JPH023878B2 - - Google Patents

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JPH023878B2
JPH023878B2 JP56018940A JP1894081A JPH023878B2 JP H023878 B2 JPH023878 B2 JP H023878B2 JP 56018940 A JP56018940 A JP 56018940A JP 1894081 A JP1894081 A JP 1894081A JP H023878 B2 JPH023878 B2 JP H023878B2
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JP
Japan
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over
cutter
stroke
overcut
detector
Prior art date
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JP56018940A
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Japanese (ja)
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JPS57133998A (en
Inventor
Tadao Shima
Takashi Moro
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP1894081A priority Critical patent/JPS57133998A/en
Publication of JPS57133998A publication Critical patent/JPS57133998A/en
Publication of JPH023878B2 publication Critical patent/JPH023878B2/ja
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、シールド掘進機の監視・制御装置に
関する。 シールド掘進機による掘削には、本来の掘削の
他に方向転換をはかるための余掘り掘削がある。
シールド掘進機の運転室内には、現在の掘進位置
や掘進方向を感知すべく表示装置や覗窓が設けら
れている。従来の覗窓や表示装置による感知事例
を余掘り掘削の事例を中心として以下述べよう。 シールド掘進機により直線掘削する場合には、
カツターヘツドを正転あるいは逆転させながらシ
ールド掘進機の外径と同径の断面積を掘進してい
けばよいが、シールド掘進機を方向転換させよう
とする時には、シールド掘進機の両側あるいは片
側外周部を余掘りし、方向転換できるようにしな
ければならない。このため、シールド掘進機にお
いては、カツターヘツド内の外周付近に必要に応
じて伸縮するオーバーカツタを設置し、カツター
ヘツドの回転力を利用してシールド掘進機の外周
部を余掘りすることができるように構成されてい
る。 オーバーカツタを伸縮させる手段としては、油
圧ジヤツキを利用して行う場合とねじジヤツキを
利用して行う場合とに大別される。何れの場合に
おいても、オーバーカツタは回転するカツターヘ
ツドに内蔵されているため、シールド本体の非回
転位置に設置されている運転室からその動きを直
接目視することができないので、従来は次に示す
装置により、余掘り作業を行つていた。 第1図は、オーバーカツタの伸縮量およびその
回転位置を確認できるように構成した従来のシー
ルド掘進機を示したものである。第1図におい
て、オーバーヘツド1はシールド本体2の前部に
設置され、かつシールド本体2に旋回輪3を介し
て回転自在に支持されている。4は回転するカツ
ターヘツド1内に設置されたオーバーカツタで、
このオーバーカツタ4は油圧ジヤツキ5により伸
縮されるように構成している。油圧ジヤツキ5は
回転継手6を介して図示しないがシールド本体2
内に設けた油圧源に接続されている。7は油圧ジ
ヤツキ5に連動させて、オーバーカツタ4の伸縮
量を検出できるようにした伸縮量検出装置で、カ
ツターヘツド1側に設置されている。また、シー
ルド本体2の隔壁8には覗窓8aが設けられてお
り、その覗窓8aから前記伸縮量検出装置7の伸
縮量を目視できるようになつている。前記カツタ
ーヘツド1はシールド本体2側に設置した駆動装
置9とカツターヘツド1側に設けた減速歯車10
とにより、シールド本体2に対して回転される。
これに伴いオーバーカツタ4が一体になつて回転
される。このオーバーカツタ4の回転位置を検出
するために、前記減速歯車10上に回転位置検出
計11が取付けられている。この回転位置検出計
11の指針を目視することにより、オーバーカツ
タ4の回転位置を知ることができるようになつて
いる。 次に、第1図の装置による余掘り作業を説明す
る。まず、シールド掘進機を停止させておき、伸
縮量検出装置7が覗窓8aから目視できる位置ま
でカツターヘツド1を回転させ、その位置で停止
させる。つぎに、油圧ジヤツキ5を伸長させる
と、伸縮量検出装置7がオーバーカツタ4と同時
に伸長するので、その伸長量を見ながらオーバー
カツタ4を必要余掘り深さだけ伸長させ、余掘り
量を設定する。つぎに、オーバーカツタ4の回転
位置を検出する回転位置検出計11の指針を見な
がらカツターヘツド1を正転および逆転させて掘
削穴内を掘進していく。このようにして余掘り作
業を行つた場合、その余掘り形状は第2図に示す
ようになる。Sは余掘り量を示し、Dはシールド
掘進機の外径を示している。 この従来のシールド掘進機は、上述したように
オーバーカツタの伸縮量およびその回転位置を確
認しながら余掘り作業を行つていたので、作業効
率が悪く、操作に熟練を要していた。 この従来例の問題点を改善すべく本出願人は、
共に掘削の様子を表示可能とする表示部を備えて
なるシールド掘進機を出願した(特願昭54−
103619.シールド掘進機)。このシールド掘進機の
特徴は、以下の通りである。 シールド本体の前部に、かつシールド本体に回
転自在に設置したカツターヘツドを回転させて切
羽を掘削するシールド掘進機において、前記カツ
ターヘツド内に油圧ジヤツキにより伸縮するオー
バーカツタを設置し、該オーバーカツタの伸縮量
を連続的に表示させる表示計と、前記オーバーカ
ツタの伸縮量による余掘り深さと回転量による余
掘り範囲とにより決定される余掘り形態を自由に
設定できる余掘り形態設定装置とをシールド本体
の運転室内に設け、設定した余掘り形態の掘削制
御を、電気制御回路によつてカツターヘツドの回
転方向に関係なく行うことができるようにしたこ
とを特徴とするものである。以下、詳述する。 初めに、オーバーカツタの伸縮量を連続的に表
示させる表示計について説明する。第4図はオー
バーカツタ4を伸縮させる油圧ジヤツキ5の油圧
制御回路を示したもので、電動機12により駆動
される油圧ポンプ13の下流側には、回路圧を設
定するリリーフ弁14と、油圧ジヤツキ5の伸縮
および停止を切換える方向切換弁としての電磁弁
15とがそれぞれ設けられている。電磁弁15の
下流側には、駆動管路16,17が設けられてい
る。管路16側は回転継手6を介して油圧ジヤツ
キ5のヘツド室に接続され、管路17側は模擬用
油圧ジヤツキ18および回転継手6を介して油圧
ジヤツキ5のロツド室に接続されている。油圧ジ
ヤツキ18は油圧ジヤツキ5と同一仕様の油圧ジ
ヤツキで、そのヘツド室は管路17に接続され、
ロツド室は回転継手6を介して油圧ジヤツキ5の
ロツド室に接続されている。しかして、油圧ジヤ
ツキ18は油圧ジヤツキ5が伸長するとき同時に
同量だけ縮小し、縮小するとき同時に同量だけ伸
長する。管路16,17には、油圧ジヤツキ5の
伸長および縮小速度を微量調整できる流量調整弁
20,20が設けられている。電磁弁15からの
戻り管路21は油タンク22に接続されている。
また、油圧ジヤツキ18のピストンロツド18a
はポテンシヨメータ23を介して運転室内に設置
した伸縮量表示計24に接続されている。 しかして、電磁弁15のソレノイド部SOL1
が励磁されると、電磁弁15はa位置に切換えら
れるので、油圧ポンプ13の吐出油は駆動管路1
6を通つて油圧ジヤツキ5のヘツド室に供給さ
れ、オーバーカツタ4が伸長されるとともにその
伸長量が表示計24に連続的に表示される。同様
に、電磁弁15のソレノイド部SOL2が励磁さ
れると、電磁弁15はb位置に切換えられるの
で、油圧ポンプ13の吐出油は駆動管路17を通
つて油圧ジヤツキ5のロツド室に供給され、オー
バーカツタ4が縮小されるとともにその縮小量が
表示計24に連続的に表示される。したがつて、
運転室内に設置した伸縮量表示計24の指針を見
ながら電磁弁15の切換操作を行えばオーバーカ
ツタ4の伸縮量を自由に設定することができる。 次に、オーバーカツタの伸縮量による余掘り深
さと回転量による余掘り範囲とにより決定される
余掘り形態を自由に設定できる余掘り形態設定装
置について説明する。第5図に示すように、カツ
ターヘツド1側の減速歯車10上には回転位置検
出計11が設定されており、その出力軸はカツタ
ーヘツド1と同時に同回転するように構成されて
いる。回転位置検出計11の出力軸にはシンクロ
発信器25が接続されている。シンクロ受信器側
は、運転室内に設置されてオーバーカツタの回転
位置を連続的に表示する回転指針に接続されてい
る。第6図は、運転室内に設置した余掘り形態設
定装置26を示したものである。24は前述した
オーバーカツタ4の伸縮量検出計、27は円周上
等分割に角度用目盛(右側へ180゜、左側へ180゜)
が刻まれた目盛板、28は目盛板27の中心に設
置した前述のシンクロ受信器側の回転指針であ
る。この指針28の回転位置がオーバーカツタ4
の回転位置を表示するようになつている。目盛板
27の外周には可動接点L1〜L8が設置されて
おり、この可動接点L1〜L8は目盛板27の下
方部に設置した設定つまみS1〜S8の調整によ
つて目盛板27の外周上を摺動できるようになつ
ている。このようにして設定した可動接点L1〜
L8に回転指針28が重なつた時にオーバーカツ
タ4の伸縮量が制御されるような運転制御回路を
構成すればよい。 今、このシールド掘進機によつて、第3図に示
す理想的な余掘り形状の掘削を行う場合について
説明する。まず、設定つまみS1〜S8を調整し
て、可動接点L1〜L8の設定角度を第7図に示
す位置に設定する。つぎに、設定した各可動接点
に回転指針28が重なつた時のオーバーカツタ4
の伸縮制御を次のように設定する。
The present invention relates to a monitoring and control device for a shield tunneling machine. Excavation using a shield excavator includes not only the original excavation but also extra excavation to change direction.
A display device and a viewing window are provided in the cab of the shield tunneling machine to detect the current digging position and direction. Examples of detection using conventional viewing windows and display devices will be described below, focusing on the case of over-excavation. When excavating in a straight line with a shield excavator,
It is sufficient to excavate a cross-sectional area of the same diameter as the outer diameter of the shield excavator while rotating the cutter head in the forward or reverse direction. We have to dig deeper and be able to change direction. For this reason, in a shield excavator, an overcutter is installed near the outer periphery of the cutter head, which expands and contracts as needed, so that the rotational force of the cutter head can be used to overcut the outer periphery of the shield excavator. It is configured. The means for expanding and contracting the overcut can be roughly divided into two types: using a hydraulic jack and using a screw jack. In either case, since the over cutter is built into the rotating cutter head, its movement cannot be directly observed from the operator's cab, which is installed in the non-rotating position of the shield body. Due to this, extra digging work was being carried out. FIG. 1 shows a conventional shield excavator configured so that the amount of expansion and contraction of the overcutter and its rotational position can be confirmed. In FIG. 1, an overhead 1 is installed at the front of a shield body 2, and is rotatably supported by the shield body 2 via a turning wheel 3. As shown in FIG. 4 is an over cutter installed in the rotating cutter head 1,
This over cutter 4 is configured to be extended and contracted by a hydraulic jack 5. Although not shown, the hydraulic jack 5 connects to the shield body 2 via a rotary joint 6.
It is connected to an internal hydraulic power source. Reference numeral 7 denotes an expansion/contraction detection device which is connected to the hydraulic jack 5 to detect the amount of expansion/contraction of the over cutter 4, and is installed on the cutter head 1 side. Further, a viewing window 8a is provided in the partition wall 8 of the shield body 2, and the amount of expansion and contraction of the expansion/contraction amount detection device 7 can be visually observed through the viewing window 8a. The cutter head 1 has a drive device 9 installed on the shield body 2 side and a reduction gear 10 installed on the cutter head 1 side.
As a result, the shield body 2 is rotated relative to the shield body 2.
Along with this, the over cutters 4 are rotated as one. In order to detect the rotational position of the over cutter 4, a rotational position detector 11 is mounted on the reduction gear 10. By visually observing the pointer of this rotational position detector 11, the rotational position of the over cutter 4 can be determined. Next, the extra digging work using the apparatus shown in FIG. 1 will be explained. First, the shield excavator is stopped, and the cutter head 1 is rotated to a position where the expansion/contraction amount detection device 7 can be visually observed through the viewing window 8a, and then stopped at that position. Next, when the hydraulic jack 5 is extended, the expansion/contraction amount detection device 7 extends at the same time as the overcutter 4, so while checking the amount of extension, the overcutter 4 is extended by the necessary over-digging depth, and the over-digging amount is set. do. Next, the cutter head 1 is rotated forward and backward while observing the pointer of the rotational position detector 11 that detects the rotational position of the overcutter 4 to advance into the excavated hole. When the over-digging work is carried out in this manner, the shape of the over-digging is shown in FIG. 2. S indicates the amount of excess excavation, and D indicates the outer diameter of the shield excavator. As described above, this conventional shield excavator performs over-digging work while checking the amount of expansion and contraction of the overcut and its rotational position, resulting in poor work efficiency and requiring skill to operate. In order to improve the problems of this conventional example, the applicant has
Both filed an application for a shield excavator equipped with a display section that could display the progress of excavation (patent application filed in 1982).
103619.Shield excavator). The features of this shield tunneling machine are as follows. In a shield excavator that excavates a face by rotating a cutter head that is rotatably installed in the front part of the shield body, an over cutter that expands and contracts with a hydraulic jack is installed in the cutter head, and the over cutter is extended and contracted by a hydraulic jack. The shield body includes a display meter that continuously displays the amount, and an over-digging mode setting device that can freely set the over-digging mode determined by the over-digging depth based on the amount of expansion and contraction of the overcut cutter and the over-digging range based on the amount of rotation. The cutter head is installed in the operator's cab, and is characterized in that excavation control in the set over-digging mode can be performed by an electric control circuit regardless of the direction of rotation of the cutter head. The details will be explained below. First, a display meter that continuously displays the amount of expansion and contraction of the overcut will be explained. FIG. 4 shows the hydraulic control circuit for the hydraulic jack 5 that extends and retracts the over cutter 4. On the downstream side of the hydraulic pump 13 driven by the electric motor 12, there is a relief valve 14 that sets the circuit pressure, and a hydraulic jack. An electromagnetic valve 15 as a directional switching valve for switching between expansion/contraction and stop of 5 is provided. Drive lines 16 and 17 are provided downstream of the solenoid valve 15. The pipe line 16 side is connected to the head chamber of the hydraulic jack 5 via the rotary joint 6, and the pipe line 17 side is connected to the rod chamber of the hydraulic jack 5 via the simulating hydraulic jack 18 and the rotary joint 6. The hydraulic jack 18 has the same specifications as the hydraulic jack 5, and its head chamber is connected to the pipe line 17.
The rod chamber is connected to the rod chamber of the hydraulic jack 5 via a rotary joint 6. Thus, the hydraulic jack 18 simultaneously contracts by the same amount when the hydraulic jack 5 extends, and simultaneously extends by the same amount when it contracts. The conduits 16 and 17 are provided with flow rate adjustment valves 20 and 20 that can minutely adjust the expansion and contraction speeds of the hydraulic jack 5. A return line 21 from the solenoid valve 15 is connected to an oil tank 22.
Also, the piston rod 18a of the hydraulic jack 18
is connected via a potentiometer 23 to an expansion/contraction amount indicator 24 installed in the driver's cab. Therefore, the solenoid part SOL1 of the solenoid valve 15
When energized, the solenoid valve 15 is switched to position a, so that the oil discharged from the hydraulic pump 13 is transferred to the drive line 1.
6 to the head chamber of the hydraulic jack 5, the over cutter 4 is extended, and the amount of extension is continuously displayed on the display meter 24. Similarly, when the solenoid part SOL2 of the solenoid valve 15 is energized, the solenoid valve 15 is switched to position b, so that the oil discharged from the hydraulic pump 13 is supplied to the rod chamber of the hydraulic jack 5 through the drive line 17. As the overcut 4 is reduced, the amount of reduction is continuously displayed on the display 24. Therefore,
By switching the solenoid valve 15 while looking at the pointer of the expansion/contraction amount indicator 24 installed in the operator's cab, the amount of expansion/contraction of the over cutter 4 can be freely set. Next, a description will be given of an over-digging mode setting device that can freely set an over-digging mode determined by the over-digging depth based on the amount of expansion and contraction of the overcut cutter and the over-digging range based on the amount of rotation. As shown in FIG. 5, a rotational position detector 11 is installed on the reduction gear 10 on the cutter head 1 side, and its output shaft is configured to rotate at the same time as the cutter head 1. A synchro oscillator 25 is connected to the output shaft of the rotational position detector 11. The synchro receiver side is connected to a rotation pointer installed in the driver's cab that continuously displays the rotational position of the overcut. FIG. 6 shows the over-digging configuration setting device 26 installed in the driver's cab. 24 is the expansion/contraction amount detector of the over cutter 4 mentioned above, and 27 is an angle scale divided equally on the circumference (180° to the right, 180° to the left).
A scale plate 28 is engraved with . The rotational position of this pointer 28 is over cutter 4.
The rotation position is displayed. Movable contacts L1 to L8 are installed on the outer periphery of the scale plate 27, and these movable contacts L1 to L8 are set on the outer periphery of the scale plate 27 by adjusting setting knobs S1 to S8 installed at the lower part of the scale plate 27. It is designed to be able to slide. Movable contact L1~ set in this way
It is sufficient to configure an operation control circuit that controls the amount of expansion and contraction of the over cutter 4 when the rotation pointer 28 overlaps L8. Now, the case where this shield excavator is used to perform excavation in the ideal over-excavation shape shown in FIG. 3 will be described. First, the setting knobs S1 to S8 are adjusted to set the setting angles of the movable contacts L1 to L8 to the positions shown in FIG. Next, when the rotation pointer 28 overlaps each set movable contact, the over cutter 4
Set the expansion/contraction control for .

【表】【table】

【表】 この第1表の動作を以下、わかりやすく説明す
る。第1表は、第6図の指針28が右回転する場
合と、指針28が左回転する場合との両者を別々
に示している。いずれにおいても、指針28の回
転位置によつてオーバーカツタ4は伸長や縮小等
の制御をうける。右回転では、指針28はL1→
L2→…→L8→L1→…→L8→…の如く位置
移動する。左回転では指針28はL8→L7→…
→L1→L8→…L1→…の如く位置移動する。
右回転、左回転共に動作内容としては本質的に変
ることがない故、右回転の事例で指針28とオー
バーカツタ4の制御との関係を説明する。 右回転では、L1の位置に指針28が重なつた
時にオーバーカツタ4が伸長する。L1→L2へ
と移動し、L2の位置に指針28が重なつた時に
今まで伸長してきたオーバーカツタ4は伸長を停
止する。この伸長した状態のままで、指針28は
L2からL3へと移動してゆく。L3になつた時
点でオーバーカツタ4は縮小する。更に移動して
ゆきL4の位置で縮小は停止となり、L5の位置
で再びオーバーカツタ4は伸長を開始する。L6
の位置ではその伸長してきた状態で停止となり、
L6〜L7の間その状態を維持する。L7の位置
で縮小を開始し、L8の位置でオーバーカツタ4
の縮小は停止となる。以下、L1→L2→…L8
→…の如き回転位置に従つたオーバーカツタの操
作が自動的に行われ、第7図点線で示した如き余
掘りが達成される。指針28によるL1〜L8の
各位置、及びその中間位置等の位置確認及びそれ
に伴う上記オーバーカツタの伸長、縮小等の制御
は電気回路によつてなされている。左回転も同様
に指針28の各位置に従つて、オーバーカツタ4
の伸長、縮小等の制御がなされる。 このシールド掘進機によれば、操作が一段と簡
単となり、余掘り作業は正確に且つ早く進めるこ
とができるようになつた。然るに、以下の如き問
題点もある。オーバーカツタの伸縮量と回転カツ
ターの回転位置を別々の表示器で表示していた。
したがつて、現実に、余掘り量がどのような形状
になつているかは、直感的に判断しにくい面があ
つた。また、オーバーカツタの伸縮制御について
も、伸縮位置の回転角度の設定範囲は機構的に制
約があるものでしか実施できなかつた。したがつ
て、実用上のあらゆる余掘り形状が可能というこ
とではない。例えば、第12図のように、オーバ
ーカツタの伸び位置と、縮み位置が中央から左右
の領域に分かれた形状の場合や、第13図のよう
に伸び位置と縮み位置が全体の1/4の領域内に集
中した形状などの場合、機構的に実施化が困難で
あつた。 本発明の目的は、オーバーカツタの先端軌跡、
即ち余掘形状を直視可能として余掘作業の効率化
をはかつてなるシールド掘進機の監視制御装置を
提供するものである。 本発明の要旨は、オーバーカツタ位置検出器か
らのオーバーカツタ位置と、オーバーカツタのス
トロークを検出するストローク検出器からのオー
バーカツタのストローク長とを取込み二次元的な
オーバーカツタの先端軌跡の表示を行わせるよう
にした点にある。更に、本発明では、外部からオ
ーバーカツタの伸縮を回転角度位置及びストロー
ク量を設定することにより、制御できるように構
成させている。以下、本発明を詳述する。 第8図は本発明の実施例である。構成要素を以
下順に説明する。 オーバーカツタ位置検出器101…オーバーカツ
タの回転位置を検出するもので、例えば、シン
クロ発信器などである。 ストローク検出器102…オーバーカツタのスト
ロークを検出するもので、例えば、ポテンシヨ
メータ、シンクロ発信器、エンコーダなどであ
る。 デジタル角度演算器103…検出器101の出力
を受けて、回転角度をデジタル信号に変換する
もの。 正逆転設定器104…オーバーカツタの回転方向
を比較演算器105へ指示するもの。 比較演算器105…設定された角度の位置で伸び
または縮み信号を出力するもの。 メモリー消去回路107…表示器108でのオー
バーカツタの先端軌跡を1回転毎に定位置(例
えば0゜)で消去するための出力信号発生回路。 オーバーカツタ表示器108…オーバーカツタの
回転位置とストロークも含めて先端の軌跡を表
示するもの。軌跡を表示するために残像現象の
あるメモリースコープ等を使用する。 デジタル角度設定器109…オーバーカツタの
「伸び」または「縮み」位置を設定するもの。 演算器110,111…「伸び」または「縮み」
信号とストロークの上・下限信号とで、オーバ
ーカツタへの制御信号とするもの。 ストローク演算器112…検出器102からの信
号を受けてストローク量をアナログ信号に変換
するもの。 ストローク上限設定器113…ストローク量の上
限を決定するもの。 ストローク下限設定器114…ストローク量の下
限を決定するもの。 アナログ角度演算器117…検出器101からの
信号を受けて、回転角度をアナログ信号に変換
するもの。 表示演算器115…回転角度信号とストローク信
号を同時に受けて、オーバーカツタの先端位置
を算出するもの。 モード設定器116…オーバーカツタの1回転に
おいて、オーバーカツタの「伸び」1回のもの
と、2回のものを撰択して設定するもの。「モ
ード1」「モード2」の2種類の設定をする。 以上の構成で、オーバーカツタ位置検出器10
1は、第5図の検出器機能を果すシンクロ発信器
に相当する。ストローク検出器102は第1図の
伸縮量検出装置7又は第4図のポテンシヨメータ
23に相当する。 まず、余掘形状の表示方法について、第8図に
より説明する。オーバーカツタの位置検出器10
1(例えば、シンクロ発信器、エンコーダ、ポテ
ンシヨメータ)からの角度信号を、アナログ角度
演算器117により回転角度に対応するアナログ
信号に変換する。一方、オーバーカツタの伸縮ス
トロークを測定するストローク検出器102(例
えば、ポテンシヨメータ、エンコーダ、シンクロ
発信器)の出力をストローク演算器112によ
り、ストローク量に対応するアナログ信号に変換
する。この二つの信号(角度およびストローク
量)を同時に得ることにより、オーバーカツタの
先端位置を二次元的(平面上)に求めることがで
きる。 この演算を表示演算器115で行い、先端位置
をX方向の値、Y方向の値の2つのアナログ値に
なるべく処理を行う。この表示演算器115によ
る演算内容は以下の通りである。 回転角度対応のアナログ信号を追跡することに
よつて、オーバーカツタ4の回転軌跡が得られ
る。一方、ストローク量対応のアナログ信号は各
回転軌跡上でのオーバーカツタの伸縮量である。
表示演算器115は、回転角度対応のアナログ信
号とストローク対応のアナログ信号とを取込み、
表示用のX方向、Y方向の値の演算を行う。この
演算は、ストローク量対応のアナログ信号からオ
ーバカツタ4の先端位置を計算すること、更に、
この計算結果と回転角度対応のアナログ信号とを
合成し、二次元表示用のX、Y座標値を得る処理
を行う。第1の演算は、最大限にストローク縮小
した時の先端位置を基準とし、ストローク量に対
応したオーバーカツタ4の先端位置の算出であ
る。勿論、基準を、最大ストローク伸長時と最小
ストローク縮小時の中間任意位置に設定してもよ
い。第2の演算は、かくして得られた先端位置と
回転角度対応のアナログ信号とを対応づけ、表示
用のX、Y座標値を求める処理である。これらの
演算は当然にリアルタイムでなされる。 この表示演算器115で得られた先端位置の軌
跡を示すX方向、Y方向の値をオーバーカツタ表
示器108(例えばメモリスコープ)に連続的に
入力することによつて第9図に示すように表示画
面108A上にその先端軌跡を描くことができ
る。表示画面108Aで、Taは先端軌跡であり、
Tbはその軌跡の現在値である。図では点線(こ
の点線は表示されない、説明のための点線であ
る。)で示す如く右廻り回転の事例を示している。
軌跡Taがいわゆる余掘り形状を示すことになる。 尚、表示に際しては、以下の如き人為的な操作
を加えることによつて余掘り形状を観察しやすく
している。先端軌跡の中心点から先端位置までの
距離に比して、伸縮によるストローク量の変動に
伴う先端軌跡の変動分は相対的に小さい。従つ
て、余掘りの軌跡のみを現実の値よりも大きく較
正することによつて余掘り状態の詳細な観察が可
能となる。この較正はゲイン設定器を表示器10
8又は演算器115内に組み込むことによつて可
能である。ゲイン設定器によれば、余掘りの軌跡
の大きさを自在に調整できる。 軌跡は、1回転(360゜)する毎にクリアするこ
とが必要である。これによつて、軌跡の重なりを
防止できる。図では、メモリ消去回路107がそ
の役割を持ち、1回転中の適当な定角度(例えば
0゜)毎にリセツト用の信号を表示器108に送り
その時点より以前の表示値を消去させている。 第10図は、操作部と表示画面とを一体化した
パネル上に収納してなるパネルの実施例である。
このパネル上には、表示画面108A及び正逆転
設定器104の操作ボタン(又は操作表示ラン
プ)104A、デイジタル角度設定器109の操
作ボタン109A、モード設定器116の操作ボ
タン(又は操作表示ランプ)116A、ストロー
ク上限設定器113、ストローク下限設定器11
4の表示部113A,114Aとを設けている。 次にオーバーカツタをその回転位置と連動して
自動的に伸縮させる制御について説明する。オー
バーカツタの回転位置と連動した伸縮の仕方には
2つの種類(モード)がある。第1のモードは1
回転中に1回の伸縮のある場合で、第2のモード
は1回転中に2回の伸縮のある場合である。この
2つのモードのうちのどちらのモードを使用する
かはモード設定器116によつて与えられる。先
ず第1のモードによる制御を述べる。この第1の
モードは第12図に示す如き事例である。 第8図(第10図)において、モード設定器1
16で「1」を設定する。正逆転設定器104に
て、オーバーカツタの回転方向を「正」または
「逆転」のいずれかを設定する。ただし、これは、
シールド掘進機の制御装置から自動的に入力する
こともできる。デジタル角度設定器109によ
り、伸縮の開始希望位置の角度を設定する。「モ
ード1」の場合は第12図の正転時のA,C点、
逆転のA′,C′点の4点を設定する。このほか、
ストローク量の制御のために、上限値SH.と下限
値SL.をストローク上限設定器113、及び同下
限設定器114により設定する。 比較演算器105は、デイジタル角度演算器1
03の回転角度対応のデイジタル信号とデイジタ
ル角度設定器109の設定角度のデイジタル信号
及び正逆転設定器104の正又は逆転指示信号と
を取込み、オーバーカツタの伸縮制御信号を設定
し、演算器110,111に出力する。比較演算
器105によるオーバーカツタの伸縮制御信号の
設定は以下の処理による。比較演算器105は、
内部にデイジタル角度設定器109によつて与え
られた設定角度を一時記憶するレジスタを持つ。
更に、比較器を持つ。この比較器はデイジタル角
度演算器103からの実際のオーバーカツタの回
転角度対応のデイジタル信号(以下、回転角度と
云う)とレジスタに記憶されたデイジタル設定角
度とを、正逆転設定器104の正又は逆転指令信
号の指示により、その回転方向に沿つて逐次比較
してゆく。第12図の事例で説明すると、レジス
タにはAとCとが記憶される。今、右回転指令が
出されて、M点にオーバーカツタの先端があつた
とすると、比較器では点Aに至るまではオーバー
カツタのストロークは縮小したままとする縮小維
持信号を出す。点Aに至つた時点で比較器はスト
ローク伸長信号を出す。このストローク伸長信号
は演算器110を介してオーバーカツタの伸び量
設定信号となり、オーバーカツタの駆動系に対し
て与えられ、オーバーカツタは伸長する。B→C
の間ではその伸び量の状態が維持され、C点にな
つた時点で比較器はストローク縮小信号を発生す
る。このストローク縮小信号は演算器111を介
してオーバーカツタの縮み量設定信号となり、オ
ーバーカツタ駆動系に与えられ、オーバーカツタ
を縮小する。演算器110は上限設定器113の
上限値以上のストローク伸長出力が出ないような
制限を加えるものであり、演算器111は下限設
定器114の下限値以下のストローク縮小出力が
出ないような制限を加えるものである。従つて、
B点,D点の決定はこの演算器によつて自動的に
行われることになる。次いで、D点→A点までは
縮小したままの状態が維持される。 以上の動作状況を第11図を利用して再度総括
的に説明する。オーバーカツタが正転しているイ
図の場合を考える。「正転」信号が入力されてい
て回転するにともなつて、伸び信号の設定角度A
点になると、オーバーカツタの伸び信号がでて伸
び始める。回転しながら伸び続けて設定したスト
ロークの上限値SH.に達すると伸び信号が停止す
る。この点がBとなる。そのままの状態でオーバ
ーカツターが回転し続けて、縮み信号の設定角度
C点になると、縮み信号がでる。これによりオー
バーカツタが縮み始めて、設定したストロークの
下限値SL.に達すると縮みが停止する。この点が
Dとなる。このようにして「モード」「正転」の
一サイクルが完了する。設定がそのままであれ
ば、一回点毎に上記の状態が繰返される。この結
果、第12図のような余掘り形状が得られる。A
点とC点およびSH.SL.を適当に換えることによ
り、「モード1」での各種の形状が得られる。尚、
lは上下限ストローク伸縮量である。これらの信
号の流れは、第8図で示したとおりである。オー
バーカツタが逆転したいロ図の如き場合は、「逆
転」信号を入力しておくと、設定されているA′,
SH(B′),C′,SL(D′)の点で上記同様の動作と
なり、正転時の場合と同様の形状を得ることがで
きる。 第13図のように、1回転中に2回の伸縮のあ
るもの、(これを「モード2」とする。)について
説明する。 モード設定器116で「2」を設定すること
と、角度設定器109では、正転時のA,C,
E,G点と逆転時のA′,C′,E′,G′点の8点
(第13図参照)を設定することになるほかは
「モード1」の場合と同じ操作により、同様な動
作となり、第13図のような余掘り形状を得るこ
とができる。 以上のように、モード設定器116、正逆転設
定器104、デジタル角度設定器109、ストロ
ーク上下限設定器113,114に適当に数値と
信号を設定することにより、実用上必要とされる
任意の余掘り形状を得ることが、容易に可能とな
る。 次に設定値による制御と表示との関係について
述べる。 オーバーカツタ表示器108による表示図形
は、オーバーカツタの先端位置の軌跡である。こ
の先端位置の軌跡は、設定器109,104,1
13,114,116によつて設定された設定値
又は設定モードによつて決まる。従つて、オーバ
ーカツタ表示器108の先端位置の軌跡を観察す
ることによつて、上記設定条件に従つた余掘り状
態を知ることができる。表示図形の観察の結果は
以下の如く積極的に利用される。 表示図形によれば、余掘り形状や余掘り位置等
の設定条件が適格か否かを判定できる。形状や余
掘り位置等の設定条件が適格であればそのまま余
掘りを継続させ、或いは余掘りのための設定条件
を与える。設定条件が適格でなければ、設定条件
の中のどの因子が適格でないかを判断でき、新し
い設定条件を作成し、設定することができる。 表示図形の観察によつて、設定器による設定条
件の他に地盤の状態がわかり、掘進の路線上をう
まく通れるかどうかの判断、シールド掘進機の全
体の運転状態、地盤の状態等の判断資料も得るこ
とができる。 以上の実施例は、表示はアナログ、制御はデイ
ジタルとしたが、全アナログ又は全デイジタルで
あつてもよい。この全デイジタルの際には、マイ
クロコンピユータの利用、及びCRT表示装置の
利用がある。また、オーバーカツタの先端位置で
はなく、その他の所定の位置の表示であつてもよ
い。更に、上下限値による制御を演算器110,
111によつて行つているが、直接に機械的な上
下限値の制約機構によつてもよい。表示器108
の入力データとして設定器109等の設定条件を
取込ませ、リアルな測定値と同時に画面上に表示
させることによつて、設定条件と実際の状態との
直接的な比較及び検出系の動作チエツク等の役割
までも実現可能である。 本発明によれば、 1 オーバーカツタの先端位置を、その伸縮も加
味して、平面上に二次元的に表示することがで
き、その余掘り形状が直視できるようになり正
確な余掘りができる。 2 操作盤上での簡単な操作による数値の設定の
みで、実用上必要となるほとんど全ての余掘り
形状が容易に可能となる。
[Table] The operation of Table 1 will be explained below in an easy-to-understand manner. Table 1 separately shows the case where the pointer 28 in FIG. 6 rotates to the right and the case where the pointer 28 rotates to the left. In either case, the overcutter 4 is controlled to extend or contract depending on the rotational position of the pointer 28. In clockwise rotation, the pointer 28 moves from L1→
The position moves as L2→...→L8→L1→...→L8→.... When turning left, the pointer 28 moves from L8→L7→...
→L1→L8→…L1→…The position moves as follows.
Since the operation content is essentially the same for both clockwise and counterclockwise rotations, the relationship between the pointer 28 and the control of the overcut cutter 4 will be explained using an example of clockwise rotation. In clockwise rotation, the over cutter 4 extends when the pointer 28 overlaps the position L1. The over cutter 4 moves from L1 to L2 and when the pointer 28 overlaps the L2 position, the over cutter 4 that has been extended until now stops extending. While remaining in this extended state, the pointer 28 moves from L2 to L3. The over cutter 4 contracts when it reaches L3. As it moves further, the reduction stops at the L4 position, and the over cutter 4 starts extending again at the L5 position. L6
At the position, it stops in its extended state, and
This state is maintained between L6 and L7. Start reducing at the L7 position, and over cutter 4 at the L8 position.
The reduction of will be stopped. Below, L1 → L2 →...L8
→ The over cutter is automatically operated according to the rotational position, and overcutting as shown by the dotted line in FIG. 7 is achieved. The position confirmation of each position L1 to L8 and intermediate positions thereof by the pointer 28 and the accompanying control of extension, contraction, etc. of the overcut are performed by an electric circuit. Similarly, for counterclockwise rotation, the over cutter 4 is rotated according to each position of the pointer 28.
The expansion, reduction, etc. of the image are controlled. According to this shield excavator, operation is much easier, and additional excavation work can be carried out more accurately and quickly. However, there are problems as follows. The amount of expansion and contraction of the overcut cutter and the rotational position of the rotary cutter were displayed on separate displays.
Therefore, it has been difficult to intuitively judge what shape the excess excavation amount actually takes. Moreover, the extension/retraction control of the overcut can only be carried out if there are mechanical restrictions on the setting range of the rotation angle of the extension/retraction position. Therefore, not all practical overcut shapes are possible. For example, as shown in Figure 12, the extended and retracted positions of the overcut are separated into left and right areas from the center, or as shown in Figure 13, the extended and retracted positions are 1/4 of the total. In the case of shapes that are concentrated within a region, it is mechanically difficult to implement. The purpose of the present invention is to
In other words, the present invention provides a monitoring and control device for a shield excavator that allows the over-excavation shape to be viewed directly and improves the efficiency of over-excavation work. The gist of the present invention is to acquire the overcutter position from an overcutter position detector and the overcutter stroke length from a stroke detector that detects the stroke of the overcutter, and display a two-dimensional overcutter tip trajectory. The point is that we made them do it. Further, in the present invention, the extension and contraction of the overcut can be controlled from the outside by setting the rotation angle position and stroke amount. The present invention will be explained in detail below. FIG. 8 shows an embodiment of the present invention. The constituent elements will be explained in order below. Overcutter position detector 101...Detects the rotational position of the overcutter, and is, for example, a synchro transmitter. Stroke detector 102...Detects the stroke of the overcut, and is, for example, a potentiometer, a synchro transmitter, an encoder, or the like. Digital angle calculator 103: receives the output of the detector 101 and converts the rotation angle into a digital signal. Forward/reverse setting device 104: Indicates the rotation direction of the over cutter to the comparator 105. Comparison calculator 105: outputs an expansion or contraction signal at a set angle position. Memory erasure circuit 107: An output signal generation circuit for erasing the tip trajectory of the overcut cutter on the display 108 at a fixed position (for example, 0°) every rotation. Overcutter display 108: Displays the trajectory of the tip of the overcutter, including its rotational position and stroke. Use a memory scope, etc. that has an afterimage phenomenon to display the trajectory. Digital angle setting device 109: Sets the “extension” or “retraction” position of the overcut. Arithmetic units 110, 111... "Extension" or "Shrinkage"
The signal and stroke upper and lower limit signals are used as control signals for the overcut. Stroke calculator 112: A device that receives the signal from the detector 102 and converts the stroke amount into an analog signal. Stroke upper limit setter 113: something that determines the upper limit of the stroke amount. Stroke lower limit setter 114: determines the lower limit of the stroke amount. Analog angle calculator 117: receives the signal from the detector 101 and converts the rotation angle into an analog signal. Display calculation unit 115: A unit that simultaneously receives the rotation angle signal and the stroke signal and calculates the position of the tip of the overcut. Mode setting device 116: A mode setting device that selects and sets whether the overcutter "extends" once or twice in one rotation of the overcutter. There are two types of settings: "Mode 1" and "Mode 2". With the above configuration, the over cutter position detector 10
1 corresponds to a synchro oscillator that performs the detector function in FIG. The stroke detector 102 corresponds to the expansion/contraction detection device 7 in FIG. 1 or the potentiometer 23 in FIG. 4. First, a method of displaying the over-excavation shape will be explained with reference to FIG. 8. Over cutter position detector 10
1 (for example, a synchro oscillator, encoder, potentiometer) is converted into an analog signal corresponding to a rotation angle by an analog angle calculator 117. On the other hand, the output of a stroke detector 102 (for example, a potentiometer, an encoder, a synchro transmitter) that measures the expansion and contraction stroke of the overcut is converted by a stroke calculator 112 into an analog signal corresponding to the stroke amount. By simultaneously obtaining these two signals (angle and stroke amount), the position of the tip of the overcut can be determined two-dimensionally (on a plane). This calculation is performed by the display calculator 115, and the tip position is processed to have two analog values, a value in the X direction and a value in the Y direction. The contents of the calculation by the display calculation unit 115 are as follows. By tracking the analog signal corresponding to the rotation angle, the rotation locus of the overcutter 4 can be obtained. On the other hand, the analog signal corresponding to the stroke amount is the amount of expansion and contraction of the overcut on each rotation locus.
The display calculator 115 takes in an analog signal corresponding to the rotation angle and an analog signal corresponding to the stroke.
Calculates values in the X and Y directions for display. This calculation involves calculating the tip position of the overcut cutter 4 from an analog signal corresponding to the stroke amount, and further,
This calculation result and an analog signal corresponding to the rotation angle are combined to obtain X and Y coordinate values for two-dimensional display. The first calculation is to calculate the tip position of the overcut cutter 4 corresponding to the stroke amount, using the tip position when the stroke is reduced to the maximum as a reference. Of course, the reference may be set at any intermediate position between the maximum stroke extension and the minimum stroke reduction. The second calculation is a process of associating the tip position obtained in this manner with an analog signal corresponding to the rotation angle to obtain X and Y coordinate values for display. These calculations are naturally performed in real time. By continuously inputting the values in the X direction and Y direction indicating the locus of the tip position obtained by the display calculator 115 to the over cutter display 108 (for example, a memory scope), as shown in FIG. The locus of the tip can be drawn on the display screen 108A. On the display screen 108A, Ta is the tip trajectory,
Tb is the current value of the trajectory. In the figure, an example of clockwise rotation is shown as indicated by a dotted line (this dotted line is not displayed and is for explanation purposes only).
