JP2023170494A - Tail clearance measurement system for shield machine - Google Patents
Tail clearance measurement system for shield machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023170494A JP2023170494A JP2022082305A JP2022082305A JP2023170494A JP 2023170494 A JP2023170494 A JP 2023170494A JP 2022082305 A JP2022082305 A JP 2022082305A JP 2022082305 A JP2022082305 A JP 2022082305A JP 2023170494 A JP2023170494 A JP 2023170494A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- segment
- skin plate
- tail clearance
- measurement
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 119
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 45
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 15
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、回転カッタを有し、スキンプレート内でセグメントを組み立てながら掘進するシールド機において、スキンプレートの内周面後端部とセグメントの外周面との隙間の距離であるスキンプレート後端部テールクリアランスを測定するシールド機のテールクリアランス測定システムに関する。 The present invention provides a shield machine that has a rotary cutter and excavates while assembling segments within a skin plate, in which the rear end of the skin plate is the distance between the rear end of the inner circumferential surface of the skin plate and the outer circumferential surface of the segment. This invention relates to a tail clearance measurement system for a shield machine that measures tail clearance.
シールド機が備えるスキンプレートと、その内側で組み立てられるセグメントとの間には環状の隙間が形成される。この隙間の距離であるテールクリアランスは、適切に保たれていないと、シールド機が掘進する際に、セグメントに当たって破損させたり、次のセグメントを組み立てられない等の不具合が発生する。
従って、シールド機を掘進させる際には、テールクリアランスを管理することが非常に重要であるが、その管理には、通常、シールド機の例えば上下左右の4か所などにおいて、人がテールクリアランスをスケールで測定しているので、非常に手間がかかった。
An annular gap is formed between the skin plate provided on the shield machine and the segments assembled inside the skin plate. If the tail clearance, which is the distance between these gaps, is not maintained properly, problems such as the shield machine hitting a segment and damaging it when digging, or being unable to assemble the next segment will occur.
Therefore, when making a shield machine dig, it is very important to manage the tail clearance, but this usually requires a person to check the tail clearance at four locations on the shield machine, for example on the top, bottom, left and right. It was very time-consuming because it was measured using a scale.
この手間を省き、自動的にリアルタイムでテールクリアランスを測定する装置が、特許文献1に開示されている。
特許文献1に記載のシールド機のテールクリアランス測定装置は、シールド機のテール部の延伸方向と平行にレーザー光を照射する照射部を、テール部の内壁に対して垂直方向に移動自在に設け、照射部の内壁に対する距離を検出演算して距離出力信号を出力する距離検出演算部と、セグメントの端面のレーザースポットを撮影して画像信号を出力するカメラと、画像信号からセグメントの端面の側端部を認識して側端部認識信号を出力する側端部認識部と、側端部認識信号及び距離出力信号に基づいて、セグメントの側端部とテール部の内壁との距離を演算出力するクリアランス演算部とを備える。
The tail clearance measuring device for a shielding machine described in
特許文献1に記載のようなシールド機のテールクリアランス測定装置は、セグメントの切羽側の端部におけるテールクリアランスを検出している。
しかし、セグメントがシールド機を出ていく際にスキンプレートの後端部に接触し、この部分でのセグメントの割れや欠け、締結部への過大な応力による損傷が多く発生しやすいため、実際には、スキンプレート後端部におけるテールクリアランスを知ることがより重要である。
The tail clearance measuring device for a shield machine as described in
However, as the segments come out of the shielding machine, they come into contact with the rear end of the skin plate, and this is where the segments tend to crack or chip, as well as damage due to excessive stress on the fasteners. It is more important to know the tail clearance at the rear end of the skin plate.
本発明が解決しようとする課題は、シールド機のスキンプレート後端部におけるテールクリアランスを容易に正確に測定でき、セグメントの損傷等を防止するシールド機のテールクリアランス測定システムを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a tail clearance measurement system for a shield machine that can easily and accurately measure the tail clearance at the rear end of a skin plate of a shield machine and prevent damage to segments.
本願請求項1に係る発明は、スキンプレートの内周面とセグメントの外周面との距離を測定するシールド機のテールクリアランス測定システムであって、前記セグメントの前端面と、前記スキンプレートの内周面とに向けてレーザーライン光を照射するレーザー照射手段と、前記セグメントの前端面及び前記スキンプレートの内周面に照射された前記レーザーライン光を、前記セグメントの前端面に照射された前記レーザーライン光と前記スキンプレートの内周面に照射された前記レーザーライン光とが、一直線にならないように撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した画像において、前記セグメントの前端面及び前記スキンプレートの内周面に照射されたレーザーライン光をそれぞれ径方向ライン及び軸方向ラインとして検出するライン検出手段と、前記径方向ラインと前記軸方向ラインとの交点を求める交点検出手段と、前記径方向ラインの所定位置から前記交点検出手段が求めた交点までの延長部分の距離に基づいて、前記セグメントの前面側における前記スキンプレートの内周面と前記セグメントの外周面との距離を求める前面側テールクリアランス測定手段と、前記スキンプレートに対する前記セグメントの前端面の向きであるセグメント面向きを測定するセグメント面向き測定手段と、前記セグメント面向きと前面側テールクリアランスから、前記スキンプレートの内周面後端部と前記セグメントの外周面との距離を求めるスキンプレート後端部テールクリアランス測定手段とを備えたことを特徴とするシールド機のテールクリアランス測定システムである。
The invention according to
本願請求項2に係る発明は、前記セグメント面向き測定手段が、前記シールド機の内部の測定基準位置から、前記セグメントの前端面における少なくとも3か所の計測位置までの距離を測定し、この測定した距離から各計測位置の座標値を求め、各計測位置の座標値に基づいて、前記セグメント面向きを算出することを特徴とする請求項1に記載のシールド機のテールクリアランス測定システムである。
In the invention according to
本願請求項3に係る発明は、前記測定基準位置に設置されたレーザー距離計により、前記測定基準位置から前記計測位置までの距離を測定することを特徴とする請求項2に記載のシールド機のテールクリアランス測定システムである。
The invention according to
本願請求項4に係る発明は、前記セグメント面向き測定手段が、前記各計測位置の座標値に基づいて、前記セグメントの前端面の法線ベクトルを算出し、前記スキンプレート後端部テールクリアランス測定手段が、前記前面側テールクリアランス、前記セグメントの前端面から前記スキンプレートの後端までの距離、及び、前記法線ベクトルから前記スキンプレートの内周面後端部と前記セグメント外周面との距離を求める請求項2又は請求項3に記載のシールド機のテールクリアランス測定システムである。
In the invention according to
本願請求項5に係る発明は、前記レーザー照射手段、前記撮像手段及び前記レーザー距離計を組み込んだ計測装置が前記測定基準位置に設置されていることを特徴とする請求項3に記載のシールド機のテールクリアランス測定システムである。
The invention according to
本発明によれば、計測しやすいセグメントの前面側におけるテールクリアランスから、計測することが難しいスキンプレート後端部におけるテールクリアランスを容易に求めることができ、スキンプレート後端部のテールクリアランスを把握することにより、セグメントがシールド機から脱出する時にスキンプレートに接触して破損するのを防止できる。
また、スキンプレート後端部のテールクリアランスを求める基準となるセグメントの前面側におけるテールクリアランスも、コンパクトな装置を用いて自動的、常時に正確に計測することが可能である。
According to the present invention, the tail clearance at the rear end of the skin plate, which is difficult to measure, can be easily determined from the tail clearance at the front side of the segment, which is easy to measure, and the tail clearance at the rear end of the skin plate can be determined. This can prevent the segments from coming into contact with the skin plate and being damaged when they escape from the shield machine.
