JPH0258438B2 - - Google Patents
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- JPH0258438B2 JPH0258438B2 JP57122962A JP12296282A JPH0258438B2 JP H0258438 B2 JPH0258438 B2 JP H0258438B2 JP 57122962 A JP57122962 A JP 57122962A JP 12296282 A JP12296282 A JP 12296282A JP H0258438 B2 JPH0258438 B2 JP H0258438B2
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- earth
- earth pressure
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- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 20
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はトンネル掘進機の土圧制御装置に関
するものである。
するものである。
第1図はトンネル掘進機を示す断面図である。
図において1は円筒状のシールドハル、2はシー
ルドハル1に回転可能に取付けられたカツタヘツ
ド、3はシールドハル1、カツタヘツド2を移動
するためのシールドジヤツキ、4はカツタヘツド
2を回転するためのカツタ駆動モータ、5はカツ
タヘツド2の後方に設けられたチヤンバ、6はチ
ヤンバ5内の掘削土砂を後方に排出するための排
土装置、7は排土装置6を駆動する油圧モータ、
8はシールドジヤツキ3の推進速度を検出する速
度検出器、9はチヤンバ5内の土圧を検出する土
圧検出器、10は油圧モータ7の回転数すなわち
排土装置6の回転数を検出する回転数検出器であ
る。
図において1は円筒状のシールドハル、2はシー
ルドハル1に回転可能に取付けられたカツタヘツ
ド、3はシールドハル1、カツタヘツド2を移動
するためのシールドジヤツキ、4はカツタヘツド
2を回転するためのカツタ駆動モータ、5はカツ
タヘツド2の後方に設けられたチヤンバ、6はチ
ヤンバ5内の掘削土砂を後方に排出するための排
土装置、7は排土装置6を駆動する油圧モータ、
8はシールドジヤツキ3の推進速度を検出する速
度検出器、9はチヤンバ5内の土圧を検出する土
圧検出器、10は油圧モータ7の回転数すなわち
排土装置6の回転数を検出する回転数検出器であ
る。
このトンネル掘進機においては、シールドジヤ
ツキ3でシールドハル1、カツタヘツド2を推進
するとともに、カツタ駆動モータ4でカツタヘツ
ド2を回転すると、カツタヘツド2により土砂が
掘削され、掘削された土砂はチヤンバ5内に取込
まれ、チヤンバ5内の土砂は排土装置6によつて
後方に排出される。
ツキ3でシールドハル1、カツタヘツド2を推進
するとともに、カツタ駆動モータ4でカツタヘツ
ド2を回転すると、カツタヘツド2により土砂が
掘削され、掘削された土砂はチヤンバ5内に取込
まれ、チヤンバ5内の土砂は排土装置6によつて
後方に排出される。
第2図は従来のトンネル掘進機の土圧制御装置
を示すブロツク図である。図において11は速度
検出器8の出力すなわちシールドジヤツキ3の推
進速度vに掘進断面積を乗じて理論排土量V0を
求める増幅器、12は排土係数Kを設定する係数
設定器、13は理論排土量V0と排土係数Kとを
乗算して排土装置6の目標回転数N0を求める乗
算器、14は目標回転数N0と回転数検出器10
の出力すなわち実際回転数Nとの偏差すなわち回
転数偏差ΔN1を求める比較器、15は回転数偏
差ΔN1に応じて油圧モータ7の回転数を制御す
る制御器である。
を示すブロツク図である。図において11は速度
検出器8の出力すなわちシールドジヤツキ3の推
進速度vに掘進断面積を乗じて理論排土量V0を
求める増幅器、12は排土係数Kを設定する係数
設定器、13は理論排土量V0と排土係数Kとを
乗算して排土装置6の目標回転数N0を求める乗
算器、14は目標回転数N0と回転数検出器10
の出力すなわち実際回転数Nとの偏差すなわち回
転数偏差ΔN1を求める比較器、15は回転数偏
差ΔN1に応じて油圧モータ7の回転数を制御す
る制御器である。
この土圧制御装置においては、推進速度vから
理論排土量V0を求め、理論排土量V0に排土係数
Kを乗じて目標回転数N0を求め、排土装置6の
回転数が目標回転数N0となるように油圧モータ
7を制御しているので、チヤンバ5内の土圧が一
定に保たれる。しかし、排土装置6により排土さ
れる土砂の量と排土装置6の回転数との比すなわ
ち排土効率が常に一定であるとは限らず、排土効
率が変化したときには、土量のバランスがくずれ
て、チヤンバ5内の土圧を一定に保持することが
できない。また、地山の土質が変化した場合等に
おいても、チヤンバ5内の土圧を一定に保つこと
は不可能である。
理論排土量V0を求め、理論排土量V0に排土係数
Kを乗じて目標回転数N0を求め、排土装置6の
回転数が目標回転数N0となるように油圧モータ
7を制御しているので、チヤンバ5内の土圧が一
定に保たれる。しかし、排土装置6により排土さ
れる土砂の量と排土装置6の回転数との比すなわ
ち排土効率が常に一定であるとは限らず、排土効
率が変化したときには、土量のバランスがくずれ
て、チヤンバ5内の土圧を一定に保持することが
できない。また、地山の土質が変化した場合等に
おいても、チヤンバ5内の土圧を一定に保つこと
は不可能である。
第3図は従来の他のトンネル掘進機の土圧制御
装置を示すブロツク図である。図において16は
目標土圧P0を設定する土圧設定器、17は目標
土圧P0と土圧検出器9の出力すなわち実際土圧
pとの偏差すなわち土圧偏差Δpを求める比較器、
18は土圧偏差Δpと排土係数Kとを加算する加
算器、19は実際回転数Nと加算器18の出力K
+Δpとを乗算して修正排土量Vaを求める乗算
器、20は理論排土量V0と修正排土量Vaとの偏
差すなわち排土量偏差ΔVを求める比較器であ
る。
装置を示すブロツク図である。図において16は
目標土圧P0を設定する土圧設定器、17は目標
土圧P0と土圧検出器9の出力すなわち実際土圧
pとの偏差すなわち土圧偏差Δpを求める比較器、
18は土圧偏差Δpと排土係数Kとを加算する加
算器、19は実際回転数Nと加算器18の出力K
+Δpとを乗算して修正排土量Vaを求める乗算
器、20は理論排土量V0と修正排土量Vaとの偏
差すなわち排土量偏差ΔVを求める比較器であ
る。
この土圧制御装置においては、実際土圧pによ
り実際回転数Nを修正しており、実際土圧pが高
くなつたときには、第3図では排土量偏差ΔVが
大きくなり、油圧モータ7の回転数が増加して、
排土装置6の排土量が増加し、反対に実際土圧p
が低くなると、排土量偏差ΔVが小さくなり、油
圧モータ7の回転数が減少して、排土装置6の排
土量が減少するから、排土効率、地山の土質等が
変化したとしても、チヤンバ5内の土圧を一定に
保つことができる。ところで、排土装置6の閉ル
ープ制御系のループゲインを小さくした場合には
理論排土量V0が変動したときの実際回転数Nの
即応性が低下し、反対に上記ループゲインを大き
くした場合には、理論排土量V0が変動したとき
に実際回転数Nのハンチングが生じてしまうこと
があるから、上記ループゲインをハンチングが生
じない範囲で大きく設定している。この場合に、
フイードバツク量である実際回転数Nを実際土圧
pで修正したときには、実際土圧pが変動する
と、上記ループゲインが変動する結果となる。こ
のため、実際土圧pの変動により、上記ループゲ
インが大きくなつたときには、油圧モータ7の回
転数の変化が不安定になり、排土装置6の排土量
が必要以上に大きく変化して、チヤンバ5内の土
圧が大きく変動してしまうことが考えられる。
り実際回転数Nを修正しており、実際土圧pが高
くなつたときには、第3図では排土量偏差ΔVが
大きくなり、油圧モータ7の回転数が増加して、
排土装置6の排土量が増加し、反対に実際土圧p
が低くなると、排土量偏差ΔVが小さくなり、油
圧モータ7の回転数が減少して、排土装置6の排
土量が減少するから、排土効率、地山の土質等が
変化したとしても、チヤンバ5内の土圧を一定に
保つことができる。ところで、排土装置6の閉ル
ープ制御系のループゲインを小さくした場合には
理論排土量V0が変動したときの実際回転数Nの
即応性が低下し、反対に上記ループゲインを大き
くした場合には、理論排土量V0が変動したとき
に実際回転数Nのハンチングが生じてしまうこと
があるから、上記ループゲインをハンチングが生
じない範囲で大きく設定している。この場合に、
フイードバツク量である実際回転数Nを実際土圧
pで修正したときには、実際土圧pが変動する
と、上記ループゲインが変動する結果となる。こ
のため、実際土圧pの変動により、上記ループゲ
インが大きくなつたときには、油圧モータ7の回
転数の変化が不安定になり、排土装置6の排土量
が必要以上に大きく変化して、チヤンバ5内の土
圧が大きく変動してしまうことが考えられる。
この発明は上述の問題点を解決するためになさ
れたもので、排土効率、地山の土質等が変化した
としても、チヤンバ内の土圧を一定に保つことが
でき、かつチヤンバ内の土圧が大きく変動するこ
とがないシールド掘進機の土圧制御装置を提供す
ることを目的とする。
れたもので、排土効率、地山の土質等が変化した
としても、チヤンバ内の土圧を一定に保つことが
でき、かつチヤンバ内の土圧が大きく変動するこ
とがないシールド掘進機の土圧制御装置を提供す
ることを目的とする。
この目的を達成するため、この発明においては
シールドジヤツキの掘進速度vを検出する速度検
出手段と、その掘進速度vに掘削断面積を乗じて
理論排土量V0を求める増幅手段と、排土係数K
を設定する係数設定手段と、その排土係数Kと上
記理論排土量V0とを乗算して目標回転数N0を求
める乗算手段と、チヤンバ内の実際土圧pを検出
する土圧検出手段と、目標土圧p0を設定する土圧
設定手段と、その目標土圧p0から上記実際土圧p
を減算して土圧偏差Δpを求める比較手段と、上
記目標回転数N0に上記土圧偏差Δpに応じた値を
加算または減算して修正目標回転数N0aを求める
演算手段と、その修正目標回転数N0aに応じて排
土装置の排土量を制御する制御手段とを設ける。
シールドジヤツキの掘進速度vを検出する速度検
出手段と、その掘進速度vに掘削断面積を乗じて
理論排土量V0を求める増幅手段と、排土係数K
を設定する係数設定手段と、その排土係数Kと上
記理論排土量V0とを乗算して目標回転数N0を求
める乗算手段と、チヤンバ内の実際土圧pを検出
する土圧検出手段と、目標土圧p0を設定する土圧
設定手段と、その目標土圧p0から上記実際土圧p
を減算して土圧偏差Δpを求める比較手段と、上
記目標回転数N0に上記土圧偏差Δpに応じた値を
加算または減算して修正目標回転数N0aを求める
演算手段と、その修正目標回転数N0aに応じて排
土装置の排土量を制御する制御手段とを設ける。
第4図はこの発明に係るトンネル掘進機の土圧
制御装置を示すブロツク図である。図において2
1は土圧偏差Δpに係数kを乗ずる係数器、22
は目標回転数N0から係数器21の出力kΔpを減
算して修正目標回転数N0aを求める減算器、23
は修正目標回転数N0aと実際回転数Nとの偏差す
なわち回転数偏差ΔN2を求める比較器である。
制御装置を示すブロツク図である。図において2
1は土圧偏差Δpに係数kを乗ずる係数器、22
は目標回転数N0から係数器21の出力kΔpを減
算して修正目標回転数N0aを求める減算器、23
は修正目標回転数N0aと実際回転数Nとの偏差す
なわち回転数偏差ΔN2を求める比較器である。
この土圧制御装置においては、実際土圧pによ
り目標回転数N0を修正しており、実際土圧pが
高くなつたときには、修正目標回転数N0aが大き
くなり、回転数偏差ΔN2が大きくなるので、油
圧モータ7の回転数が増加して、排土装置6の排
土量が増加し、反対に実際土圧pが低くなつたと
きには、修正目標回転数N0aが小さくなり、回転
数偏差ΔN2が小さくなるので、油圧モータ7の
回転数が減少して、排土装置6の排土量が減少す
るから、排土効率、地山の土質等が変化したとし
ても、チヤンバ5内の土圧を一定に保つことがで
きることは、第3図に示した土圧制御装置と基本
的に同様である。しかしながら、第4図に示すこ
の発明の土圧制御装置においては、実際土圧pに
より目標回転数N0を修正して修正目標回転数N0a
を作り、実際回転数Nをこの修正目標回転数N0a
との偏差ΔN2によつて制御することにこの発明
の特徴がある。
り目標回転数N0を修正しており、実際土圧pが
高くなつたときには、修正目標回転数N0aが大き
くなり、回転数偏差ΔN2が大きくなるので、油
圧モータ7の回転数が増加して、排土装置6の排
土量が増加し、反対に実際土圧pが低くなつたと
きには、修正目標回転数N0aが小さくなり、回転
数偏差ΔN2が小さくなるので、油圧モータ7の
回転数が減少して、排土装置6の排土量が減少す
るから、排土効率、地山の土質等が変化したとし
ても、チヤンバ5内の土圧を一定に保つことがで
きることは、第3図に示した土圧制御装置と基本
的に同様である。しかしながら、第4図に示すこ
の発明の土圧制御装置においては、実際土圧pに
より目標回転数N0を修正して修正目標回転数N0a
を作り、実際回転数Nをこの修正目標回転数N0a
との偏差ΔN2によつて制御することにこの発明
の特徴がある。
この土圧制御装置においては、土圧検出器9が
検出する実際土圧pを目標土圧p0によつて制御す
る制御ループ(p→Δp→kΔp→N0a→ΔN2→制御
器15)と、回転数検出器10が検出する実際回
転数Nを修正目標回転数N0aによつて制御する制
御ループ(N→ΔN2→制御器15)とが重畳し
て形成されている。前者の実際土圧pの制御にお
いては、実際土圧pを検出し、回転数を変化さ
せ、その結果実際土圧pが変化するまでの長い閉
ループ制御系についてループゲインを小さくして
ハンチングを抑え、一方後者の実際回転数Nによ
る制御においては、修正目標回転数N0aとの比較
だけの短い閉ループ制御系になるので、大きなル
ープゲインで即応性を確保することができる。以
上説明した通り、この土圧制御装置においては、
実際土圧pにより目標値である目標回転数N0を
修正しており、フイードバツク量である実際回転
数Nを修正していないので、排土装置6の閉ルー
プ制御系のループゲインが変動することがないか
ら、油圧モータ7の回転数の変化が必要以上に大
きく変動することがないため、排土装置6の排土
量が適量となり、チヤンバ5内の土圧が安定して
いる。また、この土圧制御装置においては、排土
装置6の制御系が単純であるため、不具合時の解
析や対策などの処置を早期に行なうことができる
とともに、不具合の発生度合も少ない。
検出する実際土圧pを目標土圧p0によつて制御す
る制御ループ(p→Δp→kΔp→N0a→ΔN2→制御
器15)と、回転数検出器10が検出する実際回
転数Nを修正目標回転数N0aによつて制御する制
御ループ(N→ΔN2→制御器15)とが重畳し
て形成されている。前者の実際土圧pの制御にお
いては、実際土圧pを検出し、回転数を変化さ
せ、その結果実際土圧pが変化するまでの長い閉
ループ制御系についてループゲインを小さくして
ハンチングを抑え、一方後者の実際回転数Nによ
る制御においては、修正目標回転数N0aとの比較
だけの短い閉ループ制御系になるので、大きなル
ープゲインで即応性を確保することができる。以
上説明した通り、この土圧制御装置においては、
実際土圧pにより目標値である目標回転数N0を
修正しており、フイードバツク量である実際回転
数Nを修正していないので、排土装置6の閉ルー
プ制御系のループゲインが変動することがないか
ら、油圧モータ7の回転数の変化が必要以上に大
きく変動することがないため、排土装置6の排土
量が適量となり、チヤンバ5内の土圧が安定して
いる。また、この土圧制御装置においては、排土
装置6の制御系が単純であるため、不具合時の解
析や対策などの処置を早期に行なうことができる
とともに、不具合の発生度合も少ない。
なお、上述実施例においては、アナログ信号で
演算を処理する場合について説明したが、デジタ
ル信号で演算を処理しても当然同様の効果が得ら
れる。
演算を処理する場合について説明したが、デジタ
ル信号で演算を処理しても当然同様の効果が得ら
れる。
以上説明したように、この発明に係るトンネル
掘進機の土圧制御装置においては、排土装置の排
土効率、地山の土質等が変化したとしても、チヤ
ンバ内の土圧を常に一定に保持することができる
ので、トンネル掘進機の適用土質が拡大される。
また、制御系が安定であり、チヤンバ内の土圧が
安定しているから、掘進作業の能率が向上すると
ともに、切羽や地表に及ぼす影響が少ない。さら
に、制御系が簡単であるから、解析や対策が容易
である。このように、この発明の効果は顕著であ
る。
掘進機の土圧制御装置においては、排土装置の排
土効率、地山の土質等が変化したとしても、チヤ
ンバ内の土圧を常に一定に保持することができる
ので、トンネル掘進機の適用土質が拡大される。
また、制御系が安定であり、チヤンバ内の土圧が
安定しているから、掘進作業の能率が向上すると
ともに、切羽や地表に及ぼす影響が少ない。さら
に、制御系が簡単であるから、解析や対策が容易
である。このように、この発明の効果は顕著であ
る。
第1図はトンネル掘進機を示す断面図、第2
図、第3図はそれぞれ従来のトンネル掘進機の土
圧制御装置を示すブロツク図、第4図はこの発明
に係るトンネル掘進機の土圧制御装置を示すブロ
ツク図である。 5……チヤンバ、6……排土装置、7……油圧
モータ、8……速度検出器、9……土圧検出器、
10……回転数検出器、11……増幅器、12…
…係数設定器、13……乗算器、15……制御
器、16……土圧設定器、17……比較器、21
……係数器、22……加減算器、23……比較
器。
図、第3図はそれぞれ従来のトンネル掘進機の土
圧制御装置を示すブロツク図、第4図はこの発明
に係るトンネル掘進機の土圧制御装置を示すブロ
ツク図である。 5……チヤンバ、6……排土装置、7……油圧
モータ、8……速度検出器、9……土圧検出器、
10……回転数検出器、11……増幅器、12…
…係数設定器、13……乗算器、15……制御
器、16……土圧設定器、17……比較器、21
……係数器、22……加減算器、23……比較
器。
Claims (1)
- 1 シールドジヤツキの掘進速度vを検出する速
度検出手段と、その掘進速度vに掘削断面積を乗
じて理論排土量V0を求める増幅手段と、排土係
数Kを設定する係数設定手段と、その排土係数K
と上記理論排土量V0とを乗算して目標回転数N0
を求める乗算手段と、チヤンバ内の実際土圧pを
検出する土圧検出手段と、目標土圧p0を設定する
土圧設定手段と、その目標土圧p0から上記実際土
圧pを減算して土圧偏差Δpを求める比較手段と、
上記目標回転数N0に上記土圧偏差Δpに応じた値
を加算または減算して修正目標回転数N0aを求め
る演算手段と、その修正目標回転数N0aに応じて
排土装置の排土量を制御する制御手段とを具備す
ることを特徴とするトンネル掘進機の土圧制御装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12296282A JPS5915199A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | トンネル掘進機の土圧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12296282A JPS5915199A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | トンネル掘進機の土圧制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5915199A JPS5915199A (ja) | 1984-01-26 |
JPH0258438B2 true JPH0258438B2 (ja) | 1990-12-07 |
Family
ID=14848924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12296282A Granted JPS5915199A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | トンネル掘進機の土圧制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5915199A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61158595A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-18 | 株式会社熊谷組 | シ−ルド式トンネル掘進方法および装置 |
JPS61180295U (ja) * | 1985-04-23 | 1986-11-10 | ||
JPH0795771A (ja) * | 1993-09-20 | 1995-04-07 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 電源装置の冷却構造 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5530114A (en) * | 1978-08-24 | 1980-03-03 | Furukawa Battery Co Ltd:The | Paste type electrode plate and method for producing same |
-
1982
- 1982-07-16 JP JP12296282A patent/JPS5915199A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5530114A (en) * | 1978-08-24 | 1980-03-03 | Furukawa Battery Co Ltd:The | Paste type electrode plate and method for producing same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5915199A (ja) | 1984-01-26 |
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