JPH07159171A - Tail clearance measuring method, and tail clearance measuring device for shield machine - Google Patents

Tail clearance measuring method, and tail clearance measuring device for shield machine

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Publication number
JPH07159171A
JPH07159171A JP5341591A JP34159193A JPH07159171A JP H07159171 A JPH07159171 A JP H07159171A JP 5341591 A JP5341591 A JP 5341591A JP 34159193 A JP34159193 A JP 34159193A JP H07159171 A JPH07159171 A JP H07159171A
Authority
JP
Japan
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tail
segment
irradiation
tail portion
clearance
Prior art date
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Pending
Application number
JP5341591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Usui
龍男 臼井
Yasuo Shimizu
安雄 清水
Shinichi Otsu
愼一 大津
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.)
Mitsui Construction Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Construction Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Construction Co Ltd filed Critical Mitsui Construction Co Ltd
Priority to JP5341591A priority Critical patent/JPH07159171A/en
Publication of JPH07159171A publication Critical patent/JPH07159171A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To measure a tail clearance without prohibiting covering segment assembling work in shield excavation. CONSTITUTION:Horizontal and vertical slit laser beams Lh, Lv are radiated to horizontal and vertical irradiation planes in such a form as to draw segment radiation lines LA1, LB1, LC1, and outer shell radiation lines LA2, LB2, LC2 on an inner surface 11a of a tail part 15 of a shield excavator 10, and a front end surface 30b of a covering segment 30 assembled inside the tail part 15. Images of the segment radiation lines LA2, LB2, LC2 drawn on the inner surface of the tail part 15, and the segment radiation lines LA1, LB1, LC1 drawn on the covering segment 30 are taken at a position outside the laser beam irradiation planes onto image data DP1, DP2, DP3. Tail clearances x1, x2, x3 between the tail part 15 and a front end part 30b of the covering segment are determined based on positional relation of the radiation lines drawn on the tail part 15 and the radiation lines drawn on the front end surface 30b of the covering 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、前部でトンネルを掘削
し、テール部で覆工セグメントを組立てるシールド機に
おいて、シールド機の姿勢を把握する目的で、シールド
機のテール部と覆工セグメント間のクリアランスを好適
に測定し得るテールクリアランス測定方法及びテールク
リアランス測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shield machine for excavating a tunnel in the front part and assembling a lining segment in the tail part for the purpose of grasping the posture of the shield machine. The present invention relates to a tail clearance measuring method and a tail clearance measuring device capable of suitably measuring the clearance between the tail clearance.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、シールド機のテール部は、後方に
開口した円筒状に形成されており、覆工セグメントは、
そのテール部内部で、円筒形に組み立てられる。する
と、テール部内周面と、覆工セグメントの外周面との間
には、環状の間隙、従って、テールクリアランスが形成
される。この環状のテールクリアランスの複数箇所を測
定することにより、覆工セグメントに対するシールド機
の相対位置を把握することが出来る。そして、これに基
づいて、シールド機の制御を行なうことが出来る。そこ
で、従来は、覆工セグメント外面に対向するテール部の
内面に、テールクリアランスを測定し得るテールクリア
ランス計を設け、該テールクリアランス計により、テー
ルクリアランスの測定を行なっていた。
2. Description of the Related Art Usually, a tail portion of a shield machine is formed in a cylindrical shape with a rear opening, and a lining segment is
Inside the tail, it is assembled into a cylinder. Then, an annular gap, and thus a tail clearance, is formed between the inner peripheral surface of the tail portion and the outer peripheral surface of the lining segment. The relative position of the shield machine with respect to the lining segment can be grasped by measuring this annular tail clearance at a plurality of points. Then, based on this, the shield machine can be controlled. Therefore, conventionally, a tail clearance meter capable of measuring the tail clearance is provided on the inner surface of the tail portion facing the outer surface of the lining segment, and the tail clearance is measured by the tail clearance meter.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のよう
に、テール部の内面にテールクリアランス計を設けてテ
ールクリアランスを計測する方法では、テール部での覆
工セグメントの組み立てに際して、テール部内面に設け
られたテールクリアランス計が、前記組立作業の妨げに
なるという問題を有している。本発明は、上記事情に鑑
み、覆工セグメントの組立作業の妨げにならないで、テ
ールクリアランスを計測し得るシールド機のテールクリ
アランス測定方法及びテールクリアランス測定装置を提
供することを目的としている。
However, in the method of measuring the tail clearance by providing the tail clearance meter on the inner surface of the tail portion as in the prior art, when assembling the lining segment at the tail portion, the inner surface of the tail portion is There is a problem that the provided tail clearance meter hinders the assembling work. In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a tail clearance measuring method and a tail clearance measuring device for a shield machine that can measure the tail clearance without hindering the assembly work of the lining segment.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明のうち第一の発明
は、シールド機(10)のテール部(15)の内面(1
1a)と、該テール部(15)内で組み立てられた覆工
セグメント(30)の前端面(30b)とに照射線(L
A1、LA2、LB1、LB2、LC1、LC2)を描
く形で、レーザー光(Lh、Lv)を照射平面(Ph、
Pv)上に照射し、前記テール部(15)の内面(11
a)に描かれた照射線(LA2、LB2、LC2)と前
記覆工セグメント(30)に描かれた照射線(LA1、
LB1、LC1)を前記レーザー光(Lh、Lv)の照
射平面(Ph、Pv)外の位置から画像(DP1、DP
2、DP3)上に撮影し、前記画像(DP1、DP2、
DP3)上で、前記テール部(15)に描かれた照射線
(LA2、LB2、LC2)及び前記覆工セグメント
(30)の前端部(30a)に描かれた照射線(LA
1、LB1、LC1)の位置関係から、前記テール部
(15)と前記覆工セグメント(30)の前端部(30
a)間の間隙(x1、x2、x3)を求めるようにして
構成される。本発明のうち第二の発明は、テール部(1
5)で覆工セグメント(30)を組み立てながら掘進す
るシールド機(10)において、前記テール部(15)
に、レーザー光(Lh、Lv)を照射し得るレーザー光
照射手段(20)を、前記テール部(15)で組み立て
られた覆工セグメント(30)の前端面(30b)及び
テール部(15)の内面(11a)に照射線(LA1、
LA2、LB1、LB2、LC1、LC2)を描くよう
に前記レーザー光(Lh、Lv)を照射平面(Ph、P
v)上に照射し得る形で設置し、前記テール部(15)
の、前記レーザー光(Lh、Lv)の照射平面(Ph、
Pv)とは一致しない位置に、前記覆工セグメント(3
0)の前端面(30b)及びテール部(15)の内面
(11a)の、前記照射線(LA1、LA2、LB1、
LB2、LC1、LC2)の描かれた部分(S1、S
2、S3)を撮影し得る形で撮影手段(16、17、1
9)を設置し、前記撮影手段(16、17、19)に、
前記撮影手段(16、17、19)により撮影された前
記テール部(15)に描かれた照射線(LA2、LB
2、LC2)及び前記覆工セグメント(30)の前端面
(30b)に描かれた照射線(LA1、LB1、LC
1)の位置関係から、前記テール部(15)と前記覆工
セグメント(30)の前端部(30a)間の間隙(x
1、x2、x3)を検出演算し得るテールクリアランス
検出演算部(23d、23e、23f)を接続して構成
される。なお、( )内の番号等は、図面における対応
する要素を示す、便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以下の
「作用」欄についても同様である。
The first aspect of the present invention is to provide an inner surface (1) of a tail portion (15) of a shield machine (10).
1a) and the irradiation line (L) to the front end face (30b) of the lining segment (30) assembled in the tail portion (15).
A1, LA2, LB1, LB2, LC1, LC2) are drawn in the drawing plane (Ph, Lh) with the laser light (Lh, Lv).
Pv), and the inner surface (11) of the tail portion (15) is irradiated.
Irradiation lines (LA2, LB2, LC2) drawn on a) and irradiation lines (LA1, LA2 on the lining segment (30))
LB1, LC1) images (DP1, DP) from a position outside the irradiation plane (Ph, Pv) of the laser light (Lh, Lv).
2, DP3) and the images (DP1, DP2,
The radiation line (LA2, LB2, LC2) drawn on the tail part (15) and the radiation line (LA drawn on the front end part (30a) of the lining segment (30) on the DP3).
1, LB1, LC1), the tail portion (15) and the front end portion (30) of the lining segment (30) are considered.
It is configured so as to obtain the gap (x1, x2, x3) between a). A second aspect of the present invention is the tail portion (1
5) In the shield machine (10) that advances while assembling the lining segment (30), the tail portion (15)
Further, a laser light irradiating means (20) capable of irradiating the laser light (Lh, Lv) with a front end face (30b) and a tail portion (15) of the lining segment (30) assembled in the tail portion (15). On the inner surface (11a) of the irradiation line (LA1,
LA2, LB1, LB2, LC1, LC2) so that the laser light (Lh, Lv) is irradiated onto the irradiation plane (Ph, P
v) installed so that it can be irradiated onto the tail part (15)
Of the laser light (Lh, Lv) irradiation plane (Ph,
Pv) at a position that does not match the lining segment (3
0) of the front end face (30b) and the inner surface (11a) of the tail portion (15), the irradiation lines (LA1, LA2, LB1,
LB2, LC1, LC2) drawn parts (S1, S
2, S3) in a form capable of photographing (16, 17, 1)
9) is installed, and in the photographing means (16, 17, 19),
Irradiation lines (LA2, LB) drawn on the tail portion (15) photographed by the photographing means (16, 17, 19)
2, LC2) and the radiation lines (LA1, LB1, LC) drawn on the front end face (30b) of the lining segment (30).
From the positional relationship of 1), the gap (x) between the tail portion (15) and the front end portion (30a) of the lining segment (30) is determined.
1, x2, x3) are connected and connected to tail clearance detection calculation units (23d, 23e, 23f). The numbers in parentheses () indicate the corresponding elements in the drawings for convenience, and therefore the present description is not limited to the description in the drawings. The same applies to the "action" column below.

【0005】[0005]

【作用】上記した構成により、本発明は、前記テール部
(15)と前記覆工セグメント(30)の前端部(30
a)間の間隙(x1、x2、x3)を、遠隔位置から非
接触で求め得るように作用する。
With the above-described structure, the present invention provides the tail portion (15) and the front end portion (30) of the lining segment (30).
It acts so that the gap (x1, x2, x3) between a) can be obtained from a remote position in a non-contact manner.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図1は、シールド機に装着された本発明のテールク
リアランス測定装置の一実施例を示す側面図である。図
2は、シールド機に装着された本発明のテールクリアラ
ンス測定装置の一実施例を示す斜視図である。図3は、
シールド機に装着された本発明のテールクリアランス測
定装置の一実施例を示す正面図である。図4は、図2の
第一CCDカメラにより撮影された、図2左方のテール
クリアランスの画像を示す図である。図5は、図2の第
二CCDカメラにより撮影された、図2右方のテールク
リアランスの画像を示す図である。図6は、図2の第三
CCDカメラにより撮影された、図2上方のテールクリ
アランスの画像を示す図である。図7は、図1のテール
クリアランス測定装置の制御系を示すブロック図であ
る。図8は、図2の第一乃至第三CCDカメラにより撮
影された画像からテールクリアランスを算出する原理を
示す図である。図9は、第一乃至第三テールクリアラン
スを示す断面図である。図10は、図2に示す第一乃至
第三CCDカメラから第一乃至第三検査スポットまでの
距離を算出する原理を示す図である。図11は、覆工セ
グメント前端面に設定された面であるセグメント面が
X’周りに角度θ1だけ回転した状態を示す図である。
図12は、図11に示すセグメント面が、更にY軸周り
に角度θ2だけ回転した状態を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the tail clearance measuring device of the present invention mounted on a shield machine. FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the tail clearance measuring device of the present invention mounted on a shield machine. Figure 3
It is a front view which shows one Example of the tail clearance measuring device of this invention mounted | worn with the shield machine. FIG. 4 is a diagram showing an image of the tail clearance on the left side of FIG. 2 taken by the first CCD camera of FIG. FIG. 5 is a diagram showing an image of the tail clearance on the right side of FIG. 2 taken by the second CCD camera of FIG. FIG. 6 is a diagram showing an image of the tail clearance in the upper part of FIG. 2 taken by the third CCD camera of FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a control system of the tail clearance measuring device of FIG. FIG. 8 is a diagram showing the principle of calculating the tail clearance from the images taken by the first to third CCD cameras of FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the first to third tail clearances. FIG. 10 is a diagram showing the principle of calculating the distances from the first to third CCD cameras shown in FIG. 2 to the first to third inspection spots. FIG. 11 is a diagram showing a state in which the segment surface, which is the surface set as the front end surface of the lining segment, is rotated around the angle X ′ by the angle θ1.
FIG. 12 is a diagram showing a state in which the segment surface shown in FIG. 11 is further rotated about the Y axis by an angle θ2.

【0007】地盤1中には、図1に示すように、円筒形
の外殻11を有するシールド掘削機10が設けられてお
り、シールド掘削機10は、外殻11の前端部に、地盤
1を掘削し得るカッティングディスク12を有してい
る。また、外殻11内部には、その後部に後部隔壁13
が設けられており、後部隔壁13には、テール部15内
において覆工セグメント30を組み立て得るエレクタ2
2が取付けられている。また、テール部15には、覆工
セグメント30の前端部30aが、円筒状に組み立てら
れており、後方の覆工セグメント30は、シールド掘削
機10により該シールド掘削機10の後方に形成された
トンネル2を覆工している。また、覆工セグメント30
の前端部30aと、テール部15の外殻11の内面11
aとの間には、図4、図5、図6に示すように、第一テ
ールクリアランスx1、第二テールクリアランスx2、
第三テールクリアランスx3等のテールクリアランス3
が全体が円環状となる形で形成されている。また、後部
隔壁13には、複数個のシールドジャッキ21A、21
B、21C、21D(本実施例では、説明の便宜上、4
個のシールドジャッキのみを示す)が、図1、図2、図
3に示すように、テール部15内に組み立てられた覆工
セグメント30を押すことにより、シールド掘削機10
を推進し得るように設けられており、各シールドジャッ
キ21A、21B、21C、21Dには、それぞれの突
出量L1、L2、L3、L4を検出し得るジャッキスト
ローク検出器25A、25B、25C、25Dが設けら
れている。また、シールドジャッキ21A、21Bは、
外殻11内部の上端及び下端に設けられており、シール
ドジャッキ21C、21Dは、外殻11内部の左端及び
右端に設けられている。
As shown in FIG. 1, a shield excavator 10 having a cylindrical outer shell 11 is provided in the ground 1, and the shield excavator 10 is provided at the front end of the outer shell 11 with the ground 1 It has a cutting disc 12 which can be drilled. In addition, inside the outer shell 11, a rear partition wall 13 is provided at the rear portion.
The rear partition wall 13 is provided with an erector 2 that allows the lining segment 30 to be assembled in the tail portion 15.
2 is attached. Further, the front end portion 30a of the lining segment 30 is assembled into the tail portion 15 in a cylindrical shape, and the rear lining segment 30 is formed behind the shield excavator 10 by the shield excavator 10. The tunnel 2 is lining. Also, the lining segment 30
Front end portion 30a of the tail and the inner surface 11 of the outer shell 11 of the tail portion 15
As shown in FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6, a first tail clearance x1, a second tail clearance x2, and
Tail clearance 3 such as 3rd tail clearance x3
Is formed in an annular shape as a whole. Further, the rear partition wall 13 has a plurality of shield jacks 21A, 21A.
B, 21C, 21D (in this embodiment, for convenience of explanation, 4
(Only one shield jack is shown), by pushing the lining segment 30 assembled in the tail portion 15 as shown in FIGS. 1, 2 and 3, the shield excavator 10
Is provided so that each of the shield jacks 21A, 21B, 21C, and 21D can detect the protrusion amounts L1, L2, L3, and L4 of the jack stroke detectors 25A, 25B, 25C, and 25D. Is provided. Also, the shield jacks 21A and 21B are
The shield jacks 21C and 21D are provided at the upper and lower ends inside the outer shell 11, and are provided at the left end and the right end inside the outer shell 11.

【0008】また、後部隔壁13のテール部15側に
は、図1に示すように、平面状のレーザー光であるスリ
ットレーザー光Lh、Lvを発振し得るスリットレーザ
ー発振器20が設けられており、スリットレーザー発振
器20は、図3に示すように、十字形の十字スリット2
0aを有している。そして、スリットレーザー発振器2
0は、該十字スリット20aから、十字形に交差した水
平スリットレーザーLh及び垂直スリットレーザーLv
を、図2に示すように、テール部15で組み立てられた
覆工セグメント30の前端面30b及びテール部15の
外殻11の内面11aに、図4、図5、図6に示すよう
に、第一乃至第三セグメント照射線LA1、LB1、L
C1、第一乃至第三外殻照射線LA2、LB2、LC2
を描くように前記レーザスリット光Lh、Lvを照射し
得る形で取付けられている。詳述すれば、水平スリット
レーザーLhは、図2に示すように、覆工セグメント3
0の前端面30bの左右二箇所及び該各箇所の近傍の外
殻内面11aを含む二領域、即ち、第一及び第二検査ス
ポットS1、S2に第一及び第二セグメント照射線LA
1、LB1、第一及び第二外殻照射線LA2、LB2を
描いている。第一検査スポットS1の覆工セグメント3
0の前端面30bには、図4に示すように、第一セグメ
ント照射線LA1が、前記後部隔壁13側から見て水平
に描かれおり、第一検査スポットS1の外殻内面11a
には、第一外殻照射線LA2が、図2に示す外殻中心線
CLに平行に描かれている。また、第二検査スポットS
2の覆工セグメント30の前端面30bには、図5に示
すように、第二セグメント照射線LB1が、前記後部隔
壁13側から見て水平に描かれおり、第二検査スポット
S1の外殻内面11aには、第二外殻照射線LB2が、
図2に示す外殻中心線CLに平行に描かれている。ま
た、垂直スリットレーザー光Lvは、覆工セグメント3
0の前端面30bの上部の一箇所及び該箇所の近傍の外
殻内面11aを含む領域、即ち、第三検査スポットS3
に照射線LC1、LC2を描いている。第三検査スポッ
トS3の覆工セグメント30の前端面30bには、図6
に示すように、第三セグメント照射線LC1が、前記後
部隔壁13側から見て鉛直に描かれおり、第三検査スポ
ットS3の外殻内面11aには、第三外殻照射線LC2
が、図2に示す外殻中心線CLに平行に描かれている。
Further, as shown in FIG. 1, a slit laser oscillator 20 capable of oscillating the slit laser lights Lh and Lv which are flat laser lights is provided on the tail portion 15 side of the rear partition wall 13, As shown in FIG. 3, the slit laser oscillator 20 includes a cross slit 2 having a cross shape.
It has 0a. And the slit laser oscillator 2
Reference numeral 0 indicates a horizontal slit laser Lh and a vertical slit laser Lv intersecting in a cross shape from the cross slit 20a.
2, on the front end surface 30b of the lining segment 30 assembled on the tail portion 15 and on the inner surface 11a of the outer shell 11 of the tail portion 15, as shown in FIGS. First to third segment irradiation lines LA1, LB1, L
C1, first to third outer shell irradiation lines LA2, LB2, LC2
Is attached so that the laser slit lights Lh and Lv can be emitted. More specifically, the horizontal slit laser Lh, as shown in FIG.
The first and second segment irradiation lines LA on two regions including two positions on the left and right of the front end face 30b of 0 and the outer shell inner surface 11a near the respective positions, that is, the first and second inspection spots S1 and S2.
1, LB1, first and second outer shell radiation lines LA2, LB2 are depicted. Lining segment 3 of the first inspection spot S1
As shown in FIG. 4, the first segment irradiation line LA1 is drawn horizontally on the front end face 30b of 0 as viewed from the rear partition wall 13 side, and the outer shell inner face 11a of the first inspection spot S1.
In the figure, the first shell irradiation line LA2 is drawn in parallel with the shell center line CL shown in FIG. In addition, the second inspection spot S
On the front end face 30b of the second lining segment 30, as shown in FIG. 5, the second segment irradiation line LB1 is drawn horizontally when viewed from the rear partition wall 13 side, and the outer shell of the second inspection spot S1. The second outer shell irradiation line LB2 is formed on the inner surface 11a.
It is drawn parallel to the outer shell center line CL shown in FIG. The vertical slit laser light Lv is applied to the lining segment 3
A region including one portion on the front end face 30b of 0 and the outer shell inner surface 11a in the vicinity of the portion, that is, the third inspection spot S3
Irradiation lines LC1 and LC2 are drawn on. In the front end face 30b of the lining segment 30 of the third inspection spot S3, as shown in FIG.
3, the third segment irradiation line LC1 is drawn vertically when viewed from the rear partition wall 13 side, and the third outer shell irradiation line LC2 is formed on the outer shell inner surface 11a of the third inspection spot S3.
Is drawn parallel to the outer shell center line CL shown in FIG.

【0009】また、後部隔壁13のテール部15側に
は、図3に示すように、スリットレーザー発振器20の
図3右上、従って、水平レーザースリット光Lhの水平
照射平面Phとは一致しない位置に、第一CCDカメラ
16が、図2に示すように、前記第一検査スポットS1
を撮影する形で設置されており、また、図3に示すよう
に、後部隔壁13のテール部15側には、スリットレー
ザー発振器20の図3左方で、水平レーザスリット光L
hの水平照射平面Phの上方の位置には、第二CCDカ
メラ17が、図2に示すように、前記第二検査スポット
S2を撮影する形で設置されている。また、後部隔壁1
3のテール部15側には、図3に示すように、スリット
レーザー発振器20の図3左上、従って、垂直レーザー
スリット光Lvの垂直照射平面Pvとは一致しない位置
に、第三CCDカメラ19が、図2に示すように、前記
第三検査スポットS3を撮影する形で設置されている。
On the tail portion 15 side of the rear partition wall 13, as shown in FIG. 3, the slit laser oscillator 20 is located at the upper right of FIG. 3, and therefore at a position that does not coincide with the horizontal irradiation plane Ph of the horizontal laser slit light Lh. , The first CCD camera 16 displays the first inspection spot S1 as shown in FIG.
3 is installed on the tail portion 15 side of the rear partition wall 13 on the left side of FIG. 3 of the slit laser oscillator 20 as shown in FIG.
At a position above the horizontal irradiation plane Ph of h, a second CCD camera 17 is installed so as to photograph the second inspection spot S2 as shown in FIG. Also, the rear partition wall 1
As shown in FIG. 3, the third CCD camera 19 is provided on the tail portion 15 side of No. 3 at the upper left of FIG. 3 of the slit laser oscillator 20, and therefore at a position that does not coincide with the vertical irradiation plane Pv of the vertical laser slit light Lv. 2, the third inspection spot S3 is installed so as to be photographed.

【0010】また、シールド掘削機10内部には、テー
ルクリアランス検出装置23が設けられており、テール
クリアランス検出装置23は、第一乃至第三CCDカメ
ラ16、17、19、図3に示すジャッキストローク検
出器25A、25B、25C、25D、及び図2に示す
スリットレーザー発振器20に、それぞれ通信接続され
ている。テールクリアランス検出装置23は、図2に示
す第一CCDカメラ16より、第一検査スポットS1を
撮影した第一画像データDP1が入力されるように設け
られており、テールクリアランス検出装置23は、図4
に示す第一検査スポットS1における、セグメント前端
部30aと外殻内面11aとの第一テールクリアランス
x1を検出演算し得る図7に示す第一クリアランス検出
演算部23dを有している。また、図2に示すテールク
リアランス検出装置23は、図5に示す第二検査スポッ
トS2における、セグメント前端部30aと外殻内面1
1aとの第二テールクリアランスx2を検出演算する図
7に示す第二クリアランス検出演算部23eを有してお
り、また、図2に示すテールクリアランス検出装置23
は、図6に示す第三検査スポットS3における、セグメ
ント前端部30aと外殻内面11aとの第三テールクリ
アランスx3を検出演算し得る第三クリアランス検出演
算部23fを有している。また、テールクリアランス検
出装置23は、キーボード23a、ディスプレイ23
b、主制御部23c、掘削機位置検出演算部23gを有
しており、キーボード23a、ディスプレイ23b、第
一乃至第三クリアランス検出演算部23d、23e、2
3f、掘削機位置検出演算部23g、第一乃至第三CC
Dカメラ16、17、19、ジャッキ突出量検出器25
A、25B、25C、25D、スリットレーザー発振器
20は、バス線35を介して主制御部23cに接続して
いる。
A tail clearance detecting device 23 is provided inside the shield excavator 10. The tail clearance detecting device 23 includes the first to third CCD cameras 16, 17, 19 and the jack stroke shown in FIG. The detectors 25A, 25B, 25C, 25D and the slit laser oscillator 20 shown in FIG. The tail clearance detection device 23 is provided so that the first image data DP1 obtained by photographing the first inspection spot S1 is input from the first CCD camera 16 shown in FIG. Four
The first clearance detection calculation unit 23d shown in FIG. 7 capable of detecting and calculating the first tail clearance x1 between the segment front end portion 30a and the outer shell inner surface 11a in the first inspection spot S1 shown in FIG. In addition, the tail clearance detection device 23 shown in FIG. 2 has the segment front end portion 30a and the outer shell inner surface 1 in the second inspection spot S2 shown in FIG.
It has a second clearance detection calculation unit 23e shown in FIG. 7 for detecting and calculating the second tail clearance x2 with respect to 1a, and the tail clearance detection device 23 shown in FIG.
Has a third clearance detection calculator 23f capable of detecting and calculating the third tail clearance x3 between the segment front end portion 30a and the outer shell inner surface 11a in the third inspection spot S3 shown in FIG. The tail clearance detection device 23 includes a keyboard 23a and a display 23.
b, a main control unit 23c, an excavator position detection calculation unit 23g, a keyboard 23a, a display 23b, first to third clearance detection calculation units 23d, 23e, 2
3f, excavator position detection calculation unit 23g, first to third CC
D camera 16, 17, 19, jack protrusion amount detector 25
The slit laser oscillators A, 25B, 25C, 25D are connected to the main controller 23c via a bus line 35.

【0011】第一乃至第三CCDカメラ16、17、1
9、スリットレーザー発振器20、テールクリアランス
検出装置23等は、以上のような構成を有するので、ま
ず、図2に示すように、テールクリアランス検出装置2
3のキーボード23aにより、測定開始信号SSを、主
制御部23cに入力する。すると、主制御部23cは、
測定開始信号SSを、第一乃至第三CCDカメラ16、
17、19、ジャッキストローク検出器25A、25
B、25C、25D、スリットレーザー発振器20にそ
れぞれ出力する。
First to third CCD cameras 16, 17, 1
9, the slit laser oscillator 20, the tail clearance detecting device 23, and the like have the above-described configurations, and as shown in FIG.
The measurement start signal SS is input to the main controller 23c by the keyboard 23a of No. 3. Then, the main controller 23c
The measurement start signal SS is sent to the first to third CCD cameras 16,
17, 19, jack stroke detector 25A, 25
B, 25C, 25D and output to the slit laser oscillator 20, respectively.

【0012】すると、スリットレーザー発振器20は、
その十字スリット20aから、十字形に交差した水平ス
リットレーザーLh及び垂直スリットレーザーLvを、
図2に示すように、テール部15で組み立てられた覆工
セグメント30の前端面30b及びテール部15の外殻
11の内面11aに照射する。すると、水平スリットレ
ーザーLhは、図2に示すように、覆工セグメント30
の前端面30bの左右二箇所及び該各箇所の近傍の外殻
内面11aを含む二領域、即ち、第一及び第二検査スポ
ットS1、S2に照射線LA1、LA2、LB1、LB
2を描く。即ち、第一検査スポットS1の覆工セグメン
ト30の前端面30bには、図4に示すように、第一セ
グメント照射線LA1が、前記後部隔壁13側から見て
水平に描かれ、第一検査スポットS1の外殻内面11a
には、第一外殻照射線LA2が、図2に示す外殻中心線
CLに平行に描かれる。また、第二検査スポットS2の
覆工セグメント30の前端面30bには、図5に示すよ
うに、第二セグメント照射線LB1が、前記後部隔壁1
3側から見て水平に描かれ、第二検査スポットS2の外
殻内面11aには、第二外殻照射線LB2が、図2に示
す外殻中心線CLに平行に描かれる。また、垂直スリッ
トレーザー光Lvは、図2に示すように、覆工セグメン
ト30の前端面30bの上部の一箇所及び該箇所の近傍
の外殻内面11aを含む領域、即ち、第三検査スポット
S3に照射線LC1、LC2を描く。即ち、第三検査ス
ポットS3の覆工セグメント30の前端面30bには、
図6に示すように、第三セグメント照射線LC1が、前
記後部隔壁13側から見て鉛直に描かれ、第三検査スポ
ットS3の外殻内面11aには、第三外殻照射線LC2
が、図2に示す外殻中心線CLに平行に描かれる。
Then, the slit laser oscillator 20
From the cross slit 20a, a horizontal slit laser Lh and a vertical slit laser Lv intersecting in a cross shape are
As shown in FIG. 2, the front end surface 30b of the lining segment 30 assembled in the tail portion 15 and the inner surface 11a of the outer shell 11 of the tail portion 15 are irradiated. Then, the horizontal slit laser Lh, as shown in FIG.
Irradiation lines LA1, LA2, LB1, LB to two regions including the left and right two positions of the front end face 30b and the outer shell inner surface 11a near the respective positions, that is, the first and second inspection spots S1 and S2.
Draw two. That is, on the front end surface 30b of the lining segment 30 of the first inspection spot S1, as shown in FIG. 4, the first segment irradiation line LA1 is drawn horizontally as seen from the rear partition wall 13 side, and the first inspection is performed. Inner surface 11a of outer shell of spot S1
In the figure, the first shell irradiation line LA2 is drawn parallel to the shell center line CL shown in FIG. On the front end surface 30b of the lining segment 30 of the second inspection spot S2, as shown in FIG. 5, the second segment irradiation line LB1 is provided with the rear partition wall 1
A second outer shell irradiation line LB2 is drawn horizontally on the outer shell inner surface 11a of the second inspection spot S2 when viewed from the third side, and is parallel to the outer shell center line CL shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 2, the vertical slit laser beam Lv is a region including one location on the front end face 30b of the lining segment 30 and the outer shell inner surface 11a near the location, that is, the third inspection spot S3. Illumination lines LC1 and LC2 are drawn on. That is, on the front end face 30b of the lining segment 30 of the third inspection spot S3,
As shown in FIG. 6, the third segment irradiation line LC1 is drawn vertically when viewed from the rear partition wall 13 side, and the third outer shell irradiation line LC2 is formed on the outer shell inner surface 11a of the third inspection spot S3.
Is drawn parallel to the outer shell centerline CL shown in FIG.

【0013】また、図3に示すジャッキストローク検出
器25A、25B、25C、25Dは、図7に示すよう
に、主制御部23cより測定開始信号SSが入力される
と、各シールドジャッキ21A、21B、21C、21
Dのジャッキ突出量L1、L2、L3、L4の測定を開
始する。そして、各ジャッキストローク検出器25A、
25B、25C、25Dは、各ジャッキ突出量L1、L
2、L3、L4を、時々刻々、第一乃至第三クリアラン
ス検出演算部23d、23e、23fにそれぞれ出力す
る。
The jack stroke detectors 25A, 25B, 25C and 25D shown in FIG. 3 receive the measurement start signal SS from the main control section 23c as shown in FIG. , 21C, 21
The measurement of the jack protrusion amounts L1, L2, L3, and L4 of D is started. And each jack stroke detector 25A,
25B, 25C and 25D are jack protrusion amounts L1 and L
2, L3, L4 are output momentarily to the first to third clearance detection calculation units 23d, 23e, 23f, respectively.

【0014】次に、第一CCDカメラ16は、図2に示
すように、前記第一検査スポットS1を撮影する形で設
置されているので、図7に示すように、主制御部23c
より測定開始信号SSが入力されると、図2に示す第一
検査スポットS1の撮影を開始する。このとき、第一C
CDカメラ16は、図3に示すように水平レーザスリッ
ト光Lhの水平照射平面Phから外れた位置に設置され
ているので、図4に示すように、該第一CCDカメラ1
6により撮影された第一画像データDP1においては、
水平レーザースリット光Lhにより覆工セグメント30
aの前端面30bに描かれた第一セグメント照射線LA
1と、同じく水平レーザースリット光Lhにより外殻内
面11aに描かれた第一外殻照射線LA2とを、相対的
な角度を有する独立した二本の線分として写すことが出
来る。そして、覆工セグメント前端部30aと外殻内面
11aとの間に設けられている第一テールクリアランス
x1は、画像データDP1上においては、第一セグメン
ト照射線LA1の図4左端と、第一外殻照射線LA2
の、前記第一セグメント照射線LA1の延長線との交点
との間隔として写すことが出来る。すると、第一CCD
カメラ16は、図2に示すように、画像データDP1を
テールクリアランス検出装置23に出力する。すると、
テールクリアランス検出装置23内では、図7に示すよ
うに、画像データDP1は、第一クリアランス検出演算
部23dに入力される。また、第二CCDカメラ17
は、図2に示すように、前記第二検査スポットS2を撮
影する形で設置されているので、測定開始信号SSが入
力されると、第二検査スポットS2の撮影を開始する。
このとき、第二CCDカメラ17は、水平レーザースリ
ット光Lhの水平照射平面Phから外れた位置に設置さ
れているので、図5に示すように、該第二CCDカメラ
17により撮影された第二画像データDP2において
は、水平レーザースリット光Lhにより覆工セグメント
30aの前端面30bに描かれた第二セグメント照射線
LB1と、同じく水平レーザースリット光Lhにより外
殻内面11aに描かれた第二外殻照射線LB2とを、相
対的な角度を有する独立した二本の線分として写すこと
が出来る。そして、覆工セグメント前端部30aと外殻
内面11aとの間に設けられている第二テールクリアラ
ンスx2は、画像データDP2上においては、第二セグ
メント照射線LB1の図5右端と、第二外殻照射線LB
2の、前記第二セグメント照射線LB1の延長線との交
点との間隔として写すことが出来る。すると、第二CC
Dカメラ17は、図2に示すように、画像データDP2
をテールクリアランス検出装置23に出力する。する
と、テールクリアランス検出装置23内では、図7に示
すように、画像データDP2は、第二クリアランス検出
演算部23eに入力される。また、第三CCDカメラ1
9は、第三検査スポットS3を撮影する形で設置されて
いるので、測定開始信号SSが入力されると、第三検査
スポットS3を撮影することが出来る。このとき、第三
CCDカメラ19は、垂直レーザスリット光Lvの垂直
照射平面Pvから外れた位置に設置されているので、図
6に示すように、該第三CCDカメラ19により撮影さ
れた第三画像データDP3においては、垂直レーザース
リット光Lvにより覆工セグメント前端部30aの前端
面30bに描かれた第三セグメント照射線LC1と、同
じく垂直レーザースリット光Lvにより外殻内面11a
に描かれた第三外殻照射線LC2とを、相対的な角度を
有する独立した二本の線分として撮影することが出来
る。そして、覆工セグメント前端部30aと外殻内面1
1aとの間に設けられている第三テールクリアランスx
3は、画像データDP3上においては、第三セグメント
照射線LC1の図6上端と、第三外殻照射線LC2の、
前記第三セグメント照射線LC1の延長線との交点との
間隔として写すことが出来る。すると、第三CCDカメ
ラ19は、図2に示すように、画像データDP3をテー
ルクリアランス検出装置23に出力する。すると、テー
ルクリアランス検出装置23内では、図7に示すよう
に、画像データDP3は、第三クリアランス検出演算部
23fに入力される。
Next, since the first CCD camera 16 is installed so as to photograph the first inspection spot S1 as shown in FIG. 2, as shown in FIG. 7, the main controller 23c is provided.
When the measurement start signal SS is input, the imaging of the first inspection spot S1 shown in FIG. 2 is started. At this time, the first C
Since the CD camera 16 is installed at a position outside the horizontal irradiation plane Ph of the horizontal laser slit light Lh as shown in FIG. 3, as shown in FIG.
In the first image data DP1 captured by No. 6,
Lining segment 30 by horizontal laser slit light Lh
The first segment irradiation line LA drawn on the front end face 30b of FIG.
1 and the first outer shell irradiation line LA2 drawn on the inner shell inner surface 11a by the horizontal laser slit light Lh can be copied as two independent line segments having relative angles. The first tail clearance x1 provided between the lining segment front end portion 30a and the outer shell inner surface 11a is the left end of the first segment irradiation line LA1 in FIG. 4 and the first outer portion on the image data DP1. Shell irradiation line LA2
Of the first segment irradiation line LA1 and the intersection with the extension line of the first segment irradiation line LA1. Then, the first CCD
As shown in FIG. 2, the camera 16 outputs the image data DP1 to the tail clearance detection device 23. Then,
In the tail clearance detection device 23, as shown in FIG. 7, the image data DP1 is input to the first clearance detection calculation unit 23d. In addition, the second CCD camera 17
As shown in FIG. 2, since the second inspection spot S2 is imaged, the second image inspection spot S2 is imaged when the measurement start signal SS is input.
At this time, since the second CCD camera 17 is installed at a position deviated from the horizontal irradiation plane Ph of the horizontal laser slit light Lh, as shown in FIG. In the image data DP2, the second segment irradiation line LB1 drawn on the front end face 30b of the lining segment 30a by the horizontal laser slit light Lh and the second outer line similarly drawn on the outer shell inner surface 11a by the horizontal laser slit light Lh. The shell irradiation line LB2 can be imaged as two independent line segments having a relative angle. The second tail clearance x2 provided between the front end portion 30a of the lining segment and the inner surface 11a of the outer shell is, on the image data DP2, the right end of the second segment irradiation line LB1 in FIG. Shell irradiation line LB
2 can be copied as an interval with the intersection of the extension line of the second segment irradiation line LB1. Then, the second CC
As shown in FIG. 2, the D camera 17 uses the image data DP2.
Is output to the tail clearance detection device 23. Then, in the tail clearance detection device 23, as shown in FIG. 7, the image data DP2 is input to the second clearance detection calculation unit 23e. Also, the third CCD camera 1
No. 9 is installed so as to capture the image of the third inspection spot S3. Therefore, when the measurement start signal SS is input, the third inspection spot S3 can be captured. At this time, since the third CCD camera 19 is installed at a position deviated from the vertical irradiation plane Pv of the vertical laser slit light Lv, as shown in FIG. In the image data DP3, the third segment irradiation line LC1 drawn on the front end face 30b of the lining segment front end portion 30a by the vertical laser slit light Lv and the outer shell inner surface 11a by the vertical laser slit light Lv as well.
The third outer shell irradiation line LC2 drawn in Fig. 2 can be photographed as two independent line segments having a relative angle. Then, the front end portion 30a of the lining segment and the inner surface 1 of the outer shell
The third tail clearance x provided between the 1a and
3 indicates the upper end of the third segment irradiation line LC1 in FIG. 6 and the third outer shell irradiation line LC2 on the image data DP3.
It can be photographed as an interval with the intersection with the extension line of the third segment irradiation line LC1. Then, the third CCD camera 19 outputs the image data DP3 to the tail clearance detection device 23, as shown in FIG. Then, in the tail clearance detection device 23, as shown in FIG. 7, the image data DP3 is input to the third clearance detection calculation unit 23f.

【0015】すると、第一クリアランス検出演算部23
dでは、まず、各ジャッキストローク検出器25A、2
5B、25C、25Dより時々刻々入力される、各突出
量L1、L2、L3、L4に基づいて、時々刻々、図1
0に示す第一CCDカメラ16から第一検査スポットS
1までの距離l1を検出演算する。前記距離l1の算出
原理を以下に示す。まず、図2に示すように、XYZ座
標を、そのZ軸をシールド掘削機10の外殻中心線CL
に一致させ、その原点Oをカメラ平面Pa上に設ける形
で設定する。尚、カメラ平面Paとは、第一乃至第三C
CDカメラ16、17、19の撮像面を含む平面であ
り、該カメラ平面Paは、外殻中心線CLに対して直角
である。次に、X’Y’Z’座標を、その原点が覆工セ
グメント前端面30bを内包するセグメント平面Pbに
一致する位置までZ軸方向に平行移動させた形で設定す
る。また、XYZ座標の原点OとX’Y’Z’座標の原
点O’との距離、従って、カメラ平面Paと、セグメン
ト平面Pbの回転中心との距離Lは、各シールドジャッ
キ25A〜25Dのジャッキ突出量L1、L2、L3、
L4を用いて、数1のように、表すことが出来る。
Then, the first clearance detection calculation unit 23
In d, first, the jack stroke detectors 25A, 2
5B, 25C, and 25D, the projection amounts L1, L2, L3, and L4, which are input from time to time, are used to change the time as shown in FIG.
The first inspection spot S from the first CCD camera 16 shown in FIG.
The distance 11 to 1 is detected and calculated. The principle of calculating the distance l1 will be described below. First, as shown in FIG. 2, the XYZ coordinates are plotted along the Z axis of the outer shell center line CL of the shield excavator 10.
And the origin O is set on the camera plane Pa. The camera plane Pa is the first to third C
It is a plane including the image pickup surfaces of the CD cameras 16, 17, and 19, and the camera plane Pa is perpendicular to the shell centerline CL. Next, the X'Y'Z 'coordinates are set in the form of being translated in the Z-axis direction to a position whose origin coincides with the segment plane Pb including the lining segment front end face 30b. Further, the distance between the origin O of the XYZ coordinates and the origin O'of the X'Y'Z 'coordinates, and thus the distance L between the camera plane Pa and the rotation center of the segment plane Pb, is determined by the jacks of the shield jacks 25A to 25D. Protrusion amount L1, L2, L3,
By using L4, it can be expressed as in Equation 1.

【数1】 数1を解説する。まず、掘進中での、各シールドジャッ
キ25A〜25Dのジャッキ突出量L1、L2、L3、
L4は、同一とは限らない。言い替えれば、セグメント
平面PbとX’Y’座標平面は、一致しているとは限ら
ない。よって、セグメント平面Pb、従って、セグメン
ト前端面30bは、図10に示すように、X’軸周りに
角度θ1だけ、又、Y’軸周りに角度θ2だけ傾いてい
るとする。そこで、第一シールドジャッキ21Aと第二
シールドジャッキ21Bは、図3に示すように、外殻内
面11aの上下に、外殻中心線CLを中心として対向す
る位置に設けられており、第一シールドジャッキ21A
と第二シールドジャッキ21Bの間隔はLdである。ま
た、第三シールドジャッキ21Cと第四シールドジャッ
キ21Dは、外殻内面11aの左右に、外殻中心線CL
を中心として対向する位置に設けられており、第三シー
ルドジャッキ21Cと第四シールドジャッキ21Dの間
隔もLdである。従って、図2に示すように、カメラ平
面Paからセグメント平面Pbまでの距離Lは、各シー
ルドジャッキ21A〜21Dのジャッキ突出量L1、L
2、L3、L4の平均の値に、シールドジャッキ21
A、21B、21C、21Dと第一CCDカメラ16と
のZ軸方向の取付位置の相違に起因する補正量αを加え
ることにより算出することが出来る。また、図10に示
すセグメント平面Pb、従って、セグメント前端面30
bが、図11に示すように、X’軸周りに角度θ1だけ
傾いており、又、図12に示すように、Y’軸周りに角
度θ2だけ傾いているとすると、該角度θ1、θ2は、
ジャッキ突出量L1、L2及びL3、L4及び、定数で
あるLdを用いて、数2のように表すことが出来る。
[Equation 1] I will explain the number 1. First, the jack protrusion amounts L1, L2, L3 of the respective shield jacks 25A to 25D during excavation,
L4 is not always the same. In other words, the segment plane Pb and the X'Y 'coordinate plane do not always match. Therefore, it is assumed that the segment plane Pb, and thus the segment front end face 30b, is inclined by the angle θ1 around the X ′ axis and by the angle θ2 around the Y ′ axis, as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 3, the first shield jack 21A and the second shield jack 21B are provided above and below the outer shell inner surface 11a at positions facing each other with the outer shell center line CL as the center. Jack 21A
The distance between the second shield jack 21B and the second shield jack 21B is Ld. Further, the third shield jack 21C and the fourth shield jack 21D are provided on the left and right of the outer shell inner surface 11a on the outer shell center line CL.
Are provided at positions facing each other with respect to the center, and the distance between the third shield jack 21C and the fourth shield jack 21D is also Ld. Therefore, as shown in FIG. 2, the distance L from the camera plane Pa to the segment plane Pb is determined by the jack protrusion amounts L1 and L of the shield jacks 21A to 21D.
To the average value of 2, L3, L4, the shield jack 21
It can be calculated by adding the correction amount α due to the difference in the mounting positions in the Z-axis direction between A, 21B, 21C, 21D and the first CCD camera 16. In addition, the segment plane Pb shown in FIG.
If b is inclined by an angle θ1 around the X ′ axis as shown in FIG. 11 and is inclined by an angle θ2 around the Y ′ axis as shown in FIG. 12, the angles θ1, θ2 Is
The jack protrusion amounts L1, L2 and L3, L4, and Ld which is a constant can be used to express as in Equation 2.

【数2】 次に、図10に示すセグメント平面Pbは、その法線ベ
クトルVを、V=(a1、b1、c1)とすると、数3
のように表すことが出来る。
[Equation 2] Next, in the segment plane Pb shown in FIG. 10, if the normal vector V is V = (a1, b1, c1),
Can be expressed as

【数3】 法線ベクトルV(a1、b1、c1)の値は、図11に
示すセグメント平面Pb’のように、X’軸周りに、角
度θ1だけ回転したとすると、その法線ベクトルV’
は、数4のように示すことが出来る。
[Equation 3] Assuming that the value of the normal vector V (a1, b1, c1) is rotated by the angle θ1 around the X ′ axis as in the segment plane Pb ′ shown in FIG. 11, the normal vector V ′ is obtained.
Can be shown as in Equation 4.

【数4】 次に、図12に示すように、セグメント平面Pb’を、
更にY’軸周りに角度θ2だけ回転したとすると、セグ
メント平面Pb’は、前記セグメント平面Pbと同様に
傾けられたこととなる。このときの法線ベクトルVの
内、Y成分は、セグメント平面Pb’をY’軸周りに回
転してもY成分が変化しないことから、b1=sinθ1
である。また、法線ベクトルVのX成分及びZ成分は、
数5のように算出することが出来る。
[Equation 4] Next, as shown in FIG. 12, the segment plane Pb ′ is
If the segment plane Pb ′ is further rotated about the Y ′ axis by an angle θ2, it means that the segment plane Pb ′ is inclined like the segment plane Pb. The Y component of the normal vector V at this time does not change even if the segment plane Pb ′ is rotated around the Y ′ axis. Therefore, b1 = sin θ1
Is. Also, the X and Z components of the normal vector V are
It can be calculated as in Equation 5.

【数5】 従って、法線ベクトルVは、数6に示すように、演算検
出することが出来る。
[Equation 5] Therefore, the normal vector V can be calculated and detected as shown in Equation 6.

【数6】 次に、図10に示すように、第一CCDカメラ16の第
一撮影中心軸CT1は、XYZ座標上において、その起
点である第一CCDカメラ16の位置を(xa、ya、
za)に、その方向ベクトルVaを、Va=(la、m
a、na)に設定されていることから、数7のように示
すことが出来る。
[Equation 6] Next, as shown in FIG. 10, the first imaging center axis CT1 of the first CCD camera 16 is located on the XYZ coordinates at the position of the first CCD camera 16 (xa, ya,
za), the direction vector Va is Va = (la, m
Since it is set to a, na), it can be shown as in Expression 7.

【数7】 第一検査スポットS1の中心CP1は、前記セグメント
平面Pbと、前記第一CCDカメラ16の第一撮影中心
軸CT1との交点であるので、その第一検査スポットS
1の中心CP1の座標(X11、Y11、Z11)は、
数3と数7との連立方程式を解くことにより、数8のよ
うに示すことが出来る。
[Equation 7] The center CP1 of the first inspection spot S1 is the intersection of the segment plane Pb and the first imaging center axis CT1 of the first CCD camera 16, so that the first inspection spot S1.
The coordinates (X11, Y11, Z11) of the center CP1 of 1 are
By solving the simultaneous equations of Equation 3 and Equation 7, it can be shown as Equation 8.

【数8】 ここで、a1、b1、c1は、数6及び数2により、ジ
ャッキ突出量L1、L2、L3、L4のみを変数とする
形で表すことが出来、Lも、数1に示すように、ジャッ
キ突出量L1、L2、L3、L4のみに依存する変数で
あることが分かる。従って、第一検査スポットS1の中
心CP1の座標(X11、Y11、Z11)は、ジャッ
キ突出量L1、L2、L3、L4のみに依存する変数で
ある。従って、第一CCDカメラ16と第一検査スポッ
トS1の中心CP1との距離l1は、上記のように算出
された第一検査スポットS1の座標(X11、Y11、
Z11)と第一CCDカメラ16の座標(xa、ya、
za)を用いて、数9のように示すことが出来る。
[Equation 8] Here, a1, b1, and c1 can be expressed by the equations 6 and 2 in a form in which only the jack protrusion amounts L1, L2, L3, and L4 are variables, and L is also a jack as shown in the equation 1. It can be seen that this is a variable that depends only on the protrusion amounts L1, L2, L3, and L4. Therefore, the coordinates (X11, Y11, Z11) of the center CP1 of the first inspection spot S1 are variables that depend only on the jack protrusion amounts L1, L2, L3, and L4. Therefore, the distance l1 between the first CCD camera 16 and the center CP1 of the first inspection spot S1 is the coordinate (X11, Y11,
Z11) and the coordinates of the first CCD camera 16 (xa, ya,
By using za), it can be shown as in Expression 9.

【数9】 この距離l1は、上述のように、第一検査スポットS1
の座標(X11、Y11、Z11)が、ジャッキ突出量
L1、L2、L3、L4のみに依存する変数であること
から、同様にジャッキ突出量L1、L2、L3、L4の
みに依存する変数であるということが出来る。
[Equation 9] This distance l1 is equal to the first inspection spot S1 as described above.
Since the coordinates (X11, Y11, Z11) are variables that depend only on the jack protrusion amounts L1, L2, L3, and L4, they are variables that also depend only on the jack protrusion amounts L1, L2, L3, and L4. Can be said.

【0016】また、図7に示す第一クリアランス検出演
算部23dは、入力された画像データDP1から、画像
データDP1上における、第一セグメント照射線LA1
の図4左端と、第一外殻照射線LA2の、前記第一セグ
メント照射線LA1の延長線との交点との間隔に存する
画素数n1を検出する。そして、第一クリアランス検出
演算部23dは、検出した第一CCDカメラ16と第一
検査スポットS1の中心CP1の間隔l1と、第一画像
データDP1上における、第一セグメント照射線LA1
の図4左端と、第一外殻照射線LA2の、前記第一セグ
メント照射線LA1の延長線との交点との間隔(第一テ
ールクリアランスx1)に存する画素数n1とに基づい
て、第一テールクリアランスx1を演算検出する。この
演算検出原理は、以下に示す通りである。まず、二つの
ことが言える。一つは、第一テールクリアランスx1
は、第一画像データDP1における、第一セグメント照
射線LA1の図4左端と、第一外殻照射線LA2の、前
記第一セグメント照射線LA1の延長線との交点との間
隔に存する画素数n1に比例するということであり、も
う一つは、第一画像データDP1上でのテールクリアラ
ンスx1の大きさは、第一CCDカメラ16と第一検査
スポットS1との間隔l1に反比例するということであ
る。従って、図8に示すように、第一CCDカメラ16
と第一検査スポットS1との間隔を所定の間隔Laにし
て、第一テールクリアランスx1等の所定の長さAaを
第一画像データDP1に撮影したときの、該長さAaに
存する画素数Naを検出しておく。すると、該所定の間
隔La、長さAa、及び画素数Naに基づいて、第一C
CDカメラ16と第一検査スポットS1との間隔を単位
長さとしたときに、第一画像データDP1上の一画素の
長さで写った実寸法q1を演算検出することが出来る。
よって、図7に示す第一クリアランス検出演算部23d
は、第一テールクリアランスx1を前記q1を係数とし
た数10により、時々刻々検出することが出来る。
Further, the first clearance detection calculation unit 23d shown in FIG. 7 calculates the first segment irradiation line LA1 on the image data DP1 from the input image data DP1.
4 and the number of pixels n1 in the interval between the intersection of the first outer shell irradiation line LA2 and the extension of the first segment irradiation line LA1 are detected. Then, the first clearance detection calculation unit 23d, the interval l1 between the detected first CCD camera 16 and the center CP1 of the first inspection spot S1, and the first segment irradiation line LA1 on the first image data DP1.
4 on the left end of FIG. 4 and the number n1 of pixels existing in the interval (first tail clearance x1) between the intersection of the first outer shell irradiation line LA2 and the extension line of the first segment irradiation line LA1. The tail clearance x1 is calculated and detected. The calculation detection principle is as follows. First, two things can be said. One is the first tail clearance x1
Is the number of pixels in the interval between the left end of the first segment irradiation line LA1 in FIG. 4 in the first image data DP1 and the intersection of the first outer shell irradiation line LA2 and the extension line of the first segment irradiation line LA1. In other words, the size of the tail clearance x1 on the first image data DP1 is inversely proportional to the distance l1 between the first CCD camera 16 and the first inspection spot S1. Is. Therefore, as shown in FIG.
When the predetermined length Aa such as the first tail clearance x1 is photographed in the first image data DP1 with the predetermined distance La set between the first inspection spot S1 and the first inspection spot S1, the number of pixels Na existing in the length Aa is Na. Is detected. Then, based on the predetermined interval La, the length Aa, and the number of pixels Na, the first C
When the unit length is the interval between the CD camera 16 and the first inspection spot S1, it is possible to calculate and detect the actual size q1 captured in the length of one pixel on the first image data DP1.
Therefore, the first clearance detection calculation unit 23d shown in FIG.
Can detect the first tail clearance x1 from moment to moment by the equation 10 using q1 as a coefficient.

【数10】 すると、第一クリアランス検出部23dは、検出した第
一テールクリアランスx1を、掘削機位置検出演算部2
3gに出力する。また、第二クリアランス検出演算部2
3eでは、各ジャッキ突出量検出器25A、25B、2
5C、25Dより時々刻々入力される、各突出量L1、
L2、L3、L4に基づいて、時々刻々、第二CCDカ
メラ17から第二検査スポットS2までの距離l2を、
第一クリアランス検出演算部23eと同様に検出演算す
る。そして、第二クリアランス検出演算部23eは、入
力された第二画像データDP2から、該画像データDP
2上における、第二セグメント照射線LB1の図5右端
と、第二外殻照射線LB2の、前記第二セグメント照射
線LB1の延長線との交点との間隔に存する画素数n2
を検出する。そして、第二クリアランス検出演算部23
eは、検出した第二CCDカメラ17と第二検査スポッ
トS2の中心CP2の間隔l2と、第二画像データDP
2上における、第二セグメント照射線LB1の図5右端
と、第二外殻照射線LB2の、前記第二セグメント照射
線LB1の延長線との交点との間隔(第二テールクリア
ランスx2)に存する画素数n2とに基づいて、第二テ
ールクリアランスx2を、第一クリアランス検出演算部
23d同様に検出する。即ち、第二CCDカメラ17と
第二検査スポットS2との間隔を所定の間隔Lbにし
て、第二テールクリアランスx2等の所定の長さAbを
第二画像データDP2に撮影したときの、該長さAbに
存する画素数Nbを検出しておく。そして、第二クリア
ランス検出部23eは、所定の間隔Lb、長さAb、及
び画素数Nbに基づいて、第二CCDカメラ17と第二
検査スポットS2との間隔を単位長さとしたときに、第
二画像データDP2上の一画素の長さで写った実寸法q
2を用いた数11により、第二テールクリアランスx2
を、時々刻々検出することが出来る。
[Equation 10] Then, the first clearance detection unit 23d uses the detected first tail clearance x1 as the excavator position detection calculation unit 2
Output to 3g. In addition, the second clearance detection calculation unit 2
In 3e, each jack protrusion amount detector 25A, 25B, 2
Each protrusion amount L1, which is input momentarily from 5C and 25D,
Based on L2, L3, and L4, the distance l2 from the second CCD camera 17 to the second inspection spot S2 is changed every second.
The detection calculation is performed in the same manner as the first clearance detection calculation unit 23e. Then, the second clearance detection calculation unit 23e calculates the image data DP from the input second image data DP2.
5, the number of pixels n2 in the interval between the right end of the second segment irradiation line LB1 in FIG. 5 and the intersection of the second outer shell irradiation line LB2 and the extension of the second segment irradiation line LB1.
To detect. Then, the second clearance detection calculation unit 23
e is the interval 12 between the detected second CCD camera 17 and the center CP2 of the second inspection spot S2, and the second image data DP
2 on the right side of FIG. 5 of the second segment irradiation line LB1 and the intersection of the second outer shell irradiation line LB2 and the extension line of the second segment irradiation line LB1 (second tail clearance x2). Based on the number of pixels n2, the second tail clearance x2 is detected similarly to the first clearance detection calculation unit 23d. That is, when the distance between the second CCD camera 17 and the second inspection spot S2 is set to a predetermined distance Lb and a predetermined length Ab such as the second tail clearance x2 is photographed in the second image data DP2, the length is obtained. The number of pixels Nb existing in Ab is detected. Then, the second clearance detection unit 23e determines the interval between the second CCD camera 17 and the second inspection spot S2 as a unit length based on the predetermined interval Lb, the length Ab, and the number of pixels Nb. Two actual dimensions q captured in the length of one pixel on the image data DP2
The second tail clearance x2 by the number 11 using 2
Can be detected moment by moment.

【数11】 すると、第二クリアランス検出演算部23eは、検出し
た第二テールクリアランスx2を、掘削機位置検出演算
部23gに出力する。また、第三クリアランス検出演算
部23fでは、各ジャッキ突出量検出器25A、25
B、25C、25Dより時々刻々入力される、各突出量
L1、L2、L3、L4に基づいて、時々刻々、第三C
CDカメラ19から第三検査スポットS3までの距離l
3を、第一クリアランス検出演算部23dと同様に検出
演算する。そして、第三クリアランス検出演算部23f
は、入力された第三画像データDP3から、該画像デー
タDP3上における、第三セグメント照射線LC1の図
6上端と、第三外殻照射線LC2の、前記第三セグメン
ト照射線LC1の延長線との交点との間隔に存する画素
数n3を検出する。そして、第三クリアランス検出演算
部23fは、検出した第三CCDカメラ19と第三検査
スポットS3の中心CP3の間隔l3と、第三画像デー
タDP3上における、第三セグメント照射線LC1の図
6上端と、第三外殻照射線LC2の、前記第三セグメン
ト照射線LC1の延長線との交点との間隔(第三テール
クリアランスx3)に存する画素数n3とに基づいて、
第三テールクリアランスx3を、第一クリアランス検出
演算部23d同様に検出する。即ち、第三CCDカメラ
19と第三検査スポットS3との間隔を所定の間隔Lc
にして、第三テールクリアランスx3等の所定の長さA
cを第三画像データDP3に撮影したときの、該長さA
cに存する画素数Ncを検出しておく。そして、第三ク
リアランス検出演算部23fは、所定の間隔Lc、長さ
Ac、及び画素数Ncに基づいて、第三CCDカメラ1
9と第三検査スポットS3との間隔を単位長さとしたと
きに、第三画像データDP3上の一画素の長さで写った
実寸法q3を用いた数12により、第三テールクリアラ
ンスx3を、時々刻々検出することが出来る。
[Equation 11] Then, the second clearance detection calculation unit 23e outputs the detected second tail clearance x2 to the excavator position detection calculation unit 23g. Further, in the third clearance detection calculation unit 23f, the jack protrusion amount detectors 25A, 25A
B, 25C, and 25D input momentarily, based on the protrusion amounts L1, L2, L3, L4, the third C
Distance l from the CD camera 19 to the third inspection spot S3
3 is detected and calculated in the same manner as the first clearance detection calculation unit 23d. Then, the third clearance detection calculation unit 23f
Is an extension line of the third segment irradiation line LC1 from the input third image data DP3 on the image data DP3, the upper end of the third segment irradiation line LC1 in FIG. 6 and the third outer shell irradiation line LC2. The number of pixels n3 existing in the interval from the intersection with is detected. The third clearance detection calculation unit 23f then detects the distance l3 between the detected third CCD camera 19 and the center CP3 of the third inspection spot S3 and the upper end of the third segment irradiation line LC1 in FIG. 6 on the third image data DP3. And the number n3 of pixels in the interval (third tail clearance x3) between the intersection of the third outer shell irradiation line LC2 and the extension line of the third segment irradiation line LC1
The third tail clearance x3 is detected similarly to the first clearance detection calculation unit 23d. That is, the distance between the third CCD camera 19 and the third inspection spot S3 is set to a predetermined distance Lc.
And a predetermined length A such as the third tail clearance x3
The length A when c is photographed in the third image data DP3
The number of pixels Nc existing in c is detected. Then, the third clearance detection calculation unit 23f determines the third CCD camera 1 based on the predetermined interval Lc, the length Ac, and the number of pixels Nc.
When the interval between 9 and the third inspection spot S3 is set as a unit length, the third tail clearance x3 is calculated by the formula 12 using the actual size q3 captured in the length of one pixel on the third image data DP3. It can be detected moment by moment.

【数12】 すると、第三クリアランス検出部23fは、検出した第
三テールクリアランスx3を、掘削機位置検出演算部2
3gに出力する。
[Equation 12] Then, the third clearance detection unit 23f uses the detected third tail clearance x3 as the excavator position detection calculation unit 2
Output to 3g.

【0017】ここで、掘削機位置検出演算部23gに
は、予め、真円形の覆工セグメント前端部30aの半径
と、同様に真円に形成された、外殻11のテール部15
の内面11aの半径が入力されている。そこで、掘削機
位置検出演算部23gは、時々刻々入力される第一、第
二、第三テールクリアランスx1、x2、x3、及び予
め入力されていた覆工セグメント前端部30aの半径と
外殻11のテール部15の内面11aの半径に基づい
て、図9に示すように、覆工セグメント30の中心軸C
Tに対するシールド掘削機10の外殻11の中心線CL
の相対位置を検出演算することが出来る。すると、掘削
機位置検出演算部23gは、検出演算された覆工セグメ
ント30の中心軸CTに対するシールド掘削機10の外
殻11の中心線CLの相対位置を図7に示すディスプレ
イ23bに出力する。
Here, in the excavator position detecting / calculating section 23g, the tail portion 15 of the outer shell 11, which is previously formed in a perfect circle with a radius of the perfect circular lining segment front end 30a.
The radius of the inner surface 11a is input. Therefore, the excavator position detection calculation unit 23g receives the first, second, and third tail clearances x1, x2, and x3 that are input momentarily, and the radius of the lining segment front end portion 30a that has been input in advance and the outer shell 11. Based on the radius of the inner surface 11a of the tail portion 15 of the lining segment 30, as shown in FIG.
Center line CL of the outer shell 11 of the shield excavator 10 with respect to T
The relative position of can be detected and calculated. Then, the excavator position detection calculation unit 23g outputs the relative position of the center line CL of the outer shell 11 of the shield excavator 10 to the detected central axis CT of the lining segment 30 on the display 23b shown in FIG. 7.

【0018】従って、上記実施例によれば、非接触で、
遠隔の位置から第一乃至第三テールクリアランスx1、
x2、x3を検出することが出来るので、従来、テール
クリアランスx1、x2、x3を計測する場合には、テ
ール部15の内面11aにテールクリアランス計を設け
なければならないため、テール部15の覆工セグメント
30の組立作業の妨げになっていたという問題を解決す
ることが出来る。また、上記実施例によれば、シールド
掘削機10の掘進中のテールクリアランスx1、x2、
x3を時々刻々検出することが出来るので、検出された
テールクリアランスx1、x2、x3に基づいて、覆工
セグメント30の中心軸CTに対するシールド掘削機1
0の外殻11の中心線CLの相対位置を、時々刻々検出
演算することが出来る。従って、これに基づいてリアル
タイムにシールド掘削機10の制御を行なうことが出来
る。
Therefore, according to the above embodiment, non-contact,
1st to 3rd tail clearance x1 from a remote location,
Since x2 and x3 can be detected, conventionally, when measuring the tail clearances x1, x2, and x3, a tail clearance meter must be provided on the inner surface 11a of the tail portion 15, so that the lining of the tail portion 15 cannot be covered. It is possible to solve the problem of hindering the assembly work of the segment 30. Further, according to the above-described embodiment, the tail clearances x1, x2 during the excavation of the shield excavator 10,
Since x3 can be detected moment by moment, the shield excavator 1 with respect to the central axis CT of the lining segment 30 is based on the detected tail clearances x1, x2, x3.
The relative position of the center line CL of the outer shell 0 of 0 can be detected and calculated moment by moment. Therefore, based on this, the shield excavator 10 can be controlled in real time.

【0019】尚、上記実施例においては、掘削機位置検
出演算部23gを、第一、第二、第三テールクリアラン
スx1、x2、x3の、三箇所のテールクリアランスに
基づいて、覆工セグメント30の中心軸CTに対するシ
ールド掘削機10の外殻11の中心線CLの相対位置を
演算検出するように設けたが、掘削機位置検出演算部2
3gは、二箇所、乃至四箇所以上のテールクリアランス
から覆工セグメント30の中心軸CTに対するシールド
掘削機10の外殻11の中心線CLの相対位置を演算検
出するように設けてもよいことは勿論である。
In the above embodiment, the excavator position detecting / calculating section 23g is provided with the lining segment 30 based on the three tail clearances of the first, second and third tail clearances x1, x2 and x3. The relative position of the center line CL of the outer shell 11 of the shield excavator 10 with respect to the central axis CT of the excavator position detection calculator 2 is provided.
3 g may be provided so as to calculate and detect the relative position of the center line CL of the outer shell 11 of the shield excavator 10 with respect to the central axis CT of the lining segment 30 from the tail clearances at two or four or more locations. Of course.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シールド掘削機10等のシールド機のテール部15等の
テール部の内面11a等の内面と、該テール部内で組み
立てられた覆工セグメント30等の覆工セグメントの前
端面30b等の前端面とに第一セグメント照射線LA
1、第一外殻照射線LA2、第二セグメント照射線LB
1、第二外殻照射線LB2、第三セグメント照射線LC
1、第三外殻照射線LC2等の照射線を描く形で、水平
スリットレーザー光Lh、垂直スリットレーザー光Lv
等のレーザー光を水平照射平面Ph、垂直照射平面Pv
等の照射平面上に照射し、前記テール部の内面に描かれ
た第一外殻照射線LA2、第二外殻照射線LB2、第三
外殻照射線LC2等の照射線と前記覆工セグメントに描
かれた第一セグメント照射線LA1、第二セグメント照
射線LB1、第三セグメント照射線LC1等の照射線を
前記レーザー光の照射平面外の位置から第一画像データ
DP1、第二画像データDP2、第三画像データDP3
等の画像上に撮影し、前記画像上で、前記テール部に描
かれた照射線及び前記覆工セグメントの前端面に描かれ
た照射線の位置関係から、前記テール部と前記覆工セグ
メントの前端部30a等の前端部間の第一テールクリア
ランスx1、第二テールクリアランスx2、第三テール
クリアランスx3等の間隙を求めるようにして構成した
ので、前記テール部と前記覆工セグメントの前端部間の
間隙を、遠隔位置から非接触で求めることが出来る。よ
って、従来、テールクリアランスx1、x2、x3を計
測する場合に、テール部15の内面11aにテールクリ
アランス計を設けなければならないために、テール部1
5の覆工セグメント30の組立作業の妨げになるという
問題を解決することが出来る。本発明のうち第二の発明
は、テール部15等のテール部で覆工セグメント30等
の覆工セグメントを組み立てながら掘進するシールド掘
削機10等のシールド機において、前記テール部に、水
平スリットレーザー光Lh、垂直スリットレーザー光L
v等のレーザー光を照射し得るスリットレーザー発振器
20等のレーザー光照射手段を、前記テール部で組み立
てられた覆工セグメントの前端部及びテール部の内面1
1a等の内面に第一セグメント照射線LA1、第二セグ
メント照射線LB1、第三セグメント照射線LC1、第
一外殻照射線LA2、第二外殻照射線LB2、第三外殻
照射線LC2等の照射線を描くように前記レーザー光を
水平照射平面Ph、垂直照射平面Pv等の照射平面上に
照射し得る形で設置し、前記テール部の、前記レーザー
光の照射平面とは一致しない位置に、前記覆工セグメン
トの前端面30b等の前端面及びテール部の内面11a
等の内面の、前記照射線の描かれた第一検査スポットS
1、第二検査スポットS2、第三検査スポットS3等の
部分を撮影し得る形で第一CCDカメラ16、第二CC
Dカメラ17、第三CCDカメラ19等の撮影手段を設
置し、前記撮影手段に、前記撮影手段により撮影された
前記テール部に描かれた第一外殻照射線LA2、第二外
殻照射線LB2、第三外殻照射線LC2等の照射線及び
前記覆工セグメントの前端面に描かれた第一セグメント
照射線LA1、第二セグメント照射線LB1、第三セグ
メント照射線LC1等の照射線の位置関係から、前記テ
ール部と前記覆工セグメントの前端部30a等の前端部
間の第一テールクリアランスx1、第二テールクリアラ
ンスx2、第三テールクリアランスx3等の間隙を検出
演算し得る第一テールクリアランス検出演算部23d、
第二テールクリアランス検出演算部23e、第三テール
クリアランス検出演算部23f等のテールクリアランス
検出演算部を接続して構成したので、前記レーザー光照
射手段により、前記レーザー光を前記テール部で組み立
てられた前記覆工セグメントの前端面及び前記テール部
の内面に前記照射線を描くように前記レーザー光を前記
照射平面上に照射することが出来る。また、撮影手段に
より、前記テール部の、前記レーザー光の照射平面とは
一致しない位置から、前記覆工セグメントの前端面及び
前記テール部の内面の、前記照射線の描かれた部分を撮
影することが出来る。よって、前記覆工セグメントの前
端面及び前記テール部の内面に描かれた前記照射線を、
同一直線上の照射線としてではなく、相対的に角度を有
する独立した二本の線分として撮影することが出来る。
そして、前記テールクリアランス検出演算部により、前
記テール部の内面に描かれた照射線及び前記覆工セグメ
ントの前端面に描かれた照射線の位置関係から、前記テ
ール部と前記覆工セグメントの前端部間の間隙を検出演
算することが出来る。従って、前記テール部と前記覆工
セグメントの前端部間の間隙を、遠隔位置から非接触で
求めることが出来るので、従来、テールクリアランスx
1、x2、x3を計測する場合に、テール部15の内面
11aにテールクリアランス計を設けなければならない
ために、テール部15の覆工セグメント30の組立作業
の妨げになっていたという問題を解決することが出来
る。
As described above, according to the present invention,
The inner surface such as the inner surface 11a of the tail portion such as the tail portion 15 of the shield machine such as the shield excavator 10 and the front end surface such as the front end surface 30b of the lining segment such as the lining segment 30 assembled in the tail portion. First segment irradiation line LA
1, first shell irradiation line LA2, second segment irradiation line LB
1, second shell irradiation line LB2, third segment irradiation line LC
1, horizontal slit laser light Lh, vertical slit laser light Lv in the form of drawing the irradiation line such as the third outer shell irradiation line LC2
Laser light such as horizontal irradiation plane Ph, vertical irradiation plane Pv
And the like of the first outer shell irradiation line LA2, the second outer shell irradiation line LB2, and the third outer shell irradiation line LC2, which are drawn on the inner surface of the tail portion, and the lining segment. The irradiation lines such as the first segment irradiation line LA1, the second segment irradiation line LB1, the third segment irradiation line LC1 and the like drawn in FIG. 1 are drawn from positions outside the irradiation plane of the laser light to the first image data DP1 and the second image data DP2. , The third image data DP3
Photographed on an image such as, from the positional relationship of the irradiation line drawn on the tail portion and the irradiation line drawn on the front end face of the lining segment on the image, the tail portion and the lining segment Since the gaps such as the first tail clearance x1, the second tail clearance x2, and the third tail clearance x3 between the front end portions such as the front end portion 30a are obtained, the space between the tail portion and the front end portions of the lining segments is The gap can be obtained from a remote position without contact. Therefore, conventionally, when measuring the tail clearances x1, x2, and x3, it is necessary to provide a tail clearance meter on the inner surface 11a of the tail portion 15.
It is possible to solve the problem of hindering the assembly work of the lining segment 30 of FIG. The second invention of the present invention is a shield machine such as a shield excavator 10 that advances while assembling a lining segment such as a lining segment 30 with a tail portion such as a tail portion 15 in a horizontal slit laser. Light Lh, vertical slit laser light L
A laser beam irradiation means such as a slit laser oscillator 20 capable of irradiating a laser beam such as v is provided with a front end portion of the lining segment assembled at the tail portion and an inner surface 1 of the tail portion.
The first segment irradiation line LA1, the second segment irradiation line LB1, the third segment irradiation line LC1, the first outer shell irradiation line LA2, the second outer shell irradiation line LB2, the third outer shell irradiation line LC2, etc. The laser light is installed so that it can be irradiated onto an irradiation plane such as a horizontal irradiation plane Ph and a vertical irradiation plane Pv so that the irradiation line of the laser light is drawn. A front end surface such as the front end surface 30b of the lining segment and the inner surface 11a of the tail portion.
First inspection spot S on the inner surface of which the radiation line is drawn
The first CCD camera 16 and the second CC in a form capable of photographing the portions such as 1, the second inspection spot S2, the third inspection spot S3, etc.
A photographing means such as a D camera 17 and a third CCD camera 19 is installed, and the photographing means has a first outer shell irradiation line LA2 and a second outer shell irradiation line drawn on the tail portion photographed by the photographing means. LB2, the irradiation lines such as the third outer shell irradiation line LC2 and the irradiation lines such as the first segment irradiation line LA1, the second segment irradiation line LB1 and the third segment irradiation line LC1 drawn on the front end face of the lining segment. A first tail capable of detecting and calculating a gap such as a first tail clearance x1, a second tail clearance x2, and a third tail clearance x3 between the tail portion and the front end portion such as the front end portion 30a of the lining segment from the positional relationship. Clearance detection calculation unit 23d,
Since the tail clearance detection calculation units such as the second tail clearance detection calculation unit 23e and the third tail clearance detection calculation unit 23f are connected, the laser light irradiation means assembles the laser light at the tail unit. The laser beam may be irradiated onto the irradiation plane so as to draw the irradiation line on the front end surface of the lining segment and the inner surface of the tail portion. Further, the photographing means photographs the portion of the front end surface of the lining segment and the inner surface of the tail portion on which the irradiation line is drawn, from a position of the tail portion that does not coincide with the irradiation plane of the laser light. You can Therefore, the irradiation line drawn on the front end surface of the lining segment and the inner surface of the tail portion,
It is possible to photograph not as collinear irradiation lines but as two independent line segments relatively having an angle.
Then, the tail clearance detection calculation unit determines, based on the positional relationship between the irradiation line drawn on the inner surface of the tail part and the irradiation line drawn on the front end face of the lining segment, the front end of the tail part and the lining segment. The gap between the parts can be detected and calculated. Therefore, the gap between the tail portion and the front end portion of the lining segment can be obtained from a remote position in a non-contact manner.
Solved the problem that a tail clearance meter had to be provided on the inner surface 11a of the tail portion 15 when measuring 1, x2, and x3, which hindered the assembly work of the lining segment 30 of the tail portion 15. You can do it.

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

【図1】図1は、シールド機に装着された本発明のテー
ルクリアランス測定装置の一実施例を示す側面図であ
る。
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a tail clearance measuring device of the present invention mounted on a shield machine.

【図2】図2は、シールド機に装着された本発明のテー
ルクリアランス測定装置の一実施例を示す斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of a tail clearance measuring device of the present invention mounted on a shield machine.

【図3】図3は、シールド機に装着された本発明のテー
ルクリアランス測定装置の一実施例を示す正面図であ
る。
FIG. 3 is a front view showing an embodiment of the tail clearance measuring device of the present invention mounted on a shield machine.

【図4】図4は、図2の第一CCDカメラにより撮影さ
れた、図2左方のテールクリアランスの画像を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing an image of the tail clearance on the left side of FIG. 2 taken by the first CCD camera of FIG.

【図5】図5は、図2の第二CCDカメラにより撮影さ
れた、図2右方のテールクリアランスの画像を示す図で
ある。
5 is a diagram showing an image of the tail clearance on the right side of FIG. 2 taken by the second CCD camera of FIG. 2;

【図6】図6は、図2の第三CCDカメラにより撮影さ
れた、図2上方のテールクリアランスの画像を示す図で
ある。
6 is a diagram showing an image of the tail clearance shown in the upper part of FIG. 2 taken by the third CCD camera shown in FIG. 2;

【図7】図7は、図1のテールクリアランス測定装置の
制御系を示すブロック図である。
7 is a block diagram showing a control system of the tail clearance measuring device of FIG.

【図8】図8は、図2の第一乃至第三CCDカメラによ
り撮影された画像からテールクリアランスを算出する原
理を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a principle of calculating tail clearance from an image taken by the first to third CCD cameras of FIG.

【図9】図9は、第一乃至第三テールクリアランスを示
す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing first to third tail clearances.

【図10】図10は、図2に示す第一乃至第三CCDカ
メラから第一乃至第三検査スポットまでの距離を算出す
る原理を示す図である。
10 is a diagram showing the principle of calculating the distances from the first to third CCD cameras shown in FIG. 2 to the first to third inspection spots.

【図11】図11は、覆工セグメント前端面に設定され
た面であるセグメント面がX’周りに角度θ1だけ回転
した状態を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a state in which a segment surface, which is a surface set as a front end surface of a lining segment, is rotated around an angle X ′ by an angle θ1.

【図12】図12は、図11に示すセグメント面が、更
にY軸周りに角度θ2だけ回転した状態を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing a state in which the segment surface shown in FIG. 11 is further rotated about the Y axis by an angle θ2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……シールド機(シールド掘削機) 11a……内面(内面) 15……テール部(テール部) 16……レーザー光照射手段(第一CCDカメラ) 17……レーザー光照射手段(第二CCDカメラ) 19……レーザー光照射手段(第三CCDカメラ) 23d……テールクリアランス検出演算部(第一テール
クリアランス検出演算部) 23e……テールクリアランス検出演算部(第二テール
クリアランス検出演算部) 23f……テールクリアランス検出演算部(第三テール
クリアランス検出演算部) 30……覆工セグメント(覆工セグメント) 30a……前端部(前端部) 30b……前端面(前端面) LA1……照射線(第一セグメント照射線) LA2……照射線(第一外殻照射線) LB1……照射線(第二セグメント照射線) LB2……照射線(第二外殻照射線) LC1……照射線(第三セグメント照射線) LC2……照射線(第三外殻照射線) Lh……レーザー光(水平スリットレーザー光) Lv……レーザー光(垂直スリットレーザー光) Ph……照射平面(水平照射平面) Pv……照射平面(垂直照射平面) DP1……一画像(第一画像データ) DP2……一画像(第二画像データ) DP3……一画像(第三画像データ) x1……間隙(第一テールクリアランス) x2……間隙(第二テールクリアランス) x3……間隙(第三テールクリアランス)
10 ... Shield machine (shield excavator) 11a ... Inner surface (inner surface) 15 ... Tail part (tail part) 16 ... Laser light irradiation means (first CCD camera) 17 ... Laser light irradiation means (second CCD) Camera) 19 ... Laser light irradiation means (third CCD camera) 23d ... Tail clearance detection calculation unit (first tail clearance detection calculation unit) 23e ... Tail clearance detection calculation unit (second tail clearance detection calculation unit) 23f …… Tail clearance detection calculation unit (third tail clearance detection calculation unit) 30 …… lining segment (lining segment) 30a …… front end (front end) 30b …… front end face (front end face) LA1 …… irradiation line (First segment irradiation line) LA2 ... Irradiation line (first outer shell irradiation line) LB1 ... Irradiation line (second segment irradiation line) LB ... Irradiation line (second outer shell irradiation line) LC1 ... Irradiation line (third segment irradiation line) LC2 ... Irradiation line (third outer shell irradiation line) Lh ... Laser light (horizontal slit laser light) Lv ... ... laser light (vertical slit laser light) Ph ... irradiation plane (horizontal irradiation plane) Pv ... irradiation plane (vertical irradiation plane) DP1 ... one image (first image data) DP2 ... one image (second image data) ) DP3 ... One image (third image data) x1 ... Gap (first tail clearance) x2 ... Gap (second tail clearance) x3 ... Gap (third tail clearance)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シールド機のテール部の内面と、該テール
部内で組み立てられた覆工セグメントの前端面とに照射
線を描く形で、レーザー光を照射平面上に照射し、 前記テール部の内面に描かれた照射線と前記覆工セグメ
ントに描かれた照射線を前記レーザー光の照射平面外の
位置から画像上に撮影し、 前記画像上で、前記テール部に描かれた照射線及び前記
覆工セグメントの前端部に描かれた照射線の位置関係か
ら、前記テール部と前記覆工セグメントの前端部間の間
隙を求めるようにして構成したシールド機のテールクリ
アランス測定方法。
Claim: What is claimed is: 1. A laser beam is irradiated onto an irradiation plane in a form of drawing an irradiation line on the inner surface of the tail portion of the shield machine and the front end surface of the lining segment assembled in the tail portion, The irradiation line drawn on the inner surface and the irradiation line drawn on the lining segment are photographed on an image from a position outside the irradiation plane of the laser light, and on the image, the irradiation line drawn on the tail portion and A tail clearance measuring method for a shield machine configured to obtain a gap between the tail portion and the front end of the lining segment from a positional relationship of irradiation lines drawn on the front end of the lining segment.
【請求項2】テール部で覆工セグメントを組み立てなが
ら掘進するシールド機において、 前記テール部に、レーザー光を照射し得るレーザー光照
射手段を、前記テール部で組み立てられた覆工セグメン
トの前端部及びテール部の内面に照射線を描くように前
記レーザー光を照射平面上に照射し得る形で設置し、 前記テール部の、前記レーザー光の照射平面とは一致し
ない位置に、前記覆工セグメントの前端面及びテール部
の内面の、前記照射線の描かれた部分を撮影し得る形で
撮影手段を設置し、 前記撮影手段に、前記撮影手段により撮影された前記テ
ール部に描かれた照射線及び前記覆工セグメントの前端
面に描かれた照射線の位置関係から、前記テール部と前
記覆工セグメントの前端部間の間隙を検出演算し得るテ
ールクリアランス検出演算部を接続して構成したシール
ド機のテールクリアランス測定装置。
2. A shield machine for advancing while assembling a lining segment with a tail portion, wherein a laser light irradiating means capable of irradiating the tail portion with laser light is provided at a front end portion of the lining segment assembled with the tail portion. And installed so that the laser beam can be irradiated on the irradiation plane so as to draw an irradiation line on the inner surface of the tail portion, and at the position of the tail portion that does not match the irradiation plane of the laser light, the lining segment Of the front end surface and the inner surface of the tail portion of the tail portion of the tail portion photographed by the photographing means. Tail clearance detection capable of detecting and calculating a gap between the tail portion and the front end portion of the lining segment from the positional relationship between the line and the irradiation line drawn on the front end surface of the lining segment. Tail clearance measurement system of the shielded machine constituted by connecting an operation unit.
JP5341591A 1993-12-10 1993-12-10 Tail clearance measuring method, and tail clearance measuring device for shield machine Pending JPH07159171A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112945115A (en) * 2021-02-04 2021-06-11 中铁工程装备集团有限公司 Shield tail gap vision measurement method and device based on double laser structure lines
CN113358046A (en) * 2021-05-19 2021-09-07 上海隧道工程有限公司 Visual measurement method and system for shield tail clearance

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