DE102013103655A1 - Method for determining the orientation and position of the base head of a tunnel boring machine carrying the working head - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Bestimmung der Ausrichtung und Position der den Arbeitskopf (21, 121) tragenden Basismaschine (23, 123) einer Tunnelbohrmaschine (100, 200), wobei die Position mindestens eines an der Tunnelbohrmaschine angeordneten Zwischenmesspunktes (1, 1’, 1’’, 1’’’, 101, 101’, 101’’, 101’’’) relativ zu einem ortsfesten Referenzpunkt (2, 102) gemessen wird und die Position mindestens eines Hauptmesspunktes (3, 3’, 103) relativ zu dem Zwischenmesspunkt gemessen wird.Method for determining the orientation and position of the base machine (23, 123) carrying the working head (21, 121) of a tunnel boring machine (100, 200), the position of at least one intermediate measuring point (1, 1 ', 1' ', arranged on the tunnel boring machine) 1 '' ', 101, 101', 101 '', 101 '' ') is measured relative to a fixed reference point (2, 102) and the position of at least one main measuring point (3, 3', 103) is measured relative to the intermediate measuring point becomes.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Ausrichtung und Position der den Arbeitskopf einer Tunnelbohrmaschine tragenden Basismaschine einer Tunnelbohrmaschine. The invention relates to a method for determining the orientation and position of the working head of a tunnel boring machine-bearing base machine of a tunnel boring machine.
Es ist bekannt, die Ausrichtung und Position einer Tunnelbohrmaschine mit Hilfe eines ortsfest im Tunnel angeordneten Theodolits zu bestimmen, der Messpunkte an der Tunnelbohrmaschine vermisst. Nachteilig hierbei ist, dass, insbesondere bei kurvigen Tunnelverläufen, eine häufige Versetzung des Theodolits erforderlich ist, um den Sichtkontakt zwischen dem Theodolit und den Messpunkten aufrechtzuerhalten.It is known to determine the orientation and position of a tunnel boring machine with the aid of a stationary located in the tunnel theodolite, the measuring points on the tunnel boring machine misses. The disadvantage here is that, especially in curved tunnel curves, a frequent displacement of the theodolite is required to maintain visual contact between the theodolite and the measurement points.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein Verfahren zur Bestimmung der Ausrichtung und Position der Basismaschine und ein Verfahren zur automatischen Positionierung einer Basismaschine und eine Tunnelbohrmaschine zu schaffen, welche hinsichtlich dieses Nachteils verbessert sind. The invention has for its object to provide a method for determining the orientation and position of the base machine and a method for automatically positioning a base machine and a tunnel boring machine, which are improved in terms of this disadvantage.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 8 wiedergegebenen Verfahren und die in Anspruch 10 wiedergegebene Tunnelbohrmaschine gelöst. This object is achieved by the reproduced in
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung der Ausrichtung und Position der den Arbeitskopf tragenden Basismaschine einer Tunnelbohrmaschine wird die Position mindestens eines an der Tunnelbohrmaschine angeordneten Zwischenmesspunktes relativ zu einem ortsfesten Referenzpunkt gemessen. Die Position mindestens eines Hauptmesspunktes wird danach relativ zu dem Zwischenmesspunkt gemessen. In the method according to the invention for determining the orientation and position of the base head of a tunnel boring machine carrying the working head, the position of at least one intermediate measuring point arranged on the tunnel boring machine is measured relative to a stationary reference point. The position of at least one main measuring point is then measured relative to the intermediate measuring point.
Mit dem Begriff „Tunnelbohrmaschine“ wird im Rahmen dieser Druckschrift jede Maschine zum Vortreiben von Strecken, Tunneln oder dergleichen bezeichnet, insbesondere also auch eine Maschine, bei der Gestein mit Hilfe der Hinterschneidtechnik abgetragen wird. In the context of this publication, the term "tunnel boring machine" refers to any machine for propelling routes, tunnels or the like, in particular also a machine in which the rock is removed by means of the undercutting technique.
Bevorzugt umfasst die Basismaschine ein mittels Linearmotoren, bevorzugt Hydraulikzylindern betriebenes Schreitwerk, weist also eine Schreiteinrichtung auf. Die Zylinder-Ausziehwege des Schreitwerks werden bevorzugt von der Maschinensteuerung erfasst. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Basismaschinen mit Schreitwerk begrenzt.The basic machine preferably comprises a walking mechanism operated by means of linear motors, preferably hydraulic cylinders, and therefore has a walking device. The cylinder extraction paths of the walking mechanism are preferably detected by the machine control. However, the invention is not limited to basic machines with walking gear.
Die Tunnelbohrmaschine weist bevorzugt Nachläufer auf. Die Nachläufer sind bevorzugt zu der Basismaschine relativbeweglich, sie weisen bevorzugt Achs-Fahrwerke auf.The tunnel boring machine preferably has followers. The trailers are preferably relatively movable to the base machine, they preferably have axle chassis.
Der Arbeitkopf ist bevorzugt derart an der Basismaschine gelagert, dass aus der Ausrichtung und Position der Basismaschine auf die Ausrichtung und Position des Arbeitskopfes geschlossen werden kann. The working head is preferably mounted on the base machine such that the orientation and position of the working head can be deduced from the orientation and position of the base machine.
Eine direkte Messverbindung zwischen dem im Tunnel angeordneten ortsfesten Referenzpunkt und dem Hauptmesspunkt ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr erforderlich. Dies kann ein ansonsten insbesondere bei kurvigen Tunnelverläufen erforderliches häufiges Umsetzen des Referenzpunktes entbehrlich machen, was sich insbesondere bei engen Kurvenradien vorteilhaft auswirkt. A direct measuring connection between the stationary reference point arranged in the tunnel and the main measuring point is no longer necessary in the method according to the invention. This can make a frequent implementation of the reference point, which is otherwise necessary in particular in the case of curved tunnels, unnecessary, which has an advantageous effect, in particular, in the case of tight curve radii.
Der ortsfeste Referenzpunkt ist bevorzugt an der Tunnelwand angeordnet. The stationary reference point is preferably arranged on the tunnel wall.
Der mindestens eine Hauptmesspunkt ist bevorzugt an der Basismaschine angeordnet. Besonders bevorzugt sind zwei Hauptmesspunkte vorgesehen, insbesondere zur Bestimmung der Ausrichtung der Basismaschine. The at least one main measuring point is preferably arranged on the base machine. Particularly preferably, two main measuring points are provided, in particular for determining the orientation of the base machine.
Der mindestens eine Zwischenmesspunkt ist bevorzugt an einem Nachläufer angeordnet. The at least one intermediate measuring point is preferably arranged on a follower.
Bevorzugt sind mehrere Zwischenmesspunkte vorgesehen und weiter bevorzugt wird die Position eines Zwischenmesspunktes relativ zur Position eines anderen Zwischenmesspunktes gemessen. Es findet bevorzugt eine Zwischenmesspunktverkettung statt. Hierdurch kann das Erfordernis des Umsetzens des Referenzpunktes weiter reduziert werden. Preferably, a plurality of intermediate measuring points are provided, and more preferably the position of an intermediate measuring point is measured relative to the position of another intermediate measuring point. There is preferably a Zwischenmesspunktverkettung instead. As a result, the requirement of implementing the reference point can be further reduced.
Bevorzugt wird optisch gemessen, mit Hilfe mindestens eines Theodolits. Mindestens ein Theodolit ist weiter bevorzugt an der Tunnelbohrmaschine angeordnet. Mindestens ein Theodolit fährt also mit der Tunnelbohrmaschine mit. It is preferred to measure optically with the aid of at least one theodolite. At least one theodolite is further preferably arranged on the tunnel boring machine. So at least one theodolite goes with the tunnel boring machine.
Besonders bevorzugt ist an jedem Zwischenmesspunkt ein Theodolit angeordnet.Particularly preferably, a theodolite is arranged at each intermediate measuring point.
