JP4067687B2 - 自由断面掘削機の可動部損傷確認方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は自由断面掘削機の旋回部損傷確認方法に関するものであり、特に、光学式自動追尾計測装置及びNC制御装置により、掘削機本体の位置と姿勢並びに切削ドラムの位置を検出して切削範囲を制御する自由断面掘削機の可動部損傷確認方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の此種自由断面掘削機は、掘削機本体の前部に水平方向へ回動可能な旋回部を設け、この旋回部に伸縮式の掘削ブームを俯仰可能に装着し、該掘削ブームの先端部に切削ドラムを取り付けてある。
【0003】
そして、トンネル内に複数の光学式自動追尾計測装置を設置するとともに、掘削機本体に同数の追尾用ターゲットを搭載し、前記自動追尾計測装置により追尾用ターゲットの位置を検出して掘削機本体の位置や姿勢を計測し、その計測値に基づいて掘削ブームの旋回中心点を演算する。
【0004】
更に、旋回部の旋回角並びに掘削ブームの俯仰角と伸縮量を夫々検出器で検出し、各検出値及び前記旋回中心点の位置情報に基づき、NC制御装置にて切削ドラムの位置を演算する。そして、予め設定した計画断面に対する切削ドラムの位置を、自動的且つリアルタイムに画面表示する。また、前記切削ドラムが計画断面を超えたときは、掘削ブームを自動停止して過掘りを防止するように制御している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、前記自由断面掘削機はリースによる使用が多く、掘削現場付近にて機体を組み立てて、掘削ブームや切削ドラム等を装着している。このとき、機体の可動部が円滑に作動するように組み付ける必要がある。特に、ブッシュの摩耗や損傷等による掘削ブームの可動部にガタがあると、掘削ブームの動きにぶれが生じて、NC制御の精度が低下する。従来は、ブッシュの摩耗等、可動部の損傷を確認する方法はなかった。
【0006】
そこで、自由断面掘削機の可動部の損傷を簡易に確認して、NC制御の精度を向上させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、掘削機本体の前部に水平方向へ回動可能な旋回部を設け、この旋回部に伸縮式の掘削ブームを俯仰可能に装着し、該掘削ブームの先端部に切削ドラムを取り付けた自由断面掘削機に於いて、
前記切削ドラムの先端部に鉛直姿勢を保持する保持具を装着し、該保持具の上部に測距用ターゲットを設けるとともに、前記旋回部の上部にトータルステーションを設置して前記測距用ターゲットを視準可能にし、前記掘削ブームを俯仰しながら前記測距用ターゲットを視準して掘削ブームのぶれを確認し、一方、前記旋回部を旋回しながら前記測距用ターゲットを視準して旋回部のぶれを確認する自由断面掘削機の可動部損傷確認方法を提供するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図1及び図2は自由断面掘削機10を示し、掘削機本体11の下部に左右のクローラ12a,12bが装着され、該クローラ12a,12bを駆動することにより自由断面掘削機10が自走できる。前記掘削機本体11の前部に水平方向へ回動可能な旋回部13を設け、この旋回部13の前方部に伸縮式の掘削ブーム14を装着してあり、該掘削ブーム14の先端部に切削ドラム15が取り付けられている。
【0009】
該掘削ブーム14はブームシリンダ16にて上下へ俯仰可能であり、且つ、伸縮シリンダ17にて前後へ伸縮可能であるため、前記旋回部13を左右へ回動することにより、掘削機本体11前方の所定範囲内に於いて前記切削ドラム15を任意の座標へ移動することができる。
【0010】
一方、前記掘削機本体11の前下部に集土装置20を上下動可能に設け、切削ドラム15で掘削したずりを該集土装置20によって掻き寄せる。掻き寄せられたずりは、フィーダ21により掘削機本体11の後方へ送られ、ベルトコンベヤ22にてダンプトラックや他の搬送手段へ積載される。また、前記掘削機本体11の後部に左右のアウトリガー23a,23bを装着し、夫々のアウトリガー23a,23bを左右独立して上下動できるように形成する。
【0011】
更に、前記掘削機本体11の架台28に左右一対の追尾用ターゲット30a,30bを後方(図1にて左方向)に向けて搭載してあり、夫々の追尾用ターゲット30a,30bには反射プリズムと発光素子が設けられている。
【0012】
ここで、光学式自動追尾計測装置について説明すれば、予め、トンネル内の後方位置に2台の追尾計測装置(図示せず)を設置しておき、該追尾計測装置には追尾装置と光波距離計が備えてある。追尾用ターゲット30a,30bの発光素子から発射される光を追尾計測装置の追尾装置で受光し、受光像と光軸のずれを検知してサーボモータを駆動し、追尾用ターゲット30a,30bを自動追尾する。また、光波距離計から発射される光が追尾用ターゲット30a,30bの反射プリズムで反射され、該反射光を光波距離計で受光することにより、追尾計測装置と追尾用ターゲット30a,30bとの距離を測定する。
【0013】
このように、2台の追尾計測装置によって追尾用ターゲット30a,30bの3次元位置を検出して連続的に自動追尾し、掘削機本体11のヨーイング角を検出するとともに、掘削機本体11に搭載した2軸の傾斜計(図示せず)によりピッチング角とローリング角を検出すれば、掘削機本体11の位置及び姿勢を連続的に検出できる。また、切削ドラム15の位置は、旋回部13の旋回角並びに掘削ブーム14の俯仰角と伸縮量を夫々ポテンショメータや回転センサ等の検出器で検出し、前述の掘削機本体11の位置及び姿勢に基づいてNC制御装置により演算される。
