JP3397641B2 - Propulsion device - Google Patents
Propulsion deviceInfo
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- JP3397641B2 JP3397641B2 JP15482697A JP15482697A JP3397641B2 JP 3397641 B2 JP3397641 B2 JP 3397641B2 JP 15482697 A JP15482697 A JP 15482697A JP 15482697 A JP15482697 A JP 15482697A JP 3397641 B2 JP3397641 B2 JP 3397641B2
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- magnetic field
- head
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁界発生手段を有
する推進体を設け、前記推進体を地中推進操作すると共
に、その推進体の推進距離検出手段を有する推進機を設
け、前記磁界発生手段からの磁界を検出すべく前記推進
体の推進到達目標位置の近傍に配置する一対の磁界検出
手段を設け、平面視で、推進開始位置と前記推進到達目
標位置とを結ぶ推進計画線を表示すると共に、前記一対
の磁界検出手段からの磁界強度比の検出結果に基づい
て、その推進計画線に対する前記推進体の偏位を示す表
示部を有する推進装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の推進装置においては、推進開始位
置(以下、単に「開始位置」と称する)から推進到達目
標位置(以下、単に「目標位置」と称する)に至る推進
計画線に沿って推進体を地中推進させる際に、特に、推
進体の左右方向における進行方向を制御するために、磁
界発生手段を推進体の推進ヘッドに設けると共に、一対
の磁界検出手段を目標位置に設けるものがある。この場
合、前記磁界発生手段としては発信コイルを用い、一対
の磁界検出手段としては二個の発信コイルを用いる。こ
れら二個の発信コイルの軸芯は互いに平行に設け、か
つ、平面視において開始位置と目標位置とを結ぶ推進計
画線に対して略平行となるように設けてある。尚、以後
においては、一対の受信コイル間を結ぶ線分を垂直二等
分して得られる線を照準線と称する。当該発信コイルに
は、所定の変調をかけた電流を流して磁界を発生させ
る。前記発信コイルで発生させた磁界により、夫々の受
信コイルでは電磁誘導が生じ、電圧が発生する。これら
の電圧値を比較して、前記推進体の向きを特定するので
ある。つまり、推進ヘッドが、正しく目標位置を向いて
いる場合には、双方の受信コイルを通過する磁束線の数
が略等しくなって、一対の受信コイルに発生する電圧値
は等しくなる。しかし、推進ヘッドが一方の受信コイル
の側に向いている場合には、双方の受信コイルを通過す
る磁束線の数が異なることとなって、夫々の受信コイル
で発生する電圧値に差が生じる。推進ヘッドが向いてい
る側の受信コイルでは磁力線がより多く通過するから、
当該側の受信コイルでは高い電圧値を示すこととなる。
この電圧値の差の大小を比較評価することで、前記目標
位置に対する推進ヘッドの位置、向き等を特定するので
ある。推進作業中においては、前記電圧値の大小に基づ
き、推進装置を構成する推進制御装置の表示部に推進ヘ
ッドの位置等を表示する。例えば、仮に、推進ヘッドが
目標位置に対して左に偏位している場合には、推進ヘッ
ドの偏位を示す点が、前記表示部に表示された推進計画
線に対して左側にプロットされる。このプロットの位置
と推進計画線との距離は、推進計画線に対する推進ヘッ
ドの偏位量が大きいほど長く表示される。推進作業を行
う者は、この表示に基づいて推進ヘッドの方向修正を行
うのである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の推進装置に
おいては、前記一対の受信コイルが形成する照準線は平
面方向視において前記推進計画線と略平行に設定するの
が原則である。しかし、推進作業を行う現場によって
は、地上の障害物等によって受信コイルを上記のごとく
設置できず、照準線が前記推進計画線と所定の角度を有
した状態とならざるを得ない場合がある。この場合に
は、たとえ、推進ヘッドが推進計画線上を進んでいる場
合であっても、発信コイルの軸芯と照準線とは一致しな
い。つまり、発信コイルから双方の受信コイルへの夫々
の距離が異なること等が原因となって、夫々の受信コイ
ルを通過する磁力線の数に差が生じ、推進装置として
は、推進ヘッドの推進状態が正常でないと判断すること
となる。推進作業中には、前記推進計画線と推進ヘッド
の推進状況とが推進制御装置の表示部に併せて表示され
る。しかし、上記のごとく、夫々の受信コイルの受信結
果が異なる場合には、推進計画線から離間した位置に推
進ヘッドの推進状況が表示されることとなる。例えば、
平面方向視において、照準線が推進計画線に対して反時
計方向に偏向している場合には、推進ヘッドは推進方向
に向かって左側に偏位或いは偏向していると判断され、
推進ヘッドの位置あるいは向きを示すプロットが推進計
画線の左側に示される。このため、推進作業を行う者
は、推進ヘッドが左側に位置ずれしている等と錯覚し
て、不要な修正操作を行なったり、推進経路が推進計画
線上から外れてしまう等の不都合が生じることがあっ
た。
【0004】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を解消し、磁界検出手段の初期設置状態に拘わらず、
推進状況を正確に把握できる推進装置を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
(構成1)本発明の表示システムは、請求項1に記載し
たごとく、推進体の推進開始時に、表示部の前記推進計
画線上に、前記推進体の表示位置を合わせるべく、一対
の磁界検出手段からの磁界検出値を補正して前記表示部
に出力する初期検出値補正手段を設け、推進距離検出手
段からの検出結果に基づく前記推進体の推進位置が推進
到達目標位置に近づくに伴って、前記磁界検出値の補正
の割合を減少させる補正量修正手段を設けた点に特徴を
有する。
(作用・効果)本構成のごとく、推進開始時の推進体の
表示位置を推進計画線上に位置合わせするための初期検
出値補正手段を設けることで、仮に、照準線が推進計画
線と一致していない場合でも、推進装置の表示部には、
推進体が、正しく推進計画線上にあることを表示させる
ことができる。よって、推進作業を行う者は、違和感な
く推進体の操向制御を行うことができる。また、本構成
では、推進体が目標位置に近づくほど照準線と推進計画
線とが近接することを踏まえて、推進体の推進距離に応
じて照準線と推進計画線との位置ずれ補正の割合を減少
