JP3911167B2

JP3911167B2 - 曲推進における推進機の自動追尾方式

Info

Publication number: JP3911167B2
Application number: JP2002018138A
Authority: JP
Inventors: 和弘森
Original assignee: 株式会社浅原組
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2022-01-28
Also published as: JP2003214090A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は上下水道、電力、ガス、通信等の各種ライフラインの施工に用いる曲推進における推進機の自動追尾方式、特にΦ７００ｍｍ以下の少口径の、人は入れない大きさの管、トンネル等の推進機における位置の測定に好適な曲推進における推進機の自動追尾方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Φ８００ｍｍ以上の大、中口径の管、トンネル等の推進機における推進工法においては管、トンネル内に測量機を設置し、開トラバーによって施工管理を行っていた。例えば管、トンネル内にレールを敷き、測量ロボットを自走させるか、或いは推進機より電磁波を発信し、地上（路上）に設計推進路線を引いておき、受信機で検出した位置と設計推進路線との差を計測している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これではΦ７００ｍｍ以下の少口径の管、トンネル等には適用できなかった。従ってΦ７００ｍｍ以下の少口径の管、トンネル等においては、人が入れないため曲推進は出来なかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、管、トンネル等の推進機（１）に電磁波の発信機（２）を設けると共に地上には受光プリズム（３ｃ）付き電磁波の受信機（４）を有するロケーター（３）を設け、この受信機（４）と方向測定点（５）との間には自動追尾トータルステーション（６）を設け、この自動追尾トータルステーション（６）より操作機（７）に推進機（１）の位置を送信し、操作機（７）は自動追尾トータルステーション（６）で測定した推進機（１）と計画路線（８）との位置のズレを計算表示することを特徴とする推進機の自動追尾方式である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態の概略を示す平面図で、Ａは発進立坑、Ｂは到達立坑でその間の管、トンネル等には推進機１がある。この推進機１は例えばトンネル掘削機で、それに電磁波の発信機２を設けると共に地上にはこの電磁波を受ける受信機４のあるロケーター３を設ける。
【０００６】
このロケーター３は把手３ａ、３ｂにより人員Ｍ₁ が動かすもので、上記推進機１の真上の位置にあるように操作する。このロケーター３はトランシットのように三脚上に垂直器により正確に水平に調整出来る水平台があり、この水平台には受光プリズム３ｃがある。この受光プリズム３ｃはコーナーキューブのような回帰性反射鏡である。
【０００７】
ロケーター３はたとえば推進機１の発信機２の電波を最も強く受信する位置に動かす。図３（イ）、（ロ）、（ハ）はその状態を示すもので、ロケーター３にはその電波の強度および方向を検出するドリルトラック（方向探知器）のＬＣＤ画面３ｄがある。一方図４示の発信機（データゾンデ）２のアンテナ２ａは電波を発信する。なお２ｂはその電子部、２ｃはその電池部である。
【０００８】
図３（イ）、（ロ）、（ハ）示のようにロケーター３を水平を保ちながら発信機２に近ずけると、近ずくにつれ、ロケーター３のアンテナは発信機２の電波を捕らえて、その画面３ｄはロケーター３を近ずけるべき方向を指示し、図３（ハ）示のように完全に近ずくと、電波の最も強い位置で画面３ｄのすべての４つの矢印が均等になってそれを示す。
【０００９】
この受信機４と方向測定点５との間には自動追尾トータルステーション６を設ける。このトータルステーション６は三脚上に垂直器により正確に水平に調整出来る水平台があり、この水平台には上記受光プリズム３ｃに向かってレーザー光を放射して受光し、その受信機４と方向測定点５間の角度と距離を測定できるように方位のメモリと光波距離計がある。
この自動追尾トータルステーション６より操作機７にロケーター３、即ち推進機１の角度と距離の情報を無線通信で送信する。
【００１０】
この操作機７はＰＤＡプログラムを有するパソコン７ａがあり、このパソコン７ａには設計推進計画路線８の曲率半径Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、・・・曲線の左右回りの区別及び自動追尾トータルステーション６の設置位置およびその座標が予め入力されている。図１中ＢＣ．１、ＢＣ．２、・・・は曲率半径Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、・・・の導入部、ＥＣ．１、ＥＣ．２、・・・は曲率半径Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、・・・の終了部である。
【００１１】
操作機７の人員Ｍ₂ はパソコン７ａにより自動追尾トータルステーション６で測定した推進機１と計画路線８との位置のズレを三角測量して、計算表示する。図５はこの計算を行うフローを示すもので、計画路線８と測点との距離と左右判断を行うフローである。ステップａ１でスタートし、ステップａ２で計画路線８の各単線とロケーター３との垂直距離を算出し、垂直距離が無いときは、ステップａ３でその頂点を検出し、ステップａ４に進んで計画路線８の頂点との頂点距離を算出する。ステップａ２で計画路線８の各単線とロケーター３との垂直距離を算出したときはステップａ５で頂点番号を記録し、ステップａ４に進む。
【００１２】
次にステップａ６に進んで、垂直距離と頂点距離とを比較し、ＮＯならステップａ７に進んで、推進機１に左右の指示をし、終了する。ステップａ６でＹＥＳならステップａ８で頂点モードフラグを立てて、頂点番号を記録し、ステップａ９で対象頂点か始点か終点かを判断し、ＮＯならステップａ１１で推進機１に左右の指示をし、終了する。ステップａ９でＹＥＳならステップａ１２で終了する。
【００１３】
図６は計画路線８のカーブでのフローである。ステップｂ１でスタートし、ステップｂ２で計画路線８に対象頂点にカーブフラグが有るか無いかを判断し、ＹＥＳならステップｂ３で頂点距離モードか否かを判断し、ＹＥＳならステップｂ４に進んで頂点を算出し、ステップｂ５でロケーター３の位置が計画路線８のカーブラインの中か外かを判断し、外ならステップｂ６で上記の左右の判断を反転させ、終了する。ステップｂ２、ステップｂ３でＮＯ、ステップｂ５で中ならいずれも終了する。
【００１４】
この装置の使用法を説明すると、発進立坑Ａより電磁波の発信機２を設けた推進機１を入れる。かくして、推進機１の発信機２より発した電磁波は地上のロケーター３の受信機４で受信され、その位置はロケーター３の受光プリズム３ｃにより自動追尾トータルステーション６で測定され、その位置信号は自動追尾トータルステーション６より無線通信で操作機７に送られ、パソコン７ａは推進機１の位置を確定し、計画路線８とのズレを計算表示すると共にそのズレの信号で推進機１の送りを制御する。
【００１５】
これによって推進機１は計画路線８に沿って送られると共にその位置及び軌跡をその都度確認できる。その測定時間は１０分程度で、従って推進機１の方向制御が容易であり、多曲線、長曲線でも測定でき、その測定精度は一定である。
この装置の使用に要する人員Ｍ₁ 、Ｍ₂ は受信機４と操作機７の操作員の２人でよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上の様に本発明によれば、大、中口径の管、トンネル等は勿論、Φ７００ｍｍ以下の少口径の管、トンネル等にも適用でき、また操作に要する人員は僅かでよく、従来の方法に比べて大幅なコストダウンができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の概略を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態の概略を示す断面図である。
【図３】（イ）、（ロ）、（ハ）はロケーター３と発信機（データゾンデ）２の接近状態を示す説明図である。
【図４】発信機（データゾンデ）２のアンテナ２ａ部分の斜視図である。
【図５】パソコン７ａの計画路線８と測点との距離と、左右判断の計算を行うフローである。
【図６】計画路線８のカーブでのフローである。
【符号の説明】
１推進機
２発信機（データゾンデ）
３ロケーター
３ｃ受光プリズム
４受信機
５方向測定点
６自動追尾トータルステーション
７操作機
８計画路線
Ａ発進立坑
Ｂ到達立坑
Ｒ₁ 、Ｒ₂ 曲率半径
Ｍ₁ 、Ｍ₂ 人員

Claims

管、トンネル等の推進機（１）に電磁波の発信機（２）を設けると共に地上には受光プリズム（３ｃ）付き電磁波の受信機（４）を有するロケーター（３）を設け、この受信機（４）と方向測定点（５）との間には自動追尾トータルステーション（６）を設け、この自動追尾トータルステーション（６）より操作機（７）に推進機（１）の位置を送信し、操作機（７）は自動追尾トータルステーション（６）で測定した推進機（１）と計画路線（８）との位置のズレを計算表示することを特徴とする推進機の自動追尾方式。