JP2000064762A - Setting device for reference position and direction of drilling machine - Google Patents

Setting device for reference position and direction of drilling machine

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JP2000064762A
JP2000064762A JP10231807A JP23180798A JP2000064762A JP 2000064762 A JP2000064762 A JP 2000064762A JP 10231807 A JP10231807 A JP 10231807A JP 23180798 A JP23180798 A JP 23180798A JP 2000064762 A JP2000064762 A JP 2000064762A
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JP
Japan
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drilling machine
drilling
guide shell
boom
deviation
Prior art date
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Application number
JP10231807A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Ota
和行 太田
Sou Tou
錚 董
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Furukawa Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make easier the operation for setting data of deviation in reference direction of a drilling machine relative to the reference line of the drilling and the position of reference point of the drilling machine in an operation controller. SOLUTION: This drilling machine is equipped with a guide shell 6 loaded with a rock borer 9, a boom 15 supporting a guide shell 6, a detector for detecting the work done by a movable portion of the guide shell 6 and boom 15, and an operation controller 50 performing automatic positioning or position indication of a guide shell based on the detected data from the detector during drilling. This drilling machine is equipped with 3 prisms P for position detection, an automatic follow-up type surveying equipment 40 for measuring the position by sequential automatic follow-up of three prism P, and arithmetic operation means for the deviation of reference direction of the drilling machine relative to the reference line of the drilling and the position of reference point J of the drilling machine for a facing 10 based on measuring data by automatic follow-up type surveying equipment 40.

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、さく岩機を搭載し
たガイドシェルやブームの各関節部やスライド部等の可
動部分の作動量を検出し、その検出データに基づいて自
動位置決めや位置表示を行うトンネルジャンボ等のさく
孔機の基準位置及び方向の設定装置に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】トンネル掘削等のさく孔作業において、
省力化、省人化のために、さく岩機を搭載したしたガイ
ドシェルとこれを支持するブームをコンピュータを用い
た演算制御装置で制御して自動的に位置決め又は位置表
示を行うさく孔機が用いられている。このようなさく孔
機では、ガイドシェルやブームの各関節部やスライド部
等の可動部分の作動量を検出し、その検出データに基づ
いて演算制御装置のさく孔制御プログラムが目標位置ま
での所要移動量を演算して各可動部分のアクチュエータ
の作動を制御する。 【０００３】例えば、図５に示すさく孔機では、さく孔
機の台車１１の基台１２上にブーム台１３を旋回軸１４
によって枢着し、ブーム台１３に伸縮ブーム１５の基端
を俯仰軸１６によって枢着している。伸縮ブーム１５は
基端ブーム４と先端ブーム５とからなり、先端ブーム５
が基端ブーム４に対してスライドするよう装着されてい
る。基台１２とブーム台１３との間には旋回用油圧シリ
ンダ１７、伸縮ブーム１５の基端ブーム４とブーム台１
３との間には俯仰用油圧シリンダ１８が設けられてお
り、これらによって伸縮ブーム１５は、旋回、俯仰可能
になっている。 【０００４】先端ブーム５の先端部には、チルトアーム
１９がチルトアーム軸２０によって枢着され、先端ブー
ム５との間にチルト用油圧シリンダ２１を設けてチルト
可能になっている。チルトアーム１９には、スイングア
ーム２２がスイングアーム軸２３によって枢着され、チ
ルトアーム１９との間にスイング用油圧シリンダ（図示
略）を設けてスイング可能になっている。スイングアー
ム２２にはガイドロータリ２４が設けられており、ロー
タリ軸２５を中心としてローテーション可能になってい
る。ガイドロータリ２４には、マウント軸２７でガイド
マウンチング２６が支持され、このガイドマウンチング
２６でガイドシェル６を前後スライド可能に支承してい
る。ガイドシェル６には、先端にビット７を取付けたロ
ッド８が挿着されているさく岩機９が搭載されており、
さく岩機９は前後方向への送りが与えられて切羽１０の
岩石にさく孔する。 【０００５】このさく孔機の伸縮ブーム１５の旋回軸１
４、俯仰軸１６、チルトアーム軸２０、スイングアーム
軸２３、ロータリ軸２５、及び伸縮ブーム１５、ガイド
マウンチング２６、ガイドシェル６のスライド部の各可
動部分には、その作動量を検出するための検出器（図示
略）が設置されており、旋回角θ1 、俯仰角θ2 、チル
ト角θ3 、スイング角θ4 、ロータリ角θ5 、ブームス
ライド長Ｌ1 、ガイドスライド長Ｌ2 、さく岩機フィー
ド長Ｌ3 が検出される。 【０００６】このさく孔機において、ブーム台１３の旋
回軸１４上のさく孔装置の作動基準点に対するビット７
の先端の位置は、前記各検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ
4 ，θ5 ，Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ）の関数として、また、さ
く孔機の基準方向に対するガイドシェル６の方向は検出
値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ）の関数としてコン
ピュータで演算し求められる。 【０００７】トンネルでさく孔作業を行う場合には、さ
く孔パターンは切羽１０上に設定されるので、コンピュ
ータ制御により自動的に位置決めしさく孔を行うために
は、さく孔機の台車１１を切羽１０付近に設置した後、
さく孔開始前に、切羽１０に対するさく孔機の基準点の
位置を演算制御装置に入力しておく必要がある。また、
さく孔機の台車１１をさく孔の基準線と正しく一致する
方向に設置することは困難であるので、さく孔の基準線
に対するさく孔機の基準方向のずれを予め演算制御装置
に入力しさく孔制御用のデータを補正する必要がある。 【０００８】上記の如く、ブーム台１３の旋回軸１４上
のさく孔機の基準点に対するビット７の先端の位置は、
前記各検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ，Ｌ1 ，
Ｌ2，Ｌ3 ）の関数として、また、さく孔機の基準方向
に対するガイドシェル６の方向の傾きは検出値（θ1 ，
θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ）の関数として求めることがで
きるので、切羽に対するさく孔機の基準点の位置は、各
可動部分のアクチュエータを作動させ、さく孔の基準線
を示すレーザビームが当たっている切羽上の点にビット
７の先端をセットし、このときの各可動部分の作動量を
検出することにより、検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，
θ4 ，θ5 ，Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ）の関数として求めるこ
とができる。 【０００９】また、さく孔の基準線に対するさく孔機の
基準方向のずれは、さく孔の基準線を示すレーザビーム
の方向にガイドシェル６の方向を一致させ、このときの
各可動部分の作動量を検出し、検出値（θ1 、θ2 、θ
3 、θ4 、θ5 ）の関数として求めることができる。 【００１０】さく孔の基準線を示すレーザビームの方向
にガイドシェル６の方向を一致させる方法としては、従
来、図６に示すように、ガイドシェル６上の前後２箇所
にターゲット２８、２９を設け、レーザビームＬＢがこ
のターゲット２８、２９のターゲットポイント２８ｔ、
２９ｔに同時に当たるようにガイドシェル６を位置決め
する方法と、図７に示すように、ガイドシェル６の後端
にターゲット３０を設け、レーザビームＬＢが当たって
いる切羽上の点にビット７の先端をセットし、少しさく
孔してビット７の位置がずれないようにした後、レーザ
ビームＬＢがロッド８の延長線上に設けたターゲット３
０のターゲットポイント３０ｔに当たるようにガイドシ
ェル６を位置決めする方法とが用いられている。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】しかし、切羽に対する
さく孔機の基準点の位置を求めるためには、各可動部分
のアクチュエータを作動させ、さく孔の基準線を示すレ
ーザビームが当たっている切羽上の点にビット７の先端
をセットする操作が必要である。 【００１２】また、さく孔の基準線に対するさく孔機の
基準方向のずれを求めるために、図６の方法を用いて、
レーザビームＬＢが２箇所のターゲットポイント２８
ｔ、２９ｔに同時に当たるようにガイドシェル６を位置
決めするのは、さく孔装置の多数の可動部分を調整しな
ければならず、難しい作業であって、時間と手間がかか
る。図７の方法では、ビット７の位置がずれないように
さく孔するための時間と手間がかかり、またターゲット
３０がガイドシェル６の後端に設けられているので、さ
く岩機９の重量でガイドシェル６が撓むと誤差を生ずる
ことがある。 【００１３】本発明は、切羽に対するさく孔機の基準点
の位置と、さく孔の基準線に対するさく孔機の基準方向
のずれを容易に求めることができ、基準点の位置及び基
準方向のずれのデータを演算制御装置に予め設定するた
めのさく孔の準備作業の時間を短縮して、作業能率を向
上させることのできるさく孔機の基準位置及び方向の設
定装置を提供することを目的とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明のさく孔機の基準
位置及び方向の設定装置は、さく岩機を搭載したガイド
シェルと、ガイドシェルを支持するブームと、ガイドシ
ェルとブームの可動部分の作動量を検出するための検出
器と、さく孔時に前記検出器からの検出データに基づい
てガイドシェルの自動位置決め又は位置表示を行う演算
制御装置とを備えたさく孔機において、切羽に対するさ
く孔機の基準点の位置と、さく孔の基準線に対するさく
孔機の基準方向のずれとを求め、基準点の位置及び基準
方向のずれのデータを演算制御装置に設定するさく孔機
の基準位置及び方向の設定装置であって、３個の位置検
出用のプリズムと、３個のプリズムを順次自動追尾し位
置を測定する自動追尾式測量機と、自動追尾式測量機の
測定データに基づいて、切羽に対するさく孔機の基準点
の位置及びさく孔の基準線に対するさく孔機の基準方向
のずれを演算する演算手段とを備えている。 【００１５】さく孔作業を行う場合には、さく孔機の台
車を切羽付近に設置した後、自動追尾式測量機で３個の
プリズムを順次自動追尾し各プリズムの位置を測定す
る。３個のプリズムの位置が測定されると、その測定デ
ータに基づいて、演算手段が切羽に対するさく孔機の基
準点の位置と、さく孔の基準線に対するさく孔機の基準
方向のずれとを求め、基準点の位置及び基準方向のずれ
のデータを演算制御装置に設定する。 【００１６】さく孔を開始すると、切羽上のさく孔パタ
ーンのデータは、演算制御装置により、予め設定された
基準点の位置及び基準方向のずれのデータに基づいてさ
く孔機を基準とするさく孔パターンのデータに変換さ
れ、さく孔が制御される。 【００１７】上記のさく孔機の基準点の位置と基準方向
のずれを求めるための操作は、自動追尾式測量機で３個
のプリズムの位置を測定させるだけなので極めて容易で
あり、さく孔の準備作業の時間を短縮して、作業能率を
向上させることができる。 【００１８】 【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態であ
る基準位置及び方向の設定装置を備えたさく孔機の側面
図、図２は位置検出用のプリズムの配置の説明図、図３
はプリズムの作動の説明図である。 【００１９】ここで、さく孔機の基本的構成は、図５に
示す従来のコンピュータを用いた演算制御装置で制御さ
れる自動制御方式のさく孔機と同様であり、さく孔機の
台車１１の基台１２上にブーム台１３を旋回軸１４によ
って枢着し、このブーム台１３に伸縮ブーム１５の基端
を俯仰軸１６によって枢着している。伸縮ブーム１５は
基端ブーム４と先端ブーム５とからなり、先端ブーム５
が基端ブーム４に対してスライドするよう装着されてい
る。基台１２とブーム台１３との間には旋回用油圧シリ
ンダ１７、伸縮ブーム１５の基端ブーム４とブーム台１
３との間には俯仰用油圧シリンダ１８が設けられてお
り、これによって伸縮ブーム１５は、旋回、俯仰可能に
なっている。 【００２０】先端ブーム５の先端部には、チルトアーム
１９がチルトアーム軸２０によって枢着され、先端ブー
ム５との間にチルト用油圧シリンダ２１を設けてチルト
可能になっている。チルトアーム１９には、スイングア
ーム２２がスイングアーム軸２３によって枢着され、チ
ルトアーム１９との間にスイング用油圧シリンダ（図示
略）を設けてスイング可能になっている。スイングアー
ム２２にはガイドロータリ２４が設けられており、ロー
タリ軸２５を中心としてローテーション可能になってい
る。ガイドロータリ２４には、マウント軸２７でガイド
マウンチング２６が支持され、このガイドマウンチング
２６でガイドシェル６を前後スライド可能に支承してい
る。ガイドシェル６には、先端にビット７を取付けたロ
ッド８が挿着されているさく岩機７が搭載されており、
さく岩機９は前後方向への送りが与えられて切羽１０の
岩石にさく孔する。 【００２１】このさく孔機の伸縮ブーム１５の旋回軸１
４、俯仰軸１６、チルトアーム軸２０、スイングアーム
軸２３、ロータリ軸２５、及び伸縮ブーム１５、ガイド
マウンチング２６、ガイドシェル６のスライド部の各可
動部分には、その作動量を検出するための検出器（図示
略）が設置されており、旋回角θ1 、俯仰角θ2 、チル
ト角θ3 、スイング角θ4 、ロータリ角θ5 、ブームス
ライド長Ｌ1 、ガイドスライド長Ｌ2 、さく岩機フィー
ド長Ｌ3 が検出される。 【００２２】図１に示すように、このさく孔機の台車１
１にはコンピュータを用いた演算制御装置５０が搭載さ
れており、さく孔機の基準点Ｊに対するビット７の先端
の位置は、前記各検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ
5 ，Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ）の関数として、また、さく孔機
の基準方向に対するガイドシェル６の方向は検出値（θ
1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ）の関数として演算制御装
置５０で演算し求められる。 【００２３】図１及び図２に示すように、台車１１の後
部には、互いに所定距離を隔てて、３個の位置検出用の
プリズムＰ（Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 ）が配置されている。プ
リズムＰには、図３に示すように、開閉シリンダ３４に
よって開閉されるシャッタ−３５が付設されている。 【００２４】さく孔機の台車１１の後方には、自動追尾
式測量機４０が設置される。この自動追尾式測量機４０
は、望遠鏡４１と本体４２がそれぞれ鉛直方向と水平方
向に回転可能で、赤外線ＩＲを利用した追尾機能を備え
ており、３個の位置検出用のプリズムＰ1 、Ｐ2 、Ｐ3
のシャッター３５を順次開閉することにより、開となっ
たプリズムＰを自動的に追尾して正確に視準し、距離測
定と三次元座標測定とを行うことができる。 【００２５】自動追尾式測量機４０によって測定された
データは、送信器４３から台車１１上の受信器５１に送
信され、受信器５１から演算制御装置５０に入力され
る。送信器４３と受信器５１には、無線、有線のいずれ
を用いてもよい。 【００２６】台車１１上に互いに所定距離を隔てて配置
された３個の位置検出用のプリズムＰ1 、Ｐ2 、Ｐ3 の
各三次元座標（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）、（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ
2 ）、（ｘ3 ，ｙ3 ，ｚ3 ）が測定されると、その測定
データから台車１１の位置と姿勢が特定され、切羽１０
に対するさく孔機の基準点Ｊの位置及びさく孔の基準線
に対するさく孔機の基準方向のずれを演算することが可
能である。 【００２７】この演算を行うための演算手段して、演算
制御装置５０に用いられるコンピュータに基準演算用プ
ログラムが常駐している。さく孔作業を行う場合には、
さく孔機の台車１１を切羽１０付近に設置した後、自動
追尾式測量機４０で３個のプリズムＰ1 、Ｐ2 、Ｐ3 を
順次自動追尾し各プリズムＰ1 、Ｐ2 、Ｐ3 の位置を測
定する。３個のプリズムＰ1 、Ｐ2 、Ｐ3の位置が測定
されると、その測定データに基づいて、基準演算用プロ
グラムが切羽１０に対するさく孔機の基準点Ｊの位置
と、さく孔の基準線に対するさく孔機の基準方向のずれ
とを求め、得られた基準点の位置及び基準方向のずれの
データは演算制御装置５０のさく孔制御プログラムに初
期値として設定される。 【００２８】さく孔を開始すると、切羽上のさく孔パタ
ーンのデータは、演算制御装置５０により、予め設定さ
れた基準点の位置及び基準方向のずれのデータに基づい
てさく孔機を基準とするさく孔パターンのデータに変換
され、さく孔が制御される。 【００２９】上記のさく孔機の基準点の位置と基準方向
のずれを求めるための操作は、自動追尾式測量機で３個
のプリズムの位置を測定させるだけなので極めて容易で
あり、さく孔の準備作業の時間を短縮して、作業能率を
向上させることができる。 【００３０】図４には、図２の場合とは逆に、さく孔機
の台車１１側に自動追尾式測量機４０を設置し、台車１
１の後方に所定距離を隔てて３個のプリズムＰ1 、
Ｐ2 、Ｐ 3 を配置したものを示している。このように配
置した場合も自動追尾式測量機４０で３個のプリズムＰ
1 、Ｐ2 、Ｐ3 の各三次元座標（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）、
（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）、（ｘ3 ，ｙ3 ，ｚ3 ）が測定さ
れると、その測定データから台車１１の位置と姿勢が特
定され、切羽１０に対するさく孔機の基準点Ｊの位置及
びさく孔の基準線に対するさく孔機の基準方向のずれを
演算し、基準点の位置及び基準方向のずれのデータを演
算制御装置５０に設定することができる。 【００３１】台車１１の位置と姿勢を特定するには、位
置検出用のプリズムが３個以上必要であるが、台車１１
に傾斜計を設ければプリズムは２個とすることができ
る。 【００３２】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のさく孔機
の基準位置及び方向の設定装置によれば、さく孔機の基
準点の位置と基準方向のずれを求めるための操作は、自
動追尾式測量機で３個のプリズムの位置を測定させるだ
けなので極めて容易であり、さく孔の準備作業として基
準点の位置及び基準方向のずれのデータを演算制御装置
に設定する時間を短縮できるので、作業能率が向上す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a rock drill
Guide shells and boom joints and slides
Detects the amount of movement of the moving part, and automatically
For example, tunnel jumbo for dynamic positioning and position display
It relates to a device for setting the reference position and direction of a drilling machine.
You. [0002] 2. Description of the Related Art In drilling work such as tunnel excavation,
Guy equipped with rock drills for labor and labor saving
Doschel and the boom that supports it using a computer
Positioning or position table automatically controlled by an arithmetic and control unit
A drilling machine is used to provide the indication. Such a drill hole
In the machine, each joint part and slide part of the guide shell and boom
Detect the amount of operation of movable parts such as
And the drill control program of the arithmetic and control unit reaches the target position.
Calculate the amount of movement required by the actuator for each movable part
Controls the operation of. For example, in a drilling machine shown in FIG.
The boom base 13 is pivoted on the base 12 of the bogie 11 of the machine.
And the base end of the telescopic boom 15 on the boom base 13
Are pivotally connected by the elevating shaft 16. Telescopic boom 15
A base boom 4 and a distal boom 5 are provided.
Is mounted so as to slide with respect to the proximal boom 4.
You. A turning hydraulic series is provided between the base 12 and the boom base 13.
, The base boom 4 of the telescopic boom 15 and the boom base 1
3 is provided with a hydraulic cylinder 18 for elevating.
The telescopic boom 15 can be turned and raised by these
It has become. [0004] The tip of the tip boom 5 has a tilt arm.
19 is pivotally connected by a tilt arm shaft 20 and
A tilt hydraulic cylinder 21 is provided between the
It is possible. The tilt arm 19 has a swing
Arm 22 is pivotally connected by a swing arm shaft 23,
Hydraulic cylinder (shown)
(Abbreviation) is provided to enable swinging. Swinger
A guide rotary 24 is provided on the
Rotation around the tally shaft 25 is possible
You. The guide rotary 24 is guided by a mount shaft 27.
The mounting 26 is supported, and the guide mounting
At 26, the guide shell 6 is slidably supported back and forth.
You. A guide shell 6 is provided with a bit 7
A rock drill 9 on which a pad 8 is inserted is mounted,
The rock drill 9 is provided with a feed in the front-rear direction,
Drill into rock. The pivot 1 of the telescopic boom 15 of the drilling machine
4. Elevating shaft 16, tilt arm shaft 20, swing arm
Shaft 23, rotary shaft 25, telescopic boom 15, guide
Mounting 26, slide part of guide shell 6
The moving part has a detector (illustration
Abbreviation) is installed, and the turning angle θ1, Elevation angle θTwo, Chill
Angle θThree, Swing angle θFour, Rotary angle θFive, Booms
Ride length L1, Guide slide length LTwoRock drill fee
Do length LThreeIs detected. In this drilling machine, the turning of the boom base 13 is performed.
Bit 7 for the reference point of the drilling device on the rotating shaft 14
The position of the tip of is determined by the detected values (θ1, ΘTwo, ΘThree, Θ
Four, ΘFive, L1, LTwo, LThree), Also as a function
The direction of the guide shell 6 with respect to the reference direction of the drilling machine is detected.
Value (θ1, ΘTwo, ΘThree, ΘFour, ΘFive) As a function
It is calculated by a computer. When drilling work in a tunnel,
The hole pattern is set on the face 10 so that the computer
Data for automatic positioning and drilling
After installing the bogie dolly 11 near the face 10,
Before starting drilling, the reference point of the drilling machine with respect to the face 10
The position must be input to the arithmetic and control unit. Also,
The bogie bogie 11 is correctly aligned with the reference line of the drill
It is difficult to install in the direction
Calculation and control device for deviation of the reference direction of the drilling machine from
It is necessary to correct the data for hole control that is input to the device. As described above, on the pivot 14 of the boom base 13
The position of the tip of the bit 7 with respect to the reference point of the drill is
Each detection value (θ1, ΘTwo, ΘThree, ΘFour, ΘFive, L1,
LTwo, LThree), And also the reference direction of the drilling machine
Of the direction of the guide shell 6 with respect to the detected value (θ1,
θTwo, ΘThree, ΘFour, ΘFive) As a function
Position of the drilling machine reference point with respect to the face
Activate the actuator on the movable part and move the datum line
A bit at the point on the face where the laser beam is
7 and set the amount of operation of each movable part at this time.
By detecting, the detection value (θ1, ΘTwo, ΘThree,
θFour, ΘFive, L1, LTwo, LThree)
Can be. In addition, the drilling machine with respect to the drilling reference line
The deviation in the reference direction is the laser beam indicating the reference line of the drilled hole.
The direction of the guide shell 6 is matched with the direction of
The amount of operation of each movable part is detected, and the detected value (θ1, ΘTwo, Θ
Three, ΘFour, ΘFive) Can be obtained as a function. The direction of the laser beam indicating the reference line of the hole
In order to match the direction of the guide shell 6 to
Next, as shown in FIG.
Are provided with targets 28 and 29, and the laser beam LB is
Target points 28t of targets 28 and 29,
Position the guide shell 6 so that it hits 29t at the same time
And the rear end of the guide shell 6 as shown in FIG.
Is provided with a target 30 and the laser beam LB
Set the tip of bit 7 at the point on the face that is
After drilling to prevent the bit 7 from shifting, the laser
The target 3 in which the beam LB is provided on an extension of the rod 8
Guide point to hit the target point 30t of 0
The method of positioning the well 6 is used. [0011] SUMMARY OF THE INVENTION
To determine the position of the reference point of the drill,
Actuate the actuator to indicate the reference line for drilling.
The tip of the bit 7 at the point on the face where the beam hits
Must be set. In addition, the drilling machine with respect to the drilling reference line
In order to determine the deviation in the reference direction, using the method of FIG.
Laser beam LB is applied to two target points 28
Position the guide shell 6 so that it hits t and 29t at the same time.
Do not adjust the many moving parts of the drilling device.
Must be a difficult task and take time and effort
You. In the method of FIG. 7, the position of the bit 7 is not shifted.
It takes time and effort to drill, and the target
30 is provided at the rear end of the guide shell 6,
When the guide shell 6 is bent by the weight of the rock drill 9, an error occurs.
Sometimes. The present invention relates to a drilling machine reference point for a face.
Position and the reference direction of the drilling machine with respect to the drilling reference line
Of the reference point and the base
The data of the quasi-direction deviation is preset in the arithmetic and control unit.
Time for drilling hole preparation work and improve work efficiency.
The reference position and orientation of the drill
It is intended to provide a fixing device. [0014] SUMMARY OF THE INVENTION The standard of the drilling machine of the present invention.
The position and direction setting device is a guide equipped with a rock drill
The shell, the boom that supports the guide shell, and the guide shell
Detection to detect the working amount of the movable part of the well and boom
Based on detection data from the detector at the time of drilling.
For automatic positioning or position display of the guide shell
In a drilling machine equipped with a control device,
The position of the reference point of the drilling machine and the
Determine the deviation of the reference direction of the drilling machine, and
Drilling machine to set the direction deviation data in the arithmetic and control unit
A reference position and direction setting device for three positions
Automatically tracking the outgoing prism and three prisms in sequence
Tracking type surveying instrument that measures
Based on the measurement data, the reference point of the drilling machine for the face
Position of drilling machine and reference direction of drilling machine with respect to reference line of drilling
And a calculating means for calculating the deviation. When performing a drilling operation, a drilling machine
After installing the car near the face, use an automatic tracking surveying instrument
Automatically track the prisms and measure the position of each prism
You. When the positions of the three prisms are measured, the measured data
On the basis of the data, the calculating means determines the base of the drilling machine for the face.
The position of the reference point and the reference of the drilling machine with respect to the reference line of the drilling
Direction deviation and the reference point position and reference direction deviation
Is set in the arithmetic and control unit. When drilling is started, the drill pattern on the face
The data of the pattern is set in advance by the arithmetic and control unit.
Based on the reference point position and reference direction deviation data,
Converted to drilling pattern data based on the drilling machine
And the drilling is controlled. The position and reference direction of the reference point of the drilling machine
The operation to find the deviation is three with an automatic tracking surveying instrument.
Is very easy because it only measures the position of the prism
Yes, shortening drilling preparation time and improving work efficiency
Can be improved. [0018] FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
Of a drilling machine with a reference position and direction setting device
FIG. 2 and FIG. 2 are explanatory views of the arrangement of the prism for position detection, FIG.
FIG. 4 is an explanatory view of the operation of the prism. Here, the basic configuration of the drilling machine is shown in FIG.
Controlled by a computer-based arithmetic and control unit
Is the same as the automatic control drilling machine
A boom base 13 is mounted on a base 12 of a bogie 11 by a pivot 14.
And the base end of the telescopic boom 15
Are pivotally connected by the elevating shaft 16. Telescopic boom 15
A base boom 4 and a distal boom 5 are provided.
Is mounted so as to slide with respect to the proximal boom 4.
You. A turning hydraulic series is provided between the base 12 and the boom base 13.
, The base boom 4 of the telescopic boom 15 and the boom base 1
3 is provided with a hydraulic cylinder 18 for elevating.
As a result, the telescopic boom 15 can be turned and lowered.
Has become. The tip of the tip boom 5 has a tilt arm
19 is pivotally connected by a tilt arm shaft 20 and
A tilt hydraulic cylinder 21 is provided between the
It is possible. The tilt arm 19 has a swing
Arm 22 is pivotally connected by a swing arm shaft 23,
Hydraulic cylinder (shown)
(Abbreviation) is provided to enable swinging. Swinger
A guide rotary 24 is provided on the
Rotation around the tally shaft 25 is possible
You. The guide rotary 24 is guided by a mount shaft 27.
The mounting 26 is supported, and the guide mounting
At 26, the guide shell 6 is slidably supported back and forth.
You. A guide shell 6 is provided with a bit 7
The rock drill 7 on which the pad 8 is inserted is mounted,
The rock drill 9 is provided with a feed in the front-rear direction,
Drill into rock. The turning shaft 1 of the telescopic boom 15 of the drilling machine
4. Elevating shaft 16, tilt arm shaft 20, swing arm
Shaft 23, rotary shaft 25, telescopic boom 15, guide
Mounting 26, slide part of guide shell 6
The moving part has a detector (illustration
Abbreviation) is installed, and the turning angle θ1, Elevation angle θTwo, Chill
Angle θThree, Swing angle θFour, Rotary angle θFive, Booms
Ride length L1, Guide slide length LTwoRock drill fee
Do length LThreeIs detected. As shown in FIG. 1, the bogie 1 of the drilling machine
1 has an arithmetic and control unit 50 using a computer.
The tip of bit 7 relative to the reference point J of the drilling machine
Is the position of each detection value (θ1, ΘTwo, ΘThree, ΘFour, Θ
Five, L1, LTwo, LThree) As a function of
The direction of the guide shell 6 with respect to the reference direction is the detected value (θ
1, ΘTwo, ΘThree, ΘFour, ΘFiveArithmetic control unit as a function
It is calculated by the unit 50. As shown in FIGS. 1 and 2, after the carriage 11
The unit has three positions for detection at a predetermined distance from each other.
Prism P (P1, PTwo, PThree) Is arranged. Step
As shown in FIG. 3, the rhythm P
Accordingly, a shutter 35 that is opened and closed is provided. Behind the bogie's bogie 11 is automatic tracking.
A surveying instrument 40 is installed. This automatic tracking type surveying instrument 40
Means that the telescope 41 and the main body 42 are vertical and horizontal respectively.
With a tracking function using infrared IR
And three prisms P for position detection1, PTwo, PThree
The shutter 35 is opened and closed by sequentially opening and closing
Automatically pursue the prism P and collimate it accurately,
Measurement and three-dimensional coordinate measurement can be performed. Measured by the automatic tracking type surveying instrument 40
The data is transmitted from the transmitter 43 to the receiver 51 on the carriage 11.
And input from the receiver 51 to the arithmetic and control unit 50.
You. The transmitter 43 and the receiver 51 may be either wireless or wired.
May be used. Arranged on the trolley 11 at a predetermined distance from each other
Three prisms P for position detection1, PTwo, PThreeof
Each three-dimensional coordinate (x1, Y1, Z1), (XTwo, YTwo, Z
Two), (XThree, YThree, ZThree) Is measured, the measurement
The position and orientation of the cart 11 are specified from the data, and the face 10
Of the reference point J of the drilling machine and the reference line of the drilling machine
Can be calculated in the reference direction of the drilling machine with respect to
Noh. An operation means for performing this operation includes an operation
The computer used for the control device 50 has a reference calculation program.
The program is resident. When performing drilling work,
After setting the bogie dolly 11 near the face 10,
Three prisms P with tracking surveying instrument 401, PTwo, PThreeTo
Automatically track each prism P1, PTwo, PThreeMeasure the position of
Set. Three prisms P1, PTwo, PThreePosition is measured
The reference calculation program based on the measurement data.
Gram is the position of the reference point J of the drilling machine with respect to the face 10.
And the deviation of the reference direction of the drilling machine from the reference line of the drilling machine
To determine the position of the obtained reference point and the deviation of the reference direction.
The data is first stored in the drill control program of the arithmetic and control unit 50.
Set as the period value. When drilling is started, the drill pattern on the face
The data of the pattern is set in advance by the arithmetic and control unit 50.
Based on the position of the reference point
Convert to drilling pattern data based on drilling machine
And the drilling is controlled. Position and reference direction of the reference point of the drilling machine
The operation to find the deviation is three with an automatic tracking surveying instrument.
Is very easy because it only measures the position of the prism
Yes, shortening drilling preparation time and improving work efficiency
Can be improved. FIG. 4 shows, in reverse to the case of FIG.
The automatic tracking type surveying instrument 40 is installed on the trolley 11 side of
Behind three prisms P at a predetermined distance1,
PTwo, P ThreeAre shown. Like this
Even if it is placed, three prisms P
1, PTwo, PThreeThree-dimensional coordinates (x1, Y1, Z1),
(XTwo, YTwo, ZTwo), (XThree, YThree, ZThree) Measured
Then, the position and orientation of the trolley 11 are
Position of the reference point J of the drilling machine with respect to the face 10
The deviation of the drilling machine's reference direction from the
Calculate the position of the reference point and the data of the deviation in the reference direction.
Can be set in the arithmetic and control unit 50. To specify the position and posture of the cart 11, the position
Although three or more prisms for position detection are required,
If the inclinometer is provided in the, the number of prisms can be two
You. [0032] As explained above, the drilling machine of the present invention
According to the device for setting the reference position and direction of the drill,
The operation for determining the deviation between the reference point position and the reference direction is performed automatically.
The position of three prisms is measured by a dynamic tracking type surveying instrument.
Drilling, which is extremely easy and
Computation control device for reference point position and reference direction deviation data
Work time can be improved
You.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の一形態である基準位置及び方向
の設定装置を備えたさく孔機の側面図である。 【図２】位置検出用のプリズムの配置の説明図である。 【図３】プリズムの作動の説明図である。 【図４】さく孔機の台車側に自動追尾式測量機を設置し
た場合の位置検出用のプリズムの配置の説明図である。 【図５】さく孔機の構成の説明図である。 【図６】レーザビームの方向にガイドシェルの方向を一
致させた状態を示す従来の方法の説明図である。 【図７】ターゲットポイントにレーザビームが当たるよ
うにガイドシェルを位置決めする従来の方法の説明図で
ある。 【符号の説明】 ４ 基端ブーム ５ 先端ブーム ６ ガイドシェル ７ ビット ８ ロッド ９ さく岩機 １０ 切羽 １１ 台車 １２ 基台 １３ ブーム台 １４ 旋回軸 １５ 伸縮ブーム １６ 俯仰軸 １９ チルトアーム ２０ チルトアーム軸 ２２ スイングアーム ２３ スイングアーム軸 ２４ ガイドロータリ ２５ ガイドロータリ軸 ２６ ガイドマウンチング ２７ マウント軸 ３４ 開閉シリンダ ３５ シャッター ４０ 自動追尾式測量機 ４１ 望遠鏡 ４２ 本体 ４３ 送信器 ５０ 演算制御装置 ５１ 受信器 ＩＲ 赤外線 Ｊ 基準点 Ｐ プリズムBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side view of a drilling machine provided with a reference position and direction setting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of an arrangement of a prism for position detection. FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of a prism. FIG. 4 is an explanatory diagram of an arrangement of prisms for position detection when an automatic tracking type surveying instrument is installed on a bogie side of a drilling machine. FIG. 5 is an explanatory diagram of a configuration of a drilling machine. FIG. 6 is an explanatory view of a conventional method showing a state where the direction of a guide shell is made to coincide with the direction of a laser beam. FIG. 7 is an explanatory view of a conventional method for positioning a guide shell so that a laser beam hits a target point. [Description of Signs] 4 Base end boom 5 Tip boom 6 Guide shell 7 Bit 8 Rod 9 Rock drill 10 Face 11 Carriage 12 Base 13 Boom base 14 Rotation axis 15 Telescopic boom 16 Elevation axis 19 Tilt arm 20 Tilt arm axis 22 Swing arm 23 Swing arm shaft 24 Guide rotary 25 Guide rotary shaft 26 Guide mounting 27 Mount shaft 34 Opening / closing cylinder 35 Shutter 40 Automatic tracking type surveying instrument 41 Telescope 42 Main body 43 Transmitter 50 Arithmetic controller 51 Receiver IR Infrared J Reference point P prism

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項１】 さく岩機を搭載したガイドシェルと、ガ
イドシェルを支持するブームと、ガイドシェルとブーム
の可動部分の作動量を検出するための検出器と、さく孔
時に前記検出器からの検出データに基づいてガイドシェ
ルの自動位置決め又は位置表示を行う演算制御装置とを
備えたさく孔機において、切羽に対するさく孔機の基準
点の位置と、さく孔の基準線に対するさく孔機の基準方
向のずれとを求め、基準点の位置及び基準方向のずれの
データを演算制御装置に設定するさく孔機の基準位置及
び方向の設定装置であって、 ３個の位置検出用のプリズムと、３個のプリズムを順次
自動追尾し位置を測定する自動追尾式測量機と、自動追
尾式測量機の測定データに基づいて、切羽に対するさく
孔機の基準点の位置及びさく孔の基準線に対するさく孔
機の基準方向のずれを演算する演算手段とを備えたこと
を特徴とするさく孔機の基準位置及び方向の設定装置。Claims: 1. A guide shell on which a rock drill is mounted, a boom supporting the guide shell, a detector for detecting an operation amount of a movable portion of the guide shell and the boom, and a drill hole. Sometimes a drilling machine equipped with an arithmetic and control unit for automatically positioning or displaying the position of the guide shell based on the detection data from the detector, the position of the reference point of the drilling machine with respect to the face, and the reference line of the drilling A setting device for setting the reference position and direction of the drilling machine for obtaining the deviation of the reference direction of the drilling machine with respect to the reference position and setting the data of the position of the reference point and the deviation of the reference direction in the arithmetic and control unit; A prism for detection, an automatic tracking surveying instrument that automatically tracks three prisms to measure the position sequentially, and a position of the reference point of the drilling machine with respect to the face, based on measurement data of the automatic tracking surveying instrument and Ku hole reference position and direction of the setting device drilling machine, characterized in that a calculating means for calculating a reference direction of the displacement of the drilling machine with respect to the reference line.
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