【0014】
ここで、前記自由断面掘削機10は、掘削現場付近にて掘削機本体11に旋回部13が取り付けられ、掘削ブーム14や掘削ドラム15等が装着される。このとき掘削ブームの可動部にガタがあると、NC制御の精度が低下するので、NC制御装置を取り付ける前に、可動部の損傷を確認する。
【0015】
図3乃至図6に従って、自由断面掘削機10の可動部の損傷確認方法について説明する。図3乃至図5に示すように、前記切削ドラム15の先端中央部であって、且つ、切削ドラム15の中心部Cを通る掘削ブーム14の中心軸線G上にブラケットピン33を突設し、このブラケットピン33の先端にブラケット34を枢着し、該ブラケット34がブラケットピン33の軸回りに左右方向へ回動できるようにする。そして、該ブラケット34の左右側面板34a,34bの間に保持具35を遊挿し、この保持具35にシャフト36を左右方向に遊嵌するとともに、該シャフト36の両端部をブラケットの左右側面板34a,34bへ取り付けて、前記保持具35が該シャフト36の軸回りに前後方向へ揺動できるようにしてある。
【0016】
また、前記保持具35の下端部にウエイト37が装着されており、前記保持具35及びブラケット34がブラケットピン33を回転軸として左右に傾斜したときは、該ウエイト37により前記保持具35が鉛直方向に戻される。一方、前記保持具35がシャフト36を回転軸として前後に傾斜したときも、該ウエイト37により前記保持具35が鉛直方向に戻される。即ち、前記保持具35が前後左右何れの方向へ傾斜したとしても、前記保持具35は直ちに鉛直方向に戻されて鉛直姿勢を保持する。
【0017】
更に、前記保持具35の上部には、測距用ターゲット38と補助用ターゲット39が固設され、該測距用ターゲット38はプリズムミラーにて形成されている。また、補助用ターゲット39は平板状のプレートであり、このプレート表面に保持具35の軸方向と平行にけがき線39aが記されている。前記保持具35は鉛直方向を保持するので、該測距用ターゲット38はブラケットピン33の鉛直面上方に位置し、補助用ターゲット39のけがき線39aは鉛直方向を示すことになる。
【0018】
而して、図6に示すように、前記旋回部13の上部にトータルステーション40を設置し、該トータルステーション40の回転部を掘削ブーム14の旋回中心線Oに一致させて、該トータルステーション40にて前記測距用ターゲット38を視準可能にする。掘削ブーム14の俯仰角及び旋回角に拘わらず、前記保持具35が鉛直姿勢を保持するので、測距用ターゲット38は常に掘削ブーム14の中心軸線Gの鉛直面上方に位置する。
【0019】
このため、ブームシリンダ16を伸縮して掘削ブーム14を俯仰させたとき、万一、ブッシュの摩耗や損傷等により掘削ブーム14の可動部にガタがあれば、掘削ブーム14の動きにぶれが生じて前記測距用ターゲット38が振動する。また、旋回装置(図示せず)を駆動して旋回部13を旋回させたとき、万一、ギヤやブッシュの摩耗や損傷等により旋回部13の可動部にガタがあった場合も、掘削ブーム14の動きにぶれが生じて前記測距用ターゲット38が振動する。
【0020】
斯くして、掘削ブーム14を俯仰しながら前記測距用ターゲット38を視準して掘削ブーム14のガタを確認するとともに、旋回部13を旋回しながら前記測距用ターゲット38を視準して旋回部13のガタを確認することにより、当該自由断面掘削機10の可動部の損傷を簡単に確認することができる。
【0021】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は切削ドラムの先端部に保持具を介して測距用ターゲットを取り付け、掘削ブームを俯仰しながら、或いは、旋回部を旋回しながら、トータルステーションにて前記測距用ターゲットを視準することにより、掘削ブームのぶれの有無から掘削ブームや旋回部のガタを確認できる。
【0023】
斯くして、極めて簡易に自由断面掘削機の可動部の損傷を確認することが可能となり、NC制御の精度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施の形態を示すものである。
【図1】自由断面掘削機の側面図。
【図2】自由断面掘削機の正面図。
【図3】切削ドラムの先端部に装着された保持具及び測距用ターゲットの側面図。
【図4】図3のA−A矢視図。
【図5】(a)はブラケットピン及びブラケット部分の側面図、
(b)はブラケットピン及びブラケット部分の正面図。
【図6】トータルステーションにて測距用ターゲットを視準する様子を示す解説図。
【符号の説明】
10 自由断面掘削機
11 掘削機本体
13 旋回部
14 掘削ブーム
15 切削ドラム
35 保持具
38 測距用ターゲット
40 トータルステーション
Claims (1)
- 掘削機本体の前部に水平方向へ回動可能な旋回部を設け、この旋回部に伸縮式の掘削ブームを俯仰可能に装着し、該掘削ブームの先端部に切削ドラムを取り付けた自由断面掘削機に於いて、
前記切削ドラムの先端部に鉛直姿勢を保持する保持具を装着し、該保持具の上部に測距用ターゲットを設けるとともに、前記旋回部の上部にトータルステーションを設置して前記測距用ターゲットを視準可能にし、前記掘削ブームを俯仰しながら前記測距用ターゲットを視準して掘削ブームのぶれを確認し、一方、前記旋回部を旋回しながら前記測距用ターゲットを視準して旋回部のぶれを確認することを特徴とする自由断面掘削機の可動部損傷確認方法。
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