JPH0664155B2 - 土木工事機械用障害物探知装置 - Google Patents
土木工事機械用障害物探知装置Info
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- JPH0664155B2 JPH0664155B2 JP63181814A JP18181488A JPH0664155B2 JP H0664155 B2 JPH0664155 B2 JP H0664155B2 JP 63181814 A JP63181814 A JP 63181814A JP 18181488 A JP18181488 A JP 18181488A JP H0664155 B2 JPH0664155 B2 JP H0664155B2
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- Japan
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- transmitting
- receiving
- civil engineering
- buried object
- transmission
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- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば土を押広げる推進機または掘削する
掘削機等の土木工事機械に付設される障害物探知装置に
関し、進行方向前方に存在する埋設物等を探知するとと
もに、その埋設物等が短尺物か長尺物かも判別して障害
物を的確に探知できるようにしたものである。
掘削機等の土木工事機械に付設される障害物探知装置に
関し、進行方向前方に存在する埋設物等を探知するとと
もに、その埋設物等が短尺物か長尺物かも判別して障害
物を的確に探知できるようにしたものである。
（従来の技術） 推進機または掘削器等の土木工事機械における障害物探
知装置としては、電磁波を土中に送信し、障害物からの
反射波を受信して、これを探知するようにしたものが知
られている。
知装置としては、電磁波を土中に送信し、障害物からの
反射波を受信して、これを探知するようにしたものが知
られている。
ところで、このような土木工事機械の先端部前面板は、
土を押広げあるいは掘削するために大きな荷重がかかる
ので、高強度な鉄鋼材料が用いられている。このため、
このような材料製の先端部前面板の背面側に送信用およ
び受信用のアンテナエレメントを装着しても、送信用ア
ンテナエレメントから送信された電磁波は鉄鋼材料製の
先端部前面板の内面側で全反射されて電磁波を土中へ送
信することはできない。
土を押広げあるいは掘削するために大きな荷重がかかる
ので、高強度な鉄鋼材料が用いられている。このため、
このような材料製の先端部前面板の背面側に送信用およ
び受信用のアンテナエレメントを装着しても、送信用ア
ンテナエレメントから送信された電磁波は鉄鋼材料製の
先端部前面板の内面側で全反射されて電磁波を土中へ送
信することはできない。
このような点に対処した第１の従来例として、機械先端
部に４本のカッタースポークが備えられたシールド掘削
機における障害物探知装置において、カッタースポーク
による送信用電磁波の反射を防ぐため、カッター旋回モ
ータ軸に連結された回転パルス発信器とカッタースポー
ク位置演算器とが備えられ、カッタースポークによる非
遮断時間帯にのみアンテナから送信用電磁波を発射させ
るようにしたものがある（特開昭60−261892号公報）。
部に４本のカッタースポークが備えられたシールド掘削
機における障害物探知装置において、カッタースポーク
による送信用電磁波の反射を防ぐため、カッター旋回モ
ータ軸に連結された回転パルス発信器とカッタースポー
ク位置演算器とが備えられ、カッタースポークによる非
遮断時間帯にのみアンテナから送信用電磁波を発射させ
るようにしたものがある（特開昭60−261892号公報）。
しかしながら、第１の従来例にあっては、複数個のカッ
タースポークによる非遮断時間帯を検出するための装置
構成が複雑化し、また非遮断時間帯にのみ受信された反
射波により障害物を探知することになるので、障害物を
的確に探知することが難しいという問題点があった。
タースポークによる非遮断時間帯を検出するための装置
構成が複雑化し、また非遮断時間帯にのみ受信された反
射波により障害物を探知することになるので、障害物を
的確に探知することが難しいという問題点があった。
また、障害物探知装置には、地上から地中の埋設物等の
障害物を探知するようにした第２の従来例がある。この
第２の従来例では、送信用アンテナから空気中に発射さ
れる電磁波の波長として、電磁波の到達距離を大にして
探知性能を高めるために3m〜50cm（周波数で約100MHZ〜
