JPH0223673B2 - - Google Patents

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JPH0223673B2
JPH0223673B2 JP58043089A JP4308983A JPH0223673B2 JP H0223673 B2 JPH0223673 B2 JP H0223673B2 JP 58043089 A JP58043089 A JP 58043089A JP 4308983 A JP4308983 A JP 4308983A JP H0223673 B2 JPH0223673 B2 JP H0223673B2
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JP
Japan
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excavator
contact
wire
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absolute position
Prior art date
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JP58043089A
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English (en)
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JPS59170397A (ja
Inventor
Mikio Takano
Masayuki Miura
Kenji Shibata
Juji Hiramatsu
Yasuhiro Sato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kajima Corp
Original Assignee
Kajima Corp
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Publication date
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Publication of JPS59170397A publication Critical patent/JPS59170397A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は地下連続壁及び基礎杭の場所打杭等の
為に溝や孔を掘削する地下掘削装置における掘削
機の絶対位置検出装置に関する。
従来、このような溝や孔を掘削するには、先端
に掘削部を備えた掘削機を地上に設置した櫓で精
度よく位置決めを行い、この位置からワイヤロー
プ又はガイドマストによつて掘削機を地下深く吊
り降ろして穿孔する手段が採られていた。
この掘削方法は、工事中の騒音や振動の発生を
最小限に押えることができ、他の工法に比べて公
害対策上有利な工法として近年多用されている。
しかしながらこの掘削方法は、掘削機の自重を
掘削部の貫入力として利用するものであり、又そ
の自重による垂直性だけをたよりに穿孔精度を保
つものであるから、掘削抵抗の変化等によつて掘
削機が傾斜すると、掘削方向が曲り、設定掘削位
置から外れるおそれがある。
そこでこの掘削方向を制御するために、掘削機
に傾斜計をとりつけ、掘削機が傾斜したときに、
この傾斜を検知して地上の演算装置に送るととも
に、掘削機の外側に設けたガイドポストを操作し
て掘削機の傾斜を修正する方法が提案されてい
る。
しかし、この方法においては、掘削機の所定掘
削中心位置からの変位量は、傾斜量と深度とによ
つて相対的に算出される為に、次のような場合に
は誤差を生ずることになる。
すなわち、 (1) 掘削機が垂直を保ちながらも横方向にずれた
場合。
(2) 掘削機が傾斜しながらも、垂直に掘削した場
合。
(3) 傾斜計が故障等によつて誤差を生じた場合。
そこでこの相対的な掘削位置の検出方法にあつ
ては、定期的に掘削機を孔から引き上げて、孔壁
面測定器等によつて真の位置を測定する必要があ
つた。
他方、特公昭57―45878号公報には、地上固定
部より懸架した一対の重錘に反射体を設け、孔内
に懸架された掘削機に一対の送受信器を設けて掘
削機の絶対的位置を非接触的に検出する技術が示
されている。しかし、この公知技術においては、
反射体を設けた重錘の中空部内部に孔内の泥水中
の浮遊物等が浸入したり、乱流が中空部内を通過
したりして検出精度が低下するおそれがある。
したがつて本発明は、孔内泥水中の浮遊物や乱
流の影響を受けないで地下掘削機の絶対的位置を
高精度で検出する地下掘削機の絶対位置検出装置
を提供することを目的としている。
本発明によれば、先端に掘削部を備えた掘削機
を吊り下げて掘削を行う地下掘削機において、該
掘削機の上方外部に重錘を介して吊り下げられた
一対のワイヤーと該ワイヤーに接触できるように
前記掘削機に配設された角度検知モータ及び該角
度検知モータの軸に取付けられた接触検知棒から
なる一組の接触式偏位計と、該偏位計を制御して
ワイヤーと掘削機とのずれから掘削機の絶対的位
置を演算する制御演算装置とが設けられている。
以上のように構成され、掘削機の上部に配設さ
れた1組の接触式変位計により重錘を介して吊り
降ろされたワイヤーに接触して、ワイヤーと掘削
機とのずれを検出して、掘削機の絶対的位置を検
出することができると共に、掘削機の周囲が気体
は勿論液体すなわち孔内の泥水に浮遊物や乱流が
あつても、それらの影響を受けることなしに、高
精度で検出することができる。
以下第1図ないし第6図により本発明の実施例
を説明する。
第1図、第2図は本発明を適用する地下掘削機
を示すもので、全体を符号Aで示す地下掘削機
は、適宜の形状の本体1の下部に駆動部2を有し
ており、この駆動部によつてドリルビツト3、サ
イドカツク4等から成る掘削部5が駆動される。
又、本体1の上方にはリバースシヤフト7や水中
モータ8等が搭載してあり、さらに本体1の外側
にはガイドポスト6が取付けてある。そしてこの
ガイドポスト6の一部分は図示しない適宜の手段
によつて本体1に対して傾動するようにしてあ
り、掘削機Aの傾斜は制御できるように構成して
ある。
一方、地上に設置する架装櫓Bは第2図に示す
ように、台車9と櫓10を有し、ウインチ12に
より巻かれるワイヤーロープ13は櫓10上部の
シーブ11を介して掘削機Aのブロツク14のシ
ーブ15に掛けわたされて、掘削機Aを掘削孔1
6の中に吊り下げている。
この掘削機Aの吊り下げ中心は所定の掘削中心
と正確に一致させることが必要であるが、掘削機
Aは、上述したように、掘削中に横にずれたり傾
斜して掘削を進めたりすることが起こる。
本発明においては、掘削機Aの上部に別個に重
錘を吊り降ろし、この重錘と掘削機との相対位置
を検知することにより掘削機の絶対位置を検出す
るものである。すなわち、吊り降ろす重錘は何ら
の抵抗を受けないので、常に所定の掘削位置の垂
線に沿つて降下するからこの重錘と掘削機との相
対的なずれを検知することで、掘削機の絶対的な
変位量を測定できるものである。
本発明の位置検出装置は、掘削機本体1の上部
左右端に設けられた1組の接触式変位計17,1
7と、この変位計17,17の内部に上方外部か
ら変位計用ワイヤーリール28に巻装された重錘
29により吊り降ろされた変位計用ワイヤー25
と、全体を符号Cで示す制御演算装置よりなつて
いる。
前記変位計17,17のそれぞれは、架台18
に取付けられた1組の角度検知モータ22,22
と、このモータの軸に取付けられた接触検知棒2
4,24とより成つている。角度検知モータ2
2,22は、トルクモータと角度検出用のポテン
シヨンメータを一体に構成したものであり、接触
検知棒24,24は、重錘29により吊り下げら
れている変位計用ワイヤー25に接触してワイヤ
ー25を検知するためのもので、第5図にその関
係位置の詳細を示してある。
すなわち、接触検知棒24,24は、角度検知
モータ22,22の軸と直角に取付け、その角度
検知モータ22,22は、その軸が鉛直方向とな
るように、それぞれの関係位置は、角度検知モー
タ22,22が静止時に、各接触検知棒24,2
4が直交するように配置されている。
制御演算装置Cは、角度検知モータ22に信号
線30により接続されてこれを制御し角度を電圧
出力に変換するモータ駆動アンプ21と、前記接
触検知棒24が変位計用ワイヤー25に接触した
とき、電気的に閉回路を構成してワイヤー検知信
号を出力するワイヤー検知アンプ23と、制御用
マイクロコンピユータ26と、表示用マイクロコ
ンピユータ27とよりなり、オペレータハウスの
内部に配置されている。なお、表示用マイクロコ
ンピユータ27は、本体27a、プリンタ27b
およびCRT27cとよりなつている。
次にこの装置による掘削機の絶対位置の検出方
法を説明する。なお、この検出開始は、任意に行
うことができる。
検出開始の信号が、制御用マイクロコンピユー
タ26に伝えられると、マイクロコンピユータ2
6から角度検知モータ22,22……を作動させ
る指令信号が出力される。この信号を受けたモー
タ駆動用アンプ21は、角度検知モータ22,2
2……を順次泥水中に浮遊物や乱流があつても、
それらの影響を排除して確実に作動させ、各モー
タ22の接触検知棒24が変位計用ワイヤー25
に接触した時点での回転角をワイヤー検知アンプ
23より電圧出力させると共に、モータ22の回
転を反転させ、接触検知棒24を原位置に復帰さ
せる。この動作が角度検知モータ22,22……
の4台それぞれについて終了した時点で、表示用
マイクロコンピユータ本体27aを使用して後述
する計算式により、各モータ22の検知角度か
ら、第5図に示す変位用ワイヤー25,25の位
置を水平面におけるxy座標すなわち左右の重錘
29,29を結んだ直線x軸および重錘29,2
9の中心を原点Oとしてx軸に直交する軸をy軸
とする座標に変換して、掘削機本体1の絶対位置
を計算し、CRT27Cにグラフイク表示をする
と共に、プリンタ27bに出力させる。
なお、計算式はその手順が掘削機本体1の上部
左右端に設けた1組の変位計17,17のいずれ
についても同様なので、第5図に示す右側の変位
計17について、第6図により説明する。
(i) 定義 ●点A、B、およびQ:変位計17,17およ
びワイヤー25の中心軸位置 ●=≡L ●=≡R ●点Oを中心とした半径Rの円;測定範囲 ●点Qを中心とした半径rの円;ワイヤーの太
さ ●トルクモータの回転範囲;O〜π/3(rad) なお、この回転範囲は、測定範囲を包含す
るものとする。
●PQ=l (ii) 点P(x1、y1)を求める tan{(4/3)π+a}=−(L−y1)/x1
……(1) tan{(11/6)π+b}=y1/(L+x1
……(2) ここでtan{(4/3)π+a} =A,tan{(11/6)π+b}=Bとすれば (y1−L)/x1=A …(1′) y1/(L+x1)=B …(2′) (1′)、(2′)式よりx1、y1を求める x1=(y1/A)−(L/A) y1=Bx1+BL x1={(B−1)/(A−B)}L …(3) y1={B(A−1)/(A−B)}L …(4) (iii) 点Q(x,y)を求める。(ワイヤー太さの補
