JP2000120394A - Remote operating system and remote operating method of spraying operation in underground excavation - Google Patents

Remote operating system and remote operating method of spraying operation in underground excavation

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JP2000120394A
JP2000120394A JP10297408A JP29740898A JP2000120394A JP 2000120394 A JP2000120394 A JP 2000120394A JP 10297408 A JP10297408 A JP 10297408A JP 29740898 A JP29740898 A JP 29740898A JP 2000120394 A JP2000120394 A JP 2000120394A
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Japan
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spraying
robot
spray
monitor
remote control
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Withdrawn
Application number
JP10297408A
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Japanese (ja)
Inventor
Hikozo Imaoka
彦三 今岡
Yasuhiro Tanaka
康弘 田中
Toshimitsu Takamichi
利光 高道
Hitoshi Namura
均 名村
Shoichi Ando
章一 安藤
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Sato Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Sato Kogyo Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To significantly improve the spraying operation carried out under an adverse environment and under an inefficient circumstances by remotely operating the spray of concrete. SOLUTION: A light wave range finder 11 for measuring the shape of the inside wall surface, spray robots 1A, 1B being remotely operated, and cameras 12A, 12B for monitoring the spraying operation are installed in a spray operation field F; and a computer 19 for data-processing the measurement signal measured by the range finder 11 and for displaying it by a monitor, a remote controller 21 for the spray robots 1A, 1B for remotely operating the spray robots 1A, 1B, and a monitor device 20 for displaying the images picked up by the cameras 12A, 12B are installed in a remote operation region R. The various signals between the device group installed in the spray operation field and the device group installed in the remote operation region are space- transmittably connected by means of radio waves by wireless communication.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、NATM工法、T
BM工法などのトンネル掘削または地下空間掘削におい
て、掘削後の壁面支保のために行われる一連の吹付け作
業を遠隔操作によって行うための操作システムおよび遠
隔操作方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to an operation system and a remote operation method for remotely performing a series of spraying operations performed for supporting a wall surface after excavation in tunnel excavation or underground space excavation such as a BM method.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、山岳トンネルでは地山中に挿
入したロックボルトと掘削壁面に沿って施工した吹付け
コンクリートとを主たる支保部材とするNATM(New A
ustrian Tunnelling Methed)工法が主流となっている。
2. Description of the Related Art For example, in a mountain tunnel, a NATM (New A) having rock bolts inserted into the ground and shotcrete constructed along excavation walls as main support members is used.
ustrian Tunnelling Methed) method is the mainstream.

【0003】トンネルの掘削方法には、全断面掘削およ
びトンネル断面を上下に分割してトンネル上部半断面、
下部半断面の順に併進して掘削を行うベンチカット工法
等の爆薬によって掘削を行う発破工法、TBM(Tunnel
Boring Machine) と呼ばれる全断面掘削機を用いるTB
M工法、さらにはブーム先端にカッター部を持ち、この
カッターブーム操作によって断面を掘削する自由断面掘
削を用いた機械掘削工法など各種の方法が存在するが、
いずれにしても掘削壁面の支保に際しては、鋼アーチ部
材を主たる支保材とする在来工法に代えて前記したロッ
クボルトと吹付けコンクリートとを支保材とするNAT
M工法が盛んに用いられている。
[0003] The tunnel excavation method includes a full cross section excavation and a tunnel upper half half section by dividing a tunnel cross section vertically.
TBM (Tunnel), a blasting method that excavates with explosives, such as a bench cut method that excavates by translating in the order of the lower half section
TB using a full-section excavator called Boring Machine)
There are various methods such as M construction method, mechanical excavation method using free section excavation which has a cutter part at the boom tip and excavates the cross section by operating this cutter boom,
In any case, when the excavation wall is supported, the rock bolt and the shotcrete are used as the supporting material instead of the conventional method using the steel arch member as the main supporting material.
The M method is actively used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来より、前述の吹付
けコンクリート工事は、移動可能なクローラ式、タイヤ
式またはレール式等の移動台車に対し吹付けノズルを保
持するブームを取付け、このブーム操作によって吹付け
ノズルを操作するようにした吹付けロボットを直接作業
員が操縦することによって、あるいはノズルホースを作
業員が直接手に持って吹付け作業を行っていたため、下
記に示すような問題が発生していた。
Conventionally, in the above-mentioned spray concrete work, a boom for holding a spray nozzle is attached to a movable carriage such as a crawler type, a tire type or a rail type, and this boom operation is performed. The following problems were caused by the operator directly operating the spraying robot, which operated the spray nozzle, or by the worker holding the nozzle hose directly in his hand. Had occurred.

【0005】NATM工法における吹付作業は、トン
ネルや地下空間内の狭隘な空間での作業となり、かつ作
業員が吹付け材による粉塵、吹付けコンクリートの飛散
に晒され、さらには不十分な足場環境の下で作業を行わ
なければならないなど非常に悪環境の下で作業が行われ
ている。
[0005] The spraying operation in the NATM method is an operation in a narrow space in a tunnel or an underground space. In addition, the worker is exposed to dust and spraying of sprayed concrete by a spraying material, and furthermore, an insufficient scaffolding environment. The work is done under very bad environment, such as the need to work under

【0006】吹付け厚管理に関して従来は、掘削壁面
に対してピンをトンネル坑内側に設計厚さ分だけ突出さ
せた状態で打ち付け、このピンが吹付けコンクリートに
よって隠れれば設計吹付け厚を満足しているとの判断の
下で管理を行っていたが、この方法ではピン打設箇所で
は吹付け厚を満足し得るがピンを打設していない中間部
位では設計吹付け厚を満たしているかの判断が出来な
い。
Conventionally, with regard to spray thickness control, hitting a pin to an excavation wall in such a manner as to protrude by the design thickness into the inside of a tunnel pit, and if the pin is hidden by shotcrete, the design spray thickness is satisfied. In this method, the spray thickness can be satisfied at the place where the pin is installed, but does the intermediate part where the pin is not installed satisfy the design spray thickness? Can not judge.

【0007】作業員が切羽面や側壁面からの落石、吹
付け材の肌落ち、飛散物などの危険に晒されるととも
に、吹付け材がホース内に詰まった後、一気に開放され
ることによってホースが跳ねることがあり、跳ねたホー
スによって打撲を負ったり飛ばされすることがあるなど
安全面からも問題があった。
The worker is exposed to the dangers of falling rocks from the face and side wall, falling of the sprayed material, flying objects, etc., and the hose is opened at a stretch after the sprayed material is clogged in the hose. However, there was a problem in terms of safety, such as that the horse could bounce and be hurt or blown off by the hose that bounced.

【0008】従来の吹付けロボットや人手による作業
では、多くの手間と時間が掛かり作業の省力化が望めな
い。
[0008] In the conventional operation by a spraying robot or a manual operation, much labor and time are required, and labor saving of the operation cannot be expected.

【0009】そこで本発明の主たる課題は、前述した種
々の問題点に鑑み、総括的には悪環境下および非効率下
で行われていた、従来の吹付け作業の大幅な改善を図る
ことにある。
Accordingly, a main object of the present invention is to substantially improve the conventional spraying operation, which has been generally performed in a bad environment and inefficiently, in view of the various problems described above. is there.

【0010】具体的には、吹付け作業の一連の遠隔操作
システムの提供により、作業員の労力負担を少なくする
とともに、吹付け場所から離れた良好な作業環境の中で
吹付け管理ができるようにすること。無人化により切羽
からの落石、吹付け材料の剥離、飛散や不良な足場上で
の作業等を無くして作業員の安全を確保するようにする
こと。さらに、従来より目視に頼っていた吹付け厚の管
理を機械的に精度良く行うようにするとともに、吹付け
と同時にリアルタイムで把握できるようにし、吹付け材
による覆工体の品質の向上を図り得るようにすること。
Specifically, by providing a series of remote control systems for the spraying operation, the labor burden on the worker can be reduced, and the spraying can be managed in a favorable working environment away from the spraying place. To be. To ensure the safety of workers by eliminating falling rocks from the face, exfoliation of the sprayed material, scattering and work on poor scaffolds by unmanned operation. In addition, the spray thickness control, which had conventionally relied on visual inspection, has been mechanically and accurately performed, and it has been made possible to grasp the spray thickness in real time simultaneously with spraying. To get.