Der mindestens eine Theodolit ist bevorzugt mit einer Distanzmessvorrichtung ausgestattet, kann also auch als Tachymeter bezeichnet werden. Weiter bevorzugt ist der Theodolit elektronisch ausgeführt, kann also als Totalstation bezeichnet werden und weist ganz besonders bevorzugt eine automatische Zielverfolgung auf. The at least one theodolite is preferably equipped with a distance measuring device, so it can also be called a tachymeter. More preferably, the theodolite is carried out electronically, so it can be referred to as a total station and most preferably has an automatic target tracking.
Der mindestens eine Theodolit wirkt bevorzugt mit einem Reflektor, besonders bevorzugt einem Reflexionsprisma zusammen. The at least one theodolite preferably interacts with a reflector, particularly preferably a reflection prism.
Bevorzugt ist (auch) an dem ortsfesten Referenzpunkt ein Theodolit angeordnet. Dieser ortsfeste Theodolit wirkt bevorzugt mit einem ortsfester Referenzreflektor, besonders bevorzugt einem Referenzprisma zusammen, insbesondere zur Orientierung seines Horizontalwinkelmesssystems. Preferably (also) a theodolite is arranged at the fixed reference point. This stationary theodolite preferably acts with a stationary reference reflector, more preferably one Reference prism together, in particular for the orientation of its horizontal angle measuring system.
Der Soll-Tunnelverlauf, die Koordinaten des ortsfesten Theodolits und des Referenzreflektors werden bevorzugt im Vorfeld durch aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren in einem globalen Koordinatensystem ermittelt. The desired tunnel course, the coordinates of the stationary theodolite and of the reference reflector are preferably determined in advance by methods known from the prior art in a global coordinate system.
Bevorzugt wird auch eine Vermessung der Tunnelbohrmaschine mittels aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren im Vorfeld durchgeführt, um die Positionen der Hauptmesspunkte und Zwischenmesspunkte relativ zur Achse der Tunnelbohrmaschine bzw. zur Achse des Arbeitskopfes, zu ermitteln. Preferably, a measurement of the tunnel boring machine by means known from the prior art method is carried out in advance to determine the positions of the main measuring points and intermediate measuring points relative to the axis of the tunnel boring machine or to the axis of the working head.
Bevorzugt sind auf der Tunnelbohrmaschine mehrere Theodolite, bevorzugt über die Länge der Tunnelbohrmaschine verteilt angeordnet, und zwar ein Haupttheodolit, der dem Arbeitskopf am nächsten ist und den mindestens einen Hauptmesspunkt vermisst und mindestens ein, bevorzugt drei Zwischentheodolite, mit deren Hilfe die Position des Haupttheodolits relativ zu dem ortsfesten Theodolit ermittelt wird. Preferably, on the tunnel boring machine several theodolites, preferably distributed over the length of the tunnel boring machine, namely a Haupttheodolit, which is closest to the working head and the at least one main measuring point and at least one, preferably three Zwischentheodolite, with their help, the position of the main theodolite relative is determined to the stationary theodolite.
Bevorzugt wird die Position jedes Theodolits von einem anderen Theodolit vermessen. Zu diesem Zweck ist bevorzugt an jedem Theodolit ein Reflektor angeordnet. Der an einem Theodolit angeordnete Reflektor wirkt also mit einem anderen Theodolit zusammen. Preferably, the position of each theodolite is measured by another theodolite. For this purpose, a reflector is preferably arranged on each theodolite. The reflector arranged on a theodolite thus interacts with another theodolite.
