JPH05141185A - 小口径管推進機の自動推進装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 自動的に推進を調整する小口径管推進機の自
動推進装置および方法を提供する。 【構成】 堀進屈曲方向を制御する制御装置３０と、ジ
ャッキ油圧等の圧力センサー、カッタ回転センサー、レ
ーザターゲットの位置、角度センサー等のセンサー群５
０と、制御装置により作動するジャツキ伸縮切換弁等の
バルブ群７０と、バルブ群７０を介して作動するアクチ
ュエータ群８０とからなる小口径管推進機において、制
御装置は、センサー群からの信号を計測をする自動計測
部３０ｂと、入力装置からの指令と、センサー群から自
動計測部３０ｂを介して入る信号とから堀進条件等を選
択するエキスパートシステム部３０ａと、エキスパート
システム部とセンサー群とからの信号によりバルブ群等
を制御する自動制御部３０ｃと、自動制御部の制御をセ
ンサー群からの情報により自動制御を変更するフアジィ
推論部３０ｄとからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小口径管推進機の自動
推進装置および制御方法に係わり、特には、小口径管推
進機の推進力、推進方向を検出する推進検知装置を設
け、自動的に推進を調整する小口径管推進機の自動推進
装置および方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、小口径管推進機の掘進方法として
は、図９に示すように、まず、先導管２１１と推進装置
２１２をセットした後に、カッタ２１３を回転させ、立
抗内の推進装置２１２の後部推進ジャッキ２１４で先導
管２１１を推進する。つぎに、後部推進ジャッキ２１４
を後退させ、次の埋設管２１５（スクリュー２１６内
蔵）を接続し、カッタ２１３を回転させ、後部推進ジャ
ッキ２１４で埋設管２１５を介して押し先導管２１１を
推進する。この作業を繰り返し、埋設管２１５を埋設し
ながら先導管２１１を到達立抗２１７に到達させる。こ
のとき、先導管２１１を推進させるとともに所定の掘進
計画線（Ａ）に沿ってズレがないように方向を修正しな
がら、次々に埋設管２１５を接続して行く。この先導管
２１１が到達立抗２１７に到達すると、到達立抗２１７
より先導管２１１の回収を行う。先導管２１１の回収が
終了すると、スクリュー２１６を発進立抗内２１８へ引
き抜き、順次回収する。次に、ケーシング２１９を発進
立抗内２１８へ引き抜き順次回収した後に、推進装置２
１２を撤去して作業を完了する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、小口径
管推進機の掘進において、先導管の掘進方向および堀進
速度はオペレータの経験と勘に頼っており、熟練したオ
ペレータでもほぼ計画線に沿って施工するのは非常に困
難である。特に、作業者も不足している今日では熟練し
たオペレータを確保することは難しく、操作の単純化お
よび省力化が求められている。また、単純化されるとと
もに、精度の向上も求められている。

【０００４】本発明は上記問題に着目し、小口径管推進
機の自動推進装置および方法に係わり、特には、小口径
管推進機の推進力、推進方向を検出する推進検知装置を
設け、自動的に推進を調整する小口径管推進機の自動推
進装置および方法の改良を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、本発明に係わる第１の発明では、堀進方向のズレ
あるいは屈曲方向を修正する等の制御する制御装置３０
と、推進ジャッキ装置、油圧モータ、の圧力センサー、
あるいは、カッタの回転センサー、レーザターゲット等
の位置、角度センサー等の各種センサー群５０と、制御
装置３０からの指令により作動するジャツキ伸縮切換
弁、ジャッキ速度制御弁、等のバルブ群７０と、バルブ
の作動により圧力を受け各種のアクチュエータ群８０
と、バルブ群７０を介して作動する各種アクチュエータ
群８０と、からなる小口径管推進機において、制御装置
３０は、センサー群５０からの信号により演算し、自動
計測をする自動計測部３０ｂと、作業を始めるときの入
力装置からの指令と、作業中の土圧等のセンサー群から
自動計測部３０ｂを介して入る信号とから堀進条件等を
選択するエキスパートシステム部３０ａと、エキスパー
トシステム部３０ａとセンサー群５０とからの信号によ
りポンプ、あるいはバルブ群等を制御する自動制御部３
０ｃと、自動制御部の制御をセンサー群からの情報によ
り自動制御を変更するフアジィ推論部３０ｄとからな
る。

【０００６】また、第２の発明では、先導管の方向を計
測し修正しながら後方に設けた推進駆動部により推力を
与えて掘進する小口径管推進機において、堀進する土
質、Ｎ値、被水圧等の条件をエキスパートシステム部に
入力し、入力された条件により、推進速度、推進力、カ
ッタ回転速度、等の堀進条件をエキスパートシステム部
により選択し、選択された条件により堀進を行いながら
センサーからの信号により実際の前記堀進条件を測定
し、前記エキスパートシステム部により設定された条件
と実測された条件が異なるときには、ファジイ推論部に
より堀進条件を変更し、堀進を修正する。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、入力装置により、施工する
現場の土質条件等を入力し、その入力によってエキスパ
ートシステムが判断し、その条件に見合った掘削速度、
カッタヘッド種類等の施工条件を決定するとともに、条
件あるいは注意事項等をモニターに表示する。表示され
た条件等を見てオペレータが運転を開始すると、駆動装
置が作動し、堀進を開始する。この堀進をセンサーで検
出して、ファジー推論部による制御装置にフイードバッ
クし、制御装置よりアクチュエータに指令が出されるた
め、熟練しないオペレータでも簡単に操作ができるとと
もに、堀進中も堀進方向、堀進速度等の手動操作が必要
がなくなるために省力化ができる。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の小口径管推進機の自動推進
装置およびその制御方法の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。図１、図２は本発明の小口径管推進
機の自動推進装置の１実施例の概略を示す構成断面図を
示す。図３は本発明の小口径管推進機の自動推進装置の
ブロック図を示す。

【０００９】図１、図２において、小口径管推進機１
は、地表から掘削された発進立抗２内に固設されるベー
ス３上に推進駆動部１０が進退移動可能に設置されてい
る。上記推進駆動部１０は、先導管４と、先導管４ある
いは埋設管（ヒューム管）５を押進する少なくとも２個
以上の推進ジャッキ６と、先導管４の先端に配設された
デイスクカッタ７および土砂を排出するスクリュー８を
回転する油圧モータ９と、スクリュー８の中に設けられ
先導管４の先端より吐出し土しょう材を排出するための
水を吐出する土しょうポンプ１１と、からなる。

【００１０】先導管４は、前部先導管４ａと後部先導管
４ｂとから構成され、前部先導管４ａと後部先導管４ｂ
とは球部４ｃで連結され、搖動シリンダ１２の伸縮によ
り屈曲する。屈曲角度はストロークセンサ１２Ａにより
検出されている。先導管４の先端部には、デイスクカッ
タ７が先導管４のケース４ｄに軸受１３に支持され回転
自在に配設されている。デイスクカッタ７はスクリュー
８を介して油圧モータ９によりトルクを受け回転する。
スクリュー８の外側にはケーシング１４が配設され、ケ
ーシング１４の内部では土しょう材をスクリュー８の回
転により発進立抗より外部に排出している。また、スク
リュー８の途中で、後部先導管４ｂのほぼ中央部にはピ
ンチ弁１５が配設され、土しょう材１６の排出量を調整
している。

【００１１】ケース４ｄの外周部には外部の土圧を測定
する土圧計１７が配設されている。また、先導管４の前
方のヘッド内部１８の土圧を測定するヘッド内部土圧計
１９が配設されている。さらに、先導管４の先端より吐
出する土しょうポンプ１１の吐出圧力を測定する水注入
圧力計２１が配設されている。また、後部先導管４ｂの
ほぼ中央部の外周には、土砂と先導管４あるいは埋設管
との摩擦を低減する滑材吐出口２２が配設され、図示し
ない滑材用ポンプからの滑材を滑材吐出口２２から土砂
２３と先導管４あるいは埋設管５の間に吐出している。

【００１２】さらに、先導管４内の後方近傍にはレーザ
ターゲット２５が配設され、発進立抗２内に配設された
レーザトランシット２６からのレーザ光２６ａを受けて
当たった位置で掘進方向線との鉛直なズレ、ピッチン
グ、ローリング角度、あるいは、ヨーイング角度を検出
している。

【００１３】推進ジャッキ６には、押し板２７を介して
埋設管５が当接され、埋設管５を図示で左方に移動させ
るようになされている。また、推進ジャッキ６は発進立
抗２の側壁面にそって設置される反力受２７に対し推進
ジャッキ６のピストンロッド６Ａを伸長することにより
押し板２７を図示で左方向に前進させるが、このとき、
埋設管５に対して先導管４の内部に少なくとも４本の搖
動シリンダ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが、例えば
図示４のごとく配設されているので、搖動シリンダの伸
長の組み合わせにより、搖動シリンダ１２ａ、１２ｂ、
と搖動シリンダ１２ｃ、１２ｄとを組み合わせて、埋設
管に紙面の上下方向の伸長に差をもたせたり、あるい
は、図示していないが紙面の前後方向に差を持たせたり
して前部先導管４ａを後先導管４ｂに対して屈曲させ堀
進方向を曲げたり、ズレを修正したりしている。また、
先導管４は水平、垂直方向、あるいは斜め方向のいずれ
かの方向に、埋設管５を介して推進ジャッキ６により押
すことができる。また、このとき、前部先導管４ａを後
部先導管４ｂに対する屈曲角度は搖動角度センサ（スト
ロークセンサでも良い。）１２Ａ、１２Ｂにより検出さ
れている。この搖動角度センサ１２Ａ、１２Ｂは搖動シ
リンダに設けて計測しても良い。

【００１４】レーザトランシット２６からのレーザ光２
６ａによりレーザターゲット２５が測定した位置ズレ、
ピッチング、ローリング角度、あるいは、ヨーイング角
度等の計測値は発進立抗２外に配設されたコンピュータ
３０の自動計測部３０ｂに送られて演算される。この演
算値は掘進の計画目標線と比較され、計画目標線に対し
てズレているときには、後述するように前部先導管４ａ
の方向を変えてデイスクカッタ７の方向を傾けてその推
進方向を修正しながら掘進をして行く。

【００１５】図３は本発明の小口径管推進機の掘進方向
装置のブロック図を示す。小口径管推進機１には、例え
ば、土質特性、カッタヘッド型式等を入力する入力装置
４０と、入力条件により堀進条件を選択し、小口径管推
進機１の堀進を制御するとともに、堀進中の速度、堀進
方向のズレあるいは屈曲方向を修正する等の制御する制
御装置３０と、推進ジャッキ装置、油圧モータ、の圧力
センサー、あるいは、カッタの回転センサー、レーザタ
ーゲット等の位置、角度センサー等の各種センサー群５
０と、制御装置３０からの指令により作動するジャツキ
伸縮切換弁、ジャッキ速度制御弁、等のバルブ群７０
と、バルブの作動により圧力を受け各種のアクチュエー
タ群８０と、バルブ群７０を介して作動する各種アクチ
ュエータ群８０と、各種アクチュエータ８０を駆動する
圧力を発生するポンプおよびエアコンプレッサ群９０
と、制御装置３０の結果を表示する表示装置１００と、
からなる。

【００１６】制御装置３０は、センサー群５０からの信
号により演算し、自動計測をする自動計測部３０ｂと、
作業を始めるときの入力装置からの指令と、作業中の土
圧等のセンサー群から自動計測部３０ｂを介して入る信
号とから堀進条件等を選択するエキスパートシステム部
３０ａと、エキスパートシステム部３０ａとセンサー群
５０とからの信号によりポンプ、あるいはバルブ群等を
制御する自動制御部３０ｃと、自動制御部の制御をセン
サー群からの情報により自動制御を変更するフアジィ推
論部３０ｄとからなる。

【００１７】図５、図６は本発明の小口径管推進機の自
動推進装置の各装置の接続の詳細を示している。図３に
おいてセンサー群４０は以下のセンサから構成されてい
る。推進ジャッキの推力を圧力で測定する圧力センサ４
１と、ディスクカッタの回転トルクを測定するトルクセ
ンサ４２と、ディスクカッタの回転数を測定する回転セ
ンサ４３と、推進ジャッキのストロークを測定するポテ
ンショメータ（リミットスイッチでも良い。）４４と、
先導管の位置のズレ、ローリング等を測定するレーザタ
ーゲットセンサ２５と、前部先導管の搖動角度を測定す
る搖動角度センサ１２Ａと、先導管および埋設管と土砂
との間を潤滑する滑材注入圧力センサ４５と、先導管の
先端より水、土しょう材を吐出する土しょう材圧力セン
サ４６と、先導管の前面の土圧を測定する前面土圧セン
サ４７と、先導管のヘッド内部の土圧を測定する内部土
圧センサと、からなっている。各センサは、入出力チャ
ンネル５１（Ｉ／Ｏ）を介して制御装置３０に接続され
ている。

【００１８】制御装置３０からは、一つは入出力チャン
ネル５２、リレーボード５３あるいはアンプ５４ａ、５
４ｂ、・・を介して、バルブ群７０（スイッチを含
む。）に接続されている。バルブ群７０は以下のバルブ
より構成されている。推進ジャッキに接続され伸縮を制
御するジャッキ用切換弁７１と、推進ジャッキに接続さ
れ伸縮の速度を制御するジャッキ速度用制御弁７２と、
カッタモータ（油圧モータ）の回転方向を制御するモー
タ用切換弁７３と、カッタモータ（油圧モータ）の回転
速度を制御するモータ回転速度用制御弁７４と、先導管
の搖動角度を制御する搖動ジャッキ用の切換弁７５と、
ピンチ弁の圧力を制御するピンチ弁用制御弁、滑材注入
圧力を制御する滑材注入用制御弁７６と、土しょう材圧
力を制御する土しょう材用制御弁７７と、排土量を調整
するピンチ弁を制御するピンチ弁用圧力制御弁７８、と
からなっている。

【００１９】また、制御装置３０からは、他にキーボー
ド等の入力装置４０、および、プリンタ１００ａ、ＣＲ
Ｔ１００ｂ、ＩＣカードリードライタ１００ｃ（施工デ
ータの保存）等の表示装置１００が接続されている。さ
らに、制御装置３０は無停電電源１２０に接続されてい
る。

【００２０】アクチュエータ群８０は図３に示すように
バルブ群７０の各バルブに接続され以下のアクチュエー
タにより構成されている。ジャッキ速度用制御弁を介し
てジャッキ用切換弁に接続され先導管、埋設管を図示の
作法に堀進する推進用ジャッキ８１と、モータ速度用切
換弁を介してモータ用切換弁に接続されたカッタモータ
（油圧モータ）９と、搖動ジャッキ用の切換弁に接続さ
れた搖動ジャッキ１２と、ピンチ弁用制御弁に接続され
たピンチ弁１５と、からなっている。

【００２１】また、滑材注入用制御弁７６は滑材注入用
ポンプ９１に、土しょう材用制御弁７７は土しょう材用
ポンプ９２に接続されている。他の油圧により作動する
バルブ、アクチュエータは油圧ユニット９３内の油圧ポ
ンプにそれぞれ接続されている。コンプレッサ９４も同
様に空圧により作動するバルブ、アクチュエータにそれ
ぞれ接続されている。

【００２２】上記構成において、作動について説明す
る。図８において、概略を説明する。ステップ１では、
掘削現場の環境により土質等の条件を入力装置４０より
入力する。ステップ２では、入力条件に合わせてエキス
パートシステム部３０ａにより最適な堀進条件を選択す
る。ステップ３では、エキスパートシステム部３０ａに
より選択された最適な堀進条件が自動制御部３０ｃに指
令される。ステップ４では、自動制御部３０ｃより、各
条件に合わせて制御すべきバルブ群７０のバルブに指令
が出される。ステップ５では、制御されたバルブに合わ
せてアクチュエータが作動し堀進が行われる。ステップ
６では、堀進中に測定される堀進速度、排土量等の堀進
状態、あるいは堀進計画線に対するズレ等が計測され
る。ステップ７では、自動計測部３０ｂにて測定された
堀進中の測定値と当初エキスパートシステム部３０ａに
より選択された堀進条件の設定値と比較される。ステッ
プ８では、ステップ７の比較値が等しいか、小さいかあ
るいは大きいかが判定される。ステップ８で等しい場合
には、ステップ５に戻りそのままの条件で堀進される。
小さいかあるいは大きい場合には、ステップ９に行き、
フアジィ推論部３０ｄにより堀進条件が変更される。変
更された条件はステップ２に戻り、エキスパートシステ
ム部３０ａにより再度最適な堀進条件を選択する。

【００２３】具体的には、例えば次のように実施され
る。まず、オペレータが入力装置４０により、例えば、
図７に示すような土質条件の土質（粘質土、シルト、砂
・砂質土、礫、等）のうちＣＲＴ１００ｂに表示される
中から、これから堀進するのに該当するものを選択す
る。次に、モニターに表示される、Ｎ値、例えば、粘質
土あるいはシルトの場合にＮ値の、５〜２０、２１〜５
０、から何れかを選択する。さらに、被水圧を同様に表
示されたものから選択する。

【００２４】この結果、エキスパートシステム部３０ａ
により、礫質土用のデイスクカッタ式か、砂質土用のカ
ッタビット式か、あるいは粘質土用のカッタビット式か
の何れかがＣＲＴ１００ｂに選別されて表示される。ま
た、エキスパートシステム部３０ａはピンチ弁１５の使
用、及びコンプレッサ９４の用意等を表示する。さら
に、カッタヘッド７の種類を選別するとエキスパートシ
ステム部３０ａは、粘質土、シルト、砂・砂質土、礫、
等のＮ値、被水圧等に応じて、例えば、礫が多量含まれ
ており、Ｎ値の大きいものにはカッタディスク７の推進
圧力は大きくし、かつカッタデイスク７の回転速度、及
び推進速度は遅くする値を表示し、また、砂などが多く
Ｎ値の小さいものには推進圧力は小さくし、カッタデイ
スク７の回転速度、及び推進速度を速くするなど、その
現場に合わせてデイスク７の回転速度、および堀進速度
すなわち推進ジャッキ６のジャッキ速度と、推進ジャッ
キ６の推進圧力が最適なものから順番に表示される。

【００２５】また、同様にピンチ弁１５の絞りも現場に
合わせて選択され、堀進条件に含まれて表示される。こ
のうちから、オペレータは現場の環境、日程等の条件を
考慮して現場に合った条件を選択する。この選択された
条件に合わせて、エキスパートシステム部３０ａより自
動制御部３０ｃに最適な組み合わせを指令する。自動制
御部３０ｃでは、その条件に合わせて、オペレータの起
動によりバルブ群７０の制御を行い、各アクチュエータ
を作動させて堀進を開始する。

【００２６】上記実施例では、粘質土等、あるいはＮ値
等を順番にＣＲＴ１００ｂを見ながら指定したが、各条
件を入力すると、一度にエキスパートシステム部３０ａ
が最適条件を指定するようにしても良い。また、ＣＲＴ
１００ｂを見ながら指定する場合と、条件を入力すると
一度で指定される場合を入力装置４０から指定できるよ
うにしても良い。

【００２７】エキスパートシステム部３０ａの指定によ
り堀進条件が設定され、オペレータが起動スイッチを操
作し、堀進を開始して行き堀進条件とズレが生じた場合
には、ファジィ推論部３０ｄが作動し、堀進条件が土砂
に見合うように変更される。例えば、礫が多量に含まれ
ており、かつ、Ｎ値が大きいと仮定していたにも係わら
ず、現場の礫が普通であり、かつ、Ｎ値も中くらいのと
きには、推進圧力を若干下げ、かつカッタデイスク７の
回転速度、及び推進速度も若干上げる。また、現場の礫
が少なく、かつ、Ｎ値も小さいときには、推進圧力を下
げ、かつカッタデイスク７の回転速度、及び推進速度も
上げるなどがファジィ推論部３０ｄより自動制御部３０
ｃを介して、その条件に合わせてバルブ群７０の制御を
行い、各アクチュエータを作動させて堀進する。

【００２８】また、最初の指定が砂であり現場に礫が多
い場合には、推進圧力を若干上げ、かつカッタデイスク
７の回転速度、及び推進速度も下げるなど、同様な条件
の変更が行われ現場に適した堀進が行われる。上記と同
様に、被水圧、土圧等も最初仮定し設定した値より、小
さいかあるいは大きいかのときに、推進圧力、回転速
度、推進速度、あるいはピンチ弁の開度等を堀進中に変
更する。

【００２９】なお、このとき、推進圧力、回転速度、推
進速度を制御した例を示したが、被水圧、土圧等を含め
て制御しても良い。また、推進圧力、回転速度、推進速
度を合わせて制御した例を記載したが、本実施例にとら
われることなく、一つ（推進圧力、回転速度、推進速度
の何れか）、二つ（推進圧力、回転速度、推進速度等の
うち、推進圧力と回転速度、あるいは回転速度と推進速
度、の何れか）、あるいは、三つと言う風に数を変え、
適宜組み合わせて制御しても良い。

【００３０】さらに、先導管４、あるいは、埋設管５の
摩擦が当初設定した所定値よりももし大きいときには、
ファジィシ推論部３０ｄにより推進ジャッキ６の圧力を
上げるとともに、滑材注入圧力を制御する滑材注入用制
御弁７６の開きを大きくし滑材注入量を多くする。この
とき、滑材注入量と推進力はベテランオペレータの経験
をもとに、ファジィ推論部３０ｄに別途数値シュミレー
ションを行いファジィコントローラに設計されており、
両者はバランスした所で維持される。また、推進ジャッ
キ６の圧力は前記の土質等と摩擦との組合せでもファジ
ィ推論部３０ｄで制御されている。

【００３１】次に、堀進中に堀進計画線と実際の堀進位
置にズレが生ずると、次の埋設管５を推進装置１０に取
付け、先導管が堀進計画線に沿うように搖動シリンダ１
２で調整しながら推進して修正する。このときの調整を
以下に説明する。まず、前回の推進終了点におけるその
掘進方向の位置と掘進方向計画線との鉛直なズレ、ピッ
チング角、あるいはヨーイング角がレーザターゲット２
５とレーザトランシット２６とからなる自動測定部３０
ｂとで測定し求められるとともに、そのデータが表示装
置１００ｂに表示される。

【００３２】つぎに、自動制御部３０ｃで次の目標点ま
でに修正する量、あるいは、ピッチング角、ヨーイング
角等の方向が、土質、Ｎ値、土と埋設管５との摩擦ある
いは推進方向の力を考慮した摩擦係数等を考慮してエキ
スパートシステム部３０ａにより演算され求められる。
例えば、前面土圧センサ４７より土質が礫でＮ値が大き
いと判断されるときには、推進力を大きくするととも
に、方向修正を大きくするために搖動シリンダの搖動角
度を若干大き目に設定する。また、推進速度が遅くなる
ためにピンチ弁１５の絞りを大きくする等をエキスパー
トシステム部３０ａにより決定する。

【００３３】求められた方向に搖動シリンダ１２が作動
して、前部先導管４ａの方向が修正する方向に向けられ
る。つぎに、デイスクカツタ７を回転させる。デイスク
カッタ７を回転させながら、搖動シリンダ１２を調整し
ながら推進する。この調整は、前部先導管４ａがつぎの
推進終了点における修正方向に合わせて、前記少なくと
も４本の搖動シリンダ１２のうちの調整方向に合わせた
該当する搖動シリンダ１２の距離（ストローク）長さを
調整しながら作動させる。例えば、紙面の上下方向（ピ
ッチング方向）で上側に調整するときには、搖動シリン
ダ１２ａ、１２ｂの下側の２本の距離を上側の２本の搖
動シリンダ１２ｃ、１２ｄの距離より長くして先導管４
がより上側を向くように搖動シリンダ１２を作動させ
る。

【００３４】エキスパートシステム部３０ａの指定によ
り位置ズレの修正条件が設定され、修正を開始して行き
修正条件とズレが生じた場合には、ファジィ推論部３０
ｄが作動し、修正条件が土砂に見合うように変更され
る。例えば、礫が多量に含まれており、かつ、Ｎ値が大
きいと仮定していたにも係わらず、現場の礫が普通であ
り、かつ、Ｎ値も中くらいのときには、推進圧力を若干
下げ、かつ搖動シリンダ１２の距離の差を小さくする。
また、ピンチ弁１５の絞りを開き土砂の取り込み量を増
して行く。

【００３５】また、ピンチ弁１５は推進ジャッキ６の戻
し中は閉じ、推進ジャッキ６の伸ばし中は開いている
が、エキスパートシステム部３０ａの修正の予測に対し
て実際の修正量が小さい場合などにはファジィ推論部３
０ｄより自動制御部３０ｃを介して、その条件に合わせ
てバルブ群７０の制御を行い、各アクチュエータを作動
させて堀進する。例えば、指定の修正量に対して実際の
修正量が小さい場合には、ピンチ弁１５を絞り土砂の取
り込み量を制限する。さらに、先導管４、あるいは、埋
設管５の摩擦が当初設定した所定値よりももし大きいと
きには、ファジィ推論部３０ｄにより推進ジャッキ６の
圧力を上げるとともに、搖動シリンダ１２の距離の差を
大きくする。また、同時に滑材注入圧力を制御する滑材
注入用制御弁７６の開きを大きくし滑材注入量を多くす
る。このとき、滑材注入量と推進の差の力はベテランオ
ペレータの経験をもとに、ファジィ推論部３０ｄに別途
数値シュミレーションを行いファジィコントローラに設
計されており、両者はバランスした所で維持される。ま
た、推進ジャッキ６の圧力は前記の土質等と摩擦との組
合せでもファジィ推論部３０ｄで制御されている。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力装置より施工現場の土質条件等を入力し、その入力
によってエキスパートシステムが判断して、掘削速度、
カッタヘッド種類等の施工条件を決定するとともに、オ
ペレータが運転を開始すると、駆動装置が作動して堀進
し、堀進中をセンサーで検出して、ファジーシステムに
よる制御装置にフイードバックしている。制御装置より
自動的にアクチュエータに指令が出されるため、熟練し
ないオペレータでも簡単に操作ができるとともに、堀進
中も堀進方向、堀進速度等の手動操作が必要がなくなる
ために省力化ができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の小口径管推進機の自動推進装置の１実
施例の前方の一部を示す構成断面図。

【図２】本発明の小口径管推進機の自動推進装置の１実
施例の後方の一部を示す構成断面図。

【図３】本発明の小口径管推進機の自動推進装置のブロ
ック図。

【図４】本発明の小口径管推進機の自動推進装置の搖動
シリンダの配置の一例を示す図。

【図５】本発明の小口径管推進機の自動推進装置の構成
の連結の一部を示す図。

【図６】本発明の小口径管推進機の自動推進装置の構成
の連結の一部を示す図。

【図７】本発明の小口径管推進機の自動推進装置の土質
条件と堀進条件の関係を示す図。

【図８】本発明の小口径管推進機の自動推進装置のフロ
ーチャート図。

【図９】従来の小口径管推進機の推進装置を示す図。

【符号の説明】

１ 小口径管推進機 ４ 先導管 ５ 埋設管 ６ 推進ジャッキ ７ デイスクカッタ ８ スクリュー ９ 油圧モータ １２ 搖動シリンダ １２Ａ ストロークセンサ １５ ピンチ弁 １７ 土圧計 １９ ヘッド内部土圧計 ２２ 滑材吐出口 ２５ レーザターゲット ２６ レーザトランシット ３０ 制御装置 ３０ａ エキスパートシステム部 ３０ｂ 自動計測部 ３０ｃ 自動制御部 ３０ｄ フアジィ推論部 ５０ センサー群 ７０ バルブ群 ８０ アクチュエータ群 ９０ ポンプおよびエアコンプレッサ群 １００ 表示装置 １２０ 無停電電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 堀進方向のズレあるいは屈曲方向を修正
   する等の制御する制御装置３０と、推進ジャッキ装置、
   油圧モータ、の圧力センサー、あるいは、カッタの回転
   センサー、レーザターゲット等の位置、角度センサー等
   の各種センサー群５０と、制御装置３０からの指令によ
   り作動するジャツキ伸縮切換弁、ジャッキ速度制御弁、
   等のバルブ群７０と、バルブの作動により圧力を受け各
   種のアクチュエータ群８０と、バルブ群７０を介して作
   動する各種アクチュエータ群８０と、からなる小口径管
   推進機において、制御装置３０は、センサー群５０から
   の信号により演算し、自動計測をする自動計測部３０ｂ
   と、作業を始めるときの入力装置からの指令と、作業中
   の土圧等のセンサー群から自動計測部３０ｂを介して入
   る信号とから堀進条件等を選択するエキスパートシステ
   ム部３０ａと、エキスパートシステム部３０ａとセンサ
   ー群５０とからの信号によりポンプ、あるいはバルブ群
   等を制御する自動制御部３０ｃと、自動制御部の制御を
   センサー群からの情報により自動制御を変更するフアジ
   ィ推論部３０ｄとからなることを特徴とする小口径管推
   進機の自動推進装置。
2. 【請求項２】 先導管の方向を計測し修正しながら後方
   に設けた推進駆動部により推力を与えて掘進する小口径
   管推進機において、堀進する土質、Ｎ値、被水圧等の条
   件をエキスパートシステム部に入力し、入力された条件
   により、推進速度、推進力、カッタ回転速度、等の堀進
   条件をエキスパートシステム部により選択し、選択され
   た条件により堀進を行いながらセンサーからの信号によ
   り実際の前記堀進条件を測定し、前記エキスパートシス
   テム部により設定された条件と実測された条件が異なる
   ときには、ファジイ推論部により堀進条件を変更し、堀
   進を修正することを特徴とする小口径管推進機の自動推
   進装置の制御方法。