【0011】さらには、作業員の安全確保のため、輻輳
する他の作業に併行して行うことが出来なかった吹付け
作業を他の作業に併行して行えるようにするとともに、
作業員の省人化が図れ、経済的なトンネル施工を実現す
ること等にある。
Further, in order to ensure the safety of the workers, the spraying work, which could not be performed in parallel with other congested work, can be performed in parallel with other work.
The aim is to save labor for workers and to realize economical tunnel construction.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に提案される地下掘削における吹付け作業の遠隔操作シ
ステムは、吹付け作業現場に;吹付け作業部位の内壁面
形状を測定するための光波測距儀と、遠隔操作される吹
付けロボットと、前記光波測距儀による計測作業および
前記吹付けロボットによる吹付け作業を監視するための
カメラとを設備し、遠隔操作部位に;前記光波測距儀に
よって計測された計測信号をデータ処理するとともに、
モニタ表示するためのコンピューターと、前記吹付けロ
ボットを遠隔操作するための吹付けロボット用遠隔制御
操作器と、前記カメラによって撮影された映像を表示す
るためのモニタ装置とを設備し、前記吹付け作業現場に
設備された装置群と、遠隔操作部位に設備された装置群
との間の各種信号を、無線通信による電波によって空間
伝送可能に、または信号ケーブルによって有線伝送可能
に接続したことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A remote control system for spraying work in underground excavation proposed to solve the above-mentioned problem is provided at a spraying work site; for measuring the inner wall shape of a spraying work site. A light rangefinder, a remotely operated spraying robot, and a camera for monitoring the measuring operation by the lightwave rangefinder and the spraying operation by the spraying robot; Data processing of the measurement signal measured by the rangefinder,
A computer for displaying on a monitor, a remote control operation device for the spraying robot for remotely controlling the spraying robot, and a monitor device for displaying an image photographed by the camera; Various signals between the equipment group installed at the work site and the equipment group installed at the remote operation site can be transmitted spatially by radio waves by wireless communication or wired transmission by signal cable. It is assumed that.

【0013】この場合において、吹付け作業現場に設備
される吹付けロボットと、遠隔操作部位に設備される吹
付けロボット用遠隔制御操作器との間の信号を無線通信
による電波によって空間伝送可能に接続し、かつその無
線通信方式としてスペクトラム拡散通信が用いられてい
ることが望ましい。
In this case, the signal between the spraying robot installed at the spraying work site and the remote control operating device for the spraying robot installed at the remote operation site can be spatially transmitted by radio waves by wireless communication. It is preferable that spread spectrum communication is used as a wireless communication system for connection.

【0014】他方、上記吹付け作業の遠隔操作方法は、
吹付け作業現場に;吹付け作業部位の内壁面形状を測定
するための光波測距儀と、遠隔操作される吹付けロボッ
トと、前記光波測距儀による計測作業および前記吹付け
ロボットによる吹付け作業を監視するためのカメラとを
設備し、遠隔操作部位に;前記光波測距儀によって計測
された計測信号をデータ処理するとともに、モニタ表示
するためのコンピューターと、前記吹付けロボットを遠
隔操作するための吹付けロボット用遠隔制御操作器と、
前記カメラによって撮影された映像を表示するためのモ
ニタ装置とを設備し、前記吹付け作業現場に設備された
装置群と、遠隔操作部位に設備された装置群との間の各
種信号を、無線通信による電波によって空間伝送可能
に、または信号ケーブルによって有線伝送可能に接続
し、前記光波測距儀によって掘削直後の素堀面形状を計
測し、これを遠隔操作部位に設備されたコンピューター
によってデータ処理し、コンピューターモニタ上に素堀
形状線を描画するとともに、この素堀形状線に基づいて
該素堀形状線の内側に設計吹付け厚形状線を描画し、そ
の後吹付けロボットによる吹付け作業中の任意の時点
で、または吹付けロボットによる吹付け作業に併行して
前記光波測距儀による形状計測を行い、この吹付け作業
中の計測データを前記コンピューターモニタ上に現吹付
け厚形状線として描画し、これら各形状線に基づいて現
在の吹付け状況を確認しながら前記吹付けロボットの遠
隔操作を行うようにしてあることを特徴とするものであ
る。
On the other hand, the remote control method of the spraying operation is as follows.
At the spraying work site; a lightwave ranging finder for measuring the inner wall surface shape of the spraying work site, a remotely operated spraying robot, a measuring operation by the lightwave ranging finder, and a spraying by the spraying robot A camera for monitoring the work is provided at a remote operation site; a computer for processing the measurement signal measured by the lightwave range finder and displaying the information on a monitor; and remotely operating the spraying robot. Control device for the spraying robot for
A monitor device for displaying an image captured by the camera is provided, and various signals between the device group provided at the spraying work site and the device group provided at a remote operation site are wirelessly transmitted. Connected to enable spatial transmission by radio waves by communication or wired transmission by signal cable, measure the shape of the excavated surface immediately after excavation by the lightwave range finder, and process this by a computer installed at a remote operation site Then, while drawing the raw moat shape line on the computer monitor, based on the raw moat shape line, the design spraying thick shape line is drawn inside the raw moat shape line. At any point in time or concurrently with the spraying operation by the spraying robot, the shape measurement by the lightwave distance measuring instrument is performed. It is characterized by being drawn on a pewter monitor as current spraying thick shape lines, and remotely controlling the spraying robot while checking the current spraying status based on each of the shape lines. is there.

【0015】なお、本発明における「吹付け」には、一
般的なコンクリート吹付けの他、モルタル吹付け等、各
種材料の吹付けを含むものである。
The term "spraying" in the present invention includes spraying of various materials such as mortar spraying in addition to general concrete spraying.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳述する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0017】〔第1形態例〕図1は本発明に係るトンネ
ル壁面に対するコンクリート吹付け作業状況を示す全体
概念図であり、図2はその平面図、図3はその正面図で
ある。
[First Embodiment] FIG. 1 is an overall conceptual view showing a concrete spraying operation on a tunnel wall surface according to the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a front view thereof.

【0018】本第1形態例におけるトンネル掘削方法
は、図示されないドリルジャンボ等の削孔機によって切
羽に穿孔を形成し、これに爆薬を装填して爆破すること
により順次岩盤を破壊する発破工法の例であり、掘削ズ
リはホイールローダ10等によってダンプトラックなど
のズリ運搬車両に積み込まれ坑外に搬出される。
The tunnel excavation method according to the first embodiment is a blasting method in which a perforation is formed in a face by a drilling machine such as a drill jumbo (not shown), an explosive is loaded into the face, and the rock is sequentially destroyed by blasting. This is an example, and the excavation waste is loaded into a waste transport vehicle such as a dump truck by the wheel loader 10 or the like and carried out of the mine.

【0019】掘削を終えた壁面に対しては、図示のよう
に、吹付けロボット1A,1Bによりコンクリートが吹
付けされた後、順次地山に向けてロックボルト5,5…
が打設され地山が支保される。なお、前記吹付けロボッ
ト1A、1Bは単に1台のみとし、トンネルのほぼ全幅
に亘って移動させるようにしてもよい。
After the concrete is sprayed by the spraying robots 1A and 1B on the excavated wall surfaces as shown in the figure, the rock bolts 5, 5.
Is installed and the ground is supported. The spraying robots 1A and 1B may be only one, and may be moved over almost the entire width of the tunnel.

【0020】本例では、掘削済みのトンネル側壁部分に
ブラケット支持台4,4…を取付けるとともに、このブ
ラケット支持台4,4…上にトンネル長手方向に沿って
走行レール7、7を敷設し、さらにこれら2条のレール
7,7間に跨ってトンネル長手方向に沿って移動自在と
される自走式移動足場3を横架し、この自走式移動足場
3に対して吹付けロボット1A、1Bおよび支保工エレ
クター2を設備し、順次掘削に追随して吹付けコンクリ
ート6および図示されてない鋼アーチ部材を施工するよ
うにしている。
In the present embodiment, bracket supports 4, 4,... Are mounted on the excavated tunnel side walls, and traveling rails 7, 7 are laid on the bracket supports 4, 4,. Further, a self-propelled mobile scaffold 3 that is movable along the longitudinal direction of the tunnel across the two rails 7 is traversed, and the spraying robot 1A, 1B and the support erector 2 are provided, and the shotcrete 6 and a steel arch member (not shown) are constructed sequentially following the excavation.

【0021】具体的には、前記自走式移動足場3上にお
いて、その前側にトンネル幅方向に沿って走行レール8
を設け、この走行レール8に沿って移動自在とされる2
台の吹付けロボット1A,1Bを設置し、一方のその後
方側にもトンネル幅方向に沿って走行レール9を設け、
この走行レール9に沿って移動自在とされる支保工エレ
クター2を配置し、掘削が完了した壁面に対して順次ト
ンネル幅方向に鋼アーチ部材を設置した後、コンクリー
トを壁面に吹付けて覆工する。この鋼アーチ部材は、吹
付けコンクリートが硬化するまでの地山支持および硬化
後の吹付けコンクリートの補強の役割を果たすもので、
NATM工法の補助として採用されるものであり、地山
が良好な場合には省略されることもある。
Specifically, on the self-propelled movable scaffold 3, a traveling rail 8 is provided on the front side thereof along the tunnel width direction.
2 that can be moved along the traveling rail 8
The two spraying robots 1A and 1B are installed, and a traveling rail 9 is also provided on one rear side thereof along the tunnel width direction.
The support erector 2 which is movable along the traveling rail 9 is arranged, and a steel arch member is sequentially installed in the tunnel width direction on the excavated wall surface, and then concrete is sprayed on the wall surface to lining the wall. I do. This steel arch member plays the role of ground support until the shotcrete hardens and reinforcement of the shotcrete after hardening,
It is employed as an aid to the NATM method, and may be omitted if the ground is good.

【0022】トンネル壁面に対するコンクリート吹付け
が完了したならば、次にロックボルトの打設作業に入
る。図示されていない削孔機によってトンネル放射方向
に沿ってロックボルト挿入のための穿孔を行い、ロック
ボルト5,5…を挿入し地山に定着させる。
When the concrete spraying on the tunnel wall surface is completed, the operation for placing the lock bolt is started. Drilling for inserting the lock bolts is performed by a drilling machine (not shown) along the radial direction of the tunnel, and the lock bolts 5, 5,... Are inserted and fixed to the ground.

【0023】以上、トンネル掘削からコンクリート吹付
けおよびロックボルト打設までの作業工程を概略した
が、本方法においては掘削後のコンクリート吹付け作業
がトンネル後方側または坑外などの離れた場所からの遠
隔操作に行われるようになっている。
The work steps from tunnel excavation to concrete spraying and rock bolting have been outlined above. In this method, concrete spraying work after excavation is performed from a remote place such as the rear side of a tunnel or outside a tunnel. It is performed by remote control.

【0024】以下、具体的に詳述すると、図3および図
4に示されるように、吹付け作業現場Fには、自走式移
動式足場3の前縁部中央位置にレーザー測距儀11がト
ンネル切羽を視準するように配置されるとともに、その
両側にそれぞれCCDカメラ12A、12Bが配置さ
れ、さらに吹付けロボット1A、1Bがロボット用制御
盤14による制御に基づいてアーム動作が制御されるよ
うになっている。
More specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, a laser range finder 11 is provided at the center of the front edge of the self-propelled movable scaffold 3 at the spraying work site F. Are arranged so as to collimate the tunnel face, and CCD cameras 12A and 12B are arranged on both sides thereof, respectively. Further, the arm operation of the spraying robots 1A and 1B is controlled based on the control by the robot control panel 14. It has become so.

【0025】また、前記レーザー測距儀11からの計測
信号およびCCDカメラ12A、12Bからの映像信号
は、監視員および操縦者がいる坑内後方側の管理作業車
26に対して送信するためにそれぞれモニタ用無線送信
器14および計測用無線送信器13が設けられている。
前記映像信号および計測信号は、それぞれモニタ用無線
送信器14,計測用無線送信器13によって無線伝送で
きるように特定の周波数電波に変調にされた後、電波送
信アンテナ13A、14Aよりそれぞれトンネル空間に
向けて発信される。一方、前記ロボット用制御盤16に
接続された無線受信器15は、前記作業車16から発信
された制御電波信号を受信アンテナ15Aによって受信
し復調した後、ロボット用制御盤16に入力され、吹付
けロボット1A、1Bが制御されるようになっている。
The measurement signals from the laser range finder 11 and the video signals from the CCD cameras 12A and 12B are transmitted to a management work vehicle 26 on the rear side of the mine where a supervisor and a driver are present, respectively. A monitoring wireless transmitter 14 and a measuring wireless transmitter 13 are provided.
The video signal and the measurement signal are modulated into specific frequency radio waves so that they can be wirelessly transmitted by the monitoring radio transmitter 14 and the measurement radio transmitter 13, respectively, and then transmitted to the tunnel space from radio transmission antennas 13A and 14A, respectively. It is sent to. On the other hand, the radio receiver 15 connected to the robot control panel 16 receives the control radio signal transmitted from the work vehicle 16 by the receiving antenna 15A, demodulates the signal, and then inputs the control radio signal to the robot control panel 16 so that the radio wave is transmitted. Wearing robots 1A and 1B are controlled.

【0026】他方、遠隔地側設備R、本例では管理作業
車26には、図5にも示されるように、前記CCDカメ
ラ12A、12Bからの映像信号を受信するために受信
アンテナ17Aを備えた計測用無線受信器17と映像信
号をモニター表示するためのモニタ装置20とが設けら
れているとともに、前記レーザー測距儀11からの計測
信号を受信するために受信アンテナ18Aを備えたモニ
タ用無線受信器18と、この計測信号をデータ処理しそ
の結果をモニタ表示するためのコンピューター19とが
設けられ、さらに前記吹付けロボット12A、12Bを
遠隔操作するためにロボット用遠隔制御操作器21が設
けられている。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the remote facility R, in this example, the management work vehicle 26 is provided with a receiving antenna 17A for receiving video signals from the CCD cameras 12A and 12B. And a monitor device 20 for monitoring and displaying a video signal, and a receiving antenna 18A for receiving a measurement signal from the laser range finder 11. A radio receiver 18 and a computer 19 for data processing of the measurement signal and displaying the result on a monitor are provided. Further, in order to remotely control the spraying robots 12A and 12B, a robot remote control operation device 21 is provided. Is provided.

【0027】前記吹付け作業現場Fと管理作業車26と
の間の信号通信系統としては、前記吹付け作業現場Fか
ら管理作業車26に送られる計測信号無線伝送系統およ
びモニタ信号無線伝送系統と、管理作業車26から吹付
け作業現場Fに送られる吹付けロボット制御信号無線伝
送系統との3系統の無線伝送系統が存在するが、特に後
者の吹付けロボット制御の無線伝送系統として、信号通
信の安定性確保および誤動作防止などの観点からスペク
トラム拡散通信(通称;SS通信)が用いられている。
The signal communication system between the spraying work site F and the management work vehicle 26 includes a measurement signal wireless transmission system and a monitor signal wireless transmission system sent from the spraying work site F to the management work vehicle 26. There are three wireless transmission systems, a blowing robot control signal wireless transmission system sent from the management work vehicle 26 to the spraying work site F. In particular, the latter wireless transmission system for the blowing robot control uses signal communication. Spread spectrum communication (commonly referred to as SS communication) is used from the viewpoints of ensuring the stability of the device and preventing malfunction.

【0028】このスペクトラム拡散通信は、符号分割に
よる多重通信の一方式であり、一般的には符号のクロッ
ク周波数変調ないしは符号変換のように、符号系統に適
当な変換を施した変調波に、特有の拡散信号を掛け合わ
せるようにした、情報変調と拡散変調との二重変調方式
による通信方式である。受信に際しては、受信電波に送
信側と同じ拡散信号を掛け合わせ、符号の位相が一致す
れば、信号は元の周波数帯域に集められ、1次変調波が
復調される。
This spread spectrum communication is a type of multiplex communication based on code division, and is generally applied to a modulated wave obtained by appropriately converting a code system such as clock frequency modulation or code conversion of a code. This is a communication method based on a dual modulation method of information modulation and spread modulation, in which the spread signals are multiplied. Upon reception, the received radio wave is multiplied by the same spread signal as that on the transmission side, and if the phases of the codes match, the signal is collected in the original frequency band and the primary modulated wave is demodulated.

【0029】なお、このスペクトラム拡散通信は、拡散
変調の際、通常の送信帯域幅の100倍〜1000倍に
も帯域幅を拡げるため、単位周波数当たりの電力密度が
1/100〜1/1000にもなるため、信号は雑音や
他のチャンネルの信号に埋もれてしまい、拡散変調に使
った符号が判らない限り雑音の中から拾い出すことが不
可能であるという特性を有するため、主として暗号通信
などに用いられている通信方式である。
In this spread spectrum communication, the power density per unit frequency is reduced to 1/100 to 1/1000 because the bandwidth is increased to 100 to 1000 times the normal transmission bandwidth at the time of spread modulation. Therefore, the signal is buried in noise or signals of other channels and cannot be picked up from the noise unless the code used for spreading modulation is known. This is the communication method used for

【0030】本遠隔操作システムでは、吹付けロボット
1A、1Bの遠隔操作信号として前記スペクトラム拡散
通信を採用することによって、種々の利点がもたらされ
るようになる。すなわち、通信距離の延長が可能になる
とともに、障害物などの影響を受けにくい。受信側で拡
散信号を掛け合わせ確実に目的の信号のみを取り出すた
め、雑音等のノイズや妨害電波の多い環境でも影響を受
けにくく、信号を安定して受信することが出来、電波障
害による吹付けロボット1A、1Bの誤動作がない。他
の通信機器へ与える影響がない。さらに、同一周波数帯
でも拡散信号の種類数だけチャンネル数を確保すること
ができ、トンネル幅方向へのスライド移動および複数箇
所のアーム腕操作など複数の制御部を有する吹付けロボ
ット1A、1Bの制御に向いているなど通信方式として
最適なものとなる。
In this remote operation system, various advantages are brought about by adopting the spread spectrum communication as the remote operation signal of the spray robots 1A and 1B. That is, the communication distance can be extended, and the communication distance is not easily affected. Because the receiving side multiplies the spread signal to reliably extract only the target signal, it is hardly affected even in an environment with a lot of noise and interference such as noise, and can receive the signal stably. There is no malfunction of the robots 1A and 1B. There is no effect on other communication devices. Furthermore, even in the same frequency band, the number of channels can be ensured by the number of types of spread signals, and control of the spraying robots 1A and 1B having a plurality of control units such as sliding movement in the tunnel width direction and operation of arm arms at a plurality of locations. It is suitable as a communication system, for example.

【0031】一方、計測信号無線伝送系統およびモニタ
信号無線伝送系統については、微弱電波、特定小電力無
線方式、または上記のスペクトラム拡散通信方式によっ
て直接電波を伝送し、あるいは距離がある場合には図1
に示されるように、無線中継局22を設置して電波を中
継しながら管理作業車26まで空間伝送される。
On the other hand, the measurement signal radio transmission system and the monitor signal radio transmission system transmit a weak radio wave, a specific low power radio system or the above-mentioned spread spectrum communication system directly, or if there is a distance, the radio wave is transmitted. 1
As shown in (2), the radio relay station 22 is installed and the radio waves are transmitted spatially to the management work vehicle 26 while relaying radio waves.

【0032】なお、本例では計測信号伝送、モニタ信号
伝送と、吹付けロボット制御信号伝送のすべてについ
て、ケーブル敷設作業の省力化、各種作業時に敷設ケー
ブルに対する余計な配慮などを無くすため無線伝送系統
を採用したが、各種諸条件の下で無線伝送方式を採用し
得ない場合には信号ケーブルによる有線伝送とすること
でもよい。
In this embodiment, the transmission of the measurement signal, the transmission of the monitor signal, and the transmission of the control signal of the spraying robot are all performed by a radio transmission system in order to save labor in laying cables and eliminate unnecessary considerations for laying cables during various operations. However, when a wireless transmission method cannot be adopted under various conditions, wired transmission using a signal cable may be adopted.

【0033】以下、さらに作業手順に従いながら吹付け
作業の遠隔操作方法について説明すると、所定の区間長
分の掘削が完了したならば、この区間を1回の吹付け対
象区間として作業を開始する。CCDカメラ12A、1
2Bによるモニタ映像は、少なくとも吹付け作業の間
中、すなわちレーザー測距儀11による吹付け厚の計測
および吹付けロボット1A、1Bによる吹付け作業を行
っている間中、連続してモニタ装置20に表示するよう
にする。
In the following, the method of remote control of the spraying operation will be described according to the operation procedure. When excavation for a predetermined section length is completed, this section is started as one spraying target section. CCD camera 12A, 1
The monitor image by the 2B is continuously displayed at least during the spraying operation, that is, during the measurement of the spraying thickness by the laser range finder 11 and the spraying operation by the spraying robots 1A and 1B. To be displayed.

【0034】作業に当たっては、先ず最初に前記レーザ
ー測距儀11によって掘削後の素堀面形状を計測する。
In the operation, first, the shape of the excavated surface is measured by the laser range finder 11.

【0035】前記レーザー測距儀11としては、所定の
視準方向にセットしたならば周方向に沿って自動的に計
測点を追尾していく自動式のものを用いるのが望まし
く、図6に示されるように、自走式移動足場3をレーザ
ー測距儀11によって切羽との距離を計測しながら前進
させて所定の位置に定位させた後、レーザー測距儀11
によってトンネル周回りに沿って素堀面の計測を行い、
この形状計測データを計測用無線送信器13を介して管
理作業車26に無線送信する。管理作業車26では、こ
れら形状計測データ(各ポイント毎の水平角、鉛直角お
よび距離)をコンピューター19によってデータ処理
し、図7に示されるようにコンピューターモニタ19A
上に素堀形状線23として描画するとともに、この素堀
形状線23に基づいてその内側に設計吹付け厚形状線2
4を描画する。
As the laser range finder 11, it is desirable to use an automatic laser range finder which automatically tracks a measurement point along a circumferential direction if it is set in a predetermined collimation direction. As shown in the figure, the self-propelled movable scaffold 3 is moved forward while measuring the distance to the face by the laser range finder 11 and positioned at a predetermined position.
Measure the moat surface along the circumference of the tunnel,
The shape measurement data is wirelessly transmitted to the management work vehicle 26 via the measurement wireless transmitter 13. In the management work vehicle 26, these shape measurement data (horizontal angle, vertical angle and distance for each point) are subjected to data processing by the computer 19, and as shown in FIG.
On top of this, the moat-shaped line 23 is drawn, and based on the moat-shaped line 23, the design spray thick line 2
4 is drawn.

【0036】上記素堀形状計測が完了したならば、引き
続き吹付けロボット1A、1Bをロボット用遠隔制御操
作器21により操縦してコンクリート吹付けを開始す
る。吹付けロボット1A、1Bに対する吹付けコンクリ
ートの供給は、図2に示されるように、トンネル坑内の
後方側、たとえば50〜100m離れた位置に吹付け材
圧送設備62を配置し、ここから吹付けロボット1A、
1Bまで圧送することにより、吹付け材圧送設備62回
りで作業を行っている作業員が粉塵に侵されないように
するのが望ましい。
After the completion of the moat shape measurement, the spraying robots 1A and 1B are subsequently operated by the robot remote controller 21 to start concrete spraying. As shown in FIG. 2, the spraying concrete is supplied to the spraying robots 1 </ b> A and 1 </ b> B by arranging the spraying material pumping equipment 62 at the rear side of the tunnel, for example, at a distance of 50 to 100 m. Robot 1A,
It is desirable to prevent the worker working around the spraying material pumping equipment 62 from being affected by dust by pumping to 1B.

【0037】トンネル周方向に沿って吹付けロボット1
A、1Bを操作しコンクリート吹付けを行っている作業
中の任意の時に、前記吹付けロボット1A、1Bのブー
ムを計測の邪魔にならない位置まで移動させ、レーザー
測距儀11によって吹付け後の形状計測(厚み計測)を
行う。この形状計測データは、前記素堀形状計測と同様
に、コンピューター19によってデータ処理された後、
その結果がコンピューターモニタ19A上に現吹付け厚
形状線25として描画される。
Robot 1 for spraying along the circumferential direction of the tunnel
At any time during operation of concrete spraying by operating A and 1B, the booms of the spraying robots 1A and 1B are moved to a position where they do not interfere with the measurement, and after being sprayed by the laser ranging finder 11, Performs shape measurement (thickness measurement). This shape measurement data is subjected to data processing by the computer 19 in the same manner as in the above-described moat shape measurement.
The result is drawn on the computer monitor 19A as the current spray thickness line 25.

【0038】操縦者は、コンピューターモニタ19Aに
表示された3本の形状線、すなわち素堀形状線23,設
計吹付け厚形状線24および現吹付け厚形状線25の形
状線を一目見ただけで現吹付け状況を把握することがで
きるようになり、その後は図8に示されるように、任意
の時期に形状計測を行って現吹付け厚と設計吹付け厚と
を対比しながら吹付け作業を進め、部分的に設計吹付け
厚に達したならば、吹付け厚の足らないエリア部分を増
厚するように吹付けロボット1A、1Bを遠隔制御し、
トンネル周方向の全周に亘って設計吹付け厚通りにコン
クリートを吹付ける。
The operator can see at a glance the three shape lines displayed on the computer monitor 19A, that is, the shape lines of the moat shape line 23, the design spray thickness line 24, and the current spray thickness line 25. Then, as shown in FIG. 8, the current spraying condition can be grasped. Then, as shown in FIG. 8, the shape is measured at an arbitrary time, and the current spraying thickness is compared with the design spraying thickness while spraying. Work proceeded, and when the design spray thickness was partially reached, the spray robots 1A and 1B were remotely controlled so as to increase the area of the area where the spray thickness was insufficient,
Concrete is sprayed according to the design spray thickness over the entire circumference in the tunnel circumferential direction.

【0039】〔第2形態例〕次いで、TBMを用いたト
ンネル掘削に本発明を適用した場合の例について図9〜
図15に基づいて詳述する。
[Second Embodiment] Next, an example in which the present invention is applied to tunnel excavation using a TBM will be described with reference to FIGS.
This will be described in detail with reference to FIG.

【0040】第1形態例と同様に、吹付け作業現場に
は、レーザ測距儀と、遠隔操作可能な吹付け装置と、C
CDカメラとが設備され、一方図示されない管理作業車
内に第1形態例と同様にコンピューターと、吹付けロボ
ット用遠隔制御操作器と、前記カメラ用モニタ装置とが
設備され、吹付け作業が遠隔操作によって成される点は
同じであるが、本第2形態例では吹付けロボットの構造
およびレーザー測距儀による吹付け厚の計測システムが
全く異なる。
As in the first embodiment, a laser range finder, a remotely controllable spraying device,
A CD camera is provided, while a computer, a remote control operating device for the spraying robot, and a monitor device for the camera are installed in a management work vehicle (not shown) as in the first embodiment, and the spraying operation is remotely controlled. However, in the second embodiment, the structure of the spraying robot and the system for measuring the sprayed thickness by a laser range finder are completely different.

【0041】図9に示されるように、TBM30の後方
側に対して、周方向レール部材33と、これに沿ってト
ンネル周回りに移動自在とされる吹付けノズル保持装置
34と、さらに吹付けノズル保持装置34に一体的に付
設された左右一対のレーザー測距儀56A,56Bとか
らなるコンクリート吹付け装置32が設備され、吹付け
厚計測および吹付け作業はさらにトンネル後方側に設置
されたCCDカメラ29A、29Bによって絶えず監視
されるようになっている。
As shown in FIG. 9, on the rear side of the TBM 30, a circumferential rail member 33, a spray nozzle holding device 34 that can move around the tunnel along the circumferential rail member 33, and further spray. A concrete spraying device 32 composed of a pair of left and right laser rangefinders 56A and 56B integrally attached to the nozzle holding device 34 is provided, and the spraying thickness measurement and spraying work are further installed on the rear side of the tunnel. It is constantly monitored by the CCD cameras 29A and 29B.

【0042】前記TBM30のカッタヘッド31によっ
て掘削されたズリは、TBM30よりトンネル後方側に
沿って設置されたズリ搬送装置27によって坑外に搬送
されるようになっており、このズリ搬送装置27を支持
部材として前記コンクリート吹付け装置32が固定され
ている。
The shears excavated by the cutter head 31 of the TBM 30 are transported out of the pit by a shear transport device 27 installed along the rear side of the tunnel from the TBM 30. The concrete spraying device 32 is fixed as a support member.

【0043】図11に示されるように、ズリ搬送装置2
7の支持架台28の下面に対して、開口を内側に向けて
配設された左右一対の溝型レール37A、37Bをトン
ネル長手方向に沿って固設し、この溝型レール37A、
37Bの溝内にローラを嵌合させトンネル長手方向に沿
って移動自在とされる走行基体39を設け、この走行基
体39の下面側に設けられた垂下ブラケット40によっ
て周方向レール部材33が固定支持され、この周方向レ
ール部材33に対して吹付けノズル保持装置34が搭載
されている。
As shown in FIG.
7, a pair of left and right grooved rails 37A, 37B arranged with their openings facing inward are fixed along the longitudinal direction of the tunnel with respect to the lower surface of the support stand 28, and this grooved rail 37A,
A traveling base 39 which is fitted with a roller in the groove of 37B and is movable along the longitudinal direction of the tunnel is provided, and a circumferential rail member 33 is fixedly supported by a hanging bracket 40 provided on the lower surface side of the traveling base 39. A spray nozzle holding device 34 is mounted on the circumferential rail member 33.

【0044】前記周方向レール部材33は、トンネル周
方向壁面Hより内側にほぼ一定の離間距離をおいた円軌
跡線に沿って走行体たる前記吹付けノズル保持装置34
をトンネル周方向に沿って走行させるためのもので、本
例ではリング状に加工されたレール部材が用いられてい
る。なお、本例では掘削断面形状が円形であるTBM3
0に対する適用例を示したため、周方向レール部材33
も円形状としたが、たとえば自由断面掘削機を用いた複
合円断面のトンネルの場合には、この複合トンネル断面
形状に合わせてその相似縮小形状に加工された周方向レ
ール部材が用いられる。
The above-mentioned circumferential rail member 33 is provided with the above-mentioned spray nozzle holding device 34 as a running body along a circular locus line having a substantially constant distance inside the tunnel circumferential wall H.
In this embodiment, a ring-shaped rail member is used. In this example, the TBM3 having a circular excavation cross section is used.
0, the circumferential rail member 33
However, in the case of a tunnel having a compound circular cross section using a free-section excavator, for example, a circumferential rail member processed into a similar reduced shape according to the compound tunnel cross-sectional shape is used.

【0045】また前記周方向レール部材33は、吹付け
作業をトンネル長手方向の所定範囲に亘って連続的に行
えるようにトンネル長手方向に沿って移動可能となって
いる。図10に示されるように、溝型レール37A、3
7Bの前側端部と後側端部とにそれぞれスプロケット4
3A、43Bを支持するスプロケットブラケット41
A、41Bを配設固定するとともに、走行基体40の前
側および後側にそれぞれギヤ固定具42A、42Bを固
定し、前記ギヤ固定具42Aに一端を固定したチェーン
35を前記スプロケット43A、43Bを回して他方の
ギア固定具42Bに連結固定し、かつ一方のスプロケッ
トブラケット43Bの下面側にモータ支持台44を固定
支持し、これに固定支持されたモータ45の原動スプロ
ケット45aと前記スプロケット43Bとの間に伝動チ
ェーン46を巻回し、モータ45の原動軸を正逆方向に
夫々回転させることによって走行基体40と共に周方向
レール部材33をトンネル長手方向に移動可能としてい
る。
The circumferential rail member 33 is movable in the longitudinal direction of the tunnel so that the spraying operation can be performed continuously over a predetermined range in the longitudinal direction of the tunnel. As shown in FIG.
7B at the front end and the rear end, respectively.
Sprocket bracket 41 supporting 3A, 43B
A and 41B are arranged and fixed, gear fixing tools 42A and 42B are fixed to the front side and rear side of the traveling base body 40, respectively, and the chain 35 having one end fixed to the gear fixing tool 42A is turned by the sprockets 43A and 43B. Between the driving sprocket 45a of the motor 45 fixedly supported on the lower surface side of the one sprocket bracket 43B and the sprocket 43B. The circumferential rail member 33 can be moved in the longitudinal direction of the tunnel together with the traveling base 40 by rotating the drive chain of the motor 45 in the forward and reverse directions.

【0046】前記周方向レール部材33に搭載される吹
付けノズル保持装置34は、詳細には図12および図1
3に示されるように、装置本体35の走行部に、周方向
レール部材33の内面側に接触する駆動ピニオンギア4
8と、周方向レール部材33の外面側に接触する押えロ
ーラ49A、49Bとを備え、周方向レール部材33を
前記駆動ピニオンギア48と押えローラ49A、49B
とによって挟み付けることによって周方向レール部材3
3に支持されるようになっており、前記駆動ピニオンギ
ア48と周方向レール部材33の内面に形成されたラッ
クギア33aとが歯合し、モータ47によって前記駆動
ピニオンギア48が回転されることによって周方向レー
ル部材33に沿って移動自在となっている。
The spray nozzle holding device 34 mounted on the circumferential rail member 33 is described in detail in FIGS.
As shown in FIG. 3, a driving pinion gear 4 that comes into contact with the inner surface of the circumferential rail member 33 is provided on the traveling portion of the apparatus main body 35.
8 and pressing rollers 49A and 49B that come into contact with the outer surface side of the circumferential rail member 33, and the circumferential rail member 33 is formed by the driving pinion gear 48 and the pressing rollers 49A and 49B.
And the circumferential rail member 3
3, the drive pinion gear 48 meshes with a rack gear 33a formed on the inner surface of the circumferential rail member 33, and the drive pinion gear 48 is rotated by a motor 47. It is movable along the circumferential rail member 33.

【0047】吹付けノズル50を保持するノズルホルダ
51は、吹付け角制御用シリンダ52によって後端が支
持され、吹付けノズル50の吹付け角度を任意角度に調
整できるようになっているとともに、ノズルホルダ51
の後方上面には揺動杆53が上方側に突出して設けられ
ており、モータ54によって回転されるギア55の回転
運動を前記揺動杆53の直進往復動作に変換することに
よってノズルホルダ51を連続的に揺動動作させるよう
になっており、吹付けノズル保持装置34の1ライン走
行によってコンクリートを所定幅Sで吹付けできるよう
になっている。
The rear end of the nozzle holder 51 holding the spray nozzle 50 is supported by a spray angle control cylinder 52 so that the spray angle of the spray nozzle 50 can be adjusted to an arbitrary angle. Nozzle holder 51
A swinging rod 53 is provided on the rear upper surface of the nozzle holder 51 so as to protrude upward, and converts the rotational movement of the gear 55 rotated by the motor 54 into a rectilinear reciprocating operation of the swinging rod 53 to thereby move the nozzle holder 51. The swinging operation is continuously performed, and the concrete can be sprayed at a predetermined width S by running the spray nozzle holding device 34 in one line.

【0048】他方、上記吹付けノズル保持装置34に対
しては、正面から視て吹付けノズル位置を挟んで進行方
向前後位置にそれぞれレーザー測距儀56A,56Bが
配設固定され、吹付け作業に併行して吹付け厚測定が行
えるようになっている。吹付けに当たって前記吹付けノ
ズル保持装置34は、時計回り方向と半時計回り方向と
に交互に移動されるため、移動方向に対して後側に位置
することになるレーザー測距儀56A(56B)からの
測定データによって吹付け後の吹付け厚が測定される。
On the other hand, laser rangefinders 56A and 56B are disposed and fixed at the front and rear positions in the traveling direction with respect to the spray nozzle position when viewed from the front with respect to the spray nozzle holding device 34, respectively. The measurement of the sprayed thickness can be performed in parallel. At the time of spraying, the spray nozzle holding device 34 is alternately moved in the clockwise direction and the counterclockwise direction, so that the laser range finder 56A (56B) is located on the rear side in the moving direction. The sprayed thickness after spraying is measured by the measurement data from.

【0049】この場合、これら左右一対のレーザー測距
儀56A,56Bを同時に使用し吹付けノズル保持装置
4の移動方向に対し前側に位置するレーザー測距儀56
A(56B)によって吹付け前の吹付け厚を測定し、後
側に位置するレーザー測距儀56B(56A)によって
付け後の吹付け厚を測定するようにしてもよい。吹付け
を行いながら吹付けノズル保持装置34をトンネル周回
りに移動させる過程で、吹付け前の吹付け厚と吹付け後
の吹付け厚との両方を計測することにより、吹付けノズ
ル保持装置34による一走行過程によって吹付けされる
吹付け厚さをリアルタイムで知ることが出来るようにな
り、もって吹付けコンクリートの圧送量および圧送圧等
の管理が容易に行えるようになる。
In this case, the pair of left and right laser rangefinders 56A and 56B are used simultaneously, and the laser rangefinder 56 located on the front side with respect to the moving direction of the spray nozzle holding device 4 is used.
A (56B) may be used to measure the thickness before spraying, and the laser rangefinder 56B (56A) located on the rear side may measure the thickness after spraying. In the process of moving the spray nozzle holding device 34 around the tunnel while spraying, by measuring both the spray thickness before spraying and the spray thickness after spraying, the spray nozzle holding device 34 is measured. It is possible to know in real time the spraying thickness sprayed by one traveling process by the step 34, and thus it becomes easy to manage the amount and pressure of the sprayed concrete.

【0050】また吹付け作業は、吹付け材による粉塵、
コンクリートの飛散など悪環境下で行われるため、前記
レーザー測距儀56A、56Bはごく短時間で粉塵や飛
散コンクリートなどによって汚されるようになる。特に
レーザ発射部にコンクリートが付着した場合には計測不
能の事態に陥るため、本発明では図14に示されるよう
に、レーザー発射口部60aを開口とする収納函体60
内にレーザー測距儀本体61を収め、収納函体60の後
部側にエア流入口60bを設け、少なくとも吹付け作業
中は絶えず収納函体60内にエアを供給するようにして
いる。供給されたエアは、前記レーザー発射口部60a
より外部に流出する空気流れを生起するため、リバウン
ドによって飛散したコンクリートや塵埃が収納函体60
の内部に侵入することがなくなり、レーザー測距儀本体
61による計測が常時良好な状態で行われるようにな
る。
The spraying operation is performed by dusting with a spray material,
Since the laser rangefinders 56A and 56B are contaminated with dust and scattered concrete in a very short time because the measurement is performed in a bad environment such as the scattering of concrete. In particular, when concrete adheres to the laser emitting portion, it becomes impossible to measure. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 14, the storage box 60 having the laser emitting opening 60a as an opening.
The laser range finder main body 61 is housed therein, and an air inlet 60b is provided at the rear side of the storage box 60 so that air is constantly supplied into the storage box 60 at least during the spraying operation. The supplied air is supplied to the laser emitting port 60a.
Concrete and dust scattered by the rebound will cause the storage box 60 to generate an air flow that flows out to the outside.
And the laser rangefinder body 61 always performs measurement in a good condition.

【0051】実際の吹付け厚測定に当たっては、前記第
1形態例と同様に、先ず掘削後の素堀面に対して吹付け
を行うことなく、前記吹付けノズル保持装置34をトン
ネル周回りに一回走行させてトンネル周回りに沿った素
堀面の形状計測を行う。この計測データは、図示されな
いコンピューターによってデータ処理が行われ、図15
に示されるように、コンピューターモニタ19A上に素
堀形状線57が描画されるとともに、この素堀形状線5
7に基づいてその内側に設計吹付け形状線58が描画さ
れる。また、吹付けノズル保持装置34の位置も同時に
コンピューターモニタ19A上に表示されるようになっ
ている。
In the actual spray thickness measurement, as in the first embodiment, first, the spray nozzle holding device 34 is moved around the tunnel without spraying the excavated raw surface. After running once, the shape of the moat surface along the circumference of the tunnel is measured. This measurement data is subjected to data processing by a computer (not shown).
As shown in FIG. 5, a rough moat-shaped line 57 is drawn on the computer monitor 19A, and
7, the design spray shape line 58 is drawn inside. In addition, the position of the spray nozzle holding device 34 is also displayed on the computer monitor 19A at the same time.

【0052】上記素堀形状計測が完了したならば、次い
で吹付けノズル保持装置34を稼働しコンクリート吹付
け作業を開始する。コンクリート吹付けに併行してレー
ザー測距儀56A、56Bによって吹付け厚測定が行わ
れ、この形状計測データは、前記素堀形状計測と同様に
コンピューターによってデータ処理され、コンピュータ
ーモニタ19A上に現吹付け厚形状線59として描画さ
れる。操縦者は、コンピューターモニタA上に表示され
た素堀形状線57,設計吹付け厚形状線58および現吹
付け厚形状線59によって現吹付け状況を把握しながら
吹付けノズル保持装置34をトンネル周方向に移動制御
して吹付けを行い、トンネル周方向の全周に亘って設計
吹付け厚通りにコンクリートの吹付けを行う。
When the measurement of the moat shape is completed, the spray nozzle holding device 34 is operated to start the concrete spraying operation. At the same time as the concrete spraying, the sprayed thickness measurement is performed by the laser rangefinders 56A and 56B, and the shape measurement data is processed by the computer in the same manner as the above-mentioned moat shape measurement, and is displayed on the computer monitor 19A. It is drawn as an attached thickness shape line 59. The operator tunnels the spraying nozzle holding device 34 while grasping the current spraying status based on the raw moat shape line 57, the design spraying thick shape line 58, and the current spraying thick shape line 59 displayed on the computer monitor A. The spraying is performed by controlling the movement in the circumferential direction, and the concrete is sprayed according to the design spraying thickness over the entire circumference in the tunnel circumferential direction.

【0053】〔第3形態例〕本第3形態例では、最も一
般的に行われている機械掘削による上半先進ベンチカッ
ト工法における吹付け遠隔操作システムの例について図
16に基づいて概略する。
[Third Embodiment] In this third embodiment, an example of a remote control system for spraying in the most advanced upper half advanced bench cut method by mechanical excavation will be outlined with reference to FIG.

【0054】図示されないカッターローダーなどの掘削
機を用いて上半部切羽の掘削が所定区間分だけ完了した
ならば、切羽面前面位置に吹付けロボット1Cを定位さ
せ、掘削壁面に対してコンクリートの吹付けを行う。
When the excavation of the upper half face has been completed for a predetermined section using an excavator such as a cutter loader (not shown), the spraying robot 1C is positioned at the front face of the face, and the concrete is placed on the excavation wall surface. Spray.

【0055】吹付け作業を遠隔操作管理するための詳細
な装置構成、吹付け作業手順および吹付け厚管理方法に
ついては既に説明済みであるためここでは省略するが、
前記吹付けロボット1Cは、走行基体の前面部両側に夫
々CCDカメラ12A、12Bを備えるとともに、走行
基体の上部中央位置にレーザー測距儀11を備えてお
り、図示されない走行基体上のモニタ用無線送信器,計
測用無線送信器によって管理作業者26に対して映像信
号および計測信号を無線伝送するとともに、管理作業車
26内に設置されたロボット用遠隔制御操作器によって
吹付けロボット1Cのブームが電波信号によって遠隔操
作される。
The detailed configuration of the apparatus for remotely controlling the spraying operation, the spraying operation procedure, and the method for managing the spraying thickness have already been described.
The spraying robot 1C includes CCD cameras 12A and 12B on both sides of the front surface of the running base, and a laser range finder 11 at the upper center position of the running base. The video signal and the measurement signal are wirelessly transmitted to the management worker 26 by the transmitter and the wireless transmitter for measurement, and the boom of the spraying robot 1C is controlled by the remote control operation device for the robot installed in the management work vehicle 26. Remotely controlled by radio signals.

【0056】前記吹付けロボット1Cに対する吹付けコ
ンクリートの供給は、トンネル坑内の後方側、たとえば
50〜100m離れた位置に吹付け材圧送設備62を配
置し、吹付け材運搬車63によってプラントから運ばれ
た吹付けコンクリートを一旦この吹付け材圧送設備62
に投入し、ここから吹付けロボット1A、1Bまで圧送
するようにし、作業員が粉塵に侵されないようにしてい
る。
To supply the sprayed concrete to the spraying robot 1C, a spraying material pumping equipment 62 is disposed at the rear side of the tunnel pit, for example, at a position of 50 to 100 m away, and the spraying material carrier 63 moves the spraying material from the plant. The blown concrete is once supplied to the spraying material pumping equipment 62.
And sprayed from here to the spraying robots 1A and 1B so that workers are not affected by dust.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上詳説のとおり本発明によれば、吹付
け作業の遠隔操作システムの実現によって下記のような
利点がもたらされる。
As described above, according to the present invention, the following advantages are provided by realizing the remote control system for the spraying operation.

【0058】一連の吹付け作業の遠隔操作化により、
作業員の労力負担を少なくして吹付け場所から離れた良
好な作業環境の中で吹付け管理ができるようになる。
By remote control of a series of spraying operations,
Spray management can be performed in a favorable working environment away from the spraying place by reducing the labor burden of the worker.

【0059】無人化により切羽からの落石、吹付け材
料の剥離、飛散や不良な足場上での作業等を無くして作
業員の安全を確保することができるようになる。
The unmanned operation makes it possible to ensure the safety of workers by eliminating falling rocks from the face, exfoliation of the sprayed material, scattering, work on a poor scaffold, and the like.

【0060】従来より目視に頼っていた吹付け厚の管
理を機械的に精度良く行うことができるようになり、か
つ吹付け状況をリアルタイムで把握できるようになるた
め、吹付けコンクリート覆工体の品質が向上する。
Since the spraying thickness management, which has conventionally depended on visual observation, can be performed mechanically with high precision and the spraying status can be grasped in real time, the spraying concrete lining body can be used. Quality is improved.

【0061】輻輳する他の作業に併行してコンクリー
ト吹付け作業が行えるようになり、地山の早期安定、工
期の短縮が可能となる。
The concrete spraying work can be performed in parallel with other congested work, and the ground can be stabilized early and the construction period can be shortened.

【0062】作業員の省人化が図れ、経済的なトンネ
ル施工が実現できる。
The labor saving of workers can be achieved and an economical tunnel construction can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1形態例におけるコンクリート吹付け作業状
況を示す全体概念図である。
FIG. 1 is an overall conceptual diagram showing a concrete spraying operation state in a first embodiment.

【図2】その平面図である。FIG. 2 is a plan view thereof.

【図3】その正面図である。FIG. 3 is a front view thereof.

【図4】遠隔操作システムのシステム概念図である。FIG. 4 is a system conceptual diagram of a remote operation system.

【図5】管理作業車26内の設備図である。FIG. 5 is a diagram of equipment in a management work vehicle 26.

【図6】レーザー測距儀11による計測要領図である。FIG. 6 is a diagram showing a measurement procedure performed by a laser rangefinder 11;

【図7】コンピューターモニタAにおける吹付け状況表
示図である。
FIG. 7 is a spray status display diagram on a computer monitor A.

【図8】吹付け管理フロー図である。FIG. 8 is a flowchart of a blowing management.

【図9】第2形態例におけるコンクリート吹付け作業状
況を示す全体概念図である。
FIG. 9 is an overall conceptual diagram showing a concrete spraying operation state in the second embodiment.

【図10】コンクリート吹付け装置32の全体側面図で
ある。
10 is an overall side view of the concrete spraying device 32. FIG.

【図11】その正面図である。FIG. 11 is a front view thereof.

【図12】吹付けノズル保持装置34の拡大側面図であ
る。
12 is an enlarged side view of the spray nozzle holding device 34. FIG.

【図13】吹付けノズル保持装置34の拡大背面図であ
る。
FIG. 13 is an enlarged rear view of the spray nozzle holding device.

【図14】レーザー測距儀の構造図である。FIG. 14 is a structural diagram of a laser range finder.

【図15】コンピューターモニタAにおける吹付け状況
表示図である。
15 is a spray status display diagram on a computer monitor A. FIG.

【図16】第3形態例におけるコンクリート吹付け作業
状況を示す全体概念図である。
FIG. 16 is an overall conceptual diagram showing a concrete spraying operation state in the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A・1B…吹付けロボット、2…支保工エレクター、
3…自走式移動足場、4…ブラケット支持台、5…ロッ
クボルト、6…吹付けコンクリート、7…レール、11
…レーザー測距儀、12A・12B…CCDカメラ、1
3…計測用無線送信器、14…モニタ用無線送信器、1
5…無線受信器、16…ロボット用制御盤、17…計測
用無線受信器、18…モニタ用無線受信器、19…コン
ピューター、19A…コンピューターモニタ、20…モ
ニタ装置、23…素堀形状線、24…設計吹付け厚形状
線、25…現吹付け厚形状線、29A・29B…CCD
カメラ、32…コンクリート吹付け装置、33…周方向
レール部材、34…吹付けノズル保持装置、56A・5
6B…レーザー測距儀
1A, 1B: spraying robot, 2: erection erector,
3 ... self-propelled mobile scaffold, 4 ... bracket support, 5 ... lock bolt, 6 ... shotcrete, 7 ... rail, 11
… Laser rangefinder, 12A ・ 12B… CCD camera, 1
3 ... wireless transmitter for measurement, 14 ... wireless transmitter for monitor, 1
5: Wireless receiver, 16: Robot control panel, 17: Measurement wireless receiver, 18: Monitor wireless receiver, 19: Computer, 19A: Computer monitor, 20: Monitor device, 23: Unlined wire, 24: Design spray thickness line, 25: Current spray thickness line, 29A / 29B: CCD
Camera, 32: concrete spraying device, 33: circumferential rail member, 34: spray nozzle holding device, 56A / 5
6B: Laser rangefinder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高道 利光 東京都中央区日本橋本町4丁目12番20号 佐藤工業株式会社内 (72)発明者 名村 均 東京都中央区日本橋本町4丁目12番20号 佐藤工業株式会社内 (72)発明者 安藤 章一 東京都中央区日本橋本町4丁目12番20号 佐藤工業株式会社内 Fターム(参考) 2D055 BA06 CA01 DB02 DB06 LA17 5K012 AA01 AB05 AB10 AC09 AC11 BA02 5K059 AA02 BB01 BB03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshimitsu Takamichi 4-12-20 Nihonbashi Honcho, Chuo-ku, Tokyo Inside Sato Industry Co., Ltd. (72) Inventor Hitoshi Namura 4--12 Nihonbashi Honcho, Chuo-ku, Tokyo 20 Sato Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Shoichi Ando 4-12-20 Nihombashi Honcho, Chuo-ku, Tokyo F-term (reference) 2D055 BA06 CA01 DB02 DB06 LA17 5K012 AA01 AB05 AB10 AC09 AC11 BA02 5K059 AA02 BB01 BB03

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】吹付け作業現場に;吹付け作業部位の内壁
面形状を測定するための光波測距儀と、遠隔操作される
吹付けロボットと、前記光波測距儀による計測作業およ
び前記吹付けロボットによる吹付け作業を監視するため
のカメラとを設備し、 遠隔操作部位に;前記光波測距儀によって計測された計
測信号をデータ処理するとともに、モニタ表示するため
のコンピューターと、前記吹付けロボットを遠隔操作す
るための吹付けロボット用遠隔制御操作器と、前記カメ
ラによって撮影された映像を表示するためのモニタ装置
とを設備し、 前記吹付け作業現場に設備された装置群と、遠隔操作部
位に設備された装置群との間の各種信号を、無線通信に
よる電波によって空間伝送可能に、または信号ケーブル
によって有線伝送可能に接続したことを特徴とする地下
掘削における吹付け作業の遠隔操作システム。
At a spraying work site, a light wave distance measuring instrument for measuring an inner wall shape of a spraying work site, a remotely operated spraying robot, a measuring operation by the light wave distance measuring instrument and the blowing operation A camera for monitoring the spraying operation by the attaching robot, at a remote operation site; a computer for processing the measurement signals measured by the lightwave range finder and displaying on a monitor; A spray robot remote control device for remotely controlling the robot, and a monitor device for displaying an image captured by the camera, a device group provided at the spraying work site, Various signals between the equipment group installed in the operation part can be transmitted spatially by radio waves by wireless communication or can be transmitted by wire using a signal cable. Remote control system of the spraying operations in underground excavation, characterized in.
【請求項2】吹付け作業現場に設備される吹付けロボッ
トと、遠隔操作部位に設備される吹付けロボット用遠隔
制御操作器との間の信号を無線通信による電波によって
空間伝送可能に接続し、かつその無線通信方式としてス
ペクトラム拡散通信が用いられている請求項1記載の地
下掘削における吹付け作業の遠隔操作システム。
2. A signal between a spraying robot installed at a spraying work site and a remote control operating device for a spraying robot installed at a remote operation part is connected so as to be able to spatially transmit by radio waves by wireless communication. 2. The remote control system for spraying work in underground excavation according to claim 1, wherein spread spectrum communication is used as the wireless communication system.
【請求項3】吹付け作業現場に;吹付け作業部位の内壁
面形状を測定するための光波測距儀と、遠隔操作される
吹付けロボットと、前記光波測距儀による計測作業およ
び前記吹付けロボットによる吹付け作業を監視するため
のカメラとを設備し、 遠隔操作部位に;前記光波測距儀によって計測された計
測信号をデータ処理するとともに、モニタ表示するため
のコンピューターと、前記吹付けロボットを遠隔操作す
るための吹付けロボット用遠隔制御操作器と、前記カメ
ラによって撮影された映像を表示するためのモニタ装置
とを設備し、 前記吹付け作業現場に設備された装置群と、遠隔操作部
位に設備された装置群との間の各種信号を、無線通信に
よる電波によって空間伝送可能に、または信号ケーブル
によって有線伝送可能に接続し、 前記光波測距儀によって掘削直後の素堀面形状を計測
し、これを遠隔操作部位に設備されたコンピューターに
よってデータ処理し、コンピューターモニタ上に素堀形
状線を描画するとともに、この素堀形状線に基づいて該
素堀形状線の内側に設計吹付け厚形状線を描画し、その
後吹付けロボットによる吹付け作業中の任意の時点で、
または吹付けロボットによる吹付け作業に併行して前記
光波測距儀による形状計測を行い、この吹付け作業中の
計測データを前記コンピューターモニタ上に現吹付け厚
形状線として描画し、これら各形状線に基づいて現在の
吹付け状況を確認しながら前記吹付けロボットの遠隔操
作を行うようにしてあることを特徴とする地下掘削にお
ける吹付け作業の遠隔操作方法。
3. A spraying work site; a light wave rangefinder for measuring the inner wall shape of a spraying work site, a remotely operated spraying robot, a measuring operation by the lightwave rangefinder, and the blowing operation. A camera for monitoring the spraying operation by the attaching robot, at a remote operation site; a computer for processing the measurement signals measured by the lightwave range finder and displaying on a monitor; A spray robot remote control device for remotely controlling the robot, and a monitor device for displaying an image captured by the camera, a device group provided at the spraying work site, Connect various signals between the equipment group installed in the operation part so that they can be spatially transmitted by radio waves by wireless communication or wired transmission by signal cables. The shape of the excavated surface immediately after excavation is measured by a lightwave range finder, the data is processed by a computer installed at the remote operation site, and the excavated shape line is drawn on a computer monitor. Draw a design spray thickness line inside the raw moat shape line based on, at any time during the spraying operation by the spraying robot thereafter,
Or, in parallel with the spraying operation by the spraying robot, the shape measurement by the lightwave range finder is performed, and the measurement data during the spraying operation is drawn as the current spraying thick shape line on the computer monitor. A remote control method for a blowing operation in underground excavation, wherein a remote control of the blowing robot is performed while checking a current blowing condition based on a line.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010163829A (en) * 2009-01-19 2010-07-29 Mac Kk Concrete filling method and concrete filling system
JP2014095286A (en) * 2009-06-26 2014-05-22 Kajima Corp Apparatus and method for spraying construction in tunnel
JP2018053449A (en) * 2016-09-26 2018-04-05 清水建設株式会社 Construction method for spray lining concrete
CN110242329A (en) * 2019-07-10 2019-09-17 中铁十七局集团第二工程有限公司 A kind of tunnel double-lining concrete trolley template automatically grinding and spray equipment and method
JP2019167678A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 戸田建設株式会社 Tunnel spray control method
JP2020084551A (en) * 2018-11-22 2020-06-04 株式会社熊谷組 Spray thickness estimation device
JP2020084539A (en) * 2018-11-22 2020-06-04 株式会社熊谷組 Shotcrete guidance system
CN111963206A (en) * 2020-08-06 2020-11-20 中交天和机械设备制造有限公司 TBM (tunnel boring machine) pressure injection type concrete intelligent control system and control method thereof
CN112761642A (en) * 2020-12-14 2021-05-07 武汉船舶设计研究院有限公司 Deep sea mining underwater relay station laying and recycling system and method
CN113756829A (en) * 2021-09-23 2021-12-07 中国铁建重工集团股份有限公司 Open-type TBM and spraying and mixing system thereof
WO2023001040A1 (en) * 2021-07-19 2023-01-26 深圳忆海原识科技有限公司 Dexterous operation robot for tunnel or mine tunnel
JP7419199B2 (en) 2020-09-07 2024-01-22 鹿島建設株式会社 Shoring installation equipment for tunnels
JP7419198B2 (en) 2020-09-07 2024-01-22 鹿島建設株式会社 Shoring installation equipment for tunnels

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010163829A (en) * 2009-01-19 2010-07-29 Mac Kk Concrete filling method and concrete filling system
JP2014095286A (en) * 2009-06-26 2014-05-22 Kajima Corp Apparatus and method for spraying construction in tunnel
JP2018053449A (en) * 2016-09-26 2018-04-05 清水建設株式会社 Construction method for spray lining concrete
JP7032733B2 (en) 2018-03-22 2022-03-09 戸田建設株式会社 Tunnel spray control method
JP2019167678A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 戸田建設株式会社 Tunnel spray control method
JP7161385B2 (en) 2018-11-22 2022-10-26 株式会社熊谷組 Spray thickness estimation device
JP2020084539A (en) * 2018-11-22 2020-06-04 株式会社熊谷組 Shotcrete guidance system
JP2020084551A (en) * 2018-11-22 2020-06-04 株式会社熊谷組 Spray thickness estimation device
JP7138549B2 (en) 2018-11-22 2022-09-16 株式会社熊谷組 Concrete spraying guidance system
CN110242329A (en) * 2019-07-10 2019-09-17 中铁十七局集团第二工程有限公司 A kind of tunnel double-lining concrete trolley template automatically grinding and spray equipment and method
CN110242329B (en) * 2019-07-10 2024-02-09 中铁十七局集团第二工程有限公司 Automatic polishing and spraying device and method for tunnel secondary lining concrete trolley template
CN111963206A (en) * 2020-08-06 2020-11-20 中交天和机械设备制造有限公司 TBM (tunnel boring machine) pressure injection type concrete intelligent control system and control method thereof
JP7419199B2 (en) 2020-09-07 2024-01-22 鹿島建設株式会社 Shoring installation equipment for tunnels
JP7419198B2 (en) 2020-09-07 2024-01-22 鹿島建設株式会社 Shoring installation equipment for tunnels
CN112761642A (en) * 2020-12-14 2021-05-07 武汉船舶设计研究院有限公司 Deep sea mining underwater relay station laying and recycling system and method
WO2023001040A1 (en) * 2021-07-19 2023-01-26 深圳忆海原识科技有限公司 Dexterous operation robot for tunnel or mine tunnel
CN113756829A (en) * 2021-09-23 2021-12-07 中国铁建重工集团股份有限公司 Open-type TBM and spraying and mixing system thereof
CN113756829B (en) * 2021-09-23 2024-05-24 中国铁建重工集团股份有限公司 Open TBM and spraying and mixing system thereof

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