JPS6276406A

JPS6276406A - 掘削機の姿勢検出装置

Info

Publication number: JPS6276406A
Application number: JP21769385A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hamuro; 羽室　浩; Masaaki Tsuchimoto; 土本　正明; Masahiro Imomoto; 芋本　昌裕; Shoji Sugioka; 杉岡　昭司
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1985-09-30
Filing date: 1985-09-30
Publication date: 1987-04-08
Also published as: JPH0367576B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、推進工法に用いる掘削機の推進姿勢を、予定
推進方向に投光したレーザビームの受光位置の検出に基
づいて計測する装置に関し、詳しくは、投光されたレー
ザビームを検出する受光器を備えた掘削機の姿勢検出装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来、上記姿勢検出装置では、第４図に示すように、レ
ーザビーム（Ｌ）が掘削機の基準軸線（Ｐ）に対して水
平なＸ軸方向と垂直なＹ軸方向の二次元方向に変位する
ために、レーザビームのＸ軸方向又はＹ軸方向のどちら
か一方に対する受光位置を検出する受光２Ｂ（３０）に
は、前記一方の方向の線に沿う受光素子（３１）を、複
数、他方の方向に平行に並べて設けてあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、検出範囲を拡げるためには、受光器（３０）に
並べる受光素子の数を多くしなければならず、生産が困
難でコストが高くなるだけでなく、受光面積が増し受光
器（３０）を設置する必要スペースが太き（なる欠点が
あった。

本発明の目的は、受光器に備える全体の受光素子の数を
少なくできるようにする点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明における掘削機の姿勢検出装置の特徴構成は、レ
ーザビームを反射する凹面反射鏡を備えると共に、前記
凹面反射鏡の反射面を、放物線又は放物線に近似の曲線
を平行移動した軌跡面に相当する弯曲面に形成し、受光
器が、前記弯曲面を形成する放物線に対する焦点の軌跡
線に沿う受光素子を備えたことにあり、その作用効果は
次の通りである。

〔作　用〕

つまり、水平に投光されるレーザビームに対して、たと
えば直交する水平なＸ軸方向に沿って受光器の受光素子
を設けである場合、凹面反射鏡は、垂直なＹ軸方向に弯
曲するが、Ｘ軸方向には弯曲せず、しかも、弯曲面を形
成する放物線に対する焦点の軌跡線上に受光素子を位置
させであるために、Ｙ軸方向に変位するレーザビームを
、全て投光量をほとんど変えずに前記素子に集め、レー
ザビームのＸ軸方向への変位だけを確実に検出可能にす
る。また反対に、受光器の受光素子をＹ軸方向に沿って
設けである場合は、レーザビームのＸ軸方向への変位に
がかわらず、Ｙ軸方向への変位だけを確実に検出できる
。

〔発明の効果〕

従って、受光器の受光素子を一列に配置するだけで、レ
ーザビームの二次元方向の変位にかかわらずその内の一
方向の位置検出機能は常に維持できるために、検出性能
及び検出範囲を変えずに受光器の面積を従来より小さく
して受光器のコストを低下させることができると共に、
受光器を設置する必要スペースを小さくでき、全体とし
て掘削機における姿勢検出装置をコンパクトで経済的に
有利なものにすることができた。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図に、掘削ａ（１）に対して継足し状に接続した推
進管（２）群を、掘削機（１）による掘削土砂をスクリ
ューコンベア（３）で施工ビット（４）側に搬出しなが
ら、施工ビット（４）に設置した推進機（５）により土
中に押入する推進工法の施工状態を示しである。

前記掘削機（１）には、施工ビット（４）に設置したレ
ーザトランシット（６）から予定推進方向にレーザビー
ム（１、）を投光するのに対して、そのレーザビーム（
Ｌ）を掘削機（１）側において受光する際の受光位置を
垂直方向並びに水平方向の夫々について検出すると共に
、ピッチ角及びヨーイング角を検出する掘削機（１）の
姿勢検出装置（７）を装備しである。

一方、姿勢検出装置（７）の検出結果に基づいて垂直な
Ｙ軸方向並びに水平なＸ軸方向の夫々についての掘削ａ
（１）の位置と予定推進方向に対する掘削機（１）のヨ
ーイング角とピンチ角とを算出すると共に、それら算出
結果を操作者に対して表示し、更に、それら算出結果に
基づいて掘削機（１）の先端部を遠隔首振り操作するこ
とにより、土中推進経路を予定経路に合わせるように掘
削機（１）の推進方向を自動修正する制御装置（９）を
施エビノ１−（４）側に設置しである。

前記姿勢検出装置（７）は、第１図に示すように、掘削
機（１）の基準軸線（Ｐ）上に投光レーザビーム（Ｌ）
に対する第１及び第２ハーフミラ−（１０）。

（１１）を並設すると共に、それらハーフミラ−（１０
）、（１１）からの反射レーザビーム（Ｌｌ）、　（Ｌ
２）を各別に受光してその際の受光位置を夫々−軸方向
について検出する第１及び第２受光器（１２）　。

（１３）を設け、第１及び第２ハーフミラ−（１０）　
。

（１１）を通過した透過レーザビーム（Ｌ３）を集光す
る集光レンズ（１４）を基準軸線（Ｐ）上に設けると共
に、それら集光レンズ（１４）により集光された透過レ
ーザビーム（Ｌ、）に対する受光位置検出方向がＸ軸及
びＹ軸方向となる二軸方向受光位置検出型の第３受光器
（１６）を、基準軸線（Ｐ）と直交する状態に配設しで
ある。

つまり、垂直方向並びに水平方向における掘削機（１）
の位置を求めるための情報を第１受光器（１２）及び第
２受光器（１３）から各別に得るように、又、予定推進
方向に対する掘削ａ（１）のヨーイング角を求めるため
の情報を、レーザトランシ・７ト（６）からの距離が実
質的に異なる２つの第１受光２３（１２）と第３受光器
（１６）から得るように構成すると共に、掘削器（１）
のピンチ角を求めるための情報を、レーザトランシット
（６）からの距離が実質的に異なる２つの第２受光器（
１３）と第３受光器（１６）とから得るように構成しで
ある。

前記第１及び第２ハーフミラ−（１０）　、　（１１）
は、第１図及び第２図に示すように、凹面反射鏡から形
成してあり、その反射面（２０）を、放物線又は放物線
に近似の曲線を平行移動した軌跡面に相当する弯曲面（
２１）に形成しである。この第１及び第２ハーフミラ−
（１０）、　（１１）は、例えば透明なポリエステルか
ら成る厚さ１００μ程度のプラスチックフィルムの一面
に酸化チタンを蒸着して反射膜を形成し、他面にフッ化
マグネシウムを蒸着した反射防止膜を形成し、このプラ
スチックフィルムを枠体（１９）に張着したものを用い
ることができる。

そして、前記第１及び第２受光器（１２）　、　（１３
）ば、前記弯曲面（２１）を形成する放物線に対する焦
点の軌跡線に沿う受光素子（１５）を備えている。

つまり第１ハーフミラ−（１０）は、Ｙ軸方向に弯曲す
る弯曲面（２１）を形成し、この第１ハーフミラ−（１
０）からの反射レーザビーム（Ｌｌ）に対する第１受光
器（１２）は、Ｘ軸方向に沿う受光素子（１５）を備え
ており、また、第２ハーフミラ−（１１）は、Ｘ軸方向
に弯曲する弯曲面（２１）を形成し、この第２ハーフミ
ラ−（１１）からの反射レーザビーム（Ｌｚ）に対する
第２受光器（１３）は、Ｙ軸方向の線に沿う受光素子（
ｒ５）を備えている。

受光素子（１５）としては、例えば０．４　ｍｍ幅で長
す１０１１のアモルファスの素子を０．５龍ピンチで複
数個並設し、１０ｍｍ　Ｘ　ＩＱＱ　ｘｓ大きさとした
ものをあげることができる。

尚、第２ハーフミラ−（１１）と集光レンズ（１４）と
の間において基準軸線（Ｐ）上に、格子状の目視ターゲ
ソｌ−（１７）を基準軸線（Ｐ）　と直交する姿勢で設
けると共に、その目視ターゲット（１７）に目盛を構成
する糸状体に発光塗料を塗布し、更に、目視ターゲソｌ
−（１７）の横倒に、発光塗料を発光させるための蛍光
灯（１８）を配備し、もって、発光状態にある目盛を用
いて透過レーザビーム（＋−３）の通過位置と掘削機基
阜軸線（Ｐ）との相対変位量を垂直方向（Ｙ軸方向）並
びに水平方向（Ｘ軸方向）について施工ビット（４）か
らトランシットで読むことにより、予定推進経路に対す
る掘削機（１）の変位状態を目視で認知できるようにし
である。

〔別実施例〕

前記凹面反射鏡（１０）、（１１）は、ガラスから形成
しても良く、また、前記反射面（２０）が全反射する鏡
面であっても良い。そして、全反射する反射面（２０）
を有する凹面反射鏡（１０）　、　（１１）の場合には
、レーザビーム（Ｉ、）を偏平なハーフミラ−によって
Ｘ−Ｙ二方向受光位置測定用に各別に分け、その分かれ
た２つの反射レーザビームを夫々凹面反射鏡と受光器と
によって別々に受光して、その受光位置を検出するよう
に構成すれば良い。前記受光素子（１５）は、複数の素
子から構成せず、１つの大きな素子で形成したものであ
っても良い。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る掘削機の姿勢検出装置の実施例を示
し、第１図は姿勢検出装置の概略斜視図、第２図は凹面
反射鏡の側面図、第３図は掘削機の一部断面を示す全体
図、第４図は従来例を示す要部斜視図である。（１０）　、　（１１）・・・・・・凹面反射鏡、（１
２）　、　（１３）・・・・・・受光器、（１５）・・
・・・・受光素子、（２０）・・・・・・反射面、（２
１）・・・・・・弯曲面、（Ｌ）・・・・・・レーザビ
ーム。

Claims

【特許請求の範囲】

投光されたレーザビーム（Ｌ）を検出する受光器（１２
）、（１３）を備えた掘削機の姿勢検出装置であって、
前記レーザビーム（Ｌ）を反射する凹面反射鏡（１０）
、（１１）を備えると共に、前記凹面反射鏡（１０）、
（１１）の反射面（２０）を、放物線又は放物線に近似
の曲線を平行移動した軌跡面に相当する弯曲面（２１）
に形成し、前記受光器（１２）、（１３）が、前記弯曲
面（２１）を形成する放物線に対する焦点の軌跡線に沿
う受光素子（１５）を備えた掘削機の姿勢検出装置。