JPH0711422B2 - シールド機の方向測定装置 - Google Patents
シールド機の方向測定装置Info
- Publication number
- JPH0711422B2 JPH0711422B2 JP28097491A JP28097491A JPH0711422B2 JP H0711422 B2 JPH0711422 B2 JP H0711422B2 JP 28097491 A JP28097491 A JP 28097491A JP 28097491 A JP28097491 A JP 28097491A JP H0711422 B2 JPH0711422 B2 JP H0711422B2
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- Japan
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- convex lens
- shield machine
- target
- total reflection
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、シールド機の設計路
線からの偏位、偏角を測定するための方向測定装置に関
する。
線からの偏位、偏角を測定するための方向測定装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の装置は、図１に示すこの発
明の実施例と共通の部分があるので、これを参照して説
明すると、これはシールド機１の後方にその掘進方向に
向けて集束光線例えばレーザー光線を照射するレーザー
照射器２を配設し、シールド機１内にレーザー光線を受
光するターゲット装置３を配設している。そしてこのタ
ーゲット装置３は、図５に示すようにシールド機１の軸
線に対して、直角に配設された前後２枚のくもりガラス
板等からなるターゲット21ａ，２１ｂを具え、測定の際
に一方のターゲット２１ａに形成されたレーザー光線の
光点をマトリックステレビカメラ22によって看取すべ
く、他方のターゲット21ｂを上昇させ、ついで他方のタ
ーゲット21ｂに形成された光点をテレビカメラ22によっ
て看取すべくこのターゲット21ｂを下降させ、両ターゲ
ット21ａ，21ｂに形成された２つの光点からシールド機
１の方向を測定している。この場合両ターゲット21ａ，
21ｂにおいて、Ｘ−Ｙ座標を考え、シールド機１が設計
路線上の正規の位置にあるときは、両ターゲット21ａ，
21ｂに図４に示すようなＸ−Ｙ座標の原点に対応した光
点Ｏ，Ｏ′が形成されるが、シールド機１が偏向したと
きは、光点Ａ，Ｂが形成される。図４において光点Ａの
座標を（Ｘａ，Ｙａ）、光点Ｂの座標を（Ｘｂ，Ｙｂ）
とすると、ターゲット21ａの取付位置でのシールド機１
のＸ方向偏位はＸａ、同様にＹ方向偏位はＹａとなる。
またシールド機１のＸ，Ｙ方向偏角αｘ，αｙは、両タ
ーゲット21ａ，21ｂ間の間隔（光路差）をｌとすると、
次式（１）、（２）からそれぞれ求められる。
明の実施例と共通の部分があるので、これを参照して説
明すると、これはシールド機１の後方にその掘進方向に
向けて集束光線例えばレーザー光線を照射するレーザー
照射器２を配設し、シールド機１内にレーザー光線を受
光するターゲット装置３を配設している。そしてこのタ
ーゲット装置３は、図５に示すようにシールド機１の軸
線に対して、直角に配設された前後２枚のくもりガラス
板等からなるターゲット21ａ，２１ｂを具え、測定の際
に一方のターゲット２１ａに形成されたレーザー光線の
光点をマトリックステレビカメラ22によって看取すべ
く、他方のターゲット21ｂを上昇させ、ついで他方のタ
ーゲット21ｂに形成された光点をテレビカメラ22によっ
て看取すべくこのターゲット21ｂを下降させ、両ターゲ
ット21ａ，21ｂに形成された２つの光点からシールド機
１の方向を測定している。この場合両ターゲット21ａ，
21ｂにおいて、Ｘ−Ｙ座標を考え、シールド機１が設計
路線上の正規の位置にあるときは、両ターゲット21ａ，
21ｂに図４に示すようなＸ−Ｙ座標の原点に対応した光
点Ｏ，Ｏ′が形成されるが、シールド機１が偏向したと
きは、光点Ａ，Ｂが形成される。図４において光点Ａの
座標を（Ｘａ，Ｙａ）、光点Ｂの座標を（Ｘｂ，Ｙｂ）
とすると、ターゲット21ａの取付位置でのシールド機１
のＸ方向偏位はＸａ、同様にＹ方向偏位はＹａとなる。
またシールド機１のＸ，Ｙ方向偏角αｘ，αｙは、両タ
ーゲット21ａ，21ｂ間の間隔（光路差）をｌとすると、
次式（１）、（２）からそれぞれ求められる。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら前記の
ような従来の装置では、両ターゲット21ａ，21ｂに形成
された光点を看取するためのマトリックステレビカメラ
22、ターゲット21ｂを昇降させるための駆動機構を必要
とし、装置が複雑になるだけでなくて高価になり、さら
に高精度の測定がえられにくいという問題があった。
ような従来の装置では、両ターゲット21ａ，21ｂに形成
された光点を看取するためのマトリックステレビカメラ
22、ターゲット21ｂを昇降させるための駆動機構を必要
とし、装置が複雑になるだけでなくて高価になり、さら
に高精度の測定がえられにくいという問題があった。
【０００４】この発明の目的は、前記のような従来の装
置のもつ問題を解決し、構造が簡単で安価に製作するこ
とができ、しかも微小の偏位、偏角量をも精度よく測定
することのできるシールド機の方向測定装置を提供する
にある。
置のもつ問題を解決し、構造が簡単で安価に製作するこ
とができ、しかも微小の偏位、偏角量をも精度よく測定
することのできるシールド機の方向測定装置を提供する
にある。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】前記のような目的を達
成するために、この発明は、シールド機の後方に設置さ
れて掘進方向に向けて集束光線を照射する照射器と、シ
ールド機内に設置されるターゲット装置とを具えたシー
ルド機の方向測定装置において、前記ターゲット装置は
前記集束光線の入射窓に設けられた第１凸レンズと、こ
の第１凸レンズの前方に配置されてその光軸に対して45
度傾斜したハーフミラーと、このハーフミラーによって
反射した集束光線の進路上に位置し、第２凸レンズを有
する第１ターゲットと、ハーフミラーを通過した集束光
線の進路上に位置し、第１凸レンズ５の光軸に対して直
角に配設された第１全反射ミラーと、ハーフミラーの下
方において、それとは逆方向に45度傾斜して配設されて
いる第２全反射ミラーと、第２全反射ミラーの前方に反
射光の光軸に対して直角に配設されていて、第３凸レン
ズを有する第２ターゲットとを具えているケーシングを
有し、前記第１、第２ターゲットはその表面にマトリッ
クス状に配列された多数の受光素子を有していることを
特徴とするものである。
成するために、この発明は、シールド機の後方に設置さ
れて掘進方向に向けて集束光線を照射する照射器と、シ
ールド機内に設置されるターゲット装置とを具えたシー
ルド機の方向測定装置において、前記ターゲット装置は
前記集束光線の入射窓に設けられた第１凸レンズと、こ
の第１凸レンズの前方に配置されてその光軸に対して45
度傾斜したハーフミラーと、このハーフミラーによって
反射した集束光線の進路上に位置し、第２凸レンズを有
する第１ターゲットと、ハーフミラーを通過した集束光
線の進路上に位置し、第１凸レンズ５の光軸に対して直
角に配設された第１全反射ミラーと、ハーフミラーの下
方において、それとは逆方向に45度傾斜して配設されて
いる第２全反射ミラーと、第２全反射ミラーの前方に反
射光の光軸に対して直角に配設されていて、第３凸レン
ズを有する第２ターゲットとを具えているケーシングを
有し、前記第１、第２ターゲットはその表面にマトリッ
クス状に配列された多数の受光素子を有していることを
特徴とするものである。
【０００６】
【作用】レーザー光線のような集束光線が第１凸レンズ
を経て、ハーフミラーにおいて該光線の一部を反射する
とともに残部を透過し、反射光線は第２凸レンズを経て
第１ターゲットに照射され、透過光線は第１全反射ミラ
ー、ハーフミラー、第２全反射ミラーによって反射さ
れ、第３凸レンズを経て第２ターゲットに照射され、こ
れらの光線により第１、第２ターゲットの表面にマトリ
ックス状に配列された多数の受光素子が出力を発生し、
この出力を発生した受光素子の座標位置からシールド機
の偏位及び偏角が求められる。
を経て、ハーフミラーにおいて該光線の一部を反射する
とともに残部を透過し、反射光線は第２凸レンズを経て
第１ターゲットに照射され、透過光線は第１全反射ミラ
ー、ハーフミラー、第２全反射ミラーによって反射さ
れ、第３凸レンズを経て第２ターゲットに照射され、こ
れらの光線により第１、第２ターゲットの表面にマトリ
ックス状に配列された多数の受光素子が出力を発生し、
この出力を発生した受光素子の座標位置からシールド機
の偏位及び偏角が求められる。
【０００７】
【実施例】図１に示すこの発明の実施例は、前記したと
おりであり、図２には、この実施例におけるターゲット
装置３が示されており、このターゲット装置３は、レー
ザー光線Ｌ0の入射窓に第１凸レンズ５が設けられたケ
ーシング４を有し、このケーシング４内にはハーフミラ
ー６、第１、第２凸レンズ９，10がそれぞれ設けられた
第１、第２ターゲット７，８、第１全反射ミラー11、第
２全反射ミラー12が配設されている。第１凸レンズ５
は、その光軸がシールド機１の軸線と一致するか、又は
平行となるように配設され、ハーフミラー６は第１凸レ
ンズ５の光軸上にあって、該光軸に対して45度傾斜して
配設されている。第１ターゲット７は、ハーフミラー６
に対してシールド機１の半径方向上方にあって第２凸レ
ンズ９を有し、第１凸レンズ５の光軸に対して平行に配
設されている。第１全反射ミラー11はハーフミラー６の
前方において、第１凸レンズ５の光軸に対して直角に配
設され、第２全反射ミラー12はハーフミラー６の下方に
おいて、それとは逆方向に45度傾斜して配設され、第２
ターゲット８は、第２全反射ミラー12の前方に反射光の
光軸に対して直角に配設され、第３凸レンズ10を有して
いる。第１、第２ターゲット７，８は、図３に示すよう
に、表面にフォトダイオード等からなる多数の受光素子
Ｐがマトリック状に配列され、各受光素子Ｐはレーザー
光線を受光すると出力信号を発生し、この出力信号は図
示しない演算処理装置に入力されるようになっている。
おりであり、図２には、この実施例におけるターゲット
装置３が示されており、このターゲット装置３は、レー
ザー光線Ｌ0の入射窓に第１凸レンズ５が設けられたケ
ーシング４を有し、このケーシング４内にはハーフミラ
ー６、第１、第２凸レンズ９，10がそれぞれ設けられた
第１、第２ターゲット７，８、第１全反射ミラー11、第
２全反射ミラー12が配設されている。第１凸レンズ５
は、その光軸がシールド機１の軸線と一致するか、又は
平行となるように配設され、ハーフミラー６は第１凸レ
ンズ５の光軸上にあって、該光軸に対して45度傾斜して
配設されている。第１ターゲット７は、ハーフミラー６
に対してシールド機１の半径方向上方にあって第２凸レ
ンズ９を有し、第１凸レンズ５の光軸に対して平行に配
設されている。第１全反射ミラー11はハーフミラー６の
前方において、第１凸レンズ５の光軸に対して直角に配
設され、第２全反射ミラー12はハーフミラー６の下方に
おいて、それとは逆方向に45度傾斜して配設され、第２
ターゲット８は、第２全反射ミラー12の前方に反射光の
光軸に対して直角に配設され、第３凸レンズ10を有して
いる。第１、第２ターゲット７，８は、図３に示すよう
に、表面にフォトダイオード等からなる多数の受光素子
Ｐがマトリック状に配列され、各受光素子Ｐはレーザー
光線を受光すると出力信号を発生し、この出力信号は図
示しない演算処理装置に入力されるようになっている。
【０００８】第１凸レンズ５を通過してターゲット装置
３内に入射したレーザー光線Ｌ0は、ハーフミラー６に
よって一部が反射するとともに残部が透過し、反射レー
ザー光線Ｌ1は第２凸レンズ９を経て第１ターゲット７
に照射され、透過レーザー光線Ｌ2は第１全反射ミラー1
1によって反射したうえ、ハーフミラー６によって反射
し、さらに第２全反射ミラー12によって反射したうえ、
第３凸レンズ10を経て第２ターゲット８に照射される。
これらの光線により第１、第２ターゲット７，８の表面
にマトリックス状に配列された多数の受光素子Ｐが出力
を発生し、この出力を発生した受光素子Ｐの座標位置か
らシールド機１の偏位及び偏角が求められる。この際シ
ールド機１が設計路線上の正規の位置にあるときは、第
１、第２ターゲット７，８において、Ｘ−Ｙ座標の原点
に対応した受光素子Ｐが出力を発生するが、シールド機
１が偏向したときは、第１、第２ターゲット７，８にお
いて、Ｘ−Ｙ座標の原点からずれた受光素子Ｐが出力を
発生する。後者の場合、照射された受光素子Ｐの座標位
置から従来と同様にしてシールド機１のＸ，Ｙ方向偏位
及びＸ，Ｙ方向偏角が求められる。この場合第１，第２
全反射ミラー11，12があることにより、第１、第２ター
ゲット７，８の光路間の差、すなわち前記の式（１）、
（２）における光路差ｌが大きくなるので、その結果測
定精度が良好となる。
３内に入射したレーザー光線Ｌ0は、ハーフミラー６に
よって一部が反射するとともに残部が透過し、反射レー
ザー光線Ｌ1は第２凸レンズ９を経て第１ターゲット７
に照射され、透過レーザー光線Ｌ2は第１全反射ミラー1
1によって反射したうえ、ハーフミラー６によって反射
し、さらに第２全反射ミラー12によって反射したうえ、
第３凸レンズ10を経て第２ターゲット８に照射される。
これらの光線により第１、第２ターゲット７，８の表面
にマトリックス状に配列された多数の受光素子Ｐが出力
を発生し、この出力を発生した受光素子Ｐの座標位置か
らシールド機１の偏位及び偏角が求められる。この際シ
ールド機１が設計路線上の正規の位置にあるときは、第
１、第２ターゲット７，８において、Ｘ−Ｙ座標の原点
に対応した受光素子Ｐが出力を発生するが、シールド機
１が偏向したときは、第１、第２ターゲット７，８にお
いて、Ｘ−Ｙ座標の原点からずれた受光素子Ｐが出力を
発生する。後者の場合、照射された受光素子Ｐの座標位
置から従来と同様にしてシールド機１のＸ，Ｙ方向偏位
及びＸ，Ｙ方向偏角が求められる。この場合第１，第２
全反射ミラー11，12があることにより、第１、第２ター
ゲット７，８の光路間の差、すなわち前記の式（１）、
（２）における光路差ｌが大きくなるので、その結果測
定精度が良好となる。
【０００９】
【発明の効果】この発明は、前記のようであって、シー
ルド機内に設置されて照射器からの集束光線が入射する
ターゲット装置が、集束光線の入射窓に設けられた第１
凸レンズと、この第１凸レンズの前方に配置されてその
光軸に対して45度傾斜したハーフミラーと、このハーフ
ミラーによって反射した集束光線の進路上に位置し、第
２凸レンズを有する第１ターゲットと、ハーフミラーを
通過した集束光線の進路上に位置し、第１凸レンズの光
軸に対して直角に配設された第１全反射ミラーと、ハー
フミラー６の下方において、それとは逆方向に45度傾斜
して配設されている第２全反射ミラーと、第２全反射ミ
ラーの前方に反射光の光軸に対して直角に配設されてい
て、第３凸レンズを有する第２ターゲットとを具え、第
１、第２ターゲットはその表面にマトリックス状に配列
された多数の受光素子を有しているので、従来のこの種
の装置のように、テレビカメラやターゲットを移動する
ための駆動機構を必要とすることがなく、したがって装
置全体を小型にして軽量とすることができて操作が容易
であるのに加えて製作が容易で安価であり、また第１、
第２、第３凸レンズによって、各ターゲットごとに入射
光線の基準値ラインからのずれ量を拡大することが可能
となって測定精度が向上するのに加えて、第１、第２全
反射ミラーによって、第１、第２ターゲットの光路の光
路差が大きくなるので、さらに測定精度を良好にすると
いう効果がある。
ルド機内に設置されて照射器からの集束光線が入射する
ターゲット装置が、集束光線の入射窓に設けられた第１
凸レンズと、この第１凸レンズの前方に配置されてその
光軸に対して45度傾斜したハーフミラーと、このハーフ
ミラーによって反射した集束光線の進路上に位置し、第
２凸レンズを有する第１ターゲットと、ハーフミラーを
通過した集束光線の進路上に位置し、第１凸レンズの光
軸に対して直角に配設された第１全反射ミラーと、ハー
フミラー６の下方において、それとは逆方向に45度傾斜
して配設されている第２全反射ミラーと、第２全反射ミ
ラーの前方に反射光の光軸に対して直角に配設されてい
て、第３凸レンズを有する第２ターゲットとを具え、第
１、第２ターゲットはその表面にマトリックス状に配列
された多数の受光素子を有しているので、従来のこの種
の装置のように、テレビカメラやターゲットを移動する
ための駆動機構を必要とすることがなく、したがって装
置全体を小型にして軽量とすることができて操作が容易
であるのに加えて製作が容易で安価であり、また第１、
第２、第３凸レンズによって、各ターゲットごとに入射
光線の基準値ラインからのずれ量を拡大することが可能
となって測定精度が向上するのに加えて、第１、第２全
反射ミラーによって、第１、第２ターゲットの光路の光
路差が大きくなるので、さらに測定精度を良好にすると
いう効果がある。
【図１】この発明の実施例の概略正面図である。
【図２】同上のターゲット装置の縦断正面図である。
【図３】同上のターゲットの正面図である。
【図４】光点の位置を座標で示す説明図である。
【図５】従来のこの種の装置の概略正面図である。
１ シールド機 ２ レーザー照射器 ３ ターゲット装置 ５ 第１凸レンズ ６ ハーフミラー ７ 第１ターゲット ８ 第２ターゲット ９ 第２凸レンズ 10 第３凸レンズ 11 第１全反射ミラー 12 第２全反射ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−206810（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−168014（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭52−23815（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】 シールド機の後方に設置されて掘進方向
に向けて集束光線を照射する照射器と、シールド機内に
設置されるターゲット装置とを具えたシールド機の方向
測定装置において、前記ターゲット装置は前記集束光線
の入射窓に設けられた第１凸レンズと、この第１凸レン
ズの前方に配置されてその光軸に対して45度傾斜したハ
ーフミラーと、このハーフミラーによって反射した集束
光線の進路上に位置し、第２凸レンズを有する第１ター
ゲットと、ハーフミラーを透過した集束光線の進路上に
位置し、第１凸レンズ５の光軸に対して直角に配設され
た第１全反射ミラーと、ハーフミラーの下方において、
それとは逆方向に45度傾斜して配設されている第２全反
射ミラーと、第２全反射ミラーの前方に反射光の光軸に
対して直角に配設されていて、第３凸レンズを有する第
２ターゲットとを具えているケーシングを有し、前記第
１、第２ターゲットはその表面にマトリックス状に配列
された多数の受光素子を有していることを特徴とするシ
ールド機の方向測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28097491A JPH0711422B2 (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | シールド機の方向測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28097491A JPH0711422B2 (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | シールド機の方向測定装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13079487A Division JPS63293408A (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | シ−ルド機の方向測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05296768A JPH05296768A (ja) | 1993-11-09 |
| JPH0711422B2 true JPH0711422B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=17632495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28097491A Expired - Lifetime JPH0711422B2 (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | シールド機の方向測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711422B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3347035B2 (ja) | 1997-10-29 | 2002-11-20 | 日立建機株式会社 | 光学式偏角測定装置及び地中掘進機の位置計測装置 |
| CN109681217A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-26 | 黄河勘测规划设计有限公司 | 免开窗实时观测型双护盾tbm |
-
1991
- 1991-10-28 JP JP28097491A patent/JPH0711422B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05296768A (ja) | 1993-11-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19950808 |