Die Reflektoren umfassen bevorzugt Retroreflektoren, diese reflektieren das einfallende Licht stets in die Richtung zurück, aus der es gekommen ist. Eine Ausrichtung derartiger Reflektoren genau auf die Quelle des Lichts ist daher grundsätzlich nicht erforderlich. Dennoch werden in einer Ausführungsform die Reflektoren, insbesondere die Reflexionsprismen, zumindest weitgehend auf den Theodolit ausgerichtet, mit dem sie zusammenwirken. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch Reflexionsverluste reduziert werden können und die Messgenauigkeit erhöht werden kann. Mit Vorteil richtet der Theodolit, an dem der Reflektor angeordnet ist, diesen zumindest weitgehend auf einen anderen Theodolit aus. Bevorzugt ist der Reflektor an einem mitdrehenden Bereich des Theodolits angeordnet. Hierdurch erfolgt die zumindest weitgehende Ausrichtung beziehungsweise Nachführung des Reflektors ohne weiteres durch die automatische Zielerfassung des Theodolits, an dem der Reflektor angeordnet ist. The reflectors preferably comprise retroreflectors, which always reflect the incident light back in the direction from which it came. An alignment of such reflectors exactly on the source of light is therefore basically not required. Nevertheless, in one embodiment, the reflectors, in particular the reflection prisms, at least largely aligned with the theodolite, with which they interact. It has been shown that this reflection losses can be reduced and the measurement accuracy can be increased. Advantageously, the theodolite, on which the reflector is arranged, at least largely aligns it with another theodolite. The reflector is preferably arranged on a co-rotating region of the theodolite. As a result, the at least substantial alignment or tracking of the reflector is readily carried out by the automatic target detection of the theodolite on which the reflector is arranged.
Bevorzugt wird nicht nur die Position eines Theodolits von einem anderen Theodolit vermessen, sondern je zwei Theodolite, und zwar bevorzugt benachbarte Theodolite, vermessen sich gegenseitig. Hierdurch steigt allein durch die Dopplung der Messung und eine etwaige Mittelung die Qualität des Messergebnisses. Auch werden die Reflektoren, wie bereits beschrieben, zumindest weitgehend auf den jeweils anderen Theodolit ausgerichtet. Zudem kann hierdurch eine Orientierung des Horizontalwinkelmesssystems der auf der Tunnelbohrmaschine angeordneten Theodolite erfolgen. Preferably, not only the position of a theodolite is measured by another theodolite, but two theodolites, preferably adjacent theodolites, measure each other. As a result, the quality of the measurement result increases solely by the duplication of the measurement and any averaging. Also, the reflectors, as already described, at least largely aligned with the other theodolite. In addition, this can be done by an orientation of the horizontal angle measuring system arranged on the tunnel boring machine theodolite.
Mit Vorteil ist an dem mindestens einen Hauptmesspunkt ein selbsttätig abblendendes Prisma angeordnet. Dies hat insbesondere in der Ausführungsform, in der zwei Hauptmesspunkte vorgesehen sind, Vorteile. Die Hauptmesspunkte werden bevorzugt von demselben Theodolit nacheinander vermessen. Jedes Prisma blendet sich bevorzugt während des Vermessens des anderen Prismas ab, um störenden Einfluss auszuschließen. Das Prisma blendet sich bevorzugt mittels einer motorisch betätigten Blende ab, die zylinderförmig um das Prisma herum angeordnet sein kann.Advantageously, an automatically dimming prism is arranged on the at least one main measuring point. This has advantages in particular in the embodiment in which two main measuring points are provided. The main measuring points are preferably measured successively by the same theodolite. Each prism fades preferentially during surveying of the other prism to exclude disturbing influence. The prism preferably fades out by means of a motor-operated shutter, which can be arranged in a cylindrical manner around the prism.
In der bevorzugten Ausführungsform mit zwei Hauptmesspunkten sind diese bevorzugt in Längsrichtung der Tunnelbohrmaschine voneinander beabstandet. In the preferred embodiment with two main measuring points, these are preferably spaced apart in the longitudinal direction of the tunnel boring machine.
Mit Vorteil wird mittels eines Inklinometers die Neigung der Basismaschine gemessen. Bevorzugt werden die Nickneigung und die Rollneigung gemessen. Weiter bevorzugt umfasst das Inklinometer auch eine Betätigungseinrichtung für die abblendbaren Prismen. Advantageously, the inclination of the base machine is measured by means of an inclinometer. Preferably, the pitch and curl are measured. More preferably, the inclinometer also includes an actuator for the dimmable prisms.
In der bevorzugten Ausführungsform mit zwei Hauptmesspunkten wird die Vermessung der beiden Hauptmesspunkte bevorzugt mit den Werten des Inklinometers abgeglichen und auf diese Weise die Genauigkeit der Messwerte überprüft. In the preferred embodiment with two main measuring points, the measurement of the two main measuring points is preferably matched with the values of the inclinometer and in this way the accuracy of the measured values is checked.
Mittels des bevorzugten permanenten Vermessens der Hauptmesspunkte durch die Theodolite und den Werten des Inklinometers wird aus diesen lokalen Koordinaten bevorzugt die Position der Basismaschine in einem globalen Koordinatesystem ermittelt, bevor weiter bevorzugt auf die Ist-Tunnelachse zurückgerechnet wird. By means of the preferred permanent measurement of the main measuring points by the theodolites and the values of the inclinometer, the position of the basic machine in a global coordinate system is preferably determined from these local coordinates, before further calculating back to the actual tunnel axis.
In der Ausführungsform, in der die Basismaschine eine Hydraulikzylinder-Schreiteinrichtung aufweist, werden bevorzugt die Auszugs-Werte dieser Zylinder gemessen und hieraus weitere Information über die Position der Basismaschine und der Nachläufer generiert. In the embodiment in which the base machine has a hydraulic cylinder running device, the pull-out values of these cylinders are preferably measured, and further information about the position of the base machine and the followers is generated therefrom.
Bevorzugt werden auch die Position und Ausrichtung der Nachläufer aus den Messwerten der Theodolite bestimmt. The position and orientation of the followers are preferably also determined from the measured values of the theodolites.
Bevorzugt werden dem Fahrer der Tunnelbohrmaschine Position und Ausrichtung der Basismaschine und der Nachläufer angezeigt. The position and orientation of the basic machine and the trailer are preferably displayed to the driver of the tunnel boring machine.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur automatischen Positionierung der den Arbeitskopf tragenden Basismaschine einer Tunnelbohrmaschine mit Nachläufern, mit einem Positionierungssystem und mit einer Maschinensteuerung, wobei die Position und Ausrichtung der Basismaschine mit Hilfe mindestens eines Theodolits gemessen wird, insbesondere mit Hilfe des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit den folgenden Verfahrensschritten:
- 1. Das Positionierungssystem erhält von der Maschinensteuerung das Signal: „die Nachläufer haben in neuer Position gestoppt“.
- 2. Die Theodolite führen eine vollständige Vermessung und Positionsbestimmung eines an der Tunnelbohrmaschine angeordneten Theodolits, bei mehreren an der Tunnelbohrmaschine angeordneten Theodoliten bevorzugt des vordersten, ganz besonders bevorzugt des Theodolits, der an dem vordersten Nachläufer angeordnet ist, im globalen Koordinatensystem durch.
- 3. Dieser Theodolit vermisst ständig den mindestens einen und insbesondere die zwei Hauptmesspunkte an der Basismaschine, die einen Rückschluss auf die Position und Ausrichtung der Basismaschine zulassen.
- 4. Bevorzugt überprüfen bei mehreren an der Tunnelbohrmaschine angeordneten Theodoliten alle bis auf den vordersten Theodolit anschließend ihre Position, um Bewegungen der Nachläufer der Tunnelbohrmaschine zu ermitteln, oder diese Theodolite stoppen bis zum nächsten Signal.
- 5. Das Positionierungssystem erhält von der Maschinensteuerung das Signal: „Start lokale Messung“ zur Wiederpositionierung der Basismaschine.
- 6. Das Positionierungssystem errechnet in Abhängigkeit der vorgegebenen Soll Koordinaten des Tunnels die nächste Position und erforderliche Ausrichtung der Basismaschine und sendet entsprechende Einstellwerte an die Maschinensteuerung.
- 7. Rückkehr zu Schritt 5 (viermalig).
- 8.
Rückkehr zu Schritt 1.
- 1. The positioning system receives the signal from the machine control: "the trailers have stopped in a new position".
- 2. The theodolites carry out a complete measurement and position determination of a theodolite arranged at the tunnel boring machine in the case of a plurality of tunnel boring machine arranged theodolites, preferably the foremost, most preferably the theodolite, which is arranged on the foremost follower in the global coordinate system.
