JP2589566B2 - Automatic control system for tunnel lining machine - Google Patents
Automatic control system for tunnel lining machineInfo
- Publication number
- JP2589566B2 JP2589566B2 JP1085662A JP8566289A JP2589566B2 JP 2589566 B2 JP2589566 B2 JP 2589566B2 JP 1085662 A JP1085662 A JP 1085662A JP 8566289 A JP8566289 A JP 8566289A JP 2589566 B2 JP2589566 B2 JP 2589566B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main boom
- jack
- tunnel
- formwork
- contraction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トンネルのスライド式圧着覆工工法におい
て、トンネル覆工機の機械本体が任意の位置に設置され
た場合でも、コンクリート型枠をトンネル設計断面に沿
つて自動移動させる制御システムに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a sliding crimping lining method for a tunnel, in which a concrete formwork is formed even when a machine body of a tunnel lining machine is installed at an arbitrary position. The present invention relates to a control system for automatically moving along a tunnel design section.
従来のトンネル覆工機は、メインブーム（型枠保持ア
ーム）の先端にコンクリート型枠を把持し、メインブー
ムは機械本体の軸を中心として垂直面内を旋回する。従
ってメインブーム先端は機械本体軸を中心とした円弧に
沿って移動する。A conventional tunnel lining machine grips a concrete formwork at the tip of a main boom (form holding arm), and the main boom pivots in a vertical plane about the axis of the machine body. Therefore, the tip of the main boom moves along an arc centered on the machine body axis.
前述のような従来のトンネル覆工機は、機械本体をト
ンネルセンターに設置する必要があり、このため （１） 機械設置までの時間がかかる （２） 設置精度がそのまま覆工コンクリートの出来形
精度に反映される 等の問題点を有する。In the conventional tunnel lining machine as described above, it is necessary to install the machine body in the tunnel center. Therefore, (1) It takes time until the machine is installed. (2) The installation accuracy is the same as that of the lining concrete. There are problems such as being reflected in
本発明は、機械本体がトンネルセンター付近の任意の
位置に設置された場合においても、機械位置座標を測定
する事により本体に搭載されたコンピユータが軌道計算
を行い、ロータリーエンコーダ、及びリニアエンコーダ
のセンサーにより計算された数値に従って、油圧アクチ
ユエータ、油圧ジヤツキを自動制御し、トンネル断面に
沿ってコンクリート型枠を自動移動させるシステムを提
供することを目的とするものである。According to the present invention, even when the machine main body is installed at an arbitrary position near the tunnel center, the computer mounted on the main body calculates the trajectory by measuring the machine position coordinates, and the rotary encoder and the linear encoder sensor It is an object of the present invention to provide a system for automatically controlling a hydraulic actuator and a hydraulic jack according to a numerical value calculated by the above, and for automatically moving a concrete form along a tunnel cross section.
トンネル覆工機の位置を測定して、コンピユータによ
り軌道計算を行い、覆工型枠の位置・形状を制御するこ
とによって、型枠を設計断面に沿って自動移動させる。By measuring the position of the tunnel lining machine, calculating the trajectory by a computer, and controlling the position and shape of the lining form, the form is automatically moved along the design section.
トンネル覆工機によるコンクリート型枠の取付けに際
し、コンピユータにより、型枠保持アームの旋回角、ア
ーム長さ、型枠の傾斜の３条件を制御して、本体設置位
置に関係なく、型枠をトンネル断面に沿って自動的に移
動させる。When installing the concrete formwork by the tunnel lining machine, the computer controls the three conditions of the turning angle of the formwork arm, the arm length, and the inclination of the formwork, so that the formwork can be tunneled regardless of the installation position of the main body. Automatically move along the cross section.
第１図，第２図において、Ａは覆工部,Bは覆工面,Cは
トンネル覆工機,Dはトンネル設計断面,1は油圧バルブコ
ントローラ,2は油圧ユニツト,3はメインブーム伸縮ジヤ
ツキ,4は型枠傾斜調整ジヤツキ,5は旋回アクチユエー
タ,6はメインブーム（型枠保持アーム）,7はコンクリー
ト型枠,8は建設用機械,9は型枠面,11はロータリーエン
コーダ,12はリニアエンコーダ,13はロードセル,14は計
測器（A/D変換器）,15はコンピユータ，θ１はブーム旋
回角度，θ２は型枠傾斜角度,L1はブーム長,Qは設計断
面上の任意の位置,x,yはトンネルセンターに対する機械
のずれ量,Pは機械設置位置である。1 and 2, A is a lining portion, B is a lining surface, C is a tunnel lining machine, D is a tunnel design cross section, 1 is a hydraulic valve controller, 2 is a hydraulic unit, and 3 is a main boom telescopic jack. , 4 is a formwork inclination adjusting jack, 5 is a swing actuator, 6 is a main boom (formwork holding arm), 7 is a concrete formwork, 8 is a construction machine, 9 is a formwork surface, 11 is a rotary encoder, 12 is a rotary encoder. linear encoder 13 load cell 14 meter (a / D converter), 15 computer, theta 1 boom pivot angle, theta 2 is mold inclination angle, L 1 is the boom length, Q is a design cross section Arbitrary positions, x and y are the amounts of displacement of the machine with respect to the tunnel center, and P is the machine installation position.
トンネルセンターをＹ軸，スプリングラインをＸ軸と
する第１図に示した直交座標系において、機械本体がト
ンネルセンターよりずれた点Ｐ（x,y）に設置された
時、トンネル設計断面上の任意の点Ｑ（X,Y）に対して
メインブーム旋回角θ1,型枠傾斜角θ２及びブーム長L1
は一義的に決まる。機械設置後このずれ量x,yを測定す
る事により、トンネル設計断面について、θ1,θ2,L1の
軌道計算を行う。In the orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 where the tunnel center is the Y axis and the spring line is the X axis, when the machine body is installed at a point P (x, y) shifted from the tunnel center, For any point Q (X, Y), the main boom swing angle θ 1 , the formwork tilt angle θ 2 and the boom length L 1
Is uniquely determined. The trajectory calculation of θ 1 , θ 2 , and L 1 is performed for the tunnel design section by measuring the deviation amounts x and y after the machine is installed.
第２図において、メインブームの旋回角をロータリー
エンコーダ11で計測する。コンピユータ15はこの計測値
から先に軌道計算した値となる様、リニアエンコーダ12
にてジヤツキ3,4の伸縮量を計測しながら油圧バルブコ
ントローラ１を介し、メインブーム伸縮ジヤツキ３及び
型枠傾斜調整ジヤツキ４を制御する。この動作を旋回ア
クチユエータ５にてメインブーム６を旋回させながら繰
り返すことにより、型枠面９はトンネル設計断面Ｄに沿
って移動する。In FIG. 2, the rotary angle of the main boom is measured by the rotary encoder 11. The computer 15 converts the linear encoder 12
The main boom expansion / contraction jack 3 and the formwork tilt adjustment jack 4 are controlled via the hydraulic valve controller 1 while measuring the expansion / contraction amount of the jacks 3 and 4. By repeating this operation while turning the main boom 6 by the turning actuator 5, the form surface 9 moves along the tunnel design section D.
移動中は型枠に内蔵されたロードセル13がコンクリー
ト面の押付圧を計測し、所定の押付圧となる様コンピユ
ータ15がメインブーム伸縮ジヤツキ３を許容範囲内にて
調整する。During the movement, the load cell 13 incorporated in the formwork measures the pressing pressure on the concrete surface, and the computer 15 adjusts the main boom telescopic jack 3 within an allowable range so that the pressing pressure becomes a predetermined pressing pressure.
第１図の軌道計算の基本式を第３図について説明す
る。The basic formula of the trajectory calculation in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
原点：設計心 （x,y）：ブームの中心の座標 α：設計心回りの打設点までの角度 スプリングラインを基礎として左回りが正 （０≦α≦360゜） θ1:ブームの回転角 鉛直線を基線として右回りが正 （〜180゜≦θ１≦180゜） θ2:接線とブームのなす角 ブーム軸を基線として右回りが正 l:ブーム長 R:設計半径 （X,Y）：打設点座標 とすると、 （X,Y）＝（Rcosα,Rsinα） θ２＝π−θ１−α，（θ１＋α≦π） θ２＝３π−θ１−α，（θ１＋α≦π）となる。Origin: Design center (x, y): Coordinates of the center of the boom α: Angle to the setting point around the design center Counterclockwise is positive (0 ≦ α ≦ 360 ゜) based on the spring line θ 1 : Boom rotation clockwise positive angular vertical line as the base line (180 ° ≦ θ 1 ≦ 180 °) theta 2: clockwise the angle boom axis of the tangent and the boom as the baseline positive l: boom length R: design radius (X, Y): The coordinates of the driving point are as follows: (X, Y) = (R cos α, R sin α) θ 2 = π−θ 1 −α, (θ 1 + α ≦ π) θ 2 = 3π−θ 1 −α, (θ 1 + α ≦ π).
本システムの基本的な制御フローを第４図に示す。 FIG. 4 shows a basic control flow of this system.
本発明によるトンネル覆工機の自動制御システムは、
先端部に型枠を着脱可能に支持するメインブームと、垂
直面内でメインブームを旋回させる旋回アクチユエータ
と、メインブームを伸縮させるメインブーム伸縮ジヤツ
キと、型枠のメインブームに対する傾斜を調整する型枠
傾斜調整ジヤツキとを具えたトンネル覆工機において、
メインブームの旋回角を検出するロータリーエンコー
ダ、メインブーム伸縮ジヤツキ及び型枠傾斜調整ジヤツ
キの伸縮量を検出するリニアエンコーダ、型枠面に対す
る打設コンクリートの押圧力を検出するロードセル、及
びこれ等のセンサーから発信されたアナログ信号をデジ
タル信号に変換する計測器からなる検出部と、コンクリ
ート打設地点のトンネル中心線の近傍に配置したトンネ
ル覆工機の位置計測データからトンネル設計断面の軌道
計算を行ない、前記検出部からのデータを入力してメイ
ンブームの旋回角、メインブーム伸縮ジヤツキ及び型枠
傾斜調整ジヤツキの伸縮量、打設コンクリートの押圧力
を計算し、これ等の計算値をもとに型枠面の位置が前記
の軌道計算値になるように、かつ打設コンクリートの押
圧力が許容範囲内になるように旋回角，メインブーム伸
縮ジヤツキ及び傾斜調整ジヤツキの各調整量をコンピユ
ータで演算し指令を出す演算処理部と、同指令に基づき
旋回アクチユエータ，メインブーム伸縮ジヤツキ及び傾
斜調整ジヤツキを制御する油圧バルブコントローラ及び
油圧ユニツトからなる制御装置部とから構成されたこと
により、次の効果を生ずる。The automatic control system of the tunnel lining machine according to the present invention includes:
A main boom that detachably supports the formwork at the tip, a swing actuator that turns the main boom in a vertical plane, a main boom telescopic jack that expands and contracts the main boom, and a mold that adjusts the inclination of the formwork with respect to the main boom In a tunnel lining machine equipped with a frame tilt adjustment jack,
Rotary encoder for detecting the turning angle of the main boom, linear encoder for detecting the amount of expansion and contraction of the main boom telescopic jack and formwork tilt adjusting jack, load cell for detecting the pressing force of the cast concrete against the formwork surface, and sensors for these Calculates the trajectory of the tunnel design cross section from the detection unit consisting of a measuring instrument that converts the analog signal transmitted from the machine into a digital signal, and the position measurement data of the tunnel lining machine located near the tunnel center line at the concrete placing point , Input the data from the detection unit to calculate the swing angle of the main boom, the expansion and contraction amount of the main boom telescopic jack and the formwork tilt adjusting jack, and the pressing force of the cast concrete, based on these calculated values. Make sure that the position of the formwork surface is the calculated value of the above-mentioned track, and the pressing force of the cast concrete is within the allowable range. And a computer for calculating the respective adjustment amounts of the turning angle, the main boom expansion / contraction jack, and the tilt adjustment jack by a computer, and issuing a command. The following effects are produced by the configuration including the valve controller and the control unit including the hydraulic unit.
機械本体の位置に拘わらずコンピユーターが軌道計算
を行い、コンクリート型枠を自動制御し、トンネル設計
断面に沿って移動させることができ、機械設置時間の短
縮化、出来形精度の向上及び操作の簡素化が図られる。Regardless of the position of the machine body, the computer can calculate the trajectory, automatically control the concrete formwork, move it along the tunnel design cross section, shorten the machine installation time, improve the precision of the work, and simplify the operation Is achieved.
第１図は本発明を実施したトンネル覆工機の概略図、第
２図は第１図に示したトンネル覆工機の自動制御系統
図、第３図は本発明による軌道計算の基本式の説明図、
第４図は本発明の基本的制御フロー図である。 Ｃ……トンネル覆工機、Ｄ……トンネル設計断面 １……油圧バルブコントローラ、２……油圧ユニツト ３……メインブーム伸縮ジヤツキ ４……型枠傾斜調整ジヤツキ、５……アクチユエータ ６……メインブーム、７……型枠 ９……型枠面、11……ロータリーエンコーダ 12……リニアエンコーダ、13……ロードセル 14……計測器（A/D変換器）、15……コンピユータFIG. 1 is a schematic view of a tunnel lining machine embodying the present invention, FIG. 2 is an automatic control system diagram of the tunnel lining machine shown in FIG. 1, and FIG. Explanatory diagram,
FIG. 4 is a basic control flow chart of the present invention. C: Tunnel lining machine, D: Tunnel design section 1 ... Hydraulic valve controller 2, ... Hydraulic unit 3 ... Main boom telescopic jack 4 ... Form form tilt adjustment jack 5 ... Actuator 6 ... Main Boom, 7 ... Formwork 9 ... Formwork surface, 11 ... Rotary encoder 12 ... Linear encoder, 13 ... Load cell 14 ... Measuring instrument (A / D converter), 15 ... Computer
フロントページの続き (72)発明者 細川 芳夫 東京都渋谷区千駄ケ谷４丁目６番15号 フジタ工業株式会社内 (72)発明者 末木 英雄 東京都渋谷区千駄ケ谷４丁目６番15号 フジタ工業株式会社内 (72)発明者 古賀 重利 東京都渋谷区千駄ケ谷４丁目６番15号 フジタ工業株式会社内 (72)発明者 稲川 雪久 岐阜県本巣郡真正町十四条144番地 岐 阜工業株式会社内Continuation of the front page (72) Inventor Yoshio Hosokawa 4-6-115 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Fujita Industries Co., Ltd. (72) Inventor Hideo Sueki 4-6-115 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Fujita Industries Co., Ltd. (72) Inventor Shigetoshi Koga 4-6-15 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Fujita Industries Co., Ltd. (72) Inventor Yukihisa Inagawa 144, 14-14, Masamasa, Motosu-gun, Gifu Prefecture Gifu Industries Co., Ltd.
Claims (1)
ブームと、垂直面内でメインブームを旋回させる旋回ア
クチユエータと、メインブームを伸縮させるメインブー
ム伸縮ジヤツキと、型枠のメインブームに対する傾斜を
調整する型枠傾斜調整ジヤツキとを具えたトンネル覆工
機において、メインブームの旋回角を検出するロータリ
ーエンコーダ、メインブーム伸縮ジヤツキ及び型枠傾斜
調整ジヤツキの伸縮量を検出するリニアエンコーダ、型
枠面に対する打設コンクリートの押圧力を検出するロー
ドセル、及びこれ等のセンサーから発信されたアナログ
信号をデジタル信号に変換する計測器からなる検出部
と、コンクリート打設地点のトンネル中心線の近傍に配
置したトンネル覆工機の位置計測データからトンネル設
計断面の軌道計算を行ない、前記検出部からのデータを
入力してメインブームの旋回角、メインブーム伸縮ジヤ
ツキ及び傾斜調整ジヤツキの伸縮量、打設コンクリート
の押圧力を計算し、これ等の計算値をもとに型枠面の位
置が前記の軌道計算値になるように、かつ打設コンクリ
ートの押圧力が許容範囲内になるように旋回角、メイン
ブーム伸縮ギヤツキ及び傾斜調整ジヤツキの各調整量を
コンピユータで演算し指令を出す演算処理部と、同指令
に基づき旋回アクチユエータ、メインブーム伸縮ジヤツ
キ及び傾斜調整ジヤツキを制御する油圧バルブコントロ
ーラ及び油圧ユニツトからなる制御装置部とから構成さ
れたことを特徴とするトンネル覆工機の自動制御システ
ム。1. A main boom for detachably supporting a formwork at a distal end portion, a swing actuator for turning the main boom in a vertical plane, a main boom telescopic jack for expanding and contracting the main boom, and a main boom for the formwork. In a tunnel lining machine equipped with a form inclination adjusting jack for adjusting the inclination, a rotary encoder for detecting a turning angle of the main boom, a main boom extendable and a linear encoder for detecting an amount of expansion and contraction of the form inclination adjusting jack, and a mold. A load cell that detects the pressing force of the concrete placed on the frame surface, a detection unit that converts an analog signal transmitted from these sensors into a digital signal, and a detector near the tunnel center line at the concrete placement point Calculate the trajectory of the tunnel design section from the position measurement data of the placed tunnel lining No, input the data from the detection unit and calculate the swing angle of the main boom, the amount of expansion and contraction of the main boom expansion / contraction jack and the tilt adjustment jack, and the pressing force of the cast concrete, and based on these calculated values, The computer calculates the respective adjustment amounts of the turning angle, the main boom telescopic gear and the tilt adjusting jack so that the position of the frame surface becomes the above-mentioned calculated value of the trajectory and the pressing force of the poured concrete falls within the allowable range. A tunnel lining comprising: an arithmetic processing unit for issuing a command; and a control unit including a hydraulic valve controller and a hydraulic unit for controlling a swing actuator, a main boom expansion / contraction jack, and a tilt adjustment jack based on the command. Machine automatic control system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085662A JP2589566B2 (en) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | Automatic control system for tunnel lining machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085662A JP2589566B2 (en) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | Automatic control system for tunnel lining machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02266097A JPH02266097A (en) | 1990-10-30 |
| JP2589566B2 true JP2589566B2 (en) | 1997-03-12 |
Family
ID=13865038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1085662A Expired - Fee Related JP2589566B2 (en) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | Automatic control system for tunnel lining machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2589566B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2527384B2 (en) * | 1990-11-13 | 1996-08-21 | 株式会社フジタ | Tunnel Lining Form Positioning Method |
| JP2527385B2 (en) * | 1990-11-13 | 1996-08-21 | 株式会社フジタ | Tunnel Lining Form Positioning Method |
| JP2506526B2 (en) * | 1992-03-02 | 1996-06-12 | 川崎重工業株式会社 | Underground space excavation wall lining method |
| CN112066948B (en) * | 2020-09-10 | 2022-05-31 | 济南蓝动激光技术有限公司 | Automatic measuring device and method for mounting position of suspension post and inclination angle of fixed bottom plate |
| CN114183176A (en) * | 2021-12-10 | 2022-03-15 | 洛阳中天建工机械有限公司 | Telescopic cloth hanging trolley and cloth hanging control method |
-
1989
- 1989-04-06 JP JP1085662A patent/JP2589566B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02266097A (en) | 1990-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2364389B1 (en) | A control system for controlling a tiltrotator, a method for calibrating a control system of a tiltrotator and a method for leveling a tool attached to a tiltrotator | |
| WO2008124657A1 (en) | Methods and systems utilizing 3d control to define a path of operation for a construction machine | |
| JPH0379157B2 (en) | ||
| CN109070353B (en) | Cartesian control of boom end of large manipulator, in particular of concrete pump | |
| JP2589566B2 (en) | Automatic control system for tunnel lining machine | |
| JP6918524B2 (en) | Inclination sensor correction amount acquisition method for construction work machines | |
| US4613803A (en) | Industrial robot and a method for positioning same | |
| JP2001280958A (en) | Positioning method for structure and displacement measuring instrument | |
| JP4275199B2 (en) | Boom control device for work equipment | |
| JP6905137B2 (en) | Inclination sensor correction amount acquisition method for construction work machines | |
| JP7324800B2 (en) | Travel control method for passenger boarding bridge | |
| JPH076212B2 (en) | Position control device for power shovel | |
| JPH0428509B2 (en) | ||
| JP2693064B2 (en) | Positioning and mounting device for precast concrete slab for tunnel lining | |
| JP2527385B2 (en) | Tunnel Lining Form Positioning Method | |
| JPH02232499A (en) | Automatic survey positioning system of tunnel living machine | |
| CN214426682U (en) | Pipe arranging machine rotation angle measuring device and pipe arranging machine | |
| JPH07224600A (en) | Method of measuring segment shape for shielding construction work | |
| JPS6136426A (en) | Service device locus controller for service machine in arm system | |
| JP3447143B2 (en) | Deflection angle detection mechanism for the slide part of the telescopic boom | |
| JPH0224976B2 (en) | ||
| JPH07107276B2 (en) | Work machine control device | |
| JPH0349159Y2 (en) | ||
| CN116888327A (en) | Measuring assembly and removal device with measuring assembly | |
| JP2628276B2 (en) | Method and apparatus for controlling movement of a bucket for working at height |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |