JPH0531923B2 - - Google Patents
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- JPH0531923B2 JPH0531923B2 JP60142559A JP14255985A JPH0531923B2 JP H0531923 B2 JPH0531923 B2 JP H0531923B2 JP 60142559 A JP60142559 A JP 60142559A JP 14255985 A JP14255985 A JP 14255985A JP H0531923 B2 JPH0531923 B2 JP H0531923B2
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- JP
- Japan
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- magnetic field
- excavation
- excavator
- target line
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- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Navigation (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、掘進機により地中を掘削する場合、
当該掘進機を掘削目標線に沿つて掘進させるため
の掘進機の掘進制御装置に関する。
当該掘進機を掘削目標線に沿つて掘進させるため
の掘進機の掘進制御装置に関する。
小口径掘進工法等により、地中に管等を非開削
で埋設する場合、当該管の先端に配置する掘進機
は予め定められた掘削目標線に沿つて地中を掘削
してゆく必要がある。このためには、まず、地中
における掘進機の位置を検出し、掘進機が掘削目
標線から外れた場合には、掘進機に備えられてい
る方向修正用アクチユエータを適宜駆動してこれ
を修正しながら掘進してゆく。このような掘進手
段においては、掘進機の位置の検出が重要な部分
を占めるので、従来の位置検出手段を図により説
明する。
で埋設する場合、当該管の先端に配置する掘進機
は予め定められた掘削目標線に沿つて地中を掘削
してゆく必要がある。このためには、まず、地中
における掘進機の位置を検出し、掘進機が掘削目
標線から外れた場合には、掘進機に備えられてい
る方向修正用アクチユエータを適宜駆動してこれ
を修正しながら掘進してゆく。このような掘進手
段においては、掘進機の位置の検出が重要な部分
を占めるので、従来の位置検出手段を図により説
明する。
第５図は従来の位置検出装置の断面図である。
図で、１は地中を掘削中の掘進機、２は掘進機１
の後部に設けられる埋設管、３は掘進機１が掘削
を開始するための発進立坑立坑である。発進立坑
３内には、埋設管２の後部を押す押し装置（図示
されていない）が設けられている。４は発進立坑
３の適所に設けられたレーザ発振器である。レー
ザ発振器４は埋設管２を通つて掘進機１に対して
レーザ光５を放射するように構成されている。６
は掘進機１に設けられたスクリーンであり、レー
ザ発振器４からのレーザ光５を受光する。Ｔは掘
進機１の掘削目標線を示す。
図で、１は地中を掘削中の掘進機、２は掘進機１
の後部に設けられる埋設管、３は掘進機１が掘削
を開始するための発進立坑立坑である。発進立坑
３内には、埋設管２の後部を押す押し装置（図示
されていない）が設けられている。４は発進立坑
３の適所に設けられたレーザ発振器である。レー
ザ発振器４は埋設管２を通つて掘進機１に対して
レーザ光５を放射するように構成されている。６
は掘進機１に設けられたスクリーンであり、レー
ザ発振器４からのレーザ光５を受光する。Ｔは掘
進機１の掘削目標線を示す。
掘進機１が掘削目標線Ｔ上を掘進している場合
には、レーザ光５はスクリーン６上の所定の個所
において受光されるが、掘進機１が掘削目標線Ｔ
から外れると、レーザ光５も当該所定の個所から
外れる。このスクリーン６上のレーザ光５の偏差
により掘進機１の掘削目標線Ｔからのずれを検出
し、これにより掘進機１の軌道の修正が行なわれ
ていた。
には、レーザ光５はスクリーン６上の所定の個所
において受光されるが、掘進機１が掘削目標線Ｔ
から外れると、レーザ光５も当該所定の個所から
外れる。このスクリーン６上のレーザ光５の偏差
により掘進機１の掘削目標線Ｔからのずれを検出
し、これにより掘進機１の軌道の修正が行なわれ
ていた。
しかしながら、上記の手段は、掘削目標線Ｔが
曲線の場合（曲線施工の場合）にはレーザ光５が
スクリーン６上に到達しないので、掘進機１の位
置偏差を検出することができないという欠点を有
しており、さらに、シールド掘進機１の径が小径
（例えば径が100mm程度）の場合、掘進機１および
埋設管２内に配設される種々の装置によりレーザ
光５の通路を確保することができなくなるという
欠点をも有していた。このような欠点を除くた
め、次のような手段が提案されている。
曲線の場合（曲線施工の場合）にはレーザ光５が
スクリーン６上に到達しないので、掘進機１の位
置偏差を検出することができないという欠点を有
しており、さらに、シールド掘進機１の径が小径
（例えば径が100mm程度）の場合、掘進機１および
埋設管２内に配設される種々の装置によりレーザ
光５の通路を確保することができなくなるという
欠点をも有していた。このような欠点を除くた
め、次のような手段が提案されている。
第６図は他の従来の位置検出装置の断面図であ
る。図で、第５図と同一部分には同一符号が付し
てある。７は掘進機１に備えられた磁界発生器、
８は磁界発生器７で発生した磁界を検出する磁界
検出器、９は磁界検出器８の地表上の位置を測量
する測量器、１０は測量器９から磁界検出器８の
位置信号を入力し、これに基づいて掘進機１の掘
進方向を制御する制御部である。
る。図で、第５図と同一部分には同一符号が付し
てある。７は掘進機１に備えられた磁界発生器、
８は磁界発生器７で発生した磁界を検出する磁界
検出器、９は磁界検出器８の地表上の位置を測量
する測量器、１０は測量器９から磁界検出器８の
位置信号を入力し、これに基づいて掘進機１の掘
進方向を制御する制御部である。
磁界発生器７のＮ極およびＳ極が垂直線上にあ
る場合、地表上においては磁界発生器７の直上点
で垂直方向の磁界強度が最大（又は水平方向の磁
界強度が最小）となる。そこで、地表上において
磁界検出器８を移動（走査）させ、磁界強度が最
大（又は最小）となる地点を探索すれば、その地
点が磁界発生器７の直上点となる。そして、測量
器９で磁界検出器８の位置を測量すれば掘進機１
の位置を検出することができ、これにより軌道の
修正が行なわれる。
る場合、地表上においては磁界発生器７の直上点
で垂直方向の磁界強度が最大（又は水平方向の磁
界強度が最小）となる。そこで、地表上において
磁界検出器８を移動（走査）させ、磁界強度が最
大（又は最小）となる地点を探索すれば、その地
点が磁界発生器７の直上点となる。そして、測量
器９で磁界検出器８の位置を測量すれば掘進機１
の位置を検出することができ、これにより軌道の
修正が行なわれる。
このような装置は、上記従来の欠点を解消する
ことができるが、その反面地表上において磁界検
出器８を走査して掘進機１の位置を探索し、か
つ、その後磁界検出器８の位置を測量しなければ
ならず、このため、測量器を別途必要とするばか
りでなく、探索と測量に複雑な手数と長時間を要
するという欠点があつた。この欠点を除くため、
計測を自動化しようとすれば、磁界検出および磁
界検出器８の位置決定のため、必然的に自動追従
装置等が必要となり、コスト高になるという新ら
たな欠点を生じていた。そして、自動追従装置を
使用したとしても、前述のように磁界検出器８を
地表面上で走査する場合には、計測が断続的なら
ざるを得ず（例えば100ｍを掘削するのに50cm毎
に計測を行なうとして200回の走査が必要であり、
計測が200回断続することになる。）、このため、
掘進機１の自動方向制御を実施するのは困難であ
るという重大な欠点があつた。
ことができるが、その反面地表上において磁界検
出器８を走査して掘進機１の位置を探索し、か
つ、その後磁界検出器８の位置を測量しなければ
ならず、このため、測量器を別途必要とするばか
りでなく、探索と測量に複雑な手数と長時間を要
するという欠点があつた。この欠点を除くため、
計測を自動化しようとすれば、磁界検出および磁
界検出器８の位置決定のため、必然的に自動追従
装置等が必要となり、コスト高になるという新ら
たな欠点を生じていた。そして、自動追従装置を
使用したとしても、前述のように磁界検出器８を
地表面上で走査する場合には、計測が断続的なら
ざるを得ず（例えば100ｍを掘削するのに50cm毎
に計測を行なうとして200回の走査が必要であり、
計測が200回断続することになる。）、このため、
掘進機１の自動方向制御を実施するのは困難であ
るという重大な欠点があつた。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
のであり、簡単な構成により掘進機の掘進を自動
制御することができる掘進機の掘進制御装置を提
供するにある。
のであり、簡単な構成により掘進機の掘進を自動
制御することができる掘進機の掘進制御装置を提
供するにある。
上記の目的を達成するため、本発明は、地中を
掘削進行するとともに当該掘削進行方向の修正を
行うアクチユエータを備えた掘進機において、こ
の掘進機の掘削目標線の近傍に、かつ、少なくと
も一部が当該掘削目標線と平行でない線に沿つて
配置された導線と、この導線に電流を供給しこれ
により磁界を発生させる電源と、前記掘進機に備
えられ前記磁界を検出する少なくとも一組の磁界
検出装置と、前記掘進機の掘進距離を検出する距
離検出装置と、前記磁界検出装置の検出値に基づ
いて前記掘削目標線からのずれ量を演算する第１
の演算手段、前記掘進距離に関する前記導線の前
記掘削目標線からのずれ量と前記第１の演算手段
で演算されたずれ量との差を演算する第２の演算
手段、およびこの第２の演算手段で演算された差
に応じて前記アクチユエータに駆動指令を出力す
る駆動指令手段より成る演算制御部とを設けたこ
とを特徴とする。
掘削進行するとともに当該掘削進行方向の修正を
行うアクチユエータを備えた掘進機において、こ
の掘進機の掘削目標線の近傍に、かつ、少なくと
も一部が当該掘削目標線と平行でない線に沿つて
配置された導線と、この導線に電流を供給しこれ
により磁界を発生させる電源と、前記掘進機に備
えられ前記磁界を検出する少なくとも一組の磁界
検出装置と、前記掘進機の掘進距離を検出する距
離検出装置と、前記磁界検出装置の検出値に基づ
いて前記掘削目標線からのずれ量を演算する第１
の演算手段、前記掘進距離に関する前記導線の前
記掘削目標線からのずれ量と前記第１の演算手段
で演算されたずれ量との差を演算する第２の演算
手段、およびこの第２の演算手段で演算された差
に応じて前記アクチユエータに駆動指令を出力す
る駆動指令手段より成る演算制御部とを設けたこ
とを特徴とする。
掘削部全長において、導線と掘削目標線とは互
いに平行でない部分が存在する。このような部分
における導線の掘削目標線からのずれは掘進距離
の関数として算出される。この算出されたずれと
磁界検出器の検出値から得られたずれとの差を演
算し、この差に基づいてアクチユエータを駆動
し、掘進方向の修正を行うことにより掘進機を掘
削目標線に沿つて掘進させることができる。
いに平行でない部分が存在する。このような部分
における導線の掘削目標線からのずれは掘進距離
の関数として算出される。この算出されたずれと
磁界検出器の検出値から得られたずれとの差を演
算し、この差に基づいてアクチユエータを駆動
し、掘進方向の修正を行うことにより掘進機を掘
削目標線に沿つて掘進させることができる。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。
る。
第１図ａ，ｂは本発明の実施例に係る掘進制御
装置の平面図および断面図である。図で、第５図
および第６図に示す部分と同一部分には同一符号
が付してある。１１ａは掘進機１の一方の側壁に
設けられた磁界検出器、１１ｂは掘進機１の中心
を通る垂直面に関して他方の側壁における磁界検
出器１１ａの対称位置に設けられた磁界検出器で
ある。各磁界検出器１１ａ，１１ｂは磁界中に置
かれたときこれに応じた誘導起電力を発生する誘
導コイルで構成されている。１２は地表上におい
て掘削目標線Ｔの近傍に往復して配置された導
線、Ｃは往復する導線の中心線を示す。１３は導
線１２に交流電流を供給する電源である。１４は
掘進機１の掘進距離ｌを検出する距離検出器であ
り、例えば直線変位計等により構成されている。
１５は磁界検出器１１ａ，１１ｂおよび距離検出
器１４からの検出信号に基づいて掘進機の方向修
正用アクチユエータを駆動制御する演算制御部で
あり、マイクロコンピユータにより構成されてい
る。
装置の平面図および断面図である。図で、第５図
および第６図に示す部分と同一部分には同一符号
が付してある。１１ａは掘進機１の一方の側壁に
設けられた磁界検出器、１１ｂは掘進機１の中心
を通る垂直面に関して他方の側壁における磁界検
出器１１ａの対称位置に設けられた磁界検出器で
ある。各磁界検出器１１ａ，１１ｂは磁界中に置
かれたときこれに応じた誘導起電力を発生する誘
導コイルで構成されている。１２は地表上におい
て掘削目標線Ｔの近傍に往復して配置された導
線、Ｃは往復する導線の中心線を示す。１３は導
線１２に交流電流を供給する電源である。１４は
掘進機１の掘進距離ｌを検出する距離検出器であ
り、例えば直線変位計等により構成されている。
１５は磁界検出器１１ａ，１１ｂおよび距離検出
器１４からの検出信号に基づいて掘進機の方向修
正用アクチユエータを駆動制御する演算制御部で
あり、マイクロコンピユータにより構成されてい
る。
次に、本実施例の動作原理を第２図ａ，ｂに示
す掘進機の位置、およびその位置における磁界強
度特性図を参照しながら説明する。電源１３から
導線１２に電流が供給されると、導線１２のまわ
りには磁界が矢印に示すように形成され、この磁
界は磁界検出器１１ａ，１１ｂにより検出され
る。ここで、上記のように磁界が形成されたとき
磁界検出器１１ａ，１１ｂから出力される電気的
信号について考案する。今 Ｉ：電源１３から誘導線１２に供給される電流 I0：電流Ｉの最大振幅 ω：電流Ｉの角周波数 Hx：Ｘ軸上（後述）に発生するｘ方向成分の磁
界強度 ｘ：Ｘ軸上の任意の位置 ｙ：導線１２と磁界検出器１１ａ，１１ｂとの間
の垂直方向の距離 Ｗ：中心線Ｃと各導線１２との間の距離 とすると、電流Ｉおよび磁界強度Hxは次式によ
り表わされる。
す掘進機の位置、およびその位置における磁界強
度特性図を参照しながら説明する。電源１３から
導線１２に電流が供給されると、導線１２のまわ
りには磁界が矢印に示すように形成され、この磁
界は磁界検出器１１ａ，１１ｂにより検出され
る。ここで、上記のように磁界が形成されたとき
磁界検出器１１ａ，１１ｂから出力される電気的
信号について考案する。今 Ｉ：電源１３から誘導線１２に供給される電流 I0：電流Ｉの最大振幅 ω：電流Ｉの角周波数 Hx：Ｘ軸上（後述）に発生するｘ方向成分の磁
界強度 ｘ：Ｘ軸上の任意の位置 ｙ：導線１２と磁界検出器１１ａ，１１ｂとの間
の垂直方向の距離 Ｗ：中心線Ｃと各導線１２との間の距離 とすると、電流Ｉおよび磁界強度Hxは次式によ
り表わされる。
Ｉ＝I0sinωt ……(1)
Hx＝Iy／2π
｛１／（ｘ＋Ｗ）2＋y2−１／（ｘ−Ｗ）2＋y2｝…
…(2) 第２図ａは掘進機１が中心線Ｃからずれた位置
（位置偏差δ）にある状態を示す図であり、磁界
検出器１１ａ，１１ｂを結ぶ線をＸ軸にとつてあ
る。なお、シールド掘進機１の中心Ｆと各磁界検
出器１１ａ，１１ｂとの間の距離がｒで示されて
いる。第２図ｂは距離ｙと導線１２間の距離2W
とが等しい（ｙ＝2W）場合における磁界強度Hx
の特性を示す図であり、横軸にｘ方向の位置が、
又、縦軸に磁界強度Hxがとつてある。なお、距
離ｙが大きくなるにしたがつて図の直線の傾斜が
小さくなる。図から明らかなように、磁界強度
Hxは両側の誘導線１２の中央で０となり、中央
から離れるにしたがつてほぼその距離に比例して
増大する。なお、このような特性は実験により確
かめることができた。ここで、 k1：比例定数 x′：中心線Ｃから磁界検出器１１ａ，１１ｂま
での距離 Ha：磁界検出器１１ａで検出される磁界強度 Hb：磁界検出器１１ｂで検出される磁界強度 δ：掘進機１の中心線Ｃからのずれ とすると、磁界Ｈは Ｈ＝k1・x′ ……(3) で表わされるから、 Ha＝k1（ｒ＋δ） ……(4) Hb＝−k1（ｒ−δ） ……(5) となる。そして、磁界検出器１１ａから出力され
る電気的信号Ea、および磁界検出器１１ｂから
出力される電気的信号Ebは、それぞれその検出
された磁界強度に比例するので、次式が成立す
る。
…(2) 第２図ａは掘進機１が中心線Ｃからずれた位置
（位置偏差δ）にある状態を示す図であり、磁界
検出器１１ａ，１１ｂを結ぶ線をＸ軸にとつてあ
る。なお、シールド掘進機１の中心Ｆと各磁界検
出器１１ａ，１１ｂとの間の距離がｒで示されて
いる。第２図ｂは距離ｙと導線１２間の距離2W
とが等しい（ｙ＝2W）場合における磁界強度Hx
の特性を示す図であり、横軸にｘ方向の位置が、
又、縦軸に磁界強度Hxがとつてある。なお、距
離ｙが大きくなるにしたがつて図の直線の傾斜が
小さくなる。図から明らかなように、磁界強度
Hxは両側の誘導線１２の中央で０となり、中央
から離れるにしたがつてほぼその距離に比例して
増大する。なお、このような特性は実験により確
かめることができた。ここで、 k1：比例定数 x′：中心線Ｃから磁界検出器１１ａ，１１ｂま
での距離 Ha：磁界検出器１１ａで検出される磁界強度 Hb：磁界検出器１１ｂで検出される磁界強度 δ：掘進機１の中心線Ｃからのずれ とすると、磁界Ｈは Ｈ＝k1・x′ ……(3) で表わされるから、 Ha＝k1（ｒ＋δ） ……(4) Hb＝−k1（ｒ−δ） ……(5) となる。そして、磁界検出器１１ａから出力され
る電気的信号Ea、および磁界検出器１１ｂから
出力される電気的信号Ebは、それぞれその検出
された磁界強度に比例するので、次式が成立す
る。
Ea＝k1・k2（ｒ＋δ） ……(6)
Eb＝−k1・k2（ｒ−δ） ……(7)
なお、上記式において、k2は比例定数であり、
この比例定数k2は各磁界検出素子１１ａ，１１ｂ
のコイルの巻数をＮ、コイルの断面積をａ、媒質
の透磁率をμとすると、k2∝Ｎ・ａ・ω・μとな
る。
この比例定数k2は各磁界検出素子１１ａ，１１ｂ
のコイルの巻数をＮ、コイルの断面積をａ、媒質
の透磁率をμとすると、k2∝Ｎ・ａ・ω・μとな
る。
以上のことから、掘進機１の位置偏差δを求め
るには、 δ＝Ea＋Eb／Ea−Eb・ｒ ……(8) の演算を行なえば、値ｒは一定値であるから位置
偏差δを求めることができる。制御器１４は磁界
検出器１１ａの出力信号Ea、磁界検出器１１ｂ
の出力信号Ebを入力し、これらの値に基づいて
上式の演算を行ない、位置偏差δを算出する。
るには、 δ＝Ea＋Eb／Ea−Eb・ｒ ……(8) の演算を行なえば、値ｒは一定値であるから位置
偏差δを求めることができる。制御器１４は磁界
検出器１１ａの出力信号Ea、磁界検出器１１ｂ
の出力信号Ebを入力し、これらの値に基づいて
上式の演算を行ない、位置偏差δを算出する。
第３図は実際の位置偏差に対する(8)式で得られ
た位置偏差の特性図である。図で、横軸にはある
範囲−xP〜xPにおける実際の位置偏差が、又、縦
軸には(8)式で得られた同上範囲の位置偏差がとつ
てある。図では、深さｙを２ｍ、３ｍ、５ｍとし
たときの特性が示されているが、いずれの深さに
おいても両者はほぼ１対１で対応しており、位置
偏差δを精度良く検出できることが判る。なお、
この実験によれば、位置検出精度は２cm以下と良
好であつた。
た位置偏差の特性図である。図で、横軸にはある
範囲−xP〜xPにおける実際の位置偏差が、又、縦
軸には(8)式で得られた同上範囲の位置偏差がとつ
てある。図では、深さｙを２ｍ、３ｍ、５ｍとし
たときの特性が示されているが、いずれの深さに
おいても両者はほぼ１対１で対応しており、位置
偏差δを精度良く検出できることが判る。なお、
この実験によれば、位置検出精度は２cm以下と良
好であつた。
このように、位置偏差δを精度良くかつ連続し
て検出できることを利用して、掘進機１を掘削目
標線Ｔに沿つて自動的にに掘進させることが可能
である。以下、これを第１図を参照しながら説明
する。掘削目標線Ｔは、掘進距離ｌおよび中心線
Ｃと掘削目標線Ｔとの偏差δTの関係で予め決める
ことができる。例えば、中心線Ｃの発進立坑３か
らの長さをｚとすると、掘削目標線Ｔの中心線Ｃ
からの偏差δTは次式で表わされる。
て検出できることを利用して、掘進機１を掘削目
標線Ｔに沿つて自動的にに掘進させることが可能
である。以下、これを第１図を参照しながら説明
する。掘削目標線Ｔは、掘進距離ｌおよび中心線
Ｃと掘削目標線Ｔとの偏差δTの関係で予め決める
ことができる。例えば、中心線Ｃの発進立坑３か
らの長さをｚとすると、掘削目標線Ｔの中心線Ｃ
からの偏差δTは次式で表わされる。
δT＝ｆ(z) ……(9)
又、これを距離ｌの関数として表わすには、
を解くことにより、
δT＝ｇ(d) ……(11)
で求めることができる。即ち、偏差δTは距離検出
器１４の検出値に基づいて求めることができる。
器１４の検出値に基づいて求めることができる。
以上のことから、中心線Ｃに対する掘進機１の
偏差δを(8)式により求め、これを(11)式で与えられ
る掘削目標線Ｔの偏差δTと比較し、その差が０と
なるように掘進機１の方向修正用アクチユエータ
を駆動制御すれば、掘進機１を掘削目標線Ｔに沿
つて自動的に掘進させることができる。
偏差δを(8)式により求め、これを(11)式で与えられ
る掘削目標線Ｔの偏差δTと比較し、その差が０と
なるように掘進機１の方向修正用アクチユエータ
を駆動制御すれば、掘進機１を掘削目標線Ｔに沿
つて自動的に掘進させることができる。
次に、本実施例の動作を第４図に示す演算制御
部１５のフローチヤートを参照しながら説明す
る。まず、距離検出器１５からその検出値ｌを入
力し（手順S1）、(11)式にしたがつて掘削目標線Ｔ
の偏差δTを演算する（手順S2）。次に磁界検出器
１１ａ，１１ｂから信号Ea，Ebを入力し（手順
S3）、(8)式にしたがつて掘進機１の偏差δを演算
する（手順S4）。次いで、求められた偏差δTから
偏差δを減算し（手順S5）、その減算値Δが０で
あるか否かを判断する（手順S6）。減算値Δが０
のときは、掘進機１が掘削目標線Ｔ上にあること
になるので、方向の修正は行なわず、手順S1に戻
る。一方、減算値Δが０でないとき、即ち、掘進
機１が掘削目標線Ｔから外れているときは、演算
された減算値Δに基づいて方向修正用アクチユエ
ータへの指令信号を演算する（手順S7）。
部１５のフローチヤートを参照しながら説明す
る。まず、距離検出器１５からその検出値ｌを入
力し（手順S1）、(11)式にしたがつて掘削目標線Ｔ
の偏差δTを演算する（手順S2）。次に磁界検出器
１１ａ，１１ｂから信号Ea，Ebを入力し（手順
S3）、(8)式にしたがつて掘進機１の偏差δを演算
する（手順S4）。次いで、求められた偏差δTから
偏差δを減算し（手順S5）、その減算値Δが０で
あるか否かを判断する（手順S6）。減算値Δが０
のときは、掘進機１が掘削目標線Ｔ上にあること
になるので、方向の修正は行なわず、手順S1に戻
る。一方、減算値Δが０でないとき、即ち、掘進
機１が掘削目標線Ｔから外れているときは、演算
された減算値Δに基づいて方向修正用アクチユエ
ータへの指令信号を演算する（手順S7）。
方向修正用アクチユエータは、例えば掘進機１
の先端を任意の方向に傾動させる方式のものであ
れば、その傾動のため複数の油圧シリンダで構成
されている。この場合、手順S7では、掘進機１を
掘削目標線Ｔに戻すには、どの油圧シリンダをど
れだけのストローク変位させるかを、減算値Δを
基にして演算する。最後に、演算結果に応じた指
令信号が方向修正用アクチユエータに対して出力
される（手順S7）。上記の例では、この指令信号
は例えば電磁方向切換弁等に対して出力される。
その後、処理は再び手順S1に戻る。
の先端を任意の方向に傾動させる方式のものであ
れば、その傾動のため複数の油圧シリンダで構成
されている。この場合、手順S7では、掘進機１を
掘削目標線Ｔに戻すには、どの油圧シリンダをど
れだけのストローク変位させるかを、減算値Δを
基にして演算する。最後に、演算結果に応じた指
令信号が方向修正用アクチユエータに対して出力
される（手順S7）。上記の例では、この指令信号
は例えば電磁方向切換弁等に対して出力される。
その後、処理は再び手順S1に戻る。
このように、本実施例では、掘削目標線の近傍
に往復の導線を平行に敷設し、導線に流れる電流
により生じる磁界を２つの磁界検出器により検出
するとともに掘進距離をも検出し、これらの検出
値に基づいて掘進機の方向修正用アクチユエータ
を駆動するようにしたので、掘進機を予定された
掘削目標線に沿つて自動的に掘進させることがで
きる。
に往復の導線を平行に敷設し、導線に流れる電流
により生じる磁界を２つの磁界検出器により検出
するとともに掘進距離をも検出し、これらの検出
値に基づいて掘進機の方向修正用アクチユエータ
を駆動するようにしたので、掘進機を予定された
掘削目標線に沿つて自動的に掘進させることがで
きる。
なお、上記実施例の説明では、掘削目標線が曲
線を描く場合について説明したが、これが直線を
描く場合であつても適用可能であるのは明らかで
ある。そして、その場合、導線の中心線Ｃは当該
直線の掘削目標線と一致させる必要がないのは上
記実施例の説明から容易に理解される。このこと
から、導線の敷設は、掘削目標線が直線であつて
も必ずしも直線でなければならないということは
なく、曲線であつても差支えない。したがつて、
この場合導線を地上に敷設するとき、地上におけ
る交通、障害物等の状況に対応させて敷設できる
という効果を奏することになる。なお又、磁界検
出器は誘導コイル以外に種々の型のものを用いる
ことができる。
線を描く場合について説明したが、これが直線を
描く場合であつても適用可能であるのは明らかで
ある。そして、その場合、導線の中心線Ｃは当該
直線の掘削目標線と一致させる必要がないのは上
記実施例の説明から容易に理解される。このこと
から、導線の敷設は、掘削目標線が直線であつて
も必ずしも直線でなければならないということは
なく、曲線であつても差支えない。したがつて、
この場合導線を地上に敷設するとき、地上におけ
る交通、障害物等の状況に対応させて敷設できる
という効果を奏することになる。なお又、磁界検
出器は誘導コイル以外に種々の型のものを用いる
ことができる。
以上述べたように、本発明では、導線を掘削目
標線の近傍に配置し、導線に流れる電流を一組の
磁界検出器で検出するとともに掘進機の掘進距離
をも検出し、これらの検出値に基づいて掘進機の
方向修正用アクチユエータを駆動するようにした
ので、掘進機を予定された掘削目標線に沿つて自
動的に掘進させることができる。又、導線は周囲
の状況に応じて配置することができる。
標線の近傍に配置し、導線に流れる電流を一組の
磁界検出器で検出するとともに掘進機の掘進距離
をも検出し、これらの検出値に基づいて掘進機の
方向修正用アクチユエータを駆動するようにした
ので、掘進機を予定された掘削目標線に沿つて自
動的に掘進させることができる。又、導線は周囲
の状況に応じて配置することができる。
第１図ａ，ｂは本発明の実施例に係る掘進制御
装置の平面図および断面図、第２図ａ，ｂは掘進
機の位置およびその位置における磁界強度特性
図、第３図は第１図に示す装置により得られる位
置偏差の特性図、第４図は第１図に示す演算制御
部の動作を説明するフローチヤート、第５図およ
び第６図はそれぞれ従来の掘進機位置検出装置の
断面図である。 １……掘進機、１１ａ，１１ｂ……磁界検出
器、１２……導線、１４……距離検出器、１５…
…演算制御部、Ｔ……目標掘削線、Ｃ……中心
線。
装置の平面図および断面図、第２図ａ，ｂは掘進
機の位置およびその位置における磁界強度特性
図、第３図は第１図に示す装置により得られる位
置偏差の特性図、第４図は第１図に示す演算制御
部の動作を説明するフローチヤート、第５図およ
び第６図はそれぞれ従来の掘進機位置検出装置の
断面図である。 １……掘進機、１１ａ，１１ｂ……磁界検出
器、１２……導線、１４……距離検出器、１５…
…演算制御部、Ｔ……目標掘削線、Ｃ……中心
線。
Claims (1)
- １ 地中を掘削進行するとともに当該掘削進行方
向の修正を行うアクチユエータを備えた掘進機に
おいて、この掘進機の掘削目標線の近傍に、か
つ、少なくとも一部が当該掘削目標線と平行でな
い線に沿つて配置された導線と、この導線に電流
を供給しこれにより磁界を発生させる電源と、前
記掘進機に備えられ前記磁界を検出する少なくと
も一組の磁界検出装置と、前記掘進機の掘進距離
を検出する距離検出装置と、前記磁界検出装置の
検出値に基づいて前記掘削目標線からのずれ量を
演算する第１の演算手段、前記掘進距離に関する
前記導線の前記掘削目標線からのずれ量と前記第
１の演算手段で演算されたずれ量との差を演算す
る第２の演算手段、およびこの第２の演算手段で
演算された差に応じて前記アクチユエータに駆動
指令を出力する駆動指令手段より成る演算制御部
とを設けたことを特徴とする掘進機の掘進制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142559A JPS625124A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 掘進機の掘進制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142559A JPS625124A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 掘進機の掘進制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS625124A JPS625124A (ja) | 1987-01-12 |
| JPH0531923B2 true JPH0531923B2 (ja) | 1993-05-13 |
Family
ID=15318152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60142559A Granted JPS625124A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 掘進機の掘進制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS625124A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5750704B2 (ja) * | 1979-10-26 | 1982-10-28 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS609850Y2 (ja) * | 1980-09-08 | 1985-04-05 | 三菱重工業株式会社 | 走行体の位置ずれ測定装置 |
-
1985
- 1985-07-01 JP JP60142559A patent/JPS625124A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5750704B2 (ja) * | 1979-10-26 | 1982-10-28 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS625124A (ja) | 1987-01-12 |
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