JPS60173297A - Drilling amchine - Google Patents

Drilling amchine

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JPS60173297A
JPS60173297A JP2661684A JP2661684A JPS60173297A JP S60173297 A JPS60173297 A JP S60173297A JP 2661684 A JP2661684 A JP 2661684A JP 2661684 A JP2661684 A JP 2661684A JP S60173297 A JPS60173297 A JP S60173297A
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boom
excavation
excavator
cutter head
detector
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寺山 和雄
辻 和時
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Mitsui Miike Machinery Co Ltd
Mitsui Miike Engineering Corp
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Mitsui Miike Machinery Co Ltd
Mitsui Miike Engineering Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は不定形断面形状のトンネル等を高精度に且つ容
易に掘削することができる掘削機に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an excavator that can easily excavate a tunnel or the like having an irregular cross-sectional shape with high precision.

。 一般にシールド掘進機を使用することができないトンネ
ルや不定形断面形状のトンネルを非開削’Il 74;
で掘削する場合にはブームを有するクロウラ−型掘削機
が使用されることが多い。従来、この型式の掘削機によ
ってトンネルIUi Fill ヲ行うときには、ブー
ム先端に装着されたカンタ−ヘッドの動きを掘削機本体
の運転台に座っているオペレータが目で追いながらブー
ム操作用レバーヲ操作してカッターヘッドの動きを制御
していた。しかしながら、一般に切羽では掘削による粉
塵が多量に発生するため視界が悪く、カッターヘッドの
位置を確認できないことが多いので正確な掘削をするこ
とは困難であった。
. In general, tunnels where shield tunneling machines cannot be used or tunnels with irregular cross-sections are excavated without excavation'Il 74;
When excavating with a boom, a crawler-type excavator with a boom is often used. Conventionally, when performing tunnel IUi Fill using this type of excavator, an operator sitting in the cab of the excavator body operated the boom control lever while visually following the movement of the canterhead attached to the tip of the boom. It controlled the movement of the cutter head. However, in general, excavation generates a large amount of dust at the face, resulting in poor visibility and often making it impossible to confirm the position of the cutter head, making it difficult to excavate accurately.

従って、カッターヘッドの位置を正確に確認できない状
態でカッターヘッドをトンネル基準断面に一致するよう
に動かすには高度の熟練を要していた。熟練不足のため
に余掘りを起こしたりトンネル断面のずれを起こしたり
すると、吹付コンクリートあるいは内巻きコンクリート
敗の増加を招くため不経済であり、また、余掘りを生じ
ないように慎重に運転すると施工速度が遅くなって能率
が低下する等の問題があった。
Therefore, a high degree of skill is required to move the cutter head to match the tunnel reference cross section without being able to accurately confirm the position of the cutter head. If over-digging or shifting of the tunnel cross-section is caused due to lack of skill, it is uneconomical as it will increase the failure of shotcrete or in-wrapping concrete.In addition, careful operation to avoid over-excavation will result in construction work. There were problems such as slow speed and reduced efficiency.

本発明の目的は、前述の如き従来の掘削機に存する問題
点、すなわち操作性の悪さ及び掘削精度の低さ等を克服
できる掘削機を提供することである。
An object of the present invention is to provide an excavator that can overcome the problems of conventional excavators as described above, such as poor operability and low excavation accuracy.

本発明の掘削機は、ブームの位置もしくは方向を検出す
るだめの検出器群と5掘削機本体の傾斜度を検出するた
めの傾斜検出器と、ブームに取付けられfc掘進方向基
準光線用標的と、トンネル内に設定された掘進方向基準
光線と該標的とが一致した時に前記各検出器群の出力信
号に基づいてトンネル基準断面と詐掘削機本体及びカン
タ−ヘッドとの相対関係を演労する演算装置と、該演算
装置の出力に基づいてトンネル基準断面とカッターヘッ
ドの時々刻々の位置とを表示する表示装置とから成る掘
削制御装置tを装備していることを特徴とする。本発明
による掘削機においては、掘削すべき所定基準断面とカ
ッターヘッドの時々刻々の位置が表示装置のlI!11
面上に表示されるので、切羽におけるカッターヘッドを
目視で確認しなくとも、正確に所定基準断面と一致する
掘削を行うことができ、その結果、余掘りゃトンネル断
面のずれ等が生じなくなシ掘削精度の高いトンネルを能
率的に形成することができる。
The excavator of the present invention includes a detector group for detecting the position or direction of the boom, an inclination detector for detecting the inclination of the excavator body, and an fc excavation direction reference beam target attached to the boom. , when the excavation direction reference beam set in the tunnel matches the target, the relative relationship between the tunnel reference cross section, the false excavator main body, and the canter head is manipulated based on the output signals of each of the detector groups. It is characterized by being equipped with an excavation control device t consisting of a calculation device and a display device that displays the tunnel reference cross section and the momentary position of the cutter head based on the output of the calculation device. In the excavator according to the present invention, the predetermined reference section to be excavated and the momentary position of the cutter head are displayed on the display device lI! 11
Since it is displayed on the surface, it is possible to perform excavation that accurately matches the predetermined standard cross section without visually checking the cutter head at the face, and as a result, there will be no deviation of the tunnel cross section due to over-excavation. It is possible to efficiently form tunnels with high excavation accuracy.

以下に添付図面に参照しつつ本発明の一実施例について
説明する。第1図は本発明掘削機の概略側面図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic side view of the excavator of the present invention.

1は前後方向(図示矢印A方向)に移動しつる掘削機本
体であり、掘削機本体1はキャタピラの如き走行装置2
を装備している。掘削機本体1には原動機、油圧ポンプ
竹が搭載されるとともに運転席3が設けられている。ま
た、掘削機本体1の側部には掘削±(すり)の回収のた
めにローダ−4が設ケラれ、ローダ−4けJili削機
本体1の前面に装着された油圧シリンダ5によって図に
おいて時引方向に回動されるようになっている。一方、
本体1の側部にはローダ−4によってすくい上げたすり
を投入するためのすり排出用ベルトコンベア6が掘削機
の前後進方向と平行になるように装置されている1゜ 掘削機本体1の前部には鉛直なポスト(円柱部)が設け
られており、詠ボヌトの上端には鉛IK軸線を中心とし
7て旋回しつるテーブル7が嵌装され、テープyb7F
i掘削機本体1に装備された油圧シリンダ8によってポ
ストの鉛直な中心軸線のまわりに旋回動されるようにな
っている。
Reference numeral 1 denotes a crane excavator main body that moves in the front and back direction (in the direction of arrow A in the figure), and the excavator main body 1 is connected to a traveling device 2 such as a caterpillar.
Equipped with The excavator main body 1 is equipped with a prime mover, a hydraulic pump, and a driver's seat 3. In addition, a loader 4 is installed on the side of the excavator body 1 to collect the excavated material, and the loader 4 is operated by a hydraulic cylinder 5 attached to the front of the excavator body 1 as shown in the figure. It is designed to rotate in the direction of time. on the other hand,
On the side of the excavator body 1, a scrape discharge belt conveyor 6 for feeding the scrapes scooped up by the loader 4 is installed so as to be parallel to the forward and backward movement direction of the excavator. A vertical post (cylindrical part) is provided in the section, and a hanging table 7 that rotates about the lead IK axis 7 is fitted to the upper end of the eibonuto, and a tape yb7F
i The excavator main body 1 is equipped with a hydraulic cylinder 8 to rotate the post around its vertical central axis.

テーブル7の前端部には掘削機本体1の前後進方向に対
して直交する水平な支持軸9が設けられ、支持軸9には
掘削機の前後進方向に平行に延在するブーム10の基端
部が上下方向に揺動可能に嵌装されている。ブーム10
はテーブル7の前端に装着された油圧シリンダニ1によ
って支持軸9を中心として上下方向に揺動されるように
なっておシ、ブーム10の重量の一部はこの油圧シリン
ダ11によって支持されている。
A horizontal support shaft 9 is provided at the front end of the table 7 and is perpendicular to the forward and backward movement direction of the excavator body 1. The end portion is fitted so as to be swingable in the vertical direction. boom 10
is vertically swung around a support shaft 9 by a hydraulic cylinder 1 attached to the front end of the table 7, and part of the weight of the boom 10 is supported by this hydraulic cylinder 11. .

ブーム10はその上部に油圧シリンダを内蔵しており、
該ブームの先端に電動モータ(図示せず)及び該電動モ
ータにより回転駆動されるカッターヘッド12(ドラム
カッター)が支持されている。(以上に説明した措成は
現今使用されている標準的な掘削機の基本的な措成を述
べたものである。) 本発明の掘削機においては、前述のとおり$A成された
各部分の動きを制御するために、以下に述べる各種検出
器を含む掘削制御装置が搭載されている。すなわち、該
ポストの上端には可動部分がテーブル7に固定されたテ
ーブル旋回角検出器13が設けられており、支持軸9に
は可動部分がブーム10に連結されたブーム俯仰角検出
器14が取(=t ldられている。これらの回転角検
出器としては、たとえばロータリーエンゴーダ−1回転
式ポテンショメータ、シンクロ等の公知の検出器が使用
できる。一方、ブーム10の軸方向の伸縮を検出するた
めに、カッターヘッド側に固定したラックパー15aと
、ラックパー15aに噛合するビニオンを介して回転さ
れるロータリーエンコーダー15bとから成るブーム伸
縮量検出器15がブーム10」二に設けられている。
The boom 10 has a built-in hydraulic cylinder in its upper part.
An electric motor (not shown) and a cutter head 12 (drum cutter) rotationally driven by the electric motor are supported at the tip of the boom. (The configuration explained above describes the basic configuration of a standard excavator currently in use.) In the excavator of the present invention, each part constructed by $A as described above. In order to control the movement of the excavation control device, which includes various detectors described below, is installed. That is, a table rotation angle detector 13 whose movable part is fixed to the table 7 is provided at the upper end of the post, and a boom depression/elevation angle detector 14 whose movable part is connected to the boom 10 is provided on the support shaft 9. As these rotation angle detectors, known detectors such as a rotary engoder-1 rotary potentiometer, a synchronizer, etc. can be used. In order to do this, a boom expansion/contraction amount detector 15 is provided on the boom 10'', which is composed of a rack par 15a fixed to the cutter head side and a rotary encoder 15b rotated via a binion meshing with the rack par 15a.

さらに、掘削機本体1上には掘削機本体工の前後進方向
に傾きを検出するための前後方向傾斜検出器16と、掘
削機本体1の左右方向の傾きを検出するための左右方向
傾斜検出器17とが設けられている。この二つの1項斜
検出器としては、たとえば公知の磁気的検出器や静電容
量検出器などが使用される。
Furthermore, on the excavator body 1, there is a longitudinal inclination detector 16 for detecting the inclination of the excavator main body in the forward and backward movement direction, and a left-right inclination detector 16 for detecting the inclination of the excavator main body 1 in the left-right direction. A container 17 is provided. As these two one-term oblique detectors, for example, known magnetic detectors or capacitance detectors are used.

また、カッターヘッド12と一体となったブーム先端部
には第2図に示すように掘進坑道内に予め設定したレー
ザ光ML、、L2(掘進方向基準光線)によって照射さ
れる標的18(もしくは検出器)が固定されている。な
お、第2図において19.20は掘進坑道内に設置され
たレーザー光投射器である。
In addition, the tip of the boom integrated with the cutter head 12 has a target 18 (or detection device) is fixed. In addition, in FIG. 2, 19.20 is a laser beam projector installed inside the excavation tunnel.

以上の如きブーム10の位置及び動きを検出するための
ブーム検出群と掘削機本体1の姿勢を検出するための掘
削機姿勢検出器群と掘削機本体1の姿勢を検出するため
の掘削機姿勢検出器群とは掘削機本体1上に搭載された
制御装置ユニットに電気的に接続されており、該検出器
群は該制御装置ユニット及び後記の表示装置等とともに
第3図に示すように掘削制御装置21f構成している。
A boom detection group for detecting the position and movement of the boom 10 as described above, an excavator attitude detector group for detecting the attitude of the excavator main body 1, and an excavator attitude for detecting the attitude of the excavator main body 1. The detector group is electrically connected to a control device unit mounted on the excavator main body 1, and the detector group, together with the control device unit and a display device described later, etc., is used for excavation as shown in FIG. A control device 21f is configured.

第3図VCおいて、22は掘削機本体1の操作パネル内
に内蔵されたfri制御装置ユニットであり、制御装置
ユニット22は演算機能及び記憶機能を鳴する演算装置
(たとえば、マイクロコンピュータ)から成9、制御装
置ユニット22の出力端には掘削機本体1の運転席3の
近傍に設置されたCR’I’もしくは液晶表示装置の如
き表示装置23が接続されている。24は掘削機本体1
の操作パネルに設けられた操作用キイボード、25は制
御装置ユニット22に接続された外部記憶装置、である
In FIG. 3 VC, 22 is a fri control device unit built into the operation panel of the excavator main body 1, and the control device unit 22 is connected to a calculation device (for example, a microcomputer) that performs calculation functions and memory functions. 9. A display device 23 such as a CR'I' or a liquid crystal display device installed near the driver's seat 3 of the excavator main body 1 is connected to the output end of the control device unit 22. 24 is the excavator body 1
25 is an external storage device connected to the control device unit 22.

制御装置ユニット22は掘削すべき基準掘削断面と掘削
機本体1の姿勢との相対位置関係を演算するとともにカ
ッターヘッド12の位置及び動きを該相対位置関係に基
づいて演算するという機能を有している。表示装置23
の画面23aには貞の所定基準断面の像Fとカフターヘ
ッド120時々側々の像及び軌跡とが表示されるように
なっている。
The control device unit 22 has a function of calculating the relative positional relationship between the reference excavation cross section to be excavated and the attitude of the excavator main body 1, and also calculating the position and movement of the cutter head 12 based on the relative positional relationship. There is. Display device 23
On the screen 23a, an image F of a predetermined reference cross section of the cutter head 120, and sometimes side images and trajectories of the cuffer head 120 are displayed.

第4図乃至第8図は制御装置ユニット22によって行わ
れる演算の1例を説明するための図である。
4 to 8 are diagrams for explaining an example of calculations performed by the control device unit 22. FIG.

第4図及び第5図において、L、及びL2はJJii進
坑道内に掘進方向と平行に投射されたレーザー光線であ
り、掘削機本体1が第5図図示のように掘進方向に対し
て水平面内で角度γだけ前進方向から左に向って偏向し
ている場合を示している。掘削開始前もしくは掘削中に
オペレータはブーム10を左方及び右方に適当葉旋回さ
せてブーム10上の標的18がレーザー光線り、。
In FIGS. 4 and 5, L and L2 are laser beams projected into the JJii tunnel in parallel with the excavation direction, and the excavator main body 1 is in a horizontal plane with respect to the excavation direction as shown in FIG. This shows the case where it is deflected to the left from the forward direction by an angle γ. Before or during excavation, the operator swings the boom 10 to the left and right to illuminate the target 18 on the boom 10 with the laser beam.

L2によって照射された時にブーム10を停止させ、同
時に操作パネル上のキイボードの制御ヌイッチを投入す
る。すると、制御装置ユニット22にはテーブル旋回角
検出器13からテーブル旋回角検出信号が入力されるの
で、この操作を両方のレーザー光線に対して合計2回行
うととにより第5図図示の角度(α、+α2)(なお、
αj、tL2はそれぞれ単独に検出することもできる)
が制御装置ユニット22に入力される。従って、掘削機
本体1の前後進方向偏向角γは次の各式から演算される
When irradiated by L2, the boom 10 is stopped, and at the same time, the control switch on the keyboard on the operation panel is turned on. Then, the table rotation angle detection signal is inputted from the table rotation angle detector 13 to the control device unit 22, so by performing this operation twice in total for both laser beams, the angle (α , +α2) (in addition,
αj and tL2 can also be detected individually)
is input to the controller unit 22. Therefore, the deflection angle γ of the excavator main body 1 in the forward and backward directions is calculated from the following equations.

x、−(G、 +a )stn(α、+γ) −= −
、−・<1112= (G2−4− a) atn (
α2−γ)・・−・−(2+旦 +λ −L ・・・・
・・・・・・・:・・・−・・・・・・・・・・(3)
1 2 0 G 、=MT+魚β、・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・(41G2.=NE魚β2・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(5)ここにaはテーブル7の旋回中心Cとブーム10
の俯仰中心り及びEとの水平距離であり、M及びNはブ
ーム10上の標的18とレーザー光線り、、I・2との
交叉位置を示し、■及び■は俯仰中心り及びEと標的1
8との距離を示す。
x, −(G, +a) stn(α, +γ) −= −
, -・<1112= (G2-4- a) atn (
α2−γ)・・・−・−(2+dan +λ −L ・・・・
・・・・・・・・・:・・・−・・・・・・・・・・・・(3)
1 2 0 G, = MT + fish β, ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・(41G2.=NE fish β2...
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(5) Here a is the rotation center C of the table 7 and the boom 10.
M and N are the intersection positions of the target 18 on the boom 10 and the laser beam, I and 2,
Indicates the distance from 8.

■及びNE にはブーム伸縮量検出器15からの入力h
8によって得られた値が含まれており、jiff+ =
!IF NEである。また、β1.β2はブーム俯仰角
検出器14の検出信号に基づいて得られる。
■ and NE are the input h from the boom expansion/contraction amount detector 15.
contains the value obtained by 8, and jiff+ =
! IF NE. Also, β1. β2 is obtained based on the detection signal of the boom elevation angle detector 14.

従って、前記(t) 、 (2)の式から掘削機の水平
面内偏向角γがめられる。
Therefore, the deflection angle γ of the excavator in the horizontal plane can be determined from the above equations (t) and (2).

第6図は掘削機本体1の機体中心線O4に対して進行方
向右側に向って水平腕N角αでブーム10が旋回された
時のカッターヘッドの中心位置を決定するための説明図
である。この場合、進行方向左側のレーザー光線り、を
原点として横方向にX軸をとると、カッターヘッド12
の中心JのX座標は(x、+x ) となる。従って、
第3図及び第4図に関して既に説明したように、機体中
心線O1に対するブーム旋回角α5.αがテーブル旋回
角検出器13によって検出できるため、Xl及びXは直
ちにめることができる(γ及びα、は前記のように既知
である。)。
FIG. 6 is an explanatory diagram for determining the center position of the cutter head when the boom 10 is rotated at a horizontal arm N angle α toward the right side in the traveling direction with respect to the body center line O4 of the excavator body 1. . In this case, if we take the laser beam on the left side in the direction of travel as the origin and take the X axis in the horizontal direction, the cutter head 12
The X coordinate of the center J is (x, +x). Therefore,
As already explained with reference to FIGS. 3 and 4, the boom rotation angle α5. Since α can be detected by the table rotation angle detector 13, Xl and X can be immediately determined (γ and α are known as described above).

第7図はブーム10を任意の俯角にした時のカッターヘ
ッド12の中心位置を決定するための説明図である。こ
の場合、レーザー光線り、を原点として鉛直方向にX座
標を設定すれば、カッターヘッド12の中心JのX座標
は=(y、十y2)となるが、y、は前記β、の値によ
って一義的に定まり、またy2は前後方向傾斜検出器1
6の出力であるθ、とブーム俯仰角検出器14の出力で
あるβ、とによって定まるため、カッターヘッド12の
鉛直方向位置は前記各検出器の出力信号から直ちにめる
ことかできる。なお、第7図において、S、はレーザー
光線り、と平行な仮想水平盤面、P、はレーザー光線り
、に平行な仮想水平面、であり、Soは実際の盤面であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram for determining the center position of the cutter head 12 when the boom 10 is set at an arbitrary depression angle. In this case, if the X coordinate of the center J of the cutter head 12 is set in the vertical direction with the laser beam RI as the origin, the is determined, and y2 is the longitudinal direction tilt detector 1
The vertical position of the cutter head 12 can be determined immediately from the output signals of the respective detectors. In FIG. 7, S is a virtual horizontal board surface parallel to the laser beam, P is a virtual horizontal surface parallel to the laser beam, and So is the actual board surface.

第8図は掘進坑道の盤面S。が水平面S、に対して左右
方向に角度θ2だけ傾いている場合を示す。
Figure 8 is the board surface S of the excavation tunnel. The case where is inclined by an angle θ2 in the left-right direction with respect to the horizontal plane S is shown.

このように水平面に対して傾いている掘削機に搭乗して
ブームを操作すれば、オペレータが正規の基準掘削断面
F、のトンネルを掘削しているつもりであっても実際に
は角度θ2だけ傾いた掘削断面F。のトンネルが掘削さ
れてしまうことになる。すなわち、オペレータがカッタ
ーヘッドを点J。に位置せしめて掘削を行っている場合
、オペレータ自身は正規の基準掘削断面F、のトンネル
の外周部を掘削しているつもりでアっても、実際にはカ
ッターヘッドを点J1(位置せしめなければ正規の基準
掘削断面F、を掘削することはでき々い。従って、正確
な掘削を行うためにはオペレータがこの事実を認識して
正確にブームを操作することが必要であるが、従来の掘
削機では不可能であった。
If the operator operates the boom while riding on an excavator that is tilted with respect to the horizontal plane, even if the operator thinks that he is excavating a tunnel with the regular standard excavation cross section F, it will actually be tilted by an angle θ2. Excavation cross section F. tunnel will be excavated. That is, the operator points the cutter head at point J. When excavating by positioning the cutter head at point J1, the operator may think that he is excavating the outer periphery of the tunnel at the regular standard excavation cross section F, but in reality he must position the cutter head at point J1 (position F). Therefore, in order to perform accurate excavation, it is necessary for the operator to be aware of this fact and operate the boom accurately. This was not possible with an excavator.

本実施例の掘削制御装置では第8図のように74R削機
が傾いていた場合にはその傾斜角θ2を掘削機本体lに
装備した左右方向傾斜検出器17で検出し、その検出値
に基づいて制御ユニット22において傾斜座標軸系と正
規座標軸系との座標変換を行うことにより時々刻々のカ
ッターヘッドの位置を正規の基準掘削断面F1に対して
表示させることができる。なお、Poは実際の坑道盤面
S。と平行な平面、P、は水平面、である。
In the excavation control device of this embodiment, when the 74R excavator is tilted as shown in FIG. Based on this, the control unit 22 performs coordinate conversion between the tilted coordinate axis system and the regular coordinate axis system, so that the position of the cutter head moment by moment can be displayed with respect to the regular reference excavation cross section F1. Note that Po is the actual shaft surface S. A plane parallel to P is a horizontal plane.

座標変換に必要な各種の変数は前記各種の検出器の出力
信号からめられる。また、傾斜した座標軸系と正規の(
傾斜していない)直交座標軸系との変換は公知の座標変
換の方法によって行われるので、その詳細については説
明を省略する。
Various variables necessary for coordinate transformation are determined from the output signals of the various detectors. Also, the tilted coordinate axes system and the regular (
Since the transformation with the orthogonal coordinate system (which is not tilted) is performed by a known coordinate transformation method, detailed explanation thereof will be omitted.

以上のように、本発明の掘削機ではカッターヘッドの位
置及び掘削機本体の姿勢が電気的に検出されるとともに
、該検出値に基づいてカンタ−ヘッドの時々刻々の位置
が所定の基準掘削断面に対して表示装置の画面上に表示
されるのでカンタ−ヘッドを実際に目視する必要がなく
、しかも掘削機本体の姿勢の如何にかかわらず、常に基
準掘削断面と同一の正確な掘削作業を行うことができる
。すなわち、本発明の掘削機によってトンネル等を掘削
する場仕、n1i削開始前もしくは掘削中に時々、ブー
ム10上の標的18をレーザー光線り、、L2に一致さ
せて掘削制御装置を作動させた後、該掘削制御装置を作
動させた一!、捷で従来の掘削機と同じにブーム等の操
作レバーを操作すればよい。このようにすると、各種検
出器の出力によって表示装置23の画面23a上には掘
削機本体の姿勢にかかわらず正規の基準掘削断面の像が
表示されるとともに該像に対するカッターヘッドの時々
刻々の動きと軌跡とが表示されるので、オペレータは表
示装置の画面を見ながらブームの操作レバーを操作すれ
ば、実際にカッターヘッドを目視しなくとも常に基準掘
削断面と同じ掘削断面のトンネル等を[+i削すること
ができる。
As described above, in the excavator of the present invention, the position of the cutter head and the attitude of the excavator body are electrically detected, and based on the detected values, the position of the canter head is adjusted from time to time to a predetermined standard excavation cross section. Since the information is displayed on the screen of the display device, there is no need to actually visually check the canter head, and regardless of the posture of the excavator body, the excavation work is always performed with the same accuracy as the reference excavation cross section. be able to. That is, when excavating a tunnel or the like with the excavator of the present invention, before the start of n1i excavation or occasionally during excavation, the target 18 on the boom 10 is irradiated with a laser beam, and after the excavation control device is activated in accordance with L2. , the one who activated the excavation control device! All you have to do is operate the boom and other operating levers in the same way as with conventional excavators. In this way, the image of the regular standard excavation cross section is displayed on the screen 23a of the display device 23 by the outputs of the various detectors, regardless of the attitude of the excavator body, and the momentary movements of the cutter head relative to the image are displayed. Since the operator can operate the boom control lever while looking at the display screen, the operator can always trace tunnels etc. with the same excavation cross section as the standard excavation cross section without actually looking at the cutter head. It can be removed.

本発明の掘削機は次の効果を有する。The excavator of the present invention has the following effects.

■ 所定基準断面に対するカンタ−ヘッドの時々刻々の
位置及び移動軌跡を正確に知ることができるので余掘り
ゃトンネル断面のずシが生じない高精度の掘削作業がで
きる。
(2) Since the moment-by-moment position and movement locus of the canter head with respect to a predetermined reference cross section can be accurately known, highly accurate excavation work can be performed without causing gaps in the tunnel cross section even if over-excavation is performed.

■ ■の理由に基づき、余堀シを埋めるための無駄なコ
ンクリート使用量が減少し、原材料コストが低減すると
ともに、カッターヘッドの動きを正確に認識できること
により掘削作業速度か向上し、その結果、施工期間が短
縮し、施工コストが低減する。
Based on the reasons mentioned above, the amount of wasted concrete used to fill in over-drilling holes is reduced, raw material costs are reduced, and the excavation work speed is increased by accurately recognizing the movement of the cutter head. Construction period is shortened and construction costs are reduced.

■ オペレータの疲労が少くなり、また、高度の熟線を
必要としなくなり、労働コストを低減することができる
■ Operator fatigue is reduced, and high-grade perpendicular lines are not required, reducing labor costs.

なお、本実施例では掘削機本体としてクロウラ−型走行
装置を有する自走式の掘削機本体のみを示したが、掘削
機本体としては自走式のものでなくともよいことは勿論
であり、牟なる据付式支持台形式のものであってもよい
。また、カッターヘッドとしてはドラムカッターばかり
でなく、ブレード、パケットホイール等の各種のカッタ
ーを使用できることは勿論であり、更に標的18の代り
に制御ユニットに接続された光検出素子を用いるように
してもよい。
In this embodiment, only a self-propelled excavator body having a crawler-type traveling device is shown as the excavator body, but it goes without saying that the excavator body does not have to be self-propelled. It may also be in the form of a fixed support stand. Furthermore, as the cutter head, it is possible to use not only a drum cutter but also various cutters such as a blade and a packet wheel.Furthermore, a photodetection element connected to a control unit may be used instead of the target 18. good.

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

第1図は本発明掘削機の概略側面図、第2図はトンネル
掘進時において本発明掘削機におけるブーム上の標的と
掘進坑道内の基準光線との関係を示す概略斜視図、第3
図は本発明掘削機に搭載されている掘削制御装置の概略
構成図、第4図ないし第8図は掘削制御装置内で行われ
る演算等の例を説明するための説明図であシ、第4図は
斜視図、第5図及び第6図は平面図、第一7図は側面図
、第8図は背面図である。 l・・・掘削機本体 2・・・走行装置 3・・・運転
席4・・・o−ダ−6・・・すり排出用ベルトコンベア
7・・・テーブル 8・・・油圧シリンダ 9・・・支
持軸10・・・ブーム 12甲カツターヘツド 13・
・・テーブル旋回角検出器 14・・・ブーム俯仰角検
出器 15・・・ブーム伸縮蓄検出器 16・・・前後
方向傾斜検出器 17・・・左右方向傾余[検出器18
・・・掘進方向基準光線用標的 19,20川レーザー
光線投射器 21・・・掘削制御装置 22・・・制御
ユニット 23・・・表示装置 24・・・操作用キイ
ホード 25・・・外部記tば装置代理人 症 、bj
 恒 輝 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図
FIG. 1 is a schematic side view of the excavator of the present invention, FIG. 2 is a schematic perspective view showing the relationship between the target on the boom of the excavator of the present invention and the reference ray in the tunnel during tunnel excavation, and FIG.
The figure is a schematic configuration diagram of the excavation control device installed in the excavation machine of the present invention, and FIGS. 4 is a perspective view, FIGS. 5 and 6 are a plan view, FIG. 17 is a side view, and FIG. 8 is a rear view. l... Excavator main body 2... Traveling device 3... Driver's seat 4... O-der 6... Belt conveyor for pickpocket discharge 7... Table 8... Hydraulic cylinder 9...・Support shaft 10...Boom 12 Upper cutter head 13・
...Table rotation angle detector 14...Boom depression/elevation angle detector 15...Boom expansion/contraction storage detector 16...Anteroposterior tilt detector 17...Left and right tilt surplus [detector 18
... Excavation direction reference beam target 19, 20 River laser beam projector 21 ... Excavation control device 22 ... Control unit 23 ... Display device 24 ... Operation keypad 25 ... External recorder device agent syndrome, bj
Tsune TeruFigure 1Figure 2Figure 3Figure 4Figure 5Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 掘進方向に対して直交する水平軸線を中心として揺動可
能であるとともに鉛直軸線を中心として旋回可能である
ブームと、前記ブームの先端に取付けられているカッタ
ーヘッドと、前記ブームを支持している掘削機本体とか
ら成る掘削機において、前記ブーム及び前記カッターヘ
ッドの方向及び位置を検出するためのブーム及びカッタ
ー位置検出器群と、水平面に対する前記掘削機本体の傾
斜を検出するための掘削機本体傾斜検出器と、前記ブー
ムに取付けられた掘進方向基準光線用検知体と、前記掘
進方向基準光線用検知体と掘進方向基準光線とが一致し
たときに前記ブーム及びカッター位置検出器群の出力信
号とmJ記111(削機杢体傾斜検出器の出力信号とに
基づいて前記掘削機本体から見た見かけの基準掘削断面
と真の基準掘削断面との相対関係を演算するとともに掘
削中に前記負の基準掘削断面に対する前記カッターヘッ
ドの瞬間位置を演算する演舞[装置と、前記演算装置の
出力に応じて前記基準掘削断面に対する前記カッターヘ
ッドの瞬間的相対位置及び軌踊を表示する表示装置と、
から成る掘削制御装置を装備していることを特徴とする
掘削機。
a boom that is swingable about a horizontal axis perpendicular to the excavation direction and rotatable about a vertical axis; a cutter head attached to the tip of the boom; and a cutter head that supports the boom. An excavator body comprising: a boom and cutter position detector group for detecting the direction and position of the boom and the cutter head; and an excavator body for detecting the inclination of the excavator body with respect to a horizontal plane. An output signal of the boom and cutter position detector group when the inclination detector, the excavation direction reference beam detector attached to the boom, and the excavation direction reference beam detector match the excavation direction reference beam. The relative relationship between the apparent reference excavation cross section and the true reference excavation cross section as seen from the excavator body is calculated based on a display device that displays the instantaneous relative position and trajectory of the cutter head with respect to the reference excavation cross section according to the output of the calculation device;
An excavator characterized by being equipped with an excavation control device consisting of:
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