JPH0719863A - 地下掘削機の位置計測方法及びその装置 - Google Patents
地下掘削機の位置計測方法及びその装置Info
- Publication number
- JPH0719863A JPH0719863A JP18706893A JP18706893A JPH0719863A JP H0719863 A JPH0719863 A JP H0719863A JP 18706893 A JP18706893 A JP 18706893A JP 18706893 A JP18706893 A JP 18706893A JP H0719863 A JPH0719863 A JP H0719863A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- excavator
- measuring
- wire
- moving frame
- rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 深度の大小及び掘削機の挙動にかかわらず、
水平面内における掘削機の位置の高精度の計測を可能と
する。 【構成】 地上から一定張力で繰り出される計測ワイヤ
ー36を掘削機39天端の滑車40に掛け回わして地上
3に導出し、かつその端部を水平面内で移動可能に支持
し、掘削機が掘削計画線に位置した状態で掘削機との間
を鉛直になした計測ワイヤーの端部の位置を平面座標の
原点とする一方、掘削機の移動に追従させて計測ワイヤ
ーの端部をこれと掘削機の間が常に鉛直となるように移
動しながら、その端部の位置を計測することにより、掘
削機の位置を地上で再現する。
水平面内における掘削機の位置の高精度の計測を可能と
する。 【構成】 地上から一定張力で繰り出される計測ワイヤ
ー36を掘削機39天端の滑車40に掛け回わして地上
3に導出し、かつその端部を水平面内で移動可能に支持
し、掘削機が掘削計画線に位置した状態で掘削機との間
を鉛直になした計測ワイヤーの端部の位置を平面座標の
原点とする一方、掘削機の移動に追従させて計測ワイヤ
ーの端部をこれと掘削機の間が常に鉛直となるように移
動しながら、その端部の位置を計測することにより、掘
削機の位置を地上で再現する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クローラクレーン等の
ベースマシンのブームにワイヤーを介して吊下され、地
下に深溝を掘削する地下掘削機の水平面内の位置を計測
する方法及びその装置に関する。
ベースマシンのブームにワイヤーを介して吊下され、地
下に深溝を掘削する地下掘削機の水平面内の位置を計測
する方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の掘削機の位置計測方法及
び装置としては、例えば特開平5−79270号公報又
は特公平5−21483号公報記載のものが知られてい
る。前者のものは、地上から一定張力で繰り出される計
測ワイヤーを掘削機天端の滑車に掛け回わして地上へ導
出し、かつその端部を揺動自在に支持し、この端部と掘
削機の間の計測ワイヤーの傾斜を測定するワイヤー傾斜
計測方式といわれるもので、計測ワイヤーの端部とその
支持部との間に介装した傾斜計と、計測ワイヤーの繰り
出しに連動する深度計の値に基づいて掘削機の水平面内
の位置を計測するものである。一方、後者のものは、掘
削機の天端に掘削計画線を囲む基準筒を設け、この基準
筒内に地上より重錘を吊り下げ、この重錘に対する基準
筒の変位量を基準筒の内面に付設した渦電流式アナログ
センサによって計測し、掘削機の水平面内の位置を計測
するものである。
び装置としては、例えば特開平5−79270号公報又
は特公平5−21483号公報記載のものが知られてい
る。前者のものは、地上から一定張力で繰り出される計
測ワイヤーを掘削機天端の滑車に掛け回わして地上へ導
出し、かつその端部を揺動自在に支持し、この端部と掘
削機の間の計測ワイヤーの傾斜を測定するワイヤー傾斜
計測方式といわれるもので、計測ワイヤーの端部とその
支持部との間に介装した傾斜計と、計測ワイヤーの繰り
出しに連動する深度計の値に基づいて掘削機の水平面内
の位置を計測するものである。一方、後者のものは、掘
削機の天端に掘削計画線を囲む基準筒を設け、この基準
筒内に地上より重錘を吊り下げ、この重錘に対する基準
筒の変位量を基準筒の内面に付設した渦電流式アナログ
センサによって計測し、掘削機の水平面内の位置を計測
するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
前者のものでは、掘削機が大深度下で変位した場合、計
測ワイヤーをある一定の張力で張ったとしても、ワイヤ
ーの自重による弛みを生ずる一方、この弛みを地上で判
断若しくは計測することが極めて困難となって、計測ワ
イヤーの傾斜の計測値が不正確となり、ひいては掘削機
の水平面内の位置の計測が不正確となる不具合がある。
又、掘削機の最終的な位置は、三角法の計算を必要と
し、精度を一層上げるためには、計測ワイヤーの地下部
分に対する地上部分の長さの割合を大きくする必要があ
る。このため、大深度の場合には、精度の低下を招来す
る不具合がある。一方、後者のものでは、掘削機の天端
に計測装置を設けなければならず、掘削機の挙動により
計測精度にばらつきを生ずる不具合がある。そこで、本
発明は、深度の大小及び掘削機の挙動にかかわらず、水
平面内における掘削機の位置の高精度の計測を可能とす
る地下掘削機の位置計測方法及びその装置を提供するこ
とを目的とする。
前者のものでは、掘削機が大深度下で変位した場合、計
測ワイヤーをある一定の張力で張ったとしても、ワイヤ
ーの自重による弛みを生ずる一方、この弛みを地上で判
断若しくは計測することが極めて困難となって、計測ワ
イヤーの傾斜の計測値が不正確となり、ひいては掘削機
の水平面内の位置の計測が不正確となる不具合がある。
又、掘削機の最終的な位置は、三角法の計算を必要と
し、精度を一層上げるためには、計測ワイヤーの地下部
分に対する地上部分の長さの割合を大きくする必要があ
る。このため、大深度の場合には、精度の低下を招来す
る不具合がある。一方、後者のものでは、掘削機の天端
に計測装置を設けなければならず、掘削機の挙動により
計測精度にばらつきを生ずる不具合がある。そこで、本
発明は、深度の大小及び掘削機の挙動にかかわらず、水
平面内における掘削機の位置の高精度の計測を可能とす
る地下掘削機の位置計測方法及びその装置を提供するこ
とを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の地下掘削機の位置計測方法は、ベースマシ
ンのブームにワイヤーを介して吊下され、地下に深溝を
掘削する地下掘削機の水平面内の位置を計測するに際
し、地上から一定張力で繰り出される計測ワイヤーを掘
削機天端の滑車に掛け回わして地上へ導出し、かつその
端部を水平面内で移動可能に支持し、掘削機が掘削計画
線に位置した状態で掘削機と端部の間を鉛直になした計
測ワイヤーの端部の位置を平面座標の原点とする一方、
掘削機の移動に追従させて計測ワイヤーの端部をこの端
部と掘削機の間が常に鉛直となるように移動しながら、
その端部の位置を計測することを特徴とする。又、地下
掘削機の位置計測装置は、上記方法の実施に供するもの
で、ベースマシンのブームにワイヤーを介して吊下さ
れ、地下に深溝を掘削する地下掘削機の水平面内の位置
を計測する装置であって、掘削計画線に跨がって載置さ
れる架台と、架台に立設したポストの上部に搭載され、
水平面内において直交するX,Y方向へ移動可能に設け
られた移動フレームと、移動フレームをねじ送り機構に
よりX,Y方向へ移動するX,Yモータと、上記移動フ
レームのX,Y方向の移動量を計測するためX,Yモー
タに付設したX,Yロータリーエンコーダーと、前記架
台に搭載されたオートテンションウインチと、このウイ
ンチから繰り出されて前記ポスト上部の滑車及び掘削機
天端の滑車を経て移動フレームに揺動可能に連結された
計測ワイヤーと、計測ワイヤーにおける移動フレームと
掘削機の間の地上部分の下側に設けられ、そのX,Y方
向の変位を計測するX,Y変位計と、X,Y変位計から
の信号を受け、計測ワイヤーにおける移動フレームと掘
削機の間のX,Y方向の変位が零となるように前記X,
Yモータを駆動制御する制御器とを備えることを特徴と
する。前記X,Y変位計は、移動フレームと計測ワイヤ
ーの端部との間に介装され、X・Yユニバーサルジョイ
ントを介して移動フレームに連結されたロッドと、ロッ
ドを同軸的に囲むようにして移動フレームの鉛直下に連
結された外管と、外管内の下部に付設されたX,Yレー
ザー距離計と、X,Yレーザー距離計と対向して上記ロ
ッドに付設されたX・Yターゲットとから構成すること
が好ましい。又、前記X,Y変位計は、移動フレームと
計測ワイヤーの端部との間に介装され、X・Yユニバー
サルジョイントを介して移動フレームに連結されたロッ
ドと、ロッドの下側に付設されたX,Y傾斜センサとか
ら構成してもよい。
め、本発明の地下掘削機の位置計測方法は、ベースマシ
ンのブームにワイヤーを介して吊下され、地下に深溝を
掘削する地下掘削機の水平面内の位置を計測するに際
し、地上から一定張力で繰り出される計測ワイヤーを掘
削機天端の滑車に掛け回わして地上へ導出し、かつその
端部を水平面内で移動可能に支持し、掘削機が掘削計画
線に位置した状態で掘削機と端部の間を鉛直になした計
測ワイヤーの端部の位置を平面座標の原点とする一方、
掘削機の移動に追従させて計測ワイヤーの端部をこの端
部と掘削機の間が常に鉛直となるように移動しながら、
その端部の位置を計測することを特徴とする。又、地下
掘削機の位置計測装置は、上記方法の実施に供するもの
で、ベースマシンのブームにワイヤーを介して吊下さ
れ、地下に深溝を掘削する地下掘削機の水平面内の位置
を計測する装置であって、掘削計画線に跨がって載置さ
れる架台と、架台に立設したポストの上部に搭載され、
水平面内において直交するX,Y方向へ移動可能に設け
られた移動フレームと、移動フレームをねじ送り機構に
よりX,Y方向へ移動するX,Yモータと、上記移動フ
レームのX,Y方向の移動量を計測するためX,Yモー
タに付設したX,Yロータリーエンコーダーと、前記架
台に搭載されたオートテンションウインチと、このウイ
ンチから繰り出されて前記ポスト上部の滑車及び掘削機
天端の滑車を経て移動フレームに揺動可能に連結された
計測ワイヤーと、計測ワイヤーにおける移動フレームと
掘削機の間の地上部分の下側に設けられ、そのX,Y方
向の変位を計測するX,Y変位計と、X,Y変位計から
の信号を受け、計測ワイヤーにおける移動フレームと掘
削機の間のX,Y方向の変位が零となるように前記X,
Yモータを駆動制御する制御器とを備えることを特徴と
する。前記X,Y変位計は、移動フレームと計測ワイヤ
ーの端部との間に介装され、X・Yユニバーサルジョイ
ントを介して移動フレームに連結されたロッドと、ロッ
ドを同軸的に囲むようにして移動フレームの鉛直下に連
結された外管と、外管内の下部に付設されたX,Yレー
ザー距離計と、X,Yレーザー距離計と対向して上記ロ
ッドに付設されたX・Yターゲットとから構成すること
が好ましい。又、前記X,Y変位計は、移動フレームと
計測ワイヤーの端部との間に介装され、X・Yユニバー
サルジョイントを介して移動フレームに連結されたロッ
ドと、ロッドの下側に付設されたX,Y傾斜センサとか
ら構成してもよい。
【0005】
【作用】上記手段においては、掘削機との間を常に鉛直
となるように保持された状態の計測ワイヤーの端部が、
掘削機の水平面内の位置を地上で再現する。
