JPH05125896A - Automatic control method for shield excavating direction - Google Patents

Automatic control method for shield excavating direction

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JPH05125896A
JPH05125896A JP28763091A JP28763091A JPH05125896A JP H05125896 A JPH05125896 A JP H05125896A JP 28763091 A JP28763091 A JP 28763091A JP 28763091 A JP28763091 A JP 28763091A JP H05125896 A JPH05125896 A JP H05125896A
Authority
JP
Japan
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shield
display
line
target
excavation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP28763091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumio Kosaka
文夫 小坂
Hideo Enomoto
英夫 榎本
Hiroyuki Takahashi
博之 鷹觜
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JDC Corp
Original Assignee
JDC Corp
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Publication date
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Publication of JPH05125896A publication Critical patent/JPH05125896A/en
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a shield excavating direction automatic control method through which the excavating course of a shield excavator is continuously confirmed for controlling the shield excavator so as to keep its excavating direction along a planning line, and an obstacle existing between the shield excavator and a total station is prevented from disturbing the detection of a center on the excavating course of the shield excavator. CONSTITUTION:A longitudinal and a lateral line to express a display line for a shield excavation planning line in every direction are drawn on a display, and a target symbol to express the center of a shield (s) is continuously expressed on the display. The hydraulic pressure of a shield jack (sj) to press the shield (s) is selectively regulated on the expressed position of the target symbol to control the excavating direction of the shield (s).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、シールド掘進方向自
動制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shield excavation direction automatic control method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からシールド掘進方向の制御はいろ
いろ試みられているが、掘進済み跡に設けたトータルス
テーションからレーザー光線をシールド機に投射して
も、トータルステーションとシールド機の間に障害物が
多く存在せざるを得ないため、シールド機の受光素子に
レーザー光線が連続的に届かなくなる。このため、シー
ルド機の掘進中心の検出が困難となる問題点があった。
また、掘進経路の変遷の情報が間歇的に管制室に伝達さ
れるため、連続的な掘進経路の確認ができないという問
題点も残している。
2. Description of the Related Art Conventionally, various attempts have been made to control the direction of shield excavation, but even if a laser beam is projected onto a shield machine from a total station provided in a completed track, many obstacles exist between the total station and the shield machine. The laser beam cannot reach the light receiving element of the shield machine continuously because it is unavoidable. Therefore, there is a problem that it is difficult to detect the center of excavation of the shield machine.
Further, since the information on the transition of the excavation route is intermittently transmitted to the control room, there is a problem that the continuous excavation route cannot be confirmed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】シールド機の掘進経路
を連続的に確認すること。
[Problem to be Solved by the Invention] To continuously check the excavation route of a shield machine.

【0004】シールド機の掘進経路上の中心の検出がシ
ールド機とトータルステーションの間にある障害物に邪
魔されないで行われること。
The detection of the center of the excavation path of the shield machine is performed without being obstructed by an obstacle between the shield machine and the total station.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】ディスプレイ上に左右上
下方向のシールド掘進計画線表示ラインp1hl、p1
vlに沿って許容誤差範囲hal;valを表示する縦
横線を描いたディスプレイと、シールドsのピッチング
計p.mと、ストローク計付シールドジャッキstsj
と、ジャイロjroと、ローリング計rolの情報を入
力してシールドsの中心oの位置を連続的に算定する回
路と、前記算定したシールドsの中心oの位置を前記デ
ィスプレイにターゲットシンボルtarget.sとし
て連続的に表示する回路と、前記平面、垂直な方向のシ
ールド掘進計画線p1h、p1vとを記憶して、ディス
プレイ上の許容誤差範囲内に連続的に表示する回路と、
前記ディスプレイのターゲットシンボルtarget.
sの表示に応じてシールドジャッキsjの油圧の調整を
指示する回路と、からなり、前記ターゲットシンボルt
arget.sが許容誤差範囲hal;valの縦横線
の交叉部crに位置するときは、そのまま掘進を続け、
ターゲットシンボルtarget.sがその交叉部cr
より逸脱したときはシールドジャッキsjの油圧調整指
示回路の指示によりシールドジャッキsjの油圧を調整
し、ディスプレイ上のターゲットシンボルtarge
t.sを交叉部crに指向せしめることによりシールド
sの中心oを計画線p1h、p1vに近づけながら、更
にシールドsの掘進を続け、且つその際シールドsの中
心oを検出する方法として、エレクターeにターゲット
プリズムprを取りつけ、エレクターeをシールドsの
内周に沿って回転せしめ、これと共に回転するターゲッ
トプリズムprにトータルステーションtsから発射す
るレーザー光線を追尾せしめ、この追尾結果と前記ピッ
チング計pmとシールドジャッキsjのストローク計s
jm、ローリング計rol、ジャイロjroの計測情報
とを綜合して、シールドsの中心Oを連続的に検出する
掘進方向自動制御方法。
[Means for solving the problems] Shield excavation plan line display lines p1hl, p1 in the left-right and up-down directions on a display
A display in which vertical and horizontal lines are drawn to display the allowable error range hal; val along with vl, and a pitching meter p. m and shield jack with stroke gauge stsj
, A gyro jro, and a circuit for continuously calculating the position of the center o of the shield s by inputting the information of the rolling meter ro, and the calculated position of the center o of the shield s on the display target symbol target. a circuit for continuously displaying as s, a circuit for storing the planes of shield progress lines p1h, p1v in the plane and the vertical direction, and continuously displaying them within an allowable error range on the display,
The target symbol target.
a circuit for instructing the adjustment of the hydraulic pressure of the shield jack sj according to the display of s, and the target symbol t
target. When s is located at the intersection cr of the vertical and horizontal lines of the allowable error range hal; val, the excavation is continued,
Target symbol target. s is the intersection cr
When it deviates further, the hydraulic pressure of the shield jack sj is adjusted by the instruction of the hydraulic pressure adjustment instruction circuit of the shield jack sj, and the target symbol target on the display is displayed.
t. By directing s to the intersection cr, the center o of the shield s is brought closer to the planned lines p1h and p1v, and the excavation of the shield s is further continued, and at that time, the center o of the shield s is detected. The target prism pr is attached, the erector e is rotated along the inner circumference of the shield s, and the laser beam emitted from the total station ts is traced to the rotating target prism pr, and the tracking result, the pitching meter pm, and the shield jack sj. Stroke meter s
An automatic excavation direction control method that continuously detects the center O of the shield s by combining the measurement information of the jm, the rolling meter roll, and the gyro jro.

【0006】[0006]

【発明の作用】管制室において掘進経路が計画線から摺
れているか否かディスプレイ面で連続的に監視できる。
もし計画線より摺れると、管制室から指令を発してシー
ルドシャッキsjを、掘進経路が計画線より右下がり
か、右上がりか、左下がりか、左上がりかに従ってジャ
ッキパターン制御法則に従って制御する。またシールド
機sの中心oの検出はエレクターeを回転しながら行わ
れるので、自動追尾式トータルステーションtsとシー
ルド機sの間にある障害物にトータルステーションts
から発射されるレーザー光線l0 が一時的に遮られて
も、全体的には連続的にシールド機sの中心Oを検出す
ることができる。
In the control room, it is possible to continuously monitor on the display surface whether or not the excavation route slides from the planned line.
If it slides from the planned line, a command is issued from the control room to control the shield shuck sj according to the jack pattern control law depending on whether the excavation path is lowering to the right, rising to the right, lowering to the left, or rising to the left. Further, since the center o of the shield machine s is detected while rotating the erector e, the total station ts can be set on an obstacle between the automatic tracking type total station ts and the shield machine s.
Even if the laser beam l 0 emitted from is temporarily blocked, the center O of the shield machine s can be continuously detected as a whole.

【0007】[0007]

【実施例】【Example】

掘進制御 まづワンピッチ90cm毎に水平方向、垂直方向掘進計
画線plh,plvを設定し、これをディスプレイに入
力する。
(a) Excavation control The horizontal and vertical excavation plan lines plh and plv are set for each one pitch of 90 cm, and these are entered on the display.

【0008】図2a、図2bは水平、垂直方向掘進計画
線plh、plvをディスプレイに入力して計画線表示
ラインplhl、plvlとした場合を示している。
FIGS. 2a and 2b show the case where the horizontal and vertical direction excavation plan lines plh and plv are input to the display to form the plan line display lines plhl and plvl.

【0009】本発明方法ではこの水平、垂直方向掘進計
画線表示ラインplhl、plvlを1つのパターンに
集約して表示する。すなわち図1に示すように水平、垂
直方向掘進計画線表示ラインplhl、plvlを直交
してその交叉点oをシールド機sの中心に一致させる。
hal,valは掘進計画線表示ラインplhl、pl
vlに対する許容誤差範囲である。すなわち、ディスプ
レイ上に表示される実際シールド機中心oが垂直、水平
許容誤差範囲val、halの交叉部cr内にあれば掘
進は計画線plh、plvに沿って順調に進められてい
ることになる。
In the method of the present invention, the horizontal and vertical direction excavation plan line display lines plhl and plvl are collectively displayed in one pattern. That is, as shown in FIG. 1, the horizontal and vertical direction excavation plan line display lines plhl and plvl are orthogonal to each other so that the intersection point o thereof coincides with the center of the shield machine s.
hal and val are excavation plan line display lines plhl, pl
This is an allowable error range for vl. That is, if the actual shield machine center o displayed on the display is within the intersection cr of the vertical and horizontal allowable error ranges val and hal, it means that the excavation is proceeding smoothly along the planned lines plh and plv. ..

【0010】図3は計画線に対して実際の掘進経路が摺
れる状態を立体的に示し、図3aは図3のa−a時点の
ディスプレイの表示、図3bは図3のb−b時点のディ
スプレイを表示している。
FIG. 3 shows three-dimensionally the state in which the actual excavation path slides with respect to the planned line. FIG. 3a shows the display on the display at the time point aa in FIG. 3, and FIG. 3b shows the time point bb in FIG. The display of is displayed.

【0011】図4aは掘進計画線のベクトルαに対して
実際の掘進経路が右上がりになった場合を示す。γは計
画線ベクトルαと計画線から摺らそうとするベクトルβ
との合成ベクトルである。図4bは図4aを平面的にデ
ィスプレイに表示したものである。図4においてsta
rtはワンストロークの出発点を示している。
FIG. 4a shows a case in which the actual excavation route rises to the right with respect to the vector α of the excavation planning line. γ is the planned line vector α and the vector β that tries to slide from the planned line
Is a composite vector of and. FIG. 4b is a plan view of FIG. 4a. In FIG.
rt indicates the starting point of one stroke.

【0012】図5a、図5bは図4と同様掘進経路が右
下がりになった場合を示している。
5A and 5B show the case where the excavation path is downwardly sloping like FIG.

【0013】図1では、実際のシールド機中心O即ちタ
ーゲットシンボルXは水平計画線表示ラインplhlよ
りΘα、垂直計画線表示ラインplvlよりΘβだけ摺
れている。
In FIG. 1, the actual shield machine center O, that is, the target symbol X, is offset by Θα from the horizontal planning line display line plhl and by θβ from the vertical planning line display line plvl.

【0014】このようにターゲットシンボルXが計画線
plh、plvより摺れたときは、図6に示すジャッキ
パターン制御法則により計画線plh、plvに近づく
ように修正する。
When the target symbol X is displaced from the planned lines plh and plv in this way, the target symbol X is corrected to approach the planned lines plh and plv by the jack pattern control law shown in FIG.

【0015】即ち図1ではシールド機中心Oを表示する
ターゲットシンボルXは計画線plh、plvの中心O
より左下がりになっているので、表1のパターンP4に
相当する。
That is, in FIG. 1, the target symbol X indicating the shield machine center O is the center O of the planning lines plh and plv.
Since the angle is further to the left, it corresponds to the pattern P4 in Table 1.

【0016】ジャッキパターンについては後述する。The jack pattern will be described later.

【0017】このときはNo.3ジャッキ(j3)の圧
力を抜けばよい。この結果シールド機Sは右上りに押さ
れ計画線に近づくことになる。
At this time, No. The pressure of 3 jacks (j3) should be released. As a result, the shield machine S is pushed to the upper right and approaches the planned line.

【0018】bジャッキパターン 前述した通り、本発明方法では図1に示したターゲット
Sの位置を修正する基準として表1に示すジャッキパタ
ーン制御を採用している。
B Jack Pattern As described above, the method of the present invention employs the jack pattern control shown in Table 1 as a reference for correcting the position of the target S shown in FIG.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】表1において、 α:計画線plh、plv方向の掘進ベクトル β:偏位ベクトル γ:掘進ベクトルαと偏位ベクトルβとの合成 β′:修正ベクトル である。なお、ジャッキ番号(j1〜j10)は図11
に示してある。
In Table 1, α is the planned line plh, the excavation vector in the direction of plv β is the displacement vector γ is the composite of the excavation vector α and the displacement vector β β ′ is the correction vector The jack numbers (j1 to j10) are shown in FIG.
It is shown in.

【0021】表1において、パターンP1 :計画線plh、plvより右上がりにな
ったパターンを示している。このときは2番ジャッキj
2を追加する。このときr<αでrがαの左側に位置す
る。
Table 1 shows a pattern P1 : a pattern which goes to the right above the planned lines plh and plv. At this time, the second jack j
Add 2. At this time, when r <α, r is located on the left side of α.

【0022】パターンP2:計画線plh、plvより
左上がりになったパターンを示している。このときは1
1番ジャッキj11を追加する。このときr<αでrが
αの右側に位置する。
Pattern P2 : Shows a pattern that goes to the left above the planned lines plh and plv. At this time 1
Add No. 1 jack j11. At this time, when r <α, r is located on the right side of α.

【0023】パターンP3:計画線plh、plvより
右下がりになったパターンを示している。このときは1
0番ジャッキj10を追加する。このときr>αでrが
αの左側に位置する。
Pattern P3 : Shows a pattern that falls to the right of the planned lines plh and plv. At this time 1
Add 0th jack j10. At this time, r> α and r is located on the left side of α.

【0024】パターンP4:計画線plh、plvより
左下がりになったパターンを示している。このときは3
番ジャッキj3を追加する。このときr>αでrがαの
右側に位置する。
Pattern P4 : Shows a pattern that is lower left than the planned lines plh and plv. At this time 3
Add number j3. At this time, r> α and r is located on the right side of α.

【0025】上記のパターン制御は反力の関係からパタ
ーンp1 、p2 は計画線plh、plvより上向きにな
っているので、作動ジャッキj3〜j10以外の上方の
作動していないジャッキj2あるいはj11を追加す
る。
In the above pattern control, the patterns p 1 and p 2 are directed upward from the planned lines plh and plv due to the reaction force, so that the upper jacks j2 or j11 other than the operating jacks j3 to j10 are not in operation. To add.

【0026】これに対し、パターンp3 、p4 では実際
の掘進方向が計画線plh、plvより下向きになって
いるので作動ジャッキj3〜j10のうちの上方のジャ
ッキj3或いはj10の圧力を抜く。
On the other hand, in the patterns p 3 and p 4 , the actual excavation direction is downward from the planned lines plh and plv, so the pressure of the upper jack j3 or j10 of the operating jacks j3 to j10 is released.

【0027】すなわち、γ>αのときは作動中のジャッ
キj3〜j10のうちの上方のジャッキj3或いはj1
0の圧力を抜く。
That is, when γ> α, the upper jack j3 or j1 among the operating jacks j3 to j10.
Release 0 pressure.

【0028】γ<αのときは作動中のジャッキj3〜j
10以外の非作動中のジャッキj2あるいはj11の圧
力を追加することになる。
When γ <α, the operating jacks j3 to j
A pressure of inactive jacks j2 or j11 other than 10 would be added.

【0029】c計画線の設定 1ストローク計画線は1ストローク90cm毎に設定さ
れる。
C Setting of planning line A one-stroke planning line is set for each 90 cm of stroke.

【0030】図6、図7においてplh、plvは全体
掘進計画線で、図6、図7では1〜3ストロークについ
てのみ示されている。
In FIGS. 6 and 7, plh and plv are whole excavation plan lines, and in FIGS. 6 and 7, only strokes 1 to 3 are shown.

【0031】そして第1ストローク1st strok
eの終点においてシールドSの中心Oが全体計画線pl
h、plvよりΘα Θβだけ摺れ、イの点に位置した
とする。
And the first stroke 1st stroke
At the end point of e, the center O of the shield S is the overall planning line pl
It is assumed that it is located at the point a by sliding Θα Θβ from h and plv.

【0032】すなわちディスプレイ面ではターゲットX
が図8aのイの位置を表示している。
That is, on the display surface, the target X
Indicates the position of a in FIG. 8a.

【0033】そしてこのとき、一挙に全体計画線を第2
ストローク2nd strokeにおいてシールド機中
心0に戻そうとすると、シールドSに大きな方向変換力
が加わることになり好ましくない。このため、図6、図
7に示すように、第1次修正計画線1st adjus
t plを第2ストローク2nd strokeにおい
て設定する。すなわち、シールド機中心0は第2ストロ
ーク2ndstroke終点において、図6、図7のロ
の点を目指す第1次修正計画線1st adjust
plを設定する。その際ディスプレイ上の図8aの表示
しているターゲットのイは図8aのように計画線表示ラ
インの交叉点crpに一致させる。この操作はディスプ
レイの画面全体を図8aにおいて図8aの矢印8b方向
に移動することになる。
At this time, the entire planning line is set to the second line all at once.
Attempting to return to the shield machine center 0 at the stroke 2nd stroke is not preferable because a large direction changing force is applied to the shield S. Therefore, as shown in FIGS. 6 and 7, the first modified planning line 1st adjustment
Set t pl on the second stroke 2nd stroke. That is, the shield machine center 0 is at the end of the second stroke 2ndstroke, the first modified planning line 1st adjust aiming at point B in FIGS. 6 and 7.
Set pl. At this time, the target B shown in FIG. 8a on the display is made to coincide with the intersection point crp of the planned line display line as shown in FIG. 8a. This operation moves the entire screen of the display in the direction of arrow 8b in FIG. 8a in FIG. 8a.

【0034】つぎに第2ストローク2nd strok
eの終点において、実際に第1次修正計画線1st a
djust plが目指していたロに対し、Θα1 、θ
α2 だけ摺れた位置ロ′に位置している。
Next, the second stroke 2nd stroke
At the end point of e, the 1st modified planning line 1st a is actually
Whereas djust pl was aiming at Θα 1 , θ
It is located at position b ', which is slid by α 2 .

【0035】第3ストローク3rd strokeにお
いては、したがってロ’を起点として図6、図7に示す
第2次修正計画線2nd adjust plを設定
し、全体計画線plh、plvに一致する点ハを第3ス
トローク3rd strokeの終点において目指すも
のとする。
In the third stroke 3rd stroke, therefore, the second modified plan line 2nd adjust pl shown in FIG. 6 and FIG. 7 is set starting from b ′, and the point c corresponding to the overall plan lines plh, plv is set as the first point. Aim at the end of the 3rd stroke 3rd stroke.

【0036】この第2次修正計画線2nd adjus
t plを設定するに際してはディスプレイ面は図8
c、図8dに示すようにロ’を計画線表示ラインの交叉
点Crに一致させる。
This second modified planning line 2nd adjustment
When setting t pl, the display surface is shown in FIG.
c, as shown in FIG. 8d, b'is matched with the intersection point Cr of the planned line display line.

【0037】第3ストローク3rd strokeにお
いても終点において目標点ハに対してΘα1 、Θα2
け摺れた位置ハ’に位置したことを図6、図7、図8は
示している。
FIGS. 6, 7 and 8 show that the third stroke 3rd stroke is also located at the position c ′ which is slid by Θα 1 and Θα 2 with respect to the target point c at the end point.

【0038】以下同様に各々のストロークにおいて1ス
トローク計画線1stroke plがその都度設定さ
れる。
Similarly, in each stroke, one stroke planning line 1stroke pl is set each time.

【0039】dシールド機の中心検出 本発明においてはシールド機Sの中心Oの検出はターゲ
ットプリズムtarget prを取りつけたエレクタ
ーeを回転させ、この回転するターゲットプリズムta
rget prに自動追尾式トータルステーションts
のレーザー光線発射装置lejから発射されるレーザー
光線loを追尾させて行われる。
D Center Detection of Shield Machine In the present invention, the center O of the shield machine S is detected by rotating the erector e equipped with the target prism target pr and rotating the target prism ta.
Automatic tracking type total station ts on rget pr
The laser beam lo emitted from the laser beam emitting device lej is tracked.

【0040】図9、図10、図11において、Sはシー
ルド機、eはエレクター、rはローリング計、segは
セグメント、sjはシールドジャッキ、stsjはジャ
ッキストローク計付シールドジャッキ、tsは自動追尾
式トータルステーション、lejはトータルステーショ
ンtsのレーザー光線発射装置である。ejはエレクタ
ー伸縮ジャッキ、stejはストローク計付エレクター
伸縮ジャッキである。
In FIGS. 9, 10 and 11, S is a shield machine, e is an erector, r is a rolling gauge, seg is a segment, sj is a shield jack, stsj is a shield jack with a jack stroke gauge, and ts is an automatic tracking type. The total station lej is a laser beam emitting device of the total station ts. ej is an erector telescopic jack, and stej is an erector telescopic jack with a stroke gauge.

【0041】以下その検出順序について説明する。The detection order will be described below.

【0042】まずシールド機Sの位置姿勢を従来通り、
ローリング計γ、傾斜計pm、ジャイロ計jro、スト
ローク計付シールドジャッキstsjにより検出され
る。つぎにエレクターeを回転し、ターゲットプリズム
target prをトータルステーションtsからの
レーザー光線loが追尾しながらその回転軌跡からシー
ルド中心Oを検出する。
First, the position and orientation of the shield machine S are
It is detected by a rolling meter γ, an inclinometer pm, a gyro meter jro, and a shield jack stsj with a stroke meter. Next, the erector e is rotated and the shield center O is detected from the rotation locus of the laser beam lo from the total station ts following the target prism target pr.

【0043】このとき、エレクターeにはエレクター旋
回角度検出用エンコーダerdが取りつけられているの
で、ターゲットプリズムtarget prをレーザー
光線が追尾することによりエレクターeの回転軌跡から
シールド機Sの中心Oを検出することができる。さらに
エレクターeにはストローク計付きエレクターstej
を取りつけておくのでエレクター伸縮ジャッキejが伸
縮してもコンピューター制御により、シールド中心Oは
検出できる。
At this time, since the erector turning angle detection encoder erd is attached to the erector e, the laser beam follows the target prism target pr to detect the center O of the shield machine S from the rotation locus of the erector e. be able to. In addition, the erector e with stroke gauge is attached to the erector e.
The shield center O can be detected by computer control even if the erector expansion jack ej expands or contracts.

【0044】またsdはエレクターeに取りつけてセグ
メントsegの内空形状を検出する超音波距離計であ
る。したがって、セグメントsegの中心がシールドs
の中心Oと一致する方向の結合は、超音波距離計sdを
用いて、シールドsの中心Oを他の情報と合わせて検出
することができる。
Sd is an ultrasonic range finder which is attached to the erector e to detect the inner sky shape of the segment seg. Therefore, the center of the segment seg is the shield s.
The coupling in the direction coinciding with the center O of the shield s can be detected by using the ultrasonic rangefinder sd together with the center O of the shield s.

【0045】このように検出された中心Oはディスプレ
イにターゲットXとして連続的に入力される。
The center O thus detected is continuously input to the display as the target X.

【0046】e本発明システムのフローシート つぎに本発明システムのフローシートを表2に示す。E Flow Sheet of the System of the Present Invention Table 2 shows the flow sheet of the system of the present invention.

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】[0048]

【発明の効果】【The invention's effect】

a.掘進経路の変遷を連続的にディスプレイ面に表示で
きるので、掘進経路を計画線に近づけようとするシール
ドジャッキsjの制御が迅速に行える。
a. Since the transition of the excavation route can be continuously displayed on the display surface, the shield jack sj that attempts to bring the excavation route closer to the planned line can be quickly controlled.

【0049】b.1つの画面に水平掘進計画線表示ライ
ンplhlと垂直掘進計画線表示ラインplvlとをそ
の交叉点crpで直角に交叉せしめて表示するので、管
制室の監視者は一目で掘進経路が左下り、右下り、左上
り、右上りを判別でき、ジャッキパターンの制御指令も
迅速に行える。
B. The horizontal excavation plan line display line plhl and the vertical excavation plan line display line plvl are displayed at a right angle at the intersection point crp on one screen, so that the control room monitor can see the excavation route to the left and right at a glance. It is possible to discriminate between descending, upper left and upper right, and promptly issue jack pattern control commands.

【0050】c.エレクターeを回転しながらシールド
機sの中心Oを検出するので、トータルステーションt
sと、シールド機sとの間に障害物があって、トータル
ステーションtsのレーザー光線l0 を一時的に遮られ
ても連続的にシールド機sの中心oの検出を行うことが
できる。
C. Since the center O of the shield machine s is detected while rotating the erector e, the total station t
Even if there is an obstacle between s and the shield machine s and the laser beam l 0 of the total station ts is temporarily blocked, the center o of the shield machine s can be continuously detected.

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

【図1】本発明方法に用いるディスプレイの正面図。FIG. 1 is a front view of a display used in the method of the present invention.

【図2】aは水平全体計画線plhを表示したディスプ
レイの正面図。 bは垂直全体計画線plvを表示したディスプレイの正
面図。
FIG. 2A is a front view of a display displaying a horizontal overall planning line plh. b is a front view of a display displaying a vertical overall planning line plv.

【図3】aは計画線plと掘進経路の摺れを表すa−a
線を表示したディスプレイの正面図。 bは計画線plと掘進経路の摺れを表すa−a線を表示
したディスプレイの正面図。 cは計画線plと掘進経路の摺れを表すb−b線を表示
したディスプレイの正面図。
[Fig. 3] a is a-a which represents a deviation between the planned line pl and the excavation route
The front view of the display which displayed the line. b is the front view of the display which displayed the plan line pl and the aa line showing the deviation of the excavation route. c is the front view of the display which displayed the plan line pl and the bb line showing the deviation of the excavation route.

【図4】aは上向き掘進で右上がりの場合のベクトルの
斜視的説明図。 bはaの平面的ベクトル説明図。
FIG. 4A is a perspective explanatory view of a vector in the case of upward excavation and rising to the right. b is a plane vector explanatory view of a.

【図5】aは上向き掘進で右下がりになった場合の斜視
的説明図。 bはaの平面的説明図。
FIG. 5A is a perspective explanatory view of a case in which an excavation of an upward direction results in a downward slope to the right. b is a plane explanatory view of a.

【図6】水平全体計画線と水平ワンストローク計画線の
関係を示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between a horizontal overall planning line and a horizontal one-stroke planning line.

【図7】垂直全体計画線と垂直ワンストローク計画線の
関係を示す説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between a vertical overall planning line and a vertical one-stroke planning line.

【図8】aはストローク毎に計画線を変更した場合のデ
イスプレイの表示方法の概略図。 bはストローク毎に計画線を変更した場合のデイスプレ
イの表示方法の概略図。 cはストローク毎に計画線を変更した場合のデイスプレ
イの表示方法の概略図。 dはストローク毎に計画線を変更した場合のデイスプレ
イの表示方法の概略図。
FIG. 8A is a schematic view of a display display method when a planning line is changed for each stroke. b is a schematic view of a display method of a display when the planned line is changed for each stroke. c is a schematic diagram of a display method of the display when the planned line is changed for each stroke. d is a schematic view of the display method of the display when the planned line is changed for each stroke.

【図9】本発明方法を実施するシールド機の斜視図化し
た側面図。
FIG. 9 is a side view showing a perspective view of a shield machine for carrying out the method of the present invention.

【図10】同じく要部側面図。FIG. 10 is a side view of the same main part.

【図11】図10A−A矢視図。FIG. 11 is a view on arrow of FIG. 10A-A.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

s・・・シールド pl・・・計画線 plh・・・水平計画線 plv・・・垂直計画線 plhl・・・水平計画線表示ライン plvl・・・垂直計画線表示ライン jro・・・ジャイロ pm・・・ピッチング計 rol・・・ローリング計 seg・・・セグメント sj・・・シールドジャッキ stm・・・ストローク計 stsj・・・ストローク計付シールドジャッキ e・・・エレクター em・・・エレクター旋回モーター eg・・・エレクター旋回歯車 target.s・・・ターゲットシンボル pr・・・ターゲットプリズム ts・・・自動追尾式トータルステーション lej・・・レーザー光線発射装置 lo・・・レーザー光線 erd・・・エレクター旋回角度検出用エンコーダー o・・・シールド機sの中心 cr・・・垂直許容範囲valと水平許容範囲halと
の交叉部 crp・・・計画線表示ラインの交叉点 val・・・垂直掘進計画線plvに対する許容範囲 hal・・・水平掘進計画線plhに対する許容範囲 x・・・ディスプレイ上のターゲットシンボル pm・・・傾斜計(ピッチング計) stej・・・ストローク計付きエレクター伸縮ジャッ
キ ej・・・エレクター伸縮ジャッキ sd・・・超音波距離計 adjust pl・・・修正計画線
s ... Shield pl ... Planning line plh ... Horizontal planning line plv ... Vertical planning line plhl ... Horizontal planning line display line plvl ... Vertical planning line display line jro ... Gyro pm.・ ・ Pitching meter roll ・ ・ ・ Rolling meter seg ・ ・ ・ Segment sj ・ ・ ・ Shield jack stm ・ ・ ・ Stroke meter stsj ・ ・ ・ Shield jack with stroke meter e ・ ・ ・ Electa em ・ ・ ・ Elector swivel motor eg ・..Electr swivel gears target. s ... Target symbol pr ... Target prism ts ... Automatic tracking type total station lej ... Laser beam emitting device lo ... Laser beam erd ... Elector turning angle detection encoder o ... Shield machine s Center cr: intersection of vertical allowable range val and horizontal allowable range hal crp: intersection of planning line display line val ... allowable range for vertical excavation planned line plv hal: horizontal excavation planned line plh Allowable range for x: Target symbol on display pm: Inclinometer (pitching meter) stej: Elector telescopic jack with stroke meter ej ... Elector telescopic jack sd ... Ultrasonic rangefinder adjust pl. ..Modified planning lines

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディスプレイ上に左右上下方向のシール
ド掘進計画線表示ライン(p1hl)(p1vl)に沿
って許容誤差範囲(hal;val)を表示する縦横線
を描いたディスプレイと、シールド(s)のピッチング
計(pm)と、ストローク計付シールドジャッキ(s
t、sj)のストローク計(sjm)と、ジャイロ(j
ro)とローリング計(rol)との情報を入力してシ
ールド(s)の中心(O)の位置を連続的に算定する回
路と、前記算定したシールド(s)の中心(O)の位置
を前記ディスプレイにターゲットシンボル(targe
t.s)として連続的に表示する回路と、前記平面、垂
直な方向のシールド掘進計画線(p1h)(p1v)と
を記憶して、ディスプレイ上の許容誤差範囲内に連続的
に表示する回路と、前記ディスプレイのターゲットシン
ボル(target.s)の表示に応じてシールドジャ
ッキ(sj)の油圧の調整を指示する回路とからなり、
前記ターゲットシンボル(target.s)が許容誤
差範囲(hal;val)の縦横線の交叉部(cr)に
位置するときは、そのまま掘進を続け、ターゲットシン
ボル(target.s)がその交叉部(cr)より逸
脱したときはシールドジャッキ(sj)の油圧調整指示
回路の指示によりシールドジャッキ(sj)の油圧を調
整し、ディスプレイ上のターゲットシンボル(targ
et.s)を交叉部(cr)に指向せしめることにより
シールド(s)の中心(o)を計画線(p1h)(p1
v)に近づけながら、更にシールド(s)の掘進を続け
ることを特徴とするシールド掘進方向自動制御方法。
1. A display in which vertical and horizontal lines are drawn along the shield excavation plan line display lines (p1hl) (p1vl) in the left-right and up-down directions on the display, and vertical and horizontal lines are drawn to display the allowable error range (hal; val). Pitching meter (pm) and stroke jack shield jack (s)
t, sj) stroke gauge (sjm) and gyro (j
The circuit for continuously calculating the position of the center (O) of the shield (s) by inputting the information of ro) and the rolling meter (roll) and the position of the center (O) of the calculated shield (s). The target symbol (target) is displayed on the display.
t. a circuit for continuously displaying as s), and a circuit for storing the plane of shield plan line (p1h) (p1v) in the plane and the vertical direction and continuously displaying it within an allowable error range on the display, And a circuit for instructing the adjustment of the hydraulic pressure of the shield jack (sj) according to the display of the target symbol (target.s) on the display,
When the target symbol (target.s) is located at the intersection (cr) of the vertical and horizontal lines of the allowable error range (hal; val), the excavation is continued as it is, and the target symbol (target.s) is located at the intersection (cr). ), The oil pressure of the shield jack (sj) is adjusted by the instruction of the oil pressure adjustment instruction circuit of the shield jack (sj), and the target symbol (targ) on the display is displayed.
et. The center (o) of the shield (s) is aligned with the planned line (p1h) (p1) by orienting s) toward the intersection (cr).
v) A method of automatically controlling the shield advancing direction, which is characterized by continuing the excavation of the shield (s) while approaching v).
【請求項2】 ターゲットシンボル(target.
s)が許容誤差範囲(hal;val)の範囲外にある
ときは、掘進計画線(p1h)(p1v)に沿う掘進方
向ベクトル(α)を実際の掘進方向ベクトル(γ)に偏
位させるベクトルを偏位ベクトル(β)とし、この偏位
ベクトル(β)と反対方向に位置するシールドジャッキ
(sj)に油圧を加えるか、或いは偏位ベクトル(β)
の方向に位置するシールドジャッキ(sj)の液圧を抜
くかして、修正ベクトル(β′)を実際の掘進方向ベク
トル(γ)に加え、本来の掘進方向ベクトル(α)に向
けて修正するようにした、請求項1のシールド掘進方向
自動制御方法。
2. A target symbol (target.
When s) is outside the allowable error range (hal; val), the vector for excavating the excavation direction vector (α) along the excavation plan line (p1h) (p1v) to the actual excavation direction vector (γ) Is a displacement vector (β), and hydraulic pressure is applied to the shield jack (sj) located in the opposite direction to this displacement vector (β), or the displacement vector (β)
The shield jack (sj) located in the direction of is removed by hydraulic pressure, and the correction vector (β ′) is added to the actual excavation direction vector (γ) to correct it toward the original excavation direction vector (α). The method for automatically controlling the shield excavation direction according to claim 1.
【請求項3】 前記油圧を加えるべきシールドジャッキ
(sj)或いは油圧を抜くべきシールドジャッキ(s
j)をディスプレイ上に表示する回路を設けた、請求項
2のシールド掘進方向自動制御方法。
3. A shield jack (sj) to which the hydraulic pressure is applied or a shield jack (s) to release the hydraulic pressure.
The method for automatically controlling the shield excavation direction according to claim 2, further comprising a circuit for displaying j) on the display.
【請求項4】 シールド(s)の中心(o)を検出する
方法として、エレクター(e)にターゲットプリズム
(target.pr)を取りつけ、エレクター(e)
をシールド(s)の内周に沿って回転せしめ、これと共
に回転するターゲットプリズム(target.pr)
にトータルステーション(ts)から発射するレーザー
光線(lo)を追尾せしめ、この追尾結果とピッチング
計(pm)と、シールドジャッキ(sj)のストローク
計(sjm)と、ジャイロ(jro)と、ローリング計
(rol)との計測情報とを綜合して、シールド(s)
の中心(O)を検出する請求項1のシールド掘進方向自
動制御方法。
4. A method for detecting the center (o) of the shield (s), a target prism (target.pr) is attached to the erector (e), and the erector (e) is attached.
Is rotated along the inner circumference of the shield (s), and the target prism (target.pr) that rotates together with the shield is rotated.
The laser beam (lo) emitted from the total station (ts) is tracked, and the tracking result and pitching meter (pm), stroke meter (sjm) of shield jack (sj), gyro (jro), and rolling meter (roll) are tracked. ) And the measurement information, and the shield (s)
The method for automatically controlling a shield excavation direction according to claim 1, wherein the center (O) of the shield is detected.
【請求項5】 実際の掘進経路がストローク終点におい
て大きく計画線(pl)と異なったとき、その計画線と
異なった点(イ)を基準として計画線と異なる修正計画
線(adjust.pl)をコンピューターに入力して
記憶せしめ、この記憶した修正計画線(adjust.
pl)を当初の計画線(pl)に代えてディスプレイ面
に連続的に入力し、すなわち、前記計画線(pl)と異
なった点(イ)をディスプレイの計画線表示ライン(p
lhl、plvl)の交叉点(crp)に移し、以後デ
ィスプレイ上に前記記憶した修正計画線(adjus
t.p.l)を計画線表示ライン(plhl、plv
l)の位置に交代して連続的に入力する請求項(1)な
いし(4)の何れか1に記載のシールド掘進方向自動制
御方法。
5. When the actual excavation route greatly differs from the planned line (pl) at the stroke end point, a modified planned line (adjust.pl) different from the planned line is set on the basis of the point (a) different from the planned line. The correction plan line (adjust.
Pl) is continuously input on the display surface in place of the original planning line (pl), that is, the point (a) different from the planning line (pl) is input to the planning line display line (p) of the display.
lhl, plvl) to the intersection (crp), and then the corrected plan line (adjus) stored on the display.
t. p. l) is the planning line display line (plhl, plv
The shield digging direction automatic control method according to any one of claims (1) to (4), wherein the position is alternately input to the position of l) continuously.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002188389A (en) * 2000-12-20 2002-07-05 Toda Constr Co Ltd Blasting excavation and drilling method for tunnel, and drilling system
CN117516550A (en) * 2024-01-04 2024-02-06 三一重型装备有限公司 Path planning method and system, and readable storage medium

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