JPS6276407A - 掘削機の姿勢検出装置 - Google Patents

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、スポット状に投
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３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軸方向の二軸方向に変位するた
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器（３０）には、
前記一方の方向に沿う受光素子（３１）の複数を、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、受光器には、レーザビームに対する一軸方向の
受光位置を検出するだけにもかかわらず、−軸方向の線
に沿う受光素子を他の方向に平行に並べなければならな
いために、全体としての必要受光素子の数が多くなり、
生産が困難でしかもコストが高くなる欠点があった。

本発明の目的は、受光ｎ６こ備える必要受光素子の数を
少なくできるようにする点にある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明における掘削機の姿勢検出装置の特徴構成は、レ
ーザビームを扇形状に拡散する透過光に変換するレンズ
をレーザビームの照射線上に設け、受光器は、前記レン
ズからの透過光を含む面に対して交差する線に沿って配
置した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、受光器の受光素子を、たとえばＸ軸方向の線に
沿って配置しである場合、レンズによってレーザビーム
がＹ軸方向にのみ扇形状に拡散され、その拡散したレー
ザビームの一部が受光素子を照射するために、レーザビ
ームがＹ軸方向に多少変位しても、レンズからの’？ｉ
Ａ光のＹ軸方向における一部が、受光素子を照射し、Ｘ
軸方向の受光位置の検出を可能にする。

そして、受光素子がＹ軸方向の線上に並設しである場合
も同様に、レーザビームがＸ軸方向に変位しても、Ｙ軸
方向の検出は可能である。

〔発明の効果〕

従って、受光器の受光素子を一軸方向の線に沿って配置
するだけで、レーザビームの二軸方向の変位にかかわら
ず一方向の受光位置検出機能は確実に維持でき、受光器
に必要な素子の数を少なくできて、掘削機における姿勢
検出装置を、検出精度を良好に維持しながら低コストで
製作しやすいものにできた。

〔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２図に、掘削機（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）で施工ピント（４）側に搬出しなが
ら、施工ピット（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、施工ピント（４）に設置したレ
ーザトランショット（６）から予定推進方向にレーザビ
ーム（Ｌ）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機
（１）の位置と予定推進方向に対する掘削機（１）のヨ
ーイング角とピッ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
施工ビット（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（１，＋）。

（Ｌ２）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ために、一方の反射レーザビーム
（し、）の照射線上に、その反射レーザビーム（Ｌ、）
を扇形状のＹ軸相当方向にのみ拡散する透過光に変換す
る第１拡散レンズ（１９）を設けると共に、第１拡散レ
ンズ（１９）からの透過光を含む面に対して、交差する
Ｘ軸相当方向線に沿っての受光素子（１５）を配置して
、Ｘ軸方向の受光位置を検出する第１受光器（１２）を
形成してあり、また、他方の反射レーザビーム（Ｌ２）
の照射線上に、その反射レーザビーム（Ｌ２）を扇形状
のＸ軸相当方向にのみ拡散する透過光に変換する第２拡
散レンズ（２０）を設けると共に、第２拡散レンズ（２
０）からの透過光を含む面に対して、交差するＹ軸相当
方向の線に沿って素子（１５）を配置して、Ｙ軸方向の
受光位置を検出する第２受光器（１３）を形成しである
。

そして更に、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（し３）に対する受光位置検出方向がＸ軸及
びＹ軸方向となる二輪方向受光位置検出型の第３受光セ
ンサー（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ＲＨ（１３）から各別に得るように、又、予定推
進方向に対する掘削機（１）のヨーイング角を求めるた
めの情報を、レーザトランシット（６）からの距離が実
質的に異なる２つの第１受光器（１２）と第３受光器（
１６）とから得るように構成すると共に、掘削機（１）
のピンチ角を求めるための情報を、レーザトランシフト
（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。

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Ｉ
−（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ｙ　）　（
１７）の横側に、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１−ム（Ｌ３）の通過位置と掘削機基準軸線
（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）について施工ピット（４）からトラ
ンシフ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
。

受光素子（１５）としては、′例えば０．４１１幅で長
さ１０ｍ１のアモルファスの素子を、０．５龍ピフチで
複数個並設し、１０ｍｍＸ１００　ｉｎの大きさとした
ものをあげることができる。

前記第１、第２拡散レンズ（１９）　、　（２０）は、
円柱状のガラス棒（２１）を複数本、反射レーザビーム
（ｔ＋）、（ｔｚ）に対して直交する平面上に並べたも
のから形成してあり、ガラス棒（２１）の並設方向に透
過光が扇形状に拡散されるものである。

〔別実施例〕

前記第１、第２拡散レンズ（１９）　、　（２０）は、
複数本のガラス棒（２１）から成るもの以外に、Ｘ軸、
Ｙ軸相当方向の内の一方の方向には厚みが一定で、他方
の方向には厚み変化があるレンズから成るもので良く、
それらを単にレンズと総称する。

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図は掘削
機の一部断面を示す全体図、第３図は従来例を示す要部
斜視図である。 （１２）　、　（１３）・・・・・・受光器、（工５）
・・・・・・受光素子、（１９）　、　（２０）・・・
・・・レンズ、（Ｌ）・・・・・・レーザビーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スポット状に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）を扇形状に拡散す
   る透過光に変換するレンズ（１９）、（２０）をレーザ
   ビーム（Ｌ）の照射線上に設け、前記受光器（１２）、
   （１３）は、前記レンズ（１９）、（２０）からの透過
   光を含む面に対して交差する線上に沿って配置した受光
   素子（１５）を備えた掘削機の姿勢検出装置。