JPH0518196A - Automatic segment assembling device - Google Patents

Automatic segment assembling device

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JPH0518196A
JPH0518196A JP3176329A JP17632991A JPH0518196A JP H0518196 A JPH0518196 A JP H0518196A JP 3176329 A JP3176329 A JP 3176329A JP 17632991 A JP17632991 A JP 17632991A JP H0518196 A JPH0518196 A JP H0518196A
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JP
Japan
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segment
assembly
gripping
error
image
Prior art date
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Application number
JP3176329A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Shoji
宏明 東海林
Akira Hashimoto
昭 橋本
Yasuo Tanaka
康雄 田中
Shinsaku Tsutsui
真作 筒井
Yasuo Mori
泰雄 森
Hajime Ozawa
肇 小澤
Yoshio Nakajima
吉男 中島
Masakatsu Fujie
正克 藤江
Hiroshi Watanabe
洋 渡邊
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.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0518196A publication Critical patent/JPH0518196A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent the reduction of segment assembling precision and the contact breakage between segments due to the holding error (drifts of position and attitude) generated between the segment and an erector main body when the assembly segment is held in an automatic segment assembling device for shield construction. CONSTITUTION:A means detecting the holding error immediately after an assembly segment is held and a means 4 judging whether the detected holding error is within the allowable range for assembling the segment or not are provided. If the holding error is not within the allowable range as a result of judgment, a re-holding request signal is outputted to a main body control device 2 to request an erector main body 12 to re-hold the assembly segment.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はシールド工事用のセグメ
ント自動組立装置に係り、特に、組立セグメントを把持
する際、組立セグメントとエレクタ本体との間に生じた
把持誤差によるセグメント組立上の障害を未然に防止す
る手段に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic segment assembling apparatus for shield work, and more particularly to a segment assembly obstacle caused by a gripping error between the assembly segment and the erector body when the assembly segment is gripped. It relates to a means to prevent it.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、シールド工事でセグメントの自動
組立を行う場合、組立セグメントを所定組立位置に位置
決めする方法としては、特開平1−263509号に記
載のように、既設セグメントに突き当てた3本以上のシ
ールドジャッキのストローク値からエレクタ本体に把持
された組立セグメントと既設セグメントの相対姿勢偏差
を検出する一方、組立位置近傍に粗位置決めされた組立
セグメントと既設セグメントのトンネル軸方向境界部の
2箇所にスリット光を照射して、各々のスリット光がつ
くる光切断像をテレビカメラにより撮像し、その画像デ
ータを画像処理して得られた光切断像の端点座標値から
既設セグメントと組立セグメントの相対位置偏差を検出
し、これらの検出された位置・姿勢偏差に基づいて組立
セグメントの位置決め補正を行う方法が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the case of automatically assembling a segment by shield work, as a method of positioning the assembled segment at a predetermined assembly position, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-263509, a method of abutting against an existing segment is used. While detecting the relative posture deviation between the assembled segment and the existing segment gripped by the erector body from the stroke values of the shield jacks of two or more, it is possible to detect the relative axial deviation between the assembled segment and the existing segment that are roughly positioned near the assembly position. Slit light is radiated to a spot, the light cut image created by each slit light is captured by a TV camera, and the image data is subjected to image processing. Detect relative position deviation and position of assembly segment based on these detected position / orientation deviation Way to do because correction is known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、組
立セグメントを把持する際、組立セグメントとエレクタ
本体との間に生じた把持誤差がセグメント位置決めに及
ぼす影響について考慮がされていないため、後述するよ
うに、把持状態によっては組立セグメントと既設セグメ
ントの正確な位置合わせができず、セグメント間のボル
ト締結ができない場合があり、また、最悪の場合にはエ
レクタ本体を数値制御して組立セグメントを粗位置決め
する際、セグメント同士が接触し、破損する恐れもあ
る。
In the above-mentioned prior art, when the assembly segment is gripped, the influence of the gripping error generated between the assembly segment and the erector body on the segment positioning is not taken into consideration, and will be described later. As described above, depending on the gripping condition, the assembly segment and the existing segment may not be accurately aligned, and the bolts may not be fastened between the segments.In the worst case, the erector body may be numerically controlled to adjust the assembly segment roughly. During positioning, the segments may come into contact with each other and be damaged.

【0004】本発明の目的は、上記のような組立セグメ
ントの把持誤差によって起こるセグメント組立上の障害
を未然に防止できるようにしたセグメント自動組立装置
を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide an automatic segment assembling apparatus capable of preventing a failure in segment assembly due to the above-mentioned grip error of the assembled segment.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明は、図1に示すように、シールド掘進
機内に設置されるエレクタ本体12と、このエレクタ本
体により組立位置近傍に粗位置決めされた組立セグメン
トと既設セグメントとの相対的な位置・姿勢偏差を検出
するセグメント間位置・姿勢偏差検出手段1と、組立セ
グメントの把持・粗位置決め、および検出された前記位
置・姿勢偏差に対応する組立セグメントの位置決め補正
をエレクタ本体12に指令する本体制御装置2とを備え
たセグメント自動組立装置において、組立セグメントを
把持した直後に把持誤差を検出する把持誤差検出手段3
と、この検出された把持誤差がセグメント組立上の許容
範囲内か否かを判定する判定手段4と、この判定手段に
より把持誤差が許容範囲外と判定された場合、組立セグ
メントの把持し直しを要求する信号を本体制御装置2へ
出力する把持し直し要求信号出力手段5とを設けたこと
を特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is, as shown in FIG. 1, an erector body 12 installed in a shield machine, and an erector body in the vicinity of an assembly position. Inter-segment position / posture deviation detecting means 1 for detecting relative position / posture deviation between the roughly positioned assembly segment and the existing segment, and grasping / coarse positioning of the assembled segment and the detected position / posture deviation. In a segment automatic assembly apparatus including a main body control device 2 for instructing the erector body 12 to perform positioning correction of a corresponding assembly segment, a gripping error detection means 3 for detecting a gripping error immediately after gripping an assembly segment.
And a determination means 4 for determining whether or not the detected gripping error is within the allowable range for segment assembly, and when the judgment error is determined to be outside the allowable range, the assembled segment is re-gripped. Re-holding request signal output means 5 for outputting a request signal to the main body control device 2 is provided.

【0006】請求項2記載の発明は、前記把持誤差検出
手段を、エレクタ本体に設置され、エレクタ本体に把持
された組立セグメントのトンネル軸方向およびトンネル
周方向の各端部にスリット光を照射する投光器と、エレ
クタ本体に設置され、前記各スリット光により生じた光
切断像を撮像するテレビカメラと、これらテレビカメラ
からの画像データを取り込むためのカメラ切換器、画像
入出力装置および画像メモリと、画像メモリに格納され
たデータを画像処理して前記各光切断像の端点座標を求
める端点座標検出手段と、この検出された端点座標値か
ら把持誤差を演算する把持誤差演算手段とで構成したも
のである。
According to a second aspect of the present invention, the gripping error detection means is installed in the erector body and irradiates slit light to each end of the assembly segment gripped by the erector body in the tunnel axial direction and the tunnel circumferential direction. A floodlight, a television camera installed in the erector main body, which captures a light section image generated by each of the slit lights, a camera switching device for capturing image data from these television cameras, an image input / output device, and an image memory, It is composed of end point coordinate detection means for image processing the data stored in the image memory to obtain end point coordinates of each of the light section images, and gripping error calculation means for calculating a gripping error from the detected end point coordinate values. Is.

【0007】[0007]

【作用】本体制御装置2からの指令によりエレクタ本体
12が組立セグメントを把持した直後、把持誤差検出手
段3は組立セグメントとエレクタ本体12の相対的な位
置・姿勢偏差を把持誤差として検出し、判定手段4は、
検出された把持誤差がセグメント組立上の許容範囲内か
否かを判定する。その結果、把持誤差が許容範囲内であ
れば、エレクタ本体12はそのまま組立セグメントの粗
位置決め動作および位置決め補正動作を行い、把持誤差
が許容範囲内でなければ、把持し直し要求信号出力手段
5の出力により、エレクタ本体12は粗位置決め前に組
立セグメントを把持し直す。これにより、前述したよう
なセグメント組立上の障害を未然に防止することができ
る。
Immediately after the erector body 12 grips the assembly segment according to a command from the body control device 2, the gripping error detection means 3 detects a relative position / orientation deviation between the assembly segment and the erector body 12 as a gripping error and makes a determination. Means 4
It is determined whether the detected gripping error is within the allowable range for segment assembly. As a result, if the gripping error is within the allowable range, the erector body 12 performs the rough positioning operation and the positioning correction operation of the assembly segment as it is, and if the gripping error is not within the allowable range, the re-gripping request signal output means 5 outputs. The output causes the erector body 12 to re-grip the assembled segment before coarse positioning. As a result, it is possible to prevent the above-mentioned problems in segment assembly from occurring.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】図2〜図5に示すように、セグメント自動
組立に用いるエレクタ本体12は、円筒状をしたシール
ド本体11の後部に設置される。このエレクタ本体12
は、大別して、旋回機構であるエレクタリング13と旋
回モータ16、押付機構である吊りビーム21と押付ジ
ャッキ22、左右摺動機構である横スライドフレーム2
4と横スライドジャッキ25、前後摺動機構である前後
スライドフレーム27と前後スライドジャッキ28、ピ
ッチング、ローリング、ヨーイング等の姿勢制御機構で
ある球面フレーム29と姿勢制御ジャッキ31、32、
33およびセグメント把持部34とからなっている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the erector body 12 used for automatic segment assembly is installed at the rear part of the shield body 11 having a cylindrical shape. This Electa body 12
Are roughly classified into an eclectic ring 13 and a slewing motor 16, which are a slewing mechanism, a suspension beam 21 and a squeezing jack 22, which are a pressing mechanism, and a horizontal slide frame 2 which is a left-right sliding mechanism.
4 and a lateral slide jack 25, a front and rear slide frame 27 and a front and rear slide jack 28 which are front and rear sliding mechanisms, a spherical frame 29 and a posture control jacks 31, 32 which are posture controlling mechanisms such as pitching, rolling and yawing.
33 and a segment grip portion 34.

【0010】エレクタリング13は、シールド本体11
の内周数箇所に設置された外周ガイドローラ14と側面
ガイドローラ15により支持され、シールド本体11に
取り付けられた旋回モータ16によりピニオン17とリ
ングギヤ18を介して旋回駆動される。これに伴いエレ
クタリング13上に支持された以下の各部も同時に左右
旋回させられる。
The elector ring 13 is a shield body 11.
It is supported by an outer peripheral guide roller 14 and side guide rollers 15 which are installed at several inner peripheral portions, and is revolvingly driven by a revolving motor 16 attached to the shield body 11 via a pinion 17 and a ring gear 18. Along with this, the following respective parts supported on the elector ring 13 are simultaneously turned to the left and right.

【0011】エレクタリング13の左右のアーム19に
ガイドロッド20を介して支持された吊りビーム21
は、アーム19との間に取り付けられた押付ジャッキ2
2の伸縮によりZ軸方向(エレクタリング13の径方
向)に移動させられ、これに伴い吊りビーム21上に支
持された以下の各部も同方向に移動する。
A suspension beam 21 supported by left and right arms 19 of the elector ring 13 via guide rods 20.
Is a pressing jack 2 mounted between the arm 19 and
It is moved in the Z-axis direction (radial direction of the elector ring 13) by expansion and contraction of 2, and accordingly, each of the following parts supported on the suspension beam 21 also moves in the same direction.

【0012】吊りビーム21にリニアベアリング23を
介して支持された横スライドフレーム24は、吊りビー
ム21との間に取り付けられた横スライドジャッキ25
の伸縮により吊りビーム21をY軸方向に横スライドさ
せられ、これに伴い横スライドフレーム24上に支持さ
れた以下の各部も同方向に移動する。
The horizontal slide frame 24 supported by the suspension beam 21 via the linear bearing 23 is a horizontal slide jack 25 mounted between the suspension beam 21 and the suspension beam 21.
The suspension beam 21 is laterally slid in the Y-axis direction by the expansion and contraction, and along with this, the following respective parts supported on the lateral slide frame 24 also move in the same direction.

【0013】横スライドフレーム24にリニアベアリン
グ26を介して支持された前後スライドフレーム27
は、横スライドフレーム24との間に取り付けられた前
後スライドジャッキ28の伸縮により横スライドフレー
ム24上をX軸方向(シールド本体1の軸方向)に摺動
させられ、これに伴い前後スライドフレーム27上に支
持された以下の各部も同方向に移動する。
A front and rear slide frame 27 supported by a horizontal slide frame 24 via a linear bearing 26.
Is slid on the horizontal slide frame 24 in the X-axis direction (axial direction of the shield body 1) due to expansion and contraction of the front-rear slide jack 28 mounted between the front-rear slide frame 27 and the front-rear slide frame 27. The following parts supported above also move in the same direction.

【0014】前後スライドフレーム27の球面ガイド部
27aに組み込まれた球面フレーム29は、前後スライ
ドフレーム27との間に取り付けられた2本の姿勢制御
用ジヤッキ31、32の伸縮により次のような動きをす
る。図4において、2本のジャッキ31、32を同時に
伸長または収縮させた場合、球面フレーム29は球面中
心Gを含むX軸の周りに傾けられ、この動きはセグメン
ト把持部34のローリング制御に用いられる。また、ジ
ャッキ31、32のいずれか一方を伸ばし、他方を縮め
た場合は、球面フレーム29は球面中心Gを含むZ軸の
周りに左右旋回させられ、この動きはセグメント把持部
34のヨーイング制御に用いられる。
The spherical frame 29 incorporated in the spherical guide portion 27a of the front and rear slide frame 27 moves as follows by the expansion and contraction of the two attitude control jacks 31 and 32 mounted between the front and rear slide frame 27. do. In FIG. 4, when the two jacks 31 and 32 are simultaneously extended or contracted, the spherical frame 29 is tilted around the X axis including the spherical center G, and this movement is used for rolling control of the segment grip 34. . Further, when one of the jacks 31 and 32 is extended and the other is contracted, the spherical frame 29 is swung left and right around the Z axis including the spherical center G, and this movement is used for yawing control of the segment gripping portion 34. Used.

【0015】球面フレーム29の中心軸30に吊り下げ
られたセグメント把持部34は、球面フレーム29との
間に取り付けられた姿勢制御用ジャッキ33の伸縮によ
りY軸方向に沿った中心軸30の周りに傾けられ、この
動きはセグメント把持部34のピッチング制御に用いら
れる。
The segment gripping portion 34 suspended from the central axis 30 of the spherical frame 29 extends around the central axis 30 along the Y-axis due to expansion and contraction of the attitude control jack 33 mounted between the spherical frame 29 and the spherical frame 29. The movement is used for pitching control of the segment grip portion 34.

【0016】セグメント把持部34としては組立セグメ
ント42のグラウト穴42aにねじ込まれるねじ軸35
を備えた例を示してあり、ねじ軸35の回転と送りを与
えるための駆動モータおよび昇降ジャッキ(図示せず)
がセグメント把持部34に内蔵されている。
As the segment grip portion 34, a screw shaft 35 screwed into the grout hole 42a of the assembly segment 42.
Is provided with a drive motor and a lifting jack (not shown) for giving rotation and feed of the screw shaft 35.
Are built into the segment grip 34.

【0017】エレクタ本体12は以上のように構成さ
れ、把持した組立セグメント42を旋回モータ16およ
びジャッキ22、25、28、31、32、33からな
る7軸のアクチュエータにより既設セグメント41に合
わせて組立位置に位置決めし、図示しないボルト締結装
置によって既設セグメント41に組み付ける機能を有し
ている。
The erector body 12 is constructed as described above, and the assembled segment 42 that is held is assembled to the existing segment 41 by the 7-axis actuator composed of the swing motor 16 and the jacks 22, 25, 28, 31, 32 and 33. It has a function of positioning at a position and assembling it to the existing segment 41 by a bolt fastening device (not shown).

【0018】セグメントを自動組立てする際には、エレ
クタ本体12を数値制御して、図15に示すように、把
持した組立セグメント42を組立位置近傍に粗位置決め
した後、既設セグメント41a、41bと組立セグメン
ト42との相対的な位置・姿勢偏差を検出し、その偏差
量に対応して組立セグメント42の位置決め補正を行う
必要がある。
When the segments are automatically assembled, the erector body 12 is numerically controlled to roughly position the gripped assembly segment 42 near the assembly position as shown in FIG. 15 and then assemble the existing segments 41a and 41b. It is necessary to detect a relative position / orientation deviation with respect to the segment 42, and to perform positioning correction of the assembly segment 42 according to the deviation amount.

【0019】ところで、組立セグメント42は、例えば
図2、図3に示したようにそのグラウト穴42aにセグ
メント把持部34のねじ軸35をねじ込むことによって
エレクタ本体12に把持される。このため、把持時の組
立セグメントとエレクタ本体との位置ずれ、ねじ軸35
のねじ込み時に作用する回転力等により、把持状態での
組立セグメント42とエレクタ本体12の相対的な位置
・姿勢が常に一定の関係になるとは限らず、多少とも把
持誤差が生じることは避けられない。この把持誤差が大
きい場合、セグメント組立上、重大な障害となる。例え
ば、図6に示すように、エレクタ本体12上の基準座標
系(X,Y,Z)の原点Oに対し把持した組立セグメン
ト42の中心O′がΔYだけずれている状態で、原点O
を通るX軸周りの姿勢補正(ローリング補正)を行った
場合、補正後の組立セグメントの位置は破線42′で示
すようになり、セグメント中心がO″の位置に移動する
ため、図15に示す組立セグメント42と既設セグメン
ト41aのボルト穴の位置が大きくずれててしまい、ボ
ルト締結が不能となる場合がある。また、組立セグメン
トの粗位置決め時には、把持誤差がないものとしてエレ
クタ本体12を動作させるため、実際の把持誤差が大き
い場合には、セグメント同士が接触し、破損する恐れが
ある。
By the way, the assembly segment 42 is gripped by the erector body 12 by screwing the screw shaft 35 of the segment gripping portion 34 into the grout hole 42a as shown in FIGS. 2 and 3, for example. For this reason, the positional deviation between the assembly segment and the erector body during gripping, the screw shaft 35
The relative position / posture of the assembly segment 42 and the erector body 12 in the gripped state does not always have a constant relationship due to the rotational force or the like that acts at the time of screwing, and it is inevitable that some gripping error occurs. . If this gripping error is large, it will be a serious obstacle in segment assembly. For example, as shown in FIG. 6, when the center O ′ of the assembly segment 42 gripped with respect to the origin O of the reference coordinate system (X, Y, Z) on the erector body 12 is deviated by ΔY, the origin O.
When the posture correction (rolling correction) around the X axis passing through is carried out, the position of the corrected assembly segment becomes as shown by the broken line 42 ', and the segment center moves to the position of O ", so that it is shown in FIG. In some cases, the positions of the bolt holes of the assembly segment 42 and the existing segment 41a are significantly displaced, and bolt fastening becomes impossible, and the erector body 12 is operated assuming that there is no gripping error during rough positioning of the assembly segment. Therefore, when the actual gripping error is large, the segments may come into contact with each other and be damaged.

【0020】このようなセグメント組立上の障害を未然
に防止するため本発明で用いる把持誤差検出手段の一例
を図7に示す。
FIG. 7 shows an example of the gripping error detecting means used in the present invention in order to prevent such a trouble in the segment assembly.

【0021】図7において、組立セグメント42は図
2、図3に示したセグメント把持部34によりエレクタ
本体12に把持されているものとする。43a,43
b,43cは投光器、44a,44b,44cはテレビ
カメラであり、図8に示すように、これら投光器とテレ
ビカメラが一体となった3組の視覚装置51a,51
b,51cはセグメント把持部34の周囲に取り付けら
れている。組立セグメント42をエレクタ本体12が把
持した直後、組立セグメント42のトンネル軸方向端部
の2箇所に投光器43a,43bからのスリット光45
a,45bを、組立セグメント42のトンネル周方向端
部の1箇所に投光器43cからのスリット光45cをそ
れぞれ照射し、各々のスリット光の反射光像である組立
セグメント42上の光切断像A,B,Cをテレビカメラ
44a,44b,44cによりそれぞれ撮像する。
In FIG. 7, it is assumed that the assembly segment 42 is gripped by the erector body 12 by the segment grip portion 34 shown in FIGS. 43a, 43
b and 43c are projectors, and 44a, 44b and 44c are television cameras, and as shown in FIG. 8, three sets of visual devices 51a and 51 in which these projectors and television cameras are integrated.
b and 51c are attached around the segment grip portion 34. Immediately after the assembly segment 42 is gripped by the erector body 12, slit light 45 from the projectors 43a and 43b is provided at two positions on the tunnel axial end of the assembly segment 42.
a, 45b are respectively applied to the slit light 45c from the light projector 43c at one position on the end of the assembly segment 42 in the tunnel circumferential direction, and the light cut image A on the assembly segment 42 which is a reflected light image of each slit light. B and C are imaged by the television cameras 44a, 44b and 44c, respectively.

【0022】これらテレビカメラの映像は、演算装置5
0からの指令に基づきカメラ切換器46で切換選択さ
れ、画像入出力装置47を介し画像データとして画像メ
モリ48に格納されるとともに、画像メモリ48の内容
は画像入出力装置47を介してモニタ装置49に表示さ
れる。
The images of these television cameras are processed by the arithmetic unit 5
0 is selected by the camera switch 46 and stored as image data in the image memory 48 via the image input / output device 47, and the content of the image memory 48 is monitored via the image input / output device 47. 49 is displayed.

【0023】演算装置50は、画像メモリ48に格納さ
れたデータを画像処理して各々の光切断像の端点座標を
求め、その座標値から組立セグメント42の把持誤差を
演算する。演算装置50は、エレクタ本体12の各アク
チュエータおよびセグメント把持部34、ボルト締結装
置等の制御を行う本体制御装置2に接続され、組立セグ
メントの把持誤差の検出も本体制御装置2からの指令に
よって行われる。
The arithmetic unit 50 image-processes the data stored in the image memory 48 to obtain the end point coordinates of each light section image, and calculates the grip error of the assembly segment 42 from the coordinate values. The arithmetic unit 50 is connected to the main body control unit 2 that controls each actuator of the erector main body 12, the segment gripping unit 34, the bolt fastening unit, and the like, and also detects a gripping error of an assembly segment according to a command from the main body control unit 2. Be seen.

【0024】次に演算装置50における画像処理、端点
座標検出、把持誤差演算等について説明する。
Next, image processing, end point coordinate detection, gripping error calculation and the like in the arithmetic unit 50 will be described.

【0025】組立セグメント42上の前記3点の光切断
像A,B,Cは、図9の(a),(b),(c)に示す
画像として画像メモリ48に取り込まれる。これらの画
像データを通常の画像処理手法に従って処理し、スリッ
ト光部のみを白、他の部分を黒とする2値化を行った
後、画像メモリ上を走査することにより、画像メモリ上
での光切断像A,B,Cの端点座標a(Pxa, Pya)、
b(Pxb、Pyb)、c(Pxc、Pyc)は容易に求められ
る。また、図10に示すように、エレクタ本体12のセ
グメント把持部に原点Oを有する基準座標系を(X,
Y,Z)とすると、画像メモリ上の端点座標を、後述す
る手法により、組立セグメント42上の光切断像A,
B,Cの各端点a,b,cの基準座標系(X,Y,Z)
に体する絶対座標に変換し、その座標値から組立セグメ
ントの基準座標系(X,Y,Z)に対する位置・姿勢を
求めることができる。
The three light-section images A, B and C on the assembly segment 42 are taken into the image memory 48 as the images shown in FIGS. 9A, 9B and 9C. By processing these image data according to a normal image processing method and performing binarization in which only the slit light portion is white and the other portions are black, scanning is performed on the image memory. End point coordinates a (Pxa, Pya) of the light section images A, B, C,
b (Pxb, Pyb) and c (Pxc, Pyc) can be easily obtained. In addition, as shown in FIG. 10, a reference coordinate system having an origin O is set to (X,
Y, Z), the end point coordinates on the image memory are converted into the light section images A, A on the assembly segment 42 by the method described later.
Reference coordinate system (X, Y, Z) of B, C end points a, b, c
It is possible to obtain the position / orientation of the assembly segment with respect to the reference coordinate system (X, Y, Z) by converting into absolute coordinates corresponding to the above.

【0026】ところで、前述したように、把持状態での
組立セグメント42とエレクタ本体12の相対的な位置
・姿勢は常に一定の関係になるとは限らず、把持誤差が
ない場合の光切断像を図9の破線で示すA0 、B0 、C
0とすると、実際に得られる光切断像は同図の実線で示
すA,B,Cのようにずれた形となる場合が多い。そこ
で、これらの光切断像A,B,CとA0 、B0 、C0 の
端点座標値から組立セグメント把持誤差を求めることに
する。
By the way, as described above, the relative position / orientation of the assembly segment 42 and the erector body 12 in the gripped state does not always have a constant relationship, and a light section image when there is no gripping error is shown. A0, B0, C shown by the broken line 9
If it is set to 0, the actually obtained light-section image is often deviated as shown by solid lines A, B, and C in FIG. Therefore, the assembly segment gripping error is obtained from these light section images A, B, C and the end point coordinate values of A0, B0, C0.

【0027】把持誤差の検出に用いるスリット光投光器
43とテレビカメラ44、テレビカメラ44の結像レン
ズ52と固体撮像素子53の位置関係は図11の(a)
に示すようになっている。同図に示すように、把持した
組立セグメント42と投光器43からのスリット光照射
中心軸との交点をP′とすると、この点からの反射光は
結像レンズ52を介して固体撮像素子53上の点Dに結
像する。いま、図11の(b)に示すように、固体撮像
素子53の中心に原点O′を有する座標系を(u,v)
とすると、図9に示した画像メモリ上の座標系(Px 、
Py )と座標系(u,v)との間には次式の関係が成り
立つ。
The positional relationship between the slit light projector 43 and the television camera 44 used for detecting the gripping error, and the image forming lens 52 of the television camera 44 and the solid-state image pickup device 53 is shown in FIG.
As shown in. As shown in the figure, when the intersection between the gripped assembly segment 42 and the slit light irradiation central axis from the projector 43 is P ′, the reflected light from this point passes through the imaging lens 52 and is reflected by the solid-state image sensor 53. An image is formed at point D. Now, as shown in FIG. 11B, a coordinate system having an origin O ′ at the center of the solid-state imaging device 53 is set to (u, v).
Then, the coordinate system (Px, Px,
The following relationship holds between Py) and the coordinate system (u, v).

【0028】[0028]

【数1】 [Equation 1]

【0029】ここで、PymaxおよびPxmaxは画像メモリ
上の縦、横方向の最大画素数を、hおよびwは固体撮像
素子53の縦、横方向の長さを示す。
Here, Pymax and Pxmax represent the maximum number of pixels in the vertical and horizontal directions in the image memory, and h and w represent the vertical and horizontal lengths of the solid-state image pickup device 53.

【0030】一方、前述した基準座標系(X,Y,Z)
と固体撮像素子53上の座標系(u、v)との間には次
式が成り立つ。
On the other hand, the above-mentioned reference coordinate system (X, Y, Z)
And the coordinate system (u, v) on the solid-state image sensor 53, the following equation holds.

【0031】[0031]

【数2】 [Equation 2]

【0032】ここで、ξはテレビカメラ44に対するス
リット光照射角度を、L1 は固体撮像素子53の中心軸
とスリット光照射中心軸との交点Pから結像レンズ52
までの距離を、L2 は結像レンズ52から固体撮像素子
53までの距離を、Lx 、LY 、LZ は基準座標系
(X,Y,Z)の原点Oから交点PまでのX,Y,Z各
軸方向の距離を示す。
Here, ξ is the slit light irradiation angle with respect to the television camera 44, and L1 is the imaging lens 52 from the intersection point P between the central axis of the solid-state image pickup device 53 and the slit light irradiation central axis.
, L2 is the distance from the imaging lens 52 to the solid-state image sensor 53, and Lx, LY, and LZ are X, Y, and Z from the origin O of the reference coordinate system (X, Y, Z) to the intersection point P. The distance in each axial direction is shown.

【0033】したがって、数1および数2を用いること
により、座標系(Px、Py )の座標値から座標系
(X,Y,Z)の座標値への変換が可能となる。
Therefore, by using the equations 1 and 2, the coordinate values of the coordinate system (Px, Py) can be converted into the coordinate values of the coordinate system (X, Y, Z).

【0034】以上のことから、画像メモリ上での光切断
像A,B,Cの端点座標a(Pxa、Pya)、b(Pxb、
Pyb)、c(Pxc、Pyc)より基準座標系(X,Y,
Z)の絶対座標値がa(Xa 、Ya 、Za )、b(Xb
、Yb 、Zb )、c(Xc 、Yc 、Zc )として求め
られる。この絶対座標値を用いることにより、組立セグ
メント42の基準座標系(X,Y,Z)に対するX軸方
向の位置偏差Δx、Y軸方向の位置偏差Δy、Z軸方向
の位置偏差Δzはそれぞれ次式により産出される。
From the above, the end point coordinates a (Pxa, Pya), b (Pxb, Pxb, C) of the light section images A, B, C on the image memory are obtained.
Pyb), c (Pxc, Pyc) from the reference coordinate system (X, Y,
The absolute coordinate value of Z) is a (Xa, Ya, Za), b (Xb
, Yb, Zb) and c (Xc, Yc, Zc). By using this absolute coordinate value, the positional deviation Δx in the X-axis direction with respect to the reference coordinate system (X, Y, Z) of the assembly segment 42, the positional deviation Δy in the Y-axis direction, and the positional deviation Δz in the Z-axis direction are respectively calculated as follows. Produced by the ceremony.

【0035】[0035]

【数3】 [Equation 3]

【0036】また、光切断像A,B,Cの各端点a,
b,cの絶対座標値が得られると、図12の(a)に示
すように、例えば組立セグメント42上の端点bを基点
としてb,aおよびb,cを結ぶベクトルVa 、Vc が
求まる。このベクトルVa 、Vc を単位ベクトル化した
後、外積を求めると、ベクトルVa 、Vc の両者に直交
する単位ベクトルVd1が得られる。次に、ベクトルVa
の単位ベクトルVa1と単位ベクトルVd1の外積を求める
と、同図の(b)に示すように、単位ベクトルVa1、V
d1の両者に直交する単位ベクトルVe1が得られる。これ
らの互いに直交する3本の単位ベクトルVa1、Vd1、V
e1がつくる座標系を同図の(c)に示す(x,y,z)
とすると、基準座標系(X,Y,Z)との間に次式の関
係が成り立つ。
Further, each end point a of the light section images A, B and C,
When the absolute coordinate values of b and c are obtained, as shown in FIG. 12A, for example, vectors Va and Vc connecting b, a and b and c with the end point b on the assembly segment 42 as a base point are obtained. After the vectors Va and Vc are unitized, the outer product is obtained to obtain a unit vector Vd1 which is orthogonal to both the vectors Va and Vc. Next, the vector Va
When the cross product of the unit vector Va1 and the unit vector Vd1 is calculated, the unit vectors Va1 and V1 are obtained as shown in FIG.
A unit vector Ve1 orthogonal to both d1 is obtained. These three unit vectors Va1, Vd1, V that are orthogonal to each other
The coordinate system created by e1 is shown in (c) of the figure (x, y, z).
Then, the following equation holds with the reference coordinate system (X, Y, Z).

【0037】[0037]

【数4】 [Equation 4]

【0038】ここで、l1 〜n3 は方向余弦であり、直
交する3本の単位ベクトルVa1、Vd1、Ve1を求める過
程で算出される。
Here, l1 to n3 are direction cosines, which are calculated in the process of obtaining three orthogonal unit vectors Va1, Vd1, and Ve1.

【0039】一方、上記両座標系の間における各軸周り
の回転量が微小な場合には、次式の関係が成り立つ。
On the other hand, when the amount of rotation around each axis between the two coordinate systems is small, the following equation holds.

【0040】[0040]

【数5】 [Equation 5]

【0041】上記の数4、数5より、座標系(x,y,
z)の基準座標系(X,Y,Z)に対する各軸周りの回
転量Δθ、Δφ、Δψは、それぞれΔθ=n2、Δφ=
−n1 、Δψ=m1 として求められる。この値は、組立
セグメント42の基準座標系(X,Y,Z)に対する姿
勢偏差を表わす。
From the above equations 4 and 5, the coordinate system (x, y,
z) rotation amounts Δθ, Δφ, and Δψ about each axis with respect to the reference coordinate system (X, Y, Z) are Δθ = n2 and Δφ =, respectively.
-N1 and Δψ = m1 are obtained. This value represents the posture deviation of the assembly segment 42 with respect to the reference coordinate system (X, Y, Z).

【0042】一方、図9に示した光切断像A0 ,B0 ,
C0 の画像メモリ上での端点座標をa0 (Pxa0 、Pya
0 )、b0 (Pxb0 、Pyb0 )、c0 (Pxc0 、Pyc0
)とすると、これら座標値は、カメラ取付誤差等がな
ければ設計データから計算により求めることができる
が、実際には上記のような理由から計算値との間に多少
の差が生じるので、あらかじめ実験的にこれら座標値を
求め、前記と同様の手法により、これら座標値から把持
誤差がない場合の組立セグメントの基準座標系(X,
Y,Z)に対する位置・姿勢偏差を求めておく。この位
置・姿勢偏差をΔx0、Δy0 、Δz0 、Δθ0 、Δφ0
、Δψ0 とすると、実際の把持状態で得られた光切断
像A,B,Cが示す組立セグメント42とエレクタ本体
12との相対的な位置・姿勢偏差は、 X軸方向の位置偏差ΔX=Δx0 −Δx Y軸方向の位置偏差ΔY=Δy0 −Δy Z軸方向の位置偏差ΔZ=Δz0 −Δz X軸周りの姿勢偏差δX=Δθ0 −Δθ Y軸周りの姿勢偏差δY=Δφ0 −Δφ Z軸周りの姿勢偏差δZ=Δψ0 −Δψ として求められる。
On the other hand, the light section images A0, B0, shown in FIG.
The end point coordinates of C0 on the image memory are a0 (Pxa0, Pya
0), b0 (Pxb0, Pyb0), c0 (Pxc0, Pyc0
), These coordinate values can be calculated from the design data if there are no camera mounting errors, etc., but in reality there will be some differences from the calculated values due to the reasons described above. These coordinate values are empirically obtained, and the reference coordinate system (X, X,
The position / orientation deviation for Y, Z) is obtained. This position / orientation deviation is calculated as Δx0, Δy0, Δz0, Δθ0, Δφ0.
, Δψ 0, the relative position / orientation deviation between the assembly segment 42 and the erector body 12 shown by the light-section images A, B, and C obtained in the actual gripping state is: X-axis position deviation ΔX = Δx 0 −Δx Y-axis position deviation ΔY = Δy0 −Δy Z-axis position deviation ΔZ = Δz0 −Δz X-axis attitude deviation δX = Δθ0 −Δθ Y-axis attitude deviation δY = Δφ0 −Δφ Z-axis attitude deviation The posture deviation δZ = Δψ 0 −Δψ is obtained.

【0043】以上のΔX,ΔY,ΔZ,δX,δY,δ
Zの値を、組立セグメントの把持直後に把持誤差として
求めることにより、把持誤差がセグメント組立上の許容
範囲内か否かを正確に判断することができる。
The above ΔX, ΔY, ΔZ, δX, δY, δ
By determining the value of Z as a gripping error immediately after gripping the assembled segment, it is possible to accurately determine whether the gripping error is within the allowable range for segment assembly.

【0044】図13は演算装置50における把持誤差検
出および判断処理の一連の手順を示したものである。図
13に示す手順101で、組立セグメント把持直後にお
けるテレビカメラ44a、44b、44cからの映像を
画像データとして画像メモリ48に取り込み、手順10
2で、取り込んだデータの画像処理を行う。手順103
では、画像処理の結果から光切断像が映像の有無を判断
し、光切断像が検出されない場合は、組立セグメントが
異常にずれて把持されたか、テレビカメラまたは投光器
が故障したと考えられるため、異常発生信号を本体制御
装置2へ出力し、位置決め制御を停止させる。光切断像
が検出された場合は、手順105の端点座標検出、手順
106の把持誤差演算を行う。手順107では、演算結
果として得られたΔX,ΔY,ΔZ,δX,δY,δZ
の値があらかじめ設定した許容範囲内か否かを判断し、
許容範囲内であれば処理を終了し、許容範囲を超えてい
る場合は、手順108で、把持し直し要求信号を本体制
御装置2へ出力する。この場合は、把持誤差が光切断像
の検出不可能なほど大きくはないので、組立セグメント
とエレクタ本体を再度位置合わせして把持し直し、把持
誤差が許容範囲内に納まるまで前述した把持誤差検出お
よび判断処理を繰り返す。
FIG. 13 shows a series of procedures of gripping error detection and judgment processing in the arithmetic unit 50. In step 101 shown in FIG. 13, the images from the television cameras 44a, 44b, and 44c immediately after gripping the assembly segment are captured in the image memory 48 as image data, and the procedure 10 is performed.
In step 2, image processing of the captured data is performed. Step 103
Then, it is judged from the result of the image processing whether or not there is an image in the light section image, and if the light section image is not detected, it is considered that the assembly segment is abnormally misaligned and gripped, or that the TV camera or the projector is out of order. An abnormality occurrence signal is output to the main body control device 2 to stop the positioning control. When the light section image is detected, the end point coordinate detection in step 105 and the grip error calculation in step 106 are performed. In step 107, ΔX, ΔY, ΔZ, δX, δY, δZ obtained as the calculation result are obtained.
Judge whether the value of is within the preset allowable range,
If it is within the allowable range, the process is ended, and if it is outside the allowable range, in step 108, a re-gripping request signal is output to the main body control device 2. In this case, since the grip error is not so large that the optical section image cannot be detected, the assembly segment and the erector body are repositioned and gripped again, and the grip error detection described above is performed until the grip error falls within the allowable range. And the judgment process is repeated.

【0045】組立セグメントの粗位置決め後の位置決め
補正は、投光器43a,43b,43cとテレビカメラ
44a,44b,44cを利用して図14に示すような
手順により行うことができる。
Positioning correction after rough positioning of the assembled segment can be performed by the procedure shown in FIG. 14 using the projectors 43a, 43b and 43c and the television cameras 44a, 44b and 44c.

【0046】手順201では、図15に示すように組立
位置近傍に粗位置決めされた組立セグメント42と既設
セグメント41a,41bの境界部の3箇所の投光器4
3a,43b,43cからスリット光を照射し、各々の
スリット光がつくる光切断像A,A′,B,B′,C,
C′をテレビカメラ44a,44b,44cで撮像して
得られた画像データを画像メモリ48に取り込む。手順
202で、取り込んだデータを画像処理し、手順203
で光切断像の端点座標を求めた後、手順204で、その
座標値からセグメント間の段差・隙間を演算し、手順2
05で、この段差・隙間から組立セグメント42と既設
セグメント41a,41bの相対的な位置・姿勢偏差を
演算する。手順206で偏差量が許容範囲外と判断され
た場合は、手順207で、偏差量を零とするためのアク
チユエータの目標ストローク値を演算し、手順208
で、この演算結果を指令値としてアクチュエータを制御
することにより組立セグメントの位置・姿勢を補正す
る。そして、偏差量が許容範囲内に納まるまで、これら
一連の制御を繰り返す。
In step 201, as shown in FIG. 15, the projectors 4 are provided at three positions on the boundary between the assembly segment 42 roughly positioned near the assembly position and the existing segments 41a and 41b.
Slit light is emitted from 3a, 43b, and 43c, and light-section images A, A ', B, B', C, and
The image data obtained by picking up the image of C'with the television cameras 44a, 44b, 44c is loaded into the image memory 48. In step 202, the acquired data is image-processed, and step 203
After obtaining the end point coordinates of the light section image in step 2, in step 204, the step / gap between the segments is calculated from the coordinate values, and step 2
At 05, the relative position / orientation deviation between the assembly segment 42 and the existing segments 41a and 41b is calculated from the step / gap. If it is determined in step 206 that the deviation amount is outside the allowable range, in step 207, the target stroke value of the actuator for making the deviation amount zero is calculated, and the step 208 is executed.
Then, the position / orientation of the assembly segment is corrected by controlling the actuator using the calculation result as a command value. Then, these series of controls are repeated until the deviation amount falls within the allowable range.

【0047】上記実施例は把持誤差検出手段として光切
断法を用いた例であるが、他の接触式もしくは非接触式
距離センサを用いて把持誤差を検出することも可能であ
る。
The above embodiment is an example in which the optical cutting method is used as the gripping error detecting means, but it is also possible to detect the gripping error using another contact type or non-contact type distance sensor.

【0048】[0048]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、エレクタ
本体が組立セグメントを把持した直後に把持誤差を検出
し、その検出値が許容範囲内でない場合は把持をし直す
ようにしたため、セグメント組立精度に及ぼす把持誤差
の影響を小さく抑えて、組立セグメントと既設セグメン
トのより正確な位置合わせが可能となり、また、組立セ
グメントの粗位置決め時に、把持誤差によってセグメン
ト同士が接触し、破損することを未然に防止できるとい
う効果がある。
According to the first aspect of the invention, the grip error is detected immediately after the erector body grips the assembly segment, and if the detected value is not within the allowable range, the grip is restarted. The effect of gripping errors on assembly accuracy can be suppressed to a more precise position between the assembled segment and the existing segment, and during rough positioning of the assembled segment, the gripping error may cause the segments to come into contact with each other and be damaged. The effect is that it can be prevented.

【0049】また、請求項2記載の発明によれば、把持
誤差検出用の投光器、テレビカメラ等の画像入力機器を
組立セグメントと既設セグメントとの位置・姿勢偏差検
出手段としても利用できるため、経済的である。
According to the second aspect of the present invention, the image input device such as the projector for detecting the gripping error and the television camera can be used as the position / orientation deviation detecting means between the assembly segment and the existing segment. Target.

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

【図1】本発明の機能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram of the present invention.

【図2】セグメント自動組立に用いるエレクタ本体の一
部切断した正面図である。
FIG. 2 is a partially cutaway front view of an erector body used for automatic segment assembly.

【図3】図2のIII−III断面図である。3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.

【図4】図2のIV−IV断面図である。4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.

【図5】図2のV−V断面図である。5 is a sectional view taken along line VV of FIG.

【図6】把持誤差の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a gripping error.

【図7】本発明に用いる把持誤差検出手段の一例を示す
概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a gripping error detection means used in the present invention.

【図8】投光器とテレビカメラの配置例を示す斜視図で
ある。
FIG. 8 is a perspective view showing an arrangement example of a floodlight and a television camera.

【図9】把持誤差検出時のカメラ画像を示す図で、
(a)はカメラ44aの画像、(b)はカメラ44bの
画像、(c)はカメラ44cの画像である。
FIG. 9 is a diagram showing a camera image when a gripping error is detected,
(A) is an image of the camera 44a, (b) is an image of the camera 44b, and (c) is an image of the camera 44c.

【図10】組立セグメント上の光切断像と基準座標系の
位置関係を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a positional relationship between a light section image on an assembly segment and a reference coordinate system.

【図11】画像座標系から基準座標系への座標値変換手
法の説明図で、(a)は投光器とテレビカメラ、テレビ
カメラ用結像レンズと固体撮像素子の位置関係を示す
図、(b)は固体撮像素子の座標系を示す図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a coordinate value conversion method from an image coordinate system to a reference coordinate system, FIG. 11A is a diagram showing a positional relationship between a projector and a TV camera, a television camera imaging lens, and a solid-state image sensor; 8] is a diagram showing a coordinate system of the solid-state imaging device.

【図12】組立セグメントの基準座標系に対する姿勢偏
差演算の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a posture deviation calculation with respect to a reference coordinate system of an assembly segment.

【図13】把持誤差検出および判定処理の手順を示す図
である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a procedure of gripping error detection and determination processing.

【図14】組立セグメントの位置決め補正の手順を示す
図である。
FIG. 14 is a diagram showing a procedure for positioning correction of an assembly segment.

【図15】組立セグメントの位置決め補正の説明図であ
る。
FIG. 15 is an explanatory diagram of positioning correction of an assembly segment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…セグメント間位置・姿勢偏差検出手段、2…本体制
御装置、3…把持誤差検出手段、4…判定手段、5…把
持し直し要求出力手段、12…エレクタ本体、34…セ
グメント把持部、41a,41b…既設セグメント、4
2…組立セグメント、43a,43b,43c…投光
器、44a,44b,44c…テレビカメラ、45a,
45b,45c…スリット光、46…カメラ切換器、4
7…画像入出力装置、48…画像メモリ、50…演算装
置、102,105…端点座標検出手段に対応する手
順、106…把持誤差演算手段に対応する手順、107
…判定手段4に対応する手順、108…把持し直し要求
信号出力手段5に対応する手順、201〜205…セグ
メント間位置・姿勢検出手段1に対する手順。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inter-segment position / posture deviation detection means, 2 ... Main body control device, 3 ... Gripping error detection means, 4 ... Judgment means, 5 ... Re-gripping request output means, 12 ... Elector main body, 34 ... Segment gripping part, 41a , 41b ... Existing segment, 4
2 ... Assembly segment, 43a, 43b, 43c ... Projector, 44a, 44b, 44c ... Television camera, 45a,
45b, 45c ... slit light, 46 ... camera switching device, 4
Reference numeral 7 ... Image input / output device, 48 ... Image memory, 50 ... Arithmetic device, 102, 105 ... Procedure corresponding to end point coordinate detecting means, 106 ... Procedure corresponding to gripping error computing means, 107
... Procedure corresponding to determination means 4, 108 ... Procedure corresponding to re-gripping request signal output means 5, 201-205 ... Procedure for inter-segment position / posture detection means 1.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 筒井 真作 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 森 泰雄 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 小澤 肇 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 中島 吉男 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 藤江 正克 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 渡邊 洋 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Shinsaku Tsutsui             Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.             Ceremony Company Tsuchiura Factory (72) Inventor Yasuo Mori             Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.             Ceremony Company Tsuchiura Factory (72) Inventor Hajime Ozawa             Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.             Ceremony Company Tsuchiura Factory (72) Inventor Yoshio Nakajima             502 Kintatemachi, Tsuchiura City, Ibaraki Japan             Tate Seisakusho Mechanical Research Center (72) Inventor Masakatsu Fujie             502 Kintatemachi, Tsuchiura City, Ibaraki Japan             Tate Seisakusho Mechanical Research Center (72) Inventor Hiroshi Watanabe             Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.             Ceremony Company Tsuchiura Factory

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シールド掘進機内に設置されるエレクタ
本体と、このエレクタ本体により組立位置近傍に粗位置
決めされた組立セグメントと既設セグメントとの相対的
な位置、姿勢偏差を検出するセグメント間位置・姿勢偏
差検出手段と、組立セグメントの把持・粗位置決め、お
よび検出された前記位置・姿勢偏差に対応する組立セグ
メントの位置決め補正をエレクタ本体に指令する本体制
御装置とを備えたセグメント自動組立装置において、組
立セグメントを把持した直後に組立セグメントとエレク
タ本体との相対的な位置・姿勢偏差(以下、把持誤差と
いう)を検出する把持誤差検出手段と、この検出された
把持誤差がセグメント組立上の許容範囲内か否かを判定
する判定手段と、この判定手段により把持誤差が許容範
囲外と判定された場合、組立セグメントの把持し直しを
要求する信号を本体制御装置の出力する把持し直し要求
信号出力手段とを設けたことを特徴とするセグメント自
動組立装置。
1. An erector body installed in a shield machine, and an inter-segment position / posture for detecting relative position / posture deviation between an assembly segment and an existing segment roughly positioned near the assembly position by the erector body. An automatic segment assembly apparatus comprising deviation detection means, grip / coarse positioning of an assembly segment, and a main body control device for instructing an erector main body to perform positioning correction of an assembly segment corresponding to the detected position / orientation deviation, Grasping error detecting means for detecting relative position / orientation deviation (hereinafter referred to as a grasping error) between the assembled segment and the erector body immediately after grasping the segment, and the detected grasping error within the allowable range for segment assembly. If the gripping error is judged to be outside the allowable range by the judging means for judging whether or not it is In this case, the automatic segment reassembling apparatus is provided with re-gripping request signal output means for outputting a signal requesting re-gripping of the assembled segment from the main body control device.
【請求項2】 前記把持誤差検出手段は、エレクタ本体
に設置され、エレクタ本体に把持された組立セグメント
のトンネル軸方向およびトンネル周方向の各端部にスリ
ット光を照射する投光器と、エレクタ本体に設置され、
前記各スリット光により生じた光切断像を撮像するテレ
ビカメラと、これらテレビカメラからの画像データを取
り込むためのカメラ切換器、画像入出力装置および画像
メモリと、画像メモリに格納されたデータを画像処理し
て前記各光切断像の端点座標を求める端点座標検出手段
と、この検出された端点座標値から把持誤差を演算する
把持誤差演算手段とからなることを特徴とする請求項1
記載のセグメント自動組立装置。
2. The gripping error detection means is installed in the erector body, and a projector that irradiates slit light to each end of the assembly segment gripped by the erector body in the tunnel axis direction and the tunnel circumferential direction, and the erector body. Installed,
A television camera that captures a light-section image generated by each of the slit lights, a camera switcher for capturing image data from these television cameras, an image input / output device and an image memory, and an image of the data stored in the image memory. 2. An end point coordinate detecting means for processing to obtain end point coordinates of each of the light section images, and a gripping error calculating means for calculating a gripping error from the detected end point coordinate values.
The automatic segment assembly device described.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109519184A (en) * 2018-10-22 2019-03-26 中铁建大桥工程局集团第二工程有限公司 A kind of construction method of advance borehole control attitude of shield machine drift

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CN109519184B (en) * 2018-10-22 2023-08-18 中铁建大桥工程局集团第二工程有限公司 Construction method for controlling attitude drift of shield tunneling machine by advanced drilling

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