JP7227843B2 - Vertical Shaft Construction Device and Vertical Shaft Construction Method - Google Patents

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Description

本発明は、立坑を構築する装置及び方法に関する。 The present invention relates to apparatus and methods for constructing shafts.

地下構造部の建設工事において、地山を鉛直下方に掘削して立坑を構築することがある。特許文献１には、アームの先端にバケット及びブレーカ等の作業具が装着された油圧ショベル等の作業装置を用いて地山を掘削して立坑を構築する方法が開示されている。 2. Description of the Related Art In construction work for an underground structure, a shaft may be constructed by excavating the natural ground vertically downward. Patent Literature 1 discloses a method of excavating a rock and constructing a shaft using a working device such as a hydraulic excavator having a working tool such as a bucket and a breaker attached to the tip of an arm.

特許文献１に開示される方法では、まず、作業装置を用いて地山を鉛直下方に掘削して深さが１ｍ程度の立坑を構築する。次に、この立坑内にクレーンを用いて作業装置を投入し、作業装置を構築済みの立坑内で移動させると共に作業具を用いて立坑の底部を掘削し立坑を掘進する。立坑の底部が所望の深さに達するまで、立坑を掘進することにより、立坑が所望の深さで構築される。 In the method disclosed in Patent Literature 1, first, a working device is used to excavate the natural ground vertically downward to construct a shaft having a depth of about 1 m. Next, a crane is used to put the working equipment into the vertical shaft, the working equipment is moved in the constructed vertical shaft, and the bottom of the vertical shaft is excavated using the working tools to excavate the vertical shaft. A shaft is built to the desired depth by excavating the shaft until the bottom of the shaft reaches the desired depth.

特開２００２－２０１６５８号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-201658

特許文献１に開示される方法において、立坑を所望の形状で構築するためには、立坑を所定深さ掘進する毎に、立坑を構築するための作業（例えば、地山の掘削、削孔、コンクリート材料の吹付け、及びロックボルトの挿入等）を施す位置を構築済みの立坑内で定め、定められた位置に作業具を移動させて作業を施すことが好ましい。 In the method disclosed in Patent Document 1, in order to construct a vertical shaft in a desired shape, each time the vertical shaft is excavated to a predetermined depth, work for constructing the vertical shaft (for example, excavation of the natural ground, drilling, It is preferable to determine the position where the concrete material is to be sprayed, insert the rock bolt, etc., within the constructed shaft, and move the work tool to the determined position to perform the work.

予め定められた位置に作業具を移動させる方法として、作業者の手作業により立坑の底部の中心位置を測定し、測定された中心位置を基準として、立坑を構築するための作業を施す位置を立坑内に標示し、標示された箇所に作業具を移動させることが考えられる。しかしながら、手作業による測定及び標示には時間がかかる。そのため、効率よく立坑を構築することができない。 As a method of moving the work tool to a predetermined position, the worker manually measures the center position of the bottom of the shaft, and uses the measured center position as a reference to determine the position where the work for constructing the shaft is to be performed. It is conceivable to mark the inside of the shaft and move the work implement to the marked place. However, manual measurement and marking is time consuming. Therefore, the shaft cannot be constructed efficiently.

効率よく立坑を構築するためには、立坑内における作業具の位置を把握することが有効である。作業具の位置を把握する方法として、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：全地球無線測位システム）又はトータルステーションを用いることが考えられるが、立坑内ではこれらを用いることができない。 In order to construct a vertical shaft efficiently, it is effective to grasp the positions of work tools in the vertical shaft. A GPS (Global Positioning System) or a total station may be used as a method for grasping the position of the work tool, but these cannot be used inside the vertical shaft.

具体的には、ＧＰＳを用いた位置把握では、ＧＰＳ衛星からの信号を受信する必要があり、ＧＰＳ衛星からの信号は、立坑の深さが増すにつれ立坑の底部に到達し難くなる。そのため、立坑の底部近傍における作業具の位置をＧＰＳを用いて把握することは困難である。 Specifically, position determination using GPS requires reception of signals from GPS satellites, and as the depth of the shaft increases, it becomes more difficult for the signals from the GPS satellites to reach the bottom of the shaft. Therefore, it is difficult to grasp the position of the work tool in the vicinity of the bottom of the shaft using GPS.

また、トータルステーションを用いた位置把握では、トータルステーションを地上に設置し、トータルステーションからの光を作業具に照射する必要がある。立坑の深さが増すとトータルステーションからの光は地山によって遮られ立坑の底部に到達しなくなるため、立坑の底部近傍における作業具の位置をトータルステーションを用いて把握することができない。 Further, in the position grasping using a total station, it is necessary to install the total station on the ground and irradiate the working tool with light from the total station. As the depth of the vertical shaft increases, the light from the total station is blocked by the ground and does not reach the bottom of the vertical shaft.

本発明は、立坑を効率よく構築することを目的とする。 An object of the present invention is to construct a shaft efficiently.

本発明は、地山に立坑を構築する立坑構築装置であって、走行部と、走行部に対して姿勢が変化自在な腕部と、腕部に支持され、立坑を構築する作業を地山に対して施す作業具と、腕部の姿勢を検出する姿勢検出部と、演算処理を行うコントローラと、を備え、作業具は、構築済みの立坑の底部に孔を削孔する削孔機であり、コントローラは、構築済みの立坑の坑壁に設けられた第１基準点及び第２基準点に削孔機を当てた状態で姿勢検出部により検出される腕部の姿勢に基づいて走行部の位置を算出する走行部位置算出部と、走行部位置算出部により算出された走行部の位置と、姿勢検出部により検出された腕部の姿勢と、に基づいて、削孔機の位置を算出する作業具位置算出部と、を備える。
また、本発明は、地山に立坑を構築する立坑構築装置であって、走行部と、走行部に対して姿勢が変化自在な腕部と、腕部に支持され、立坑を構築する作業を地山に対して施す作業具と、腕部の姿勢を検出する姿勢検出部と、走行部の方位を検出する方位検出部と、演算処理を行うコントローラと、を備え、作業具は、構築済みの立坑の底部に孔を削孔する削孔機であり、コントローラは、構築済みの立坑の坑壁に設けられた基準点に削孔機を当てた状態で姿勢検出部により検出される腕部の姿勢と、この状態で方位検出部により検出される走行部の方位と、に基づいて走行部の位置を算出する走行部位置算出部と、走行部位置算出部により算出された走行部の位置と、姿勢検出部により検出された腕部の姿勢と、に基づいて、削孔機の位置を算出する作業具位置算出部と、を備える。
また、本発明は、地山に立坑を構築する立坑構築装置であって、走行部と、走行部に鉛直軸周りに旋回自在に支持される旋回台と、旋回台に支持され、走行部に対して姿勢が変化自在な腕部と、腕部に支持され、立坑を構築する作業を地山に対して施す作業具と、腕部の姿勢を検出する姿勢検出部と、走行部に対する旋回台の旋回角度を検出する旋回角度検出部と、演算処理を行うコントローラと、を備え、作業具は、構築済みの立坑の底部に孔を削孔する削孔機であり、コントローラは、構築済みの立坑の坑壁に設けられた第１基準点及び第２基準点に削孔機を当てた状態で姿勢検出部により検出される腕部の姿勢と、この状態で旋回角度検出部により検出された旋回台の旋回角度と、に基づいて走行部の位置を算出する走行部位置算出部と、走行部位置算出部により算出された走行部の位置と、姿勢検出部により検出された腕部の姿勢と、に基づいて、削孔機の位置を算出する作業具位置算出部と、を備える。 The present invention is a vertical shaft construction apparatus for constructing a vertical shaft in the natural ground, comprising: a traveling portion; an arm portion whose posture can be changed relative to the traveling portion; a work implement for drilling a hole in the bottom of the constructed shaft, a posture detection unit for detecting the posture of the arm, and a controller for performing arithmetic processing. , and the controller moves based on the posture of the arm detected by the posture detection unit while the drilling machine is in contact with the first reference point and the second reference point provided on the shaft wall of the constructed shaft. The position of the drilling machine is determined based on a running part position calculation unit that calculates the position of the arm, the position of the running part calculated by the running part position calculation unit, and the posture of the arm detected by the posture detection unit . and a work implement position calculation unit that calculates the position of the work implement.
Further, the present invention is a vertical shaft construction apparatus for constructing a vertical shaft in natural ground, comprising: a traveling portion; an arm portion whose posture can be changed with respect to the traveling portion; The work tool has a work tool to be applied to the ground, a posture detection unit that detects the posture of the arm, an orientation detection unit that detects the orientation of the traveling part, and a controller that performs arithmetic processing. The controller is an arm that is detected by the posture detection unit while the drilling machine is in contact with a reference point provided on the wall of the constructed shaft. and the orientation of the traveling section detected by the orientation detecting section in this state, and the position of the traveling section calculated by the traveling section position calculating section. and the posture of the arm detected by the posture detection unit, and a work implement position calculation unit that calculates the position of the drilling machine.
The present invention also provides a vertical shaft construction apparatus for constructing a vertical shaft in natural ground, comprising: a traveling section; On the other hand, an arm whose posture can be changed, a work tool that is supported by the arm and performs the work of constructing a shaft on the ground, a posture detection unit that detects the posture of the arm, and a swivel base for the traveling unit. and a controller that performs arithmetic processing, the work tool is a drilling machine that drills a hole in the bottom of the constructed shaft, and the controller The posture of the arm detected by the posture detection unit with the drilling machine in contact with the first reference point and the second reference point provided on the wall of the shaft, and the posture detected by the turning angle detection unit in this state a turning angle of the swivel base; a traveling part position calculating unit that calculates the position of the traveling part based on; the position of the traveling part calculated by the traveling part position calculating part; and the posture of the arm detected by the posture detecting part. and a work implement position calculation unit that calculates the position of the drilling machine based on and.

また、本発明は、立坑構築装置を用いて地山に立坑を構築する立坑構築方法であって、立坑構築装置は、走行部と、走行部に対して姿勢が変化自在な腕部と、腕部に支持され、立坑を構築する作業を地山に対して施す作業具と、を備え、作業具は、構築済みの立坑の底部に孔を削孔する削孔機であり、立坑構築方法は、構築済みの立坑の坑壁に設けられた第１基準点及び第２基準点に削孔機を当てた状態で姿勢検出部により検出される腕部の姿勢に基づいて走行部の位置を算出し、腕部の姿勢を検出すると共に、検出された腕部の姿勢と算出された走行部の位置とに基づいて削孔機の位置を算出する。
また、本発明は、立坑構築装置を用いて地山に立坑を構築する立坑構築方法であって、立坑構築装置は、走行部と、走行部に対して姿勢が変化自在な腕部と、腕部に支持され、立坑を構築する作業を地山に対して施す作業具と、を備え、作業具は、構築済みの立坑の底部に孔を削孔する削孔機であり、立坑構築方法は、構築済みの立坑の坑壁に設けられた基準点に削孔機を当てた状態で姿勢検出部により検出される腕部の姿勢と、この状態で方位検出部により検出される走行部の方位と、に基づいて走行部の位置を算出し、腕部の姿勢を検出すると共に、検出された腕部の姿勢と算出された走行部の位置とに基づいて削孔機の位置を算出する。
また、本発明は、立坑構築装置を用いて地山に立坑を構築する立坑構築方法であって、立坑構築装置は、走行部と、走行部に鉛直軸周りに旋回自在に支持される旋回台と、旋回台に支持され、走行部に対して姿勢が変化自在な腕部と、腕部に支持され、立坑を構築する作業を地山に対して施す作業具と、を備え、作業具は、構築済みの立坑の底部に孔を削孔する削孔機であり、立坑構築方法は、構築済みの立坑の坑壁に設けられた第１基準点及び第２基準点に削孔機を当てた状態で姿勢検出部により検出される腕部の姿勢と、この状態で旋回角度検出部により検出された旋回台の旋回角度と、に基づいて走行部の位置を算出し、腕部の姿勢を検出すると共に、検出された腕部の姿勢と算出された走行部の位置とに基づいて削孔機の位置を算出する。 Further, the present invention is a vertical shaft construction method for constructing a vertical shaft in a natural rock using a vertical shaft construction apparatus, the vertical shaft construction apparatus comprising: a traveling section; a work tool supported by the part and performing work for constructing a vertical shaft on the natural ground , wherein the work tool is a drilling machine for drilling a hole in the bottom of the constructed vertical shaft, and the vertical shaft construction method is , the position of the traveling part is calculated based on the posture of the arm detected by the posture detection unit while the drilling machine is in contact with the first and second reference points provided on the shaft wall of the constructed shaft. Then, the posture of the arm is detected, and the position of the drilling machine is calculated based on the detected posture of the arm and the calculated position of the traveling portion.
Further, the present invention is a vertical shaft construction method for constructing a vertical shaft in a natural rock using a vertical shaft construction apparatus, the vertical shaft construction apparatus comprising: a traveling section; a work tool supported by the part and performing work for constructing a vertical shaft on the natural ground, wherein the work tool is a drilling machine for drilling a hole in the bottom of the constructed vertical shaft, and the vertical shaft construction method is , the posture of the arm detected by the posture detection unit when the drilling machine is in contact with the reference point provided on the wall of the shaft that has already been constructed, and the orientation of the traveling part detected by the direction detection unit in this state. and to detect the posture of the arm, and the position of the drilling machine is calculated based on the detected posture of the arm and the calculated position of the running portion.
Further, the present invention is a vertical shaft construction method for constructing a vertical shaft in a natural rock using a vertical shaft construction apparatus, wherein the vertical shaft construction apparatus includes a traveling section and a swivel base supported by the traveling section so as to be freely rotatable about a vertical axis. and an arm supported by the swivel base, the posture of which can be freely changed with respect to the traveling part, and a work tool supported by the arm, for performing the work of constructing the shaft on the natural ground, wherein the work tool is , a drilling machine for drilling a hole in the bottom of the constructed vertical shaft, and the vertical shaft construction method includes applying the drilling machine to a first reference point and a second reference point provided on the shaft wall of the constructed vertical shaft. The position of the traveling unit is calculated based on the posture of the arm detected by the posture detection unit in this state and the turning angle of the swivel base detected by the turning angle detection unit in this state, and the posture of the arm is calculated. Along with the detection, the position of the drilling machine is calculated based on the detected posture of the arm and the calculated position of the traveling part.

本発明によれば、立坑を効率よく構築することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a vertical shaft can be constructed|assembled efficiently.

地山に立坑を構築する手順の概略を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an outline of a procedure for constructing a vertical shaft in natural ground; 本発明の第１実施形態に係る立坑構築装置の側面図であり、構築済みの立坑の底部に孔を削孔している状態を示す。FIG. 2 is a side view of the pit construction apparatus according to the first embodiment of the present invention, showing a state in which a hole is being drilled in the bottom of the constructed pit. 本発明の第１実施形態に係る立坑構築装置のブロック図である。1 is a block diagram of a shaft construction device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 本発明の第１実施形態に係る立坑構築装置の側面図であり、削孔ロッドの先端を第１ロックボルトの突出端に当てた状態を示す。FIG. 2 is a side view of the shaft construction apparatus according to the first embodiment of the present invention, showing a state where the tip of the drilling rod is in contact with the projecting end of the first rock bolt; 本発明の第１実施形態に係る立坑構築装置の平面図であり、削孔ロッドの先端を第１ロックボルトの突出端に当てた状態を示す。FIG. 2 is a plan view of the shaft construction apparatus according to the first embodiment of the present invention, showing a state in which the tip of the drilling rod is in contact with the projecting end of the first rock bolt. 本発明の第１実施形態に係る立坑構築装置の平面図であり、削孔ロッドの先端を第１ロックボルトの突出端から離した状態を示す。FIG. 2 is a plan view of the shaft construction apparatus according to the first embodiment of the present invention, showing a state where the tip of the drill rod is separated from the protruding end of the first rock bolt; 本発明の第２実施形態に係る立坑構築装置のブロック図である。It is a block diagram of a shaft construction device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態に係る立坑構築装置の平面図であり、削孔ロッドの先端を第１ロックボルトの突出端に当てた状態を示す。FIG. 8 is a plan view of the shaft construction apparatus according to the second embodiment of the present invention, showing a state in which the tip of the drilling rod is in contact with the protruding end of the first rock bolt; 本発明の第３実施形態に係る立坑構築装置の側面図である。It is a side view of the shaft construction apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る立坑構築装置のブロック図である。It is a block diagram of a shaft construction apparatus according to a third embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜第１実施形態＞
まず、図１から図６を参照して、本発明の第１実施形態に係る立坑構築装置１００及び立坑構築方法について説明する。立坑構築装置１００及び立坑構築方法は、地下構造部の建設工事において、地山を鉛直下方に掘削して立坑ＶＳを構築する際に用いられる。 <First Embodiment>
First, referring to FIGS. 1 to 6, a vertical shaft constructing apparatus 100 and a vertical shaft constructing method according to a first embodiment of the present invention will be described. The vertical shaft constructing apparatus 100 and the vertical shaft constructing method are used when constructing the vertical shaft VS by excavating the natural ground vertically downward in the construction work of the underground structure.

図１を参照して、地山に立坑ＶＳを構築する手順の概略を説明する。 With reference to FIG. 1, the outline of the procedure for constructing the shaft VS in the natural ground will be described.

地山に立坑ＶＳを構築するには、まず、図１（ａ）に示すように、地山を鉛直下方に所定深さ（例えば１ｍ）掘削しての掘削穴Ｈを形成する。次に、掘削穴Ｈの内壁Ｗを安定させるために、図１（ｂ）に示すように、掘削穴Ｈの内壁Ｗにコンクリート材料を吹付けてコンクリート構造体１を形成すると共にロックボルト２を掘削穴Ｈの内壁Ｗに挿入する。ロックボルト２の挿入は、コンクリート材料の吹付け前に行ってもよいし吹付け後に行ってもよい。以上により、所定深さの立坑ＶＳが構築される。 To construct a shaft VS in the natural ground, first, as shown in FIG. 1A, an excavated hole H is formed by excavating the natural ground vertically downward to a predetermined depth (for example, 1 m). Next, in order to stabilize the inner wall W of the excavated hole H, as shown in FIG. It is inserted into the inner wall W of the excavated hole H. The rock bolt 2 may be inserted before or after the concrete material is sprayed. As described above, a shaft VS having a predetermined depth is constructed.

次に、図１（ｃ）に示すように、構築済みの立坑ＶＳの底部を鉛直下方に所定深さ（例えば１ｍ）掘削し掘削穴Ｈを掘進する。次に、掘削穴Ｈの掘進により剥き出しになった内壁Ｗを安定させるために、図１（ｄ）に示すように、掘削穴Ｈの内壁Ｗにコンクリート材料を吹付けると共にロックボルト２を掘削穴Ｈの内壁Ｗに挿入する。立坑ＶＳの底部が所望の深さに達するまで、構築済みの立坑ＶＳの底部を掘削する掘削工程、コンクリート材料を吹付ける吹付工程、及びロックボルト２を挿入する挿入工程を繰り返すことにより、立坑ＶＳが完成する。 Next, as shown in FIG. 1(c), the bottom of the constructed shaft VS is excavated vertically downward to a predetermined depth (for example, 1 m) to excavate an excavated hole H. Then, as shown in FIG. Next, in order to stabilize the inner wall W exposed by the excavation of the excavated hole H, as shown in FIG. Insert into the inner wall W of H. By repeating the excavation step of excavating the bottom of the constructed shaft VS, the spraying step of spraying the concrete material, and the inserting step of inserting the rock bolt 2 until the bottom of the shaft VS reaches a desired depth, the vertical shaft VS is completed.

掘削工程では、地山の岩盤を不図示の爆薬を用いて破砕することがあり、図２に示すように、立坑構築装置１００は、爆薬を装填するための孔３を構築済みの立坑ＶＳの底部に削孔する際に用いられる。立坑構築装置１００は、構築済みの立坑ＶＳ内に不図示のクレーン等を用いて投入される。 In the excavation process, the bedrock of the ground may be crushed using an explosive (not shown), and as shown in FIG. Used when drilling into the bottom. The vertical shaft construction apparatus 100 is thrown into the constructed vertical shaft VS using a crane or the like (not shown).

立坑構築装置１００は、立坑ＶＳの底部に孔３を削孔するための削孔機（作業具）４０を備えている。削孔機４０は、孔３を削孔する削孔ロッド４１と、削孔ロッド４１と略平行に設けられるガイドセル４２と、ガイドセル４２の先端に設けられるセントラライザ４３と、ガイドセル４２に移動自在に搭載されるドリフタ４４と、を備えている。ドリフタ４４は、不図示の駆動機構によりガイドセル４２に沿って往復移動する。削孔ロッド４１の基端は、ドリフタ４４に支持されており、ドリフタ４４と共に往復移動する。削孔ロッド４１の移動はセントラライザ４３によって案内される。 The vertical shaft construction apparatus 100 includes a drilling machine (working tool) 40 for drilling a hole 3 in the bottom of the vertical shaft VS. The drilling machine 40 includes a drilling rod 41 for drilling the hole 3 , a guide cell 42 provided substantially parallel to the drilling rod 41 , a centralizer 43 provided at the tip of the guide cell 42 , and and a drifter 44 mounted movably. The drifter 44 reciprocates along the guide cell 42 by a driving mechanism (not shown). A proximal end of the drilling rod 41 is supported by a drifter 44 and reciprocates together with the drifter 44 . The movement of drilling rod 41 is guided by centralizer 43 .

ドリフタ４４は、削孔ロッド４１に回転力を付与可能に形成されている。削孔ロッド４１の先端を立坑ＶＳの底部に押付けた状態でドリフタ４４により削孔ロッド４１を回転させることにより、孔３が削孔される。 The drifter 44 is formed so as to be able to apply rotational force to the drilling rod 41 . The hole 3 is drilled by rotating the drilling rod 41 with the drifter 44 while pressing the tip of the drilling rod 41 against the bottom of the shaft VS.

複数の孔３の削孔が完了したところで、立坑構築装置１００を不図示のクレーン等を用いて立坑ＶＳから引き上げる。その後、爆薬を孔３に装填して爆発させ、地山の岩盤を破砕する。 When the drilling of the plurality of holes 3 is completed, the vertical shaft construction apparatus 100 is pulled up from the vertical shaft VS using a crane or the like (not shown). After that, an explosive is charged into the hole 3 and exploded to crush the bedrock of the ground.

爆薬を用いて掘削される掘削穴Ｈの形状は、爆薬の装填位置に依存する。そのため、構築済みの立坑ＶＳの底部を所望の形状で掘削するためには、爆薬を装填する位置を予め定め、定められた位置に削孔機４０を移動させて孔３を形成することが好ましい。 The shape of the hole H excavated with explosives depends on the loading position of the explosives. Therefore, in order to excavate the bottom of the constructed shaft VS in a desired shape, it is preferable to determine in advance the position where the explosive is to be charged, and move the drilling machine 40 to the determined position to form the hole 3. .

予め定められた位置に削孔機４０を移動させる方法として、作業者の手作業により立坑ＶＳの底部の中心位置を測定し、測定された中心位置を基準として、孔３を削孔する位置を立坑ＶＳの底部に標示し、標示された箇所に削孔機４０を移動させることが考えられる。しかしながら、手作業による測定及び標示には時間がかかる。また、立坑ＶＳの構築においては、掘削工程毎に立坑ＶＳの底部を掘削するため立坑ＶＳの底部の標示が除去される。そのため、掘削工程毎に手作業による測定及び標示が必要となり、効率よく立坑ＶＳを構築することができない。 As a method of moving the drilling machine 40 to a predetermined position, an operator manually measures the center position of the bottom of the shaft VS, and uses the measured center position as a reference to determine the position for drilling the hole 3. It is conceivable to mark the bottom of the shaft VS and move the drilling machine 40 to the marked location. However, manual measurement and marking is time consuming. Also, in constructing the shaft VS, the bottom of the shaft VS is excavated in each excavation process, so the markings on the bottom of the shaft VS are removed. Therefore, manual measurement and marking are required for each excavation process, and the vertical shaft VS cannot be constructed efficiently.

手作業による測定及び標示なしに削孔機４０を予め定められた位置に精度よく移動させるためには、立坑ＶＳ内における削孔機４０の位置を把握することが有効である。削孔機４０の位置を把握する方法として、ＧＰＳ又はトータルステーションを用いることが考えられる。しかし、立坑ＶＳ内ではこれらを用いることが困難であり、適さない。 In order to accurately move the drilling machine 40 to a predetermined position without manual measurement and marking, it is effective to know the position of the drilling machine 40 within the shaft VS. As a method for grasping the position of the drilling machine 40, use of GPS or a total station is conceivable. However, it is difficult and unsuitable to use them in the shaft VS.

具体的には、ＧＰＳを用いた位置把握では、ＧＰＳ衛星からの信号を受信する必要があり、ＧＰＳ衛星からの信号は、立坑ＶＳの深さが増すにつれ立坑ＶＳの底部に到達し難くなる。そのため、立坑ＶＳの底部近傍における作業具の位置をＧＰＳを用いて把握することは困難である。 Specifically, positioning using GPS requires reception of signals from GPS satellites, and as the depth of the shaft VS increases, the signals from the GPS satellites become more difficult to reach the bottom of the shaft VS. Therefore, it is difficult to grasp the position of the work implement in the vicinity of the bottom of the shaft VS using GPS.

また、トータルステーションを用いた位置把握では、トータルステーションを地上に設置し、トータルステーションからの光を作業具に照射する必要がある。立坑ＶＳの深さが増すとトータルステーションからの光は地山によって遮られ立坑ＶＳの底部に到達しなくなる。また、トータルステーションは鉛直方向の照射ができないため、立坑ＶＳの底部近傍における作業具の位置をトータルステーションを用いて把握することが困難であり、適さない。 Further, in the position grasping using a total station, it is necessary to install the total station on the ground and irradiate the working tool with light from the total station. As the depth of the vertical shaft VS increases, the light from the total station is blocked by the ground and does not reach the bottom of the vertical shaft VS. In addition, since the total station cannot irradiate in the vertical direction, it is difficult to grasp the position of the work tool near the bottom of the shaft VS using the total station, which is not suitable.

立坑構築装置１００及び立坑構築方法では、後述する構成により、構築済みの立坑ＶＳ内に設けられた基準点に基づいて立坑ＶＳ内における削孔機４０の位置を算出する。そのため、立坑ＶＳ内における削孔機４０の位置を把握することができる。したがって、手作業による測定及び標示なしに削孔機４０を予め定められた位置に精度よく移動させることができ、効率よく立坑ＶＳを構築することができる。 The vertical shaft construction apparatus 100 and the vertical shaft construction method calculate the position of the drilling machine 40 in the vertical shaft VS based on the reference point provided in the constructed vertical shaft VS by the configuration described later. Therefore, the position of the drilling machine 40 in the shaft VS can be grasped. Therefore, the drilling machine 40 can be accurately moved to a predetermined position without manual measurement and marking, and the shaft VS can be constructed efficiently.

以下、立坑構築装置１００の構成及び立坑構築方法をより詳細に説明する。ここでは、構築済みの立坑ＶＳにその周方向に間隔を空けて挿入される２つのロックボルト２の突出端を第１及び第２基準点として用いる場合について説明する。 The configuration of the vertical shaft construction apparatus 100 and the vertical shaft construction method will be described in more detail below. Here, a case will be described in which the protruding ends of two lock bolts 2 inserted into the constructed shaft VS with a gap in the circumferential direction thereof are used as the first and second reference points.

なお、ロックボルト２は、構築済みの立坑ＶＳの坑壁１ａから突出しており、ロックボルト２の突出端が立坑ＶＳの坑壁１ａにおける予め定められた設計位置に設けられているものとする。つまり、ロックボルト２の突出端の位置が分かっているものとする。また、以下において、突出端が第１基準点として用いられるロックボルト２を「第１ロックボルト２ａ」とも称し、突出端が第２基準点として用いられるロックボルト２を「第２ロックボルト２ｂ」とも称する。 It is assumed that the rock bolt 2 protrudes from the wall 1a of the shaft VS that has already been constructed, and that the projecting end of the lock bolt 2 is provided at a predetermined design position on the wall 1a of the shaft VS. In other words, it is assumed that the position of the projecting end of the lock bolt 2 is known. Further, hereinafter, the lock bolt 2 whose protruding end is used as the first reference point is also referred to as "first lock bolt 2a", and the lock bolt 2 whose protruding end is used as the second reference point is also referred to as "second lock bolt 2b". Also called

立坑構築装置１００は、走行可能な走行部１０と、走行部１０に支持される車体２０と、車体２０に支持される腕部３０と、を備える。削孔機４０は、腕部３０の先端に支持されている。 The shaft construction device 100 includes a travelable running section 10 , a vehicle body 20 supported by the running section 10 , and an arm section 30 supported by the vehicle body 20 . The drilling machine 40 is supported at the tip of the arm portion 30 .

走行部１０は、台枠１１と、台枠１１の左右に装着されるクローラ１２と、を備えている。台枠１１に搭載された不図示の走行モータを駆動することにより、クローラ１２が回転し走行部１０が走行する。左右のクローラ１２の回転数及び回転方向を調整することで走行部１０の方向転換が可能である。 The traveling section 10 includes an underframe 11 and crawlers 12 mounted on the left and right sides of the underframe 11 . By driving a traveling motor (not shown) mounted on the underframe 11, the crawler 12 rotates and the traveling section 10 travels. By adjusting the number of rotations and the direction of rotation of the left and right crawlers 12, the direction of the traveling portion 10 can be changed.

車体２０は、台枠１１に支持されている。車体２０には操縦席２１が設けられており、操縦席２１の近傍には、立坑構築装置１００の動作を制御するための不図示の操作機具が設けられている。作業者は、操縦席２１で操作器具を操作して立坑構築装置１００を操縦する。 The vehicle body 20 is supported by the underframe 11 . An operator's seat 21 is provided on the vehicle body 20 , and an operating device (not shown) for controlling the operation of the shaft construction apparatus 100 is provided near the operator's seat 21 . A worker operates the operation instrument at the operator's seat 21 to operate the shaft construction apparatus 100 .

腕部３０は、車体２０に上下左右に揺動自在に支持されるブーム３１と、ブーム３１の先端に上下に揺動自在に支持されるアーム３２と、アーム３２の先端に上下に揺動自在に支持されるブラケット３３と、を備えている。 The arm portion 30 includes a boom 31 supported on the vehicle body 20 so as to swing vertically and horizontally, an arm 32 supported at the tip of the boom 31 so as to swing vertically, and a tip of the arm 32 which swings vertically. and a bracket 33 supported on.

ブーム３１は、第１ブームシリンダ３４の伸縮駆動により左右に揺動し、第２ブームシリンダ３５の伸縮駆動により上下に揺動する。アーム３２は、アームシリンダ３６の伸縮駆動により上下に揺動する。ブラケット３３は、ブラケットシリンダ３７の伸縮駆動により上下に揺動する。つまり、腕部３０の姿勢は、第１ブームシリンダ３４、第２ブームシリンダ３５、アームシリンダ３６及びブラケットシリンダ３７の伸縮駆動により変化する。 The boom 31 swings left and right by the telescopic drive of the first boom cylinder 34 , and swings up and down by the telescopic drive of the second boom cylinder 35 . The arm 32 swings up and down by the expansion and contraction drive of the arm cylinder 36 . The bracket 33 swings up and down by the expansion and contraction drive of the bracket cylinder 37 . In other words, the posture of the arm portion 30 is changed by the expansion and contraction driving of the first boom cylinder 34 , the second boom cylinder 35 , the arm cylinder 36 and the bracket cylinder 37 .

削孔機４０は、ブラケット３３に支持されている。具体的には、削孔機４０のガイドセル４２は、保持部材５０を介して腕部３０のブラケット３３に取り付けられている。腕部３０の姿勢の変化に伴って、削孔機４０が移動する。 The drilling machine 40 is supported by the bracket 33 . Specifically, the guide cell 42 of the drilling machine 40 is attached to the bracket 33 of the arm 30 via the holding member 50 . The drilling machine 40 moves as the posture of the arm 30 changes.

図３に示すように、立坑構築装置１００は、腕部３０の姿勢を検出する姿勢検出部６０と、姿勢検出部６０により検出された腕部３０の姿勢に基づいて演算処理を行うコントローラ７０と、を備えている。 As shown in FIG. 3, the shaft construction apparatus 100 includes a posture detection unit 60 that detects the posture of the arm 30, and a controller 70 that performs arithmetic processing based on the posture of the arm 30 detected by the posture detection unit 60. , is equipped with

姿勢検出部６０は、車体２０に対するブーム３１の左右方向の揺動角度を検出するブーム左右角度検出部６１と、車体２０に対するブーム３１の上下方向の揺動角度を検出するブーム上下角度検出部６２と、ブーム３１に対するアーム３２の揺動角度を検出するアーム角度検出部６３と、アーム３２に対するブラケット３３の揺動角度を検出するブラケット角度検出部６４と、を備えている。 The attitude detection unit 60 includes a boom left-right angle detection unit 61 that detects the horizontal swing angle of the boom 31 with respect to the vehicle body 20, and a boom vertical angle detection unit 62 that detects the vertical swing angle of the boom 31 with respect to the vehicle body 20. , an arm angle detection unit 63 for detecting the swing angle of the arm 32 with respect to the boom 31 , and a bracket angle detection unit 64 for detecting the swing angle of the bracket 33 with respect to the arm 32 .

ブーム左右角度検出部６１は、例えば車体２０とブーム３１とに渡って設けられる角度センサである。ブーム左右角度検出部６１は、第１ブームシリンダ３４（図２参照）の伸縮量を検出するストロークセンサであってもよい。ブーム上下角度検出部６２、アーム角度検出部６３及びブラケット角度検出部６４は、ブーム左右角度検出部６１と同様に、角度センサであってもよいし、ストロークセンサであってもよい。 The boom left-right angle detection unit 61 is an angle sensor provided across the vehicle body 20 and the boom 31, for example. The boom left-right angle detection unit 61 may be a stroke sensor that detects the amount of expansion and contraction of the first boom cylinder 34 (see FIG. 2). The boom vertical angle detection unit 62, the arm angle detection unit 63, and the bracket angle detection unit 64 may be angle sensors or stroke sensors like the boom horizontal angle detection unit 61.

コントローラ７０は、制御プログラム等を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＣＰＵにより実行される制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＣＰＵの演算結果等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、を備えるマイクロコンピュータである。コントローラ７０は、１つのマイクロコンピュータによって構成されていてもよいし、複数のマイクロコンピュータによって構成されていてもよい。 The controller 70 includes a CPU (Central Processing Unit) for executing control programs and the like, a ROM (Read-Only Memory) for storing control programs and the like executed by the CPU, and a RAM (Random Access) for storing calculation results of the CPU and the like. Memory) and a microcomputer. The controller 70 may be composed of one microcomputer, or may be composed of a plurality of microcomputers.

コントローラ７０は、走行部１０の位置を算出する走行部位置算出部７１と、削孔機４０の位置を算出する削孔機位置算出部（作業具位置算出部）７２と、を備えている。走行部位置算出部７１は、第１及び第２ロックボルト２ａ，２ｂの突出端の位置と、第１及び第２ロックボルト２ａ，２ｂの突出端に削孔機４０における削孔ロッド４１の先端を当てた状態で姿勢検出部６０により検出される腕部３０の姿勢と、に基づいて、走行部１０の位置を算出する。削孔機位置算出部７２は、走行部位置算出部７１により算出された走行部１０の位置と、姿勢検出部６０により検出された腕部３０の姿勢と、に基づいて、削孔機４０の位置を算出する。走行部位置算出部７１及び削孔機位置算出部７２は、マイクロコンピュータの機能を仮想的なユニットとしたものである。 The controller 70 includes a traveling portion position calculating portion 71 that calculates the position of the traveling portion 10 and a drilling machine position calculating portion (work tool position calculating portion) 72 that calculates the position of the drilling machine 40 . The travel portion position calculator 71 calculates the position of the projecting ends of the first and second lock bolts 2a and 2b and the tip of the drilling rod 41 of the drilling machine 40 based on the projecting ends of the first and second lock bolts 2a and 2b. The position of the running section 10 is calculated based on the posture of the arm section 30 detected by the posture detection section 60 in a state in which the arm is applied. The drilling machine position calculator 72 determines the position of the drilling machine 40 based on the position of the traveling part 10 calculated by the traveling part position calculator 71 and the orientation of the arm 30 detected by the orientation detector 60. Calculate the position. The traveling portion position calculating portion 71 and the drilling machine position calculating portion 72 are virtual units having the functions of a microcomputer.

まず、走行部位置算出部７１により行われる走行部位置算出処理について詳述する。走行部位置算出処理は、立坑構築装置１００を構築済みの立坑ＶＳに投入し、立坑構築装置１００における走行部１０の走行を停止した状態で行われる。 First, the traveling portion position calculation processing performed by the traveling portion position calculation section 71 will be described in detail. The running portion position calculation processing is performed in a state in which the shaft construction device 100 is put into the constructed shaft VS and the running portion 10 of the shaft construction device 100 is stopped.

走行部位置算出処理では、第１及び第２ロックボルト２ａ，２ｂの突出端に削孔ロッド４１の先端を当てた状態で姿勢検出部６０により検出される検出値を用いる。そのため、走行部位置算出処理を行う前に、第１及び第２ロックボルト２ａ，２ｂの突出端に削孔ロッド４１の先端を当て、この状態で姿勢検出部６０により検出される検出値をコントローラ７０に記憶させる作業が行われる。 In the traveling portion position calculation processing, the detected value detected by the posture detection portion 60 is used in a state where the tip of the drilling rod 41 is in contact with the projecting ends of the first and second lock bolts 2a and 2b. Therefore, before performing the travel portion position calculation process, the tip of the drilling rod 41 is brought into contact with the protruding ends of the first and second lock bolts 2a and 2b, and the detection value detected by the attitude detection portion 60 in this state is detected by the controller. An operation to store in 70 is performed.

具体的には、まず、作業者の操縦により腕部３０の姿勢を変化させ、図４及び図５に示すように、削孔ロッド４１の先端を構築済みの立坑ＶＳにおける第１ロックボルト２ａの突出端に当てる。コントローラ７０は、この状態で姿勢検出部６０により検出される検出値を第１姿勢として記憶する。次に、作業者の操縦により腕部３０の姿勢を変化させ、図５において点線で示すように削孔ロッド４１の先端を第２ロックボルト２ｂの突出端に当てる。コントローラ７０は、この状態で姿勢検出部６０により検出される検出値を第２姿勢として記憶する。 Specifically, first, the posture of the arm portion 30 is changed by the operator's operation, and as shown in FIGS. Apply to the protruding end. The controller 70 stores the detection value detected by the posture detection section 60 in this state as the first posture. Next, the posture of the arm portion 30 is changed by the operator's operation, and the tip of the drilling rod 41 is brought into contact with the protruding end of the second lock bolt 2b as indicated by the dotted line in FIG. The controller 70 stores the detection value detected by the posture detection unit 60 in this state as the second posture.

コントローラ７０は、第１姿勢及び第２姿勢を記憶したところで、走行部位置算出処理を行う。 The controller 70 performs the traveling portion position calculation process after storing the first orientation and the second orientation.

まず、記憶した第１姿勢を用いて、第１ロックボルト２ａの突出端と、ブーム３１の左右方向の揺動中心軸Ａと、の水平距離（以下、「第１水平距離Ｌ１」と称する）を算出する。ブーム３１、アーム３２、ブラケット３３及び削孔機４０の寸法は既知の値であるため、これらの既知の値と、第１姿勢（より詳細には、ブーム３１の上下方向の揺動角度、アーム３２の揺動角度及びブラケット３３の揺動角度）と、を用いることにより、第１水平距離Ｌ１を算出することができる。 First, using the stored first attitude, the horizontal distance between the projecting end of the first lock bolt 2a and the center axis A of swinging of the boom 31 in the horizontal direction (hereinafter referred to as "first horizontal distance L1") is determined. Calculate Since the dimensions of the boom 31, the arm 32, the bracket 33, and the drilling machine 40 are known values, these known values and the first attitude (more specifically, the vertical swing angle of the boom 31, the arm 32 and the swing angle of the bracket 33), the first horizontal distance L1 can be calculated.

次に、記憶した第２姿勢を用いて、第２ロックボルト２ｂの突出端と、ブーム３１の左右方向の揺動中心軸Ａと、の水平距離（以下、「第２水平距離Ｌ２」と称する）を算出する。第１水平距離Ｌ１の算出と同様に、ブーム３１、アーム３２、ブラケット３３及び削孔機４０の寸法と、第２姿勢と、を用いることにより、第２水平距離Ｌ２を算出することができる。 Next, using the stored second attitude, the horizontal distance between the protruding end of the second lock bolt 2b and the center axis A of swinging of the boom 31 in the left-right direction (hereinafter referred to as "second horizontal distance L2") is calculated. ) is calculated. Similar to the calculation of the first horizontal distance L1, the second horizontal distance L2 can be calculated by using the dimensions of the boom 31, the arm 32, the bracket 33 and the drilling machine 40 and the second orientation.

次に、第１及び第２ロックボルト２ａ，２ｂの突出端の位置と、算出された第１及び第２水平距離Ｌ１，Ｌ２と、に基づいて、ブーム３１の左右方向の揺動中心軸Ａの位置を算出する。具体的には、鉛直上方から見て第１ロックボルト２ａの突出端を中心とし第１水平距離Ｌ１を半径とした円Ｃ１と、鉛直上方から見て第２ロックボルト２ｂの突出端を中心とし第２水平距離Ｌ２を半径とした円Ｃ２と、の交点の位置を算出する。算出された交点の位置が、鉛直上方から見たときのブーム３１の左右方向の揺動中心軸Ａの位置である。 Next, based on the positions of the protruding ends of the first and second lock bolts 2a and 2b and the calculated first and second horizontal distances L1 and L2, the swing center axis A of the boom 31 in the horizontal direction is determined. Calculate the position of Specifically, a circle C1 whose center is the protruding end of the first lock bolt 2a when viewed from vertically above and whose radius is the first horizontal distance L1, and a circle C1 whose center is the protruding end of the second lock bolt 2b when viewed from vertically above A position of intersection with a circle C2 having a radius equal to the second horizontal distance L2 is calculated. The position of the calculated intersection point is the position of the swing center axis A in the horizontal direction of the boom 31 when viewed from above vertically.

次に、算出されたブーム３１の左右方向の揺動中心軸Ａの位置と、第１ロックボルト２ａの突出端の位置と、記憶した第１姿勢と、に基づいて、走行部１０の位置を算出する。具体的には、走行部１０の中心Ｂの位置を算出し、走行部１０の方位を算出する。 Next, the position of the traveling portion 10 is determined based on the calculated position of the lateral swing center axis A of the boom 31, the position of the projecting end of the first lock bolt 2a, and the stored first posture. calculate. Specifically, the position of the center B of the running portion 10 is calculated, and the azimuth of the running portion 10 is calculated.

走行部１０の中心Ｂと揺動中心軸Ａとの水平距離は既知である。したがって、この既知の水平距離と、揺動中心軸Ａの位置と、第１ロックボルト２ａの突出端の位置と、第１姿勢（より詳細には、ブーム３１の左右方向の揺動角度）と、を用いることにより、走行部１０の中心Ｂの位置を算出することができる。 The horizontal distance between the center B of the traveling portion 10 and the swing center axis A is known. Therefore, the known horizontal distance, the position of the swing center axis A, the position of the protruding end of the first lock bolt 2a, and the first posture (more specifically, the swing angle of the boom 31 in the horizontal direction). , the position of the center B of the traveling portion 10 can be calculated.

走行部１０の中心Ｂの位置を算出する際に、第１ロックボルト２ａの突出端の位置及び第１姿勢に代えて、第２ロックボルト２ｂの突出端の位置及び第２姿勢を用いてもよい。走行部１０の中心Ｂの位置に代えて、走行部１０における別の箇所の位置を走行部１０の位置としてもよい。 When calculating the position of the center B of the traveling portion 10, instead of the position of the protruding end of the first lock bolt 2a and the first posture, the position of the protruding end of the second lock bolt 2b and the second posture may be used. good. Instead of the position of the center B of the running portion 10, another position of the running portion 10 may be used as the position of the running portion 10. FIG.

走行部１０の方位を、走行部１０の中心Ｂを基準としたブーム３１の左右方向の揺動中心軸Ａの位置関係とすると、算出されたブーム３１の左右方向の揺動中心軸Ａの位置と、算出された走行部１０の中心Ｂと、を用いることにより走行部１０の方位を算出することができる。 Assuming that the azimuth of the traveling portion 10 is the positional relationship of the lateral swing center axis A of the boom 31 with respect to the center B of the travel portion 10, the calculated position of the lateral swing center axis A of the boom 31 is , and the calculated center B of the traveling portion 10, the azimuth of the traveling portion 10 can be calculated.

以上により、走行部１０の位置が算出され、走行部位置算出部７１による走行部位置算出処理が終了する。 As described above, the position of the traveling portion 10 is calculated, and the traveling portion position calculation processing by the traveling portion position calculation portion 71 ends.

次に、削孔機位置算出部７２による削孔機位置算出処理について説明する。削孔機位置算出処理は、走行部位置算出処理の後に所定周期で繰返し行われる。ここでは、図６に示すように腕部３０の姿勢を変化させたときの削孔機４０の位置を算出する場合について説明する。 Next, the drilling machine position calculation processing by the drilling machine position calculation unit 72 will be described. The drilling machine position calculation process is repeatedly performed at a predetermined cycle after the traveling portion position calculation process. Here, a case of calculating the position of the drilling machine 40 when the posture of the arm 30 is changed as shown in FIG. 6 will be described.

削孔機位置算出処理では、姿勢検出部６０により検出された腕部３０の姿勢と、走行部位置算出部７１により算出された走行部１０の位置と、に基づいて、削孔機４０における削孔ロッド４１の先端の位置を算出する。具体的には、まず、削孔ロッド４１の先端とブーム３１の左右方向の揺動中心軸Ａとの水平距離（以下、「第３水平距離Ｌ３」と称する）を算出する。次に、算出された第３水平距離Ｌ３と、算出されたブーム３１の左右方向の揺動中心軸Ａと、算出された走行部１０の中心Ｂの位置と、検出された腕部３０の姿勢（より詳細には、ブーム３１の水平方向の揺動角度）と、を用いることにより、削孔ロッド４１の先端の位置を算出する。 In the drilling machine position calculation process, the drilling position of the drilling machine 40 is determined based on the posture of the arm portion 30 detected by the posture detection portion 60 and the position of the traveling portion 10 calculated by the traveling portion position calculation portion 71. The position of the tip of the hole rod 41 is calculated. Specifically, first, the horizontal distance between the tip of the drilling rod 41 and the swing center axis A of the boom 31 in the horizontal direction (hereinafter referred to as "third horizontal distance L3") is calculated. Next, the calculated third horizontal distance L3, the calculated lateral swing center axis A of the boom 31, the calculated position of the center B of the traveling portion 10, and the detected posture of the arm portion 30 (More specifically, the horizontal swing angle of the boom 31) and the position of the tip of the drilling rod 41 are calculated.

なお、第３水平距離Ｌ３は、第１及び第２水平距離Ｌ１，Ｌ２（図５参照）の算出と同様に、ブーム３１、アーム３２、ブラケット３３及び削孔機４０の寸法と、検出された腕部３０の姿勢（より詳細には、ブーム３１の上下方向の揺動角度、アーム３２の揺動角度及びブラケット３３の揺動角度）と、を用いることにより、算出することができる。 It should be noted that the third horizontal distance L3, similar to the calculation of the first and second horizontal distances L1 and L2 (see FIG. 5), is the dimensions of the boom 31, the arm 32, the bracket 33 and the drilling machine 40, and the detected It can be calculated by using the posture of the arm 30 (more specifically, the vertical swing angle of the boom 31, the swing angle of the arm 32, and the swing angle of the bracket 33).

以上により、削孔ロッド４１の先端の位置が算出され、削孔機位置算出部７２による処理が終了する。削孔機位置算出処理の結果は、走行部位置算出処理の結果と共にモニタ（表示部）８０に表示される。 As described above, the position of the tip of the drilling rod 41 is calculated, and the processing by the drilling machine position calculator 72 is completed. The result of the drilling machine position calculation process is displayed on the monitor (display part) 80 together with the result of the traveling part position calculation process.

図２に示すように、モニタ８０は、操縦席２１の近傍に設けられている。したがって、作業者は、モニタ８０に表示される削孔ロッド４１の先端の位置を確認しながら立坑構築装置１００を操縦することができる。 As shown in FIG. 2 , the monitor 80 is provided near the cockpit 21 . Therefore, the operator can operate the shaft construction apparatus 100 while checking the position of the tip of the drilling rod 41 displayed on the monitor 80 .

モニタ８０には、予め定められた削孔位置が削孔ロッド４１の先端の位置と共に表示される。そのため、作業者は、モニタ８０を確認しながら立坑構築装置１００を操縦することにより、予め定められた削孔位置に削孔ロッド４１の先端を容易に合わせることができる。したがって、予め定められた削孔位置を構築済みの立坑ＶＳの底部に手作業により標示することなく削孔ロッド４１の先端を削孔位置に移動させることができ、効率よく立坑ＶＳを構築することができる。 A predetermined drilling position is displayed on the monitor 80 together with the position of the tip of the drilling rod 41 . Therefore, the operator can easily align the tip of the drilling rod 41 with the predetermined drilling position by operating the shaft construction apparatus 100 while checking the monitor 80 . Therefore, the tip of the drilling rod 41 can be moved to the drilling position without manually marking the predetermined drilling position on the bottom of the constructed vertical shaft VS, and the vertical shaft VS can be constructed efficiently. can be done.

以上の第１実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。 According to the first embodiment described above, the following effects are achieved.

立坑構築装置１００では、構築済みの立坑ＶＳ内に設けられた第１及び第２ロックボルト２ａ，２ｂの突出端に削孔機４０における削孔ロッド４１の先端を当てた状態で検出された腕部３０の姿勢に基づいて、走行部１０の位置を算出し、算出された走行部１０の位置と、検出された腕部３０の姿勢と、に基づいて、削孔ロッド４１の先端の位置を算出する。そのため、削孔ロッド４１の先端の位置は、第１及び第２ロックボルト２ａ，２ｂの突出端を基準に算出される。したがって、構築済みの立坑ＶＳ内における削孔機４０の先端の位置を把握することができ、予め定められた削孔位置に削孔ロッド４１の先端を容易に合わせることができる。これにより効率よく立坑ＶＳを構築することができる。 In the vertical shaft construction apparatus 100, the arm detected in a state where the tip of the drilling rod 41 of the drilling machine 40 is in contact with the protruding ends of the first and second lock bolts 2a and 2b provided in the constructed vertical shaft VS. Based on the posture of the portion 30, the position of the running portion 10 is calculated, and based on the calculated position of the running portion 10 and the detected posture of the arm portion 30, the position of the tip of the drilling rod 41 is determined. calculate. Therefore, the position of the tip of the drilling rod 41 is calculated based on the projecting ends of the first and second lock bolts 2a and 2b. Therefore, the position of the tip of the drilling machine 40 in the constructed shaft VS can be grasped, and the tip of the drilling rod 41 can be easily aligned with the predetermined drilling position. Thereby, the shaft VS can be constructed efficiently.

また、立坑構築装置１００では、モニタ８０は、走行部位置算出部７１により算出された走行部１０の位置と、削孔機位置算出部７２により算出された削孔機４０における削孔ロッド４１の先端の位置と、を表示する。そのため、作業者は、モニタ８０で走行部１０の位置と削孔ロッド４１の先端の位置とを確認しながら立坑構築装置１００を操縦することができる。したがって、効率よく立坑ＶＳを構築することができる。 Further, in the shaft construction apparatus 100, the monitor 80 displays the position of the traveling section 10 calculated by the traveling section position calculating section 71 and the position of the drilling rod 41 in the drilling machine 40 calculated by the drilling machine position calculating section 72. Display tip position and . Therefore, the operator can operate the vertical shaft constructing apparatus 100 while confirming the position of the traveling section 10 and the position of the tip of the drilling rod 41 on the monitor 80 . Therefore, the shaft VS can be constructed efficiently.

なお、上記実施形態では、構築済みの立坑ＶＳの坑壁１ａに設けられる第１及び第２ロックボルト２ａ，２ｂの突出端を第１及び第２基準点としているが、第１及び第２基準点は、構築済みの立坑ＶＳの底部に設けられていてもよい。 In the above embodiment, the protruding ends of the first and second lock bolts 2a and 2b provided on the shaft wall 1a of the constructed shaft VS are used as the first and second reference points. The point may be provided at the bottom of the constructed shaft VS.

ただし、第１及び第２基準点が立坑ＶＳの底部に設けられている場合には、第１及び第２基準点は、立坑ＶＳの底部の掘削により除去される。そのため、立坑ＶＳの底部の掘削に伴って、第１及び第２基準点を新たに立坑ＶＳの底部に設ける必要がある。 However, if the first and second reference points are provided at the bottom of the shaft VS, the first and second reference points are removed by excavating the bottom of the shaft VS. Therefore, along with the excavation of the bottom of the shaft VS, it is necessary to newly provide the first and second reference points at the bottom of the shaft VS.

上記実施形態のように構築済みの立坑ＶＳの坑壁１ａに第１及び第２基準点を設けた場合には、立坑ＶＳの底部を掘削しても第１及び第２基準点は残る。そのため、第１及び第２基準点を構築済みの立坑ＶＳの底部に設ける場合と比較して、第１及び第２基準点を設ける回数を減らすことができ、効率よく立坑ＶＳを構築することができる。 When the first and second reference points are provided on the shaft wall 1a of the constructed shaft VS as in the above embodiment, the first and second reference points remain even if the bottom of the shaft VS is excavated. Therefore, compared to the case where the first and second reference points are provided at the bottom of the constructed vertical shaft VS, the number of times the first and second reference points are provided can be reduced, and the vertical shaft VS can be constructed efficiently. can.

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る立坑構築装置２００について、図７及び図８を参照して説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、第１実施形態で説明した構成と同一の構成又は相当する構成については、図中に第１実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。また、立坑構築装置２００の側面図は、図２に示される立坑構築装置１００の側面図と略同じであるため、図示を省略する。 <Second embodiment>
Next, a shaft construction apparatus 200 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described, and the same or corresponding configurations as those described in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. Description is omitted. Also, the side view of the shaft construction device 200 is substantially the same as the side view of the shaft construction device 100 shown in FIG. 2, so the illustration is omitted.

図７に示すように、立坑構築装置２００は、走行部１０の方位を検出する方位検出部２６５を更に備えており、走行部位置算出部２７１は、構築済みの立坑ＶＳに設けられる１つの基準点を用いて、立坑ＶＳ内における削孔機４０の位置を算出することができる。方位検出部２６５は、例えば走行部１０又は車体２０に設けられるデジタルコンパスである。 As shown in FIG. 7, the vertical shaft construction apparatus 200 further includes an orientation detection unit 265 that detects the orientation of the traveling portion 10, and the traveling portion position calculation unit 271 is based on one reference provided in the constructed vertical shaft VS. The points can be used to calculate the position of the drilling machine 40 within the shaft VS. The azimuth detection unit 265 is, for example, a digital compass provided on the traveling unit 10 or the vehicle body 20 .

以下、走行部位置算出部２７１により行われる走行部位置算出処理について詳述する。ここでは、構築済みの立坑ＶＳに設けられる１つの基準点を、位置が分かっている所定のロックボルト２の突出端とした場合について説明する。 The running portion position calculation processing performed by the running portion position calculation section 271 will be described in detail below. Here, a description will be given of a case in which one reference point provided in the constructed vertical shaft VS is the projecting end of a predetermined lock bolt 2 whose position is known.

走行部位置算出処理では、所定のロックボルト２の突出端に削孔ロッド４１の先端を当てた状態で姿勢検出部６０及び方位検出部２６５により検出される腕部３０の姿勢及び走行部１０の方位を用いる。そのため、走行部位置算出処理を行う前に、所定のロックボルト２の突出端に削孔ロッド４１の先端を当て、この状態で姿勢検出部６０及び方位検出部２６５により検出される腕部３０の姿勢及び走行部１０の方位をコントローラ７０に記憶させる作業が行われる。 In the traveling portion position calculation processing, the orientation of the arm portion 30 and the orientation of the traveling portion 10 detected by the orientation detection portion 60 and the orientation detection portion 265 are detected with the tip of the drilling rod 41 in contact with the projecting end of the predetermined lock bolt 2. Use orientation. Therefore, before performing the travel portion position calculation processing, the tip of the drilling rod 41 is brought into contact with the projecting end of the predetermined lock bolt 2, and in this state, the position of the arm portion 30 detected by the attitude detection portion 60 and the orientation detection portion 265 is detected. An operation of storing the posture and the orientation of the traveling unit 10 in the controller 70 is performed.

具体的には、作業者の操縦により腕部３０の姿勢を変化させ、図８に示すように、削孔ロッド４１の先端を構築済みの立坑ＶＳにおける所定のロックボルト２の突出端に当てる。コントローラ７０は、この状態で姿勢検出部６０及び方位検出部２６５により検出される腕部３０の姿勢及び走行部１０の方位を、作業者の操作に応じて、走行部位置算出用の姿勢及び方位として取得する。 Specifically, the posture of the arm portion 30 is changed by the operator's operation, and as shown in FIG. 8, the tip of the drilling rod 41 is brought into contact with the projecting end of the predetermined lock bolt 2 in the constructed shaft VS. In this state, the controller 70 detects the posture of the arm 30 and the azimuth of the traveling unit 10 detected by the posture detection unit 60 and the orientation detection unit 265 in accordance with the operator's operation. to get as

コントローラ７０は、まず、取得した走行部位置算出用の姿勢を用いて、第１ロックボルト２ａの突出端と、ブーム３１の左右方向の揺動中心軸Ａと、の水平距離Ｌ４を算出する。ブーム３１、アーム３２、ブラケット３３及び削孔機４０の寸法は既知の値であるため、これらの既知の値と、走行部位置算出用の姿勢（より詳細には、ブーム３１の上下方向の揺動角度、アーム３２の揺動角度及びブラケット３３の揺動角度）と、を用いることにより、水平距離Ｌ４を算出することができる。 First, the controller 70 calculates the horizontal distance L4 between the protruding end of the first lock bolt 2a and the swing center axis A of the boom 31 in the left-right direction using the acquired attitude for calculating the position of the traveling portion. Since the dimensions of the boom 31, the arm 32, the bracket 33, and the drilling machine 40 are known values, these known values and the attitude for calculating the traveling part position (more specifically, the vertical swing of the boom 31) The horizontal distance L4 can be calculated by using the movement angle, the swing angle of the arm 32, and the swing angle of the bracket 33).

次に、取得した走行部位置算出用の姿勢及び方位を用いて、腕部３０の方位を算出する。取得した方位は走行部１０の方位であるため、走行部１０に対する左右方向のブーム３１の左右方向の揺動角度を用いることにより、腕部３０の方位を算出することができる。 Next, the orientation and orientation of the arm 30 are calculated using the acquired posture and orientation for calculating the position of the traveling portion. Since the acquired azimuth is the azimuth of the traveling unit 10 , the azimuth of the arm 30 can be calculated by using the horizontal swing angle of the boom 31 in the horizontal direction with respect to the traveling unit 10 .

次に、所定のロックボルト２の突出端の位置と、算出された水平距離Ｌ４と、算出された腕部３０の方位と、に基づいて、ブーム３１の左右方向の揺動中心軸Ａの位置を算出する。具体的には、第１ロックボルト２ａの突出端から腕部３０の方位に水平距離Ｌ４だけ離れた位置を算出する。算出された位置が、ブーム３１の左右方向の揺動中心軸Ａの位置である。 Next, based on the predetermined position of the protruding end of the lock bolt 2, the calculated horizontal distance L4, and the calculated orientation of the arm 30, the position of the pivot axis A of the boom 31 in the left-right direction is calculated. Calculate Specifically, the position that is away from the projecting end of the first lock bolt 2a in the direction of the arm portion 30 by the horizontal distance L4 is calculated. The calculated position is the position of the swing central axis A of the boom 31 in the horizontal direction.

以上により、走行部１０の位置が算出され、走行部位置算出部２７１による走行部位置算出処理が終了する。 As described above, the position of the traveling portion 10 is calculated, and the traveling portion position calculation processing by the traveling portion position calculation portion 271 ends.

以上の実施形態では、構築済みの立坑ＶＳ内に設けられた所定のロックボルト２の突出端に削孔機４０における削孔ロッド４１の先端を当てた状態で姿勢検出部６０及び方位検出部２６５により検出される腕部３０の姿勢及び走行部１０の方位に基づいて、走行部１０の位置を算出する。そのため、第１実施形態と比較して、走行部１０の位置を算出する際に用いる基準点の数を減らすことができると共に基準点に削孔ロッド４１の先端に当てる作業を減らすことができる。したがって、より効率的に走行部１０の位置を把握することができ、より効率的に立坑ＶＳを構築することができる。 In the above embodiment, the posture detection unit 60 and the orientation detection unit 265 are detected while the tip of the drilling rod 41 of the drilling machine 40 is in contact with the projecting end of the predetermined lock bolt 2 provided in the constructed vertical shaft VS. The position of the running part 10 is calculated based on the posture of the arm part 30 and the orientation of the running part 10 detected by the above. Therefore, compared to the first embodiment, it is possible to reduce the number of reference points used when calculating the position of the traveling portion 10 and to reduce the work of applying the tip of the drilling rod 41 to the reference points. Therefore, it is possible to more efficiently ascertain the position of the traveling section 10 and construct the shaft VS more efficiently.

なお、第１実施形態に係る立坑構築装置１００のように第１及び第２ロックボルト２ａ，２ｂの突出端に削孔ロッド４１の先端を当てた状態で姿勢検出部６０により検出される腕部３０の姿勢を用いる場合には、走行部１０の方位を直接検出する機器が不要になる。したがって、立坑構築装置１００の構造を簡素化することができる。 Note that, as in the shaft construction apparatus 100 according to the first embodiment, the arm portion detected by the posture detection unit 60 in a state in which the tip of the drilling rod 41 is in contact with the projecting ends of the first and second lock bolts 2a and 2b. When the posture of 30 is used, a device for directly detecting the orientation of the traveling section 10 is not required. Therefore, the structure of the shaft construction device 100 can be simplified.

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る立坑構築装置３００について、図９及び図１０を参照して説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、第１実施形態で説明した構成と同一の構成又は相当する構成については、図中に第１実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。 <Third Embodiment>
Next, a shaft construction apparatus 300 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described, and the same or corresponding configurations as those described in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. Description is omitted.

図９に示すように、立坑構築装置３００は、立坑構築装置１００における車体２０（図２参照）に代えて、走行部１０に鉛直軸周りに旋回自在に支持される旋回台３２０を備えている。台枠１１には不図示の旋回モータが搭載されており、旋回モータを駆動することにより、旋回台３２０が旋回する。 As shown in FIG. 9, the vertical shaft construction apparatus 300 includes a swivel base 320 that is supported by the travel section 10 so as to be capable of turning around the vertical axis instead of the vehicle body 20 (see FIG. 2) in the vertical shaft construction apparatus 100. . A turning motor (not shown) is mounted on the underframe 11, and the turning base 320 turns by driving the turning motor.

腕部３０のブーム３１は、旋回台３２０に上下方向に揺動可能である一方で左右方向に揺動不能に支持されている。つまり、ブーム３１の方位は、旋回台３２０の旋回により変化する。 The boom 31 of the arm 30 is supported by the swivel base 320 so as to be able to swing vertically but not to swing horizontally. In other words, the orientation of the boom 31 changes as the swivel base 320 swivels.

図１０に示すように、立坑構築装置３００は、旋回角度検出部３６１を更に備えている。なお、姿勢検出部３６０は、立坑構築装置１００におけるブーム左右角度検出部６１（図３参照）を備えていない。 As shown in FIG. 10 , the shaft construction device 300 further includes a turning angle detector 361 . Note that the posture detection unit 360 does not include the boom left-right angle detection unit 61 (see FIG. 3) in the shaft construction device 100 .

コントローラ３７０の走行部位置算出部３７１は、走行部位置算出部７１は、第１及び第２ロックボルト２ａ，２ｂの突出端の位置と、第１及び第２ロックボルト２ａ，２ｂの突出端に削孔機４０における削孔ロッド４１の先端を当てた状態で姿勢検出部３６０及び旋回角度検出部３６１により検出される腕部３０の姿勢及び旋回台３２０の旋回角度と、に基づいて、走行部１０の位置を算出する。走行部位置算出部３７１により行われる走行部位置算出処理は、走行部位置算出部７１により行われる処理と略同じであるため、ここではその説明を省略する。 The traveling portion position calculating portion 371 of the controller 370 calculates the positions of the protruding ends of the first and second lock bolts 2a and 2b and the protruding ends of the first and second lock bolts 2a and 2b. Based on the attitude of the arm part 30 and the turning angle of the swivel base 320 detected by the attitude detecting part 360 and the turning angle detecting part 361 in a state where the tip of the drilling rod 41 of the drilling machine 40 is applied, the traveling part 10 positions are calculated. Since the running portion position calculation processing performed by the running portion position calculation portion 371 is substantially the same as the processing performed by the running portion position calculation portion 71, the description thereof will be omitted here.

コントローラ３７０の削孔機位置算出部３７２は、走行部位置算出部２７１により算出された走行部１０の位置と、姿勢検出部３６０及び旋回角度検出部３６１により検出された腕部３０の姿勢及び旋回台３２０の旋回角度と、に基づいて、削孔機４０の位置を算出する。削孔機位置算出部３７２により行われる削孔機位置算出処理は、削孔機位置算出部７２により行われる処理と略同じであるため、ここではその説明を省略する。 The drilling machine position calculation unit 372 of the controller 370 calculates the position of the traveling part 10 calculated by the traveling part position calculation part 271 and the attitude and turning angle of the arm part 30 detected by the attitude detection part 360 and the turning angle detection part 361. The position of the drilling machine 40 is calculated based on the turning angle of the base 320 and the above. Since the drilling machine position calculation processing performed by the drilling machine position calculation unit 372 is substantially the same as the processing performed by the drilling machine position calculation unit 72, description thereof will be omitted here.

立坑構築装置３００においても、削孔機４０における削孔ロッド４１の先端の位置は、第１及び第２ロックボルト２ａ，２ｂの突出端を基準に算出される。したがって、構築済みの立坑ＶＳ内における削孔機４０の先端の位置を把握することができ、効率よく立坑ＶＳを構築することができる。 Also in the shaft construction apparatus 300, the position of the tip of the drilling rod 41 in the drilling machine 40 is calculated based on the projecting ends of the first and second lock bolts 2a and 2b. Therefore, the position of the tip of the drilling machine 40 in the constructed shaft VS can be grasped, and the vertical shaft VS can be constructed efficiently.

また、走行部位置算出部３７１は、第１及び第２ロックボルト２ａ，２ｂの突出端に削孔機４０における削孔ロッド４１の先端を当てた状態で姿勢検出部３６０及び旋回角度検出部３６１によりそれぞれ検出された腕部３０の姿勢及び旋回台３２０の旋回角度に基づいて、走行部１０の位置を算出する。したがって、旋回台３２０を備える立坑構築装置３００においても構築済みの立坑ＶＳ内における削孔機４０の先端の位置を把握することができ、効率よく立坑ＶＳを構築することができる。 Further, the traveling portion position calculating portion 371 calculates the position detecting portion 360 and the turning angle detecting portion 361 in a state in which the tip of the drilling rod 41 of the drilling machine 40 is in contact with the projecting ends of the first and second lock bolts 2a and 2b. The position of the traveling section 10 is calculated based on the posture of the arm section 30 and the swivel angle of the swivel base 320 respectively detected by . Therefore, even in the vertical shaft construction apparatus 300 having the swivel base 320, the position of the tip of the drilling machine 40 in the constructed vertical shaft VS can be grasped, and the vertical shaft VS can be constructed efficiently.

なお、図示を省略するが、立坑構築装置３００は、立坑構築装置２００と同様に、走行部１０の方位を検出する方位検出部を更に備えていてもよい。この場合には、方位検出部を備えない場合と比較して、走行部１０の位置を算出する際に用いる基準点の数を減らすことができると共に基準点に削孔ロッド４１の先端に当てる作業を減らすことができる。したがって、より効率的に走行部１０の位置を把握することができ、より効率的に立坑ＶＳを構築することができる。 Although illustration is omitted, the shaft construction device 300 may further include an orientation detection unit that detects the orientation of the traveling unit 10, like the shaft construction device 200. FIG. In this case, the number of reference points used for calculating the position of the traveling portion 10 can be reduced compared to the case where the azimuth detection portion is not provided. can be reduced. Therefore, it is possible to more efficiently ascertain the position of the traveling section 10 and construct the shaft VS more efficiently.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments merely show a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the specific configurations of the above embodiments. do not have.

立坑構築装置１００は、爆薬を装填するための孔３に代えて、ロックボルト２を挿入するための孔を削孔する際に用いられてもよい。 The shaft construction apparatus 100 may be used when drilling holes for inserting rock bolts 2 instead of holes 3 for loading explosives.

立坑構築装置１００は、削孔機４０に代えて、コンクリート材料を吹付ける吹付機、又はロックボルト２を挿入する挿入機であってもよい。つまり、腕部３０のブラケット３３には、立坑ＶＳを構築する作業を地山に対して施す作業具が取り付けられていればよい。 The shaft construction device 100 may be a spraying machine for spraying concrete material or an insertion machine for inserting the rock bolts 2 instead of the drilling machine 40 . In other words, the bracket 33 of the arm portion 30 may be attached with a working tool for performing the work of constructing the vertical shaft VS on the natural ground.

上記実施形態では、ロックボルト２の突出端を基準点として用いられているが、ロックボルト２とは別に立坑ＶＳの坑壁１ａに設けられる標示（例えば、坑壁１ａに形成される窪み）を基準点として用いてもよい。 In the above embodiment, the protruding end of the rock bolt 2 is used as a reference point, but a mark provided on the wall 1a of the shaft VS (for example, a recess formed on the wall 1a) is used separately from the rock bolt 2. It may be used as a reference point.

走行部位置算出部７１は、基準点に削孔ロッド４１の先端を当てた状態で姿勢検出部６０により検出される腕部３０の姿勢に代えて、別の情報に基づいて走行部１０の位置を算出してもよい。例えば、基準点の方位及び基準点までの距離を計測可能なカメラ（撮影手段）を用いて撮影された基準点の画像を解析して走行部１０の位置を算出してもよい。つまり、走行部位置算出部７１は、構築済みの立坑ＶＳ内に設けられた基準点に基づいて走行部１０の位置を算出するように形成されていればよい。 The traveling portion position calculating portion 71 calculates the position of the traveling portion 10 based on other information instead of the posture of the arm portion 30 detected by the posture detecting portion 60 with the tip of the drilling rod 41 in contact with the reference point. may be calculated. For example, the position of the traveling unit 10 may be calculated by analyzing an image of a reference point captured using a camera (capturing means) capable of measuring the azimuth of the reference point and the distance to the reference point. In other words, the traveling portion position calculator 71 may be formed so as to calculate the position of the traveling portion 10 based on the reference point provided in the constructed vertical shaft VS.

撮影された基準点の画像を解析して走行部１０の位置を算出する場合には、基準点を撮影するためのカメラを走行部１０又は旋回台３２０に搭載することが好ましい。また、画像を精度よく解析するために、基準点に所定のターゲットを設置しターゲットを撮影してもよい。 When the position of the traveling unit 10 is calculated by analyzing the captured image of the reference point, it is preferable to mount a camera for photographing the reference point on the traveling unit 10 or the swivel base 320 . Further, in order to analyze the image with high accuracy, a predetermined target may be placed at the reference point and the target may be photographed.

上記実施形態では、削孔機４０は、腕部３０のブラケット３３に回転不能に取り付けられているが、回転可能に取り付けられていてもよい。この場合には、ブラケット３３に対する削孔機４０の回転角度を検出する検出部を設けておくことが好ましい。 Although the drilling machine 40 is non-rotatably attached to the bracket 33 of the arm 30 in the above embodiment, it may be rotatably attached. In this case, it is preferable to provide a detection unit for detecting the rotation angle of the drilling machine 40 with respect to the bracket 33 .

腕部３０は、車体２０又は旋回台３２０に複数支持されていてもよい。この場合には、複数の腕部３０の各々に削孔機４０等の作業具が取り付けられる。また、この場合には、第１及び第２姿勢を取得する際に、作業具を第１及び第２ロックボルト２ａ、２ｂの突出端に同時に当ててもよい。 A plurality of arms 30 may be supported by the vehicle body 20 or the swivel base 320 . In this case, a working tool such as a drilling machine 40 is attached to each of the plurality of arms 30 . Also, in this case, when the first and second postures are acquired, the work tool may be brought into contact with the projecting ends of the first and second lock bolts 2a and 2b at the same time.

本発明は、中心軸が鉛直方向と一致する立坑ＶＳの構築だけでなく、中心軸が鉛直方向に対して傾斜した立坑の構築にも適用可能である。また、中心軸が曲がった立坑の構築にも適用可能である。 The present invention is applicable not only to the construction of shafts VS whose central axis is aligned with the vertical direction, but also to the construction of shafts whose central axis is inclined with respect to the vertical direction. It is also applicable to the construction of shafts with curved central axes.

１００，２００，３００・・・立坑構築装置
１０・・・走行部
３０・・・腕部
４０・・・削孔機（作業具）
６０・・・姿勢検出部
６１・・・ブーム左右角度検出部
６２・・・ブーム上下角度検出部
６３・・・アーム角度検出部
６４・・・ブラケット角度検出部
７０・・・コントローラ
７１・・・走行部位置算出部
７２・・・削孔機位置算出部（作業具位置算出部）
２６５・・・方位検出部
３２０・・・旋回台
３６１・・・旋回角度検出部
ＶＳ・・・立坑
１ａ・・・坑壁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,200,300... Shaft construction apparatus 10... Travel part 30... Arm part 40... Drilling machine (work tool)
60... Attitude detector 61... Boom left/right angle detector 62... Boom up/down angle detector 63... Arm angle detector 64... Bracket angle detector 70... Controller 71... Traveling part position calculation part 72 ... drilling machine position calculation part (work tool position calculation part)
265... Azimuth detection part 320... Swivel base 361... Swivel angle detection part VS... Vertical shaft 1a... Pit wall

Claims (7)

地山に立坑を構築する立坑構築装置であって、
走行部と、
前記走行部に対して姿勢が変化自在な腕部と、
前記腕部に支持され、前記立坑を構築する作業を前記地山に対して施す作業具と、
前記腕部の姿勢を検出する姿勢検出部と、
演算処理を行うコントローラと、を備え、
前記作業具は、構築済みの前記立坑の底部に孔を削孔する削孔機であり、
前記コントローラは、
構築済みの前記立坑の坑壁に設けられた第１基準点及び第２基準点に前記削孔機を当てた状態で前記姿勢検出部により検出される前記腕部の姿勢に基づいて前記走行部の位置を算出する走行部位置算出部と、
前記走行部位置算出部により算出された前記走行部の位置と、前記姿勢検出部により検出された前記腕部の姿勢と、に基づいて、前記削孔機の位置を算出する作業具位置算出部と、を備える、
立坑構築装置。 A vertical shaft construction device for constructing a vertical shaft in natural ground,
a running part;
an arm portion whose posture can be changed with respect to the running portion;
a work tool supported by the arm and performing work for constructing the vertical shaft on the natural ground;
a posture detection unit that detects the posture of the arm ;
A controller that performs arithmetic processing,
The work tool is a drilling machine that drills a hole in the bottom of the constructed vertical shaft,
The controller is
The travel unit is detected based on the posture of the arm detected by the posture detection unit in a state in which the drilling machine is in contact with the first reference point and the second reference point provided on the shaft wall of the constructed shaft. a running portion position calculator that calculates the position of the
A work tool position calculation unit that calculates the position of the drilling machine based on the position of the traveling part calculated by the traveling part position calculation part and the posture of the arm detected by the posture detection part. and
Shaft construction equipment. 地山に立坑を構築する立坑構築装置であって、A vertical shaft construction device for constructing a vertical shaft in natural ground,
走行部と、a running part;
前記走行部に対して姿勢が変化自在な腕部と、an arm portion whose posture can be changed with respect to the running portion;
前記腕部に支持され、前記立坑を構築する作業を前記地山に対して施す作業具と、a work tool supported by the arm and performing work for constructing the vertical shaft on the natural ground;
前記腕部の姿勢を検出する姿勢検出部と、a posture detection unit that detects the posture of the arm;
前記走行部の方位を検出する方位検出部と、an orientation detection unit that detects the orientation of the running portion;
演算処理を行うコントローラと、を備え、A controller that performs arithmetic processing,
前記作業具は、構築済みの前記立坑の底部に孔を削孔する削孔機であり、The work tool is a drilling machine that drills a hole in the bottom of the constructed vertical shaft,
前記コントローラは、The controller is
構築済みの前記立坑の坑壁に設けられた基準点に前記削孔機を当てた状態で前記姿勢検出部により検出される前記腕部の姿勢と、前記状態で前記方位検出部により検出される前記走行部の方位と、に基づいて前記走行部の位置を算出する走行部位置算出部と、The posture of the arm detected by the posture detection unit while the drilling machine is in contact with a reference point provided on the wall of the shaft that has already been constructed, and the posture of the arm detected by the orientation detection unit in the state. a traveling portion position calculator that calculates the position of the traveling portion based on the orientation of the traveling portion;
前記走行部位置算出部により算出された前記走行部の位置と、前記姿勢検出部により検出された前記腕部の姿勢と、に基づいて、前記削孔機の位置を算出する作業具位置算出部と、を備える、A work tool position calculation unit that calculates the position of the drilling machine based on the position of the traveling part calculated by the traveling part position calculation part and the posture of the arm detected by the posture detection part. and
立坑構築装置。Shaft construction equipment. 地山に立坑を構築する立坑構築装置であって、A vertical shaft construction device for constructing a vertical shaft in natural ground,
走行部と、a running part;
前記走行部に鉛直軸周りに旋回自在に支持される旋回台と、a swivel base rotatably supported by the traveling portion about a vertical axis;
前記旋回台に支持され、前記走行部に対して姿勢が変化自在な腕部と、an arm that is supported by the swivel base and whose posture can be changed with respect to the traveling part;
前記腕部に支持され、前記立坑を構築する作業を前記地山に対して施す作業具と、a work tool supported by the arm and performing work for constructing the vertical shaft on the natural ground;
前記腕部の姿勢を検出する姿勢検出部と、a posture detection unit that detects the posture of the arm;
前記走行部に対する前記旋回台の旋回角度を検出する旋回角度検出部と、a turning angle detection unit that detects a turning angle of the swivel base with respect to the traveling unit;
演算処理を行うコントローラと、を備え、A controller that performs arithmetic processing,
前記作業具は、構築済みの前記立坑の底部に孔を削孔する削孔機であり、The work tool is a drilling machine that drills a hole in the bottom of the constructed vertical shaft,
前記コントローラは、The controller is
構築済みの前記立坑の坑壁に設けられた第１基準点及び第２基準点に前記削孔機を当てた状態で前記姿勢検出部により検出される前記腕部の姿勢と、前記状態で前記旋回角度検出部により検出された前記旋回台の旋回角度と、に基づいて前記走行部の位置を算出する走行部位置算出部と、The posture of the arm detected by the posture detection unit while the drilling machine is in contact with the first reference point and the second reference point provided on the shaft wall of the constructed shaft; a traveling portion position calculating portion that calculates the position of the traveling portion based on the turning angle of the swivel base detected by the turning angle detecting portion;
前記走行部位置算出部により算出された前記走行部の位置と、前記姿勢検出部により検出された前記腕部の姿勢と、に基づいて、前記削孔機の位置を算出する作業具位置算出部と、を備える、A work tool position calculation unit that calculates the position of the drilling machine based on the position of the traveling part calculated by the traveling part position calculation part and the posture of the arm detected by the posture detection part. and
立坑構築装置。Shaft construction equipment. 前記走行部位置算出部により算出された前記走行部の位置と、前記作業具位置算出部により算出された前記作業具の位置と、を表示する表示部を更に備える
請求項１から３のいずれか１項に記載の立坑構築装置。 4. The display unit according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a display unit for displaying the position of the traveling part calculated by the traveling part position calculating part and the position of the working tool calculated by the working tool position calculating part. 2. The shaft construction device according to claim 1. 立坑構築装置を用いて地山に立坑を構築する立坑構築方法であって、
前記立坑構築装置は、
走行部と、
前記走行部に対して姿勢が変化自在な腕部と、
前記腕部に支持され、前記立坑を構築する作業を前記地山に対して施す作業具と、を備え、
前記作業具は、構築済みの前記立坑の底部に孔を削孔する削孔機であり、
前記立坑構築方法は、
構築済みの前記立坑の坑壁に設けられた第１基準点及び第２基準点に前記削孔機を当てた状態で姿勢検出部により検出される前記腕部の姿勢に基づいて前記走行部の位置を算出し、
前記腕部の姿勢を検出すると共に、検出された前記腕部の姿勢と算出された前記走行部の位置とに基づいて前記削孔機の位置を算出する、
立坑構築方法。 A vertical shaft construction method for constructing a vertical shaft in natural ground using a vertical shaft construction device,
The shaft construction device includes:
a running part;
an arm portion whose posture can be changed with respect to the running portion;
a work tool supported by the arm and performing work for constructing the vertical shaft on the natural ground;
The work tool is a drilling machine that drills a hole in the bottom of the constructed vertical shaft,
The shaft construction method includes:
Based on the attitude of the arm detected by the attitude detection part in a state in which the drilling machine is in contact with the first reference point and the second reference point provided on the shaft wall of the constructed shaft, the movement of the traveling part calculate the position,
Detecting the posture of the arm and calculating the position of the drilling machine based on the detected posture of the arm and the calculated position of the traveling unit.
Shaft construction method. 立坑構築装置を用いて地山に立坑を構築する立坑構築方法であって、A vertical shaft construction method for constructing a vertical shaft in natural ground using a vertical shaft construction device,
前記立坑構築装置は、The shaft construction device includes:
走行部と、a running part;
前記走行部に対して姿勢が変化自在な腕部と、an arm portion whose posture can be changed with respect to the running portion;
前記腕部に支持され、前記立坑を構築する作業を前記地山に対して施す作業具と、を備え、a work tool supported by the arm and performing work for constructing the vertical shaft on the natural ground;
前記作業具は、構築済みの前記立坑の底部に孔を削孔する削孔機であり、The work tool is a drilling machine that drills a hole in the bottom of the constructed vertical shaft,
前記立坑構築方法は、The shaft construction method includes:
構築済みの前記立坑の坑壁に設けられた基準点に前記削孔機を当てた状態で姿勢検出部により検出される前記腕部の姿勢と、前記状態で方位検出部により検出される前記走行部の方位と、に基づいて前記走行部の位置を算出し、The posture of the arm detected by the posture detection unit with the drilling machine in contact with a reference point provided on the shaft wall of the constructed shaft, and the movement detected by the direction detection unit in the above state. calculating the position of the running portion based on the orientation of the portion;
前記腕部の姿勢を検出すると共に、検出された前記腕部の姿勢と算出された前記走行部の位置とに基づいて前記削孔機の位置を算出する、Detecting the posture of the arm and calculating the position of the drilling machine based on the detected posture of the arm and the calculated position of the traveling unit.
立坑構築方法。Shaft construction method. 立坑構築装置を用いて地山に立坑を構築する立坑構築方法であって、A vertical shaft construction method for constructing a vertical shaft in natural ground using a vertical shaft construction device,
前記立坑構築装置は、The shaft construction device includes:
走行部と、a running part;
前記走行部に鉛直軸周りに旋回自在に支持される旋回台と、a swivel base rotatably supported by the traveling portion about a vertical axis;
前記旋回台に支持され、前記走行部に対して姿勢が変化自在な腕部と、an arm that is supported by the swivel base and whose posture can be changed with respect to the traveling part;
前記腕部に支持され、前記立坑を構築する作業を前記地山に対して施す作業具と、を備え、a work tool supported by the arm and performing work for constructing the vertical shaft on the natural ground;
前記作業具は、構築済みの前記立坑の底部に孔を削孔する削孔機であり、The work tool is a drilling machine that drills a hole in the bottom of the constructed vertical shaft,
前記立坑構築方法は、The shaft construction method includes:
構築済みの前記立坑の坑壁に設けられた第１基準点及び第２基準点に前記削孔機を当てた状態で姿勢検出部により検出される前記腕部の姿勢と、前記状態で旋回角度検出部により検出された前記旋回台の旋回角度と、に基づいて前記走行部の位置を算出し、The posture of the arm detected by the posture detection unit with the drilling machine in contact with the first reference point and the second reference point provided on the shaft wall of the constructed shaft, and the turning angle in the state. calculating the position of the traveling unit based on the turning angle of the swivel base detected by the detecting unit;
前記腕部の姿勢を検出すると共に、検出された前記腕部の姿勢と算出された前記走行部の位置とに基づいて前記削孔機の位置を算出する、Detecting the posture of the arm and calculating the position of the drilling machine based on the detected posture of the arm and the calculated position of the traveling unit.
立坑構築方法。Shaft construction method.
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