となるように保持された状態の計測ワイヤーの端部が、
掘削機の水平面内の位置を地上で再現する。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1、図2及び図3は本発明に係る地下掘
削機の位置計測方法の実施に供した位置計測装置の一実
施例を示す側面図、正面図及び平面図である。図中1は
地下連続壁等を構築するため、掘削計画線に沿って掘削
される深溝2に跨がって地上3に載置される架台で、こ
の架台1は、深溝2を跨ぐ幅方向(Y方向、図1におい
ては左右方向)へ水平に伸びると共に、深溝2の長手方
向(X方向、図2、3においては左右方向)へ互いに同
じ高さで平行かつ適宜に離隔して地上3に載置した2本
の角形鋼管からなるベース部1aと、ベース部1aの両
角形鋼管上にそれぞれ水平に載置され、かつ図示しない
移動機構を介してY方向へ移動可能な2本の角形鋼管か
らなるスライド部1bとにより構成されている。架台1
におけるスライド部1bの両角形鋼管の中間部には、
上、下端を補強ビーム4a、4bによって連結された1
対のポスト5が立設されている。両ポスト5の一側(図
1においては右側)上部には、X方向へ水平に伸びる2
本のガイドロッド6が、それぞれブラケット7を介し上
下に離隔して支持されており、各ポスト5のガイドロッ
ド6には、ブラケット8を介してコ字状の可動テーブル
9を支持した筒状のスライダー10が摺動自在に嵌合さ
れている。そして、各スライダー10は、シリンダー本
体を固定側のブラケット7に枢支され、かつピストンロ
ッドを可動側のブラケット8に枢着された油圧シリンダ
ー11により、X方向へ移動可能に設けられている。
て説明する。図1、図2及び図3は本発明に係る地下掘
削機の位置計測方法の実施に供した位置計測装置の一実
施例を示す側面図、正面図及び平面図である。図中1は
地下連続壁等を構築するため、掘削計画線に沿って掘削
される深溝2に跨がって地上3に載置される架台で、こ
の架台1は、深溝2を跨ぐ幅方向(Y方向、図1におい
ては左右方向)へ水平に伸びると共に、深溝2の長手方
向(X方向、図2、3においては左右方向)へ互いに同
じ高さで平行かつ適宜に離隔して地上3に載置した2本
の角形鋼管からなるベース部1aと、ベース部1aの両
角形鋼管上にそれぞれ水平に載置され、かつ図示しない
移動機構を介してY方向へ移動可能な2本の角形鋼管か
らなるスライド部1bとにより構成されている。架台1
におけるスライド部1bの両角形鋼管の中間部には、
上、下端を補強ビーム4a、4bによって連結された1
対のポスト5が立設されている。両ポスト5の一側(図
1においては右側)上部には、X方向へ水平に伸びる2
本のガイドロッド6が、それぞれブラケット7を介し上
下に離隔して支持されており、各ポスト5のガイドロッ
ド6には、ブラケット8を介してコ字状の可動テーブル
9を支持した筒状のスライダー10が摺動自在に嵌合さ
れている。そして、各スライダー10は、シリンダー本
体を固定側のブラケット7に枢支され、かつピストンロ
ッドを可動側のブラケット8に枢着された油圧シリンダ
ー11により、X方向へ移動可能に設けられている。
【0007】各可動テーブル9上には、図4、図5及び
図6に示すように、X方向へ水平に延びる1対のXガイ
ドレール12が、深溝2の幅方向(Y方向、図4におい
ては左右方向)へ適宜に離隔して敷設されており、これ
らのXガイドレール12には、門形のXフレーム13
が、両側下部のスライダー14を介して移動自在に設け
られている。そして、Xフレーム13は、両Xガイドレ
ール12の一端部間に跨がって立設したブラケット15
に装着されたステッピングモータ等のXモータ16と、
Xモータ16の出力軸に連設したボールねじ等のねじ杆
17及びこのねじ杆17を螺入すべくXフレーム13に
装着したナット18からなるねじ送り機構とによって、
X方向へ移動可能に設けられていると共に、Xモータ1
6に付設したXロータリーエンコーダー19によって、
X方向の移動量を計測可能に設けられている。Xフレー
ム13には、Y方向へ水平に延びるYガイドレール20
が付設されており、このYガイドレール20には、Xフ
レーム13と相俟って移動フレームを構成する箱型のY
フレーム21が、スライダー22を介して移動自在に設
けられている。そして、Yフレーム21は、Xフレーム
に装着されたステッピングモータ等のYモータ23と、
Yモータ23の出力軸に連設したボールねじ等のねじ杆
24及びこのねじ杆24を螺入すべくYフレーム21に
装着したナット25からなるねじ送り機構とによって、
Y方向へ移動可能に設けられていると共に、Yモータ2
3に付設したYロータリーエンコーダー26によって、
Y方向の移動量を計測可能に設けられている。すなわ
ち、Yフレーム21のX方向及びY方向の移動は、X方
向についてはXモータ16の回転によって、又、Y方向
についてはYモータ23の回転によって行われる機構で
ある。
図6に示すように、X方向へ水平に延びる1対のXガイ
ドレール12が、深溝2の幅方向(Y方向、図4におい
ては左右方向)へ適宜に離隔して敷設されており、これ
らのXガイドレール12には、門形のXフレーム13
が、両側下部のスライダー14を介して移動自在に設け
られている。そして、Xフレーム13は、両Xガイドレ
ール12の一端部間に跨がって立設したブラケット15
に装着されたステッピングモータ等のXモータ16と、
Xモータ16の出力軸に連設したボールねじ等のねじ杆
17及びこのねじ杆17を螺入すべくXフレーム13に
装着したナット18からなるねじ送り機構とによって、
X方向へ移動可能に設けられていると共に、Xモータ1
6に付設したXロータリーエンコーダー19によって、
X方向の移動量を計測可能に設けられている。Xフレー
ム13には、Y方向へ水平に延びるYガイドレール20
が付設されており、このYガイドレール20には、Xフ