- 3. This theodolite constantly misses the at least one and in particular the two main measuring points on the base machine, which allow a conclusion about the position and orientation of the basic machine.
- 4. Preferably, with several theodolites mounted on the tunnel boring machine, all but the foremost theodolite will then check their position to detect any movements of the tunnel boring machine followers, or these theodolites will stop until the next signal.
- 5. The positioning system receives the signal from the machine control: "Start local measurement" to reposition the basic machine.
- 6. The positioning system calculates the next position and required orientation of the base machine in dependence on the predetermined target coordinates of the tunnel and sends corresponding setting values to the machine control.
- 7. Return to step 5 (four times).
- 8. Return to
Step 1.
Die Tunnelbohrmaschine folgt bevorzugt also automatisch einem vorgegebenen Soll-Verlauf des Tunnels. The tunnel boring machine thus preferably automatically follows a predetermined desired course of the tunnel.
In einer Ausführungsform weist der Arbeitskopf an schwenkbaren Werkzeugarmen angeordnete Schneidwerkzeuge, insbesondere Schneidrollen auf. In dieser Ausführungsform erfolgt bevorzugt eine Referenzierung auf die das Tunnelprofil kreierenden Schneidrollen. In one embodiment, the working head on cutting tool arms arranged cutting tools, in particular cutting rollers. In this embodiment, a referencing to the cutting profile creating the tunnel profile preferably takes place.
In der Ausführungsform, in der die Basismaschine eine Hydraulikzylinder-Schreiteinrichtung aufweist, umfassen die Einstellwerte die Auszugs-Werte dieser Zylinder.In the embodiment in which the base machine comprises a hydraulic cylinder slider, the adjustment values include the extension values of these cylinders.
Bevorzugt wird vor dem sechsten Verfahrensschritt die Nick und Rollneigung der Basismaschine durch das Inklinometer gemessen. Preferably, prior to the sixth method step, the pitch and roll tendency of the base machine is measured by the inclinometer.
In einer Ausführungsform wird anstelle oder zusätzlich zu der optischen Messung mittels Theodoliten mittels RFID-Technologie gemessen. In one embodiment, instead of or in addition to the optical measurement by means of theodolites, measurement is carried out by means of RFID technology.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Tunnelbohrmaschine, mit einem Positionierungssystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9. The object is also achieved by a tunnel boring machine, with a positioning system for carrying out the method according to one of
Die Tunnelbohrmaschine weist bevorzugt eine den Arbeitskopf tragende Basismaschine und Nachläufer auf, sowie eine Maschinensteuerung.The tunnel boring machine preferably has a base machine and trailer supporting the working head, as well as a machine control.
Bevorzugt handelt es sich bei der Tunnelbohrmaschine um eine Maschine zum Vortreiben von Strecken, Tunneln oder dergleichen, mit einem mittels eines Drehantriebs drehbar antreibbaren und in Vortriebsrichtung bewegbaren Arbeitskopf, mit mittels Werkzeugarmantrieben relativ zu einer die Drehachse des Arbeitskopfes bildenden Bezugsachse radial schwenkbaren Werkzeugarmen mit schneidend arbeitenden Werkzeugen, mit einem Arbeitskopfsteuerungssystem, wobei das Arbeitskopfsteuerungssystem Mittel umfasst, zum kontinuierlichen Messen der Winkelposition des rotierenden Arbeitskopfes und Mittel zum kontinuierlichen Messen des Schwenkwinkels der Werkzeugarme und einen Steuerrechner, der mit den genannten Mitteln wirkverbunden ist und die Winkelposition des rotierenden Arbeitskopfes und die Schwenkwinkel der Werkzeugarme so aufeinander abstimmt, dass für jede Winkelposition des Arbeitskopfes jeder schwenkbare Werkzeugarm radial positioniert ist, gemäß eines vorbestimmten Schneidbahnverlaufs, um die vorbestimmte Schneidbahn zu schneiden. The tunnel boring machine is preferably a machine for driving sections, tunnels or the like, having a working head which can be driven rotatably by means of a rotary drive and which has tool arms which can be swiveled radially by means of tool arm drives relative to a reference axis forming the axis of rotation of the working head Tools, comprising a working head control system, the work head control system comprising means for continuously measuring the angular position of the rotating working head and means for continuously measuring the pivoting angle of the tool arms and a control computer operatively connected to said means and the angular position of the rotating working head and the pivot angles of Tool arms coordinated so that each pivotal tool arm is radially positioned for each angular position of the working head, according to a predetermined course of the cutting path to d ie to cut the predetermined cutting path.