Furthermore, the tail clearance on the front side of the segment, which is the reference for determining the tail clearance at the rear end of the skin plate, can be automatically and always accurately measured using a compact device.
加えて、セグメント面向き測定手段が、シールド機の内部の測定基準位置から、セグメントの前端面の少なくとも3か所の計測位置までの距離を測定し、この測定した距離から各計測位置の座標値を求め、各計測位置の座標値に基づいて、セグメント面向きを算出することにより、シールド機の横断面に対するセグメントの前端面の向きを容易に知ることが可能で、これにより、シールドジャッキの選択等によりシールド機の姿勢を保つことができる。 In addition, the segment surface direction measuring means measures the distance from the measurement reference position inside the shield machine to at least three measurement positions on the front end surface of the segment, and calculates the coordinate value of each measurement position from the measured distance. By calculating the orientation of the segment surface based on the coordinate values of each measurement position, it is possible to easily know the orientation of the front end surface of the segment with respect to the cross section of the shield machine, and this makes it possible to select a shield jack. The attitude of the shield machine can be maintained by such methods.
加えて、所定位置にレーザー距離計を設置することにより、所定位置から計測位置までの距離を自動的、常時に測定することができる。 In addition, by installing a laser distance meter at a predetermined position, the distance from the predetermined position to the measurement position can be automatically and constantly measured.
加えて、セグメント面向き測定手段が、各計測位置の座標値に基づいて、セグメントの前端面の法線ベクトルを算出し、スキンプレート後端部テールクリアランス測定手段が、前面側テールクリアランス、セグメントの前端面からスキンプレートの後端までの距離、及び、法線ベクトルからスキンプレートの内周面後端部とセグメント外周面との距離を求めるようにすれば、スキンプレートの軸方向に対するセグメントの軸方向の傾きを簡単に求めることが可能で、さらには、前面側テールクリアランスから容易にスキンプレート後端部テールクリアランスを算出できる。 In addition, the segment surface orientation measuring means calculates the normal vector of the front end surface of the segment based on the coordinate values of each measurement position, and the skin plate rear end tail clearance measuring means calculates the front side tail clearance and the segment's front end clearance. If the distance from the front end surface to the rear end of the skin plate and the distance between the rear end of the inner peripheral surface of the skin plate and the outer peripheral surface of the segment are determined from the normal vector, the axis of the segment relative to the axial direction of the skin plate can be calculated. It is possible to easily determine the inclination of the direction, and furthermore, the rear end tail clearance of the skin plate can be easily calculated from the front tail clearance.
加えて、レーザー照射手段、撮像手段及びレーザー距離計が組み込まれた計測装置を測定基準位置に設置すると、機器類の設置スペースを小さくすることができる。 In addition, if a measuring device incorporating a laser irradiation means, an imaging means, and a laser distance meter is installed at the measurement reference position, the installation space for the equipment can be reduced.
〔第1の実施形態〕
以下、本発明の実施形態につき図面を参照する等して説明する。なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。
図1は、シールド機の断面図であり、図2は、シールド機のテールクリアランス測定システムのブロック図、図3は、前面側テールクリアランス測定過程を説明する斜視図、図4は、前面側テールクリアランス測定手順のフローチャート、図5は、セグメント及びスキンプレートの部分断面図、図6は、セグメント及びレーザー距離計の概略斜視図、図7は、セグメントの前端面の模式図、図8は、スキンプレート及びセグメントの正面から視た要部模式図、図9は、スキンプレート後端部テールクリアランス測定手順のフローチャートである。
[First embodiment]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments.
FIG. 1 is a cross-sectional view of the shield machine, FIG. 2 is a block diagram of the tail clearance measurement system of the shield machine, FIG. 3 is a perspective view illustrating the front side tail clearance measurement process, and FIG. 4 is a front side tail clearance measurement system. Flowchart of the clearance measurement procedure, FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the segment and skin plate, FIG. 6 is a schematic perspective view of the segment and laser distance meter, FIG. 7 is a schematic diagram of the front end surface of the segment, and FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the segment and skin plate. FIG. 9, which is a schematic view of the main parts of the plate and the segment as seen from the front, is a flowchart of the procedure for measuring the tail clearance at the rear end of the skin plate.