The trajectory Ta shows a so-called over-digging shape. In addition, when displaying, the following artificial operations are added to make it easier to observe the over-excavation shape. Compared to the distance from the center point of the tip trajectory to the tip position, the amount of variation in the tip trajectory due to variation in stroke amount due to expansion and contraction is relatively small. Therefore, by calibrating only the trajectory of over-digging to be larger than the actual value, detailed observation of the over-digging state becomes possible. This calibration is performed by changing the gain setter to the display 10.
8 or by incorporating it into the arithmetic unit 115. According to the gain setting device, the magnitude of the trajectory of over-digging can be freely adjusted. The trajectory needs to be cleared every time it makes one rotation (360 degrees). This can prevent overlapping trajectories. In the figure, the memory erase circuit 107 has this role, and the memory erase circuit 107 has the role of
0°), a reset signal is sent to the display 108 to erase the displayed value before that point. FIG. 10 shows an embodiment of a panel in which an operation section and a display screen are housed on an integrated panel.
On this panel, there are a display screen 108A, an operation button (or operation display lamp) 104A for the forward/reverse setting device 104, an operation button 109A for the digital angle setting device 109, and an operation button (or operation display lamp) 116A for the mode setting device 116. , stroke upper limit setter 113, stroke lower limit setter 11
4 display sections 113A and 114A are provided. Next, a description will be given of control for automatically expanding and contracting the overcutter in conjunction with its rotational position. There are two types (modes) of expansion and contraction in conjunction with the rotational position of the overcutter. The first mode is 1
The second mode is a case where there is one expansion and contraction during one rotation, and the second mode is a case where there is two expansions and contractions during one rotation. The mode setter 116 determines which of these two modes to use. First, control in the first mode will be described. This first mode is an example as shown in FIG. In FIG. 8 (FIG. 10), mode setting device 1
16 to set "1". The forward/reverse rotation setting device 104 is used to set the rotation direction of the over cutter to either "forward" or "reverse". However, this
It can also be automatically input from the control device of the shield tunneling machine. The digital angle setting device 109 is used to set the angle of the desired start position of expansion and contraction. In the case of "Mode 1", points A and C during forward rotation in Fig. 12,
Set four points, A' and C' points for reversal. other than this,
In order to control the stroke amount, an upper limit value SH. and a lower limit value SL. are set by a stroke upper limit setter 113 and a lower limit setter 114. The comparison calculator 105 is the digital angle calculator 1
The digital signal corresponding to the rotation angle of 03, the digital signal of the setting angle of the digital angle setting device 109, and the forward or reverse instruction signal of the forward/reverse setting device 104 are taken in, and the expansion/contraction control signal of the over cutter is set. Output to 111. Setting of the over cutter expansion/contraction control signal by the comparator 105 is performed by the following process. The comparison calculator 105 is
It has an internal register that temporarily stores the set angle given by the digital angle setter 109.
Furthermore, it has a comparator. This comparator converts the digital signal corresponding to the actual rotation angle of the over cutter from the digital angle calculator 103 (hereinafter referred to as rotation angle) and the digital setting angle stored in the register into the positive or reverse direction of the forward/reverse setting device 104. Based on the instruction of the reverse rotation command signal, successive comparisons are made along the rotation direction. To explain using the example shown in FIG. 12, A and C are stored in the register. Now, if a clockwise rotation command is issued and the tip of the overcutter is located at point M, the comparator outputs a reduction maintenance signal to keep the stroke of the overcutter reduced until point A is reached. When point A is reached, the comparator issues a stroke extension signal. This stroke extension signal becomes an extension amount setting signal for the overcutter via the computing unit 110, and is applied to the drive system of the overcutter, so that the overcutter is extended. B→C
The state of the amount of extension is maintained during this period, and when the point C is reached, the comparator generates a stroke reduction signal. This stroke reduction signal is passed through the arithmetic unit 111 and becomes a signal for setting the amount of contraction of the overcutter, and is applied to the overcutter drive system to reduce the overcutter. The arithmetic unit 110 applies a restriction so that the stroke extension output is not greater than the upper limit value of the upper limit setter 113, and the arithmetic unit 111 is used to impose a restriction so that the stroke reduction output is not less than the lower limit value of the lower limit setter 114. It adds Therefore,
The determination of point B and point D will be automatically performed by this arithmetic unit. Next, the reduced state is maintained from point D to point A. The above operating situation will be comprehensively explained again using FIG. 11. Consider the case in figure A, where the overcut is rotating in the normal direction. As the "forward rotation" signal is input and the rotation occurs, the set angle A of the extension signal
When the point is reached, an overcut signal is output and the overcut begins to extend. When it continues to extend while rotating and reaches the set stroke upper limit SH., the extension signal stops. This point becomes B. The over cutter continues to rotate in this state, and when the set angle of the shrinkage signal reaches point C, a shrinkage signal is output. As a result, the overcut begins to shrink, and stops shrinking when it reaches the set lower limit stroke value SL. This point becomes D. In this way, one cycle of "mode" and "normal rotation" is completed. If the settings remain unchanged, the above state will be repeated for each point. As a result, an over-excavation shape as shown in FIG. 12 is obtained. A
Various shapes in "Mode 1" can be obtained by appropriately changing the point, C point, and SH.SL. still,
l is the upper and lower limit stroke expansion/contraction amount. The flow of these signals is as shown in FIG. If you want the over cutter to reverse as shown in figure B, input the "reverse" signal and the set A′,
The same operation as above occurs at SH (B'), C', and SL (D'), and the same shape as in the case of forward rotation can be obtained. As shown in FIG. 13, a case in which there is expansion and contraction twice during one rotation (this will be referred to as "mode 2") will be explained. By setting "2" in the mode setter 116, and in the angle setting device 109, A, C,
Perform the same operations as in "Mode 1" except that you need to set 8 points (see Figure 13): points E and G and points A', C', E', and G' at the time of reverse rotation. As a result, an over-excavation shape as shown in FIG. 13 can be obtained. As described above, by appropriately setting numerical values and signals in the mode setting device 116, forward/reverse setting device 104, digital angle setting device 109, and stroke upper/lower limit setting devices 113, 114, any practically required values can be set. It becomes possible to easily obtain an over-excavation shape. Next, the relationship between control using set values and display will be described. The figure displayed by the overcutter display 108 is the locus of the tip position of the overcutter. The locus of this tip position is the setting device 109, 104, 1
13, 114, and 116 or depending on the setting mode. Therefore, by observing the locus of the tip position of the overcut indicator 108, it is possible to know the over-digging state in accordance with the above setting conditions. The results of observation of displayed figures are actively used as described below. According to the displayed graphic, it can be determined whether the setting conditions such as the over-digging shape and the over-digging position are suitable. If the setting conditions such as the shape and the over-digging position are suitable, the over-digging is continued as is, or the setting conditions for the over-digging are given. If the setting conditions are not suitable, it is possible to determine which factors in the setting conditions are not suitable, and new setting conditions can be created and set. By observing the displayed figure, you can understand the condition of the ground in addition to the conditions set by the setting device, and it can be used to judge whether or not the excavation route can be successfully passed, the overall operating condition of the shield excavator, the condition of the ground, etc. You can also get In the above embodiments, the display is analog and the control is digital, but it may be entirely analog or entirely digital. This all-digital system includes the use of microcomputers and CRT display devices. Further, other predetermined positions may be displayed instead of the tip position of the overcut. Further, the control based on the upper and lower limit values is performed by a computing unit 110,
111, but it is also possible to use a direct mechanical restriction mechanism for upper and lower limit values. Display 108
By importing the setting conditions of the setting device 109, etc. as input data and displaying them on the screen at the same time as real measured values, it is possible to directly compare the setting conditions with the actual state and check the operation of the detection system. It is also possible to realize roles such as According to the present invention, 1. The position of the tip of the overcut can be displayed two-dimensionally on a plane, taking into account its expansion and contraction, and the shape of the overcut can be seen directly, allowing accurate overcutting. . 2. Just by setting numerical values through simple operations on the operation panel, almost all over-excavation shapes that are practically required can be easily created.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のシールド掘進機の断面側面図、
第2図及び第3図は余掘り形状の説明図、第4図
はストローク検出の系統図、第5図は他のシール
ド掘進機の断面側面図、第6図は表示部の構成例
図、第7図はその動作説明図、第8図は本発明の
実施例図、第9図は表示画面例図、第10図はパ
ネル構成例図、第11図イ,ロは先端軌跡の説明
図、第12図、第13図は余掘り形状を示す図で
ある。 101……オーバーカツタ位置検出器、102
……ストローク検出器、105……比較演算器、
109……デイジタル角度設定器、108……オ
ーバーカツタ表示器、115……表示演算器。
Figure 1 is a cross-sectional side view of a conventional shield tunneling machine.
Figures 2 and 3 are explanatory diagrams of the over-digging shape, Figure 4 is a system diagram of stroke detection, Figure 5 is a cross-sectional side view of another shield excavator, Figure 6 is an example configuration of the display section, Fig. 7 is an explanatory diagram of its operation, Fig. 8 is an embodiment of the present invention, Fig. 9 is an example of a display screen, Fig. 10 is an example of panel configuration, and Fig. 11 A and B are explanatory diagrams of the tip trajectory. , FIG. 12, and FIG. 13 are diagrams showing the shape of over-digging. 101... Over cutter position detector, 102
... Stroke detector, 105 ... Comparison calculator,
109... Digital angle setter, 108... Over cutter display, 115... Display calculator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 シールド本体と、このシールド本体の前部に
回転自在に設置したカツターヘツドと、このカツ
ターヘツド内に設置され、ジヤツキにより伸縮す
るオーバカツタとを備え、カツターヘツドを回転
させ、かつ、オーバーカツタを伸縮させて切羽を
余掘り掘削するシールド掘進機において、上記オ
ーバーカツタの回転位置を連続的に検出するオー
バーカツタ位置検出器と、オーバーカツタの伸縮
量を連続的に検出するストローク検出器と、オー
バーカツタ位置検出器とストローク検出器とから
の検出信号に基づいてオーバーカツタの二次元座
標値を演算する表示演算器と、この演算器からの
出力信号に基づいてオーバーカツタの軌跡を表示
画面上に表示するオーバーカツタ表示器とを設け
たことを特徴とするシールド掘進機の監視・制御
装置。 2 上記オーバーカツタの軌跡が該オーバーカツ
タの先端軌跡であることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載のシールド掘進機の監視・制御装
置。 3 シールド本体と、このシールド本体の前部に
回転自在に設置したカツターヘツドと、このカツ
ターヘツド内に設置され、ジヤツキにより伸縮す
るオーバーカツタとを備え、カツターヘツドを回
転させ、かつ、オーバーカツタを伸縮させて切羽
を余掘り掘削するシールド掘進機において、上記
オーバーカツタの回転位置を連続的に検出するオ
ーバーカツタ位置検出器と、オーバーカツタの伸
縮量を連続的に検出するストローク検出器と、オ
ーバーカツタ位置検出器とストローク検出器とか
らの検出信号に基づいてオーバーカツタの二次元
座標値を演算する表示演算器と、この演算器から
の出力信号に基づいてオーバーカツタの軌跡を表
示画面上に表示するオーバーカツタ表示器と、オ
ーバーカツタの伸長を開始すべき回転位置と縮小
を開始すべき回転位置とを設定する角度設定器
と、オーバーカツタの伸縮の上限値と下限値とを
設定するストローク設定器と、上記オーバーカツ
タ位置検出器の出力信号と上記角度設定器の出力
信号とを比較演算し、かつ、上記ストローク検出
器の出力信号と上記ストローク設定器の出力信号
とを比較演算して伸・縮・停止信号を出力する比
較演算手段とを設けたことを特徴とするシールド
掘進機の監視制御装置。
[Scope of Claims] 1. A shield main body, a cutter head rotatably installed in the front part of the shield main body, and an overcutter installed in the cutter head that expands and contracts with a jack. In a shield excavator that excavates a face by extending and contracting a vine, an over-cutter position detector that continuously detects the rotational position of the over-cutter, and a stroke detector that continuously detects the amount of expansion and contraction of the over-cutter. , a display calculator that calculates the two-dimensional coordinate values of the overcutter based on detection signals from the overcutter position detector and the stroke detector, and a display screen that displays the trajectory of the overcutter based on the output signal from this calculator. A monitoring/control device for a shield excavator, characterized by being provided with an overcut indicator as shown above. 2. The monitoring and control device for a shield excavator according to claim 1, wherein the locus of the overcut is a tip locus of the overcut. 3. A shield main body, a cutter head rotatably installed in the front part of the shield main body, and an over cutter installed in the cutter head that expands and contracts by means of a jack; A shield excavator for over-excavating a face includes an over-cutter position detector that continuously detects the rotational position of the over-cutter, a stroke detector that continuously detects the amount of expansion and contraction of the over-cutter, and an over-cutter position detector. a display calculator that calculates the two-dimensional coordinate values of the overcut based on the detection signals from the stroke detector and the stroke detector; A vine display device, an angle setting device for setting the rotational position at which the overcut vine should start extending and a rotational position at which reduction should start, and a stroke setting device for setting the upper and lower limit values for the extension and contraction of the overcut vine. , the output signal of the over cutter position detector and the output signal of the angle setting device are compared and calculated, and the output signal of the stroke detector and the output signal of the stroke setting device are compared and calculated to extend/retract. - A monitoring control device for a shield excavator, characterized in that it is provided with a comparison calculation means for outputting a stop signal.
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