JPH10169364A - Posture control method of box shield machine - Google Patents

Posture control method of box shield machine

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JPH10169364A
JPH10169364A JP35195096A JP35195096A JPH10169364A JP H10169364 A JPH10169364 A JP H10169364A JP 35195096 A JP35195096 A JP 35195096A JP 35195096 A JP35195096 A JP 35195096A JP H10169364 A JPH10169364 A JP H10169364A
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JP
Japan
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shield machine
posture
box shield
box
right drum
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Application number
JP35195096A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Tada
幸司 多田
Toru Taniguchi
徹 谷口
Makoto Ukekawa
誠 請川
Jun Takahashi
潤 高橋
Toshihiro Okumura
利博 奥村
Mitsuru Shinohara
満 篠原
Riichi Okayama
理一 岡山
Akira Usami
彰 宇佐美
Takeshi Nagira
毅 柳楽
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.)
Toda Corp
Original Assignee
Toda Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control a posture with high reliability during the propulsion of a box shield machine without additionally providing a special mechanism for changing the posture. SOLUTION: A posture is controlled during the propulsion of the box shield machine 10 with an approximately rectangular sectional shield machine body 14 and left-right drum cutters 50, 51 driven by independent drive mechanisms 22 in the posture control method of the box shield machine. In the posture control method, the posture of the box shield machine 10 is detected by a posture detecting means installed to the shield machine body 14, and the posture of the box shield machine 10 is controlled by utilizing ground reaction by independently controlling the revolution of the left-right drum cutters 50, 51 on the basis of a posture displacement between the detected attitude and a predetermined posture.

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、ボックスシールド
機の姿勢制御方法に関し、特に、そのカッタの制御によ
る姿勢制御の技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an attitude control method for a box shield machine, and more particularly to an attitude control technique by controlling a cutter thereof.

【0002】[0002]

【関連技術および発明が解決しようとする課題】シール
ド掘進は、地中において行われ、シールド掘進機の後退
は不可能であることから、一旦掘削されると掘削位置の
修正は非常に難しい。したがって、シールド掘進におい
ては、計画線に沿って正確にシールド機を進めることが
特に重要である。
Related Art and Problems to be Solved Since shield excavation is performed underground and retreat of the shield excavator is not possible, it is very difficult to correct the excavation position once excavated. Therefore, in shield excavation, it is particularly important to accurately advance the shield machine along the planning line.

【0003】しかしながら、掘削が行われる地中の地盤
は、不均一な地質である場合や、地質に変化がある場合
も多く、掘削条件は様々で、同一な掘削条件となること
は希である。そのため、計画線に沿って掘進するため
に、所定の位置で所定の姿勢で掘削を始めても、その後
調整を行う必要が生じることが多い。
[0003] However, the ground underground where excavation is performed often has uneven geology or changes in geology, and the excavation conditions are various and rarely the same. . Therefore, in order to excavate along the planning line, even if excavation is started at a predetermined position and in a predetermined posture, it is often necessary to make adjustments thereafter.

【0004】このような理由から、従来、シールド掘進
機の掘進中の方向制御は、熟練オペレータの手動制御に
頼ることが一般的であった。しかし、人間に頼るこのよ
うな制御は不確定要素も多く、その信頼性において問題
となることがあった。
[0004] For this reason, the direction control during the excavation of the shield excavator has conventionally generally relied on manual control by a skilled operator. However, such control relying on humans has many uncertainties, and sometimes has a problem in its reliability.

【0005】特に、矩形シールド掘進機においては、シ
ールド掘進機の姿勢のずれが掘削されるシールドトンネ
ルの形状に影響を与えやすいため、正確な姿勢制御は非
常に重要となる。
[0005] In particular, in a rectangular shield machine, accurate attitude control is very important because the deviation of the attitude of the shield machine easily affects the shape of the shield tunnel to be excavated.

【0006】そこで、近年は、シールド掘進機の位置お
よび姿勢の自動制御によって、地質条件にかかわらず信
頼性の高いシールド掘進を行うための技術開発が行われ
ている。ところが、そのような制御のためには、シール
ド掘進機の位置および姿勢を変えるために特別な機構を
必要とするものが多い。
Therefore, in recent years, technology has been developed for performing highly reliable shield excavation regardless of geological conditions by automatically controlling the position and attitude of the shield excavator. However, such control often requires a special mechanism to change the position and attitude of the shield machine.

【0007】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであって、その目的は、ボックスシールド機
の掘進中における姿勢の信頼性の高い自動制御が可能
で、しかも、姿勢を変えるために特別の機構を付加する
必要のないボックスシールド機の姿勢制御方法を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to enable highly reliable automatic control of the attitude of a box shield machine during excavation. An object of the present invention is to provide a box shield machine attitude control method that does not require a special mechanism to change the position.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明に係るボックスシールド機の
姿勢制御方法は、横断面が略矩形形状のシールド機本体
と、掘削するトンネルと略直交する軸の回りを回転し、
独立した駆動機構によって駆動される、左右のドラムカ
ッタと、前記シールド機本体に備えられた姿勢検出手段
と、を有するボックスシールド機の掘進中における姿勢
制御方法であって、前記姿勢検出手段によって前記ボッ
クスシールド機の姿勢を検出する姿勢検出工程と、前記
姿勢検出工程において検出された姿勢と予定した姿勢と
の間の姿勢ずれを算出する姿勢ずれ算出工程と、前記姿
勢ずれ算出工程において算出された姿勢ずれに基づき、
前記左右のドラムカッタの回転を独立して制御すること
によって、地盤反力を利用した前記ボックスシールド機
の姿勢制御を行う姿勢制御工程と、を有することを特徴
とする。
In order to achieve the above object, a method for controlling the attitude of a box shield machine according to the first aspect of the present invention comprises a shield machine body having a substantially rectangular cross section and a tunnel to be excavated. Rotate around a substantially orthogonal axis,
A posture control method during excavation of a box shield machine, comprising: a left and right drum cutter driven by independent driving mechanisms; and a posture detection unit provided on the shield machine main body, wherein the posture detection unit performs the A posture detecting step of detecting the posture of the box shield machine, a posture deviation calculating step of calculating a posture deviation between the posture detected in the posture detecting step and a planned posture, and the posture deviation calculating step. Based on the posture shift,
A posture control step of controlling the posture of the box shield machine using a ground reaction force by independently controlling the rotation of the left and right drum cutters.

【0009】請求項1に記載の発明によれば、ボックス
シールド機の検出された姿勢と予定した姿勢との姿勢ず
れに基づいて、独立した駆動機構を備えた左右のドラム
カッタを独立して制御することによって、その回転に対
する地盤反力を利用してボックスシールド機の掘進中に
おける姿勢の信頼性の高い制御を行うことができる。
According to the first aspect of the present invention, the left and right drum cutters having independent drive mechanisms are independently controlled based on the difference between the detected attitude of the box shield machine and the expected attitude. By doing so, highly reliable control of the attitude of the box shield machine during excavation can be performed using the ground reaction force against the rotation.

【0010】また、ボックスシールド機が通常備えてい
る独立した駆動機構を備えた左右のドラムカッタを、独
立して制御することによってボックスシールド機の姿勢
制御を行うため、姿勢を変えるための特別の機構を付加
することなく、ボックスシールド機の姿勢制御を行うこ
とができる。
Further, since the left and right drum cutters having independent driving mechanisms usually provided in the box shield machine are independently controlled to control the attitude of the box shield machine, a special mechanism for changing the attitude is used. The attitude control of the box shield machine can be performed without adding a mechanism.

【0011】請求項2の発明に係るボックスシールド機
の姿勢制御方法は、請求項1に記載の発明に係るボック
スシールド機の姿勢制御方法において、前記姿勢制御工
程においては、前記左右のドラムカッタの回転を異なる
回転方向に制御することによって、地盤反力を利用した
ローリング制御を行うことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a box shield machine attitude control method according to the first aspect, wherein in the attitude control step, the left and right drum cutters are provided. By controlling the rotation in different rotation directions, rolling control using the ground reaction force is performed.

【0012】請求項2に記載の発明によれば、ボックス
シールド機の左右のドラムカッタを異なる回転方向に制
御することによって、地盤反力を利用したボックスシー
ルド機のローリング制御を、ローリング姿勢を変えるた
めの機構を特別に付加することなく行うことができる。
According to the second aspect of the invention, by controlling the left and right drum cutters of the box shield machine in different rotation directions, the rolling control of the box shield machine utilizing the ground reaction force is changed in the rolling posture. Can be performed without specially adding a mechanism for performing the above.

【0013】請求項3の発明に係るボックスシールド機
の姿勢制御方法は、請求項1に記載の発明に係るボック
スシールド機の姿勢制御方法において、前記姿勢制御工
程においては、前記左右のドラムカッタの回転を異なる
回転数に制御することによって、地盤反力を利用したロ
ーリング制御を行うことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the attitude control method for a box shield machine according to the first aspect of the present invention, in the attitude control step, the left and right drum cutters The rolling control using the ground reaction force is performed by controlling the rotation to a different number of rotations.

【0014】請求項3に記載の発明によれば、ボックス
シールド機の左右のドラムカッタの回転を異なる回転数
に制御することによって、地盤反力を利用したローリン
グ制御ができるため、ローリング姿勢を変えるために特
別な機構を付加する必要がない。
According to the third aspect of the invention, by controlling the rotation of the left and right drum cutters of the box shield machine to different rotation speeds, the rolling control utilizing the ground reaction force can be performed, so that the rolling posture is changed. Therefore, it is not necessary to add a special mechanism.

【0015】請求項4の発明に係るボックスシールド機
の姿勢制御方法は、請求項1に記載の発明に係るボック
スシールド機の姿勢制御方法において、前記姿勢制御工
程においては、前記左右のドラムカッタの回転を同じ回
転方向に制御することによって、地盤反力を利用したピ
ッチング制御を行うことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the attitude control method for a box shield machine according to the first aspect of the present invention, in the attitude control step, the left and right drum cutters By controlling the rotation in the same rotation direction, pitching control using the ground reaction force is performed.

【0016】請求項4に記載の発明によれば、ボックス
シールド機の左右のドラムカッタを同じ回転方向に制御
することによって、地盤反力を利用したボックスシール
ド機のピッチング制御を行うことができ、ピッチング姿
勢を変えるために特別な機構を付加する必要がない。
According to the fourth aspect of the invention, by controlling the left and right drum cutters of the box shield machine in the same rotation direction, pitching control of the box shield machine utilizing the ground reaction force can be performed. There is no need to add a special mechanism to change the pitching posture.

【0017】請求項5の発明に係るボックスシールド機
の姿勢制御方法は、請求項1ないし請求項4のいずれか
に記載の発明に係るボックスシールド機の姿勢制御方法
において、前記ボックスシールド機は、幅方向または高
さ方向に前記左右のドラムカッタを複数連結した連結ボ
ックスシールド機からなり、前記左右のドラムカッタ
は、前記連結ボックスシールド機の複数のドラムカッタ
全体の中心位置から左側に位置するものを左のドラムカ
ッタ群とし、中心位置から右側に位置するものを右のド
ラムカッタ群とした、左右のドラムカッタ群からなり、
該左右のドラムカッタ群の各群を構成するドラムカッタ
を、各群ごとに一体として制御することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the attitude control method for a box shield machine according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, the box shield machine comprises: The left and right drum cutters are formed by connecting a plurality of the left and right drum cutters in a width direction or a height direction, and the left and right drum cutters are located on the left side from the center position of the entire plurality of drum cutters of the connection box shield machine. Is the left drum cutter group, and the right drum cutter group is located on the right side from the center position.
The drum cutters constituting each of the left and right drum cutter groups are controlled integrally for each group.

【0018】請求項5に記載の発明によれば、ボックス
シールド機を幅方向または高さ方向に複数連結した連結
ボックスシールド機の、複数のドラムカッタ全体を左右
に区分した各ドラムカッタ群を、互いに独立した一体の
ドラムカッタ群として独立して駆動し制御することによ
って連結ボックスシールド機の姿勢を制御することがで
きる。
According to the fifth aspect of the present invention, each of the drum cutter groups of the connected box shield machine in which a plurality of box shield machines are connected in the width direction or the height direction, in which the entirety of the plurality of drum cutters are divided into left and right, The attitude of the connected box shield machine can be controlled by independently driving and controlling as a group of independent drum cutters independent of each other.

【0019】請求項6の発明に係るボックスシールド機
の姿勢制御方法は、請求項1に記載の発明に係るボック
スシールド機の姿勢制御方法において、前記姿勢制御工
程においては、前記左右のドラムカッタの回転方向およ
び回転速度の制御パターンを予め複数用意し、それらの
制御パターンのいずれかを適宜選択して制御することを
特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the attitude control method of the box shield machine according to the first aspect of the present invention, in the attitude control step, the left and right drum cutters A plurality of control patterns of the rotation direction and the rotation speed are prepared in advance, and one of the control patterns is appropriately selected and controlled.

【0020】請求項6に記載の発明によれば、ボックス
シールド機のドラムカッタの回転方向および回転の速さ
について用意された複数の制御パターンを用いてシール
ド掘進機の左右のドラムカッタを制御することによっ
て、シールド掘進機の姿勢を制御するため、それらを制
御するための演算量を削減できるとともに、ドラムカッ
タの回転方向および回転の速さの制御を単純化すること
ができる。
According to the sixth aspect of the invention, the left and right drum cutters of the shield machine are controlled using a plurality of control patterns prepared for the rotation direction and the rotation speed of the drum cutter of the box shield machine. Thereby, since the attitude of the shield machine is controlled, the amount of calculation for controlling them can be reduced, and the control of the rotation direction and the rotation speed of the drum cutter can be simplified.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例につ
いて、図面を参照しながら、さらに具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below more specifically with reference to the drawings.

【0022】本実施例は、図1に断面図として示し、図
2に正面図として示すボックスシールド機の掘進中にお
ける姿勢制御方法に関する。また、本実施例は、このボ
ックスシールド機を上下または左右に連結した連結ボッ
クスシールド機のカッタの制御による姿勢制御方法に関
する。
This embodiment relates to an attitude control method during excavation of a box shield machine shown in a sectional view in FIG. 1 and a front view in FIG. The present embodiment also relates to an attitude control method by controlling a cutter of a connected box shield machine in which the box shield machines are connected vertically or horizontally.

【0023】以下、本実施例を、ボックスシールド機、
ボックスシールド機の姿勢制御、および連結ボックスシ
ールド機の姿勢制御の各項目に分けて説明する。
Hereinafter, the present embodiment is described as a box shield machine,
The description will be made separately for each item of the attitude control of the box shield machine and the attitude control of the connected box shield machine.

【0024】<ボックスシールド機>ボックスシールド
機10は、図2に正面図として示すように、断面矩形状
のトンネルのライニングを構成する矩形状のセグメント
60(図1参照)と略同形の矩形状に形成され、このセ
グメント60の先端側に設置されるもので、図1に断面
図として示すように、シールド機本体14と、その前方
に配設されたカッタ46との2つの大きな部分によって
構成される。
<Box Shield Machine> As shown in a front view in FIG. 2, the box shield machine 10 has a rectangular shape substantially the same as a rectangular segment 60 (see FIG. 1) constituting a lining of a tunnel having a rectangular cross section. And is installed on the tip side of the segment 60. As shown in a sectional view in FIG. 1, the shield machine main body 14 and a cutter 46 disposed in front of the shield machine main body 14 are provided. Is done.

【0025】ボックスシールド機10は、構築されたセ
グメント60を反力受けとして用い、シールド機本体1
4に設けられたシールドジャッキ18による押圧力のも
とでカッタ46によって前方の地盤を掘削して、トンネ
ルを形成する。
The box shield machine 10 uses the constructed segment 60 as a reaction force receiver, and
The front ground is excavated by the cutter 46 under the pressing force of the shield jack 18 provided at 4 to form a tunnel.

【0026】本実施例のカッタ46は、2つのカッタユ
ニット47が上下2段に設けられて構成されている。ま
た、各カッタユニット47は、左右のドラムカッタ5
0,51と、左右のドラムカッタ50,51の間に上下
に並んで配設された2つのリングカッタ54とから構成
されている。
The cutter 46 according to the present embodiment has two cutter units 47 provided in two upper and lower stages. Each of the cutter units 47 includes the left and right drum cutters 5.
0 and 51, and two ring cutters 54 arranged vertically above and below between the left and right drum cutters 50 and 51.

【0027】左右のドラムカッタ50,51は、その駆
動系統を図3に平面図として示すように、シールド機本
体14内に配置された2台のモータ22によりギア26
等を介して、それぞれが独立して駆動され、掘削するト
ンネルの軸とほぼ直交する、ほぼ水平な軸(図示せず)
の回りを回転する。なお、リングカッタ54も同様にモ
ータ22によりギア26を介して駆動されるようになっ
ている。
The left and right drum cutters 50 and 51 are driven by two motors 22 arranged in the shield machine main body 14, as shown in a plan view in FIG.
A substantially horizontal axis (not shown), each of which is independently driven, and substantially orthogonal to the axis of the tunnel to be excavated
Rotate around. The ring cutter 54 is also driven by the motor 22 via the gear 26.

【0028】このボックスシールド機10は、泥水シー
ルド工法を用いた掘削を行うもので、シールド機本体1
4から後方に延びる送泥管28および排泥管30を備え
ている。また、シールド機本体14とカッタ46との間
には隔壁38が設けられ、シールド機本体14の先端部
にはフードが張り出されてシールドチャンバー42を形
成し、シールドチャンバー42内を泥水により加圧する
ようにしている。シールドチャンバー42内の泥水およ
び土砂はアジテーター43によって攪拌され、その内部
の流体状態が保たれ、排泥管30による地上への土砂の
搬出を可能にしている。
This box shield machine 10 performs excavation using a muddy water shield construction method.
A sludge pipe 28 and a sludge pipe 30 extending rearward from 4 are provided. Further, a partition wall 38 is provided between the shield machine body 14 and the cutter 46, and a hood is protruded from the tip of the shield machine body 14 to form a shield chamber 42, and the inside of the shield chamber 42 is filled with muddy water. I try to press. The muddy water and the earth and sand in the shield chamber 42 are stirred by the agitator 43, the state of the fluid therein is maintained, and the earth and sand can be carried out to the ground by the exhaust pipe 30.

【0029】シールド機本体14の後部にはモータ33
によって駆動されるエレクタ32が配置される。エレク
タ32は、セグメントピース62を接合して断面矩形形
状のセグメント60を組み立てるために用いられ、セグ
メント60を順次連結していくことによって、掘削され
たトンネルのライニングが形成される。
A motor 33 is provided at the rear of the shield machine body 14.
The erecta 32 driven by the motor is arranged. The erector 32 is used to assemble the segment pieces 62 having a rectangular cross section by joining the segment pieces 62, and the lining of the excavated tunnel is formed by sequentially connecting the segments 60.

【0030】また、シールド機本体14には、図4にブ
ロック図として示すように、姿勢検出手段であるジャイ
ロ34、水レベル計35、ローリング計36などが取り
付けられ、これらがコンピュータシステム66に接続さ
れている。
As shown in the block diagram of FIG. 4, a gyro 34, a water level gauge 35, a rolling gauge 36, and the like as attitude detecting means are attached to the shield machine body 14, and these are connected to a computer system 66. Have been.

【0031】なお、本実施例のシールド機本体14は、
前胴部15と後胴部16とに分かれており、中折れジャ
ッキ19の制御によって、若干の屈曲が可能となってい
る。これによって、シールドトンネルの曲線施工を行う
ことができる。
The shield machine body 14 of this embodiment is
The front body part 15 and the rear body part 16 are divided, and a slight bending is possible by the control of the center folding jack 19. Thereby, the curved construction of the shield tunnel can be performed.

【0032】<ボックスシールド機の姿勢制御>図4は
ボックスシールド機10の制御系統の概要を示すブロッ
ク図であり、図5はボックスシールド機10の姿勢制御
の概要をフローチャートとして示したものである。本実
施例のボックスシールド機10の掘進中における姿勢制
御は、以下のようにして行われる。
<Attitude Control of Box Shield Machine> FIG. 4 is a block diagram showing an outline of a control system of the box shield machine 10, and FIG. 5 is a flowchart showing an outline of attitude control of the box shield machine 10. . Attitude control during excavation of the box shield machine 10 of the present embodiment is performed as follows.

【0033】ボックスシールド機10の掘進が開始され
ると(図5・S1)、シールド機本体14に取り付けら
れている姿勢検出手段であるジャイロ34、水レベル計
35、ローリング計36などによって、ボックスシール
ド機10の姿勢が検出される(図5・S2)。その検出
情報は、インターフェイス(図示せず)を介して姿勢検
出手段に有線あるいは無線結合されているコンピュータ
システム66に送られる。なお、コンピュータシステム
66は、シールド機本体14または外部に設けられてお
り、操作盤68が接続されている。
When the excavation of the box shield machine 10 is started (FIG. 5, S1), the box is detected by a gyro 34, a water level gauge 35, a rolling gauge 36, etc., which are attitude detecting means attached to the shield machine body 14. The attitude of the shield machine 10 is detected (FIG. 5, S2). The detection information is sent to a computer system 66 that is wired or wirelessly connected to the attitude detection means via an interface (not shown). The computer system 66 is provided on the shield machine body 14 or outside, and an operation panel 68 is connected.

【0034】検出された姿勢は、コンピュータシステム
66によって、ボックスシールド機10の予定されてい
る姿勢と比較され、検出された姿勢の予定されている姿
勢からの姿勢ずれが算出され(図5・S3)、予め決め
られている適正範囲内にあるか否かが判断される(図5
・S4)。
The detected posture is compared with the planned posture of the box shield machine 10 by the computer system 66, and the posture deviation of the detected posture from the planned posture is calculated (S3 in FIG. 5). ), It is determined whether or not it is within a predetermined appropriate range (FIG. 5).
-S4).

【0035】この姿勢ずれが、適正範囲内にある場合、
コンピュータシステム66は、予定された条件のままで
左右のドラムカッタ50,51の回転を制御する。
When this posture shift is within an appropriate range,
The computer system 66 controls the rotation of the left and right drum cutters 50 and 51 under the predetermined conditions.

【0036】この姿勢ずれが、適正範囲内にない場合、
コンピュータシステム66は、姿勢ずれを解消するよう
に左右のドラムカッタ50,51の回転を制御する(図
5・S5)。
If this posture deviation is not within the proper range,
The computer system 66 controls the rotation of the left and right drum cutters 50 and 51 so as to eliminate the attitude shift (S5 in FIG. 5).

【0037】上記のような一連の姿勢制御は、掘削が終
了する(図5・S6)まで繰り返し行われる。
A series of attitude control as described above is repeatedly performed until the excavation ends (S6 in FIG. 5).

【0038】以下、ボックスシールド機10を姿勢制御
するための左右のドラムカッタ50,51の回転制御の
具体的な方法を、ローリング制御、およびピッチング制
御の場合について説明する。なお、以下においては、上
下のカッタユニット47,47は連動して制御されるた
め、左のドラムカッタ50は上下のカッタユニット4
7,47の左のドラムカッタ50,50を意味し、右の
ドラムカッタ51は上下のカッタユニット47,47の
右のドラムカッタ51,51を意味する。
Hereinafter, a specific method of controlling the rotation of the left and right drum cutters 50 and 51 for controlling the attitude of the box shield machine 10 will be described for the case of rolling control and pitching control. In the following, since the upper and lower cutter units 47 are controlled in conjunction with each other, the left drum cutter 50 is connected to the upper and lower cutter units 4.
7, 47 means the left drum cutters 50, 50, and the right drum cutter 51 means the right drum cutters 51, 51 of the upper and lower cutter units 47, 47.

【0039】掘進中のボックスシールド機10の姿勢を
ローリング制御する場合の一例を、図6(A)および
(B)に示す。この図6(A)および(B)は、ボック
スシールド機10をカッタのある先端側から見た模式的
な正面図である。これらの図に示すように、左右のドラ
ムカッタ50,51の回転を異なる回転方向に制御する
ことによって、地盤反力を利用したローリング制御を行
うことができる。
FIGS. 6A and 6B show an example in which the attitude of the box shield machine 10 during excavation is controlled by rolling. FIGS. 6A and 6B are schematic front views of the box shield machine 10 as viewed from the front end side where the cutter is provided. As shown in these figures, by controlling the rotation of the left and right drum cutters 50 and 51 in different rotation directions, it is possible to perform the rolling control using the ground reaction force.

【0040】すなわち、図6(A)に示したように、正
面から見て左側のドラムカッタ50を上向きに回転さ
せ、右側のドラムカッタ51をほぼ等しい速さで下向き
に回転させることによって、ボックスシールド機10
は、左側のドラムカッタ50を介して下向きの地盤反力
を受け、左右のドラムカッタ50,51が接する地盤の
硬さがが大きく異ならない限り、それとほぼ等しく上向
きの地盤反力を右側のドラムカッタ51を介して受け
る。その結果、図6(A)に描いたボックスシールド機
10の外側に矢印で示したように、ボックスシールド機
10は、正面側(カッタ側)から見て左回りにローリン
グする。したがって、右回りにボックスシールド機がロ
ーリングしている場合に、このような制御を行うことに
よってローリング修正を行うことができる。
That is, as shown in FIG. 6A, by rotating the left drum cutter 50 upward and the right drum cutter 51 downward at substantially the same speed as viewed from the front, the box Shield machine 10
Receives the downward ground reaction force via the left drum cutter 50 and applies the upward ground reaction force substantially equal to the right ground drum unless the hardness of the ground contacting the left and right drum cutters 50 and 51 is largely different. Received via cutter 51. As a result, the box shield machine 10 rolls counterclockwise when viewed from the front side (cutter side), as indicated by arrows outside the box shield machine 10 depicted in FIG. Therefore, when the box shield machine is rolling clockwise, the rolling correction can be performed by performing such control.

【0041】図6(B)に示した場合は、上記と逆で、
正面から見て左側のドラムカッタ50を下向きに回転さ
せ、それとほぼ等しい速さで右側のドラムカッタ51を
上向きに回転させることによって、ボックスシールド機
は、左側のドラムカッタ50を介して上向きの地盤反力
を受け、左右のドラムカッタ50,51が接する地盤の
硬さがが大きく異ならない限り、それとほぼ等しい大き
さの下向きの地盤反力を右側のドラムカッタ51を介し
て受ける。その結果、図6(B)に描いたボックスシー
ルド機10の外側に矢印で示したように、ボックスシー
ルド機10は、正面から見て右回りにローリングする。
したがって、左回りにボックスシールド機がローリング
している場合に、このような制御を行うことによってロ
ーリング修正を行うことができる。
In the case shown in FIG. 6B, the reverse of the above is performed.
By rotating the left drum cutter 50 downward when viewed from the front and rotating the right drum cutter 51 upward at approximately the same speed, the box shield machine is configured to rotate the upper ground through the left drum cutter 50. As long as the hardness of the ground where the left and right drum cutters 50 and 51 come into contact with each other is not significantly different, a downward ground reaction force of substantially the same magnitude is received through the right drum cutter 51 as the reaction. As a result, the box shield machine 10 rolls clockwise as viewed from the front, as indicated by arrows outside the box shield machine 10 depicted in FIG. 6B.
Therefore, when the box shield machine is rolling counterclockwise, the rolling correction can be performed by performing such control.

【0042】ボックスシールド機10の姿勢の地盤反力
を利用したローリング制御の一例を、図7(A)および
(B)に示す。この図7(A)および(B)は、ボック
スシールド機10をカッタ側すなわち先端側から見た模
式的な正面図である。これらの図は、左右のドラムカッ
タ50,51の回転を異なる速さに制御する様子を模式
的に示している。
FIGS. 7A and 7B show an example of rolling control using the ground reaction force of the attitude of the box shield machine 10. FIG. FIGS. 7A and 7B are schematic front views of the box shield machine 10 as viewed from the cutter side, that is, the tip side. These figures schematically show how the rotation of the left and right drum cutters 50 and 51 is controlled to different speeds.

【0043】すなわち、図7(A)は、ボックスシール
ド機10の左右のドラムカッタ50,51の両方をボッ
クスシールド機10の正面側(カッタ側)から見て上向
きに回転させてはいるが、左側のドラムカッタ50の回
転が右側のドラムカッタ51の回転より速い場合を示し
ている。したがって、右のドラムカッタ51が接触する
地盤が左のドラムカッタが接触している地盤よりはるか
に硬い場合を除いて、ボックスシールド機10が左側の
ドラムカッタ50を介して受ける地盤反力は、右側のド
ラムカッタ51を介して受ける地盤反力より大きい。そ
の結果、ボックスシールド機10には、その長軸回りに
相対的に左回りの回転力が働き、その方向にローリング
することになる。したがって、右回りにボックスシール
ド機がローリングしている場合に、このような制御を行
うことによってローリング修正を行うことができる。
That is, in FIG. 7A, both the left and right drum cutters 50 and 51 of the box shield machine 10 are rotated upward when viewed from the front side (cutter side) of the box shield machine 10. A case where the rotation of the left drum cutter 50 is faster than the rotation of the right drum cutter 51 is shown. Therefore, unless the ground where the right drum cutter 51 contacts is much harder than the ground where the left drum cutter contacts, the ground reaction force that the box shield machine 10 receives via the left drum cutter 50 is It is larger than the ground reaction force received via the right drum cutter 51. As a result, the box shield machine 10 is relatively counterclockwise rotated around its long axis, and rolls in that direction. Therefore, when the box shield machine is rolling clockwise, the rolling correction can be performed by performing such control.

【0044】図7(B)は、ドラムカッタ50,51の
回転方向は上記と同様であるが、その回転の速さを左右
で逆の関係とすることによって、ローリング方向を逆に
する場合を示している。すなわち、ボックスシールド機
10の左右のドラムカッタ50,51の両方を正面側
(カッタ側)から見て上向きに回転させ、右側のドラム
カッタ51を左側のドラムカッタ50より速く回転させ
ている場合を示している。したがって、左のドラムカッ
タ50が接触する地盤が右のドラムカッタが接触する地
盤に比べはるかに硬い場合を除いて、ボックスシールド
機10が右側のドラムカッタ51を介して受ける地盤反
力は、左側のドラムカッタ50を介して受ける地盤反力
より大きい。その結果、ボックスシールド機10には、
その長軸回りに相対的に右回りの回転力が働き、その方
向にローリングすることになる。したがって、左回りに
ボックスシールド機がローリングしている場合に、この
ような制御を行うことによってローリング修正を行うこ
とができる。
FIG. 7B shows a case where the rotation direction of the drum cutters 50 and 51 is the same as that described above, but the rotation direction is reversed in the left and right directions to reverse the rolling direction. Is shown. That is, the case where both the left and right drum cutters 50 and 51 of the box shield machine 10 are rotated upward when viewed from the front side (the cutter side), and the right drum cutter 51 is rotated faster than the left drum cutter 50. Is shown. Therefore, unless the ground where the left drum cutter 50 contacts is much harder than the ground where the right drum cutter contacts, the ground reaction force that the box shield machine 10 receives via the right drum cutter 51 is the left reaction force. Is larger than the ground reaction force received via the drum cutter 50. As a result, the box shield machine 10 includes:
A clockwise rotational force acts relatively around the long axis, and rolling is performed in that direction. Therefore, when the box shield machine is rolling counterclockwise, the rolling correction can be performed by performing such control.

【0045】掘進中のボックスシールド機10を地盤反
力を利用してピッチング制御する場合は、図8(A)お
よび(B)にボックスシールド機10のカッタ46付近
の模式的な側面図として示したようにして行う。
When pitching control is performed on the box shield machine 10 during excavation using the ground reaction force, FIGS. 8A and 8B are schematic side views showing the vicinity of the cutter 46 of the box shield machine 10. Perform as in

【0046】例えば、図8(A)は、ボックスシールド
機10を正面側(カッタ側)から見て上向きの方向に、
全てのドラムカッタ50,51を回転させる例を示して
いる。この場合、ボックスシールド機10は、全ドラム
カッタ50,51を介して地盤から下向きの反力を受け
ることになる。したがって、ボックスシールド機10は
前方側(カッタ46の側)が引き下げられるようにピッ
チングすることになる。すなわち、ドラムカッタ50,
51をこのように制御することによって、ボックスシー
ルド機10の前方が下がるようにピッチング制御するこ
とができる。したがって、上向きにボックスシールド機
がピッチングしている場合に、このような制御を行うこ
とによってピッチング修正を行うことができる。
For example, FIG. 8A shows the box shield machine 10 in an upward direction when viewed from the front side (cutter side).
The example which rotates all the drum cutters 50 and 51 is shown. In this case, the box shield machine 10 receives a downward reaction force from the ground via all the drum cutters 50 and 51. Therefore, the box shield machine 10 is pitched so that the front side (the side of the cutter 46) is pulled down. That is, the drum cutter 50,
By controlling 51 in this way, pitching control can be performed such that the front of the box shield machine 10 is lowered. Therefore, when the box shield machine is pitching upward, pitching correction can be performed by performing such control.

【0047】これと逆向きのピッチング制御をする場合
を示しているのが図8(B)である。この場合は、ボッ
クスシールド機10を正面側から見て下向きの方向に、
全てのドラムカッタ50,51を回転させる例を示して
いる。この場合、ボックスシールド機10は、全ドラム
カッタ50,51を介して地盤から上向きの反力を受け
ることになる。したがって、ボックスシールド機は前方
側(カッタ側)が引き上げられるようにピッチングする
ことになる。すなわち、ドラムカッタ50,51をこの
ように制御することによって、ボックスシールド機10
の前方が上がるようにピッチング制御することができ
る。したがって、下向きにボックスシールド機がピッチ
ングしている場合に、このような制御を行うことによっ
てピッチング修正を行うことができる。
FIG. 8B shows a case where pitching control in the opposite direction is performed. In this case, the box shield machine 10 is directed downward when viewed from the front side,
The example which rotates all the drum cutters 50 and 51 is shown. In this case, the box shield machine 10 receives an upward reaction force from the ground via all the drum cutters 50 and 51. Therefore, the box shield machine is pitched so that the front side (cutter side) is raised. That is, by controlling the drum cutters 50 and 51 in this manner, the box shield machine 10 is controlled.
Pitching control can be performed so that the front of the vehicle rises. Therefore, when the box shield machine is pitching downward, pitching can be corrected by performing such control.

【0048】なお、図6(A)および(B)を示してロ
ーリング制御を示した前述の例では、左右のドラムカッ
タ50,51が回転方向が逆向きで、速さが等しいた
め、ボックスシールド機10は左右で向きが逆で大きさ
の等しい地盤反力を受けて、ローリングすることを示し
た。すなわち、この場合は、左右のドラムカッタ50,
51が受ける地盤反力は大きさが等しく向きが逆のた
め、ボックスシールド機10はローリングするのみで、
ピッチングすることはない。しかし、左右のドラムカッ
タ50,51の回転方向が逆向きでも、速さが異なる場
合は、左右のドラムカッタ50,51が受ける地盤反力
は逆向きではあるが大きさが異なるため、ボックスシー
ルド機10はローリングするのみではなく、ピッチング
もすることになる。そのピッチングの方向は、左右のド
ラムカッタ50,51のうち回転の速い側の回転方向と
は逆の方向となる。したがって、このようなドラムカッ
タ50,51の制御パターンは、ローリングとピッチン
グの制御を同時に行いたい場合に使用できることにな
る。
In the above-described example in which the rolling control is shown with reference to FIGS. 6A and 6B, since the left and right drum cutters 50 and 51 have opposite rotation directions and the same speed, the box shield is not used. The machine 10 was shown to roll by receiving ground reaction forces of equal magnitude with opposite directions in the left and right directions. That is, in this case, the left and right drum cutters 50,
Since the ground reaction force received by 51 is equal in magnitude and opposite in direction, the box shield machine 10 only rolls,
There is no pitching. However, when the speeds are different even when the rotation directions of the left and right drum cutters 50 and 51 are opposite, the ground reaction forces received by the left and right drum cutters 50 and 51 are opposite but different in magnitude. The machine 10 will not only roll but also pitch. The direction of the pitching is opposite to the rotation direction of the faster rotating side of the left and right drum cutters 50 and 51. Therefore, such a control pattern of the drum cutters 50 and 51 can be used when it is desired to control rolling and pitching simultaneously.

【0049】また、図7(A)および(B)を示してロ
ーリング制御を説明した前述の例では、左右のドラムカ
ッタ50,51の回転方向は等しいが速さが異なるため
に、ローリングが発生する点のみについて述べたが、図
7(A)および(B)の場合においても全てのドラムカ
ッタ50,51が同じ方向に回転しているため、ピッチ
ングの成分も発生する。すなわち、図7(A)および
(B)に示したドラムカッタ50,51の制御パターン
は、ローリングとピッチングの両方の制御を同時に行い
たい場合にも用いることができる。
In the above-described example in which the rolling control is described with reference to FIGS. 7A and 7B, since the rotation directions of the left and right drum cutters 50 and 51 are the same but the speeds are different, rolling occurs. 7A and 7B, since all the drum cutters 50 and 51 are rotating in the same direction, a pitching component is also generated. That is, the control patterns of the drum cutters 50 and 51 shown in FIGS. 7A and 7B can also be used when it is desired to simultaneously control both rolling and pitching.

【0050】上述した本実施例のボックスシールド機1
0の制御方法によれば、ボックスシールド機10の検出
された姿勢と予定した姿勢との姿勢ずれに基づいて、独
立した駆動機構を備えた左右のドラムカッタ50,51
を独立して制御することによって、ボックスシールド機
10の掘進中における姿勢の信頼性の高い制御を行うこ
とができる。
The box shield machine 1 of this embodiment described above.
According to the control method of No. 0, the left and right drum cutters 50, 51 having independent drive mechanisms are based on the difference between the detected attitude of the box shield machine 10 and the expected attitude.
Of the box shield machine 10 can be controlled with high reliability.

【0051】また、ボックスシールド機10が通常備え
ている独立した駆動機構を備えた左右のドラムカッタ5
0,51を、独立して制御することによって、ボックス
シールド機10の姿勢制御を行うため、姿勢を変えるた
めの特別の機構を付加することなく、ボックスシールド
機10の姿勢制御を行うことができる。
The left and right drum cutters 5 provided with independent drive mechanisms usually provided in the box shield machine 10 are provided.
By independently controlling 0 and 51, the attitude control of the box shield machine 10 is performed, so that the attitude control of the box shield machine 10 can be performed without adding a special mechanism for changing the attitude. .

【0052】ところで、左右のドラムカッタ50,51
の回転方向および回転の速さの、上述したような制御パ
ターンを、予めコンピュータシステムに記憶させておい
てもよい。そのような制御パターンのうち最も適切なも
のを順次選択して実施することによって、ボックスシー
ルド機10の姿勢制御を行うこともできる。このような
方法によれば、コンピュータシステム66の演算量を削
減し、ドラムカッタ50,51の回転方向および回転の
速さの制御を単純化することができる。
The left and right drum cutters 50, 51
The above-described control patterns of the rotation direction and the rotation speed of the computer may be stored in a computer system in advance. The posture control of the box shield machine 10 can also be performed by sequentially selecting and executing the most appropriate one of such control patterns. According to such a method, the calculation amount of the computer system 66 can be reduced, and the control of the rotation direction and the rotation speed of the drum cutters 50 and 51 can be simplified.

【0053】<連結ボックスシールド機の姿勢制御>本
実施例のボックスシールド機10は、その幅方向または
高さ方向に連結して用いることができる。図9(A)お
よび(B)は、そのような例を模式的に示す正面図であ
り、図9(A)は幅方向に3台のボックスシールド機1
0のカッタ46および前胴部15を連結した連結ボック
スシールド機70の例を示し、図9(B)は高さ方向に
3台のボックスシールド機10のカッタ46および前胴
部15を連結した連結ボックスシールド機71の例を示
している。これらの図において、各矢印は、各ドラムカ
ッタ50,51に対応し、各ドラムカッタ50,51を
連結ボックスシールド機70の正面側(カッタ側)から
見た場合の回転方向を示している。このような、連結ボ
ックスシールド機70,71の場合においても、ドラム
カッタ50,51を左右のドラムカッタ群74,75と
して、左のドラムカッタ群74と右のドラムカッタ群7
5とを独立に制御することによって、上記実施例の場合
と同様に、ローリングやピッチング等の姿勢制御を行う
ことができる。
<Position Control of Connected Box Shield Machine> The box shield machine 10 of the present embodiment can be used by being connected in the width direction or the height direction. FIGS. 9A and 9B are front views schematically showing such an example, and FIG. 9A shows three box shield machines 1 in the width direction.
FIG. 9B shows an example of a connected box shield machine 70 in which the cutter 46 and the front body 15 of the three box shield machines 10 are connected in the height direction. The example of the connection box shield machine 71 is shown. In these drawings, each arrow corresponds to each of the drum cutters 50 and 51, and indicates the rotation direction when each of the drum cutters 50 and 51 is viewed from the front side (cutter side) of the connection box shield machine 70. Also in the case of such a connection box shield machine 70, 71, the left and right drum cutter groups 74, 75 are used as the drum cutters 50, 51 as the left and right drum cutter groups 74, 75.
Independently controlling the position control 5 and the position control such as rolling and pitching as in the above embodiment.

【0054】例えば、図9(A)は、3台のボックスシ
ールド機10のカッタ46および前胴部15を幅方向に
連結した連結ボックスシールド機70を示し、左端のボ
ックスシールド機10のカッタ46の全ドラムカッタ5
0,51と中央のボックスシールド機10のカッタ46
の左側のドラムカッタ50によって左のドラムカッタ群
74を構成して、各ドラムカッタ50,51を連結ボッ
クスシールド機70の正面から見て上方向に回転させ、
右端のボックスシールド機10のカッタの全ドラムカッ
タ50,51と中央のボックスシールド機10の右側の
ドラムカッタ51を右のドラムカッタ群75として、各
ドラムカッタ50,51を連結ボックスシールド機70
の正面から見て上方向に回転させている。これによっ
て、この連結ボックスシールド機70は、正面側から見
て左回りのローリングをすることになる。したがって、
連結ボックスシールド機70が右回りにローリングして
いる場合に、このような制御を行うことによって、連結
ボックスシールド機70のローリング修正を行うことが
できる。
For example, FIG. 9A shows a connected box shield machine 70 in which the cutters 46 of the three box shield machines 10 and the front body 15 are connected in the width direction, and the cutter 46 of the box shield machine 10 at the left end. All drum cutters 5
0, 51 and the cutter 46 of the central box shield machine 10
The left drum cutter 50 constitutes a left drum cutter group 74, and the respective drum cutters 50 and 51 are rotated upward when viewed from the front of the connection box shield machine 70,
The drum cutters 50 and 51 of the rightmost box shield machine 10 and the right drum cutter 51 of the center box shield machine 10 as a right drum cutter group 75, and each of the drum cutters 50 and 51 are connected to a connected box shield machine 70.
Is rotated upward when viewed from the front. As a result, the connection box shield machine 70 performs counterclockwise rolling when viewed from the front side. Therefore,
By performing such control when the connection box shield machine 70 is rolling clockwise, the rolling correction of the connection box shield machine 70 can be performed.

【0055】同様に、各ドラムカッタ群を図9(A)の
場合とは逆向きに回転させれば、この連結ボックスシー
ルド機は、正面側から見て右回りのローリングをするこ
とになる。この制御は、連結ボックスシールド機70が
左回りにローリングしている場合のローリング修正に用
いることができる。
Similarly, if each drum cutter group is rotated in the opposite direction to the case of FIG. 9A, the connected box shield machine performs clockwise rolling when viewed from the front side. This control can be used for rolling correction when the connected box shield machine 70 is rolling counterclockwise.

【0056】このように、各ドラムカッタ群74,75
の回転を独立して制御することによって、ボックスシー
ルド機10を横向きに連結した連結ボックスシールド機
70のローリング制御を行うことができる。
As described above, each of the drum cutter groups 74 and 75
Independently controlling the rotation of the box shield machine 10, it is possible to perform the rolling control of the connected box shield machine 70 in which the box shield machines 10 are horizontally connected.

【0057】また、上記実施例と同様に、各ドラムカッ
タ群74,75を異なる速さで同方向に回転させること
によって連結ボックスシールド機70のローリング制御
を行うことや、各ドラムカッタ群74,75を同方向に
回転させることによってピッチング制御を行うこともで
きる。
Further, similarly to the above-described embodiment, the rolling control of the connection box shield machine 70 is performed by rotating the respective drum cutter groups 74 and 75 in the same direction at different speeds. Pitching control can also be performed by rotating 75 in the same direction.

【0058】図9(B)は、ボックスシールド機10の
カッタ46および前胴部15をその高さ方向に3台連結
した連結ボックスシールド機71を示しており、各ボッ
クスシールド機10のカッタ46の左側のドラムカッタ
50によって左のドラムカッタ群74を構成し、各ボッ
クスシールド機10のカッタ46の右側のドラムカッタ
51によって右のドラムカッタ群75を構成する例を示
している。この場合においても、上記と同様に、左右の
ドラムカッタ群74,75を独立して制御することによ
って、この連結ボックスシールド機71のローリングや
ピッチングの姿勢制御を行うことができる。
FIG. 9B shows a connected box shield machine 71 in which three cutters 46 and three front body parts 15 of the box shield machine 10 are connected in the height direction thereof. The left drum cutter 50 constitutes a left drum cutter group 74, and the right drum cutter group 51 of the cutter 46 of each box shield machine 10 constitutes a right drum cutter group 75. Also in this case, similarly to the above, by independently controlling the left and right drum cutter groups 74 and 75, the attitude control of the rolling and pitching of the connection box shield machine 71 can be performed.

【0059】上述したように、連結ボックスシールド機
70,71においても、左右のドラムカッタ群74,7
5の回転を左右独立して制御することによって、連結ボ
ックスシールド機70,71の姿勢制御を行うことがで
きる。なお、本実施例では、ボックスシールド機10の
カッタ46および前胴部15を幅方向または高さ方向に
3台連結した連結ボックスシールド機70,71の例を
示したが、ボックスシールド機の台数および配列を異な
ったものとしても、左右のドラムカッタ群74,75が
構成でき、それぞれのドラムカッタ群74,75が独立
して制御できるのであれば、同様に姿勢制御が可能であ
ることは言うまでもない。
As described above, also in the connection box shield machines 70 and 71, the left and right drum cutter groups 74 and 7 are used.
By controlling the rotation of the left and right independently of each other, the attitude of the connection box shield machines 70 and 71 can be controlled. In this embodiment, the example of the connected box shield machines 70 and 71 in which three cutters 46 and the front body 15 of the box shield machine 10 are connected in the width direction or the height direction is shown. Even if the arrangement of the drum cutters is different, if the left and right drum cutter groups 74 and 75 can be configured and the respective drum cutter groups 74 and 75 can be controlled independently, it is needless to say that the attitude control can be similarly performed. No.

【0060】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は前述した各実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨の範囲内または特許請求の範囲の均等範囲内で
各種の変形実施が可能である。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various kinds of embodiments can be made within the scope of the present invention or the equivalent scope of the claims. Modifications are possible.

【0061】例えば上記各実施例では、ボックスシール
ド機が上下2つのカッタユニットを有する例を示した
が、左右のドラムカッタが独立して制御できるのであれ
ば、ボックスシールド機は、1つのカッタユニットのみ
を有していてもよいし、上下に重ねられた3つ以上のカ
ッタユニットを有していてもよい。
For example, in each of the embodiments described above, the box shield machine has two upper and lower cutter units. However, if the left and right drum cutters can be controlled independently, the box shield machine is provided with one cutter unit. May be provided, or three or more cutter units stacked one above the other.

【0062】また、上記各実施例では、ボックスシール
ド機が左右のドラムカッタの間にリングカッタを有する
例を示したが、ボックスシールド機は、左右のドラムカ
ッタを有していれば必ずしもリングカッタを有する必要
はない。
In each of the above embodiments, the box shield machine has a ring cutter between the left and right drum cutters. However, the box shield machine is not necessarily provided with the right and left drum cutters. It is not necessary to have

【0063】さらに、上記各実施例では、左右のドラム
カッタが、掘削するトンネルの軸とほぼ直交する、ほぼ
水平な軸の回りを回転する例を示した。しかし、ドラム
カッタの回転軸は必ずしもほぼ水平でなくともよく、例
えばほぼ垂直な軸であってもよい。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the example in which the left and right drum cutters rotate around a substantially horizontal axis substantially orthogonal to the axis of the tunnel to be excavated has been described. However, the rotation axis of the drum cutter does not necessarily have to be substantially horizontal, and may be, for example, a substantially vertical axis.

【0064】また、連結ボックスシールド機の上記各実
施例においては、ボックスシールド機のカッタおよび前
胴部を高さ方向または幅方向に3連結した連結ボックス
シールド機を示したが、ボックスシールド機のカッタお
よび前胴部を高さ方向または幅方向に2連結した連結ボ
ックスシールド機としてもよいし、4連結以上の連結ボ
ックスシールド機としてもよい。
In each of the above-described embodiments of the connected box shield machine, the connected box shield machine in which the cutter and the front body of the box shield machine are connected in three directions in the height direction or the width direction is shown. A connected box shield machine in which the cutter and the front body are connected two in the height direction or the width direction may be used, or a connected box shield machine having four or more connections may be used.

【0065】[0065]

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

【図1】実施例のボックスシールド機を示す縦断面図で
ある。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a box shield machine of an embodiment.

【図2】実施例のボックスシールド機の正面図である。FIG. 2 is a front view of the box shield machine of the embodiment.

【図3】実施例のボックスシールド機の駆動機構を示す
平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a drive mechanism of the box shield machine of the embodiment.

【図4】実施例のボックスシールド機の制御系統を示す
ブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a control system of the box shield machine of the embodiment.

【図5】実施例のボックスシールド機の姿勢制御のフロ
ーチャートである。
FIG. 5 is a flowchart of attitude control of the box shield machine of the embodiment.

【図6】(A)および(B)は、ローリング制御におけ
るボックスシールド機のドラムカッタの回転方向を示す
模式的な正面図である。
FIGS. 6A and 6B are schematic front views showing the rotation direction of a drum cutter of a box shield machine in rolling control.

【図7】(A)および(B)は、ローリング制御におけ
るボックスシールド機のドラムカッタの回転方向および
回転の速さを示す模式的な正面図である。
FIGS. 7A and 7B are schematic front views showing a rotation direction and a rotation speed of a drum cutter of a box shield machine in rolling control.

【図8】(A)および(B)は、ピッチング制御におけ
るボックスシールド機のドラムカッタの回転方向を示す
模式的な側面図である。
FIGS. 8A and 8B are schematic side views showing the rotation direction of a drum cutter of a box shield machine in pitching control.

【図9】(A)および(B)は、連結ボックスシールド
機のローリング制御におけるボックスシールド機のドラ
ムカッタの回転方向を示す模式的な正面図である。
FIGS. 9A and 9B are schematic front views showing the rotation direction of the drum cutter of the box shield machine in the rolling control of the connected box shield machine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ボックスシールド機 14 シールド機本体 50,51 ドラムカッタ 22,26 モータ、ギア (駆動機構) 34,35,36 ジャイロ、水レベル計、ローリング
計 (姿勢検出手段) 70,71 連結ボックスシールド機 74,75 ドラムカッタ群
10 Box shield machine 14 Shield machine main body 50, 51 Drum cutter 22, 26 Motor, gear (drive mechanism) 34, 35, 36 Gyro, water level meter, rolling meter (posture detecting means) 70, 71 Connected box shield machine 74, 75 Drum cutter group

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 潤 東京都中央区京橋1丁目7番1号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 奥村 利博 東京都中央区京橋1丁目7番1号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 篠原 満 東京都中央区京橋1丁目7番1号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 岡山 理一 東京都中央区京橋1丁目7番1号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 宇佐美 彰 東京都中央区京橋1丁目7番1号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 柳楽 毅 東京都中央区京橋1丁目7番1号 戸田建 設株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Jun Takahashi 1-7-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Toda Construction Corporation (72) Inventor Toshihiro Okumura 1-7-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Toda (72) Inventor Mitsuru Shinohara 1-7-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Toda-ken Incorporated (72) Inventor Riichi Okayama 1-7-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Toda (72) Inventor Akira Usami 1-7-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Toda Takeshi Incorporated (72) Inventor Takeshi Yagura 1-7-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Toda Takeshi In company

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 横断面が略矩形形状のシールド機本体
と、 掘削するトンネルと略直交する軸の回りを回転し、独立
した駆動機構によって駆動される、左右のドラムカッタ
と、 前記シールド機本体に備えられた姿勢検出手段と、 を有するボックスシールド機の掘進中における姿勢制御
方法であって、 前記姿勢検出手段によって前記ボックスシールド機の姿
勢を検出する姿勢検出工程と、 前記姿勢検出工程において検出された姿勢と予定した姿
勢との間の姿勢ずれを算出する姿勢ずれ算出工程と、 前記姿勢ずれ算出工程において算出された姿勢ずれに基
づき、前記左右のドラムカッタの回転を独立して制御す
ることによって、地盤反力を利用した前記ボックスシー
ルド機の姿勢制御を行う姿勢制御工程と、 を有することを特徴とするボックスシールド機の姿勢制
御方法。
1. A shield machine body having a substantially rectangular cross section, left and right drum cutters rotating around an axis substantially orthogonal to a tunnel to be excavated, and driven by independent drive mechanisms. A posture control method during excavation of the box shield machine, comprising: a posture detection step of detecting the posture of the box shield machine by the posture detection means; A posture deviation calculating step of calculating a posture deviation between the determined posture and a planned posture, and independently controlling the rotation of the left and right drum cutters based on the posture deviation calculated in the posture deviation calculating step. And a posture control step of controlling the posture of the box shield machine using a ground reaction force. Attitude control method of Rudo machine.
【請求項2】 請求項1において、 前記姿勢制御工程においては、前記左右のドラムカッタ
の回転を異なる回転方向に制御することによって、地盤
反力を利用したローリング制御を行うことを特徴とする
ボックスシールド機の姿勢制御方法。
2. The box according to claim 1, wherein in the attitude control step, rolling control using a ground reaction force is performed by controlling rotation of the left and right drum cutters in different rotation directions. Attitude control method for shield machine.
【請求項3】 請求項1において、 前記姿勢制御工程においては、前記左右のドラムカッタ
の回転を異なる回転数に制御することによって、地盤反
力を利用したローリング制御を行うことを特徴とするボ
ックスシールド機の姿勢制御方法。
3. The box according to claim 1, wherein, in the attitude control step, the rotation of the left and right drum cutters is controlled to different rotation speeds to perform a rolling control using a ground reaction force. Attitude control method for shield machine.
【請求項4】 請求項1において、 前記姿勢制御工程においては、前記左右のドラムカッタ
の回転を同じ回転方向に制御することによって、地盤反
力を利用したピッチング制御を行うことを特徴とするボ
ックスシールド機の姿勢制御方法。
4. The box according to claim 1, wherein in the attitude control step, pitching control using a ground reaction force is performed by controlling rotation of the left and right drum cutters in the same rotation direction. Attitude control method for shield machine.
【請求項5】 請求項1ないし請求項4のいずれかにお
いて、 前記ボックスシールド機は、幅方向または高さ方向に前
記左右のドラムカッタを複数連結した連結ボックスシー
ルド機からなり、 前記左右のドラムカッタは、前記連結ボックスシールド
機の複数のドラムカッタ全体の中心位置から左側に位置
するものを左のドラムカッタ群とし、中心位置から右側
に位置するものを右のドラムカッタ群とした、左右のド
ラムカッタ群からなり、 該左右のドラムカッタ群の各群を構成するドラムカッタ
を、各群ごとに一体として制御することを特徴とするボ
ックスシールド機の姿勢制御方法。
5. The box shield machine according to claim 1, wherein the box shield machine comprises a connection box shield machine in which a plurality of the left and right drum cutters are connected in a width direction or a height direction. The cutter is a left drum cutter group that is located on the left side from the center position of the plurality of drum cutters of the connected box shield machine, and a right drum cutter group is located on the right side from the center position. A posture control method for a box shield machine, comprising: a drum cutter group; and a drum cutter constituting each group of the left and right drum cutter groups being integrally controlled for each group.
【請求項6】 請求項1において、 前記姿勢制御工程においては、前記左右のドラムカッタ
の回転方向および回転速度の制御パターンを予め複数用
意し、それらの制御パターンのいずれかを適宜選択して
制御することを特徴とするボックスシールド機の姿勢制
御方法。
6. The control method according to claim 1, wherein in the attitude control step, a plurality of control patterns of the rotation direction and the rotation speed of the left and right drum cutters are prepared in advance, and one of the control patterns is appropriately selected and controlled. A box shield machine attitude control method.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011202349A (en) * 2010-03-24 2011-10-13 Shimizu Corp Tunnel boring machine and tunnel boring method
JP2012167521A (en) * 2011-02-16 2012-09-06 Kumagai Gumi Co Ltd Pipe laying device and pipe laying method
CN108468547A (en) * 2018-05-16 2018-08-31 华东交通大学 Shield machine soil cutting device and its attitude control method with wedge cut face
CN108571324A (en) * 2018-05-16 2018-09-25 华东交通大学 A kind of shield machine soil cutting device and its application process

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