Die Basismaschine umfasst bevorzugt eine Tragkonstruktion, an welcher der Arbeitskopf gelagert ist, welche nach unten abgestützt ist und zusammen mit einer gegenüber dieser Tragkonstruktion längsverschiebbaren Schreiteinrichtung, die ebenfalls nach unten abgestützt ist, ein Schreitwerk bildet. The base machine preferably comprises a support structure on which the working head is mounted, which is supported downwardly and together with a relative to this support structure longitudinally displaceable sliding device, which is also supported downward, forms a walking mechanism.
Das Positionierungssystem umfasst bevorzugt mindestens einen auf der Tunnelbohrmaschine angeordneten Theodolit.The positioning system preferably comprises at least one arranged on the tunnel boring machine theodolite.
In der bevorzugten Ausführungsform umfasst das Positionierungssystem einen ortsfesten Theodolit und mehrere über die Länge der Tunnelbohrmaschine an dieser verteilt angeordnete Theodolite. Besonders bevorzugt umfassen die an der Tunnelbohrmaschine angeordneten Theodolite einen Haupttheodolit, der dem Arbeitskopf am nächsten ist und mit dem der mindestens eine Hauptmesspunkt vermessbar ist und mindestens einen, bevorzugt drei Zwischentheodolite, mit deren Hilfe die Position des Haupttheodolits relativ zu dem ortsfesten Theodolit ermittelbar ist. In the preferred embodiment, the positioning system comprises a stationary theodolite and a plurality of theodolites distributed over the length of the tunnel boring machine. Particularly preferably, the theodolites arranged on the tunnel boring machine comprise a main theodolite which is closest to the working head and with which the at least one main measuring point can be measured and at least one, preferably three intermediate theodolites, with the aid of which the position of the main theodolite relative to the stationary theodolite can be determined.
Bevorzugt weist jeder Theodolit einen an ihm angeordneten Reflektor auf. Der Reflektor ist bevorzugt mit dem Theodolit mitdrehbar angeordnet, derart, dass der Theodolit, wenn er sich, bevorzugt mittels automatischer Zielsuche, auf einen anderen Theodolit ausrichtet, auch den Reflektor zumindest weitgehend auf diesen anderen Theodolit ausrichtet. Preferably, each theodolite has a reflector arranged on it. The reflector is preferably arranged co-rotatable with the theodolite, such that the theodolite, if it aligns itself, preferably by means of automatic target search, to another theodolite, also aligns the reflector at least largely to this other theodolite.
Jeder Theodolit ist bevorzugt auf einem selbstnivellierenden Stativ angeordnet. Each theodolite is preferably arranged on a self-leveling tripod.
Bevorzugt umfasst das Positionierungssystem ein an der Basismaschine angeordnetes und einen Hauptmesspunkt bildendes selbsttätig abblendendes Prisma, ganz besonders bevorzugt sind zwei zwei Hauptmesspunkte bildende derartige Prismen, bevorzugt in Längsrichtung der Tunnelbohrmaschine voneinander beabstandet, vorgesehen.The positioning system preferably comprises an automatically dimming prism arranged on the base machine and forming a main measuring point, very particularly preferably two such main prisms forming such prisms, preferably spaced apart in the longitudinal direction of the tunnel boring machine.
Weiter bevorzugt umfasst das Positionierungssystem ein an der Basismaschine angeordnetes Inklinometer, mittels welchem die Neigung der Basismaschine, bevorzugt die Nick und Rollneigung, messbar ist und weiter bevorzugt auch die Prismen abblendbar sind. Further preferably, the positioning system comprises an inclinometer arranged on the base machine, by means of which the inclination of the base machine, preferably the pitch and roll tendency, can be measured and more preferably also the prisms can be dimmed.
Vorzugsweise umfasst das Positionierungssystem einen in einer Kontroll-Kabine der Tunnelbohrmaschine angeordneten Computer. Preferably, the positioning system comprises a computer arranged in a control booth of the tunnel boring machine.
Alle Resultate des Positionierungssystems, beispielsweise Messergebnisse, werden bevorzugt erlangt während das Programm läuft und weiter bevorzugt auf einem Monitor des Computers angezeigt. All results of the positioning system, such as measurement results, are preferably obtained while the program is running and more preferably displayed on a monitor of the computer.
Das Positionierungssystem umfasst bevorzugt für jeden Theodolit eine eigene Stromversorgung, mittels derer jeder Theodolit bevorzugt auch an ein alle Komponenten des Positionierungssystems miteinander verbindendes Netzwerk anschließbar ist. The positioning system preferably comprises a separate power supply for each theodolite, by means of which each theodolite can preferably also be connected to a network interconnecting all components of the positioning system.
Bei dem die an der Tunnelbohrmaschine angeordneten Theodolite mit dem Computer verbindenden Netzwerk handelt es sich bevorzugt um ein kabelgebundenes lokales Netzwerk, genauer gesagt ein LAN. Der ortsfeste Theodolit ist bevorzugt mittels eines lokalen Funknetzes, nämlich eines WLAN bzw. Wi-Fi mit dem ihm nächsten mitfahrenden Theodolit bzw. dessen Stromversorgung verbindbar. The network connecting the computer to the tunneling theodolite is preferably a wired local area network, more specifically a LAN. The stationary theodolite is preferably connectable by means of a local radio network, namely a WLAN or Wi-Fi, to the theodolite or its power supply traveling with it next.
Die Erfindung soll nun anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen: The invention will now be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. Show it:
Die Tunnelbohrmaschine
Das Positionierungssystem der in den
Der vorderste Theodolit
Auf jedem Theodolit
Zur Bestimmung der Ausrichtung und Position des Arbeitskopfes
Aus der Position der beiden Hauptmesspunkte
In einer Ausführungsform vermessen die Theodolite nicht nur den jeweils vor ihnen angeordneten Theodolit, sondern zeitversetzt hierzu auch den jeweils hinter ihnen angeordneten Theodolit, wie dies in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100, 200100, 200
- Tunnelbohrmaschine tunnel boring machine
- 1, 1’, 1’’, 1’’’, 101, 101’, 101’’, 101’’’1, 1 ', 1' ', 1' '', 101, 101 ', 101' ', 101' ''
- Zwischenmesspunkt Between the measurement point
- 2, 1022, 102
- ortsfester Referenzpunkt fixed reference point
- 3, 3’, 1033, 3 ', 103
- Hauptmesspunkt Main measuring point
- 104104
- ortsfeste Zwischenmesspunkte stationary intermediate measuring points
- 55
- Haupttheodolit Haupttheodolit
- 6, 7, 86, 7, 8
- Zwischentheodolite Zwischentheodolite
- 99
- ortsfester Theodolit stationary theodolite
- 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 1710, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17
- Reflektoren reflectors
- 18, 19 18, 19
- Motorprismenmotor prisms
- 2020
- Inklinometer inclinometer
- 21, 12121, 121
- Arbeitskopf working head
- 22, 22’, 22’’, 122, 122’, 122’’22, 22 ', 22' ', 122, 122', 122 ''
- Nachläufer Trailing
- 23, 12323, 123
- Basismaschine basic machine
- 2424
- Hauptmessbereich Main Range
- 125, 125’, 125’’, 125’’’, 125’’’’, 125’’’’’125, 125 ', 125' ', 125' '', 125 '' '', 125 '' '' '
- RFID-Lesegerät RFID reader
- 26, 12626, 126
- Raupenfahrwerk crawler track
- 2727
- Reifen tires
- 128128
- Reichweite Range
- 2929
- selbstnivellierendes Stativ self-leveling tripod
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