JP3307087B2 - Automatic segment positioning method and automatic positioning device - Google Patents

Automatic segment positioning method and automatic positioning device

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JP3307087B2
JP3307087B2 JP14274894A JP14274894A JP3307087B2 JP 3307087 B2 JP3307087 B2 JP 3307087B2 JP 14274894 A JP14274894 A JP 14274894A JP 14274894 A JP14274894 A JP 14274894A JP 3307087 B2 JP3307087 B2 JP 3307087B2
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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、シールド掘進機に使用
されるセグメントの組立のための、セグメントの自動位
置決め方法及び自動位置決め装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for automatically positioning segments for assembling segments used in shield machines.

【0002】[0002]

【従来の技術】シールド掘進機におけるセグメント自動
組立装置を用いたセグメントの自動位置決め方法として
は、特開平3−199599号公報に提案されているよ
うな、光切断法を用いて、組立セグメントを既設セグメ
ントの位置・姿勢に合わせて位置決めする方法がある。
2. Description of the Related Art As a method of automatically positioning segments using an automatic segment assembling apparatus in a shield machine, an assembly segment is installed by using a light cutting method as proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-199599. There is a method of positioning according to the position / posture of the segment.

【0003】このような従来技術における組立セグメン
トの位置決めは、図9に示すように、既設セグメントの
内面と組立セグメントの内面の3箇所において検出手段
を用いて段差及び隙間を検出し、位置・姿勢偏差を演算
して、段差と隙間をなくす様に組立セグメントの位置・
姿勢を補正することによって行っている。
As shown in FIG. 9, the positioning of the assembly segment in the prior art is performed by detecting a step and a gap by using detecting means at three positions on the inner surface of the existing segment and the inner surface of the assembly segment. Calculate the deviation and adjust the position and position of the assembly segment to eliminate steps and gaps.
This is done by correcting the posture.

【0004】一方、特開平3−51500号公報には、
Kセグメントの組立を容易にするために、Kセグメント
に隣接する上部セグメントを押し上げ拡開させるセグメ
ント押上げジャッキを備えたセグメント押上げ装置が開
示されている。
On the other hand, JP-A-3-51500 discloses that
In order to facilitate the assembly of the K segment, a segment lifting device having a segment lifting jack for lifting and expanding an upper segment adjacent to the K segment is disclosed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記前者の従来技術で
は、セグメント1リングを順次組み立てようとすると、
図10に示すごとく、Kセグメントを組み込むための空
間が、Kセグメントの寸法と同じになる。そのためKセ
グメントの位置決めは極めて正確に行わなければ、左右
に隣接するセグメント(以下Bセグメントという。)に
接触するなど、Kセグメントの自動組立は非常に困難な
ものとなる。また実施工においては、各セグメントピー
ス同士の間には地下水の浸入を防ぐためのゴム製のシー
ル材を挟み込んでいる等の理由で、セグメントピース間
では、若干の隙間が生じているのが通常である。従って
Bセグメント組立後、Kセグメントを組み付けるための
空間はKセグメントの寸法より狭くなることが多い。こ
の状態でKセグメント自動組立を行おうとするときは、
KセグメントがBセグメントに接触しようとも、強引に
Kセグメントを挿入せざるを得ないため、セグメントが
損傷して止水性が低下したり、セグメントの組立精度が
低下する、等の不具合が生じる。
In the former prior art, when the segment 1 rings are sequentially assembled,
As shown in FIG. 10, the space for incorporating the K segment is the same as the dimension of the K segment. Therefore, unless the K segment is accurately positioned, automatic assembly of the K segment becomes extremely difficult, such as contact with adjacent segments on the left and right (hereinafter, referred to as a B segment). Also, in practice, there is usually a slight gap between the segment pieces due to the fact that a rubber sealing material is inserted between the segment pieces to prevent intrusion of groundwater. It is. Therefore, after assembling the B segment, the space for assembling the K segment is often smaller than the dimension of the K segment. When trying to perform K-segment automatic assembly in this state,
Even if the K segment comes into contact with the B segment, the K segment must be forcibly inserted, which causes problems such as damage to the segment, lower water stoppage, and lower assembly accuracy of the segment.

【0006】セグメントを手動操作のエレクタを用いて
組み立てる場合でも、作業者はその経験上、Kセグメン
トの組立が容易になるように、Bセグメントを少し開き
加減で組み立てているのが通常であり、セグメント自動
組立装置においても、Bセグメント組立時には、後に組
立てるKセグメントの挿入スペ−スの確保を考慮して、
手動操作に切り換えてBセグメント位置決めの微修正を
行っているのが現状である。
[0006] Even when assembling the segments using a manually operated erector, the operator usually experiences that the B segments are slightly opened and adjusted so that the K segments can be easily assembled. Also in the automatic segment assembling device, when assembling the B segment, taking into account the securing of the insertion space for the K segment to be assembled later,
At present, fine adjustment of B segment positioning is performed by switching to manual operation.

【0007】一方、上記後者の従来技術によれば、セグ
メント押上げ用のジャッキにより、自重で垂れ下がった
上部セグメントを押し上げて拡開させるので、最後に組
み込むKセグメントを隣接する上部セグメントと干渉す
ることなく、容易に組み込むことが出来る。しかし、シ
−ルド掘進機の内部はスペ−ス的に制約が多いので、こ
のような新たなセグメント押上げ装置を用いることな
く、上部セグメントの拡開を行えることが望ましい。ま
た、上部セグメントは既設セグメントに固定されている
ので、上部セグメントを押し上げる場合、Kセグメント
を除く既設セグメントリング全体を押し広げることにな
り、かなり大きな押し上げ力が必要となり、押し上げ装
置を小型にするのが困難である。
On the other hand, according to the latter prior art, since the upper segment hanging down by its own weight is pushed up and expanded by the jack for pushing up the segment, the K segment to be incorporated last interferes with the adjacent upper segment. And can be easily incorporated. However, since the inside of the shield machine has many restrictions in space, it is desirable to be able to expand the upper segment without using such a new segment lifting device. In addition, since the upper segment is fixed to the existing segment, when the upper segment is pushed up, the entire existing segment ring excluding the K segment is pushed and spread, and a considerably large pushing force is required, so that the pushing device is downsized. Is difficult.

【0008】本発明の目的は、セグメント1リング全て
を自動位置決めするために、手動操作に切換て微修正し
て行っているBセグメントの組立位置決めを、自動化す
ることができる新しい方法及び装置を提供し、これによ
って、Kセグメントの容易な自動組立をも可能にするこ
とである。
An object of the present invention is to provide a new method and apparatus capable of automating the assembly and positioning of the B segment, which is performed by performing a fine correction by switching to a manual operation in order to automatically position all of the segment 1 rings. However, this also allows for easy automatic assembly of the K segments.

【0009】本発明の他の目的は、セグメント1リング
全てを自動位置決めするために、特別の押し上げ装置を
必要としないセグメントの自動位置決め方法及び位置決
め装置を提供することである。
It is another object of the present invention to provide a method and an apparatus for automatically positioning a segment which does not require a special lifting device to automatically position all the rings of the segment.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
を達成するために、Kセグメントの左右に隣接している
Bセグメントの自動位置決め方法を改良する。すなわ
ち、セグメント組立装置を用いたBセグメントの自動位
置決め方法として、左右のBセグメントのうち少なくと
も1つのBセグメントのKセグメントと継ぎ合わせる側
の端面を、シールド掘進機の径方向に若干広げて位置決
め・仮止めを行う。例えば、BセグメントのAセグメン
トと接する側の点Cを中心として、Bセグメントをシ−
ルド径外側方向に回転させる様に位置決めを行う。そし
て、Kセグメントの位置決め・組付け後、Bセグメント
をKセグメントと締結可能な位置まで戻して組立てる。
According to the present invention, in order to achieve the above object, an automatic positioning method of a B segment adjacent to the left and right of a K segment is improved. That is, as an automatic positioning method of the B segment using the segment assembling apparatus, the end face on the side to be joined to the K segment of at least one of the right and left B segments is slightly widened in the radial direction of the shield machine to perform positioning and positioning. Perform temporary fixing. For example, the center of a point B on the side of the segment B that is in contact with the segment A is
Positioning is performed so as to rotate in the radial outside direction of the field. After positioning and assembling the K segment, the B segment is returned to a position where it can be fastened to the K segment and assembled.

【0011】[0011]

【作用】Kセグメントの組立時、少なくとも一方のBセ
グメントのKセグメント側を、シールド掘進機の径外側
方向に開いて仮止めする。これによって、Kセグメント
を挿入する幅を従来よりも広くとることができ、Kセグ
メントの位置決め、組立が容易になる。その後、Bセグ
メントは内側にKセグメントに接する位置まで戻して、
固定される。
When assembling the K-segment, at least one of the B-segments on the K-segment side is opened radially outward of the shield machine and temporarily fixed. As a result, the width for inserting the K segment can be made wider than before, and the positioning and assembly of the K segment become easy. Then, return the B segment to the position in contact with the K segment inside,
Fixed.

【0012】また、Bセグメントが既設セグメントに仮
止めされた状態で、Kセグメントの組付けを行うので、
Bセグメントを外側に拡開するための特別の押し上げ手
段は不要である。
Further, since the K segment is assembled in a state where the B segment is temporarily fixed to the existing segment,
No special lifting means is required to expand the B segment outward.

【0013】[0013]

【実施例】図1において、1は、1リング中で既に後方
既設セグメントリング3に接合された既設セグメントで
ある。2は、該既設セグメント1及び後方既設セグメン
トリング3にボルト等により接合される組立セグメント
で、ここでは1リング中の第2番目に組み立てるセグメ
ントとする。図1に示すように、組立セグメント2を所
定の組立位置近傍に粗位置決めした後、投光器3a、3
b、3cからの3本のスリット光を、その中の2本は後
方の既設セグメントリング3と組立セグメント2のトン
ネルの周方向の境界部に、他の1本は既設セグメント1
と組立セグメント2のトンネル軸方向の境界部にそれぞ
れ照射し、各々のスリット光によって生じる光切断像A
−A′,B−B′,C−C′をテレビカメラ4a,4
b,4cにより撮像する。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an existing segment already joined to a rear existing segment ring 3 in one ring. Reference numeral 2 denotes an assembly segment which is joined to the existing segment 1 and the rear existing segment ring 3 by bolts or the like. As shown in FIG. 1, after the assembly segment 2 is roughly positioned near a predetermined assembly position, the light projectors 3a, 3
b, 3c, two of which are located at the circumferential boundary of the tunnel between the existing segment ring 3 and the assembly segment 2 at the rear, and the other one is the existing segment 1
Illuminate the boundary of the assembly segment 2 in the tunnel axis direction, and the light cut image A generated by each slit light
-A ', BB', CC 'are connected to the television cameras 4a, 4
Images are taken by b and 4c.

【0014】図2に示すように、これらの投光器及びテ
レビカメラが一体となった3組の視覚装置10a,10
b,10cは自動組立装置のエレクタ本体12のセグメ
ント把持部34近傍に装備されている。
As shown in FIG. 2, these three projectors 10a, 10
b and 10c are provided near the segment gripping portion 34 of the erector main body 12 of the automatic assembling apparatus.

【0015】セグメントの自動組立に用いられるエレク
タ本体12は、図3及び図4に示すように、円筒状をし
たシールド本体11の後部に設置される。このエレクタ
本体12は、大別して、旋回機構であるエレクタリング
13と旋回モータ16、押付機構である吊りビーム21
と押付ジャッキ22、旋回微調整機構である横スライド
フレーム24と横スライドジャッキ25、前後摺動機構
である前後スライドフレーム27と前後スライドジャッ
キ28(図4)、ピッチング、ローリング、ヨーイング
等の姿勢制御機構である球面フレーム29と姿勢制御用
ジャッキ31、32、33及びセグメント把持部34か
らなっている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the erector main body 12 used for automatic assembly of segments is installed at the rear of a cylindrical shield main body 11. The erector main body 12 is roughly divided into an erector ring 13 serving as a turning mechanism, a turning motor 16, and a suspension beam 21 serving as a pressing mechanism.
Attitude control such as pitching, rolling, yawing, etc., a pressing jack 22, a horizontal slide frame 24 and a horizontal slide jack 25 as a turning fine adjustment mechanism, a front and rear slide frame 27 and a front and rear slide jack 28 as a front and rear slide mechanism (FIG. 4). It comprises a spherical frame 29 as a mechanism, jacks for attitude control 31, 32, 33 and a segment gripper.

【0016】エレクタリング13は、シールド本体11
の複数箇所に配置された外周ガイドローラ14と側面ガ
イドローラ15により案内され、シールド本体11に取
り付けられた旋回モータ16によりピニオン17とリン
グギヤ18を介して旋回駆動される。これに伴い、エレ
クタリング13上に支持された以下の各部も同時に左右
旋回させられる。
The electric ring 13 is provided on the shield body 11.
Are guided by outer peripheral guide rollers 14 and side guide rollers 15 disposed at a plurality of positions, and are turned by a turning motor 16 attached to the shield body 11 via a pinion 17 and a ring gear 18. Along with this, the following components supported on the electoring ring 13 are simultaneously turned left and right.

【0017】2本のジャッキ31,32を同時に伸長ま
たは収縮させた場合、球面フレーム29は球面中心Gを
含むX軸のまわりに傾けられ、この動きはセグメント把
持部34のローリング制御に用いられる。また、ジャッ
キ31,32のいずれか一方を伸長させ、他方を収縮さ
せた場合は、球面フレーム29は球面中心Gを含むZ軸
のまわりに左右旋回させられ、この動きはセグメント把
持部34のヨーイング制御に用いられる。
When the two jacks 31 and 32 are simultaneously extended or contracted, the spherical frame 29 is tilted around the X axis including the spherical center G, and this movement is used for rolling control of the segment gripper 34. When one of the jacks 31 and 32 is extended and the other is contracted, the spherical frame 29 is turned left and right around the Z axis including the spherical center G, and this movement is caused by the yawing of the segment grip portion 34. Used for control.

【0018】球面フレーム29の中心軸30に吊り下げ
られたセグメント把持部34は、球面フレーム29との
間に取り付けられた姿勢制御用ジャッキ33の伸縮によ
り中心軸30のまわりに矢印ψ方向に傾けられ、この動
きはセグメント把持部34のピッチング制御に用いられ
る。
The segment holding portion 34 hung on the central axis 30 of the spherical frame 29 is tilted around the central axis 30 in the direction of arrow に よ り by the expansion and contraction of the attitude control jack 33 attached to the spherical frame 29. This movement is used for pitching control of the segment gripper 34.

【0019】図1に戻って、テレビカメラ4a,4b,
4cからの画像データは、カメラ切換器5により切換選
択し、画像入出力装置6を介して画像メモリ7に格納す
るとともに、画像メモリ7の内容を画像入出力装置6を
介して画像モニタ8に表示する。
Returning to FIG. 1, the television cameras 4a, 4b,
The image data from 4c is switched and selected by the camera switch 5 and stored in the image memory 7 via the image input / output device 6, and the contents of the image memory 7 are transmitted to the image monitor 8 via the image input / output device 6. indicate.

【0020】演算装置9は、画像メモリ7に格納された
データを画像処理して各々の光切断像の端点の座標を求
め、その座標値から既設セグメント1及び既説セグメン
ト3と組立セグメント2の相対的な位置・姿勢の偏差量
を演算し、本体制御装置50へ出力する。
The arithmetic unit 9 performs image processing on the data stored in the image memory 7 to determine the coordinates of the end points of the respective light-section images, and calculates the coordinates of the existing segment 1, the existing segment 3, and the assembly segment 2 from the coordinate values. A relative position / posture deviation amount is calculated and output to the main body control device 50.

【0021】本体制御装置50は、演算装置9に対して
データ要求を出すとともに、演算装置9からの偏差量演
算結果に基づいて、エレクタ本体12の押付ジャッキ2
2、横スライドジャッキ25、前後スライドジャッキ2
8、姿勢制御用ジャッキ31,32,33等の各種アク
チュエータに対し組立セグメントの位置決め補正に必要
な制御信号を出し、この制御信号を油圧信号に変換する
油圧制御装置51を介して各種ジャッキのアクチュエー
タ22,25,28,31,32,33を動作させる。
The main body controller 50 issues a data request to the arithmetic unit 9 and, based on the calculation result of the deviation amount from the arithmetic unit 9, presses the jack 2 of the erector main body 12.
2, horizontal slide jack 25, front and rear slide jack 2
8. A control signal necessary for correcting the positioning of the assembly segment is output to various actuators such as the attitude control jacks 31, 32, and 33, and the actuators of the various jacks are transmitted through a hydraulic control device 51 that converts the control signal into a hydraulic signal. 22, 25, 28, 31, 32, and 33 are operated.

【0022】次に、図5で、本体制御装置50及び演算
装置9における処理について説明する。セグメントを自
動組立する場合、組立セグメントの位置決めは、既設セ
グメントの位置・姿勢の計測結果から目標位置を設定
し、エレクタ本体12を数値制御することによって行わ
れる。実際には、計測誤差や制御誤差がある。そのた
め、本体制御装置50によって、エレクタ本体12を制
御し、組立セグメントを所定の組立位置近傍に粗位置決
めする(ステップ402)。その後、演算装置9で既設
セグメント1と組立セグメント2の相対的な位置・姿勢
の偏差量を検出し(ステップ404)、移動量を演算す
る(ステップ406)。その後、本体制御装置50によ
って位置決め補正、すなわち微位置決め(408)を行
う。
Next, the processing in the main body control unit 50 and the arithmetic unit 9 will be described with reference to FIG. When segments are automatically assembled, the positioning of the assembled segments is performed by setting a target position based on the measurement results of the positions and postures of the existing segments, and numerically controlling the erector main body 12. Actually, there are measurement errors and control errors. Therefore, the main body controller 50 controls the erector main body 12 to roughly position the assembly segment near a predetermined assembly position (step 402). After that, the arithmetic unit 9 detects the deviation amount of the relative position / posture between the existing segment 1 and the assembled segment 2 (step 404), and calculates the moving amount (step 406). Thereafter, the main body controller 50 performs positioning correction, that is, fine positioning (408).

【0023】Aセグメントに関しては、前記特開平3−
199599号公報に開示された方法で組立てることが
できる。
Regarding the A segment,
It can be assembled by the method disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 199599.

【0024】以下、本発明の特徴とするBセグメントの
自動位置決めについて説明する。図6にセグメントの位
置決め、組立のための座標系を定義する。エレクタは、
把持したセグメントの点Sを座標の中心としてシールド
軸方向(X)、横方向(Y)、径方向(Z)と各方向の
軸回りの回転(それぞれローリング、ピッチング、ヨー
イング)が可能で、把持したセグメントの3ヶ所におい
て、既設セグメントに対する、段差と隙間を計測する。
計測した段差、隙間より、把持したセグメントの点Sを
中心として全6方向の位置補正量を演算し、3点の段
差、隙間がなくなるようにエレクタを動作させ、補正、
位置決めを行う。
The automatic positioning of the B segment, which is a feature of the present invention, will be described below. FIG. 6 defines a coordinate system for segment positioning and assembly. Elekta
Rotation (rolling, pitching, and yawing) around the axis in each of the shield axis direction (X), the lateral direction (Y), and the radial direction (Z) is possible with the point S of the grasped segment as the center of the coordinates. At three places of the segment, the step and the gap with respect to the existing segment are measured.
From the measured steps and gaps, the position correction amounts in all six directions are calculated around the point S of the grasped segment, and the erector is operated so that the three steps and gaps disappear, and correction,
Perform positioning.

【0025】補正量は、基本補正量と開き補正量からな
る。基本補正量の演算は、3ヶ所の計測点の段差、隙間
が無くなる値を演算する。つまり、図7に示したよう
に、Aセグメントと接する側の点Cを中心として、Bセ
グメントのKセグメント側を外側に回転させた状態に位
置決めを行い、仮止めをする。このとき、Kセグメント
(幅W)との間隙Tを確保する必要がある。そのため、
通常の、すなわち回転させない状態で、段差、隙間が無
くなるように求めた基本補正量に、さらに開き補正量を
加えて、点Cを中心としてBセグメントを回転させた位
置決めを行う。
The correction amount includes a basic correction amount and an opening correction amount. In the calculation of the basic correction amount, a value that eliminates a step and a gap between three measurement points is calculated. That is, as shown in FIG. 7, the positioning is performed in a state where the K segment side of the B segment is rotated outward with respect to the point C on the side in contact with the A segment, and the temporary fixing is performed. At this time, it is necessary to secure a gap T with the K segment (width W). for that reason,
In a normal state, that is, in a state where the rotation is not performed, the opening correction amount is further added to the basic correction amount obtained so as to eliminate the step and the gap, and the positioning is performed by rotating the B segment about the point C.

【0026】Kセグメントを位置決めし、既設のKセグ
メントに固定・組付けを行った後、仮止めされているB
セグメントをKセグメントと締結可能な位置まで戻し、
このBセグメントを固定する。
After positioning the K segment and fixing / assembling it to the existing K segment, the temporarily fixed B segment is set.
Return the segment to a position where it can be fastened to the K segment,
This B segment is fixed.

【0027】Bセグメントの仮止めは、シ−ルドジャッ
キにより、Bセグメントを既設のセグメントリングに押
し付けることによって行うことができる。あるいはま
た、Bセグメントをボルト・ナット等の締結具により、
既設のセグメントリングに締結してもよい。この場合、
ボルト締結用の穴に、ボルトに対して若干のガタを持た
せることにより、Bセグメントを外側にずらして仮止
し、Kセグメントの位置決め・組付けを行った後、ボル
トを緩めてBセグメントを内側にKセグメントと接する
位置まで戻した後、固定することが可能となる。
The temporary fixing of the B segment can be performed by pressing the B segment against an existing segment ring by a shield jack. Alternatively, the B segment is fastened with fasteners such as bolts and nuts.
It may be fastened to an existing segment ring. in this case,
By making the bolt fastening holes slightly loose against the bolt, the B segment is shifted outward and temporarily fixed, and after positioning and assembling the K segment, the bolt is loosened and the B segment is removed. After returning to the position in contact with the K segment inside, it becomes possible to fix.

【0028】図8にBセグメントの補正方法の一例を示
す。セグメントの補正動作はセグメント上の点Sを中心
として座標系を定義しているため、Bセグメントをロー
リングさせて位置決めするためには、ローリング量と、
同図に示した横補正dy、押付補正dzの2つをさらに
行うことによってセグメント上の点Cを中心に補正、位
置決めを行う。つまりBセグメントを最初の位置B0か
ら、角θだけローリングさせるとともに(位置B1)、
セグメントの座標系の中心Sを同図のS′の位置に移動
させるように(位置B2)、Y軸、Z軸方向にそれぞれ
dy,dzだけ同時に補正する。
FIG. 8 shows an example of a B segment correction method. Since the segment correction operation defines a coordinate system centered on a point S on the segment, the rolling amount and the amount of rolling are required for rolling and positioning the B segment.
By further performing the horizontal correction dy and the pressing correction dz shown in the figure, correction and positioning are performed around the point C on the segment. That is, the B segment is rolled from the initial position B0 by the angle θ (position B1),
In order to move the center S of the segment coordinate system to the position of S 'in the figure (position B2), correction is simultaneously made by dy and dz in the Y-axis and Z-axis directions, respectively.

【0029】なお、Bセグメントの位置の補正方法とし
ては、上記した点Cを中心にする方法だけでなく、Bセ
グメント全体を平行移動させる等、他の方法を用いても
良いことは言うまでもない。
As a method of correcting the position of the B segment, it goes without saying that not only the above-described method of centering on the point C but also other methods such as parallel movement of the entire B segment may be used.

【0030】また、左右一対のBセグメントを外側に移
動させてもよく、一方のBセグメントのみを移動、仮止
めさせても良い。
Further, the pair of left and right B segments may be moved outward, or only one of the B segments may be moved and temporarily fixed.

【0031】本発明によれば、Kセグメントの組立時、
Bセグメントをシールド掘進機の径外側方向に開いて仮
止めしているので、Kセグメントを挿入する幅を従来よ
りも広くとることができ、Kセグメントの自動組立が容
易になる。また、Bセグメントの移動だけでKセグメン
トを組み立てる広い空間を確保することができ、他の既
設セグメントまで押し広げる必要がなく、特別の押上げ
装置が不要である。
According to the present invention, when assembling the K segment,
Since the B segment is opened temporarily in the radially outward direction of the shield machine, the width for inserting the K segment can be made wider than before, and automatic assembly of the K segment becomes easy. In addition, a wide space for assembling the K segment can be ensured only by moving the B segment, there is no need to expand the existing segment, and no special lifting device is required.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明により以下の効果がある。The present invention has the following effects.

【0033】(1)Bセグメントの位置決め・仮止め
時、移動量の演算及び位置決めが自動的に行われる。従
って、作業者が手動操作に切り換えてBセグメントの位
置決めの微修正を行う必要がない。
(1) At the time of positioning and temporary fixing of the B segment, the calculation and the positioning of the moving amount are automatically performed. Therefore, there is no need for the operator to switch to the manual operation and make fine correction of the positioning of the B segment.

【0034】(2)Kセグメントを組み立てる空間が広
くなるので、Kセグメントの自動組立てが容易で、各セ
グメントの損傷が少なくなることから組立精度、品質の
向上が望める。
(2) Since the space for assembling the K segments is widened, the automatic assembling of the K segments is easy, and the damage to each segment is reduced, so that improvement in the assembly accuracy and quality can be expected.

【0035】(3)Kセグメントを組み立てる広い空間
を確保するために、Bセグメントのみを外側に開いて仮
止めするので、既設セグメント全体を押し広げるのに比
べて力は小さくてよく、特別の押上げ装置が不要であ
る。
(3) In order to secure a wide space for assembling the K segment, only the B segment is opened outward and temporarily fixed, so that the force may be smaller than when the entire existing segment is pushed and spread. No lifting device is required.

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

【図1】本発明を実施するためのセグメント自動組立装
置の一例を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an automatic segment assembling apparatus for implementing the present invention.

【図2】図1における3組の視覚装置の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of three sets of visual devices in FIG. 1;

【図3】図1のセグメント自動組立に用いられるエレク
タ本体の要部縦断面図。
FIG. 3 is a vertical sectional view of a main part of an erector main body used for automatic segment assembly in FIG. 1;

【図4】図3のエレクタ本体の側断面図。FIG. 4 is a side sectional view of the erector main body of FIG. 3;

【図5】図1の演算装置の処理フロー図。FIG. 5 is a processing flowchart of the arithmetic unit in FIG. 1;

【図6】Bセグメントの位置決め、組立のための座標系
を定義する図。
FIG. 6 is a diagram defining a coordinate system for positioning and assembling a B segment.

【図7】補正量の演算方法の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of a method of calculating a correction amount.

【図8】本発明によるBセグメントの補正方法を示す
図。
FIG. 8 is a diagram showing a method for correcting a B segment according to the present invention.

【図9】従来技術における組立セグメントの位置決め方
法を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a method for positioning an assembly segment in the related art.

【図10】従来技術におけるKセグメント組立方法の説
明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a K-segment assembling method according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…既設セグメント、2…組立セグメント、3a、3
b、3c…投光器、4a,4b,4c…テレビカメラ、
9…演算装置、12…エレクタ本体、34…セグメント
把持部、50…本体制御装置、51…油圧制御装置
1: Existing segment, 2: Assembly segment, 3a, 3
b, 3c: floodlight, 4a, 4b, 4c: television camera,
9 arithmetic unit, 12 elector body, 34 segment gripper, 50 body control unit, 51 hydraulic control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩原 秀美 東京都港区北青山二丁目5番8号 株式 会社 間組内 (72)発明者 志野 和巳 東京都港区北青山二丁目5番8号 株式 会社 間組内 (72)発明者 亀井 健 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (72)発明者 平沢 幸久 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (72)発明者 田中 康雄 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (72)発明者 森 泰雄 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (72)発明者 小澤 肇 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (56)参考文献 特開 平5−321597(JP,A) 特開 平5−133196(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 11/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hidemi Hagiwara 2-58-8 Kitaaoyama, Minato-ku, Tokyo Co., Ltd. (72) Inventor Kazumi Shino 2-58-8 Kitaaoyama, Minato-ku, Tokyo Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Kamei 650, Kandamachi, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref.Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Inventor Yasuo Tanaka 650 Kandate-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref.Hitachi Construction Machinery Co., Ltd., Tsuchiura Plant (72) 650, Tsuchiura-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Tsuchiura Plant (56) References JP-A-5-321597 (JP, A) JP-A 5-133196 (JP) , A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) E21D 11/40

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】シールド堀進機内に設置されたセグメント
自動組立装置のエレクタにより組立セグメントを所定の
組立位置近傍に粗位置決めし、その後、該エレクタ上に
設置した投光器から前記組立セグメントと既設セグメン
トのトンネル周方向に沿った境界部の少なくとも2ヶ所
とトンネル軸方向に沿った境界部の少なくとも1ヶ所に
スリット光を照射し、各々のスリット光像を撮像して得
られた画像データから前記の少なくとも3ヶ所の段差・
隙間を検出し、該段差・隙間情報を基にして前記組立セ
グメントと前記既設セグメントの位置・姿勢偏差を求
め、該偏差を補正することによって前記組立セグメント
を組立位置に微位置決め・組立る、セグメント自動位置
決め方法において、 セグメントリングの中で最後に組立てられるKセグメン
トに隣接するBセグメントの組立てに際して、少なくと
も1つの前記Bセグメントの前記Kセグメント側を、前
記既設セグメントに対してシールド径外側方向に開いた
状態に位置決めし、該位置に仮止めし、 前記Kセグメントの位置決め・組付けを行ない、 前記仮止めしてあるBセグメントを、シールド径内側方
向に移動させて前記Kセグメントと締結可能な組立位置
に位置決めし、該位置で組立ることを特徴とするセグメ
ントの自動位置決め方法。
1. An assembly segment is roughly positioned near a predetermined assembly position by an erector of an automatic segment assembling apparatus installed in a shield drilling machine, and thereafter, the assembly segment and the existing segment are separated from a projector installed on the erector. The slit light is applied to at least two places of the boundary part along the tunnel circumferential direction and at least one part of the boundary part along the tunnel axis direction, and at least the above-mentioned image data is obtained from image data obtained by capturing each slit light image. 3 steps
Detecting a gap, obtaining a position / posture deviation between the assembly segment and the existing segment based on the step / gap information, and finely positioning and assembling the assembly segment at an assembly position by correcting the deviation; In the automatic positioning method, in assembling a B segment adjacent to a K segment to be assembled last in a segment ring, the K segment side of at least one of the B segments is opened outward in a shield radial direction with respect to the existing segment. The K segment is positioned and temporarily fixed, and the K segment is positioned and assembled. The temporarily fixed B segment is moved inward in the radial direction of the shield to assemble with the K segment. Automatic positioning of segments characterized by positioning at a position and assembling at the position Law.
【請求項2】前記Kセグメントの左右に夫々隣合う前記
2つのBセグメントの前記Kセグメント側を、前記既設
セグメントに対して各々シールド径外側方向に開いて位
置決め・仮止めした後、前記Kセグメントの位置決め・
組付けを行なうことを特徴とする請求項1記載のセグメ
ントの自動位置決め方法。
2. The K-segment of the two B-segments adjacent to the left and right of the K-segment is opened and positioned / temporarily fixed to the existing segment in the radial direction of the shield. Positioning
2. The automatic segment positioning method according to claim 1, wherein the assembly is performed.
【請求項3】前記仮止めは、シールドジャッキにより、
前記Bセグメントを前記既設セグメントリングに押し付
けることにより行なうことを特徴とする請求項1又は2
いずれか1項に記載のセグメントの自動位置決め方法。
3. The temporary fixing is performed by using a shield jack.
3. The method according to claim 1, wherein the B segment is pressed against the existing segment ring.
An automatic segment positioning method according to any one of the preceding claims.
【請求項4】前記仮止めは、前記Bセグメントを締結具
により前記既設セグメントリングに締結することにより
行なうことを特徴とする請求項1又は2いずれか1項に
記載のセグメントの自動位置決め方法。
4. The automatic segment positioning method according to claim 1, wherein the temporary fixing is performed by fastening the B segment to the existing segment ring with a fastener.
【請求項5】前記締結具として、セグメント組立用のボ
ルト・ナットを用いることを特徴とする請求項4に記載
のセグメントの自動位置決め方法。
5. The automatic segment positioning method according to claim 4, wherein a bolt / nut for assembling a segment is used as the fastener.
【請求項6】前記BセグメントのAセグメントと接する
側の点Cを中心として、前記Bセグメントをシールド径
外側方向に回転させる様に位置決め・仮止めを行なうこ
とを特徴とする請求項1ないし5いずれか1項に記載の
セグメントの自動位置決め方法。
6. A positioning / temporary fixing operation is performed such that the B segment is rotated in a radially outward direction of the shield around a point C on a side of the B segment which is in contact with the A segment. An automatic segment positioning method according to any one of the preceding claims.
【請求項7】前記Bセグメントの仮止め用の位置決めの
ために、前記Bセグメント上の前記点Cを中心に、ロー
リング量の補正と、横及び押付けの2つの補正とを行な
うことを特徴とする請求項1ないし6いずれか1項に記
載のセグメントの自動位置決め方法。
7. The method according to claim 1, wherein the correction of the amount of rolling and the two corrections of lateral and pressing are performed centering on the point C on the B segment for positioning for temporary fixing of the B segment. The automatic segment positioning method according to any one of claims 1 to 6, wherein:
【請求項8】シールド堀進機内に設置され、本体制御装
置により制御されるエレクタにより、組立セグメントを
所定の組立位置近傍に粗位置決めし、その後、該エレク
タ上に設置した投光器から前記組立セグメントと既設セ
グメントのトンネル周方向に沿った境界部の少なくとも
2ヶ所とトンネル軸方向に沿った境界部の少なくとも1
ヶ所にスリット光を照射し、各々のスリット光像を撮像
して得られた画像データから前記の少なくとも3ヶ所の
段差・隙間を検出し、演算装置により、前記段差・隙間
情報を基にして前記組立セグメントと前記既設セグメン
トの位置・姿勢偏差を求め、該偏差を補正するように前
記本体制御装置が前記エレクタを制御することによって
前記組立セグメントを組立位置に微位置決めする、セグ
メント自動位置決め装置において、 前記演算装置は、セグメントリングの中で最後に組み立
てられるKセグメントに隣接するBセグメントに関し
て、該Bセグメントの前記Kセグメント側を前記既設セ
グメントに対してシールド径外側方向に開いて、前記K
セグメントの位置決め・組付けのためのスペースを確保
した状態を、仮止め位置として演算により求めるように
構成され、 前記本体制御装置は、前記演算装置により求められた前
記仮止め位置に、前記Bセグメントの位置決めを行なう
ように構成されている、ことを特徴とするセグメント自
動位置決め装置。
8. An erector installed in a shield excavator and controlled by a main body control device roughly positions an assembly segment near a predetermined assembly position. At least two locations of the existing segment along the tunnel circumferential direction and at least one of the boundaries along the tunnel axial direction.
Irradiating the slit light to the three locations, detecting the steps and gaps of the at least three places from the image data obtained by imaging each slit light image, by an arithmetic unit, based on the step and gap information, the A position / posture deviation between the assembly segment and the existing segment is determined, and the main body controller finely positions the assembly segment at the assembly position by controlling the erector so as to correct the deviation. The arithmetic unit opens the K segment side of the B segment in the shield radial outer direction with respect to the existing segment with respect to the B segment adjacent to the K segment assembled last in the segment ring,
The state where a space for positioning and assembling the segments is secured is calculated as a temporary fixing position, and the main body control device is configured to set the B segment at the temporary fixing position obtained by the arithmetic device. An automatic segment positioning device configured to perform positioning of a segment.
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