接続し、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、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
接続し、掘進機の現在の位置ずれ量と予測位置ずれ量と
を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、表示部に、掘進機の現在の位置ずれ量と、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。３、位置検出部は、レーザビーム発射装置と、掘進機内
に設置したレーザビーム受光装置とからなることを特徴
とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の管埋設機
の掘進状態監視装置。４、表示部は、ＣＲＴからなることを特徴とする特許請
求の範囲第１項又は第２項記載の管埋設機の掘進状態監
視装置。