JPH08170500A - シールド掘進機のセグメント組立装置 - Google Patents
シールド掘進機のセグメント組立装置Info
- Publication number
- JPH08170500A JPH08170500A JP6316307A JP31630794A JPH08170500A JP H08170500 A JPH08170500 A JP H08170500A JP 6316307 A JP6316307 A JP 6316307A JP 31630794 A JP31630794 A JP 31630794A JP H08170500 A JPH08170500 A JP H08170500A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- segment
- cylinder
- frame
- radial direction
- shield machine
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、コンパクトでしかも高剛性なセグ
メントの姿勢修正装置を提供することを目的とする。 【構成】 シールド掘進機１のセグメント組立装置にお
いて、姿勢調整機構を、微調整機構の可動側フレームに
設けられた球面軸受23と、球面軸受23に回動自在に支持
され、半径方向内側に延びるアーム部18a を有する把持
フレーム18と、シリンダの固定点が前記微調整機構に、
可動点が前記アーム部18a の半径方向内側端部付近に、
それぞれ回動自由に接続され、前記球面軸受23を中心と
して、円周接線方向を軸とする傾斜角度を調整するピッ
チング調整用シリンダ19と、軸方向を軸とする傾斜角度
を調整するローリング調整用シリンダ20と、半径方向を
軸とする回転角度を調整するヨーイング調整用シリンダ
21とにより構成したことを特徴とするシールド掘進機の
セグメント組立装置。
メントの姿勢修正装置を提供することを目的とする。 【構成】 シールド掘進機１のセグメント組立装置にお
いて、姿勢調整機構を、微調整機構の可動側フレームに
設けられた球面軸受23と、球面軸受23に回動自在に支持
され、半径方向内側に延びるアーム部18a を有する把持
フレーム18と、シリンダの固定点が前記微調整機構に、
可動点が前記アーム部18a の半径方向内側端部付近に、
それぞれ回動自由に接続され、前記球面軸受23を中心と
して、円周接線方向を軸とする傾斜角度を調整するピッ
チング調整用シリンダ19と、軸方向を軸とする傾斜角度
を調整するローリング調整用シリンダ20と、半径方向を
軸とする回転角度を調整するヨーイング調整用シリンダ
21とにより構成したことを特徴とするシールド掘進機の
セグメント組立装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シールド掘進機のセグ
メント組立装置における、セグメントの位置決め、姿勢
制御の装置および方法に関する。
メント組立装置における、セグメントの位置決め、姿勢
制御の装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シールド掘進機によるシールド工法にお
いて、セグメントを空間の任意の位置に位置決めするた
めには、トンネル軸方向のＺ軸、トンネル軸方向に直交
する断面上において垂直方向のＸ軸、および水平方向の
Ｙ軸の座標系で考えると、並進の３軸は一般的にＺ軸の
摺動、Ｘ、Ｙ軸を円筒座標と考え、Ｚ軸回りの旋回θと
半径方向の伸縮ｒで行っており、さらにＸ、Ｙ、Ｚ軸回
りの姿勢をα、β、γとすれば、それらの姿勢を何等か
の機構で位置決めする必要がある。従来、これらの位置
決めは作業員が行っており、セグメント把持部のピンの
回転をフリーにしてその姿勢の自由度を得ていた。
いて、セグメントを空間の任意の位置に位置決めするた
めには、トンネル軸方向のＺ軸、トンネル軸方向に直交
する断面上において垂直方向のＸ軸、および水平方向の
Ｙ軸の座標系で考えると、並進の３軸は一般的にＺ軸の
摺動、Ｘ、Ｙ軸を円筒座標と考え、Ｚ軸回りの旋回θと
半径方向の伸縮ｒで行っており、さらにＸ、Ｙ、Ｚ軸回
りの姿勢をα、β、γとすれば、それらの姿勢を何等か
の機構で位置決めする必要がある。従来、これらの位置
決めは作業員が行っており、セグメント把持部のピンの
回転をフリーにしてその姿勢の自由度を得ていた。
【０００３】一方、これらの自動組立てのためには、そ
れらの姿勢を精度良く位置決めする必要があり、例えば
実開平２−１４４１００号公報に記載されている技術で
は、球面軸受の回りにシリンダを配置して位置決めをし
ている。
れらの姿勢を精度良く位置決めする必要があり、例えば
実開平２−１４４１００号公報に記載されている技術で
は、球面軸受の回りにシリンダを配置して位置決めをし
ている。
【０００４】一般に、２つのフレームを球面軸受により
結合し、それらの相対の姿勢α、β、γ（空間に直行座
標系ＸＹＺを考えたときのそれぞれの回りの回転角度）
を制御する場合で、シリンダを３本配置して行うとき、
姿勢α、β、γを与えてシリンダのストロークを決定す
ることはできる。逆に、シリンダのストロークから、姿
勢α、β、γを解析的に求めることはできない。このよ
うな特徴を持つ機構はパラレルメカニズムと呼ばれてお
り、制御的にも問題があり、特開平５−３４０１９５号
公報に記載されている技術では、この制御性を向上させ
るために、３つの姿勢の１つを独立に制御するための機
構を球面軸受けの機構に付加したものを提案している。
結合し、それらの相対の姿勢α、β、γ（空間に直行座
標系ＸＹＺを考えたときのそれぞれの回りの回転角度）
を制御する場合で、シリンダを３本配置して行うとき、
姿勢α、β、γを与えてシリンダのストロークを決定す
ることはできる。逆に、シリンダのストロークから、姿
勢α、β、γを解析的に求めることはできない。このよ
うな特徴を持つ機構はパラレルメカニズムと呼ばれてお
り、制御的にも問題があり、特開平５−３４０１９５号
公報に記載されている技術では、この制御性を向上させ
るために、３つの姿勢の１つを独立に制御するための機
構を球面軸受けの機構に付加したものを提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来技術には以下の様な問題点があった。実開平２−１４
４１００号公報に記載されている技術では、半径方向と
シリンダの長手方向が一致するため、トンネル内スペー
スが狭められるという問題点があった。
来技術には以下の様な問題点があった。実開平２−１４
４１００号公報に記載されている技術では、半径方向と
シリンダの長手方向が一致するため、トンネル内スペー
スが狭められるという問題点があった。
【０００６】また、特開平５−３４０１９５号公報に記
載されている技術では、構成部品が多くなるため、剛性
を向上させるための設計が複雑になるという問題点があ
った。
載されている技術では、構成部品が多くなるため、剛性
を向上させるための設計が複雑になるという問題点があ
った。
【０００７】本発明は、コンパクトでしかも高剛性な位
置修正機構とその制御方法を提案し、トンネル内の作業
有効スペースを広くし、位置決め時間の短縮化および省
力化を図ることを目的とする。
置修正機構とその制御方法を提案し、トンネル内の作業
有効スペースを広くし、位置決め時間の短縮化および省
力化を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は以下の手段に
より解決される。 (a) セグメントを、シールド掘進機の軸心を中心と
して周方向に旋回させる旋回機構と、半径方向に出退さ
せる伸縮機構と、軸方向にスライドさせる摺動機構と、
円周接線方向の微調整を行う微調整機構とを組み合わせ
て接続することにより構成されたセグメントの位置調整
機構と、(b) 円周接線方向を軸とする回転を表すピッチ
ングと、軸方向を軸とする回転を表すローリングと、半
径方向を軸とする回転を表すヨーイングとにより規定さ
れるセグメントの姿勢を調整する姿勢調整機構とを備
え、セグメントの把持機構を前記姿勢調整機構を介して
前記位置調整機構に接続したシールド掘進機のセグメン
ト組立装置において、前記姿勢調整機構を、（イ）前記
微調整機構の可動側フレームに設けられた球面軸受と、
（ロ）球面軸受に回動自在に支持され、その外周部で前
記把持機構と接続されるとともに、半径方向内側に延び
るアーム部を有する把持フレームと、（ハ）シールド掘
進機の軸方向に平行な基準軸を有し、シリンダの固定点
が前記微調整機構に、可動点が前記アーム部の半径方向
内側端部付近に、それぞれ回動自由に接続され、前記ア
ーム部の、前記球面軸受を中心として、円周接線方向を
軸とする傾斜角度を調整するピッチング調整用シリンダ
と、（ニ）シールド掘進機の円周接線方向に平行な基準
軸を有し、シリンダの固定点が前記微調整機構に、可動
点が前記アーム部の半径方向内側端部付近に、それぞれ
回動自由に接続され、前記アーム部の、前記球面軸受を
中心として、軸方向を軸とする傾斜角度を調整するロー
リング調整用シリンダと、（ホ）シールド掘進機の半径
方向に直交する平面内に基準軸を有し、シリンダの固定
点が前記微調整機構に、可動点が前記アーム部の半径方
向内側端部付近に、それぞれ回動自由に接続され、前記
アーム部の、前記球面軸受を中心として、半径方向を軸
とする回転角度を調整するヨーイング調整用シリンダ
と、により構成したことを特徴とするシールド掘進機の
セグメント組立装置。
より解決される。 (a) セグメントを、シールド掘進機の軸心を中心と
して周方向に旋回させる旋回機構と、半径方向に出退さ
せる伸縮機構と、軸方向にスライドさせる摺動機構と、
円周接線方向の微調整を行う微調整機構とを組み合わせ
て接続することにより構成されたセグメントの位置調整
機構と、(b) 円周接線方向を軸とする回転を表すピッチ
ングと、軸方向を軸とする回転を表すローリングと、半
径方向を軸とする回転を表すヨーイングとにより規定さ
れるセグメントの姿勢を調整する姿勢調整機構とを備
え、セグメントの把持機構を前記姿勢調整機構を介して
前記位置調整機構に接続したシールド掘進機のセグメン
ト組立装置において、前記姿勢調整機構を、（イ）前記
微調整機構の可動側フレームに設けられた球面軸受と、
（ロ）球面軸受に回動自在に支持され、その外周部で前
記把持機構と接続されるとともに、半径方向内側に延び
るアーム部を有する把持フレームと、（ハ）シールド掘
進機の軸方向に平行な基準軸を有し、シリンダの固定点
が前記微調整機構に、可動点が前記アーム部の半径方向
内側端部付近に、それぞれ回動自由に接続され、前記ア
ーム部の、前記球面軸受を中心として、円周接線方向を
軸とする傾斜角度を調整するピッチング調整用シリンダ
と、（ニ）シールド掘進機の円周接線方向に平行な基準
軸を有し、シリンダの固定点が前記微調整機構に、可動
点が前記アーム部の半径方向内側端部付近に、それぞれ
回動自由に接続され、前記アーム部の、前記球面軸受を
中心として、軸方向を軸とする傾斜角度を調整するロー
リング調整用シリンダと、（ホ）シールド掘進機の半径
方向に直交する平面内に基準軸を有し、シリンダの固定
点が前記微調整機構に、可動点が前記アーム部の半径方
向内側端部付近に、それぞれ回動自由に接続され、前記
アーム部の、前記球面軸受を中心として、半径方向を軸
とする回転角度を調整するヨーイング調整用シリンダ
と、により構成したことを特徴とするシールド掘進機の
セグメント組立装置。
【０００９】なお、当明細書において、特に限定しない
限り、「軸方向」とはシールド掘進機の軸方向を、「円
周接線方向」とはシールド掘進機の円周接線方向を、
「半径方向」とはシールド掘進機の半径方向を表し、
「シリンダの固定点」とは各シリンダの基部と前記微調
整フレームとの接続部を、「シリンダの可動点」とは各
シリンダのピストンロッド先端部と前記アーム部との接
続部を表す。
限り、「軸方向」とはシールド掘進機の軸方向を、「円
周接線方向」とはシールド掘進機の円周接線方向を、
「半径方向」とはシールド掘進機の半径方向を表し、
「シリンダの固定点」とは各シリンダの基部と前記微調
整フレームとの接続部を、「シリンダの可動点」とは各
シリンダのピストンロッド先端部と前記アーム部との接
続部を表す。
【００１０】また、以下において、「微調整フレーム」
とは、前記微調整機構の可動側のフレームを表す。
とは、前記微調整機構の可動側のフレームを表す。
【００１１】
【作用】本発明においては、ピッチング、ローリング及
びヨーイングで規定されるセグメントの姿勢を調整する
姿勢調整機構を、位置調整機構側の前記微調整フレーム
に設けた球面軸受と、球面軸受に回動自在に支持された
把持フレームと、把持フレームのアーム部の傾き及び回
転を調整する３本のシリンダ、即ち、ピッチング調整用
シリンダ、ローリング調整用シリンダ、及びヨーイング
調整用シリンダによって構成している。各シリンダの基
準軸は、互いに近接し、かつ、いずれも半径方向に直交
する平面内に設けることにより、姿勢調整機構の半径方
向の収容スペースをコンパクトなものにしている。
びヨーイングで規定されるセグメントの姿勢を調整する
姿勢調整機構を、位置調整機構側の前記微調整フレーム
に設けた球面軸受と、球面軸受に回動自在に支持された
把持フレームと、把持フレームのアーム部の傾き及び回
転を調整する３本のシリンダ、即ち、ピッチング調整用
シリンダ、ローリング調整用シリンダ、及びヨーイング
調整用シリンダによって構成している。各シリンダの基
準軸は、互いに近接し、かつ、いずれも半径方向に直交
する平面内に設けることにより、姿勢調整機構の半径方
向の収容スペースをコンパクトなものにしている。
【００１２】また、セグメントの姿勢は、把持フレーム
の微調整フレームに対する相対角度α、β、γにより規
定され、この相対角度α、β、γは各シリンダのストロ
ークを調整することによって制御することができる。な
お、この相対角度に関する３つの自由度を確保するため
に、各シリンダの固定点及び可動点は、いずれも球面座
で形成されている。
の微調整フレームに対する相対角度α、β、γにより規
定され、この相対角度α、β、γは各シリンダのストロ
ークを調整することによって制御することができる。な
お、この相対角度に関する３つの自由度を確保するため
に、各シリンダの固定点及び可動点は、いずれも球面座
で形成されている。
【００１３】図５は本発明の機構を示した図である。図
５において、18は把持フレーム、18a は把持フレームの
アーム部、19はピッチング調整用シリンダ、20はローリ
ング調整用シリンダ、21はヨーイング調整用シリンダ、
22はピン、23は球面軸受、24は把持機構、25はセグメン
トである。ここでは把持フレーム18が可動側になってお
り、ピッチング調整用シリンダ19、ローリング調整用シ
リンダ20、ヨーイング調整用シリンダ21の各固定点、及
びピン22は固定側である微調整フレームに連結してい
る。図５においてｘは半径方向、ｙは円周接線方向、ｚ
は軸方向を示している。またα、β、γは把持フレーム
18のｘ、ｙ、ｚ方向の各々を軸とした回転方向を示して
おり、αS 、βS 、γS はセグメント25のｘ、ｙ、ｚ方
向の各々を軸とした回転方向を示している。把持フレー
ム18は球面軸受23を中心として、ピッチング調整用シリ
ンダ19により、円周接線方向ｙ軸回りの回転βを与えら
れる。把持フレーム18は把持機構24を介してセグメント
25と連結しているので、これにより、セグメント25のβ
方向の姿勢が制御される。同様にして、ローリング調整
用シリンダ20により、軸方向ｚ軸回りの回転γが、ヨー
イング調整用シリンダ21により、半径方向ｘ軸回りの回
転αが与えられ、セグメント25のγ方向、α方向の姿勢
が制御される。このようにして、半径方向と直交する平
面上に近接した３本のシリンダによって、コンパクトな
スペースで、セグメント25の姿勢制御が可能になる。
５において、18は把持フレーム、18a は把持フレームの
アーム部、19はピッチング調整用シリンダ、20はローリ
ング調整用シリンダ、21はヨーイング調整用シリンダ、
22はピン、23は球面軸受、24は把持機構、25はセグメン
トである。ここでは把持フレーム18が可動側になってお
り、ピッチング調整用シリンダ19、ローリング調整用シ
リンダ20、ヨーイング調整用シリンダ21の各固定点、及
びピン22は固定側である微調整フレームに連結してい
る。図５においてｘは半径方向、ｙは円周接線方向、ｚ
は軸方向を示している。またα、β、γは把持フレーム
18のｘ、ｙ、ｚ方向の各々を軸とした回転方向を示して
おり、αS 、βS 、γS はセグメント25のｘ、ｙ、ｚ方
向の各々を軸とした回転方向を示している。把持フレー
ム18は球面軸受23を中心として、ピッチング調整用シリ
ンダ19により、円周接線方向ｙ軸回りの回転βを与えら
れる。把持フレーム18は把持機構24を介してセグメント
25と連結しているので、これにより、セグメント25のβ
方向の姿勢が制御される。同様にして、ローリング調整
用シリンダ20により、軸方向ｚ軸回りの回転γが、ヨー
イング調整用シリンダ21により、半径方向ｘ軸回りの回
転αが与えられ、セグメント25のγ方向、α方向の姿勢
が制御される。このようにして、半径方向と直交する平
面上に近接した３本のシリンダによって、コンパクトな
スペースで、セグメント25の姿勢制御が可能になる。
【００１４】ここで、姿勢制御は以下の様に行う。シリ
ンダのストロークをｓ＝〔S1,S2,S3〕T とし、セグメン
トの姿勢をｘ＝〔α，β, γ〕T とするとそれらの関係
は、 ｓ＝ｆ(x) (1) となる。ここでシリンダのストロークｓは、各シリンダ
の可動点の座標をα，β, γから求め、その座標と各シ
リンダの固定点の座標の差を求めることで得られる。
ンダのストロークをｓ＝〔S1,S2,S3〕T とし、セグメン
トの姿勢をｘ＝〔α，β, γ〕T とするとそれらの関係
は、 ｓ＝ｆ(x) (1) となる。ここでシリンダのストロークｓは、各シリンダ
の可動点の座標をα，β, γから求め、その座標と各シ
リンダの固定点の座標の差を求めることで得られる。
【００１５】さらに、これらを時間で微分すれば、 ｓ＝Ｊｘ (2)
【００１６】
【数１】 となり、このＪをヤコビアンと呼ぶ。
【００１７】ストロークｓからｘを求めるには、 ｘ＝Ｊ-1ｓ (3) となるから、これを時間で積分することでｘが求めら
れ、シリンダのストロークから姿勢制御を行うことがで
きる。
れ、シリンダのストロークから姿勢制御を行うことがで
きる。
【００１８】一方、シリンダの推力ｐ＝〔p1,p2,p3〕T
から発生するモーメントＦ＝〔Mx,My,Mz] T は以下のよ
うに計算できる。
から発生するモーメントＦ＝〔Mx,My,Mz] T は以下のよ
うに計算できる。
【００１９】仮想仕事の原理により、 ＦT Δｘ＝ｐT Δｓ ＦT Δｘ＝ｐT ＪΔｘ (4) Ｆ＝ＪT ｐ とモーメントを計算でき、予めシリンダの必要性能を予
測することができる。
測することができる。
【００２０】
【実施例】本発明の実施例を図面にもとづいて説明す
る。
る。
【００２１】図１は本発明を用いたシールド掘進機の全
体を示す図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面における断
面図である。以下の図において図５と同一部分には同一
符号を付し、説明を省略する。図１〜２において、１は
シールド機、２はリングガーダ、３は旋回モータ、４は
ブレーキ、５は旋回ベアリング、６は旋回リング、７は
旋回フレーム、８は昇降フレーム、９は昇降リニアガイ
ド、10は昇降シリンダ、11は吊りビーム、12は摺動リニ
アガイド、13は摺動シリンダ、14は摺動フレーム、15は
微調整リニアガイド、16は微調整フレーム、17は微調整
シリンダである。
体を示す図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面における断
面図である。以下の図において図５と同一部分には同一
符号を付し、説明を省略する。図１〜２において、１は
シールド機、２はリングガーダ、３は旋回モータ、４は
ブレーキ、５は旋回ベアリング、６は旋回リング、７は
旋回フレーム、８は昇降フレーム、９は昇降リニアガイ
ド、10は昇降シリンダ、11は吊りビーム、12は摺動リニ
アガイド、13は摺動シリンダ、14は摺動フレーム、15は
微調整リニアガイド、16は微調整フレーム、17は微調整
シリンダである。
【００２２】本実施例におけるセグメント25の位置調整
は以下の様に行われる。旋回モータ３により、旋回リン
グ６が作動することによって、旋回フレーム７が回転
し、円周方向の昇降フレーム８およびセグメント25が円
周方向に所定の位置に設定される。次に昇降シリンダ10
により、昇降フレーム８が半径方向に動き、先端部に設
けられた吊りビーム11およびセグメント25が半径方向に
所定の位置に設定される。さらに摺動シリンダ13によ
り、摺動フレーム14が軸方向に動き、微調整フレーム16
およびセグメント25が軸方向に所定の位置に設定され
る。微調整シリンダ17は、微調整フレーム16を円周接線
方向に作動させ、セグメント25の円周接線方向の位置の
微調整を行う。以上のことから、セグメント25の姿勢調
整前の位置調整が完了する。
は以下の様に行われる。旋回モータ３により、旋回リン
グ６が作動することによって、旋回フレーム７が回転
し、円周方向の昇降フレーム８およびセグメント25が円
周方向に所定の位置に設定される。次に昇降シリンダ10
により、昇降フレーム８が半径方向に動き、先端部に設
けられた吊りビーム11およびセグメント25が半径方向に
所定の位置に設定される。さらに摺動シリンダ13によ
り、摺動フレーム14が軸方向に動き、微調整フレーム16
およびセグメント25が軸方向に所定の位置に設定され
る。微調整シリンダ17は、微調整フレーム16を円周接線
方向に作動させ、セグメント25の円周接線方向の位置の
微調整を行う。以上のことから、セグメント25の姿勢調
整前の位置調整が完了する。
【００２３】図３は本発明の姿勢調整を行う装置の部分
を拡大して示した図であり、図４は図３のＢ−Ｂ断面に
おける断面図である。以下の図において図１〜２と同一
部分については同一符号を付し、説明を省略する。図３
〜４において16a はブラケットである。ここで把持フレ
ーム18は、微調整フレーム16の中央部付近に設けられた
開口部を貫通する構造になっている。開口部には、微調
整フレーム16に支持されたピン22が横断しており、この
ピン22の中央部付近に前記球面軸受23が形成されてい
る。把持フレーム18は、この球面軸受23を内蔵する構造
になっており、把持フレームのアーム部18a は、この球
面軸受23から半径方向内側に向かって延びている。そし
てアーム部18a の半径方向内側の端部付近には、前記各
シリンダが接続されている。つまり、微調整フレーム16
と把持フレーム18は球面軸受23を介して結合されてお
り、また把持フレーム18は微調整フレーム16に設けられ
た３本のシリンダ19、20、21で拘束されている。
を拡大して示した図であり、図４は図３のＢ−Ｂ断面に
おける断面図である。以下の図において図１〜２と同一
部分については同一符号を付し、説明を省略する。図３
〜４において16a はブラケットである。ここで把持フレ
ーム18は、微調整フレーム16の中央部付近に設けられた
開口部を貫通する構造になっている。開口部には、微調
整フレーム16に支持されたピン22が横断しており、この
ピン22の中央部付近に前記球面軸受23が形成されてい
る。把持フレーム18は、この球面軸受23を内蔵する構造
になっており、把持フレームのアーム部18a は、この球
面軸受23から半径方向内側に向かって延びている。そし
てアーム部18a の半径方向内側の端部付近には、前記各
シリンダが接続されている。つまり、微調整フレーム16
と把持フレーム18は球面軸受23を介して結合されてお
り、また把持フレーム18は微調整フレーム16に設けられ
た３本のシリンダ19、20、21で拘束されている。
【００２４】前記球面軸受23の中心を原点とする座標系
の、円周接線方向ｙ軸回りの回転βと、軸方向ｚ軸回り
の回転γと、半径方向ｘ軸回りの回転αを与えることに
より、 (1)式によって各シリンダの制御量を計算し、各
シリンダを (1)式で得られるストロークで制御すること
により、図５に示されたセグメント25の円周接線方向ｙ
軸回りの回転βS と、軸方向ｚ軸回りの回転γS と、半
径方向ｘ軸回りの回転αS の、各々の姿勢が調整され
る。
の、円周接線方向ｙ軸回りの回転βと、軸方向ｚ軸回り
の回転γと、半径方向ｘ軸回りの回転αを与えることに
より、 (1)式によって各シリンダの制御量を計算し、各
シリンダを (1)式で得られるストロークで制御すること
により、図５に示されたセグメント25の円周接線方向ｙ
軸回りの回転βS と、軸方向ｚ軸回りの回転γS と、半
径方向ｘ軸回りの回転αS の、各々の姿勢が調整され
る。
【００２５】また本発明におけるセグメントの姿勢制御
方法において、把持フレームに取り付けた間隙測定装置
により、セグメントを取り付ける既設セグメントの内面
および隣りあう既設セグメントと、把持フレームに把持
されたセグメントとの間隙を、円周接線方向、軸方向、
半径方向の各々に、セグメントの把持部中心を原点とす
る座標系の座標として測定することによって、前記座標
から見たセグメントの最終目標位置を計算し、その計算
値に基づいて、ピッチング調整用、ローリング調整用、
ヨーイング調整用の各々のシリンダを作動させ、セグメ
ントの姿勢を自動調整することを特徴としたセグメント
の姿勢制御方法が可能である。
方法において、把持フレームに取り付けた間隙測定装置
により、セグメントを取り付ける既設セグメントの内面
および隣りあう既設セグメントと、把持フレームに把持
されたセグメントとの間隙を、円周接線方向、軸方向、
半径方向の各々に、セグメントの把持部中心を原点とす
る座標系の座標として測定することによって、前記座標
から見たセグメントの最終目標位置を計算し、その計算
値に基づいて、ピッチング調整用、ローリング調整用、
ヨーイング調整用の各々のシリンダを作動させ、セグメ
ントの姿勢を自動調整することを特徴としたセグメント
の姿勢制御方法が可能である。
【００２６】この場合における手順は以下の通りであ
る。 粗位置調整：先ず、位置調整機構のみを用いて、セ
グメントを、接続相手となる既設セグメントに近付け
る。 間隔及び姿勢の測定：セグメントの把持フレーム上
に設けた距離及び間隔測定手段により、接続相手となる
既設セグメントの接続面と、新たに接続するセグメント
の接続面との間隙を、複数の対応箇所で測定する。以上
によって、セグメントの位置及び姿勢の修正量 (αS 、
βS 、γS ) を、把持フレーム上の座標軸で、計算す
る。 シリンダ制御量の計算：セグメントの位置及び姿勢
についての、上記の修正量をもたらす、位置制御機構の
各シリンダのストローク値、及び、姿勢制御機構による
姿勢制御量（α, β, γ）を計算する。更に、姿勢制御
量（α, β, γ）から、姿勢制御系の各シリンダのスト
ローク値（S1,S2,S3）を計算する。 最終位置・姿勢調整：以上により算出された、位置
制御機構及び姿勢制御機構の各シリンダの目標ストロー
ク値を、各シリンダに与えることによって、セグメント
位置及び姿勢の最終調整を行う。
る。 粗位置調整：先ず、位置調整機構のみを用いて、セ
グメントを、接続相手となる既設セグメントに近付け
る。 間隔及び姿勢の測定：セグメントの把持フレーム上
に設けた距離及び間隔測定手段により、接続相手となる
既設セグメントの接続面と、新たに接続するセグメント
の接続面との間隙を、複数の対応箇所で測定する。以上
によって、セグメントの位置及び姿勢の修正量 (αS 、
βS 、γS ) を、把持フレーム上の座標軸で、計算す
る。 シリンダ制御量の計算：セグメントの位置及び姿勢
についての、上記の修正量をもたらす、位置制御機構の
各シリンダのストローク値、及び、姿勢制御機構による
姿勢制御量（α, β, γ）を計算する。更に、姿勢制御
量（α, β, γ）から、姿勢制御系の各シリンダのスト
ローク値（S1,S2,S3）を計算する。 最終位置・姿勢調整：以上により算出された、位置
制御機構及び姿勢制御機構の各シリンダの目標ストロー
ク値を、各シリンダに与えることによって、セグメント
位置及び姿勢の最終調整を行う。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、本発明は高剛性、コンパ
クトなセグメントの位置決め機構を実現し、任意の位置
修正量の制御、発生モーメントの設計が可能になるとい
う効果がある。
クトなセグメントの位置決め機構を実現し、任意の位置
修正量の制御、発生モーメントの設計が可能になるとい
う効果がある。
【図１】本発明を用いた実施例のシールド掘進機の全体
を示す図。
を示す図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面を示した断面図。
【図３】本発明を用いた実施例の姿勢調整を行う装置の
部分を拡大して示した図。
部分を拡大して示した図。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ断面を示した断面図。
【図５】本発明の機構を示した図。
１ シールド掘進機 ７ 旋回フレーム ８ 昇降フレーム 14 摺動フレーム 16 微調整フレーム 18 把持フレーム 18a 把持フレームアーム部 19 ピッチング調整用シリンダ 20 ローリング調整用シリンダ 21 ヨーイング調整用シリンダ 23 球面軸受 25 セグメント
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年１月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】さらに、これらを時間で微分すれば、
【数１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】
【数２】 となり、このＪをヤコビアンと呼ぶ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】
【数３】 となるから、これを時間で積分することでｘが求めら
れ、シリンダのストロークから姿勢制御を行うことがで
きる。
れ、シリンダのストロークから姿勢制御を行うことがで
きる。
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 友章 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 野村 修一郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 (a) セグメントを、シールド掘進機の軸
心を中心として周方向に旋回させる旋回機構と、半径方
向に出退させる伸縮機構と、軸方向にスライドさせる摺
動機構と、円周接線方向の微調整を行う微調整機構とを
組み合わせて接続することにより構成されたセグメント
の位置調整機構と、(b) 円周接線方向を軸とする回転を
表すピッチングと、軸方向を軸とする回転を表すローリ
ングと、半径方向を軸とする回転を表すヨーイングとに
より規定されるセグメントの姿勢を調整する姿勢調整機
構とを備え、セグメントの把持機構を前記姿勢調整機構
を介して前記位置調整機構に接続したシールド掘進機の
セグメント組立装置において、 前記姿勢調整機構を、（イ）前記微調整機構の可動側フ
レームに設けられた球面軸受と、（ロ）球面軸受に回動
自在に支持され、その外周部で前記把持機構と接続され
るとともに、半径方向内側に延びるアーム部を有する把
持フレームと、（ハ）シールド掘進機の軸方向に平行な
基準軸を有し、シリンダの固定点が前記微調整機構に、
可動点が前記アーム部の半径方向内側端部付近に、それ
ぞれ回動自由に接続され、前記アーム部の、前記球面軸
受を中心として、円周接線方向を軸とする傾斜角度を調
整するピッチング調整用シリンダと、（ニ）シールド掘
進機の円周接線方向に平行な基準軸を有し、シリンダの
固定点が前記微調整機構に、可動点が前記アーム部の半
径方向内側端部付近に、それぞれ回動自由に接続され、
前記アーム部の、前記球面軸受を中心として、軸方向を
軸とする傾斜角度を調整するローリング調整用シリンダ
と、（ホ）シールド掘進機の半径方向に直交する平面内
に基準軸を有し、シリンダの固定点が前記微調整機構
に、可動点が前記アーム部の半径方向内側端部付近に、
それぞれ回動自由に接続され、前記アーム部の、前記球
面軸受を中心として、半径方向を軸とする回転角度を調
整するヨーイング調整用シリンダと、により構成したこ
とを特徴とするシールド掘進機のセグメント組立装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6316307A JPH08170500A (ja) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | シールド掘進機のセグメント組立装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6316307A JPH08170500A (ja) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | シールド掘進機のセグメント組立装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08170500A true JPH08170500A (ja) | 1996-07-02 |
Family
ID=18075679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6316307A Pending JPH08170500A (ja) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | シールド掘進機のセグメント組立装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08170500A (ja) |
-
1994
- 1994-12-20 JP JP6316307A patent/JPH08170500A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107609228B (zh) | 面向并联钻床的自动钻孔方法 | |
| JP2002518198A (ja) | ロボットの制御システムと方法 | |
| JP2021500244A (ja) | ハイブリッドデルタロボット | |
| KR102020149B1 (ko) | 텔레스코프식 6축 수직 다관절 로봇 | |
| CZ2007761A3 (cs) | Zarízení pro rízení sférického pohybu telesa | |
| CN103112517B (zh) | 一种调节四足机器人身体姿态的方法和装置 | |
| US20220009187A1 (en) | Manipulator device having a triangular architecture and installation for manufacturing tires using such a manipulator device for placing strips | |
| CN111390710A (zh) | 螺旋钢管管端螺旋焊缝自动修磨机器人的修磨方法 | |
| CA2948931A1 (en) | Work vehicle gyroscopic boom control system and method | |
| CN117150826B (zh) | 适用于同步推拼系统的油缸推力精确分配方法及系统 | |
| JP4984114B2 (ja) | 空間３自由度パラレル機構及び該空間３自由度パラレル機構を用いた多軸制御工作機械 | |
| JPH08170500A (ja) | シールド掘進機のセグメント組立装置 | |
| CN116374191B (zh) | 一种直升机尾梁自动安装方法及系统 | |
| JP2000118288A (ja) | 内装用施工機械 | |
| JP5074021B2 (ja) | 作業補助装置 | |
| CN115366070A (zh) | 刚度和行程可变的并联式六自由度运动平台及其运动控制方法 | |
| JPH0633040Y2 (ja) | シールド掘進機のセグメント組立用エレクター | |
| JP3278503B2 (ja) | セグメント自動組立装置及びその方法 | |
| JP3238989B2 (ja) | セグメント自動組立装置及び方法 | |
| JP3240221B2 (ja) | セグメント自動組立装置及び方法 | |
| JPH0724754A (ja) | 作業用ロボット及びその制御方法 | |
| JP3397317B2 (ja) | 力フィードバック型操縦装置 | |
| JP2971982B2 (ja) | セグメントの姿勢検出方法及び自動組立装置 | |
| JP2001239447A (ja) | 荷重バランス型フローティング装置 | |
| JP2576362Y2 (ja) | セグメント組立装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010116 |