JPH0492094A - Directional control device of tunnel excavator - Google Patents

Directional control device of tunnel excavator

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Publication number
JPH0492094A
JPH0492094A JP20734590A JP20734590A JPH0492094A JP H0492094 A JPH0492094 A JP H0492094A JP 20734590 A JP20734590 A JP 20734590A JP 20734590 A JP20734590 A JP 20734590A JP H0492094 A JPH0492094 A JP H0492094A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutter head
force
displacement
pushing force
jack
Prior art date
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Pending
Application number
JP20734590A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Umeda
梅田 進一
Tadayuki Hanamoto
忠幸 花本
Shigeru Harada
茂 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0492094A publication Critical patent/JPH0492094A/en
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase the degree of accuracy of excavation by calculating pushing force of jacks in consideration of resistance force by earth pressure in front of a cutter head and grippers so that actual displacement becomes target displacement specified in advance, controlling an output regulating valve so that the calculated pushing force is obtained. CONSTITUTION:A displacement operating section 56 compares a position of a cutter head 16 calculated by a head position operating section 52 with a cutter head position or a reference point obtained by the head position operating section 52, and displacement of the cutter head 16 is calculated. While, a resistance operating section 58 calculates resistance force FR met in the case the cutter head 16 is advanced in consideration of moment by reaction force received by earth pressure distribution acted on the front of the cutter head 16 or grippers 19a-19m. A pushing force distribution operating section 64 calculates pushing force necessary for obtaining new target displacement obtained by a target displacement operating section 62, control signals to change setting pressure of proportional electromagnetic relief valves 38a-38n is accordance with pushing force of the calculated thrust jacks 26a-26n are inputted to an amplifier unit 66, and opening and closing control signals are transmitted to electromagnetic selector valves 34a-34n.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は、地中を掘削するトンネル掘削機に係り、特に
カッタヘッドを複数のジヤツキによって前進させて掘進
方向の制御を行う[・ンネル掘削機の方向制御装置に関
する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a tunnel excavator for excavating underground, and in particular a tunnel excavator in which the direction of excavation is controlled by advancing a cutter head with a plurality of jacks. This invention relates to a direction control device for an aircraft.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

トンネル掘削機は、一般に円筒状の本体の前面に、複数
のカッタビットを取り付けたカッタヘッドを有しており
、このカッタヘッドをモータにょって回転させるととも
に、本体の周方向に配置した複数のジヤツキによってカ
ッタヘッドを前進させて地山を掘削し、掘削した土砂を
スクリューコンベヤ等を用いて掘削機の後方に搬出する
ようにしている。また、曲線施工、蛇行修正等の掘削機
の方向制御は、本体の周方向に配設した複数のジヤツキ
を選択して駆動することにより行っている。
A tunnel excavator generally has a cutter head with a plurality of cutter bits attached to the front of the cylindrical body. The cutter head is moved forward by the jack to excavate the ground, and the excavated earth and sand is transported to the rear of the excavator using a screw conveyor or the like. Further, directional control of the excavator such as curve construction and meandering correction is performed by selecting and driving a plurality of jacks arranged in the circumferential direction of the main body.

そして、従来の方向制御は、トランシット等による坑内
側蓋やレーザ光をトンネル計画線に沿って照射し、掘削
機に取り付けたターゲット上の光点を読み取ること等に
よりトンネル掘削機の位置、すなわちトンネル掘削機の
トンネル計画線からのズレを求め、掘削機の進行方向が
予定した方向とズしてくると、オペレータが経験に基づ
いて、駆動させるジヤツキを適宜に選択して方向の修正
を行っていた。
Conventional directional control is performed by emitting laser light from a transit or the like along the tunnel planning line and reading the light spot on a target attached to the excavator to determine the position of the tunnel excavator, that is, the tunnel tunnel. The operator determines the deviation of the excavator from the planned tunnel line, and if the excavator's direction of travel deviates from the planned direction, the operator selects the jack to be driven appropriately based on experience and corrects the direction. Ta.

また、近年は、トンネルの曲線部を掘削する場合、本体
を軸心方向に複数に分割して屈曲可能に接続したアーテ
ィキュレート型トンネル掘削機が用いられている。そし
て、曲線部を掘削する場合、分割した本体の屈曲角度を
ジヤツキによって変化させるとともに、方向制御を図る
ため、本体側部に設けたグリッパを掘削した壁面に接触
させながら掘進することが行われている(例えば、特開
平1−315600号公報)。
Furthermore, in recent years, when excavating a curved section of a tunnel, an articulated tunnel excavator is used, in which the main body is divided into a plurality of parts in the axial direction and connected in a bendable manner. When excavating a curved section, the bending angle of the divided body is changed by jacking, and in order to control the direction, excavation is carried out while the gripper provided on the side of the body is in contact with the excavated wall surface. (For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-315600).

(発明が解決しようとする課題〕 上記の如〈従来のトンネル掘削機の方向制御は、オペレ
ータの経験に基づいて駆動するジヤツキを選択して行っ
ているため、充分な掘進精度が得られない。また、従来
の方向制御は、各ジヤツキの押し力を調整するのではな
く、各ジヤツキを駆動させるかさせないかの2値的な制
御によっていた。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the direction control of conventional tunnel excavators is performed by selecting the jack to be driven based on the operator's experience, and therefore sufficient excavation accuracy cannot be obtained. Further, conventional direction control has been based on binary control of whether each jack is driven or not, rather than adjusting the pushing force of each jack.

すなわち、例えばトンネル掘削機を上向操作する場合、
本体横断面の下側半分のジヤツキのみを駆動し、上側半
分のジヤツキは駆動させないようにしているため、方向
制御が困難で、掘進精度も低下する。
That is, for example, when operating a tunnel excavator upwards,
Since only the jacks on the lower half of the cross section of the main body are driven and the jacks on the upper half are not driven, directional control is difficult and excavation accuracy is reduced.

また、トンネル掘削機は、掘進する際に前方の地山がら
土圧による抵抗を受ける。しかも、この上圧は、トンネ
ル掘削機の上下方向においア異なるばかりでなく、土質
によっても異なり、ジヤツキの押し力による推進力に影
響を与え、トンネル掘削機の進行方向を変化させる。
Furthermore, when tunnel excavators tunnel, they are subject to resistance from the earth pressure of the ground in front of them. Furthermore, this upper pressure not only differs in the vertical direction of the tunnel excavating machine, but also differs depending on the soil quality, which affects the propulsive force due to the pushing force of the jack and changes the direction of travel of the tunnel excavating machine.

しかも、アーティキュレート型トンネル掘削機において
は、掘削中に本体側部に設けたグリッパを周囲壁に接触
させているため、グリッパに地山からの反力が作用し、
この反力がカッタヘッドを前進させる際の抵抗となり、
ジヤツキの押し力による推進力の強さ、方向を変化させ
る。
Moreover, in articulated tunnel excavators, the gripper installed on the side of the main body is in contact with the surrounding wall during excavation, so a reaction force from the ground acts on the gripper.
This reaction force acts as resistance when moving the cutter head forward,
Changes the strength and direction of the propulsive force caused by the pushing force of the jack.

ところが、従来の掘削機の方向制御においては、このよ
うなカッタヘッドの前面に作用する土圧、グリッパが地
山から受ける反力に対する掘進の影響を考慮していない
ため、方向制御の精度、掘削精度を低下させる要因とな
っていた。
However, in the directional control of conventional excavators, the influence of excavation on the earth pressure acting on the front of the cutter head and the reaction force that the gripper receives from the ground is not taken into account, so the accuracy of directional control and excavation This was a factor that reduced accuracy.

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、周囲の地山から掘削機に作用する力による影
響を考慮した推進力が得られ、掘進精度を向上すること
ができるトンネル掘削機の方向制御装置を提供すること
を目的としている。
The present invention has been made in order to eliminate the drawbacks of the prior art, and provides a tunnel that can obtain a propulsion force that takes into account the influence of forces acting on the excavator from the surrounding ground, and can improve excavation accuracy. The purpose is to provide a directional control device for excavators.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の目的を達成するために、本発明に係るトンネル掘
削機の方向制御装置は、掘削機本体前面に回転可能に設
けたカッタヘッドの位置を検出する位置センサと、前記
カッタヘッドを前進させる複数のジヤツキに対応して設
けられ、各ジヤツキの押し力を検出する複数の力センサ
と、前記カッタヘッドに取り付けられ、カッタヘッドの
前面に作用する土庄を検出する土圧計と、前記本体の側
部に進退可能に設けた複数のグリッパのそれぞれの反力
を検出する複数の反力検出センサと、前記各ジヤツキが
接続してある油圧回路中に各ジヤツキに対応して設けら
れ、各ジヤツキの押し力を調整する複数の出力調整弁と
、前記土圧計と前記各反力検出センサとの出力信号に基
づいて、前記カッタヘッドを前進させる際の抵抗力を演
算し、この演算結果と前記位置センサの出力信号とに基
づいて、前記抵抗力と前記カッタヘッドの変位との関係
を求め、カッタヘッドの変位を修正する前記各ジヤツキ
の押し力を演算して前記各出力調整弁を制御する演算制
御器と、を有することを特徴とこ′といる。
In order to achieve the above object, a direction control device for a tunnel excavator according to the present invention includes a position sensor that detects the position of a cutter head that is rotatably provided on the front surface of the excavator main body, and a plurality of position sensors that move the cutter head forward. a plurality of force sensors provided corresponding to the jacks and detecting the pushing force of each jack, an earth pressure gauge attached to the cutter head and detecting the soil pressure acting on the front surface of the cutter head, and a side portion of the main body. A plurality of reaction force detection sensors are provided corresponding to each jack in the hydraulic circuit to which each jack is connected. A resistance force when moving the cutter head forward is calculated based on output signals from a plurality of output adjustment valves that adjust the force, the earth pressure gauge, and each of the reaction force detection sensors, and the calculation result and the position sensor are calculated. calculation control that calculates the relationship between the resistance force and the displacement of the cutter head based on the output signal of the output signal, and calculates the pushing force of each of the jacks that corrects the displacement of the cutter head to control each of the output adjustment valves. It is characterized by having a container.

」1計は、力・・、・夕・・・・71゛の周方向C,″
:複数、9iするとともに、名−t M 1j−1は3
方向の土圧の検出かり能な3方向力検出型を用いるとよ
い。
"1 total is force...71゛ circumferential direction C,"
: Plural, 9i and name -t M 1j-1 is 3
It is preferable to use a three-directional force detection type that can detect earth pressure in different directions.

(作用) −1−記の如く構成しまたオ発明は、演算制御器が1−
1計と反力検出セン1ノJの出力信号に基−jいζ、力
5・夕・・・、ノドが前進する際の本体の地山がら受し
Jる抵抗力(またはこの抵抗力に対1.°ζなj、た仕
事、以下同t・5)を演14″る。ぞして、演算制御器
は、カッタ・・・ノドの変(◇を(1/置センシの出力
信号から求め、先に演算した抵抗力とカッタ・・・ノド
の変位との関係を求めて、実際の変(ffが予め定めた
[ゴI標変位となるよ・)に、カッタヘッドの前面土圧
とグリッパとによる抵抗力を考慮し、た名ジャ、4”の
押し、力を演算し7、この演算j7た押(2力が得られ
るよらば出力調整弁イ、制御器る。
(Function) In the invention configured as described in -1-, the arithmetic controller is
Based on the output signal of the 1 meter and the reaction force detection sensor 1, the resistance force (or this resistance force) that the throat receives from the ground when the throat moves forward. The arithmetic controller calculates the change (◇) of the cutter... throat by (1/output of the position sensor). The relationship between the resistance force calculated from the signal and the displacement of the cutter throat is determined, and the front surface of the cutter head is adjusted to the actual displacement (ff is the predetermined displacement). Considering the earth pressure and the resistance force due to the gripper, calculate the push force of 4" and calculate the push force (2).

このため、オペレータの経験に苓づく操作を必要とせず
、リフルタイJ、な方向制御が行えるとともに、本体が
地山がら受りる抵抗力を考慮j、た名ジャ・ツキの押し
力によってカッター・ノドを前進させる)1−め、方向
制御を正確に行え、掘進精度Q)IiIIJ−7が図れ
る。しかも1.4−、発明は、各ジャ74f′駆動°4
−るか否かの2値的な制御でなく、各シャツ4の押j2
力を調整するため、方向制御の精度、掘削精度をより向
上することができる。
For this reason, it is possible to perform directional control without requiring any operations that depend on the operator's experience, and at the same time, taking into account the resistance force that the main body receives from the ground, the cutter can be Advance the throat) 1-, direction control can be performed accurately, and excavation accuracy Q) IiIIJ-7 can be achieved. Moreover, 1.4-, the invention provides each jar 74f' drive degree 4
-Press j2 of each shirt 4 instead of binary control of whether or not
Since the force is adjusted, directional control accuracy and excavation accuracy can be further improved.

また、力・ツタヘッドに設けた1−1計をカッタヘッド
の周方向に複数配置連るとともに、各1」4−計とL7
て3方向力検出型苓6用いることL′6.上、す、カノ
タヘッF′の前面に作用4′る4::x I’+の分布
1、その、3方向の成分苓検出することができ、本体に
作用jる(−n〜によるモーメントをも考慮しまたジヤ
ツキの押し力が得られて、方向制御の精度をより向l−
ぐるごとができる。
In addition, a plurality of 1-1 meters provided on the force/vine head are arranged in the circumferential direction of the cutter head, and each 1" 4-meter and L7
L'6. The distribution of 4::x I'+ acting on the front surface of the top head F' can detect the components in three directions, and the moment acting on the main body (-n~) In addition, the pushing force of the jack can be obtained, and the accuracy of direction control can be further improved.
I can go around.

(実施例〕 本発明に係るトンネル掘削機の方向制御装置の好ましい
実施例を、添付画面に従−2で詳説する。
(Embodiment) A preferred embodiment of the direction control device for a tunnel excavator according to the present invention will be described in detail in reference to the attached screen.

第1図は、本発明の実施例に係るトンネル掘削機の方向
制御装置のブトツク図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a direction control device for a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention.

第1図におい“ζ、l・ンネル掘削機10は、本体が円
筒状に形成しζあり、例えば前部本体12と後部本体1
4とのように軸方向に複数心、−分割1、こあるととも
に、前部本体12と後部庫体14 a:が屈曲可能に、
かつ伸縮可能に連結してある。
As shown in FIG.
4, there are multiple cores in the axial direction, - division 1, and the front main body 12 and the rear storage body 14a are bendable.
and are extendably connected.

前部本体12の前端には、カッター・ノ1゛16が回転
’E’J Imに設けである。乙のカンタ・・、ノド1
6(7)前面には、図示しない麹数のカッタじノ)・が
装着しであって、モータによっでカッタ・\ン’I’ 
l [3を矢印17のように回転させることにより、前
方の他山を掘削できるようC7”してある。イj7で、
カッタヘッド16には、複数の土圧ff+ I 8 a
〜18/が、設けである(第2図参照)。
At the front end of the front body 12, a cutter knife 16 is provided at rotation 'E'J Im. Otsu no Kanta..., Nodo 1
6 (7) A cutter (not shown) is attached to the front, and the cutter 'I' is operated by a motor.
l [By rotating 3 as shown by arrow 17, it is C7'' so that you can excavate other mountains in front.
The cutter head 16 has a plurality of earth pressures ff+I8a
~18/ is the provision (see Figure 2).

これらの土圧側18a〜18nは、3方向力検出型の土
庄言1であって、力/タヘッI” 16の前面に作用す
る土庄の直交しまた3方向成分を検出できるよ・うにな
っている。なお、例えば]−圧1の数が4・′フである
場合、第2図に示したように1.カッタヘッド16の中
心を原点0とし、カッター・ノド16の進行方向をX軸
、カッター・ノド16の鉛直」−方を7カ向、χ軸と7
軸とに直交した方向4y軸とj7だときに、原点Oから
Hの距離のy軸と7軸上υこ配置することが望まし2い
These earth pressure sides 18a to 18n are three-directional force detection type earth pressure sensors 1, which are designed to detect orthogonal and three-directional components of the earth pressure acting on the front surface of the force/tahe I'' 16. For example, if the number of pressures 1 is 4·', as shown in FIG. The vertical direction of the cutter throat 16 is 7 directions, and the χ axis and 7 directions.
When the direction 4y-axis and j7 are orthogonal to the axis, it is desirable to arrange it υ on the y-axis and the 7-axis at a distance H from the origin O.

−力、前部本体12の側部には、周ノ)向に初数のグリ
ッパ19a〜19mが設けである。各グリッパ19a〜
・19mは、シリンダ(関示七ず)によって半径方向に
進退できるようC7゛、な、っており、後部体体14を
推進するときに、前部庫体12の側面から突出さ廿られ
て掘削1.た壁面に押L7付けられ、前部本体12を固
定する。ぞして、各グリツバ19 a〜1.9ynのシ
リンダ番こは、ロードセル等の反力検出センt 20 
a〜□20mが設けてあり、グリッパ19a〜19yn
が地山から受ける反力を検出できるようにしてある。ま
た、グリッパ19a = 19 mの先端部は、ローう
によって構成されており、このローラを周囲の地山に接
触さ廿ノ、二状態でカッタヘッド16を前進さセるごと
ができるようにしてある。
- On the sides of the front main body 12, an initial number of grippers 19a to 19m are provided in the circumferential direction. Each gripper 19a~
・The 19m cylinder is shaped like C7 so that it can move forward and backward in the radial direction by means of a cylinder, and when propelling the rear body 14, it protrudes from the side of the front storage body 12. Excavation 1. The front main body 12 is fixed by pressing L7 against the wall surface. Therefore, the cylinder number of each gripper 19a to 1.9yn is the reaction force detection center t20 of a load cell, etc.
a~□20m are provided, and grippers 19a~19yn
It is designed to be able to detect the reaction force received from the ground. Further, the tip of the gripper 19a = 19m is constituted by a row roller, and the cutter head 16 can be moved forward in two states by contacting the surrounding ground with the roller. be.

前部本体12の内部には、位置センサとしてのレーザ測
定器22、傾斜計24などが設けてあり、前部本体12
の基準点に対する位置、ロー・リングやピッチング等を
検出できるようになっている。
Inside the front body 12, a laser measuring device 22 as a position sensor, an inclinometer 24, etc. are provided.
The position relative to the reference point, rolling, pitching, etc. can be detected.

前部本体I2と後部本体14との間には、複数のスラス
トジヤツキ26a〜26nが設けである。
A plurality of thrust jacks 26a to 26n are provided between the front body I2 and the rear body 14.

これらのスラストジヤツキ26a〜26nは、複動型の
油圧シリンダからなり、本体の周方向に配置してあって
、第2図に示したように、前部本体12に押し力f+ 
  fz、・−一一一−−−・ f7を作用させ、カッ
タヘッド16を前進させる。そして、各スラストジヤツ
キ26a〜26nのシリンダにはストロークセンサ28
a〜28nが設けてあり、スラストジヤツキ26a〜2
6nのストローク量を検出できるようにしてある。また
、後部本体14もしくはジヤツキのロノドには、各スラ
ストジヤツキ26a〜26nに対応してロードセルや歪
ゲージ、またはシリンダの油圧を検知する油圧センサ等
からなる力センサ30a〜30nが設けてあり、各スラ
ストジヤツキ26a〜26nの押し力f。
These thrust jacks 26a to 26n are comprised of double-acting hydraulic cylinders, are arranged in the circumferential direction of the main body, and apply a pushing force f+ to the front main body 12, as shown in FIG.
fz, .-111--f7 is applied to move the cutter head 16 forward. A stroke sensor 28 is installed in the cylinder of each thrust jack 26a to 26n.
a to 28n are provided, and thrust jacks 26a to 2
It is designed to be able to detect a stroke amount of 6n. In addition, force sensors 30a to 30n, each consisting of a load cell, a strain gauge, or a hydraulic sensor for detecting the hydraulic pressure of a cylinder, are provided in the rear main body 14 or the jack rono, corresponding to each of the thrust jacks 26a to 26n. Pushing force f of each thrust jack 26a to 26n.

f t 、”−”−”’ f 、、を検出できるように
してある。
f t , "-"-"' f , , can be detected.

各スラストジヤツキ26a〜26nは、底部側の室32
が管路を介して4ポ一ト3位置型の電磁切換弁34a〜
34nに接続してあるとともに、シリンダヘッド側の室
36が管路に設けた出力調整弁である比例電磁式リリー
フ弁38a〜38nを介して、′を値切換弁34a〜3
4nに接続してある。
Each thrust jack 26a to 26n is connected to a chamber 32 on the bottom side.
is connected to the 4-point/3-position electromagnetic switching valve 34a through the pipe line.
34n, and the cylinder head side chamber 36 connects ' to the value switching valves 34a to 34n via proportional electromagnetic relief valves 38a to 38n, which are output adjustment valves provided in the pipeline.
It is connected to 4n.

これら各′@電磁切換弁4a〜34nは、アンロード弁
を有する油圧源としての可変容量ポンプ40に接続して
あり、各スラストジャ・ンキ26a〜26nに所定圧力
の作動油を供給停止できるようにしてあるとともに、各
室32.36内の作動油を油タンク42に排出できるよ
うにしてある。また、可変容量ポンプ40と1i磁切換
弁34a〜34nとを接続する管路には、リリーフ弁4
4が設けてあり、可変容量ポンプ40に過大な負荷がか
からないようにしてある。
Each of these '@electromagnetic switching valves 4a to 34n is connected to a variable capacity pump 40 as a hydraulic power source having an unload valve, so that the supply of hydraulic oil at a predetermined pressure to each thrust jack 26a to 26n can be stopped. At the same time, the hydraulic oil in each chamber 32, 36 can be discharged into the oil tank 42. In addition, a relief valve 4 is provided in the pipe line connecting the variable displacement pump 40 and the 1i magnetic switching valves 34a to 34n.
4 is provided to prevent excessive load from being applied to the variable displacement pump 40.

比例it磁代リす−フ弁38a〜38nと電磁切換弁3
4a〜34nとを制御する演算制御器50は、レーザ測
定器22と傾斜計24との出力信号を受けてカッタヘッ
ド16の位置を演算するへ・ノド位置演算部52と、予
め定めたトンネル計画線やヘッド位置演算部52の演算
結果等を記憶するメモリ54が設けであるとともに、ヘ
ッド位置演算部52の演算結果とメモリ54の記憶内容
とからカッタヘッド16の変位量を演算する変位演算部
56が設けである。
Proportional IT magnetic flux valves 38a to 38n and electromagnetic switching valve 3
4a to 34n, the arithmetic controller 50 receives the output signals from the laser measuring device 22 and the inclinometer 24, and calculates the position of the cutter head 16. A memory 54 is provided for storing the line, the calculation results of the head position calculation section 52, etc., and a displacement calculation section is provided for calculating the amount of displacement of the cutter head 16 from the calculation results of the head position calculation section 52 and the contents stored in the memory 54. 56 is provided.

さらに、演算制御器40には、土圧計18a〜18fと
反力検出センサ20a〜20mとの出力信号が入力する
抵抗力演算部58と、係数演算部60、目標変位演算部
62、押し力分布演算部64とを備えている。
Furthermore, the calculation controller 40 includes a resistance force calculation section 58 into which output signals from the earth pressure gauges 18a to 18f and reaction force detection sensors 20a to 20m are input, a coefficient calculation section 60, a target displacement calculation section 62, and a pushing force distribution. The calculation unit 64 is also provided.

抵抗力演算部58は、土圧計18a〜18Nと反力検出
センサ20a〜20mとの検出信号に基づいて、メモリ
54に格納してある計算式により、カッタヘッド16を
前進させる際の前部本体12が地山から受ける抵抗力を
演算し、演算結果を係数演算部60に出力する。そして
、係数演算部60は、抵抗力演算部58と変位演算部5
6との演算結果に基づいて、詳細を後述する抵抗力とカ
ッタヘッド16の変位との相関を示す係数、抵抗力とジ
ヤツキの押し力との相関を示す係数を求め、押し力分布
演算部64に送出する。また、目標変位演算部62は、
変位演算部56の出力信号とメモリ54の記憶内容とか
ら、カンタヘット16の変位の目標値からのズレ量を修
正するために、修正した新たな目標変位量(または修正
変位量)を演算し、押し力分布演算部64に出力する。
The resistance calculation unit 58 uses a calculation formula stored in the memory 54 based on the detection signals from the earth pressure gauges 18a to 18N and the reaction force detection sensors 20a to 20m to calculate the front body when moving the cutter head 16 forward. 12 calculates the resistance force received from the ground, and outputs the calculation result to the coefficient calculation unit 60. The coefficient calculation unit 60 includes the resistance calculation unit 58 and the displacement calculation unit 5.
Based on the calculation result of 6, a coefficient indicating the correlation between the resistance force and the displacement of the cutter head 16 and a coefficient indicating the correlation between the resistance force and the pushing force of the jack, which will be described in detail later, are calculated, and the pushing force distribution calculation unit 64 Send to. Further, the target displacement calculation unit 62
From the output signal of the displacement calculation unit 56 and the stored contents of the memory 54, a new corrected target displacement amount (or corrected displacement amount) is calculated in order to correct the deviation amount of the displacement of the canterhead 16 from the target value, It is output to the pushing force distribution calculation section 64.

押し力分布演算部64は、係数演算部60と目標変位演
算部62との出力信号から、カッタヘッド16の位置を
修正するためのスラストジヤツキ26a〜26nの押し
力分布を演算し、この演算結果に基づいた制御信号を電
磁切換弁34a〜34nと増幅器ユニット66とに出力
する。この増幅器ユニット66は、各比例電磁式リリー
フ弁38a〜38nに対応して設けた複数の増幅器から
構成してあり、各増幅器が押し力分布演算部64からの
信号を増幅して対応する比例を切代リリーフ弁38a〜
38nに出力し、設定圧力を変化させてスラストジヤツ
キ26a〜26nの押し力を調整する。
The pushing force distribution calculating section 64 calculates the pushing force distribution of the thrust jacks 26a to 26n for correcting the position of the cutter head 16 from the output signals of the coefficient calculating section 60 and the target displacement calculating section 62, and performs this calculation. A control signal based on the result is output to the electromagnetic switching valves 34a to 34n and the amplifier unit 66. This amplifier unit 66 is composed of a plurality of amplifiers provided corresponding to each of the proportional electromagnetic relief valves 38a to 38n, and each amplifier amplifies the signal from the pushing force distribution calculation section 64 to calculate the corresponding proportionality. Cut relief valve 38a~
38n and changes the set pressure to adjust the pushing force of the thrust jacks 26a to 26n.

上記の如く構成した実施例の作用は、次のとおりごある
The effects of the embodiment configured as described above are as follows.

、メモリ54には、回小し7ないキーボー1′等の入力
装置や外部記憶装置からrめ求めであるトンネル3+画
線や、発進開始時のカンタ−hソ116の目標変位しり
。、詳細を後述優る方向制御を行・)ための各種演算式
等が格納し、である。
The memory 54 contains the tunnel 3+ image obtained from input devices such as the keyboard 1' and external storage devices, as well as the target displacement of the canter 116 at the start of the start. , various arithmetic expressions, etc. for performing directional control, the details of which will be described later, are stored.

図丞しないモータが駆動j12、カッタへ・ノド1(j
が矢印17のように回転さセられるとともに、各スラス
I・ジヤツキ26a”26nの初期押し、カバターンに
基づいて、比例電磁式リリーフ弁38a〜・38. n
の圧力が設定される。そして、電磁切換弁34a〜・3
4nが切り換えられて、各スラストジヤツキ26a〜2
6nの底部側室32は、電磁切換弁34aへ□34nを
介して油圧源である可変容重ポンプ40に接続される。
The motor (not shown) drives j12 and the cutter and throat 1 (j
is rotated as shown by arrow 17, and proportional electromagnetic relief valves 38a to 38.n are activated based on the initial push and cover turn of each thrust I and jack 26a''26n.
pressure is set. Then, the electromagnetic switching valves 34a to 3
4n is switched and each thrust jack 26a to 2
The bottom side chamber 32 of 6n is connected to the electromagnetic switching valve 34a via □ 34n to a variable displacement heavy pump 40 which is a hydraulic power source.

スラストジヤツキ26a〜・26nの底部側室32が可
変容重ポンプ40に接続されると、底部側室32に作動
油がoT変容量ポンプ40から流入夛′る。このため、
スラストジヤツキ26L3〜26r+のロン1′が伸長
するよ・)にC/リンダが前部本体12を押しで前進す
るとともに、シリンダヘッド側室36の圧力が上Mする
。そし7て、シリンダヘッド側室36の圧力が比例電磁
式リリーフ弁38a〜38nの設定圧力を超えると、比
例電磁式リリフ弁38a〜38nが作動して・ンリンダ
ーノド側室36の作動油を油タンク42に排出し、シリ
ンダヘッド側室36内の圧力を設定JI3m!、て押し
力を所定の値に保持する。
When the bottom side chambers 32 of the thrust jacks 26a to 26n are connected to the variable displacement heavy pump 40, hydraulic oil flows from the OT variable displacement pump 40 into the bottom side chambers 32. For this reason,
As the thrust jacks 26L3 to 26r+ extend, the C/cylinder moves forward by pushing the front main body 12, and the pressure in the cylinder head side chamber 36 increases. Then, when the pressure in the cylinder head side chamber 36 exceeds the set pressure of the proportional electromagnetic relief valves 38a to 38n, the proportional electromagnetic relief valves 38a to 38n operate and drain the hydraulic oil in the cylinder nod side chamber 36 to the oil tank 42. Discharge and set the pressure in the cylinder head side chamber 36 to JI3m! , to maintain the pushing force at a predetermined value.

一方、レーザ測定器22は、トンネル掘削機lOの後方
から照射されたレーザ光に基づき、前部本体12、すな
わちカッタヘッド16の基準点からの相対位置を検出し
、演算制御器50のへ・ノド位置演算部52に入力する
。また、傾斜側24は、前部本体12の傾きを検出し7
てヘッド位置演算部52に入力する。
On the other hand, the laser measuring device 22 detects the relative position of the front main body 12, that is, the cutter head 16, from the reference point based on the laser beam irradiated from the rear of the tunnel excavating machine IO, and outputs the information to the arithmetic controller 50. It is input to the throat position calculation section 52. In addition, the inclined side 24 detects the inclination of the front main body 12.
and inputs it to the head position calculation section 52.

カッタヘッド】6に設けた土圧計1.8 a〜・18r
は、第3図に示したように、カッタヘッド16の前面に
作用する1圧F ll1− F ILのX方向成分FM
Ix 〜F IIX 、)’方向成分pHy −F+u
、y 、Z方向成分FUs〜F ti sを検出L7て
演算制御器50の抵抗力演警部58に入カシ−る。さら
に、反力検出センサ20aへ・20mは、グリッパ1.
9 a〜19rnに作用゛づる地山からの反力F + 
、F 2、FPを検出して抵抗力演算部58&ご入力す
る。
Cutter head】Earth pressure gauge installed on 6 1.8a~・18r
As shown in FIG.
Ix ~F IIX ,)' direction component pHy -F+u
, y, and Z direction components FUs to Ftis are detected L7 and input to the resistance force detector 58 of the arithmetic controller 50. Furthermore, the gripper 1.20m is connected to the reaction force detection sensor 20a.
9 Reaction force F + from the ground acting on a~19rn
, F2, FP is detected and inputted to the resistance force calculation section 58&.

そして、力センサ30a〜30 nは、第2図に示した
各スラストジヤツキ26a〜26nの押し力fI、fz
、−f、を検出し7,4演算制御器50の係数演算部6
0に入力する。
The force sensors 30a to 30n measure the pushing force fI, fz of each thrust jack 26a to 26n shown in FIG.
, -f, is detected and the coefficient calculation unit 6 of the 7,4 calculation controller 50
Enter 0.

演算制御器50のヘッド位置演賞部52は、傾斜側24
の検出信号に基づいて、前部本体12のローリング、ピ
ッチング、ヨーイングを演算するとともに、レーザ測定
器22の出力信号を取り込んでカッタヘッド】6の中心
の位!(以下、力・ンタヘッド]6の位置という)を演
算してメモリ54に記憶させ1、また変位演算部56に
入力する。
The head position effect section 52 of the arithmetic controller 50 is configured to
Based on the detection signal of , the rolling, pitching, and yawing of the front main body 12 are calculated, and the output signal of the laser measuring device 22 is taken in to calculate the center position of the cutter head ]6! (hereinafter referred to as the force/interhead position 6) is calculated and stored in the memory 54, and is also input to the displacement calculation section 56.

変位演算1部56は、ヘッド位置演算部52が演算した
カッタヘッドI6の位置を、メモリ54に記憶してある
前回ヘッド位置演算部52が求めたカッタヘッド位置ま
たは基準点と比較し、カッタヘッド】6の変位量Lノ(
U、■、W、θ8、θ2、θ1)を演算して係数演算部
60と目標変位演算部62とに出力する。ただし7、u
、v、wは原点0に対するX、y、Z方向の変位、θ8
、θ7、θ2は原点Oに対するx、y、z方向の角度変
位である。
The displacement calculation section 1 56 compares the position of the cutter head I6 calculated by the head position calculation section 52 with the cutter head position or reference point previously determined by the head position calculation section 52 stored in the memory 54, and determines the position of the cutter head I6. 】6 displacement Lノ(
U, ■, W, θ8, θ2, θ1) are calculated and output to the coefficient calculation unit 60 and target displacement calculation unit 62. However, 7, u
, v, w are displacements in the X, y, and Z directions with respect to the origin 0, θ8
, θ7, and θ2 are angular displacements in the x, y, and z directions with respect to the origin O.

他方、抵抗力演算部58は、土圧計18a〜18I!と
反力検出センサ20a〜20mとの検出信号に基づいて
、メモリ54に格納し、”ζある式により、前部本体1
2がカッタヘッド16の前面に作用する土圧分布や、グ
リッパ19a〜19mが受ける反力によるモーメントを
考慮したカッタヘッド16を前進させるときに受けた抵
抗力F、を演算し、演算結果を係数演算部60に入力す
る。
On the other hand, the resistance calculation unit 58 uses the earth pressure gauges 18a to 18I! Based on the detection signals from the reaction force detection sensors 20a to 20m, the front main body 1 is stored in the memory 54, and
2 calculates the resistance force F received when moving the cutter head 16 forward considering the earth pressure distribution acting on the front surface of the cutter head 16 and the moment due to the reaction force received by the grippers 19a to 19m, and calculates the calculation result as a coefficient. Input to the calculation unit 60.

係数演算部60は、カッタヘッド16の変位Uと他山に
よる抵抗力F、との相関を表す次式の係数Kを、過去数
回の変位Uと抵抗力F、との関係から類推して求める。
The coefficient calculation unit 60 estimates the coefficient K of the following equation, which expresses the correlation between the displacement U of the cutter head 16 and the resistance force F due to other threads, from the relationship between the displacement U and the resistance force F in the past several times. demand.

Fゆ−に一1J         ・−(1)ただし、
係数にの初期値、すなわち発進立坑からの掘削開始時の
係数には、土質やカッタへソド16に装着したカッタビ
ットの種類、トンネルの曲率等を考慮して力学的に、ま
たは過去の掘削経験やシミュレーション等により予め求
めておく。
F Yu-ni-ichi 1J ・-(1) However,
The initial value of the coefficient, that is, the coefficient at the start of excavation from the starting shaft, is determined mechanically or by past excavation experience, taking into account the soil quality, the type of cutter bit attached to the cutter head 16, the curvature of the tunnel, etc. This value is determined in advance by means of simulation or the like.

次に、係数演算部60は、式(1)を満足するような、
抵抗力F、とスラストジヤツキ26a〜26nの押し力
f (f I 、f 2 、’ −−一−−−−−−”
 f 、l)との相関を次式から求める。
Next, the coefficient calculation unit 60 calculates
The resistance force F, and the pushing force f (f I , f 2 , '--1-----) of the thrust jacks 26a to 26n
The correlation with f, l) is calculated from the following equation.

(以下余白) こJに1、■2.は、第3図に示したよ−)に、任意の
スラストシャツ碑26iの前部本体12における作用点
P Ii (a Ii+  F) li+  CIi)
と、この・ジヤツキの後部本体14へのロッドの取り付
は点Pzi(aアミ *  b 2r −CZ□)との
距離である。また、α、は2.y軸とスラストジヤツキ
の作用点Pliとの間の線分lがxy面となt角である
。さらに、β、ば任意のグリッパ19jの反カド、がx
y平面となず角であり、7には任意の土圧ij 1 B
 kの取り付は位置のy軸となす角であ、って、Dは原
点Oからグリッパの取り付は位置からX軸1′、にFろ
した垂線までの距離である。なお、第3図に示したrは
、y軸からグリッパまでの距離をボず。
(Left below) 1, ■2. is shown in FIG.
And, the attachment of the rod to the rear body 14 of this jack is the distance from the point Pzi (a * b 2r - CZ□). Also, α is 2. The line segment l between the y-axis and the point of action Pli of the thrust jack is at an angle t with the xy plane. Furthermore, if β, the anti-edge of any gripper 19j is x
It is an angle with the y plane, and 7 has an arbitrary earth pressure ij 1 B
The attachment k is the angle the position makes with the y-axis, and D is the distance from the origin O to the perpendicular line F drawn from the gripper attachment position to the X-axis 1'. Note that r shown in Fig. 3 is the distance from the y-axis to the gripper.

係数演算部60は、さらに次の式(3)に基づいて、抵
抗力F、とスラストジヤツキ26a〜26nの押し・力
f (f 、 、 f 、 、−−−f 、 )との相
関を示す係数Tを演)1.′1iる。
The coefficient calculation unit 60 further calculates the correlation between the resistance force F and the pushing force f (f, , f, , ---f, ) of the thrust jacks 26a to 26n based on the following equation (3). 1. '1iru.

f ”’ T ’ F *          〜−〜
−−(3)この係数′1゛は、スラストジヤツキ26 
a〜・26nの取り付は位置、土圧Bf 18 a〜1
81の取り付IJ位置、グリッパ19 a〜】9n1の
取り付は位置ζこよって決定される抵抗力F Rをfに
変換する7トリノクスであって2式(2)を満Mし、ス
ラスL゛’−? ツキ26 a 〜26 nの押し7カ
f、、f。
f ”' T ' F * 〜−〜
--(3) This coefficient '1' is the thrust jack 26
Installation position of a~・26n, earth pressure Bf 18 a~1
81 mounting IJ position, gripper 19 a~] 9n1 mounting is a 7 trinox that converts the resistance force FR determined by the position ζ into f, satisfies formula 2 (2)゛'−? Press 7 keys f, f for luck 26 a to 26 n.

f7がすベア制御値の範囲内にあり、かつ、 Ll  f 、  −、−、f 、、、 、  l  
         −−−−(4)(ただし、f、、。
f7 is within the range of the bare control value, and Ll f , −, −, f , , , l
-----(4) (However, f.

l ” f l とする)が最小となるような7と77
との相関は示す係数である。
7 and 77 such that l ” f l ) is the minimum
The correlation with is a coefficient that indicates.

方、目標変位演算部62ば、変位演算部56が求めたカ
ッタヘッド1Gの実際・の変4j7tJ 4、メモリ5
4に格納してある目標変4;7 Ll oと比較する。
On the other hand, the target displacement calculation unit 62 stores the actual displacement of the cutter head 1G determined by the displacement calculation unit 56.
Compare with the target change 4;7 Llo stored in 4.

そし7て、目標変位演算部62は、変位演算部56が求
めた変位Tの目標変(0〒−からのズしてくると、この
ズレを修正するための新たな目標変位〔)。
Then, the target displacement calculation unit 62 calculates a target displacement of the displacement T calculated by the displacement calculation unit 56 (when it deviates from 0〒−, a new target displacement [) to correct this deviation.

(または修正変位)を演算し、この新しい[1標変(☆
Uo(または修正変位)をメ七り54に格納するととも
6ご、押し2力分布演算部64に送出する。
(or modified displacement) and calculate this new [1 standard displacement (☆
Uo (or corrected displacement) is stored in the memory 54 and sent to the push force distribution calculation section 64.

押し力分布演算部64は、弐(1)、(,3)に基−づ
いて、目標変位演算部62が求めた新たな目標変位V。
The pushing force distribution calculation unit 64 calculates the new target displacement V calculated by the target displacement calculation unit 62 based on (1) and (, 3).

を得るのに必要な押し力Tcr、、rz 、−”−””
−’ r −)を演算し1、この演算した各スラストジ
ヤツキ26a〜26nの押し力fI、fzf7に応じて
比例電磁式リリーフブ’f、 38d〜38nの設定圧
力を変更する制御信号を増幅器1ユ、ット66に出力し
、また電磁切換弁34a〜・34nに開閉制御信号を与
える。以下、演算制御器50は、前記と同様にU2て、
カッタヘッド16を前進さセる際の前部本体12が地山
がら受ける抵抗を考慮してストジヤツキ26a〜・26
nの押し力f6、fzl、−−〜−−f 、を調整し、
カッタヘッド16の方向制御を行う。
The pushing force required to obtain Tcr, , rz , -”-””
-' r -)1, and outputs a control signal to the amplifier 1 to change the set pressure of the proportional electromagnetic relief valves 'f, 38d to 38n according to the calculated pushing forces fI and fzf7 of each thrust jack 26a to 26n. It outputs to the unit 66 and also gives an opening/closing control signal to the electromagnetic switching valves 34a to 34n. Hereinafter, the arithmetic controller 50 uses U2 as described above,
In consideration of the resistance that the front main body 12 receives from the ground when moving the cutter head 16 forward, the
Adjust the pushing force f6, fzl, --~---f of n,
Controls the direction of the cutter head 16.

従って、実施例は、演算制御器50が前部本体12に作
用する地山からの抵抗力を考慮し7たスラストジヤツキ
26 a 〜26 nのfi、fz、”f7を求め、カ
ッタヘッド16の目標変位に対するズレを自動的に修正
するため、従来のオペレータの経験に基づく制御と異な
り、正確な方向制御、掘進制御がb]能となる。しかも
、リアルタイムな制御を行えるばかりでなく、各スラス
トジヤツキ26a〜26nの制御を2値的制御でなく、
押し力をmv+するアナログ的な制御をするため、より
掘進制御の精度を高めることができる。
Therefore, in the embodiment, the arithmetic controller 50 calculates fi, fz, and "f7 of the thrust jacks 26 a to 26 n, taking into account the resistance force from the ground acting on the front main body 12, and Since deviations from the target displacement of the The control of the thrust jacks 26a to 26n is not binary control,
Since analog control is performed in which the pushing force is increased by mv+, the accuracy of excavation control can be further improved.

なお、ストロークセンサ28a〜28nは、スラストジ
ヤツキ26a〜26nのシリンダが前部本体12を介し
てカッタヘッド16を前進させると、スラストジヤツキ
26a〜26nのストローク量を検出する。そして、ス
ラストジヤツキ26a〜26nのいずれかのストローク
量が所定値に達すると、図示しない主制御装置から推進
停止信号が出力され、後部本体14を推進させる制御が
行われる。
The stroke sensors 28a to 28n detect the stroke amounts of the thrust jacks 26a to 26n when the cylinders of the thrust jacks 26a to 26n advance the cutter head 16 via the front body 12. When the stroke amount of any one of the thrust jacks 26a to 26n reaches a predetermined value, a propulsion stop signal is output from a main control device (not shown), and control to propel the rear main body 14 is performed.

後部本体14を推進する場合には、グリッパ18a〜1
8mをシリンダによって前部本体】2の半径方向に前進
させ、周囲の地山に押し付けて前部本体12を固定する
。その後、各itm切換弁34a〜34nを切り換えて
、比例電磁式リリーフ弁38a〜38nを!破切換弁3
4a 〜34nを介して可変容量ポンプ40に接続し、
スラストジヤツキ26a〜26nの底部側室32を電磁
切換弁34a〜34nを介して油タンク42に接続する
とともに、アーティキュレートジヤツキ(図示せず)を
駆動して後部本体14を前部本体12側に引き寄せる。
When propelling the rear main body 14, the grippers 18a to 1
8 m is advanced in the radial direction of the front body [2] by a cylinder, and the front body 12 is fixed by pressing it against the surrounding ground. After that, each itm switching valve 34a to 34n is switched, and the proportional electromagnetic relief valve 38a to 38n is switched! Break switching valve 3
4a to 34n to the variable displacement pump 40,
The bottom side chambers 32 of the thrust jacks 26a to 26n are connected to the oil tank 42 via the electromagnetic switching valves 34a to 34n, and an articulate jack (not shown) is driven to move the rear body 14 to the front body 12 side. attract to.

また、各スラストジヤツキ26a〜26nは、シリンダ
ヘッド側室36に比例電磁式リリーフ弁38a〜38n
の逆止弁を介して可変容量ポンプ40から作動油が流入
し、底部側室32内の作動油が油タンク42に排出され
、ロッドがシリンダ内に進入する。そして、ロッドが初
期位置に復帰させられると、前記したカッタヘッド16
の推進制御が再び開始される。
Further, each thrust jack 26a to 26n is provided with a proportional electromagnetic relief valve 38a to 38n in the cylinder head side chamber 36.
Hydraulic oil flows in from the variable displacement pump 40 through the check valve, the hydraulic oil in the bottom side chamber 32 is discharged into the oil tank 42, and the rod enters the cylinder. Then, when the rod is returned to the initial position, the cutter head 16 described above
Propulsion control is started again.

なお、前記実施例においては、本体が屈曲するアーティ
キュレート型のトンネル掘削機10について説明したが
、アーティキュレート型でないトンネル掘削機にも適用
することができる。また、本体は、軸方向に3つ以上に
分割されていてもよい。さらに、前記実施例においては
、カッタへ・ノド16の位置を検出するために、レーザ
測定器22と傾斜計24とを用いた場合について説明し
たが、位置検出は、坑内測量やジャイロ、距離計等を用
いて行ってもよい。さらに、実施例においては、レーザ
測定器22と傾斜計24とによってカッタヘッド16の
位置、変位を求める場合について説明したが、演算制御
器50にストロークセンサ28a〜28nの出力信号を
入力し、カッタヘッド16の位置や変位の演算に供して
もよい。
In the above embodiment, an articulated type tunnel excavator 10 with a bending main body has been described, but the present invention can also be applied to a non-articulated type tunnel excavator. Further, the main body may be divided into three or more parts in the axial direction. Furthermore, in the embodiment described above, the laser measuring device 22 and the inclinometer 24 were used to detect the position of the throat 16 to the cutter. You may also use the following. Furthermore, in the embodiment, a case has been described in which the position and displacement of the cutter head 16 are determined using the laser measuring device 22 and the inclinometer 24. It may also be used to calculate the position and displacement of the head 16.

[発明の効果] 上記に説明したように、本発明によれば、演算制御器が
土圧計と反力検出センサとの出力信号に基づいて、カッ
タヘッドを前進させる実際の他山による抵抗力を求める
とともに、この抵抗力とカッタヘッドの変位との関係か
ら、カッタへ・7ドの実際の変位が目標変位となるよう
に、本体が受ける地山からの抵抗力の影響を考慮した各
ジヤツキの押し力を求め、この押し力が得られるように
出力調整弁を制御する。このため、オペレータの経験に
基づく操作を必要とせず、方向制御が迅速に行え、掘進
精度の向上が図れる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the arithmetic controller calculates the actual resistance force caused by the other heap that advances the cutter head based on the output signals from the earth pressure gauge and the reaction force detection sensor. In addition, from the relationship between this resistance force and the displacement of the cutter head, each jack should be calculated taking into account the influence of the resistance force from the ground on the main body so that the actual displacement of the cutter 7D becomes the target displacement. Determine the pushing force and control the output adjustment valve so that this pushing force is obtained. Therefore, the direction control can be quickly performed without requiring operations based on the operator's experience, and the excavation accuracy can be improved.

また、土圧計をカッタヘッドの周方向に複数配置すると
ともに、カッタヘッドの前面に作用する土圧の直交する
3方向酸分を検出できるようにしたため、カッタヘッド
の前面に作用する土圧分布、本体が受けるモーメントを
も考慮した押し力が求められ、掘進精度をより向上する
ことができる。
In addition, multiple earth pressure gauges are arranged in the circumferential direction of the cutter head, and the soil pressure acting on the front surface of the cutter head can be detected in three directions perpendicular to each other. A pushing force is required that also takes into account the moment that the main body receives, and it is possible to further improve excavation accuracy.

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

第1は本発明の実施例に係るトンネル掘削機の方向制御
装置のプロンク図、第2図は実施例のスラストジヤツキ
の押し力と土圧計、グリッパの配置例を示す模式図、第
3図はスラストジヤツキの押し力とトンネル掘削機に作
用する抵抗力との関係説明図である。 10−−−−トンネル掘削機、16 ・・−・カッタヘ
ッド、18 a、  18 N、、−−−一土圧計、2
0a、20m−・・−・反力検出センサ、22.24−
−一・位置センサ(レーザ測定器、傾斜計)、26a、
26nスラストジヤツキ、28 a、  28 n  
−−−−一ストロークセンサ、30a、30n−・・・
力センサ、38a、38 n −−−−一出力調整弁(
比例電磁式リリーフ弁)、50  演算制御器1.56 推進力演算部、60 目標変(☆演算部、64 変角演算部、58 係数演1部、62 押し7力分布演算部。
1 is a prong diagram of the direction control device for a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the arrangement of the thrust jack, the earth pressure gauge, and the gripper of the embodiment, and FIG. 3 1 is an explanatory diagram of the relationship between the pushing force of the thrust jack and the resistance force acting on the tunnel excavator. 10---Tunnel excavator, 16...Cutter head, 18a, 18N,---1 Earth pressure gauge, 2
0a, 20m--Reaction force detection sensor, 22.24-
-1.Position sensor (laser measuring device, inclinometer), 26a,
26n thrust jack, 28a, 28n
-----One stroke sensor, 30a, 30n---
Force sensor, 38a, 38n ----One output regulating valve (
Proportional electromagnetic relief valve), 50 Arithmetic controller 1.56 Propulsion force calculation section, 60 Target change (☆ calculation section, 64 Variation angle calculation section, 58 Coefficient calculation section 1, 62 Push 7 force distribution calculation section.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)掘削機本体前面に回転可能に設けたカッタヘッド
の位置を検出する位置センサと、前記カッタヘッドを前
進させる複数のジャッキに対応して設けられ、各ジャッ
キの押し力を検出する複数の力センサと、 前記カッタヘッドに取り付けられ、カッタヘッドの前面
に作用する土圧を検出する土圧計と、前記本体の側部に
進退可能に設けた複数のグリッパのそれぞれの反力を検
出する複数の反力検出センサと、 前記各ジャッキが接続してある油圧回路中に各ジャッキ
に対応して設けられ、各ジャッキの押し力を調整する複
数の出力調整弁と、 前記土圧計と前記各反力検出センサとの出力信号に基づ
いて、前記カッタヘッドを前進させる際の抵抗力を演算
し、この演算結果と前記位置センサの出力信号とに基づ
いて、前記抵抗力と前記カッタヘッドの変位との関係を
求め、カッタヘッドの変位を修正する前記各ジャッキの
押し力を演算して前記各出力調整弁を制御する演算制御
器と、を有することを特徴とするトンネル掘削機の方向
制御装置。
(1) A position sensor that detects the position of the cutter head rotatably provided on the front surface of the excavator body, and a plurality of position sensors that are provided corresponding to the plurality of jacks that advance the cutter head and detect the pushing force of each jack. a force sensor; an earth pressure gauge that is attached to the cutter head and detects earth pressure acting on the front surface of the cutter head; and a plurality of earth pressure gauges that are attached to the cutter head and detect the reaction force of each of the plurality of grippers that are movably provided on the side of the main body. a reaction force detection sensor; a plurality of output adjustment valves provided corresponding to each jack in a hydraulic circuit to which each jack is connected to adjust the pushing force of each jack; the earth pressure gauge and each reaction force detection sensor; The resistance force when moving the cutter head forward is calculated based on the output signal from the force detection sensor, and the resistance force and the displacement of the cutter head are calculated based on the calculation result and the output signal from the position sensor. A directional control device for a tunnel excavator, comprising: a calculation controller that calculates the relationship between the following and calculates the pushing force of each of the jacks that corrects the displacement of the cutter head to control each of the output adjustment valves.
(2)前記土圧計は、前記カッタヘッドの周方向に複数
設けられ、それぞれが3方向の土圧を検出することを特
徴とする請求項1に記載のトンネル掘削機の方向制御装
置。
(2) The direction control device for a tunnel excavator according to claim 1, wherein a plurality of the soil pressure gauges are provided in a circumferential direction of the cutter head, and each of the soil pressure gauges detects soil pressure in three directions.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019149867A1 (en) * 2018-02-02 2019-08-08 Herrenknecht Aktiengesellschaft Device and method for continuously driving a tunnel

Cited By (4)

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CN111615583A (en) * 2018-02-02 2020-09-01 海瑞克股份公司 Device and method for continuous tunneling of tunnels
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