600MHZに相当）程度のものが用いられている。そして、
この帯域の電磁波を送、受信するためのアンテナエレメ
ントとしては、一辺が30〜40cmのものが用いられてい
る。このような大きさのアンテナエレメントを土木工事
機械の先端部に装着できれば、地上からの障害物探知装
置と同程度の探知可能距離を有する土木工事機械用障害
物探知装置が実現できる。しかしながら、上記のような
大きさのアンテナエレメントを土木工事機械の先端部に
装着すると、その土木工事機械の種類によってはアンテ
ナエレメントの占有面積が大きくなって、装着が困難に
なる場合があった。
障害物を探知するようにした第２の従来例がある。この
第２の従来例では、送信用アンテナから空気中に発射さ
れる電磁波の波長として、電磁波の到達距離を大にして
探知性能を高めるために3m〜50cm（周波数で約100MHZ〜
600MHZに相当）程度のものが用いられている。そして、
この帯域の電磁波を送、受信するためのアンテナエレメ
ントとしては、一辺が30〜40cmのものが用いられてい
る。このような大きさのアンテナエレメントを土木工事
機械の先端部に装着できれば、地上からの障害物探知装
置と同程度の探知可能距離を有する土木工事機械用障害
物探知装置が実現できる。しかしながら、上記のような
大きさのアンテナエレメントを土木工事機械の先端部に
装着すると、その土木工事機械の種類によってはアンテ
ナエレメントの占有面積が大きくなって、装着が困難に
なる場合があった。
これを解決するために、アンテナエレメントの寸法を単
純に１／ｎ（ｎ＞１）に小形化すると、適用できる波長
は１／ｎになり周波数がｎ倍となって電磁波の到達距離
が短かくなり探知可能距離が低下してしまう。
純に１／ｎ（ｎ＞１）に小形化すると、適用できる波長
は１／ｎになり周波数がｎ倍となって電磁波の到達距離
が短かくなり探知可能距離が低下してしまう。
（発明が解決しようとする課題） 従来の土木工事機械は、その前面部に鉄鋼材質製の前面
板が配設されていたため、この前面板の背面側に送信用
アンテナエレメントを装着しても、送信用の電磁波が前
面板の裏面側で全反射されて、電磁波を土中へ送信する
ことはできない。
板が配設されていたため、この前面板の背面側に送信用
アンテナエレメントを装着しても、送信用の電磁波が前
面板の裏面側で全反射されて、電磁波を土中へ送信する
ことはできない。
また、第１の従来例では、複数個のカッタースポークに
よる非遮断時間帯を検出するための装置構成が複雑化
し、さらに非遮断時間帯にのみ受信された反射波により
障害物を探知することになるので、障害物を的確に探知
することが難しい。
よる非遮断時間帯を検出するための装置構成が複雑化
し、さらに非遮断時間帯にのみ受信された反射波により
障害物を探知することになるので、障害物を的確に探知
することが難しい。
さらに、地上からの障害物探知装置である第２の従来例
と同程度の探知可能距離を得るためには、アンテナエレ
メントの寸法が比較的大きくなってしまうので、これを
機械先端部に装着することは難しいという問題点があっ
た。
と同程度の探知可能距離を得るためには、アンテナエレ
メントの寸法が比較的大きくなってしまうので、これを
機械先端部に装着することは難しいという問題点があっ
た。
また、障害物探知装置で探知される地中の埋設物には、
例えば石等の短尺物と、通信用管路等の長尺物とがあ
り、このうち石等の短尺物の場合は、推進機等は、その
まま推進可能の場合があるが、通信用管路等の長尺物の
場合は、推進不可能で障害物となる。したがって障害物
の探知機能を高めるためには、障害物探知装置は、埋設
物の探知機能とともに、その埋設物が短尺物であるか長
尺物であるかの判別機能を有するものが求められてい
る。
例えば石等の短尺物と、通信用管路等の長尺物とがあ
り、このうち石等の短尺物の場合は、推進機等は、その
まま推進可能の場合があるが、通信用管路等の長尺物の
場合は、推進不可能で障害物となる。したがって障害物
の探知機能を高めるためには、障害物探知装置は、埋設
物の探知機能とともに、その埋設物が短尺物であるか長
尺物であるかの判別機能を有するものが求められてい
る。
この発明は、上記事情に基づいてなされたもので、進行
方向前方に存在する埋設物等を探知するとともに、その
埋設物が短尺物であるか長尺物であるかも判別して障害
物を的確に探知することのできる土木工事機械用障害物
探知装置を提供することを目的とする。
方向前方に存在する埋設物等を探知するとともに、その
埋設物が短尺物であるか長尺物であるかも判別して障害
物を的確に探知することのできる土木工事機械用障害物
探知装置を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、上記課題を解決するために、土中を推進な
いしは掘削する土木工事機械の先端部に装着され背面側
に球面状の凹設部を有する非金属材質製の前面部材と、
該前面部材と同質材で作製され前記凹設部に密接してす
り合う凸面を有するすり合せ部材と、該すり合せ部材の
背面側に配設され当該すり合せ部材及び前記前面部材を
通じて、進行方向前方の埋設物を探知するための電波を
送波及び受波する送信用及び受信用のアンテナと、該送
信用及び受信用のアンテナを前記凹設部に沿ってすり合
せ部材と共に上下、左右、斜め方向に傾動ないしは回転
させて前記電波の送波及び受波方向を可変する駆動手段
と、前記送信用及び受信用のアンテナとの間で送信電力
の給電及び埋設物から反射電波に基づく受信電力の受電
を行なう送信用及び受信用の回路とを備えてなり、前記
駆動手段は、前記受信用回路で受信された埋設物探知信
号に基づいて作動を開始するものであることを要旨とす
る。
いしは掘削する土木工事機械の先端部に装着され背面側
に球面状の凹設部を有する非金属材質製の前面部材と、
該前面部材と同質材で作製され前記凹設部に密接してす
り合う凸面を有するすり合せ部材と、該すり合せ部材の
背面側に配設され当該すり合せ部材及び前記前面部材を
通じて、進行方向前方の埋設物を探知するための電波を
送波及び受波する送信用及び受信用のアンテナと、該送
信用及び受信用のアンテナを前記凹設部に沿ってすり合
せ部材と共に上下、左右、斜め方向に傾動ないしは回転
させて前記電波の送波及び受波方向を可変する駆動手段
と、前記送信用及び受信用のアンテナとの間で送信電力
の給電及び埋設物から反射電波に基づく受信電力の受電
を行なう送信用及び受信用の回路とを備えてなり、前記
駆動手段は、前記受信用回路で受信された埋設物探知信
号に基づいて作動を開始するものであることを要旨とす
る。
（作用） 上記構成においては、 （イ）通常の土中推進時には送信用及び受信用のアンテ
ナにより進行方向前方の埋設物の探知を常時行い、 （ロ）送信用及び受信用のアンテナで埋設物を探知した
際には、駆動手段の作動を開始して、当該送信用及び受
信用のアンテナを上下、左右、斜め方向に傾動ないしは
回転させ、これにより埋設物が短尺物か長尺物でかを識
別することができる。
ナにより進行方向前方の埋設物の探知を常時行い、 （ロ）送信用及び受信用のアンテナで埋設物を探知した
際には、駆動手段の作動を開始して、当該送信用及び受
信用のアンテナを上下、左右、斜め方向に傾動ないしは
回転させ、これにより埋設物が短尺物か長尺物でかを識
別することができる。
（ハ）また、土と接する前面部材を非金属材質で作製し
ているので、これらの前面部材の比誘電率を土の比誘電
率とほぼ近い値とすることができ、よって土と前面部材
との境界部における電波の反射を少なくすることがで
き、 （ニ）さらに、すり合せ部材も前面部材と同質材で作製
しているので、前面部材とすり合せ部材との境界部にお
ける電波の反射を少なくすることができ、 （ホ）そして特に、上記アンテナの傾動ないしは回転に
際して、前面部材とすり合せ部材とが密接しながら移動
することになるから、この境界面での電波の反射が少な
くてすむ。
ているので、これらの前面部材の比誘電率を土の比誘電
率とほぼ近い値とすることができ、よって土と前面部材
との境界部における電波の反射を少なくすることがで
き、 （ニ）さらに、すり合せ部材も前面部材と同質材で作製
しているので、前面部材とすり合せ部材との境界部にお
ける電波の反射を少なくすることができ、 （ホ）そして特に、上記アンテナの傾動ないしは回転に
際して、前面部材とすり合せ部材とが密接しながら移動
することになるから、この境界面での電波の反射が少な
くてすむ。
したがって、進行方向前方の埋設物が短尺物か長尺物か
を的確に識別することができる。
を的確に識別することができる。
（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
１図ないし第６図は、この発明の第１実施例を示す図で
ある。この実施例は、推進機に適用されており、アンテ
ナエレメントを上下、左右に傾動させるようにしたもの
である。
１図ないし第６図は、この発明の第１実施例を示す図で
ある。この実施例は、推進機に適用されており、アンテ
ナエレメントを上下、左右に傾動させるようにしたもの
である。
まず、土木工事機械用障害物探知装置の構成を説明する
と、土木工事機械の構成部材である鉄鋼製推進管１の先
端部２には、前面部材としてのセラミックス製の前面板
３が装着されている。前面板３は、鉄鋼材質製のものと
同程度の強度とするため、鉄鋼材質製のものよりも適宜
に厚く形成されている。
と、土木工事機械の構成部材である鉄鋼製推進管１の先
端部２には、前面部材としてのセラミックス製の前面板
３が装着されている。前面板３は、鉄鋼材質製のものと
同程度の強度とするため、鉄鋼材質製のものよりも適宜
に厚く形成されている。
使用時にこの前面板３の外面側は、土（比誘電率＝２〜
80）と接触する。一般に電磁波は、比誘電率の相異する
