JPH0989563A - 地下掘削機の位置検出方法及び装置 - Google Patents
地下掘削機の位置検出方法及び装置Info
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- JPH0989563A JPH0989563A JP7272012A JP27201295A JPH0989563A JP H0989563 A JPH0989563 A JP H0989563A JP 7272012 A JP7272012 A JP 7272012A JP 27201295 A JP27201295 A JP 27201295A JP H0989563 A JPH0989563 A JP H0989563A
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- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
- E02D17/13—Foundation slots or slits; Implements for making these slots or slits
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/18—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
- E02F3/20—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels
- E02F3/205—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels with a pair of digging wheels, e.g. slotting machines
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
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- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
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- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は地下タンクや地下構造物などの地中
連続壁を構築する地下掘削機及びその他の地下掘削機の
位置検出方法及びその装置に関する。 【解決手段】地下掘削機に配置した３軸光ファイバージ
ャイロ及び３軸加速度計とにより地下掘削機の３軸方向
の傾きを連続的に測定し、これらにより得られた情報と
地下掘削機の深度データを組み合わせた演算によって地
下掘削機の位置の検出を行う方法において、三軸光ファ
イバージャイロの内、ヨー角を検出する１つの光ファイ
バージャイロをジンバル方式とし、周囲環境の振動或い
は地下掘削機の歳差運動により生じる誤差を修正するこ
とを特徴とする地下掘削機の位置検出方法である。
連続壁を構築する地下掘削機及びその他の地下掘削機の
位置検出方法及びその装置に関する。 【解決手段】地下掘削機に配置した３軸光ファイバージ
ャイロ及び３軸加速度計とにより地下掘削機の３軸方向
の傾きを連続的に測定し、これらにより得られた情報と
地下掘削機の深度データを組み合わせた演算によって地
下掘削機の位置の検出を行う方法において、三軸光ファ
イバージャイロの内、ヨー角を検出する１つの光ファイ
バージャイロをジンバル方式とし、周囲環境の振動或い
は地下掘削機の歳差運動により生じる誤差を修正するこ
とを特徴とする地下掘削機の位置検出方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は地下タンクや地下構
造物などの地中連続壁を構築する地下掘削機及びその他
の地下掘削機の位置検出方法及びその装置に関する。
造物などの地中連続壁を構築する地下掘削機及びその他
の地下掘削機の位置検出方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】地下連続壁やリバース杭などを施工する
には、地下に鉛直な溝を掘削するが、壁の深度が大きく
ない場合は、構造物の特性からもそれ程高い精度は要求
されなかった。然し、近年の地下構造物の大規模化に伴
い地下壁の深度も大きくなり高精度の出来上がりが要求
されるに至り、その精度確保のため掘削機の位置ないし
掘削方向を検出する種々の方法ないし装置が、例えば、
特開平１−１３７０９３号、同１−２０３５８５号公
報、実開平２−１０６０４１号公報、特開平５−２０９
４９２号、同５−２０９４９３号公報、特公平５−７４
６７３号公報などに開示されている。これらは、掘削機
から地上部に至るまで計測ワイヤを複数本設置して、あ
る一定の高さの地上で計測ワイヤの変位量を測定するこ
とにより掘削機の水平移動量を算出するものであり、そ
れぞれ計測ワイヤの変位量の測定方式がそれぞれ異なっ
ているが、計測ワイヤを利用することが不可欠の要件と
なっている。
には、地下に鉛直な溝を掘削するが、壁の深度が大きく
ない場合は、構造物の特性からもそれ程高い精度は要求
されなかった。然し、近年の地下構造物の大規模化に伴
い地下壁の深度も大きくなり高精度の出来上がりが要求
されるに至り、その精度確保のため掘削機の位置ないし
掘削方向を検出する種々の方法ないし装置が、例えば、
特開平１−１３７０９３号、同１−２０３５８５号公
報、実開平２−１０６０４１号公報、特開平５−２０９
４９２号、同５−２０９４９３号公報、特公平５−７４
６７３号公報などに開示されている。これらは、掘削機
から地上部に至るまで計測ワイヤを複数本設置して、あ
る一定の高さの地上で計測ワイヤの変位量を測定するこ
とにより掘削機の水平移動量を算出するものであり、そ
れぞれ計測ワイヤの変位量の測定方式がそれぞれ異なっ
ているが、計測ワイヤを利用することが不可欠の要件と
なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の方法ないし装置では、地上に設置した架台より複数の
計測ワイヤを引き出して地下掘削機の本体に連結し、そ
の計測ワイヤの２軸の変位を接触方式ないし非接触方式
の水平変位検出器で検出するようにしている。複数の計
測ワイヤを使用するため、地上の狭隘な作業スペースを
水平変位検出装置が占有することとなり、更に、計測ワ
イヤを垂らす架台が掘削中に微変動するので、これを補
正する装置を必要としており、また、計測ワイヤの初期
の鉛直精度の確保が困難であったので、施工上非常に煩
雑となり、施工性に問題があり、場合によっては、計測
ワイヤの取り外しが必要となり、計測が中断されること
になり掘削時の連続測定ができない事態も生じていた。
の方法ないし装置では、地上に設置した架台より複数の
計測ワイヤを引き出して地下掘削機の本体に連結し、そ
の計測ワイヤの２軸の変位を接触方式ないし非接触方式
の水平変位検出器で検出するようにしている。複数の計
測ワイヤを使用するため、地上の狭隘な作業スペースを
水平変位検出装置が占有することとなり、更に、計測ワ
イヤを垂らす架台が掘削中に微変動するので、これを補
正する装置を必要としており、また、計測ワイヤの初期
の鉛直精度の確保が困難であったので、施工上非常に煩
雑となり、施工性に問題があり、場合によっては、計測
ワイヤの取り外しが必要となり、計測が中断されること
になり掘削時の連続測定ができない事態も生じていた。
【０００４】また、従来は計測ワイヤがリニヤであるこ
とを前提として比例計算を行って掘削機の水平変位量を
算出しているが、施工上計測ワイヤを常時リニヤの状態
にすることは困難であるため、計測誤差が生じ易い。従
って地上部で精度の高い計測を行っても、真の水平変位
量を得ることは困難であった。
とを前提として比例計算を行って掘削機の水平変位量を
算出しているが、施工上計測ワイヤを常時リニヤの状態
にすることは困難であるため、計測誤差が生じ易い。従
って地上部で精度の高い計測を行っても、真の水平変位
量を得ることは困難であった。
【０００５】更にまた、地下掘削機を移動型クレーンで
吊り下げて駆動する態様では、横移動の度毎に前掘削位
置と整合させるための初期位置設定が必要であり非常に
煩雑なため掘削能率を低下させている問題もある。
吊り下げて駆動する態様では、横移動の度毎に前掘削位
置と整合させるための初期位置設定が必要であり非常に
煩雑なため掘削能率を低下させている問題もある。
【０００６】そこで、本発明者らは、特願平６−１８３
８４８号を先に出願した。この技術は、地下掘削機に
配置した３軸光ファイバージャイロ及び３軸加速度計と
により地下掘削機の３軸方向の傾きを連続的に測定し、
これらにより得られた情報と地下掘削機の深度データを
組み合わせた演算により地下掘削機の位置の検出を行う
ことを特徴とする地下掘削機の位置検出方法、並びに、
地下掘削機に配置した３軸光ファイバージャイロ及び
３軸加速度計、地下掘削機が位置する深度を計測する深
度計、これら計測機器で得られた情報を演算処理するコ
ンピュータ、このコンピュータの出力を画面表示する表
示する手段とから成ることを特徴とする地下掘削機の位
置検出装置、というものであるが、この技術によれば確
かに上記目的を達成できるが、次のような問題が新たに
生じることとなった。即ち、この技術は、地下掘削機の
捩じれを検出するために、光ファイバージャイロを利用
する方法を採用しているが、高精度を確保するために高
精度な光ファイバージャイロを用いると、音や振動など
の外乱により、ノイズが発生し、逆に精度が悪くなるこ
とがある。また、地下掘削機の船の揺籃運動に似た歳差
運動により固定型にした捩じれ角を検出するヨー角光フ
ァイバージャイロは誤差が大きくなる場合がある。
８４８号を先に出願した。この技術は、地下掘削機に
配置した３軸光ファイバージャイロ及び３軸加速度計と
により地下掘削機の３軸方向の傾きを連続的に測定し、
これらにより得られた情報と地下掘削機の深度データを
組み合わせた演算により地下掘削機の位置の検出を行う
ことを特徴とする地下掘削機の位置検出方法、並びに、
地下掘削機に配置した３軸光ファイバージャイロ及び
３軸加速度計、地下掘削機が位置する深度を計測する深
度計、これら計測機器で得られた情報を演算処理するコ
ンピュータ、このコンピュータの出力を画面表示する表
示する手段とから成ることを特徴とする地下掘削機の位
置検出装置、というものであるが、この技術によれば確
かに上記目的を達成できるが、次のような問題が新たに
生じることとなった。即ち、この技術は、地下掘削機の
捩じれを検出するために、光ファイバージャイロを利用
する方法を採用しているが、高精度を確保するために高
精度な光ファイバージャイロを用いると、音や振動など
の外乱により、ノイズが発生し、逆に精度が悪くなるこ
とがある。また、地下掘削機の船の揺籃運動に似た歳差
運動により固定型にした捩じれ角を検出するヨー角光フ
ァイバージャイロは誤差が大きくなる場合がある。
【０００７】従って、三軸に光ファイバージャイロを配
した所謂ストラップダウン方式による三次元運動体の位
置計測を行う場合、高精度な計測とするためにはこの点
を解決する必要があることが判明した。
した所謂ストラップダウン方式による三次元運動体の位
置計測を行う場合、高精度な計測とするためにはこの点
を解決する必要があることが判明した。
【０００８】本発明は、上記の問題を解決する方法、装
置を明らかにすることを目的とするものである。
置を明らかにすることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る地下掘削機
の位置検出方法は、地下掘削機に配置した３軸光ファ
イバージャイロ及び３軸加速度計とにより地下掘削機の
３軸方向の傾きを連続的に測定し、これらにより得られ
た情報と地下掘削機の深度データを組み合わせた演算に
よって地下掘削機の位置の検出を行う方法において、三
軸光ファイバージャイロの内、ヨー角を検出する１つの
光ファイバージャイロをジンバル方式とし、周囲環境の
振動或いは地下掘削機の歳差運動により生じる誤差を修
正することを特徴とし、また、本発明に係る地下掘削機
の位置検出装置は、地下掘削機に配置した３軸光ファ
イバージャイロ（但し、ヨー角を検出する１つの光ファ
イバージャイロをジンバル方式とする）及び３軸加速度
計、地下掘削機が位置する深度を計測する深度計、これ
ら計測機器で得られた情報を演算処理するコンピュー
タ、このコンピュータの出力を画面表示する表示する手
段とから成り、更に周囲環境の振動或いは地下掘削機の
振動を吸収する振動吸収材により光ファイバージャイロ
の外乱による精度誤差の発生を防止する構成を有するこ
とを特徴とする。
の位置検出方法は、地下掘削機に配置した３軸光ファ
イバージャイロ及び３軸加速度計とにより地下掘削機の
３軸方向の傾きを連続的に測定し、これらにより得られ
た情報と地下掘削機の深度データを組み合わせた演算に
よって地下掘削機の位置の検出を行う方法において、三
軸光ファイバージャイロの内、ヨー角を検出する１つの
光ファイバージャイロをジンバル方式とし、周囲環境の
振動或いは地下掘削機の歳差運動により生じる誤差を修
正することを特徴とし、また、本発明に係る地下掘削機
の位置検出装置は、地下掘削機に配置した３軸光ファ
イバージャイロ（但し、ヨー角を検出する１つの光ファ
イバージャイロをジンバル方式とする）及び３軸加速度
計、地下掘削機が位置する深度を計測する深度計、これ
ら計測機器で得られた情報を演算処理するコンピュー
タ、このコンピュータの出力を画面表示する表示する手
段とから成り、更に周囲環境の振動或いは地下掘削機の
振動を吸収する振動吸収材により光ファイバージャイロ
の外乱による精度誤差の発生を防止する構成を有するこ
とを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の具体例を添付の図
面に従って説明する。
面に従って説明する。
【００１１】図１は、本発明が適用される地下掘削設備
の概略図であり、１０は地下掘削機であり、地上に構築
された架台１１上に配設されたクレーンから吊り下げワ
イヤ（主索）を介して吊り下げられ、ウインチ１２によ
り上下動操作が行われ、下端に配置されているドラムカ
ッタ１３により地下の掘削を行い、掘削した排泥を排泥
管１４を通して地上に排出する構成となっている。
の概略図であり、１０は地下掘削機であり、地上に構築
された架台１１上に配設されたクレーンから吊り下げワ
イヤ（主索）を介して吊り下げられ、ウインチ１２によ
り上下動操作が行われ、下端に配置されているドラムカ
ッタ１３により地下の掘削を行い、掘削した排泥を排泥
管１４を通して地上に排出する構成となっている。
【００１２】地下掘削機１０としては、例えば、ＥＸシ
リーズエレクトロミル（商品名・利根社製）を利用する
ことができ、また、本発明は図１に示すクレーンが移動
型のクレーンである態様を包含しており、このような態
様では、例えば、移動型地下掘削機ＥＭＸ−２４０（商
品名・利根社製）を利用することができる。
リーズエレクトロミル（商品名・利根社製）を利用する
ことができ、また、本発明は図１に示すクレーンが移動
型のクレーンである態様を包含しており、このような態
様では、例えば、移動型地下掘削機ＥＭＸ−２４０（商
品名・利根社製）を利用することができる。
【００１３】本発明の方法ないし装置において特徴的な
点は、地下掘削機１０の位置検出に際して従来用いられ
ていた方式の計測ワイヤを使用しないことである。即
ち、図２に示す如く、地下掘削機１０に配置されている
ヨー角を検出するものがジンバル方式である３軸光ファ
イバージャイロと３軸加速度計とによって地下掘削機１
０の３軸の回転角が検出され、これらの情報は深度計に
よる深度データと共にコンピュータに入力されて演算さ
れ、掘削作業中の地下掘削機１０の絶対位置（深さ、駆
動方向、傾斜姿勢）が連続的且つ自動的に測定される。
点は、地下掘削機１０の位置検出に際して従来用いられ
ていた方式の計測ワイヤを使用しないことである。即
ち、図２に示す如く、地下掘削機１０に配置されている
ヨー角を検出するものがジンバル方式である３軸光ファ
イバージャイロと３軸加速度計とによって地下掘削機１
０の３軸の回転角が検出され、これらの情報は深度計に
よる深度データと共にコンピュータに入力されて演算さ
れ、掘削作業中の地下掘削機１０の絶対位置（深さ、駆
動方向、傾斜姿勢）が連続的且つ自動的に測定される。
【００１４】３軸光ファイバージャイロは、ＰＩＴＣＨ
・ＲＯＬＬ・ＹＡＷの角速度を検出することにより地球
の角速度（３６０度／２４ｈｒ）から真北方位に対する
相対角度を検出して地下掘削機１０が配置されている方
位を検出するものである。前述したように、本発明にお
いては、ヨー角を検出する光ファイバージャイロとして
ジンバル方式のものが利用される。角速度を連続的に長
時間測定する場合には、ジャイロにはドリフトが発生す
るが、排泥管１４の継ぎ足しのために駆動を停止した際
などに、地下掘削機１０を一時的に静止状態にしてドリ
フトの補正を行う。
・ＲＯＬＬ・ＹＡＷの角速度を検出することにより地球
の角速度（３６０度／２４ｈｒ）から真北方位に対する
相対角度を検出して地下掘削機１０が配置されている方
位を検出するものである。前述したように、本発明にお
いては、ヨー角を検出する光ファイバージャイロとして
ジンバル方式のものが利用される。角速度を連続的に長
時間測定する場合には、ジャイロにはドリフトが発生す
るが、排泥管１４の継ぎ足しのために駆動を停止した際
などに、地下掘削機１０を一時的に静止状態にしてドリ
フトの補正を行う。
【００１５】３軸加速度計は、図２に示すように、例え
ば、振り子の位置ずれをトルカ（トルクモータ）にフィ
ードバックし、トルカの電流から傾斜角を得るサーボ加
速度計式の傾斜計をＸＹＺの３軸方向に配置して、それ
ぞれの方向の傾斜角を計測して地下掘削機１０の姿勢変
化を計測するものである。
ば、振り子の位置ずれをトルカ（トルクモータ）にフィ
ードバックし、トルカの電流から傾斜角を得るサーボ加
速度計式の傾斜計をＸＹＺの３軸方向に配置して、それ
ぞれの方向の傾斜角を計測して地下掘削機１０の姿勢変
化を計測するものである。
【００１６】尚、３軸加速度計に代わるものとして、ひ
ずみゲージ式或いは差動トランス式の傾斜計を利用する
ことができる。
ずみゲージ式或いは差動トランス式の傾斜計を利用する
ことができる。
【００１７】地下掘削機１０の位置する深度は深度計に
より計測される。深度計としては、地下掘削機１０を吊
り下げる主索の繰り出しに対応して繰り出される深度計
測用のワイヤを利用して深度を計測する従来からの方式
のものを採用することができるが、これに限定されず、
深度計測のためにワイヤを利用しない方式を採用するこ
とにより深度の計測についてもワイヤフリーとすること
ができる。
より計測される。深度計としては、地下掘削機１０を吊
り下げる主索の繰り出しに対応して繰り出される深度計
測用のワイヤを利用して深度を計測する従来からの方式
のものを採用することができるが、これに限定されず、
深度計測のためにワイヤを利用しない方式を採用するこ
とにより深度の計測についてもワイヤフリーとすること
ができる。
【００１８】図３に示すように、上記した３軸光ファイ
バージャイロ・３軸加速度計・深度計で得られた情報
は、地上に配置されているコンピュータに入力されて演
算され掘削作業中の地下掘削機１０の絶対位置（深さ、
駆動方向、傾斜姿勢）が連続的且つ自動的に測定され
る。
バージャイロ・３軸加速度計・深度計で得られた情報
は、地上に配置されているコンピュータに入力されて演
算され掘削作業中の地下掘削機１０の絶対位置（深さ、
駆動方向、傾斜姿勢）が連続的且つ自動的に測定され
る。
【００１９】尚、コンピュータへの信号の伝達は有線方
式・無線方式のどちらでもよく、更に、コンピュータま
でも地下掘削機１０に搭載し、演算された地下掘削機１
０の位置情報が地上のオペレータに有線方式ないし無線
方式の何れかで伝達される方式であってもよい。
式・無線方式のどちらでもよく、更に、コンピュータま
でも地下掘削機１０に搭載し、演算された地下掘削機１
０の位置情報が地上のオペレータに有線方式ないし無線
方式の何れかで伝達される方式であってもよい。
【００２０】コンピュータによる演算は次のようにして
行われる。図３に示すように、既知点（Ｘｏ、Ｙｏ、Ｚ
ｏ）、任意の位置（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）での鉛直方向角
をδｎとすると、地下掘削機１０の絶対位置は、Ｘｎ＝
Ｘｏ＋Σ（ΔＬｎ×ｓｉｎΔδＸｎ）及びＹｎ＝Ｙｏ＋
Σ（ΔＬｎ×ｓｉｎΔδＹ）の式により演算することに
より得ることができる。
行われる。図３に示すように、既知点（Ｘｏ、Ｙｏ、Ｚ
ｏ）、任意の位置（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）での鉛直方向角
をδｎとすると、地下掘削機１０の絶対位置は、Ｘｎ＝
Ｘｏ＋Σ（ΔＬｎ×ｓｉｎΔδＸｎ）及びＹｎ＝Ｙｏ＋
Σ（ΔＬｎ×ｓｉｎΔδＹ）の式により演算することに
より得ることができる。
【００２１】尚、上記で演算されたデータは連続的にＣ
ＲＴ画面に表示されオペレータの操作により、或いは自
動制御により、地下掘削機１０の姿勢制御が行われる。
姿勢制御は、図１に符号１５で示すアジャスタブルガイ
ドの操作により行われる。
ＲＴ画面に表示されオペレータの操作により、或いは自
動制御により、地下掘削機１０の姿勢制御が行われる。
姿勢制御は、図１に符号１５で示すアジャスタブルガイ
ドの操作により行われる。
【００２２】更に、ＣＲＴ画面の表示は、単なる数字の
羅列でなく、掘削機の状態の三次元的な視覚表示を伴う
ものであることが好ましい。
羅列でなく、掘削機の状態の三次元的な視覚表示を伴う
ものであることが好ましい。
【００２３】図４には、本発明の地下掘削機の位置検出
装置の概略が示されている。この装置は、センサーパッ
ケージ２０とホストコンピュータ３０に分割されてお
り、センサーパッケージ２０は地下掘削機１０に固定さ
れており、ホストコンピュータ３０は地上の監視コント
ロール室に置かれている。両者の間は有線方式或いはレ
ーザー光による無線方式などで接続されている。尚、ホ
ストコンピュータ３０は地下掘削機１０の位置の演算・
表示・記憶・制御を行う。
装置の概略が示されている。この装置は、センサーパッ
ケージ２０とホストコンピュータ３０に分割されてお
り、センサーパッケージ２０は地下掘削機１０に固定さ
れており、ホストコンピュータ３０は地上の監視コント
ロール室に置かれている。両者の間は有線方式或いはレ
ーザー光による無線方式などで接続されている。尚、ホ
ストコンピュータ３０は地下掘削機１０の位置の演算・
表示・記憶・制御を行う。
【００２４】センサーパッケージ２０は、円筒形の耐水
圧容器２１で形成されており、内部には、ホストコンピ
ュータ３０に情報を伝達するための外部インターフェイ
ス２２、電源ユニット２３、演算ボード２４、ピッチ及
びロール用の光ファイバージャイロ２５、ヨー角検出用
の光ファイバージャイロ２６が収納されている。
圧容器２１で形成されており、内部には、ホストコンピ
ュータ３０に情報を伝達するための外部インターフェイ
ス２２、電源ユニット２３、演算ボード２４、ピッチ及
びロール用の光ファイバージャイロ２５、ヨー角検出用
の光ファイバージャイロ２６が収納されている。
【００２５】ヨー角検出用の光ファイバージャイロ２６
は、ＸＹ２方向のジンバル２７によって支持されてい
る。この点、支持軸が耐水圧容器２１に、従って地下掘
削機１０に直結しているピッチ及びロール用の光ファイ
バージャイロ２５の支持方式と異なっている。即ち、ピ
ッチ及びロール用の光ファイバージャイロ２５は、地下
掘削機１０が傾斜すると、その支持軸が等量だけ傾斜す
るのに対して、ヨー角検出用の光ファイバージャイロ２
６の軸は、ジンバル２７の働きで傾斜せず常に垂直を保
っている。
は、ＸＹ２方向のジンバル２７によって支持されてい
る。この点、支持軸が耐水圧容器２１に、従って地下掘
削機１０に直結しているピッチ及びロール用の光ファイ
バージャイロ２５の支持方式と異なっている。即ち、ピ
ッチ及びロール用の光ファイバージャイロ２５は、地下
掘削機１０が傾斜すると、その支持軸が等量だけ傾斜す
るのに対して、ヨー角検出用の光ファイバージャイロ２
６の軸は、ジンバル２７の働きで傾斜せず常に垂直を保
っている。
【００２６】頭記したように、本発明者らの先願に係る
特願平６−１８３８４８号の地下掘削機ではヨー角検出
用の光ファイバージャイロもピッチ及びロール用の光フ
ァイバージャイロと同一の支持であったので、地下掘削
機１０の歳差運動おも角度変化として検出することとな
り、高い精度の位置検出が困難となっていた。
特願平６−１８３８４８号の地下掘削機ではヨー角検出
用の光ファイバージャイロもピッチ及びロール用の光フ
ァイバージャイロと同一の支持であったので、地下掘削
機１０の歳差運動おも角度変化として検出することとな
り、高い精度の位置検出が困難となっていた。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、地下掘削機の位置を検
出するのに計測ワイヤを利用することがないので、地上
部の作業スペースの確保に有利であり狭隘な都市部での
施工に適している利点があり、また、使用環境条件によ
る影響が少なく、掘削中も連続的な計測が可能であり計
測のために掘削を中断する必要がないので掘削サイクル
タイムが改善され工期の短縮化に利点がある。
出するのに計測ワイヤを利用することがないので、地上
部の作業スペースの確保に有利であり狭隘な都市部での
施工に適している利点があり、また、使用環境条件によ
る影響が少なく、掘削中も連続的な計測が可能であり計
測のために掘削を中断する必要がないので掘削サイクル
タイムが改善され工期の短縮化に利点がある。
【００２８】更に、計測ワイヤを利用する従来の方法な
いし装置に比較して、計測誤差が少なく高精度の計測が
可能である利点がある。
いし装置に比較して、計測誤差が少なく高精度の計測が
可能である利点がある。
【００２９】更にまた、３軸光ファイバージャイロ及び
３軸加速度計は振動・衝撃に強く精度・耐久性に優れて
いるので地下掘削機に搭載することが容易であり、これ
により地下掘削機の変位量を連続的且つ自動的に測定で
きる。測定の結果をコンピュータを利用して演算処理す
ることにより、地下掘削機の掘進方向の修正をリアルタ
イムで正確に行うことが可能である利点がある。
３軸加速度計は振動・衝撃に強く精度・耐久性に優れて
いるので地下掘削機に搭載することが容易であり、これ
により地下掘削機の変位量を連続的且つ自動的に測定で
きる。測定の結果をコンピュータを利用して演算処理す
ることにより、地下掘削機の掘進方向の修正をリアルタ
イムで正確に行うことが可能である利点がある。
【００３０】本発明においては、３軸光ファイバージャ
イロとして、ヨー角を検出するジャイロとしてジンバル
方式のものを利用しており、この方式によると地下掘削
機の歳差運動による検出誤差の発生を防止することがで
き、地下掘削機の位置検出の精度を向上させることがで
きるので、頭記した課題が解消される。
イロとして、ヨー角を検出するジャイロとしてジンバル
方式のものを利用しており、この方式によると地下掘削
機の歳差運動による検出誤差の発生を防止することがで
き、地下掘削機の位置検出の精度を向上させることがで
きるので、頭記した課題が解消される。
【図１】本発明が適用される地下掘削設備の概略図
【図２】本発明による地下掘削機の位置検出方法を示す
ブロック図
ブロック図
【図３】本発明による地下掘削機の位置算出の模式図
【図４】本発明に係る地下掘削機の位置検出装置の概略
図
図
１０−地下掘削機 １１−架台 １２−ウインチ １３−ドラムカッタ １４−排泥管 １５−アジャスタブルガイド ２０−センサーパッケージ ２１−耐水圧容器 ２２−インターフェイス ２３−電源ユニット ２４−演算ボード ２５−ピッチ及びロール用の光ファイバージャイロ ２６−ヨー角検出用の光ファイバージャイロ ２７−ジンバル ３０−ホストコンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｃ 9/00 Ｇ０１Ｃ 9/00 Ｚ
Claims (2)
- 【請求項１】地下掘削機に配置した３軸光ファイバージ
ャイロ及び３軸加速度計とにより地下掘削機の３軸方向
の傾きを連続的に測定し、これらにより得られた情報と
地下掘削機の深度データを組み合わせた演算によって地
下掘削機の位置の検出を行う方法において、三軸光ファ
イバージャイロの内、ヨー角を検出する１つの光ファイ
バージャイロをジンバル方式とし、周囲環境の振動或い
は地下掘削機の歳差運動により生じる誤差を修正するこ
とを特徴とする地下掘削機の位置検出方法。 - 【請求項２】地下掘削機に配置した３軸光ファイバージ
ャイロ（但し、ヨー角を検出する１つの光ファイバージ
ャイロをジンバル方式とする）及び３軸加速度計、地下
掘削機が位置する深度を計測する深度計、これら計測機
器で得られた情報を演算処理するコンピュータ、このコ
ンピュータの出力を画面表示する表示する手段とから成
り、更に周囲環境の振動或いは地下掘削機の振動を吸収
する振動吸収材により光ファイバージャイロの外乱によ
る精度誤差の発生を防止する構成を有することを特徴と
する地下掘削機の位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7272012A JPH0989563A (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 地下掘削機の位置検出方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7272012A JPH0989563A (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 地下掘削機の位置検出方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0989563A true JPH0989563A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17507910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7272012A Pending JPH0989563A (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 地下掘削機の位置検出方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0989563A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITUD20090053A1 (it) * | 2009-03-05 | 2010-09-06 | Casagrande Spa | Dispositivo di controllo per un'apparecchiatura di scavo |
| ITTO20090438A1 (it) * | 2009-06-09 | 2010-12-10 | Soilmec Spa | Dispositivo di scavo ed analisi del profilo dello scavo stesso e metodo associato. |
| JP2016075670A (ja) * | 2014-10-07 | 2016-05-12 | 野沢 有 | 懸垂式掘削機の位置計測システム、これに用いる測量装置及び施工法、および吊対象物の位置計測システム |
| JP2017219324A (ja) * | 2016-06-03 | 2017-12-14 | 前田建設工業株式会社 | 加速度信号を用いた吊り下げ移動物体の位置・姿勢推定方法及び推定装置 |
| EP3299523A1 (de) * | 2016-09-21 | 2018-03-28 | BAUER Spezialtiefbau GmbH | Verfahren und baugerät zur bodenbearbeitung |
| CN110700816A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-01-17 | 福建平潭旭坤实业有限公司 | 一种矿用钻孔测井无缆测深装置及测深方法 |
| CN112429006A (zh) * | 2019-08-22 | 2021-03-02 | 联合汽车电子有限公司 | 车载式路面坡度测量系统及测量方法 |
| CN112781590A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-05-11 | 上海隧道工程有限公司 | 基于光纤陀螺仪的掘进机导向系统及方法 |
-
1995
- 1995-09-26 JP JP7272012A patent/JPH0989563A/ja active Pending
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| US10577913B2 (en) | 2016-09-21 | 2020-03-03 | Bauer Spezialtiefbau Gmbh | Method and construction machine for working the soil |
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