正) まず、lの長さ()及びy軸となす角度
(∠HGP)を求める。
2(∠FPQ)=π−{(b−π/6) +(π/2−a+π/6)}=π−b +(π/6)−(π/2)+a −(π/6)=(π/2)+a−b ∴∠FPQ=(π/4)+{(a−b)/2} ∴r/l=sin(∠FPQ) つまりl=r/sin{(π/4)+(a−b)/
2} 次に∠HGPについて ∠HGP+∠HPG=∠BHG ∠HGP+{(π/4)+(a−b)/2} =(π/2)−{b−(π/6)} (∵∠HGP=∠FPQ) ∠HGP=(π/2)+(π/6) −(π/4)―b―{(a−b)/2} =[{(6+2−3)}/12]π−{(a−b +2b)/2} =(5/12)π−{(a+b)/2} 従つてlx=l sin{(5/12)π−(a+
b)/2} ly=l cos{(5/12)π−(a+b)/2} ここで、点Pと点Qの位置関係は、測定範囲
内では常に次の通り x=x1+|lx| y=y1+|ly| 従つて点Q(x,y)は次の通り、 tan{(4/3)π+a}≡A tan{(11/6)π+b}≡B (5/12)π−{(a+b)/2}≡θ r/sin{(π/4)+(a−b)/2}≡lと
すると、 x={(B−1)/(A−B)}L+|l・sinθ
| y={B(A−1)/(A−B)}L+|l・
cosθ| 以上のように本発明によれば、掘削機の上部に
配設された接触式変位計により、掘削機の上方外
部から重錘を介して吊り下げられたワイヤと掘削
機のずれを検出するようにしたので、掘削機の絶
対的位置を検出しうると共に、掘削機の周囲が気
体は勿論液体すなわち泥水に浮遊物や乱流があつ
ても、それらの影響を受けることなしに、高精度
で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用する掘削機を示す正面
図、第2図は掘削機の全体説明図、第3図は本発
明の1実施例を示し、第3図aは全体説明図、第
3図bは要部の上面図、第4図は第3図の変位計
を示し、第4図aは側面図、第4図bは上面図、
第5図は要部の関係位置を示す説明斜視図、第6
図は計算のための説明図である。 A…地下掘削機、C…制御演算装置、1…掘削
機本体、5…掘削部、17…接触式変位計、22
…角度検知モータ、24…接触検知棒、25…変
位計用ワイヤー、29…重錘。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 先端に掘削部を備えた掘削機を吊り下げて掘
    削を行う地下掘削機において、該掘削機の上方外
    部に重錘を介して吊り下げられた一対のワイヤー
    と該ワイヤーに接触できるように前記掘削機に配
    設された角度検知モータ及び該角度検知モータの
    軸に取付けられた接触検知棒からなる一組の接触
    式偏位計と、該偏位計を制御してワイヤーと掘削
    機とのずれから掘削機の絶対的位置を演算する制
    御演算装置とが設けられていることを特徴とする
    地下掘削機の絶対位置検出装置。
JP58043089A 1983-03-17 1983-03-17 地下掘削機の絶対位置検出装置 Granted JPS59170397A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58043089A JPS59170397A (ja) 1983-03-17 1983-03-17 地下掘削機の絶対位置検出装置

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JP58043089A JPS59170397A (ja) 1983-03-17 1983-03-17 地下掘削機の絶対位置検出装置

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JPS59170397A JPS59170397A (ja) 1984-09-26
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ID=12654111

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JP58043089A Granted JPS59170397A (ja) 1983-03-17 1983-03-17 地下掘削機の絶対位置検出装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0613828B2 (ja) * 1988-10-14 1994-02-23 大成建設株式会社 掘削機の水平変位量検出方法と装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5745878A (en) * 1980-09-02 1982-03-16 Kengo Hayashi Discharging pinball machine with motor pedal

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JPS5745878A (en) * 1980-09-02 1982-03-16 Kengo Hayashi Discharging pinball machine with motor pedal

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