JPH0652176B2 - Excavation status monitoring device for pipe burying machine - Google Patents
Excavation status monitoring device for pipe burying machineInfo
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- JPH0652176B2 JPH0652176B2 JP24622284A JP24622284A JPH0652176B2 JP H0652176 B2 JPH0652176 B2 JP H0652176B2 JP 24622284 A JP24622284 A JP 24622284A JP 24622284 A JP24622284 A JP 24622284A JP H0652176 B2 JPH0652176 B2 JP H0652176B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、管埋設機の掘進状態監視装置に関するもので
ある。The present invention relates to an excavation state monitoring device for a pipe burying machine.
「従来の技術」 現在、小口径管の埋設では、従来の開削工法に代わつて
推進工法が多用されるようになつている。“Conventional technology” Currently, in burying small-diameter pipes, propulsion methods are being used in place of conventional excavation methods.
以下、この推進工法を第11図および第12図を参照して説
明する。This propulsion method will be described below with reference to FIGS. 11 and 12.
まず、地山1に発進立坑2および到達立坑3を設ける。
その発進立坑2に推進装置4を配置する。この推進装置
4は、発進立坑2内に設置したガイド27と、そのガイド
27内に固定した元押ジヤツキ20と、その元押ジヤツキ20
のピストンロツドの先端に固定し、前記ガイド27に元押
ジヤツキ20の推進方向と同方向にスライド可能にガイド
した元押リング21とからなる。かくしてなる推進装置4
の元押リング21に掘進機5を先頭に埋設管6を配置す
る。この掘進機5を作動させて掘進機5で、例えば周囲
の地山1を圧密しながら、推進装置4を作動させて掘進
機5および埋設管6を地山1中に貫入させる。以下、埋
設管6を次々に継ぎ足して推進させ、最終的に掘進機5
が到達立坑3に到達したところで地山1中に埋設管6が
敷設される。First, the starting shaft 2 and the reaching shaft 3 are provided in the ground 1.
A propulsion device 4 is arranged in the starting shaft 2. This propulsion device 4 includes a guide 27 installed in the starting shaft 2 and its guide.
The original push jack 20 fixed in 27 and the original push jack 20
The guide rod 27 is fixed to the tip of the piston rod and is guided by the guide 27 so as to be slidable in the same direction as the driving direction of the push lever 20. Propulsion device 4
The buried pipe 6 is placed on the former push ring 21 with the excavator 5 at the head. While operating the excavator 5 to consolidate the surrounding natural ground 1, for example, the propulsion device 4 is operated to cause the excavator 5 and the buried pipe 6 to penetrate into the natural ground 1. Hereinafter, the buried pipes 6 are successively added and propelled, and finally the excavator 5
The buried pipe 6 is laid in the natural ground 1 at the point where it reaches the reaching shaft 3.
かかる推進工法においては、埋設精度が重要である。す
なわち、掘進機5および埋設管6の推進は、予め決定さ
れた埋設予定線に沿つて行わなければならない。このた
めに、通常は掘進状態監視装置により、掘進機5の現在
位置を検出し、その掘進機5が埋設予定線からどの程度
ずれているかを検出表示し、そのずれ方向およびずれ量
に応じて掘進機5の方向修正を行い、ずれをなくすよう
にしている。In such a propulsion method, burial accuracy is important. That is, the propulsion of the machine 5 and the buried pipe 6 must be performed along a predetermined planned buried line. For this reason, normally, the excavation state monitoring device detects the current position of the excavation machine 5 to detect and display how much the excavation machine 5 deviates from the planned burial line, and according to the deviation direction and the deviation amount. The direction of the excavator 5 is corrected to eliminate the deviation.
以下、上述の掘進状態監視装置を第13図および第14図を
参照して説明する。The above-mentioned excavation state monitoring device will be described below with reference to FIGS. 13 and 14.
この掘進状態監視装置は、発進立坑2内に設置したレー
ザビーム発射装置7と、掘進機5内に設置したレーザビ
ーム受光装置8と、表示装置としてのCRT10とを備え
る。前記レーザビーム受光装置8は、例えばレーザビー
ム11が当たる受光面をx−y平面としたとき、レーザビ
ーム11が当たつた点、例えば第14図中のR点の座標
(x,y)に応じた電気信号を出力する装置である。前
記CRT10は、地上に設置した掘進機5の操作を行う操作
装置9に一体に設け、前記レーザビーム受光装置8に電
線等18により接続する。このCRT10は、レーザビーム受
光装置8の受光面のx−y平面にレーザビーム11が当つ
て得られるP点の座標(x,y)の電気信号に基づい
て、そのP点をCRT10の表示面のx−y平面上に位置ず
れ量として表示する。次に、この掘進状態監視装置の操
作について説明する。まず、レーザビーム発射装置7か
らレーザビーム11をレーザビーム受光装置8に向けて発
射する。すると、レーザビーム11がレーザビーム受光装
置8の受光面のx−y平面に当たり、そのレーザビーム
11が当たつたP点がCRT10の表示面のx−y平面上に位
置ずれ量として表示される。そして、操作者16はこのCR
T10に表示される情報を常時監視することにより、掘進
機5の埋設予定線に対するずれ量を正確に把握すること
ができる。従つて、上述のずれ量に応じて、ずれ量を無
くすように方向修正のための運転動作を適確に行うこと
ができる。The excavation state monitoring device includes a laser beam emitting device 7 installed in the starting shaft 2, a laser beam receiving device 8 installed in the excavator 5, and a CRT 10 as a display device. In the laser beam receiving device 8, for example, when the light receiving surface on which the laser beam 11 hits is an xy plane, the point on which the laser beam 11 hits, for example, the coordinates (x, y) of point R in FIG. It is a device that outputs a corresponding electric signal. The CRT 10 is provided integrally with an operating device 9 for operating the excavator 5 installed on the ground, and is connected to the laser beam receiving device 8 by a wire 18 or the like. This CRT 10 is based on an electric signal of coordinates (x, y) of a point P obtained by hitting the xy plane of the light receiving surface of the laser beam receiving device 8 with the laser beam 11, and displays the point P on the display surface of the CRT 10. It is displayed as the amount of displacement on the xy plane. Next, the operation of this excavation state monitoring device will be described. First, the laser beam emitting device 7 emits the laser beam 11 toward the laser beam receiving device 8. Then, the laser beam 11 strikes the xy plane of the light receiving surface of the laser beam receiving device 8, and the laser beam 11
The point P hit by 11 is displayed as the amount of displacement on the xy plane of the display surface of the CRT 10. And the operator 16
By constantly monitoring the information displayed on T10, the amount of deviation of the excavator 5 from the planned buried line can be accurately grasped. Therefore, it is possible to appropriately perform the driving operation for the direction correction so as to eliminate the deviation amount according to the deviation amount described above.
かかる掘進状態監視装置においては、方向修正のための
運転動作がより適確に行われようにするために、上記の
掘進機5の位置検出に加えて掘進機5の姿勢検出が行わ
れている。この掘進状態監視装置は、ジヤイロのような
既存の技術手段からなるピツチングセンサ14およびヨ
ーイングセンサ15を掘進機5内に設け、一方操作装置9
にピツチング表示装置12およびヨーイング表示装置13を
一体に設け、そのピツチング表示装置12およびヨーイン
グ表示装置13とピツチングセンサ14およびヨーイングセ
ンサ15との間に電線等18を配設する。次に、その操作に
ついて説明する。前記ピツチングセンサ14およびヨーイ
ングセンサ15により、掘進機5の鉛直方向の傾き量(ピ
ツチング量)および水平方向の傾き量(ヨーイング量)
を検出し、そのピツチング量およびヨーイング量をピツ
チング表示装置12およびヨーイング表示装置13にそれぞ
れ表示することにより、掘進機5の位置ずれ量に加えて
掘進機5の姿勢が検出表示され、方向修正のための運転
動作を容易に行うことができる。In such an excavation state monitoring device, the posture of the excavator 5 is detected in addition to the position detection of the excavator 5 in order to more accurately perform the driving operation for correcting the direction. . In this excavation state monitoring device, a pitching sensor 14 and a yawing sensor 15 made of an existing technical means such as a gyroscope are provided in the excavation machine 5, and an operating device 9 is provided.
A pitching display device 12 and a yawing display device 13 are provided integrally with each other, and an electric wire or the like 18 is arranged between the pitching display device 12 and the yawing display device 13 and the pitching sensor 14 and the yawing sensor 15. Next, the operation will be described. By the pitching sensor 14 and the yawing sensor 15, the vertical tilt amount (pitching amount) and the horizontal tilt amount (yawing amount) of the machine 5 are measured.
Is detected and the pitching amount and yawing amount are displayed on the pitching display device 12 and the yawing display device 13, respectively, the position of the excavator 5 is detected and displayed in addition to the positional deviation amount of the excavator 5, and the direction correction is performed. It is possible to easily perform a driving operation for
例えば、第15図(a)に示すように、掘進機5に作用する
地山1の抵抗の不均一等により、掘進機5が埋設予定線
Lに対して、水平方向に角度θx傾いたとする。このま
まの姿勢でさらに推進を続けると、通常は第15図(b)に
示すように、埋設予定線Lとのずれ量は次第に大きくな
る。もしも、角度θxの掘進機5の水平方向の傾き量、
すなわちヨーイング量θxが検出されないならば、位置
ずれがかなり大きくなつてから掘進機5の水平方向の傾
きを知ることになり、それに基づいて方向修正の運転動
作を行つても、なかなか精度良く埋設管6を埋設するこ
とができない。それに対して、ヨーイング量θxを知る
ことができれば、以後掘進機5の進む方向を知ることが
できるので、位置ずれが大きくなる前に適確に方向修正
の運転動作を行うことができ、埋設管6の埋設精度が向
上される。このように、掘進機5の位置検出に加えて姿
勢検出を行えば、埋設管6の埋設精度をさらに向上させ
ることができる。For example, as shown in FIG. 15 (a), it is assumed that the excavator 5 is inclined at an angle θx with respect to the planned burial line L due to uneven resistance of the ground 1 acting on the excavator 5. . When the propulsion is further continued in this posture, the amount of deviation from the planned burial line L gradually increases as shown in FIG. 15 (b). If the angle θx is the amount of inclination of the machine 5 in the horizontal direction,
That is, if the yaw amount θx is not detected, the horizontal displacement of the excavator 5 will be known after the positional displacement has become considerably large, and even if the driving operation for direction correction is performed based on this, it is quite accurate. 6 cannot be buried. On the other hand, if the yawing amount θx can be known, the traveling direction of the excavator 5 can be known thereafter, so that the driving operation of the direction correction can be appropriately performed before the displacement becomes large, and the buried pipe The burial accuracy of 6 is improved. As described above, by performing the posture detection in addition to the position detection of the excavator 5, the burial accuracy of the burial pipe 6 can be further improved.
「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、上述の従来の掘進状態監視は、掘進機5
内にレーザビーム受光装置8ピツチングセンサ14および
ヨーイングセンサ15を配置する必要があるので、小口径
管、特に直径300mm以下の埋設管6を埋設する管理設機
においては、レーザビーム受光装置8,ビッチングセン
サ14およびヨーイングセンサ15の設置スペースを確保す
るのに問題がある。"Problems to be Solved by the Invention" However, the above-described conventional excavation state monitoring is performed by the excavator 5
Since it is necessary to dispose the laser beam receiving device 8 pitching sensor 14 and the yawing sensor 15 inside the laser beam receiving device 8, the laser beam receiving device 8, especially in the management installation machine for burying the embedded pipe 6 having a diameter of 300 mm or less, There is a problem in securing the installation space for the bitching sensor 14 and the yawing sensor 15.
本発明は、上述の問題点を解決した管理設機の掘進状態
監視送足を提供せんとするものであう。The present invention is intended to provide a digging state monitoring transmission of a management equipment that solves the above problems.
[問題点を解決するための手段] 特許請求の範囲第1項記載の発明(以下、第1の発明と
称す。)は、掘進線上の掘進機の位置を検出してその位
置検出信号を出力する位置検出部と、掘進機の掘進推進
量を検出してその掘進推進量検出信号を出力する掘進推
進量検出部と、前記位置検出部および掘進推進量検出部
から入力した信号にもとづいて、埋設予定線に対する位
置検出部のずれ量、ならびに、前記位置検出部のずれ量
のデータと埋設予定線に沿って予め設定された距離だけ
発進立坑側に戻った位置での前記位置検出部のずれ量の
データとから、それらのデータの水平方向および鉛直方
向のずれ量の差をそれぞれ出力する演算部と、該演算部
に接続し、前記位置検出部のずれ量、ならびに、前記水
平および鉛直方向のずれ量の差を、設定予定線に対する
掘進線の傾きとして表示する表示部とを備えたことを特
徴とする。[Means for Solving Problems] The invention according to claim 1 (hereinafter referred to as the first invention) detects a position of an excavator on an excavation line and outputs a position detection signal thereof. Position detection unit, the digging propulsion amount detection unit that detects the digging propulsion amount of the excavator and outputs the digging propulsion amount detection signal, based on the signal input from the position detection unit and the digging propulsion amount detection unit, Deviation of the position detector with respect to the planned buried line, and data of the amount of deviation of the position detector and deviation of the position detector at the position returned to the starting shaft side by a preset distance along the planned buried line From the amount data, a calculation unit that outputs the difference between the horizontal and vertical shift amounts of the data, and a shift amount of the position detection unit that is connected to the calculation unit and the horizontal and vertical directions. Set the difference in And a display unit that displays the inclination of the excavation line with respect to the planned line.
また、特許請求の範囲第2項記載の発明(以下、第2の
発明と称す。)は、掘進機の位置を検出してその位置検
出信号を出力する位置検出部と、掘進機の掘進推進量を
検出してその掘進推進量検出信号を出力する掘進推進量
検出部と、その位置検出部および掘進推進量検出部に接
続し、位置検出部および掘推進量検出部から所定時間毎
に入力した信号に基づいて、埋設予定線に対する掘進機
の現在のずれ量と、所定距離掘進後に想定される掘進機
の予測位置ずれ量とを出力する演算部と、その演算部に
接続し、掘進機の現在の位置ずれ量と予測位置ずれ量と
を表示する表示部とを備えたことを特徴とする。Further, the invention described in claim 2 (hereinafter referred to as the second invention) includes a position detection unit that detects the position of the machine and outputs the position detection signal, and the excavation propulsion of the machine. It is connected to the excavation propulsion amount detection unit that detects the amount and outputs the excavation propulsion amount detection signal, its position detection unit and the excavation propulsion amount detection unit, and is input from the position detection unit and the excavation propulsion amount detection unit at predetermined time intervals. Based on the signal, the current deviation amount of the excavator with respect to the planned buried line, and a calculation unit that outputs a predicted position deviation amount of the excavator that is expected after a predetermined distance is excavated, and the arithmetic unit is connected to the excavation machine. And a display unit that displays the current positional deviation amount and the predicted positional deviation amount.
「作用」 第1の発明は、ピツチングセンサおよびヨーイングセン
サなどを用いずに掘進機のピツチング量およびヨーイン
グ量、すなわち掘進機の姿勢を検出し、掘進機の位置ず
れ量に加えて掘進機の姿勢をも表示部に表示することが
できる。"Operation" The first invention detects the pitching amount and yawing amount of the excavator, that is, the posture of the excavator without using the pitching sensor and the yawing sensor, and detects the displacement of the excavator in addition to the displacement amount of the excavator. The posture can also be displayed on the display unit.
また、第2の発明は、同じくピツチングセンサおよびヨ
ーイングセンサなどを用いずに掘進機のピツチング量お
よびヨーイング量、すなわち掘進機の姿勢を検出し、掘
進機の位置ずれ量に加えて掘進機の姿勢をも表示部に表
示することができると共に、表示部に埋設予定線に対す
る掘進機の現在の位置ずれ量と、予測ずれ量を表示す
る。The second invention also detects the pitching amount and yawing amount of the excavator, that is, the posture of the excavator without using the pitching sensor and the yawing sensor, and detects the displacement of the excavator in addition to the positional deviation amount of the excavator. The attitude can also be displayed on the display unit, and the display unit displays the current displacement amount of the machine and the predicted displacement amount with respect to the planned buried line.
「実施例」 以下、第1の発明の管埋設機の掘進状態監視装置の実施
例の内の3例を第1図乃至第8図を参照して説明する。
また、第2の発明の管埋設機の掘進状態監視装置の一実
施例を第9図および第10図を参照して説明する。[Embodiment] Hereinafter, three of the embodiments of the excavation state monitoring device for a pipe burying machine according to the first invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
An embodiment of the excavation state monitoring device for a pipe burying machine according to the second invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
第1図乃至第6図は第1の本発明の掘進状態監視装置の
第1の実施例を示し、第1図はブロツク図、第2図はレ
ーザビーム発射装置およびレーザビーム受光装置とxy
z座標との関係を示した説明図、第3図は推進装置およ
び掘進推進量検出部を示した一部側面図、第4図は演算
部のメモリの概念図、第5図は演算部の演算方式の説明
図、第6図は掘進機の姿勢の検出方法を示した説明図で
ある。1 to 6 show a first embodiment of the excavation state monitoring apparatus of the first invention, FIG. 1 is a block diagram, and FIG. 2 is a laser beam emitting apparatus and a laser beam receiving apparatus and xy.
FIG. 3 is an explanatory view showing the relationship with the z coordinate, FIG. 3 is a partial side view showing the propulsion device and the excavation propulsion amount detection unit, FIG. 4 is a conceptual diagram of the memory of the calculation unit, and FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram of the calculation method, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing a method for detecting the attitude of the excavator.
図中、第11図乃至第12図と同符号は同一のものを示す。In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 11 to 12 indicate the same parts.
しかして、この実施例における本発明の掘進状態監視装
置において、第2図に示すように、レーザビーム発射装
置7の発射するレーザビーム11をz軸とし、そのz軸に
対して水平に直交する軸をx軸とし、同じくz軸に対し
て鉛直に直交する軸をy軸とする。そうすると、掘進機
5に固定されたレーザビーム受光装置8の受光面のx−
y平面にレーザビーム11が当つて得られるP点の座標
(x,y)に相当する信号は、掘進機5の位置ずれ量を
表わすこととなり、CRT10の表示面のx−y平面上にP
点(x,y)として表示される。Then, in the excavation state monitoring device of the present invention in this embodiment, as shown in FIG. 2, the laser beam 11 emitted by the laser beam emitting device 7 is the z axis, and is orthogonal to the z axis horizontally. The axis is the x-axis, and the axis perpendicular to the z-axis is the y-axis. Then, x− of the light receiving surface of the laser beam light receiving device 8 fixed to the excavator 5
The signal corresponding to the coordinates (x, y) of the point P obtained by hitting the laser beam 11 on the y plane represents the amount of displacement of the excavator 5, and P on the xy plane of the display surface of the CRT 10.
Displayed as a point (x, y).
そして、本発明の掘進状態監視装置は、第3図に示すよ
うに、推進装置4に掘進推進量検出部を配置する。すな
わち、推進装置4の固定部のガイド27に回転式のポテン
シヨメータ22を固設し、そのポテンシヨメータ22にワイ
ヤ23の基端を巻装し、そのワイヤ23の先端を推進装置4
のスライド部の元押リング21に固定する。この掘進推進
量検出部は、元押ジヤツキ20が伸びて元押リング21がス
ライドし、ワイヤ23がポテンシヨメータ22から引き出さ
れてそのポテンシヨメータ22が回転する。この結果、元
押ジヤツキ20の伸び、すなわち掘進機5の掘進推進量に
応じた信号が得られ、その信号が出力される。このポテ
ンシヨメータ22から出力は、第2図に示すxyz座標の
z軸とほぼ一致する。このポテンシヨメータ22および前
記レーザビーム受光装置8から出力される掘進機5の位
置信号x,yおよび掘進機5の掘進推進量信号zは、時
間の関数であり、x(t),y(t),z(t)のようにして
表わされる。Then, in the excavation state monitoring device of the present invention, the excavation propulsion amount detection unit is arranged in the propulsion device 4, as shown in FIG. That is, the rotary potentiometer 22 is fixedly installed on the guide 27 of the fixed portion of the propulsion device 4, the proximal end of the wire 23 is wound around the potentiometer 22, and the tip of the wire 23 is attached to the propulsion device 4.
Fix it to the original push ring 21 of the slide part. In this excavation propulsion amount detection unit, the original push jack 20 extends, the original push ring 21 slides, the wire 23 is pulled out from the potentiometer 22, and the potentiometer 22 rotates. As a result, a signal corresponding to the extension of the original push jack 20, that is, the amount of propulsion of the excavator 5 is obtained, and the signal is output. The output from the potentiometer 22 substantially coincides with the z-axis of the xyz coordinates shown in FIG. The position signals x and y of the excavator 5 and the excavation propulsion amount signal z of the excavator 5 output from the potentiometer 22 and the laser beam receiving device 8 are functions of time, and x (t), y ( t) and z (t).
前記レーザビーム受光装置8とポテンシヨメータ22にA
D変換器24を接続する。このAD変換器24は、レーザビ
ーム受光装置8およびポテンシヨメータ22から出力され
た信号x(t),y(t),z(t)を入力し、その信号x
(t),y(t),z(t)をAD変換し、所定時間毎に信号x
n,yn,znとして出力する。The laser beam receiving device 8 and the potentiometer 22 are
Connect the D converter 24. The AD converter 24 inputs the signals x (t), y (t), z (t) output from the laser beam receiving device 8 and the potentiometer 22, and outputs the signal x
(t), y (t), z (t) are AD-converted, and a signal x is obtained at predetermined time intervals.
Output as n, yn, zn.
このADは変換器24に演算部25を接続する。この演算部
25は、AD変換器24から所定時間毎に出力される信号x
n,yn,znを入力してメモリする。この演算部25におい
ては、第4図に示すように、掘進開始(t=0)と共
に、例えば1秒おきにAD変換器24からの信号x,y,
zを入力してメモリする。なお、第4図中、添字nはn
秒後のデータの意味である。This AD connects the arithmetic unit 25 to the converter 24. This calculation unit
25 is a signal x output from the AD converter 24 at predetermined time intervals
Input n, yn, zn and store. In the calculation unit 25, as shown in FIG. 4, signals x, y, from the AD converter 24 are generated every one second, for example, at the start of excavation (t = 0).
Enter z and store. In FIG. 4, the subscript n is n.
This is the meaning of the data in seconds.
そして、この演算部25においては、時刻n秒の時に下式
(1)および(2)の演算を行う。なお、この演算は1秒おき
に行われる。Then, in this calculation unit 25, at the time of time n seconds,
Perform operations (1) and (2). Note that this calculation is performed every 1 second.
ここで、x(z=zn-Δz),y(z=zn-Δz)の意味は、時刻
nにおけるzの値znから距離Δzだけ遡つた値z(zn−Δ
z)に対応するx,yの信号を意味しているものとする。
そうすると、(1)式のTxnは、第5図より明らかなよう
に、曲線x(z)のz=znにおける接線(破線にて表わ
す。)の勾配(=tanθ)を表わしていることとなる。
このTxnの意味を第6図によりさらに詳しく説明する。
図中、実線の曲線は掘進機5の中心、すなわちこの場合
はレーザビーム受光装置8の中心を辿つてきた軌跡であ
り、前述のx1〜xnに相当する点を連ねた掘進線である。
図の破線は前述したように掘進線の接線であるレーザビ
ーム受光装置8は掘進機5に固定されているので、この
接線は掘進機5の方向に一致している。従つて、上記の
Txnは時刻t=nにおける掘進機5のx-z平面(水平面)で
の傾き量、すなわちヨーイング量を表わしている。ま
た、同様に(2)式のTynは掘進機5のピツチング量を表わ
す。 Here, x (z = zn-Δz) and y (z = zn-Δz) mean the value z (zn−Δz) which is the value zn traced back from the value zn of z at time n.
It is assumed to mean the x and y signals corresponding to z).
Then, as is clear from FIG. 5, Txn in the equation (1) represents the gradient (= tan θ) of the tangent line (represented by the broken line) at z = zn of the curve x (z). .
The meaning of Txn will be described in more detail with reference to FIG.
In the figure, the solid line curve is the locus that follows the center of the excavator 5, that is, the center of the laser beam receiving device 8 in this case, and is the excavation line that connects the points corresponding to the aforementioned x1 to xn.
The broken line in the figure is the tangent to the excavation line as described above, and the laser beam receiving device 8 is fixed to the excavator 5, so that this tangent line coincides with the direction of the excavator 5. Therefore, above
Txn represents the amount of tilt of the machine 5 at the time t = n in the xz plane (horizontal plane), that is, the amount of yawing. Similarly, Tyn in the equation (2) represents the pitching amount of the machine 5.
かかる演算部25は、時刻n秒の時における掘進機5の位
置P点(xn,yn)の信号を位置ずれ量として出力すると
共に、同じく時刻n秒の時における掘進機5のヨーイン
グ量Txnおよびピツチング量Tynを出力する。The computing unit 25 outputs a signal at the position P point (xn, yn) of the excavator 5 at time n seconds as a positional deviation amount, and also at the same time at time n seconds, the yawing amount Txn of the excavator 5 and Outputs the pitching amount Tyn.
この演算部25に表示部26を接続する。この表示部26は、
前述の第13図に示すように、操作装置9に設けたCRT10
とピツチング表示装置12とヨーイング表示装置13とから
なる。演算部25から出力された位置ずれ量P(xn,yn)、
ヨーイング量Txn、ピツチング量Tynを入力してそれぞれ
CRT10、ヨーイング表示装置13、ピツチング表示装置12
に表示する。The display unit 26 is connected to the calculation unit 25. This display unit 26
As shown in FIG. 13 described above, the CRT 10 provided in the operating device 9
And a pitching display device 12 and a yawing display device 13. The positional deviation amount P (xn, yn) output from the calculation unit 25,
Enter the yawing amount Txn and the pitching amount Tyn respectively.
CRT10, yawing display device 13, pitching display device 12
To display.
この実施例における第1の発明の掘進状態監視装置は、
以上の如き構成よりなるから、掘進機5の位置ずれ量P
(xn,yn)と共に、掘進機5のヨーイング量Txnおよび
ピツチング量Tynをも表示することができる。従つて、
掘進機5の方向修正のための運転動作を適確にかつ容易
に行うことができる。しかも、ピツチングセンサおよび
ヨーイングセンサを用いずに、位置検出部および演算部
により掘進機5のヨーイング量Txnおよびピツチング量T
ynを表示することができるので、小口径管、特に直径30
0mm以下の埋設管6を埋設する管埋設機においても、ピ
ツチングセンサおよびヨーイングセンサの設置スペース
を確保する必要がない。従つて、ピツチングセンサおよ
びヨーイングセンサの設置スペースの問題が解決され
る。The excavation state monitoring device of the first invention in this embodiment is
Due to the above-mentioned configuration, the position shift amount P of the excavator 5 is
The yaw amount Txn and the pitching amount Tyn of the excavator 5 can be displayed together with (xn, yn). Therefore,
The driving operation for correcting the direction of the excavator 5 can be accurately and easily performed. Moreover, the yaw amount Txn and the pitching amount T of the excavator 5 are calculated by the position detection unit and the calculation unit without using the pitching sensor and the yawing sensor.
yn can be displayed in small diameter tubes, especially diameter 30
Even in the pipe burying machine for burying the buried pipe 6 of 0 mm or less, it is not necessary to secure the installation space for the pitching sensor and the yawing sensor. Therefore, the problem of the installation space of the pitching sensor and the yawing sensor is solved.
第7図は第1の発明の掘進状態監視装置の第2の実施例
を示した表示部の正面図である。FIG. 7 is a front view of a display unit showing a second embodiment of the excavation state monitoring device of the first invention.
この表示部26Aは、位置ずれ量表示用CRT10と、位置ず
れ量X,Y,ヨーイング量TX,ピツチング量TYのデ
ジタル表示部28Aとからなる。そして、CRT10上にスポ
ツトPとして現在の位置ずれ量(xn,yn)を表示し、さ
らにその位置ずれ量X,Yおよびヨーイング量TX,ピ
ツチング量TYをデジタル表示する。このようにするこ
とにより、操作装置9の表示面を小さくすることがで
き、また位置ずれ量,ヨーイング量,ピツチング量の詳
細なデータを把握することができる。The display unit 26A includes a CRT 10 for displaying the amount of displacement and a digital display unit 28A for the amounts of displacement X, Y, the yawing amount TX, and the pitching amount TY. Then, the present positional deviation amount (xn, yn) is displayed as a spot P on the CRT 10, and the positional deviation amounts X and Y, the yawing amount TX, and the pitching amount TY are digitally displayed. By doing so, the display surface of the operating device 9 can be made small, and detailed data of the positional deviation amount, yawing amount, and pitching amount can be grasped.
第8図は第1の発明の掘進状態監視装置の第3の実施例
を示した表示部の正面図である。FIG. 8 is a front view of a display section showing a third embodiment of the excavation state monitoring device of the first invention.
この表示部26Bは、上述の第2の実施例と同様に、CRT1
0と、デジタル表示部28Bとからなる。そして、CRT10上
に現在の位置ずれ量(xn,yn)をスポツトPとして表示す
ると共に、第4図に示すメモリに残つている過去のデー
タ(x1,y1)(x2,y2)…をも表示する。なお、過去のデー
タのスポツトを現在の位置ずれ量(xn,yn)のスポツト
Pより小さく表示する。このようにすることにより、操
作者16は過去から現在までの掘進機5の掘進状態を明確
にイメージすることができ、さらに適確に方向修正のた
めの運転動作を行うことができる。This display portion 26B is similar to that of the second embodiment described above in that the CRT1
0 and a digital display unit 28B. Then, the current position shift amount (xn, yn) is displayed as spot P on the CRT 10, and the past data (x1, y1) (x2, y2) ... Remaining in the memory shown in FIG. 4 is also displayed. To do. The spot of the past data is displayed smaller than the spot P of the current position shift amount (xn, yn). By doing so, the operator 16 can clearly imagine the excavation state of the excavator 5 from the past to the present, and can perform the driving operation for correcting the direction more accurately.
第9図は第2の発明の掘進状態監視装置の一実施例を示
したブロツク図、第10図はその表示部の正面図である。FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of the excavation state monitoring device of the second invention, and FIG. 10 is a front view of the display portion thereof.
図中、第1図乃至第8図と同符号は同一のものを示す。In the drawings, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 8 indicate the same parts.
しかして、この実施例における本発明の掘進状態監視装
置は、演算部25において下式(3),(4)の演算を行う。Therefore, in the excavation state monitoring device of the present invention in this embodiment, the calculation unit 25 performs the calculations of the following expressions (3) and (4).
xn′=xn+lzTx…………………………(3) yn′=yn+lzTy…………………………(4) こうして得られたxn′,yn′は、現在の位置ずれ量(x
n,yn)がこのまま推移すれば、lzだけ掘進機5が進ん
だときには(xn′,yn′)のずれ量になるだろうと言う
予測値を表わしている。この予測位置ずれ量P′点(x
n′,yn′)を現在の位置ずれ量P点(xn,yn)と共に
出力する。xn ′ = xn + lzTx ………………………… (3) yn ′ = yn + lzTy …………………… (4) xn ′ and yn ′ thus obtained are the current displacement (X
If n, yn) changes as it is, it represents a predicted value that the shift amount will be (xn ', yn') when the machine 5 advances by lz. This predicted position deviation amount P'point (x
n ', yn') is output together with the current position shift amount P point (xn, yn).
この実施例の表示部26Cは、上述の表示部26A,26Bと
同様に、CRT10と、デジタル表示部28Cとからなる。そ
して、CRT10上に、現在の位置ずれ量(xn,yn)を黒丸
のスポツトPとして、また予測位置ずれ量(xn′,y
n′)を白ヌキ丸のスポツトP′として表示すると共
に、第4図に示すメモリに残つている過去のデータ(x
1,y1)(x2,y2)…をも表示する。なお、過去のデータの
スポツトを現在の位置ずれ量(xn,yn)のスポツトPお
よび予測位置ずれ量(xn′,yn′)のスポツトP′より
小さく表示する。The display unit 26C of this embodiment includes a CRT 10 and a digital display unit 28C, like the display units 26A and 26B described above. Then, on the CRT 10, the current displacement amount (xn, yn) is used as the spot P of the black circle, and the predicted displacement amount (xn ', y
n ') is displayed as a spot P'of a white circle and the past data (x
Also displays 1, y1) (x2, y2) .... The spots of the past data are displayed smaller than the spot P of the current displacement amount (xn, yn) and the spot P'of the predicted displacement amount (xn ', yn').
この実施例における第2の発明の掘進状態監視装置は、
以上の如き構成よりなるから、第1の発明の掘進状態監
視装置と同様に、ピツチングセンサおよびヨーイングセ
ンサを用いずに掘進機5のヨーイング量Txnおよびピツ
チング量Tynを表示することができ、従つて小口径の管
埋設機においてピツチングセンサおよびヨーイングセン
サの設置スペースの問題を解決することができる。特
に、第2の発明においては、現在の位置ずれ量P(xn,
yn)と予測ずれ量P′(xn′,yn′)とを表示するもの
であるから、ピツチング量Tynおよびヨーイング量Txnを
表示しなくとも、掘進機5の掘進状態を容易にかつ適確
に把握することができる。従つて、操作者の負担を軽減
化でき、かつ表示部26Cを小型化することができる。The excavation state monitoring device of the second invention in this embodiment is
With the configuration as described above, the yawing amount Txn and the pitching amount Tyn of the excavator 5 can be displayed without using the pitching sensor and the yawing sensor, as in the excavation state monitoring device of the first invention. Therefore, it is possible to solve the problem of the installation space of the pitching sensor and the yawing sensor in the pipe burying machine having a small diameter. In particular, in the second invention, the current position shift amount P (xn,
yn) and the predicted shift amount P '(xn', yn ') are displayed, the excavation state of the excavator 5 can be easily and accurately displayed without displaying the pitching amount Tyn and the yawing amount Txn. You can figure it out. Therefore, the burden on the operator can be reduced, and the display unit 26C can be downsized.
なお、上式(3),(4)における予測距離lzを可変にしてお
くと、要求される埋設精度に応じて、予測ずれ量を大き
く評価したり小さく評価したりすることができる。更
に、上式(3)と(4)とでlzの値を変えられるようにすれ
ば、水平方向の埋設精度と鉛直方向の埋設精度とを別々
に選択できる。If the prediction distance lz in the above equations (3) and (4) is made variable, the prediction deviation amount can be evaluated large or small according to the required burial accuracy. Furthermore, if the value of lz can be changed by the above equations (3) and (4), the embedding accuracy in the horizontal direction and the embedding accuracy in the vertical direction can be selected separately.
「発明の効果」 以上の実施例からも明らかなように、本発明の管埋設機
の掘進状態監視装置は、ピツチングセンサおよびヨーイ
ングセンサを用いずに、位置検出部および演算部により
掘進機のヨーイング量およびピツチング量を表示するこ
とができるので、小口径管、特に直径300mm以下の埋設
管を埋設する管埋設機においても、ピツチングセンサお
よびヨーイングセンサの設置スペースを確保する必要が
ない。従つて、ピツチングセンサおよびヨーイングセン
サの設置スペースの問題が解決される。また、掘進機お
よび埋設管の小型化を図ることができる。"Effects of the Invention" As is clear from the above embodiments, the excavation state monitoring device for a pipe burying machine according to the present invention does not use the pitching sensor and the yawing sensor, but uses the position detecting section and the calculating section to detect the excavator. Since the yawing amount and the pitching amount can be displayed, it is not necessary to secure a space for installing the pitching sensor and the yawing sensor even in a pipe burying machine for burying a small-diameter pipe, particularly a buried pipe having a diameter of 300 mm or less. Therefore, the problem of the installation space of the pitching sensor and the yawing sensor is solved. Further, the excavator and the buried pipe can be downsized.
特に、第2の発明の掘進状態監視装置は、現在の位置ず
れ量に加えて予測位置ずれ量を表示するので、掘進機の
掘進状態を容易にかつ適確に把握することができる。こ
の結果、操作者の負担を軽減することができる。さら
に、表示部を小型化できる。In particular, the excavation state monitoring device of the second invention displays the predicted positional deviation amount in addition to the current positional deviation amount, so that the excavation state of the machine can be easily and accurately grasped. As a result, the burden on the operator can be reduced. Further, the display unit can be downsized.
第1図はブロツク図、第2図はレーザビーム発射装置お
よびレーザビーム受光装置とxyz座標との関係を示し
た説明図、第3図は推進装置および掘進推進量検出部を
示した一部側面図、第4図は演算部のメモリの概念図、
第5図は演算部の演算方式の説明図、第6図は掘進機の
姿勢の検出方法を示した説明図である。第7図は第1の
発明の掘進状態監視装置の第2の実施例を示した表示部
の正面図である。第8図は第1の発明の掘進状態監視装
置の第3の実施例を示した表示部の正面図である。第9
図は第2の発明の掘進状態監視装置の一実施例を示した
ブロツク図、第10図はその表示部の正面図である。第11
図および第12図は推進工法の説明図、第13図は従来の掘
進状態監視装置を示した概略図、第14図はレーザビーム
受光装置の斜視図である。第15図(a)および(b)は掘進機
の掘進状態を示した説明図である 4……推進装置、5……掘進機、7……レーザビーム発
射装置、8……レーザビーム受光装置、10……CRT、20
……元押ジヤツキ、21……元押リング、22……ポテンシ
ヨメータ、23……ワイヤ、25……演算部、26,26A,26
B,26C……表示部、P(xn,yn)……現在位置ずれ量、
P′(xn′,yn′)……予測位置ずれ量、Txn……ヨー
イング量、Tyn……ピツチング量。FIG. 1 is a block diagram, FIG. 2 is an explanatory view showing the relationship between a laser beam emitting device and a laser beam receiving device, and xyz coordinates, and FIG. 3 is a partial side view showing a propulsion device and an excavation propulsion amount detection unit. 4 and FIG. 4 are conceptual diagrams of the memory of the arithmetic unit,
FIG. 5 is an explanatory diagram of the arithmetic system of the arithmetic unit, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing a method for detecting the attitude of the excavator. FIG. 7 is a front view of a display unit showing a second embodiment of the excavation state monitoring device of the first invention. FIG. 8 is a front view of a display section showing a third embodiment of the excavation state monitoring device of the first invention. 9th
FIG. 10 is a block diagram showing an embodiment of the excavation state monitoring device of the second invention, and FIG. 10 is a front view of its display portion. 11th
FIG. 12 and FIG. 12 are explanatory views of the propulsion method, FIG. 13 is a schematic view showing a conventional excavation state monitoring device, and FIG. 14 is a perspective view of a laser beam receiving device. FIGS. 15 (a) and 15 (b) are explanatory views showing the excavation state of the excavator 4 ... Propulsion device, 5 ... Excavator, 7 ... Laser beam emitting device, 8 ... Laser beam receiving device , 10 …… CRT, 20
...... Former push jack, 21 ...... Former push ring, 22 ...... Potentiometer, 23 ...... Wire, 25 …… Calculator, 26,26A, 26
B, 26C ... Display, P (xn, yn) ... Current position shift amount,
P '(xn', yn ')-predicted position shift amount, Txn-yawing amount, Tyn-pitching amount.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福元 隆明 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話公社内 (72)発明者 松尾 修 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話公社内 (72)発明者 緒方 浩二郎 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 三柳 直毅 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 須田 正男 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Takaaki Fukumoto 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Telegraph and Telephone Public Corporation (72) Inventor Osamu Matsuo 1-1-6 Uchisaiwai-cho, Chiyoda-ku, Tokyo Date (72) Inventor, Kojiro Ogata, Kojiro Ogata, 650, Jinmachi, Tsuchiura, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd., Tsuchiura Plant (72) Inventor, Naoki Takeshi, 650, Kachimachi, Tsuchiura, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Inside the Tsuchiura Plant (72) Inventor Masao Suda 650 Jinrachicho, Tsuchiura City, Ibaraki Prefecture Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Inside the Tsuchiura Plant
Claims (2)
置検出信号を出力する位置検出部と、掘進機の掘進推進
量を検出してその掘進推進量検出信号を出力する掘進推
進量検出部と、前記位置検出部および掘進推進量検出部
から入力した信号にもとづいて、埋設予定線に対する位
置検出部のずれ量、ならびに、前記位置検出部のずれ量
のデータと埋設予定線に沿って予め設定された距離だけ
発進立坑側に戻った位置での前記位置検出部のずれ量の
データとから、それらのデータの水平方向および鉛直方
向のずれ量の差をそれぞれ出力する演算部と、該演算部
に接続し、前記位置検出部のずれ量、ならびに、前記水
平および鉛直方向のずれ量の差を、埋設予定線に対する
掘進線の傾きとして表示する表示部とを備えたことを特
徴とする、管埋設機の掘進状態監視装置。1. A position detector for detecting the position of a machine on the excavation line and outputting a position detection signal thereof, and a amount of propulsion for detecting the amount of propulsion of the machine and outputting a detection signal for the amount of propulsion. Based on the signal input from the detection unit, the position detection unit and the excavation propulsion amount detection unit, the deviation amount of the position detection unit with respect to the planned buried line, and the data of the deviation amount of the position detection unit and the planned buried line From the data of the amount of deviation of the position detection unit at the position returned to the start shaft side by a preset distance, a calculation unit that outputs the difference between the amount of deviation in the horizontal direction and the vertical direction of those data, respectively. A display unit that is connected to the calculation unit and displays the amount of displacement of the position detection unit and the difference between the amounts of displacement in the horizontal and vertical directions as the slope of the excavation line with respect to the planned buried line. To bury the pipe Of excavation status monitoring device.
を出力する位置検出部と、掘進機の掘進推進量を検出し
てその掘進推進量検出信号を出力する掘進推進量検出部
と、前記位置検出部および掘進推進量検出部から所定時
間毎に入力した信号に基づいて、埋設予定線に対する掘
進機の現在のずれ量と、所定距離掘進後に想定される掘
進機の予測位置ずれ量とを出力する演算部と、その演算
部に接続し、掘進機の現在の位置ずれ量と予測位置ずれ
量とを表示する表示部とを備えたことを特徴とする管埋
設機の掘進状態監視装置。2. A position detecting section for detecting a position of a machine and outputting a position detection signal thereof, and a digging amount detecting section for detecting a digging amount of a digging machine and outputting the digging amount detection signal. , The current displacement amount of the excavator with respect to the planned burial line and the predicted displacement amount of the excavator expected after excavation for a predetermined distance based on the signal input from the position detection unit and the excavation propulsion amount detection unit at predetermined time intervals. And a display unit that is connected to the calculation unit and that displays the current positional deviation amount and the predicted positional deviation amount of the excavator, and monitors the excavation state of the pipe burying machine. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24622284A JPH0652176B2 (en) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | Excavation status monitoring device for pipe burying machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24622284A JPH0652176B2 (en) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | Excavation status monitoring device for pipe burying machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61124819A JPS61124819A (en) | 1986-06-12 |
| JPH0652176B2 true JPH0652176B2 (en) | 1994-07-06 |
Family
ID=17145325
Family Applications (1)
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| JP24622284A Expired - Lifetime JPH0652176B2 (en) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | Excavation status monitoring device for pipe burying machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652176B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010271225A (en) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Pipe line measuring device |
-
1984
- 1984-11-22 JP JP24622284A patent/JPH0652176B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS61124819A (en) | 1986-06-12 |
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