JP2003020890A - 掘削機の位置計測方法 - Google Patents
掘削機の位置計測方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】屈曲した縦坑でも掘削機の位置と掘削方向とを
把握することのできる技術の提供。 【解決手段】ほぼ鉛直方向に掘り下げる掘削機の位置計
測方法において、予め位置が特定されている計測規準面
から掘削機に設定された計測対象面上の特定点までの深
さを計測する手順と、前記計測対象面の傾斜角度を計測
する手順と、前記二つの手順を繰り返しながら深さの増
加分と傾斜角度の変化とを累積計算する手順と、前記特
定点までの深さと前記計測対象面の傾斜角度に基づいて
前記掘削機の位置と掘削方向を算出する手順とを含んで
いる方法とした。
把握することのできる技術の提供。 【解決手段】ほぼ鉛直方向に掘り下げる掘削機の位置計
測方法において、予め位置が特定されている計測規準面
から掘削機に設定された計測対象面上の特定点までの深
さを計測する手順と、前記計測対象面の傾斜角度を計測
する手順と、前記二つの手順を繰り返しながら深さの増
加分と傾斜角度の変化とを累積計算する手順と、前記特
定点までの深さと前記計測対象面の傾斜角度に基づいて
前記掘削機の位置と掘削方向を算出する手順とを含んで
いる方法とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、掘削機を用いて、
ほぼ鉛直方向に掘り下げる場合における前記掘削機の位
置（深さ）と掘削方向とを把握することのできる方法に
関するものである。
ほぼ鉛直方向に掘り下げる場合における前記掘削機の位
置（深さ）と掘削方向とを把握することのできる方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、掘削機を用いて、縦坑をほぼ
鉛直方向に掘り下げる場合には、地表等の基準点から地
下の前記掘削機までの距離を、順次繰り出されるワイヤ
ー等を用いて計測することによって、前記掘削機の位置
を把握することが行われていた。
鉛直方向に掘り下げる場合には、地表等の基準点から地
下の前記掘削機までの距離を、順次繰り出されるワイヤ
ー等を用いて計測することによって、前記掘削機の位置
を把握することが行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな従来のワイヤー等を用いた計測方法は、縦坑の底を
地表の基準点等から見通し可能な場合には適用可能であ
るが、縦坑が屈曲しているような場合で見通し不可能に
なると、ワイヤー等を用いた計測方法では計測困難であ
った。また、ワイヤー等を用いた計測方法で縦坑の底ま
での深さを計測可能な場合であっても、掘削機の掘削方
向は把握できないので、意図しない方向に掘削機が進む
場合もあり、所望の計画線に沿った掘削が困難であると
いう問題があった。
うな従来のワイヤー等を用いた計測方法は、縦坑の底を
地表の基準点等から見通し可能な場合には適用可能であ
るが、縦坑が屈曲しているような場合で見通し不可能に
なると、ワイヤー等を用いた計測方法では計測困難であ
った。また、ワイヤー等を用いた計測方法で縦坑の底ま
での深さを計測可能な場合であっても、掘削機の掘削方
向は把握できないので、意図しない方向に掘削機が進む
場合もあり、所望の計画線に沿った掘削が困難であると
いう問題があった。
【０００４】そこで、本発明は、屈曲した縦坑でも掘削
機の位置と掘削方向とを把握することのできる技術の提
供を目的としてなされたものである。
機の位置と掘削方向とを把握することのできる技術の提
供を目的としてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる請求項１
の掘削機の位置計測方法は、ほぼ鉛直方向に掘り下げる
掘削機の位置計測方法において、予め位置が特定されて
いる計測規準面から掘削機に設定された計測対象面上の
特定点までの深さを計測する手順と、前記計測対象面の
傾斜角度を計測する手順と、前記二つの手順を繰り返し
ながら深さの増加分と傾斜角度の変化とを累積計算する
手順と、前記特定点までの深さと前記計測対象面の傾斜
角度に基づいて前記掘削機の位置と掘削方向を算出する
手順とを含んでいることを特徴としている。
の掘削機の位置計測方法は、ほぼ鉛直方向に掘り下げる
掘削機の位置計測方法において、予め位置が特定されて
いる計測規準面から掘削機に設定された計測対象面上の
特定点までの深さを計測する手順と、前記計測対象面の
傾斜角度を計測する手順と、前記二つの手順を繰り返し
ながら深さの増加分と傾斜角度の変化とを累積計算する
手順と、前記特定点までの深さと前記計測対象面の傾斜
角度に基づいて前記掘削機の位置と掘削方向を算出する
手順とを含んでいることを特徴としている。
【０００６】本発明にかかる請求項２の掘削機の位置計
測方法は、ほぼ鉛直方向に掘り下げる掘削機の位置計測
方法において、予め位置が特定されている少なくとも３
つのミラーを下方に向けて配設し、掘削機に設定された
計測対象面上の特定点に設置したレーザー光式測距手段
によって前記ミラーを視準して各ミラーまでの距離を計
測する手順と、前記各ミラーの位置情報と前記各ミラー