させる補正量修正手段を設けてある。この補正量修正手
段は、推進開始時に求めた磁界検出値の補正量を推進体
の推進距離に応じて減少させ、この新たな補正量を、当
該推進距離にある推進体からの磁界検出値に加える手段
である。当該補正量修正手段によれば、推進体が推進計
画線上の何れの位置にある場合でも、照準線と推進計画
線との当初の位置ずれを補正することができ、推進体の
推進状況を正確に表示部に示すことができる。さらに、
本構成であれば、当初の磁界検出手段の設置の際に、照
準線と推進計画線とを一致させる必要性が緩和されるか
ら、前記磁力検出手段の設置作業が簡略化され、ひいて
は推進作業が迅速に行えることとなる。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。
【0007】(概要)本発明に係る推進装置の平面視に
おける外観を図1に模式的に示す。当該推進装置は、例
えば、推進開始位置P1である道路に穿設した作業用ピ
ット1から道路に隣接した推進到達目標位置P2である
宅地まで各種の配管を埋設するために推進作業を行うも
のである。当該推進装置は、推進機2および推進体3、
これら推進機2等を制御するための推進制御装置4で構
成される。当該推進機2は、前記作業用ピット1等に据
えつけて使用するものであり、前記推進体3を土中に押
圧するための油圧ジャッキ等からなる押圧機構2aを備
えている。当該推進機2の先端部には、土中に押し込ま
れる推進体3が接続されている。当該推進体3は、その
先端部に取付けた推進ヘッド3aと、当該推進ヘッド3
aと推進機2との間に逐次挿入して連結する複数の推進
管3bとで構成してある。さらに、この推進ヘッド3a
の先端部には、当該推進ヘッド3aの長手方向の軸芯X
と略平行な軸芯の回りに回転可能な受圧面部5を設けて
ある。
【0008】図2には、前記推進制御装置4の操作パネ
ル4aを示す。当該推進制御装置4は、設定入力部6
と、表示部7、運転操作部8とを有する。このうち、設
定入力部6は、各種の埋設管を敷設する場所の地形等の
地形条件A、および、推進体3の運転条件B等を入力す
るものである。前記表示部7は、入力した前記地形条件
A、運転条件B等を表示すると共に、推進作業中におい
ては、前記推進体3の姿勢、位置等を表示する。当該表
示部7は、液晶画面などで構成する。当該表示部7に
は、開閉自在なカバー体9を設けてある。当該カバー体
9は、当該推進制御装置4を保管・運搬するに際して表
示部7を保護する機能を有し、使用中においては、日除
けとなって表示部7の視認性を確保する機能を有する。
前記運転操作部8は、主に、推進体3の押込み・引退操
作と、前記推進ヘッド3aに設けた受圧面部5の回転操
作とを行うものである。尚、図示は省略するが、前記推
進制御装置4には、可搬性に富むように作業者が肩から
掛けることができるようにストラップ取付け部を設けて
ある。
【0009】(地形条件、運転条件)推進作業を実施す
るに当たり、図3に示すごとく、推進機2の設置位置す
なわち開始位置P1から目標位置P2に至る地形条件A
と、推進ヘッド3aの推進開始方向等に係る運転条件B
を入力する。本実施形態では、道路10の下部から道路
10に隣接した側溝11を回避して所定の宅地高さを有
する宅地12まで推進する場合を示す。地形条件Aとし
ては、道路10の表面から推進機2までの道路深さ1
3、および、道路10からの側溝深さ14、道路10か
ら宅地12までの宅地高さ15、推進ヘッド3aを到達
させる目標位置に予め設ける迎え堀量16、推進機2か
ら宅地境界までの道路距離17、宅地境界から目標位置
P2までの宅地距離18を入力する。一方、運転条件B
としては、推進体3の推進を開始する際の推進開始方向
を入力する。当該推進開始方向としては、例えば、上向
き、水平、下向きの三種類を選択することができる。こ
れらの、条件は、推進工法を適用する地形、即ち、開始
位置P1と目標位置P2との位置関係、あるいは、両者
の間の距離、さらには、両者の間に存在する障害物等を
考慮して決定する。本実施形態では、水平方向を選択す
る場合を示す。
【0010】当該地形条件Aおよび運転条件Bの入力に
際しては、前記設定入力部6および前記表示部7を用い
て行う。前記表示部7は第1画面G1と第2画面G2と
に切り換えることができ、前記地形条件A等の入力に際
しては、第1画面G1に切り換えて行う。この第1画面
G1は、図2に示したごとく、推進区間を水平方向から
見た側面表示がなされる。当該第1画面G1には、予め
入力されているおおよその地形、あるいは、先の推進作
業で設定した推進区間の地形が表示される。さらに、地
形条件Aおよび運転条件Bを入力すべき位置が表示され
る。これらの入力位置は、順次点滅するよう構成してあ
り、作業者は点滅位置の移動に従って所定の条件を入力
する。
【0011】地形条件Aおよび運転条件Bを入力したの
ち、前記表示部7の表示を第2画面G2に切り換える。
第2画面G2の例を図4に示す。第2画面G2への切り
換えは、前記設定入力部6の切り換えボタンを用いて行
う。第2画面G2には、推進区間の平面表示および側面
表示がなされ、併せて、推進計画線19および推進ヘッ
ド3aの推進状況が表示される。推進計画線19は、前
記地形条件Aのうちの開始位置P1および目標位置P2
と、前記運転条件Bのうちの推進開始方向とによって自
動的に設定される。即ち、推進ヘッド3aの後方に連結
される複数の推進管3bどうしの許容屈折角度や、開始
位置P1と目標位置P2との距離、或いは、敷設する配
管の勾配等を考慮して、推進制御装置4に予め備えたプ
ログラムによって自動的に決定される。
【0012】(推進ヘッドの推進作業)前記推進ヘッド
3aの推進は、前記推進機2によって前記推進ヘッド3
aの後方に順次接続される推進管3bを次々と地中に押
し込むことで実行される。これらの推進管3bどうし
は、図5に示すごとく、水平方向に設けたピン20を用
いて連結してあり、推進管3bどうしが上下方向におい
て所定の角度だけ首振り可能となるように構成してあ
る。本構成により、推進ヘッド3aが推進に伴って水平
方向に曲がるのを防止している。前記推進ヘッド3aの
方向制御は、推進ヘッド3aの先端に設けた受圧面部5
を適宜回転させることで行う。つまり、当該受圧面部5
は、推進ヘッド3aの軸芯Xに対して斜めに加工されて
あり、当該受圧面部5に作用する土圧の横方向成分によ
り推進ヘッド3aの進行方向を曲げるよう構成してあ
る。よって、特定の方向に推進ヘッド3aを進めたい場
合には、当該方向とは反対側に前記受圧面部5を向けれ
ばよい。
【0013】(水平方向の推進ヘッドの操向)本発明の
推進制御装置4は、特に、推進ヘッド3aの水平方向の
操向を容易にするために、水平方向判断手段21(以
下、単に「判断手段21」と称する)を有している。判
断手段21は、推進ヘッド3aに設けた磁界発生手段2
2で発生させた磁界の強度を一対の磁界検出手段23で
夫々検出し、当該磁界強度に基づいて推進状態を判断す
るものである。前記磁界発生手段22は、図1および図
5に示したごとく、推進ヘッド3aに発信コイル22a
を設けて構成する。磁界検出手段23は、図1に示した
ごとく一対の受信コイル23aを目標位置P2に設けて
構成する。前記判断手段21は、さらに、磁界強度比検
出手段24と、初期検出値補正手段25、補正量修正手
段26、磁界強度補正手段27とから構成される。以
下、順番に説明する。
【0014】〈磁界強度比検出手段〉磁界強度比検出手
段24は、双方の受信コイル23aにおいて磁界強度を
電圧値に変換したものを比較して、推進ヘッド3aの推
進状況を認識するものである。つまり、従来技術の項で
説明したごとく、推進計画線19に対して検出した磁界
強度の大きい側に推進ヘッド3aが偏位している、或い
は、偏向していると判断するのである。
【0015】〈初期検出値補正手段および補正量修正手
段〉初期検出値補正手段25は、推進開始時において、
受信コイル23aの照準線28と推進計画線19とが一
致していない場合に、推進ヘッド3aの推進状況を表示
部7の第2画面G2に補正して表示するための手段であ
る。例えば、目標位置P2に障害物等が存在する場合に
は、一対の受信コイル23aを推進計画線19に対して
正確に設置できない場合がある。この場合、推進ヘッド
3aは現実には推進計画線19上にあるにも拘わらず、
一対の受信コイル23aによって決定される照準線28
上からは外れることとなるから、表示部7上において、
推進開始時の推進ヘッド3aの表示位置が推進計画線1
9からずれることとなる。そこで、前記初期検出値補正
手段25により、推進開始当初において夫々の受信コイ
ル23aで生じた磁界強度の比をキャリブレーション
し、表示部7における推進ヘッド3aの表示位置を推進
計画線19上に一致させるのである。これにより、照準
線28の設置誤差を実質的に解消できるから、推進作業
を行う者は、違和感なく推進ヘッド3aの操向制御を行
うことができる。
【0016】また、前記判断手段21には、推進ヘッド
3aが目標位置P2に近づくほど照準線28と推進計画
線19とが近接することを踏まえて、推進ヘッド3aの
推進距離に応じて照準線28と推進計画線19との位置
ずれ補正の割合を減少させる補正量修正手段26を設け
てある。つまり、推進開始時に求めた磁界検出値の補正
量(以下、単に「初期補正量」と称する)を推進ヘッド
3aの推進距離に応じて減少させ、二次補正量を演算す
る。二次補正量の演算に際しては、例えば、前記初期補
正量を、単に推進ヘッド3aの推進距離に応じて1次関
数的に減少させるものが考えられる。ただし、発信コイ
ル22aの特性或いは受信コイル23aの特性などを考
慮して、任意のn次関数を用いて前記初期補正量から二
次補正量を求めるものであってもよい。当該補正量修正
手段26によれば、推進ヘッド3aが推進計画線19上
の何れの位置にある場合でも、照準線28と推進計画線
19との当初の位置ずれを補正することができ、推進ヘ
ッド3aの推進状況を正確に表示部7に示すことができ
る。尚、当該二次補正量は、先述の磁界強度比検出手段
24で求めた磁界強度比に加えるものとし、前記表示部
7には、二次補正量を加えたのちの推進ヘッド3aの推
進状況が示されることとなる。
【0017】〈磁界強度補正手段〉前記受信コイル23
aは、発信コイル22aで生じる磁界の強度を測定する
ものであるから、両者の距離によって受信コイル23a
の検出感度は変化する。例えば、推進ヘッド3aが開始
位置P2に近い場合には、前記発信コイル22aと前記
受信コイル23aとの離間距離は未だ長く、受信コイル
23a付近での磁束密度は小さいうえに、双方の受信コ
イル23aを通過する磁束間の方向も近似している。よ
って、推進ヘッド3aの向きが一方の受信コイル23a
側にずれたとしても、双方の受信コイル23aを通過す
る磁束の数には其ほど差が生じず、双方の受信コイル2
3aの間で生じる電圧値にはそれほど差が生じない。し
かし、推進ヘッド3aが目標位置P2に近づき、推進ヘ
ッド3aと受信コイル23aとの離間距離が短くなる
と、受信コイル23a付近での磁束密度は大きくなり、
磁束間の方向差も大きなものとなる。よって、推進ヘッ
ド3aの向きが僅かにずれた場合でも、双方の受信コイ
ル23aを通過する磁束の数は顕著に異なるものとな
り、夫々の受信コイル23aに生じる電圧差は広がるこ
ととなる。つまり、推進ヘッド3aが目標位置に近づく
ほど、推進ヘッド3aの偏位に伴う電圧差の変化は過敏
になり、推進ヘッド3aの向きのずれが仮に同じとして
も、目標位置に近い位置では、推進ヘッド3aが大きく
偏位していると判断してしまうのである。
【0018】そこで、磁界強度比補正手段23bでは、
求めた夫々の受信コイル23aでの電圧値の比を求め、
推進ヘッド3aの推進位置と目標位置P2との離間距
離、即ち、残距離Dに応じて、前記残距離Dが大きいほ
ど磁界強度比を高めるように補正する。残距離Dで評価
する方式であれば、個々の推進現場ごとに推進計画線1
9の長さが変化する場合でも、推進計画線19の全長が
補正に関与するものではなく、常に一定の補正方式を用
いることができるからである。例えば、前記残距離D
は、推進ヘッド3aが進んだ距離を求め、この距離を推
進計画線19の全長から差し引いて求める。推進ヘッド
3aが進んだ距離は、推進機2に設けた推進距離検出手
段29により、推進ヘッド3aの後方に連結した推進管
3bを押し込む際のストロークを積算したり、連結した
推進管3bの個数をカウントすることによって求める。
前記磁界強度比24の補正は、例えば、前記残距離Dを
パラメーターとした1次関数あるいは、n次関数を用い
て行う。何れの関数を用いるかは、推進作業を行う現場
毎の地形条件A等を考慮し、予め実験などで特定してお
いた関数を使い分ければよい。何れの場合にも、残距離
Dが長い位置における磁界強度比24の補正量は、残距
離Dが短い位置における磁界強度比24の補正量よりも
大きくする。第2画面G2のうち平面表示においては、
推進計画線19と、目標位置P2に対する推進ヘッド3
aの向き及び位置が表示される。例えば、推進ヘッド3
aが目標位置P2に対して左側に偏向又は偏位している
場合には、推進計画線19に対して左側に表示される。
そして、推進ヘッド3aの偏向角度が大きいほど、推進
計画線19から離間した位置にプロットされることとな
る。
【0019】(効果)以上の構成を有する推進装置であ
れば、特に、受信コイル23aの設置が正確でなく、照
準線28と推進計画線19とが一致していない場合で
も、推進ヘッド3aの見かけ上の位置誤差を解消した状
態で、推進ヘッド3aの向き又は位置を表示部7の第2
画面上に示すことができる。よって、推進作業を行う者
は、この表示を見ながら推進ヘッド3aの正確な操向操
作を行うことができる。また、当該推進装置であれば、
当初の受信コイル23aの設置の際に、照準線28と推
進計画線19とを一致させる必要性が緩和されるから、
受信コイル23aの設置作業が簡略化され、ひいては推
進作業が迅速に行えることとなる。
【0020】尚、上記特許請求の範囲の記載中、図面を
参照し、図面との対照を便利にするために符号を記す
が、当該記入により本発明が添付図面の構成に限定され
るものではない。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides a propulsion body having a magnetic field generating means, performs underground propulsion operation of the propulsion body, and detects a propulsion distance of the propulsion body. And a pair of magnetic field detecting means disposed near a propulsion target position of the propulsion body to detect a magnetic field from the magnetic field generating means. A propulsion device that displays a propulsion plan line connecting to a target position and, based on a detection result of the magnetic field intensity ratio from the pair of magnetic field detection means, indicates a deviation of the propulsion body with respect to the propulsion plan line. About. 2. Description of the Related Art In a conventional propulsion device, a propulsion plan line extending from a propulsion start position (hereinafter simply referred to as a "start position") to a propulsion attained target position (hereinafter simply referred to as a "target position"). In order to control the traveling direction of the propelling body in the horizontal direction, in particular, when the propelling body is underground propelled along, the magnetic field generating means is provided on the propelling head of the propelling body, and the pair of magnetic field detecting means is moved to the target position There is something to provide. In this case, a transmitting coil is used as the magnetic field generating means, and two transmitting coils are used as the pair of magnetic field detecting means. The axes of these two transmitting coils are provided in parallel with each other, and are provided so as to be substantially parallel to a propulsion plan line connecting the start position and the target position in plan view. Hereinafter, a line obtained by vertically bisecting a line connecting a pair of receiving coils is referred to as an aiming line. A current subjected to predetermined modulation is caused to flow through the transmitting coil to generate a magnetic field. Due to the magnetic field generated by the transmitting coil, electromagnetic induction occurs in each of the receiving coils, and a voltage is generated. By comparing these voltage values, the direction of the propulsion body is specified. That is, when the propulsion head is correctly facing the target position, the number of magnetic flux lines passing through both receiving coils becomes substantially equal, and the voltage values generated in the pair of receiving coils become equal. However, when the propulsion head is directed toward one of the receiving coils, the number of magnetic flux lines passing through the two receiving coils will be different, and a difference will occur between the voltage values generated in the respective receiving coils. . The receiving coil on the side facing the propulsion head passes more magnetic field lines,
The receiving coil on that side shows a high voltage value.
By comparing and evaluating the difference between the voltage values, the position, the direction, and the like of the propulsion head with respect to the target position are specified. During the propulsion operation, the position and the like of the propulsion head are displayed on the display unit of the propulsion control device constituting the propulsion device based on the magnitude of the voltage value. For example, if the propulsion head is deviated to the left with respect to the target position, a point indicating the deviation of the propulsion head is plotted on the left side with respect to the propulsion plan line displayed on the display unit. You. The distance between the position of this plot and the propulsion plan line is displayed longer as the amount of displacement of the propulsion head with respect to the propulsion plan line increases. The person performing the propulsion operation corrects the direction of the propulsion head based on the display. [0003] In the above-mentioned conventional propulsion device, the aiming line formed by the pair of receiving coils is basically set substantially parallel to the propulsion plan line in a plan view. . However, depending on the site where the propulsion work is performed, the receiving coil cannot be installed as described above due to obstacles on the ground or the like, and the aiming line may be forced to have a predetermined angle with the propulsion plan line. . In this case, even if the propulsion head is traveling on the propulsion plan line, the axis of the transmitting coil does not match the line of sight. In other words, due to differences in the respective distances from the transmitting coil to the two receiving coils, there is a difference in the number of lines of magnetic force passing through the respective receiving coils. It is determined that it is not normal. During the propulsion work, the propulsion plan line and the propulsion status of the propulsion head are displayed on the display unit of the propulsion control device. However, as described above, when the receiving results of the respective receiving coils are different, the propulsion status of the propulsion head is displayed at a position separated from the propulsion planning line. For example,
When the aiming line is deflected counterclockwise with respect to the propulsion plan line in a plan view, the propulsion head is determined to be deflected or deflected leftward in the propulsion direction,
A plot showing the position or orientation of the propulsion head is shown to the left of the propulsion planning line. For this reason, the person performing the propulsion work may have an illusion that the propulsion head is displaced to the left, and may perform unnecessary correction operations or cause inconveniences such as the propulsion route being deviated from the propulsion plan line. was there. [0004] An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and irrespective of the initial installation state of the magnetic field detecting means.
An object of the present invention is to provide a propulsion device capable of accurately grasping a propulsion state. Means for Solving the Problems (Configuration 1) According to the display system of the present invention, when the propulsion of the propulsion body is started, the propulsion body is displayed on the propulsion plan line of the display unit. In order to adjust the display position, an initial detection value correction means for correcting a magnetic field detection value from a pair of magnetic field detection means and outputting it to the display unit is provided, and the propulsion of the propulsion body based on a detection result from the propulsion distance detection means is provided. It is characterized in that a correction amount correcting means for reducing the correction rate of the magnetic field detection value as the position approaches the propulsion target position is provided. (Operation / Effect) As in this configuration, by providing an initial detection value correction means for aligning the display position of the propulsion body at the start of propulsion on the propulsion plan line, the aiming line temporarily matches the propulsion plan line. Even if not, the display of the propulsion device,
It can be displayed that the propulsion body is correctly on the propulsion plan line. Therefore, the person performing the propulsion operation can control the steering of the propulsion body without feeling uncomfortable. In addition, in this configuration, based on the fact that the aiming line and the propulsion planning line are closer to each other as the propelling body approaches the target position, the ratio of the positional deviation correction between the aiming line and the propulsion planning line is determined in accordance with the propulsion distance of the propelling body. Is provided. This correction amount correction means reduces the correction amount of the magnetic field detection value obtained at the start of propulsion according to the propulsion distance of the propulsion body, and converts this new correction amount to the magnetic field detection value from the propulsion body at the propulsion distance. It is a means to add. According to the correction amount correcting means, the initial displacement between the aiming line and the propulsion plan line can be corrected regardless of the position of the propulsion body on the propulsion plan line, and the propulsion state of the propulsion body can be accurately determined. Can be shown on the display unit. further,
With this configuration, the necessity of aligning the aiming line with the propulsion plan line is reduced when the initial magnetic field detection unit is installed, so that the installation work of the magnetic force detection unit is simplified, and consequently the propulsion work Can be performed quickly. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Outline) FIG. 1 schematically shows an appearance of a propulsion device according to the present invention in plan view. The propulsion device performs, for example, a propulsion operation to bury various pipes from a work pit 1 drilled on a road at a propulsion start position P1 to a residential land at a propulsion target position P2 adjacent to the road. is there. The propulsion device includes a propulsion device 2 and a propulsion body 3,
It is composed of a propulsion control device 4 for controlling these propulsion devices 2 and the like. The propulsion device 2 is used by being installed in the work pit 1 or the like, and includes a pressing mechanism 2a including a hydraulic jack or the like for pressing the propulsion body 3 into the soil. A propulsion body 3 that is pushed into the ground is connected to the tip of the propulsion device 2. The propulsion body 3 includes a propulsion head 3a attached to a tip end thereof and the propulsion head 3a.
a and a plurality of propulsion pipes 3b which are sequentially inserted and connected between the propulsion device 2 and the propulsion device 2. Further, the propulsion head 3a
Of the propulsion head 3a has a longitudinal axis X
And a pressure receiving surface portion 5 rotatable about an axis substantially parallel to. FIG. 2 shows an operation panel 4a of the propulsion control device 4. The propulsion control device 4 includes a setting input unit 6
And a display unit 7 and a driving operation unit 8. Among these, the setting input unit 6 is for inputting a terrain condition A such as a terrain of a place where various buried pipes are laid, an operating condition B of the propulsion body 3 and the like. The display unit 7 displays the input terrain condition A, driving condition B, and the like, and displays the attitude, position, and the like of the propulsion body 3 during the propulsion work. The display unit 7 includes a liquid crystal screen or the like. The display unit 7 is provided with a cover body 9 that can be freely opened and closed. The cover body 9 has a function of protecting the display unit 7 when storing and transporting the propulsion control device 4, and has a function of securing visibility of the display unit 7 as a sunshade during use.
The driving operation section 8 mainly performs a pushing / withdrawing operation of the propulsion body 3 and a rotation operation of the pressure receiving surface section 5 provided on the propulsion head 3a. Although not shown, the propulsion control device 4 is provided with a strap mounting portion so that an operator can hang it from his shoulder so as to be highly portable. (Terrain conditions, operating conditions) In carrying out the propulsion work, as shown in FIG. 3, the terrain condition A from the installation position of the propulsion device 2, ie, the start position P1 to the target position P2
And operating conditions B relating to the direction of propulsion start of the propulsion head 3a, etc.
Enter In the present embodiment, a case is described in which the vehicle is propelled from a lower part of the road 10 to a residential land 12 having a predetermined residential land height while avoiding the gutter 11 adjacent to the road 10. The terrain condition A includes a road depth 1 from the surface of the road 10 to the propulsion device 2.
3, the depth of the gutter 14 from the road 10, the height of the residential land 15 from the road 10 to the residential land 12, the amount of moat 16 to be provided at a target position where the propulsion head 3a can reach, the road from the propulsion device 2 to the residential land boundary The distance 17 and the residential land distance 18 from the residential land boundary to the target position P2 are input. On the other hand, operating condition B
Is input as the propulsion start direction when the propulsion of the propulsion body 3 is started. As the propulsion start direction, for example, three types of upward, horizontal, and downward can be selected. These conditions are determined in consideration of the terrain to which the propulsion method is applied, that is, the positional relationship between the start position P1 and the target position P2, the distance between the two, and obstacles existing between the two. To decide. In the present embodiment, a case where the horizontal direction is selected will be described. The input of the terrain condition A and the driving condition B is performed using the setting input unit 6 and the display unit 7. The display unit 7 can switch between a first screen G1 and a second screen G2. When the terrain condition A and the like are input, the display unit 7 switches to the first screen G1. As shown in FIG. 2, the first screen G1 displays a side view of the propulsion section viewed from the horizontal direction. On the first screen G1, the approximate terrain previously input or the terrain of the propulsion section set in the previous propulsion work is displayed. Further, a position where the terrain condition A and the driving condition B are to be inputted is displayed. These input positions are configured to blink sequentially, and the operator inputs a predetermined condition in accordance with the movement of the blinking position. After inputting the terrain condition A and the driving condition B, the display on the display unit 7 is switched to a second screen G2.
FIG. 4 shows an example of the second screen G2. Switching to the second screen G2 is performed using the switching button of the setting input unit 6. On the second screen G2, a plan view and a side view of the propulsion section are displayed, and the propulsion plan line 19 and the propulsion status of the propulsion head 3a are also displayed. The propulsion plan line 19 includes a start position P1 and a target position P2 in the topographic condition A.
And the propulsion start direction of the operating condition B is automatically set. That is, the propulsion control device is configured in consideration of the allowable refraction angle of the plurality of propulsion tubes 3b connected behind the propulsion head 3a, the distance between the start position P1 and the target position P2, or the gradient of the pipe to be laid. 4 is automatically determined by a program provided in advance. (Propulsion work of the propulsion head) The propulsion of the propulsion head 3 a is performed by the propulsion device 2.
This is performed by pushing the propulsion pipes 3b sequentially connected to the back of a into the ground one after another. As shown in FIG. 5, these propulsion tubes 3b are connected to each other using pins 20 provided in a horizontal direction, and are configured such that the propulsion tubes 3b can swing by a predetermined angle in the vertical direction. It is. With this configuration, the propulsion head 3a is prevented from bending in the horizontal direction during propulsion. The direction of the propulsion head 3a is controlled by a pressure receiving surface 5 provided at the tip of the propulsion head 3a.
Is appropriately rotated. That is, the pressure receiving surface portion 5
Is formed obliquely with respect to the axis X of the propulsion head 3a, and is configured to bend the traveling direction of the propulsion head 3a by a lateral component of the earth pressure acting on the pressure receiving surface portion 5. Therefore, when it is desired to advance the propulsion head 3a in a specific direction, the pressure receiving surface 5 may be directed to the opposite side to the direction. (Steering of the Propulsion Head in the Horizontal Direction) The propulsion control device 4 of the present invention particularly includes a horizontal direction determining means 21 (hereinafter simply referred to as "the steering direction") in order to facilitate the horizontal steering of the propulsion head 3a. Judgment means 21 ”). The judging means 21 comprises a magnetic field generating means 2 provided on the propulsion head 3a.
The strength of the magnetic field generated in step 2 is detected by a pair of magnetic field detecting means 23, respectively, and the propulsion state is determined based on the strength of the magnetic field. As shown in FIGS. 1 and 5, the magnetic field generating means 22 includes a transmitting coil 22a on the propulsion head 3a.
Is provided. The magnetic field detecting means 23 is configured by providing a pair of receiving coils 23a at the target position P2 as shown in FIG. The determining means 21 further includes a magnetic field strength ratio detecting means 24, an initial detection value correcting means 25, a correction amount correcting means 26, and a magnetic field strength correcting means 27. Hereinafter, description will be made in order. <Magnetic field strength ratio detecting means> The magnetic field strength ratio detecting means 24 recognizes the propulsion state of the propulsion head 3a by comparing the magnetic field strength converted into the voltage value in both the receiving coils 23a. . That is, as described in the section of the related art, it is determined that the propulsion head 3a is deviated or deflected to the side where the detected magnetic field strength is large with respect to the propulsion plan line 19. <Initial detection value correction means and correction amount correction means> The initial detection value correction means 25
When the aiming line 28 of the receiving coil 23a does not match the propulsion plan line 19, the propulsion status of the propulsion head 3a is corrected and displayed on the second screen G2 of the display unit 7. For example, when an obstacle or the like exists at the target position P2, the pair of receiving coils 23a may not be able to be accurately set with respect to the propulsion planning line 19. In this case, although the propulsion head 3a is actually on the propulsion planning line 19,
Line of sight 28 determined by a pair of receiving coils 23a
Since it will come off from above, on the display unit 7,
The display position of the propulsion head 3a at the start of propulsion is the propulsion plan line 1
9 will be deviated. Thus, the initial detection value correction means 25 calibrates the ratio of the magnetic field intensity generated in each of the receiving coils 23a at the beginning of propulsion, and matches the display position of the propulsion head 3a on the display unit 7 with the propulsion plan line 19. Let it do. Thus, the installation error of the sight line 28 can be substantially eliminated, and the person performing the propulsion operation can control the steering of the propulsion head 3a without feeling uncomfortable. Further, based on the fact that the aiming line 28 and the propulsion planning line 19 are closer to each other as the propulsion head 3a approaches the target position P2, the determination means 21 determines the aiming line according to the propulsion distance of the propulsion head 3a. There is provided a correction amount correcting means 26 for reducing the ratio of the positional deviation correction between the propulsion planning line 19 and the propulsion planning line 19. That is, the correction amount of the magnetic field detection value obtained at the start of propulsion (hereinafter, simply referred to as “initial correction amount”) is reduced according to the propulsion distance of the propulsion head 3a, and the secondary correction amount is calculated. In calculating the secondary correction amount, for example, a method in which the initial correction amount is reduced linearly in accordance with the propulsion distance of the propulsion head 3a may be considered. However, in consideration of the characteristics of the transmitting coil 22a or the characteristics of the receiving coil 23a, a secondary correction amount may be obtained from the initial correction amount using an arbitrary n-order function. According to the correction amount correcting means 26, the initial displacement between the aiming line 28 and the propulsion plan line 19 can be corrected regardless of the position of the propulsion head 3a on the propulsion plan line 19, The propulsion status of the head 3a can be accurately displayed on the display unit 7. The secondary correction amount is to be added to the magnetic field intensity ratio obtained by the magnetic field intensity ratio detecting means 24 described above, and the display unit 7 displays the propulsion status of the propulsion head 3a after the secondary correction amount is added. Will be shown. <Magnetic Field Strength Correction Means> The Receiving Coil 23
a is for measuring the intensity of the magnetic field generated in the transmitting coil 22a.
Changes in detection sensitivity. For example, when the propulsion head 3a is close to the start position P2, the distance between the transmitting coil 22a and the receiving coil 23a is still long, the magnetic flux density near the receiving coil 23a is small, and both the receiving coils 23a The directions between the magnetic fluxes passing through are similar. Therefore, the direction of the propulsion head 3a is changed to one of the receiving coils 23a.
Side, there is no significant difference in the number of magnetic fluxes passing through both the receiving coils 23a.
There is not so much difference in the voltage value generated between 3a. However, when the propulsion head 3a approaches the target position P2 and the separation distance between the propulsion head 3a and the receiving coil 23a decreases, the magnetic flux density near the receiving coil 23a increases,
The direction difference between the magnetic fluxes is also large. Therefore, even when the direction of the propulsion head 3a is slightly deviated, the number of magnetic fluxes passing through the two receiving coils 23a is significantly different, and the voltage difference generated in each of the receiving coils 23a is widened. In other words, as the propulsion head 3a approaches the target position, the change in the voltage difference due to the displacement of the propulsion head 3a becomes excessively sensitive. It is determined that the head 3a is largely displaced. Therefore, in the magnetic field intensity ratio correcting means 23b,
The ratio of the obtained voltage values at the respective receiving coils 23a is obtained,
According to the distance between the propulsion position of the propulsion head 3a and the target position P2, that is, the remaining distance D, correction is made so that the magnetic field intensity ratio increases as the remaining distance D increases. If the evaluation method is based on the remaining distance D, the promotion plan line 1 for each promotion site
This is because, even when the length of the line 9 changes, the total length of the propulsion planning line 19 does not contribute to the correction, and a constant correction method can always be used. For example, the remaining distance D
Is obtained by subtracting the distance traveled by the propulsion head 3a from the total length of the propulsion planning line 19. The distance traveled by the propulsion head 3a is calculated by the propulsion distance detecting means 29 provided in the propulsion device 2 by accumulating the stroke when pushing the propulsion tube 3b connected behind the propulsion head 3a, or by counting the number of propulsion tubes 3b connected. By counting.
The correction of the magnetic field strength ratio 24 is performed using, for example, a linear function or an n-order function using the remaining distance D as a parameter. Which function to use may be determined by taking into account the terrain condition A or the like for each site where the propulsion work is performed, and using a function specified in advance through experiments or the like. In any case, the correction amount of the magnetic field strength ratio 24 at the position where the remaining distance D is long is larger than the correction amount of the magnetic field strength ratio 24 at the position where the remaining distance D is short. In the planar display of the second screen G2,
The propulsion plan line 19 and the propulsion head 3 for the target position P2
The direction and position of a are displayed. For example, the propulsion head 3
When a is deflected or deviated to the left with respect to the target position P2, it is displayed on the left with respect to the propulsion plan line 19.
Then, as the deflection angle of the propulsion head 3a is larger, the plot is plotted at a position further away from the propulsion planning line 19. (Effects) With the propulsion device having the above-described configuration, especially when the installation of the receiving coil 23a is not accurate and the aiming line 28 and the propulsion planning line 19 do not match, the propulsion head 3a With the apparent position error eliminated, the direction or position of the propulsion head 3a is displayed on the second
Can be shown on the screen. Therefore, the person performing the propulsion operation can perform an accurate steering operation of the propulsion head 3a while watching this display. Also, if the propulsion device,
Since the necessity of aligning the sight line 28 with the propulsion plan line 19 when the initial receiving coil 23a is installed is eased,
The installation work of the receiving coil 23a is simplified, and the propulsion work can be performed quickly. In the description of the appended claims, reference is made to the drawings, and in order to facilitate comparison with the drawings, reference numerals are used. However, the description is not intended to limit the present invention to the configuration of the accompanying drawings. Absent.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る推進装置の平面視における外観を
示す模式図
【図2】推進装置の操作パネルおよび第1画面を示す模
式図
【図3】地形条件の一例を示す説明図
【図4】推進装置の操作パネルおよび第2画面を示す模
式図
【図5】推進体を示す外観図
【符号の説明】
2 推進機
3 推進体
7 表示部
19 推進計画線
22 磁界発生手段
23 磁界検出手段
25 初期検出値補正手段
26 補正量修正手段
29 推進距離検出手段
P1 推進開始位置
P2 推進到達目標位置BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing an appearance of a propulsion device according to the present invention in plan view. FIG. 2 is a schematic diagram showing an operation panel and a first screen of the propulsion device. FIG. 4 is a schematic diagram showing an operation panel and a second screen of a propulsion device. FIG. 5 is an external view showing a propulsion body. [Description of reference numerals] 2 propulsion unit 3 propulsion unit 7 display unit 19 propulsion plan line 22 Magnetic field generating means 23 Magnetic field detecting means 25 Initial detection value correcting means 26 Correction amount correcting means 29 Propulsion distance detecting means P1 Propulsion start position P2 Propulsion reaching target position
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 十川 孝志 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 山田 幸重 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 平8−303182(JP,A) 特開 平5−86797(JP,A) 特公 平2−59932(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/06 311 G01C 15/00 104 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Togawa 1-1-1, Hama, Amagasaki-shi, Hyogo Prefecture Inside Kubota Research Institute of Technology (72) Inventor Yukishige Yamada 1-1-1, Hama, Amagasaki-shi, Hyogo Stock (56) References JP-A-8-303182 (JP, A) JP-A-5-86797 (JP, A) JP 2-59932 (JP, B2) (58) Field (Int. Cl. 7 , DB name) E21D 9/06 311 G01C 15/00 104
Claims (1)
(3)を設け、 前記推進体(3)を地中推進操作すると共に、その推進
体(3)の推進距離検出手段(29)を有する推進機
(2)を設け、 前記磁界発生手段(22)からの磁界を検出すべく前記
推進体(3)の推進到達目標位置(P2)の近傍に配置
する一対の磁界検出手段(23)を設け、 平面視で、推進開始位置(P1)と前記推進到達目標位
置(P2)とを結ぶ推進計画線(19)を表示すると共
に、 前記一対の磁界検出手段(23)からの磁界強度比の検
出結果に基づいて、その推進計画線(19)に対する前
記推進体(3)の偏位を示す表示部(7)を有する推進
装置であって、 前記推進体(3)の推進開始時に、前記表示部(7)の
前記推進計画線(19)上に、前記推進体(3)の表示
位置を合わせるべく、前記一対の磁界検出手段(23)
からの磁界検出値を補正して前記表示部(7)に出力す
る初期検出値補正手段(25)を設け、 前記推進距離検出手段(29)からの検出結果に基づく
前記推進体(3)の推進位置が前記推進到達目標位置
(P2)に近づくに伴って、前記磁界検出値の補正の割
合を減少させる補正量修正手段(26)を設けてある推
進装置。(57) Claims 1. A propulsion body (3) having a magnetic field generating means (22) is provided, and the propulsion body (3) is operated underground and the propulsion body (3) is provided. A propulsion device (2) having a propulsion distance detecting means (29) is disposed near the propulsion target position (P2) of the propelling body (3) to detect a magnetic field from the magnetic field generating means (22). A pair of magnetic field detection means (23) for displaying a propulsion plan line (19) connecting the propulsion start position (P1) and the propulsion target position (P2) in plan view, and detecting the pair of magnetic fields. A propulsion device having a display section (7) for indicating a deviation of the propulsion body (3) with respect to a propulsion plan line (19) based on a detection result of a magnetic field intensity ratio from a means (23); At the start of the promotion of the body (3), the promotion plan of the display unit (7) On (19), to adjust the display position of the propellant (3), said pair of magnetic field detection means (23)
An initial detection value correcting means (25) for correcting a magnetic field detection value from the propulsion unit and outputting the correction value to the display unit (7), and detecting the propulsion body (3) based on a detection result from the propulsion distance detection means (29). A propulsion device comprising a correction amount correcting means (26) for reducing a correction ratio of the magnetic field detection value as the propulsion position approaches the propulsion target position (P2).
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JP15482697A JP3397641B2 (en) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | Propulsion device |
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