JP2554986B2 - ニューマチックケーソン用掘削機の姿勢表示方法 - Google Patents
ニューマチックケーソン用掘削機の姿勢表示方法Info
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Description
ンの沈設において、作業室内の高気圧の下で、掘削機を
無人で遠隔操作し、作業室内の地盤を掘削する場合のニ
ューマチックケーソン用掘削機の姿勢表示方法に関す
る。
の姿勢表示方法の従来技術としては、例えば特開平1−
165823号公報,同3−221617号公報に記載
の技術がある。
の従来技術では、ディスプレィと、圧気ケーソン用掘削
シャベルの移動部材の移動量を検出する複数個のセンサ
と、これ等センサの出力信号から各移動部材の移動量を
演算する姿勢演算部と、この姿勢演算部により演算され
た移動量に基づいて、前記ディスプレィ上に前記演算に
より求められた移動量に対応した圧気ケーソン用掘削シ
ャベルの影像を表示する表示演算部とを有している。
に記載の従来技術では、ケーソンを形成する函体底部の
作業室を圧気状態に維持し、圧気作業室の天井に架設し
た走行,旋回,アームの俯仰,伸縮およびバケットの俯
仰自在の掘削装置により作業室底部を掘削して函体を順
次沈設するニューマチックケーソン工法において、掘削
装置と圧気作業室に設置されたテレビカメラと、掘削装
置に取り付けられた複数個の距離測定用センサと、管理
制御室内に設けられたコンピュータと、圧気作業室内の
掘削面の表示部と、圧気作業室内のモニタテレビとを有
し、掘削装置を走行させながら距離測定用センサにより
距離測定を行い、このデータをコンピュータで解析し、
圧気作業室内の掘削面の高低差を表示部にグラフィック
表示する一方、モニタテレビにより掘削個所の判断を行
い、地上の管理制御室内から圧気作業室内の掘削装置を
遠隔操作するようにしている。また、この従来技術で
は、掘削装置に走行距離,旋回角度,アームの俯仰角
度,伸縮量,バケットの俯仰角度等を検知するセンサを
設け、これらのセンサにより検知したデータを地上の管
理制御室内に設置した前記コンピュータに送り、コンピ
ュータで前記センサから送り込まれたデを解析し、掘削
装置の圧気作業室内での位置,姿勢をグラフィック表示
し、掘削装置の動きをリアルタイムでモニタしながら掘
削装置を遠隔操作するようにしている。
ックケーソン用掘削機の姿勢表示において、特に重要な
ことは、(1)作業室側壁付近の掘削時に、掘削機のブ
ームと作業室側壁との位置関係を明確に表示すること、
(2)ケーソンの刃口下部の掘削時に、刃口下端面から
の掘削深さ、つまりケーソン刃口の下端面と掘削機のバ
ケット先端部との位置関係を明確に表示することであ
る。前記掘削機のブームと作業室側壁との位置関係は、
掘削機のブームが作業室側壁に接触可能な範囲に入った
ときに、作業室側壁への掘削機のブームやバケットの接
触を防止し、安全を確保するうえで重要である。また、
前記ケーソン刃口の下端面と掘削機のバケット先端部と
の位置関係は、ケーソンの刃口下部を均一な深さに掘削
し、ケーソンの傾斜を防止しつつ余掘量をできるだけ少
なく抑えるうえで重要である。
も、掘削機のブームと作業室側壁との位置関係を明確に
表示すること、およびケーソン刃口の下端面と掘削機の
バケット先端部との位置関係を明確に表示することにつ
いて配慮されていない。
ので、その目的とするところは、同一画面上に掘削機の
ブームと作業室側壁との位置関係と、ケーソン刃口の下
端面と掘削機のバケット先端部との位置関係とを明確に
表示し得るニューマチックケーソン用掘削機の姿勢表示
方法を提供することにある。
め、本発明は、ケーソン1の作業室天井面4に設置した
掘削機11により掘削する場合のニューマチックケーソ
ン用掘削機11の姿勢表示方法において、ケーソン1の
作業室2内における掘削機11の位置,方向、ブーム1
3の方向,長さ,俯仰角度、バケット14の反転方向,
開閉状態等の掘削機11の姿勢を検出し、これらの検出
値とケーソン躯体の形状,寸法とにより、掘削機本体1
2の側面から見たバケット先端部14’とケーソン刃口
外周先端9との相対位置を演算し、バケット14が作業
室側壁7’に接触可能な範囲に入ったときには、掘削機
11の姿勢に加えてバケット先端部14’とケーソン刃
口外周先端9との水平距離に応じた、掘削機11と作業
室側壁7’との相対位置関係と、ケーソン刃口6の下方
の法的掘削限度を示す線31と、ケーソン1の外側面の
仮想延長線30とを画面29に表示するようにしたもの
である。
は、姿勢表示の画像中に、バケット先端部14’からケ
ーソン刃口外周先端9までの水平方向の距離Lと、垂直
方向の距離Hとを数値で表示するようにしたものであ
る。
削機本体12の位置,ブーム13の長さおよび姿勢,バ
ケット14の位置および姿勢を検出し、その検出値を記
憶する。一方、ケーソン躯体の形状,寸法を予め記憶し
ておく。ついで、前記検出値とケーソン躯体の形状,寸
法とを取り出し、両値からブーム13の長さ方向に沿う
側面から見たブーム13,バケット14と作業室側壁
7’との相対的位置、およびバケット先端部14′と、
ケーソン刃口外周先端9との相対的位置を演算する。続
いて、その演算結果を同一画面上に画像表示する。
ム13,バケット14と作業室側壁7′との位置関係を
明確に視認することができ、したがって掘削機11のブ
ーム13,バケット14が作業室側壁7′に接触可能な
範囲に入ったときに、作業室側壁7′へのブーム13,
バケット14の接触を防止し、安全性を確保することが
可能となる。さらに、本発明ではケーソン刃口6の下端
面とバケット先端部14′との位置関係も明確に視認す
ることができ、したがってケーソン刃口6の下部を均一
な深さに掘削し、かつケーソン1の傾斜を防止しつつ余
掘量を最少限に抑えることが可能となる。そして、本発
明では前記二種類の位置関係を単一の画面を見て確認す
ることができる。
ケーソン刃口6の下方の法的掘削限度を示す線31と、
ケーソン1の外側面の仮想延長線30を表示するように
しているので、ケーソン刃口6の下端部付近の掘削時
に、掘削機11のオペレータは画像中に表示された線3
0,31とバケット14とを見ながら掘削機11を操作
できるので、掘り過ぎによるケーソン1の傾斜等のトラ
ブルを未然に防止しつつ余掘量を極限的に少なくするこ
とができる。
ケット先端部14′からケーソン刃口外周先端9までの
水平方向の距離Lと、バケット先端部14′からケーソ
ン刃口外周先端9までの垂直方向の距離Hとを数値で表
示するようにしている。したがって、掘削機11のオペ
レータは前記画像と二種類の距離L,Hの数値とを併せ
て視認し、掘削機11を操作できるので、掘削深さや余
掘量、および作業室側壁7′と掘削機11との間隔を把
握し、そのうえで掘削作業を進めることができる。
する。
2(A),(B),(C)はケーソンと掘削機の位置お
よび姿勢表示の各種ケースを示す図、図3は平面から見
たケーソンと掘削機の関係の表示例の拡大図である。
状のニューマチックケーソンを対象としている。そのケ
ーソン1は、作業室2と、スラブ3と、スラブ3の下面
である作業室天井面4と、同スラブ3に設けられた掘削
土砂搬出口5と、ケーソン刃口6とを有している。
ル10が固定されており、このレール10には掘削機1
1が吊り下げられ支持されている。
ーム13と、バケット14とを備えている。前記掘削機
本体12は、レール10に沿って走行可能に支持され、
しかも旋回可能に取り付けられている。前記ブーム13
は、伸縮可能にかつ俯仰可能に構成されている。前記バ
ケット14は、反転可能にかつ開閉可能に構成さてい
る。
には、操作室15が設置されている。この操作室15に
は、遠隔操作装置16と、モニタ17と、コンピュータ
18と、表示装置であるCRT19と、記憶装置20と
が配備されている。
1と、監視カメラ22a〜22cとが設置されている。
前記カメラ21は、作業室2内の地盤28を撮影し、そ
の撮像を光ファイバケーブル25を通じて操作室15内
の遠隔操作装置16に送り込むようになっている。前記
監視カメラ22a〜22cは、図3に示すように、平面
から見て基準点から円周方向に120゜の間隔をおいて
配置され、掘削機11を撮影し、その撮像も光ファイバ
ケーブル25を通じて遠隔操作装置16に送り込むよう
になっている。
に、各部に非接触型のセンサ23a〜23fが適宜設置
されている。前記センサ23aは掘削機11の位置を検
出し、前記センサ23bはブーム13の方向を検出し、
前記センサ23cはブーム13の俯仰角度を検出し、前
記センサ23dはブーム13の長さを検出し、前記セン
サ23eはバケット14の反転方向を検出し、前記セン
サ23fはバケット14の開閉状態を検出し、その検出
値をそれぞれ光ファイバケーブル26を通じて操作室1
5内のモニタ17とコンピュータ18に送り込むように
なっている。
は図1に示すように、傾斜計24が設置されている。こ
の傾斜計24は、ケーソン1の傾斜角度を計測し、その
計測値を光ファイバケーブル27を通じて前記コンピュ
ータ18に送り込むようになっている。
法の一例を説明する。
室2内が圧気されている。そして、操作室15内に配備
された遠隔操作装置16により掘削機11を遠隔操作
し、掘削機11をレール10に沿って走行させ、掘削機
本体12を旋回させ、ブーム13を伸縮および俯仰さ
せ、バケット14を操作し、作業室2内の地盤28を掘
削し、バケット14を反転および開閉操作し、掘削土砂
を掘削土砂搬出用バケット(図示せず)に引き渡し、そ
の掘削土砂搬出用バケットをスラブ3に設けられた掘削
土砂搬出口5を通じて地上まで引き上げ、排出する。
地盤28の掘削状態(程度)を、作業室2内に設置され
たカメラ21により撮影し、その撮像を光ファイバケー
ブル25を通じて操作室15内に配備された遠隔操作装
置16に送り込む。また、掘削機11の位置および姿勢
を、作業室2内に平面から見て円周方向に120゜の間
隔をおいて設置された監視カメラ22a〜22cで撮影
し、この撮像も光ファイバケーブル25を通じて遠隔操
作装置16に送り込む。さらに、ケーソン1の傾斜角度
を、スラブ3の上面に設置された傾斜計24により計測
し、その計測値を光ファイバケーブル27を通じてコン
ピュータ18に送り込み、コンピュータ18からCRT
19に送って表示する。
ケーソン用掘削機の姿勢表示方法のこの実施例では、次
のようにして実行する。
形状,寸法を予め記憶させておく。そして、作業室2内
の地盤28の掘削中、コンピュータ18は記憶装置20
からケーソン1の形状,寸法に関するデータを取り込
む。
設置されたセンサ23a〜23fのうちの、センサ23
aにより掘削機11の位置を検出し、センサ23bによ
りブーム13の方向を検出し、センサ23cによりブー
ム13の俯仰角度を検出し、センサ23dによりブーム
13の長さを検出し、センサ23eによりバケット14
の反転方向を検出し、センサ23fによりバケット14
の開閉状態を検出し、れらの検出値を光ファイバケーブ
ル26を通じてモニタ17とコンピュータ18とに送り
込む。
20から取り込んだケーソン1の形状,寸法に関するデ
ータと、センサ23a〜23fから送り込まれた検出値
とにより、(1)ブーム13の長さ方向に沿う側面から
見たブーム13と作業室側壁7′との相対的位置、
(2)バケット先端部14′とケーソン刃口6の内面側
のケーソン刃口先端部8,ケーソン刃口外周先端9との
相対的位置、(3)平面から見た作業室周壁7と同作業
室2内における掘削機11の位置およびブーム13の向
き、(4)バケット先端部14′からケーソン刃口外周
先端9までの水平方向の距離L、(5)バケット先端部
14′からケーソン刃口6の下端面までの垂直方向の距
離H、(6)ケーソン刃口6の下端部付近を掘削すると
きは、ケーソン1の外側面から下方に延ばした仮想延長
線30、(7)ケーソン刃口6の下方を掘削するとき
は、法的掘削限度を示す線31等をそれぞれ演算し、そ
の演算結果をCRT19に送る。
次のように必要な画像,線や数値を表示する。
ン刃口6の方向に向かい、かつケーソン刃口6の下端部
付近を掘削しているときは、図2(A)に示すように、
掘削機11のブーム13の長さ方向に沿う側面から見た
ブーム13と作業室側壁7′との相対的位置と、バケッ
ト先端部14′とケーソン刃口6の内面側のケーソン刃
口先端部8,ケーソン刃口外周先端9との相対的位置と
を画面29上の大部分に画像をリアルタイムで表示し、
同じ画像中に、ケーソン1の外側面の仮想延長線30
と、ケーソン1の刃口6の下方の法的掘削限度を示す線
31とを表示し、同じ画像中に、バケット先端部14′
からケーソン刃口外周先端9までの水平方向の距離L
と、バケット先端部14′からケーソン刃口6の下端面
までの垂直方向の距離Hとを数値で表示する。そして、
もしもバケット14が前記仮想延長線30を超えて進入
したときは、コンピュータ18から警報装置(図示せ
ず)に制御信号を送り、警報を発するようにしている。
また、CRT19は図2(A),(B),(C)の画面
29上の例えば右上に図3に詳細に示すように、平面か
ら見た作業室周壁7と、同作業室2内における掘削機1
1の位置およびブーム13の向きを画像で表示する。
圧作業安全衛生規則第25条の3において刃口下部を5
0cm以上掘り下げてはならないと規定されている。
の画面29上に、図2(A)に示すごとく、掘削機11
のブーム13がケーソン刃口6の方向に向かい、かつケ
ーソン刃口6の下端部付近を掘削しているときは、掘削
機11のブーム13の長さ方向に沿う側面から見たブー
ム13,バケット14と作業室側壁7′,ケーソン刃口
6との相対的位置関係を示す画像をリアルタイムで表示
するようにしている。したがって、掘削機11のオペレ
ータはこれらの画像を見ながら掘削機11を操作するこ
とにより、掘削機11のブーム13が作業室側壁7′に
接触可能な範囲に入っていても、作業室側壁7′へのブ
ーム13,バケット14の接触を防止しつつ掘削するこ
とができるし、ケーソン刃口6の下部を均一な深さに掘
削できるので、ケーソン1の傾斜を防止しつつ余掘量を
最少限に抑えることが可能となる。
記二種類の位置関係のほかに、平面から見た作業室周壁
7と作業室2内における掘削機11の位置およびブーム
13の向きを表示するようにしているので、オペレータ
はこれらの情報を見ながら掘削機11を的確に操作する
ことができるので、掘削の安全性を高めることができ
る。
関係を示す画像中に、バケット先端部14′からケーソ
ン刃口外周先端9までの水平方向の距離Lと、バケット
先端部14′からケーソン刃口6の下端面までの垂直方
向の距離Hとを数値で表示するようにしているので、オ
ペレータは前記画像と二種類の距離L,Hの数値を見な
がら掘削機11を操作することができるので、掘削深さ
や余掘量、および作業室側壁7′と掘削機11との間隔
を正確に把握したうえで、掘削作業を進めることができ
る。
下端部付近を掘削するときは、前記二種類の位置関係を
示す画像中に、ケーソン1の外側の仮想延長線30を表
示するようにしており、またバケット14がこの仮想延
長線30を超えて進入したときは警報を発するようにし
ているので、ケーソン刃口6の下端部付近の掘削時に掘
削機11のオペレータは画像中に表示された仮想延長線
30とバケット14とを見ながら掘削機11を操作する
ことができるし、警報を発することによって注意を喚起
することができるので、余掘量を極限的に少なくするこ
とが可能となる。
関係を示す画像中に、ケーソン刃口6の下方の法的掘削
限度を示す線31を表示するようにしており、掘削機1
1のオペレータは画像中の法的掘削限度を示す線31と
バケット14とを見ながら掘削機11を操作することが
できるので、法的掘削限度を示す線31を超えて掘削す
ることによるケーソン1の傾斜等のトラブルを解消しつ
つ掘削作業を進めることができる。
(C)へ、または図2(C)から図2(A)へ移行する
途中の画像を示すもので、この画像29に表示される掘
削機11のブーム13の長さ方向に沿う側面から見た画
像では作業室側壁7′が移動するのみでなく、ブーム1
3の方向に応じて作業室側壁7′の幅も変化させ、バケ
ット先端部14′とケーソン1の内周面との関係を明確
に把握できるようにしている。
13がケーソン1の中心付近に向かったとき、すなわち
例えば図3において掘削機11が中心線c方向に向かっ
た場合を示すもので、この場合バケット先端部14′と
ケーソン刃口6を含む作業室側壁7′との接触の危険が
なくなり、かつ前記バケット先端部14′と作業室側壁
7′との距離が姿勢表示領域を越えるため、画像中に作
業室側壁7′は表示されない。
ソンに限らず、矩形,小判型等、いかなる形状のケーソ
ンにも適用することができる。
ケーソン1の作業室天井面4に設置した掘削機11によ
り掘削する場合のニューマチックケーソン用掘削機11
の姿勢表示方法において、ケーソン1の作業室2内にお
ける掘削機11の位置,方向、ブーム13の方向,長
さ,俯仰角度、バケット14の反転方向,開閉状態等の
掘削機11の姿勢を検出し、これらの検出値とケーソン
躯体の形状,寸法とにより、掘削機本体12の側面から
見たバケット先端部14’とケーソン刃口外周先端9と
の相対位置を演算し、バケット14が作業室側壁7’に
接触可能な範囲に入ったときには、掘削機11の姿勢に
加えてバケット先端部14’とケーソン刃口外周先端9
との水平距離に応じた、掘削機11と作業室側壁7’と
の相対位置関係の画像を明示するようにしており、掘削
機11のブーム13と作業室側壁7′との位置関係を明
確に視認することができるので、掘削機11のブーム1
3が作業室側壁7′に接触可能な範囲に入ったときに、
作業室側壁7′へのブーム13の接触を防止し、安全性
を確保し得る効果があり、またケーソン刃口6の下端面
とバケット先端部14′との位置関係も明確に視認する
ことができるので、ケーソン刃口6の下部を均一な深さ
に掘削し、かつケーソン1の傾斜を防止しつつ余掘量を
最少限に抑え得る効果があり、さらには前記二種類の位
置関係を単一の画面を見て確認し得る効果もある。
限度を示す線31と、ケーソン1の外側面の仮想延長線
30とを表示するようにしているため、ケーソン刃口6
の下端部付近の掘削時に、掘削機11のオペレータは画
像中に表示された線30,31とバケット14とを見な
がら掘削機11を操作できるので、掘り過ぎによるケー
ソン1の傾斜等のトラブルを未然に防止しつつ余掘量を
極限的に少なくすることができるという効果がある。
勢表示の画像中に、バケット先端部14’からケーソン
刃口外周先端9までの水平方向の距離Lと、垂直方向の
距離Hとを数値で表示するようにしており、掘削機11
のオペレータは前記画像と二種類の距離L,Hの数値と
を併せて視認し、掘削機11を操作できるので、掘削深
さや余掘量、および作業室側壁7′と掘削機11との間
隔を正確に把握し、そのうえ一掘削作業を進め得る効果
がある。
ンと掘削機の位置および姿勢表示の各種ケースを示す図
である。
を示す拡大図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ケーソン(1)の作業室天井面(4)に
設置した掘削機(11)により掘削する場合のニューマ
チックケーソン用掘削機(11)の姿勢表示方法におい
て、 ケーソン(1)の作業室(2)内における掘削機(1
1)の位置,方向、ブーム(13)の方向,長さ,俯仰
角度、バケット(14)の反転方向,開閉状態等の掘削
機(11)の姿勢を検出し、 これらの検出値とケーソン躯体の形状,寸法とにより、
掘削機本体(12)の側面から見たバケット先端部(1
4’)とケーソン刃口外周先端(9)との相対位置を演
算し、 バケット(14)が作業室側壁(7’)に接触可能な範
囲に入ったときには、掘削機(11)の姿勢に加えてバ
ケット先端部(14’)とケーソン刃口外周先端(9)
との水平距離に応じた、掘削機(11)と作業室側壁
(7’)との相対位置関係と、 ケーソン刃口(6)の下方の法的掘削限度を示す線(3
1)と、 ケーソン(1)の外側面の仮想延長線(30)とを画面
(29)に表示することを特徴とするニューマチックケ
ーソン用掘削機の姿勢表示方法。 - 【請求項2】 姿勢表示の画像中に、バケット先端部
(14’)からケーソン刃口外周先端(9)までの水平
方向の距離(L)と、垂直方向の距離(H)とを数値で
表示することを特徴とする請求項1記載のニューマチッ
クケーソン用掘削機の姿勢表示方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5281891A JP2554986B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | ニューマチックケーソン用掘削機の姿勢表示方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5281891A JP2554986B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | ニューマチックケーソン用掘削機の姿勢表示方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07113237A JPH07113237A (ja) | 1995-05-02 |
| JP2554986B2 true JP2554986B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=17645408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5281891A Expired - Fee Related JP2554986B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | ニューマチックケーソン用掘削機の姿勢表示方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH083180B2 (ja) * | 1989-10-13 | 1996-01-17 | 株式会社小松製作所 | ケーソン内地盤掘削装置の制御方法 |
| JP2943082B2 (ja) * | 1991-01-08 | 1999-08-30 | 株式会社小松製作所 | ケーソン内部地盤の自動掘削装置 |
-
1993
- 1993-10-15 JP JP5281891A patent/JP2554986B2/ja not_active Expired - Fee Related
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