JPH10267655A - Position-probing device of excavating pipe-jacking machine and method therefor - Google Patents

Position-probing device of excavating pipe-jacking machine and method therefor

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JPH10267655A
JPH10267655A JP7564097A JP7564097A JPH10267655A JP H10267655 A JPH10267655 A JP H10267655A JP 7564097 A JP7564097 A JP 7564097A JP 7564097 A JP7564097 A JP 7564097A JP H10267655 A JPH10267655 A JP H10267655A
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magnetic field
field generating
generated
voltage
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Hiroshi Hosaka
寛 保坂
Kunio Hoshitani
邦夫 星谷
Kazuhiko Takahashi
和彦 高橋
Masao Nosaka
正雄 野坂
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Takachiho Sangyo KK
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Takachiho Sangyo KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and accurately measure the position and the orientation direction of an excavating pipe-jacking machine by providing first and second coils being arranged horizontally and in parallel on the same vertical line, a third coil being arranged vertically, and a fourth coil being arranged horizontally, and detecting an AC magnetic field being generated by a coil for generation a magnetic field in the excavating pipe-jacking machine. SOLUTION: A coil CO for generating a magnetic field is installed horizontally (in a y-axis direction) and its generation magnetic filed is horizontal (in the y-axis direction) directly above. When a third coil C3 is moved on the ground, a generation voltage is minimized directly above (x=0) the coil CO for generating a magnetic field, thus the horizontal position (y=0) of the coil CO for generating a magnetic field can be determined. Since the coil CO for generating a magnetic field is directed in the y-axis direction at a position of x=y=0, the generation voltage of a fourth coil C4 is minimized when facing an x-axis direction, so that the orientation direction (y-axis direction) of the coil CO for generating a magnetic field can be determined. Since the strength of the generation magnetic field of the coil CO for generation a magnetic field varies depending upon the distance in Z-axis direction, the depth (the position of Z=0) can be determined from the magnetic field strength ratio between the first and second coils C1 and C2.

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、光ファイバケ−ブ
ルや下水管を埋設するために地中を掘り進む掘削推進機
の水平位置、深さ、及び方位角を測定する位置探査装置
及び位置探査方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position exploration apparatus and method for measuring the horizontal position, depth, and azimuth of a drilling propulsion machine that digs underground to bury an optical fiber cable or a sewer pipe. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光ファイバケ−ブルや下水管等の
地下敷設工事では掘削推進機を用いた非開削工法が主流
となっている。これは、道路の地下に光ファイバケ−ブ
ルや下水管等を敷設する場合、開削工法では道路の交通
を遮断する必要が生じるが、非開削工法では道路の交通
を遮断する必要が殆どないためである。従来、一般的に
用いられる掘削推進機は、図22に示すように方向制御
用のヘッド51を備えた先端装置52、立て坑53に固
定した元押し装置54、先端装置52と元押し装置54
を繋ぐ鉄製中空管から成る推進管55を備え、元押し装
置54で推進管55を地中に押し込むことにより管路を
形成している。一方、地上側には目的掘削経路を示す計
画線Lが張られている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the underground laying work of optical fiber cables and sewage pipes, a non-cutting method using a drilling propulsion machine has become mainstream. This is because when laying an optical fiber cable or sewer pipe under the road, it is necessary to cut off traffic on the road with the open cut method, but there is almost no need to cut off traffic on the road with the non-cutting method. is there. Conventionally, generally used excavation propulsion devices include a tip device 52 having a head 51 for direction control, a main pushing device 54 fixed to a shaft 53, and a tip device 52 and a main pushing device 54 as shown in FIG.
And a propulsion pipe 55 formed of an iron hollow pipe connecting the propulsion pipe 55 and the propulsion pipe 55 is pushed into the ground by the main pushing device 54 to form a pipeline. On the other hand, a planning line L indicating a target excavation route is provided on the ground side.

【0003】掘削推進機を計画線Lに沿って推進させる
ためには先端装置52の位置とともに方向(方位角)を
知る必要がある。例えば、図24に示すように先端装置
52の位置が計画線Lと一致していても、計画線Lと平
行でない場合は点線で示すようにヘッド51を傾けて推
進方向を変える必要がある。
In order to propel the excavator along the plan line L, it is necessary to know the direction (azimuth) together with the position of the tip device 52. For example, as shown in FIG. 24, even if the position of the tip device 52 matches the plan line L, but is not parallel to the plan line L, it is necessary to change the propulsion direction by tilting the head 51 as shown by a dotted line.

【0004】上記掘削推進機の先端装置52の位置と方
向は次のように測定される。まず、計画線Lに沿った位
置は元押し装置54の押し出し量から求める。次に計画
線Lに対して直角な水平方向位置を電磁誘導法により測
定する。上記電磁誘導法により計画線Lに直角な水平方
向位置を測定するため、図22、及び図22のA−A断
面を示した図23に示すように先端装置52内に水平か
つ長手方向に直角に置かれたコイルA、地上に水平に置
かれたコイルB,C、及び鉛直に置かれたコイルDとを
備えている。尚、コイルAに交流磁界を発生させるため
にコイルAに交流電源から電流が通電される。
The position and direction of the tip device 52 of the excavator are measured as follows. First, the position along the planning line L is obtained from the pushing amount of the main pushing device 54. Next, the horizontal position perpendicular to the planning line L is measured by the electromagnetic induction method. In order to measure the horizontal position perpendicular to the planning line L by the electromagnetic induction method, as shown in FIG. 22 and FIG. 23 showing the AA cross section of FIG. , A coil B and C placed horizontally on the ground, and a coil D placed vertically. In order to generate an AC magnetic field in the coil A, a current is supplied to the coil A from an AC power supply.

【0005】以上のような測定構成において、コイルA
に交流磁界を発生させ、その強度をまずコイルDで測定
する。コイルAの直上では、その発生磁界は水平である
からコイルDを計画線Lに直角にコイルAの直上まで移
動させると、コイルDの発生電圧はゼロとなるため先端
装置52の水平位置を知ることができる。
In the above measurement configuration, the coil A
, An alternating magnetic field is generated, and its intensity is first measured by the coil D. Since the generated magnetic field is horizontal just above the coil A, if the coil D is moved right above the coil A at a right angle to the planning line L, the generated voltage of the coil D becomes zero, so that the horizontal position of the tip device 52 is known. be able to.

【0006】次に、先端装置52の地表からの深さ位置
は、コイルAの直上位置で、コイルB、コイルCの発生
電圧を測定して求める。即ち、コイルAの発生磁界は距
離によって変化するからコイルBとコイルCの発生電圧
の比に基づいてコイルAの深さを知り、先端装置52の
深さを知ることができる。また、掘削推進機の鉛直面内
の角度(ロ−ル角とピッチ角)は、先端装置52内に備
えた傾斜計56からロ−ル角とピッチ角とに応じた信号
を出力させることにより測定している。
Next, the depth position of the tip device 52 from the surface of the ground is obtained by measuring the voltages generated by the coils B and C at a position immediately above the coil A. That is, since the magnetic field generated by the coil A changes depending on the distance, the depth of the coil A can be known based on the ratio of the generated voltages of the coils B and C, and the depth of the tip device 52 can be known. The angle (roll angle and pitch angle) in the vertical plane of the excavator is obtained by outputting a signal corresponding to the roll angle and the pitch angle from an inclinometer 56 provided in the tip device 52. Measuring.

【0007】次に、水平面内の角度(方位角)は、上記
電磁誘導法により得られた水平位置の2点間を直線で結
び、その直線と計画線Lとのなす角から推定している。
Next, the angle (azimuth angle) in the horizontal plane is estimated from the angle formed by connecting a straight line between the two horizontal positions obtained by the electromagnetic induction method and the planning line L. .

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の掘削推進機
は、先端装置52の3次元的な位置と、鉛直面内のロ−
ル角、ピッチ角を直接的に測定することができるが、水
平面内の角度(方位角)は、電磁誘導法により得られた
水平位置の2点間を直線で結び、その直線と計画線Lと
のなす角から推定するという間接的な測定手段をしなけ
ればならない。しかしながら、掘削推進機は、一般に交
通の頻繁な道路で使用されることが多いため先端装置5
2の道路上での位置探査時間が長くなると交通の障害に
なることがある。このため、先端装置52の道路上での
位置探査は連続的にはなされずに散発的に行うことが多
く、このため方位角の推定誤差が大きくなり、掘削推進
機の位置制御を高精度に行うことが困難であるという問
題がある。尚、先端装置52の方位角を測定する手段と
して、先端装置52にジャイロを搭載する手段もある
が、装置の構成が複雑で高価になるという問題がある。
The above-described conventional excavation propulsion device has a three-dimensional position of the tip device 52 and a low-load device in a vertical plane.
Angle and pitch angle can be measured directly, but the angle in the horizontal plane (azimuth angle) is connected by a straight line between two horizontal positions obtained by the electromagnetic induction method, and the straight line and the planning line L An indirect measure of estimating from the angle between However, excavation propulsion devices are generally used on high-traffic roads in general, so that
If the position search time on the road 2 is long, traffic may be hindered. For this reason, the position exploration of the tip device 52 on the road is often performed sporadically rather than continuously, so that the estimation error of the azimuth angle becomes large, and the position control of the excavation thruster is performed with high accuracy. There is a problem that it is difficult to do. As a means for measuring the azimuth of the tip device 52, there is also a means for mounting a gyro on the tip device 52, but there is a problem that the configuration of the device is complicated and expensive.

【0009】そこで本発明では、掘削推進機の位置と方
位角とを容易に且つ高精度に測定可能な掘削推進機の位
置探査装置及び位置探査方法を提供することを解決すべ
き課題とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a position search device and a position search method for an excavator capable of easily and highly accurately measuring the position and azimuth of the excavator.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、地中
掘削推進方向に直角に且つ水平になるように掘削推進機
内に設けられた磁界発生用コイルより発生する交流磁界
を複数のコイルにより検出し、各コイルの発生電圧に基
づいて前記掘削推進機の位置と方位角とを探査する掘削
推進機の位置探査装置において、前記複数のコイルとし
て、同一鉛直線上に水平且つ平行に配置された第1のコ
イル及び第2のコイルと、鉛直に配置された第3のコイ
ルと、水平に配置された第4のコイルとを備えることで
ある。
According to the first aspect of the present invention, a plurality of coils generate an alternating magnetic field generated by a magnetic field generating coil provided in an excavation propulsion machine so as to be horizontal and perpendicular to the direction of underground excavation propulsion. In the position search device of the excavation propulsion machine that detects the position and the azimuth of the excavation propulsion device based on the voltage generated by each coil, the plurality of coils are arranged horizontally and parallel on the same vertical line. A first coil and a second coil, a third coil arranged vertically, and a fourth coil arranged horizontally.

【0011】請求項2の発明は、請求項1に記載の掘削
推進機の位置探査装置において、第4のコイルを第1の
コイル及び第2のコイルに対して直角に配置することで
ある。
According to a second aspect of the present invention, in the position locating device for an excavating propulsion device according to the first aspect, the fourth coil is disposed at right angles to the first coil and the second coil.

【0012】請求項3の発明は、請求項1又は請求項2
に記載の掘削推進機の位置探査装置において、第1のコ
イルと第2のコイルの発生電圧の比に基づいて磁界発生
用コイルの深さ位置を検出し表示する手段を備えること
である。
[0012] The invention of claim 3 is claim 1 or claim 2.
In the position search device for an excavation propulsion device described in (1), there is provided means for detecting and displaying the depth position of the magnetic field generating coil based on the ratio of the generated voltage of the first coil and the second coil.

【0013】請求項4の発明は、請求項1〜請求項3の
いずれか1項に記載の掘削推進機の位置探査装置におい
て、第3のコイル又は第4のコイルの発生電圧が最小に
なったことを検出し表示する手段を設けることである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the position locating apparatus for an excavator according to any one of the first to third aspects, the voltage generated by the third coil or the fourth coil is minimized. That is, means for detecting and displaying the fact is provided.

【0014】請求項5の発明は、請求項1〜請求項4の
いずれか1項に記載の掘削推進機の位置探査装置におい
て、第3のコイル及び第4のコイルとして水平と垂直に
移動可能なコイルを備えることである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the position search device for an excavator according to any one of the first to fourth aspects, the third coil and the fourth coil can be moved horizontally and vertically. A special coil.

【0015】請求項6の発明は、請求項1〜請求項5の
いずれか1項に記載の掘削推進機の位置探査装置におい
て、第1のコイル及び第2のコイルのうち、磁界発生用
コイルに近い方のコイルの発生電圧を基準信号として、
第1のコイル、第2のコイル、第3のコイル、及び第4
のコイルの発生電圧を位相検波する手段と、前記位相検
波した電圧を平均化する手段とを備え、平均化した各電
圧を各コイルの発生電圧として用いることである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the position locating apparatus for an excavating propulsion machine according to any one of the first to fifth aspects, the coil for generating a magnetic field is one of the first coil and the second coil. The voltage generated by the coil closer to
A first coil, a second coil, a third coil, and a fourth coil.
And a means for averaging the phase-detected voltages, and using the averaged voltages as the voltages generated by the coils.

【0016】請求項7の発明は、請求項1〜請求項6の
いずれか1項に記載の掘削推進機の位置探査装置におい
て、第1のコイル又は第2のコイルの発生電圧と第3の
コイル又は第4のコイルの発生電圧の符号の一致又は不
一致を表す手段を備えることである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the position exploring apparatus for an excavating propulsion device according to any one of the first to sixth aspects, the voltage generated by the first coil or the second coil and the third Means for indicating whether the sign of the voltage generated by the coil or the fourth coil matches or does not match.

【0017】請求項8の発明は、請求項1〜請求項7の
いずれか1項に記載の掘削推進機の位置探査装置におい
て、第4のコイルの中心軸を含む鉛直面内にビ−ム光を
照射する手段を備えることである。
According to an eighth aspect of the present invention, in the position exploring apparatus for an excavating propulsion device according to any one of the first to seventh aspects, the beam is located in a vertical plane including the central axis of the fourth coil. A means for irradiating light is provided.

【0018】請求項9の発明は、請求項1〜請求項8の
いずれか1項に記載の掘削推進機の位置探査装置におい
て、地表に表示された基準線との角度を認識するための
計測手段を設けることである。
According to a ninth aspect of the present invention, in the position exploration device for an excavating propulsion device according to any one of the first to eighth aspects, measurement for recognizing an angle with a reference line displayed on the ground surface is performed. Providing means.

【0019】請求項10の発明は、請求項1〜請求項9
のいずれか1項に記載の掘削推進機の位置探査装置にお
いて、第1のコイル、第2のコイル、第3のコイル、第
4のコイルは水平面内で回転可能な筐体に設けられ、そ
の筐体には回転角度を認識するための目盛りを設け、第
1、第2、第3のコイルは中心が回転軸に一致するよう
に設置され、第4のコイルはその軸線が回転中心を通る
か、または、軸線に直角で中心を通る直線が回転中心を
通るように配置することである。
The invention according to claim 10 is the invention according to claims 1 to 9
In the position locating device of the excavation propulsion machine according to any one of the above, the first coil, the second coil, the third coil, the fourth coil is provided in a housing rotatable in a horizontal plane, The housing is provided with a scale for recognizing a rotation angle, the first, second, and third coils are installed so that their centers coincide with the rotation axis, and the fourth coil has its axis passing through the rotation center. Or, it is arranged so that a straight line passing through the center at right angles to the axis passes through the center of rotation.

【0020】請求項11の発明は、地中掘削推進方向に
直角に且つ水平になるように掘削推進機内に設けられた
磁界発生用コイルより発生する交流磁界を複数のコイル
により検出し、各コイルの発生電圧に基づいて前記掘削
推進機の位置と方位角とを探査する掘削推進機の位置探
査方法であって、鉛直に配置された第3のコイルを前記
磁界発生用コイルの上で水平に移動させ、この第3のコ
イルの発生電圧が最小となる磁界発生用コイルの水平位
置を探査する水平位置探査行程と、磁界発生用コイルの
水平位置において水平に配置された第4のコイルを水平
面上で回転させ、この第4のコイルの発生電圧が最小と
なる磁界発生用コイルの方位角を探査する方位角探査行
程と、同一鉛直線上に水平且つ平行に配置された第1の
コイル及び第2のコイルを前記磁界発生用コイルの水平
位置において前記磁界発生用コイルの方位角に平行に配
置し、第1のコイル及び第2のコイルの発生電圧の比か
ら前記磁界発生用コイルの深さを探査する深さ探査行程
とを有することである。
According to the eleventh aspect of the present invention, a plurality of coils detect an AC magnetic field generated by a magnetic field generating coil provided in the excavation propulsion machine so as to be horizontal and perpendicular to the direction of underground excavation propulsion. A method for detecting the position and azimuth of the excavator based on the generated voltage of the excavator, wherein the vertically disposed third coil is horizontally positioned on the magnetic field generating coil. Moving the horizontal position of the magnetic field generating coil at which the voltage generated by the third coil is minimized, and moving the fourth coil horizontally disposed at the horizontal position of the magnetic field generating coil to a horizontal plane. Azimuth searching step of searching for the azimuth of the magnetic field generating coil in which the voltage generated by the fourth coil is minimized, and the first coil and the first coil arranged horizontally and parallel on the same vertical line. Two The coil is arranged in a horizontal position of the magnetic field generating coil in parallel with the azimuth of the magnetic field generating coil, and the depth of the magnetic field generating coil is detected from the ratio of the generated voltages of the first coil and the second coil. To have a depth exploration process.

【0021】請求項12の発明は、請求項11に記載の
掘削推進機の位置探査方法において、前記第1のコイ
ル、第2のコイル、第3のコイル、及び第4のコイルの
発生電圧を位相検波したあと平均化することである。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the excavation propulsion machine position detecting method according to the eleventh aspect, the voltages generated by the first coil, the second coil, the third coil, and the fourth coil are determined. Averaging after phase detection.

【0022】次に、請求項1〜請求項4及び請求項11
の発明の作用を図1を参照しながら説明する。図1に示
すように座標原点を磁界発生用コイルC0の中心とし、
鉛直上方向をz軸、磁界発生用コイルC0の中心軸方向
をy軸、これらに直角な方向をx軸とする。磁界発生用
コイルC0のx軸方向位置は掘削推進機の掘進距離に等
しく既知であるため、本発明によりy軸方向位置及びz
軸方向位置を測定する。磁界発生用コイルC0に交流電
流を通電し、交流磁界を発生させる。磁界発生用コイル
C0は水平(y軸方向)に設置されているから、その発
生磁界は磁界発生用コイルC0の直上で水平(y軸方
向)となる。次に、第3のコイルC3を地表上を移動さ
せて第3のコイルC3の発生電圧が最小となる位置を求
める。第3のコイルC3は鉛直であるから鉛直方向の磁
界成分に比例した誘導電圧を発生する。従って、第3の
コイルC0の発生電圧の最小の点は、磁界発生用コイル
C0の直上位置であり、これより磁界発生用コイルC0
の水平位置(y=0の位置)を知ることができる。この
時点では、磁界発生用コイルC0の方位角が未知である
からy方向も未知である。従って第3のコイルC3を厳
密にy軸方向に移動することはできない。しかし磁界発
生用コイルC0の作る磁界はy=0の平面内でのみz軸
方向成分がゼロであるから、第3のコイルC3をx軸方
向に移動しなければy=0の位置を知ることができる。
掘削推進機の場合は、地上の計画線により磁界発生用コ
イルC0のおよその方位角を知ることができるから、例
えば計画線に直角方向に第3のコイルC3を移動すれば
よい。次に、上で求めたx=y=0の位置において、第
4のコイルC4の方位角を種々変化させて、その発生電
圧が最小となる角度を求める。磁界発生用コイルC0の
発生磁界は、x=y=0の位置ではy軸方向を向くか
ら、第4のコイルC4がx軸方向のとき発生電圧は最小
となる。以上のような測定により磁界発生用コイルC0
の方位角(y軸の方向)を知ることができる。尚、第3
のコイルの発生電圧が最小電圧に達した瞬間にブザ−等
が鳴動すれば、磁界発生用コイルの水平位置の認知が容
易になる。この最小電圧の表示は、例えばランプが点灯
してもよい。第4のコイルに対しても、第4のコイルの
発生電圧が最小電圧に達した瞬間を表示すれば、磁界発
生用コイルの方位角の認知が容易になる。上記最小電圧
の判定方法として、第1のコイルの発生電圧に対して、
第3のコイル、第4のコイルの発生電圧が十分小さくな
ったとき、例えば1/100になったときとすればよ
い。次に、x=y=0の位置において、磁界発生用コイ
ルC0と平行(y軸方向)になるように第1のコイルC
1と第2のコイルC2を固定する。磁界発生用コイルC
0の発生磁界の強さはz軸方向の距離によって変わるか
ら第1のコイルC1と第2のコイルC2の磁界強度比、
即ち第1のコイルC1と第2のコイルC2の発生電圧か
ら、磁界発生用コイルC0の深さ(z=0の位置)を知
ることができる。通常、磁界発生用コイルC0の長さは
10cm程度、磁界発生用コイルC0から地表までの距
離は3m程度であり、磁界発生用コイルC0の深さが磁
界発生用コイルC0の長さに比較して十分大きい。この
とき磁界発生用コイルC0が地上に作る磁界は磁気双極
子によるものと見なすことができ、z軸上の磁界強度
は、磁界発生用コイルC0の中心からの距離の3乗に反
比例する。そこで、第1のコイルC1と第2のコイルC
2の発生電圧V1,V2の比をとれば、 V2/V1=R3 /(R+r)3 ・・・・・・(1) ここで、Rは第1のコイルC1と磁界発生用コイルC0
の距離、rは第1のコイルC1と第2のコイルC2の距
離である。従って、V1,V2,rを測定し、式(1)
に代入すればRを知ることができる。以上のように、請
求項1〜4、請求項11の発明によれば、磁界発生用コ
イルC0の水平位置、方位角、及び深さを知ることがで
きる。
Next, claims 1 to 4 and claim 11 will be described.
The operation of the invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the coordinate origin is set as the center of the magnetic field generating coil C0,
The vertical direction is the z axis, the direction of the center axis of the magnetic field generating coil C0 is the y axis, and the direction perpendicular thereto is the x axis. Since the x-axis position of the magnetic field generating coil C0 is known to be equal to the excavating distance of the excavator, the y-axis position and z
Measure the axial position. An alternating current is applied to the magnetic field generating coil C0 to generate an alternating magnetic field. Since the magnetic field generating coil C0 is installed horizontally (y-axis direction), the generated magnetic field is horizontal (y-axis direction) immediately above the magnetic field generating coil C0. Next, the position where the voltage generated by the third coil C3 becomes minimum is obtained by moving the third coil C3 on the ground surface. Since the third coil C3 is vertical, it generates an induced voltage proportional to the magnetic field component in the vertical direction. Therefore, the minimum point of the voltage generated by the third coil C0 is the position immediately above the magnetic field generating coil C0, and the position of
The horizontal position (position of y = 0) can be known. At this time, since the azimuth of the magnetic field generating coil C0 is unknown, the y direction is also unknown. Therefore, the third coil C3 cannot be strictly moved in the y-axis direction. However, since the magnetic field generated by the magnetic field generating coil C0 has a zero component in the z-axis direction only in the plane of y = 0, the position of y = 0 must be known unless the third coil C3 is moved in the x-axis direction. Can be.
In the case of the excavator, since the approximate azimuth of the magnetic field generating coil C0 can be known from the ground plan line, the third coil C3 may be moved in a direction perpendicular to the plan line, for example. Next, at the position of x = y = 0 obtained above, the azimuth of the fourth coil C4 is variously changed, and the angle at which the generated voltage is minimized is obtained. Since the magnetic field generated by the magnetic field generating coil C0 is oriented in the y-axis direction at the position of x = y = 0, the generated voltage is minimum when the fourth coil C4 is in the x-axis direction. Based on the above measurement, the magnetic field generating coil C0
Azimuth angle (direction of the y-axis). The third
If the buzzer sounds when the voltage generated by the coil reaches the minimum voltage, the horizontal position of the magnetic field generating coil can be easily recognized. The indication of the minimum voltage may be, for example, that a lamp is turned on. For the fourth coil, if the moment when the voltage generated by the fourth coil reaches the minimum voltage is displayed, the azimuth of the magnetic field generating coil can be easily recognized. As a method for determining the minimum voltage, a voltage generated by the first coil is
What is necessary is just to make the time when the voltage generated by the third coil and the fourth coil becomes sufficiently small, for example, when it becomes 1/100. Next, at the position of x = y = 0, the first coil C is set so as to be parallel (in the y-axis direction) to the magnetic field generating coil C0.
The first and second coils C2 are fixed. Magnetic field generating coil C
Since the intensity of the generated magnetic field of 0 varies depending on the distance in the z-axis direction, the magnetic field intensity ratio between the first coil C1 and the second coil C2,
That is, the depth (the position of z = 0) of the magnetic field generating coil C0 can be known from the voltages generated by the first coil C1 and the second coil C2. Usually, the length of the magnetic field generating coil C0 is about 10 cm, the distance from the magnetic field generating coil C0 to the ground is about 3 m, and the depth of the magnetic field generating coil C0 is compared with the length of the magnetic field generating coil C0. Big enough. At this time, the magnetic field generated by the magnetic field generating coil C0 on the ground can be regarded as a magnetic dipole, and the magnetic field strength on the z axis is inversely proportional to the cube of the distance from the center of the magnetic field generating coil C0. Therefore, the first coil C1 and the second coil C
Taking the ratio of the two generated voltages V1, V2, V2 / V1 = R 3 / (R + r) 3 ······ (1) wherein, R represents a first coil C1 and the magnetic field generating coil C0
And r is the distance between the first coil C1 and the second coil C2. Therefore, V1, V2, and r are measured, and equation (1) is obtained.
Can be obtained by substituting into R. As described above, according to the first to fourth and eleventh aspects, the horizontal position, the azimuth, and the depth of the magnetic field generating coil C0 can be known.

【0023】次に、請求項5の発明の作用について説明
する。前記各発明によれば、第3と第4のコイルの差異
は、コイルの向きである。そこで、第3又は第4のコイ
ルを回転して姿勢を変化させれば、単一のコイルと信号
処理回路で磁界発生用コイルの水平位置と方位角の両者
を探査することができる。そのため、第3のコイルと第
4のコイルを一つにすることができ、コイルの数を減ら
すことができて回路を簡略化することができる。
Next, the operation of the invention will be described. According to the above inventions, the difference between the third and fourth coils is the direction of the coils. Therefore, if the posture is changed by rotating the third or fourth coil, both the horizontal position and the azimuth of the magnetic field generating coil can be searched with a single coil and a signal processing circuit. Therefore, the third coil and the fourth coil can be integrated into one, so that the number of coils can be reduced and the circuit can be simplified.

【0024】次に、請求項6、請求項12の発明の作用
について説明する。前記請求項1、請求項11の発明で
は、第1〜第4のコイルの発生電圧から磁界発生用コイ
ルの水平位置、方位角、及び深さを求めている。しかし
ながら、実際の掘削工事現場では電力線や車両等から多
くの電磁ノイズが飛来するため、単純に第1〜第4のコ
イルの発生電圧を測定すると誤差が生じる。特に磁界発
生用コイルの水平位置及び方位角の測定では、第3のコ
イル又は第4のコイルの発生電圧が最小となる位置を求
めているため電磁ノイズが飛来すると大きな誤差が生じ
る。なぜならば、例えば第3のコイルが磁界発生用コイ
ルの直上にあるとき、第3のコイルの発生電圧はゼロの
ため信号対ノイズ比はゼロとなってしまう。請求項6と
請求項12の発明は、上記ノイズの影響を低減するもの
で、以下その説明をする。説明の都合上、第1のコイル
と第2のコイルのうち、磁界発生用コイルに近い方のコ
イルを第1のコイルとする。このとき、第1〜第4のコ
イルのうち、磁界発生用コイルの発生磁界により最も大
きな電圧を発生するのは磁界発生用コイルに平行で、か
つ近くにある第1のコイルである。従って第1のコイル
の発生電圧は全コイルの中で飛来ノイズの影響を最も受
けにくい。そこで、第1のコイルの発生電圧を基準信号
として第1〜第4のコイルの発生電圧を位相検波する。
位相検波とは、基準信号の符号が正のときは正、負のと
きは負の信号を発生し、これを被検波信号に掛け合わせ
る信号処理方法である。位相検波された信号を時間平均
すると、被検波信号のうち、基準信号と同一周波数で同
一位相の成分に比例した大きさの直流信号が得られる。
基準信号と異なる周波数の信号成分や、同一周波数でも
位相が90度異なる信号成分は除去される。尚、基準信
号と位相が180度異なる信号は、同一位相で符号が負
の信号とみなす。磁界発生用コイルの発生磁界により、
第1〜第4のコイルに誘導される電圧はすべて同一周波
数、同一位相である。一方、飛来ノイズによる誘導電圧
は種々の周波数と位相成分をもち、磁界発生用コイルと
同一周波数、同一位相の成分は極めて少ない。従って最
も飛来ノイズの影響が小さい第1のコイルの発生電圧を
基準信号として、第1〜第4のコイルの発生電圧を位相
検波し、平均化すれば、磁界発生用コイルの発生磁界に
よる電圧成分のみを得ることができる。この結果、請求
項1、請求項11の発明に比較して磁界発生用コイルの
位置や方位角の探査精度を高めることができる。
Next, the operation of the present invention will be described. In the first and eleventh aspects of the present invention, the horizontal position, the azimuth, and the depth of the magnetic field generating coil are obtained from the voltages generated by the first to fourth coils. However, since a large amount of electromagnetic noise comes from a power line, a vehicle, and the like at an actual excavation site, an error occurs when simply measuring the voltages generated by the first to fourth coils. In particular, in the measurement of the horizontal position and the azimuth of the magnetic field generating coil, a position where the generated voltage of the third coil or the fourth coil is minimized is obtained, so that a large error occurs when electromagnetic noise comes. This is because, for example, when the third coil is located immediately above the magnetic field generating coil, the signal-to-noise ratio becomes zero because the voltage generated by the third coil is zero. The inventions of claims 6 and 12 reduce the influence of the noise, and will be described below. For the sake of explanation, the coil closer to the magnetic field generating coil among the first coil and the second coil will be referred to as a first coil. At this time, among the first to fourth coils, the first coil which is parallel to and close to the magnetic field generating coil generates the largest voltage by the magnetic field generated by the magnetic field generating coil. Therefore, the voltage generated by the first coil is least affected by flying noise among all the coils. Therefore, the voltages generated in the first to fourth coils are subjected to phase detection using the voltage generated in the first coil as a reference signal.
The phase detection is a signal processing method that generates a positive signal when the sign of the reference signal is positive, and generates a negative signal when the reference signal is negative, and multiplies the signal by the detected signal. When the phase-detected signal is time-averaged, a DC signal having the same frequency as the reference signal and a magnitude proportional to the same phase component is obtained from the detected signal.
A signal component having a frequency different from that of the reference signal and a signal component having the same frequency but a phase different by 90 degrees are removed. A signal having a phase 180 degrees different from that of the reference signal is regarded as a signal having the same phase and a negative sign. Due to the magnetic field generated by the magnetic field generating coil,
The voltages induced in the first to fourth coils have the same frequency and the same phase. On the other hand, the induced voltage due to the flying noise has various frequencies and phase components, and the components having the same frequency and the same phase as those of the magnetic field generating coil are extremely small. Therefore, the voltage generated by the first to fourth coils is phase-detected using the voltage generated by the first coil, which has the least influence of flying noise as a reference signal, and averaged. You can only get. As a result, as compared with the first and eleventh aspects of the present invention, it is possible to improve the accuracy of searching for the position and azimuth of the magnetic field generating coil.

【0025】次に、請求項7の発明の作用について説明
する。前述の請求項1の発明では、磁界発生用コイルの
水平位置を求める場合、第3のコイルをy軸方向に移動
し、その発生電圧が最小になる位置を求めている。この
場合、現在の位置がy=0の位置に対してどちら側にず
れているかが分かれば発生電圧最小位置の探査が容易に
なる。第3のコイルの中心軸方向の磁界は、図2に示す
ように、y<0と、y>0とで方向が反転するため、第
3のコイルC3の発生電圧の符号が反転する。一方、第
1のコイルC1、第2のコイルC2の発生電圧はyの正
負によって正負の符号が反転しない。従って、第1のコ
イルC1又は第2のコイルC2の発生電圧の符号と、第
3のコイルC3の発生電圧の符号が一致するか否かを測
定すれば、第3のコイルC3がy=0の位置に対してど
ちら側にずれているかを知ることができる。第4のコイ
ルC4の中心軸方向の磁界は、図3(平面図)、図4
(正面図)に示すように、x軸となす角が正か負かによ
り方向が反転するため、第4のコイルC4の発生電圧の
正負が反転する。一方、第1のコイルC1、第2のコイ
ルC2の発生電圧はyの正負によって符号が反転しな
い。従って、第1のコイルC1又は第2のコイルC2の
発生電圧の符号と、第4のコイルC4の発生電圧の符号
からx軸に対して第4のコイルC4がどちらにずれてい
るかを知ることができる。尚、請求項7の発明の場合、
処理信号(位相検波と平均化を施した信号)の符号は、
第1のコイルC1の発生電圧と第3のコイルC3又は第
4のコイルC4の発生電圧の符号の一致/反転に対応す
る。従って、請求項7の発明に対しては処理信号の符号
から第3のコイルC3、第4のコイルC4のずれ方向を
知ることができる。
Next, the operation of the present invention will be described. According to the first aspect of the present invention, when the horizontal position of the magnetic field generating coil is determined, the third coil is moved in the y-axis direction, and the position at which the generated voltage is minimized is determined. In this case, if it is known to which side the current position is shifted with respect to the position of y = 0, the search for the minimum generated voltage position becomes easy. As shown in FIG. 2, the direction of the magnetic field in the direction of the central axis of the third coil is inverted between y <0 and y> 0, so that the sign of the voltage generated by the third coil C3 is inverted. On the other hand, the positive and negative signs of the generated voltages of the first coil C1 and the second coil C2 do not reverse depending on the sign of y. Therefore, if it is determined whether the sign of the voltage generated by the first coil C1 or the second coil C2 matches the sign of the voltage generated by the third coil C3, the third coil C3 becomes y = 0. To which side it is shifted with respect to the position. The magnetic field in the direction of the central axis of the fourth coil C4 is shown in FIG.
As shown in (front view), since the direction is reversed depending on whether the angle formed with the x axis is positive or negative, the polarity of the voltage generated by the fourth coil C4 is reversed. On the other hand, the sign of the voltage generated by the first coil C1 and the voltage generated by the second coil C2 does not reverse depending on the sign of y. Therefore, it is known from the sign of the generated voltage of the first coil C1 or the second coil C2 and the sign of the generated voltage of the fourth coil C4 which of the fourth coil C4 is shifted with respect to the x-axis. Can be. In the case of the invention of claim 7,
The sign of the processed signal (the signal after phase detection and averaging)
This corresponds to the coincidence / inversion of the sign of the voltage generated by the first coil C1 with the sign of the voltage generated by the third coil C3 or the fourth coil C4. Therefore, the shift direction of the third coil C3 and the fourth coil C4 can be known from the sign of the processing signal.

【0026】次に、請求項8の発明の作用について説明
する。前記請求項1の発明では、第4のコイルは、その
発生電圧が最小のとき、磁界発生用コイルの直交方向と
なる。そこで、第4のコイルと同一鉛直面内でレ−ザ光
等のビ−ム光を発射すれば、単に第4のコイルを用いる
よりも明瞭に磁界発生用コイルの方向が表示される。更
に、磁界発生用コイルが掘削推進機の推進方向と直角に
配置されているから、第4のコイル即ちレ−ザ光は掘削
推進機の推進方向を示すことになる。そこで例えば、レ
−ザ光が第4のコイル位置よりも1メ−トル前方で地表
に照射されるようになっておれば、これは掘削推進機が
現在の方位角で1メ−トル前進したときの位置を表示す
ることになる。これをもとに、掘削推進機の推進方向を
補正して正確に目標位置に到達することが可能になる。
Next, the operation of the invention will be described. According to the first aspect of the present invention, the fourth coil is orthogonal to the magnetic field generating coil when the generated voltage is minimum. Therefore, if a beam light such as a laser beam is emitted in the same vertical plane as the fourth coil, the direction of the magnetic field generating coil is displayed more clearly than when the fourth coil is simply used. Further, since the magnetic field generating coils are arranged at right angles to the propulsion direction of the excavator, the fourth coil, ie, the laser light, indicates the propulsion direction of the excavator. Therefore, for example, if the laser beam is irradiated to the ground surface one meter ahead of the fourth coil position, this means that the excavator has advanced one meter at the current azimuth angle. The time position will be displayed. Based on this, it is possible to correct the propulsion direction of the excavator and to accurately reach the target position.

【0027】次に、請求項9の発明の作用について説明
する。通常、掘削作業では、目標掘削位置を示す基準線
(計画線)が地表に表示されている。この基準線と掘削
推進機のなす角を定量的に知ることができれば、例え
ば、過去の角度デ−タを用いて位置決め精度を向上させ
ることができる。一般に、掘削推進機のヘッドを傾ける
と先端装置の角度が変わるが、両者の関係は地盤によっ
て変化する。一方、定量的な角度デ−タがあれば、先端
装置角度とヘッド角度との関係を得ることができ、その
関係デ−タに基づいて所望の先端装置角度を得るための
ヘッド角度を知ることができる。角度を測定する手段と
して、例えば第4のコイルにジャイロを固定する方法が
ある。まず、x=y=0において、第4のコイル即ちジ
ャイロをx軸の方向に向ける。次に、ジャイロを基準線
の位置に移動させ、ジャイロの方位角を基準線に一致さ
せ、この間にジャイロが回転した角度を読み取る。この
ようにすれば、掘削推進機と基準線の成す角を知ること
ができる。ジャイロを用いれば、本発明によらず、直
接、先端装置の角度を求めることもできる。しかし、本
発明では、ジャイロの計測時間が短いため、ジャイロは
低精度、安価なものを用いることができるという利点が
ある。ジャイロの計測誤差は一般に計測時間に比例す
る。先端装置にジャイロを搭載して方位角を測定する場
合には、全工期(通例、数週間)が計測時間となる。一
方、本発明ではジャイロをx軸方向から基準線の方向に
回転させる時間(数秒程度)が計測時間となる。このた
め本発明では低精度なジャイロを用いても、ほとんど誤
差が発生しない。
Next, the operation of the ninth aspect of the present invention will be described. Normally, in excavation work, a reference line (planned line) indicating a target excavation position is displayed on the ground surface. If the angle between the reference line and the excavator can be quantitatively known, the positioning accuracy can be improved using, for example, past angle data. Generally, when the head of the excavator is tilted, the angle of the tip device changes, but the relationship between the two changes depending on the ground. On the other hand, if there is quantitative angle data, the relationship between the tip device angle and the head angle can be obtained, and the head angle for obtaining the desired tip device angle can be obtained based on the relationship data. Can be. As a means for measuring the angle, for example, there is a method of fixing a gyro to the fourth coil. First, at x = y = 0, the fourth coil, that is, the gyro, is oriented in the x-axis direction. Next, the gyro is moved to the position of the reference line, the azimuth of the gyro is made to coincide with the reference line, and the angle at which the gyro is rotated during this time is read. In this way, the angle between the excavator and the reference line can be known. If a gyro is used, the angle of the tip device can be directly obtained without using the present invention. However, in the present invention, since the measurement time of the gyro is short, there is an advantage that a low-accuracy and low-cost gyro can be used. The measurement error of the gyro is generally proportional to the measurement time. When the azimuth is measured by mounting a gyro on the advanced device, the entire construction period (usually several weeks) is the measurement time. On the other hand, in the present invention, the time (about several seconds) for rotating the gyro in the direction of the reference line from the x-axis direction is the measurement time. Therefore, in the present invention, even if a low-precision gyro is used, almost no error occurs.

【0028】請求項10の発明の作用について説明す
る。前述の請求項の発明において、磁界発生用コイルの
深さを正確に測定するには、第1、第2のコイルは磁界
発生用コイルの直上に位置し、且つ磁界発生用コイルと
平行にする必要がある。また、磁界発生用コイルの方位
角を正確に測定するには、第4のコイルを、磁界発生用
コイルの発生磁界がx軸に直角な点に配置する必要があ
る。この発明によれば上記条件が自動的に満足されるた
め、以下、その説明をする。まず、請求項1、請求項1
1の発明の作用に基づいて第3のコイルをx=y=0に
位置させる。第3のコイルは回転中心に配置されている
から、回転中心もx=y=0となる。次に、第4のコイ
ルにより磁界発生用コイルの直交方向を検出する。図5
〜図7は磁界発生用コイルC0の発生磁界の水平成分を
示す。同図に示すように磁界発生用コイルC0の発生磁
界がx軸に直角となるのは、x軸及びy軸上である。従
って第4のコイルC4は、x軸上かy軸上に位置しなけ
ればならない。本発明では、第4のコイルC4は、その
軸が回転中心を通るか、又はその軸に直角で中心を通る
直線が回転中心を通るように配置されている。前者の場
合、図6に示すように第4のコイルC4が動き、第4の
コイルC4が磁界発生用コイルC0の発生磁界に直交す
るのはx軸上となる。また、後者の場合、図7に示すよ
うに第4のコイルC4が動き、第4のコイルC4が磁界
発生用コイルC0の発生磁界に直交するのはy軸上とな
る。即ち、本発明によれば、第4のコイルC4が磁界発
生用コイルC0の直上になくても、磁界発生用コイルC
0の直角方向を正確に知ることができる。最後に、第
1、第2のコイルにより、磁界発生用コイルの深さを測
定する。第4のコイルで磁界発生用コイルの方位角を求
める際、第1、第2のコイルも回転するが、第1、第2
のコイルは回転中心に配置されているから、回転しても
常に磁界発生用コイルの直上に位置する。更に、第1、
第2のコイルは第4のコイルと一体となって回転するか
ら、初めに第1、第2のコイルと第4のコイルを直交さ
せておけば、第4のコイルと磁界発生用コイルが直交す
るとき、第1、第2のコイルと磁界発生用コイルの平行
は自動的に成立する。以上の作用により磁界発生用コイ
ルの方位角と深さの正確な測定に必要な第1、第2、第
4のコイルの配置が自動的に満足される。尚、この発明
では、回転部と地上の基準線との成す角度を測定できる
ようになっている。第4のコイルは回転部に固定されて
いるから第4のコイルと基準線との成す角度を知ること
ができるため、磁界発生用コイルと基準線との成す角度
を知ることができる。回転部と基準線との成す角度を測
定する手段としては、例えば装置全体を地上に固定可能
な固定部と、その上で回転可能な回転部とに分け、基準
線と固定部が一定の角度を成し、また固定部と回転部と
の成す角度を分度器で測定できるようになっていればよ
い。固定部と回転部との成す角度は、ポテンショメ−タ
やエンコ−ダ等の電気的な手段で測定してもよい。
The operation of the tenth aspect will be described. In the above-mentioned invention, in order to accurately measure the depth of the magnetic field generating coil, the first and second coils are located immediately above the magnetic field generating coil and are parallel to the magnetic field generating coil. There is a need. Further, in order to accurately measure the azimuth of the magnetic field generating coil, it is necessary to arrange the fourth coil at a point where the magnetic field generated by the magnetic field generating coil is perpendicular to the x-axis. According to the present invention, the above condition is automatically satisfied. First, claim 1 and claim 1
The third coil is positioned at x = y = 0 based on the operation of the first invention. Since the third coil is arranged at the center of rotation, the center of rotation also becomes x = y = 0. Next, the orthogonal direction of the magnetic field generating coil is detected by the fourth coil. FIG.
7 show the horizontal component of the magnetic field generated by the magnetic field generating coil C0. As shown in the figure, the magnetic field generated by the magnetic field generating coil C0 is perpendicular to the x-axis on the x-axis and the y-axis. Therefore, the fourth coil C4 must be located on the x-axis or the y-axis. In the present invention, the fourth coil C4 is arranged so that its axis passes through the center of rotation, or a straight line passing through the center at right angles to the axis passes through the center of rotation. In the former case, the fourth coil C4 moves as shown in FIG. 6, and it is on the x-axis that the fourth coil C4 is orthogonal to the magnetic field generated by the magnetic field generating coil C0. In the latter case, as shown in FIG. 7, the fourth coil C4 moves, and the fourth coil C4 is orthogonal to the magnetic field generated by the magnetic field generating coil C0 on the y-axis. That is, according to the present invention, even if the fourth coil C4 is not located immediately above the magnetic field generating coil C0, the magnetic field generating coil C4 can be used.
The direction perpendicular to 0 can be accurately known. Finally, the depth of the magnetic field generating coil is measured by the first and second coils. When the azimuth of the magnetic field generating coil is determined by the fourth coil, the first and second coils also rotate, but the first and second coils also rotate.
Are arranged at the center of rotation, so that they are always located immediately above the magnetic field generating coil even when they rotate. First,
Since the second coil rotates integrally with the fourth coil, if the first and second coils are orthogonal to the first coil, the fourth coil and the magnetic field generating coil are orthogonal to each other. Then, the parallelism between the first and second coils and the magnetic field generating coil is automatically established. By the above operation, the arrangement of the first, second and fourth coils required for accurate measurement of the azimuth and depth of the magnetic field generating coil is automatically satisfied. According to the present invention, the angle formed between the rotating part and the ground reference line can be measured. Since the fourth coil is fixed to the rotating part, the angle formed by the fourth coil and the reference line can be known, so that the angle formed by the magnetic field generating coil and the reference line can be known. Means for measuring the angle formed between the rotating part and the reference line include, for example, a fixed part capable of fixing the entire device on the ground and a rotating part rotatable thereon, and the reference line and the fixed part are fixed at a fixed angle. It is sufficient that the angle formed between the fixed portion and the rotating portion can be measured with a protractor. The angle formed between the fixed part and the rotating part may be measured by an electric means such as a potentiometer or an encoder.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図8は、第1の実施の形態の
掘削推進機の位置探査装置の全体的な構成を示した一部
断面図であり、図9は図8のA−A断面図である。図
8、図9に示すように、掘削推進機1は、方向制御用の
ヘッド2を有する先端装置3と、立て坑4に固定した元
押し装置5とを備え、先端装置3にて地面の中を堀り進
み、そのあとに多数の鉄製中空管から成る推進管6を接
続して地下に管路を形成するものである。先端装置3
は、内部に磁界発生用コイル(以下単にコイルと記載す
る)C0と交流電源8とを備えており、コイルC0は軸
受9により鉛直面内で回転自由に支持され、自重により
常に水平を保つようになっている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing the overall configuration of the position locating device of the excavation propulsion device according to the first embodiment, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. As shown in FIGS. 8 and 9, the excavator 1 includes a tip device 3 having a head 2 for direction control and a main pushing device 5 fixed to a shaft 4. It digs in the inside, and then connects a propulsion pipe 6 composed of a number of hollow iron pipes to form a pipeline underground. Advanced device 3
Is provided with a magnetic field generating coil (hereinafter simply referred to as a coil) C0 and an AC power supply 8 therein. The coil C0 is supported by a bearing 9 so as to be freely rotatable in a vertical plane, and always keeps a horizontal position by its own weight. It has become.

【0030】地上には掘削計画経路を示す計画線Lが引
いてある。また、移動自由な位置探査装置10が設置さ
れており、位置探査装置10は、センサ部11、回転台
12及び信号処理部13から構成されている。
On the ground, a planning line L indicating an excavation planning route is drawn. Further, a freely movable position search device 10 is provided, and the position search device 10 includes a sensor unit 11, a turntable 12, and a signal processing unit 13.

【0031】図10、図11、及び図12は、センサ部
11と回転台12の正面図、側面図及び平面図である。
図10、図11、及び図12に示すようにセンサ部11
内には、第1のコイルC1、第2のコイルC2、及び第
3のコイルC3が配置されている。このうち、第1のコ
イルC1及び第2のコイルC2は水平で互いに平行であ
る。また、第3のコイルC3は水平軸14回りに回転可
能であり、回転することにより第1のコイルC1及び第
2のコイルC2と直交する水平姿勢(点線で示した状
態)、及び鉛直姿勢(実線で示した状態)をとることが
できる。尚、この実施の形態では、第3のコイルC3は
第1のコイルC1及び第2のコイルC2と直交する水平
姿勢(点線で示した状態)では、特許請求の範囲の欄に
記載した第4のコイルの役目をする。センサ部11の前
面には、鉛直面内で自由に角度を変えることが可能なレ
−ザポインタ15が設けられており、レ−ザポインタ1
5の角度を調整することにより地表面の特定位置にレ−
ザを照射することができる。
FIGS. 10, 11 and 12 are a front view, a side view and a plan view of the sensor unit 11 and the turntable 12, respectively.
As shown in FIG. 10, FIG. 11, and FIG.
Inside, a first coil C1, a second coil C2, and a third coil C3 are arranged. The first coil C1 and the second coil C2 are horizontal and parallel to each other. Further, the third coil C3 is rotatable around the horizontal axis 14, and by rotating, the horizontal posture (the state shown by the dotted line) orthogonal to the first coil C1 and the second coil C2 and the vertical posture ( (The state shown by the solid line). Note that, in this embodiment, the third coil C3 is in the horizontal posture (the state shown by the dotted line) orthogonal to the first coil C1 and the second coil C2, and the fourth coil C3 is described in the claims. Of the coil. A laser pointer 15 whose angle can be freely changed in a vertical plane is provided on the front surface of the sensor unit 11.
By adjusting the angle of 5, the laser can be positioned at a specific position on the ground surface.
Can be illuminated.

【0032】回転台12は、固定部12Aと回転部12
Bから成り、回転部12Bは鉛直軸回りに自由に回転で
きるようになっている。回転部12Bは、外縁部に目盛
板16が固定されており、固定部12Aとの角度が分か
るようになっている。固定部12Aは、外縁に複数のマ
−ク17が付けられており、常に計画線Lと同じ角度で
設置できるようになっている。センサ部11の下面には
角柱18が固定されており、回転台12の上部中心に明
けられた角穴に着脱できるようになっているため、セン
サ部11と回転台12は着脱自在になっている。
The turntable 12 has a fixed part 12A and a rotating part 12
B, and the rotating portion 12B can freely rotate around a vertical axis. The scale plate 16 is fixed to the outer edge of the rotating portion 12B so that the angle with the fixed portion 12A can be recognized. The fixing portion 12A has a plurality of marks 17 on the outer edge, so that the fixing portion 12A can always be installed at the same angle as the planning line L. A prism 18 is fixed to the lower surface of the sensor unit 11 and can be attached to and detached from a square hole drilled at the center of the upper part of the turntable 12, so that the sensor unit 11 and the turntable 12 are detachable. I have.

【0033】図13は、前記信号処理部13の構成を示
したブロック図である。図13に示すように信号処理部
13の位相検波回路21,22,23には前記第1のコ
イルC1、第2のコイルC2、及び第3のコイルC3が
接続されている。位相検波回路21,22,23は第1
のコイルC1の発生電圧を基準信号として、第1のコイ
ルC1、第2のコイルC2及び第3のコイルC3の発生
電圧を位相検波する。上記位相検波回路21,22,2
3による位相検波とは、基準信号の符号が正のときは
正、負のときは負の信号を発生して、これを被検波信号
に掛け合わせる信号処理方法である。位相検波された信
号を時間平均すると、被検波信号のうち基準信号と同一
周波数で同一位相の成分に比例した大きさの直流信号が
得られる。そのため、基準信号と異なる周波数の信号成
分や、同一周波数でも位相が90度異なる信号成分は除
去される。尚、基準信号と位相が180度異なる信号は
同一位相で符号が負の信号とみなす。
FIG. 13 is a block diagram showing the structure of the signal processing section 13. As shown in FIG. As shown in FIG. 13, the first coil C1, the second coil C2, and the third coil C3 are connected to the phase detection circuits 21, 22, and 23 of the signal processing unit 13. The phase detection circuits 21, 22, 23 are the first
The voltage generated by the first coil C1, the second coil C2, and the third coil C3 is subjected to phase detection using the voltage generated by the coil C1 as a reference signal. The phase detection circuits 21, 22, 2
The phase detection by 3 is a signal processing method that generates a positive signal when the sign of the reference signal is positive and generates a negative signal when the sign of the reference signal is negative, and multiplies the signal by the detected signal. When the phase-detected signal is time-averaged, a DC signal having the same frequency and the same phase as the reference signal of the detected signal is obtained. Therefore, a signal component having a frequency different from that of the reference signal or a signal component having the same frequency but a phase different by 90 degrees is removed. A signal having a phase 180 degrees different from that of the reference signal is regarded as a signal having the same phase and a negative sign.

【0034】位相検波回路21,22,23から出力さ
れた位相検波信号は、平均化回路24,25,26で平
均化される。第1のコイルC1と第2のコイルC2の平
均化信号V1,V2は割り算回路27に入力され、割り
算回路27でV2/V1の割り算が実行されたあと、そ
の割り算信号が深さ計算回路29に入力される。深さ計
算回路29では、前記式(1)に従ってコイルC0の深
さを演算したうえ深さ表示器33でそれを表示する。
The phase detection signals output from the phase detection circuits 21, 22, 23 are averaged by the averaging circuits 24, 25, 26. The averaged signals V1 and V2 of the first coil C1 and the second coil C2 are input to a division circuit 27. After the division circuit 27 performs the division of V2 / V1, the division signal is converted to a depth calculation circuit 29. Is input to In the depth calculation circuit 29, the depth of the coil C0 is calculated according to the equation (1), and is displayed on the depth display 33.

【0035】また、第1のコイルC1と第3のコイルC
3の平均化信号V1,V3は割り算回路28においてV
3/V1の割り算が実行されたあと、その割り算値が電
圧表示器34で表示される。また、上記V3/V1の割
り算値が符号判定回路30に入力されると符号判定回路
30で割り算値の符号が判定され、その符号に応じて第
1のランプ37あるいは第2のランプ38を点灯させ
る。
The first coil C1 and the third coil C
The averaged signals V1 and V3 of V.3 are
After the division of 3 / V1 is performed, the division value is displayed on the voltage display 34. When the V3 / V1 division value is input to the sign judgment circuit 30, the sign judgment circuit 30 judges the sign of the division value, and turns on the first lamp 37 or the second lamp 38 according to the sign. Let it.

【0036】割り算回路28におけるV3/V1の割り
算値がレベル判定回路31に入力され、レベル判定され
たときに、例えばV3/V1が1/100以下になると
第1のブザ−35を鳴動させる。また、割り算回路28
におけるV3/V1の割り算値が電圧・周波数変換回路
32に入力されると、電圧・周波数変換回路32は入力
信号の絶対値に比例して周期が変化する断続音を第2の
ブザ−36で発生させる。
The division value of V3 / V1 in the division circuit 28 is input to the level determination circuit 31, and when the level is determined, for example, when V3 / V1 becomes 1/100 or less, the first buzzer 35 is sounded. Also, the dividing circuit 28
Is input to the voltage / frequency conversion circuit 32, the voltage / frequency conversion circuit 32 uses the second buzzer 36 to generate an intermittent sound whose period changes in proportion to the absolute value of the input signal. generate.

【0037】掘削推進機1の水平位置のうち、推進方向
の位置(計画線Lに沿った推進距離)は、元押し装置5
で押し出した推進管6の長さから正確に知ることができ
る。従って位置探査装置10では、掘削推進機1の計画
線Lに直角方向の水平位置、方位角、深さを測定する。
以下、これらの測定方法について説明する。
The propulsion direction position (propulsion distance along the planning line L) of the horizontal position of the excavation propulsion machine 1
Can be accurately known from the length of the propulsion tube 6 extruded. Therefore, the position surveying device 10 measures the horizontal position, azimuth, and depth in the direction perpendicular to the planning line L of the excavator 1.
Hereinafter, these measurement methods will be described.

【0038】最初、掘削推進機1内のコイルC0に交流
電源8から交流電圧を加える。その結果、コイルC0は
交流磁界を発生するとともに、地上の第1のコイルC
1、第2のコイルC2、及び第3のコイルC3に誘導電
圧を発生させる。
First, an AC voltage is applied from the AC power supply 8 to the coil C0 in the excavator 1. As a result, the coil C0 generates an AC magnetic field, and the first coil C0 on the ground.
1. An induced voltage is generated in the second coil C2 and the third coil C3.

【0039】次に、第3のコイルC3を鉛直にする。次
に、計画線L上を推進距離だけ進んだ位置において、計
画線Lに直角な方向に位置探査装置10を動かし、前記
電圧表示器34で表示される電圧が最小となる位置、即
ち第3のコイルC3の発生電圧が最小となる位置を探査
する。尚、計画線Lと第1のコイルC1とが、ほぼ直角
になるようにセンサ部11の方位角を設定する。このと
き、第1のコイルC1とコイルC0はほぼ平行になる。
第3のコイルC3は鉛直であるから、コイルC0の直上
で発生電圧が最小となる。第3のコイルC3がコイルC
0の軸方向中心に対してどちら側に位置するかによって
発生電圧の符号が変化するから、前記第1のランプ3
7、第2のランプ38の点灯によって、作業者は、第3
のコイルC3がコイルC0の軸方向中心に対して、どち
ら側に位置するかを知ることができる。また、第3のコ
イルC3の発生電圧はコイルC0の直上に近いほど小さ
いから前記第2のブザ−36によって、およその距離を
知ることができる。更に、第3のコイルC3の発生電圧
が最小(所定値以下)になった瞬間に前記第1のブザ−
35が鳴動するから、コイルC0の直上位置を知ること
ができる。
Next, the third coil C3 is made vertical. Next, at a position advanced by the propulsion distance on the planning line L, the position locating device 10 is moved in a direction perpendicular to the planning line L, and the position where the voltage displayed on the voltage display 34 is minimized, that is, the third position The position where the voltage generated by the coil C3 becomes minimum is searched. Note that the azimuth of the sensor unit 11 is set so that the planning line L and the first coil C1 are substantially perpendicular to each other. At this time, the first coil C1 and the coil C0 are substantially parallel.
Since the third coil C3 is vertical, the generated voltage is minimized immediately above the coil C0. The third coil C3 is the coil C
The sign of the generated voltage changes depending on which side of the first lamp 3 is located with respect to the axial center of the first lamp 3.
7. By turning on the second lamp 38, the operator can
Of the coil C3 in the axial direction of the coil C0. Further, since the generated voltage of the third coil C3 is smaller as it is located immediately above the coil C0, the approximate distance can be known by the second buzzer 36. Further, at the moment when the voltage generated by the third coil C3 becomes minimum (below a predetermined value), the first buzzer is activated.
Since 35 sounds, the position immediately above the coil C0 can be known.

【0040】通常の掘削推進機では、コイルC0の長さ
は10cm程度、地表からの深さは3m程度である。従
ってコイルC0が地表に作る磁界は、磁気双極子が作る
磁界と見なすことができる。従って、例えば前回の深さ
測定によって現在のおよその深さDが分かっていれば、
前記電圧表示器34における前記V3/V1の値により
コイルC0の直上からの水平距離yは、 y=DV3/V1 によって推定することができる。上記測定手段を用いれ
ば、正確な直上位置の探査が容易になる。また、前記V
3/V1は深さと水平距離だけで決まり、コイルC0の
発生磁界の強弱等に影響されない。このため、先端装置
3内の交流電源8の出力変動の影響等を排除することが
できる。例えば、レベル判定回路31は、前記V3/V
1が1/100以下のとき第1のブザ−35を鳴動させ
るようになっており、深さDが3mであれば、第1のブ
ザ−35はコイルC0の直上からの水平距離yが1cm
以下で鳴動する。
In a typical excavator, the length of the coil C0 is about 10 cm and the depth from the ground surface is about 3 m. Therefore, the magnetic field generated by the coil C0 on the ground can be regarded as the magnetic field generated by the magnetic dipole. Thus, for example, if the current depth D is known from the previous depth measurement,
According to the value of V3 / V1 in the voltage indicator 34, the horizontal distance y from immediately above the coil C0 can be estimated by y = DV3 / V1. Use of the above-mentioned measuring means facilitates accurate search of the position directly above. In addition, V
3 / V1 is determined only by the depth and the horizontal distance, and is not affected by the strength of the magnetic field generated by the coil C0. For this reason, it is possible to eliminate the influence of the output fluctuation of the AC power supply 8 in the tip device 3 and the like. For example, the level determination circuit 31 determines that V3 / V
When 1 is not more than 1/100, the first buzzer 35 is caused to sound. If the depth D is 3 m, the first buzzer 35 has a horizontal distance y of 1 cm from directly above the coil C0.
Rings below.

【0041】次に、回転台12の固定部12Aのマ−ク
17が計画線Lに平行になるように固定部12Aの向き
を設定し、さらに、上記手段で測定したコイルC0の直
上に回転中心を移動する。第3のコイルC3が鉛直のと
き、第3のコイルC3の中心軸と回転台12の回転中心
は少し離れているから、ずれ分だけ平行移動する必要が
ある。
Next, the direction of the fixed portion 12A is set so that the mark 17 of the fixed portion 12A of the turntable 12 is parallel to the planning line L, and the rotation is made immediately above the coil C0 measured by the above means. Move center. When the third coil C3 is vertical, the center axis of the third coil C3 and the center of rotation of the turntable 12 are slightly apart, so that it is necessary to translate in parallel by the amount of the displacement.

【0042】次に、第3のコイルC3を水平にした状態
でセンサ部11を回転させることにより、第3のコイル
C3の発生電圧が最小となる方位角を求める。尚、第3
のコイルC3の発生電圧が最小となることは前記電圧表
示器34の表示値で知ることができる。
Next, the azimuth at which the voltage generated by the third coil C3 is minimized is obtained by rotating the sensor unit 11 with the third coil C3 being horizontal. The third
It can be known from the value indicated on the voltage display 34 that the voltage generated by the coil C3 becomes minimum.

【0043】上記第3のコイルC3は水平であるから、
コイルC0と直角となる方向で第3のコイルC3の発生
電圧は最小となる。そして、前記第1のランプ37、第
2のランプ38の点灯によって、作業者は、第3のコイ
ルC3のずれ方向を知り、第2のブザ−36の音によっ
ておよそのずれ角を、第1のブザ−35の鳴動によって
コイルC0と直角になったことを知ることができる。
Since the third coil C3 is horizontal,
The voltage generated by the third coil C3 is minimized in a direction perpendicular to the coil C0. Then, by turning on the first lamp 37 and the second lamp 38, the worker knows the direction of displacement of the third coil C3, and changes the approximate displacement angle by the sound of the second buzzer 36 to the first position. Of the buzzer 35 makes it possible to know that the buzzer is at right angles to the coil C0.

【0044】上記第3のコイルC3がコイルC0の直角
方向に対して微小な角θだけ傾いているとき、第1のコ
イルC1の発生電圧と第3のコイルC3の発生電圧の比
は、ほぼθとなる。従って前記電圧表示器34の表示値
で、第3のコイルC3のおよそのずれ角を知ることがで
きる。
When the third coil C3 is tilted by a small angle θ with respect to the direction perpendicular to the coil C0, the ratio between the voltage generated by the first coil C1 and the voltage generated by the third coil C3 becomes almost equal. θ. Accordingly, the approximate deviation angle of the third coil C3 can be known from the value displayed on the voltage indicator 34.

【0045】次に、前記目盛り板16を読み取ることに
より、コイルC0と計画線Lとの成す角度を知ることが
できる。次に、前記レ−ザポインタ15を点灯させる。
レ−ザポインタ15は、例えば1m前方の地表にレ−ザ
が照射されるように角度が設定されている。このとき、
レ−ザ照射点は、掘削推進機1が1m進んだときのおよ
その位置を示すことになる。尚、レ−ザポインタ15は
上下方向の角度が可変に構成されているから任意の距離
進んだときの位置を照射することができる。
Next, by reading the scale plate 16, the angle formed between the coil C0 and the planning line L can be known. Next, the laser pointer 15 is turned on.
The angle of the laser pointer 15 is set so that, for example, the laser is irradiated on the ground surface 1 m ahead. At this time,
The laser irradiation point indicates an approximate position when the excavation propulsion machine 1 advances 1 m. Since the laser pointer 15 has a variable angle in the up-down direction, it can irradiate a position when the laser pointer 15 has advanced an arbitrary distance.

【0046】最後に、第1のコイルC1、第2のコイル
C2の発生電圧から計算されたコイルC0の深さを前記
深さ表示器33で読み取る。以上のようにコイルC0の
水平位置、方位角、深さを知り、更に将来の掘削位置を
知ることができる。測定終了後、回転台12をセンサ部
11から外し、第3のコイルC3とレ−ザポインタ15
を鉛直にすれば、センサ部11は平板状になる。このた
め、位置探査装置10は、収納や運搬が容易である。
Finally, the depth indicator 33 reads the depth of the coil C0 calculated from the voltages generated by the first coil C1 and the second coil C2. As described above, the horizontal position, the azimuth angle, and the depth of the coil C0 can be known, and the future excavation position can be known. After the measurement is completed, the turntable 12 is detached from the sensor unit 11, and the third coil C3 and the laser pointer 15 are removed.
Is vertical, the sensor section 11 has a flat plate shape. For this reason, the position locating device 10 is easy to store and transport.

【0047】次に、第2の実施の形態について説明す
る。図14は、前記位置探査装置10の一部を変えた第
2の実施の形態の位置探査装置10Aの正面図であり、
図15はその側面図である。図14に示すように、セン
サ部11に切り欠き11Aがあり、第3のコイルC3が
鉛直となったときに、第3のコイルC3が回転部12B
の回転中心の直上に位置するようになっている。また、
第3のコイルC3が水平になったとき、その中心軸は回
転中心を通り、第1のコイルC1と第2のコイルC2は
その中心が上記回転中心に一致している。従って、前記
第1の実施の形態では、第3のコイルC3によりコイル
C0の水平位置を計測したあと、回転部12Bの回転中
心を第3のコイルC3の位置に移動する作業が必要であ
ったが、この第2の実施の形態ではこの作業が不要とな
る。
Next, a second embodiment will be described. FIG. 14 is a front view of a position locating device 10A according to a second embodiment in which a part of the position locating device 10 is changed,
FIG. 15 is a side view thereof. As shown in FIG. 14, when the sensor unit 11 has a notch 11A and the third coil C3 becomes vertical, the third coil C3 is turned to the rotating unit 12B.
It is located just above the rotation center of. Also,
When the third coil C3 becomes horizontal, its central axis passes through the center of rotation, and the centers of the first coil C1 and the second coil C2 coincide with the center of rotation. Therefore, in the first embodiment, after the horizontal position of the coil C0 is measured by the third coil C3, it is necessary to move the rotation center of the rotating unit 12B to the position of the third coil C3. However, this operation is not required in the second embodiment.

【0048】次に、第3の実施の形態について説明す
る。図16は、第3の実施の形態の位置探査装置10B
の正面図であり、図17はその側面図である。この実施
の形態の位置探査装置10Bは、前記位置探査装置1
0,10Aの第3のコイルC3の代わりに鉛直な第3の
コイルC3Aと水平な第4のコイルC4とを備えたセン
サ部11Bを有しており、図18の信号処理部ブロック
図に示すように第3のコイルC3Aと第4のコイルC4
とをスイッチSWにより切り替えるようになっている。
前記コイルC0の水平位置を計測するときは第3のコイ
ルC3Aを位相検波回路23に接続し、方位角を測定す
るときは第4のコイルC4を位相検波回路23に接続す
る。このように第3のコイルC3Aと第4のコイルC4
とを固定することにより、前記位置探査装置10,10
Aの第3のコイルC3のように、測定の度に水平と垂直
に回転させることに起因する回転部の「がたつき」や
「変形」の発生による位置的な誤差を生じさせないよう
にすることができる。
Next, a third embodiment will be described. FIG. 16 shows a position detecting device 10B according to the third embodiment.
FIG. 17 is a side view thereof. The position locating device 10B according to this embodiment includes the position locating device 1
It has a sensor unit 11B having a vertical third coil C3A and a horizontal fourth coil C4 instead of the 0, 10A third coil C3, and is shown in the signal processing unit block diagram of FIG. The third coil C3A and the fourth coil C4
Are switched by a switch SW.
When measuring the horizontal position of the coil C0, the third coil C3A is connected to the phase detection circuit 23, and when measuring the azimuth angle, the fourth coil C4 is connected to the phase detection circuit 23. Thus, the third coil C3A and the fourth coil C4
Is fixed, the position detecting devices 10 and 10 are fixed.
As in the case of the third coil C3 of A, a positional error due to the occurrence of “rattle” or “deformation” of the rotating part due to the horizontal and vertical rotation at each measurement is prevented. be able to.

【0049】次に、第4の実施の形態について説明す
る。第4の実施の形態は、前記第1の実施の形態におけ
るセンサ部11の回転台12を除去し、上部に水準器4
1を設け、更に下端部に球状の突起42を形成したセン
サ部11Cを有する位置探査装置10Cであり、図19
は位置探査装置10Cの正面図、図20はその側面図、
図21はその平面図である。前記コイルC0の水平位
置、方位角、及び深さを測定する際、突起42を地表面
に押しつけ、作業者が水準器41を目視してセンサ部1
1Cを鉛直にする。この状態で前記第1の実施の形態と
同じ手段でコイルC0の水平位置、方位角、及び深さを
測定する。この実施の形態ではセンサ部11Cに回転台
が無いため構造が簡単である。また、水準器41を用い
るため、地表面が水平、平坦でなくてもセンサ部11C
を鉛直に保つことができるという利点がある。尚、本位
置探査装置10Cには、前記第1の実施の形態における
目盛り板16に相当するものが無いため、計画線Lとコ
イルC0との角度を直接知ることはできないが、レ−ザ
ポインタ15の指示点と、突起42とを結ぶ直線から、
計画線LとコイルC0との角度を知ることができる。
Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, the rotary table 12 of the sensor unit 11 in the first embodiment is removed, and a level 4
FIG. 19 is a position detecting device 10C having a sensor portion 11C provided with a spherical projection 42 at a lower end portion.
Is a front view of the position detecting device 10C, FIG. 20 is a side view thereof,
FIG. 21 is a plan view thereof. When measuring the horizontal position, the azimuth angle, and the depth of the coil C0, the protrusion 42 is pressed against the ground surface, and the worker visually checks the level 41 and detects the sensor unit 1.
Make 1C vertical. In this state, the horizontal position, azimuth and depth of the coil C0 are measured by the same means as in the first embodiment. In this embodiment, the structure is simple because the sensor section 11C has no turntable. Further, since the level 41 is used, even if the ground surface is not horizontal or flat, the sensor unit 11C can be used.
Has the advantage that it can be kept vertical. Note that, since there is no equivalent to the scale plate 16 in the first embodiment in the position detecting device 10C, the angle between the planning line L and the coil C0 cannot be directly known, but the laser pointer 15 From the straight line connecting the indicated point and the projection 42,
The angle between the planning line L and the coil C0 can be known.

【0050】[0050]

【発明の効果】請求項1〜4及び請求項11の発明によ
れば、掘削推進機内に備えた磁界発生用コイルの発生磁
界により、磁界発生用コイルの水平位置と深さと方位角
とを簡単に且つ高精度に測定することができる。
According to the first to fourth and eleventh aspects of the present invention, the horizontal position, depth and azimuth of the magnetic field generating coil can be easily determined by the magnetic field generated by the magnetic field generating coil provided in the excavator. And can be measured with high accuracy.

【0051】請求項5の発明によれば、第3のコイルと
第4のコイルを一つにすることができ、コイルの数を減
らすことができて回路を簡略化することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the third coil and the fourth coil can be integrated into one, the number of coils can be reduced, and the circuit can be simplified.

【0052】請求項6、請求項12の発明によれば、外
来電磁ノイズの影響を低減することができる。
According to the sixth and twelfth aspects of the invention, the effect of external electromagnetic noise can be reduced.

【0053】請求項7の発明によれば、磁界発生用コイ
ルの水平位置と方位角の探査が容易になる。
According to the invention of claim 7, the horizontal position and the azimuth of the magnetic field generating coil can be easily searched.

【0054】請求項8の発明によれば、磁界発生用コイ
ルの方位角と深さの探査を、より簡略化することができ
る。
According to the eighth aspect of the invention, the search for the azimuth and depth of the magnetic field generating coil can be further simplified.

【0055】請求項9の発明によれば、掘削推進機と基
準線の成す角を容易に知ることができる。
According to the ninth aspect of the present invention, the angle between the excavator and the reference line can be easily known.

【0056】請求項10の発明によれば、磁界発生用コ
イルの方位角と深さの正確な測定に必要な第1、第2、
第4のコイルの配置が自動的に満足され、更に第4のコ
イルと基準線との成す角度を知ることができるため、磁
界発生用コイルと基準線との成す角度を容易に知ること
ができる。
According to the tenth aspect of the present invention, the first, second, and third components necessary for accurate measurement of the azimuth and depth of the magnetic field generating coil are provided.
Since the arrangement of the fourth coil is automatically satisfied and the angle between the fourth coil and the reference line can be known, the angle between the magnetic field generating coil and the reference line can be easily known. .

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

【図1】請求項1〜請求項4、請求項11の発明の作用
説明図である。
FIG. 1 is an operation explanatory view of the inventions of claims 1 to 4 and 11;

【図2】請求項7の発明の作用説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory view of the invention of claim 7;

【図3】請求項7の発明における第4のコイルの発生電
圧の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a voltage generated by a fourth coil according to the invention of claim 7;

【図4】請求項7の発明における第4のコイルの発生電
圧の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a voltage generated by a fourth coil according to the invention of claim 7;

【図5】請求項10の発明の作用説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory view of the invention of claim 10;

【図6】請求項10の発明の作用説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory view of the invention of claim 10;

【図7】請求項10の発明の作用説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory view of the invention of claim 10;

【図8】第1の実施の形態の側面断面図である。FIG. 8 is a side sectional view of the first embodiment.

【図9】図8のA−A断面図である。FIG. 9 is a sectional view taken along line AA of FIG. 8;

【図10】第1の実施の形態の位置探査装置の正面断面
図である。
FIG. 10 is a front sectional view of the position locating device according to the first embodiment.

【図11】図10の側面図である。FIG. 11 is a side view of FIG. 10;

【図12】図10の平面図である。FIG. 12 is a plan view of FIG. 10;

【図13】第1の実施の形態の電気回路ブロック図であ
る。
FIG. 13 is an electric circuit block diagram according to the first embodiment.

【図14】第2の実施の形態の位置探査装置の正面断面
図である。
FIG. 14 is a front sectional view of the position locating device according to the second embodiment.

【図15】第2の実施の形態の位置探査装置の側面断面
図である。
FIG. 15 is a side sectional view of the position locating device according to the second embodiment.

【図16】第3の実施の形態の位置探査装置の正面断面
図である。
FIG. 16 is a front sectional view of a position locating device according to a third embodiment.

【図17】第3の実施の形態の位置探査装置の側面断面
図である。
FIG. 17 is a side sectional view of a position locating device according to a third embodiment.

【図18】第3の実施の形態の電気回路ブロック図であ
る。
FIG. 18 is an electric circuit block diagram of a third embodiment.

【図19】第4の実施の形態の位置探査装置の正面断面
図である。
FIG. 19 is a front sectional view of a position detecting device according to a fourth embodiment.

【図20】第4の実施の形態の位置探査装置の側面断面
図である。
FIG. 20 is a side sectional view of a position locating device according to a fourth embodiment.

【図21】第4の実施の形態の位置探査装置の平面図で
ある。
FIG. 21 is a plan view of a position locating device according to a fourth embodiment.

【図22】従来の掘削推進機の位置探査装置の構成を示
した側面断面図である。
FIG. 22 is a side cross-sectional view showing a configuration of a conventional position locating device for an excavation propulsion machine.

【図23】図22のA−A断面図である。23 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図24】従来の掘削推進機の方向制御説明図である。FIG. 24 is an explanatory diagram of direction control of a conventional excavator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 掘削推進機 11 センサ部 12 回転台 15 レ−ザポインタ 16 目盛板 17 マ−ク C0 磁界発生用コイル C1 第1のコイル C2 第2のコイル C3,C3A 第3のコイル C4 第4のコイル 21,22,23 位相検波回路 24,25,26 平均化回路 27,28 割り算回路 29 深さ計算回路 30 符号判定回路 31 レベル判定回路 32 電圧・周波数変換回路 33 深さ表示器 34 電圧表示器 35 第1のブザ− 36 第2のブザ− 37 第1のランプ 38 第2のランプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excavation propulsion machine 11 Sensor part 12 Turntable 15 Laser pointer 16 Scale plate 17 Mark C0 Magnetic field generating coil C1 First coil C2 Second coil C3, C3A Third coil C4 Fourth coil 21, 22, 23 phase detection circuit 24, 25, 26 averaging circuit 27, 28 division circuit 29 depth calculation circuit 30 sign determination circuit 31 level determination circuit 32 voltage / frequency conversion circuit 33 depth display 34 voltage display 35 first Buzzer 36 second buzzer 37 first lamp 38 second lamp

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星谷 邦夫 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 高橋 和彦 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 野坂 正雄 愛知県岩倉市東町江東10番地の1 高千穂 産業株式会社岩倉工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Kunio Hoshitani, Inventor: Nippon Telegraph and Telephone Corporation, 3-9-1-2 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo (72) Inventor: Kazuhiko Takahashi 3-192-1, Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. Nippon Telegraph and Telephone Co., Ltd. (72) Inventor Masao Nosaka 1 Koto, Higashi-cho, Iwakura-shi, Aichi 1 Takachiho Sangyo Co., Ltd.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 地中掘削推進方向に直角に且つ水平にな
るように掘削推進機内に設けられた磁界発生用コイルよ
り発生する交流磁界を複数のコイルにより検出し、各コ
イルの発生電圧に基づいて前記掘削推進機の位置と方位
角とを探査する掘削推進機の位置探査装置において、 前記複数のコイルとして、同一鉛直線上に水平且つ平行
に配置された第1のコイル及び第2のコイルと、鉛直に
配置された第3のコイルと、水平に配置された第4のコ
イルとを備える掘削推進機の位置探査装置。
A plurality of coils detect an alternating magnetic field generated by a magnetic field generating coil provided in the excavation propulsion machine so as to be horizontal and perpendicular to the direction of underground excavation propulsion, and based on the voltage generated by each coil. In the position detecting device of the excavating propulsion device for exploring the position and the azimuth angle of the excavating propulsion device, the first coil and the second coil arranged horizontally and parallel on the same vertical line as the plurality of coils. And a third coil disposed vertically and a fourth coil disposed horizontally, the position detecting device of the excavator.
【請求項2】 請求項1に記載の掘削推進機の位置探査
装置において、第4のコイルは第1のコイル及び第2の
コイルに対して直角に配置された掘削推進機の位置探査
装置。
2. The position locating device for an excavator according to claim 1, wherein the fourth coil is arranged at right angles to the first coil and the second coil.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の掘削推進
機の位置探査装置において、第1のコイルと第2のコイ
ルの発生電圧の比に基づいて磁界発生用コイルの深さ位
置を検出し表示する手段を備えた掘削推進機の位置探査
装置。
3. The position locating device for an excavating propulsion device according to claim 1, wherein the depth position of the magnetic field generating coil is determined based on a ratio between a voltage generated by the first coil and a voltage generated by the second coil. An excavation propulsion machine position locating device comprising means for detecting and displaying.
【請求項4】 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記
載の掘削推進機の位置探査装置において、第3のコイル
又は第4のコイルの発生電圧が最小になったことを検出
し表示する手段を設けた掘削推進機の位置探査装置。
4. A position locating device for an excavation propulsion device according to claim 1, wherein the voltage detected by the third coil or the fourth coil is minimized. An excavation propulsion machine position locating device provided with a display means.
【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記
載の掘削推進機の位置探査装置において、第3のコイル
及び第4のコイルとして水平と垂直に移動可能なコイル
を備えた掘削推進機の位置探査装置。
5. The position locating device for an excavating propulsion device according to claim 1, wherein a coil movable horizontally and vertically is provided as the third coil and the fourth coil. Drilling propulsion device position locating device.
【請求項6】 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記
載の掘削推進機の位置探査装置において、第1のコイル
及び第2のコイルのうち、磁界発生用コイルに近い方の
コイルの発生電圧を基準信号として、第1のコイル、第
2のコイル、第3のコイル、及び第4のコイルの発生電
圧を位相検波する手段と、前記位相検波した電圧を平均
化する手段とを備え、平均化した各電圧を各コイルの発
生電圧として用いる掘削推進機の位置探査装置。
6. A position locating device for an excavation propulsion device according to claim 1, wherein a coil closer to the magnetic field generating coil among the first coil and the second coil. Means for phase-detecting the generated voltages of the first coil, the second coil, the third coil, and the fourth coil using the generated voltage as a reference signal, and means for averaging the voltages detected by the phase detection. A position locating device for an excavating propulsion machine that uses and averages each voltage as a generated voltage of each coil.
【請求項7】 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記
載の掘削推進機の位置探査装置において、第1のコイル
又は第2のコイルの発生電圧と第3のコイル又は第4の
コイルの発生電圧の符号の一致又は不一致を表す手段を
備えた掘削推進機の位置探査装置。
7. The excavation propulsion machine according to claim 1, wherein the voltage generated by the first coil or the second coil and the voltage generated by the third coil or the fourth coil are detected. A position locating device for a drilling propulsion machine, comprising: means for indicating whether a sign of a voltage generated by a coil matches or does not match.
【請求項8】 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記
載の掘削推進機の位置探査装置において、第4のコイル
の中心軸を含む鉛直面内にビ−ム光を照射する手段を備
えた掘削推進機の位置探査装置。
8. A position locating apparatus for an excavating propulsion machine according to claim 1, wherein said beam radiating means emits a beam light in a vertical plane including a central axis of said fourth coil. Locating device for excavation propulsion machine equipped with.
【請求項9】 請求項1〜請求項8のいずれか1項に記
載の掘削推進機の位置探査装置において、地表に表示さ
れた基準線との角度を認識するための計測手段を設けた
掘削推進機の位置探査装置。
9. The excavation propulsion machine according to claim 1, further comprising a measuring unit for recognizing an angle with respect to a reference line displayed on the ground surface. Propulsion device position locator.
【請求項10】 請求項1〜請求項9のいずれか1項に
記載の掘削推進機の位置探査装置において、第1のコイ
ル、第2のコイル、第3のコイル、第4のコイルは水平
面内で回転可能な筐体に設けられ、その筐体には回転角
度を認識するための目盛りを設け、第1、第2、第3の
コイルは中心が回転軸に一致するように設置され、第4
のコイルはその軸線が回転中心を通るか、または、軸線
に直角で中心を通る直線が回転中心を通るように配置さ
れた掘削推進機の位置探査装置。
10. The excavation propulsion machine according to claim 1, wherein the first coil, the second coil, the third coil, and the fourth coil are arranged on a horizontal plane. Is provided in a housing rotatable within the housing, a scale is provided on the housing for recognizing a rotation angle, and the first, second, and third coils are installed such that the centers thereof coincide with the rotation axis, 4th
The position detecting device of the excavating thruster, wherein the coil of the excavator is arranged so that its axis passes through the center of rotation or a straight line passing through the center at right angles to the axis passes through the center of rotation.
【請求項11】 地中掘削推進方向に直角に且つ水平に
なるように掘削推進機内に設けられた磁界発生用コイル
より発生する交流磁界を複数のコイルにより検出し、各
コイルの発生電圧に基づいて前記掘削推進機の位置と方
位角とを探査する掘削推進機の位置探査方法であって、 鉛直に配置された第3のコイルを前記磁界発生用コイル
の上で水平に移動させ、この第3のコイルの発生電圧が
最小となる磁界発生用コイルの水平位置を探査する水平
位置探査行程と、磁界発生用コイルの水平位置において
水平に配置された第4のコイルを水平面上で回転させ、
この第4のコイルの発生電圧が最小となる磁界発生用コ
イルの方位角を探査する方位角探査行程と、同一鉛直線
上に水平且つ平行に配置された第1のコイル及び第2の
コイルを前記磁界発生用コイルの水平位置において前記
磁界発生用コイルの方位角に平行に配置し、第1のコイ
ル及び第2のコイルの発生電圧の比から前記磁界発生用
コイルの深さを探査する深さ探査行程とを有する掘削推
進機の位置探査方法。
11. An AC magnetic field generated by a magnetic field generating coil provided in the excavation propulsion machine so as to be perpendicular and horizontal to the direction of underground excavation propulsion is detected by a plurality of coils, and based on the voltage generated by each coil. A method for searching for the position and azimuth of the excavator, wherein the third coil disposed vertically is horizontally moved on the coil for generating a magnetic field. A horizontal position search step of searching for the horizontal position of the magnetic field generating coil in which the voltage generated by the third coil is minimized, and rotating the fourth coil horizontally disposed at the horizontal position of the magnetic field generating coil on a horizontal plane;
An azimuth angle searching step of searching for an azimuth angle of the magnetic field generating coil in which the generated voltage of the fourth coil is minimized, and the first coil and the second coil arranged horizontally and in parallel on the same plumb line. A depth at which the magnetic field generating coil is disposed at a horizontal position in parallel with an azimuth angle of the magnetic field generating coil, and a depth of the magnetic field generating coil is detected based on a ratio of generated voltages of the first coil and the second coil. A method for searching for the position of a drilling propulsion machine having a search step.
【請求項12】 請求項11に記載の掘削推進機の位置
探査方法において、前記第1のコイル、第2のコイル、
第3のコイル、及び第4のコイルの発生電圧を位相検波
したあと平均化する掘削推進機の位置探査方法。
12. The method according to claim 11, wherein the first coil, the second coil,
A method for detecting the position of a drilling propulsion machine that averages the voltages generated by the third coil and the fourth coil after phase detection.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002054928A (en) * 2000-08-14 2002-02-20 Reideikku:Kk Azimuth measuring method and device
JP2002181547A (en) * 2000-12-13 2002-06-26 Reideikku:Kk Azimuth measuring system
JP2003004409A (en) * 2001-06-26 2003-01-08 Reideikku:Kk Position-measuring method and position-measuring apparatus
JP2008275395A (en) * 2007-04-26 2008-11-13 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Position attitude detection system, its detection method, and position attitude detection device
JP2009128253A (en) * 2007-11-26 2009-06-11 Sakata Denki Position measuring system
JP6454393B1 (en) * 2017-10-20 2019-01-16 高千穂産業株式会社 Position detecting device and position detecting method using the position detecting device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002054928A (en) * 2000-08-14 2002-02-20 Reideikku:Kk Azimuth measuring method and device
JP2002181547A (en) * 2000-12-13 2002-06-26 Reideikku:Kk Azimuth measuring system
JP4527273B2 (en) * 2000-12-13 2010-08-18 株式会社レイディック Orientation measurement method
JP2003004409A (en) * 2001-06-26 2003-01-08 Reideikku:Kk Position-measuring method and position-measuring apparatus
JP2008275395A (en) * 2007-04-26 2008-11-13 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Position attitude detection system, its detection method, and position attitude detection device
JP2009128253A (en) * 2007-11-26 2009-06-11 Sakata Denki Position measuring system
JP6454393B1 (en) * 2017-10-20 2019-01-16 高千穂産業株式会社 Position detecting device and position detecting method using the position detecting device

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