JPH0226194B2 - - Google Patents
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- JPH0226194B2 JPH0226194B2 JP59085181A JP8518184A JPH0226194B2 JP H0226194 B2 JPH0226194 B2 JP H0226194B2 JP 59085181 A JP59085181 A JP 59085181A JP 8518184 A JP8518184 A JP 8518184A JP H0226194 B2 JPH0226194 B2 JP H0226194B2
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、掘進機により地中を掘削する場合、
掘進機を掘削目標線に沿つて掘進させるために掘
進機の位置を検出する掘進機の位置検出装置に関
する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a method for excavating underground with an excavator,
The present invention relates to a position detection device for an excavator that detects the position of an excavator in order to cause the excavator to dig along an excavation target line.
シールド掘進機等により、地中にトンネル等を
構築する場合、シールド掘進機は予め定められた
掘削目標線に沿つて地中を掘削してゆく必要があ
る。このため、地上において、地中にあるシール
ド掘進機の位置を検出し、シールド掘進機が掘削
目標線から外れた場合にはこれを修正しなければ
ならない。このように、シールド掘進機の位置を
検出することは、地中を掘削してトンネル等を構
築する場合、不可欠の手段である。以下、従来の
位置検出方法を図により説明する。
When constructing a tunnel or the like underground using a shield excavator or the like, the shield excavator needs to excavate underground along a predetermined excavation target line. Therefore, the position of the underground shield excavator must be detected on the ground and corrected if the shield excavator deviates from the excavation target line. In this way, detecting the position of the shield tunneling machine is an essential means when excavating underground to construct a tunnel or the like. Hereinafter, a conventional position detection method will be explained with reference to the drawings.
第１図ａ，ｂは従来の位置検出方法を説明する
平面図および断面図である。図で、１は地中を掘
削中のシールド掘進機、２はシールド掘進機１に
備えられた磁界発生装置、３は地上に置かれた磁
界検出装置である。４は磁界検出装置３の地上に
おける位置を測定する測量器、５はシールド掘進
機１の掘進方向を制御する制御部である。Ｔはシ
ールド掘進機１が掘進すべき掘削目標線である。 FIGS. 1a and 1b are a plan view and a sectional view illustrating a conventional position detection method. In the figure, 1 is a shield excavator excavating underground, 2 is a magnetic field generator provided in the shield excavator 1, and 3 is a magnetic field detector placed on the ground. 4 is a surveying instrument that measures the position of the magnetic field detection device 3 on the ground, and 5 is a control unit that controls the excavation direction of the shield excavator 1. T is an excavation target line to which the shield excavator 1 should excavate.
今、時刻t1において、シールド掘進機１が位置
Ａにあるとする。この位置Ａは次の方法により地
上で検出される。磁界発生装置２のＮ極およびＳ
極が垂直方向に配置されている場合、磁界発生装
置２が発生する地上における磁界の強さは、当該
Ｎ極又はＳ極の直上点において最も強く、その直
上点から離れるにしたがつて急速に小さくなる。
そこで、地上においては、磁界検出装置３を適宜
移動（走査）し、磁界の最も強い点を探索する。
この探索により位置Ａが見出されると、次に、測
量器４を用いて磁界検出装置３の絶対位置が測定
され、その測定信号が制御部５に入力される。制
御部５では、この入力された測定信号に基づきシ
ールド掘進機１の掘進を制御する。例えば、掘進
中のシールド掘進機１が、掘削抵抗等の外乱によ
り、時刻t2において掘削目標線Ｔから距離δだけ
外れた位置Ｂにあると、磁界検出装置３は前述と
同様、走査により位置Ｂを探索し、測量器４はこ
の位置Ｂを測定してその信号を制御部５に入力す
る。制御部５では、偏差δを演算し、この偏差δ
に応じてシールド掘進機１に軌道修正信号を出力
し、その軌道を掘削目標線Ｔに戻す。 Now, assume that the shield tunneling machine 1 is at position A at time t1 . This position A is detected on the ground by the following method. N pole and S of magnetic field generator 2
When the poles are arranged in the vertical direction, the strength of the magnetic field on the ground generated by the magnetic field generator 2 is strongest at a point directly above the N pole or S pole, and rapidly decreases as the distance from the point directly above increases. becomes smaller.
Therefore, on the ground, the magnetic field detection device 3 is moved (scanned) as appropriate to search for the point where the magnetic field is strongest.
When the position A is found through this search, the absolute position of the magnetic field detection device 3 is then measured using the surveying instrument 4, and the measurement signal is input to the control section 5. The control unit 5 controls the excavation of the shield excavator 1 based on the input measurement signal. For example, when the shield excavator 1 that is excavating is at a position B that is deviated from the excavation target line T by a distance δ at time t2 due to a disturbance such as excavation resistance, the magnetic field detection device 3 detects the position by scanning as described above. The surveying instrument 4 measures this position B and inputs the signal to the control unit 5. The control unit 5 calculates the deviation δ, and calculates the deviation δ.
Accordingly, a trajectory correction signal is output to the shield excavator 1 to return the trajectory to the excavation target line T.
この方式は、立坑に設置された光源から放射さ
れるレーザ光線等を用いて、シールド掘進機内部
でこの光線を受け、その位置を測量する方式に比
較し、シールド掘進機が前記レーザ光線の通路を
確保するのが困難になる程度に小口径化しても全
く影響はなく、又、曲線掘削等にも対応できると
いう長所を有する。しかしながら、上記方式にお
いては、地面上において磁界検出装置３を走査し
てシールド掘進機１の位置を探索し、かつ、測量
しなければならず、このため、探索と測量に複雑
な手数と時間を要するという欠点があつた。この
欠点を除くため、計測を自動化しようとすれば必
然的に自動追従装置等が必要となり、コストがか
さむという新たな欠点が生じていた。
This method uses a laser beam etc. emitted from a light source installed in a shaft, receives this beam inside the shield tunneling machine, and measures the position. Even if the diameter is reduced to the extent that it becomes difficult to secure the diameter, there is no effect at all, and it has the advantage that it can also be used for curved excavation. However, in the above method, the magnetic field detection device 3 must be scanned on the ground to search for the position of the shield excavator 1 and the position must be surveyed, which requires complicated steps and time for the search and survey. There was a drawback that it was necessary. In order to eliminate this drawback, if an attempt is made to automate the measurement, an automatic follow-up device or the like will inevitably be required, creating a new drawback of increased costs.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、上記従来の欠点を除き、
自動追従装置を使用することなく、掘進機の位置
を短時間で容易に検出することができる掘進機の
位置検出装置を提供するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks,
To provide a position detection device for an excavator that can easily detect the position of an excavator in a short time without using an automatic tracking device.
上記の目的を達成するため、本発明は、地中を
掘削する掘進機に取付けられた磁界発生装置の磁
界の強さを検出することにより前記掘進機の位置
を検出する掘進機の位置検出装置において、前記
掘進機の掘削目標線に沿つて配置され前記磁界発
生装置の磁界の強さに応じて偏光面を回転させる
フアラデイ回転素子より成る複数の磁界検出装置
と、これら磁界検出装置を相互に連結してそれら
の間の光の伝達を行なう光フアイバーと、前記磁
界発生装置のうちの一方端のものに連結された光
フアイバーに光を入射する光源と、前記磁界発生
装置のうちの他方端のものに連結された光フアイ
バーからの光を受光してその偏光面の回転角を検
出する受診部とを設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a position detection device for an excavator that detects the position of an excavator that excavates underground by detecting the strength of a magnetic field of a magnetic field generator attached to the excavator. A plurality of magnetic field detection devices each comprising a Faraday rotation element arranged along the excavation target line of the excavation machine and rotating a plane of polarization according to the strength of the magnetic field of the magnetic field generation device, and these magnetic field detection devices are mutually connected. optical fibers that are connected to transmit light therebetween; a light source that inputs light into the optical fiber that is connected to one end of the magnetic field generating device; and the other end of the magnetic field generating device. The present invention is characterized in that it is provided with an examination section that receives light from an optical fiber connected to the object and detects the rotation angle of the plane of polarization.
磁界発生装置からの磁界の強さは、これを検出
する磁界検出装置に対する磁界発生装置の位置に
応じて異なつた値となる。一方磁界検出装置のフ
アラデイ回転素子は磁界発生装置からの磁界の強
さに応じてその偏光面を回転せしめられる。光源
からの光は回転せしめられた偏光面にしたがつて
偏光し、光フアイバーにより受信部に伝達され
る。受信部では、この光を受信してその偏光面の
回転角を検出する。これにより磁界発生装置の位
置、ひいては掘進機の位置を知ることができる。
The strength of the magnetic field from the magnetic field generator takes on different values depending on the position of the magnetic field generator with respect to the magnetic field detector that detects the magnetic field. On the other hand, the Faraday rotation element of the magnetic field detection device can rotate its plane of polarization depending on the strength of the magnetic field from the magnetic field generation device. The light from the light source is polarized according to the rotated plane of polarization, and is transmitted to the receiver by the optical fiber. The receiver receives this light and detects the rotation angle of its polarization plane. This makes it possible to know the position of the magnetic field generator and, by extension, the position of the excavator.
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be explained based on illustrated embodiments.
第２図ａ，ｂは本発明の第１の実施例に係る位
置検出装置の平面図および断面図である。図で、
第１図に示す部分と同一部分には同一符号が付し
てある。７は磁界発生装置２から発生された磁界
を検出する磁界検出装置である。磁界検出装置７
はフアラデイ回転素子で構成されており、その複
数個が掘削目標線Ｔ上に一列に配置されている。
８はレーザ光等の光を放射する光源部、９は光源
部８から放射される光を伝送する偏波面保存光フ
アイバーである。この光フアイバー９は各磁界検
出装置７を通過して設置される。１０は光フアイ
バー９により伝送された光を入力する受信部、１
１は受信部１０の信号を入力しこの信号に応じて
シールド掘進機１の掘進方向を制御する制御部で
ある。なお、ｘ、ｙ、ｚは３次元の座標軸を示
す。 FIGS. 2a and 2b are a plan view and a sectional view of a position detection device according to a first embodiment of the present invention. In the figure,
The same parts as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals. Reference numeral 7 denotes a magnetic field detection device that detects the magnetic field generated from the magnetic field generation device 2. Magnetic field detection device 7
is composed of Faraday rotating elements, a plurality of which are arranged in a line on the excavation target line T.
8 is a light source section that emits light such as a laser beam, and 9 is a polarization-maintaining optical fiber that transmits the light emitted from the light source section 8. This optical fiber 9 is installed passing through each magnetic field detection device 7. 10 is a receiving unit that inputs the light transmitted by the optical fiber 9;
Reference numeral 1 denotes a control section which receives the signal from the receiving section 10 and controls the direction of excavation of the shield excavator 1 in accordance with this signal. Note that x, y, and z indicate three-dimensional coordinate axes.
ここで、本実施例の動作を第３図に示す磁力線
図および第４図に示す磁界強度特性図を参照しな
がら説明する。磁界発生装置２で発生する磁力線
が第３図に示すようなパターンであると、磁界発
生装置２の直上点において磁界検出装置７により
検出されるｚ軸方向成分の磁界は最大となるが、
ｙ軸方向成分の磁界は第４図に示すように０とな
る。なお、第４図で、横軸には磁界検出装置７の
位置が、又、縦軸にはｙ軸方向成分の磁界強度が
とつてある。第４図から明らかなように、磁界検
出装置７の位置が磁界発生装置２の直上点から外
れるにしたがつて、検出されるｙ軸方向成分の磁
界強度は、最初、原点からの位置に比例して増大
してゆき、やがて飽和する。そこで、磁界発生装
置２で発生する磁界のパターンを第３図に示すパ
ターンに選択し、磁界検出装置７としてｙ軸方向
成分の磁界強度を検出する構成の装置を用いれ
ば、シールド掘進機１が掘削目標線Ｔと一致して
掘進を行なつている限り、各磁界検出装置７で検
出される磁界強度は０である。したがつて、光源
部８から光フアイバー９を通つて放射される光の
偏光面は回転されず、受信部１０ではこの光を受
光し、偏光面回転角０のデータを制御部１１に対
して出力する。これにより、制御部１１はシール
ド掘進機１を、その状態のまま掘進が継続される
ように制御する。 The operation of this embodiment will now be described with reference to the magnetic field line diagram shown in FIG. 3 and the magnetic field strength characteristic diagram shown in FIG. 4. If the magnetic lines of force generated by the magnetic field generator 2 have a pattern as shown in FIG. 3, the magnetic field of the z-axis direction component detected by the magnetic field detector 7 at a point directly above the magnetic field generator 2 will be maximum;
The magnetic field of the y-axis direction component becomes 0 as shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis shows the position of the magnetic field detection device 7, and the vertical axis shows the magnetic field strength of the y-axis direction component. As is clear from FIG. 4, as the position of the magnetic field detection device 7 moves away from the point directly above the magnetic field generation device 2, the magnetic field strength of the detected y-axis direction component is initially proportional to the position from the origin. It increases and eventually reaches saturation. Therefore, if the pattern of the magnetic field generated by the magnetic field generator 2 is selected as shown in FIG. As long as excavation is performed in alignment with the excavation target line T, the magnetic field strength detected by each magnetic field detection device 7 is zero. Therefore, the polarization plane of the light emitted from the light source section 8 through the optical fiber 9 is not rotated, and the receiving section 10 receives this light and sends the data of the polarization plane rotation angle 0 to the control section 11. Output. Thereby, the control unit 11 controls the shield excavator 1 so that it continues to excavate in that state.
この状態から、掘削抵抗等の外乱によりシール
ド掘進機１が掘削目標線Ｔから外れると、磁界発
生装置２の直上点が掘削目標線Ｔからずれること
になり、掘削目標線Ｔ上に配置された磁界検出装
置７に、第４図に示す特性にしたがつてｙ軸方向
成分の磁界を生じる。磁界検出装置７はこの磁界
を検出し、光フアイバー９の光の偏光面を回転さ
せる。この偏光面の回転角度は磁界強度に比例す
る。受信部１０は偏光面が回転された光を受光
し、その回転角データを制御部１１に出力する。
制御部１１はこのデータに基づいて、所要の演
算、制御を行ない、シールド掘進機１の掘削目標
線Ｔからのずれの大きさを算出し、このずれに応
じてシールド掘進機１の掘進方向を修正する制御
を行なう。 In this state, if the shield excavator 1 deviates from the excavation target line T due to disturbance such as excavation resistance, the point directly above the magnetic field generator 2 will shift from the excavation target line T, and the shield machine 1 will be placed on the excavation target line T. A magnetic field having a component in the y-axis direction is generated in the magnetic field detection device 7 according to the characteristics shown in FIG. The magnetic field detection device 7 detects this magnetic field and rotates the polarization plane of the light of the optical fiber 9. The rotation angle of this plane of polarization is proportional to the magnetic field strength. The receiving unit 10 receives light whose polarization plane has been rotated, and outputs rotation angle data to the control unit 11 .
The control unit 11 performs necessary calculations and controls based on this data, calculates the magnitude of the deviation of the shield excavator 1 from the excavation target line T, and adjusts the excavation direction of the shield excavator 1 according to this deviation. Perform corrective control.
このように、本実施例では、掘削目標線上に予
め磁界検出装置を配置し、磁界検出装置で検出さ
れた磁界強度に応じて光の偏光面を回転させ、そ
の回転角度により磁界強度を求め、磁界強度から
シールド掘進機の目標掘削線からのずれの大きさ
を算出し、このずれの大きさに基づいてシールド
掘進機の掘進方向を修正するようにしたので、測
量器や自動追従装置を備える必要はなく、シール
ド掘進機の位置を迅速、容易に、かつ、自動的に
検出することができ、又、シールド掘進機の掘進
方向制御を完全に自動化することができる。さら
に、掘削目標線が自由曲線であつても、それが直
線の場合と何等異なるところなく位置検出、掘進
方向制御を行なうことができる。 In this way, in this example, a magnetic field detection device is placed in advance on the excavation target line, the polarization plane of light is rotated according to the magnetic field intensity detected by the magnetic field detection device, and the magnetic field intensity is determined from the rotation angle. The size of the deviation from the target excavation line of the shield excavator is calculated from the magnetic field strength, and the excavation direction of the shield excavator is corrected based on the size of this deviation, so it is equipped with a surveying instrument and automatic tracking device. The position of the shield tunneling machine can be detected quickly, easily and automatically without the need for it, and the control of the direction of tunneling of the shield tunneling machine can be fully automated. Furthermore, even if the excavation target line is a free curve, position detection and excavation direction control can be performed in no different way than when the excavation target line is a straight line.
第５図ａ，ｂは本発明の第２の実施例に係る位
置検出装置の平面図および断面図である。図で、
第２図ａ，ｂに示す部分と同一部分には同一符号
を付して説明を省略する。本実施例がさきの実施
例と異なるのは、さきの実施例が磁界検出装置７
を掘削目標線Ｔ上に配置したのに対し、本実施例
では、磁界検出装置７を掘削目標線Ｔの両側に配
置した構成とした点のみであり、他の構成は同じ
である。即ち、掘削目標線Ｔの一方側には、ｙ軸
方向に距離y0を隔てて掘削目標線Ｔと平行する線
上に各磁界検出装置７および光フアイバー９が配
置され、この光フアイバー９に対して光源部８お
よび受信部１０が設けられている。同じく、掘削
目標線Ｔの他方側にも、ｙ軸方向に距離y0を隔て
て掘削目標線Ｔと平行する線上に各磁界検出装置
７および光フアイバー９が配置され、この光フア
イバー９に対して光源部８および受信部１０が設
けられている。 FIGS. 5a and 5b are a plan view and a sectional view of a position detection device according to a second embodiment of the present invention. In the figure,
Components that are the same as those shown in FIGS. 2a and 2b are designated by the same reference numerals, and their explanation will be omitted. This embodiment differs from the previous embodiment in that the magnetic field detection device 7 is different from the previous embodiment.
is disposed on the excavation target line T, whereas in this embodiment, the only difference is that the magnetic field detection device 7 is disposed on both sides of the excavation target line T, and the other configurations are the same. That is, on one side of the excavation target line T, each magnetic field detection device 7 and an optical fiber 9 are arranged on a line parallel to the excavation target line T at a distance y 0 in the y-axis direction. A light source section 8 and a receiving section 10 are provided. Similarly, on the other side of the excavation target line T, each magnetic field detection device 7 and an optical fiber 9 are arranged on a line parallel to the excavation target line T at a distance y 0 in the y-axis direction. A light source section 8 and a receiving section 10 are provided.
次に、本実施例の動作を第６図に示す磁界強度
特性図を参照しながら説明する。第６図で、横軸
にはｙ軸方向の位置が、又、縦軸にはｙ軸方向成
分の磁界強度がとつてあり、原点は掘削目標線Ｔ
に置かれている。今、シールド掘進機１が掘削目
標線Ｔから距離δだけ外れたとすると、その磁界
強度特性は第６図に示される曲線となる。ここ
で、掘削目標線Ｔの両側各列のｙ軸方向成分の磁
界強度の合計をそれぞれ値H1、H2、磁界強度受
信部１０の各出力を値V1、V2、磁界発生装置２
から各磁界検出装置７までのｘ軸方向の距離を
ｘ、シールド掘進機１の地中深さをｚ、地中の透
磁率をμ、比例定数をｋ、値ｘ、ｚ、μの関数を
ａ（ｘ、ｚ、μ）で表わすと、近似的に次式が成
立する。 Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to the magnetic field strength characteristic diagram shown in FIG. In Figure 6, the horizontal axis shows the position in the y-axis direction, the vertical axis shows the magnetic field strength of the y-axis component, and the origin is the excavation target line T.
It is placed in Now, if the shield excavator 1 deviates from the excavation target line T by a distance δ, its magnetic field strength characteristics will be the curve shown in FIG. Here, the sum of the magnetic field intensities of the y-axis direction components of each row on both sides of the excavation target line T are respectively values H 1 and H 2 , the respective outputs of the magnetic field intensity receiver 10 are values V 1 and V 2 , and the magnetic field generator 2 is
The distance in the x-axis direction from When expressed as a(x, z, μ), the following equation holds approximately.
kV1＝H1＝Σa（ｘ、ｚ、μ）×（y0−δ） ……(1)
kV2＝H2＝Σa（ｘ、ｚ、μ）×（−y0−δ） ……(2)
上記(1)式および(2)式から
V1＋V2／V1−V2＝−δ／y0 ……(3)
が成立する。即ち、制御部１１において、その入
力信号V1，V2に基づいて上記(3)式の演算を行な
えば、ｘ軸方向距離、地中深さおよび透磁率に無
関係にｙ軸方向の偏差δを求めることができる。
したがつて、制御部１１はシールド掘進機１に対
し、算出された偏差δに応じた掘進方向修正信号
を出力することにより、シールド掘進機１の掘進
方向制御を行なうことが可能となる。kV 1 = H 1 = Σa (x, z, μ) × (y 0 − δ) ...(1) kV 2 = H 2 = Σa (x, z, μ) × (−y 0 − δ) ... (2) From the above equations (1) and (2), V 1 +V 2 /V 1 −V 2 =−δ/y 0 ...(3) holds true. That is, if the control unit 11 calculates the above equation (3) based on the input signals V 1 and V 2 , the deviation δ in the y-axis direction can be calculated regardless of the distance in the x-axis direction, the underground depth, and the magnetic permeability. can be found.
Therefore, the control unit 11 can control the excavation direction of the shield excavator 1 by outputting an excavation direction correction signal to the shield excavator 1 according to the calculated deviation δ.
第７図は本実施例の位置検出装置を曲線の掘削
目標線の掘削に適用した場合の平面図であり、掘
削目標線Ｔが曲線である以外、第５図ａ，ｂに示
す装置とその構成、動作は同じである。 FIG. 7 is a plan view of the case where the position detection device of this embodiment is applied to excavation along a curved excavation target line. The configuration and operation are the same.
このように、本実施例では、掘削目標線の両側
に等間隔に隔てられた平行線上に、予め磁界検出
装置を配置し、これら磁界検出装置で検出された
磁界強度に応じて光の偏光面を回転させ、その回
転角度により磁界強度を求め、磁界強度から偏差
を算出し、この偏差に応じてシールド掘進機の掘
進方向を修正するようにしたので、さきの実施例
と同じ効果を奏するとともに、シールド掘進機の
掘進方向の位置、地中深さ、土質（透磁率）の影
響を受けることなく偏差を測定できるので、より
精度良く、かつ、信頼性の高い掘進方向制御を行
なうことができる。 In this way, in this embodiment, magnetic field detection devices are arranged in advance on parallel lines spaced at equal intervals on both sides of the excavation target line, and the polarization plane of the light is determined according to the magnetic field strength detected by these magnetic field detection devices. is rotated, the magnetic field strength is determined from the rotation angle, the deviation is calculated from the magnetic field strength, and the direction of excavation of the shield tunneling machine is corrected according to this deviation, so that it has the same effect as the previous embodiment and also Since the deviation can be measured without being affected by the position of the shield tunneling machine in the direction of excavation, underground depth, and soil quality (magnetic permeability), more accurate and reliable control of the direction of excavation can be performed. .
なお、上記実施例の説明では、磁界検出装置と
光フアイバーを地表上に配置する例について説明
したが、これらを地表上に配置せず埋設配置して
もよい。 In addition, in the description of the above embodiment, an example was described in which the magnetic field detection device and the optical fiber are arranged on the ground surface, but they may not be arranged on the ground surface but may be buried.
以上述べたように、本発明では、掘進機に備え
られた磁界発生装置により生じる磁界を、掘削目
標線に沿つて予め配置されている磁界検出装置を
構成するフアラデイ回転素子の偏光面の回転によ
り検出し、回転された偏光面を通つて偏光された
光を受信してその偏光面の回転角を知ることによ
り掘進機の位置を検出するようにしたので、測量
器や自動追従装置を備える必要はなく、掘進機の
位置を短時間で容易に、かつ自動的に検出するこ
とができる。
As described above, in the present invention, the magnetic field generated by the magnetic field generation device provided in the excavation machine is generated by rotating the polarization plane of the Faraday rotation element that constitutes the magnetic field detection device that is arranged in advance along the excavation target line. Since the position of the excavator is detected by receiving the polarized light through the rotated polarization plane and knowing the rotation angle of the polarization plane, it is necessary to have a surveying instrument and an automatic tracking device. The location of the excavator can be easily and automatically detected in a short time.
第１図ａ，ｂは従来の位置検出装置の平面図お
よび断面図、第２図ａ，ｂは本発明の第１の実施
例に係る位置検出装置の平面図および断面図、第
３図は磁力線図、第４図は磁界強度特性図、第５
図ａ，ｂは本発明の第２の実施例に係る位置検出
装置の平面図および断面図、第６図は磁界強度特
性図、第７図は第５図ａ，ｂに示す位置検出装置
を掘削目標線が曲線である場合に適用した平面図
である。
１……シールド掘進機、２……磁界発生装置、
７……磁界検出装置、８……光源部、９……光フ
アイバー、１０……受信部、１１……制御部、Ｔ
……掘削目標線。
1A and 1B are a plan view and a sectional view of a conventional position detection device, FIGS. 2A and 2B are a plan view and a sectional view of a position detection device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. Magnetic field line diagram, Figure 4 is magnetic field strength characteristic diagram, Figure 5
Figures a and b are a plan view and a sectional view of a position detection device according to a second embodiment of the present invention, Figure 6 is a magnetic field strength characteristic diagram, and Figure 7 is a diagram showing the position detection device shown in Figures 5a and b. It is a top view applied when the excavation target line is a curve. 1... Shield tunneling machine, 2... Magnetic field generator,
7... Magnetic field detection device, 8... Light source section, 9... Optical fiber, 10... Receiving section, 11... Control section, T
...Drilling target line.
Claims (1)
生装置の磁界の強さを検出することにより前記掘
進機の位置を検出する掘進機の位置検出装置にお
いて、前記掘進機の掘削目標線に沿つて配置され
前記磁界発生装置の磁界の強さに応じて偏光面を
回転させるフアラデイ回転素子より成る複数の磁
界検出装置と、これら磁界検出装置を相互に連結
してそれらの間の光の伝達を行なう光フアイバー
と、前記磁界発生装置のうちの一方端のものに連
結された光フアイバーに光を入射する光源と、前
記磁界発生装置のうちの他方端のものに連結され
た光フアイバーからの光を受光してその偏光面の
回転角を検出する受診部とを設けたことを特徴と
する掘進機の位置検出装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記磁界検
出装置は、前記掘削目標線上に配置されているこ
とを特徴とする掘進機の位置検出装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記磁界検
出装置は、前記掘削目標線から等距離にある両側
位置に配置されていることを特徴とする掘進機の
位置検出装置。[Scope of Claims] 1. A position detection device for an excavator that detects the position of an excavator by detecting the strength of a magnetic field of a magnetic field generator attached to an excavator that excavates underground. A plurality of magnetic field detection devices each comprising a Faraday rotation element arranged along the excavation target line and rotating the plane of polarization according to the strength of the magnetic field of the magnetic field generation device, and these magnetic field detection devices are interconnected to an optical fiber for transmitting light between the two; a light source for inputting light into the optical fiber connected to one end of the magnetic field generating device; and a light source connected to the other end of the magnetic field generating device. 1. A position detection device for an excavator, comprising: a receiving section that receives light from an optical fiber and detects a rotation angle of a polarization plane of the light. 2. The position detection device for an excavator according to claim 1, wherein the magnetic field detection device is arranged on the excavation target line. 3. The position detecting device for an excavator according to claim 1, wherein the magnetic field detecting devices are arranged at positions on both sides equidistant from the excavation target line.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59085181A JPS60230079A (en) | 1984-04-28 | 1984-04-28 | Position detecting device of excavator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59085181A JPS60230079A (en) | 1984-04-28 | 1984-04-28 | Position detecting device of excavator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60230079A JPS60230079A (en) | 1985-11-15 |
| JPH0226194B2 true JPH0226194B2 (en) | 1990-06-07 |
Family
ID=13851484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59085181A Granted JPS60230079A (en) | 1984-04-28 | 1984-04-28 | Position detecting device of excavator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60230079A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4806869A (en) * | 1986-05-22 | 1989-02-21 | Flow Industries, Inc. | An above-ground arrangement for and method of locating a discrete in ground boring device |
| JPS63268898A (en) * | 1987-04-27 | 1988-11-07 | 株式会社 関電工 | Method of curve excavation construction |
| JPH0468192A (en) * | 1990-07-06 | 1992-03-03 | Komatsu Ltd | Position detecting method for shield excavator |
| JP2002365005A (en) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | San Shield Kk | Position detecting method and position detecting system for shield machine |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135671A (en) * | 1977-05-01 | 1978-11-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Horizontal position detecting method of shield machines |
-
1984
- 1984-04-28 JP JP59085181A patent/JPS60230079A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135671A (en) * | 1977-05-01 | 1978-11-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Horizontal position detecting method of shield machines |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60230079A (en) | 1985-11-15 |
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