JPH09243365A - Position detecting device, surveying method, and digging-direction control system - Google Patents

Position detecting device, surveying method, and digging-direction control system

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JPH09243365A
JPH09243365A JP4899396A JP4899396A JPH09243365A JP H09243365 A JPH09243365 A JP H09243365A JP 4899396 A JP4899396 A JP 4899396A JP 4899396 A JP4899396 A JP 4899396A JP H09243365 A JPH09243365 A JP H09243365A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ruler
shield machine
target
rearmost
reference point
Prior art date
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Pending
Application number
JP4899396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinari Fujio
良也 藤尾
Shinji Yamamoto
晋司 山本
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.)
Toray Engineering Co Ltd
Original Assignee
Toyo Construction Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Construction Co Ltd filed Critical Toyo Construction Co Ltd
Priority to JP4899396A priority Critical patent/JPH09243365A/en
Publication of JPH09243365A publication Critical patent/JPH09243365A/en
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make accurate surveying possible even in a small-bore tunnel and reduce the amount of labor required for surveying at curved parts of a large-bore tunnel. SOLUTION: Rulers 21 flexibly connected to one another in such a way that their lengths between the connections 22 are known are used in surveying the position of a shield machine 10. A flexing-direction detecting part 22 for detecting the flexing direction of the rulers 21 is provided at each connection 22 to detect the position of the front ruler 21a from the rear ruler 21b. In this case, the rulers 21 between them can be arranged freely. The position of the rear ruler 21b is surveyed by a total station 28 placed on a reference point O. The position of the shield machine 10 with respect to the rulers 21 is measured by a total station 25 placed on the front ruler 21a. Thus even if an obstacle or curve exists between the reference point O and the shield machine 10, the position of the shield machine 10 can be surveyed from the reference point O.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、掘削中のトンネル
の先端位置等のように周囲からの測量が困難な場所にお
ける位置を検出可能な位置検出装置と、該位置検出装置
を用いた測量方法と、上記位置検出装置を用いたシール
ド機の掘削における掘削方向制御システムとに関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting device capable of detecting a position in a place where it is difficult to measure from the surroundings such as a tip position of a tunnel during excavation, and a surveying method using the position detecting device. And an excavation direction control system in excavation of a shield machine using the position detecting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、トンネルの構築においては、掘
削途中のトンネル内において測量を行い、トンネルの掘
削された部分の正確な位置を求めるとともに、求められ
た位置に基づいて掘削中のトンネルの経路を予め設計さ
れた経路にほぼ合わせるようにする必要がある。例え
ば、シールド機により大口径(口径が4mよりさらに大
きいもの)のトンネルを掘削する場合には、光学式測量
機(例えばトータルステーション)により、シールド機
の現在位置を測量し、この測量結果に基づいてシールド
機の掘削方向を制御している。
2. Description of the Related Art Generally, in constructing a tunnel, surveying is performed within the tunnel during excavation to determine the exact position of the excavated portion of the tunnel, and the route of the tunnel under excavation based on the determined position. Should be approximately aligned with the predesigned path. For example, when excavating a large-diameter tunnel (with a diameter larger than 4 m) with a shield machine, the current position of the shield machine is measured with an optical surveying instrument (for example, a total station), and based on this survey result The excavation direction of the shield machine is controlled.

【0003】また、トータルステーションには、自動的
に移動する目標を追尾して基準点から目標に対する方向
と距離を自動的、かつ、ほぼ連続的に計測可能な自動追
尾型のものが開発されている。上記自動追尾型トータル
ステーションを用いれば、シールド機の位置の変化をほ
ぼリアルタイムでほぼ連続的に検知することが可能とな
り、掘削すべき経路に沿うようにシールド機の掘削方向
を連続的に制御することができる。したがって、シール
ド機の掘削方向の制御を容易に自動化することが可能と
なる。
Further, as a total station, an automatic tracking type has been developed which is capable of tracking a moving target automatically and measuring the direction and distance from the reference point to the target automatically and almost continuously. . By using the automatic tracking type total station, changes in the position of the shield machine can be detected almost continuously in real time, and the excavation direction of the shield machine can be continuously controlled along the route to be excavated. You can Therefore, control of the excavation direction of the shield machine can be easily automated.

【0004】従来、このような自動追尾型トータルステ
ーションを用いて、シールド機の位置を検出するととも
に、シールド機の姿勢を何らかの方法で検出し、これら
のデータと設計路線のデータとから、設計路線に合わせ
てトンネルを掘削するための最適なシールド機の掘削方
向を求め、シールド機を推進させるためのジャッキを制
御することによりシールド機の掘削方向を制御するシス
テムが提案されている。
Conventionally, by using such an automatic tracking type total station, the position of the shield machine is detected and the attitude of the shield machine is detected by some method, and from these data and the data of the design track, the design track is determined. A system has also been proposed in which the optimum excavation direction of a shield machine for excavating a tunnel is obtained and the excavation direction of the shield machine is controlled by controlling a jack for propelling the shield machine.

【0005】しかし、小口径(例えば、口径が4m程度
より小さいもの)のシールド工法によるトンネルの掘削
においては、光学式測量機による測量が困難であり、ジ
ャイロ方式による測量が行われている。これは、掘削中
のシールド機の後方において、掘削土砂の搬出用、セグ
メントの供給用の台車が行き来するとともに、電力や油
圧の供給等のシールド機の支援用の台車や設備が配置さ
れているので、小口径のトンネルにおいては、光学式測
量機で測量するための見通し(距離測定用の光波や位置
の基準となるレーザ光線の経路)を確保することが困難
だからである。
However, when excavating a tunnel by a shield method having a small diameter (for example, a diameter smaller than about 4 m), it is difficult to measure with an optical surveying instrument, and surveying with a gyro system is performed. In the rear of the shield machine during excavation, there are trucks for carrying out excavated earth and sand and for supplying segments, and trucks and equipment for supporting the shield machine for supplying electric power and hydraulic pressure. Therefore, in a small-diameter tunnel, it is difficult to secure a line-of-sight (a light wave for distance measurement or a path of a laser beam that serves as a position reference) for surveying by an optical surveying instrument.

【0006】上記ジャイロ方式においては、ジャイロに
よりシールド機の姿勢(角度)を測定するとともに、推
進ジャッキのストロークを基にして掘進距離を推定し、
掘削されたトンネルの経路及びシールド機の現在位置を
判断している。なお、上記ジャイロ方式においては、シ
ールド機に搭載されたジャイロのデータと推定された掘
進距離により、シールド機の掘削方向を制御するので、
測量機器を移動する手間があまりかからない。
In the above gyro system, the attitude (angle) of the shield machine is measured by the gyro, and the excavation distance is estimated based on the stroke of the propulsion jack.
The route of the excavated tunnel and the current position of the shield machine are determined. In the gyro system, since the excavation direction of the shield machine is controlled by the excavation distance estimated as the data of the gyro mounted on the shield machine,
It does not take much time to move the surveying equipment.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、シールド機
によるトンネルの掘削においては、掘削部分の土砂の強
度の相違等により、シールド機が横滑りして平行移動す
ることがあり、このような場合には、シールド機の角度
(姿勢)と掘進距離とから位置を割り出すと誤差が生じ
ることになる。
By the way, when excavating a tunnel by a shield machine, the shield machine may slide sideways and move in parallel due to the difference in the strength of the earth and sand in the excavated portion. In such a case, An error will occur if the position is calculated from the angle (posture) of the shield machine and the excavation distance.

【0008】また、ジャイロ方式が用いられるのは、上
述のように光学的な測量が困難な場合なので、掘進距離
の推定が繰り返し行われることになる。そして、シール
ド機の位置が求められることになるが、前に測定された
位置を基準として次に測定した際の位置を求めた場合に
は、上述のような誤差が累積され、大きな誤差を生じる
恐れがある。したがって、トンネルの掘削された部分に
おいて、上記トータルステーション等を用いて確認測量
を行い誤差を補正する必要があった。すなわち、ジャイ
ロ方式では、別の手段にて測量データを入力することに
より、掘進距離及び位置等の補正を行っているのが現状
である。
Since the gyro system is used when optical surveying is difficult as described above, the digging distance is repeatedly estimated. Then, the position of the shield machine will be obtained, but when the position at the time of the next measurement is obtained with the previously measured position as a reference, the above error is accumulated and a large error occurs. There is a fear. Therefore, in the excavated portion of the tunnel, it was necessary to perform confirmation survey using the above-mentioned total station and correct the error. That is, in the gyro system, the digging distance, the position, and the like are currently corrected by inputting surveying data by another means.

【0009】また、大口径のトンネルの施工で用いられ
る光学式測量において、トンネルが直線状の場合には、
長い距離に渡った見通しを確保できるので、容易に測量
を行うことができるが、トンネルの湾曲部分において
は、短い距離でしか見通しを確保することができないの
で、頻繁に光学式測量機の盛り替えを行う必要がある。
また、光学式測量機の盛り替えにおいては、光学式測量
機の設置位置が正確に測定されていないと、測定に誤差
が生じるので、設置位置を正確に測量する必要があり、
極めて手間のかかる作業が必要となる。
Further, in the optical survey used for construction of a large diameter tunnel, when the tunnel is straight,
Since it is possible to ensure visibility over a long distance, surveying can be performed easily, but in the curved part of the tunnel, visibility can be ensured only for a short distance, so frequent replacement of the optical survey instrument is possible. Need to do.
Also, in the relocation of the optical surveying instrument, if the installation position of the optical surveying instrument is not accurately measured, an error will occur in the measurement, so it is necessary to accurately measure the installation position,
It requires extremely time-consuming work.

【0010】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、小口径のトンネルにおいても、正確な測量を可
能とし、かつ、大口径のトンネルにおいてトンネルの湾
曲部分における測量の手間を省力化することが可能な位
置検出装置及び該位置検出装置を用いた測量方法及び上
記位置検出装置を備えた掘削方向制御システムを提供す
ることを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, enables accurate surveying even in a small diameter tunnel, and saves labor for surveying in a curved portion of the tunnel in a large diameter tunnel. It is an object of the present invention to provide a position detecting device capable of doing, a surveying method using the position detecting device, and an excavation direction control system including the position detecting device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
位置検出装置は、互いに屈曲可能に一列に連結され、か
つ、各連結部間の長さが既知である複数の定規体と、こ
れら各定規体同士の各連結部分における一方の定規体に
対する他方の定規体の屈曲方向をそれぞれ検出する屈曲
方向検出手段と、互いに連結された複数の上記定規体の
うちの最後部に配置された定規体の向いた方向を検出す
る最後部方向検出手段と、上記最後部方向検出手段によ
り検出された最後部の定規体の方向と、上記屈曲方向検
出手段に検出された各定規体同士の連結部分における屈
曲方向と、各定規体の連結部間の長さとに基づいて、最
後部の定規体に対する先頭部の定規体の位置を算出する
位置演算手段とを具備してなることを上記課題の解決手
段とした。
A position detecting device according to claim 1 of the present invention comprises a plurality of rulers which are bendably connected to each other in a line, and the length between the connecting parts is known. Bending direction detecting means for detecting the bending direction of the other ruler body relative to the one ruler body in each connecting portion of each of these ruler bodies, and arranged at the end of the plurality of ruler bodies connected to each other. The rearmost direction detecting means for detecting the direction of the ruler body, the direction of the rearmost ruler body detected by the rearmost direction detecting means, and the connection between the ruler bodies detected by the bending direction detecting means. Based on the bending direction in the portion and the length between the connecting portions of each ruler, it is provided with position calculating means for calculating the position of the ruler at the leading end with respect to the ruler at the end It was taken as a solution.

【0012】上記構成によれば、障害物により基準点か
ら目標点を光学的に測量することが困難な場合、特に、
障害物を避けて測量するために複数回の基準点の盛替が
必要な場合や、障害物を避けて基準点を盛り替えること
が困難な場合に、上記最後部の定規体を基準点に配置
し、かつ、先頭部の定規体を目標点に配置すれば、最後
部方向検出手段により、最後部の定規体の方向を検出す
るとともに、上記屈曲方向検出手段により定規体同士の
各連結部の屈曲方向を検出することにより、各定規体の
連結部間の距離が既知なことから、基準点から目標点ま
での間において、順次、各連結部までの距離と方向とが
わかるので、最後部の定規体に対する先頭部の定規体の
位置を求めることができる。
According to the above construction, when it is difficult to optically measure the target point from the reference point due to an obstacle,
When it is necessary to change the reference points multiple times to avoid obstacles and take measurements, or when it is difficult to change the reference points while avoiding obstacles, use the ruler at the end as the reference point. By arranging and arranging the ruler body at the front part at the target point, the direction of the rearmost ruler body is detected by the rearmost direction detecting means, and each connecting portion between the ruler bodies is detected by the bending direction detecting means. By detecting the bending direction of, the distance between the connecting parts of each ruler is known, so between the reference point and the target point, the distance and direction to each connecting part can be sequentially known. It is possible to obtain the position of the leading-edge ruler with respect to the leading-edge ruler.

【0013】従って、基準点に対する目標点の相対位置
を容易に算出することができるとともに、基準点の絶対
位置がわかっていれば、目標点の絶対位置を求めること
ができる。なお、上記定規体は、長さが既知で、且つ、
その連結部がボールジョイント等のように連結された一
方の定規体に対して他方の定規体が揺動自在、すなわ
ち、上下左右に屈曲自在となっていれば、基本的にはど
のようなものでも良い。
Therefore, the relative position of the target point with respect to the reference point can be easily calculated, and if the absolute position of the reference point is known, the absolute position of the target point can be obtained. The above ruler has a known length, and
What is basically what if the other ruler is swingable with respect to one ruler whose connecting part is connected like a ball joint, that is, it can be bent vertically and horizontally. But good.

【0014】また、連結部の屈曲方向検出手段は、機械
的、電気的もしくは光学的に連結された定規体間の一方
の定規体に対する他方の定規体の屈曲方向が測定できる
ものならばどのようなものでも良く、例えば、周知のロ
ータリーエンコーダや、レーザー射出装置とレーザーの
受光位置を検出可能なスクリーンとを用いたものなどを
屈曲方向検出手段として用いることができる。また、上
記レーザー射出装置とスクリーンとを用いた方法におい
ては、連結された定規体の一方にレーザー射出装置を設
け、他方の定規体に上記レーザー射出装置から射出され
るレーザーを受光するとともに、受光位置を検出するこ
とが可能なスクリーンを設けることにより、連結された
定規体同士を屈曲させた場合のスクリーン上のレーザー
の照射位置の変化から定規体同士の屈曲方向を測定でき
るようになっている。
What is necessary is that the bending direction detecting means of the connecting portion can measure the bending direction of one ruler body between the ruler bodies mechanically, electrically or optically connected to the other ruler body. Any of them may be used, and for example, a well-known rotary encoder or one using a laser emitting device and a screen capable of detecting a laser receiving position may be used as the bending direction detecting means. In the method using the laser emitting device and the screen, a laser emitting device is provided on one of the connected rulers, and the other ruler receives the laser emitted from the laser emitting device and receives the laser. By providing a screen that can detect the position, it is possible to measure the bending direction of the rulers from the change in the irradiation position of the laser on the screen when the connected rulers are bent. .

【0015】また、最後部方向検出手段は、最後部の定
規体の方向を検出できるものならばどのようなものでも
良く、例えば、ジャイロなどを用いることができる。ま
た、トータルステーションなどにより最後部の定規体上
の二点以上の点を測量したり、上記レーザ照射装置とス
クリーンもしくは二重のスクリーンとを用いたりするこ
とができる。また、上記位置演算手段は、周知のMPU
(microprocessor unit)などのように演算処理が可能
な素子等を用いた専用の回路や、汎用のコンピュータシ
ステムなどを用いることができる。
The rearmost direction detecting means may be any means as long as it can detect the direction of the rearmost ruled body, and for example, a gyro can be used. Further, it is possible to measure two or more points on the rearmost ruled body by a total station or to use the laser irradiation device and a screen or a double screen. Further, the position calculation means is a well-known MPU.
It is possible to use a dedicated circuit using an element capable of arithmetic processing such as (microprocessor unit) or a general-purpose computer system.

【0016】本発明の請求項2記載の位置検出装置は、
予め位置が測量された基準点に設置され、かつ、該基準
点に対する上記最後部の定規体の位置を光学的に測量す
る最後部測量手段と、上記先頭部の定規体に設けられ、
該先頭部の定規体に対する任意の目標点の位置を光学的
に測量する目標位置測量手段とが備えられ、上記位置演
算手段が、上記最後部測量手段により測量された上記基
準点に対する最後部の定規体の位置と、上述のように算
出された最後部の定規体に対する先頭部の定規体の位置
と、上記目標位置測量手段により測量された上記先頭部
の定規体に対する目標点の位置とから上記基準点に対す
る目標点の位置を算出することを上記課題の解決手段と
した。
A position detecting device according to claim 2 of the present invention is
The position is installed at the reference point whose position is measured in advance, and the rearmost surveying means for optically measuring the position of the rearmost ruler body with respect to the reference point, and the frontmost ruler body are provided,
Target position measuring means for optically measuring the position of an arbitrary target point with respect to the ruler body at the head portion is provided, and the position calculating means is provided for measuring the position of the rearmost portion with respect to the reference point measured by the rearmost portion measuring means. From the position of the ruler body, the position of the ruler body at the beginning with respect to the ruler body at the end calculated as described above, and the position of the target point for the ruler body at the beginning measured by the target position surveying means Calculating the position of the target point with respect to the reference point was used as a means for solving the above problems.

【0017】上記構成によれば、基準点と目標点との間
に障害物がある場合に、基準点から目標点を測量する際
に、基準点に最後部測量手段を配置し、基準点から光学
測量可能な位置に上記最後部の定規体を配置し、先頭の
定規体に設けられた目標位置測量手段により目標点が光
学的に測量可能となるように先頭部の定規体を配置し、
最後部の定規体と先頭部の定規体との間の定規体を上記
障害物を避けるように配置すれば、基準点から目標点を
測量することが可能となる。
According to the above construction, when there is an obstacle between the reference point and the target point, when the target point is measured from the reference point, the rearmost surveying means is arranged at the reference point and Place the last ruler at a position where optical surveying is possible, and arrange the leading ruler so that the target point can be optically surveyed by the target position surveying means provided on the leading ruler,
By arranging the ruler body between the last ruler body and the first ruler body so as to avoid the obstacle, it becomes possible to measure the target point from the reference point.

【0018】すなわち、上述のように定規体を配置した
場合には、基準点の配置された最後部測量手段により、
基準点に対する最後部の定規体の位置を測量することが
でき、最後部の定規体に対する先頭部の定規体の位置を
上述のように検出することができ、先頭部の定規体に設
けられた目標位置測量手段により、先頭部の定規体に対
する目標点の位置を測量することができる。従って、基
準点と目標点との間に障害物があっても、基準点から目
標点の位置を測量することができる。
That is, when the ruler body is arranged as described above, the rearmost surveying means in which the reference point is arranged causes
The position of the last ruler with respect to the reference point can be measured, the position of the first ruler with respect to the last ruler can be detected as described above, and it is provided on the first ruler. The target position measuring means can measure the position of the target point with respect to the regular body at the leading end. Therefore, even if there is an obstacle between the reference point and the target point, the position of the target point can be measured from the reference point.

【0019】例えば、小口径のトンネルの掘削に際し
て、シールド機の後方に各種台車や設備が配置されて基
準点からシールド機まで光学的に測量が可能な見通しが
確保できなくとも、シールド機の後方から定規体を連続
して配置し、かつ、最後部の定規体を各種台車や設備よ
りも後方に配置することにより、基準点からシールド機
の位置を容易に測定することが可能となる。
For example, when excavating a small-diameter tunnel, even if various carts and equipment are arranged behind the shield machine and a line of sight from the reference point to the shield machine can be optically surveyed, the rear side of the shield machine cannot be secured. Therefore, it is possible to easily measure the position of the shield machine from the reference point by arranging the ruler bodies in succession and arranging the rearmost ruler body behind the carriages and equipment.

【0020】また、上記定規体をトンネルの湾曲した部
分に配置することで、湾曲したトンネルにおいて、基準
点から湾曲部を超えてシールド機の位置の測量を行うこ
とができる。なお、上記位置検出装置は、トンネル内の
シールド機の位置検出に限られるものではなく、上述の
ように光学的測量に際して、見通しが確保できない部分
の測量や位置検出に好適に用いることができる。
Further, by disposing the ruler body in the curved portion of the tunnel, it is possible to measure the position of the shield machine in the curved tunnel from the reference point beyond the curved portion. The position detection device is not limited to the position detection of the shield machine in the tunnel, and can be suitably used for the position measurement and position detection of the part where the line of sight cannot be secured in the optical measurement as described above.

【0021】また、上記最後部測量手段は、例えば、周
知のトータルステーションを用いることができるが、基
本的に、基準点から最後部の定規体に対する方向と距離
とを測量できるものならば良い。また、最後部測量手段
を、自動追尾型のトータルスーテーションとしても良
く、この場合には、最後部測量手段から光学的に測量が
可能な範囲内で、かつ、自動追尾が可能な範囲内なら
ば、最後部の定規体が移動しても、自動的に最後尾の定
規体を追尾して最後部の定規体の位置を継続して検出す
ることができる。
Further, as the rearmost surveying means, for example, a well-known total station can be used, but basically, any means capable of measuring the direction and distance from the reference point to the rearmost ruled body may be used. Further, the rearmost surveying means may be an automatic tracking type total station. In this case, if it is within a range where optical surveying is possible from the rearmost surveying means and within a range where automatic tracking is possible. For example, even if the last ruler moves, the last ruler can be automatically tracked and the position of the last ruler can be continuously detected.

【0022】また、最後部測量手段を自動追尾型のトー
タルスーテーションとするとともに、最後部方向検出手
段及び屈曲方向検出手段において常時方向の検出を行う
ものとすれば、最後部の定規体が上記範囲内からでない
状態で、定規体が移動しても、先頭の定規体の位置をほ
ぼリアルタイムに算出することができる。目標位置測量
手段は、基本的に先頭部の定規体から目標点に対する距
離と方向とを測量できれば良く、上記最後部測量手段と
同様の構成で良い。
If the rearmost surveying means is an automatic tracking type total station and the rearmost direction detecting means and the bending direction detecting means constantly detect the direction, the ruler body at the rearmost portion is the above-mentioned. Even if the ruler moves within the range, the position of the leading ruler can be calculated almost in real time. Basically, the target position surveying means only needs to be able to measure the distance and direction to the target point from the ruler body at the leading end, and may have the same configuration as the last portion surveying means.

【0023】そして、目標位置測量手段を自動追尾型の
トータルステーションとすれば、目標点が移動しても、
先頭の定規体から目標点の位置をほぼリアルタイムに算
出することができる。従って、目標位置測量手段及び最
後部測量手段を自動追尾型のトータルステーションとす
れば、基準点に対して、定規体及び目標点がそれぞれ移
動しても、目標点の位置をほぼリアルタイムに算出する
ことができる。
If the target position measuring means is an automatic tracking type total station, even if the target point moves,
The position of the target point can be calculated from the leading ruler in almost real time. Therefore, if the target position surveying means and the rearmost surveying means are automatic tracking type total stations, the position of the target point can be calculated almost in real time even if the ruler body and the target point move with respect to the reference point. You can

【0024】本発明の請求項3記載の位置検出装置は、
一列に互いに連結された複数の台車が備えられ、各台車
と各定規体とを対応させるとともに、上記台車同士の連
結部の位置と上記定規体の連結部の位置とを対応させて
上記定規体が台車に載せられていることを上記課題の解
決手段とした。
A position detecting device according to claim 3 of the present invention is
A plurality of trolleys connected to each other in a row is provided, and each trolley and each ruler body are made to correspond to each other, and the position of the connecting portion between the trolleys and the position of the connecting portion of the ruler body are made to correspond to each other. Is mounted on a trolley as a means for solving the above problems.

【0025】上記構成によれば、上記定規体を台車によ
り容易に移動することが可能となる。また、位置検出装
置を小口径のシールド機の位置の測定に用いた場合、す
なわち、目標点をシールド機とし、障害物をシールド機
の支援設備(土砂やセグメントの搬出搬入用の台車は除
く)とした場合には、シールド機の後方に配置される支
援設備を上記定規体が載せられた台車に載置するように
することで、定規体が障害物を避けて配置された状態と
なる。
According to the above structure, the ruler can be easily moved by the carriage. When the position detection device is used to measure the position of a small-diameter shield machine, that is, the target point is the shield machine, and obstacles are support equipment for the shield machine (excluding trolleys for loading and unloading dirt and segments) In such a case, the supporting equipment arranged at the rear of the shield machine is placed on the carriage on which the ruler is placed, so that the ruler is placed avoiding obstacles.

【0026】すなわち、シールド機を目標点とした場合
に、先頭部の定規体にシールド機を目標点とする目標位
置測量手段を設けることにより、先頭部の定規体からシ
ールド機までの位置関係を把握することができ、支援設
備を台車に載せてしまうことで、基準点から見通しのき
く位置に最後部の定規体を配置することができるので、
結果的に既に掘削されたトンネル内において、基準点か
らシールド機までの見通しがなくとも、基準点からシー
ルド機の位置を測定することができる。なお、上記台車
は、特に限定されるものではないが、トンネル内に土砂
の搬出及びセグメントの搬入用の軌道とは別に、支援設
備の台車用の軌道が設けられる場合には、該軌道上を走
行する台車とすることが好ましい。
That is, when the shield machine is used as a target point, a target position measuring means having the shield machine as a target point is provided in the leading part of the ruler, so that the positional relationship from the leading part of the ruler to the shield machine is determined. By grasping the support equipment on the trolley, it is possible to place the ruler at the rearmost part in a position where the line of sight can be seen from the reference point.
As a result, the position of the shield machine can be measured from the reference point even if there is no visibility from the reference point to the shield machine in the already excavated tunnel. In addition, the trolley is not particularly limited, but in the case where a track for the trolley of the support equipment is provided in addition to the track for carrying in the sand and carrying in the segment in the tunnel, It is preferable to use a trolley for traveling.

【0027】本発明の請求項4記載の測量方法は上記請
求項2または3に記載された位置検出装置を用いたもの
であり、予め位置が測量された基準点に最後部測量手段
を配置し、上記最後部の定規体を上記最後部測量手段に
より光学的に測量が可能な位置に配置するとともに、上
記目標位置測量手段の設けられた先頭部の定規体を上記
目標位置測量手段により測量すべき目標点の光学的測量
が可能な位置に配置し、次いで、上記最後部測量手段に
より基準点に対する最後部の定規体の位置を測量し、上
記最後部方向検出手段により最後部の定規体の方向を検
出し、上記屈曲方向検出手段により各定規体の屈曲方向
を検出し、上記目標位置測量手段により先頭部の定規体
に対する目標点の位置を測量し、上記位置演算手段によ
り、上記基準点に対する上記目標点の位置を算出するこ
とを上記課題の解決手段とした。
The surveying method according to claim 4 of the present invention uses the position detecting device according to claim 2 or 3, wherein the rearmost surveying means is arranged at a reference point whose position is measured in advance. , The rearmost ruler body is arranged at a position where the rearmost part surveying means can optically measure, and the leading part ruler body provided with the target position surveying means is measured by the target position surveying means. The target point should be placed in a position where optical surveying is possible, and then the rearmost surveying means measures the position of the rearmost ruler with respect to the reference point, and the rearmost direction detecting means determines the rearmost ruler. Direction, the bending direction detecting means detects the bending direction of each ruler, the target position measuring means measures the position of the target point with respect to the leading ruler, and the position calculating means calculates the reference point. To Calculating a position of the target point which has the means for solving the above-described problem.

【0028】上記構成によれば、上記請求項2または3
に記載の構成の場合と同様に障害物などにより基準点か
ら目標点まで光学的な測量が無理な場合に、上記定規体
により障害物を迂回して基準点から目標点までの測量を
行うことができる。
According to the above construction, the above-mentioned claim 2 or 3
As in the case of the configuration described in, when the optical measurement from the reference point to the target point is impossible due to obstacles, etc., the obstacle should be circumvented by the above ruler to measure from the reference point to the target point. You can

【0029】本発明の請求項5記載の掘削方向制御シス
テムは、上記請求項3記載の位置検出装置を用いたシー
ルド機による掘削におけるものであり、上記目標位置測
量手段及び最後部測量手段を有し、かつ、シールド機を
目標点とする位置検出装置と、該位置検出装置により検
出されたシールド機の位置に基づいてシールド機の推進
用ジャッキの駆動を制御してシールド機の掘削方向を制
御する制御手段とを具備してなり、上記シールド機を光
学的に測量可能な位置に上記先頭部の定規体を載せた台
車が配置されるとともに、上記基準点から光学的に測量
可能な位置に上記最後部の定規体を載せた台車が配置さ
れるように、上記互いに連結された定規体を載せた台車
が配置され、上記位置検出装置の位置演算手段が、上記
最後部測量手段、上記最後部方向検出手段、上記屈曲方
向検出手段、上記目標位置測量手段により求められた情
報に基づいて、上記基準点から目標点となる上記シール
ド機の位置を算出し、上記制御手段が上記位置検出装置
により求められた上記目標点となるシールド機の位置
と、予め設定されたシールド機の予定経路とに基づい
て、シールド機の推進用ジャッキを制御することを上記
課題の解決手段とした。
The excavation direction control system according to claim 5 of the present invention is for excavation by a shield machine using the position detecting device according to claim 3, and has the target position surveying means and the rearmost surveying means. In addition, the excavation direction of the shield machine is controlled by controlling the position detection device having the shield machine as a target point and the drive of the jack for propulsion of the shield machine based on the position of the shield machine detected by the position detection device. And a control means for controlling the shield machine, and a cart on which the ruler of the leading portion is placed is arranged at a position where the shield machine can be optically measured, and a position where the shield machine can be optically measured from the reference point. The trolley on which the rulers connected to each other are placed so that the trolley on which the ruler on the rearmost part is placed is arranged, and the position calculating means of the position detecting device is the rearmost surveying means, Based on the information obtained by the rearmost direction detecting means, the bending direction detecting means, and the target position measuring means, the position of the shield machine as the target point is calculated from the reference point, and the control means calculates the position. Controlling the propulsion jack of the shield machine based on the position of the shield machine, which is the target point obtained by the detection device, and the preset planned route of the shield machine is the means for solving the above problems.

【0030】上記構成によれば、上述のように小口径の
シールド機の場合に後方の支援設備により基準点からの
見通しが確保できなくとも、基準点からシールド機の位
置を追尾することが可能であり、上記シールド機の追尾
された位置に基づいて、小口径のシールド機において
も、大口径のシールド機と同様にシールド機の推進用ジ
ャッキによりシールド機の姿勢を制御することが可能と
なり、小口径のシールド機において、掘削方向の制御の
自動化を図ることができる。また、大口径のシールド機
において、上記定規体が載置された台車を、トンネルの
湾曲部に配置すれば、湾曲部において、基準点の盛替を
繰り返さなくとも、シールド機の位置を追尾して測定す
ることが可能となり、湾曲部及び湾曲部を超えた部分の
自動制御の省力化を図ることができる。
According to the above configuration, in the case of a shield machine having a small diameter as described above, the position of the shield machine can be tracked from the reference point even if the rear support equipment cannot secure the visibility from the reference point. Is, based on the tracked position of the shield machine, even in a small-diameter shield machine, it is possible to control the attitude of the shield machine by the jack for propulsion of the shield machine as in the large-diameter shield machine, In a small-diameter shield machine, the control of the excavation direction can be automated. Also, in a large-diameter shield machine, if the truck on which the ruler is placed is placed in the curved portion of the tunnel, the position of the shield machine can be tracked in the curved portion without repeating the re-adjustment of the reference point. Therefore, it is possible to save the labor of automatic control of the curved portion and the portion beyond the curved portion.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の位置検出装置、
測量方法及び掘削方向制御システムの実施の形態の一例
について説明する。なお、以下に説明する実施の形態の
一例の掘削方向制御システムは、シールド工法によるト
ンネルの構築に際し、本発明の位置検出装置及び測量方
法を応用して、シールド機の掘削方向を制御するもので
ある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The position detecting device of the present invention will be described below.
An example of an embodiment of the surveying method and the excavation direction control system will be described. The excavation direction control system of an example of the embodiment described below is a system for controlling the excavation direction of a shield machine by applying the position detection device and the surveying method of the present invention when constructing a tunnel by the shield construction method. is there.

【0032】すなわち、この一例の掘削方向制御システ
ムは、基本的にシールド工法によるトンネルの構築設備
の一部をなすものであり、図1に示すように、シールド
機10と、該シールド機10の位置を検出する位置検出
装置20と、該位置検出装置20及びシールド機10か
ら出力されるデータに基づいてシールド機を制御する制
御部30と、上記位置検出装置20を搭載するとともに
シールド機10の支援設備を搭載する互いに連結された
複数の台車40…とを基本構成とするものである。
That is, the excavation direction control system of this example basically forms a part of the tunnel construction equipment by the shield construction method, and as shown in FIG. 1, the shield machine 10 and the shield machine 10 are installed. A position detection device 20 that detects a position, a control unit 30 that controls the shield machine based on data output from the position detection device 20 and the shield machine 10, and a shield machine 10 that is equipped with the position detection device 20. The basic configuration is a plurality of trolleys 40 ... Which are equipped with supporting equipment and are connected to each other.

【0033】上記シールド機10は、周知のシールド機
であるが、この一例では、図2に示す土圧シールド機1
0を用いている。なお、シールド機10は、土圧シール
ド機10に限定されるものではなく、周知のシールド機
10を用いることができる。
The shield machine 10 is a known shield machine, but in this example, the earth pressure shield machine 1 shown in FIG.
0 is used. The shield machine 10 is not limited to the earth pressure shield machine 10, and a known shield machine 10 can be used.

【0034】図2に示すように、上記シールド機10
は、周知のように、円筒形の外板11と、カッタービッ
トを有するディスク状もしくはスポーク状のカッター1
2と、セグメント13…の組立用のエレクター14と、
シールド機10の先端部から後方側に土砂を取り込むス
クリューコンベヤ15と、スクリューコンベヤ15によ
り取り込まれた土砂を土砂運搬車(図示略)に積載する
ベルトコンベヤ16と、組み立てられたセグメント13
…から反力を取ってシールド機を前進させる油圧のジャ
ッキ17…等とを有するとともに、切羽土圧センサ(図
5に図示)18a、ガス検知器(図5に図示)18b等
のセンサと、上記ジャッキ17…のストローク及びスピ
ード、カッター12の回転数(回転速度)、スクリュー
コンベヤ15のスクリュー回転数等のシールド機10の
各種装置の作動を検出するセンサ(図示略)とを有す
る。
As shown in FIG. 2, the shield machine 10 described above is used.
Is, as is well known, a disk-shaped or spoke-shaped cutter 1 having a cylindrical outer plate 11 and a cutter bit.
2 and an erector 14 for assembling the segment 13 ...
A screw conveyor 15 for taking in the earth and sand from the tip of the shield machine 10 to the rear side, a belt conveyor 16 for loading the earth and sand taken in by the screw conveyor 15 on an earth and sand carrier (not shown), and the assembled segment 13
And a hydraulic jack 17 for advancing the shield machine by taking a reaction force from ..., and a sensor such as a face earth pressure sensor (shown in Fig. 5) 18a and a gas detector (shown in Fig. 5) 18b. It has a sensor (not shown) that detects the operation of various devices of the shield machine 10, such as the stroke and speed of the jacks 17 ..., the rotation speed (rotation speed) of the cutter 12, the screw rotation speed of the screw conveyor 15, and the like.

【0035】また、シールド機10は、各種センサから
の信号に基づいて、各センサの測定結果を制御部30に
出力する作動状態出力装置(図5に図示)41aを有す
る。さらに、シールド機10は、各ジャッキ17…のス
トローク及びスピード、カッター12の回転数、スクリ
ューコンベヤ15の回転数等を操作する操作制御装置
(図5に図示)41bを有する。
The shield machine 10 also has an operating state output device (shown in FIG. 5) 41a for outputting the measurement result of each sensor to the control unit 30 based on the signals from the various sensors. Further, the shield machine 10 has an operation control device (shown in FIG. 5) 41b for operating the stroke and speed of each jack 17, ..., The rotation speed of the cutter 12, the rotation speed of the screw conveyor 15, and the like.

【0036】すなわち、シールド機10は、シールド機
10を運転操作するために、シールド機10の各種装置
を操作制御する操作制御装置41bと、シールド機10
の操作に際してシールド機10の各種装置の運転状況を
表示出力するための作動状態出力装置41aとを有す
る。なお、操作制御装置41b及び作動状態出力装置4
1aは、支援設備として操作盤用台車41(図1等に図
示)に搭載されている。
That is, the shield machine 10 includes an operation control device 41b for operating and controlling various devices of the shield machine 10 in order to drive and operate the shield machine 10, and the shield machine 10.
The operation state output device 41a for displaying and outputting the operating conditions of various devices of the shield machine 10 at the time of the operation. The operation control device 41b and the operation state output device 4
1a is mounted on a trolley 41 for an operation panel (shown in FIG. 1 and the like) as support equipment.

【0037】上記位置検出装置20は、図1、図3及び
図4に示すように、互いに連結された複数の定規体21
…と、各定規体21…同士の連結部22…に設けれら
れ、連結された定規体21…の一方に対する他方の屈曲
方向を検出する屈曲方向検出部23…と、上記シールド
機10に取り付けられたターゲット24及び上記定規体
21…のうちの先頭の定規体21aに設けられた自動追
尾型のトータルステーション25からなる目標位置検出
部26と、上記定規体21…のうちの最後部の定規体2
1bに設けられたターゲット27及び予め位置が測定さ
れた基準点Oに設置された自動追尾型のトータルステー
ション28からなる最後部位置検出部29とを具備して
なるものである。
As shown in FIGS. 1, 3 and 4, the position detecting device 20 includes a plurality of ruled bodies 21 connected to each other.
, And a bending direction detecting portion 23 provided in a connecting portion 22 between the rulers 21 and detecting the bending direction of one of the connected rulers 21 and the other, and is attached to the shield machine 10. Of the target 24 and the ruler 21 ... The target position detecting section 26 including the automatic tracking type total station 25 provided on the leading ruler 21a of the ruler 21 ... And the ruler of the last part of the ruler 21 ... Two
1b and a rearmost position detecting unit 29 including an automatic tracking type total station 28 installed at a reference point O whose position has been measured in advance.

【0038】互いに連結された複数の定規体21…は、
この例において、円筒状に形成されたものであり、定規
体21…同士の連結部22…は、ボールジョイントとな
っている。そして、定規体21…の連結部22…間の距
離は既知ものとなっている。また、定規体21…の連結
部22…間の距離は、上記互いに連結された台車40…
の連結器(図1に図示)42…間の距離と対応したもの
となっている。
The plurality of rulers 21 ...
In this example, it is formed in a cylindrical shape, and the connecting portions 22 of the rulers 21 ... Are ball joints. The distance between the connecting portions 22 of the rulers 21 is known. Further, the distance between the connecting portions 22 of the ruler bodies 21 ...
Corresponding to the distance between the couplers (shown in FIG. 1) 42 ...

【0039】また、各定規体21…は、各台車40…に
図示しない緩衝装置(図示略)を介して接合されてお
り、台車40とともに移動可能となっているとともに、
台車40…が移動した際に、連結された台車40…間で
前後左右上下のずれや振動が生じても、上記緩衝装置に
より定規体21…同士の連結が外れたり、定規体21…
や連結部22…に無理な力がかかったりしないようにな
っている。また、上記緩衝装置は、重力等により、定規
体21…の上下方向を常に鉛直方向に沿わせて支持する
ようになっているとともに、連結部22…において、ね
じれが生じないようになっている。
Each of the rulers 21 is joined to each of the carriages 40 through a shock absorber (not shown) which is not shown in the drawing, and is movable together with the carriage 40.
When the bogies 40 move, even if there is a shift in the front-rear, left-right and up-down directions or vibrations between the joined bogies 40 ..., the above-mentioned shock absorber disengages the rulers 21 ...
Also, it is designed so that excessive force is not applied to the or connection portion 22. Further, the above-mentioned shock absorbing device is configured to always support the vertical direction of the ruler bodies 21 ... along the vertical direction due to gravity or the like, and to prevent the connecting portions 22 ... from being twisted. .

【0040】また、上記ボールジョイントからなる連結
部22…は、予め決められた許容範囲内で定規体21…
同士を上下左右の全方向において屈曲可能に連結してい
るとともに、一方の定規体21…から他方の定規体21
…に挿通する挿通孔(図示略)が形成されている。そし
て、連結された定規体21…においては、各連結部22
…に屈曲方向検出部23…が設けられている。
Further, the connecting portions 22 ... Composed of the ball joints have a ruler 21 within a predetermined allowable range.
The two are connected to each other so that they can be bent in all directions, and the one ruler 21 ...
An insertion hole (not shown) that is inserted into the ... Is formed. Then, in the connected ruler bodies 21 ...
Is provided with a bending direction detection unit 23.

【0041】図3に示すように、上記屈曲方向検出部2
3は、周知のものであり、互いに連結された定規体21
…の一方の定規体21…の連結側の端部の内部に配置さ
れたレーザー照射装置23aと、他方の定規体の連結側
の端部に配置されたレーザ光線を受光するスクリーン2
3b及び座標検出部23cとを有するものである。そし
て、レーザー照射装置23aは、互いに連結された定規
体21、21が一直線上に配置された状態で上記ポール
ジョイントの挿通孔を通して上記スクリーン23bの基
準となる点(図示略)にレーザーを照射するようになっ
ている。
As shown in FIG. 3, the bending direction detecting section 2 is provided.
3 is a well-known one, and the ruler body 21 connected to each other.
A laser irradiation device 23a disposed inside the end of the one ruler 21 on the connecting side, and a screen 2 receiving the laser beam disposed on the end of the other ruler on the connecting side.
3b and the coordinate detection unit 23c. Then, the laser irradiation device 23a irradiates a laser to a reference point (not shown) of the screen 23b through the insertion hole of the pole joint in a state where the ruled bodies 21, 21 connected to each other are aligned. It is like this.

【0042】また、連結された定規体21、21同士が
連結部22で屈曲した場合には、その屈曲方向(角度)
に対応してスクリーン23b上のレーザ照射装置23a
によるレーザーの照射位置が基準となる点からずれるよ
うになっている。また、上記スクリーン23bは上述の
ようにレーザー光線を受光し、受光した部分が輝点とな
る。そして、上記座標検出部23cは、例えば、CCD
等の受光素子(撮像素子)により、スクリーン23b上
の上記輝点の位置を検出し、輝点の位置を、例えば、ス
クリーン23b上のXY座標系のXY座標に変換し、こ
のXY座標を出力するものである。
When the connected rulers 21, 21 are bent at the connecting portion 22, their bending direction (angle)
Corresponding to the laser irradiation device 23a on the screen 23b
The irradiation position of the laser due to is shifted from the reference point. Further, the screen 23b receives the laser beam as described above, and the received part becomes a bright spot. The coordinate detection unit 23c is, for example, a CCD
The position of the bright spot on the screen 23b is detected by a light receiving element (imaging device) such as, and the position of the bright spot is converted into, for example, XY coordinates of an XY coordinate system on the screen 23b, and the XY coordinates are output. To do.

【0043】なお、座標検出部23cを、単にスクリー
ン23bの画像を出力するものとし、後述する路線管理
システム31が、上記画像から上記輝点の位置を検出す
るものとしても良い。そして、スクリーン23bの座標
検出部23cから出力されたXY座標は、路線管理シス
テム31に出力され、連結部22における一方の定規体
21対する他方の定規体21の屈曲方向のデータに変換
される。
The coordinate detection unit 23c may simply output the image of the screen 23b, and the route management system 31 described later may detect the position of the bright spot from the image. Then, the XY coordinates output from the coordinate detection unit 23c of the screen 23b are output to the route management system 31 and converted into data in the bending direction of the one ruler 21 in the connecting unit 22 to the other ruler 21.

【0044】なお、上記定規体21…においては、少な
くとも3つ以上の定規体21…が連結された状態となっ
ているので、両端の定規体21a、21bを除く定規体
21…においては、定規体21…の一方の端部の内部に
上記レーザー照射装置23aが設けられ、他方の端部の
内部にスクリーン23b及び座標検出部23cが設けら
れている。そして、上述のように各定規体21…の連結
部22…間の距離が既知で、かつ、各連結部22…にお
ける屈曲方向が屈曲方向検出部23により検出できるこ
とから、後述するように最後部の定規体21bの方向が
わかれば、最後部の定規体21bの所定部位に対する先
頭部の定規体21aの所定部位の相対位置を求めること
ができる。
Since at least three rulers 21 ... Are connected in the ruler 21 ..., the ruler 21 ... Except for the rulers 21a and 21b at both ends is a ruler. The laser irradiation device 23a is provided inside one end of the body 21 ... And the screen 23b and the coordinate detection unit 23c are provided inside the other end. As described above, since the distance between the connecting portions 22 of each ruler 21 is known and the bending direction of each connecting portion 22 can be detected by the bending direction detecting portion 23, the rearmost portion will be described later. If the direction of the ruler 21b is known, the relative position of the predetermined part of the leading ruler 21a to the predetermined part of the last ruler 21b can be obtained.

【0045】また、最後部の定規体21bの所定部位の
絶対位置(最後部の定規体21bの姿勢も含む)がわか
れば、先頭部の定規体21aの絶対位置がわかるように
なっている。目標位置検出部26は、周知の自動追尾型
のトータルステーション25と該トータルステーション
25のターゲット24とを有するものである。そして、
この一例においては、トータルステーション25には、
ターゲット24とまでの距離を光波により測定する周知
の光波測距儀25aと、上記屈曲方向検出部23と同様
のレーザ照射装置25bと、後述するターゲット24か
らの信号に基づき、光波測距儀25aとレーザー照射装
置25bの照射方向を水平面及び垂直面内でそれぞれ回
転移動させる方向制御部25cと、上記方向制御部25
cの移動に対応してトータルステーション25からター
ゲット24に対する水平角及び高度角を測定するセオド
ライト25dとを有するものである。
Further, if the absolute position of a predetermined portion of the rearmost ruler 21b (including the posture of the rearmost ruler 21b) is known, the absolute position of the leading ruler 21a can be known. The target position detection unit 26 has a well-known automatic tracking type total station 25 and a target 24 of the total station 25. And
In this example, the total station 25
A known lightwave rangefinder 25a for measuring the distance to the target 24 by a lightwave, a laser irradiation device 25b similar to the bending direction detecting section 23, and a lightwave rangefinder 25a based on a signal from the target 24 described later. And a direction control unit 25c for rotating and moving the irradiation direction of the laser irradiation device 25b in a horizontal plane and a vertical plane, respectively.
The theodolite 25d for measuring the horizontal angle and the altitude angle from the total station 25 to the target 24 in response to the movement of c.

【0046】そして、トータルステーション25におい
ては、上記レーザ照射装置25bとターゲット24との
後述する作用により、ターゲット24の移動方向及び移
動量を得ることができ、上記方向制御部25cにより、
光波測距儀25aとレーザー照射装置25bの照射方向
を常時ターゲット24に向けられるようになっている。
そして、光波測距儀25aによりターゲット24までの
距離を測定できるとともに、セオドライト25cによ
り、ターゲット24の水平角及び高度角を得ることがで
きるようになっている。
Then, in the total station 25, the moving direction and the moving amount of the target 24 can be obtained by the operation of the laser irradiation device 25b and the target 24 which will be described later.
The irradiation directions of the light wave distance measuring device 25a and the laser irradiation device 25b can be always directed to the target 24.
The distance to the target 24 can be measured by the light wave distance measuring device 25a, and the horizontal angle and the altitude angle of the target 24 can be obtained by the theodolite 25c.

【0047】上記ターゲット24は、基本的に上記光波
測距儀25aからの光波を同一方向に反射するプリズム
反射鏡24aと、上記レーザー光線を受光する二重のス
クリーン24b、24b及びそれぞれのスクリーン24
b、24bのレーザー光線の受光位置の座標を検出する
座標検出部24c、24cとを有するものである。そし
て、ターゲット24の二重のスクリーン24b、24b
及び座標検出部24c、24cは、基本的に、上記屈曲
方向検出部23のスクリーン23bと座標検出部23c
と同様のものである。そして、二重のスクリーン24
b、24bにおいては、二つのスクリーン24b、24
bが平行に配置されているとともに、少なくとも、前方
のスクリーン24bが、レーザー光線を透過することが
可能となっている。
The target 24 is basically a prism reflecting mirror 24a for reflecting the light wave from the light wave distance measuring device 25a in the same direction, dual screens 24b, 24b for receiving the laser beam, and the respective screens 24.
coordinate detection units 24c and 24c for detecting the coordinates of the light receiving positions of the laser beams b and 24b. And the double screens 24b, 24b of the target 24
The coordinate detection units 24c and 24c basically include the screen 23b and the coordinate detection unit 23c of the bending direction detection unit 23.
Is similar to And double screen 24
b and 24b, two screens 24b and 24
b are arranged in parallel, and at least the front screen 24b can transmit the laser beam.

【0048】そして、各スクリーン24b、24bに
は、上述の屈曲方向検出部23と同様の座標検出部24
c、24cが設けられ、二つのスクリーン24b、24
b上のレーザー光線の照射による輝点の位置をそれぞれ
のスクリーン24b、24b上のXY座標位置として出
力するようになっている。そして、二重のスクリーン2
4b、24bに対して直角にレーザー光線が照射された
場合には、前後のスクリーン24b,24bの照射位置
を示すXY座標が同じになり、レーザー光線の照射方向
が直角からずれた場合には、該照射方向と二枚のスクリ
ーン24b、24b同士の間隔とに基づいて、各スクリ
ーン24b、24bの照射位置を示す座標位置が異なる
ものとなる。
The screens 24b and 24b have coordinate detecting sections 24 similar to the bending direction detecting section 23 described above.
c, 24c are provided, and two screens 24b, 24 are provided.
The positions of the bright spots by the irradiation of the laser beam on the screen b are output as the XY coordinate positions on the screens 24b and 24b. And double screen 2
When the laser beam is radiated at a right angle to 4b and 24b, the XY coordinates indicating the irradiation positions of the front and rear screens 24b and 24b become the same, and when the irradiation direction of the laser beam deviates from the right angle, the irradiation is performed. Based on the direction and the distance between the two screens 24b, 24b, the coordinate position indicating the irradiation position of each screen 24b, 24b is different.

【0049】従って、上記座標位置のずれから二重のス
クリーン24b、24bに対するレーザー光線の照射方
向、言い換えれば、レーザー光線に対する二重のスクリ
ーン24b、24bを有するターゲット24及びターゲ
ット24が配置された移動体(シールド機10)の角度
(姿勢)を求めることが可能となっている。そして、レ
ーザー光線の方向は、トータルステーション25のセオ
ドライト25dにより測定可能であり、上述のように二
重のスクリーン24b、24bにより、レーザー光線に
対するターゲット24及びターゲット24が配置された
シールド機10の方向が測定可能なことから、シールド
機10の現在の進行方向及び姿勢の変化(ピッチング及
びヨーイング)を算出することができる。
Therefore, due to the deviation of the coordinate position, the irradiation direction of the laser beam to the double screens 24b, 24b, in other words, the target 24 having the double screens 24b, 24b for the laser beam and the moving body in which the target 24 is arranged ( It is possible to obtain the angle (posture) of the shield machine 10). The direction of the laser beam can be measured by the theodolite 25d of the total station 25, and the direction of the target 24 and the shield machine 10 on which the target 24 is arranged with respect to the laser beam can be measured by the double screens 24b and 24b as described above. Therefore, it is possible to calculate the current traveling direction and change in the posture of the shield machine 10 (pitching and yawing).

【0050】また、二重のスクリーン24b、24bの
座標検出部24c、24cは、二重のスクリーン24
b、24b上において、レーザーの照射位置の移動量及
び移動方向を検出することができるようになっており、
レーザー光線に対するターゲット24の移動方向と移動
量を検出することができる。従って、上記座標検出部2
4c、24cからのデータと、光波測距儀25aからの
距離のデータとにより、ターゲット24を自動追尾する
ために、光波測距儀25aと及びレーザー照射装置25
bの照射方向を上下左右に回転移動する移動方向及び移
動量を算出できるようになっている。
Further, the coordinate detecting portions 24c and 24c of the double screens 24b and 24b are
It is possible to detect the moving amount and moving direction of the laser irradiation position on b and 24b.
The moving direction and the moving amount of the target 24 with respect to the laser beam can be detected. Therefore, the coordinate detection unit 2
In order to automatically track the target 24 based on the data from 4c and 24c and the data on the distance from the lightwave rangefinder 25a, the lightwave rangefinder 25a and the laser irradiation device 25
It is possible to calculate the movement direction and the movement amount for rotating the irradiation direction of b up, down, left and right.

【0051】そして、上記トータルステーション25の
方向制御部25cが、ターゲット24により求められた
ターゲット24の移動方向と移動量に基づいて、光波測
距儀25aと及びレーザー照射装置25bの照射方向を
移動するようになっている。すなわち、上記トータルス
テーション25とターゲット24とからなる目標位置検
出部26により、ターゲット24までの距離と、ターゲ
ット24の方向と、ターゲット24の姿勢(レーザ光線
に対する角度)が得られるとともに、ターゲット24が
移動した場合にこれを自動追尾して、常時、ターゲット
24までの距離と、ターゲット24の方向と、ターゲッ
ト24の姿勢を測定することができるようになってい
る。
Then, the direction control unit 25c of the total station 25 moves the irradiation range of the optical distance measuring instrument 25a and the laser irradiation device 25b based on the moving direction and the moving amount of the target 24 obtained by the target 24. It is like this. That is, the target position detection unit 26 including the total station 25 and the target 24 obtains the distance to the target 24, the direction of the target 24, and the attitude (angle with respect to the laser beam) of the target 24, and the target 24 moves. In this case, the distance can be automatically tracked to measure the distance to the target 24, the direction of the target 24, and the attitude of the target 24.

【0052】また、目標位置検出部26の上記ターゲッ
ト24が上記シールド機10の後部の所定位置に設置さ
れるとともに、上記トータルステーション25が上記定
規体21…のうちの先頭の定規体21aの連結部22か
ら所定の距離の位置に設置されており、上記目標位置検
出部26は、先頭の定規体21aの所定位置からシール
ド機10までの距離と、方向と、シールド機10の姿勢
を測定できるようになっている。
Further, the target 24 of the target position detector 26 is installed at a predetermined position on the rear portion of the shield machine 10, and the total station 25 is connected to the leading ruler 21a of the rulers 21 ... The target position detection unit 26 is installed at a position at a predetermined distance from 22, so that the target position detection unit 26 can measure the distance from the predetermined position of the leading ruler 21a to the shield machine 10, the direction, and the attitude of the shield machine 10. It has become.

【0053】上記最後部位置検出部29は、基本的に、
上記目標位置検出部26と同様の構成を有するものであ
り、図3に示すように、上述の自動追尾型のトータルス
テーション28と、ターゲット27とを有するものであ
る。そして、上記トータルステーション28は、光波測
距儀28aと、レーザ照射装置28bと、方向制御部2
8cと、セオドライト28dとを有し、上記ターゲット
27は、プリズム反射鏡27aと、二重のスクリーン2
7b、27bと、座標検出部27c、27cとを有す
る。
The rearmost position detecting section 29 basically has
The target position detection unit 26 has the same configuration as that of the target position detection unit 26, and includes the automatic tracking type total station 28 and the target 27 as shown in FIG. The total station 28 includes the light distance measuring device 28a, the laser irradiation device 28b, and the direction controller 2.
8c and a theodolite 28d, the target 27 includes a prism reflector 27a and a double screen 2
7b and 27b, and coordinate detection units 27c and 27c.

【0054】そして、最後部位置検出部29のターゲッ
ト27が上記定規体21…のうちの最後部の定規体21
bの所定位置に設置されるとともに、上記トータルステ
ーション28が上記基準点Oに設置されており、上記最
後部位置検出部29は、基準点Oから最後部の定規体2
1bの所定位置までの距離と、方向と、最後部の定規体
21bの姿勢を測定できるようになっている。
Then, the target 27 of the rearmost position detecting unit 29 is the ruler 21 at the rearmost part of the rulers 21 ...
The total station 28 is installed at a predetermined position of b, and the total station 28 is installed at the reference point O.
It is possible to measure the distance to the predetermined position of 1b, the direction, and the attitude of the rearmost ruler 21b.

【0055】そして、上述のように、上記最後部位置検
出部29により基準点Oから最後部の定規体21bの所
定位置までの距離と、方向と、最後部の定規体21bの
姿勢を測定でき、かつ、定規体21…の連結部22…間
の距離と、連結部22…の各屈曲方向検出部23…から
のデータにより、最後部の定規体21bの所定部位に対
する先頭部の定規体21aの所定部位の相対位置が算出
でき、かつ、上記目標位置検出部26により先頭の定規
体21aの所定位置からシールド機10までの距離と、
方向と、シールド機10の姿勢を測定できることから、
上記位置検出装置20により、基準点Oに対するシール
ド機10の位置と、シールド機10の姿勢とを知ること
ができる。
As described above, the rearmost position detecting unit 29 can measure the distance from the reference point O to the predetermined position of the rearmost ruler 21b, the direction, and the attitude of the rearmost ruler 21b. Further, based on the distance between the connecting portions 22 of the ruler 21 and the data from each bending direction detecting portion 23 of the connecting portion 22, the leading ruler 21a corresponding to the predetermined portion of the trailing ruler 21b. The relative position of the predetermined part can be calculated, and the distance from the predetermined position of the leading ruler 21a to the shield machine 10 by the target position detection unit 26,
Since it is possible to measure the direction and the attitude of the shield machine 10,
With the position detection device 20, the position of the shield machine 10 with respect to the reference point O and the attitude of the shield machine 10 can be known.

【0056】すなわち、上記位置検出装置20により、
シールド機10のターゲットを、基準点Oに設けられた
自動追尾型トータルステーションにより直接測量した場
合と同様のデータを得ることができ、かつ、連結された
定規体21…の部分においては、直線的な見通しを確保
する必要がなく、障害物を避けたり、湾曲した経路に対
応したりすることができる。従って、上記位置検出装置
20によれば、基準点Oからシールド機10に対して光
学的に測量可能な見通しが確保できなくとも、見通しが
確保できた場合と同様にシールド機10の位置の測量を
行うことができる。
That is, by the position detecting device 20,
It is possible to obtain the same data as in the case where the target of the shield machine 10 is directly measured by the automatic tracking type total station provided at the reference point O, and in the part of the connected rulers 21 ... It is possible to avoid obstacles and cope with curved paths without having to secure the line of sight. Therefore, according to the position detection device 20, even if the line of sight that can be optically surveyed from the reference point O to the shield machine 10 cannot be secured, the position measurement of the shield machine 10 is performed in the same manner as when the line of sight is secured. It can be performed.

【0057】上記台車40…は、図4に示すように、シ
ールド機10後方の組み立てられたセグメント13…の
底部に施設される第一の軌道44上を移動するものであ
る。なお、上記台車40…は、基本的にセグメント13
…の搬入及び土砂の搬出に用いられる搬送台車(図示
略)とは異なるとともに、搬送台車用の第二の軌道45
とは異なる第一の軌道44上を移動するようになってい
る。
As shown in FIG. 4, the carriages 40 move on a first track 44 installed at the bottom of the assembled segments 13 behind the shield machine 10. In addition, the trolley 40 ...
The second track 45 for the carrier is different from the carrier (not shown) used for carrying in and carrying out the earth and sand.
It is adapted to move on a first orbit 44 different from.

【0058】すなわち、組み立てられたセグメント13
…の底部には、セグメント13…の搬入及び土砂の排出
に用いられる搬送台車のための第二の軌道45と、位置
検出装置20を搭載した台車40…用の第一の軌道44
との二系統の軌道44、45が敷設されるようになって
いる。また、これら軌道44、45は、シールド機10
の前進に伴って延長されたセグメント13…に追従して
順次延長されるようになっている。
That is, the assembled segment 13
At the bottom of ..., a second track 45 for a carrier truck used for carrying in the segments 13 and discharging soil and a first track 44 for a truck 40 equipped with the position detecting device 20.
And two systems of tracks 44 and 45 are laid. In addition, these orbits 44 and 45 are used for the shield machine 10.
.. are sequentially extended in accordance with the segments 13 ...

【0059】そして、上記台車40…には、位置検出装
置20の各定規体21…及び屈曲方向検出部23…、目
標位置検出部26のトータルステーション25及び最後
部位置検出部29のターゲット27が載せられた状態と
なっている。また、上記台車40…が、図4に示すよう
に、湾曲した第一の軌道44上を走行した場合には、上
記台車40…上の定規体21…の各連結部22…が屈曲
することにより、定規体21…が湾曲した第一の軌道4
4上の台車40…にほぼ沿って配置されるようになって
いる。
On the carriage 40, the rulers 21 of the position detecting device 20, the bending direction detecting portion 23, the total station 25 of the target position detecting portion 26 and the target 27 of the rearmost position detecting portion 29 are placed. It is in a state where it has been Further, as shown in FIG. 4, when the carriage 40 runs on a curved first track 44, the connecting portions 22 of the ruler bodies 21 on the carriage 40 are bent. The first orbit 4 in which the rulers 21 ...
4 are arranged substantially along the bogie 40.

【0060】また、上記台車40…は、シールド機10
用の各種支援設備(図示略)が搭載可能となっている。
例えば、先頭の台車(操作盤用台車41)40には、上
述のシールド機10の作動状態出力装置41a及び操作
制御装置41bが設置されている。また、先頭の台車4
0に順次連結された各台車40…には、例えば、坑内受
変電設備(図示略)、各種ポンプ(図示略)、各種消耗
品用格納施設(図示略)等が搭載可能となっている。
The bogie 40 ...
Various support equipment (not shown) can be installed.
For example, the operation state output device 41a and the operation control device 41b of the shield machine 10 described above are installed in the first carriage (the operation panel carriage 41) 40. Also, the trolley 4 at the top
Each of the bogies 40 sequentially connected to 0 can be equipped with, for example, an underground power receiving and transforming facility (not shown), various pumps (not shown), various consumables storage facilities (not shown), and the like.

【0061】また、場合によっては、上記台車40…上
に上記土砂搬出用のベルトコンベヤ16を設置したり、
上記搬送台車への土砂の積み込みを行うホッパー設備を
設置するものとしても良い。すなわち、シールド機10
の後方に配置することが必要な支援設備のほとんどを上
記台車40…に搭載できるようになっている。
Depending on the case, the belt conveyor 16 for carrying out the sand and sand is installed on the carriage 40 ...
It is also possible to install a hopper facility for loading the above-mentioned carrier truck with earth and sand. That is, the shield machine 10
Most of the supporting equipment that needs to be arranged behind the vehicle can be mounted on the carriage 40.

【0062】また、上記台車40…は、この一例におい
て、シールド機10には、直接連結されておらず、上述
の各種設備用の配線や配管やコンベヤ等がシールド機1
0と台車40…との間に配置されている。従って、台車
40…は、シールド機10の移動に伴って、常時移動す
る必要はないが、シールド機10から大きく離れられな
いので、シールド機10がある程度移動したら、台車4
0…も移動することになる。
Further, in the example, the carriages 40 ... Are not directly connected to the shield machine 10, and the wirings, pipes, conveyors and the like for the above-mentioned various facilities are shielded by the shield machine 1.
It is arranged between 0 and the trolley 40. Therefore, although the carriages 40 need not always move with the movement of the shield machine 10, they cannot be largely separated from the shield machine 10. Therefore, if the shield machine 10 moves to some extent, the carriage 4
0 ... will also move.

【0063】また、上述のようにシールド機10のほと
んどの支援設備が台車40…に載せられているので、上
記先頭部の定規体21aから最後部の定規体21bの間
にシールド機10の支援設備が配置されていることにな
り、先頭部の定規体21aからシールド機10までの間
と、基準点0から最後部の定規体21bまでの間に支援
設備が配置されることがなく、目標位置検出部26のト
ータルステーション25とターゲット24との間及び最
後部検出装置29のトータルステーション28とターゲ
ット27との間において、支援設備によりレーザー光線
や測距用の光波が遮られることがないようになってい
る。
As described above, most of the supporting equipment for the shield machine 10 is mounted on the carriage 40, so that the shield machine 10 is supported between the ruler body 21a at the leading end and the ruler body 21b at the end. Since the equipment is arranged, the support equipment is not arranged between the ruler body 21a at the leading part and the shield machine 10 and between the reference point 0 and the ruler body 21b at the last part. Between the total station 25 of the position detection unit 26 and the target 24 and between the total station 28 of the rearmost detection device 29 and the target 27, the laser beam and the light wave for distance measurement are not blocked by the support equipment. There is.

【0064】そして、上記制御部30は、基本的に図示
しない周知の記憶装置、演算処理装置、入力装置、出力
装置等からなる三つのコンピュータシステムからなって
いる。すなわち、図1に示すように、制御部30は、上
記操作盤用台車41の作動状態出力装置(図5に図示)
41aからデータが入力され、これらのデータをチェッ
クするとともに管理する掘削管理システム32と、上記
位置検出装置20からのデータに基づいてシールド機1
0の位置と姿勢を算出するとともに、計画路線とのずれ
を監視する上記路線管理システム31と、上記掘削管理
システム32及び路線管理システム31からのデータに
基づき上記操作盤用台車41の操作制御装置(図5に図
示)41bに操作信号を出力する掘削制御システム33
とを有するものである。
The control unit 30 is basically composed of three computer systems including a well-known storage device, an arithmetic processing unit, an input device, an output device, etc., which are not shown. That is, as shown in FIG. 1, the control unit 30 controls the operation state output device of the operation panel carriage 41 (shown in FIG. 5).
Data is input from 41a, and the shield machine 1 is checked based on the data from the excavation management system 32 that checks and manages these data and the position detection device 20.
The route control system 31 that calculates the position and attitude of 0 and monitors the deviation from the planned route, and the operation control device of the trolley 41 for the operation panel based on the data from the excavation management system 32 and the route management system 31. (Illustrated in FIG. 5) Excavation control system 33 that outputs an operation signal to 41b
And

【0065】上記掘削管理システム32は、図5に示す
ように、上記作動状態出力装置41aから入力されるジ
ャッキストローク、ジャッキスピード、ジャッキのトー
タル推力、カッター回転数、スクリューコンベヤのスク
リューの回転数、切羽土圧、ガス検知、排出度量等のデ
ータが入力されようになっている。なお、作動状態出力
装置41aには、ジャッキ17、スクリューコンベヤ1
5、カッター12に設けられたセンサや、切羽土圧セン
サ18a、ガス検知器18b等から上記データが入力さ
れ、入力されたデータと入力されたデータから算出され
るデータを掘削管理システム32に出力するようになっ
ている。
As shown in FIG. 5, the excavation management system 32 includes the jack stroke, the jack speed, the total thrust of the jack, the cutter rotation speed, the screw rotation speed of the screw conveyor, which are input from the operation state output device 41a. Data such as face soil pressure, gas detection, and discharge amount are input. The operation status output device 41a includes a jack 17 and a screw conveyor 1.
5. The above data is input from the sensors provided in the cutter 12, the face earth pressure sensor 18a, the gas detector 18b, etc., and the data calculated from the input data and the input data is output to the excavation management system 32. It is supposed to do.

【0066】そして、上記掘削管理システム32は、こ
れらのデータが予め設定された上限及び下限の範囲内に
納まっているかいないかをチェックするとともに、シー
ルド機10側で直接操作可能(ジャッキストローク、ジ
ャッキスピード、カッター回転数、スクリューフィーダ
のスクリューの回転数)もしくは間接的に改善可能(切
羽土圧、排出度量)なデータについては、これを掘削制
御システム33側に出力し、掘削制御システム33にお
いて、シールド機10を操作することで、各種データが
適正範囲内に入るように管理するものである。
Then, the excavation management system 32 checks whether or not these data are within the preset upper and lower limits, and can be directly operated on the shield machine 10 side (jack stroke, jack). For speed, cutter rotation speed, screw rotation speed of the screw feeder) or data that can be indirectly improved (face earth pressure, discharge amount), this data is output to the excavation control system 33 side, and in the excavation control system 33, By operating the shield machine 10, various data are managed so as to be within an appropriate range.

【0067】上記路線管理システム31は、図6に示す
ように、上記位置検出装置20から出力されるデータに
基づいて、予め位置が測量された基準点Oに対するシー
ルド機10の位置とシールド機10の姿勢を求めるとと
もに、設計されたトンネルの計画経路と現在のシールド
機10の位置とを比較するものである。そして、上記路
線管理システム31は、その記憶部31aに、予め、計
画路線の経路データが入力されて格納されているととも
に、複数連結された定規体21…における最後部の定規
体21bのターゲット27が設置された位置から最初の
連結位置までの距離と、その後の各連結部22…間の距
離と、最後の連結位置から先頭の定規体21aのトータ
ルステーション25の設置位置までの距離とが入力され
て格納されている。また、上記記憶部31aには、基準
点Oの座標位置が格納されている。
As shown in FIG. 6, the route management system 31 has a position of the shield machine 10 and a position of the shield machine 10 with respect to the reference point O whose position has been measured in advance, based on the data output from the position detecting device 20. Is obtained and the planned route of the designed tunnel and the current position of the shield machine 10 are compared. In the route management system 31, the storage unit 31a stores the route data of the planned route in advance and is stored, and the target 27 of the final ruler 21b in the plurality of rulers 21 ... The distance from the position where was installed to the first connecting position, the distance between the connecting parts 22 ... After that, and the distance from the last connecting position to the installation position of the total station 25 of the leading ruler 21a are input. Stored. Further, the storage unit 31a stores the coordinate position of the reference point O.

【0068】上記路線管理システム31に位置検出装置
20から入力されるデータは、最後部位置検出部29の
トータルステーション28から入力される上記基準点O
から最後部の定規体21bのターゲット27までの距離
及び方向(水平角及び高度角)と、最後部位置検出部2
9のターゲット27から入力される二重のスクリーン2
7b、27bのそれぞれにおけるレーザー照射位置を示
すXY座標と、上記定規体21…の各連結部22…の各
屈曲方向検出部23…のスクリーン23bにおけるレー
ザー照射位置を示すXY座標と、目標位置検出部26の
トータルステーション25から入力される上記先頭部の
定規体21aのトータルステーション25からシールド
機10のターゲット24までの距離及び方向(水平角及
び高度角)と、目標位置検出部26のターゲット24か
ら入力される二重のスクリーン24b、24bのそれぞ
れにおけるレーザー照射位置を示すXY座標とである。
The data input from the position detection device 20 to the route management system 31 is the reference point O input from the total station 28 of the rearmost position detection unit 29.
To the target 27 of the ruler 21b at the rearmost part and the direction (horizontal angle and altitude angle), and the rearmost position detecting part
Dual screen 2 input from 9 targets 27
XY coordinates indicating the laser irradiation position on each of 7b and 27b, XY coordinates indicating the laser irradiation position on the screen 23b of each bending direction detection unit 23 of each connecting portion 22 of the ruler 21, and the target position detection. The distance and direction (horizontal angle and altitude angle) from the total station 25 of the ruler 21a at the leading end to the target 24 of the shield machine 10 input from the total station 25 of the part 26, and the target 24 of the target position detection part 26 input And XY coordinates indicating the laser irradiation position on each of the double screens 24b and 24b.

【0069】そして、路線管理システム31は、上記最
後部位置検出部29のトータルステーション28からの
データにより、基準点Oに対する最後部の定規体21b
のターゲット27の位置を求めるようになっている。ま
た、上記最後部位置検出部29のターゲット27の各ス
クリーン27b、27bにおけるXY座標と、記憶され
た最後部の定規体21aのターゲット27が設置された
位置から最初の連結位置までの距離とから上記ターゲッ
ト27の設置位置に対する定規体21…の最初の連結位
置を求めるようになっている。
Then, the route management system 31 uses the data from the total station 28 of the rearmost position detecting unit 29 to determine the ruler 21b at the rearmost part with respect to the reference point O.
The position of the target 27 is obtained. In addition, from the XY coordinates on the screens 27b and 27b of the target 27 of the rearmost position detecting unit 29 and the stored distance from the position where the target 27 of the rearmost ruler 21a is installed to the first connecting position. The first connecting position of the rulers 21 ... With respect to the installation position of the target 27 is obtained.

【0070】すなわち、上記二重のスクリーン27b、
27bのそれぞれのXY座標から最後部位置検出部29
のトータルステーション28から出力されるレーザに対
するターゲット27の角度、すなわちターゲット27の
姿勢を求めることができ、上記トータルステーション2
8により測量されたターゲット27の方向(レーザー光
線の方向)と、予め記憶された最初の連結位置までの距
離と、上記ターゲット27のレーザー光線に対する姿勢
とから上記ターゲット27の位置に対する定規体21b
の最初の連結部22の位置を求めることが可能である。
That is, the double screen 27b,
The rearmost position detection unit 29 from the respective XY coordinates of 27b.
The angle of the target 27 with respect to the laser output from the total station 28, that is, the attitude of the target 27 can be obtained.
From the direction of the target 27 (the direction of the laser beam) measured by 8, the distance to the first connection position stored in advance, and the attitude of the target 27 with respect to the laser beam, the ruler 21b for the position of the target 27 is obtained.
It is possible to determine the position of the first connecting portion 22 of the.

【0071】また、路線管理システム31は、予め記憶
された連結部22…間の距離と、屈曲方向検出部23…
から出力されるスクリーン23b上のレーザ照射位置の
XY座標とから最初の連結部22の位置に対する次の連
結部22の位置を求めるようになっている。すなわち、
スクリーン23b上のレーザ照射位置から屈曲方向を求
めることにより、連結された一方の定規体21に対する
他方の定規体21の方向を求めることができるので、方
向と距離とから最初の連結部22対する次の連結部22
の位置を求めることができる。
Further, the route management system 31 includes the distances between the connecting portions 22 ... Which are stored in advance and the bending direction detecting portion 23.
The position of the next connecting portion 22 with respect to the position of the first connecting portion 22 is obtained from the XY coordinates of the laser irradiation position on the screen 23b output from the above. That is,
By obtaining the bending direction from the laser irradiation position on the screen 23b, the direction of the other ruled body 21 with respect to the one ruled body 21 that is connected can be obtained. Connection part 22
Can be obtained.

【0072】そして、同様に順次、前の連結部22に対
する次の連結部22の位置を求めるようになっている。
また、同様に最後の連結部22から先頭の定規体21a
のトータルステーション25の設置位置を求められるよ
うになっている。また、路線管理システム31は、目標
位置検出部26のトータルステーション25から、シー
ルド機10のターゲット24までの距離と方向が入力さ
れ、先頭の定規体21aのトータルステーション25の
設置位置に対するシールド機10のターゲット24の位
置を求めるようになっている。
Then, similarly, the position of the next connecting portion 22 with respect to the previous connecting portion 22 is sequentially obtained.
Similarly, from the last connecting portion 22 to the leading ruler 21a
The installation position of the total station 25 is required. Further, the route management system 31 inputs the distance and direction from the total station 25 of the target position detection unit 26 to the target 24 of the shield machine 10, and the target of the shield machine 10 with respect to the installation position of the total station 25 of the leading ruler 21a. The position of 24 is calculated.

【0073】また、目標位置検出部26のターゲット2
4の二重のスクリーン24b、24bのそれぞれのレー
ザー照射位置のXY座標から先頭の定規体21aのトー
タルステーション25のレーザー光線に対するターゲッ
ト24の姿勢、すなわち、シールド機10の姿勢を求め
るようになっている。そして、以上のデータを順次累積
することにより、基準点Oに対するシールド機10の位
置を求めるとともに、シールド機10の姿勢(現在の掘
削方向)を求めるようになっている。また、記憶部31
aに格納された基準点Oの座標位置に基づいて、基準点
Oに対するシールド機10の位置をシールド機10の絶
対位置に変換するようになっている。
Further, the target 2 of the target position detector 26
The position of the target 24 with respect to the laser beam of the total station 25 of the leading ruler 21a, that is, the position of the shield machine 10 is determined from the XY coordinates of the laser irradiation positions of the four double screens 24b, 24b. Then, by sequentially accumulating the above data, the position of the shield machine 10 with respect to the reference point O is obtained, and the attitude of the shield machine 10 (current excavation direction) is obtained. In addition, the storage unit 31
The position of the shield machine 10 with respect to the reference point O is converted into the absolute position of the shield machine 10 based on the coordinate position of the reference point O stored in a.

【0074】上記掘削制御システム33は、図7に示す
ように、上記掘削管理システム32から入力されるシー
ルド機10の作動状況を示す各データに基づいて、各デ
ータが所定の範囲内に納まるようにシールド機10の操
作制御装置41bに制御信号を出力するとともに、上記
路線管理システム31から出力されるシールド機10の
現在位置と現在の掘削方向(シールド機10の姿勢)と
から掘削途中のトンネルを計画路線の経路に合わせるた
めに最適なシールド機10の掘削方向を求めるととも
に、シールド機10の掘削方向を求められた掘削方向に
合わせるために、シールド機10の操作制御装置41b
に制御信号を出力するようになっている。
As shown in FIG. 7, the excavation control system 33 ensures that each data falls within a predetermined range based on each data input from the excavation management system 32 and indicating the operating condition of the shield machine 10. A control signal to the operation control device 41b of the shield machine 10, and a tunnel in the middle of excavation based on the current position of the shield machine 10 and the current excavation direction (posture of the shield machine 10) output from the route management system 31. To find the optimum excavation direction of the shield machine 10 to match the route of the planned route, and to match the excavation direction of the shield machine 10 to the obtained excavation direction, the operation control device 41b of the shield machine 10
A control signal is output to.

【0075】また、掘削制御システム33は、その制御
方法とし周知のファジイ制御を行うようになっており、
ファジイコントローラ33aを有する。そして、掘削制
御システム33は、掘削管理システム32及び路線管理
システム31からの入力データに基づいて、シールド機
10の推進用の各ジャッキ17…のジャッキストローク
及びジャッキスピード、カッター12のトルク、スクリ
ューコンベヤ15のスクリューの回転数等を制御するよ
うになっている。
Further, the excavation control system 33 is adapted to perform the well-known fuzzy control as its control method.
It has a fuzzy controller 33a. Then, the excavation control system 33, on the basis of the input data from the excavation management system 32 and the route management system 31, the jack stroke and jack speed of each jack 17 for propelling the shield machine 10, the torque of the cutter 12, the screw conveyor. The number of rotations of the 15 screws is controlled.

【0076】なお、上述のようにジャッキ17…は、シ
ールド機10の円筒状の後端部内に円周に沿って所定の
間隔をあけて多数配置されており、これらジャッキのう
ちの一部のジャッキストロークを変更することにより、
シールド機10の向きを変えることができるようになっ
ている。従って、掘削制御システム33は、路線管理シ
ステム31からのデータに基づいて、最適なシールド機
10の掘削方向を求めた後に、シールド機10の掘削方
向を変更するために、ジャッキストロークを変更するジ
ャッキ17…を選択し、選択されたジャッキ17…のス
トロークを変更するようになっている。
As described above, a large number of jacks 17 are arranged in the cylindrical rear end portion of the shield machine 10 along the circumference at predetermined intervals, and some of these jacks are arranged. By changing the jack stroke,
The direction of the shield machine 10 can be changed. Therefore, the excavation control system 33 determines the optimum excavation direction of the shield machine 10 based on the data from the route management system 31 and then changes the jack stroke to change the excavation direction of the shield machine 10. 17 is selected, and the stroke of the selected jack 17 is changed.

【0077】次に、以上のような位置検出装置20を有
する掘削方向制御システムにおけるシールド機10の位
置の測量方法及びそれに基づく掘削方向の制御方法につ
いて説明する。掘削途中のトンネルにおいては、その先
端部においてシールド機10が掘削及びセグメント13
…による一次覆工を行いながら、前進することになる。
そして、シールド機10の後方のトンネル内には、土砂
の搬出及びセグメント等の資材の搬入を行う搬送台車用
に第二の軌道45が設けられるとともに、位置検出装置
20の連結された定規体21…と、シールド機10の支
援設備を搭載した台車40…用に第一の軌道44が設け
られる。
Next, a method of measuring the position of the shield machine 10 in the excavation direction control system having the above position detecting device 20 and a method of controlling the excavation direction based on the method will be described. In the tunnel in the middle of excavation, the shield machine 10 excavates and segments 13
You will move forward while performing the primary lining by.
Then, in the tunnel behind the shield machine 10, a second track 45 is provided for a carrier truck for carrying out earth and sand and carrying in materials such as segments, and the ruler body 21 to which the position detecting device 20 is connected is provided. , And a first track 44 for a trolley 40 carrying the support equipment for the shield machine 10.

【0078】また、掘削途中のトンネルにおける上記位
置検出装置20を用いたシールド機10の位置の測量に
おいては、上述のように予め位置が測量された基準点O
が必要となる。そして、基準点Oに上記最後部位置検出
部29のトータルステーション28を配置する。そし
て、基準点Oのトータルステーション28は、上述のよ
うに最後部の台車40上の最後部の定規体21bに設置
されたターゲット27の基準点からの方向(水平角と高
度角)と距離とを測量し、路線管理システム31に出力
する。
In the measurement of the position of the shield machine 10 using the position detection device 20 in the tunnel during excavation, the reference point O whose position has been measured in advance as described above is used.
Is required. Then, the total station 28 of the rearmost position detection unit 29 is arranged at the reference point O. The total station 28 at the reference point O indicates the direction (horizontal angle and altitude angle) and the distance from the reference point of the target 27 installed on the rearmost ruler 21b on the rearmost carriage 40 as described above. Measure and output to the route management system 31.

【0079】なお、トータルステーション29は、上述
のようにターゲット27を自動追尾するので、常時、測
量を行うことが可能であり、路線管理システム31にほ
ぼ常時測量結果を出力する。従って、路線管理システム
31において、位置検出装置20用の台車40…が移動
しても、常時、最後部の定規体21bの位置を求めるこ
とができるようになっている。
Since the total station 29 automatically tracks the target 27 as described above, it is possible to carry out surveying at all times, and the survey result is almost always output to the route management system 31. Therefore, in the route management system 31, even if the trolleys 40 for the position detecting device 20 move, the position of the ruler body 21b at the rearmost portion can always be obtained.

【0080】また、上述のように、位置検出装置20用
の台車40…には、シールド機10の支援設備が搭載さ
れているので、基準点Oと最後部の定規体21bのター
ゲット27との間のトンネル部分において、シールド機
10の支援設備が配置されることがないので、基準点O
のトータルステーション28と最後部の定規体21bの
ターゲット27との間に光波やレーザー光線の通過を妨
げるような障害物がなく、小さな径のトンネルの掘削に
おいて、支援設備や搬送台車などに邪魔されることな
く、上記トータルステーション28により、最後部の定
規体21bのターゲット27の位置を測量することがで
きる。
Further, as described above, since the support equipment for the shield machine 10 is mounted on the trolley 40 for the position detecting device 20, the reference point O and the target 27 of the ruler 21b at the rearmost portion are arranged. Since the support equipment of the shield machine 10 is not arranged in the tunnel portion between the reference points O
There is no obstacle between the total station 28 and the target 27 of the ruler 21b at the rearmost part, and it is disturbed by the support equipment and the carrier when excavating a small diameter tunnel. Instead, the position of the target 27 of the ruler body 21b at the rearmost part can be measured by the total station 28.

【0081】なお、搬送台車が上記トンネル部分を行き
来することになるが、搬送台車は、シールド機10後方
のトンネル内に二系統設けられた軌道44、45の一方
の軌道45を通行するので、他方の軌道44側は、あい
た状態であり、この部分において、基準点のトータルス
テーション28と最後部の定規体21bのターゲット2
7との間の見通しを確保することができる。すなわち、
掘削されるトンネルの径が小さく、搬送台車や支援設備
により、基準点Oからシールド機10までの見通しが確
保できないような場合でも、基準点から支援設備を搭載
した台車40…のうちの最後部の台車40までは見通し
を確保することができる。
Although the carrier truck moves back and forth through the tunnel portion, since the carrier truck travels along one of the tracks 45 of two tracks 44, 45 provided in the tunnel behind the shield machine 10, The other track 44 side is in an open state, and in this part, the total station 28 at the reference point and the target 2 of the ruler body 21b at the rearmost part.
It is possible to secure a perspective with the 7. That is,
Even if the diameter of the tunnel to be excavated is small and the line of sight from the reference point O to the shield machine 10 cannot be secured due to the carrier truck and support equipment, the last part of the carriage 40 equipped with the support equipment from the reference point. It is possible to secure the line of sight up to the trolley 40.

【0082】そして、最後部の定規体21bのターゲッ
ト27においては、上記各スクリーン27b、27b上
の上記トータルステーション28から照射されたレーザ
ーの照射位置を示すXY座標が路線管理システム31に
出力される。そして、路線管理システム31において
は、上述のように二重のスクリーン27b、27b上の
二つのXY座標値と、トータルステーション28から出
力されるターゲット27の方向(レーザー光線の方向)
とから最後部の定規体21bの姿勢、すなわち、定規体
21b上のターゲット27の設置位置から定規体21b
の最初の連結部22へ向かう方向を求めることができ
る。
Then, in the target 27 of the ruler 21b at the rearmost part, XY coordinates indicating the irradiation position of the laser irradiated from the total station 28 on the screens 27b and 27b are output to the route management system 31. Then, in the route management system 31, as described above, the two XY coordinate values on the double screens 27b, 27b and the direction of the target 27 output from the total station 28 (the direction of the laser beam).
The posture of the ruler body 21b at the rearmost part, that is, from the installation position of the target 27 on the ruler body 21b to the ruler body 21b.
The direction towards the first connecting part 22 of can be determined.

【0083】また、路線管理システム31においては、
最後部の定規体21bのターゲット27の設置位置から
最初の連結部22の中心点までの距離が既知となってい
るので、ターゲット27の設置位置からの方向と距離と
から最初の連結部22の位置を求めることができる。そ
して、定規体21…の各連結部22…においては、上記
屈曲方向検出部23…の座標検出部23c…からXY座
標が出力され路線管理システム31に入力されている。
Further, in the route management system 31,
Since the distance from the installation position of the target 27 of the final ruler 21b to the center point of the first connecting portion 22 is known, the direction and distance from the installation position of the target 27 indicates the first connecting portion 22. The position can be calculated. Then, in each of the connecting parts 22 of the ruler 21, the XY coordinates are output from the coordinate detecting parts 23c of the bending direction detecting parts 23 and are input to the route management system 31.

【0084】上記XY座標は、連結部22で連結された
一方の定規体21に設けられたレーザー照射装置23a
から定規体21の中心軸を通過するレーザー光線が他方
の定規体21内に設けられたスクリーン23bに照射さ
れた際のスクリーン23b上の照射位置を示すものであ
る。従って、連結部22で連結された定規体21、21
同士が直線上に配置された場合には、レーザー光線はス
クリーン23bの基準となる点に照射され、連結部22
で定規体21、21同士が屈曲した場合にレーザー光線
の照射位置がずれることになる。
The XY coordinates are the laser irradiation device 23a provided on one of the rulers 21 connected by the connecting portion 22.
3 shows the irradiation position on the screen 23b when the laser beam passing through the central axis of the ruler 21 is irradiated on the screen 23b provided in the other ruler 21. Therefore, the rulers 21, 21 connected by the connecting portion 22
When they are arranged on a straight line, the laser beam is applied to the reference point of the screen 23b, and the connecting portion 22
Therefore, when the rulers 21, 21 are bent, the irradiation position of the laser beam is displaced.

【0085】そして、路線管理システム31において
は、連結部22の中心位置からスクリーン23bまでの
距離と、基準となる点のXY座標と基準となる点からず
れた照射位置のXY座標とから屈曲角度を求めることが
できる。また、この際に、この屈曲角度をX方向(水平
方向)及びY軸方向(鉛直方向)とに分ければ水平角と
高度角とからなる方向が求められる。また、路線管理シ
ステム31においては、連結部22…間の距離が既知と
なっているので、すなわち、屈曲方向の求められた連結
部22から次の連結部22までの距離が既知なので、最
初の連結部22から次の連結部22までの距離と方向が
求められることになり、次の連結部22の位置が求めら
れる。
In the route management system 31, the bending angle is calculated from the distance from the central position of the connecting portion 22 to the screen 23b, the XY coordinates of the reference point, and the XY coordinates of the irradiation position deviated from the reference point. Can be asked. Further, in this case, if the bending angle is divided into the X direction (horizontal direction) and the Y axis direction (vertical direction), a direction composed of a horizontal angle and an altitude angle can be obtained. Further, in the route management system 31, since the distance between the connecting portions 22 is known, that is, the distance from the connecting portion 22 for which the bending direction is obtained to the next connecting portion 22 is known, the first The distance and the direction from the connecting portion 22 to the next connecting portion 22 are obtained, and the position of the next connecting portion 22 is obtained.

【0086】そして、路線管理システム31において
は、同様に、順次、前の連結部22からその先の連結部
22の屈曲方向が求められ、求められた方向と、既知の
連結部22…間の距離とから、先の連結部22…の位置
が求められる。また、最後の連結部22においては、上
述の場合と同様に最後(先頭部)の定規体21aの方向
が求められる。また、最後の連結部22から先頭部の定
規体21のトータルステーション25の設置位置までの
距離は既知となっているので、同様に先頭部の定規体2
1aのトータルステーション25の設置位置が求められ
る。
Then, in the route management system 31, similarly, the bending direction of the connecting portion 22 from the front connecting portion 22 is sequentially obtained, and between the obtained direction and the known connecting portion 22 ... From the distance, the position of the above-mentioned connecting portions 22 ... Is obtained. Further, in the last connecting portion 22, the direction of the last (leading portion) ruler body 21a is obtained as in the case described above. Further, since the distance from the last connecting portion 22 to the installation position of the total station 25 of the leading edge ruler 21 is known, similarly, the leading edge ruler 2 is also provided.
The installation position of the total station 25 of 1a is obtained.

【0087】また、上述のような定規体21の各連結部
22…間の屈曲方向に基づく位置の測量は、以下のよう
にまとめることができる。図8に示すように、最後部の
定規体21bのターゲット27の設置位置Aから最初の
連結部22までの距離をl0とする。また、最初の連結
部22から最後の連結部22までの各連結部22…間の
距離をl1〜ln-1とし、最後の連結部22から先頭部の
定規体21aのトータルステーション25の設置位置B
までの距離をlnとする。
Further, the position measurement based on the bending direction between the connecting portions 22 of the ruler body 21 as described above can be summarized as follows. As shown in FIG. 8, it is assumed that the distance from the installation position A of the target 27 of the ruler body 21b at the rearmost position to the first connecting portion 22 is l0. Further, the distance between the connecting portions 22 ... From the first connecting portion 22 to the last connecting portion 22 is set to l1 to ln-1, and the installation position B of the total station 25 of the ruler body 21a from the last connecting portion 22 to the leading portion is set.
Let ln be the distance to.

【0088】また、各連結部22…における上記スクリ
ーン23b…上のXY座標から求められる各定規体21
…同士の相対角度のうちの水平方向の角度をθx1からθ
xnとするとともに、上記最後部の定規体21bのターゲ
ット27により得られる最後部の定規体21bの水平方
向の角度をθx0とする。同じく、各定規体21…同士の
相対角度のうちの鉛直方向の角度をθy1からθynとする
とともに、上記最後部の定規体21bのターゲット27
により得られる最後部の定規体21bの鉛直方向の角度
をθy0とする。
Further, the ruler bodies 21 obtained from the XY coordinates on the screens 23b ... In the connecting portions 22 ...
… Of the relative angles of each other, the horizontal angle is θx1 to θ
In addition to xn, the horizontal angle of the rearmost ruler 21b obtained by the target 27 of the rearmost ruler 21b is θx0. Similarly, the vertical angle of the relative angles between the rulers 21 ... Is changed from θy1 to θyn, and the target 27 of the ruler 21b at the rearmost portion is used.
The angle in the vertical direction of the ruler body 21b at the rearmost portion obtained by the above is defined as θy0.

【0089】そして、これら相対角度の和を Σθxn=θXn Σθyn=θYn とする。また、A点の三次元のXYZ座標上の位置をA
x、Ay、Azとする。この場合にB点のXYZ座標上の
位置は以下の式で求めることができる。 Bx=Ax+Σln Sinθxn By=Ay+Σln Sinθyn Bz=Az+Σln Cosθxn となる。
The sum of these relative angles is Σθxn = θXn Σθyn = θYn. The position of point A on the three-dimensional XYZ coordinates is A
Let x, Ay, and Az. In this case, the position of point B on the XYZ coordinates can be obtained by the following formula. Bx = Ax + Σln Sin θxn By = Ay + Σln Sin θyn Bz = Az + Σln Cos θxn.

【0090】以上のように、上記連結された定規体21
…と各屈曲方向検出部23…と最後部の定規体21bの
ターゲット27により求められた姿勢とにより、最後部
の定規体21bのターゲット27の設置位置Aに対する
先頭部の定規体21aのトータルステーション25の設
置位置Bの位置を求めることができる。また、上記B点
からA点の位置を求める際には、各連結部22…が屈曲
可能でかつ角度が検出可能な範囲内ならばどのように屈
曲していても良いので、トンネルの湾曲部においても位
置を測量できる。
As described above, the ruler body 21 connected as described above.
..., each bending direction detection unit 23, and the posture determined by the target 27 of the rearmost ruler 21b, the total station 25 of the leading ruler 21a with respect to the installation position A of the target 27 of the rearmost ruler 21b. The position of the installation position B can be obtained. Further, when the position of the point A is determined from the point B, any connecting portion 22 may be bent as long as it is bendable and the angle can be detected. The position can be measured also in.

【0091】また、上述のように、小径のトンネルの掘
削において、シールド機10と基準点Oとの間に各種支
援設備や搬送台車等が配置され、測距用の光波や位置決
め用のレーザー光線を通過させる見通しを常時確保する
ことが困難な場合でも、支援設備や搬送台車を避けるよ
うにして、上記互いに連結された定規体21…を配置す
ることで、支援設備より後ろに配置されたB点から支援
設備より前に配置されたA点の位置を測量することがで
きる。
Further, as described above, in excavation of a small-diameter tunnel, various support equipment, a carriage, etc. are arranged between the shield machine 10 and the reference point O, and a light wave for distance measurement and a laser beam for positioning are provided. Even when it is difficult to always secure the prospect of passing, by arranging the ruler bodies 21 ... which are connected to each other so as to avoid the supporting equipment and the carrier, the point B arranged behind the supporting equipment. It is possible to measure the position of the point A arranged in front of the support equipment.

【0092】そして、路線管理システム31において
は、上記先頭部の定規体21aに配置されたトータルス
テーション25からシールド機10に設置されたターゲ
ット24を測量することにより、先頭部の定規体21の
トータルステーション25の設置位置からシールド機1
0までの距離と方向とが入力される。そして、路線管理
システム31においては、上記トータルステーション2
5の設置位置に対するシールド機10の位置が求められ
る。
Then, in the route management system 31, the total station 25 of the leading ruler 21 is measured by measuring the target 24 installed on the shield machine 10 from the total station 25 arranged on the leading ruler 21a. From the installation position of the shield machine 1
The distance to 0 and the direction are input. Then, in the route management system 31, the total station 2
The position of the shield machine 10 with respect to the installation position of 5 is obtained.

【0093】また、上述のように基準点0から最後部の
定規体21bのターゲット27の設置位置が測量され、
かつ、最後部の定規体21bから順次各連結部22…の
位置が測量され、最後の連結部22から先端の定規体2
1aのトータルステーション25の設置位置が測量さ
れ、該トータルステーション25の設置位置からシール
ド機10のターゲット24の位置が測量できることか
ら、基準点Oからシールド機10の位置を測量すること
ができる。
Further, as described above, the installation position of the target 27 of the ruler 21b at the rearmost part from the reference point 0 is measured,
Further, the positions of the respective connecting portions 22 are sequentially measured from the rearmost ruler 21b, and the ruler 2 at the tip from the last connecting portion 22 is measured.
Since the installation position of the total station 25 of 1a is measured and the position of the target 24 of the shield machine 10 can be measured from the installation position of the total station 25, the position of the shield machine 10 can be measured from the reference point O.

【0094】また、路線管理システム31においては、
上記シールド機10のターゲット24から出力される二
重のスクリーン24b、24bのレーザーの照射位置を
示す二つのXY座標からシールド機10の姿勢、すなわ
ち、シールド機10の現在の掘削方向を得ることができ
る。そして、路線管理システム31は、位置検出装置2
0からのデータに基づくシールド機10の位置を常時監
視することで、実際に掘削されたトンネルの経路、現在
のシールド機10の位置及びシールド機の掘削方向と、
予め入力された計画路線の経路とを比較し、そのずれを
算出する。
Further, in the route management system 31,
The attitude of the shield machine 10, that is, the current excavation direction of the shield machine 10 can be obtained from the two XY coordinates indicating the laser irradiation positions of the double screens 24b and 24b output from the target 24 of the shield machine 10. it can. Then, the route management system 31 uses the position detection device 2
By constantly monitoring the position of the shield machine 10 based on the data from 0, the route of the tunnel actually excavated, the current position of the shield machine 10 and the excavation direction of the shield machine,
The route of the planned route input in advance is compared, and the deviation is calculated.

【0095】また、路線管理システム31は、上記掘削
制御システム33に上述の、実際に掘削されたトンネル
の経路と、現在のシールド機10の位置と、シールド機
10の掘削方向と、計画路線と、計画路線に対する現在
のシールド機10の位置のずれとを出力するようになっ
ている。また、上記シールド機10の各センサから上記
作動状態出力装置41aを介して上記掘削管理システム
32に、ジャッキストローク、ジャッキスピード、推
力、カッタートルク、スクリューコンベヤ15のスクリ
ューの回転速度、切羽土圧、ガス検知、排出度量等のデ
ータが入力される。そして、掘削管理システム32にお
いては、各データの最適な範囲を示す上限値や下限値、
許容限度を示す上限値や下限値を管理するようになって
いる。
Further, the route management system 31 notifies the excavation control system 33 of the route of the tunnel actually excavated, the current position of the shield machine 10, the excavation direction of the shield machine 10, and the planned route. The current positional deviation of the shield machine 10 with respect to the planned route is output. Further, from each sensor of the shield machine 10 to the excavation management system 32 via the operation state output device 41a, the jack stroke, the jack speed, the thrust, the cutter torque, the rotation speed of the screw of the screw conveyor 15, the earth pressure of the cutting face, Data such as gas detection and emission amount are input. Then, in the excavation management system 32, the upper limit value and the lower limit value indicating the optimum range of each data,
The upper limit and lower limit indicating the allowable limit are managed.

【0096】そして、掘削制御システム33において
は、上述のように路線管理システム31から現在のシー
ルド機10の位置、シールド機10の掘削方向(姿
勢)、シールド機10の現在までの掘削経路(掘削中の
トンネルの実際の経路)等が入力される。そして、掘削
制御システム33においては、予め、入力された計画路
線のトンネルの経路に、シールド機10の実際掘削経路
を合わせるように、シールド機10の姿勢を制御する。
In the excavation control system 33, as described above, the current position of the shield machine 10 from the route management system 31, the excavation direction (posture) of the shield machine 10, and the excavation route of the shield machine 10 up to the present (excavation). The actual route of the inside tunnel) etc. is input. Then, in the excavation control system 33, the attitude of the shield machine 10 is controlled so that the actual excavation route of the shield machine 10 is matched with the route of the tunnel of the planned route input in advance.

【0097】すなわち、シールド機10の各ジャッキの
ジャッキストローク及びジャッキスピードをコントロー
ルして、シールド機10の姿勢を制御し、シールド機1
0を計画路線上に沿って前進させるようにする。なお、
自動制御により、シールド機10の掘削方向を計画路線
に沿って前進させようとした際に、例えば、シールド機
10の位置が計画路線からずれた場合に、シールド機1
0の姿勢の大きく変化させて、計画路線に戻そうとする
と、シールド機10の掘削方向がジグザグになる可能性
があり、また、シールド機10の姿勢の変化が小さい
と、シールド機10に掘削されるトンネルが計画路線か
ら離れたままになる可能性がある。
That is, the jack stroke and the jack speed of each jack of the shield machine 10 are controlled to control the posture of the shield machine 10, and the shield machine 1 is controlled.
0 will be advanced along the planned route. In addition,
When attempting to advance the excavation direction of the shield machine 10 along the planned route by automatic control, for example, when the position of the shield machine 10 deviates from the planned route, the shield machine 1
When the attitude of 0 is changed greatly and the attempt is made to return to the planned route, the excavation direction of the shield machine 10 may become zigzag, and when the attitude of the shield machine 10 is small, the shield machine 10 is excavated. There is a possibility that the tunnel will be kept away from the planned route.

【0098】そこで、この一例においては、掘削制御シ
ステム33に周知のファジイコントローラ33aを用い
て、シュミレーションや試行により得られたデータに基
づいた最適な制御方法により、入力されたデータに対す
る各ジャッキ17…のジャッキストローク及びジャッキ
スピードを決定するようになっており、シールド機10
の計画路線からのずれを小さなものにするとともに、実
際のシールド機10の掘削経路を経済的でトンネルとし
て適したものとするようになっている。
Therefore, in this example, the well-known fuzzy controller 33a is used for the excavation control system 33, and each jack 17 for the input data is selected by an optimum control method based on the data obtained by simulation or trial. It is designed to determine the jack stroke and jack speed of the shield machine 10.
The deviation from the planned route is made small, and the actual excavation route of the shield machine 10 is economical and suitable for a tunnel.

【0099】なお、上記位置検出装置20とを用いた測
量方法以外の部分は、周知技術により対応可能である。
すなわち、本発明のシールド機10の掘削方向の制御
は、シールド機10の位置の測量を除く部分について、
例えば、シールド機10と基準点Oとの間で光学的測量
が可能な見通しを容易に確保できる大口径のトンネルに
おけるシールド機の掘削方向の制御と同様の方法を用い
ることができる。
The parts other than the surveying method using the position detecting device 20 can be dealt with by well-known techniques.
That is, the control of the excavation direction of the shield machine 10 of the present invention is performed for the portion excluding the measurement of the position of the shield machine
For example, a method similar to the control of the excavation direction of the shield machine in a large-diameter tunnel that can easily secure a line-of-sight that allows optical surveying between the shield machine 10 and the reference point O can be used.

【0100】また、この一例では、シールド機10のロ
ーリングについては、触れなかったが、水準器やジャイ
ロ等の測定装置により、シールド機10のローリングの
状態を測定し、各ジャッキ17…の位置を正確に把握で
きるようにすることで、さらにトンネルの掘削精度を向
上することができる。また、大口径のトンネルの掘削に
おいて、基準点Oとシールド機10との間にトンネルの
湾曲部があり、トンネルの基準点Oとシールド機10と
の間に光学的測量が可能な見通しを確保できない場合
に、トンネルの湾曲部に上記位置検出装置20を配置す
ることにより、湾曲部において基準点Oの盛替を行わな
くとも、シールド機の10自動制御が可能となる。
In this example, the rolling of the shield machine 10 was not touched, but the rolling state of the shield machine 10 was measured by a measuring device such as a spirit level or a gyro, and the positions of the jacks 17 ... By making it possible to accurately grasp, the excavation accuracy of the tunnel can be further improved. Further, in excavation of a large-diameter tunnel, there is a curved portion of the tunnel between the reference point O and the shield machine 10, and it is ensured that an optical survey is possible between the reference point O of the tunnel and the shield machine 10. If this is not possible, by arranging the position detection device 20 in the curved portion of the tunnel, it is possible to automatically control the shield machine 10 without changing the reference point O in the curved portion.

【0101】この場合には、必ずしも、位置検出装置2
0を支援設備用の台車40…に搭載する必要はなく、位
置検出装置20専用の台車40を用いたり、位置検出装
置を直接トンネルに設置するようにしたりしても良い。
また、本発明の位置検出装置20及び位置検出装置20
を用いた測量方法は、上記トンネルの掘削における測量
だけに用いられるものではなく、基本的に、基準点と目
標点との間において光学的測量が可能な見通しを確保で
きない場合に用いることができる。
In this case, the position detecting device 2 is not always required.
It is not necessary to mount 0 on the trolley 40 for supporting equipment, and the trolley 40 dedicated to the position detecting device 20 may be used, or the position detecting device may be directly installed in the tunnel.
Further, the position detecting device 20 and the position detecting device 20 of the present invention
The surveying method using is not only used for surveying in the excavation of the above-mentioned tunnel, but basically, it can be used when it is not possible to secure the prospect that optical surveying is possible between the reference point and the target point. .

【0102】また、位置検出装置20の屈曲方向検出部
23は、上記レーザー光線を用いたものに限定されるも
のではなく、例えば、セオドライトに用いられるロータ
リーエンコーダにより、水平角と高度角を求めるような
ものとしても良い。また、シールド機10及び最後部の
定規体21bの姿勢は、必ずしも上記ターゲット24、
27の二重のスクリーン24b、24b、27b、27
bにより求める必要はなく、ジャイロやジャイロ及び水
準器といった装置を用いて、シールド機10や最後部の
定規体21bの姿勢を測定するようにしても良い。
The bending direction detecting section 23 of the position detecting device 20 is not limited to the one using the above laser beam, and for example, the horizontal angle and the altitude angle are obtained by the rotary encoder used for the theodolite. Good as a thing. Further, the postures of the shield machine 10 and the ruler body 21b at the rearmost portion are not always the targets 24,
27 dual screens 24b, 24b, 27b, 27
The position of the shield machine 10 and the ruler body 21b at the rearmost part may be measured by using a device such as a gyro or a gyro and a spirit level instead of the above.

【0103】[0103]

【発明の効果】本発明の請求項1記載の位置検出装置に
よれば、障害物により基準点から目標点を光学的に測量
することが困難な場合、特に、障害物を避けて測量する
ために複数回の基準点の盛替が必要な場合や、障害物を
避けて基準点を盛り替えることが困難な場合に、上記最
後部の定規体を基準点に配置し、かつ、先頭部の定規体
を目標点に配置すれば、先端部と最後部の間をつなぐ残
りの定規体がどのように配置されていようと、最後部方
向検出手段により、最後部の定規体の方向を検出すると
ともに、上記屈曲方向検出手段により定規体同士の各連
結部の屈曲方向を検出することにより、各定規体の連結
部間の距離が既知なことから、基準点から目標点までの
間において、順次、各連結部までの距離と方向とがわか
るので、最後部の定規体に対する先頭部の定規体の位置
を求めることができる。
According to the position detecting device of the first aspect of the present invention, when it is difficult to optically measure a target point from a reference point due to an obstacle, in particular, avoiding the obstacle is used for surveying. If it is necessary to change the reference point multiple times in step 1, or if it is difficult to change the reference point while avoiding obstacles, place the last ruler at the reference point and If the ruler body is placed at the target point, the direction of the rearmost ruler body is detected by the rearmost direction detecting means, no matter how the rest of the ruler body that connects the front end portion and the rearmost portion is arranged. Along with, by detecting the bending direction of each connecting portion between the ruler bodies by the bending direction detecting means, since the distance between the connecting portions of each ruler body is known, between the reference point and the target point, sequentially. , Since the distance and direction to each connecting part can be known, It can determine the position of the ruler of the top portion relative Tadashikarada.

【0104】従って、基準点に対する目標点の相対位置
を容易に算出することができるとともに、基準点の絶対
位置がわかっていれば、目標点の絶対位置を求めること
ができる。また、トンネルの掘削におけるシールド機の
位置の検出において、トンネルが湾曲している場合や、
トンネルが小口径のためにシールド機の後方に支援設備
等が配置され、基準点とシールド機との間に光学的に測
量可能な見通しを確保できない場合に有効の上記位置検
出装置を応用することができる。
Therefore, the relative position of the target point with respect to the reference point can be easily calculated, and if the absolute position of the reference point is known, the absolute position of the target point can be obtained. Also, when detecting the position of the shield machine in excavating the tunnel, if the tunnel is curved,
Applying the above position detection device effective when the tunnel has a small diameter and support equipment etc. is placed behind the shield machine and an optically measurable line of sight cannot be secured between the reference point and the shield machine. You can

【0105】本発明の請求項2記載の位置検出装置によ
れば、基準点と目標点との間に障害物がある場合に、基
準点から目標点を測量する際に、基準点に最後部測量手
段を配置し、基準点から光学測量可能な位置に上記最後
部の定規体を配置し、先頭の定規体に設けられた目標位
置測量手段により目標点が光学的に測量可能となるよう
に先頭部の定規体を配置し、最後部の定規体と先頭部の
定規体との間の定規体を上記障害物を避けるように配置
すれば、基準点から目標点を測量することが可能とな
る。
According to the position detecting device of the second aspect of the present invention, when there is an obstacle between the reference point and the target point, when the target point is measured from the reference point, the rearmost part of the reference point is used. Arrange the surveying means, place the last ruler at a position where optical measurement is possible from the reference point, and make the target point optically surveyable by the target position surveying means provided on the first ruler. By arranging the ruler at the beginning and the ruler between the ruler at the end and the ruler at the beginning so as to avoid the obstacles above, it is possible to measure the target point from the reference point. Become.

【0106】従って、基準点と目標点との間に障害物が
あっても、基準点から目標点の位置を測量することがで
きるとともに、基準点と、互いに連結された定規体と、
目標点とがそれぞれ離れていても測量が可能となる。
Therefore, even if there is an obstacle between the reference point and the target point, the position of the target point can be measured from the reference point, and the reference point, the ruler body connected to each other,
Surveying is possible even if the target points are far from each other.

【0107】本発明の請求項3記載の位置検出装置によ
れば、上記定規体を台車により容易に移動することが可
能となる。また、位置検出装置を小口径のシールド機の
位置の測定に用いた場合、すなわち、目標点をシールド
機とし、障害物をシールド機の支援設備(土砂やセグメ
ントの搬出搬入用の台車は除く)とした場合には、シー
ルド機の後方に配置される支援設備を上記定規体が載せ
られた台車に載置するようにすることで、定規体が障害
物を避けて配置された状態となる。
According to the position detecting device of the third aspect of the present invention, it becomes possible to easily move the ruler by the carriage. When the position detection device is used to measure the position of a small-diameter shield machine, that is, the target point is the shield machine, and obstacles are support equipment for the shield machine (excluding trolleys for loading and unloading dirt and segments) In such a case, the supporting equipment arranged at the rear of the shield machine is placed on the carriage on which the ruler is placed, so that the ruler is placed avoiding obstacles.

【0108】すなわち、シールド機を目標点とした場合
に、先頭部の定規体にシールド機を目標点とする目標位
置測量手段を設けることにより、先頭部の定規体からシ
ールド機までの位置関係を把握することができ、支援設
備を台車に載せてしまうことで、基準点から見通しのき
く位置に最後部の定規体を配置することができるので、
結果的に既に掘削されたトンネル内において、基準点か
らシールド機までの見通しがなくとも、基準点からシー
ルド機の位置を測定することができる。
That is, when the shield machine is used as a target point, a target position measuring means having the shield machine as a target point is provided in the leading part of the ruler, so that the positional relationship from the leading part of the ruler to the shield machine is determined. By grasping the support equipment on the trolley, it is possible to place the ruler at the rearmost part in a position where the line of sight can be seen from the reference point.
As a result, the position of the shield machine can be measured from the reference point even if there is no visibility from the reference point to the shield machine in the already excavated tunnel.

【0109】本発明の請求項4記載の測量方法によれ
ば、上記請求項2または3に記載の構成と同様の優れた
効果を奏することができる。
According to the surveying method of the fourth aspect of the present invention, it is possible to obtain the same excellent effect as that of the configuration of the second or third aspect.

【0110】本発明の請求項5記載の掘削方向制御シス
テムによれば、上述のように小口径のシールド機の場合
に後方の支援設備により基準点からの見通しが確保でき
なくとも、基準点からシールド機の位置を追尾すること
が可能であり、上記シールド機の追尾された位置に基づ
いて、小口径のシールド機においても、大口径のシール
ド機と同様にシールド機の推進用ジャッキによりシール
ド機の姿勢を制御することが可能となり、小口径のシー
ルド機において、掘削方向の制御の自動化を図ることが
できる。また、大口径のシールド機において、上記定規
体が載置された台車を、トンネルの湾曲部に配置すれ
ば、湾曲部において、基準点の盛替を繰り返さなくと
も、シールド機の位置を追尾して測定することが可能と
なり、湾曲部及び湾曲部を超えた部分の自動制御の省力
化を図ることができる。
According to the excavation direction control system of the fifth aspect of the present invention, in the case of a shield machine having a small diameter as described above, even if the view from the reference point cannot be secured by the support equipment at the rear, It is possible to track the position of the shield machine, and based on the tracked position of the shield machine, even in a small-diameter shield machine, the shield machine is driven by the jack for propulsion of the shield machine as in the large-diameter shield machine. It is possible to control the posture of the machine, and it is possible to automate the control of the excavation direction in a small-diameter shield machine. Also, in a large-diameter shield machine, if the truck on which the ruler is placed is placed in the curved part of the tunnel, the position of the shield machine can be tracked in the curved part without repeating the re-adjustment of the reference point. Therefore, it is possible to save the labor of automatic control of the curved portion and the portion beyond the curved portion.

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

【図1】本発明の実施の形態の一例の掘削方向制御シス
テムを説明するためのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram for explaining an excavation direction control system according to an example of an embodiment of the present invention.

【図2】上記一例の掘削方向制御システムに用いられる
シールド機を示す正面図、側断面図、後面図である。
FIG. 2 is a front view, a side sectional view, and a rear view showing a shield machine used in the excavation direction control system of the above example.

【図3】上記一例の掘削方向制御システムの位置検出装
置を説明するための概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a position detection device of the excavation direction control system of the above example.

【図4】上記一例の掘削方向制御システムの位置検出装
置及び台車を示す概略平面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view showing a position detection device and a carriage of the excavation direction control system of the above example.

【図5】上記一例の掘削方向制御システムの制御部の掘
削管理システムを説明するためのブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram for explaining an excavation management system of a control unit of the excavation direction control system of the above example.

【図6】上記一例の掘削方向制御システムの制御部の路
線管理システムを説明するためのブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram for explaining a route management system of a control unit of the excavation direction control system of the above example.

【図7】上記一例の掘削方向制御システムの制御部の掘
削制御システムを説明するためのブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram for explaining an excavation control system of a control unit of the excavation direction control system of the above example.

【図8】上記位置検出装置における測量方法を説明する
ための図面である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a surveying method in the position detecting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

O 基準点 10 シールド機 17 ジャッキ 20 位置検出装置 21 定規体 22 連結部 23 屈曲方向検出部(屈曲方向検出手段) 26 目標位置検出部(目標位置測量手段) 27 ターゲット(最後部方向検出手段) 29 最後部位置検出部(最後部測量手段) 30 制御部(制御手段) 31 路線管理システム(位置演算手段) 40 台車 O Reference point 10 Shielding machine 17 Jack 20 Position detecting device 21 Ruler 22 Connecting part 23 Bending direction detecting part (bending direction detecting means) 26 Target position detecting part (target position measuring means) 27 Target (last part direction detecting means) 29 Last position detection unit (last surveying means) 30 Control unit (control means) 31 Route management system (position calculation means) 40 Cart

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに屈曲可能に一列に連結され、か
つ、各連結部間の長さが既知である複数の定規体と、 これら各定規体同士の各連結部分における一方の定規体
に対する他方の定規体の屈曲方向をそれぞれ検出する屈
曲方向検出手段と、 互いに連結された複数の上記定規体のうちの最後部に配
置された定規体の向いた方向を検出する最後部方向検出
手段と、 上記最後部方向検出手段により検出された最後部の定規
体の方向と、上記屈曲方向検出手段に検出された各定規
体同士の連結部分における屈曲方向と、各定規体の連結
部間の長さとに基づいて、最後部の定規体に対する先頭
部の定規体の位置を算出する位置演算手段とを具備して
なることを特徴とする位置検出装置。
1. A plurality of rulers that are bendably connected to each other in a line and have a known length between the connecting parts, and one of the rulers at each connecting part of these rulers to the other ruler. Bending direction detecting means for detecting each bending direction of the ruler body, rearmost direction detecting means for detecting the direction of the ruler body arranged at the rearmost part of the plurality of ruler bodies connected to each other, and The direction of the rearmost ruler body detected by the rearmost direction detecting means, the bending direction at the connecting portion between the respective ruler bodies detected by the bending direction detecting means, and the length between the connecting portions of the respective ruler bodies. A position detecting device for calculating the position of the leading-edge ruler with respect to the trailing-edge ruler based on the position detection means.
【請求項2】 予め位置が測量された基準点に設置さ
れ、かつ、該基準点に対する上記最後部の定規体の位置
を光学的に測量する最後部測量手段と、 上記先頭部の定規体に設けられ、該先頭部の定規体に対
する任意の目標点の位置を光学的に測量する目標位置測
量手段とが備えられ、 上記位置演算手段が、上記最後部測量手段により測量さ
れた上記基準点に対する最後部の定規体の位置と、上述
のように算出された最後部の定規体に対する先頭部の定
規体の位置と、上記目標位置測量手段により測量された
上記先頭部の定規体に対する目標点の位置とから上記基
準点に対する目標点の位置を算出することを特徴とする
請求項1記載の位置検出装置。
2. A rearmost surveying means which is installed at a reference point whose position has been measured in advance, and which optically surveys the position of the rearmost ruler with respect to the reference point, and a leading ruler. And a target position measuring means for optically measuring the position of an arbitrary target point with respect to the ruler body at the leading end, and the position calculating means for the reference point measured by the last measuring means. The position of the ruler at the end, the position of the ruler at the beginning with respect to the ruler at the end calculated as described above, and the target point for the ruler at the beginning measured by the target position surveying means. The position detecting device according to claim 1, wherein the position of the target point with respect to the reference point is calculated from the position.
【請求項3】 一列に互いに連結された複数の台車が備
えられ、 各台車と各定規体とを対応させるとともに、上記台車同
士の連結部の位置と上記定規体の連結部の位置とを対応
させて上記定規体が台車に載せられていることを特徴と
する請求項1または2記載の位置検出装置。
3. A plurality of trolleys connected to each other in a row are provided, and each trolley and each ruler are made to correspond to each other, and a position of a connecting portion between the dollies and a position of a connecting portion of the ruler are made to correspond to each other. The position detecting device according to claim 1 or 2, wherein the ruler is mounted on a carriage.
【請求項4】 上記請求項2または3に記載された位置
検出装置を用いた測量方法であって、 予め位置が測量された基準点に最後部測量手段を配置
し、 上記最後部の定規体を上記最後部測量手段により光学的
に測量が可能な位置に配置するとともに、上記目標位置
測量手段の設けられた先頭部の定規体を上記目標位置測
量手段により測量すべき目標点の光学的測量が可能な位
置に配置し、 次いで、上記最後部測量手段により基準点に対する最後
部の定規体の位置を測量し、上記最後部方向検出手段に
より最後部の定規体の方向を検出し、上記屈曲方向検出
手段により各定規体の屈曲方向を検出し、上記目標位置
測量手段により先頭部の定規体に対する目標点の位置を
測量し、 上記位置演算手段により、上記基準点に対する上記目標
点の位置を算出することを特徴とする測量方法。
4. A surveying method using the position detecting device according to claim 2 or 3, wherein a rearmost surveying means is arranged at a reference point whose position has been measured in advance, and the rearmost ruler body is provided. Is placed at a position where optical measurement can be performed by the rearmost surveying means, and the ruler body at the head portion provided with the target position surveying means is optically surveyed by the target position surveying means. Then, the rearmost surveying means measures the position of the rearmost ruler with respect to the reference point, and the rearmost direction detecting means detects the direction of the rearmost ruler, and the bending is performed. The direction detecting means detects the bending direction of each standard body, the target position measuring means measures the position of the target point with respect to the leading standard body, and the position calculating means measures the position of the target point with respect to the reference point. Surveying method and calculating.
【請求項5】 請求項3記載の位置検出装置を用いたシ
ールド機によるトンネルの掘削における掘削方向制御シ
ステムであって、 上記目標位置測量手段及び最後部測量手段を有し、か
つ、シールド機を目標点とする位置検出装置と、 該位置検出装置により検出されたシールド機の位置に基
づいてシールド機の推進用ジャッキの駆動を制御してシ
ールド機の掘削方向を制御する制御手段とを具備してな
り、 上記シールド機を光学的に測量可能な位置に上記先頭部
の定規体を載せた台車が配置されるとともに、上記基準
点から光学的に測量可能な位置に上記最後部の定規体を
載せた台車が配置されるように、上記互いに連結された
定規体を載せた台車が配置され、 上記位置検出装置の位置演算手段が、上記最後部測量手
段、上記最後部方向検出手段、上記屈曲方向検出手段、
上記目標位置測量手段により求められた情報に基づい
て、上記基準点から目標点となる上記シールド機の位置
を算出し、 上記制御手段が上記位置検出装置により求められた上記
目標点となるシールド機の位置と、予め設定されたシー
ルド機の予定経路とに基づいて、シールド機の推進用ジ
ャッキを制御することを特徴とする掘削方向制御システ
ム。
5. An excavation direction control system for tunnel excavation by a shield machine using the position detecting device according to claim 3, comprising the target position surveying means and the rearmost surveying means, and the shield machine comprising: A position detecting device serving as a target point, and a control means for controlling the driving of the propulsion jack of the shield machine based on the position of the shield machine detected by the position detecting apparatus to control the excavation direction of the shield machine. The trolley with the ruler at the beginning is placed at a position where the shield machine can be optically measured, and the ruler at the rear is placed at a position where it can be optically measured from the reference point. The carriage on which the ruled bodies connected to each other are mounted is arranged so that the mounted carriage is arranged, and the position calculating means of the position detecting device is configured to detect the rearmost part measuring means and the rearmost direction. Stage, the bending direction detecting means,
Based on the information obtained by the target position measuring means, the position of the shield machine that is the target point is calculated from the reference point, and the control means is the shield machine that is the target point obtained by the position detecting device. An excavation direction control system for controlling the jack for propulsion of the shield machine based on the position of the shield machine and a preset route of the shield machine.
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