JP2664534B2 - Position / force control device of actuator for shield moat machine - Google Patents

Position / force control device of actuator for shield moat machine

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JP2664534B2
JP2664534B2 JP2274232A JP27423290A JP2664534B2 JP 2664534 B2 JP2664534 B2 JP 2664534B2 JP 2274232 A JP2274232 A JP 2274232A JP 27423290 A JP27423290 A JP 27423290A JP 2664534 B2 JP2664534 B2 JP 2664534B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、シールド掘進機のエレクタによつてセグメ
ントを移動するために用いられるシールド掘進機用アク
チユエータの位置・力制御装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position and force control device for an actuator for a shield machine used for moving a segment by an erector of the shield machine.

従来の技術 シールド掘進機によつて掘削された掘削孔にセグメン
トを自動的にライニングしてゆく際に、セグメントを過
大な押付力で押付けると、セグメントが破損するなどの
問題を生じる。
2. Description of the Related Art When a segment is automatically lined with an excavation hole excavated by a shield machine, if the segment is pressed with an excessive pressing force, a problem such as breakage of the segment occurs.

或る先行技術は、1990年4月発行の日本ロボツト学会
誌8巻2号第215頁〜第221頁に開示されている。この先
行技術では、セグメントを自動的にライニングするため
に、ライニングされている既設セグメントに予め形成さ
れているマークを、光学的検出手段によつて検出したと
き、新たにライニングすべきセグメントを把持している
把持手段の移動を停止し、その把持手段によつて把持し
ているセグメントを希望する位置に内張りする。
One prior art is disclosed in Japanese Society of Robotics, Vol. 8, No. 2, pp. 215-221, issued in April 1990. In this prior art, in order to automatically line a segment, when a mark previously formed on an existing lined segment is detected by an optical detection means, a segment to be newly lined is grasped. The movement of the grasping means is stopped, and the segment grasped by the grasping means is lined at a desired position.

発明が解決すべき課題 このような先行技術では、把持手段によつて把持して
いるセグメントを内張りする際に、既設のセグメントと
の接触によつて、セグメントに過大な力が発生し、これ
によつてセグメントが破損してしまうおそれがある。
Problems to be Solved by the Invention In such prior art, when lining a segment gripped by the gripping means, an excessive force is generated in the segment due to contact with the existing segment. As a result, the segment may be damaged.

本発明の目的は、セグメントを希望する位置にもたら
す際に、過大な力が作用しないようにしたシールド掘進
機用アクチユエータの位置・力制御装置を提供すること
である。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a position and force control device of an actuator for a shield machine which prevents an excessive force from acting when bringing a segment to a desired position.

課題を解決するための手段 本発明は、(a) セグメント2を把持するグリツプ
手段3を、シールド掘進機本体6の一直径線に平行に変
位駆動し、またはシールド掘進機本体6の軸線7のまわ
りに旋回駆動するためのアクチユエータ1であつて、2
つの駆動部屋を有し、いずれかの一方の駆動部屋に作動
油が供給されるとき、いずれか他方の駆動部屋から戻り
油が排出されるアクチユエータ1と、 (b) アクチユエータ1の位置指令値を表す電気信号
を出力する電気信号発生源と、 (c) アクチユエータ1の位置を検出する検出器と、 (d) 電気信号発生源の出力と、検出器の出力とを減
算する減算器と、 (e) 作動油を供給する油圧源と、 (f) ノズルフラツパ形電気・油圧サーボ弁16であつ
て、 復帰ばね力を有するフラツパ22,23の両側に対向して
設けられる一対の各ノズル24,25に各背圧部屋42,43がそ
れぞれ連通し、 ノズル24,25を出た作動油は、戻り油路に導かれ、 前記各背圧部屋42,43には、油圧源から絞りを介して
作動油がそれぞれ供給され、 ハウジング内には、スプール30がそのスプール30の軸
線方向に変位可能に設けられ、 各背圧部屋42,43は、スプール30の前記軸線方向に間
隔をあけて設けられた作動部屋28,29にそれぞれ連通
し、 スプール30が前記軸線方向一方向に変位することによ
つて一方の駆動部屋に作動油が供給され、かつスプール
30が前記軸線方向他方向に変位することによつて他方の
駆動部屋から作動油が戻るように油圧経路が形成され、 スプール30の両端部は、一対の圧力制御部屋36,38に
臨んでおり、 一方の駆動部屋は、スプール30の前記軸線方向一方向
の前記端部に臨む一方の圧力制御部屋36に油路35によつ
て連通され、 他方の駆動部屋は、スプール30の前記軸線方向他方向
の前記端部に臨む他方の圧力制御部屋38に油路37によつ
て連通され、 減算器の出力によつて駆動され、フラツパ22,23をそ
の前記復帰ばね力に抗していずれか一方のノズル24,25
に変位するコイル19,21とを有し、 減算器の出力のレベルに比例したアクチユエータの負
荷圧力でバランスするまで作動油をアクチユエータに吐
出するノズルフラツパ形電気・油圧サーボ弁16とを含む
ことを特徴とするシールド掘進機用アクチユエータの位
置・力制御装置である。
Means for Solving the Problems The present invention provides (a) the gripping means 3 for gripping the segment 2 by displacing and driving the gripping means 3 in parallel with one diameter line of the shield machine 6 or the axis 7 of the shield machine 6; An actuator 1 for driving to turn around,
Actuator 1 having two drive rooms, and when hydraulic oil is supplied to one of the drive rooms, return oil is discharged from one of the other drive rooms; and (b) a position command value of the actuator 1 (C) a detector for detecting the position of the actuator 1; (d) a subtractor for subtracting the output of the electric signal source from the output of the detector; e) a hydraulic pressure source for supplying hydraulic oil; and (f) a pair of nozzles 24, 25 which are opposed to both sides of the flappers 22, 23, which are nozzle flapper type electric / hydraulic servo valves 16 and have a return spring force. The back pressure chambers 42 and 43 communicate with each other, and the operating oil that has exited from the nozzles 24 and 25 is led to a return oil passage, and the back pressure chambers 42 and 43 are operated via a throttle from a hydraulic source. Oil is supplied respectively, and a spool 30 is installed in the housing. The back pressure chambers 42, 43 communicate with operating chambers 28, 29 provided at intervals in the axial direction of the spool 30, respectively. Hydraulic oil is supplied to one of the drive chambers by being displaced in one axial direction, and the spool is
A hydraulic path is formed so that the hydraulic oil returns from the other drive chamber by displacing the axial direction 30 in the other direction, and both ends of the spool 30 face a pair of pressure control chambers 36, 38. One drive room is communicated by an oil passage 35 to one pressure control room 36 facing the one end of the spool 30 in the one axial direction, and the other drive room is connected to the other end of the spool 30 in the axial direction. The other pressure control chamber 38 facing the end in the direction is communicated by an oil passage 37, driven by the output of a subtractor, and one of the flappers 22, 23 is opposed to the return spring force. Nozzles 24, 25
And a coil flapper type electric / hydraulic servo valve 16 for discharging hydraulic oil to the actuator until the load is balanced by the load pressure of the actuator proportional to the output level of the subtractor. A position and force control device for an actuator for a shield machine.

作用 本発明に従えば、作動油によつて作動するアクチユエ
ータ、たとえば油圧シリンダまたは油圧モータなどに
は、電気・油圧サーボ弁からの作動油が与えられ、アク
チユエータの電気信号発生源からの位置指令値とそのア
クチユエータの検出器によつて検出された位置との減算
値を表す電気信号が電気・油圧サーボ弁に与えられ、こ
の電気・油圧サーボ弁では、減算器の電気信号レベルに
比例した負荷圧力でバランスするまで作動油をアクチユ
エータに吐出するようにしたので、そのアクチユエータ
によつて物体を希望する位置にもたらすことができると
ともに、物体が位置指令値によつて指令された位置にも
たらされた後には、位置指令を変化して、減算器の出力
に対応した力を作用させることができ、そのため過大な
力が作用することが防がれる。
According to the present invention, an actuator, for example, a hydraulic cylinder or a hydraulic motor, which is operated by hydraulic oil, is supplied with hydraulic oil from an electric / hydraulic servo valve, and receives a position command value from an electric signal generation source of the actuator. And an electric signal representing a subtraction value from the position detected by the detector of the actuator is supplied to the electric / hydraulic servo valve. In this electric / hydraulic servo valve, the load pressure is proportional to the electric signal level of the subtractor. As the hydraulic oil is discharged to the actuator until the balance is achieved, the object can be brought to a desired position by the actuator and the object can be brought to the position commanded by the position command value. Later, by changing the position command, it is possible to apply a force corresponding to the output of the subtractor, so that an excessive force acts Is prevented.

実施例 第1図は、本発明の一実施例のブロツク図である。こ
の実施例におけるアクチユエータ1は、第2図に示され
るシールド掘進機のエレクタ2に関連して実施される。
エレクタ2は、セグメント2を把持するグリツプ手段3
がアーム4に取付けられ、昇降シリンダ5によつて、シ
ールド掘進機本体6の一直径線に平行に変位可能であ
り、このアーム4は昇降シリンダ5を介して旋回リング
8に設けられ、旋回リング8はシールド掘進機本体7の
軸線7のまわりに旋回油圧モータ9によつて角変位可能
である。第1図におけるアクチユエータ1は、第2図に
おけるシールド掘進機の昇降シリンダ5であり、また他
の実施例として旋回油圧モータ9であつてもよい。
Embodiment FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention. The actuator 1 in this embodiment is implemented in connection with the erector 2 of the shield machine shown in FIG.
Elector 2 is gripping means 3 for gripping segment 2
Is attached to an arm 4 and can be displaced by an elevating cylinder 5 in parallel to one diameter line of the shield machine body 6. The arm 4 is provided on a swivel ring 8 via the elevating cylinder 5, Numeral 8 can be angularly displaced around an axis 7 of the shield machine body 7 by a turning hydraulic motor 9. The actuator 1 in FIG. 1 is the lift cylinder 5 of the shield machine shown in FIG. 2, and may be a turning hydraulic motor 9 as another embodiment.

位置指令値である位置指令信号は、発生源11から発生
され、減算器12の一方の入力に与えられる。アクチユエ
ータ1による位置、すなわちアーム4の位置は位置検出
器13によつて検出され、その検出出力は減算器12の他方
の入力に与えられる。減算器12は発生源11と検出器13と
の各出力の減算を行い、その減算値を表す信号を増幅回
路14に与えて増幅または各種の補償演算を行い、ライン
15から電気・油圧サーボ弁16に与える。このサーボ弁16
からの作動油は、管17を経てアクチユエータ1に与えら
れる。
A position command signal, which is a position command value, is generated from a generation source 11 and is provided to one input of a subtractor 12. The position of the actuator 1, that is, the position of the arm 4 is detected by a position detector 13, and the detection output is given to the other input of the subtractor 12. The subtractor 12 subtracts each output of the source 11 and the detector 13 and supplies a signal representing the subtraction value to an amplifier circuit 14 to perform amplification or various compensation operations,
15 to the electric / hydraulic servo valve 16 This servo valve 16
Is supplied to the actuator 1 through the pipe 17.

第3図は、電気・油圧サーボ弁16の断面図である。こ
の電気・油圧サーボ弁は、基本的には、いわゆるノズル
フラツパ形の流量形サーボ弁に、負荷圧力のフイールド
バツクを追加した構造になつている。部屋42,43は、固
定絞りのある管路を通して、圧力源と連通し、ノズル2
4,25を通して戻り油路と連通している。ハウジング18に
おいてトルクモータ19が設けられ、そのコイル20または
21に電流が供給されることによつて、フラツパ22または
23が第3図の左または右に変位し、このフラツパ22,23
に対向して設けられるノズル24,25の背圧が変化する。
このノズル背圧は、油路26,27を経て部屋28,29に導か
れ、この部屋28,29にはスプール30が設けられる。一方
のポート31と他方のポート32は、アクチユエータ1のピ
ストンの両側の部屋に接続されており、さらにこれらの
ポート31,32は、スプール30が収納されている部屋33,34
に連通している。ポート31は油路35を経てスプール30の
一方の端部の部屋36に連通される。もう1つのポート32
は油路37を経て、スプール30の他方の端部の部屋38に連
通される。
FIG. 3 is a sectional view of the electric / hydraulic servo valve 16. This electric / hydraulic servo valve basically has a structure in which a field back of load pressure is added to a so-called nozzle-flapper type flow-type servo valve. Chambers 42 and 43 communicate with a pressure source through a line with
It communicates with the return oilway through 4,25. A torque motor 19 is provided in the housing 18 and its coil 20 or
The current is supplied to 21 so that the flapper 22 or
23 is displaced to the left or right in FIG.
The back pressure of the nozzles 24 and 25 provided opposite to changes.
This nozzle back pressure is guided to rooms 28 and 29 via oil passages 26 and 27, and a spool 30 is provided in the rooms 28 and 29. One port 31 and the other port 32 are connected to chambers on both sides of the piston of the actuator 1, and these ports 31 and 32 are further connected to the chambers 33 and 34 in which the spool 30 is stored.
Is in communication with The port 31 is connected to a chamber 36 at one end of the spool 30 via an oil passage 35. Another port 32
Is connected to a chamber 38 at the other end of the spool 30 via an oil passage 37.

前述のノズル背圧は、スプール30の部屋28,29に導か
れ、その差圧によつてスプール30を駆動する駆動力が発
生される。スプール30が変位すると、ポート31,32は、
高圧室(供給圧)39,40または低圧室(戻り圧)41と、
それぞれ油圧経路が形成され、ポート31,32に作動油が
流れるとともに、フラツパ22,23に作用する復帰ばね力
で、そのフラツパ22,23が元の位置に戻る方向に動き、
ノズル背圧の差を零に戻してスプール30の変位が停止す
る。さらにこのポート31,32に作動油が流れることによ
つて、負荷側であるアクチユエータ1の圧力が変化する
と、ポート31,32の油圧は、部屋36,38に導かれているこ
とによつて、その差圧でスプール30が変位する。したが
つてノズル背圧に見合う値までアクチユエータ1の差圧
が上がると、アクチユエータ1側で作動油の流れがない
場合、スプール30によつてポート31および32が閉じられ
て作動油が流れなくなる。またアクチユエータ1の圧力
がノズル背圧相当値よりも高くなると、スプール30によ
つてポート31および32が、これまでと逆方向に開いてア
クチユエータ1の圧力を下げる方向に動く。このように
してアクチユエータ1の2つの部屋、したがつて2つの
ポート31,32の差圧を制御する機能が達成される。
The aforementioned nozzle back pressure is guided to the chambers 28 and 29 of the spool 30, and a driving force for driving the spool 30 is generated by the differential pressure. When the spool 30 is displaced, the ports 31, 32
High pressure chamber (supply pressure) 39,40 or low pressure chamber (return pressure) 41,
Hydraulic paths are formed respectively, and hydraulic oil flows into the ports 31, 32, and the return spring force acting on the flappers 22, 23 causes the flappers 22, 23 to move in the direction of returning to the original position,
The difference of the nozzle back pressure is returned to zero, and the displacement of the spool 30 stops. Further, when the pressure of the actuator 1 on the load side changes due to the flow of the hydraulic oil to the ports 31 and 32, the hydraulic pressure of the ports 31 and 32 is guided to the chambers 36 and 38, The spool 30 is displaced by the differential pressure. Accordingly, when the differential pressure of the actuator 1 rises to a value corresponding to the nozzle back pressure, if there is no flow of hydraulic oil on the actuator 1 side, the ports 30 and 32 are closed by the spool 30 and the hydraulic oil stops flowing. When the pressure of the actuator 1 becomes higher than the nozzle back pressure equivalent value, the ports 30 and 32 are opened in the opposite direction by the spool 30 to move in the direction of decreasing the pressure of the actuator 1. In this way, the function of controlling the differential pressure between the two chambers of the actuator 1 and thus the two ports 31, 32 is achieved.

電気・油圧サーボ弁16の構成を、第3図を参照してさ
らに述べる。一対の各ノズル24,25は、前述のように復
帰ばね力を有するフラツパ22,23の両側(第3図の左右
方向両側)に対向して設けられ、このノズル24,25に
は、各部屋42,43がそれぞれ連通する。部屋28,29は、ス
プール30の軸線方向(第3図の左右方向)に間隔をあけ
て設けられる。スプール30の両端部は、部屋36,37に臨
んでいる。
The configuration of the electric / hydraulic servo valve 16 will be further described with reference to FIG. The pair of nozzles 24 and 25 are provided opposite to both sides (both sides in the left-right direction of FIG. 3) of the flappers 22 and 23 having the returning spring force as described above. 42 and 43 communicate with each other. The rooms 28 and 29 are provided at intervals in the axial direction of the spool 30 (the left-right direction in FIG. 3). Both ends of the spool 30 face the rooms 36 and 37.

アクチユエータがシリンダであるとき、そのシリンダ
は、2つの駆動部屋であるシリンダヘッド側の部屋とピ
ストン棒側の部屋とを有し、これらの2つの部屋のうち
のいずれか一方の部屋に作動油が供給されるとき、いず
れか他方の駆動部屋から戻り油が排出され、このような
構成は、油圧モータにおいても同様である。
When the actuator is a cylinder, the cylinder has two driving chambers, a chamber on the cylinder head side and a chamber on the piston rod side, and hydraulic oil is supplied to one of these two chambers. When supplied, return oil is discharged from one of the other driving chambers, and such a configuration is the same in a hydraulic motor.

第4図は、電気・油圧サーボ弁16の特性を示すグラフ
である。横軸は負荷圧力PLを示し、縦軸はアクチユエー
タ1に供給される作動油の吐出流量をQを示す。トルク
モータ19のコイル20,21に供給される電流i1,i2,i3(た
だしi1<i2<i3)に対応して特性l1,l2,l3が得られる。
負荷圧力が負のときも同様である。トルクモータ19のコ
イル20,21にライン15を介して増幅回路14から与えられ
る電流、たとえばi3に対応した負荷圧力になるまで、電
気・油圧サーボ弁16は作動油をアクチユエータ1に吐出
し、そのサーボ電流i3に比例した負荷圧力PL3で吐出流
量が零となつてバランスする。
FIG. 4 is a graph showing characteristics of the electric / hydraulic servo valve 16. The horizontal axis indicates the load pressure PL, and the vertical axis indicates the discharge flow rate Q of the working oil supplied to the actuator 1. Characteristics l1, l2, and l3 are obtained corresponding to currents i1, i2, and i3 (i1 <i2 <i3) supplied to coils 20, 21 of torque motor 19, respectively.
The same applies when the load pressure is negative. The electric / hydraulic servo valve 16 discharges hydraulic oil to the actuator 1 until the current supplied from the amplifier circuit 14 to the coils 20 and 21 of the torque motor 19 via the line 15, for example, the load pressure corresponding to i3, At the load pressure PL3 proportional to the servo current i3, the discharge flow rate becomes zero and balance occurs.

第5図を参照して、第1図〜第4図に示される実施例
の動作を説明する。アクチユエータ1によつて物体40が
変位される。この物体40は、第2図におけるシールド掘
進機のセグメント2、グリツプ手段3およびアーム4な
どを含む。セグメント2が既設の掘削孔にライニングさ
れている作業対象物であるセグメント2aに当たるまでの
範囲では、第1図に示される制御系では、変位に関する
フイールドバツク系が成立し、変位制御系としての動作
が行われる。すなわち発生源11からの位置指令値を表す
電気信号と、アクチユエータ1の位置検出器13による検
出出力との差が減算器12によつて演算され、増幅回路14
において増幅され、その電気信号が電気・油圧サーボ弁
16に与えられてトルクモータ19のコイル20,21が駆動さ
れ、したがつてアクチユエータ1が動作する。こうして
物体40を希望する位置にもたらすことができる。
The operation of the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 will be described with reference to FIG. The object 40 is displaced by the actuator 1. This object 40 includes the segment 2, the gripping means 3 and the arm 4 of the shield machine shown in FIG. In a range until the segment 2 hits the segment 2a which is a work object lined with the existing drilling hole, the control system shown in FIG. 1 establishes a field back system related to displacement, and operates as a displacement control system. Is performed. That is, the difference between the electric signal representing the position command value from the generation source 11 and the output detected by the position detector 13 of the actuator 1 is calculated by the subtractor 12, and the amplification circuit 14
And the electric signal is amplified by the electric / hydraulic servo valve.
The coils 20 and 21 of the torque motor 19 are driven by the motor 16 and the actuator 1 operates accordingly. Thus, the object 40 can be brought to a desired position.

グリツプ手段3によつて把持しているセグメント2
を、既設のセグメント2aに当接して押付け、またこの把
持しているセグメント2を掘削孔の内周面に押付けるた
めに、アクチユエータ1によつて外部に対して力を発生
する必要が生じる。第5図(2)において、発生源11か
らの位置指令値を表す電気信号を、当接した時刻t1以降
に、時間経過に伴つて増加し、これに応じてアクチユエ
ータ1によつて物体40は第5図(3)で示されるように
変位する。時刻t1において物体40の一部を構成するセグ
メント2がたとえば既設のセグメント2aに当接するまで
は、アクチユエータ1がその物体40を変位し、この物体
40には第5図(4)に示されるようにアクチユエータ1
によつて押付力が作用されない。
Segment 2 gripped by gripping means 3
In order to abut the existing segment 2a and press the segment 2a against the inner peripheral surface of the excavation hole, it is necessary to generate a force to the outside by the actuator 1. In FIG. 5 (2), the electric signal representing the position command value from the generation source 11 increases with the passage of time after the contact time t1, and in response to this, the object 40 is actuated by the actuator 1. It is displaced as shown in FIG. 5 (3). The actuator 1 displaces the object 40 until the segment 2 forming a part of the object 40 contacts the existing segment 2a at time t1, for example.
Actuator 1 as shown in FIG.
As a result, no pressing force is applied.

セグメント2をたとえば既設のセグメント2aに押付け
る必要が生じたとき、アクチユエータ1によつてその押
付力を発生するために、発生源11からの位置指令値を表
す電気信号を時刻t1以降においてさらに大きくし、これ
によつて演算器12からは変位誤差に見合うサーボ電流が
ライン15を介して出力され、したがつてサーボ弁16によ
つてアクチユエータ1が駆動されて力が外部に対して発
生されることになる。このサーボ弁16のライン15から与
えられる電流値は、時刻t2以降に位置指令信号を一定値
のままとして、予め定める値i3に制限することによつ
て、アクチユエータ1による力を過大にすることを防ぐ
ことができる。
When it becomes necessary to press the segment 2 against the existing segment 2a, for example, the electric signal representing the position command value from the generation source 11 is further increased after time t1 in order to generate the pressing force by the actuator 1. As a result, a servo current commensurate with the displacement error is output from the arithmetic unit 12 via the line 15, so that the actuator 1 is driven by the servo valve 16 to generate a force to the outside. Will be. The current value given from the line 15 of the servo valve 16 is such that the force by the actuator 1 is made excessive by limiting the position command signal to a predetermined value i3 while keeping the position command signal constant after time t2. Can be prevented.

本発明は、アクチユエータ1として昇降シリンダ5に
関連して実施されるだけでなく、旋回油圧モータ9のト
ルクを制御するためにもまた実施することができる。
The invention can be implemented not only in connection with the lifting cylinder 5 as the actuator 1 but also for controlling the torque of the turning hydraulic motor 9.

発明の効果 以上のように本発明によれば、アクチユエータには電
気・油圧サーボ弁からの作動油が与えられ、電気信号発
生源からのアクチユエータの位置指令値とそのアクチユ
エータの検出器によつて検出された位置との減算器によ
る減算値を表す信号が前記電気・油圧サーボ弁に与えら
れ、この電気・油圧サーボ弁は、減算器の電気信号レベ
ルに比例した負荷圧力でバランスするまで作動油をアク
チユエータに吐出するようにしたので、アクチユエータ
によつて移動される物体が位置指令値によつて指令され
た位置にもたらされるとともに、そのアクチユエータに
よる負荷圧力を、前記電気信号発生源の位置指令値に対
応して設定することができ、したがつて物体に過大な圧
力を発生することを防ぐことができる。
As described above, according to the present invention, the actuator is supplied with hydraulic oil from the electric / hydraulic servo valve, and is detected by the actuator position command value from the electric signal generation source and the detector of the actuator. A signal representing a subtraction value from the subtracted position by the subtractor is provided to the electro-hydraulic servo valve, and the electro-hydraulic servo valve supplies the hydraulic oil until the hydraulic oil is balanced at a load pressure proportional to the electric signal level of the subtractor. Since the discharge is performed to the actuator, the object moved by the actuator is brought to the position specified by the position command value, and the load pressure by the actuator is converted to the position command value of the electric signal generating source. Corresponding settings can be made, so that excessive pressure on the object can be prevented.

本発明によれば、シリンダまたは油圧モータなどのア
クチユエータ1に作用する圧力は、ノズルフラツパ形電
気・油圧サーボ弁16のコイル19,21に供給する電流に対
応する圧力を超えることはなく、したがつて正確な位置
と圧力の制御が、簡単な構成で実現することができる。
According to the present invention, the pressure acting on the actuator 1 such as a cylinder or a hydraulic motor does not exceed the pressure corresponding to the current supplied to the coils 19 and 21 of the nozzle flapper type electric / hydraulic servo valve 16, and accordingly. Accurate position and pressure control can be achieved with a simple configuration.

特に本発明によれば、アクチユエータによつてシール
ド掘進機本体6の一直径線に平行に変位駆動され、また
はそのシールド掘進機本体6の軸線7のまわりに旋回駆
動されるグリツプ手段3に把持されるセグメント2に
は、位置指令値によつて定められた位置付近では、電気
信号発生源から出力される位置指令値を表す電気信号と
検出器の出力との減算器から得られる値がわずかである
ので、過大な力が作用することは、なく、セグメント2
が損傷するなどの問題は生じない。
In particular, according to the present invention, the gripping means 3 is driven by the actuator to be displaced parallel to one diameter line of the shield machine body 6, or is pivotally driven around the axis 7 of the shield machine body 6. In segment 2 near the position determined by the position command value, the value obtained from the subtractor of the electric signal representing the position command value output from the electric signal generation source and the output of the detector is small. Since there is no excessive force acting, segment 2
There is no problem such as damage.

セグメント2が、たとえば位置指令値によつて定めら
れた位置付近で、既に内張りされているセグメントに当
接した後には、位置指令値を変化して、減算器の出力に
対応した希望する適切な力でそれらのセグメント同志が
当接するようにすることも、前述の作用の項で述べたよ
うに、可能である。
After the segment 2 abuts the already lined segment, for example, near the position determined by the position command value, the position command value is changed to a desired appropriate value corresponding to the output of the subtractor. It is also possible for the segments to abut by force, as mentioned in the previous section of the operation.

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

第1図は本発明の一実施例のブロツク図、第2図はシー
ルド掘進機のエレクタ2の斜視図、第3図は電気・油圧
サーボ弁16の断面図、第4図は電気・油圧サーボ弁16の
特性を示すグラフ、第5図は第1図〜第4図に示される
実施例の動作を説明するための図である。 1……アクチユエータ、2……エレクタ、11……電気信
号発生源、12……減算器、13……変位検出器、14……増
幅回路、16……電気・油圧サーボ弁
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an erector 2 of a shield machine, FIG. 3 is a sectional view of an electric / hydraulic servo valve 16, and FIG. FIG. 5 is a graph showing characteristics of the valve 16, and FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIGS. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Actuator, 2 ... Elector, 11 ... Electric signal generation source, 12 ... Subtractor, 13 ... Displacement detector, 14 ... Amplification circuit, 16 ... Electric / hydraulic servo valve

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−206802(JP,A) 特開 平1−216101(JP,A) 特開 昭51−51680(JP,A) 特開 昭53−56482(JP,A) 特開 昭53−82996(JP,A) 特開 昭63−23004(JP,A) 特公 昭33−6029(JP,B1) 特表 平2−504297(JP,A)Continuation of the front page (56) References JP-A-61-206802 (JP, A) JP-A-1-216101 (JP, A) JP-A-51-51680 (JP, A) JP-A-53-56482 (JP) JP-A-53-22996 (JP, A) JP-A-63-23004 (JP, A) JP-B-33-6029 (JP, B1) JP-T2-504297 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(a) セグメント2を把持するグリツプ
手段3を、シールド掘進機本体6の一直径線に平行に変
位駆動し、またはシールド掘進機本体6の軸線7のまわ
りに旋回駆動するためのアクチユエータ1であつて、2
つの駆動部屋を有し、いずれかの一方の駆動部屋に作動
油が供給されるとき、いずれか他方の駆動部屋から戻り
油が排出されるアクチユエータ1と、 (b) アクチユエータ1の位置指令値を表す電気信号
を出力する電気信号発生源と、 (c) アクチユエータ1の位置を検出する検出器と、 (d) 電気信号発生源の出力と、検出器の出力とを減
算する減算器と、 (e) 作動油を供給する油圧源と、 (f) ノズルフラツパ形電気・油圧サーボ弁16であつ
て、 復帰ばね力を有するフラツパ22,23の両側に対向して設
けられる一対の各ノズル24,25に各背圧部屋42,43がそれ
ぞれ連通し、 ノズル24,25を出た作動油は、戻り油路に導かれ、 前記各背圧部屋42,43には、油圧源から絞りを介して作
動油がそれぞれ供給され、 ハウジング内には、スプール30がそのスプール30の軸線
方向に変位可能に設けられ、 各背圧部屋42,43は、スプール30の前記軸線方向に間隔
をあけて設けられた作動部屋28,29にそれぞれ連通し、 スプール30が前記軸線方向一方向に変位することによつ
て一方の駆動部屋に作動油が供給され、かつスプール30
が前記軸線方向他方向に変位することによつて他方の駆
動部屋から作動油が戻るように油圧経路が形成され、 スプール30の両端部は、一対の圧力制御部屋36,38に臨
んでおり、 一方の駆動部屋は、スプール30の前記軸線方向一方向の
前記端部に臨む一方の圧力制御部屋36に油路35によつて
連通され、 他方の駆動部屋は、スプール30の前記軸線方向他方向の
前記端部に臨む他方の圧力制御部屋38に油路37によつて
連通され、 減算器の出力によつて駆動され、フラツパ22,23をその
前記復帰ばね力に抗していずれか一方のノズル24,25に
変位するコイル19,21とを有し、 減算器の出力のレベルに比例したアクチユエータの負荷
圧力でバランスするまで作動油をアクチユエータに吐出
するノズルフラツパ形電気・油圧サーボ弁16とを含むこ
とを特徴とするシールド掘進機用アクチユエータの位置
・力制御装置。
(A) for displacing and driving the gripping means 3 for gripping the segment 2 in parallel with one diameter line of the shield machine 6 or for turning around the axis 7 of the shield machine 6; Actuator 1 of 2
Actuator 1 having two drive rooms, and when hydraulic oil is supplied to one of the drive rooms, return oil is discharged from one of the other drive rooms; and (b) a position command value of the actuator 1 (C) a detector for detecting the position of the actuator 1; (d) a subtractor for subtracting the output of the electric signal source from the output of the detector; e) a hydraulic pressure source for supplying hydraulic oil; and (f) a pair of nozzles 24, 25 which are opposed to both sides of the flappers 22, 23, which are nozzle flapper type electric / hydraulic servo valves 16 and have a return spring force. The back pressure chambers 42 and 43 communicate with each other, and the operating oil that has exited from the nozzles 24 and 25 is led to a return oil passage, and the back pressure chambers 42 and 43 are operated via a throttle from a hydraulic source. Oil is supplied respectively, and a spool 30 is installed in the housing. The back pressure chambers 42, 43 communicate with operating chambers 28, 29 provided at intervals in the axial direction of the spool 30, respectively. Hydraulic oil is supplied to one of the drive chambers by displacement in one axial direction, and the spool 30
The hydraulic path is formed so that the hydraulic oil returns from the other drive chamber by being displaced in the other direction in the axial direction, and both ends of the spool 30 face a pair of pressure control chambers 36, 38, One drive chamber is communicated by an oil passage 35 to one pressure control chamber 36 facing the end of the spool 30 in the one axial direction, and the other drive chamber is in the other axial direction of the spool 30. The other pressure control chamber 38 facing the end is connected by an oil passage 37 and driven by the output of a subtractor, and the flappers 22 and 23 are driven by one of them against the return spring force. A coil flapper type electro-hydraulic servo valve 16 having coils 19, 21 displaced to the nozzles 24, 25 and discharging hydraulic oil to the actuator until the load is balanced by the load pressure of the actuator proportional to the output level of the subtractor. A seal characterized by including Position and force control device of the actuator for the excavator.
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