図1に示すように、シールド機1は、地盤中を掘進しながら、セグメント20を組立て、地中に覆工体2を配置するものであって、例えば前端部に回転カッタ11と、スキンプレート12とを備えている。本実施形態では円形断面のトンネルを構築するシールド機として説明している。
As shown in FIG. 1, the
覆工体2は、舟形のセグメント20をリング状に組み立て、それらを前後方向に連結して構成される。覆工体2の前部はスキンプレート12内に存在することになり、スキンプレート12の内側において、覆工体2の前端に新たにセグメント20をリング状に組み立て連結し、シールドジャッキを伸ばしてセグメント20の前端面20aを押し、その反力でシールド機1を前進させる。
スキンプレート12の内周面12aとセグメント20の外周面20bとの間には環状の隙間が形成される。
The
An annular gap is formed between the inner
シールド機のテールクリアランス測定システムは、スキンプレート12の内周面12aの後端部とセグメント20の外周面20bとの距離であるスキンプレート後端部テールクリアランスdc’を測定するシステムである。
The shield machine tail clearance measurement system is a system that measures the skin plate rear end tail clearance dc', which is the distance between the rear end of the inner
図2に示すように、シールド機のテールクリアランス測定システムは、レーザー照射手段3と、撮像手段4と、ライン検出手段5と、交点検出手段6と、距離測定手段7と、セグメント面向き測定手段13と、スキンプレート後端部テールクリアランス測定手段14と、主制御部8と、測定管理部9と、ディスプレイ15とを備える。
As shown in FIG. 2, the tail clearance measurement system for a shield machine includes a laser irradiation means 3, an imaging means 4, a line detection means 5, an intersection detection means 6, a distance measurement means 7, and a segment surface orientation measurement means. 13, a skin plate rear end tail clearance measuring means 14, a
レーザー照射手段3は、セグメント20の前端面20aと、スキンプレート12の内周面12aとに向けてレーザーライン光を照射する。
レーザー照射手段3は、レーザー発振管30及びレーザー発振管30の作動を制御するレーザー制御部31を有する。
The laser irradiation means 3 irradiates the
The laser irradiation means 3 includes a
レーザー発振管30は、レーザーライン光を照射するもので、シールド機1のスキンプレート12の内側であって、周方向に間隔をおいた3か所の測定基準位置に、スキンプレート12の内周面12a及び設置されるセグメント20の前端面20aに向けて設置される。具体的には、照射されたレーザーライン光がスキンプレート12のトンネル方向軸線、かつ、スキンプレート12の直径方向線に沿った平面となるように各レーザー発振管30が配置される。
The
レーザー発振管30は、レーザー制御部31からの発振信号に基づいて、スキンプレート12のトンネル方向軸線、かつ、スキンプレート12の直径方向線に沿った平面のレーザーライン光を照射する。そして、各レーザー発振管30からのレーザーライン光は、セグメント20の前端面20a及びスキンプレート12の内周面12aに向けて照射される(図3)。
その結果、セグメント20の前面側にテールクリアランスが存在する場合には、設置されたセグメント20の前端面20aに照射されたレーザーライン光は、テールクリアランス側(図3のL3で示された部分)には表示されない。
The
As a result, when a tail clearance exists on the front side of the
撮像手段4は、設置されたセグメント20の前端面20a及びスキンプレート12の内周面12aに照射されたレーザーライン光を、セグメント20の前端面20aに照射されたレーザーライン光とスキンプレート12の内周面12aに照射されたレーザーライン光とが、一直線にならないように撮像するものである。
The imaging means 4 combines the laser line light irradiated onto the
撮像手段4は、CCDカメラ40と、CCDカメラ40の作動を制御するカメラ制御部41とを備え、CCDカメラ40は、シールド機1のスキンプレート12の内側において、レーザー発振管30と近い位置にそれぞれ設置される。
CCDカメラ40は、セグメント20の前端面20aに照射されたレーザーライン光とスキンプレート12の内周面12aに照射されたレーザーライン光とが、一直線にならないように撮像する位置、例えば、レーザーライン光が形成する平面3aに対して斜め方向から撮像する位置に配置されている。
なお、本実施形態では、CCDカメラを採用しているが、CMOSセンサーカメラなどのデジタルカメラを採用しても良い。
The imaging means 4 includes a
The
Note that although a CCD camera is used in this embodiment, a digital camera such as a CMOS sensor camera may also be used.
CCDカメラ40は、カメラ制御部41が作動信号を送ると、セグメント20の前端面20a及びスキンプレート12の内周面12aにおいて、レーザー照射手段3からのレーザーライン光が投影された部分を撮像する。撮像された画像において、セグメント20の前端面20aに照射されたレーザーライン光とスキンプレート12の内周面12aに照射されたレーザーライン光とは、一直線になっていない。
When the
セグメント20の前面側テールクリアランスdcを測定する位置において、セグメント20の前端面20aには、予めスケールマーカー20cを設けておく(図3)。具体的には、スケールマーカー20cは、CCDカメラ40がセグメント20の前端面20aに照射されたレーザーライン光とスキンプレート12の内周面12aに照射されたレーザーライン光とともに、撮像可能な位置に配置される。
スケールマーカー20cのセグメント20の径方向における寸法(例えば、スケールマーカー20cのセグメント20の径方向における両端部間の寸法)は既知であり、この寸法が基準寸法となる。スケールマーカー20cはセグメント20の前端面20aに貼りつけるものでも直接マーキングされたものでも良い。
A
The radial dimension of the
CCDカメラ40は、セグメント20の前端面20aに照射されたレーザーライン光とスキンプレート12の内周面12aに照射されたレーザーライン光とともに、セグメント20の前端面20aに設けたスケールマーカー20cを撮影する。
The
ライン検出手段5は、撮像手段4が撮像した画像において、セグメント20の前端面20a及びスキンプレート12の内周面12aに照射されたレーザーライン光をそれぞれ径方向ラインL1及び軸方向ラインL2として検出する。
The line detection means 5 detects the laser line light irradiated on the
ライン検出手段5は、撮像手段4からの画像を受信して処理し、図3に示すように、セグメント20の前端面20a及びスキンプレート12の内周面12aに投影されたレーザーライン光をそれぞれ径方向ラインL1及び軸方向ラインL2として検出する。具体的には、撮像された画像において、HSV(色相・彩度・輝度)を用いてレーザーライン光を検出し、検出したレーザーライン光を2値化し、2値化したデータを細線化して直線として認識する。
また、ライン検出手段5は、画像からHSV(色相・彩度・輝度)を用いてスケールマーカー20cを検出して基準寸法に係る直線を認識する。
The line detection means 5 receives and processes the image from the imaging means 4, and as shown in FIG. It is detected as a radial direction line L1 and an axial direction line L2. Specifically, in the captured image, laser line light is detected using HSV (hue, saturation, brightness), the detected laser line light is binarized, and the binarized data is thinned to create a straight line. recognized as
Further, the line detection means 5 detects the
交点検出手段6は、撮像された画像において、径方向ラインL1と軸方向ラインとの交点K1を求めて認識する。
交点K1の検出は、径方向ラインL1と軸方向ラインL2の関数式に表して交点K1を検出しても良い。また、撮像された画像において、径方向ラインL1を画像処理によって延長して、軸方向ラインL2との交点K1を検出するようにしても良い。
The intersection detection means 6 determines and recognizes the intersection K1 between the radial line L1 and the axial line in the captured image.
The intersection K1 may be detected by expressing it as a function of the radial line L1 and the axial line L2. Moreover, in the captured image, the radial direction line L1 may be extended by image processing, and the intersection point K1 with the axial direction line L2 may be detected.
距離測定手段7は、スケールマーカー20cの基準寸法に対応する画素数、及び、径方向ラインL1とセグメント20の前端面20aの外周側のエッジ部分との交点(径方向ラインL1の末端)を所定位置P1として、所定位置P1から交点K1までの延長部分の距離L3に対応する画素数を取得する。径方向ラインL1の所定位置P1から交点K1までの延長部分の距離L3は、スキンプレート12の内周面12aとセグメント20の外周面20bとの距離に相当することになる。
そして、距離測定手段7は、スケールマーカー20cの基準寸法に対応する画素数と、延長部分の距離L3に対応する画素数との比率によって、セグメント20の前面側においてスキンプレート12の内周面12aとセグメント20の外周面20bとの距離、すなわち前面側テールクリアランスdcを算出する。
The distance measuring means 7 predetermines the number of pixels corresponding to the reference dimension of the
Then, the distance measuring means 7 measures the inner
シールド機1に設置する際に、キャリブレーションとして、人手によって測定した実際のテールクリアランスと、シールド機のテールクリアランス測定システムによって測定したテールクリアランスとの差により補正パラメーターを取得しておき、距離測定手段7は、画素数の比率で計算した前面側テールクリアランスdcをこの補正パラメーターに基づいて調整するようにしても良い。これによりレンズの歪み等による実機による誤差を軽減し、精度を高めることができる。
When installing on the
本実施形態のシールド機のテールクリアランス測定システムは、図4に示す手順で前面側テールクリアランスdcの測定を行う。 The shield machine tail clearance measurement system of this embodiment measures the front side tail clearance dc in the procedure shown in FIG.
シールド機1が作動を開始して、シールド機のテールクリアランス測定システムが起動すると、システムチェックが行なわれる(ステップS1)。
次いで、自動モードであるか、手動モードであるかのモードチェックを行う(ステップS2)。
When the
Next, a mode check is performed to determine whether the mode is automatic mode or manual mode (step S2).
手動モードであれば、操作員が手動で測定スイッチを操作し、レーザー照射手段3のレーザー制御部31に測定信号が送られる(ステップS3)。
そうすると、レーザー制御部31からレーザー発振管30へ発信信号が送られてレーザーライン光が照射される(ステップS4)。
If it is the manual mode, the operator manually operates the measurement switch and a measurement signal is sent to the laser control section 31 of the laser irradiation means 3 (step S3).
Then, a transmission signal is sent from the laser control section 31 to the
自動モードであれば、測定管理部9が、測定タイミングに達した時、自動的にレーザー照射手段3のレーザー制御部31に測定信号を送り(ステップS5)、ステップS4に進む。
In the automatic mode, when the measurement timing is reached, the
次に、撮像手段4のカメラ制御部41が作動信号を送り、CCDカメラ40がセグメント20の前端面20a、スケールマーカー20c及びスキンプレート12の内周面12aを撮影し(ステップS6)、その後、レーザー照射手段3によるレーザーライン光の照射を終了する(ステップS7)。
Next, the
次に、CCDカメラ40が撮影した画像をライン検出手段5に転送する(ステップS8)。
Next, the image taken by the
画像信号を受信したライン検出手段5は、スケールマーカー20cを検出し(ステップS9)、さらに、径方向ラインL1及び軸方向ラインL2を検出して認識する(ステップS10)。
The line detection means 5 that has received the image signal detects the
次いで、交点検出手段6が、径方向ラインL1と軸方向ラインL2とから交点K1を求める(ステップS11)。 Next, the intersection detection means 6 finds the intersection K1 from the radial line L1 and the axial line L2 (step S11).
次に、距離測定手段7が、径方向ラインL1とセグメント20の前端面20aの外周側のエッジ部分との交点(径方向ラインL1の末端)を所定位置P1として、所定位置P1から交点K1までの延長部分の距離L3を、スケールマーカー20cに基づいた基準長さとの比率から計算する(ステップS12)。
さらに、距離測定手段7は、ステップS12で計算した延長部分の距離L3を、あらかじめ取得してある補正パラメーターに基づいて調整し、前面側テールクリアランスを算出する(ステップS13)。
Next, the distance measuring means 7 sets the intersection between the radial line L1 and the outer peripheral edge portion of the
Furthermore, the distance measuring means 7 adjusts the distance L3 of the extended portion calculated in step S12 based on the correction parameter obtained in advance, and calculates the front side tail clearance (step S13).
次いで、算出した前面側テールクリアランスをデータ保存し、ディスプレイに表示する等のアウトプット処理を行う(ステップS14)。 Next, the calculated front side tail clearance is stored as data and output processing such as displaying it on a display is performed (step S14).
その後、前面側テールクリアランスの測定を継続するか否かを判断し(ステップS15)、YESであればステップS2に戻り、NOであれば終了する。 Thereafter, it is determined whether or not to continue measuring the front side tail clearance (step S15). If YES, the process returns to step S2; if NO, the process ends.
セグメント面向き測定手段13は、図6に示すように、それぞれスキンプレート12の内部の所定位置に設置された3機のレーザー距離計130と演算部131を備える。レーザー距離計130は、レーザー発振管30及びCCDカメラ40と共に一つの箱体内に組み込まれて計測装置16(図1では2機を表示している。)が形成される。
計測装置16は3か所の既知の測定基準位置に設置され、レーザー距離計130は3か所の測定基準位置から3か所の計測位置A,B,Cまでの距離を計測する。
As shown in FIG. 6, the segment surface orientation measuring means 13 includes three
The measuring
セグメント面向き測定手段13のレーザー距離計130は演算部131に接続される。
レーザー距離計130によって計測された計測位置A,B,Cまでの距離は演算部131に送られ、演算部131は計測位置A,B,Cの座標値を求める。
図7に示すように、セグメント20の前端面20aの水平な直径方向をY方向、垂直な直径方向をZ方向、Y方向及びZ方向に直交する方向をX方向とすると、計測位置Aの座標値はAx・Ay・Az、計測位置Bの座標値はBx・By・Bz、計測位置Cの座標値はCx・Cy・Czで表すことができる。
A
The distances to the measurement positions A, B, and C measured by the
As shown in FIG. 7, if the horizontal diameter direction of the
演算部131は、セグメント20の前端面20aにおける3か所の計測位置A,B,Cの座標値から、スキンプレート12の横断面に対する前端面20aの向き、及び前端面20aの法線ベクトルを求める。
ベクトルAB=(Bx-Ax,By-Ay,Bz-Az)
ベクトルAC=(Cx-Ax,Cy-Ay,Cz-Az)
であり、セグメント20の前端面20aの法線ベクトルは、外積であるベクトルAB×ベクトルACとなる。
The
Vector AB=(Bx-Ax, By-Ay, Bz-Az)
Vector AC=(Cx-Ax, Cy-Ay, Cz-Az)
The normal vector to the
また、法線ベクトルから前端面20aの面向きも求めることができる。
前端面20aの水平方向の面向き角度は、
tan-1(法線ベクトルy成分/法線ベクトルx成分)÷π×180度
前端面20aの垂直方向の面向き角度は、
tan-1(法線ベクトルz成分/法線ベクトルx成分)÷π×180度となる。
スキンプレート12の横断面に対する前端面20aの面向き角度が基準以上になると、シールドジャッキで前端面20aを押圧して前進するシールド機1の姿勢を保ちにくくなる。従って、前端面20aの面向き角度を把握することにより、シールドジャッキを選択するなどしてシールド機1の姿勢を制御することができる。
Furthermore, the orientation of the
The horizontal surface angle of the
tan -1 (normal vector y component/normal vector x component) ÷ π x 180 degrees The vertical angle of the
tan -1 (normal vector z component/normal vector x component) ÷ π×180 degrees.
When the angle of the
スキンプレート後端部テールクリアランス測定手段14は、距離測定手段7が求めた前面側テールクリアランスdc、セグメント20の前端面20aからスキンプレート12の後端までの距離、及び、セグメント面向き測定手段13が求めたセグメント20の前端面20aの法線ベクトルから、スキンプレート12の内周面後端部とセグメント外周面との距離であるスキンプレート後端部テールクリアランスdc’を求める。
The skin plate rear end tail clearance measuring means 14 measures the front side tail clearance dc determined by the distance measuring means 7, the distance from the
図8は、スキンプレート後端部テールクリアランスdc’を求めようとする部分のスキンプレート12及びセグメント20を正面から見た場合の模式図である。
図中、Pは前面側テールクリアランスdcを計測した位置、P’はスキンプレート後端部テールクリアランスdc’の算出位置、αは前面側テールクリアランスを計測した位置の周回角(正面視における円形断面の中心とし、例えば12時方向を0度として右回りにPの位置までの角度)、ベクトルNは先に求めたセグメント20の前端面20aの単位法線ベクトル、βは前端面20aの法線ベクトルNの周回角(正面視におけるベクトルNの傾きを例えば12時方向を0度として右回りに表した角度)、ベクトルRはPを通る半径方向の単位ベクトルであってαに基づいて算出される、Isは図示していないが、セグメント20の前端面20a(dc)からスキンプレート12の後端(dc’)までの距離である。
FIG. 8 is a schematic diagram of the
In the figure, P is the position where the front side tail clearance dc was measured, P' is the calculated position of the tail clearance dc' at the rear end of the skin plate, and α is the circumference angle at the position where the front side tail clearance was measured (circular cross section in front view). (for example, the angle clockwise from the 12 o'clock direction to 0 degrees to the position P), vector N is the unit normal vector of the
セグメント20の前端面20aからスキンプレート12の後端までの距離Isは、スキンプレート12の後端からレーザー距離計130が設置された測定基準位置までの距離と、測定基準位置から算出の基準となる前面側テールクリアランスdcの位置に最も近い計測位置までの距離との差とする。
また、dc方向とdc’方向は平行であると見做す。
すると、スキンプレート後端部テールクリアランスdc’=dc-Is×ベクトルN・ベクトルRとなる(「ベクトルN・ベクトルR」は、ベクトルNとベクトルRとの内積)。
このようにして、距離測定手段7が算出した8か所の前面側テールクリアランスdcに基づいて、それぞれスキンプレート後端部テールクリアランスdc’を求める。
The distance Is from the
Further, it is assumed that the dc direction and the dc' direction are parallel.
Then, the skin plate rear end tail clearance dc'=dc-Is×vector N and vector R (“vector N and vector R” is the inner product of vector N and vector R).
In this way, based on the eight front side tail clearances dc calculated by the distance measuring means 7, the skin plate rear end tail clearance dc' is determined.
主制御部8は、メインコンピュータのCPUであり、シールド機のテールクリアランス測定システム全体を制御する。
The
シールド機のテールクリアランス測定システムによる測定は、新たなセグメント20の連結が終了した時点等に手動によって行う手動モードか、適宜時間が経過する毎に自動的に行う自動モードかをモード切替することができ、自動モードであるとき、測定管理部9が測定の開始タイミングを管理する。
The measurement by the tail clearance measurement system of the shield machine can be switched between a manual mode, which is performed manually when the connection of a
ディスプレイ15は、距離測定手段7が算出した前面側テールクリアランス、スキンプレート後端部テールクリアランス測定手段14が算出したスキンプレート後端部テールクリアランス等を表示する。
The
レーザー制御部31、CCDカメラ40、カメラ制御部41、ライン検出手段5、交点検出手段6、距離測定手段7、セグメント面向き測定手段13、スキンプレート後端部テールクリアランス測定手段14、測定管理部9及びディスプレイ15は主制御部8に接続され、主制御部8を介して相互に信号を送受信する。
Laser control section 31,
シールド機のテールクリアランス測定システムは、図9に示す手順でスキンプレート後端部テールクリアランスdc’を測定する。 The shield machine tail clearance measurement system measures the skin plate rear end tail clearance dc' in the procedure shown in FIG.
シールド機1が作動を開始して、シールド機のテールクリアランス測定システムが起動すると、図4に示す手順に従って前面側テールクリアランスdcを取得する(ステップS20)。
When the
次に、セグメント面向き測定手段13が、セグメント20の前端面20aの面向き、及び、セグメント20の前端面20aの法線ベクトルを求める(ステップS21)。
Next, the segment surface orientation measuring means 13 determines the surface orientation of the
次いで、スキンプレート後端部テールクリアランス測定手段14が、スキンプレート後端部テールクリアランスdc’を演算する(ステップS22)。 Next, the skin plate rear end tail clearance measuring means 14 calculates the skin plate rear end tail clearance dc' (step S22).
さらに、算出したスキンプレート後端部テールクリアランスdc’をデータ保存し、ディスプレイに表示する等のアウトプット処理を行ってから(ステップS23)、終了する。 Further, the calculated skin plate rear end tail clearance dc' is stored as data and output processing such as displaying it on a display is performed (step S23), and then the process ends.
本発明によれば、計測しやすいセグメントの前面側におけるテールクリアランスdcから、計測することが難しいスキンプレート後端部におけるテールクリアランスdc’を容易に求めることができ、スキンプレート後端部のテールクリアランスを把握することにより、セグメント20がシールド機1から脱出する時にスキンプレート12に接触して破損するのを防止できる。
また、スキンプレート後端部のテールクリアランスdc’を求める基準となるセグメントの前面側におけるテールクリアランスdcも、コンパクトな装置を用いて自動的、常時に正確に計測することが可能である。
According to the present invention, the tail clearance dc' at the rear end of the skin plate, which is difficult to measure, can be easily determined from the tail clearance dc at the front side of the segment, which is easy to measure. By understanding this, it is possible to prevent the
Further, the tail clearance dc on the front side of the segment, which is a reference for determining the tail clearance dc' at the rear end of the skin plate, can also be automatically and always accurately measured using a compact device.
