JPH07166792A - 掘進機の移動制御装置 - Google Patents

掘進機の移動制御装置

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Publication number
JPH07166792A
JPH07166792A JP31473293A JP31473293A JPH07166792A JP H07166792 A JPH07166792 A JP H07166792A JP 31473293 A JP31473293 A JP 31473293A JP 31473293 A JP31473293 A JP 31473293A JP H07166792 A JPH07166792 A JP H07166792A
Authority
JP
Japan
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distance
speed
self
excavator
detector
Prior art date
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Pending
Application number
JP31473293A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Moro
▲隆▼ 茂呂
Tadao Shima
忠夫 島
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.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】後方台車を自走式にした掘進機において、後方
台車を安定して正確に自走させる。 【構成】駆動制御装置10は、検出器3,9から得られ
る信号を使用して、後方台車4の自走速度を掘進機本体
1の掘進速度と等しくなるように制御して掘進機本体と
後方台車の間の距離を一定値に保つようにすると共に検
出誤差や制御誤差が累積されて偏差が発生すると速度補
正によってこの偏差を消滅させるようし、掘進機本体1
と後方台車4の間の距離が大きく変化するのを防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は掘進機の移動制御装置に
係り、特にシールド掘進機等におけるシールド(掘進機
本体)の掘進速度に同期させて後方台車を自走させるよ
うにした掘進機の移動制御に関する。
【0002】
【従来の技術】掘進機本体と後方台車を備えた掘進機に
おいて、掘進機本体と後方台車は油圧ホースや電線等で
接続されており、従って、両者は一定の間隔で同期移動
することが望ましい。従来の掘進機は、この同期移動の
ために、両者を定尺のワイヤーやロッド等の機械的連結
器具で連結し、後方台車を掘進機本体で牽引するように
している。
【0003】しかしながら、上下あるいは左右方向に急
曲線を描いて掘進するような作業場において、掘進機本
体が機械的連結器具により後方台車を牽引すると、移動
方向に直角方向の分力が発生して不安定な状態になる問
題がある。また、極端な極路では連結器具が側壁に接触
して牽引できなくなる問題がある。
【0004】このような問題点を解決するために後方台
車を自走式とする掘進機が提案され、実開平2−669
00号公報に記載された後方台車自走装置は、掘進機本
体の掘進速度と後方台車の自走速度を等しくするような
速度制御を行って両者間の距離を所定値に維持し、実開
平4−92100号公報に記載された後方台車自走装置
は、掘進機本体の掘進距離と後方台車の自走距離を比較
して両距離を等しくするような駆動制御を行って両者間
の距離を所定値に維持するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、掘進機
本体と後方台車の速度制御により両者間の距離を所定値
に保つ制御法は、速度検出器の検出誤差や駆動速度制御
装置の制御誤差等により両者の移動速度に僅かな速度差
が発生し、この速度差は距離の変化となるので、これが
累積されると両者間の距離が大きく変化するために調整
作業が必要になる問題がある。
【0006】また、掘進距離と自走距離を等しくするよ
うに後方台車の駆動速度を制御することにより両者間の
距離を所定値に保つ制御法は、目標距離との偏差量に基
づいて速度を制御することから、安定した制御量を得る
ことが難しい。この種の制御は、大きな偏差が生じたと
きには後方台車の自走速度を高めることになるが、自走
開始時に大きな偏差がある場合には後方台車は高速状態
で発進することになり、運転者や周囲の作業者に危険で
あり、また、油圧ホースや電線等にも無理な力が作用し
てこれらを破損する危険がある。
【0007】従って本発明の目的は、後方台車を自走式
にして掘進機本体との間の距離を所定値に保つように制
御する掘進機において、前記後方台車を安定して正確に
自走させることができるようにすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、掘進機本
体の掘進速度に同期させて後方台車を自走させる掘進機
の移動制御装置において、前記掘進機本体には、該掘進
機本体の掘進速度検出器と掘進距離検出器とを設け、前
記後方台車には、該後方台車を自走させる駆動装置と、
自走速度検出器と、自走距離検出器と、前記掘進速度検
出器から出力された掘進速度信号と前記自走速度検出器
から出力された自走速度信号を比較して速度差が小さく
なるように前記駆動装置を制御して自走速度を設定する
と共に前記掘進距離検出器から出力される掘進距離信号
と自走距離検出器から出力される自走距離信号を比較し
てその偏差に応じて前記自走速度を補正する駆動制御装
置とを設けたことを特徴とし、第2の発明は、掘進機本
体の掘進速度に同期させて後方台車を自走させる掘進機
の移動制御装置において、前記掘進機本体の掘進速度検
出器と、前記後方台車の自走速度検出器と、該後方台車
を自走させる駆動装置と、前記掘進機本体と後方台車の
間の距離を検出する距離検出器と、前記後方台車を前記
掘進機本体に追従させる追従距離目標値を設定する追従
距離設定器と、前記掘進速度検出器から出力された掘進
速度信号と前記自走速度検出器から出力された自走速度
信号を比較して速度差が小さくなるように前記駆動装置
を制御して自走速度を設定すると共に前記距離検出器か
ら出力される距離信号と追従距離設定器から出力される
追従距離目標信号を比較してその偏差に応じて前記自走
速度を補正する駆動制御装置とを設けたことを特徴とす
る。
【0009】
【作用】駆動制御装置は、後方台車の自走速度を掘進機
本体の掘進速度と等しくなるように制御して掘進機本体
と後方台車の間の距離を一定値に保つようにするが、検
出誤差や制御誤差が累積されて距離に偏差が発生すると
速度補正によってこの偏差を消滅させるように機能し、
掘進機本体と後方台車の間の距離が大きく変化するのを
防止する。
【0010】この速度補正は、検出誤差や制御誤差によ
る偏差を補正するためのものであるから小さい補正量で
足りることになり、従って、自走開始時に大きな偏差が
あったとしても高速状態で発進するようにはならない。
【0011】また、掘進機本体と後方台車の間の距離を
実測することにより誤差の累積がなくなり、手作業での
累積誤差補正処理は不要となる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、第1の発明になる掘進機の概略を示す側
面図である。掘進機本体1は、掘進(推進)駆動源とな
る推進ジャッキ2と、検出器3を備える。検出器3は掘
進機本体1の掘進速度及び掘進距離を意味する電気信号
を発生するもので、前記推進ジャッキ2の伸縮に応動し
て所定量伸縮する毎に電気パルス信号を発生するワイヤ
ーリール式エンコーダー等が使用される。
【0013】自走式の後方台車4は、油圧ポンプ5と、
油圧制御器6と、油圧モータ7と、駆動車輪8と、検出
器9と、同期駆動制御装置10を備える。前記油圧モー
タ7は、前記油圧ポンプ5から油圧制御器6で制御して
供給される油圧で回転して前記駆動車輪8を回転させ
る。検出器9は後方台車4の自走速度及び自走距離を意
味する電気信号を発生するもので、前記油圧モータ7の
回転に応動して所定量自走する毎に電気パルス信号を発
生するワイヤーリール式エンコーダー等が使用される。
【0014】そして、同期駆動制御装置10は、前記検
出器3から出力された電気パルス信号に基づいて得た掘
進速度信号と前記検出器9から出力された電気パルス信
号に基づいて得た自走速度信号を比較して速度差が小さ
くなるように前記油圧制御器6を制御して自走速度を設
定すると共に、前記検出器3から出力される電気パルス
信号に基づいて得た掘進距離信号と前記検出器9から出
力される電気パルス信号に基づいて得た自走距離信号を
比較してその偏差に応じて前記自走速度を補正するよう
な制御を行う。
【0015】因に、油圧制御器6は、出力する油圧を制
御する油圧設定値を、前記同期駆動制御装置10から与
えられる制御信号V3に基づいて変化させる。
【0016】図2は、前記同期駆動制御装置10の内部
構成を示すブロック図である。主制御系は速度差を最小
にするようなフィードバック制御を実行する閉ループに
よって構成され、前記検出器3から出力される電気パル
ス信号に基づいて掘進機本体1の掘進速度信号V0を生
成する掘進速度演算器101と、前記検出器9から出力
される電気パルス信号に基づいて後方台車4の自走速度
信号V1を生成する自走速度演算器102と、前記掘進
速度信号V0と自走速度信号V1を入力して制御信号V
3を出力する差動増幅器103を備え、この制御信号V
3を油圧制御器6の油圧設定値を変化させる制御信号と
して出力する。
【0017】そして、補正系は、前記主制御系による速
度差に着目したフィードバック制御における検出誤差及
び制御誤差に基づく掘進機本体1と後方台車4の間の推
進距離の偏差に基づいて後方台車4の自走速度を補正す
る制御系であり、前記検出器3から出力される電気パル
ス信号に基づいて掘進機本体1の掘進距離信L0を生成
する掘進距離演算器104と、前記検出器9から出力さ
れる電気パルス信号に基づいて後方台車4の自走距離信
号L1を生成する自走距離演算器105と、前記掘進距
離信号L0と自走距離信号L1を入力して推進距離誤差
信号L3を出力する引算器106と、前記推進距離誤差
信号L3に予め設定した補正係数を掛けて速度補正信号
V4を生成する補正量演算器107とを備え、この速度
補正信号V4を加算器108によって前記掘進速度信号
V0に加算するように構成される。すなわち、掘進機本
体1と後方台車4の間の距離が大きくなったときには、
差動増幅器103に入力される掘進速度信号V0を大き
くすることにより後方台車4の自走速度が高くなるよう
に速度補正信号V4を作用させる。
【0018】なお、掘進速度信号V0と自走速度信号V
1は相対的な関係で速度制御に使用されるので、前記速
度補正信号V4は、自走速度信号V1を補正するように
作用させてもよい。
【0019】以上のように構成された掘進機は、後方台
車4の自走速度を掘進機本体1の掘進速度と等しくする
ように制御して掘進機本体1と後方台車4の間の距離を
所定値に保つように主制御系が機能するが、検出誤差や
制御誤差が累積されて掘進距離と自走距離に偏差が発生
すると速度補正によってこの偏差を消滅させるように補
正系が機能するので、掘進機本体1と後方台車4の間の
距離が大きく変化することがない。
【0020】そして、この速度補正は、検出誤差や制御
誤差による偏差を補正するためのものであるから小さい
補正量で足りることになり、従って、自走開始時に大き
な偏差があったとしても高速状態で発進するようにはな
らない。
【0021】図3は、第2の発明になる掘進機の概略を
示す側面図である。この掘進機は、前述した掘進機の制
御装置における補正制御を掘進機本体1と後方台車4の
間の距離を実測して行うように変形したものである。同
一機能部品には同一参照符号を付して詳細な説明を省略
する。
【0022】掘進機本体1に設けられた検出器3は、掘
進速度を意味する電気信号を発生すれば足りる。後方台
車4は、先行する掘進機本体1と該後方台車4の間の距
離を実測する距離検出器11を備え、同期駆動制御装置
10は検出距離と予め設定された追従距離の偏差に基づ
く補正制御を行うように変形されている。距離検出器1
1はワイヤーリール式エンコーダーや超音波あるいはレ
ーザ式検出器を使用することができる。また、この距離
検出器11は、掘進機本体側に設置することもできる。
【0023】同期駆動制御装置10は、図4にブロック
図を示すように、前記距離検出器11から出力される電
気信号に基づいて掘進機本体1と後方台車4の間の実測
距離信号G1を生成する実測距離演算器111と、追従
距離目標信号G0を発生する追従距離設定器112を備
え、そして、前記引算器106は前記追従距離目標信号
G0と実測距離信号G1を入力して前記距離誤差信号L
3を生成する。
【0024】この掘進機においても、主制御系は、後方
台車4の自走速度を掘進機本体1の掘進速度と等しくす
るように制御して掘進機本体1と後方台車4の間の距離
を一定値に保つように機能するが、検出誤差や制御誤差
が累積されて目標値と実測値の間に偏差が発生すると速
度補正によってこの偏差を消滅させるように補正系が機
能するので、掘進機本体1と後方台車4の間の距離が大
きく変化することがない。
【0025】そして、この速度補正は、検出誤差や制御
誤差による偏差を補正するためのものであるから小さい
補正量で足りることになり、従って、自走開始時に大き
な偏差があったとしても高速状態で発進するようにはな
らない。しかも、掘進機本体1と後方台車4の間の距離
は実測されるので検出誤差が累積されるようなことがな
くなり、従って、手作業での累積誤差補正処理は不要と
なる。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明は、後方台車の自走
速度を掘進機本体の掘進速度と等しくするように制御し
て掘進機本体と後方台車の間の距離を一定値に保つよう
にすると共に検出誤差や制御誤差が累積されて偏差が発
生すると速度補正によってこの偏差を消滅させるので、
掘進機本体と後方台車の間の距離が大きく変化するのを
防止できる。
【0027】しかも、この速度補正は検出誤差や制御誤
差による偏差を補正するためのものであるから小さい補
正量で足りることになり、従って、自走開始時に大きな
偏差があったとしても高速状態で発進するようにはなら
ず、安定した自走が可能となる。
【0028】また、掘進機本体と後方台車の間の距離を
実測することにより検出誤差の累積がなくなり、手作業
での累積誤差補正処理は不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明になる掘進機の概略を示す側面図で
ある。
【図2】図1に示す掘進機における同期駆動制御装置の
内部構成を示すブロック図である。
【図3】第2の発明になる掘進機の概略を示す側面図で
ある。
【図4】図3に示す掘進機における同期駆動制御装置の
内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…掘進機本体、2…推進ジャッキ、3,9…検出器、
4…後方台車、5…油圧ポンプ、6…油圧制御器、7…
油圧モータ、10…同期駆動制御装置。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】掘進機本体の掘進速度に同期させて後方台
    車を自走させる掘進機の移動制御装置において、 前記掘進機本体には、該掘進機本体の掘進速度検出器と
    掘進距離検出器とを設け、前記後方台車には、該後方台
    車を自走させる駆動装置と、自走速度検出器と、自走距
    離検出器と、前記掘進速度検出器から出力された掘進速
    度信号と前記自走速度検出器から出力された自走速度信
    号を比較して速度差が小さくなるように前記駆動装置を
    制御して自走速度を設定すると共に前記掘進距離検出器
    から出力される掘進距離信号と自走距離検出器から出力
    される自走距離信号を比較してその偏差に応じて前記自
    走速度を補正する駆動制御装置とを設けたことを特徴と
    する掘進機の移動制御装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記掘進速度検出器及
    び掘進距離検出器は、前記掘進機本体が所定距離を掘進
    する毎にパルス信号を発生する1つのパルス発生器を共
    用して構成したことを特徴とする掘進機の移動制御装
    置。
  3. 【請求項3】掘進機本体の掘進速度に同期させて後方台
    車を自走させる掘進機の移動制御装置において、 前記掘進機本体の掘進速度検出器と、前記後方台車の自
    走速度検出器と、該後方台車を自走させる駆動装置と、
    前記掘進機本体と後方台車の間の距離を検出する距離検
    出器と、前記後方台車を前記掘進機本体に追従させる追
    従距離目標値を設定する追従距離設定器と、前記掘進速
    度検出器から出力された掘進速度信号と前記自走速度検
    出器から出力された自走速度信号を比較して速度差が小
    さくなるように前記駆動装置を制御して自走速度を設定
    すると共に前記距離検出器から出力される距離信号と追
    従距離設定器から出力される追従距離目標信号を比較し
    てその偏差に応じて前記自走速度を補正する駆動制御装
    置とを設けたことを特徴とする掘進機の移動制御装置。
  4. 【請求項4】請求項3において、前記距離検出器は掘進
    機本体と後方台車の間の距離を実測することを特徴とす
    る掘進機の移動制御装置。
JP31473293A 1993-12-15 1993-12-15 掘進機の移動制御装置 Pending JPH07166792A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112964236A (zh) * 2021-02-07 2021-06-15 中铁工程装备集团有限公司 一种用于竖井掘进机的激光导向系统及其导向方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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