WO1994000673A1

WO1994000673A1 - Control apparatus for excavators

Info

Publication number: WO1994000673A1
Application number: PCT/JP1993/000838
Authority: WO
Inventors: Tadayuki Hanamoto; Yutaka Kato; Norio Takahashi
Original assignee: Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1993-06-22
Publication date: 1994-01-06
Also published as: JPH062491A; JP2678706B2; US5478170A; TW240271B

Description

明细書掘進機の制御装置技術分野

本発明は水道管、ガス管等の埋設施工を行う小口径管推進機（商品名：アイアンモール）等の掘進機を制御する装置に関する。

背景技術

水道管、ガス管等を地中埋設するためにトンネル掘進を行う地中掘進機の分野では、施工計画ライン通りに自動的に推進すべく、種々の制御装置が開発されている。この種の制御装置の 1つとして特願平 3— 3 3 2 8 9 1号に開示されたものがあり、方向修正用のァクチユエ一タを有したオーガ式の 1工程工法の掘進機において予め土質条件を入力して、この入力値と掘進機の位置ずれ、ずれ角、推進力等の計測値とに基づくファジー推論により各ァクチユエ一夕を制御するようにしている。

ところが、掘進機が推進する場所の土質は、実際には一定ではなく推進するにしたがい逐次変化するものである。このため、入力された土質条件に基づき一義的に各ァクチユエ一タを制御したのでは、推進の精度が劣化することとなるし場合によっては推進そのものが不可能となる場合さえある。したがって、入力さた土質条件はあくまでも初期値としつつ逐次変化する土質条件を捕らえて、この捕らえた土質条件に基づき各ァクチユエ一夕を制御することで、絶えず変化する土質条件に対応できる装置の開発が望まれる。本発明の第 1発明はこれを目的とするものである。

また、掘進機を自動運転する場合には、システム各部の故障等を自己診断チェックして故障等に迅速に対応できるこヒが、装置の信頼性を向上させる上で要求されるが、従来にあってはせいぜい作業開始前の始業点検が行われているに過ぎなかった。しかし、掘進機のシステムが複雑になればなるほど始業前を含め運転の各段階で故障等は発生するし、また運転の各段階によって故障等の内容も異なつている。本発明の第 2発明は、運転の各段階に応じた自己診断チヱックおよびチェック内容の表示を可能ならしめ、チヱックを適切かつ迅速に行い装置の信頼性を飛躍的に向上させることを目的としている。

さらに、また掘進機の施工のデータは、たとえ停電等があつたとしてもその内容が消滅しないようバックアツプ用のメモリに格納しておかれることが多い。この場合、その保存の仕方として本来の作業効率が損なわれないようにすることが望ましい。本発明の第 3発明は、オーガ式の 1工程工法の掘進機に適合した保存の仕方を提供するものである。

発明の開示

そこで、この発明の第 1発明の一つでは、先端に堀削を行うカツ夕を有し、カツタ回転用のァクチユエ一夕によって前記カツタを回転させるとともに推進用のァクチユエ一夕により掘進機を推進させて地中を掘進する掘進機の制御装置において、

掘進機が掘進する場所の土質条件を入力する入力手段と、前記入力手段によって入力された土質条件に応じて前記カツ夕の基準回転数と前記掘進機の基準推進速度を設定する設定手段と、前記各ァクチユエ一夕にかかる負荷を検出する負荷検出手段と、前記設定手段によって設定された基準回転数が得られるよう前記カツ夕回転用ァクチユエ一夕を制御する回転数制御手段と、

前記負荷検出手段によって両ァクチユエ一夕の負荷がそれぞれ所定範囲内にあることが検出されている場合に、前記設定手段で設定された基準推進速度が得られるように前記推進用ァクチユエ一夕を制御するとともに、前記負荷検出手段によっていずれかのァクチ二エータの負荷が前記所定範囲外にあることが検出された場合に、前記基準推進速度よりも推進速度を減じ、または上昇させるように前記推進用ァクチユエータを制御する速度制御手段と

を具えている。

また、この発明の第 2発明では、掘進機を運転するためのデータが入力される入力手段と、前記掘進機の各部の状態を検出するセンザと、前記掘進機の各部を駆動するァクチユエ一夕と、前記入力手段による入力データと前記センサによる検出値とに基づき所定の処理を行うとともに前記ァクチユエ一夕を駆動制御して前記掘進機を運転するコントロ一ラと、前記コントローラによる処理結果を表示する表示手段とを有し、これら掘進.機と入力手段とセンサとァクチユエ一夕とコントローラと表示手段とを有線または無線にて接続した掘進機の制御装置において、

運転の各段階を指示する運転段階データが前記入力手段より入力される力、、または所定のセンサにより運転段階が検出された場合に、前記コントローラは、入力され、または検出された運転段階に応じて、前記入力手段および前記コントローラ各部の機能チヱックまたは前記センサの検出値に.基づく前記センサの検出値の異常チェックまたは前言さセンサの検出値に基づく前記ァクチユエ一夕の動作状態のチェックまたは前記有線または無線における ί言号送出状態のチ二ックを行い、これらチニック結果を前記表示手段に表示するようにしている。

また、この発明の第 3発明では、 1 ストローク単位で推進され、 1 ストローク推進終了ごとに所定の段取り替えを行う掘進機と、該掘進機の各部の状態を検出するセンサと、前記掘進機を 1 ストローク単位で推進させるァクチユエ一夕と、前記掘進機を運転させるためのデータが入力される入力手段と、前記入力手段による入力デ一夕と前記センサによる検出値とに基づき所定の処理を行うとともに前記ァクチユエ一タを駆動制御して前記掘進機を運転するコン卜口 —ラと、前記コン卜ローラによる処理結果を記憶する記憶媒体とを有した掘進機の制御装置において、前記掘進機が 1 ストローク推進したことを検出する検出手段を具え、

前記コントローラは、前記センサの検出値に基づき施行データを作成して、前記検出手段によって前記掘進機が 1 ストローク推進したことが検出されるごとに、ァクチユエ一夕をオフさせ、前記作成された施行データを前記記憶媒体に書き込む処理を行うようにしている o

上記第 1発明の構成によれば、掘進機が掘進する場所の土質条件が入力される。そこで、この入力された土質条件に応じてカツタの基準回転数と掘進機の基準推進速度が設定される。一方において各ァクチユエ一タにかかる負荷が検出される。力ッタ回転用ァクチュエータはカツタにおいて上記設定された基準回転数が得られるよう制御される。そして両ァクチユエータの負荷がそれぞれ所定範囲内にあることが検出されている場合には、掘進機において上記設定された基準推進速度が得られるように推進用ァクチユエ一夕が制御される。しかし、いずれかのァクチユエ一夕の負荷が上記所定範囲外にあることが検出された場合は、土質条件が変化した場合なので、上記設定された基準推進速度よりも推進速度を減じ、または上昇させるように推進用ァクチユエ一夕が制御される。このように逐次変化する土質条件に応じて推進用ァクチユエ一夕が制御されて、土質条件の変化に対応できる速度制御がなされる。

同様にして請求項 3においては過去の位置 · 姿勢の履歴から土質条件の変化が捕らえられ、それに応じた方向修正の制御がなされ、請求項 4においては土質条件の変化に応じたピンチ弁の制御がなされ、請求項 5においては土質条件の変化に応じた注水の制御がなされる。

また、上記第 2発明の構成によれば、運転の各段階を指示する運転段階データが入力手段より入力され、またはセンサによって検出される。コントローラは、入力され、または検出された運転段階の内容に応じて、入力手段およびコントローラ各部の機能チヱックまたはセンサの検出値に基づくセンサの検出値の異常チヱックまたはセンサの検出値に基づくァクチユエ一夕の動作状態のチヱックまたは有線または無線における信号送出状態のチックを行い、これらチック結果を表示手段に表示する。すなわち、運転の各段階に応じた自己診断チヱックおよびチエック内容の表示がなされ、チエツクが適切かつ迅速に行われる

また、上記第 3発明の構成によれば、掘進機が 1 ストローク推進したことが検出され、コントローラ.は、掘進機が 1 ストローク推進したことが検出されるごとに、ァクチユエータをオフさせ、センサの検出値に基づいた 1 ストローク推進中における施行データを記憶媒体に書き込む処理を行う。これによりオーガ式の 1工程工法の推進機における 1 ス卜ロークごとの施工データが、掘進を行っていない段取り替え中に順次記憶され、推進機の作業効率が損なわれることがなくなる。

.図面の簡単な説明

第 1図は本発明に係る掘進機の制御装置の実施例に適用される小口径管推進機の横断面を示す図、

第 2図は実施例の制御装置の構成を示すブ π ック図、

第 3図は実施例において施工デー夕の処理を行う装置の構成を示すブロック図、

第 4図は実施例の複合制御の処理手順を示すフローチャート、第 5図は実施例の閉塞解除ルーチンの処理手順を示すフローチヤ - ト、

第 6図は実施例の方向修正ルーチンの処理手順を示すフローチヤート、

第 7図は実施例の掘進機の推進速度を求める演算を説明するために用いた図、

第 8図は実施例の掘進機の力ッタおよびスクリューにかかるトルクの時間変化を例示したグラフ、

第 9図は実施例の自己診断および異常警告処理の処理手順を示すフローチヤ一ト、

第 1 ◦図は実施例の施工データ記録処理の処理手順を示すフ口一チヤ一トである。

発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して本発明に係る掘進機の制御装置の実施例について説明する。

第 1図は実施例に適用される小口径地中掘進機 1 (以下単に「掘進機 1」という）の横断面を、第 2図は実施例の制御装置の構成のブロック図を、第 3図は施工データを解析する装置のブロック図をそれぞれ示している。なお、掘進機 1 はガス管等の埋設管の先導管として機能する。

これら図に示すように発進立抗 H Lにはレ一ザセォドライト 2力く配設され、これより掘進機 1 内部のレーザターゲット 3に向けて照射されるレーザ光 Lの照射位置に応じて、掘削機 1 の現在の位置および現在の姿勢角が検出される。なお、このレーザ光照射による位置 · 姿勢角の詳細はたとえば本出願人による特願平 1 一 3 1 2 1 9 9号によって公知となっており、本発明の主旨とは直接関係しないので省略する。

さて、第 1 図において掘進機 1 の先端にはカツタぺッド 4が上下左右の各方向に配設された方向修正シリンダ 5により揺動自在に配設されており、その摇動角度が近接センサ.6により検出される。近接センサ 6の検出角度は先導管コントロ一ラ 7 にフィ一ドバックされ、コントローラ 7は方向切換弁 8 (第 2図参照）を介して方向修正シリンダ 5を駆動制御する。カツ夕へッド 4の先端にはカツタ 9 が配設され、このカツタ 9が回転することにより堀削が行われる。カツタ 9は、掘進機 1長手方向に配されたスクリュー 1 0 (いわゆるオーガ）と一体に形成されており、このスクリユー 1 0はカツ夕 9 と共に回転することによりカツタ 9 によって堀削された切羽の土砂を後方に排土する作用をなす。

スクリュー 1 0はケーシング 1 1 により覆われており、このケーシング 1 1 とスクリュー 1 ◦ との間の通路 1 2を、排土される土砂が通過する。通路 1 2の途中には加えられるエアの圧に応じて上記通路 1 2の断面積を変化させるピンチ弁 1 3が配設されている。

また、ピンチ弁 1 3より前方の通路 1 2には、図示せぬ注水口が配されており、この注水口より泥しよぅ材または水が通路 1 2に注水される。上記注水口にはたとえば.地上に設けられた注水切換弁 1 4 (第 2図参照）を介して上記泥しよう'材等が供給される。注冰切換弁 1 4が作動して泥しょう材が通路 1 2に注入されると砂質の排土がスラリー状となり、排土が通路 1 2内をスクリュー 1 0に過大な負荷がかけることなく通過できるようになる。同様に注水切換弁 1 4が作動して水が通路 1 2に注入されると排土が粘性質のときに水性化され、排土が通路 1 2内をスクリュー 1 0に過大な負荷をかけることなく通過できる.ようになる。

発進立抗 H Lにおいては、掘進機 1 と一体の押板 1 5力反カバ一 1 6の長手方向に移動自在に配設されている。押板 1 5は推進シリンダ 1 7により紙面左方向に駆動され、掘進機 1 を推進させる。ここで、推進シリンダ 1 7が反カバ一 1 6長手方向に移動しきるまでの工程を「 1 ストローク」という。 1 ストローク推進すると、再度 1 ス卜ローク推進させるために発進立抗 H Lにおいて所定の段取り替えが行われる。なお、掘進機の種類によっては 1 ストローク終了後に後方に埋設管を接続こともあり、また複数ストローク（たとえば 2 ストローク半）で埋設管を接統することもある。

一方、発進立抗 H Lには油圧モータ 1 8が配設されており、この油圧モータ 1 8が駆動されることにより所定の伝導機構を介して上記スクリユー 1 0およびカツタ 9が回転する。

さて、第 2図においてィンバータモータ 1 9は油圧ポンプ 2 〇の駆動源であり、この油圧ポンプ 2 ◦から吐出される圧油が油圧弁群 2 1 に供給される。油圧弁群 2 1 は、主として推進ジャツキ切換弁 2 2およびカツタモータ切換弁 2 3を有しており、それぞれが所要に作動されることにより推進シリンダ 1 7およびカツタ 9およびスクリュー 1 ◦駆動用の油圧モータ 1 8に圧油が供給され、これら力 < 駆動する。

一方、エアコンプレッサ 2 4は空圧回路の駆動源であり、このェアコンプレッサ 2 4から吐出されるエアは空圧弁群 2 5に供給される。空圧弁群 2 5は、主としてピンチ弁圧力制御弁 2 6、上記注水切換弁 1 4、ピン抜き用切換弁 2 7からなつている。このうち、ピンチ弁圧力制御弁 2 6が作動するとピンチ弁 1 3に所定圧のエアが加えられ、上記通路 1 2の断面積を変化させる。また、注水切換弁 1 4が作動すると、上記のごとく通路 1 2に水または泥しょう材用ポンプ 2 8を介して水または泥しよぅ材が供辁される。さらにピン抜き用切換弁 2 7が作動すると、段取り替え用のシリンダ 2 9が駆動され、これによつて 1 ストローク終了後の段取り替えが行われる。滑材ポンプ 3 0 は掘進機 1 の表面に滑材を供耠するために設けられており、推進中に滑材吐出口 3 1 (第 1 図参照）より滑材が掘進機 1表面に吐出され、掘進をスムーズに行わせる。

油圧 · 空圧センサ 3 2は上述した油圧回路および空圧回路の主要部に配された圧力センサである。

さて、操作盤 3 3は、発進立抗 H Lあるいは地上のオペレータ力く操作しやすい場所に配置されており、 C P Uおよびメモリを中心として構成される操作盤コン卜ローラ 3 4 と、キーボードを中心として構成される入力装置 3 5 と、 C R T等の表示画面を有しているディスプレイ 3 6 と、 I Cカード 3 7への書き込みおよび読みだしを行う I Cカードリードライタ 3 8と、点滅によって掘進中であることをオペレータへ知らせるパ卜ライト 3 と力、ら構成されている。操作盤コントロ一ラ 3 4は入出力ボード 4 0を有しており、この入出力ボード 4 ◦を介して既述の各センサからの信号が入力されるとともに、既述の各ァクチユエ一夕に対する制御信号が出力される。すなわち、油圧 ♦ 空圧センサ 3 2の検出信号が故障信号とともに入力され、インバ一タモータ 1 9に制御 ί言号が出力され、空圧弁群 2 5および油圧弁群 2 1 のソレノィドに制御 ί言号が出力され、レーザターゲット 3からの位置 · 姿勢角の検出信号がエラー信号とともに入力される。そして先導管コンドローラ 7が入出力ボード 4 0を介して制御され、同時にエラー信号がコントローラ 3 4内に入力される。さらに、入出力ボード 4 0を介してパトライト 3 9を点滅させるための信号が出力され、 I C力一ドリードライ夕 3 8へ書き込みのための制御信号が出力され、読みだした内容が入力される。

入力装置 3 5は掘進機 1 を運転させるためのデータをキーボードを介して入力するものであり、データはコントローラ 3 4内に取り込まれる。そしてコントローラ 3 4 は所定の処理結果をディスプレィ 3 6に表示してオペレータに必要な情報を付与する。

以下、操作盤コン卜ローラ 3 4の C P Uで実行される処理について説明する。なお、処理プログラムは C P Uのメモリに記憶されており、オペレータがキーボを所要にキー操作することにより実行されるものとする。

さて、上記 I Cカード 3 7 に掘進機 1 の施行データが格納されたとすると、それを取り出し携行して、第 3図に示すように施行デー夕の解析を行う建屋に配置された I Cカードリ一ドライ夕 4 1 に装着することができる。そして、ノ、。ソコン 4 .2、フロッピ 4 5、フロッビディスク 4 4およびプリンタ 4 3で構成される汎用のコンビニ一夕システムを使用して、施行データの解析を行うことができる。 • 掘進機の複合制御

操作盤コン卜ローラ 3 4の C P Uでは、キーボードのキー操作により「複合制御実行開始」が指示されると、第 4図に示す処理がスタートされる。なお、この処理は、掘進機 1が発進立抗 H Lにセッ卜された後、推進スタ一トの段階で実行開始されるものとする。

まず、最初に掘進機 1 の推進が行われる場所の土質条件のデータが入力装置 3 5を介して入力される。ここで土質条件データとは、切羽の土質が砂、砂質土、粘性土等であるこを示す文字通りの土質を示すデータを含むとともに、切羽が水分を含んでいる場合には、掘進機 1 (カツタ 9 ) の前面に作用する水の圧力、いわゆる被水圧を示すデータを少なくとも含むものとする（ステップ 1 〇 1 ) 。

つぎに入力された土質条件データの内容に応じて所定の制御の実行の有無が判断される。

すなわち、土質が砂、砂質土であり、かつ被水圧が所定のしきい値以上であるとこれを土質条件（ 1 ) に分類して、ピンチ弁 1 3による通路 1 2の断面積の可変制御（これを以下「ピンチ弁制御」という）を実行すると判定するとともに、注水切換弁 1 4 により泥しよう材を通路 1 2に供給する制御を実行すると判定する。この結果、注水切換弁 1 4が作動され、泥しょう材が通路 1 2に供給されて砂質の排土がスラリ一状に.され、スクリユー 1 0に過大な負荷がかけることがなく排土が通路 1 2を通過できるようになる（ステップ 1 0 2 ) o

また、土質が粘性土であり、かつ被水圧が上記しきい値よりも小さいと、これを土質条件（ 3 ) に分類して、上記ピンチ弁制御を実行しないと判定するとともに、注水切換弁 1 4 により水を通路 1 2 に供給する制御（これを以下「注水制御」という）を実行すると判定する。この結果、以後ピンチ弁 1 3における空圧はゼロのままとあり、通路 1 2 の断面積は最大となる（ステップ 1 0 4 ) 。

また、上記土質条件（ 1 ) 、（ 3 ) のいずれにも属しない土質条件のときは土質条件（ 2 ) と分類して、ビンチ弁制御も注水制御も実行しないと判定する。この結果、通路 1 2の断面積は最大になるとともに、通路 1 2には水が供給されることもない（ステップ 1 0 3 ) o つぎに、入力された土質条件データの内容に応じて力ッ夕 9の基準回転数 nが設定される。これは土質が異なれば堀削の難易が異なりそれに応じてカツ夕 9の回転数を変化させる必要があるということに基づくものであり、土質に応じた回転数 nがメモリに予め記憶され、対応する nが読み出される。なお、入力装置 3 5から現場の土質に応じた基準回転数 nを示すデータを直接入力するようにしてもよい（ステップ 1 0 5 )

つぎに、同様にして土質条件データの内容に応じて掘進機 1の推進速度 Vが設定される。これも土質が異なれば推進の難易が異なりそれに応じて推進速度 Vを変化させる必要があるということに基づくものである。ここで、第 7図に示すように堀削断面積、つまり力ッ夕 9の面積 A、スクリュー 1 0の断面積 a、スクリュー 1 0のピツチ 1 と推進速度 V との間には kを係数として下記（ 1 ) 式のような関係がある。

V = k · a · 1 · n / A ··· ( 1 )

そこで、まず上記係数 kが土質条件（ 1 ) 、（ 2 ) 、（ 3 ) に応じて下記のごとく設定される。 ·

♦ 土質条件（ 1 ) の場合： k l (ステップ 1 0 6 ) 。

• 土質条件（ 2 ) の場合： 0 < k < lの範囲内でその中間付近（ステツプ 1 0 7 ) 。

' 土質条件（ 3 ) の場合： 0 < k < lの範囲内で土質条件（ 2 ) の場合よりも小さな値（ステップ 1 08) 。

そしてステップ 1 0 6〜 1 08で設定された係数 kを上記（ 1 ) 式に代入して基準推進速度 Vを求める。なお、基準推進速度 V としては現場の土質に応じた値を入力装置 3 5から直接入力するようにしてもよい。こうして得られた基準推進速度 Vは後述するよう推進に伴う切羽の変化に応じて変化することとなる（ステップ 1 0 9 ) 。

しかるのち推進が開始され（ステップ 1 1 ◦ ) 、土質条件（ 1 ) の場合、つまりピンチ弁制御を実行すると判定された場合には、ピンチ弁 1 3の基準圧力が所定値 P に設定される。ここでピンチ弁基準圧力 P は同じ土質条件（ 1 ) の中でも、入力された土質条件の内容に応じてよりきめ細かく分類されて設定されるものとする。なお、現場の土質に応じたピンチ弁基準圧力 Pを入力装置 3 5から直接入力するようにしてもよい（ステップ 1 1 1 ) 。

推進開始に伴い、各センサの計測値が逐次入力され（ステップ 1 1 2 ) 、各ァクチユエ一夕が制御される。ここで、上記ステップ 1 0 5で設定された基準回転数 nがカツタ 9の回転数の目標値とされ、回転数がこの目標値一定に保持されるよう油圧モータ 1 8が制御される。また上記ステップ 1 0 9で設定された基準推進速度 Vが推進速度の目標値とされ、推進速度がこの目標値一定に保持されるように推進シリンダ 1 7が制御される（ステップ 1 1 3 ) 。そしてまた、ピンチ弁制御を行う土質条件（ 1 ) の場台は、上記ステップ 1 1 1 で設定された基準圧力 Pがピンチ弁 1 3の圧力の目標値とされ、圧力が基準圧力 p—定に保持されるようにピンチ弁 1 3が制御される (ステップ 1 1 4 ) 。

つぎに、油圧 · 空圧センサ 3 2のうちカツタ 9のトルク、つまり負荷 Tを検出するセンサの検出信号に基づいてカツタ 9 において回転ストールが発生したか否かが判定される。ここで第 8図は、時間 t とカツタ 9のトルク Tとの関係を例示したものであり、回転開始からトルク Tは上昇して、定常状態では所定のトルク変動幅をもつてトルクが変動している。この場合、トルク変動幅の中心値をセンサは計測する。やがて、通路 1 2内に排土が詰まり通路 1 2が閉塞してしまう等すると、カツタ 9およびスクリュー 1 0において回転スト一ルが発生する。これによつてトルク Tがリリーフ圧にまで達してしまい堀削、排土が不可能となる。そこで、計測トルク Tが所定のしきい値以上に達したことをもつて回転スト―ルが発生したと判定する（ステップ 1 1 5 ) 。

トルク Tが上記しきい値以上と判定された場台は（ステップ 1 1

― 1 ― 5の判断 Y E S ) 、堀削または排土が不可能となる事態を回避すベく、図 5に示す「閉塞解除ルーチン」に移行される（ステップ 1 1 6 ) 0

「閉塞解除ルーチン」では、まず掘進機 1の推進およびカツ夕 9 の回転が全面的に停止されるよう制御されて、事態の悪化が防止される（ステップ 2 0 1 ) 。しかるのち、ピンチ弁制御が行われている土質条件（ 1 ) の場合は、通路 1 2の断面積が最小となるようピンチ弁 1 3が制御され（ステップ 2 0 2 ) 、スクリユー 1 0の回転を正逆所要に制御して、詰まっている土砂の排土を促すようにする (ステップ 2 0 3 ) 。そして、スクリユー 1 0の回転を正転にして (ステップ 2 ◦ 4 ) 、再度回転トールが発生しているか否かを判定する（ステップ 2 ◦ 5 ) 。この結果、回転ストールが解消したならば（ステップ 2 ◦ 5の判断 N 0 ) 、ビンチ弁基準圧がステップ 1 1 1で設定された基準圧 pよりも大きくなるようセッ卜し直され、通路 1 2が再設定された圧力に応じた、より小さい断面積となるよう制御される。つまり再度回転スト一ルが発生しないようにされる (ステップ 2 0 6 ) 。そして、推進機 1の推進およびカツ夕 9の回転の停止が解除され、推進が再開される（ステップ 2 0 7 ) 。

また、いまだ回転スト一ルが解消しないならば（ステップ 2 0 5 の判断 Y E S ) 、再度回転を停止させて同様の処理を繰り返し実行する。

—方、ピンチ弁制御を実行しない土質条件（ 2 ) 、 ( 3 ) の場合は、断面積最大でも排土が詰まってしまった場合なので、いわゆるスクリュー出入、つまり掘進機 1の長手方向に相対的にスクリユー 1 0を移動させて、土砂を取り除いたのち（ステップ 2 0 8 ) 、力ッ夕 9の回転をオンさせる（ステップ 2 0 9 ) 。以下、土質条件 ( 1 ) の場合と同様にして回転ストールの発生の有無の判定がなされ（ステップ 2 0 5 ) 、回転ストールが解消されれば推進が再開される（ステップ 2 〇 7 ) 。「閉塞解除ルーチン」終了後は、ステップ 1 1 7 にリターンされ、 1 ストロ一ク終了したか否か、つまり押板 1 5が反カバー 1 6 の長手方向に移動しきったか否かが判定される。これは所定のセンサによって 1 ストローク終了を検出し、この検出信号から判定してもよいし、またオペレータ力く「 1 ストローク終了」を示すデータをキーボードから入力し、この入力データから判定してもよい。 1 スト口一ク終了したならば（ステップ 1 1 7 の判断 Y E S ) 、推進を停止させて埋設管を先導管 1 の後方に接続したりする等の段取り替えが必要なので、推進実行中のみに必要とされる当該処理は終了される。

—方、いまだ 1 ストロ一ク終了していないと判定されたならば (ステップ 1 1 7 の判断 N O ) 、再度ステップ 1 1 2 に移行されて、各センサの計測値を入力する等の処理が繰り返し実行される。

さて、ステップ 1 1 5 において回転ストールが発生していないと判定されたならば、「閉塞解除ルーチン」を実行することなく、土質条件（ 1 ) 、（ 2 ) 、 ( 3 ) に応じた処理が実行される。

まず、ピンチ弁制御も注水.制御も実行しない土質条件（ 2 ) の場合には、推進に伴い変化する切羽の状況に応じて基準推進速度 Vを可変させる制御（以下「推進速度制御」という）のみがなされる。すなわち、油圧，空圧センサ 3 2のうち推進機 1 の推進力 Fを検出するセンサの検出 ί言号に基づいて推進力 Fが、予設定された上限暄以上であるか否か、あるいは予設定された下限値以下であるか否かが判定される。一方、検出トルク Τが予設定された上限暄以上であるか否か、あるいは予設定された下限値以下であるか否かが判定される。

そこで、検出卜ルク Τが上限値以上になつたか、または検出推進力 Fが上限値以上になったと判定されると（ステップ 1 1 8の判断 Y E S ) 、掘進機 1 にかかっている負荷が大きく掘進が困難な場合なので、基準推進速度が上記ステップ 1 0 9で設定された基準推進速度 V よりも小さな ί直に設定し直され、掘進機 1 の推進速度がこの設定し直された基準推進速度 v—定に保持される（ステップ 1 1 9 ) 。ついで、基準計画ラインに沿つた方向に掘進機 1が推進するよう方向修正シリンダ 5を駆動制御すべく（以下これを「方向修正制御」という）、第 6図に示す後述する「方向修正ルーチン」に移行される（ステップ 1 2 0 ) 。

—方、検出トルク Tが下限値以下になつたか、または検出推進力 Fが下限値以下になつたと判定されると（ステップ 1 2 1 の判断 Y E S ) 、掘進機 1 にかかっている負荷が小さく推進に余裕がある場合なので、基準推進速度が上記ステップ 1 ◦ 9で設定された基準推進速度 V よりも大きな値に設定し直され、掘進機 1 の推進速度がこの設定し直された基準推進速度 V—定に保持される（ステップ 1 2 2 ) 。そして、上記「方向修正ルーチン」に移行される（ステップ 1 2 0 )

さらにまた、検出トルク丁が下限値よりも大きく上限値よりも小さい範囲内であって、かつ検出推進力 Fが下限値よりも大きく上限値よりも小さい範囲内であると判定されると（ステップ 1 1 8、 1 2 1 の判断いずれも N 0 ) 、上記ステップ 1 0 9で設定された基準推進速度 V によって推進が順調に行われている場合なので、設定された基準推進速度 V はそのままにされ、手順は上記「方向修正ルーチン」に移行される（ステップ 1 2 0 )

ところで、第 6図に示す「方向修正ルーチン」は、基本的には本出願人に係る特願平 2— 1 7 9 6 4 1号に開示された方向制御と同様であるが、技術的に違うのは、過去の方向修正の履歴に基づき目標姿勢角を求めるようにした点である。

すなわち、レーザターゲット 3では掘進機 1 の推進開始から現在までの逐次の姿勢角が検出されており、これがメモリに逐次記憶される。また、掘進機 1の逐次の位置も検出されており、この逐次の位置と逐次の目標位置との偏差が求められ、逐次の位置ずれが記憶される。そして、上記逐次の検出姿勢角の平均値が演算される。また、上記逐次の位置ずれの変化量が演算される（ステップ 3 0 1 ) ついでステップ 3 ◦ 1で演算された内容に基づき掘進機 1が直進するのにバランスする姿勢 K ）が演算される（ステップ 3 0 2 )

—方、レーザターゲット 3の出力信号に基づき掘進機 1 の現在位置が得られ、これと現在の目標位置との偏差が現在の位置ずれ Hとして求められる（ステップ 3 0 3 ) 。そして、ステップ 3 0 2で演算された姿勢 Kとステップ 3 0 3で演算された現在の位置ずれ Hから、 f () を所定の関数（定数でもよい）として下記（ 2 ) 式より、現在の目標姿勢角 0 m が設定される。

^ m = K - f ( H ) ·'· ( 2 ) ' (ステップ 3 04 ) 。また、掘進機 1の現在の姿勢角がレーザターゲット 3の出力信号から得られ、これの現在の目標進行方向（計画ライン）に対するずれ角^ η が演算される（ステップ 3 0 5 ) 。ついで、ステップ 3 0 4で得られた目標姿勢角 e m とステップ 3 0 5で得られたずれ角 Θ n との偏差 - ^ n 力とられる（ステップ 3 0 6 ) 。

ところで、ステップ 3 04で演算される目標姿勢角 S m は、推進開始から前回（m— l ) までメモリに逐次記憶されている。同様にステップ 3 0 5で演算されるずれ角 0 n も現在（ n ) まで逐次メモリに記憶されている。そこで前回の目標姿勢角 0 m-1 と今回のずれ角 0 n との偏差が∑ ( Θ m-1 - θ n ) のごとく、現在に至るまで加算（積分）される。上記積分値は「方向修正の速度」を意味する (ステップ 3 0 7 ) 。

そして、上記偏差 e m - θ n および方向修正速度∑ ( Θ m-1 — Θ n ) とに基づくファジー推論により方向修正シリンダ 5の駆動量が算出される。なお、このファジー推論それ自体については上記特願平 2— 1 7 9 64 1号に開示されており、また本発明の主旨とは直接関係しないので説明は省略する（ステップ 3 0 8 ) 。しかして、方向修正シリンダ 5を駆動するための方向切換弁 8の操作量 Y m が演算され、この操作量 Y m を切換弁 8に付与することで掘進機 1力 < 計画ラインに沿ってずれなく推進される（ステップ 3 0 9 ) 。

手順は、第 4図のステップ 1 1 7にリターンされ、前述したのと同様に 1 ストローク終了の判定がなされる。

つぎに、注水制御を実行する土質条件（ 3 ) の場合について説明する。

ステップ 1 1 5において回転スト一ルが発生していないと判断されると、検出トルク Tが所定の上限値以上であり、かつ検出推進力 Fが所定の上限値以下であるか否かが判断される。なお、ここで、検出トルク Tについての上限値は、注水を行うか否かを判断するためのしきい値であるので、ステップ 1 1 8における上限値以下の値に設定される（ステップ 1 2 3 ) 。

ステップ 1 2 3の判断が Y E Sであれば、推進自体に問題はなく、かつ粘性土によってスクリユー 1 0に負荷がかかっている場合なので、これを解消すべく注水制御が実行される。これによつて、粘り気が除去され排土がスム.ーズになされてスクリュー 1 ◦に過大な負荷がかかることがなくなる（ステップ 1 2 4 ) 。そして手順はステップ 1 1 8へ移行され、前述した推進速度制御、方向修正制御が実行される。一方、ステップ 1 2 3の判断が N 0であれば、スクリニ — 1 0に過大な負荷がかかっていなく、注水の必要がないので、推進速度制御、方向修正制御を実行すべくステップ 1 1 8に移行される o

つぎに、ピンチ弁制御を実行する土質条件（ 1 ) の場合について説明する。

ステップ 1 1 5において回転スト一ルが発生していないと判断されると、検出トルク Tの変動が所定の範囲内であるか否かが判断されるとともに（ステップ 1 2 5 ) 、前述した方向修正速度を示す∑ ( Θ m- 1 - θ n ) の暄が所定碴以下であるか否かが判断される。なお、方向修正速度を決定するために、それ以外のパラメータ、たとえば推進速度等を加味するようにしてもよい（ステップ 1 2 6 ) 。上記ステップ 1 2 5、 1 2 6の判断のいずれかが Y E Sであれば、掘進機 1がせり上がり気味等であり、計画ラインに沿っての推進が困難となっていると判断し、これを解消すべく、ピンチ弁基準圧をステップ 1 1 1で設定されたピンチ弁基準圧 p よりも大きな値に設定し直し、この設定し直された値に保持されるようピンチ弁 1 3力く制御される（ステップ 1 3 0 ) 。そして手順はステップ 1 1 8に移行され、前述の推進速度制御および方向修正制御が実行される。

—方、上記ステップ 1 2 5、 1 2 6の判断がいずれも N 0の場合には（ステップ 1 2 7、 1 2 8の判断 Y E S ) 、掘進機 1が計画ラインに沿って順調に進行しており余裕があると判断して、ピンチ弁基準圧をステップ 1 1 1で設定されたピンチ弁基準圧よりも小さな値に設定し直し、この設定し直された値に保持されるようピンチ弁 1 3が制御される（ステップ 1 2 9 ) 。そして手順はステップ 1 1 8に移行され、前述の推進速度制御および方向修正制御が実行される。

以上が掘進機 1 の複合制御の内容である。なお、この実施例では、推進速度制御、方向修正制御、ピンチ弁制御、注水制御を複合的に実行するようにしているが、これら制御は独立しても実施可能である。たとえば、他の制御を省略して推進速度制御、方向修正制御、ピンチ弁制御、注水制御それぞれのみを実行するようにしてもよく、これら各制御の中から任意のものを適宜組み合わせて実施するようにしてもよい。いずれにせよ、実施例の各制御によれば、最初に設定した土質条件に基づき一義的に各ァクチユエ一夕が制御されるのではなく、時時刻刻変化する切羽の状況が各センサにより捕らえられ、土質条件を修正しながら各ァクチユエ一夕が制御されるので、掘進機 1 の掘進が精度よくなされ、作業効率が大幅に向上することとる。

ところで、上述した掘進機 1 による運転には各段階があり、施工手順でいえば、およそ、

( a ) 掘進機 1 および周辺装置が相互に接続された始業段階（以下「始業時」という）

( b ) 掘進機 1 および周辺装置が発進立抗 H Lに設置され、推進開始をしょうとする段階（以下「推進開始時」という

( c ) 掘進機 1 の推進が実際に開始され、掘進中の段階（以下「推進実行時」という）

( d ) 掘進機 1 の推進が 1 ストローク終了した段階（以下「 1 ストローク終了時」という）

とに分類される。

ここに、システムの信頼性を向上すべく各種センサの出力に基づきシステムを監視して自己診断、異常警告を行いシステムの信頼性を向上させる技術それ自体は公知となっている。しかし、掘進機のシステムにあっては運転の各段階において診断すべき内容、警告すべき内容はそれぞれ異なる。そこで、運転の各段階に応じて必要な診断、警告のみを行い、処理の迅速を図ろうとするのが、以下に述ベる実施例である。

すなわち、第 9図に示すように、まず始業時において各装置間が信号線によって接続された後、電源がオンされる。各装置間の信号の送出は適宜無線によつて行うようにしてもよい（ステップ 4 0 1 ) 。この電源オンに応じて手順は「始業点検ルーチン J に移行される。なお、オペレータが入力装置 3 5のキーボードをキー操作して「始業時」を示すデータを入力することに応じて、「始業点検ルーチン」に移行されるようにしてもよい。この「始業点検ルーチン」では、始業時に適合した自己診断および異常警告がなされる。自己診断の内容は、システム各要素間が正常に接続されているか、各要素が正常に動作するか否かを主としてチヱックするものであり、たとえば、操作盤コントローラ 3 4に対して各センサからの信号が入出力ボードを介して正常に入出力されているか否かのチヱックがなされる (ステップ 4 0 2 ) 。この結果、異常ありと判定されれば（ステツプ 4 0 3の判断 Y E S ) 、ディスプレイ 3 6の画面上にエラ一内容が表示されてオペレータに警告するとともに（ステップ 4 0 4 ) 、システム稼働を停止させる。

そして、所要の点検が行われ、再立ち上げを行い、再びステップ 4 〇 1 において電源がオンされる。

始業時に異常がなければ（ステップ 4 ◦ 3の判断 N 0 ) 、推進開始の準備がなされ、オペレータが入力装置 3 5のキ一ボ一ドをキー操作して「推進開始時」を示すデータを入力すると（ステップ 4 〇 5の判断 Y E S ) 、「揺動確認ルーチン」に移行される。この「揺動確認ルーチン」では、推進開始時に適合した自己診断および異常警告がなされる。自己診断の内容は、推進に必要なァクチユエ一夕の動作チュックを主たる内容とするものであり、たとえば方向修正シリンダ 5を駆動するための制御信号が所要に出力され、近接センサ 6の検出信号に基づき力ッタへッド 4の揺動が正常になされる力、否かの判定がなれれる（ステップ 4 0 6 ) 。この結果、異常ありと判定されれば（ステップ 4 0 7の判断 Y E S ) 、上記ステップ 4 0 4に移行され、ディスプレイ 3 6画面上へエラ一表示がされる。

—方、ステップ 4 0 5の判断が N 0、あるいはステップ 4 0 7力く N Oである場合は、摇動のチニックが終了してと判断して、つぎにレーザターゲット 3等各種センサの検出暄および油圧 ♦ 空圧センサ 3 2からの故障信号を入力して（ステップ 4 ひ 8 ) 、故障が発生したか否かを判断する（ステップ 4 ◦ 9 ) 。故障が発生していると判定されたならば、所定の基準のもとにそれが重大であるか否かが判断され（ステップ 4 1 0 ) 、重大である場合にはステップ 4 0 4 に移行され、その旨がエラ一表示される。一方、故障が重大でなければ、故障フラグが立てられ（ステップ 4 1 1 ) 、各種センサの計測 (直が表示される（ステップ 4 1 2 ) 。

—方、ステップ 4 0 9で故障が発生していないと判断されれば、故障フラグがリセットされ（ステップ 4 1 3 ) 、ステップ 4 1 2に移行されて各種センサの計測値が表示される。

つぎに、メニューキーがチェックされ（ステップ 4 1 4 ) 、警告参照であるか否かが判断される（ステップ 4 1 5 ) 。この結果、警告参照である場合には、対策アドバイスが表示され（ステップ 4 1 6 ) 、表示終了後（ステップ 4 1 7の判断 Y E S ) 、手順は再びステツプ 4 0 8に移行される。

警告参照でない場合には、オペレータが入力装置 3 5のキーボ一ドをキー操作して「推進実行時」を示すデータを入力すると（ステップ 4 1 8の判断 Y E S ) 、各ァクチユエ一タが駆動制御され、推進が開始される（ステップ 4 1 9 ) 。そして推進実行時に適合した自己診断および異常警告がなされる。自己診断の内容は、上述した故障のチヱックに加えて施工上の不具合のチヱックである。すなわち、各種センサの計測値が読み出され（ステップ 4 2 0 ) 、故障が発生し（ステップ 4 2 1の判断 Y E S ) 、それが重大であるときには（ステップ 4 2 2の判断 Y E S ) 、ステップ 4 04に移行されェラ一表示される。一方、故障が重大なものでなければ（ステップ 4 2 2の判断 N 0) 、故障フラグが立てられ（ステップ 4 2 3 ) 、計測値が表示されるとともに、各ァクチユエータに対して制御 ί言号が出力され、ひきつづき掘進が行われる（ステップ 4 24 ) 。

また、各センサの計測値に基づき施工上の不具合が判断される。たとえば、所定の基準の下に、検出姿勢角が異常に大きくなつたこと、検出推進力が異常に大きくなつたこと等を判定して、その場合に施工上の不具合が発生したと判断する（ステップ 4 2 の判断 Υ E S ) 。そして施工上の不具合が所定の基準の下に重大であると判断されれば（ステップ 4 26の判断 Y E S ) 、安全のため推進が停止され、所要の点検が行われる（ステップ 4 2 7 ) 。一方、施工上の不具合が重大でなければ不具合のフラグが立てられ（ステップ 4 28 ) 、手順はステップ 4 24に移行され、ひきつづき掘進がなされる。

施工上の不具合が発生していないと判断されれば（ステップ 4 2 5の判断 N 0 ) 、不具合のフラグがリセッ卜され（ステップ 4 2 9 ) 、手順はステップ 4 2 4に移行されひきつづき推進がなされる。

つぎに、 1 ストローク終了したことがセンサによって検出されると（ステップ 4 3 0 の判断 Y E S ) 、 1 ストローク終了時に適合した異常警告がなされる。

すなわち、上記故障フラグ、上記不具合フラグが立てられているか否かが判定され（ステップ 4 3 1 ) 、この結果いずれかのフラグが立てられている場合には、つぎの 1 ストロ一ク時において重大な故障あるいは重大な施工上の不具合が発生する虞があるので、その旨の警告が表示されて（ステップ 4 3 2 ) 、手順はステップ 4 0 8 に再び移行される。一方、いずれのフラグも立てられていない場合には（ステップ 4 3 1 の判断 N 0 ) 、特に問題がないので上記警告表示をすることなくステップ 4 0 8に移行される。なお、推進実行中は、安全のためパトライト 3 9が点滅されている。

つぎに、 I C力一ドに施工データを記録する処理について図 1 0 を参照して説明する。

すなわち、推進開始時であることがキー操作により指示されると、処理がスタートされ、各種センサの検出信号が入力され（ステップ 5 0 1 ) 、計測値が表示される（ステップ 5 0 2 ) 。そしてキ一入力読み出しが行われ（ステップ 5 0 3 ) 、推進が実際に開始されたか否かが判断される（ステップ 5 0 4 ) 。推進が開始されていない場合には、データ参照であるか否かが判断される（ステップ 5 ◦ 5 ) 。この結果、デ一夕参照でない場合には手順は再びステップ 5 〇 1 に移行され、検出信号の入力が行われる。

データ参照であると判断されると（ステップ 5 0 5の判断 Y E S ) 、施工データが作成され、施工の履歴が表示される（ステップ 5 0 6 ) 。ついで、キー入力の読みだしがなされ（ステップ 5 0 7 ) 、表示が終了したか否かが判断される（ステップ 5 0 8 ) 。表示終了でない場合には手順はステップ 5 0 6に再び移行され、施工デー夕、履歴の表示が繰り返し実行されるが、表示終了の場合は、手順はステツプ 5 0 1 に移行されて、検出信号の入力が再度行われる。

ステップ 5 0 4においてキー入力によつて推進が開始されたと判定されると、各ァクチユエ一夕に制御信号が出力され、推進を開始させる（ステップ 5 0 9 ) 。以後、掘進中は、各センサの検出信号が入力されるとともに（ステップ 5 1 0 ) 、各ァクチユエ一夕に制御信号が出力される（ステップ 5 1 1 ) 。そして、この間に各センザの検出信号に基づき施工データが作成される。そして、 1 スト口 —ク終了検出用のセンサによって 1 ストロ一ク終了時であること力く検出されていない限りは（ステップ 5 1 2の判断 N 0 ) 、ステップ 5 1 0 . 5 1 1 の処理が繰り返し実行される力く、 1 ストローク終了が検出されると（ステップ 5 1 2の判断 Y E S ) 、各ァクチユエ一夕に対する制御信号をオフして推進を停止させる（ステップ 5 1 3 ) o

しかるのち、 I Cカードリ一ドライ夕 3 8を介して I Cカード 3 7に作成された施工データが転送されて（ステップ 5 1 4 ) 、すでに今まで記録されている施工データに新たな施工データが追加記録される（ステップ 5 1 5 ) o ここで、推進が停止され、段取り替えが実行されている段階で、施工データの転送を行うようにしている。したがって、転送（それに要する時間）によって実際の堀削作業に影響を与えることがない。すなわち、作業効率が損なわれることがない。しかも 1 スト口一ク単位の施工デー夕が順次記録されていくので、 1工程式の掘進機に好適なデータ管理がなされる。

ついで施工が終了したか否かが判断される。たとえばキー操作により、「施工終了」を指示すれば、処理は終了する。「施工終了」が指示されていない限りは、手順は再度ステップ 5 0 1 に移行されて、同様の処理を繰り返し実行する。こうして、 I Cカード 3 7 に施工データが順次記録されると、 I Cカードリードライタ 3 8からこれを取り出し、携行して、建屋の I Cカードリ一ドライタ 4 1 にセットされる。そして、図 3のコンピュー夕システムによって、たとえば 1週間単位の施工の記録を解析等することができる。なお、施工データを記録する記憶媒体としては I Cカードに限定されることなく、携行可能で電源オフでも記録内容が消滅しないものであれば任意のものを使用することができる o

また、実施例では掘進機として小口径管掘進機を想定している力これに限定されることなくトンネル堀削機等任意の地中掘進機に適用することができる。

産業上の利用可能性

以上説明したように本発明によれば、土質条件の変化を捕らえて各ァクチユエ一夕を制御するようにしたので、掘進が精度よく実行されるとともに作業効率が飛躍的に向上する。また、掘進機の運転の各段階に応じた自己診断チェックおよび異常警告がなされるので、かかるチェック等が迅速かつ適切に行われ装置の信頼性が飛躍的に向上する。さらに、 1 ストロークごとに施工データを自動記録できるので、いわゆる 1工程式の掘進機において作業効率を損なうことなく施工データの記録が行われるとともに、 1工程式の掘進機に適台したデータ管理が行われ、作業効率が飛躍的に向上する。

Claims

請求の範囲

( 1 ) 先端に堀削を行うカツタを有し、カツタ回転用のァクチユエ

—夕によつて前記力ッ夕を回転させるとともに推進用のァクチユエ —夕により掘進機を推進させて地中を掘進する掘進機の制御装置において、

掘進機が掘進する場所の土質条件を入力する入力手段と、

前記入力手段によって入力された土質条件に応じて前記カツ夕の基準回転数と前記掘進機の基準推進速度を設定する設定手段と、前記各ァクチユエ一夕にかかる負荷を検出する負荷検出手段と、前記設定手段によって設定された基準回転数が得られるよう前記力ッ夕回転用ァクチユエ一夕を制御する回転数制御手段と、

前記負荷検出手段によって両ァクチユエ一夕の負荷がそれぞれ所定範囲内にあることが検出されている場合に、前記設定手段で設定された基準推進速度が得られるように前記推進用ァクチユエ一夕を制御するとともに、前記負荷検出手段によっていずれかのァクチュェ一夕の負荷が前記所定範囲外にあることが検出された場合に、前記基準推進速度よりも推進速度を減じ、または上昇させるように前記推進用ァクチユエータを制御する速度制御手段と

を具えた掘進機の制御装置。

( 2 ) 前記負荷検出手段によって前記カツタ回転用ァクチユエ一夕の負荷が所定のしきい暄を越えたことが検出された場合に、前記力ッタの回転ストールが発生したと判定して前記掘進機の推進および前記力ッ夕の回転を停止させて所定の処理を行うようにした請求の範囲第（ 1 ) 記載の掘進機の制御装置。

( 3 ) 掘進機先端に揺動自在に設けられ、方向修正用のァクチユエータにより摇動されて掘進機の姿勢角を変化させるカツ夕ヘッドと、前記カツ夕へッド先端に設けられ、カツタ回転用のァクチユエ一夕により回転されて堀削を行うカツタとを有し、前記各ァクチユエ一夕を制御して地中を掘進する掘進機の制御装置において、前記堀削機の位置および姿勢角を検出する位置 · 姿勢角検出手段と、

前記位置，姿勢角検出手段の検出結果に基づき逐次の目標位置と逐次の検出位置との位置ずれを記憶するとともに逐次の検出姿勢角の平均値を記憶する記憶手段と、

現在の目標位置と現在の検出位置との位置ずれと前記記憶手段の記憶内容とに基づき現在の目標姿勢角を設定する目標姿勢角設定手段と、

前記目標姿勢角設定手段で設定される目標姿勢角が得られるように前記方向修正用ァクチユエータを制御する手段と

具えた掘進機の制御装置。

( 4 ) 掘進機先端に摇動自在に設けられ、方向修正用のァクチユエ一夕により揺動されて掘進機が目標進行方向に進行するよう進行方向を変化させるカツタへッドと、前記力ッタへッド先端に設けられ、力ッ夕回転用のァクチユエ一夕により回転されて堀削を行うカツ夕と、前記力ッタとともに回転し、前記力ッタにより堀削された土砂を後方に排土するスクリューと、前記スクリューにより排土される土砂の通路の断面積を変化させるピンチ弁とを有し、前記各ァクチユエ一夕を制御するとともに前記ピンチ弁を制御して地中を掘進する掘進機の制御装置において、

掘進機が掘進する場所の土質条件を入力する入力手段と、

前記力ッ夕回転用のァクチユエ一夕にかかる負荷を検出し、該検出結果に基づき負荷の変動量が所定のしきい値以上であるか否かを判定する第 1 の判定手段と、

前記方向修正用ァクチユエ一夕による方向修正速度を演算し、該演算結果に基づき前記掘進機の進行方向を前記目標進行方向にする方向修正が迅速に行われているか否かを判定する第 2の判定手段と、前記入力手段によって入力された土質条件に基づいて前記ビンチ弁の制御の実行の有無を判定する第 3の判定手段と、前記第 3の判定手段によって前記ピンチ弁の制御を実行すると判定した場合に、前記入力手段によって入力された土質条件に応じて前記通路の基準断面積を設定し、

前記第 1 の判定手段によって前記カツタ回転用ァクチユエ一夕の負荷変動量が所定のしきい値以上であると判定された場合または前記第 2の判定手段によって前記方向修正用ァクチユエータによる方向修正が迅速に行われていないと判定された場合に前記通路を前記設定された基準断面積よりも小さい断面積に設定し直し、

前記第 1の判定手段によって前記カツタ回転用ァクチユエ一夕の負荷変動量が所定のしきい値よりも小さいと判定され、かつ前記第 2の判定手段によって前記方向修正用ァクチユエータによる方向修正が迅速に行われていると判定された場合に前記通路を前記設定された基準断面積よりも大きい断面積に設定し直す断面積設定手段と、前記通路が前記断面積設定手段で設定され、または設定し直された断面積となるように前記ピンチ弁を制御する制御手段と

を具えた掘進機の制御装置。

( 5 ) 掘進機先端に揺動自在に設けられ、方向修正用のァクチユエ —夕により揺動されて掘進機が目標進行方向に進行するよう進行方向を変化させるカツタへッドと、前記カツタへッド先端に設けられ、力ッ夕回転用のァクチユエ一夕により回転されて堀削を行う力ッ夕と、前記力ッタとともに回転し、前記力ッタにより堀削された土砂を後方に排土するスクリューと、前記スクリユーにより排土される土砂の通路に注水を行う注水手段と、前記掘進機を推進させる推進用のァクチユエ一夕とを有し、前記各ァクチユエータを制御するとともに前記注水手段による注水を制御して地中を掘進する掘進機の制御装置において、

掘進機が掘進する場所の土質条件を入力する入力手段と、前記力ッタ回転用のァクチユエ一夕にかかる回転負荷および前記推進用ァクチユエータにかかる推進負荷をそれぞれ検出する負荷検出手段と、

前記入力手段によって入力された土質条件に基づいて前記注水手段による注水制御の実行の有無を判定する判定手段と、

前記判定手段によつて注水制御を実行すると判定され、さらに前記負荷検出手段によって前記回転負荷が所定のしきい値以上であり、かつ前記推進負荷が所定のしきい値以下であることが検出された場合に、前記注水手段をォンさせて前記通路に注水を行う制御手段とを具えた掘進機の制御装置。

( 6 ) 掘進機を運転するためのデータが入力される入力手段と、前記掘進機の各部の状態を検出するセンサと、前記掘進機の各部を駆動するァクチユエ一夕と、前記入力手段による入力データと前記センサによる検出値とに基づき所定の処理を行うとともに前記ァクチユエ一夕を駆動制御して前記掘進機を運転するコントローラと、前記コントローラによる処理結果を表示する表示手段とを有し、これら掘進機と入力手段とセンサとァクチユエ一夕とコントロ一ラと表示手段とを有線または無線にて接続した掘進機の制御装置において、運転の各段階を指示する運転段階データが前記入力手段より入力され、または所定のセンサにより運転段階が検出された場台に、前記コントロ—ラは、入力されまたは検出された運転段階に応じて、前記入力手段および前記コントローラ各部の機能チュックまたは前記センサの検出暄に基づく前記センサの検出値の異常チェックまたは前記センサの検出値に基づく前記ァクチユエ一夕の動作状態のチエックまたは前記有線または無線における信号の送出状態のチェックを行い、これらチニック結果を前記表示手段に表示する掘進機の制御装置。

( 7 ) 前記運転段階が掘進機の運転中である場台には、前記チック結果に応じて前記ァクチユエ一夕の動作を停止させる処理を行うものである請求の範囲第（ 6 ) 記載の掘進機の制御装置。

( 8 ) 1 ストローク単位で推進され、 1 ストローク終了ごとに所定の段取り替えが行われる掘進機と、該掘進機の各部の状態を検出するセンサと、前記掘進機を 1 ストローク単位で推進させるァクチュエー夕と、前記掘進機を運転させるためのデータが入力される入力手段と、前記入力手段による入力データと前記センサによる検出値とに基づき所定の処理を行うとともに前記ァクチユエ一夕を駆動制御して前記掘進機を運転するコントローラと、前記コントローラによる処理結果を記憶する記憶媒体とを有した掘進機の制御装置において、

前記掘進機が 1 ストローク推進したことを検出する検出手段を具え、

前記コントローラは、前記センサの検出値に基づき施行データを作成するとともに、前記検出手段によって前記掘進機が 1 ストローク推進したことが検出されるごとに、前記ァクチユエ一タをオフさせ、前記 1 ストローク推進中における施行データを前記記憶媒体に書き込む処理を行う掘進機の制御装置。

( ) 前記記憶媒体は、 .1 C力— ドである請求の範囲第（ 8 ) 記載の掘削機の制御装置。