また、セグメント面向き測定手段13が、シールド機1の内部の測定基準位置から、セグメントの前端面の少なくとも3か所の計測位置までの距離を測定し、この測定した距離から各計測位置の座標値を求め、各計測位置の座標値に基づいて、セグメント面向きを算出することにより、シールド機1の横断面に対するセグメントの前端面の向きを容易に知ることが可能で、これにより、シールドジャッキの選択等によりシールド機1の姿勢を保つことができる。
Further, the segment surface orientation measuring means 13 measures the distance from the measurement reference position inside the
また、所定位置にレーザー距離計130を設置することにより、所定位置から計測位置までの距離を自動的、常時に測定することができる。
Furthermore, by installing the
また、セグメント面向き測定手段13が、各計測位置の座標値に基づいて、セグメント20の前端面20aの法線ベクトルを算出し、スキンプレート後端部テールクリアランス測定手段14が、前面側テールクリアランスdc、セグメントの前端面からスキンプレートの後端までの距離、及び、法線ベクトルからスキンプレートの内周面後端部とセグメント外周面との距離を求めるようにすれば、スキンプレートの軸方向に対するセグメントの軸方向の傾きを簡単に求めることが可能で、さらには、前面側テールクリアランスから容易にスキンプレート後端部テールクリアランスdc’を算出できる。
Further, the segment surface direction measuring means 13 calculates the normal vector of the
また、レーザー照射手段3、撮像手段4及びレーザー距離計130が組み込まれた計測装置を測定基準位置に設置すると、機器類の設置スペースを小さくすることができる。
Moreover, if the measuring device incorporating the laser irradiation means 3, the imaging means 4, and the
〔第2の実施形態〕
以下、本発明に係る第2の実施形態について図10と共に説明する。なお、第1の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
[Second embodiment]
A second embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIG. 10. Note that descriptions of parts similar to those in the first embodiment will be omitted, and mainly different parts will be described.
第1の実施形態では、図3及び図5に示すように、セグメント20の前端面20aの外周側のエッジ部分と径方向ラインL1との交点(径方向ラインL1の末端)を所定位置P1として、所定位置P1から交点K1までの延長部分の距離L3を前面側テールクリアランスdcとして測定した。
第2の実施形態では、図10に示すような、セグメント20の外周面20bと前端面20aとの角にテーパー面20dが設けられたようなセグメント20の場合では、セグメント20の前端面20aの外周側のエッジ部分と径方向ラインL1との交点(径方向ラインL1の末端)を所定位置P1として、所定位置P1から交点K1までの延長部分の距離L3からテーパー面20dの径方向に相当する長さ20d1を控除して前面側テールクリアランスdcとして測定する。
In the first embodiment, as shown in FIGS. 3 and 5, the intersection of the outer peripheral side edge portion of the
In the second embodiment, in the case of a
このようにすることで、コンクリートセグメントなどのテーパー面を有するセグメントであっても前面側テールクリアランスdcを測定することができる。 By doing so, the front side tail clearance dc can be measured even for a segment having a tapered surface such as a concrete segment.
〔第3の実施形態〕
以下、本発明に係る第3の実施形態について図11と共に説明する。なお、第1の実施形態及び第2の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
[Third embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 11. Note that descriptions of parts similar to those in the first embodiment and the second embodiment will be omitted, and mainly different parts will be described.
第1の実施形態では、図3及び図5に示すように、セグメント20の前端面20aの外周側のエッジ部分と径方向ラインL1との交点(径方向ラインL1の末端)を所定位置P1として、所定位置P1から交点K1までの延長部分の距離L3を前面側テールクリアランスdcとして測定した。
第3の実施形態では、図11に示すように、セグメント20の前端面20aにシール20fを設置されるシール溝20eがあるセグメント20の場合では、シール溝20eの外周面側の段部と径方向ラインL1との交点を所定位置P1として、所定位置P1から交点K1までの延長部分の距離L3からシール溝20eの外周面側の段部から外周面20bまでの距離20e1を控除して前面側テールクリアランスdcとして測定する。
In the first embodiment, as shown in FIGS. 3 and 5, the intersection of the outer peripheral side edge portion of the
In the third embodiment, as shown in FIG. 11, in the case of a
このように所定位置P1を前端面の外周側のエッジ部から内周側に逃がして設定することで、コンクリートセグメントなどで前端面の外周側のエッジ部に欠けが生じた場合であっても前面側テールクリアランスdcを測定することができる。 By setting the predetermined position P1 away from the outer edge of the front end face toward the inner circumference in this way, even if the outer edge of the front end face is chipped by a concrete segment, etc., the front The side tail clearance dc can be measured.
〔その他の変形例〕
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。
[Other variations]
The present invention is not limited to the embodiments described above. Examples include the following:
本実施形態では、径方向ラインL1の所定位置P1を、セグメント20の前端面20aの外周側エッジ部分(第1の実施形態、第2の実施形態)、セグメント20の前端面20aのシール溝20eの外周側の段部(第3の実施形態)に設定したが、これに限られない。セグメント20の前端面20aの内周側エッジ部分やセグメント20の前端面20aのシール溝20eの内周側の段部であっても良い。また、セグメント20の外周面20bまでの距離が既知の位置であれば良く、例えば、セグメント20の前端面20aにセグメント20の厚みに対する中心線を径方向ラインL1に交わる位置にマーキングしておき、当該中心線と径方向ラインL1との交点を所定位置P1として、セグメント20の厚さの半分の厚さを控除して前面側テールクリアランスとして測定するようにする。さらに、先に説明したスケールマーカーの上に径方向ラインL1が重なるように配置して、この中心線のマーキングを、スケールマーカーのセグメント20の径方向における両端部のいずれかに兼用させるようにしても良い。
In this embodiment, the predetermined position P1 of the radial direction line L1 is defined as the outer circumferential edge portion of the
本実施形態では、セグメントの前端面に別途スケールマーカーを設け、スケールマーカーの基準寸法に基づいて前面側テールクリアランスを算出しているが、セグメントの厚さは既知であるところ、セグメントの前端面のエッジ部分を検出して内外周のエッジ間の最小距離をセグメントの厚さとして、基準寸法とし、すなわち、セグメントの前端面をスケールマーカーとして用いて、測定するようにしても良い。
また、既知のセグメント厚さでなく、既知のシール溝の内外周側の段部間の距離やシールの内外周側のコーナー部間の距離を検出して、基準寸法として測定するようにしても良い。
In this embodiment, a separate scale marker is provided on the front end surface of the segment, and the front side tail clearance is calculated based on the standard dimensions of the scale marker. However, since the thickness of the segment is known, the front end surface of the segment The edge portion may be detected and the minimum distance between the edges on the inner and outer peripheries may be used as the thickness of the segment and the reference dimension, that is, the front end surface of the segment may be used as a scale marker for measurement.
Alternatively, instead of using the known segment thickness, the distance between the steps on the inner and outer circumferential sides of the known seal groove or the distance between the corner parts on the inner and outer circumferential sides of the seal can be detected and measured as the reference dimension. good.
本実施形態では、セグメントの前端面にスケールマーカーを設けたが、撮像手段によって撮像可能な位置に配置されたシールド機のシールドジャッキのスプレッダにスケールマーカーを設けるようにして、スプレッダがセグメントの前端面に当接されたときに測定するようにしても良い。このようにすれば、セグメント個々にスケールマーカーを設ける必要がなくなり、測定システムの効率化できる。
また、セグメントの前端面とシールドジャッキのスプレッダの双方にスケールマーカーを配置して精度を高めるようにしても良い。
さらに、スプレッダが撮像されない位置の前面側テールクリアランスを測定する場合には、セグメントの前端面にスケールマーカーを設けて、スプレッダが撮像される位置の前面側テールクリアランスを測定する場合には、スプレッダにスケールマーカーを設けるというように、設置場所に応じて適宜対応するようにしても良い。
In this embodiment, the scale marker is provided on the front end surface of the segment, but the scale marker is provided on the spreader of the shield jack of the shield machine, which is placed at a position where it can be imaged by the imaging means, so that the spreader can be attached to the front end surface of the segment. Alternatively, the measurement may be performed when the object is brought into contact with the object. This eliminates the need to provide scale markers for each segment, making the measurement system more efficient.
Further, scale markers may be arranged on both the front end face of the segment and the spreader of the shield jack to improve accuracy.
Furthermore, when measuring the front tail clearance at a position where the spreader is not imaged, a scale marker is provided on the front end face of the segment, and when measuring the front side tail clearance at a position where the spreader is imaged, a scale marker is provided on the front end face of the segment. It is also possible to take appropriate measures depending on the installation location, such as by providing a scale marker.
本実施形態では、延長部分の長さを、これに対応する画素数と、スケールマーカーの基準寸法に対応する画素数との比率から算出しているが、撮像手段を設置して撮像して得られた画像における任意の箇所の寸法をあらかじめ把握して求めることができるように初期化しておけば、スケールマーカーを必要としない。 In this embodiment, the length of the extended portion is calculated from the ratio of the number of pixels corresponding to this and the number of pixels corresponding to the standard dimension of the scale marker. If initialization is done so that the dimensions of any arbitrary location in the captured image can be known and determined in advance, a scale marker is not required.
本実施形態では、3か所の測定基準位置と3か所の計測位置との距離を計測しているが、測定基準位置及び計測位置をさらに多数とすることもできる。 In this embodiment, the distances between three measurement reference positions and three measurement positions are measured, but the number of measurement reference positions and measurement positions may be greater.
本実施形態では、レーザー発振管、CCDカメラ及びレーザー距離計を一つの計測装置に組み込んであるが、別々に設置してもよい。
この場合、レーザー発振管及びCCDカメラはレーザー距離計と異なる位置に設置することもできる。
また、レーザー発振管及びCCDカメラの数と、レーザー距離計の数とは異なっていてもよい。
In this embodiment, the laser oscillation tube, CCD camera, and laser distance meter are incorporated into one measuring device, but they may be installed separately.
In this case, the laser oscillation tube and CCD camera can be installed at a different position from the laser rangefinder.
Further, the number of laser oscillator tubes and CCD cameras may be different from the number of laser distance meters.
本実施形態では、セグメント面向き測定及びテールクリアランス測定について、トンネル周方向の3箇所で行い表示するものであったが、これに限られない。例えば、測定は3箇所で行い、比例配分などの演算によってトンネル周方向の所定の8箇所についての測定値を表示させるようなものであっても良い。また、例えば、レーザー発振管30及びCCDカメラ40並びにレーザー距離計130について、向きを変えることができるように構成して、一台が複数の箇所を測定できるようにしても良い。設置台数も4か所以上設置するようにしても良い。さらに、セグメント面向き測定及びテールクリアランス測定を異なる箇所、異なる台数で測定するようにしても良い。
In this embodiment, the segment surface orientation measurement and the tail clearance measurement are performed and displayed at three locations in the circumferential direction of the tunnel, but the present invention is not limited to this. For example, the measurement may be performed at three locations, and the measured values at eight predetermined locations in the circumferential direction of the tunnel may be displayed using calculations such as proportional distribution. Further, for example, the
本実施形態では、セグメント面向き測定をセグメント前面側のテールクリアランス測定とともに用いるものであったが、これに限られず、セグメント面向き測定のみで使用することもできる。この場合、従来手動で行っていたセグメント面向き測定を自動で行うようにすることができる。 In this embodiment, the segment surface direction measurement is used together with the tail clearance measurement on the front side of the segment, but the present invention is not limited to this, and may be used only for the segment surface direction measurement. In this case, it is possible to automatically perform the segment surface orientation measurement, which has conventionally been performed manually.
本実施形態とは異なり、一又は複数の工程を人で行うようにして構成しても良い。 Unlike this embodiment, one or more steps may be performed manually.
本実施形態では、セグメントの前端面とセグメント外周面とが直交する通常のセグメント、いわゆるストレートセグメントにおいて、セグメント面向きと前面側テールクリアランスから、スキンプレート後端部テールクリアランスを測定するものであったが、これに限られず、セグメントの前端面とセグメント外周面とが直交しないセグメント、いわゆるテーパーセグメント(片テーパーセグメント、両テーパーセグメント)であっても良い。この場合には、測定されるテーパーセグメントの前端面の面向きから得られる法線ベクトルを、ストレートセグメントであった場合に得られる法線ベクトルに補正して、スキンプレート後端部のテールクリアランスを計測するようにする。なお、テーパーセグメントにおけるストレートセグメントとの形状の差については、組み立てるリング毎に予め入力しておくようにしても良い。 In this embodiment, the tail clearance at the rear end of the skin plate is measured from the segment surface direction and the front side tail clearance in a normal segment, a so-called straight segment, in which the front end surface of the segment and the segment outer peripheral surface are perpendicular to each other. However, the present invention is not limited to this, and the segment may be a so-called tapered segment (single tapered segment, double tapered segment), in which the front end surface of the segment and the segment outer circumferential surface are not perpendicular to each other. In this case, the normal vector obtained from the surface orientation of the front end surface of the tapered segment to be measured is corrected to the normal vector obtained if it were a straight segment, and the tail clearance at the rear end of the skin plate is adjusted. Make measurements. Note that the difference in shape between the tapered segment and the straight segment may be input in advance for each ring to be assembled.
本実施形態では、セグメントの前端面の外径とセグメント後端面の外径とが同じである通常のセグメント、いわゆるストレートセグメントにおいて、セグメント面向きと前面側テールクリアランスから、スキンプレート後端部テールクリアランスを測定するものであったが、これに限られず、セグメントの前端面の外径とセグメント後端面の外径とが異なるセグメント、いわゆる縮径セグメントや拡径セグメントであっても良い。この場合には、測定される縮径セグメントや拡径セグメントの前端面のテールクリアランスを、ストレートセグメントであった場合に得られるテールクリアランスに補正して、スキンプレート後端部のテールクリアランスを計測するようにする。なお、縮径セグメントや拡径セグメントにおけるストレートセグメントとの形状の差については、組み立てるリング毎に予め入力しておくようにしても良い。 In this embodiment, in a normal segment in which the outer diameter of the front end surface of the segment and the outer diameter of the rear end surface of the segment are the same, that is, a so-called straight segment, the rear end tail clearance of the skin plate is determined from the segment surface orientation and the front side tail clearance. However, the present invention is not limited to this, and may be a segment in which the outer diameter of the front end surface of the segment is different from the outer diameter of the rear end surface of the segment, that is, a so-called diameter-reduced segment or an enlarged-diameter segment. In this case, the tail clearance of the front end surface of the reduced diameter segment or expanded diameter segment to be measured is corrected to the tail clearance obtained if it were a straight segment, and the tail clearance of the rear end of the skin plate is measured. Do it like this. Note that the difference in shape of the diameter-reduced segment and the diameter-expanded segment from the straight segment may be input in advance for each ring to be assembled.
いずれの実施形態における各技術的事項を他の実施形態に適用して実施例としても良い。 Each technical matter in any embodiment may be applied to other embodiments to form an example.
1 シールド機
11 回転カッタ
12 スキンプレート
12a 内周面
2 覆工体
20 セグメント
20a 前端面
20b 外周面
20c スケールマーカー
3 レーザー照射手段
3a 平面
30 レーザー発振管
31 レーザー制御部
4 撮像手段
40 CCDカメラ
41 カメラ制御部
5 ライン検出手段
6 交点検出手段
7 距離測定手段
8 主制御部
9 測定管理部
13 セグメント面向き測定手段
130 レーザー距離計
131 演算部
14 スキンプレート後端部テールクリアランス測定手段
15 ディスプレイ
16 計測装置
L1 径方向ライン
L2 軸方向ライン
L3 延長部分の距離
K1 交点
P1 径方向ラインの所定位置
dc 前面側テールクリアランス
P 前面側テールクリアランスを計測した位置
P’ スキンプレート後端部テールクリアランスの算出位置
α 前面側テールクリアランスを計測した位置の周回角
N セグメントの前端面の単位法線ベクトル
β セグメント前端面の法線ベクトルの周回角
R 半径方向ベクトル
Is セグメントの前端面からスキンプレートの後端までの距離
dc’ スキンプレート後端部テールクリアランス
1
Claims (5)
前記セグメントの前端面と、前記スキンプレートの内周面とに向けてレーザーライン光を照射するレーザー照射手段と、
前記セグメントの前端面及び前記スキンプレートの内周面に照射された前記レーザーライン光を、前記セグメントの前端面に照射された前記レーザーライン光と前記スキンプレートの内周面に照射された前記レーザーライン光とが、一直線にならないように撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像した画像において、前記セグメントの前端面及び前記スキンプレートの内周面に照射されたレーザーライン光をそれぞれ径方向ライン及び軸方向ラインとして検出するライン検出手段と、
前記径方向ラインと前記軸方向ラインとの交点を求める交点検出手段と、
前記径方向ラインの所定位置から前記交点検出手段が求めた交点までの延長部分の距離に基づいて、前記セグメントの前面側における前記スキンプレートの内周面と前記セグメントの外周面との距離を求める前面側テールクリアランス測定手段と、
前記スキンプレートに対する前記セグメントの前端面の向きであるセグメント面向きを測定するセグメント面向き測定手段と、
前記セグメント面向きと前面側テールクリアランスから、前記スキンプレートの内周面後端部と前記セグメントの外周面との距離を求めるスキンプレート後端部テールクリアランス測定手段とを備えた
ことを特徴とするシールド機のテールクリアランス測定システム。 A tail clearance measurement system for a shield machine that measures the distance between the inner peripheral surface of a skin plate and the outer peripheral surface of a segment,
laser irradiation means for irradiating laser line light toward the front end surface of the segment and the inner peripheral surface of the skin plate;
The laser line light irradiated on the front end surface of the segment and the inner circumferential surface of the skin plate, the laser line light irradiated on the front end surface of the segment and the laser line irradiated on the inner circumferential surface of the skin plate. an imaging means for capturing an image so that the line light is not in a straight line;
Line detection means for detecting laser line light irradiated on the front end surface of the segment and the inner circumferential surface of the skin plate as radial lines and axial lines, respectively, in the image captured by the image capture means;
Intersection detection means for determining an intersection between the radial line and the axial line;
Determine the distance between the inner circumferential surface of the skin plate on the front side of the segment and the outer circumferential surface of the segment based on the distance of the extension from the predetermined position of the radial line to the intersection determined by the intersection detection means. a front side tail clearance measuring means;
Segment surface orientation measuring means for measuring segment surface orientation, which is the orientation of the front end surface of the segment with respect to the skin plate;
A skin plate rear end tail clearance measuring means for determining the distance between the rear end of the inner circumferential surface of the skin plate and the outer circumferential surface of the segment from the segment surface direction and the front side tail clearance. Tail clearance measurement system for shield machines.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022082305A JP2023170494A (en) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | Tail clearance measurement system for shield machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022082305A JP2023170494A (en) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | Tail clearance measurement system for shield machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023170494A true JP2023170494A (en) | 2023-12-01 |
Family
ID=88928169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022082305A Pending JP2023170494A (en) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | Tail clearance measurement system for shield machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023170494A (en) |
-
2022
- 2022-05-19 JP JP2022082305A patent/JP2023170494A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8629905B2 (en) | Localization of a surveying instrument in relation to a ground mark | |
US9189858B2 (en) | Determining coordinates of a target in relation to a survey instrument having at least two cameras | |
US10641617B2 (en) | Calibration device and calibration method | |
US8233157B2 (en) | Method and apparatus of a portable imaging-based measurement with self calibration | |
US9719781B2 (en) | Measuring method and measuring instrument | |
JP7300948B2 (en) | Survey data processing device, survey data processing method, program for survey data processing | |
JP6296477B2 (en) | Method and apparatus for determining the three-dimensional coordinates of an object | |
US20100239124A1 (en) | Image processing apparatus and method | |
US20020029127A1 (en) | Method and apparatus for measuring 3-D information | |
JP5418176B2 (en) | Pantograph height measuring device and calibration method thereof | |
JP6460700B2 (en) | Method for diagnosing whether there is a defect on the inner wall of the tunnel and a program for diagnosing the presence of a defect on the inner wall of the tunnel | |
US20130113897A1 (en) | Process and arrangement for determining the position of a measuring point in geometrical space | |
JP7128013B2 (en) | Buried object recognition method | |
JP5481862B2 (en) | Pantograph height measuring device and calibration method thereof | |
JP2023029441A (en) | Measuring device, measuring system, and vehicle | |
JP6482811B2 (en) | Tail clearance measuring device | |
JP3327068B2 (en) | Road surface measurement device | |
JP2023170494A (en) | Tail clearance measurement system for shield machine | |
JP2009229439A (en) | System and method for measuring three-dimensional geometry | |
JP5139740B2 (en) | Tail clearance automatic measurement system and tail clearance automatic measurement method | |
JP2022090363A (en) | Tail clearance measuring system for shield machine and tail clearance measuring method for shield machine | |
JP2000205821A (en) | Instrument and method for three-dimensional shape measurement | |
JP2011033428A (en) | Pantograph height measuring device | |
US7117047B1 (en) | High accuracy inspection system and method for using same | |
CN216206022U (en) | Multi-index measuring device for duct piece posture |