物質の境界部で反射が生じるが、前面板３の材質を上記
のようにセラミックスとすることにより前面板３の比誘
電率を土の比誘電率と同程度の値とすることができて、
その接触面での電磁波の反射量が極めて小さい値に抑え
られる。このような比誘電率を有するセラミックスとし
ては、アルミナ系、ベリリア系、バリウム系等多数のも
のが存在している。なお、前面板３の材質としては、上
記のセラミックスの他に、例えば通常の塩化ビニールの
比誘電率は３〜10程度、フェノール系樹脂では４〜50程
度の値であるので、プラスチック、FRP（強化プラスチ
ック）を用いることもでき、さらにはカーボンを所定の
割合で分散させたゴムを用いることもできる。
80）と接触する。一般に電磁波は、比誘電率の相異する
物質の境界部で反射が生じるが、前面板３の材質を上記
のようにセラミックスとすることにより前面板３の比誘
電率を土の比誘電率と同程度の値とすることができて、
その接触面での電磁波の反射量が極めて小さい値に抑え
られる。このような比誘電率を有するセラミックスとし
ては、アルミナ系、ベリリア系、バリウム系等多数のも
のが存在している。なお、前面板３の材質としては、上
記のセラミックスの他に、例えば通常の塩化ビニールの
比誘電率は３〜10程度、フェノール系樹脂では４〜50程
度の値であるので、プラスチック、FRP（強化プラスチ
ック）を用いることもでき、さらにはカーボンを所定の
割合で分散させたゴムを用いることもできる。
また、上述の前面板３の背面側中央部は、球面状に凹設
され、この凹設部に対応した凸面を有するすり合せ部材
としてのすり合せ板４が、その凹設部に密接するように
実装されている。すり合せ板４は、前面板３と同値の比
誘電率を有する材質で作製されている。
され、この凹設部に対応した凸面を有するすり合せ部材
としてのすり合せ板４が、その凹設部に密接するように
実装されている。すり合せ板４は、前面板３と同値の比
誘電率を有する材質で作製されている。
そして、すり合せ板４の背面側には、銅板製の送信用ア
ンテナエレメント５及び受信用アンテナエレメント６
が、取付部材を兼ねた電波吸収体７の前面部に取付けら
れて配設されている。電波吸収体７の背面側には、駆動
アーム８が取付けられ、この駆動アーム８は、後述の駆
動手段に連結されている。
ンテナエレメント５及び受信用アンテナエレメント６
が、取付部材を兼ねた電波吸収体７の前面部に取付けら
れて配設されている。電波吸収体７の背面側には、駆動
アーム８が取付けられ、この駆動アーム８は、後述の駆
動手段に連結されている。
一般に、比誘電率εの誘電体中では電磁波の速度は空気
中の１／ε１／２となる。したがって送信用および受信
用アンテナエレメント５、６を１／ｎに小形化しても、
これを上述のようにε＝ｎ２の誘電体中を通過させれ
ば、電磁波の周波数は不変となって、探知可能距離の低
下が防止される。
中の１／ε１／２となる。したがって送信用および受信
用アンテナエレメント５、６を１／ｎに小形化しても、
これを上述のようにε＝ｎ２の誘電体中を通過させれ
ば、電磁波の周波数は不変となって、探知可能距離の低
下が防止される。
また、駆動アーム８の後方には、鉄鋼製推進管１と一体
に形成された取付板９が配設され、この取付板９に、送
信用及び受信用のアンテナエレメント５、６を上下方向
及び左右方向に傾動させて発射電波の送波方向を可変す
るための駆動手段、送信回路11及び受信回路12が取付け
られている。そして、駆動アーム８と取付板９との間に
は、前面板３とすり合せ板４の間隙をなくして送受信電
磁波の損失を小さくするため、ばね又はクッション材等
からなる圧縮機構17が配設されている。
に形成された取付板９が配設され、この取付板９に、送
信用及び受信用のアンテナエレメント５、６を上下方向
及び左右方向に傾動させて発射電波の送波方向を可変す
るための駆動手段、送信回路11及び受信回路12が取付け
られている。そして、駆動アーム８と取付板９との間に
は、前面板３とすり合せ板４の間隙をなくして送受信電
磁波の損失を小さくするため、ばね又はクッション材等
からなる圧縮機構17が配設されている。
駆動手段は、例えば、上下方向に傾動させる手段として
のウオームギヤ機構13、左右方向に傾動させる手段とし
ての傘歯車機構14及びこれら両機構13、14を駆動するた
めの駆動モータ10で構成されている。両機構13、14は、
ウオームギヤ機構13におけるウオーム歯車の回転軸が、
傘歯車機構14における小歯車の回転軸に相当するような
関係に構成されている。そして、ウオームギヤ機構13と
傘歯車機構14とは、クラッチ機構等により連結状態で作
動し、また、そのクラッチ機構等の解除により、この２
つの機構13、14は、単独でも作動し得るように構成され
ている。
のウオームギヤ機構13、左右方向に傾動させる手段とし
ての傘歯車機構14及びこれら両機構13、14を駆動するた
めの駆動モータ10で構成されている。両機構13、14は、
ウオームギヤ機構13におけるウオーム歯車の回転軸が、
傘歯車機構14における小歯車の回転軸に相当するような
関係に構成されている。そして、ウオームギヤ機構13と
傘歯車機構14とは、クラッチ機構等により連結状態で作
動し、また、そのクラッチ機構等の解除により、この２
つの機構13、14は、単独でも作動し得るように構成され
ている。
而して、送信用及び受信用のアンテナエレメント５、６
は、ウオームギヤ機構13或いは傘歯車機構14により、駆
動アーム８の略中央部を中心として上下方向及び左右方
向に回動され、さらにこの両機構13、14の連動動作によ
り駆動アーム８の略中央部を中心とした球面に沿って斜
めの方向等のあらゆる方向に移動できるように構成され
ている。
は、ウオームギヤ機構13或いは傘歯車機構14により、駆
動アーム８の略中央部を中心として上下方向及び左右方
向に回動され、さらにこの両機構13、14の連動動作によ
り駆動アーム８の略中央部を中心とした球面に沿って斜
めの方向等のあらゆる方向に移動できるように構成され
ている。
また、送信回路11はコード15で送信用アンテナエレメン
ト５に接続され、受信回路12は他のコードで受信用アン
テナエレメント６に接続されている。第４図に示すよう
に送信回路11と受信回路12との間には送受シールド16が
設けられている。
ト５に接続され、受信回路12は他のコードで受信用アン
テナエレメント６に接続されている。第４図に示すよう
に送信回路11と受信回路12との間には送受シールド16が
設けられている。
送信回路11と受信回路12とは、さらにコネクタ18及びケ
ーブル19を介して制御処理部20に接続されている。制御
処理部20は土木工事機械の推進制御機能を有するととも
に、受信回路12からの埋設物等の探知信号を受けた時に
警報を発し、これと同時に、駆動モータ10に対して駆動
開始信号を発信する機能も備えている。また制御処理部
20には、埋設物21からの反射波形を表示するための表示
部22等が備えられている。
ーブル19を介して制御処理部20に接続されている。制御
処理部20は土木工事機械の推進制御機能を有するととも
に、受信回路12からの埋設物等の探知信号を受けた時に
警報を発し、これと同時に、駆動モータ10に対して駆動
開始信号を発信する機能も備えている。また制御処理部
20には、埋設物21からの反射波形を表示するための表示
部22等が備えられている。
この実施例の土木工事機械用障害物探知装置は、上述の
ように構成されているので、送信回路11からの送信電力
の給電により、送信用アンテナエレメント５からの電磁
波である高周波のパルスが発射されると、その電磁波
は、すり合せ板４と前面板３の裏面との接触面、前面板
３及びその外部と土との接触面を効率よく通過して先端
部２の進行方向前方の土中に送信される。そして、進行
方向前方の土中に埋設物等21が存在すると、その反射電
波は、上述の前面板３の外面と土との接触面等を上記と
逆方向に効率よく通過して受信用アンテナエレメント６
に受波される。
ように構成されているので、送信回路11からの送信電力
の給電により、送信用アンテナエレメント５からの電磁
波である高周波のパルスが発射されると、その電磁波
は、すり合せ板４と前面板３の裏面との接触面、前面板
３及びその外部と土との接触面を効率よく通過して先端
部２の進行方向前方の土中に送信される。そして、進行
方向前方の土中に埋設物等21が存在すると、その反射電
波は、上述の前面板３の外面と土との接触面等を上記と
逆方向に効率よく通過して受信用アンテナエレメント６
に受波される。
このようにして受波された反射電波は、受信回路12を介
して制御処理部20に送られ、その表示部22に波形が表示
されて埋設物21の存在が探知される。第５図は、先端部
２の前方ほぼ1mの土中に埋設された75mmφ管を埋設物21
として探知した反射電波の波形例を示すものである。同
波形図中、Ｐ１は送信用アンテナエレメント５から受信
用アンテナエレメント６へ直接回り込んだ電磁波のピー
クを示し、Ｐ２は埋設物21である75mmφ管からの反射電
波によるピークを示している。このピーク信号Ｐ２から
埋設物21が探知される。
して制御処理部20に送られ、その表示部22に波形が表示
されて埋設物21の存在が探知される。第５図は、先端部
２の前方ほぼ1mの土中に埋設された75mmφ管を埋設物21
として探知した反射電波の波形例を示すものである。同
波形図中、Ｐ１は送信用アンテナエレメント５から受信
用アンテナエレメント６へ直接回り込んだ電磁波のピー
クを示し、Ｐ２は埋設物21である75mmφ管からの反射電
波によるピークを示している。このピーク信号Ｐ２から
埋設物21が探知される。
しかし、埋設物等21が探知されても、このままでは、そ
の埋設物等21が、例えば石等の短尺物で推進機がそのま
ま推進可能であるか、又は通信管路等の長尺物で障害物
となるものであるかの判別は困難である。
の埋設物等21が、例えば石等の短尺物で推進機がそのま
ま推進可能であるか、又は通信管路等の長尺物で障害物
となるものであるかの判別は困難である。
そこで、受信回路12からの反射電波を受けて制御処理部
20で埋設物21の存在が確認されると、制御処理部20から
は警報が発せられると同時に、駆動モータ10に駆動開始
信号が送られ、駆動手段が作動してアンテナエレメント
５、６の傾動ないしは回動動作が開始されて、埋設物21
が短尺物か長尺物であるかの判別動作がなされる。
20で埋設物21の存在が確認されると、制御処理部20から
は警報が発せられると同時に、駆動モータ10に駆動開始
信号が送られ、駆動手段が作動してアンテナエレメント
５、６の傾動ないしは回動動作が開始されて、埋設物21
が短尺物か長尺物であるかの判別動作がなされる。
第６図の（Ａ）、（Ｂ）は、先端部２の前方に、通信管
路等の長尺物が埋設されている場合と、石等の短尺物が
存在している場合の探知結果例を示すものである。ま
ず、第６図（Ａ）は、長尺物に対し上下方向（断面と平
行方向）にアンテナエレメント５、６を動かし、各角度
毎の反射波を合成したものである。同図中、Ｒ１は、ア
ンテナエレメント５、６の正面部からの反射波であり、
反射時間が早いことを示している。Ｒ２は、アンテナエ
レメント５、６の傾動角度が大きい部分からの反射波で
あり、反射時間が遅いことを示している。また、Ｒ
３は、アンテナエレメント５、６の傾動角度がある範囲
を越えて反射波が存在しない領域を示している。この探
知結果例から、埋設物21が太い場合は各反射波の波頭値
を結んだ双曲線の円弧が大きくなり、逆に埋設物21が細
い場合は円弧が小さくなることから、埋設物21の径の大
小を知ることができる。
路等の長尺物が埋設されている場合と、石等の短尺物が
存在している場合の探知結果例を示すものである。ま
ず、第６図（Ａ）は、長尺物に対し上下方向（断面と平
行方向）にアンテナエレメント５、６を動かし、各角度
毎の反射波を合成したものである。同図中、Ｒ１は、ア
ンテナエレメント５、６の正面部からの反射波であり、
反射時間が早いことを示している。Ｒ２は、アンテナエ
レメント５、６の傾動角度が大きい部分からの反射波で
あり、反射時間が遅いことを示している。また、Ｒ
３は、アンテナエレメント５、６の傾動角度がある範囲
を越えて反射波が存在しない領域を示している。この探
知結果例から、埋設物21が太い場合は各反射波の波頭値
を結んだ双曲線の円弧が大きくなり、逆に埋設物21が細
い場合は円弧が小さくなることから、埋設物21の径の大
小を知ることができる。
次に、第６図（Ｂ）は、上記と同じ長尺物に対し、アン
テナエレメント５、６を左右方向（長手方向）に動か
し、各角度毎の反射波を合成したものである。この場合
は、同図中、Ｒ４で示すようにアンテナエレメント５、
６の傾動角度が大きくなっても反射波が存在する。そし
て、この反射波の存在から長尺物であることが識別され
る。
テナエレメント５、６を左右方向（長手方向）に動か
し、各角度毎の反射波を合成したものである。この場合
は、同図中、Ｒ４で示すようにアンテナエレメント５、
６の傾動角度が大きくなっても反射波が存在する。そし
て、この反射波の存在から長尺物であることが識別され
る。
これに対し、例えば、通信用管路の径と同程度の石等の
短尺物の場合は、アンテナエレメント５、６を上下方向
及び左右方向の何れの方向に動かしても、第６図（Ａ）
のような反射波の合成を得るので短尺物であることが識
別されて、通信用管路等の長尺物との区別がつくことに
なる。
短尺物の場合は、アンテナエレメント５、６を上下方向
及び左右方向の何れの方向に動かしても、第６図（Ａ）
のような反射波の合成を得るので短尺物であることが識
別されて、通信用管路等の長尺物との区別がつくことに
なる。
したがって、探知された埋設物21がそのまま推進可能程
度の短尺物か、又は推進不可能な長尺物であるかの判別
が的確になされる。
度の短尺物か、又は推進不可能な長尺物であるかの判別
が的確になされる。
そして、このような埋設物探知作用において、電波吸収
体７により、送信用アンテナエレメント５から発射され
た電磁波及び前面板３の内外両面部で僅かに反射された
電磁波が送信回路11及び受信回路12にノイズとして入る
のが防止される。
体７により、送信用アンテナエレメント５から発射され
た電磁波及び前面板３の内外両面部で僅かに反射された
電磁波が送信回路11及び受信回路12にノイズとして入る
のが防止される。
なお、上述の実施例では、送信用及び受信用のアンテナ
エレメントを各別に設けたが、両者を１つのアンテナエ
レメントで兼用するとともに、送受切替部を設けること
によっても同上実施例のものと同様の作用を得ることが
できる。
エレメントを各別に設けたが、両者を１つのアンテナエ
レメントで兼用するとともに、送受切替部を設けること
によっても同上実施例のものと同様の作用を得ることが
できる。
［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、 （イ）通常の土中推進時には送信用及び受信用のアンテ
ナにより進行方向前方の埋設物の探知を常時行い、 （ロ）送信用及び受信用のアンテナで埋設物を探知した
際には、駆動手段の作動を開始して、当該送信用及び受
信用のアンテナを上下、左右、斜め方向に傾動ないしは
回転させ、これにより埋設物が短尺物か長尺物でかを識
別することができる。
ナにより進行方向前方の埋設物の探知を常時行い、 （ロ）送信用及び受信用のアンテナで埋設物を探知した
際には、駆動手段の作動を開始して、当該送信用及び受
信用のアンテナを上下、左右、斜め方向に傾動ないしは
回転させ、これにより埋設物が短尺物か長尺物でかを識
別することができる。
（ハ）また、土と接する前面部材を非金属材質で作製し
ているので、これらの前面部材の比誘電率を土の比誘電
率とほぼ近い値とすることができ、よって土と前面部材
との境界部における電波の反射を少なくすることがで
き、 （ニ）さらに、すり合せ部材も前面部材と同質材で作製
しているので、前面部材とすり合せ部材との境界部にお
ける電波の反射を少なくすることができ、 （ホ）そして特に、上記アンテナの傾動ないしは回転に
際して、前面部材とすり合せ部材とが密接しながら移動
することになるから、この境界面での電波の反射が少な
くてすむ。
ているので、これらの前面部材の比誘電率を土の比誘電
率とほぼ近い値とすることができ、よって土と前面部材
との境界部における電波の反射を少なくすることがで
き、 （ニ）さらに、すり合せ部材も前面部材と同質材で作製
しているので、前面部材とすり合せ部材との境界部にお
ける電波の反射を少なくすることができ、 （ホ）そして特に、上記アンテナの傾動ないしは回転に
際して、前面部材とすり合せ部材とが密接しながら移動
することになるから、この境界面での電波の反射が少な
くてすむ。
したがって、進行方向前方の埋設物が短尺物か長尺物か
を的確に識別することができるという顕著な作用効果を
奏する。
を的確に識別することができるという顕著な作用効果を
奏する。
第１図ないし第６図はこの発明に係る土木工事機械用障
害物探知装置の第１実施例を示すもので、第１図は装置
全体の構成図、第２図は土木工事機械先端部の縦断面
図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第４図は第２図
のＢ−Ｂ線断面図、第５図は埋設物からの反射電波の波
形例を示す波形図、第６図はアンテナエレメントを推進
方向に対して上下方向及び左右方向に動かした場合の反
射電波の合成波形例を示す波形図である。 2:先端部、3:前面板（前面部材）、 4:すり合せ板（すり合せ部材）、 5:送信用アンテナエレメント、 6:受信用アンテナエレメント、 10:駆動モータ、11:送信回路、 12:受信回路、13:ウオームギヤ機構、 14:傘歯車機構、20:制御処理部。
害物探知装置の第１実施例を示すもので、第１図は装置
全体の構成図、第２図は土木工事機械先端部の縦断面
図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第４図は第２図
のＢ−Ｂ線断面図、第５図は埋設物からの反射電波の波
形例を示す波形図、第６図はアンテナエレメントを推進
方向に対して上下方向及び左右方向に動かした場合の反
射電波の合成波形例を示す波形図である。 2:先端部、3:前面板（前面部材）、 4:すり合せ板（すり合せ部材）、 5:送信用アンテナエレメント、 6:受信用アンテナエレメント、 10:駆動モータ、11:送信回路、 12:受信回路、13:ウオームギヤ機構、 14:傘歯車機構、20:制御処理部。
フロントページの続き (72)発明者 永島 裕二 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 永井 英二 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 本庄 克彦 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−29983（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−157065（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−261892（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】土中を推進ないしは掘削する土木工事機械
の先端部に装着され背面側に球面状の凹設部を有する非
金属材質製の前面部材と、 該前面部材と同質材で作製され前記凹設部に密接してす
り合う凸面を有するすり合せ部材と、 該すり合せ部材の背面側に配設され当該すり合せ部材及
び前記前面部材を通して、進行方向前方の埋設物を探知
するための電波を送波及び受波する送信用及び受信用の
アンテナと、 該送信用及び受信用のアンテナを前記凹設部に沿ってす
り合せ部材と共に上下、左右、斜め方向に傾動ないしは
回転させて前記電波の送波及び受波方向を可変する駆動
手段と、 前記送信用及び受信用のアンテナとの間で送信電力の給
電及び埋設物からの反射電波に基づく受信電力の受電を
行なう送信用及び受信用の回路とを備えてなり、 前記駆動手段は、前記受信用回路で受信された埋設物探
知信号に基づいて作動を開始するものであることを特徴
とする土木工事機械用障害物探知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63181814A JPH0664155B2 (ja) | 1988-05-12 | 1988-07-22 | 土木工事機械用障害物探知装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11350988 | 1988-05-12 | ||
| JP63-113509 | 1988-05-12 | ||
| JP63181814A JPH0664155B2 (ja) | 1988-05-12 | 1988-07-22 | 土木工事機械用障害物探知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0249188A JPH0249188A (ja) | 1990-02-19 |
| JPH0664155B2 true JPH0664155B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=26452464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63181814A Expired - Fee Related JPH0664155B2 (ja) | 1988-05-12 | 1988-07-22 | 土木工事機械用障害物探知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0664155B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11435373B2 (en) | 2017-01-20 | 2022-09-06 | Hitachi High-Tech Corporation | Automated analyzer and liquid discharge method for automated analyzer |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2574587Y2 (ja) * | 1992-11-17 | 1998-06-18 | 三井造船株式会社 | シールド機先方監視レーダー用アンテナ |
| JP3779812B2 (ja) * | 1998-03-31 | 2006-05-31 | 大阪瓦斯株式会社 | 地中推進工法における探査装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59794B2 (ja) * | 1980-07-31 | 1984-01-09 | 防衛庁技術研究本部長 | 回転するアンテナを持つ埋設物探知装置 |
| JPS60157065A (ja) * | 1984-01-27 | 1985-08-17 | Koden Electronics Co Ltd | シ−ルド掘削機用土質監視装置 |
| JPS60261892A (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-25 | 五洋建設株式会社 | シ−ルド掘削機障害物探知装置 |
-
1988
- 1988-07-22 JP JP63181814A patent/JPH0664155B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11435373B2 (en) | 2017-01-20 | 2022-09-06 | Hitachi High-Tech Corporation | Automated analyzer and liquid discharge method for automated analyzer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0249188A (ja) | 1990-02-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |