JPS6175211A - シ−ルドマシンの方向制御における偏差量検出装置 - Google Patents
シ−ルドマシンの方向制御における偏差量検出装置Info
- Publication number
- JPS6175211A JPS6175211A JP19759884A JP19759884A JPS6175211A JP S6175211 A JPS6175211 A JP S6175211A JP 19759884 A JP19759884 A JP 19759884A JP 19759884 A JP19759884 A JP 19759884A JP S6175211 A JPS6175211 A JP S6175211A
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- Japan
- Prior art keywords
- target
- target plate
- shield machine
- mirror
- photoreceptor
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
- G01C15/002—Active optical surveying means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- 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】
発明の目的
産業上の利用分骨二本発明はトンネルを堀るシールドマ
シーンの進行方向を制御する装置に利用される。特に本
発明は基準線に対する傾斜を検出するための装置に利用
される。
シーンの進行方向を制御する装置に利用される。特に本
発明は基準線に対する傾斜を検出するための装置に利用
される。
従来技術：シールドマシーンの進行方向を制御するため
には、基準線からのシールドマシーンの偏差を検出しな
ければならない。この偏差には傾斜、平行シフト、ロー
リング等があり、それらを代表して一般に傾斜と称する
が、詳細にはいわゆる傾斜には、垂直方向に傾斜するピ
ッチング、水平方向に傾斜するヨーイング（蛇行とも称
す）があり、平行シフトには上下シフトと左右方向シフ
トがある。従来の単純なものとして、基準点に固定配置
され一定の方向に光線を出す光学投射器からの光線な、
シールドマシーンに設けられてＸＹ目盛を有するターゲ
ット板により受光するものがある。光線がＸＹｗ、標目
盛の原点に当っているときはシールドマシーンは正常位
置にあると判断し、原点からはずれると原点に戻るよう
にシールドマシーンのジヤツキを作動させるようになっ
ている。
には、基準線からのシールドマシーンの偏差を検出しな
ければならない。この偏差には傾斜、平行シフト、ロー
リング等があり、それらを代表して一般に傾斜と称する
が、詳細にはいわゆる傾斜には、垂直方向に傾斜するピ
ッチング、水平方向に傾斜するヨーイング（蛇行とも称
す）があり、平行シフトには上下シフトと左右方向シフ
トがある。従来の単純なものとして、基準点に固定配置
され一定の方向に光線を出す光学投射器からの光線な、
シールドマシーンに設けられてＸＹ目盛を有するターゲ
ット板により受光するものがある。光線がＸＹｗ、標目
盛の原点に当っているときはシールドマシーンは正常位
置にあると判断し、原点からはずれると原点に戻るよう
にシールドマシーンのジヤツキを作動させるようになっ
ている。
この方式では光線が原点にあたっていても、ピッチング
、ヨーイング、ひいてはローリングをもその時点で検出
しえない。原点から光線がずれて初めて修正動作を開始
するのである。またその修正はピッチング、ヨーイング
、シフト、ローリングのいずれに対して行うかは定かで
ない。
、ヨーイング、ひいてはローリングをもその時点で検出
しえない。原点から光線がずれて初めて修正動作を開始
するのである。またその修正はピッチング、ヨーイング
、シフト、ローリングのいずれに対して行うかは定かで
ない。
これを改良したものとして、ターゲット板を２枚とし、
これらを光線の方向である基準線に沿って間隔を置いた
ものが提案されている。ターゲット板が２枚設けられて
いるので光線が当る点をＸＹ座標目盛から読みとりこれ
を分析するとピッチング、ヨーイング、シフトが検出出
来るのである。
これらを光線の方向である基準線に沿って間隔を置いた
ものが提案されている。ターゲット板が２枚設けられて
いるので光線が当る点をＸＹ座標目盛から読みとりこれ
を分析するとピッチング、ヨーイング、シフトが検出出
来るのである。
なおこの方式でもローリングとシフトとを正しく区別す
ることが出来ないので、オートジャイロを設けている。
ることが出来ないので、オートジャイロを設けている。
ところで、２枚のターゲット板のうち少なくとも前方の
ものは枢動可能になして後方のターゲット板に光線が達
するようにしなければならない。シールドマシーンのピ
ッチング、ヨーイングあるいはシフトを検出するのに前
方のターゲット板を降して、前方ターゲット＆を上げて
光線を後方のターゲット板に通し、そこで後方のターゲ
ット板に当る光線の位置を読み取るという操作をしなけ
ればならない。従って、この方式の装置では複雑になる
。またオートジャイロは高価でありしかも振動に弱く、
微動により読取数値に変動があって実用的でない。
ものは枢動可能になして後方のターゲット板に光線が達
するようにしなければならない。シールドマシーンのピ
ッチング、ヨーイングあるいはシフトを検出するのに前
方のターゲット板を降して、前方ターゲット＆を上げて
光線を後方のターゲット板に通し、そこで後方のターゲ
ット板に当る光線の位置を読み取るという操作をしなけ
ればならない。従って、この方式の装置では複雑になる
。またオートジャイロは高価でありしかも振動に弱く、
微動により読取数値に変動があって実用的でない。
解決しよ とした問題１、二本発明は前述の前方ターゲ
ット板の枢動を除去することである。
ット板の枢動を除去することである。
発明の構成
問題点を解決する手段：本発明によれば、２枚のターゲ
ット板の間にハーフミラ−を配置し、光学投射器に近い
方のターゲット板は前記光線に対してほぼ平行に所定の
距離を置いて設け、前記ハーフミラ−は前記光線に対し
てほぼ４５°の角度をなし、光学投射器に遠い方のター
ゲット板は前記ハーフミラ−に対する前記の前方ターゲ
ット板の鏡面対称位置より前記光線に沿って後方に所定
の距離を置いて配置して前記光学投射器からの光線を受
光し、この受光体をマシーンより所定の距離にマシーン
に平行にとりつけ、この受光体の後方に自動整準付ラン
プと受光板とからなる自動傾斜読み取り装置を備える。
ット板の間にハーフミラ−を配置し、光学投射器に近い
方のターゲット板は前記光線に対してほぼ平行に所定の
距離を置いて設け、前記ハーフミラ−は前記光線に対し
てほぼ４５°の角度をなし、光学投射器に遠い方のター
ゲット板は前記ハーフミラ−に対する前記の前方ターゲ
ット板の鏡面対称位置より前記光線に沿って後方に所定
の距離を置いて配置して前記光学投射器からの光線を受
光し、この受光体をマシーンより所定の距離にマシーン
に平行にとりつけ、この受光体の後方に自動整準付ラン
プと受光板とからなる自動傾斜読み取り装置を備える。
懸：ハーフミラ−は光線をほぼ直角の二つの方向に分割
して、２枚のターゲット板に入射させる。前方ターゲッ
ト板のＸＹＩＩ標目盛での投射光の位数はハーフミラ−
の鏡面対称像に置換される。
して、２枚のターゲット板に入射させる。前方ターゲッ
ト板のＸＹＩＩ標目盛での投射光の位数はハーフミラ−
の鏡面対称像に置換される。
従って受光体並びに自動傾斜読み取り装置により検知さ
れたデータを分析することにより正確な偏差量を求める
ことができる。
れたデータを分析することにより正確な偏差量を求める
ことができる。
実施例二以下添付の図面を参照して本発明の偏差量検出
装置を説明する。
装置を説明する。
第１図を参照して立杭１ｏに通じているトンネル１はシ
ールドマシン２により掘削される。その進行方法はレー
ザ光線】１を出す光学投射器３と。
ールドマシン２により掘削される。その進行方法はレー
ザ光線】１を出す光学投射器３と。
このレーザ光線を受けてシールドマシンの傾斜を検出す
る受光体４並びに自動傾斜読み取り装＃１４と、これか
らのデータを処理して偏差量を算出しかつ、制御指令を
出すコンピューター装置１３と、制御指令を受けて作動
する複数個のジヤツキとにより制御される。光学投射器
３は基準点に固定装置されていて、光学投射器３から出
されるレーザ光線１１は基準線を構成する。受光体４と
自動傾斜読み取り装置】４とからなる偏差検知装置はレ
ーザ光線を受ける位置にシールドマシーン２に固定して
取り付けられている。
る受光体４並びに自動傾斜読み取り装＃１４と、これか
らのデータを処理して偏差量を算出しかつ、制御指令を
出すコンピューター装置１３と、制御指令を受けて作動
する複数個のジヤツキとにより制御される。光学投射器
３は基準点に固定装置されていて、光学投射器３から出
されるレーザ光線１１は基準線を構成する。受光体４と
自動傾斜読み取り装置】４とからなる偏差検知装置はレ
ーザ光線を受ける位置にシールドマシーン２に固定して
取り付けられている。
第２図には偏差検知装置の概略が断面で示されている。
受光体４はハーフミラ−５を前方に有しこの下に前方の
ターゲット板６がレーザ光縁１１に対して平行に所定の
距離を置いて設けられている。ハーフミラ−５の後方に
は後方ターゲット板７が設けられている。更に後方には
光線１２を出す自動整準付ランプ９が吊り下げられてい
る。自動整準付ランプに重錘を付は磁気制動などにより
静止させる。その下に光線１２を受ける別のターゲット
板８が設けられている。ターゲット板はすべて第３図に
示す如＜ＸＹ座標目盛を有するものであり、そこに当っ
た光謀の座標位置のデータを任意の態様で取り出せるよ
うになされている。自動整準付ランプ９と受光板８との
組み合せを自動傾斜読み取り装置１４と称す。
ターゲット板６がレーザ光縁１１に対して平行に所定の
距離を置いて設けられている。ハーフミラ−５の後方に
は後方ターゲット板７が設けられている。更に後方には
光線１２を出す自動整準付ランプ９が吊り下げられてい
る。自動整準付ランプに重錘を付は磁気制動などにより
静止させる。その下に光線１２を受ける別のターゲット
板８が設けられている。ターゲット板はすべて第３図に
示す如＜ＸＹ座標目盛を有するものであり、そこに当っ
た光謀の座標位置のデータを任意の態様で取り出せるよ
うになされている。自動整準付ランプ９と受光板８との
組み合せを自動傾斜読み取り装置１４と称す。
かかる構成の偏差検知装置がトンネル１の中心軸線から
距離りの点を置いてシールドマシーン２に図示の如く（
第１図および第４図参照）取り付けられている。
距離りの点を置いてシールドマシーン２に図示の如く（
第１図および第４図参照）取り付けられている。
シールドマシーンが正しい状態にあると゛き、レーザ光
縁１１の半分はターゲット板６の原点に当り、残りの半
分がターゲット板７の原点に当り、自動整準付ランプ９
の光線１２はターゲット板８の原点に当る。
縁１１の半分はターゲット板６の原点に当り、残りの半
分がターゲット板７の原点に当り、自動整準付ランプ９
の光線１２はターゲット板８の原点に当る。
ターゲット板６とターゲット板７との光路差は１１であ
り、自動整準付ランプ９の枢動点からターゲット板８ま
での距離は１２である。
り、自動整準付ランプ９の枢動点からターゲット板８ま
での距離は１２である。
第５図に示す如く、受光体４に対して相対的に示したレ
ーザ光線Ｐがハーフミラ−５の点Ｃに入射し反射してタ
ーゲット板６に点Ａで当たり、点Ｃより直進してターゲ
ット板７に点Ｂで当たる。
ーザ光線Ｐがハーフミラ−５の点Ｃに入射し反射してタ
ーゲット板６に点Ａで当たり、点Ｃより直進してターゲ
ット板７に点Ｂで当たる。
Ｓは受光体４の中心線であり、それぞれターゲット板６
，７の原点を通る。ターゲット板６のハーフミラ−５に
対する鏡面対称位置における点Ａ′は点Ｃから点Ｂに延
びた直線上にあり、Ａ′とＡは段面対称である。角０は
４５６が好ましい。
，７の原点を通る。ターゲット板６のハーフミラ−５に
対する鏡面対称位置における点Ａ′は点Ｃから点Ｂに延
びた直線上にあり、Ａ′とＡは段面対称である。角０は
４５６が好ましい。
かかる構成の偏差検知装置における各ターゲット板に当
る光線のＸＹ座標の位置のデータが、ターゲット板６で
ｘｌｙｌ：ターゲット板７でＸ２ｔＹ２ ：ターゲット
板８でｘａ 、 ｙ３ とすると、例えばピッチング
量θｐとローリング犠θｒはターゲット板８のデータよ
り θｐ＝ＩＸｎ ’ （Ｙ３／ １１）Ｏｒ ＝７ ”
（Ｘ３／ ｌｘ ）であり、ヨーイング抗θｙａは
ターゲット板６゜７のデータより θｙａ＝ｍ−１（（Ｘ２−１１）／ｊｈｉであり、シフ
ト量θｙ（上下方向）、θＸ（左右方向）はターゲット
板６とターゲット板８のデータより、 θｙ＝Ｙ１−Ｌ （１−ｃｏｓ （ｔａｎ １ （Ｘ３
／１ｔ）） ）θｘ＝Ｘ＋ Ｌｓｉｎ（ｔａｎ−１（
Ｘ３／Ｊｔ））となり、これらの値をコンピュータ１３
で算出して適当な方法でディスプレーに表示させる一方
、制御指令をコンピューター１３より出させる。なお、
前記Ｏｐは第３のターゲット板８からのデータにより得
ているが、第１および第２のターゲット板６．７からの
データからも得られよう。また、θｙ、θＸも第１およ
び％２のターゲット板６゜７からのデータからも得られ
よう。
る光線のＸＹ座標の位置のデータが、ターゲット板６で
ｘｌｙｌ：ターゲット板７でＸ２ｔＹ２ ：ターゲット
板８でｘａ 、 ｙ３ とすると、例えばピッチング
量θｐとローリング犠θｒはターゲット板８のデータよ
り θｐ＝ＩＸｎ ’ （Ｙ３／ １１）Ｏｒ ＝７ ”
（Ｘ３／ ｌｘ ）であり、ヨーイング抗θｙａは
ターゲット板６゜７のデータより θｙａ＝ｍ−１（（Ｘ２−１１）／ｊｈｉであり、シフ
ト量θｙ（上下方向）、θＸ（左右方向）はターゲット
板６とターゲット板８のデータより、 θｙ＝Ｙ１−Ｌ （１−ｃｏｓ （ｔａｎ １ （Ｘ３
／１ｔ）） ）θｘ＝Ｘ＋ Ｌｓｉｎ（ｔａｎ−１（
Ｘ３／Ｊｔ））となり、これらの値をコンピュータ１３
で算出して適当な方法でディスプレーに表示させる一方
、制御指令をコンピューター１３より出させる。なお、
前記Ｏｐは第３のターゲット板８からのデータにより得
ているが、第１および第２のターゲット板６．７からの
データからも得られよう。また、θｙ、θＸも第１およ
び％２のターゲット板６゜７からのデータからも得られ
よう。
また、コンビエータ−へは、ターゲット板からの情報と
土質情報がインプットされ、これらの情報からマシーン
の推力を算出し、方向制御が行なわれる。土質情報は予
備調査でのポーリングからのもの、あるいは施工中のマ
シーンのりツバ−ビリティなどから得たものが使われる
。
土質情報がインプットされ、これらの情報からマシーン
の推力を算出し、方向制御が行なわれる。土質情報は予
備調査でのポーリングからのもの、あるいは施工中のマ
シーンのりツバ−ビリティなどから得たものが使われる
。
発明の効果
本発明によりレーザ光線を同時に２枚のターゲット板で
受光でき、しかも可動部材の少ない堅牢な受光体が提供
される。シールドマシーンの制御を自動化する上で、タ
ーゲット板を枢動させるということは装置が複雑となり
、しかも信頼度の欠く要素を増すということであること
から、本発明の受光方法は傾斜読み取りに際し重要な効
果を発揮するのである。また自動整準付ランプを採用し
たため、オートジャイロの如き欠点が除去されるのであ
る。
受光でき、しかも可動部材の少ない堅牢な受光体が提供
される。シールドマシーンの制御を自動化する上で、タ
ーゲット板を枢動させるということは装置が複雑となり
、しかも信頼度の欠く要素を増すということであること
から、本発明の受光方法は傾斜読み取りに際し重要な効
果を発揮するのである。また自動整準付ランプを採用し
たため、オートジャイロの如き欠点が除去されるのであ
る。
第１図はトンネル掘削の概略を示す図、第２図は偏差検
知装置の概略を示す図、第３図はターゲット板を説明す
る図、第４図は受光体の取付は位置を示す図、第５図は
受光方法を詳細に示す図である。 なお、１はトンネル、２はシールドマシーン、３は光学
投射器、４は受光体、１１は先縁、１３はコンピュータ
ー装置、５はハーフミラ−１６゜７、および８はターゲ
ット板、９は自動整準付ランプを示す。 第１図
知装置の概略を示す図、第３図はターゲット板を説明す
る図、第４図は受光体の取付は位置を示す図、第５図は
受光方法を詳細に示す図である。 なお、１はトンネル、２はシールドマシーン、３は光学
投射器、４は受光体、１１は先縁、１３はコンピュータ
ー装置、５はハーフミラ−１６゜７、および８はターゲ
ット板、９は自動整準付ランプを示す。 第１図
Claims (3)
- （１）基準点に固定配置されて一定の方向に光線（１１
）を出す光学投射器（３）、ＸＹ座標目盛を有する２枚
のターゲット板（６、７）とこれらターゲット板の間に
配置されたハーフミラー（５）とからなり前記光線（１
１）をターゲット板を何ら枢動させることなく両方のタ
ーゲット板で同時に受光する受光体（４）、およびこの
受光体（４）の後方に設けられた自動傾斜読み取り装置
（１４）を具備し、前記受光体（４）並びに前記自動傾
斜読み取り装置（１４）をシールドマシーン中心より所
定の距離（Ｌ）に前記マシーンに装着し、更に、前記受
光体（４）並びに前記自動傾斜読み取り装置（１４）に
より検知されたデータを分析処理して偏差量を算出し、
かつ、これに基づきシールドマシーンの方向制御の指令
を出す演算機（１３）を具備したことを特徴とするシー
ルドマシーンの方向制御における偏差量検出装置。 - （２）前記自動傾斜読み取り装置（１４）は自動整準付
ランプ（９）とこれからの光線を受光するＸＹ座標目盛
付ターゲット板（８）とからなる特許請求の範囲第１項
記載のシールドマシーンの方向制御における偏差量検出
装置。 - （３）前記受光体（４）は２枚のターゲット板（６、７
）の間にハーフミラー（５）を配置し、光学投射器（３
）に近い方のターゲット板（６）は前記光線（１１）に
対してほぼ平行に所定の距離を置いて設け、前記ハーフ
ミラー（５）は前記光線（１１）に対してほぼ４５°の
角度になし、光学投射器（３）に遠い方のターゲット板
（７）は前記ハーフミラーに対する前記の前方のターゲ
ット板の鏡面対称位置（６′）より前記光線に沿って後
方に所定の距離（ｌ＿１）を置いて配置して成る特許請
求の範囲第１項記載のシールドマシーンの方向制御にお
ける偏差負検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19759884A JPS6175211A (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | シ−ルドマシンの方向制御における偏差量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19759884A JPS6175211A (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | シ−ルドマシンの方向制御における偏差量検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6175211A true JPS6175211A (ja) | 1986-04-17 |
Family
ID=16377142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19759884A Pending JPS6175211A (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | シ−ルドマシンの方向制御における偏差量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6175211A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007521900A (ja) * | 2004-02-11 | 2007-08-09 | シャネル パルファン ボーテ | 化粧、洗浄または医薬調合物のためのディスペンサ |
| CN102753785A (zh) * | 2010-02-19 | 2012-10-24 | 卡特彼勒全球矿场欧洲有限公司 | 用于确定开采采掘设备中的设备部件的位置的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57112596A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-13 | Fuji Electric Co Ltd | Excavation direction controller for excavator |
| JPS57206810A (en) * | 1981-06-13 | 1982-12-18 | Okumura Constr Co Ltd | Measuring device for shielding device |
-
1984
- 1984-09-19 JP JP19759884A patent/JPS6175211A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57112596A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-13 | Fuji Electric Co Ltd | Excavation direction controller for excavator |
| JPS57206810A (en) * | 1981-06-13 | 1982-12-18 | Okumura Constr Co Ltd | Measuring device for shielding device |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007521900A (ja) * | 2004-02-11 | 2007-08-09 | シャネル パルファン ボーテ | 化粧、洗浄または医薬調合物のためのディスペンサ |
| JP4879027B2 (ja) * | 2004-02-11 | 2012-02-15 | シャネル パルファン ボーテ | 化粧、洗浄または医薬調合物のためのディスペンサ |
| CN102753785A (zh) * | 2010-02-19 | 2012-10-24 | 卡特彼勒全球矿场欧洲有限公司 | 用于确定开采采掘设备中的设备部件的位置的方法 |
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