JP2851196B2 - Control method of propulsion head - Google Patents

Control method of propulsion head

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JP2851196B2
JP2851196B2 JP31032891A JP31032891A JP2851196B2 JP 2851196 B2 JP2851196 B2 JP 2851196B2 JP 31032891 A JP31032891 A JP 31032891A JP 31032891 A JP31032891 A JP 31032891A JP 2851196 B2 JP2851196 B2 JP 2851196B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、後方から押圧力を受け
て推進する推進管の先端側に連結され、且つ、土中推進
に伴う土中からの反力を受けて推進方向を変更する受圧
面を備えた推進用ヘッドに対して、前記受圧面を向ける
方向を操作して推進経路を調整する推進用ヘッドの制御
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is connected to the tip of a propulsion pipe which is propelled by receiving a pressing force from behind, and changes the direction of propulsion by receiving a reaction force from the soil accompanying the underground propulsion. The present invention relates to a method of controlling a propulsion head that adjusts a propulsion path by manipulating a direction in which the propulsion head is provided with the pressure receiving surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】土中推進に伴う土中からの反力を受けて
推進方向を変更する受圧面を有する先導体を前後軸心周
りに回転操作自在に備えた推進用ヘッドによって推進経
路の調整を行うに際して、前記受圧面を一定方向に向け
たまま一定の推進力で推進する場合には、前記受圧面の
向く方向とは反対方向に、推進量に概ね比例する推進用
ヘッド進路の変位が生じる。 即ち、受圧面を例えば推
進方向に対する左側に向けた状態で推進させ、推進量を
大きくすればするほど当初の推進経路に対してそれ以後
の進路を右側に大きく変位させることが出来る。この現
象を利用して、推進用ヘッド進路を計画線形に合わせる
ための推進経路の修正を実施している。
2. Description of the Related Art Adjustment of a propulsion path by a propulsion head having a pressure-receiving surface for changing a propulsion direction by receiving a reaction force from the soil accompanying the underground propulsion and capable of rotating around a longitudinal axis. When performing the propulsion with a constant propulsion force with the pressure receiving surface facing in a certain direction, the displacement of the propulsion head path, which is approximately proportional to the propulsion amount, is opposite to the direction in which the pressure receiving surface faces. Occurs. In other words, the propulsion is performed with the pressure receiving surface directed leftward with respect to the propulsion direction, for example, and the larger the amount of propulsion, the greater the displacement of the subsequent propulsion path to the right with respect to the initial propulsion path. Utilizing this phenomenon, the propulsion path is modified so that the propulsion head path matches the planned alignment.

【0003】従来、この種の推進用ヘッドの制御方法と
しては、地中にある推進用ヘッドの位置及び姿勢を検出
し、その検出情報から推進用ヘッド進路を計画線形に合
わせるための修正量を求め、その結果に基づいて、熟練
技術者が判断して前記受圧面を向ける方向とその方向に
受圧面を向けた状態で推進する推進量を決定し、それら
の仕様によって推進することを1推進サイクルとして、
順次この推進サイクルを繰り返して推進用ヘッドの制御
を実施するものである。
Conventionally, as a control method for this type of propulsion head, a position and an attitude of the propulsion head under the ground are detected, and a correction amount for adjusting the propulsion head course to a planned alignment is detected from the detected information. Based on the result, a skilled engineer judges and determines the direction in which the pressure-receiving surface is oriented and the amount of propulsion with the pressure-receiving surface oriented in that direction. As a cycle,
This propulsion cycle is sequentially repeated to control the propulsion head.

【0004】即ち、推進用ヘッドの位置及び姿勢の検出
から次の位置及び姿勢の検出までの1計測ピッチ間に於
ける推進においては、前記推進用ヘッドの推進経路を修
正方向に推進させるための前記受圧面の修正用向きに前
記先導体を向けたままの状態で推進させるものであるか
ら、前記修正量に対する推進経路の調整は、1推進サイ
クルにおける推進量を増減させることで調整せざるを得
ない。つまり、各推進サイクルでの推進量は、修正量に
応じて常に変化する可能性があり、例えば、前記修正量
の値が小さい場合には、1推進サイクル当りの推進量も
短くして推進するものである。
That is, in the propulsion for one measurement pitch from the detection of the position and posture of the propulsion head to the detection of the next position and posture, the propulsion path of the propulsion head is moved in the correction direction. Since the propulsion is performed while keeping the leading conductor oriented in the direction for correction of the pressure receiving surface, the adjustment of the propulsion path for the correction amount has to be adjusted by increasing or decreasing the propulsion amount in one propulsion cycle. I can't get it. That is, the propulsion amount in each propulsion cycle may always change in accordance with the correction amount. For example, when the value of the correction amount is small, the propulsion amount per one propulsion cycle is also shortened for propulsion. Things.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の推進用
ヘッドの制御方法によれば、推進設備の1ストローク分
に相当する距離を推進するのに、数回の推進サイクルを
重ねることもしばしばあり、1推進サイクルの推進が完
了する度毎に推進用ヘッドの位置及び姿勢の検出も実施
することとなる。即ち、1推進サイクル当りの推進長が
短くなればなるほど、推進サイクル数が増加し、前記検
出回数も増えて、結果的に時間が余計に掛かり、推進の
効率が低下するという欠点がある。
According to the above-mentioned conventional method for controlling a propulsion head, it is often the case that several propulsion cycles are repeated in order to propel a distance corresponding to one stroke of the propulsion equipment. Each time the propulsion of one propulsion cycle is completed, the position and orientation of the propulsion head are also detected. In other words, as the propulsion length per propulsion cycle becomes shorter, the number of propulsion cycles increases, and the number of times of detection increases, resulting in a disadvantage that extra time is required and the efficiency of propulsion is reduced.

【0006】さらに、実質の制御においては、熟練技術
者の判断が必要となると共に、その判断が、バラツいた
ものになる危険性もある。
Further, in actual control, judgment by a skilled technician is required, and there is a risk that the judgment may vary.

【0007】従って、本発明の目的は、上記欠点に鑑
み、少ない推進サイクルによって、推進用ヘッドの推進
経路を調整できる推進用ヘッドの制御方法を提供すると
ころにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for controlling a propulsion head that can adjust the propulsion path of the propulsion head with a small number of propulsion cycles in view of the above-mentioned drawbacks.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明の特徴手段は、地中にある推進用ヘッドの鉛直
方向及び水平方向の位置及び姿勢を検出し(以後「位置
姿勢検出」という)、その検出情報から、推進用ヘッド
進路を計画線形に合わせるための修正量を、鉛直方向修
正量及び水平方向修正量として各別に求め、その鉛直方
向修正量及び水平方向修正量からそれらの合成ベクトル
を修正要求量として求め、土中推進に伴う土中からの反
力を受けて推進方向を変更する受圧面の向く方向を、前
記修正要求量の方向に合わせて向け、且つ、その受圧面
の向く方向を反転操作して推進する反転推進量を前記修
正要求量の大きさによって設定して、推進経路を調整す
るところにある。
In order to achieve the above object, a feature of the present invention is to detect the vertical and horizontal positions and postures of a propulsion head underground (hereinafter referred to as "position / posture detection"). From the detected information, the correction amounts for adjusting the propulsion head course to the planned alignment are separately obtained as the vertical correction amount and the horizontal correction amount, and those correction amounts are obtained from the vertical correction amount and the horizontal correction amount. The combined vector is determined as the required correction amount, and the direction of the pressure receiving surface that changes the propulsion direction by receiving the reaction force from the soil accompanying the underground propulsion is oriented according to the direction of the required correction amount, and the pressure receiving pressure is adjusted. A propulsion route is adjusted by setting a reversal propulsion amount for propelling by reversing the direction in which the surface turns, according to the magnitude of the correction request amount.

【0009】[0009]

【作用】本発明による特徴手段によれば、地中にある推
進用ヘッドの鉛直方向及び水平方向の前記位置姿勢検出
を行い、その検出情報から、推進用ヘッド進路を計画線
形に合わせるための修正量を、鉛直方向修正量及び水平
方向修正量として各別に求め、その鉛直方向修正量及び
水平方向修正量からそれらの合成ベクトルを修正要求量
として求め、土中推進に伴う土中からの反力を受けて推
進方向を変更する受圧面の向く方向を、前記修正要求量
の方向に合わせて向け、且つ、その受圧面の向く方向を
反転操作して推進する反転推進量を前記修正要求量の大
きさによって設定して、推進経路を調整するので、1推
進サイクルでの推進において、前記修正要求量の方向に
受圧面を向けて行う初期推進と、受圧面の向く方向を反
転させた状態で行う反転推進とを組み合わせることが可
能となる。
According to the characteristic means of the present invention, the position and orientation of the propulsion head in the ground are detected in the vertical direction and the horizontal direction, and a correction for adjusting the course of the propulsion head to the planned alignment based on the detected information. The amount of vertical correction and the amount of horizontal correction are obtained separately, and the combined vector is calculated as the required correction from the amount of vertical correction and the amount of horizontal correction. The direction in which the pressure receiving surface that changes the propulsion direction in response to the direction of the correction request amount is oriented in accordance with the direction of the correction request amount, and the reversal propulsion amount in which the direction in which the pressure receiving surface turns is propelled and propelled, is set as the correction request amount The propulsion path is adjusted by setting the size, so that in the propulsion in one propulsion cycle, the initial propulsion in which the pressure-receiving surface is directed in the direction of the correction request amount and the direction in which the pressure-receiving surface faces are reversed. line It is possible to combine the inversion propulsion.

【0010】即ち、前記初期推進によって生じる進路の
変位に対して、前記反転推進を実施することで、元の進
路へ戻そうという動きが生じ、これらの推進の長さを前
記修正量に基づいて変化させることで、1推進サイクル
当りの推進量を長く設定した場合でも推進経路の細かい
調整が可能となる。仮に、1推進サイクル当りの推進量
を、1ストローク分の長さに設定すれば、推進用ヘッド
の前記位置姿勢検出は、1ストローク分の推進工程につ
き1回実施すればよいことになる。
That is, by performing the reversing propulsion with respect to the displacement of the course caused by the initial propulsion, a movement of returning to the original course occurs, and the length of these propulsions is determined based on the correction amount. By making the change, it is possible to finely adjust the propulsion route even when the propulsion amount per one propulsion cycle is set long. If the amount of propulsion per propulsion cycle is set to the length of one stroke, the position and orientation of the propulsion head need only be detected once per propulsion process for one stroke.

【0011】つまり、1ストロークに相当する推進長を
一単位とした推進経路の修正が出来、従来のように多く
の推進サイクルを重ねる必要がなく、最小限度の推進サ
イクル数で推進経路の調整を実施することができ、その
結果として、推進用ヘッドの前記位置姿勢検出を行う回
数も減らすことが可能となる。
In other words, the propulsion path can be corrected with the propulsion length corresponding to one stroke as one unit, and there is no need to repeat many propulsion cycles as in the prior art. As a result, the number of times of performing the position and orientation detection of the propulsion head can be reduced.

【0012】しかも、従来のように人的判断を中心とし
ないことから、バラツキの少ない制御が可能となり推進
精度を向上させることが出来る。
Moreover, since the conventional method does not focus on human judgment as in the prior art, it is possible to perform control with less variation and improve the propulsion accuracy.

【0013】[0013]

【発明の効果】従って、本発明の推進用ヘッドの制御方
法によれば、必要最小限度の位置姿勢検出回数で推進用
ヘッドの推進経路をバラツキ少なく調整することが出来
るようになり、推進時間を短縮させて、推進効率をよく
する事が可能となった。
Therefore, according to the control method of the propulsion head of the present invention, the propulsion path of the propulsion head can be adjusted with a minimum required number of detections of the position and orientation, and the propulsion time can be reduced. By shortening it, it became possible to improve propulsion efficiency.

【0014】[0014]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】本実施例の推進用ヘッドの制御方法は、図
2に示すように、推進に伴う土からの反力を受けて推進
方向を変更する受圧面Fを推進用ヘッド本体1Aに対し
て軸心P周りに回転自在に且つ推進方向に出退自在に設
け、地中における推進用ヘッド1の位置及び姿勢を検出
する機構(位置姿勢検出機構)を設けた推進用ヘッド1
によって、推進を実施しつつその推進経路を調整する推
進用ヘッドの制御方法であって、詳しくは、以下に示す
通りである。
As shown in FIG. 2, the method for controlling the propulsion head according to the present embodiment is as follows: a pressure receiving surface F for changing the propulsion direction in response to a reaction force from the soil accompanying the propulsion is applied to the propulsion head main body 1A. A propulsion head 1 provided rotatably about an axis P and retractable in a propulsion direction and provided with a mechanism (position and orientation detection mechanism) for detecting the position and orientation of the propulsion head 1 in the ground.
The method for controlling a propulsion head that adjusts the propulsion path while performing propulsion is described in detail below.

【0016】まず、前記位置姿勢検出機構によって、地
中にある推進用ヘッド1の位置及び姿勢を数値として検
出する。次に、それらの値を基に例えばファジー推論に
よって計画線形に対する推進用ヘッドの位置及び姿勢の
ずれから、鉛直方向修正量Y並びに水平方向修正量Xを
それぞれ推論値として求める。これらの値から図1Aに
示すように、合成ベクトルを修正要求量Rとしてもとめ
る。この修正要求量Rに基づいて推進に移るわけである
が、まず受圧面Fをこの合成ベクトルRの方向θtを向
くように合わせる。続いて、その状態で推進用ヘッド1
から前記受圧面Fを推進方向に押し出す。その際、図1
Bに示すように受圧面Fの向く方向を合成ベクトルRの
方向に合わせた状態で推進させる当初推進量L1と、受
圧面Fを反転操作した状態で推進させる反転推進量L2
との比を夫々前記修正要求量Rの値によって例えば表1
のように設定し、それらの合計推進量が1ストローク分
の長さとなるようにして推進を実施する。推進完了後、
再度推進用ヘッド1の位置及び姿勢の検出を実施し、次
の推進サイクルに対する制御値を求める。
First, the position and orientation of the propulsion head 1 under the ground are detected as numerical values by the position and orientation detection mechanism. Next, the vertical correction amount Y and the horizontal correction amount X are obtained as inference values from the deviation of the position and orientation of the propulsion head with respect to the planned alignment by, for example, fuzzy inference based on those values. As shown in FIG. 1A, the combined vector is obtained as the correction request amount R from these values. The propulsion is started based on the correction request amount R. First, the pressure receiving surface F is adjusted so as to face the direction θt of the composite vector R. Then, in that state, the propulsion head 1
Pushes out the pressure receiving surface F in the propulsion direction. At that time, FIG.
As shown in B, an initial propulsion amount L1 for propulsion in a state where the direction of the pressure receiving surface F is aligned with the direction of the composite vector R, and a reverse propulsion amount L2 for propulsion in a state in which the pressure receiving surface F is reversed.
Table 1 shows the ratio of
The propulsion is performed such that the total propulsion amount thereof is equal to the length of one stroke. After the promotion is completed,
The position and orientation of the propulsion head 1 are detected again to determine a control value for the next propulsion cycle.

【0017】[0017]

【表1】 [Table 1]

【0018】以下に、上述した推進制御に用いる推進装
置の一例を図によって説明する。図2〜図3に示すよう
に、個々の外面が円筒面状をなす管体群、即ち外面円筒
面状の推進用ヘッド1及び外面円筒状面の複数の推進管
2よりなる小口径(例えば口径100mm前後、あるい
はそれ以下程度)の管体群を、継手部Jを介して屈曲自
在に連結することにより、前記管体群を土中において屈
曲させつつ図外の押し込み装置により推進させるように
推進体を構成してある。
Hereinafter, an example of a propulsion device used for the above-described propulsion control will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 2 and 3, a small-diameter (for example, a propulsion head 1 having an outer cylindrical surface and a plurality of propulsion tubes 2 having an outer cylindrical surface) a group of tubes each having a cylindrical outer surface. A pipe group having a diameter of about 100 mm or less) is flexibly connected via a joint J so that the pipe group can be bent in the soil while being propelled by a pushing device (not shown). A propulsion body is configured.

【0019】次に、推進用ヘッド1を説明すると、図に
示すように管状の推進用ヘッド本体1Aと、そのヘッド
本体1Aに対して長手方向に沿う軸心P周りで回動自在
な先導体3とから構成されているとともに、前記先導体
3をヘッド本体1Aの軸心P周りに回転操作する回転駆
動機構4と、前記先導体3をヘッド本体1Aに対して軸
心P方向で出退操作する伸縮駆動機構5とを備えてい
る。前記先導体3は、前記ヘッド本体1Aに枢支された
回転駆動軸8と前記先導体3に連設されたピストン12
の筒状孔14との嵌合、および、前記ピストン12とそ
のピストン12に外嵌するヘッド本体1Aのシリンダー
部13との嵌合により、前記ヘッド本体1Aに対して、
相対回動ならびに軸心P方向で相対移動自在に支承され
ている。そして、この先導体3には、前記推進管2を地
中推進させるに伴って土圧を受けて、推進方向をヘッド
本体1Aの軸心P方向から逸れる方向へ変換する受圧面
Fを設けてある。また、図示しないが前記先導体3の先
端部には、土砂と管体群との摩擦抵抗を減少させるため
の滑材を吐出する周知の滑材吐出手段が設けられてい
る。
Next, the propulsion head 1 will be described. As shown in the drawing, a tubular propulsion head body 1A and a tip conductor rotatable about an axis P along the longitudinal direction with respect to the head body 1A. And a rotation drive mechanism 4 for rotating the tip conductor 3 around the axis P of the head body 1A, and moving the tip conductor 3 in the direction of the axis P with respect to the head body 1A. And a telescopic drive mechanism 5 for operation. The leading conductor 3 includes a rotating drive shaft 8 pivotally supported by the head body 1A and a piston 12 connected to the leading conductor 3.
Of the head main body 1A by fitting the piston 12 with the cylinder portion 13 of the head main body 1A that is fitted to the piston 12 and the piston 12,
It is supported for relative rotation and relative movement in the direction of the axis P. The leading conductor 3 is provided with a pressure receiving surface F that receives the earth pressure as the propulsion pipe 2 is propelled underground and converts the propulsion direction to a direction deviating from the direction of the axis P of the head main body 1A. . Although not shown, a known sliding material discharging means for discharging a sliding material for reducing the frictional resistance between the earth and sand and the tube group is provided at the tip of the leading conductor 3.

【0020】前記回転駆動機構4は、推進用ヘッド本体
1Aの内周面の一部に形成された螺旋溝6と、その螺旋
溝6に螺合する螺合凸部7aを備えて前記推進用ヘッド
本体1Aに内嵌する回転駆動用ピストン7と、前記回転
駆動用ピストン7の内面側に形成されたスプライン孔部
7bと噛合するスプライン軸部8aを外周部に形成した
回転駆動軸8と、前記回転駆動用ピストン7のピストン
ヘッド7cの両側部の受圧室10に圧力流体の一例であ
る圧油を給排してこの回転駆動用ピストン7をヘッド本
体1Aの軸心P方向で往復移動させる一対の圧力流体流
路9A・9Bとを備えてなる。
The rotary drive mechanism 4 includes a spiral groove 6 formed in a part of the inner peripheral surface of the propulsion head main body 1A, and a screwing convex portion 7a screwed into the spiral groove 6. A rotational drive piston 8 having an outer peripheral portion formed with a spline shaft portion 8a meshing with a spline hole 7b formed on the inner surface side of the rotational drive piston 7; Pressure oil, which is an example of a pressurized fluid, is supplied to and discharged from pressure receiving chambers 10 on both sides of the piston head 7c of the rotational drive piston 7, and the rotational drive piston 7 is reciprocated in the axis P direction of the head main body 1A. It has a pair of pressure fluid flow paths 9A and 9B.

【0021】前記伸縮駆動機構5は、前記回転駆動軸8
に対して軸心P方向で摺動自在に外嵌するように前記先
導体3に一体連結された有底筒状のピストン12と、そ
のピストンを内装するヘッド本体1Aのシリンダー部1
3と、前記シリンダー部13の内部空間に対して前記回
転駆動軸8内に形成された伸縮駆動用給排路11を介し
て圧油を供給する圧力流体供給装置(図外)とから構成
されている。この伸縮駆動機構5は、前記ピストン12
の内底部および前記ピストン12の推進方向とは反対側
の端面との双方に夫々受圧部12a,14aを設けて、
12aの受圧部と前記回転駆動軸8の推進方向側の端面
間および14aの受圧部とシリンダー部13内面との間
に夫々前方圧力室15・後方圧力室16を形成してあ
る。そして、前記両圧力室15,16に対して圧力流体
供給装置側からの圧油の流通を許す伸縮駆動用給排路1
1を設けてある。また、前方圧力室15と後方圧力室1
6間については、前記回転駆動軸8の外周面に形成され
たスプライン部8bに対して、前記ピストン12の筒状
孔14に、圧油の流通を許容する程度の間溝を設けて伸
縮駆動用給排路11を形成してある。一方、ヘッド本体
1Aに対するピストン12の最大突出量を規制するピス
トン突出規制手段は、図2に示すようにピストン12の
内側における大径部と小径部との段差部17、及び、回
転駆動軸8の推進方向側の端部でピストンの突出に伴っ
て前記段差部17が接当する接当部18とによって形成
してある。
The telescopic drive mechanism 5 includes the rotary drive shaft 8
And a cylindrical piston 12 with a bottom which is integrally connected to the leading conductor 3 so as to be slidably fitted in the direction of the axis P with respect to the cylinder body 1 and a cylinder portion 1 of a head body 1A in which the piston is provided.
3 and a pressure fluid supply device (not shown) for supplying pressure oil to the internal space of the cylinder portion 13 via a telescopic drive supply / discharge passage 11 formed in the rotary drive shaft 8. ing. The telescopic drive mechanism 5 includes the piston 12
Pressure receiving portions 12a and 14a are respectively provided on both the inner bottom portion and the end surface of the piston 12 opposite to the propulsion direction.
A front pressure chamber 15 and a rear pressure chamber 16 are formed between the pressure receiving portion 12a and the end face of the rotary drive shaft 8 on the propulsion direction side and between the pressure receiving portion 14a and the inner surface of the cylinder portion 13, respectively. An expansion drive supply / discharge path 1 that allows the flow of pressure oil from the pressure fluid supply device side to the pressure chambers 15 and 16.
1 is provided. Further, the front pressure chamber 15 and the rear pressure chamber 1
In the space between the six shafts, a groove is formed in the cylindrical hole 14 of the piston 12 with respect to the spline portion 8b formed on the outer peripheral surface of the rotary drive shaft 8 so as to allow the passage of the pressure oil, so as to expand and contract. A supply / discharge passage 11 is formed. On the other hand, as shown in FIG. 2, the piston protrusion restricting means for restricting the maximum protrusion amount of the piston 12 with respect to the head main body 1A includes a step portion 17 between a large diameter portion and a small diameter portion inside the piston 12, and a rotation drive shaft 8 And a contact portion 18 with which the step 17 contacts with the protrusion of the piston at the end in the propulsion direction.

【0022】前記回転駆動軸8の後方側端部には、推進
体の先端側位置を地上から検出する位置検出用センサを
取り付けるためのセンサ取付体19が、軸受手段20を
介して回動自在に外嵌装着されている。その軸受手段2
0の近くの回転駆動軸8部分には、ギヤ部21を備えた
抜止め部材が形成されている。そして、そのギヤ部21
と噛合するギヤ22を回転部に装着したロータリーエン
コーダ23が前記ヘッド本体1A側の適宜位置に装着さ
れている。従って、そのロータリーエンコーダ23は、
前記回転駆動軸8の回転を前記抜止め部材のギヤ部21
及び前記ギヤ22を介して読み取ることができるので、
前記回転駆動軸8の回転方向を検出することができる。
図中の24は、ポテンショメータ及びその軸に固定され
たバラストにて構成されたローリング角検出センサであ
り、そのローリング角検出センサ24によって推進用ヘ
ッド1が推進と共にどれだけローリングしたかが検出さ
れるようになっている。そして、このローリング角検出
センサ24にて検出して推進用ヘッド1のローリング角
及び前記ロータリーエンコーダ23によって得られた前
記ヘッド本体1Aと前記受圧面Fとの相対角度から、前
記受圧面Fの絶対角が分かるようになっている。
At the rear end of the rotary drive shaft 8, a sensor mounting body 19 for mounting a position detecting sensor for detecting the front end position of the propulsion body from the ground is rotatable via bearing means 20. Is fitted to the outside. The bearing means 2
In the portion of the rotary drive shaft 8 near 0, a retaining member provided with a gear portion 21 is formed. And the gear part 21
A rotary encoder 23 in which a gear 22 meshing with the rotary encoder is mounted on a rotating portion is mounted at an appropriate position on the head main body 1A side. Therefore, the rotary encoder 23
The rotation of the rotation drive shaft 8 is controlled by the gear portion 21 of the retaining member.
And can be read through the gear 22,
The rotation direction of the rotation drive shaft 8 can be detected.
Numeral 24 in the figure is a rolling angle detection sensor composed of a potentiometer and a ballast fixed to the shaft, and the rolling angle detection sensor 24 detects how much the propulsion head 1 has rolled with the propulsion. It has become. Then, based on the rolling angle of the propulsion head 1 detected by the rolling angle detection sensor 24 and the relative angle between the head main body 1A and the pressure receiving surface F obtained by the rotary encoder 23, the absolute value of the pressure receiving surface F is determined. You can see the corner.

【0023】図4に示すように、前記センサ取付体19
においては、前記軸芯Pと直交する方向に位置する一対
の取付部の一方に、推進用ヘッド1の位置検出信号送信
手段としてのセンサコイル25(即ち、前記推進体の長
手方向と交叉する方向に励磁状態で磁束を発生するセン
サコイル25)が、絶縁体25aを介して取着部材26
(具体的にはボルト26)を用いて取り付けられてい
る。そして、その取着部材26は、前記センサコイル2
5が発生する磁束の指向性を強めるべく、コイル鉄芯材
料によって構成されている。前記センサ取付体19の一
対の取付部の他方には、前記回転駆動軸8が回転しても
前記センサコイル25が常に上側に来るように前記セン
サ取付体19に対して重力を作用させる重錘27が装備
されている。従って、前記推進用ヘッド1が水平姿勢
(又は略水平姿勢)である限り、前記センサコイル25
が発生する磁束の方向は、常に鉛直方向(又は略鉛直方
向)に沿った方向になる。かかる状態で前記センサコイ
ル25から発せられる磁束は地上に到達するが、前記セ
ンサコイル25の上方に受信用コイルが存在していれ
ば、その受信用コイルに起電力が誘起されて電流が流
れ、受信用コイルに接続された検流計が反応することに
なる。そこで、前記受信用コイル及び前記検流計よりな
る位置検出信号受信手段を地上にて移動させたときに、
前記検流計が反応すれば、前記受信用コイルの下方の地
中に前記センサコイル25が存在するので、地上から前
記センサコイル25の位置即ち推進用ヘッド1の位置を
検出することができる。
As shown in FIG.
In one example, a sensor coil 25 (ie, a direction intersecting with the longitudinal direction of the propulsion body) serving as a position detection signal transmitting means of the propulsion head 1 is provided on one of a pair of mounting portions located in a direction orthogonal to the axis P. The sensor coil 25), which generates magnetic flux in an excited state, is attached to an attachment member 26 via an insulator 25a.
(Specifically, it is attached using a bolt 26). The attachment member 26 is connected to the sensor coil 2.
5 is made of a coil iron core material to enhance the directivity of the magnetic flux generated. The other of the pair of mounting portions of the sensor mounting body 19 is a weight that applies gravity to the sensor mounting body 19 so that the sensor coil 25 always stays on the upper side even when the rotation drive shaft 8 rotates. 27 are equipped. Therefore, as long as the propulsion head 1 is in a horizontal posture (or a substantially horizontal posture), the sensor coil 25
Is always the direction along the vertical direction (or substantially the vertical direction). In such a state, the magnetic flux emitted from the sensor coil 25 reaches the ground, but if a receiving coil exists above the sensor coil 25, an electromotive force is induced in the receiving coil and current flows, The galvanometer connected to the receiving coil will react. Therefore, when the position detection signal receiving means including the receiving coil and the galvanometer is moved on the ground,
If the galvanometer responds, the position of the sensor coil 25, that is, the position of the propulsion head 1 can be detected from the ground because the sensor coil 25 exists in the ground below the receiving coil.

【0024】前記ヘッド本体1Aの中間部にはその外周
部に、推進用ヘッド1の方位角検出信号送信手段として
のセンサコイル28(即ち、前記推進体の長手方向に沿
う方向に励磁状態で磁束を発生するセンサコイル28)
が、推進用ヘッド1(詳しくは、その本体1A)に対し
て同軸状に装着されている。そして、そのセンサコイル
28が発生する磁束の方向は、推進用ヘッド1が水平姿
勢(又は略水平姿勢)である限り、常に水平方向(又は
略水平方向)に沿った方向になる。かかる状態で前記セ
ンサコイル28から発せられる磁束は地上に到達する
が、前記センサコイル28の上方位置に適宜の方位角検
出信号受信手段を存在させると、それによって前記セン
サコイル28の方位即ち推進用ヘッド1の方位を検出す
ることができる。例えば、前記方位角検出信号受信手段
として、前記上方位置に、水平姿勢に配される受信用コ
イルを存在させると、その受信用コイルに起電力が誘起
されて電流が流れ、その電流は受信用コイルに接続され
た電流計によって読み取ることができる。そして、その
電流計にて読み取ったデータの組合せ結果から、前記セ
ンサコイル28の方位即ち推進用ヘッド1の方位を検出
することができる。
A sensor coil 28 as an azimuth angle detection signal transmitting means for the propulsion head 1 (ie, a magnetic flux in an energized state in a direction along the longitudinal direction of the propulsion body) Sensor coil 28 that generates
However, it is mounted coaxially with the propulsion head 1 (specifically, its main body 1A). The direction of the magnetic flux generated by the sensor coil 28 is always in the horizontal (or substantially horizontal) direction as long as the propulsion head 1 is in the horizontal (or substantially horizontal) posture. In such a state, the magnetic flux emitted from the sensor coil 28 reaches the ground. However, if an appropriate azimuth detection signal receiving means is provided above the sensor coil 28, the azimuth of the sensor coil 28, The direction of the head 1 can be detected. For example, when the azimuth angle detection signal receiving means includes a receiving coil arranged in a horizontal posture at the upper position, an electromotive force is induced in the receiving coil to cause a current to flow. It can be read by an ammeter connected to the coil. The direction of the sensor coil 28, that is, the direction of the propulsion head 1 can be detected from the result of the combination of the data read by the ammeter.

【0025】以上の位置検出信号送信手段・位置検出信
号受信手段・方位角検出信号送信手段・方位角検出信号
受信手段を総称して位置姿勢検出機構という。
The above-mentioned position detecting signal transmitting means, position detecting signal receiving means, azimuth detecting signal transmitting means, and azimuth detecting signal receiving means are collectively referred to as a position and orientation detecting mechanism.

【0026】〔別実施例〕以下に別実施例を説明する。[Another embodiment] Another embodiment will be described below.

【0027】先の実施例は、推進用ヘッド本体1Aに対
して、受圧面Fが推進方向へ押し出すタイプの推進用ヘ
ッド1について説明したが、この推進形式に限るもので
はなく、例えば、受圧面Fの押し出し方式に替えて、元
押しジャッキによって後続の推進管2ごと押し出す方式
のものであっても同様の制御方法を適応することが出来
る。
In the above embodiment, the propulsion head 1 of the type in which the pressure receiving surface F pushes out in the propulsion direction with respect to the propulsion head main body 1A has been described. However, the present invention is not limited to this type of propulsion. A similar control method can be applied to a method in which the subsequent propulsion pipe 2 is pushed out by a main push jack instead of the F pushing method.

【0028】又、1推進サイクル当りの推進量は、1ス
トロークの長さに限るものではなく、更に長く設定した
り、逆に短く設定することも可能である。例えば、対象
土質の性状が比較的均一な場合には、推進量と進路の変
位量との関係が、規則正しい比例関係を示し易いため
に、1推進サイクル当りの推進量を長く設定しても、予
測と実際との差が生じることは少ない。
The propulsion amount per propulsion cycle is not limited to the length of one stroke, but can be set longer or conversely shorter. For example, if the properties of the target soil are relatively uniform, the relationship between the amount of propulsion and the amount of displacement of the course tends to show a regular proportional relationship, so even if the amount of propulsion per propulsion cycle is set to be long, The difference between the prediction and the actual is unlikely.

【0029】更に、前記初期推進と前記反転推進とは、
1推進サイクルの内で必ず一回づつ実施することに限る
ものではなく、交互に複数回繰り返してもよく、修正量
の値によれば、1推進サイクルの推進すべてを初期推進
で実施してもよい。
Further, the initial propulsion and the reverse propulsion include:
It is not necessarily limited to one propulsion cycle in one propulsion cycle, and may be repeated several times alternately. According to the value of the correction amount, even if all propulsions in one propulsion cycle are performed in the initial propulsion cycle Good.

【0030】尚、特許請求の範囲の項に、図面との対照
を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明
は添付図面の構成に限定されるものではない。
In the claims, reference numerals are provided for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the configuration shown in the attached drawings.

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

【図1】推進の制御を表す図(1A……修正要求量を表
す図表、1B……各制御での推進量を表す図)
FIG. 1 is a diagram showing propulsion control (1A... Chart showing correction request amount, 1B... Diagram showing propulsion amount in each control)

【図2】推進用ヘッドの先端側を表す図FIG. 2 is a diagram showing a distal end side of a propulsion head.

【図3】推進ヘッドの基端側を表す図FIG. 3 is a diagram showing a base end side of a propulsion head.

【図4】推進ヘッドのイ−イ断面を表す図FIG. 4 is a view showing an II section of the propulsion head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 推進用ヘッド 2 推進管 F 受圧面 L2 反転推進量 R 修正要求量 X 水平方向修正量 Y 鉛直方向修正量 Reference Signs List 1 propulsion head 2 propulsion pipe F pressure receiving surface L2 reverse propulsion amount R required correction amount X horizontal correction amount Y vertical correction amount

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大島 高 兵庫県尼崎市浜1丁目1番1号 株式会 社クボタ 技術開発研究所内 (72)発明者 服部 正也 兵庫県尼崎市浜1丁目1番1号 株式会 社クボタ 技術開発研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−161596(JP,A) 特開 平3−199597(JP,A) 実公 平3−30465(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21D 9/06 311──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Takashi Oshima 1-1-1, Hama, Amagasaki-shi, Hyogo Prefecture Inside Kubota Technology Development Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Masaya Hattori 1-1-1, Hama, Amagasaki-shi, Hyogo Prefecture (56) References JP-A-59-161596 (JP, A) JP-A-3-199597 (JP, A) JP-A-3-30465 (JP, Y2) (58) Survey Field (Int.Cl. 6 , DB name) E21D 9/06 311

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 後方から押圧力を受けて推進する推進管
(2)の先端側に連結され、且つ、土中推進に伴う土中
からの反力を受けて推進方向を変更する受圧面(F)を
備えた推進用ヘッド(1)に対して、前記受圧面(F)
を向ける方向を操作して推進経路を調整する推進用ヘッ
ドの制御方法であって、 地中にある推進用ヘッド(1)の鉛直方向及び水平方向
の位置及び姿勢を検出し、その検出情報から、推進用ヘ
ッド進路を計画線形に合わせるための修正量を、鉛直方
向修正量(Y)及び水平方向修正量(X)として各別に
求め、その鉛直方向修正量(Y)及び水平方向修正量
(X)からそれらの合成ベクトルを修正要求量(R)と
して求め、その修正要求量(R)の方向に合わせて前記
受圧面(F)を向け、且つ、前記受圧面(F)の向く方
向を反転操作して推進する反転推進量(L2)を前記修
正要求量(R)の大きさによって設定して、推進経路を
調整する推進用ヘッドの制御方法。
A pressure-receiving surface connected to a distal end of a propulsion pipe for propelling by receiving a pressing force from the rear, and for changing a propulsion direction by receiving a reaction force from the soil accompanying the underground propulsion. F) with the pressure receiving surface (F) for the propulsion head (1) provided with
A method for controlling a propulsion head that adjusts a propulsion path by manipulating a direction in which a propulsion head is directed, detects a vertical and horizontal position and attitude of a propulsion head (1) underground, and detects the position and orientation from the detected information. The correction amounts for adjusting the propulsion head path to the planned alignment are separately obtained as a vertical correction amount (Y) and a horizontal correction amount (X), and the vertical correction amount (Y) and the horizontal correction amount ( X), the combined vector is obtained as a required correction amount (R), and the pressure-receiving surface (F) is oriented according to the direction of the correction required amount (R), and the direction in which the pressure-receiving surface (F) faces is changed. A propulsion head control method for adjusting a propulsion path by setting a reversal propulsion amount (L2) to be propelled by reversing operation according to the magnitude of the correction request amount (R).
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