までの距離情報とに基づいて前記掘削機の位置を計測す
る手順と、を含んでいることを特徴としている。
測方法は、ほぼ鉛直方向に掘り下げる掘削機の位置計測
方法において、予め位置が特定されている少なくとも３
つのミラーを下方に向けて配設し、掘削機に設定された
計測対象面上の特定点に設置したレーザー光式測距手段
によって前記ミラーを視準して各ミラーまでの距離を計
測する手順と、前記各ミラーの位置情報と前記各ミラー
までの距離情報とに基づいて前記掘削機の位置を計測す
る手順と、を含んでいることを特徴としている。
【０００７】本発明にかかる請求項３の掘削機の位置計
測方法は、計測対象面の傾斜角度を計測する手順と、各
ミラーまでの距離と前記計測対象面の傾斜角度とに基づ
いて掘削機の位置と掘削方向とを計測する手順とを付加
したことを特徴としている。
測方法は、計測対象面の傾斜角度を計測する手順と、各
ミラーまでの距離と前記計測対象面の傾斜角度とに基づ
いて掘削機の位置と掘削方向とを計測する手順とを付加
したことを特徴としている。
【０００８】本発明にかかる請求項４の掘削機の位置計
測方法は、予め位置が特定されている少なくとも３つの
ミラーを下方に向けて配設し、掘削機に設定された計測
対象面上の少なくとも３つの特定点にそれぞれ設置した
レーザー光式測距手段によって前記ミラーを視準して、
各特定点から各ミラーまでの距離を計測する手順と、前
記各ミラーの位置情報と前記各特定点から各ミラーまで
の距離情報とに基づいて前記掘削機の傾斜角度を計測す
る手順と、前記各特定点から各ミラーまでの距離と前記
掘削機の傾斜角度に基づいて前記掘削機の位置と掘削方
向を算出する手順とを含んでいることを特徴としてい
る。
測方法は、予め位置が特定されている少なくとも３つの
ミラーを下方に向けて配設し、掘削機に設定された計測
対象面上の少なくとも３つの特定点にそれぞれ設置した
レーザー光式測距手段によって前記ミラーを視準して、
各特定点から各ミラーまでの距離を計測する手順と、前
記各ミラーの位置情報と前記各特定点から各ミラーまで
の距離情報とに基づいて前記掘削機の傾斜角度を計測す
る手順と、前記各特定点から各ミラーまでの距離と前記
掘削機の傾斜角度に基づいて前記掘削機の位置と掘削方
向を算出する手順とを含んでいることを特徴としてい
る。
【０００９】本発明にかかる請求項５の掘削機の位置計
測方法は、計測対象面上の特定点までの深さを計測する
手順は、予め位置が特定されている少なくとも３つの基
準点から、掘削機の上端に設定された計測対象面上の少
なくとも３つの特定点までそれぞれ配設された各連通管
内の液体の圧力変化によって各基準点から各特定点まで
の深さを計測する手順とし、計測対象面の傾斜角度を計
測する手順は、各基準点から各特定点までの距離に基づ
いて計測対象面の傾斜角度を計測する手順としたことを
特徴としている。
測方法は、計測対象面上の特定点までの深さを計測する
手順は、予め位置が特定されている少なくとも３つの基
準点から、掘削機の上端に設定された計測対象面上の少
なくとも３つの特定点までそれぞれ配設された各連通管
内の液体の圧力変化によって各基準点から各特定点まで
の深さを計測する手順とし、計測対象面の傾斜角度を計
測する手順は、各基準点から各特定点までの距離に基づ
いて計測対象面の傾斜角度を計測する手順としたことを
特徴としている。
【００１０】本発明にかかる請求項６の掘削機の位置計
測方法は、計測対象面上の特定点までの深さを計測する
手順は、予め位置が特定されている計測規準面から掘削
機の上端に設定された計測対象面上の特定点まで配設さ
れた連通管内の液体の圧力変化によって計測する手順と
し、計測対象面の傾斜角度を計測する手順は、前記計測
対象面において異なる向きに配設された少なくとも２つ
の傾斜計によって計測対象面の傾斜角度を計測する計測
手順としたことを特徴としている。
測方法は、計測対象面上の特定点までの深さを計測する
手順は、予め位置が特定されている計測規準面から掘削
機の上端に設定された計測対象面上の特定点まで配設さ
れた連通管内の液体の圧力変化によって計測する手順と
し、計測対象面の傾斜角度を計測する手順は、前記計測
対象面において異なる向きに配設された少なくとも２つ
の傾斜計によって計測対象面の傾斜角度を計測する計測
手順としたことを特徴としている。
【００１１】本発明にかかる請求項７の掘削機の位置計
測方法は、ジャイロによって検出した傾斜計の回転角度
に基づいて、請求項５、６に記載の方法で計測した計測
対象面の傾斜角度を補正する手順を含んでいることを特
徴としている。
測方法は、ジャイロによって検出した傾斜計の回転角度
に基づいて、請求項５、６に記載の方法で計測した計測
対象面の傾斜角度を補正する手順を含んでいることを特
徴としている。
【００１２】本発明にかかる請求項８の掘削機の位置計
測方法は、掘削の進行に応じて、請求項１、３、４、
５、６、または７の何れか１項に記載の掘削機の位置計
測方法によって複数回計測する手順と、複数回計測した
掘削機の位置と掘削方向とに基づいて掘削機の軌跡を求
める手順とを含んでいることを特徴としている。
測方法は、掘削の進行に応じて、請求項１、３、４、
５、６、または７の何れか１項に記載の掘削機の位置計
測方法によって複数回計測する手順と、複数回計測した
掘削機の位置と掘削方向とに基づいて掘削機の軌跡を求
める手順とを含んでいることを特徴としている。
【００１３】本発明にかかる請求項９の掘削機の位置計
測方法は、掘削機によって掘削を進行させる稼働状態
と、掘削機による掘削を一時的に停止させてセグメント
施工等の作業を行う停止状態とを交互に繰り返すことに
よって、ほぼ鉛直方向に掘り下げる掘削機の位置計測方
法において、掘削機の稼働状態においては、請求項５、
６、７、または８の何れか１項に記載の掘削機の位置計
測方法によって計測した掘削機の位置と掘削方向とに基
づいて掘削機の軌跡を求め、掘削機の停止状態において
は、請求項１、３、または４の何れか１項に記載の掘削
機の位置計測方法によって計測した掘削機の位置と掘削
方向とに基づいて掘削機の軌跡を補正することを特徴と
している。
測方法は、掘削機によって掘削を進行させる稼働状態
と、掘削機による掘削を一時的に停止させてセグメント
施工等の作業を行う停止状態とを交互に繰り返すことに
よって、ほぼ鉛直方向に掘り下げる掘削機の位置計測方
法において、掘削機の稼働状態においては、請求項５、
６、７、または８の何れか１項に記載の掘削機の位置計
測方法によって計測した掘削機の位置と掘削方向とに基
づいて掘削機の軌跡を求め、掘削機の停止状態において
は、請求項１、３、または４の何れか１項に記載の掘削
機の位置計測方法によって計測した掘削機の位置と掘削
方向とに基づいて掘削機の軌跡を補正することを特徴と
している。
【００１４】
【作用】図１は請求項１の掘削機の位置計測方法を説明
するための模式図であり、掘削開始位置等のような基準
となる位置を予め位置が特定されている計測規準面１１
とし、掘削機１２の上端等に設定された特定の計測対象
面１３上に特定点１４を設定し、前記計測基準面１１か
ら前記特定点１４までの深さＤを計測することによっ
て、掘削機１２の深さを知る。そして、前記計測対象面
１３の傾斜角度Ａを計測することによって掘削機１２の
向きを知る。このようにして、掘削機１２の深さＤと向
きＡとを繰り返すことによって深さの増加分と傾斜角度
の変化とを掘削開始位置から順次累積計算する。従っ
て、累積計算した前記特定点までの深さと前記計測対象
面の傾斜角度に基づいて前記掘削機の現在位置と掘削方
向を算出するのである。この掘削機の位置計測方法で
は、深さと傾斜角度を求めて累積計算することによって
掘削機の位置と方向とを知ることができるのである。
するための模式図であり、掘削開始位置等のような基準
となる位置を予め位置が特定されている計測規準面１１
とし、掘削機１２の上端等に設定された特定の計測対象
面１３上に特定点１４を設定し、前記計測基準面１１か
ら前記特定点１４までの深さＤを計測することによっ
て、掘削機１２の深さを知る。そして、前記計測対象面
１３の傾斜角度Ａを計測することによって掘削機１２の
向きを知る。このようにして、掘削機１２の深さＤと向
きＡとを繰り返すことによって深さの増加分と傾斜角度
の変化とを掘削開始位置から順次累積計算する。従っ
て、累積計算した前記特定点までの深さと前記計測対象
面の傾斜角度に基づいて前記掘削機の現在位置と掘削方
向を算出するのである。この掘削機の位置計測方法で
は、深さと傾斜角度を求めて累積計算することによって
掘削機の位置と方向とを知ることができるのである。
【００１５】図２は請求項２の掘削機の位置計測方法を
説明するための模式図であり、予め位置が特定されてい
る少なくとも３つのミラー２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを下
方に向けて配設し、掘削機２２に設定された計測対象面
上の特定点２３に設置したレーザー光式測距手段２４に
よって前記ミラー２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを視準して各
ミラーまでの距離を計測すると、前記少なくとも３つの
ミラー２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃの位置は予め特定されて
いるので、これらのミラーを基準として前記レーザー測
距手段２４の位置を３次元的に知ることができる。これ
は、レーザー測距手段２４によって距離を計測すること
によって位置を知ることができる。このようなレーザー
測距手段２４による距離測定は、掘削機が静止している
状態、即ち、セグメント施工時に行うとよい。
説明するための模式図であり、予め位置が特定されてい
る少なくとも３つのミラー２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを下
方に向けて配設し、掘削機２２に設定された計測対象面
上の特定点２３に設置したレーザー光式測距手段２４に
よって前記ミラー２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを視準して各
ミラーまでの距離を計測すると、前記少なくとも３つの
ミラー２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃの位置は予め特定されて
いるので、これらのミラーを基準として前記レーザー測
距手段２４の位置を３次元的に知ることができる。これ
は、レーザー測距手段２４によって距離を計測すること
によって位置を知ることができる。このようなレーザー
測距手段２４による距離測定は、掘削機が静止している
状態、即ち、セグメント施工時に行うとよい。
【００１６】図３は請求項３の掘削機の位置計測方法を
説明するための模式図であり、図２のように距離を計測
することに加えて、掘削機３１の上端等に設定された計
測対象面３２の傾斜角度θ３を計測することによって、
掘削機の位置だけでなく、掘削しようとする方向まで知
ることができる。傾斜角度は傾斜計や３点の深さ情報に
基づいて得ることもできる。この場合には、レーザー測
距手段は距離を計測するためにだけ１台あればよい。こ
の場合も、レーザー測距手段２４による距離測定を行う
ので、掘削機が静止している状態、即ち、セグメント施
工時に行うとよい。
説明するための模式図であり、図２のように距離を計測
することに加えて、掘削機３１の上端等に設定された計
測対象面３２の傾斜角度θ３を計測することによって、
掘削機の位置だけでなく、掘削しようとする方向まで知
ることができる。傾斜角度は傾斜計や３点の深さ情報に
基づいて得ることもできる。この場合には、レーザー測
距手段は距離を計測するためにだけ１台あればよい。こ
の場合も、レーザー測距手段２４による距離測定を行う
ので、掘削機が静止している状態、即ち、セグメント施
工時に行うとよい。
【００１７】図４は請求項４の掘削機の位置計測方法を
説明するための模式図であり、掘削機４１に設定された
計測対象面４２上の少なくとも３つの特定点にそれぞれ
設置したレーザー光式測距手段４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ
によって特定位置のミラー４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃを視
準して、各特定点から各ミラー４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ
までの距離を計測することによって、前記各特定点のレ
ーザー光式測距手段４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃから各ミラ
ー４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃまでの距離と前記計測対象面
４２の傾斜角度を知ることができる。従って、前記計測
対象面４２に垂直な掘削方向も知ることができるのであ
る。この場合には、少なくとも３台のレーザー測距手段
を用いて掘削機の位置と掘削方向とを知ることができる
のである。この場合も、レーザー測距手段による距離測
定を行うので、掘削機が静止している状態、即ち、セグ
メント施工時に行うとよい。
説明するための模式図であり、掘削機４１に設定された
計測対象面４２上の少なくとも３つの特定点にそれぞれ
設置したレーザー光式測距手段４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ
によって特定位置のミラー４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃを視
準して、各特定点から各ミラー４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ
までの距離を計測することによって、前記各特定点のレ
ーザー光式測距手段４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃから各ミラ
ー４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃまでの距離と前記計測対象面
４２の傾斜角度を知ることができる。従って、前記計測
対象面４２に垂直な掘削方向も知ることができるのであ
る。この場合には、少なくとも３台のレーザー測距手段
を用いて掘削機の位置と掘削方向とを知ることができる
のである。この場合も、レーザー測距手段による距離測
定を行うので、掘削機が静止している状態、即ち、セグ
メント施工時に行うとよい。
【００１８】図５は請求項５の掘削機の位置計測方法を
説明するための模式図であり、予め位置が特定されてい
る少なくとも３つの基準点５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃか
ら、掘削機の上端に設定された計測対象面上の少なくと
も３つの特定点５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃまで、それぞれ
配設された各連通管５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ内の液体の
圧力変化によって各基準点から各特定点までの深さを計
測するので、レーザー測距手段が無くても、３つのレベ
ル計で掘削機の位置と掘削方向とを知ることができる。
この場合は、レーザー測距手段による距離測定を行わな
いので、掘削機が作動している状態、即ち、掘削進行中
に行うことができる。
説明するための模式図であり、予め位置が特定されてい
る少なくとも３つの基準点５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃか
ら、掘削機の上端に設定された計測対象面上の少なくと
も３つの特定点５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃまで、それぞれ
配設された各連通管５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ内の液体の
圧力変化によって各基準点から各特定点までの深さを計
測するので、レーザー測距手段が無くても、３つのレベ
ル計で掘削機の位置と掘削方向とを知ることができる。
この場合は、レーザー測距手段による距離測定を行わな
いので、掘削機が作動している状態、即ち、掘削進行中
に行うことができる。
【００１９】図６は請求項６の掘削機の位置計測方法を
説明するための模式図であり、計測対象面上の特定点６
１までの深さＤ６は、予め位置が特定されている計測規
準面６２から掘削機６３の上端に設定された計測対象面
６４上の特定点６１まで配設された連通管６６内の液体
の圧力変化によって計測し、計測対象面６４の傾斜角度
θ６は、前記計測対象面６４において異なる向きに配設
された少なくとも２つの傾斜計６７、６７によって計測
するようにしたので、１つのレベル計６６と２つの傾斜
計６７、６７で掘削機の深さと掘削方向とと知ることが
できる。この場合は、レーザー測距手段による距離測定
を行わないので、掘削機が作動している状態、即ち、掘
削進行中に行うことができる。
説明するための模式図であり、計測対象面上の特定点６
１までの深さＤ６は、予め位置が特定されている計測規
準面６２から掘削機６３の上端に設定された計測対象面
６４上の特定点６１まで配設された連通管６６内の液体
の圧力変化によって計測し、計測対象面６４の傾斜角度
θ６は、前記計測対象面６４において異なる向きに配設
された少なくとも２つの傾斜計６７、６７によって計測
するようにしたので、１つのレベル計６６と２つの傾斜
計６７、６７で掘削機の深さと掘削方向とと知ることが
できる。この場合は、レーザー測距手段による距離測定
を行わないので、掘削機が作動している状態、即ち、掘
削進行中に行うことができる。
【００２０】図７は請求項７の掘削機の位置計測方法を
説明するための模式図であり、傾斜計７１の回転角度θ
７をジャイロ７２によって検出するので、計測対象面７
３の傾斜角度を補正して正確な位置計測が可能となる。
この方法では、掘削機の軸廻りの回転（ローリング。矢
印で示した。）を補正することができるのである。この
場合は、レーザー測距手段による距離測定を行わないの
で、掘削機が作動している状態、即ち、掘削進行中に行
うことができる。
説明するための模式図であり、傾斜計７１の回転角度θ
７をジャイロ７２によって検出するので、計測対象面７
３の傾斜角度を補正して正確な位置計測が可能となる。
この方法では、掘削機の軸廻りの回転（ローリング。矢
印で示した。）を補正することができるのである。この
場合は、レーザー測距手段による距離測定を行わないの
で、掘削機が作動している状態、即ち、掘削進行中に行
うことができる。
【００２１】請求項８の掘削機の位置計測方法では、掘
削の進行に応じて、請求項１、３、４、５、６、または
７の何れか１項に記載の掘削機の位置計測方法によって
掘削機の位置を複数回計測し、複数回計測した掘削機の
位置と掘削方向とに基づいて掘削機の軌跡を求めるの
で、掘削機の移動軌跡と現在位置とを知ることができ
る。
削の進行に応じて、請求項１、３、４、５、６、または
７の何れか１項に記載の掘削機の位置計測方法によって
掘削機の位置を複数回計測し、複数回計測した掘削機の
位置と掘削方向とに基づいて掘削機の軌跡を求めるの
で、掘削機の移動軌跡と現在位置とを知ることができ
る。
【００２２】請求項９の掘削機の位置計測方法では、掘
削機の稼働状態においては、請求項５、６、７、または
８の何れか１項に記載の掘削機の位置計測方法によって
計測した掘削機の位置と掘削方向とに基づいて掘削機の
軌跡を求め、掘削機の停止状態においては、請求項１、
３、または４の何れか１項に記載の掘削機の位置計測方
法によって計測した掘削機の位置と掘削方向とに基づい
て掘削機の軌跡を補正するので、常時最も正確な掘削機
の位置を計測することができるのである。
削機の稼働状態においては、請求項５、６、７、または
８の何れか１項に記載の掘削機の位置計測方法によって
計測した掘削機の位置と掘削方向とに基づいて掘削機の
軌跡を求め、掘削機の停止状態においては、請求項１、
３、または４の何れか１項に記載の掘削機の位置計測方
法によって計測した掘削機の位置と掘削方向とに基づい
て掘削機の軌跡を補正するので、常時最も正確な掘削機
の位置を計測することができるのである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる掘削機の
位置計測方法を、その実施の形態を示した図１を参照し
て詳細に説明する。
位置計測方法を、その実施の形態を示した図１を参照し
て詳細に説明する。
【００２４】図８において、１は掘削機、２は掘削機１
の上方に設置されたデータ伝送装置、３は掘削機１の傾
斜を計測する傾斜計、４は掘削機１のローリング角を計
測するジャイロ、５は地上の計測基準面ＧＬから掘削機
１の計測対象点Ｐまでの深さを計測するレベル計であ
る。
の上方に設置されたデータ伝送装置、３は掘削機１の傾
斜を計測する傾斜計、４は掘削機１のローリング角を計
測するジャイロ、５は地上の計測基準面ＧＬから掘削機
１の計測対象点Ｐまでの深さを計測するレベル計であ
る。
【００２５】前記掘削機１は下面に備えたカッター１Ａ
を回転させることによって掘削を行うものであり、掘削
機１の外殻１Ｂの内部に必要な機材が設置されている。
そして、所定深さ堀り進んだ後には掘削を一時停止し
て、セグメントを組み立てて縦坑の壁面を構成する。前
記傾斜計３は掘削機１の上端に設定された計測対象面Ｍ
上に直角方向に配置された２つの傾斜計から構成されて
いる。ジャイロ４は掘削機１に固定さている。レベル計
５は計測基準面ＧＬ側の所定の高さに設置された流体供
給部５Ａと、計測対象点Ｐ側に設置された流体圧力計測
部５Ｂと、両者を連通状態で接続する連通管５Ｃとから
構成されている。流体圧力計測部５Ｂにおいて計測され
る流体圧力は掘削機１の深さに応じて変化するので、流
体圧力を正確に計測することによって掘削機１の深さを
正確に随時把握することができるのである。
を回転させることによって掘削を行うものであり、掘削
機１の外殻１Ｂの内部に必要な機材が設置されている。
そして、所定深さ堀り進んだ後には掘削を一時停止し
て、セグメントを組み立てて縦坑の壁面を構成する。前
記傾斜計３は掘削機１の上端に設定された計測対象面Ｍ
上に直角方向に配置された２つの傾斜計から構成されて
いる。ジャイロ４は掘削機１に固定さている。レベル計
５は計測基準面ＧＬ側の所定の高さに設置された流体供
給部５Ａと、計測対象点Ｐ側に設置された流体圧力計測
部５Ｂと、両者を連通状態で接続する連通管５Ｃとから
構成されている。流体圧力計測部５Ｂにおいて計測され
る流体圧力は掘削機１の深さに応じて変化するので、流
体圧力を正確に計測することによって掘削機１の深さを
正確に随時把握することができるのである。
【００２６】以上のようにして、傾斜計３からの計測デ
ータと、ジャイロ４からの計測データと、レベル計５か
らの計測データを、前記データ伝送装置２を介して地上
の計測装置６に伝送する。地上の計測装置６において
は、伝送されてきた計測データを分析処理装置６Ａを用
いて分析・解析して、掘削機１の位置と掘削方向とを維
持把握する。分析処理装置６Ａのデスプレイ画面６Ｂに
は、図９の（Ａ）に示したように、計画掘削軸ＸＹと、
図９の（Ｂ）における現時点での掘削機１’の掘削方向
（矢印）に対応した掘削軸に対応した掘削軸が、図９の
（Ａ）の交差軸Ｘ’Ｙ’として、グラフィック表示され
ている。また、ジャイロ４の位置も４Ａのように模式的
に表示されるので、掘削機のローリング角度も視覚的に
認識することができる。６Ｂは掘削機１の制御装置であ
る。
ータと、ジャイロ４からの計測データと、レベル計５か
らの計測データを、前記データ伝送装置２を介して地上
の計測装置６に伝送する。地上の計測装置６において
は、伝送されてきた計測データを分析処理装置６Ａを用
いて分析・解析して、掘削機１の位置と掘削方向とを維
持把握する。分析処理装置６Ａのデスプレイ画面６Ｂに
は、図９の（Ａ）に示したように、計画掘削軸ＸＹと、
図９の（Ｂ）における現時点での掘削機１’の掘削方向
（矢印）に対応した掘削軸に対応した掘削軸が、図９の
（Ａ）の交差軸Ｘ’Ｙ’として、グラフィック表示され
ている。また、ジャイロ４の位置も４Ａのように模式的
に表示されるので、掘削機のローリング角度も視覚的に
認識することができる。６Ｂは掘削機１の制御装置であ
る。
【００２７】以上の構成の掘削機の位置計測方法を用い
ることにより、図１０に示したように、鉛直方向に掘り
下げるのではなく障害物等を避けながら掘り下げる場合
でも、地上の基準面から視準できない位置にある掘削機
１の現時点の位置と掘削方向とを随時把握して、適切な
制御を行うことが可能になったのである。
ることにより、図１０に示したように、鉛直方向に掘り
下げるのではなく障害物等を避けながら掘り下げる場合
でも、地上の基準面から視準できない位置にある掘削機
１の現時点の位置と掘削方向とを随時把握して、適切な
制御を行うことが可能になったのである。
【００２８】図８、９、１０に例示した構成に限らず、
図１〜図７に図示して説明した何れの方法で計測しても
よい。
図１〜図７に図示して説明した何れの方法で計測しても
よい。
【００２９】
【発明の効果】本発明の掘削機の位置計測方法によれ
ば、縦坑の底の掘削機を地表の基準点等から見通し不可
能な場合にも、掘削機の位置と掘削方向とを正確に、且
つ随時把握しながら掘削することができる。そして、掘
削機が作動中に計測した掘削機の位置と掘削方向を、掘
削機が一時停止してセグメント施工時にレーザー測距手
段を用いて計測したデータによって補正することによっ
て、常時正確な計測が可能となったのである。
ば、縦坑の底の掘削機を地表の基準点等から見通し不可
能な場合にも、掘削機の位置と掘削方向とを正確に、且
つ随時把握しながら掘削することができる。そして、掘
削機が作動中に計測した掘削機の位置と掘削方向を、掘
削機が一時停止してセグメント施工時にレーザー測距手
段を用いて計測したデータによって補正することによっ
て、常時正確な計測が可能となったのである。
【図１】本発明の請求項１にかかる掘削機の位置計測方
法を説明する説明図である。
法を説明する説明図である。
【図２】本発明の請求項２にかかる掘削機の位置計測方
法を説明する説明図である。
法を説明する説明図である。
【図３】本発明の請求項３にかかる掘削機の位置計測方
法を説明する説明図である。
法を説明する説明図である。
【図４】本発明の請求項４にかかる掘削機の位置計測方
法を説明する説明図である。
法を説明する説明図である。
【図５】本発明の請求項５にかかる掘削機の位置計測方
法を説明する説明図である。
法を説明する説明図である。
【図６】本発明の請求項６にかかる掘削機の位置計測方
法を説明する説明図である。
法を説明する説明図である。
【図７】本発明の請求項７にかかる掘削機の位置計測方
法を説明する説明図である。
法を説明する説明図である。
【図８】本発明にかかる掘削機の位置計測方法の実施の
形態の説明図である。
形態の説明図である。
【図９】前記掘削機の位置計測方法の説明図である。
【図１０】前記掘削機の位置計測方法の説明図である。
１ 掘削機、
２ データ伝送装置、
３ 傾斜計、
４ ジャイロ、
５ レベル計
Claims (9)
- 【請求項１】ほぼ鉛直方向に掘り下げる掘削機の位置計
測方法において、予め位置が特定されている計測規準面
から掘削機に設定された計測対象面上の特定点までの深
さを計測する手順と、前記計測対象面の傾斜角度を計測
する手順と、前記二つの手順を繰り返しながら深さの増
加分と傾斜角度の変化とを累積計算する手順と、前記特
定点までの深さと前記計測対象面の傾斜角度に基づいて
前記掘削機の位置と掘削方向を算出する手順とを含んで
いることを特徴とする掘削機の位置計測方法。 - 【請求項２】ほぼ鉛直方向に掘り下げる掘削機の位置計
測方法において、予め位置が特定されている少なくとも
３つのミラーを下方に向けて配設し、掘削機に設定され
た計測対象面上の特定点に設置したレーザー光式測距手
段によって前記ミラーを視準して各ミラーまでの距離を
計測する手順と、前記各ミラーの位置情報と前記各ミラ
ーまでの距離情報とに基づいて前記掘削機の位置を計測
する手順と、を含んでいることを特徴とする掘削機の位
置計測方法。 - 【請求項３】計測対象面の傾斜角度を計測する手順と、
各ミラーまでの距離と前記計測対象面の傾斜角度とに基
づいて掘削機の位置と掘削方向とを計測する手順とを付
加したことを特徴とする請求項２に記載の掘削機の位置
計測方法。 - 【請求項４】予め位置が特定されている少なくとも３つ
のミラーを下方に向けて配設し、掘削機に設定された計
測対象面上の少なくとも３つの特定点にそれぞれ設置し
たレーザー光式測距手段によって前記ミラーを視準し
て、各特定点から各ミラーまでの距離を計測する手順
と、前記各ミラーの位置情報と前記各特定点から各ミラ
ーまでの距離情報とに基づいて前記掘削機の傾斜角度を
計測する手順と、前記各特定点から各ミラーまでの距離
と前記掘削機の傾斜角度に基づいて前記掘削機の位置と
掘削方向を算出する手順とを含んでいることを特徴とす
る掘削機の位置計測方法。 - 【請求項５】計測対象面上の特定点までの深さを計測す
る手順は、予め位置が特定されている少なくとも３つの
基準点から、掘削機の上端に設定された計測対象面上の
少なくとも３つの特定点までそれぞれ配設された各連通
管内の液体の圧力変化によって各基準点から各特定点ま
での深さを計測する手順とし、計測対象面の傾斜角度を
計測する手順は、各基準点から各特定点までの距離に基
づいて計測対象面の傾斜角度を計測する手順としたこと
を特徴とする請求項１に記載の掘削機の位置計測方法。 - 【請求項６】計測対象面上の特定点までの深さを計測す
る手順は、予め位置が特定されている計測規準面から掘
削機の上端に設定された計測対象面上の特定点まで配設
された連通管内の液体の圧力変化によって計測する手順
とし、計測対象面の傾斜角度を計測する手順は、前記計
測対象面において異なる向きに配設された少なくとも２
つの傾斜計によって計測対象面の傾斜角度を計測する計
測手順としたことを特徴とする請求項１に記載の掘削機
の位置計測方法。 - 【請求項７】ジャイロによって検出した傾斜計の回転角
度に基づいて、請求項５、６に記載の方法で計測した計
測対象面の傾斜角度を補正する手順を含んでいることを
特徴とする請求項５または６に記載の掘削機の位置計測
方法。 - 【請求項８】掘削の進行に応じて、請求項１、３、４、
５、６、または７の何れか１項に記載の掘削機の位置計
測方法によって計測する手順と、複数回計測した掘削機
の位置と掘削方向とに基づいて掘削機の軌跡を求める手
順とを含んでいることを特徴とする掘削機の位置計測方
法。 - 【請求項９】掘削機によって掘削を進行させる稼働状態
と、掘削機による掘削を一時的に停止させてセグメント
施工等の作業を行う停止状態とを交互に繰り返すことに
よって、ほぼ鉛直方向に掘り下げる掘削機の位置計測方
法において、掘削機の稼働状態においては、請求項５、
６、７、または８の何れか１項に記載の掘削機の位置計
測方法によって計測した掘削機の位置と掘削方向とに基
づいて掘削機の軌跡を求め、掘削機の停止状態において
は、請求項１、３、または４の何れか１項に記載の掘削
機の位置計測方法によって計測した掘削機の位置と掘削
方向とに基づいて掘削機の軌跡を補正することを特徴と
する掘削機の位置計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001203397A JP4718050B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 掘削機の位置計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001203397A JP4718050B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 掘削機の位置計測方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010265028A Division JP5097258B2 (ja) | 2010-11-29 | 2010-11-29 | 掘削機の位置計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003020890A true JP2003020890A (ja) | 2003-01-24 |
| JP4718050B2 JP4718050B2 (ja) | 2011-07-06 |
Family
ID=19040043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001203397A Expired - Fee Related JP4718050B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 掘削機の位置計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4718050B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113202478A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-08-03 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种竖井掘进机的换步掘进方法及掘进机 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000099145A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-07 | Meidensha Corp | 無人搬送車位置検出方式 |
| JP2002221574A (ja) * | 2001-01-25 | 2002-08-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 飛翔体の空中位置同定方法及びそのシステム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51148905A (en) * | 1975-06-16 | 1976-12-21 | Takenaka Komuten Co | Method of controlling excavation of ditch and hole for continuous wall and foundation pile |
-
2001
- 2001-07-04 JP JP2001203397A patent/JP4718050B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000099145A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-07 | Meidensha Corp | 無人搬送車位置検出方式 |
| JP2002221574A (ja) * | 2001-01-25 | 2002-08-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 飛翔体の空中位置同定方法及びそのシステム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113202478A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-08-03 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种竖井掘进机的换步掘进方法及掘进机 |
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| JP4718050B2 (ja) | 2011-07-06 |
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