JPS6124794A - 掘削機械の方向制御方法 - Google Patents
掘削機械の方向制御方法Info
- Publication number
- JPS6124794A JPS6124794A JP14498784A JP14498784A JPS6124794A JP S6124794 A JPS6124794 A JP S6124794A JP 14498784 A JP14498784 A JP 14498784A JP 14498784 A JP14498784 A JP 14498784A JP S6124794 A JPS6124794 A JP S6124794A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- machine
- target
- excavation
- line
- course
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- Pending
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、シールド掘進機、トンネル機械などの掘削機
械の方向制御方法１．とくに掘削機械を計画掘削線に沿
って正確に進行させ得る掘削機械の方向制御方法に関す
るものである。
械の方向制御方法１．とくに掘削機械を計画掘削線に沿
って正確に進行させ得る掘削機械の方向制御方法に関す
るものである。
〔従来の技術）
従来、土中をｆｆｉ進するシールド掘進機などの進行方
向を制御するには、第１図に示すごとくシールド掘進機
ａ内の進路基準線す上にターゲットＣを配置し、掘進機
が土中を進行した際、計画掘削線の方向を指向するレー
ザ光ｄがターゲットＣに入射した位置ｅを検出し、この
入射位置ＣがターゲットＣの中心位置ｆに一致するよう
にシールド掘進機ａの進路を修正するようにしていた。
向を制御するには、第１図に示すごとくシールド掘進機
ａ内の進路基準線す上にターゲットＣを配置し、掘進機
が土中を進行した際、計画掘削線の方向を指向するレー
ザ光ｄがターゲットＣに入射した位置ｅを検出し、この
入射位置ＣがターゲットＣの中心位置ｆに一致するよう
にシールド掘進機ａの進路を修正するようにしていた。
しかし、この方法によると現在位置のずれを検出できる
が、掘削方向のずれを検出できないため将来位置を予測
できず、従って計画掘削線に泊って掘進機を正確に進行
させ得ない欠点があった。この欠点を補うには、位置測
定のほかに別に方位を測定しなければならず、掘進機の
運転操作が極めて煩雑になる欠点があった。
が、掘削方向のずれを検出できないため将来位置を予測
できず、従って計画掘削線に泊って掘進機を正確に進行
させ得ない欠点があった。この欠点を補うには、位置測
定のほかに別に方位を測定しなければならず、掘進機の
運転操作が極めて煩雑になる欠点があった。
本発明は、前述に鑑み、光学的方法を用いて掘削機械の
進路を予測し、計画掘削線に追従して、正確に機械を進
行させ得る掘削機械の方向側御方法を提供することにあ
る。
進路を予測し、計画掘削線に追従して、正確に機械を進
行させ得る掘削機械の方向側御方法を提供することにあ
る。
上記問題を解決するための本発明の方法は、掘削ａ械の
内部に前記機械の進行方向に治って二枚のターゲットを
離隔配置し、ｆｆ１ｌ記ターゲツトに、計画掘削線を指
向する光線をターゲラ計後方から放射し、掘削機械運転
中に前記光線が各ターゲットに入射した位置を検出して
計画掘削線に対する予想進路のずれを数量的に演算し、
演算結果の進路のずれをゼロにするように掘削機械の進
行方向を修正するようにしたものであり、二枚のターゲ
ットを使用するので、掘削機械の進行方向のずれを検出
することができ、このずれをゼロにするように掘削機械
の進行方向を修正することによって、掘削機械を計画掘
削線に治って正確に進行させ得るなどの利点を有するも
のである。
内部に前記機械の進行方向に治って二枚のターゲットを
離隔配置し、ｆｆ１ｌ記ターゲツトに、計画掘削線を指
向する光線をターゲラ計後方から放射し、掘削機械運転
中に前記光線が各ターゲットに入射した位置を検出して
計画掘削線に対する予想進路のずれを数量的に演算し、
演算結果の進路のずれをゼロにするように掘削機械の進
行方向を修正するようにしたものであり、二枚のターゲ
ットを使用するので、掘削機械の進行方向のずれを検出
することができ、このずれをゼロにするように掘削機械
の進行方向を修正することによって、掘削機械を計画掘
削線に治って正確に進行させ得るなどの利点を有するも
のである。
以下、本発明の方法の実施例を図面を参照して説明する
。第２図ないし第６図は本発明の方法を寅施するための
装置の一例およびこの装置を配置したシールド掘進機を
示し、図中、符号１はカッタ、′２はカッタ駆動装置、
３はセグメント、４はシールドジヤツキ、５はシールド
ジヤツキストローク検出器、ｇはシールド掘進機の中心
線であり、本装置は、シールド掘進機の内部に且つ前記
中心線ｇに平行な進路基準線りに沿って前後方向に離隔
配置され、さらにそれぞれが進路基準線りに直角に交差
している二枚のターゲット６．７、このターゲット６．
７後方の基礎上に固定されトンネル計画線と一致する方
向にレーザ光８を放射するレーザ放射装置（図示せず）
、前記各ターゲット６．７を撮像するテレビカメラ９，
９、撮像した画面の映像を処理して前記ターゲット６．
７に入射した光線の位置を数量的に把握し電気信号に変
換するｍ械の進路のずれを演算し、作動すべき推力発生
ａｍを選択制御する演算・制御装置１１などからなる。
。第２図ないし第６図は本発明の方法を寅施するための
装置の一例およびこの装置を配置したシールド掘進機を
示し、図中、符号１はカッタ、′２はカッタ駆動装置、
３はセグメント、４はシールドジヤツキ、５はシールド
ジヤツキストローク検出器、ｇはシールド掘進機の中心
線であり、本装置は、シールド掘進機の内部に且つ前記
中心線ｇに平行な進路基準線りに沿って前後方向に離隔
配置され、さらにそれぞれが進路基準線りに直角に交差
している二枚のターゲット６．７、このターゲット６．
７後方の基礎上に固定されトンネル計画線と一致する方
向にレーザ光８を放射するレーザ放射装置（図示せず）
、前記各ターゲット６．７を撮像するテレビカメラ９，
９、撮像した画面の映像を処理して前記ターゲット６．
７に入射した光線の位置を数量的に把握し電気信号に変
換するｍ械の進路のずれを演算し、作動すべき推力発生
ａｍを選択制御する演算・制御装置１１などからなる。
各ターゲット６．７は、蛍光塗料を筒布したガラス板で
構成され、ガラス板の褒面には第６図に示すごとく進路
基準線りがガラス板と交差する位ＭＯ１，０，を原点と
し上下左右方向に延びる座標軸（Ｘ、、Ｙ、） 、 （
Ｘ、、Ｙ、）が描かれている。
構成され、ガラス板の褒面には第６図に示すごとく進路
基準線りがガラス板と交差する位ＭＯ１，０，を原点と
し上下左右方向に延びる座標軸（Ｘ、、Ｙ、） 、 （
Ｘ、、Ｙ、）が描かれている。
なお、ターゲット６．７は距＃ＩＱを隔てて筒状の胴１
２によって一体に連結され、胴１２の内部にテレビカメ
ラ９，９が配置されている。
２によって一体に連結され、胴１２の内部にテレビカメ
ラ９，９が配置されている。
次に本装置の作動について説明する。シールド掘進機が
発進する前に、シールド掘ＩＢ機の位置および方向を調
整する。この調整は、トンネル計画線を指向するレーザ
光８が各ターゲット６．７の原点０１．０．を通るよう
にすればよい。
発進する前に、シールド掘ＩＢ機の位置および方向を調
整する。この調整は、トンネル計画線を指向するレーザ
光８が各ターゲット６．７の原点０１．０．を通るよう
にすればよい。
すなわちレーザ光８がターゲット６．７に入射すると、
入射位置が輝点としてテレビカメラ９によって撮像され
、映像処理装置１０および演算・制御装置１１によって
位置および方向のずれが判明するので、このずれがなく
なるように掘進機を操作すると掘進準備が完了する。
入射位置が輝点としてテレビカメラ９によって撮像され
、映像処理装置１０および演算・制御装置１１によって
位置および方向のずれが判明するので、このずれがなく
なるように掘進機を操作すると掘進準備が完了する。
掘進機が土中を進行し進路がずれると、進路基準線りが
第６図に示すようにトンネル計画線、またはレーザ光８
から偏倚し、この状態はテレビカメラ９．．９、映像処
理装Ｍ１ｏによって検出される。いま、レーザ光８が各
ターゲット６゜７に入射した位置Ｐ１、Ｐ、の座標をそ
れぞれ（Ｘ、。
第６図に示すようにトンネル計画線、またはレーザ光８
から偏倚し、この状態はテレビカメラ９．．９、映像処
理装Ｍ１ｏによって検出される。いま、レーザ光８が各
ターゲット６゜７に入射した位置Ｐ１、Ｐ、の座標をそ
れぞれ（Ｘ、。
Ｖ＋） 、（Ｘ＋−’Ｉｔ）とし、ターゲット６＃１方
の任意の位置、すなわち進路基準線り上にあってターゲ
ット６からＬだけ前方に離隔する場所に仮想のターゲッ
゛ト１３を想定し、この仮想のターゲット１３上の原点
を０□座標軸をＸｌ、Ｙ、、レーザ光８が入射する位Ｍ
Ｐ、の座標を（ΔＸ、Δｙ）とすると、ΔＸ、Δｙはい
ずれもＰ、、 Ｐ、の匣標（χ１．ｙ、）（ｘｌ、ｙｊ
から演算・制御装置１１を用いて容易に演算できる。
の任意の位置、すなわち進路基準線り上にあってターゲ
ット６からＬだけ前方に離隔する場所に仮想のターゲッ
゛ト１３を想定し、この仮想のターゲット１３上の原点
を０□座標軸をＸｌ、Ｙ、、レーザ光８が入射する位Ｍ
Ｐ、の座標を（ΔＸ、Δｙ）とすると、ΔＸ、Δｙはい
ずれもＰ、、 Ｐ、の匣標（χ１．ｙ、）（ｘｌ、ｙｊ
から演算・制御装置１１を用いて容易に演算できる。
モしてＰ、の座標（ΔＸ、Δｙ）が求まれば掘削方向の
ずれが把握できるのでＰゆが原点０．に一致するように
掘進機の進路を修正する。例えばＰ。
ずれが把握できるのでＰゆが原点０．に一致するように
掘進機の進路を修正する。例えばＰ。
が第６図に示すごとく座標軸Ｘ１、Ｙ、の第１象限にあ
った場合、掘進機はトンネル計画線に対して左下の方向
に偏って進行しているので、演算・制御装置１１からの
指示に基づいて図示しない方向制御装置を介して第３図
に示すすべてのシールドジヤツキ４のうち、区間１−に
問およびＪ−に間にあるシールドジヤツキを全数または
部分的に墾動し、掘進機の進路を修正しながら掘進機を
前進させればよい。従って掘進機はトンネル計画線に鉛
って前進する。
った場合、掘進機はトンネル計画線に対して左下の方向
に偏って進行しているので、演算・制御装置１１からの
指示に基づいて図示しない方向制御装置を介して第３図
に示すすべてのシールドジヤツキ４のうち、区間１−に
問およびＪ−に間にあるシールドジヤツキを全数または
部分的に墾動し、掘進機の進路を修正しながら掘進機を
前進させればよい。従って掘進機はトンネル計画線に鉛
って前進する。
シールド掘ｌＬ機が掘進中、中心線ｇの周りにローリン
グした場合は、図示しない傾斜計を用いてＰｌ、Ｐ２の
庁標の読みを修正する。すなわち第７図に示すごとく角
度αだけローリングした場合は、ローリングしない仮想
の座標軸Ｘ４、Ｙ４に対するＰｌ、Ｐ、の座標（ｘｉ−
ｙ’＋）（ｘ＊＝ｙ：）を演算によって求め、求めたデ
ータに基づいて仮想のターゲットに交差するレーザ光の
厚標を演算すればよい。
グした場合は、図示しない傾斜計を用いてＰｌ、Ｐ２の
庁標の読みを修正する。すなわち第７図に示すごとく角
度αだけローリングした場合は、ローリングしない仮想
の座標軸Ｘ４、Ｙ４に対するＰｌ、Ｐ、の座標（ｘｉ−
ｙ’＋）（ｘ＊＝ｙ：）を演算によって求め、求めたデ
ータに基づいて仮想のターゲットに交差するレーザ光の
厚標を演算すればよい。
なお、本発明は前述の実施例にのみ限定されるものでは
なく、例えば掘削機械の進路修正には、シールドジヤツ
キを用いる替わりに別に設けた方向制御用推力発生機構
を用いてもよいことなど、その信奉発明の要旨を逸脱し
ない範囲において種々の変更を加え得ることは勿論であ
る。
なく、例えば掘削機械の進路修正には、シールドジヤツ
キを用いる替わりに別に設けた方向制御用推力発生機構
を用いてもよいことなど、その信奉発明の要旨を逸脱し
ない範囲において種々の変更を加え得ることは勿論であ
る。
以上述べたごとく、本発明の掘削機械の方向制御方法は
、掘削機械の内部に、機械の進行方向に二枚のターゲッ
トを離隔配置し、計画掘削線と指向する光線に対する各
ターゲットの相対的な位置のずれを数量的に検出し、掘
削機械の進路を修正するようにしたので、次の優れた効
果を発揮する。
、掘削機械の内部に、機械の進行方向に二枚のターゲッ
トを離隔配置し、計画掘削線と指向する光線に対する各
ターゲットの相対的な位置のずれを数量的に検出し、掘
削機械の進路を修正するようにしたので、次の優れた効
果を発揮する。
（１）掘削機械を計画掘削線に沿って正確に進行させる
ことができる。
ことができる。
（ｉｉ） 計画掘削線に対する位置および方向のずれ
を同時に検出できるので、掘削機械の運転操作が容易で
ある。
を同時に検出できるので、掘削機械の運転操作が容易で
ある。
第１図は従来の制御方法の説明図、第２図ないし第６図
は本発明の方法を実施するための装置の一例およびその
配置図を示し、第２図はシールド掘進機の切断側面図、
第３図は第２図における■−田力方向らの矢視図、第４
図は本装置の構成を示すブロック図、第５図は第４図に
おけるｖ−■方向からの矢視図、第６図はターゲットの
配置を示す斜視図、第７図は掘’ｉｓｍがローリングし
た際の補正要領を示す説明図である。 図中、４はシールドジヤツキ、６，７はターゲット、８
はレーザ光、９はテレビカメラ、１゜は映像処理装置、
１１は演算・制御装置、Ｘ２、Ｙｌ、Ｘ７、Ｙ、は座標
軸を示す。
は本発明の方法を実施するための装置の一例およびその
配置図を示し、第２図はシールド掘進機の切断側面図、
第３図は第２図における■−田力方向らの矢視図、第４
図は本装置の構成を示すブロック図、第５図は第４図に
おけるｖ−■方向からの矢視図、第６図はターゲットの
配置を示す斜視図、第７図は掘’ｉｓｍがローリングし
た際の補正要領を示す説明図である。 図中、４はシールドジヤツキ、６，７はターゲット、８
はレーザ光、９はテレビカメラ、１゜は映像処理装置、
１１は演算・制御装置、Ｘ２、Ｙｌ、Ｘ７、Ｙ、は座標
軸を示す。
Claims (1)
- １）掘削機械の内部に前記機械の進行方向に沿って二枚
のターゲットを離隔配置し、前記ターゲットに、計画掘
削線を指向する光線をターゲット後方から放射し、掘削
機械運転中に前記光線が各ターゲットに入射した位置を
検出して計画掘削線に対する予想進路のずれを数量的に
演算し、演算して得られた進路のずれをゼロにするよう
に、掘削機械周辺部に設けた推力発生機構を選択的に駆
動することを特徴とする掘削機械の方向制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14498784A JPS6124794A (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 掘削機械の方向制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14498784A JPS6124794A (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 掘削機械の方向制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6124794A true JPS6124794A (ja) | 1986-02-03 |
Family
ID=15374839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14498784A Pending JPS6124794A (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 掘削機械の方向制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6124794A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63257726A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-25 | Nippon Denso Co Ltd | 液晶表示装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5258948A (en) * | 1975-11-11 | 1977-05-14 | Takenaka Komuten Co | Automatic excavating direction measuring method of shield excavator |
-
1984
- 1984-07-12 JP JP14498784A patent/JPS6124794A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5258948A (en) * | 1975-11-11 | 1977-05-14 | Takenaka Komuten Co | Automatic excavating direction measuring method of shield excavator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63257726A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-25 | Nippon Denso Co Ltd | 液晶表示装置 |
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