JPH06100078B2 - トンネル覆工機の自動測量位置決めシステム - Google Patents
トンネル覆工機の自動測量位置決めシステムInfo
- Publication number
- JPH06100078B2 JPH06100078B2 JP1052029A JP5202989A JPH06100078B2 JP H06100078 B2 JPH06100078 B2 JP H06100078B2 JP 1052029 A JP1052029 A JP 1052029A JP 5202989 A JP5202989 A JP 5202989A JP H06100078 B2 JPH06100078 B2 JP H06100078B2
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- lining machine
- tunnel
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- orientation
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、トンネル覆工機の自動測量位置決めシステム
に関するもので、覆工機の位置・姿勢を計測し、位置検
出装置からの情報をマイコンにより処理を行い、概略位
置より自動的に移動して計画位置に位置決めを行ったの
ち、トンネル設計断面での位置決め点と計画位置とのず
れ量を算出してメモリに記憶するシステムに適用され
る。
に関するもので、覆工機の位置・姿勢を計測し、位置検
出装置からの情報をマイコンにより処理を行い、概略位
置より自動的に移動して計画位置に位置決めを行ったの
ち、トンネル設計断面での位置決め点と計画位置とのず
れ量を算出してメモリに記憶するシステムに適用され
る。
従来の技術 覆工機はトンネル一次覆工を施工する為に新たに開発さ
れた機械であるので、特に従来の技術はないが、手動で
行う場合は下記の方法が考えられる。
れた機械であるので、特に従来の技術はないが、手動で
行う場合は下記の方法が考えられる。
覆工機の位置・姿勢を計測し位置決めを行う為には、覆
工機に取付けた反射プリズムを専門技術者により、光波
トランシツトで測定を行うそのデータを電卓・マイコン
等により演算を行い手動で油圧バルブ・シリンダー装置
を操作し、位置・姿勢検出装置による情報で位置決めを
行う。
工機に取付けた反射プリズムを専門技術者により、光波
トランシツトで測定を行うそのデータを電卓・マイコン
等により演算を行い手動で油圧バルブ・シリンダー装置
を操作し、位置・姿勢検出装置による情報で位置決めを
行う。
発明が解決しようとする課題 覆工機で覆工コンクリートを計画断面に打設する場合、
施工機を計画位置にセツトする必要がある。
施工機を計画位置にセツトする必要がある。
計画位置にセツトする為には、覆工機の現在位置を精度
よく測量し位置・姿勢の修正量を計算する必要がある。
よく測量し位置・姿勢の修正量を計算する必要がある。
一般に測量作業は専門技術者により行われているが、こ
の作業は経験技術が必要とされ、一般作業者が簡単に行
うことが困難とされている。
の作業は経験技術が必要とされ、一般作業者が簡単に行
うことが困難とされている。
又覆工機は作業の性質上、掘削終了から一次覆工が終了
するまでの時間が掘削する地山の状態により決まってし
まう為、測量、位置決めにかかる時間が問題となり、手
動により行っていたのでは時間がかかり、操作も複雑で
ある。
するまでの時間が掘削する地山の状態により決まってし
まう為、測量、位置決めにかかる時間が問題となり、手
動により行っていたのでは時間がかかり、操作も複雑で
ある。
本発明は、覆工機を計画位置にセツトする作業を、専門
技術者を要せず、迅速に行う安価な自動測量位置決めシ
ステムを提供することを目的とするものである。
技術者を要せず、迅速に行う安価な自動測量位置決めシ
ステムを提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 覆工機に取付けた２個の反射プリズムをX,Y,Z方向（３
次元）で自動測量或いは無線操作により測量するレーザ
光波セオドライト（角度を精密に観測する機器で、わが
国では最近は高性能のトランシツトをセオドライトとを
名づけている。）をトンネルの天井に設置する。また測
量データやトンネル線形情報より必要な演算をマイコン
で行い、覆工機に設置した位置・姿勢検出装置及びアウ
トリガーの油圧バルブ・シリンダー装置を制御すること
により自動位置決めを行い、その位置情報をコンピュー
タのメモリに記憶する。
次元）で自動測量或いは無線操作により測量するレーザ
光波セオドライト（角度を精密に観測する機器で、わが
国では最近は高性能のトランシツトをセオドライトとを
名づけている。）をトンネルの天井に設置する。また測
量データやトンネル線形情報より必要な演算をマイコン
で行い、覆工機に設置した位置・姿勢検出装置及びアウ
トリガーの油圧バルブ・シリンダー装置を制御すること
により自動位置決めを行い、その位置情報をコンピュー
タのメモリに記憶する。
作 用 前回の位置情報をメモリから読み込み、今回の計画位置
を算出し、自動的に計画位置の反射プリズムに向けてレ
ーザ光波セオドライトのエンコーダ付モータを制御して
旋回移動し測定する。視準が悪く測定できなかった場合
は、レーザ光をガイドにレーザ光をレーザ受光板に無線
操作することにより再度測定する。
を算出し、自動的に計画位置の反射プリズムに向けてレ
ーザ光波セオドライトのエンコーダ付モータを制御して
旋回移動し測定する。視準が悪く測定できなかった場合
は、レーザ光をガイドにレーザ光をレーザ受光板に無線
操作することにより再度測定する。
また位置決めに際し、覆光機のローリング・ピツチング
をアウトリガーの油圧バルブ・シリンダー装置を制御し
自動的に修正したのち、測量データに基づき、コンピュ
ータにより油圧シリンダー及び油圧モータ装置を制御
し、XY方向の移動修正、覆工機軸とトンネル軸の角度差
であるヨーイングの旋回移動修正を自動的に行う。
をアウトリガーの油圧バルブ・シリンダー装置を制御し
自動的に修正したのち、測量データに基づき、コンピュ
ータにより油圧シリンダー及び油圧モータ装置を制御
し、XY方向の移動修正、覆工機軸とトンネル軸の角度差
であるヨーイングの旋回移動修正を自動的に行う。
実施例 第１図乃至第４図において、１はアブソリユートエンコ
ーダ、２はリニアエンコーダ、３は傾斜計、４はレーザ
発光器、５は測定器、６はコントローラ、７は位置決め
作動機構、８はホストコンピユータ、９は無線機、10は
無線機、11はローカルマイコン、12はレーザ発光器、13
は光波距離計、14はエンコーダ付モータ（水平方向）、
15はエンコーダ付モータ（鉛直方向）、16は基台、17は
油圧モータ、18は油圧シリンダー、19は覆工機本体、20
は旋回台、21はスライド台、22はトンネル、23はレーザ
光波セオドライト、24は基準点反射プリズム、25はNO2
反射プリズム、26はNo1反射プリズム、27はアウトリガ
ー、28は切羽である。
ーダ、２はリニアエンコーダ、３は傾斜計、４はレーザ
発光器、５は測定器、６はコントローラ、７は位置決め
作動機構、８はホストコンピユータ、９は無線機、10は
無線機、11はローカルマイコン、12はレーザ発光器、13
は光波距離計、14はエンコーダ付モータ（水平方向）、
15はエンコーダ付モータ（鉛直方向）、16は基台、17は
油圧モータ、18は油圧シリンダー、19は覆工機本体、20
は旋回台、21はスライド台、22はトンネル、23はレーザ
光波セオドライト、24は基準点反射プリズム、25はNO2
反射プリズム、26はNo1反射プリズム、27はアウトリガ
ー、28は切羽である。
第１図において、自動測量位置決めシステムは、自動測
量装置部Ａと自動位置決め装置部Ｂとから構成されてい
る。
量装置部Ａと自動位置決め装置部Ｂとから構成されてい
る。
自動測量装置部Ａは、基台16に取付けられた水平方向・
鉛直方向の角度を計測・旋回移動するエンコーダ付モー
タ14,15、エンコーダからのパルス信号を受け、制御信
号を送出するローカルマイコン11、切羽にトンネルセン
ター軸を照射するレーザ発光器12、反射プリズムまでの
距離を測定し、測定情報をローカルマイコン11に送出す
る光波距離計13とから成る。
鉛直方向の角度を計測・旋回移動するエンコーダ付モー
タ14,15、エンコーダからのパルス信号を受け、制御信
号を送出するローカルマイコン11、切羽にトンネルセン
ター軸を照射するレーザ発光器12、反射プリズムまでの
距離を測定し、測定情報をローカルマイコン11に送出す
る光波距離計13とから成る。
又、自動位置決め装置部Ｂは覆光機軸方向を表示するレ
ーザ光を出すレーザ光波器４、旋回台20（第３図参照）
の旋回角をパルス信号で送出するアブソリユートエンコ
ーダ１、スライド台21の移動量をパルス信号で送出する
リニアエンコーダ２、水平に対する覆工機本体19の状態
を電気信号で送出する傾斜計３、これらの信号を受けホ
ストコンピユータ８に計測情報を送出する測定器５、測
定器５から計測情報を受け、演算を行いコントローラ６
に制御信号を出すホストコンピユーター８、制御信号に
よって位置決め作動機構７を操作するコントローラ６、
覆工機の位置決めをする位置決め作動機構７とから成
る。
ーザ光を出すレーザ光波器４、旋回台20（第３図参照）
の旋回角をパルス信号で送出するアブソリユートエンコ
ーダ１、スライド台21の移動量をパルス信号で送出する
リニアエンコーダ２、水平に対する覆工機本体19の状態
を電気信号で送出する傾斜計３、これらの信号を受けホ
ストコンピユータ８に計測情報を送出する測定器５、測
定器５から計測情報を受け、演算を行いコントローラ６
に制御信号を出すホストコンピユーター８、制御信号に
よって位置決め作動機構７を操作するコントローラ６、
覆工機の位置決めをする位置決め作動機構７とから成
る。
第２図，第３図において、覆工機の動作に従って、各装
置の説明をすると、覆工機本体19は、自動測量装置部Ａ
のレーザ発光器12より切羽に照射されたレーザ光に、覆
工機本体に取付けたレーザ発光器４のノーザ光を合わせ
る状態で計画位置に移動する。概略移動が完了するとホ
ストコンピユータ８は傾斜計３の電気信号を測定器５を
介して読込み、コントローラ６に制御信号を送出し油圧
バルブ・シリンダーを制御しアウトリガー27を操作して
ローリング・ピツチングを修正する。次にレーザ光波セ
オドライト23は（光波距離計13）覆工機に取付けたNo1
反射プリズム26とNo2反射プリズム25を測定する。（レ
ーザ光波セオドライト23と基準反射プリズム24は３次元
座標X,Y,Zの所定位置に設置する。） 測定は基準点反射プリズム24からのNO1,NO2反射プリズ
ム26,25を視準した時のエンコーダ付モータ14,15のパル
ス信号と光波距離計13の測定距離をローカルマイコン11
が読込みNO1,NO2反射プリズム26,25の位置座標，機械軸
方向角を算出する。この測量データは無線機10,9によっ
て送受信されホストコンピユータ８に送信される。そし
てホストコンピユータ８は測量データから現在機械位置
座標を算出し計画位置座標より移動量トンネル軸方向角
と機械軸方向角より旋回移動量を算出し、コントローラ
ー６を介し油圧シリンダー18,油圧モータ17を制御して
スライド台21,旋回台20を操作する。
置の説明をすると、覆工機本体19は、自動測量装置部Ａ
のレーザ発光器12より切羽に照射されたレーザ光に、覆
工機本体に取付けたレーザ発光器４のノーザ光を合わせ
る状態で計画位置に移動する。概略移動が完了するとホ
ストコンピユータ８は傾斜計３の電気信号を測定器５を
介して読込み、コントローラ６に制御信号を送出し油圧
バルブ・シリンダーを制御しアウトリガー27を操作して
ローリング・ピツチングを修正する。次にレーザ光波セ
オドライト23は（光波距離計13）覆工機に取付けたNo1
反射プリズム26とNo2反射プリズム25を測定する。（レ
ーザ光波セオドライト23と基準反射プリズム24は３次元
座標X,Y,Zの所定位置に設置する。） 測定は基準点反射プリズム24からのNO1,NO2反射プリズ
ム26,25を視準した時のエンコーダ付モータ14,15のパル
ス信号と光波距離計13の測定距離をローカルマイコン11
が読込みNO1,NO2反射プリズム26,25の位置座標，機械軸
方向角を算出する。この測量データは無線機10,9によっ
て送受信されホストコンピユータ８に送信される。そし
てホストコンピユータ８は測量データから現在機械位置
座標を算出し計画位置座標より移動量トンネル軸方向角
と機械軸方向角より旋回移動量を算出し、コントローラ
ー６を介し油圧シリンダー18,油圧モータ17を制御して
スライド台21,旋回台20を操作する。
このようにして位置決めされた修正機械位置座標を算出
して設計断面での修正機械位置座標と計画位置座標との
ずれ量を算出し、ホストコンピユータ８のメモリに記憶
する。
して設計断面での修正機械位置座標と計画位置座標との
ずれ量を算出し、ホストコンピユータ８のメモリに記憶
する。
なお、第２図のレーザ光波セオドライト23は第１図は自
動測量装置部Ａに対応する部材である。
動測量装置部Ａに対応する部材である。
発明の効果 本発明によるとトンネル覆工機の自動測量位置決めシス
テムは、トンネル内に設置された自動測量装置部と覆工
機に取付けられた反射プリズム及び自動位置決め装置部
とから構成され、前記自動測量装置部は、レーザ発光器
及び光波距離計と、これ等の計器を水平方向に旋回駆動
する水平制御回転装置と、これ等の計器を鉛直方向に旋
回駆動する鉛直制御回転装置と、これ等の計器及び制御
回転装置を制御するローカルマイコンと、ローカルマイ
コンの制御情報を送受信する無線機とからなり、前記自
動位置決め装置部は、前記自動測量装置部の無線機と送
受信する無線機と、覆工機の位置・姿勢を検出する位置
・姿勢検出装置と、覆工機の位置・姿勢を修正する油圧
バルブ・シリンダー装置と、無線機及び位置・姿勢検出
装置からの情報に基づき演算を行いバルブ・シリンダー
装置を制御するホストコンピュータとからなることによ
り、次の効果を有する。
テムは、トンネル内に設置された自動測量装置部と覆工
機に取付けられた反射プリズム及び自動位置決め装置部
とから構成され、前記自動測量装置部は、レーザ発光器
及び光波距離計と、これ等の計器を水平方向に旋回駆動
する水平制御回転装置と、これ等の計器を鉛直方向に旋
回駆動する鉛直制御回転装置と、これ等の計器及び制御
回転装置を制御するローカルマイコンと、ローカルマイ
コンの制御情報を送受信する無線機とからなり、前記自
動位置決め装置部は、前記自動測量装置部の無線機と送
受信する無線機と、覆工機の位置・姿勢を検出する位置
・姿勢検出装置と、覆工機の位置・姿勢を修正する油圧
バルブ・シリンダー装置と、無線機及び位置・姿勢検出
装置からの情報に基づき演算を行いバルブ・シリンダー
装置を制御するホストコンピュータとからなることによ
り、次の効果を有する。
（１） 一般作業員が、本来専門的技術者を必要とする
測量を精度よく行うことができる。
測量を精度よく行うことができる。
（２） 測量データに基づき、XY方向の移動修正、覆工
機軸とトンネル軸の角度差であるヨーイングの旋回移動
修正を、油圧シリンダー及び油圧モータ装置により自動
的に行ない、困難な位置決め作業の省力化を行うことが
できる。
機軸とトンネル軸の角度差であるヨーイングの旋回移動
修正を、油圧シリンダー及び油圧モータ装置により自動
的に行ない、困難な位置決め作業の省力化を行うことが
できる。
第１図は本発明の実施例における制御系のブロツク図、
第２図は本発明の実施例における配置図で、（ａ）は平
面図、（ｂ）は側面図である。第３図は第２図の自動位
置決め装置部の拡大図で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面
図、第４図は本発明による処理の流れ図である。 １……アブソリユートエンコーダ、 ２……リニアエンコーダ、３……傾斜計、 ４……レーザ発光器、５……測定器、 ６……コントローラ、７……位置決め作動機構、 ８……ホストコンピユータ、 ９……無線機、10……無線機、 11……ローカルマイコン、12……レーザ発光器、 13……光波距離計、 14……エンコーダ付モータ（水平方向）、 15……エンコーダ付モータ（鉛直方向）、 Ａ……自動測量装置部、 Ｂ……自動位置決め装置部。
第２図は本発明の実施例における配置図で、（ａ）は平
面図、（ｂ）は側面図である。第３図は第２図の自動位
置決め装置部の拡大図で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面
図、第４図は本発明による処理の流れ図である。 １……アブソリユートエンコーダ、 ２……リニアエンコーダ、３……傾斜計、 ４……レーザ発光器、５……測定器、 ６……コントローラ、７……位置決め作動機構、 ８……ホストコンピユータ、 ９……無線機、10……無線機、 11……ローカルマイコン、12……レーザ発光器、 13……光波距離計、 14……エンコーダ付モータ（水平方向）、 15……エンコーダ付モータ（鉛直方向）、 Ａ……自動測量装置部、 Ｂ……自動位置決め装置部。
フロントページの続き (72)発明者 古賀 重利 東京都渋谷区千駄ケ谷４丁目６番15号 フ ジタ工業株式会社内 (72)発明者 杉原 繁樹 東京都渋谷区千駄ケ谷４丁目６番15号 フ ジタ工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−79000（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】トンネル内に設置された自動測量装置部と
覆工機に取付けられた反射プリズム及び自動位置決め装
置部とから構成され、前記自動測量装置部は、レーザ発
光器及び光波距離計と、これ等の計器を水平方向に旋回
駆動する水平制御回転装置と、これ等の計器を鉛直方向
に旋回駆動する鉛直制御回転装置と、これ等の計器及び
制御回転装置を制御するローカルマイコンと、ローカル
マイコンの制御情報を送受信する無線機とからなり、前
記自動位置決め装置部は、前記自動測量装置部の無線機
と送受信する無線機と、覆工機の位置・姿勢を検出する
位置・姿勢検出装置と、覆工機の位置・姿勢を修正する
油圧バルブ・シリンダー装置と、無線機及び位置・姿勢
検出装置からの情報に基づき演算を行いバルブ・シリン
ダー装置を制御するホストコンピュータとからなること
を特徴とするトンネル覆工機の自動測量位置決めシステ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1052029A JPH06100078B2 (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | トンネル覆工機の自動測量位置決めシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1052029A JPH06100078B2 (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | トンネル覆工機の自動測量位置決めシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02232499A JPH02232499A (ja) | 1990-09-14 |
| JPH06100078B2 true JPH06100078B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=12903387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1052029A Expired - Lifetime JPH06100078B2 (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | トンネル覆工機の自動測量位置決めシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100078B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018177597A1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | Caterpillar Global Mining Europe Gmbh | Site positioning system for an underground machine |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2693033B2 (ja) * | 1990-10-24 | 1997-12-17 | 佐藤工業株式会社 | ２次覆工用スチールフオームの自動制御装置 |
| JP2001310154A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-06 | Furukawa Co Ltd | コンクリート吹付機の基準位置及び方向の設定装置 |
| CN107806066A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-03-16 | 新疆北方建设集团有限公司 | 全自动数控光检测平衡衬砌机 |
| CN107806067A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-03-16 | 新疆北方建设集团有限公司 | 全自动数控履带减压定位衬砌机 |
-
1989
- 1989-03-06 JP JP1052029A patent/JPH06100078B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018177597A1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | Caterpillar Global Mining Europe Gmbh | Site positioning system for an underground machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02232499A (ja) | 1990-09-14 |
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