JPH10318749A - Position detector and detecting method for underground drilling machine - Google Patents

Position detector and detecting method for underground drilling machine

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Publication number
JPH10318749A
JPH10318749A JP13120797A JP13120797A JPH10318749A JP H10318749 A JPH10318749 A JP H10318749A JP 13120797 A JP13120797 A JP 13120797A JP 13120797 A JP13120797 A JP 13120797A JP H10318749 A JPH10318749 A JP H10318749A
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JP
Japan
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laser beam
light receiving
laser
underground
underground excavator
Prior art date
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Pending
Application number
JP13120797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Mitsuyanagi
直毅 三柳
Yoshiaki Shimomura
義昭 下村
Takashi Moro
茂呂  隆
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for detecting the drilling position of an underground drilling machine accurately even under a state where a temperature distribution is present in a space being irradiated with a laser beam. SOLUTION: The position detector for underground drilling machine comprises a laser oscillator and a light receiving unit spaced apart therefrom and receiving the laser beam to detect the light receiving position. The position detector detects the drilling position of an underground drilling machine based on the laser beam receiving position detected by the light receiving unit. The laser oscillator 8 comprises a first laser source 80 generating laser beams of different wavelength, a second laser source 81 and a dichroic mirror 82 for combining these laser beams and outputting the combined laser beam 500. The light receiving unit detects the light receiving position of each laser beam having different wavelength and the normal light receiving position of the laser beam is operated when the laser beam propagates straight based on each light receiving position and the refractive index of each laser beam. Finally, the drilling position of the underground drilling machine is detected based on the operation results.

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、地下坑を形成しな
がら地中を掘進する管推進機やシールド掘進機等の地中
掘進機について、地中掘進機の掘進位置をレーザビーム
の受光位置に基づいて検出する地中掘進機の位置検出方
法と、こうした方法の実施に直接使用する地中掘進機の
位置検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underground excavator, such as a pipe propulsion machine or a shield excavator, which excavates underground while forming an underground pit. The present invention relates to a method for detecting the position of an underground excavator that detects the position of an underground excavator, and a device for detecting the position of an underground excavator used directly for implementing such a method.

【0002】[0002]

【従来の技術】地下坑を形成しながら地中を掘進する、
管推進機やシールド掘進機等の地中掘進機では、予め設
定された掘進経路である計画線に沿って正しく掘進でき
るようにすることが必要である。地中掘進機では、こう
した要求に応えるための装置として、レーザビームを利
用して地中掘進機の掘進位置を検出する装置が従来から
広く用いられている。この地中掘進機の位置検出装置
は、レーザビーム発生手段で発生したレーザビームをこ
れと間隔を置いて設置したレーザビーム受光手段で受光
してレーザビームの受光位置を検出し、このレーザビー
ムの受光位置に基づいて地中掘進機の掘進位置を検出す
るようにしたものである。本発明は、こうした従来の地
中掘進機の位置検出装置について、その信頼性を高める
ように改善しようとするものである。そこで、本発明の
理解を容易にするため、従来の地中掘進機の位置検出装
置を管推進工法に用いた場合を例にとり、その基本的な
技術内容について、図5及び図6を用いて説明する。図
5は、従来の地中掘進機の位置検出装置を用いて管推進
工法を実施しているときの状況を概略的に示す側面図、
図6は、従来の地中掘進機の位置検出装置における受光
装置を概略的に示す側面図である。
2. Description of the Related Art Drilling underground while forming an underground pit,
Underground excavators such as pipe propulsion machines and shield excavators need to be able to excavate correctly along a planning line that is a preset excavation route. In the underground excavator, as a device for meeting such a demand, a device for detecting the excavation position of the underground excavator using a laser beam has been widely used. The underground excavator position detecting device detects a laser beam receiving position by receiving a laser beam generated by a laser beam generating unit with a laser beam receiving unit installed at an interval from the laser beam. The underground excavator is detected based on the light receiving position. The present invention seeks to improve the reliability of such a conventional underground excavator position detecting device. Therefore, in order to facilitate understanding of the present invention, taking a case where a conventional underground excavator position detecting device is used for a pipe propulsion method as an example, its basic technical contents will be described with reference to FIGS. explain. FIG. 5 is a side view schematically showing a situation when a pipe propulsion method is performed using a conventional underground excavator position detecting device,
FIG. 6 is a side view schematically showing a light receiving device in a conventional underground excavator position detecting device.

【0003】図5において、1は管埋設の出発点となる
発進立て坑、2はこの発進立て坑1に設置され先導体3
や埋設管4を推進する元押しジャッキ等を有する推進装
置、3は地山を掘削するためのカッタヘッドを有し推力
の付与により地山を掘進する掘進機としての先導体、4
はこの先導体3の後端部に接続されたヒューム管等の埋
設管、5はレーザビームを発生することができるレーザ
ビーム発生手段としてのレーザ発振器、50はレーザ発
振器5で発生したレーザビーム、6はレーザビーム50
を受光しそのレーザビーム50の受光位置を検出し得る
ように構成されたレーザビーム受光手段としての受光装
置、7は管埋設の到達点となる到達立て坑である。先導
体3は、その掘進方向を修正できるようにした方向修正
機能を備えている。例えば、先導体3を、互いに傾動可
能に連結された複数の胴部で構成して、前方の胴部をそ
の後方の胴部に対して複数個の方向修正ジャッキのスト
ローク差で傾動させ得るようにすることにより、先導体
3の掘進方向を修正できるようにしている。管推進機
は、大別すると推進装置2と先導体3とで構成され、方
向修正機能を有する。
[0005] In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a starting shaft which is a starting point for burying a pipe, and 2 denotes a starting conductor which is installed in the starting shaft 1 and has a leading conductor 3.
And a propulsion device having a push jack for propelling the buried pipe 4, a cutter 3 for excavating the ground, a leading conductor as a machine for excavating the ground by applying thrust, 4
Is a buried tube such as a fume tube connected to the rear end of the leading conductor 3, 5 is a laser oscillator as a laser beam generating means capable of generating a laser beam, 50 is a laser beam generated by the laser oscillator 5, 6 is a laser beam. Is the laser beam 50
And a light receiving device 7 as a laser beam receiving means configured to detect the light receiving position of the laser beam 50. Reference numeral 7 denotes a reaching shaft which becomes a reaching point of the pipe burial. The tip conductor 3 has a direction correcting function that can correct the direction of the excavation. For example, the leading conductor 3 may be composed of a plurality of trunks that are tiltably connected to each other, and the front trunk may be tilted with respect to the rear trunk by a stroke difference of a plurality of direction correcting jacks. By doing so, the direction of excavation of the leading conductor 3 can be corrected. The tube propulsion device is roughly composed of a propulsion device 2 and a leading conductor 3, and has a direction correcting function.

【0004】レーザ発振器5は、通常、発進立て坑1内
に設置され、受光装置6は、通常、先導体3内に設置さ
れる。レーザ発振器5は、一般的には、計画線である埋
設予定線上にレーザビーム50を照射するように設置さ
れる。受光装置6は、図6に示すような要素で構成され
る。その技術内容を図6に基づいて説明すると、60は
レーザビーム50が照射されレーザビーム50の光を散
乱させるすりガラス製のターゲット板、61はこのター
ゲット板60で散乱させたレーザビーム50の光を集光
するレンズ、62はこのレンズ61で集められた光を受
光するCCD等の受光素子である。受光装置6は、大別
すると、これらターゲット板60とレンズ61と受光素
子62とで構成される。レーザビーム50は、埋設管4
の内部を通ってターゲット板60上に照射されるが、レ
ンズ61は、このターゲット板60の像が受光素子62
で結像するように配置される。
[0004] The laser oscillator 5 is usually installed in the starting shaft 1, and the light receiving device 6 is usually installed in the leading conductor 3. The laser oscillator 5 is generally installed so as to irradiate a laser beam 50 on a buried planned line which is a planned line. The light receiving device 6 is composed of elements as shown in FIG. The technical content will be described with reference to FIG. 6. Reference numeral 60 denotes a frosted glass target plate that irradiates the laser beam 50 and scatters the light of the laser beam 50, and 61 denotes light of the laser beam 50 scattered by the target plate 60. A focusing lens 62 is a light receiving element such as a CCD for receiving the light collected by the lens 61. The light receiving device 6 is roughly composed of the target plate 60, the lens 61, and the light receiving element 62. The laser beam 50 is applied to the buried pipe 4
Is irradiated on the target plate 60 through the interior of the light receiving element 62.
Are arranged to form an image.

【0005】図5に示す管推進機で管推進工法を実施す
る場合、発進立て坑1に設置された推進装置2で、ま
ず、先導体3を推進して所定距離だけ推進した後、推進
装置2と先導体3の間に埋設管4を設置し、次いで、そ
の埋設管4の後部(図の左側)を推進する。そうする
と、その推進力が埋設管4を介して先導体3に伝達され
るため、先導体1は、推力を付与されながらカッタヘッ
ドで地山を掘削して地下坑を形成する。こうして形成さ
れた地下坑には、埋設管4を推進装置2による推進過程
で押し込んで埋設する。埋設管4内には図示してない排
土管が敷設されており、地山を掘削する過程で発生した
掘削土砂がこの排土管を通じて地上に排出される。以
後、埋設管4の設置、推進を順次繰り返して所定の距離
まで先導体3を推進させ、到達立て坑7で先導体3のみ
回収する。以上のような管推進工法での施工により、発
進立て坑1と到達立て坑7の間をつなぐように埋設管4
が埋設される。
[0005] When the pipe propulsion method shown in FIG. 5 is carried out, the propulsion device 2 installed in the starting shaft 1 first propells the tip conductor 3 and propulses it for a predetermined distance. A buried pipe 4 is installed between the conductor 2 and the leading conductor 3, and then the rear part of the buried pipe 4 (left side in the figure) is propelled. Then, the propulsive force is transmitted to the leading conductor 3 via the buried pipe 4, so that the leading conductor 1 excavates the ground with a cutter head while forming a thrust, thereby forming an underground pit. In the underground pit thus formed, the buried pipe 4 is pushed and buried in the propulsion process by the propulsion device 2. An unillustrated earth discharging pipe is laid in the buried pipe 4, and excavated earth and sand generated in the course of excavating the ground is discharged to the ground through the earth discharging pipe. Thereafter, the installation and propulsion of the buried pipe 4 are sequentially repeated to propel the leading conductor 3 to a predetermined distance, and only the leading conductor 3 is collected by the arrival shaft 7. With the construction using the pipe propulsion method as described above, the buried pipe 4 is connected so as to connect between the starting shaft 1 and the reaching shaft 7.
Is buried.

【0006】レーザ発振器5と受光装置6とで構成され
る地中掘進機の位置検出装置は、こうした施工を行う間
利用されて先導体3の位置を検出し、その検出結果に基
づいて先導体3が予め設定された掘進経路である埋設予
定線に沿って正しく掘進できるように操縦される。図3
を引用してその仕組みについて述べると、先導体3がそ
の掘進過程で埋設予定線上に位置している場合には、タ
ーゲット板60上の基準の位置となるO点にレーザビー
ム50が照射され、先導体3が埋設予定線から外れる
と、ターゲット板60の基準点であるO点からずれた位
置に照射される。このずれ量は、ターゲット板60上の
像が結像する受光素子62によって検出されるため、こ
のずれ量を基に、先導体3がもつ方向修正機能を使っ
て、掘進機3を埋設予定線に戻すように方向修正する。
An underground excavator position detecting device constituted by a laser oscillator 5 and a light receiving device 6 is used during such an operation to detect the position of the leading conductor 3 and based on the detection result, the leading conductor 3 is positioned. 3 is maneuvered so as to be able to excavate correctly along a predetermined burial path, which is a buried route. FIG.
When the leading conductor 3 is positioned on the buried line in the excavation process, the laser beam 50 is irradiated to the reference point O on the target plate 60, When the leading conductor 3 deviates from the planned burying line, it is irradiated to a position shifted from a point O which is a reference point of the target plate 60. This shift amount is detected by the light receiving element 62 on which an image on the target plate 60 is formed. Based on this shift amount, the excavator 3 is laid in the buried line using the direction correcting function of the leading conductor 3. Correct the direction to return to.

【0007】ところで、先導体3は、前述したようにカ
ッタヘッドを駆動したり方向修正したりする等種々の動
作を行う必要上、その内部に方向修正ジャッキやカッタ
駆動用油圧モータ等のアクチュエータが設けられてい
る。そのため、埋設管4の内部には、発進立て坑1に設
置されている油圧発生源とそれらのアクチュエータとを
つなぐ油圧ホースが配設されているが、この油圧ホース
は、その内部を通る作動油が発熱するため、発熱体とな
って埋設管4の内部空間に温度変化をもたらす。また、
先導体3が地山の土砂を掘削して排出するタイプのもの
である場合には、前述したように埋設管4内に排土管を
敷設するが、この排土管は、その内部を通過する掘削土
砂との摩擦により発熱するため、排土管も、発熱体とな
って埋設管4の内部空間に温度変化をもたらす。このよ
うに、埋設管4の内部では、種々の要因により温度変化
が生じるため、埋設管4の内部空間には、発熱体を中心
に埋設管4の径方向に向けて温度が異なる領域が形成さ
れ、いわゆる温度分布が形成される。
Since the leading conductor 3 needs to perform various operations such as driving the cutter head and correcting the direction as described above, an actuator such as a direction correcting jack and a hydraulic motor for driving the cutter is provided inside the leading conductor 3. Is provided. Therefore, inside the buried pipe 4, a hydraulic hose that connects a hydraulic pressure source installed in the starting shaft 1 and their actuators is disposed. Generates heat, and acts as a heating element, causing a temperature change in the internal space of the buried pipe 4. Also,
If the tip conductor 3 is of a type that excavates and discharges earth and sand from the ground, a discharging pipe is laid in the buried pipe 4 as described above. Since heat is generated by friction with the earth and sand, the discharge pipe also acts as a heating element and causes a temperature change in the internal space of the buried pipe 4. As described above, since a temperature change occurs in the buried pipe 4 due to various factors, a region having a temperature different from the center of the heating element in the radial direction of the buried pipe 4 is formed in the inner space of the buried pipe 4. As a result, a so-called temperature distribution is formed.

【0008】一方、レーザビーム50は、空気の温度が
相対的に高くなると、屈折率が相対的に増加するという
性質をもつ。そのため、埋設管4の内部空間に前記のよ
うな温度分布が形成されると、埋設管4の内部空間に
は、その温度分布に伴ってレーザビーム50の屈折率が
異なる領域が形成されて屈折率の分布が発生し、レーザ
ビーム50は屈折率の高い方へ曲げられる。例えば、油
圧ホース等の発熱体が埋設管4の中央部にあり、レーザ
ビーム50が埋設管4内の上部を通過している場合、レ
ーザビーム50は、温度が高くて屈折率が高い埋設管の
中央部の方に引き寄せられる。そのため、先導体3が埋
設予定線上を掘進している場合でも、ターゲット板60
の下方に照射され、オペレータは、受光装置6の検出位
置から先導体3の位置が埋設予定線よりも上方にあるも
のと判断し、下方へ方向修正をかけることになる。その
結果、先導体3は、オペレータの認識とは異なり、掘進
経路が埋設予定線に沿うよう適正に操縦されてはいない
こととなる。このようなレーザビーム50の屈折によ
り、例えば、200mほど掘進する間に、掘進位置が埋
設予定線から10cm程度もずれることがある。
On the other hand, the laser beam 50 has such a property that the refractive index relatively increases when the temperature of the air becomes relatively high. Therefore, when the above-described temperature distribution is formed in the internal space of the buried pipe 4, a region in which the refractive index of the laser beam 50 is different is formed in the internal space of the buried pipe 4 in accordance with the temperature distribution. A refractive index distribution occurs, and the laser beam 50 is bent toward a higher refractive index. For example, when a heating element such as a hydraulic hose is located at the center of the buried pipe 4 and the laser beam 50 passes through the upper part of the buried pipe 4, the laser beam 50 has a high temperature and a high refractive index. Attracted towards the center of the. Therefore, even when the leading conductor 3 is digging on the buried line, the target plate 60
Is radiated downward, the operator determines from the detection position of the light receiving device 6 that the position of the leading conductor 3 is above the buried line and corrects the direction downward. As a result, unlike the operator's recognition, the leading conductor 3 is not properly steered so that the excavation route is along the planned burial line. Due to such refraction of the laser beam 50, for example, while excavating about 200 m, the excavation position may be displaced by about 10 cm from the planned burial line.

【0009】こうした問題を避けるための技術として、
従来、例えば特開平3−68810や特開平3−260
285に記載されているような技術が提案されている。
これらの公報に記載の技術は、何れも、地中掘進機の掘
進位置をレーザビームの受光位置に基づいて検出する位
置検出装置を設置した埋設管等の筒状体内に、外部から
空気を送り込んで排出し、これにより、筒状体内を冷却
してその内部の温度を均一にしようとするものである。
As a technique to avoid such a problem,
Conventionally, for example, JP-A-3-68810 and JP-A-3-260
285 has been proposed.
All of the techniques described in these publications send air from outside into a tubular body such as a buried pipe in which a position detection device that detects a digging position of an underground digging machine based on a light receiving position of a laser beam is installed. In this way, the cylindrical body is cooled to make the temperature inside the cylindrical body uniform.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、発明者は、
空気の送入により温度分布の発生を防止する前記従来の
技術について調査、研究を進めたところ、こうした技術
によっては温度分布の発生が完全には防止できず、例え
ば200mほど掘進する間に、数cm程度のずれが残る
ことが判明した。すなわち、調査、研究したところによ
れば、発熱体に接触した空気を外気の送入により排出す
る過程で、その排出される空気が層流状態であれば、発
熱体に近い側に相対的に温度の高い気流、発熱体に遠い
側に相対的に温度の低い気流が定常的に発生するという
ように定常的な温度分布が発生し、また、その排出され
る空気が乱流状態であれば、レーザビームがかげろうを
通過するように揺れ動くことが判明した。こうしたこと
から、地中掘進機の掘進位置を精度よく検出するには、
レーザビームの照射空間に温度分布が発生するのを防止
しようとする従来の発想そのものを転換する必要がある
との結論を得た。以上、従来の地中掘進機の位置検出装
置を管推進工法に用いた場合を例にとって従来の技術の
問題を述べたが、シールド工法に用いた場合でも、シー
ルドジャッキ、方向修正ジャッキ、カッタ駆動用油圧モ
ータ等に圧油を給排する油圧ホース等の発熱体や排土装
置が既設のセグメント内に配設される以上、同様の問題
が生じる。
SUMMARY OF THE INVENTION However, the inventor has
Investigations and studies were conducted on the above-mentioned conventional technology for preventing the occurrence of a temperature distribution by introducing air. As a result, such technology cannot completely prevent the occurrence of a temperature distribution. It was found that a displacement of about cm remained. In other words, according to research and research, in the process of discharging air that has come into contact with the heating element by introducing outside air, if the discharged air is in a laminar flow state, it is relatively closer to the side closer to the heating element. If a constant temperature distribution occurs such that a high-temperature airflow and a relatively low-temperature airflow steadily occur on the side far from the heating element, and if the discharged air is in a turbulent state, It has been found that the laser beam sways as it passes through the kerosene. Therefore, in order to accurately detect the excavation position of the underground excavator,
It was concluded that it was necessary to change the conventional idea of trying to prevent a temperature distribution from occurring in the laser beam irradiation space. As described above, the problem of the conventional technology has been described by taking the case where the conventional underground excavator position detecting device is used for the pipe propulsion method as an example, but even when the conventional technology is used for the shield method, the shield jack, the direction correcting jack, the cutter drive The same problem arises as long as a heating element such as a hydraulic hose for supplying and discharging hydraulic oil to a hydraulic motor and the like and a discharging device are provided in the existing segment.

【0011】本発明は、以上述べた新たな知見を基に創
作されたものあって、その技術課題は、レーザビームが
照射される空間に温度分布が存在する状態のままでも地
中掘進機の掘進位置を精度よく検出することができるレ
ーザビームによる地中掘進機の位置検出技術を提供する
ことにある。
The present invention has been made on the basis of the above-described new findings, and the technical problem of the present invention is to provide an underground excavator even when a temperature distribution exists in a space irradiated with a laser beam. An object of the present invention is to provide a technology for detecting the position of an underground excavator using a laser beam that can accurately detect the excavation position.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のこうした技術課
題を達成するため、地中掘進機の位置検出方法に関する
この出願の第1番目の発明は、次の1)の技術手段を採
用し、地中掘進機の位置検出装置に関するこの出願の第
2番目の発明は、次の2)の技術手段を採用した。 1)レーザビームを間隔を置いて受光しその受光したレ
ーザビームの受光位置に基づいて地中掘進機の掘進位置
を検出する地中掘進機の位置検出方法において、波長の
異なる複数種類のレーザビームを発生させてこれら複数
種類のレーザビームの受光位置を検出し、その検出した
複数種類のレーザビームの受光位置に関するデータに基
づいて、レーザビームが直進するように伝播した場合の
レーザビームの受光位置を演算し、その演算結果に基づ
いて地中掘進機の掘進位置を検出するようにする。 2)レーザビームを発生させることができるレーザビー
ム発生手段とこのレーザビームをレーザビーム発生手段
と間隔を置いて受光しそのレーザビームの受光位置を検
出できるレーザビーム受光手段とで構成されて、レーザ
ビーム受光手段で検出されたレーザビームの受光位置に
基づいて地中掘進機の掘進位置を検出する地中掘進機の
位置検出装置において、レーザビーム発生手段として、
波長の異なる複数種類のレーザビームを発生させること
ができる手段を設けて、レーザビーム受光手段で複数種
類のレーザビームの受光位置を検出し、その検出した複
数種類のレーザビームの受光位置に関するデータに基づ
いて、レーザビームが直進するように伝播した場合のレ
ーザビームの受光位置を演算し、その演算結果に基づい
て地中掘進機の掘進位置を検出するようにする。
In order to achieve the technical object of the present invention, the first invention of this application relating to a method of detecting the position of an underground excavator employs the following technical means of 1). The second invention of this application relating to a position detection device for an underground excavator employs the following technical means 2). 1) In a position detection method of an underground excavator for receiving a laser beam at intervals and detecting the excavation position of the underground excavator based on the received position of the received laser beam, a plurality of types of laser beams having different wavelengths are provided. To detect the light receiving positions of these plural types of laser beams, and based on the data on the detected light receiving positions of the plural types of laser beams, the light receiving positions of the laser beams when the laser beams propagate so as to go straight. Is calculated, and the excavation position of the underground excavator is detected based on the calculation result. 2) A laser comprising: a laser beam generating means capable of generating a laser beam; and a laser beam receiving means capable of receiving the laser beam at an interval from the laser beam generating means and detecting a light receiving position of the laser beam. In an underground excavator position detecting device that detects the excavation position of the underground excavator based on the light receiving position of the laser beam detected by the beam receiving unit, as a laser beam generating unit,
A means capable of generating a plurality of types of laser beams having different wavelengths is provided, and the light receiving positions of the plurality of types of laser beams are detected by the laser beam receiving means. The light receiving position of the laser beam when the laser beam propagates so as to travel straight ahead is calculated based on the calculation result, and the excavation position of the underground excavator is detected based on the calculation result.

【0013】この出願の第1番目の発明は、波長の異な
る複数種類のレーザビームを用いて、その複数種類のレ
ーザビームの受光位置に関するデータに基づいて、レー
ザビームが直進するように伝播した場合のレーザビーム
の受光位置を演算により求めるようにしているので、レ
ーザビームが照射される空間に温度分布が存在する状態
のままでも、その演算結果に基づいて地中掘進機の掘進
位置を精度よく検出することができる。この出願の第2
番目の発明は、この出願の第1番目の方法の発明の実施
に直接使用する装置の発明であるので、当然、この出願
の第1番目の発明と同様の作用効果を奏する。
The first invention of this application is directed to a case where a plurality of types of laser beams having different wavelengths are used and the laser beam propagates so as to travel straight based on data on the light receiving positions of the plurality of types of laser beams. The light receiving position of the laser beam is calculated by calculation, so even if the temperature distribution exists in the space where the laser beam is irradiated, the excavation position of the underground excavator can be accurately determined based on the calculation result. Can be detected. Second of this application
Since the second invention is an invention of a device directly used for carrying out the invention of the first method of the present application, it naturally has the same operation and effect as the first invention of the present application.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、この出願の地中掘進機の位
置検出装置に関する発明が実際上どのように具体化され
るのかを示す具体化例を図1乃至図4に基づいて説明す
ることにより、この出願の各発明の実施の形態を明らか
にする。図1は、本発明の具体化例の地中掘進機の位置
検出装置におけるレーザ発振器を概略的に示す側面図、
図2は、本発明の具体化例の地中掘進機の位置検出装置
における受光装置や演算器を概略的に示す側面図、図3
は、本発明の具体化例の地中掘進機の位置検出装置の基
本原理を説明するための説明図、図4は、本発明の具体
化例の地中掘進機の位置検出装置の変形例を説明するた
めの説明図である。図1乃至図4において、図5及び図
6と同一符号を付けた部分は、これらの図と同等の部分
を表すので、説明の重複を避けるため詳述しない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments showing how the invention relating to the underground excavator position detecting device of this application is actually embodied will be described below with reference to FIGS. The embodiments of each invention of this application will be clarified. FIG. 1 is a side view schematically showing a laser oscillator in an underground excavator position detecting device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a side view schematically showing a light receiving device and an arithmetic unit in the underground excavator position detecting device according to an embodiment of the present invention.
Is an explanatory view for explaining a basic principle of an underground excavator position detecting device according to an embodiment of the present invention; FIG. 4 is a modification of the underground excavator position detecting device according to an embodiment of the present invention; FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the method. In FIGS. 1 to 4, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 5 and 6 represent the same portions as those in FIGS.

【0015】本発明の具体化例の地中掘進機の位置検出
装置は、レーザビーム発生手段としてのレーザ発振器と
このレーザ発振器で発生するレーザビームをレーザ発振
器と間隔を置いて受光しそのレーザビームの受光位置を
検出できるレーザビーム受光手段としての受光装置6と
で構成されて、受光装置6で検出されたレーザビームの
受光位置に基づいて地中掘進機の掘進位置を検出するよ
うにしている点において、前述した従来の地中掘進機の
位置検出装置と変わらない。また、受光装置6を、レー
ザビーム50の光を散乱させるターゲット板60とその
散乱させた光を集光するレンズ61とその集光した光を
受光する受光素子62とで構成している点でも、従来の
地中掘進機の位置検出装置と変わらない。
An underground excavator position detecting apparatus according to an embodiment of the present invention comprises a laser oscillator serving as a laser beam generating means, and a laser beam generated by the laser oscillator received at an interval from the laser oscillator. And a light receiving device 6 as a laser beam receiving means capable of detecting the light receiving position of the underground excavator based on the light receiving position of the laser beam detected by the light receiving device 6. In this respect, it is not different from the conventional underground excavator position detecting device described above. In addition, the light receiving device 6 includes a target plate 60 that scatters the light of the laser beam 50, a lens 61 that collects the scattered light, and a light receiving element 62 that receives the collected light. This is no different from the conventional underground excavator position detecting device.

【0016】本具体化例の地中掘進機の位置検出装置に
つき、その特徴的な技術内容を図1乃至図4に基づいて
説明する。図1は、本具体化例の位置検出装置における
レーザ発振器8の構成要素を概略的に示す図で、80は
所定波長のレーザビームを発生する第1のレーザ発生
源、81はこの第1のレーザ発生源80のレーザビーム
とは異なる波長のレーザビームを発生する第2のレーザ
発生源、82は第1のレーザ発生源80のレーザビーム
と第2のレーザ発生源81のレーザビームとを合成する
ためのダイクロイックミラーである。ダイクロイックミ
ラー82は、第1のレーザ発生源80のレーザビームを
透過させるとともに第2のレーザ発生源21のレーザビ
ームを反射させて、両レーザビームの出射方向を揃える
ようにする働きすなわち合成する働きをする。このよう
に、レーザ発振器8は、第1のレーザ発生源80、第2
のレーザ発生源21及びダイクロイックミラー82とで
構成され、両レーザ発生源80,81のレーザビームを
合成して、一筋のビームをなすがごとくに合わせられた
レーザビーム500を出射する。
The characteristic technical contents of the underground excavator position detecting device of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram schematically showing components of a laser oscillator 8 in a position detecting device according to the present embodiment. Reference numeral 80 denotes a first laser source for generating a laser beam having a predetermined wavelength, and 81 denotes a first laser source. A second laser source for generating a laser beam having a wavelength different from that of the laser beam from the laser source 80, and a laser beam 82 combines the laser beam from the first laser source 80 and the laser beam from the second laser source 81. A dichroic mirror for The dichroic mirror 82 transmits the laser beam from the first laser source 80 and reflects the laser beam from the second laser source 21 so as to align the emission directions of the two laser beams, that is, to combine the laser beams. do. Thus, the laser oscillator 8 includes the first laser source 80 and the second
, And combines the laser beams of the two laser sources 80 and 81 to emit a combined laser beam 500 as if it were a single beam.

【0017】本発明の最大の特徴は、このように、レー
ザ発振器8から波長の異なるレーザビームを出射するよ
うにした点にある。レーザ発振器8から波長の異なるレ
ーザビームを出射する場合、本具体化例では、波長の異
なるレーザビームを発生させる複数のレーザ発生源8
0,81を設けているが、例えば、波長の異なるレーザ
ビームを選択的に切り換えて発生させることができる一
つのチューナブルレーザを用いて、波長の異なるレーザ
ビームを異なる時間帯に交互にタイムシェアリング方式
で出射させるようにしてもよい。また、多波長で発振す
る白色レーザを用いて各特定波長のレーザ光だけを通す
フィルタを交互にかけて、波長の異なるレーザビームを
異なる時間帯に取り出すようにしてもよい。波長の異な
るレーザビームを発生させる場合、本具体化例では、波
長の異なる二種類のレーザビームしか発生させていない
が、後述するように三種類以上のレーザビームを発生さ
せるようにしてもよい。
The greatest feature of the present invention is that the laser oscillator 8 emits laser beams having different wavelengths. In the case of emitting laser beams having different wavelengths from the laser oscillator 8, in this embodiment, a plurality of laser sources 8 for generating laser beams having different wavelengths are used.
Although 0 and 81 are provided, for example, one tunable laser capable of selectively switching and generating laser beams having different wavelengths is used, and laser beams having different wavelengths are alternately time-shared in different time zones. The light may be emitted by a ring method. Alternatively, a white laser that oscillates at multiple wavelengths may be used to alternately apply a filter that passes only laser light of each specific wavelength so that laser beams having different wavelengths are extracted at different time zones. In the case of generating laser beams having different wavelengths, in this embodiment, only two types of laser beams having different wavelengths are generated. However, three or more types of laser beams may be generated as described later.

【0018】図2は、本具体化例に用いられる受光装置
6の構成要素を概略的に示す図で、ターゲット板60、
レンズ61及び受光素子62を備えていて、受光装置6
それ自体は、従来例における受光装置6と本質的に差は
ない。しかしながら、この受光装置6の受光素子62
は、レーザ発振器8から波長の異なる二種類のレーザビ
ームが出射されるため、二種類のレーザビームを受光し
て二種類のレーザビームの受光位置を検出する。これら
各レーザビームの受光位置についての検出結果を利用す
ることにより、レーザビームの照射空間に温度分布が発
生した場合でも、レーザビームがその温度分布の影響を
受けないで直進したときのレーザビームの正規の受光位
置を後述する方法で演算により求めることができる。本
具体化例では、こうした演算を行うために演算器70が
設けられ、受光素子62での各検出結果がこの演算器7
0に入力されるようになっている。
FIG. 2 is a view schematically showing components of the light receiving device 6 used in this embodiment.
A light receiving device 6 including a lens 61 and a light receiving element 62;
In itself, there is essentially no difference from the light receiving device 6 in the conventional example. However, the light receiving element 62 of the light receiving device 6
Since two types of laser beams having different wavelengths are emitted from the laser oscillator 8, the two types of laser beams are received and the light receiving positions of the two types of laser beams are detected. By utilizing the detection result of the light receiving position of each of these laser beams, even when a temperature distribution occurs in the irradiation space of the laser beam, the laser beam is not affected by the temperature distribution. The regular light receiving position can be obtained by calculation by a method described later. In this embodiment, an arithmetic unit 70 is provided to perform such an arithmetic operation, and each detection result of the light receiving element 62 is calculated by the arithmetic unit 7.
0 is input.

【0019】そこで、図3及び図4を用いて、本具体化
例の地中掘進機の位置検出装置の作用を説明しながら、
その演算器70の仕組みを説明する。図3には、ターゲ
ット板60が図示されており、座標のX軸及びY軸をな
すように十字状に交叉している点線の交点が基準点とし
てのO点になる。すなわち、先導体3が埋設予定線上に
位置している場合において、レーザビーム500が温度
分布の影響を受けることなく直進するように伝播したと
きには、この基準点であるO点に照射され、その像は、
受光素子62でも基準となる点に結像する。いま、油圧
ホースや排土管等の発熱体が埋設管4の中央に配置され
ていて、埋設管4内は、温度が中央ほど高く周囲ほど低
い状態にあるものとし、こうした埋設管4内で、二種類
の波長からなるレーザビーム500がレーザ発振器8か
ら発熱体の上方を通過するように出射されたものとす
る。レーザの空気中での屈折率は、波長が短い方が相対
的に大きいので、レーザ発振器8から出射された二種類
の波長からなるレーザビーム500は、埋設管4の内部
空間を伝搬する過程で、波長の短いレーザビームの方が
波長の長いものより中央側すなわち下方側へよく曲が
る。その結果、図3に示すように、ターゲット板60に
は、レーザビーム500のうち、波長の長いレーザがO
点に近いYL の位置に、波長の短いレーザがO点から遠
いYsの位置に照射される。
The operation of the underground excavator position detecting device of this embodiment will now be described with reference to FIGS.
The mechanism of the arithmetic unit 70 will be described. FIG. 3 shows the target plate 60, and the intersection of the dotted lines crossing in a cross shape so as to form the X and Y axes of the coordinates is the point O as a reference point. That is, when the laser beam 500 propagates so as to travel straight without being affected by the temperature distribution in a case where the leading conductor 3 is located on the line to be buried, the laser beam 500 is radiated to the point O, which is the reference point, and its image is obtained. Is
The light receiving element 62 also forms an image at a reference point. Now, it is assumed that a heating element such as a hydraulic hose or a discharge pipe is arranged at the center of the buried pipe 4, and the inside of the buried pipe 4 is in a state where the temperature is higher toward the center and lower as the surroundings. It is assumed that a laser beam 500 having two wavelengths is emitted from the laser oscillator 8 so as to pass above the heating element. Since the refractive index of the laser in air is relatively large when the wavelength is short, the laser beam 500 having two types of wavelengths emitted from the laser oscillator 8 is propagated in the internal space of the buried tube 4 during the process. A laser beam having a shorter wavelength bends more toward the center, that is, a lower side than a laser beam having a longer wavelength. As a result, as shown in FIG. 3, a long wavelength laser out of the laser beam 500 is applied to the target plate 60.
A laser having a short wavelength is irradiated to a position of Ys far from the point O at a position of Y L close to the point.

【0020】こうしてターゲット板60に照射された波
長の異なる二種類のレーザは、前記ターゲット板60へ
の照射位置YL ,Ysの位置関係を反映した形で、受光
素子62により受光されてその受光位置が検出される。
これら二種類のレーザに関する受光位置は、O点に相当
する位置を原点とするX−Y平面座標における座標位置
のデータになるように処理され、そのデータが演算器7
0に入力される。演算器70では、これら二種類のレー
ザビームの受光位置に関するデータと二種類のレーザビ
ームの屈折率に関するデータとに基づいて、レーザビー
ム500が埋設管4内の温度分布の影響を受けることな
く直進するように伝播した場合の正規の照射位置を演算
する。この図3に示す例では、説明の便のため、レーザ
ビーム500がY軸方向にだけ曲げられる例を示してい
るので、その正規の照射位置を求めるための演算は、実
質上Y軸方向についてだけ行えばよい。レーザビーム5
00の正規の照射位置を求めるための演算について、説
明の便のためにシンプルな手法を例示すると、その演算
は、次式に従って行うことができる。
The two types of lasers having different wavelengths and having been irradiated on the target plate 60 are received by the light receiving element 62 in a form reflecting the positional relationship between the irradiation positions Y L and Ys on the target plate 60 and received by the light receiving element 62. The position is detected.
The light receiving positions for these two types of lasers are processed so as to become the data of the coordinate position in the XY plane coordinates with the origin corresponding to the point O as the origin, and the data is processed by the arithmetic unit 7.
Input to 0. The arithmetic unit 70 moves the laser beam 500 straight without being affected by the temperature distribution in the buried tube 4 based on the data on the light receiving positions of these two types of laser beams and the data on the refractive indexes of the two types of laser beams. The normal irradiation position when the light is propagated is calculated. In the example shown in FIG. 3, for convenience of explanation, an example is shown in which the laser beam 500 is bent only in the Y-axis direction. Therefore, the calculation for obtaining the normal irradiation position is substantially performed in the Y-axis direction. You only have to do it. Laser beam 5
For example, a simple method for calculating the normal irradiation position of 00 may be calculated according to the following equation.

【0021】Yo=YL −(nL −1)△Y/△n Yo:レーザビーム500のY軸方向の正規の照射位置 YL :波長の長いレーザのY軸方向の照射位置 nL :波長の長いレーザの空気中での屈折率 △Y:波長の異なる二種類のレーザのY軸方向の照射位
置の差 △n:波長の異なる二種類のレーザの空気中での屈折率
の差 前式中、波長の長いレーザビームの空気中での屈折率n
L や波長の異なる二種類のレーザの空気中での屈折率の
差△nは空気の温度により変動するが、その空気の温度
は、地中掘進機の機種やその掘進条件等の周辺条件を考
慮しながら、どのような温度に設定すれば正確な演算結
果が得られるのかを予め実験して調べ、その実験結果に
基づいて適切な温度に設定する。前式は、波長の異なる
二種類のレーザの照射位置の差△Yが波長の異なる二種
類のレーザの空気中での屈折率の差△nによりもたらさ
れものとみて、この差を屈折しないときと比較して比例
的に加算した場合を示す。実際には、レーザビーム50
0は、埋設管4内を伝播する過程で、温度分布によって
屈折率の異なるところを通過してくるので、直線的に屈
折しないで僅かではあるが曲線を描くようにして屈折し
ながら受光装置6に到達し、そのため、前記した演算手
法によると若干の誤差が発生する。精度を向上するに
は、波長の異なるレーザの数を増やしてレーザの照射位
置に関するデータ量を増加し、これらのデータに基づい
て、レーザビーム500の正規の照射位置を求めるため
の一層正確な演算式を立てるようにすればよい。以上、
説明の便のため、レーザビーム500がターゲット板6
0の基準点から垂直方向にだけずれて照射された場合を
例にとってレーザビーム500の正規の照射位置を求め
る方法を説明したが、水平方向についても、レーザの受
光位置に関する座標位置のデータのX軸方向の成分を用
いて、すでに述べたのと同様の手法で、演算により求め
ることができる。
Yo = Y L- (n L -1) △ Y / △ n Yo: The normal irradiation position of the laser beam 500 in the Y-axis direction Y L : The irradiation position of the long-wavelength laser in the Y-axis direction n L : Refractive index of laser with long wavelength in air ΔY: Difference in irradiation position in the Y-axis direction between two kinds of lasers having different wavelengths Δn: Difference in refractive index of two kinds of lasers having different wavelengths in air Where the refractive index n of the long wavelength laser beam in air
The difference Δn in the refractive index between two types of lasers having different L and wavelengths in air varies depending on the temperature of the air, and the temperature of the air depends on the surrounding conditions such as the model of the underground excavator and its excavation conditions. An experiment is conducted to determine in advance what temperature should be set to obtain an accurate calculation result, and an appropriate temperature is set based on the experimental result. The above equation does not refract this difference, assuming that the difference ΔY between the irradiation positions of the two kinds of lasers having different wavelengths is caused by the difference Δn in the refractive index of the two kinds of lasers having different wavelengths in the air. This shows a case where addition is performed in proportion to the case. In practice, the laser beam 50
In the process of propagating through the buried pipe 4, the light passing through a portion having a different refractive index depending on the temperature distribution is not linearly refracted but slightly refracted in a curved line. , And a slight error occurs according to the above-described calculation method. To improve the accuracy, the number of lasers having different wavelengths is increased to increase the amount of data on the laser irradiation position, and based on these data, a more accurate calculation for obtaining the proper irradiation position of the laser beam 500 is performed. What is necessary is just to make an expression. that's all,
For convenience of explanation, the laser beam 500 is applied to the target plate 6.
The method of obtaining the normal irradiation position of the laser beam 500 has been described by taking as an example the case where irradiation is performed only in the vertical direction from the reference point of 0. It can be obtained by calculation using the axial component in the same manner as described above.

【0022】以上、波長の異なる複数種類のレーザビー
ムの受光位置に関するデータを基に、その複数種類のレ
ーザビームの屈折率に関するデータを用いて理論上の演
算式を立て、その理論上の演算式により、レーザビーム
が直進するように伝播した場合のレーザビームの受光位
置すなわちレーザビームの正規の照射位置を演算する手
法を説明したが、こうした複数種類のレーザビームの受
光位置に関するデータを基に、実験により演算式を求め
てレーザビームの正規の照射位置を演算することもでき
る。例えば、波長の異なる複数種類のレーザビームの受
光位置の差に応じて各波長のレーザビームが正規の照射
位置からどれだけずれるかのデータを実験により収集し
て両者の相関関係を検討し、その検討結果を総合するこ
とにより、レーザビームの正規の照射位置を演算するた
めの合理的な演算式を実験上求めるようにしてもよい。
このように、本発明の最大の特徴は、波長の異なる複数
種類のレーザビームの受光位置に関するデータを基に、
レーザビームの正規の照射位置を演算するようにした点
にあり、その演算手法は、周辺条件を考慮しながら適宜
適切な手法を選択するようにすればよい。
As described above, based on the data on the light receiving positions of a plurality of types of laser beams having different wavelengths, a theoretical calculation formula is established using the data on the refractive indexes of the plurality of types of laser beams, and the theoretical calculation formula is obtained. According to the method of calculating the laser beam reception position when the laser beam propagates so as to travel straight, that is, the normal irradiation position of the laser beam, based on the data on the light reception positions of such multiple types of laser beams, It is also possible to calculate the normal irradiation position of the laser beam by obtaining an arithmetic expression by an experiment. For example, data on how much the laser beam of each wavelength deviates from the normal irradiation position according to the difference between the light receiving positions of a plurality of types of laser beams having different wavelengths is collected by experiment, and the correlation between the two is examined. By integrating the examination results, a reasonable arithmetic expression for calculating the normal irradiation position of the laser beam may be obtained by experiment.
Thus, the greatest feature of the present invention is based on data on the light receiving positions of a plurality of types of laser beams having different wavelengths,
The point is that the normal irradiation position of the laser beam is calculated, and the calculation method may be appropriately selected in consideration of peripheral conditions.

【0023】次に、図4を用いて、以上述べた具体化例
の地中掘進機の位置検出装置の変形例を説明する。レン
ズは、異なった波長の光に対して異なった焦点をもつ。
この変形例は、受光装置6のレンズ61に、こうした色
収差を補正しないレンズを敢えて使用するようにしてい
る点に特徴がある。図4は、レンズ61にこうしたレン
ズを用いたとき、受光素子62で検出された像を示すも
のである。この例では、レーザビーム500中の波長の
異なるレーザのうち、波長の長いものが受光素子62上
に焦点が合った状態で結像し、波長の短いものが焦点が
合わない状態で結像するようなレンズを使用している。
その結果、図4に示すように、波長の長いレーザがY’
L の位置によく収斂した状態で結像し、波長の短いレー
ザがY’sの位置にスポットが広がって像ぼけした状態
で結像する。この変形例では、波長の異なる二種類のレ
ーザビームの受光位置を受光装置6で検出する場合に、
このように、二種類のレーザビームの受光位置をレーザ
ビームの種類に対応して識別するための手段を付設する
ようにしているので、二種類のレーザビームの受光位置
をその種類に対応して常時誤りなく検出することがで
き、そのため、二種類のレーザビームの受光位置に関す
るデータを用いてレーザビーム500の正規の受光位置
を演算装置70で演算する場合に、各レーザビームの受
光位置を混同することに起因する演算ミスを防ぐことが
できる。この例では、二種類のレーザビームの受光位置
を識別する例を示したが、波長が異なる三種類以上のレ
ーザビームを用いた場合でも、波長の長さに応じて受光
素子62上に結像するスポットの広がりに差が生じるよ
うに、レーザビームの種類やレンズを調整すれば、同様
の効果が得られる。
Next, a modified example of the underground excavator position detecting device of the above-described embodiment will be described with reference to FIG. The lenses have different focal points for different wavelengths of light.
This modification is characterized in that a lens that does not correct such chromatic aberration is used as the lens 61 of the light receiving device 6. FIG. 4 shows an image detected by the light receiving element 62 when such a lens is used as the lens 61. In this example, among the lasers having different wavelengths in the laser beam 500, an image with a longer wavelength forms an image on the light receiving element 62 in focus, and an image with a shorter wavelength forms an image out of focus on the light receiving element 62. You are using such a lens.
As a result, as shown in FIG.
An image is formed in a state of being well converged at the position of L , and a laser having a short wavelength forms an image in a state where the spot spreads to the position of Y's and the image is blurred. In this modification, when the light receiving device 6 detects light receiving positions of two types of laser beams having different wavelengths,
As described above, since means for identifying the light receiving positions of the two types of laser beams according to the type of the laser beam is provided, the light receiving positions of the two types of laser beams are set in accordance with the type. The light receiving position of each laser beam can be confused when the calculation device 70 calculates the normal light receiving position of the laser beam 500 using the data on the light receiving positions of the two types of laser beams. It is possible to prevent a calculation error caused by the operation. In this example, an example is shown in which the light receiving positions of the two types of laser beams are identified. However, even when three or more types of laser beams having different wavelengths are used, an image is formed on the light receiving element 62 according to the wavelength length. The same effect can be obtained by adjusting the type of laser beam and the lens so that a difference occurs in the spread of the spot.

【0024】以上、地中掘進機が管推進機である場合を
例にとって本発明の具体化例の内容を説明したが、本発
明は、シールド掘進機等、地下坑を形成しながら地中を
掘進する他の地中掘進機の位置の検出にも当然用いるこ
とができる。
As described above, the content of the embodiment of the present invention has been described by taking the case where the underground excavator is a pipe propulsion machine as an example. Naturally, it can also be used to detect the position of another underground excavator that excavates.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、地中掘
進機の位置検出方法に関するこの出願の第1番目の発明
及地中掘進機の位置検出装置に関するこの出願の第2番
目の発明は、それぞれ、「課題を解決する手段」の項の
1)及び2)に示した技術手段を採用しているので、こ
れらの発明によれば、レーザビームが照射される空間に
温度分布が存在する状態のままでも地中掘進機の掘進位
置を精度よく検出することができるレーザビームによる
地中掘進機の位置検出技術が得られる。この出願の第2
番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請
求項3に記載の技術手段を採用すれば、複数種類のレー
ザビームの受光位置をレーザビームの種類に対応して常
時正しく検出でき、そのため、複数種類のレーザビーム
の受光位置に関するデータを用いてレーザビームの正規
の受光位置を演算する場合に、各レーザビームの受光位
置を混同することに起因する演算ミスを防ぐことができ
る。
As is apparent from the above description, the first invention of this application relating to a method of detecting the position of an underground excavator and the second invention of this application relating to a position detection device of an underground excavator are described below. According to these inventions, the temperature distribution exists in the space irradiated with the laser beam, because the technical means described in 1) and 2) of the section "Means for solving the problem" are adopted. A technology for detecting the position of an underground excavator using a laser beam, which can accurately detect the excavation position of the underground excavator even in the state, can be obtained. Second of this application
In the case of embodying the second invention, in particular, if the technical means described in claim 3 is adopted, the light receiving positions of a plurality of types of laser beams can always be correctly detected in accordance with the type of the laser beam, Therefore, when calculating the normal light receiving position of the laser beam using the data on the light receiving positions of a plurality of types of laser beams, it is possible to prevent a calculation error caused by confusing the light receiving positions of the respective laser beams.

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

【図1】本発明の具体化例の地中掘進機の位置検出装置
におけるレーザ発振器を概略的に示す側面図である。
FIG. 1 is a side view schematically showing a laser oscillator in an underground excavator position detecting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の具体化例の地中掘進機の位置検出装置
における受光装置や演算器を概略的に示す側面図であ
る。
FIG. 2 is a side view schematically showing a light receiving device and an arithmetic unit in the position detecting device of the underground excavator according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の具体化例の地中掘進機の位置検出装置
の基本原理を説明するための説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a basic principle of a position detection device for an underground excavator according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の具体化例の地中掘進機の位置検出装置
の変形例を説明するための説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a modification of the underground excavator position detecting device according to the embodiment of the present invention;

【図5】従来の地中掘進機の位置検出装置を用いて管推
進工法を実施しているときの状況を概略的に示す側面図
である。
FIG. 5 is a side view schematically showing a situation when a pipe propulsion method is performed using a conventional underground excavator position detecting device.

【図6】従来の地中掘進機の位置検出装置における受光
装置を概略的に示す側面図である。
FIG. 6 is a side view schematically showing a light receiving device in a conventional underground machine position detecting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発進立て坑 2 推進装置 3 先導体 4 埋設管 6 受光装置 7 到達立て坑 8 レーザ発振器 60 ターゲット板 61 レンズ 62 受光素子 70 演算器 80 第1のレーザ発生源 81 第2のレーザ発生源 82 ダイクロイックミラー 500 レーザビーム REFERENCE SIGNS LIST 1 starting shaft 2 propulsion device 3 tip conductor 4 buried pipe 6 light receiving device 7 reaching shaft 8 laser oscillator 60 target plate 61 lens 62 light receiving element 70 computing device 80 first laser source 81 second laser source 82 dichroic Mirror 500 laser beam

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザビームを間隔を置いて受光しその
受光したレーザビームの受光位置に基づいて地中掘進機
の掘進位置を検出する地中掘進機の位置検出方法におい
て、波長の異なる複数種類のレーザビームを発生させて
これら複数種類のレーザビームの受光位置を検出し、そ
の検出した複数種類のレーザビームの受光位置に関する
データに基づいて、レーザビームが直進するように伝播
した場合のレーザビームの受光位置を演算し、その演算
結果に基づいて地中掘進機の掘進位置を検出するように
したことを特徴とする地中掘進機の位置検出方法。
An underground excavator position detecting method for receiving laser beams at intervals and detecting an excavation position of the underground excavator based on a light receiving position of the received laser beam. The laser beam is generated by detecting the light receiving positions of these plural types of laser beams, and based on the detected data on the light receiving positions of the plural types of laser beams, when the laser beam propagates in a straight line. Wherein the light receiving position of the underground excavator is calculated, and the excavation position of the underground excavator is detected based on the calculation result.
【請求項2】 レーザビームを発生させることができる
レーザビーム発生手段とこのレーザビームをレーザビー
ム発生手段と間隔を置いて受光しそのレーザビームの受
光位置を検出できるレーザビーム受光手段とで構成され
て、レーザビーム受光手段で検出されたレーザビームの
受光位置に基づいて地中掘進機の掘進位置を検出する地
中掘進機の位置検出装置において、レーザビーム発生手
段として、波長の異なる複数種類のレーザビームを発生
させることができる手段を設けて、レーザビーム受光手
段で複数種類のレーザビームの受光位置を検出し、その
検出した複数種類のレーザビームの受光位置に関するデ
ータに基づいて、レーザビームが直進するように伝播し
た場合のレーザビームの受光位置を演算し、その演算結
果に基づいて地中掘進機の掘進位置を検出するようにし
たことを特徴とする地中掘進機の位置検出装置。
2. A laser beam generating means capable of generating a laser beam, and a laser beam receiving means capable of receiving the laser beam at an interval from the laser beam generating means and detecting a light receiving position of the laser beam. In an underground excavator position detecting device that detects a digging position of an underground digging machine based on a laser beam receiving position detected by a laser beam receiving device, a plurality of types of laser beams having different wavelengths are used as a laser beam generating device. A means capable of generating a laser beam is provided, and the laser beam receiving means detects the light receiving positions of the plurality of types of laser beams, and based on the detected data on the light receiving positions of the plurality of types of laser beams, the laser beam is detected. Calculates the light receiving position of the laser beam when propagating straight ahead, and digs underground based on the calculation result An underground excavator position detecting device for detecting the excavation position of an underground excavator.
【請求項3】 レーザビーム受光手段で複数種類のレー
ザビームの受光位置を検出する場合に、複数種類のレー
ザビームの受光位置をレーザビームの種類に対応して識
別できるようにする手段を付設したことを特徴とする請
求項2記載の地中掘進機の位置検出装置。
3. A means for identifying the light receiving positions of a plurality of types of laser beams in accordance with the type of the laser beam when the light receiving positions of a plurality of types of laser beams are detected by the laser beam receiving means. 3. The position detecting device for an underground excavator according to claim 2, wherein:
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