JPH0829167A - 地下掘削機の位置検出方法及び装置 - Google Patents
地下掘削機の位置検出方法及び装置Info
- Publication number
- JPH0829167A JPH0829167A JP18384894A JP18384894A JPH0829167A JP H0829167 A JPH0829167 A JP H0829167A JP 18384894 A JP18384894 A JP 18384894A JP 18384894 A JP18384894 A JP 18384894A JP H0829167 A JPH0829167 A JP H0829167A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- underground
- boring machine
- depth
- underground excavator
- excavator
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- Pending
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- Bulkheads Adapted To Foundation Construction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は地下タンクや地下構造物などの地中連
続壁を構築する地下掘削機の位置検出方法及びその装置
に関する。 【構成】本発明は、地下掘削機に配置した３軸光ジャイ
ロ及び３軸加速度計とにより地下掘削機の３軸方向の傾
きを連続的に測定し、これらにより得られた情報と地下
掘削機の深度データを組み合わせた演算により地下掘削
機の位置の検出を行うことを特徴とする地下掘削機の位
置検出方法及びこの方法に用いる装置である。
続壁を構築する地下掘削機の位置検出方法及びその装置
に関する。 【構成】本発明は、地下掘削機に配置した３軸光ジャイ
ロ及び３軸加速度計とにより地下掘削機の３軸方向の傾
きを連続的に測定し、これらにより得られた情報と地下
掘削機の深度データを組み合わせた演算により地下掘削
機の位置の検出を行うことを特徴とする地下掘削機の位
置検出方法及びこの方法に用いる装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は地下タンクや地下構造物
などの地中連続壁を構築する地下掘削機の位置検出方法
及びその装置に関する。
などの地中連続壁を構築する地下掘削機の位置検出方法
及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】地下連続壁やリバース杭などを施工する
には、地下に鉛直な溝を掘削するが、壁の深度が大きく
ない場合は、構造物の特性からもそれ程高い精度は要求
されなかった。然し、近年の地下構造物の大規模化に伴
い地下壁の深度も大きくなり高精度の出来上がりが要求
されるに至り、その精度確保のため掘削機の位置ないし
掘削方向を検出する種々の方法ないし装置が、例えば、
特開平１−１３７０９３号、同１−２０３５８５号公
報、実開平２−１０６０４１号公報、特開平５−２０９
４９２号、同５−２０９４９３号公報、特公平５−７４
６７３号公報などに開示されている。これらは、掘削機
から地上部に至るまで計測ワイヤを複数本設置して、あ
る一定の高さの地上で計測ワイヤの変位量を測定するこ
とにより掘削機の水平移動量を算出するものであり、そ
れぞれ計測ワイヤの変位量の測定方式が異なっている
が、計測ワイヤを利用することが不可欠の要件となって
いる。
には、地下に鉛直な溝を掘削するが、壁の深度が大きく
ない場合は、構造物の特性からもそれ程高い精度は要求
されなかった。然し、近年の地下構造物の大規模化に伴
い地下壁の深度も大きくなり高精度の出来上がりが要求
されるに至り、その精度確保のため掘削機の位置ないし
掘削方向を検出する種々の方法ないし装置が、例えば、
特開平１−１３７０９３号、同１−２０３５８５号公
報、実開平２−１０６０４１号公報、特開平５−２０９
４９２号、同５−２０９４９３号公報、特公平５−７４
６７３号公報などに開示されている。これらは、掘削機
から地上部に至るまで計測ワイヤを複数本設置して、あ
る一定の高さの地上で計測ワイヤの変位量を測定するこ
とにより掘削機の水平移動量を算出するものであり、そ
れぞれ計測ワイヤの変位量の測定方式が異なっている
が、計測ワイヤを利用することが不可欠の要件となって
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の方法ないし装置では、地上に設置した架台より複数の
計測ワイヤを引き出して地下掘削機の本体に連結し、そ
の計測ワイヤの２軸の変位を接触方式ないし非接触方式
の水平変位検出器で検出するようにしている。複数の計
測ワイヤを使用するため、地上の狭隘な作業スペースを
水平変位検出装置が占有することとなり、更に、計測ワ
イヤを垂らす架台が掘削中に微変動するので、これを補
正する装置を必要としており、また、計測ワイヤの初期
の鉛直精度の確保が困難であったので、施工上非常に煩
雑となり、施工性に問題があり、場合によっては、計測
ワイヤの取り外しが必要となり、計測が中断されること
になり掘削時の連続測定ができない事態も生じていた。
の方法ないし装置では、地上に設置した架台より複数の
計測ワイヤを引き出して地下掘削機の本体に連結し、そ
の計測ワイヤの２軸の変位を接触方式ないし非接触方式
の水平変位検出器で検出するようにしている。複数の計
測ワイヤを使用するため、地上の狭隘な作業スペースを
水平変位検出装置が占有することとなり、更に、計測ワ
イヤを垂らす架台が掘削中に微変動するので、これを補
正する装置を必要としており、また、計測ワイヤの初期
の鉛直精度の確保が困難であったので、施工上非常に煩
雑となり、施工性に問題があり、場合によっては、計測
ワイヤの取り外しが必要となり、計測が中断されること
になり掘削時の連続測定ができない事態も生じていた。
【０００４】また、従来は計測ワイヤがリニヤであるこ
とを前提として比例計算を行って掘削機の水平変位量を
算出しているが、施工上計測ワイヤを常時リニヤの状態
にすることは困難であるため、計測誤差が生じ易い。従
って地上部で精度の高い計測を行っても、掘削機位置で
の真の水平変位量を得ることは困難であった。
とを前提として比例計算を行って掘削機の水平変位量を
算出しているが、施工上計測ワイヤを常時リニヤの状態
にすることは困難であるため、計測誤差が生じ易い。従
って地上部で精度の高い計測を行っても、掘削機位置で
の真の水平変位量を得ることは困難であった。
【０００５】更にまた、地下掘削機を移動型クレーンで
吊り下げて駆動する態様では、横移動の度毎に前掘削位
置と整合させるための初期位置設定が必要であり非常に
煩雑なため掘削能率を低下させている問題もある。
吊り下げて駆動する態様では、横移動の度毎に前掘削位
置と整合させるための初期位置設定が必要であり非常に
煩雑なため掘削能率を低下させている問題もある。
【０００６】本発明は、上記した諸問題を解決する地下
掘削機の絶対位置検出方法及び装置を明らかにすること
を課題とするものである。
掘削機の絶対位置検出方法及び装置を明らかにすること
を課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る地下掘削機
の位置検出方法は、 地下掘削機に配置した３軸光ジ
ャイロ及び３軸加速度計とにより地下掘削機の３軸方向
の傾きを連続的に測定し、これらにより得られた情報と
地下掘削機の深度データを組み合わせた演算により地下
掘削機の位置の検出を行うこと、を特徴とする。
の位置検出方法は、 地下掘削機に配置した３軸光ジ
ャイロ及び３軸加速度計とにより地下掘削機の３軸方向
の傾きを連続的に測定し、これらにより得られた情報と
地下掘削機の深度データを組み合わせた演算により地下
掘削機の位置の検出を行うこと、を特徴とする。
【０００８】また、本発明に係る地下掘削機の位置検出
装置は、 地下掘削機に配置した３軸光ジャイロ及び
３軸加速度計、地下掘削機が位置する深度を計測する深
度計、これら計測機器で得られた情報を演算処理するコ
ンピュータ、このコンピュータの出力を画面表示する手
段とから成ること、を特徴とする。
装置は、 地下掘削機に配置した３軸光ジャイロ及び
３軸加速度計、地下掘削機が位置する深度を計測する深
度計、これら計測機器で得られた情報を演算処理するコ
ンピュータ、このコンピュータの出力を画面表示する手
段とから成ること、を特徴とする。
【０００９】
【発明の具体的構成】次に、本発明の具体的構成を添付
の図面に従って説明する。
の図面に従って説明する。
【００１０】図１は、本発明が適用される地下掘削設備
の概略図であり、１０は地下掘削機であり、地上に構築
された架台（移動車体とすることが好ましい。）１１上
に配設されたクレーンから吊り下げワイヤ（主索）を介
して吊り下げられ、ウインチ１２により上下動操作が行
われ、下端に配置されているドラムカッタ１３により地
下の掘削を行い、掘削した泥土を排泥管１４を通して地
上に排出する構成となっている。
の概略図であり、１０は地下掘削機であり、地上に構築
された架台（移動車体とすることが好ましい。）１１上
に配設されたクレーンから吊り下げワイヤ（主索）を介
して吊り下げられ、ウインチ１２により上下動操作が行
われ、下端に配置されているドラムカッタ１３により地
下の掘削を行い、掘削した泥土を排泥管１４を通して地
上に排出する構成となっている。
【００１１】地下掘削機１０としては、例えば、ＥＭＸ
シリーズエレクトロミル（商品名・利根社製）を利用す
ることができ、また、本発明は図１に示すクレーンが移
動型のクレーンである態様を包含している。
シリーズエレクトロミル（商品名・利根社製）を利用す
ることができ、また、本発明は図１に示すクレーンが移
動型のクレーンである態様を包含している。
【００１２】本発明の方法ないし装置において特徴的な
点は、地下掘削機１０の位置検出に際して従来用いられ
ていた方式の計測ワイヤを使用しないことである。即
ち、図２に示す如く、地下掘削機１０に配置されている
３軸光ジャイロと３軸加速度計とによって地下掘削機１
０の３軸の回転角が検出され、これらの情報は深度計に
よる深度データと共にコンピュータに入力されて演算さ
れ、掘削作業中の地下掘削機１０の絶対位置（深さ、変
位、傾斜姿勢）が連続的且つ自動的に測定される。
点は、地下掘削機１０の位置検出に際して従来用いられ
ていた方式の計測ワイヤを使用しないことである。即
ち、図２に示す如く、地下掘削機１０に配置されている
３軸光ジャイロと３軸加速度計とによって地下掘削機１
０の３軸の回転角が検出され、これらの情報は深度計に
よる深度データと共にコンピュータに入力されて演算さ
れ、掘削作業中の地下掘削機１０の絶対位置（深さ、変
位、傾斜姿勢）が連続的且つ自動的に測定される。
【００１３】３軸光ジャイロは、図２に示すように、Ｐ
ＩＴＣＨ・ＲＯＬＬ・ＹＡＷの角速度を検出することに
より地球の角速度（３６０度／２４ｈｒ）から真北方位
に対する相対角度を検出して地下掘削機１０が配置され
ている方位を検出するものである。連続的に長時間測定
する場合には、ジャイロにはドリフトが発生するが、よ
り高精度を確保するためには排泥管１４の継ぎ足しのた
めに駆動を停止した際などに、地下掘削機１０を一時的
に静止状態にしてドリフトの補正を行う。
ＩＴＣＨ・ＲＯＬＬ・ＹＡＷの角速度を検出することに
より地球の角速度（３６０度／２４ｈｒ）から真北方位
に対する相対角度を検出して地下掘削機１０が配置され
ている方位を検出するものである。連続的に長時間測定
する場合には、ジャイロにはドリフトが発生するが、よ
り高精度を確保するためには排泥管１４の継ぎ足しのた
めに駆動を停止した際などに、地下掘削機１０を一時的
に静止状態にしてドリフトの補正を行う。
【００１４】３軸加速度計は、図２に示すように、例え
ば、振り子の位置ずれをトルカ（トルクモータ）にフィ
ードバックし、トルカの電流から傾斜角を得るサーボ加
速度計式の傾斜計をＸＹＺの３軸方向に配置して、それ
ぞれの方向の傾斜角を計測して地下掘削機１０の姿勢変
化を計測するものである。
ば、振り子の位置ずれをトルカ（トルクモータ）にフィ
ードバックし、トルカの電流から傾斜角を得るサーボ加
速度計式の傾斜計をＸＹＺの３軸方向に配置して、それ
ぞれの方向の傾斜角を計測して地下掘削機１０の姿勢変
化を計測するものである。
【００１５】尚、３軸加速度計に利用される傾斜計とし
ては、上記した方式のものの外、ひずみゲージ式或いは
差動トランス式のものを利用することができる。
ては、上記した方式のものの外、ひずみゲージ式或いは
差動トランス式のものを利用することができる。
【００１６】地下掘削機１０の位置する深度は深度計に
より計測される。深度計としては、地下掘削機１０を吊
り下げる主索の繰り出しに対応して繰り出される深度計
測用のワイヤを利用して深度を計測する従来からの方式
のものを採用することができるが、これに限定されず、
深度計測のためにワイヤを利用しない方式を採用するこ
とにより深度の計測についてもワイヤフリーとすること
ができる。
より計測される。深度計としては、地下掘削機１０を吊
り下げる主索の繰り出しに対応して繰り出される深度計
測用のワイヤを利用して深度を計測する従来からの方式
のものを採用することができるが、これに限定されず、
深度計測のためにワイヤを利用しない方式を採用するこ
とにより深度の計測についてもワイヤフリーとすること
ができる。
【００１７】図３に示すように、上記した３軸光ジャイ
ロ・３軸加速度計・深度計で得られた情報は、地上に配
置されているコンピュータに入力されて演算され、掘削
作業中の地下掘削機１０の絶対位置（深さ、変位、傾斜
姿勢）が連続的且つ自動的に測定される。
ロ・３軸加速度計・深度計で得られた情報は、地上に配
置されているコンピュータに入力されて演算され、掘削
作業中の地下掘削機１０の絶対位置（深さ、変位、傾斜
姿勢）が連続的且つ自動的に測定される。
【００１８】尚、コンピュータへの信号の伝達は有線方
式・無線方式のどちらでもよく、更に、コンピュータま
でも地下掘削機１０に搭載し、演算された地下掘削機１
０の位置情報が地上のオペレータに有線方式ないし無線
方式の何れかで伝達される方式であってもよい。
式・無線方式のどちらでもよく、更に、コンピュータま
でも地下掘削機１０に搭載し、演算された地下掘削機１
０の位置情報が地上のオペレータに有線方式ないし無線
方式の何れかで伝達される方式であってもよい。
【００１９】コンピュータによる演算は次のようにして
行われる。図３に示すように、既知点（Ｘｏ、Ｙｏ、Ｚ
ｏ）、任意の位置（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）での鉛直方向角
をδｎとすると、地下掘削機１０の絶対位置は、Ｘｎ＝
Ｘｏ＋Σ（ΔＬｎ×ΔδＸｎ）及びＹｎ＝Ｙｏ＋Σ（Δ
Ｌｎ×ΔδＹｎ）の式により演算することにより得るこ
とができる。
行われる。図３に示すように、既知点（Ｘｏ、Ｙｏ、Ｚ
ｏ）、任意の位置（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）での鉛直方向角
をδｎとすると、地下掘削機１０の絶対位置は、Ｘｎ＝
Ｘｏ＋Σ（ΔＬｎ×ΔδＸｎ）及びＹｎ＝Ｙｏ＋Σ（Δ
Ｌｎ×ΔδＹｎ）の式により演算することにより得るこ
とができる。
【００２０】尚、上記で演算されたデータは連続的にＣ
ＲＴ画面に表示されオペレータの操作により、或いは自
動制御により、地下掘削機１０の姿勢制御が行われる。
姿勢制御は、図１に符号１５で示すアジャスタブルガイ
ドの操作により行われる。
ＲＴ画面に表示されオペレータの操作により、或いは自
動制御により、地下掘削機１０の姿勢制御が行われる。
姿勢制御は、図１に符号１５で示すアジャスタブルガイ
ドの操作により行われる。
【００２１】更に、ＣＲＴ画面の表示は、単なる数字の
羅列でなく、掘削機の状態の三次元的な視覚表示を伴う
ものであることが好ましい。
羅列でなく、掘削機の状態の三次元的な視覚表示を伴う
ものであることが好ましい。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、地下掘削機の位置を検
出するのに計測ワイヤを利用することがないので、地上
部の作業スペースの確保に有利であり狭隘な都市部での
施工に適している利点があり、また、使用環境条件によ
る影響が少なく、掘削中も連続的な計測が可能であり計
測のために掘削を中断する必要がないので掘削サイクル
タイムが改善され工期の短縮化に利点がある。
出するのに計測ワイヤを利用することがないので、地上
部の作業スペースの確保に有利であり狭隘な都市部での
施工に適している利点があり、また、使用環境条件によ
る影響が少なく、掘削中も連続的な計測が可能であり計
測のために掘削を中断する必要がないので掘削サイクル
タイムが改善され工期の短縮化に利点がある。
【００２３】更に、計測ワイヤを利用する従来の方法な
いし装置に比較して、計測誤差が少なく高精度の計測が
可能である利点がある。
いし装置に比較して、計測誤差が少なく高精度の計測が
可能である利点がある。
【００２４】更にまた、３軸光ジャイロ及び３軸加速度
計は振動・衝撃に強く精度・耐久性に優れている地下掘
削機に搭載することが容易であり、これにより地下掘削
機の変位量を連続的且つ自動的に測定できるので、その
結果をコンピュータを利用して演算処理することによ
り、地下掘削機の掘進方向の修正をリアルタイムで正確
に行うことが可能である利点がある。
計は振動・衝撃に強く精度・耐久性に優れている地下掘
削機に搭載することが容易であり、これにより地下掘削
機の変位量を連続的且つ自動的に測定できるので、その
結果をコンピュータを利用して演算処理することによ
り、地下掘削機の掘進方向の修正をリアルタイムで正確
に行うことが可能である利点がある。
【図１】本発明が適用される地下掘削設備の概略図（模
式図）
式図）
【図２】本発明による地下掘削機の位置検出方法を示す
ブロック図
ブロック図
【図３】本発明による地下掘削機の位置算出の模式図
１０−地下掘削機 １１−架台 １２−ウインチ １３−ドラムカッタ １４−排泥管 １５−アジャスタブルガイド
Claims (2)
- 【請求項１】地下掘削機に配置した３軸光ジャイロ及び
３軸加速度計とにより地下掘削機の３軸方向の傾きを連
続的に測定し、これらにより得られた情報と地下掘削機
の深度データを組み合わせた演算により地下掘削機の位
置の検出を行うことを特徴とする地下掘削機の位置検出
方法。 - 【請求項２】地下掘削機に配置した３軸光ジャイロ及び
３軸加速度計、地下掘削機が位置する深度を計測する深
度計、これら計測機器で得られた情報を演算処理するコ
ンピュータ、このコンピュータの出力を画面表示する手
段とから成ることを特徴とする地下掘削機の位置検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18384894A JPH0829167A (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 地下掘削機の位置検出方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18384894A JPH0829167A (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 地下掘削機の位置検出方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829167A true JPH0829167A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=16142897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18384894A Pending JPH0829167A (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 地下掘削機の位置検出方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829167A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2755467A1 (fr) * | 1996-11-06 | 1998-05-07 | Sol Comp Du | Dispositif de mesure de verticalite d'un engin de forage |
| JP2006337308A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Tamagawa Seiki Co Ltd | たて坑掘削機用方位検出装置及びそれを用いたたて坑掘削時の方位検出方法 |
| JP2007171043A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Tamagawa Seiki Co Ltd | たて抗掘削機用方位検出装置及びそれを用いたたて抗掘削時の方位検出方法 |
-
1994
- 1994-07-13 JP JP18384894A patent/JPH0829167A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2755467A1 (fr) * | 1996-11-06 | 1998-05-07 | Sol Comp Du | Dispositif de mesure de verticalite d'un engin de forage |
| EP0841465A1 (fr) * | 1996-11-06 | 1998-05-13 | Compagnie Du Sol | Dispositif de mesure de verticalité d'un engin de forage |
| JP2006337308A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Tamagawa Seiki Co Ltd | たて坑掘削機用方位検出装置及びそれを用いたたて坑掘削時の方位検出方法 |
| JP2007171043A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Tamagawa Seiki Co Ltd | たて抗掘削機用方位検出装置及びそれを用いたたて抗掘削時の方位検出方法 |
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