JPH04121616A - Bent hole measuring device - Google Patents

Bent hole measuring device

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JPH04121616A
JPH04121616A JP24198690A JP24198690A JPH04121616A JP H04121616 A JPH04121616 A JP H04121616A JP 24198690 A JP24198690 A JP 24198690A JP 24198690 A JP24198690 A JP 24198690A JP H04121616 A JPH04121616 A JP H04121616A
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cable
hole
sensor
measuring device
universal joint
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Masaaki Ito
公明 伊藤
Koichi Ueno
上野 候一
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Tokyo Keiki Inc
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Tokimec Inc
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Abstract

PURPOSE:To make highly precise measurement possible by connecting a sensor part incorporating an angular velocity sensor and an inclinometer to a carry-in cable with the use of a universal joint and preventing the restraint of the sensor part by the twist and the like of a cable, in a bent hole measuring device used in civil engineering work and the like. CONSTITUTION:A bent hole measuring device consists of a sensor part 6 sealed in a capsule 7, a connector 9, a universal joint 11, a cable 12 and the like. The sleeve of the universal joint 11 is rotatably fitted in a screw plug 48 to prevent the come-off by the fixation of a retaining ring 60. In addition, the screw plug 52 is screwed to the sleeve 50 and a flexible tube 10 is tightened and fixed with the use of the screw plug 52 in a condition to fit the edge thereof in a cylindrical member 54 making an outside provided inside in the form of a bag. Further the screw plug 48 is tightened to fix with a screw hole of a boss 40. Accordingly the restraint of the sensor part by the twist and the like of the cable is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、土木工事や建設工事等で使用する小1」径の
孔の三次元的位置を計測するための孔曲り計測装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a hole bending measuring device for measuring the three-dimensional position of a small 1" diameter hole used in civil engineering work, construction work, etc.

[従来の技術] 通信ケーブルや電線を敷設するための電気配管、上下水
道管、ガス管等を埋設するための比較的小口径の孔を掘
削する場合、岩盤の存在や土壌状態、障害物の存在等に
起因して、直線状の孔に加えて種々の曲がりを有する孔
を掘削することが必要となり、計画に合うように工事を
行うためには、孔の曲がり部や直線部の位置を確実に把
握することが重要な課題である。
[Conventional technology] When excavating relatively small-diameter holes for burying electrical piping, water and sewage pipes, gas pipes, etc. for laying communication cables and electric wires, it is necessary to consider the presence of bedrock, soil conditions, and obstructions. Due to the existence of holes, etc., it is necessary to drill holes with various bends in addition to straight holes, and in order to carry out construction according to the plan, it is necessary to adjust the position of the bends and straight parts of the hole. Accurately understanding this is an important issue.

地下鉄工事やトンネル工事などにおいては、掘削孔が大
口径であるため、測量機材を掘削孔内に搬入して直接人
間が測量を行ったり、シールドマシンに自動測量機器を
設置して計測を行うことが可能であるが、上記のような
小口径の孔を計測する場合は、孔内に入って計測するこ
とができないため、技術的な困難を伴っていた。
In subway construction, tunnel construction, etc., the boreholes are large in diameter, so it is necessary to carry surveying equipment into the borehole and conduct measurements directly by humans, or by installing automatic surveying equipment on a shield machine. However, when measuring small-diameter holes such as those mentioned above, it is technically difficult because it is not possible to enter the hole and take measurements.

そこで、本願発明者はこのような問題を解決するための
孔曲り計測装置を開発した。この計測装置は、角速度セ
ンサとして振動ジャイロを使用し、また傾斜計として加
速度計を使用した場合には、例えば第7図に示すように
、振動ジャイロと加速度計を内蔵したセンサ部1を長手
方向への付勢力に対しての曲げ剛性を有すると共に、比
較的可撓性を有する伝送線の入ったケーブル等の搬入用
のケーブル2の先端部分に連結し、センサ部1を先頭に
して小口径の被測定孔3の入口から深遠部に向けて挿入
し、被測定孔3内の適宜の位置にセンサ部1を移動させ
る毎に角度センサである振動ジャイロと傾斜計である加
速度計で方位角と傾斜角を計測することにより、被測定
孔3全体の三次元的位置を計測する。尚、センサ部1内
の振動ジャイロと加速度計の出力信号は、ケーブル2に
沿って配線された伝送線4を介して、孔外の旧劇装置本
体5に伝送され、計測装置本体5に内蔵したコンピュー
タやCRTデイスプレー、X−Yプロッタ等によって、
a1測結果を解析及び表示するようになっている。
Therefore, the inventors of the present application have developed a hole bending measuring device to solve such problems. When this measuring device uses a vibrating gyroscope as an angular velocity sensor and an accelerometer as an inclinometer, for example, as shown in FIG. It is connected to the tip of a cable 2 for carrying in a cable containing a relatively flexible transmission line, which has bending rigidity against the biasing force applied to it, and has a small diameter with the sensor section 1 at the beginning. The azimuth angle is measured by the vibration gyroscope, which is an angle sensor, and the accelerometer, which is an inclinometer, each time the sensor unit 1 is moved to an appropriate position within the hole 3 to be measured. By measuring the angle of inclination, the three-dimensional position of the entire hole 3 to be measured is measured. The output signals of the vibrating gyroscope and accelerometer in the sensor section 1 are transmitted to the old theater device main body 5 outside the hole via the transmission line 4 wired along the cable 2, and are built into the measuring device main body 5. using a computer, CRT display, X-Y plotter, etc.
The a1 measurement results are analyzed and displayed.

[発明が解決しようとする課題] この従来の孔曲り計測装置にあっては、センサ部を長手
方向への付勢力に対しての曲げ剛性を有すると共に、比
較的可撓性を有する伝送線の入ったケーブル等の搬入用
のケーブルに連結して被測定孔に挿入すると、被測定孔
の形状に従ってケーブルが捩じれ、更にこの捩じれ力に
よってセンサ部の姿勢を拘束するので、センサ部が被測
定孔内を周方向に回転したり傾くこととなり、センサ部
内の振動ジャイロ及び加速度計による正確なH1測を実
現できない問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] In this conventional hole bending measuring device, the sensor part has bending rigidity against the urging force in the longitudinal direction and is made of a relatively flexible transmission line. When the cable is connected to a carry-in cable and inserted into a hole to be measured, the cable is twisted according to the shape of the hole to be measured, and this torsional force restricts the posture of the sensor section, so that the sensor section can be inserted into the hole to be measured. There was a problem in that the sensor part rotated or tilted in the circumferential direction, making it impossible to achieve accurate H1 measurement using the vibrating gyro and accelerometer inside the sensor part.

本発明はこのような従来の問題点に鑑みて成されたもの
であり、より高精度の計測を行うことのできる孔曲り計
測装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a hole curvature measuring device that can perform measurements with higher precision.

[課題を解決するための手段] このような目的を達成するために本発明は、角速度セン
サと傾斜計を内蔵したセンサ部を搬入用のケーブルの先
端部分に連結し、センサ部を先頭にして小口径の孔の入
口から深遠部に向けて挿入し、孔内の適宜の位置にセン
サ部を移動させる毎に角速度センサの出力を線分した方
位角と傾斜計による傾斜角を計測することにより、孔全
体の三次元的位置を計測する孔曲り計測装置を対象とし
、センサ部と搬入用のケーブルとをユニバーサルジヨイ
ントで連結した。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve such an object, the present invention connects a sensor section with a built-in angular velocity sensor and an inclinometer to the tip of a carrying cable, and connects the sensor section with the sensor section at the beginning. By inserting the sensor from the entrance of a small-diameter hole toward the deep part, and measuring the azimuth angle obtained by dividing the output of the angular velocity sensor into a line and the inclination angle using the inclinometer, each time the sensor unit is moved to an appropriate position within the hole. The target is a hole bending measurement device that measures the three-dimensional position of the entire hole, and the sensor part and the cable for delivery are connected using a universal joint.

[作用1 このような構造を有する本発明の孔曲り計測装置ニよれ
ば、ユニバーサルジヨイントが搬入用のケーブルとセン
サ部との夫々の周方向への動きを独立にするので、ケー
ブルの捩じれ等によってセンサ部を拘束しない。
[Operation 1] According to the hole bending measuring device 2 of the present invention having such a structure, the universal joint makes the movement of the cable for carrying in and the sensor section independent in the circumferential direction, so twisting of the cable etc. Do not restrict the sensor part.

この結果、センサ部が被測定孔の側面に対して平行を保
ちながら移動することとなり、計測精度の向上を図るこ
とができる。又、センサ部の被測定孔の入口へ挿入する
際に、ケーブルの捩じれ等があっても容易にセンサ部を
被測定孔へ挿入することができ、操作性を向上すること
ができる。
As a result, the sensor section moves while remaining parallel to the side surface of the hole to be measured, making it possible to improve measurement accuracy. Furthermore, even if the cable is twisted when inserting the sensor section into the entrance of the hole to be measured, the sensor section can be easily inserted into the hole to be measured, and operability can be improved.

[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面と共に説明する。[Example] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、第1図に基づいて外観構造を説明する。First, the external structure will be explained based on FIG.

第1図において、6はセンサ部であり、センサ部6の外
壁は完全に密封された円筒状のカプセル7で構成され、
カプセル7の先頭部分にゴム等から成る防震部8が取り
付けられ、カブセルフの終端から防震部8の先端までの
長さが約90センチメートル、カプセル7の直径が約7
.2センチメートル、総重量が約14キログラムに設計
されている。
In FIG. 1, 6 is a sensor section, and the outer wall of the sensor section 6 is composed of a completely sealed cylindrical capsule 7.
A seismic isolation part 8 made of rubber or the like is attached to the leading end of the capsule 7, and the length from the end of the cubself to the tip of the seismic isolation part 8 is approximately 90 cm, and the diameter of the capsule 7 is approximately 7 cm.
.. It is designed to be 2 centimeters long and weigh approximately 14 kilograms in total.

カプセル7の終端部分には耐水圧コネクタ9が設けられ
、耐水圧コネクタ9には可撓性を有するフレキシブルチ
ューブ10が連結している。
A water pressure resistant connector 9 is provided at the terminal end of the capsule 7, and a flexible tube 10 having flexibility is connected to the water pressure resistant connector 9.

更に、フレキシブルチューブ10の終端が、ユニバーサ
ルジヨイント11を介して搬入用のケーブル12の先端
部分に連結している。ケーブル12は、長平方向への付
勢力に対しての曲げ剛性を有すると共に比較的可撓性を
有する線材で形成されている。
Furthermore, the terminal end of the flexible tube 10 is connected via a universal joint 11 to the distal end portion of a carry-in cable 12. The cable 12 is made of a wire material that has bending rigidity against an urging force in the longitudinal direction and is relatively flexible.

第2図は第1図のユニバーサルジヨイント11の部分を
取出して示した説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a portion of the universal joint 11 in FIG. 1.

第2図において、まずケーブル12はボス40のネジ穴
42に対し締付グランド44を螺合することで締付は固
定され、間にガスケット46と座金46を入れて締付け
てる。
In FIG. 2, first, the cable 12 is fixed by screwing the tightening gland 44 into the screw hole 42 of the boss 40, and the cable 12 is tightened by inserting a gasket 46 and a washer 46 in between.

ユニバーサルジョント11は第3図に取出して示すよう
に、ネジプラグ48の中に左側からスリーブ50を回転
自在に嵌め込み、止め輸60の嵌着で抜は止めしている
。更にスリーブ50の左側にネジプラグ52を螺合して
おり、フレキシブルチューブ11は内部に設けた外側を
袋状とした円筒部材54に先端を嵌め入れた状態でネジ
プラグ52により締め付は固定される。また右側のネジ
プラグ48は第2図に示したボス40のネジ穴56に締
付は固定される。
As shown in FIG. 3, the universal joint 11 has a sleeve 50 rotatably fitted into the threaded plug 48 from the left side, and is prevented from being removed by fitting a stopper 60. Further, a screw plug 52 is screwed onto the left side of the sleeve 50, and the flexible tube 11 is tightened and fixed by the screw plug 52 with the tip thereof fitted into a cylindrical member 54 provided inside and having a bag-like outside. Further, the right screw plug 48 is tightened and fixed in a screw hole 56 of the boss 40 shown in FIG.

従って、ケーブル12側ネジプラグ48に対し、フレキ
シブルチューブ10倶1のスリーブ50が自由に相対回
転することになる。
Therefore, the sleeve 50 of the flexible tubes 10 and 1 can freely rotate relative to the screw plug 48 on the cable 12 side.

次に、カプセル7の内部構造を第4図と共に説明する。Next, the internal structure of the capsule 7 will be explained with reference to FIG.

第4図において、13は完全密封された円筒状の筐体か
らなる耐水圧容器(尚、説明の都合上、部分的に切り欠
いた状態で示す)であり、耐水圧容器13の内部には、
仮想中心線z−z’ の方向に沿って、肉厚な円筒状の
軸受取付台14がネジ(図示せず)等により一体固着さ
れている。
In FIG. 4, reference numeral 13 denotes a water pressure container (shown with a partial cutout for convenience of explanation) consisting of a completely sealed cylindrical case, and the inside of the water pressure container 13 is ,
A thick cylindrical bearing mounting base 14 is integrally fixed along the direction of the virtual center line zz' with screws (not shown) or the like.

軸受取付台14の中心の中空部15に、2個の軸受16
.17が相互に離間して嵌合され、回転軸18がこれら
の軸受16,17に回転自在に軸承されると共に、回転
軸18の一端がジャイロ取付台19、他端が加速度計取
付台20に圧入又はネジ止め等により固定されている。
Two bearings 16 are installed in the hollow part 15 at the center of the bearing mounting base 14.
.. 17 are fitted apart from each other, and a rotating shaft 18 is rotatably supported by these bearings 16 and 17, and one end of the rotating shaft 18 is connected to a gyro mount 19 and the other end is connected to an accelerometer mount 20. It is fixed by press-fitting or screwing.

ジャイロ取付台19には、振動ジャイロ21が仮想中心
線z−z’ に対して鉛直の方向(図中の仮想線Y−Y
’方向)を入力軸の方向として固定され、加速度計取付
台20には、加速度計22が仮想中心線z−z’の方向
を入力軸の方向として固定されている。
A vibrating gyro 21 is mounted on the gyro mounting base 19 in a direction perpendicular to the virtual center line zz' (virtual line Y-Y in the figure).
The accelerometer 22 is fixed to the accelerometer mount 20 with the direction of the virtual center line zz' as the direction of the input axis.

又、ジャイロ取付台19、振動ジャイロ21、加速度計
22及び加速度計取付台20の全体の重心位置は、回転
軸18の仮想中心線z−z’ より下方にずらすことに
より、振動ジャイロ21及び加速度計22等が、回転軸
18を支軸とする振り子を構成している。
Furthermore, by shifting the overall center of gravity of the gyro mount 19, the vibrating gyro 21, the accelerometer 22, and the accelerometer mount 20 downward from the virtual center line zz' of the rotating shaft 18, the vibrating gyro 21 and the acceleration A total of 22 etc. constitute a pendulum with the rotating shaft 18 as a supporting axis.

尚、軸受16,17の摩擦及び振り子の空気抵抗を極め
て小さく設定しであるので、上記振り子構造自身の機械
的な振動の減衰率は小さいが、第3図に示す磁気ダンパ
によって振り子構造の振動を減衰させるようになってい
る。
Incidentally, since the friction of the bearings 16 and 17 and the air resistance of the pendulum are set to be extremely small, the damping rate of the mechanical vibration of the pendulum structure itself is small, but the vibration of the pendulum structure is suppressed by the magnetic damper shown in FIG. It is designed to attenuate the

即ち、第5図において、軸受取付台14に設けられた環
状穴23に、環状の永久磁石24が固着され、永久磁石
24は、例えばその円周に沿って隣接するもの同士が相
互に異なる極を持つ複数個の磁石片で構成されている。
That is, in FIG. 5, an annular permanent magnet 24 is fixed in an annular hole 23 provided in the bearing mounting base 14, and the permanent magnets 24 have, for example, adjacent ones along the circumference having different polarities. It is made up of multiple magnetic pieces with a

又、純鉄等の磁性材で形成されたリターンパス形成部2
5が、永久磁石24と同様に、軸受取付台14の環状穴
23に挿入されて固着され、更に、永久磁石24とリタ
ーンパス形成部25との間に隙間Gが設けられている。
In addition, a return path forming part 2 made of a magnetic material such as pure iron
5 is inserted and fixed in the annular hole 23 of the bearing mounting base 14 in the same way as the permanent magnet 24, and a gap G is provided between the permanent magnet 24 and the return path forming part 25.

そして、銅やアルミニウム等の導体で形成されたカップ
状のダンパ26が加速度計取付台20と隙間Gの間に配
置され、ダンパ26の閉端27が加速度計取付台20に
ネジ28で固定されると共に、開口側の筒状部29が隙
間G内に挿入されている。
A cup-shaped damper 26 made of a conductor such as copper or aluminum is placed between the accelerometer mount 20 and the gap G, and the closed end 27 of the damper 26 is fixed to the accelerometer mount 20 with screws 28. At the same time, the cylindrical portion 29 on the opening side is inserted into the gap G.

このような構造の磁気ダンパにおいて、カップ状のダン
パ26が仮想中心軸z−z’ の回りに回転すると、永
久磁石24とリターンパス形成部25との間に発生する
磁場によってダンパ26の筒状部29に過電流が発生し
、筒状部29の回転運動を妨げようとする反力が発生す
る。このため、ダンパ26の運動が減衰する。
In the magnetic damper having such a structure, when the cup-shaped damper 26 rotates around the virtual central axis zz', the cylindrical shape of the damper 26 is An overcurrent is generated in the portion 29, and a reaction force is generated that attempts to prevent the rotational movement of the cylindrical portion 29. Therefore, the motion of the damper 26 is attenuated.

したがって、耐水圧容器13が仮想中心線ZZ°を中心
に回転しても、上記の振り子作用と磁気ダンパの作用に
より、常に、振動ジャイロ21は入力軸が仮想線Y−Y
″の方向、加速度旧22は入力軸が仮想中心線z−z’
 の方向を向くこととなる。
Therefore, even if the water pressure vessel 13 rotates around the imaginary center line ZZ°, due to the pendulum action and the action of the magnetic damper, the vibrating gyroscope 21 always has its input axis aligned with the imaginary line Y-Y.
'' direction, acceleration old 22, the input axis is the virtual center line z-z'
It will be facing the direction of.

更に、耐水圧容器13内に振動ジャイロ21と加速度計
22の出力信号を処理する処理回路か内蔵されている。
Further, a processing circuit for processing the output signals of the vibrating gyroscope 21 and the accelerometer 22 is built in the water pressure container 13.

即ち、処理回路は、振動ジャイロ21から出力される角
速度に関する出力信号を積分することによって方位角の
信号に変換する積分器29と、方位角の信号をデジタル
データに変換するA/D変換器30と、加速度計22か
ら出力される傾斜角の信号の高域周波数成分を除去する
ローパスフィルタ31と、ローパスフィルタ31の出力
信号をデジタルデータに変換するA/D変換器32と、
A/D変換器30.32から夫々出力されるデジタルデ
ータを受信する演算及び通信回路33を備えている。
That is, the processing circuit includes an integrator 29 that integrates an output signal related to angular velocity output from the vibrating gyroscope 21 and converts it into an azimuth signal, and an A/D converter 30 that converts the azimuth signal into digital data. , a low-pass filter 31 that removes high frequency components of the tilt angle signal output from the accelerometer 22, and an A/D converter 32 that converts the output signal of the low-pass filter 31 into digital data.
It includes an arithmetic and communication circuit 33 that receives digital data output from A/D converters 30 and 32, respectively.

そして、振動ジャイロ21と加速度計22を仮想線Z−
Z’ 、Y−Y’ 、X−X’ 1.:合致サセルよう
にして、耐水圧容器13がカブセルフ内に収容され且つ
固定される。又、演算及び通信回路33の出力端子に伝
送線が接続し、上記のデジタルデータを演算及び通信回
路33と伝送線を介して、伝送線の終端に接続された計
測器本体に伝送するようになっている。
Then, the vibration gyro 21 and the accelerometer 22 are placed on the virtual line Z-
Z', Y-Y', X-X' 1. : In a mating sac cell manner, the water pressure vessel 13 is accommodated and secured within the turnip self. Further, a transmission line is connected to the output terminal of the calculation and communication circuit 33, and the digital data is transmitted to the measuring instrument body connected to the end of the transmission line via the calculation and communication circuit 33 and the transmission line. It has become.

次に、このような構成の計測装置による計測方法を説明
する。
Next, a measurement method using a measuring device having such a configuration will be explained.

第7図に示したのと同様に、まず、センサ部6を先頭に
して被測定孔の入口から深遠部に向けて押し込む。
In the same way as shown in FIG. 7, first, the sensor section 6 is pushed in from the entrance of the hole to be measured toward the deep part.

但し、センサ部6のY°側の側部を下側にして被測定孔
に接触させるようにして挿入する。即ち、センサ部6が
被測定孔の壁面に対して水平(第2図のY−Y’ 方向
に対して直交する方向x−x’ )となるように挿入す
る。
However, the sensor section 6 is inserted with the side portion on the Y° side facing down and in contact with the hole to be measured. That is, the sensor section 6 is inserted so as to be horizontal to the wall surface of the hole to be measured (in the direction x-x' orthogonal to the Y-Y' direction in FIG. 2).

又、この押し込みの際に搬入用のケーブル12に長手方
向からの力が加わるが、ケーブル12はこの力に対抗す
る剛性を有しているので、被測定孔に沿ってセンサ部6
を深遠部へ挿入することができる。又、ケーブル12は
若干の可撓性を有するので孔の曲がりに応じて曲がりな
がら挿入される。
Also, during this pushing, force is applied to the carry-in cable 12 from the longitudinal direction, but since the cable 12 has the rigidity to resist this force, the sensor section 6 is inserted along the hole to be measured.
can be inserted deep into the body. Further, since the cable 12 has some flexibility, it is inserted while being bent according to the bend of the hole.

そして、センサ部6を被測定孔の最深還部等の適宜の地
点まで挿入し、該地点を計測開始地点P(lとすると共
に、地点P。の直交座標系による三次元的位置を(Xo
 、 Yo 、  Zo )とする。
Then, insert the sensor unit 6 to an appropriate point such as the deepest recirculation part of the hole to be measured, set this point as the measurement starting point P(l), and calculate the three-dimensional position of the point P based on the orthogonal coordinate system (Xo
, Yo, Zo).

次に、所定の長さしだけケーブル12を被測定孔から引
き出すことにより、センサ部6も同時に地点P。から距
離りだけ被測定孔に沿って移動させ、第1の地点P1の
方位角φ、と傾斜角θ、を振動ジャイロ21及び加速度
計22によって計測し、次式(1)に従って第1の地点
P1の直交座標系による三次元内位11 (XI 、Y
I 、  Zl )を81測装置本体内のコンピュータ
によって算出する。
Next, by pulling out the cable 12 by a predetermined length from the hole to be measured, the sensor section 6 is also moved to the point P at the same time. The azimuth angle φ and the inclination angle θ of the first point P1 are measured by the vibrating gyroscope 21 and the accelerometer 22, and the first point P1 is moved along the hole to be measured by a distance from Three-dimensional interior position 11 (XI, Y
I, Zl) are calculated by the computer in the main body of the 81 measuring device.

即ち、三次元的位置(X+ 、Y+ 、Z+ )は、計
測開始地点P。の三次元的位置(xo 、yo。
That is, the three-dimensional position (X+, Y+, Z+) is the measurement starting point P. three-dimensional position (xo, yo.

20)と方位角φ7、傾斜角θ、及び距離りをパラメー
タとして三角関数の演算により求まる。
20), the azimuth angle φ7, the inclination angle θ, and the distance are used as parameters to calculate the trigonometric function.

次に、再び所定の長さしだけケーブル12を孔から引き
出すことにより、センサ部6も同時に地点P、から距離
りだけ孔に沿って移動させ、第2の地点P2の方位角φ
2と傾斜角θ2を振動ジャイロ21及び加速度計22に
よって計測し、次式(2)に従って第2の地点P2の三
次元的位置(X2.Y2+  22)を計測装置本体内
のコンピュータによって算出する。
Next, by pulling out the cable 12 by a predetermined length again from the hole, the sensor unit 6 is simultaneously moved along the hole by a distance from the point P, and the azimuth angle φ of the second point P2 is
2 and the inclination angle θ2 are measured by the vibrating gyroscope 21 and the accelerometer 22, and the three-dimensional position (X2.Y2+22) of the second point P2 is calculated by the computer in the main body of the measuring device according to the following equation (2).

そして、以後の操作も同様に行い、所定の長さLずつケ
ーブル12を引き出す毎に、各地点での方位角及び傾斜
角を計測し、且つ各地点の三次元的位置を算出し、セン
サ部6が被測定孔の入口に到達するまで繰り返す。
Subsequent operations are performed in the same manner, and each time the cable 12 is pulled out by a predetermined length L, the azimuth and inclination angle at each point are measured, the three-dimensional position of each point is calculated, and the sensor unit Repeat until No. 6 reaches the entrance of the hole to be measured.

尚、このような演算処理を一般式で示すと次式(3)と
なり、各計測地点P。−Poの三次元的位置を知ること
ができる。
In addition, when such arithmetic processing is expressed in a general formula, it becomes the following formula (3), and each measurement point P. -The three-dimensional position of Po can be known.

更に、この実施例では、次式(4)の演算を行うことに
より、孔の入口部Poを直交座標系の基準位置(0,0
,0)として、被測定孔全体の形状を見やすいように変
換する。
Furthermore, in this embodiment, by calculating the following equation (4), the entrance portion Po of the hole is located at the reference position (0,0
, 0) so that the shape of the entire hole to be measured can be easily seen.

そして、計測装置本体に備えられているCRTデイスプ
レィやX−Yプロッタ等に上記式(4)で得られた結果
を表示することにより、第6図に示すように、孔全体の
三次元的位置を表示する。
Then, by displaying the result obtained by the above formula (4) on a CRT display, an Display.

このような計測操作を行う場合、従来は、ケーブルの捩
じれ力によってセンサ部の姿勢を拘束するので、センサ
部が被測定孔内を周方向に回転したり傾くこととなり、
センサ部内の振動ジャイロ及び加速度計による正確な計
測を実現できない問題があったが、この実施例によれは
、ユニバーサルジヨイントかケーブルとセンサ部との夫
々の周方向への動きを独立にするので、ケーブルの捩じ
れ等によってセンサ部を拘束せず、センサ部が被測定孔
の側面に対して平行を保ちながら移動することにより、
計測精度が向上する。
When performing such measurement operations, conventionally, the posture of the sensor section is restrained by the torsional force of the cable, which causes the sensor section to rotate or tilt in the circumferential direction within the hole to be measured.
There was a problem in which accurate measurement could not be achieved using the vibration gyroscope and accelerometer in the sensor section, but in this embodiment, the movement of the cable and the sensor section in the circumferential direction is made independent by a universal joint. By moving the sensor part while keeping it parallel to the side surface of the hole to be measured, without restraining the sensor part due to twisting of the cable, etc.
Measurement accuracy improves.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、ユニバーサルジヨ
イントが搬入用のケーブルとセンサ部との夫々の周方向
への動きを独立にするので、ケーブルの捩じれ等によっ
てセンサ部を拘束しない。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the universal joint makes the movement of the carrying cable and the sensor section independent in the circumferential direction. Not restricted.

したがって、センサ部が被測定孔の側面に対して平行を
保ちながら移動することとなり、計測精度の向上を図る
ことができる。又、センサ部を被測定孔の入口へ挿入す
る際に、ケーブルの捩じれ等があっても容易にセンサ部
を被測定孔へ挿入することができ、操作性を向上するこ
とができる。
Therefore, the sensor section moves while remaining parallel to the side surface of the hole to be measured, and it is possible to improve measurement accuracy. Further, when inserting the sensor section into the entrance of the hole to be measured, even if the cable is twisted, the sensor section can be easily inserted into the hole to be measured, and operability can be improved.

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

第1図は本発明の一実施例の外観構造を示す平面図; 第2図は第1図にユニバーサルジヨイント部分を取出し
て示した説明図; 第3図は第2図のユニバーサルジヨイント説明図;第4
図はセンサ部の内部構造を示す斜視図;第5図は第4図
の一部を拡大して示す縦断面図;第6図は計測結果の表
示例を示す説明図;第7図は従来の計測方法を示す説明
図である。 符号の説明; 6:センサ部 7:カプセル 8:防振部 9:耐水圧コネクタ 10:フレキシブルチューブ 11:ユニバーサルジヨイント 12:搬入用ケーブル
Fig. 1 is a plan view showing the external structure of an embodiment of the present invention; Fig. 2 is an explanatory diagram showing the universal joint part extracted from Fig. 1; Fig. 3 is an explanation of the universal joint in Fig. 2. Figure; 4th
The figure is a perspective view showing the internal structure of the sensor section; Figure 5 is a vertical cross-sectional view showing an enlarged part of Figure 4; Figure 6 is an explanatory diagram showing an example of displaying measurement results; Figure 7 is a conventional FIG. 2 is an explanatory diagram showing a measuring method. Explanation of symbols; 6: Sensor section 7: Capsule 8: Vibration isolation section 9: Water pressure connector 10: Flexible tube 11: Universal joint 12: Carrying cable

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)角速度センサと傾斜計を内蔵したセンサ部を搬入
用ケーブルの先端部分に連結し、センサ部を先頭にして
小口径の孔の入口から深遠部に向けて挿入し、孔内の適
宜の位置にセンサ部を移動させる毎に前記角速度センサ
の出力を積分した方位角と前記傾斜計の傾斜角を計測す
ることにより、孔全体の三次元的位置を計測する孔曲り
計測装置において、 前記センサ部と搬入用ケーブルとをユニバーサルジョイ
ントで連結することを特徴とする孔曲り計測装置。
(1) Connect the sensor section with a built-in angular velocity sensor and inclinometer to the tip of the carry-in cable, insert it from the entrance of a small diameter hole toward the deep part with the sensor section at the beginning, and insert it into the hole as appropriate. In a hole bending measuring device that measures the three-dimensional position of the entire hole by measuring the azimuth angle obtained by integrating the output of the angular velocity sensor and the inclination angle of the inclinometer each time the sensor section is moved to a position, the sensor A hole bending measuring device characterized by connecting the section and the carrying cable with a universal joint.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010025704A (en) * 2008-07-17 2010-02-04 Tamagawa Seiki Co Ltd Duct position measuring apparatus for vertical hole
JP2017025477A (en) * 2015-07-15 2017-02-02 株式会社大阪防水建設社 Hole route measuring method

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JP2017025477A (en) * 2015-07-15 2017-02-02 株式会社大阪防水建設社 Hole route measuring method

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