JPH01119707A - 地中推進機の位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｖ発明の目的ノ （産業上の利用分野） 本発明は、地中を例えば開削して推准する掘削機のよう
な地中推進機の地中における位置を検出する地中推進機
の位置検出装置に関する。

（従来の技術） 地中を掘削して管路またはトンネル等を造る掘削機のよ
うな地中推進機が地中を掘削しているとぎには、管路ま
たはトンネルの位置を正確に決定するためにも、地中推
進機の地中における位置を正確に知ることが必要である
が、従来、地中ｆｆｔ進機０地中における位置を検出す
るには、地中推進機の先端に設けた電磁波送信用アンア
ナから電磁波を送信するとともに、相対的位置関係が一
定の２閲のアンテナによって前記電磁波を受信して該電
磁波の同速時間を算出し、両アンテナにおける到達時間
が等しい場合に、両アンテナ間の中心点の真下の位置に
地中推進機の先端が存在するということにより地中推進
機の位δを検出している。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の地中推進機の位置検出装置では、地中推
進機の先端部の地上からの深さが不明であるという問題
があるとともに、また車両通行ｎ１が多い道路の下方の
地中を掘削し、その位置を検出する場合には、車両の通
行が妨げられるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、地中推進機の深さ方向の位置を含む三次元
的位置を適確に検出することができるとともに、１１両
の通行を妨げることなく地中推進機の位置を検出できる
地中推進機の位置検出装置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明の地中推進機の（ひ
置検出装置は、地中を移動する地中推進機の位置を検出
する装置であって、地中推進機に設【）られ、所定の電
磁波を送信する送信手段と、各々異なる位置に設けられ
、前記送信手段から送信された電磁波を受信する少なく
とも３個の受信手段と、前記送信手段による電磁波の送
信から前記各受信手段による電磁波の各受信までの各電
磁波伝播時間を算出する伝播時間算出手段と、該伝播時
間口出手段で算出した各電磁波伝播時間に基づいて地中
推進機の三次元的位置を検出する位置検出手段とを有す
ることを要旨とする。

（作用） 本発明の地中推進機の位置検出装置では、地中推進機に
設けられた送信手段から送信された電磁波を各々異なる
位置に設けられている少なくとも３個の受信手段で受信
し、該電磁波の送信から３個の各受信手段による電磁波
の各受信までの各電磁波伝播時間を算出し、各電磁波伝
播時間に基づいて地中推進機の三次元的位置を検出する
。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る地中推進機の位置検出
装置の構成図である。同図に示す地中推進機の位置検出
装置は、地中１０内を掘削して推進する掘削機のような
推進Ｒ５の先端部５ａの三次元的位置を検出するために
、該推進機５の先端部５ａ内に設けられている電磁波送
信用アンテナ６と、この先端部５ａから適当に離れた地
表面９上に設置されている電磁波受信用アンテナ１，２
゜３．４と、これらの電磁波受信用アンテナ１〜４おに
び電磁波送信用アンテナ６がコード８を介して接続され
ている位置測定装置７とから構成されている。なお本実
施例では、電磁波骨イ３用アンテナ１〜４は４個設けら
れているが、少なくとも３個以上あればよい。

４（ｆ道義５の先端部５ａの位置を検出するには、位置
測定装置７からの制御により推進機５の先端部５ａに設
けられている電磁波送信用アンテナ６から所定の電磁波
を送信し、この電磁波を４個のＴ４磁波受信用アンデン
１〜４の各々で受信する。

そして、この４ｇＪの各電磁波受信用アンテナ１〜４で
受信した各受信信号をコード８を介してそれぞれ位置測
定装置７に供給する。位置測定装置７は、電磁波送信用
アンテナ６による電磁波の送信時点から各電磁波受信用
アンテナ１〜４による電磁波の各受信時点までの各電磁
波伝播時間ｔ１〜ｔ４を算出し、この各電磁波伝播時間
ｔ１〜［４、すなわち電磁−液受信用アンテナ１におけ
る第１の電磁波伝播時間ｔ１、電磁波受信用アンテナ２
による第２の電磁波伝播時間ｔ２、電磁波受信用アンテ
ナ３による第３の電磁波伝播時間［３４３よび電磁波受
信用アンテナ４による第４の電磁波伝播時間ｔ４に基づ
いて、例えば地震の発生位置の口出と同じように推進機
５の先端部５ａの三次元的位置を検出する。

更に、具体的には、電磁波送信用アンテナ６による電磁
波の送信時点′ｈ〜ら各電磁波受信用アンテナ１〜４に
よる電磁波の各受信時点までの各電磁波伝播時間ｔ１〜
ｔ４を算出した後は、まず各電磁波伝播時間ｔ１〜ｔ４
に対応する各距１１１ｔ１１〜Ｌ４、すなわち推進機５
の先端部５ａから各電磁波受信用アンテナ１〜４までの
各距離し１〜Ｌ４を各電磁波伝播時間１１〜ｔ４および
地中１０における電磁波の伝播速度Ｖから算出する。

ところで、地中１０におけるＭ磁波伝播速度Ｖは、頁空
中の電磁波の伝播速度をＶＯ１伝播媒体の比誘導率をε
Ｓとすると、 ｖ＝ｖｏ７’εＳ の関係があるので、この関係式から求まる電磁波伝播速
度Ｖと前述したように算出した各電磁波伝播時間ｔ１〜
ｔ４とに基づいて各戸１１１ｔＬ１〜Ｌ４を次式のよう
に算出する。

Ｌ１＝Ｖ　・ｔｌ Ｌ２＝ｖ　・ｔ２ Ｌ３＝ｖ　・ｔ３ Ｌ４＝ｖ　・［４ そして、このように各戸１１Ｌ１〜Ｌ４が算出された後
は、各電磁波受信用アンテナ１〜４からそれぞれ対応す
る各戸ＩＬ１〜Ｌ４のところに推進機５の先端部５ａが
存在することが検出されることになる。

４１お、地中１０の電磁波伝播速度Ｖが未知の場合には
、この電磁波伝播速度Ｖを予め求める。これは、例えば
掘削工事開始面等にＪ３いて、推進機５の先端部５ａの
位置がわかっている場合に、この位置から所定の距離Ｒ
１例えば５メートルの距離離れた位置に電磁波受信用ア
ンテナ１〜４のいずれか１つ、例えば電磁波受信用アン
テナ１を設置し、この状態でＩＷ進道義の先端部５ａの
電磁波送信用アンテナ６から所定の電磁波を送信し、こ
れを電磁波受信用アンテナ１で受信し、この送信から受
信までの電磁波伝播時間Ｔを締出し、この電磁波伝播時
間Ｔと前記距離Ｒとから次式のように未知の地中１０の
電磁波伝播速１臭Ｖを予め求めておく。

Ｖ　＝Ｒ／Ｔ 以上説明したような地中推進機の位置検出装置において
は、電磁波受信用アンテナ１へ・４の位置は互いに異な
っていればよく、従来のように電磁波受信用アンテナ１
〜４間に相対的位置関係は不要であるので、任意の位置
に配置することができ、例えば車両の交通が多い道路の
下方を掘削する場合でも、各電磁波受信用アンテナ１〜
４は道路上から離れた道路の外側に配置してもよいため
、車両の通行を妨げることなく推進機５の位置を検出す
ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、地中推進機に設
けられた送信手段から送信された電磁波を各々異なる位
置に設けられている少なくとも３個の受信手段で受信し
、該電磁波の送信から３個の各受信手段による電磁波の
各受信までの各Ｍ磁波伝播時間を算出し、各電磁波伝播
時間に基づいて地中推進機の三次元的位置を検出するの
で、地中推進機の深さ方向の位置も適確に検出できると
ともに、３個の受信機は異なる任意の位置に設けること
ができるため、車両の通行を妨げることなく地中推進機
の位置を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る地中推進機の位置検出
装置の構成図である。 １・〜４・・・電磁波受信用アンテナ ５・・・推進機 ６・・・電磁波送信用アンテナ ７・・・位置測定装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）地中を移動する地中推進機の位置を検出する装置
   であって、地中推進機に設けられ、所定の電磁波を送信
   する送信手段と、各々異なる位置に設けられ、前記送信
   手段から送信された電磁波を受信する少なくとも３個の
   受信手段と、前記送信手段による電磁波の送信から前記
   各受信手段による電磁波の各受信までの各電磁波伝播時
   間を算出する伝播時間算出手段と、該伝播時間算出手段
   で算出した各電磁波伝播時間に基づいて地中推進機の三
   次元的位置を検出する位置検出手段とを有することを特
   徴とする地中推進機の位置検出装置。
2. （２）前記伝播時間算出手段は、前記送信手段と前記受
   信手段との間の距離が所定の距離にあるときの前記送信
   手段による電磁波の送信から前記受信手段による電磁波
   の受信までの電磁波伝播時間を算出し、該電磁波伝播時
   間に基づいて地中の電磁波伝播速度を算出する手段を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の地中
   推進機の位置検出装置。