レーム13と相俟って移動フレームを構成する箱型のY
フレーム21が、スライダー22を介して移動自在に設
けられている。そして、Yフレーム21は、Xフレーム
に装着されたステッピングモータ等のYモータ23と、
Yモータ23の出力軸に連設したボールねじ等のねじ杆
24及びこのねじ杆24を螺入すべくYフレーム21に
装着したナット25からなるねじ送り機構とによって、
Y方向へ移動可能に設けられていると共に、Yモータ2
3に付設したYロータリーエンコーダー26によって、
Y方向の移動量を計測可能に設けられている。すなわ
ち、Yフレーム21のX方向及びY方向の移動は、X方
向についてはXモータ16の回転によって、又、Y方向
についてはYモータ23の回転によって行われる機構で
ある。
【0008】移動フレームのYフレーム21には、前記
ポスト5の高さより適宜に短い長のロッド27が、上端
をX・Yユニバーサルジョイント28を介して連結さ
れ、X方向及びY方向へ揺動可能に吊下されており、ロ
ッド27は、このロッド27より短い長さを有し、かつ
Yフレーム21の鉛直下に連結された外管29によって
同軸的に囲まれている。外管29の上端付近には、大径
部29aが形成されており、この大径部29aと対応す
るロッド27には、図7に示すように、ロッド27のX
方向及びY方向の傾斜を計測するX傾斜センサ30及び
Y傾斜センサ31が付設されている。又、外管29の下
端には、変位計測箱32が付設されており、この変位計
測箱32内には、図8に示すように、X,Yレーザー距
離計33,34が付設されていると共に、このX,Yレ
ーザー距離計33,34と相俟ってロッド27のX,Y
方向の変位を計測するX,Y変位計を構成する方形のX
・Yターゲット35が、X,Yレーザー距離計33,3
4と対向してロッド27に付設されている。
ポスト5の高さより適宜に短い長のロッド27が、上端
をX・Yユニバーサルジョイント28を介して連結さ
れ、X方向及びY方向へ揺動可能に吊下されており、ロ
ッド27は、このロッド27より短い長さを有し、かつ
Yフレーム21の鉛直下に連結された外管29によって
同軸的に囲まれている。外管29の上端付近には、大径
部29aが形成されており、この大径部29aと対応す
るロッド27には、図7に示すように、ロッド27のX
方向及びY方向の傾斜を計測するX傾斜センサ30及び
Y傾斜センサ31が付設されている。又、外管29の下
端には、変位計測箱32が付設されており、この変位計
測箱32内には、図8に示すように、X,Yレーザー距
離計33,34が付設されていると共に、このX,Yレ
ーザー距離計33,34と相俟ってロッド27のX,Y
方向の変位を計測するX,Y変位計を構成する方形のX
・Yターゲット35が、X,Yレーザー距離計33,3
4と対向してロッド27に付設されている。
【0009】一方、前記架台1上には、図1〜図3に示
すように、一定張力(100〜400kg)で計測ワイヤ
ー36を張設可能な油圧ウインチ等のオートテンション
ウインチ37が各ポスト5に近接して搭載されている。
各オートテンションウインチ37から繰り出された計測
ワイヤー36は、上方の補強ビーム4aの端部付近に逆
三角形状に配設された3個の滑車38及び掘削機39の
天端に配設された滑車40を経て前記ロッド27の下端
に連結されている。そして、補強ビーム4a上の中央の
滑車38には、計測ワイヤー36の繰り出し量、すなわ
ち掘削機39の深度を計測するロータリーエンコーダー
等の深度計41が付設されている。
すように、一定張力(100〜400kg)で計測ワイヤ
ー36を張設可能な油圧ウインチ等のオートテンション
ウインチ37が各ポスト5に近接して搭載されている。
各オートテンションウインチ37から繰り出された計測
ワイヤー36は、上方の補強ビーム4aの端部付近に逆
三角形状に配設された3個の滑車38及び掘削機39の
天端に配設された滑車40を経て前記ロッド27の下端
に連結されている。そして、補強ビーム4a上の中央の
滑車38には、計測ワイヤー36の繰り出し量、すなわ
ち掘削機39の深度を計測するロータリーエンコーダー
等の深度計41が付設されている。
【0010】図2、図3において42は油圧ユニット、
43は制御盤で、X,Yレーザー距離計33,34から
の信号を受けてロッド27のX,Y方向の変位が零とな
るように、すなわち計測ワイヤー36におけるその端部
と掘削機39の間が鉛直となるように前記X,Yモータ
16,23を駆動制御する制御器(図示せず)やオート
テンションウインチ37、油圧ユニット42等を制御す
る制御回路等を内蔵している。
43は制御盤で、X,Yレーザー距離計33,34から
の信号を受けてロッド27のX,Y方向の変位が零とな
るように、すなわち計測ワイヤー36におけるその端部
と掘削機39の間が鉛直となるように前記X,Yモータ
16,23を駆動制御する制御器(図示せず)やオート
テンションウインチ37、油圧ユニット42等を制御す
る制御回路等を内蔵している。
【0011】上記構成の位置計測装置により、各深度に
おける掘削機39の天端の水平面内の位置を計測するに
は、架台1のベース部1aを掘削計画線に沿って掘削さ
れる深溝2に跨がるようにして地上3に水平に載置する
と共に、スライド部1bを適宜に移動し、掘削機39が
深溝2の掘削計画線の水平面上の中心に位置する場合、
ロッド27が鉛直に垂下するX方向及びY方向の位置、
すなわち計測の原点となる中心線上に両外管29が位置
するようにする。この際、両外管29が計測の原点とな
る位置からX方向に変位している場合は、両油圧シリン
ダー11を適宜に作動させてそれぞれの可動テーブル9
を移動調整する。なお、Y方向については、架台1を地
上3に載置する際に、スライド部1bを移動し、ロッド
27が計測の原点となる位置のY方向の鉛直上に位置す
るようにしておく。上述したようにロッド27の位置決
めをした後、架台1のベース部1aとスライド部1b、
及び可動テーブル9を固定する。ただし、この場合、両
外管29のXガイドレール12とYガイドレール20に
おけるX,Y方向の位置は、X,Y方向それぞれのガイ
ドレール12,20上を適宜にスライドできる位置とし
ておく。次いで、オートテンションウインチ37から繰
り出した計測ワイヤー36を、それぞれ補強ビーム4a
上の各滑車38に掛け回わした後、図示しないクローラ
クレーン等のベースマシンのブームにワイヤーを介して
吊下された掘削機39の天端における左右両端の滑車4
0に掛け回わして各ロッド27の下端に連結し、かつ計
測ワイヤー36に一定張力を掛け、ロッド27が掘削機
39の天端を追従するように、オートテンションウイン
チ37を作動させる。次いで、各ロッド27の上端付近
のX,Y傾斜センサ30,31を用いて両ロッド27の
X,Y方向の傾斜が零、すなわち両ロッド27が鉛直と
なるように、Xモータ16とYモータ23を作動させ、
X・Yユニバーサルジョイント28をX方向とY方向に
移動し、X方向とY方向が共に鉛直となった位置が初期
設定、すなわち原点となる。
おける掘削機39の天端の水平面内の位置を計測するに
は、架台1のベース部1aを掘削計画線に沿って掘削さ
れる深溝2に跨がるようにして地上3に水平に載置する
と共に、スライド部1bを適宜に移動し、掘削機39が
深溝2の掘削計画線の水平面上の中心に位置する場合、
ロッド27が鉛直に垂下するX方向及びY方向の位置、
すなわち計測の原点となる中心線上に両外管29が位置
するようにする。この際、両外管29が計測の原点とな
る位置からX方向に変位している場合は、両油圧シリン
ダー11を適宜に作動させてそれぞれの可動テーブル9
を移動調整する。なお、Y方向については、架台1を地
上3に載置する際に、スライド部1bを移動し、ロッド
27が計測の原点となる位置のY方向の鉛直上に位置す
るようにしておく。上述したようにロッド27の位置決
めをした後、架台1のベース部1aとスライド部1b、
及び可動テーブル9を固定する。ただし、この場合、両
外管29のXガイドレール12とYガイドレール20に
おけるX,Y方向の位置は、X,Y方向それぞれのガイ
ドレール12,20上を適宜にスライドできる位置とし
ておく。次いで、オートテンションウインチ37から繰
り出した計測ワイヤー36を、それぞれ補強ビーム4a
上の各滑車38に掛け回わした後、図示しないクローラ
クレーン等のベースマシンのブームにワイヤーを介して
吊下された掘削機39の天端における左右両端の滑車4
0に掛け回わして各ロッド27の下端に連結し、かつ計
測ワイヤー36に一定張力を掛け、ロッド27が掘削機
39の天端を追従するように、オートテンションウイン
チ37を作動させる。次いで、各ロッド27の上端付近
のX,Y傾斜センサ30,31を用いて両ロッド27の
X,Y方向の傾斜が零、すなわち両ロッド27が鉛直と
なるように、Xモータ16とYモータ23を作動させ、
X・Yユニバーサルジョイント28をX方向とY方向に
移動し、X方向とY方向が共に鉛直となった位置が初期
設定、すなわち原点となる。
【0012】上述したように、位置計測装置及び掘削機
39が、図9に示すように、上下方向(Z方向)の基準
線O上に初期設定されると、Xレーザー距離計33とX
・Yターゲット35の間の距離は、設定距離Ls,Rs
となる。ここで、Y方向の計測原理は、X方向と同一で
あるので、以下、X方向のみについて説明する。次に、
掘削機39の作動によって、図10に示すように、掘削
機33が左方へ変位Mし、Xレーザー距離計33とX・
Yターゲット35の間の距離が、変位距離Lsα,Rs
αとなると、Xレーザー距離計33の信号が制御盤43
の制御器へ入力されると共に、図11に示すように、X
レーザー距離計33とX・Yターゲット35の間の距離
が設定距離Ls,Rsとなるように、Xモータ16が制
御器によって駆動制御され、Xフレーム13が掘削機3
9の変位Mと同量移動されて停止する一方、Xフレーム
13の移動量MがXロータリーエンコーダー19によっ
て計測される。なお、上記Xフレーム13の移動は、瞬
時に行われるので、Xフレーム13が常に掘削機39の
移動に追従して移動し、ロッド27を鉛直に保持しなが
ら次のステップに進行するものである。
39が、図9に示すように、上下方向(Z方向)の基準
線O上に初期設定されると、Xレーザー距離計33とX
・Yターゲット35の間の距離は、設定距離Ls,Rs
となる。ここで、Y方向の計測原理は、X方向と同一で
あるので、以下、X方向のみについて説明する。次に、
掘削機39の作動によって、図10に示すように、掘削
機33が左方へ変位Mし、Xレーザー距離計33とX・
Yターゲット35の間の距離が、変位距離Lsα,Rs
αとなると、Xレーザー距離計33の信号が制御盤43
の制御器へ入力されると共に、図11に示すように、X
レーザー距離計33とX・Yターゲット35の間の距離
が設定距離Ls,Rsとなるように、Xモータ16が制
御器によって駆動制御され、Xフレーム13が掘削機3
9の変位Mと同量移動されて停止する一方、Xフレーム
13の移動量MがXロータリーエンコーダー19によっ
て計測される。なお、上記Xフレーム13の移動は、瞬
時に行われるので、Xフレーム13が常に掘削機39の
移動に追従して移動し、ロッド27を鉛直に保持しなが
ら次のステップに進行するものである。
【0013】したがって、上記構成の位置計測方法及び
装置によれば、掘削機39との間を常に鉛直となるよう
に保持された状態の計測ワイヤー36の端部、すなわち
ロッド27の下端及びX・Yユニバーサルジョイント2
8が連結されているYフレーム21の水平面上のX,Y
方向の位置が、掘削機39の水平面内の位置を地上で再
現すると共に、計測ワイヤーの傾斜等に基づいた三角法
による計算が不要となり、深度の大小や掘削機の挙動に
かかわらず、水平面内における掘削機の位置の計測を高
精度で行うことができる。
装置によれば、掘削機39との間を常に鉛直となるよう
に保持された状態の計測ワイヤー36の端部、すなわち
ロッド27の下端及びX・Yユニバーサルジョイント2
8が連結されているYフレーム21の水平面上のX,Y
方向の位置が、掘削機39の水平面内の位置を地上で再
現すると共に、計測ワイヤーの傾斜等に基づいた三角法
による計算が不要となり、深度の大小や掘削機の挙動に
かかわらず、水平面内における掘削機の位置の計測を高
精度で行うことができる。
【0014】ここで、上記位置計測装置の理論上の計測
精度は、次のようになる。 (1)初期設定時 位置計測装置を初期設定した際の計測ワイヤーを鉛直にする精度。 傾斜角精度(0.005°) ±1/11,494 (2)掘削時 掘削中の計測時の精度。 レーザー距離計精度(15mmに対し2.5%) ±1/26,000 サーボモータ精度(1ピッチ5mmに対し2°) ±0.028mm ロータリーエンコーダー精度(1ピッチ5mmに対し600パルス) ±0.008mm ガイドレール精度 ±0.008mm (3)掘削機本体 掘削機本体搭載の傾斜計の精度。H=15m;掘削機本体の高さ 傾斜角精度(0.01) ±H/5,729=±2.62mm 上記とは、掘削機天端までの計測深度(L)に対す
る誤差であり、〜は、各機器が持っている誤差であ
る。故に、位置計測装置の理論上の合成計測誤差は、 ±〔+〕×L±〔+++〕=±〔(1/1
1,494)+(1/26,000)〕×L±〔0.0
28+0.008+0.008+2.62〕 となり、次式で説明することができる。 理論上の合成計測誤差:±(L/8,026)±2.6
6mm
精度は、次のようになる。 (1)初期設定時 位置計測装置を初期設定した際の計測ワイヤーを鉛直にする精度。 傾斜角精度(0.005°) ±1/11,494 (2)掘削時 掘削中の計測時の精度。 レーザー距離計精度(15mmに対し2.5%) ±1/26,000 サーボモータ精度(1ピッチ5mmに対し2°) ±0.028mm ロータリーエンコーダー精度(1ピッチ5mmに対し600パルス) ±0.008mm ガイドレール精度 ±0.008mm (3)掘削機本体 掘削機本体搭載の傾斜計の精度。H=15m;掘削機本体の高さ 傾斜角精度(0.01) ±H/5,729=±2.62mm 上記とは、掘削機天端までの計測深度(L)に対す
る誤差であり、〜は、各機器が持っている誤差であ
る。故に、位置計測装置の理論上の合成計測誤差は、 ±〔+〕×L±〔+++〕=±〔(1/1
1,494)+(1/26,000)〕×L±〔0.0
28+0.008+0.008+2.62〕 となり、次式で説明することができる。 理論上の合成計測誤差:±(L/8,026)±2.6
6mm
【0015】なお、上記実施例においては、ロッド27
のX,Y方向の変位を計測するX,Y変位計を、X,Y
レーザー距離計33,34とX・Yターゲット35によ
り構成する場合について述べたが、これに限定されるも
のではなく、例えば図12〜図14に示すように、移動
フレームと計測ワイヤー36の端部との間に介装され、
かつX・Yユニバーサルジョイント28を介して移動フ
レームに連結されたロッド27と、このロッド27の下
側に付設されたX,Y傾斜センサ44,45とから構成
するようにしてもよい。この場合、ロッド27の風の影
響を排除したり、あるいはX,Y傾斜センサ44,45
からリード線の導出等を容易にしたりするため、外管2
9を移動フレームに垂設することが好ましく、又、前述
した場合と同様に、ロッド27の上端付近にX,Y傾斜
センサ30,31を付設してもよい。又、計測ワイヤー
36に対するX,Y変位計の付設を正確に行える場合に
は、ロッド27を用いることなく、計測ワイヤー36を
X・Yユニバーサルジョイント28を用いて直接移動フ
レームに連結するようにしてもよい。更に、移動フレー
ム等は、掘削機39の天端の左右両端に対応させて設け
る場合に限らず、掘削機39の水平面上の平面回転等を
考慮しない場合には、1組でもよい。
のX,Y方向の変位を計測するX,Y変位計を、X,Y
レーザー距離計33,34とX・Yターゲット35によ
り構成する場合について述べたが、これに限定されるも
のではなく、例えば図12〜図14に示すように、移動
フレームと計測ワイヤー36の端部との間に介装され、
かつX・Yユニバーサルジョイント28を介して移動フ
レームに連結されたロッド27と、このロッド27の下
側に付設されたX,Y傾斜センサ44,45とから構成
するようにしてもよい。この場合、ロッド27の風の影
響を排除したり、あるいはX,Y傾斜センサ44,45
からリード線の導出等を容易にしたりするため、外管2
9を移動フレームに垂設することが好ましく、又、前述
した場合と同様に、ロッド27の上端付近にX,Y傾斜
センサ30,31を付設してもよい。又、計測ワイヤー
36に対するX,Y変位計の付設を正確に行える場合に
は、ロッド27を用いることなく、計測ワイヤー36を
X・Yユニバーサルジョイント28を用いて直接移動フ
レームに連結するようにしてもよい。更に、移動フレー
ム等は、掘削機39の天端の左右両端に対応させて設け
る場合に限らず、掘削機39の水平面上の平面回転等を
考慮しない場合には、1組でもよい。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の地下掘削
機の位置計測方法及びその装置によれば、掘削機との間
を常に鉛直となるように保持された状態の計測ワイヤー
の端部が、掘削機の水平面内の位置を地上で再現するの
で、従来のように計測ワイヤーに弛みが生じることがな
いと共に、三角法による計算が不要となり、かつ測定値
にばらつきを生じることがなく、深度の大小や掘削機の
挙動にかかわらず、水平面内における掘削機の位置の計
測を高精度で行うことができる。
機の位置計測方法及びその装置によれば、掘削機との間
を常に鉛直となるように保持された状態の計測ワイヤー
の端部が、掘削機の水平面内の位置を地上で再現するの
で、従来のように計測ワイヤーに弛みが生じることがな
いと共に、三角法による計算が不要となり、かつ測定値
にばらつきを生じることがなく、深度の大小や掘削機の
挙動にかかわらず、水平面内における掘削機の位置の計
測を高精度で行うことができる。
【図1】本発明に係る地下掘削機の位置計測方法の実施
に供した位置計測装置の一実施例を示す側面図である。
に供した位置計測装置の一実施例を示す側面図である。
【図2】図1に示す位置計測装置の正面図である。
【図3】図1に示す位置計測装置の平面図である。
【図4】図1に示す位置計測装置の要部の側面図であ
る。
る。
【図5】図1に示す位置計測装置の要部の正面図であ
る。
る。
【図6】図1に示す位置計測装置の要部の平面図であ
る。
る。
【図7】図5におけるVII −VII 線断面図である。
【図8】図6におけるVIII−VIII線断面図である。
【図9〜図11】図1に示す位置計測装置の作用説明図
である。
である。
【図12】本発明に係る地下掘削機の位置計測方法の実
施に供した位置計測装置の他の実施例を示す要部の側面
図である。
施に供した位置計測装置の他の実施例を示す要部の側面
図である。
【図13】図12におけるXIII−XIII線断面図である。
【図14】図12におけるXIV −XIV 線断面図である。
1 架台 5 ポスト 13 Xフレーム 16 Xモータ 17 ねじ杆 18 ナット 19 Xロータリーエンコーダー 21 Yフレーム 23 Yモータ 24 ねじ杆 25 ナット 26 Yロータリーエンコーダー 27 ロッド 28 X・Yユニバーサルジョイント 29 外管 33 Xレーザー距離計 34 Yレーザー距離計 35 X・Yターゲット 36 計測ワイヤー 37 オートテンションウインチ 38 滑車 39 掘削機 40 滑車 44 X傾斜センサ 45 Y傾斜センサ
Claims (4)
- 【請求項1】 ベースマシンのブームにワイヤーを介し
て吊下され、地下に深溝を掘削する地下掘削機の水平面
内の位置を計測するに際し、地上から一定張力で繰り出
される計測ワイヤーを掘削機天端の滑車に掛け回わして
地上へ導出し、かつその端部を水平面内で移動可能に支
持し、掘削機が掘削計画線に位置した状態で掘削機と端
部の間を鉛直になした計測ワイヤーの端部の位置を平面
座標の原点とする一方、掘削機の移動に追従させて計測
ワイヤーの端部をこの端部と掘削機の間が常に鉛直とな
るように移動しながら、その端部の位置を計測すること
を特徴とする地下掘削機の位置計測方法。 - 【請求項2】 ベースマシンのブームにワイヤーを介し
て吊下され、地下に深溝を掘削する地下掘削機の水平面
内の位置を計測する装置であって、掘削計画線に跨がっ
て載置される架台と、架台に立設したポストの上部に搭
載され、水平面内において直交するX,Y方向へ移動可
能に設けられた移動フレームと、移動フレームをねじ送
り機構によりX,Y方向へ移動するX,Yモータと、上
記移動フレームのX,Y方向の移動量を計測するため
X,Yモータに付設したX,Yロータリーエンコーダー
と、前記架台に搭載されたオートテンションウインチ
と、このウインチから繰り出されて前記ポスト上部の滑
車及び掘削機天端の滑車を経て移動フレームに揺動可能
に連結された計測ワイヤーと、計測ワイヤーにおける移
動フレームと掘削機の間の地上部分の下側に設けられ、
そのX,Y方向の変位を計測するX,Y変位計と、X,
Y変位計からの信号を受け、計測ワイヤーにおける移動
フレームと掘削機の間のX,Y方向の変位が零となるよ
うに前記X,Yモータを駆動制御する制御器とを備える
ことを特徴とする地下掘削機の位置計測装置。 - 【請求項3】 前記X,Y変位計が、移動フレームと計
測ワイヤーの端部との間に介装され、X・Yユニバーサ
ルジョイントを介して移動フレームに連結されたロッド
と、ロッドを同軸的に囲むようにして移動フレームの鉛
直下に連結された外管と、外管内の下部に付設された
X,Yレーザー距離計と、X,Yレーザー距離計と対向
して上記ロッドに付設されたX・Yターゲットとからな
ることを特徴とする請求項2記載の地下掘削機の位置計
測装置。 - 【請求項4】 前記X,Y変位計が、移動フレームと計
測ワイヤーの端部との間に介装され、X・Yユニバーサ
ルジョイントを介して移動フレームに連結されたロッド
と、ロッドの下側に付設されたX,Y傾斜センサとから
なることを特徴とする請求項2記載の地下掘削機の位置
計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5187068A JP2567801B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 地下掘削機の位置計測方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5187068A JP2567801B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 地下掘削機の位置計測方法及びその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0719863A true JPH0719863A (ja) | 1995-01-20 |
JP2567801B2 JP2567801B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=16199583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5187068A Expired - Fee Related JP2567801B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 地下掘削機の位置計測方法及びその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2567801B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003072882A1 (fr) * | 2002-02-27 | 2003-09-04 | Takenaka Civil Engineering & Construction Co., Ltd. | Dispositif de commande d'excavation precis a fil pour machine d'amelioration du sol |
KR100745836B1 (ko) * | 2006-06-16 | 2007-08-02 | 한국지질자원연구원 | 모노 포드 |
CN111538353A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-08-14 | 南京航空航天大学 | 一种隧道检测车稳定装置 |
CN116892910A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-10-17 | 苏州市相城检测股份有限公司 | 一种用于桩基顶面倾斜度的检测系统及方法 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP5187068A patent/JP2567801B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003072882A1 (fr) * | 2002-02-27 | 2003-09-04 | Takenaka Civil Engineering & Construction Co., Ltd. | Dispositif de commande d'excavation precis a fil pour machine d'amelioration du sol |
KR100745836B1 (ko) * | 2006-06-16 | 2007-08-02 | 한국지질자원연구원 | 모노 포드 |
CN111538353A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-08-14 | 南京航空航天大学 | 一种隧道检测车稳定装置 |
CN116892910A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-10-17 | 苏州市相城检测股份有限公司 | 一种用于桩基顶面倾斜度的检测系统及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2567801B2 (ja) | 1996-12-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4129224A (en) | Automatic control of backhoe digging depth | |
KR101459063B1 (ko) | 트렌치 벽 요소를 생성하기 위한 방법 및 장치 | |
CN107756599B (zh) | 水泥管片圆弧面自动收水抹平系统的工作方法 | |
JP2567801B2 (ja) | 地下掘削機の位置計測方法及びその装置 | |
CN110331726A (zh) | 一种水下地形3d打印机及施工控制方法 | |
JPH06108456A (ja) | 地下連続壁工法用掘削機の位置測定装置 | |
JP3259162B2 (ja) | 地下掘削機の位置計測装置 | |
CN212747814U (zh) | 一种井架地锚坑定位装置 | |
JP3742936B2 (ja) | 地中掘削機の掘削精度測定方法及び測定装置 | |
JPS5921836A (ja) | 地面を所定の形状に仕上げる施工法 | |
JP3538685B2 (ja) | 掘削機の変位量計測装置 | |
JP2915795B2 (ja) | 地中掘削機の水平変位測定装置および地中掘削方法 | |
JP2878489B2 (ja) | 掘削孔の測定方法及びそれを用いた掘削孔測定装置 | |
CN214951337U (zh) | 一种施工测量可固定便捷式激光靶 | |
CN214656984U (zh) | 一种桩基施工钢护筒的定位装置 | |
JPS63247425A (ja) | 地下壁の掘削装置 | |
JP4256526B2 (ja) | 地中掘削機の変位計測装置 | |
JPH0565704A (ja) | 高架橋点検装置 | |
CN220725205U (zh) | 超长咬合桩全套筒垂直度校准装置 | |
JPS60141924A (ja) | 地中埋設構造体の建入装置 | |
JPH0521483B2 (ja) | ||
SU1283300A1 (ru) | Устройство дл испытани свай статической нагрузкой | |
SU1002459A1 (ru) | Устройство дл контрол уровн погружени свай | |
JP3238667B2 (ja) | 丁張設定装置 | |
JP2840870B2 (ja) | 掘削精度管理架台の移動方法と装置 |
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: 19960723 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |