JPH02232499A - トンネル覆工機の自動測量位置決めシステム - Google Patents
トンネル覆工機の自動測量位置決めシステムInfo
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- JPH02232499A JPH02232499A JP1052029A JP5202989A JPH02232499A JP H02232499 A JPH02232499 A JP H02232499A JP 1052029 A JP1052029 A JP 1052029A JP 5202989 A JP5202989 A JP 5202989A JP H02232499 A JPH02232499 A JP H02232499A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
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- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
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- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、トンネル屓工機の自動測量位置決めシステム
に関するもので、覆工機の位置・姿勢を計測し、位置検
出装置からの情報をマイコンにより処理を行い、概略位
置より自動的に移動して計画位置に位置決めを行ったの
ち、トンネル設計断面での位置決め点と計画位置とのず
れ量を算出してメモリに記憶するシステムに適用される
。
に関するもので、覆工機の位置・姿勢を計測し、位置検
出装置からの情報をマイコンにより処理を行い、概略位
置より自動的に移動して計画位置に位置決めを行ったの
ち、トンネル設計断面での位置決め点と計画位置とのず
れ量を算出してメモリに記憶するシステムに適用される
。
従来の技術
覆工機はトンネルー次覆工を施工する為に新たに開発さ
れた機械であるので、特に従来の技術はないが、手動で
行う場合は下記の方法が考えられる． 覆工機の位匪・姿勢を計測し位置決めを行う為には、覆
工機に取付けた反射プリズムを専門技術者により、光波
トランシフトで測定を行うそのデータを電卓・マイコン
等により演算を行い手動で油圧バルブ・シリンダー装置
を操作し、位置・姿勢検出装置による情報で位置決めを
行う。
れた機械であるので、特に従来の技術はないが、手動で
行う場合は下記の方法が考えられる． 覆工機の位匪・姿勢を計測し位置決めを行う為には、覆
工機に取付けた反射プリズムを専門技術者により、光波
トランシフトで測定を行うそのデータを電卓・マイコン
等により演算を行い手動で油圧バルブ・シリンダー装置
を操作し、位置・姿勢検出装置による情報で位置決めを
行う。
発明が解決しようとする課題
覆工機で覆エコンクリートを計画断面に打設する場合、
覆工機を計画位置６こセットする必要がある。
覆工機を計画位置６こセットする必要がある。
計画位置にセットする為には、屓工機の現在位置を精度
よく測量し位置・姿勢の修正量を計算する必要がある， 一般に測量作業は専門技術者により行われているが、こ
の作業は経験技術が必要とされ、一般作ｌが節単に行う
ことが困難とされている。
よく測量し位置・姿勢の修正量を計算する必要がある， 一般に測量作業は専門技術者により行われているが、こ
の作業は経験技術が必要とされ、一般作ｌが節単に行う
ことが困難とされている。
又覆工機は作業の性質−Ｌ，掘削終了から一次覆工が終
了するまでの峙間が堀削ずる地山の状態により決まって
しまう為、測量、位置決めにかかる時間が問題となり、
手動により行っていたのでは時間がかかり、繰作も複雑
である。
了するまでの峙間が堀削ずる地山の状態により決まって
しまう為、測量、位置決めにかかる時間が問題となり、
手動により行っていたのでは時間がかかり、繰作も複雑
である。
本発明は、覆工機を計画位置にセットする作業を、専門
技術者を要一せず、迅速に行う安価な自動ｉｍｆｆｌ位
置決めソステムを提供することを目的とするものである
。
技術者を要一せず、迅速に行う安価な自動ｉｍｆｆｌ位
置決めソステムを提供することを目的とするものである
。
課題を解決するための手段
覆工機に取付けた２個の反射プリズムをＸ， ＹＺ方向
（３次元）で自ｖＪ測星或いは無線操作により測挺する
レーザ光波セオドライト（角度を精密に観測する機器で
、わが国では最近は高性能のトランシットを七オドライ
トと名づけでいる。）を１・ンネルの天井に設置する。
（３次元）で自ｖＪ測星或いは無線操作により測挺する
レーザ光波セオドライト（角度を精密に観測する機器で
、わが国では最近は高性能のトランシットを七オドライ
トと名づけでいる。）を１・ンネルの天井に設置する。
また測量Ｙ一夕やｌ・ンネル線形情報より必要な演算を
マイ：７ンで行い、覆工機に設置した位置・姿勢検出装
置及びアウｌ・リガーの油圧バルブ・シリンダー装置を
制御することにより自動位置決めを行い、その位置情報
をコンピュータのメモリに記憶する。
マイ：７ンで行い、覆工機に設置した位置・姿勢検出装
置及びアウｌ・リガーの油圧バルブ・シリンダー装置を
制御することにより自動位置決めを行い、その位置情報
をコンピュータのメモリに記憶する。
作用
前回の位置情報をメモリから読み込み、今回の計画位置
を算出し、自動的に計画位置の反射プリズムに向けてレ
ーザ光波セオドライｌ・のエンコーダ付モータを制ｊ１
シて旋回移動し測定する。視準が悪く測定できなかった
場合は、レーザ光をガイドにレーザ光を１，・−ザ受光
板に無線操作することにより再度測定する。
を算出し、自動的に計画位置の反射プリズムに向けてレ
ーザ光波セオドライｌ・のエンコーダ付モータを制ｊ１
シて旋回移動し測定する。視準が悪く測定できなかった
場合は、レーザ光をガイドにレーザ光を１，・−ザ受光
板に無線操作することにより再度測定する。
また位置決めに際し、覆工機のローリング・ビン千ング
をアウトリガーの油圧バルブ・シリンダー装置を制御し
自動的に修正したのち、測盪データに基づき、コンピュ
ータにより油圧シリンダー及び油圧モータ装置を制御し
、ＸＹ方向の移動修正、覆工機軸とトンネル軸の角度差
であるヨーインゲの旋回移動修正を自動的に行う。
をアウトリガーの油圧バルブ・シリンダー装置を制御し
自動的に修正したのち、測盪データに基づき、コンピュ
ータにより油圧シリンダー及び油圧モータ装置を制御し
、ＸＹ方向の移動修正、覆工機軸とトンネル軸の角度差
であるヨーインゲの旋回移動修正を自動的に行う。
実権例
第１図乃至第４図において、１はアブソリュ−１・エン
コーダ、２はリニアエンコーダ、３は傾斜計、４はＬ・
−ザ発光器、５は測定器、６はコントローラ、７は位置
決め作動機構、８はホストコンピュータ、９は無線機、
１０は無ｍ機、１１はローカルマイコン、ｌ２はレーザ
発光器、１３は光波距離計、ｌ４はエンコーダ付モータ
（水平方向）、ｌ５はエンコーダ付モータ（鉛直方向）
、１６は基台、１７は油圧モータ、１Ｂは油圧シリンダ
ー、Ｌ９は覆工機本体、２０は旋回台、２１はスライド
台、２２はトンネル、２３はレーザ光波セオドライト、
２４は基準点反射プリズム、２５はＮＯ２反射プリズム
、２６はＮｏ１反射プリズム、２７はアウ１、リガー、
２８は切羽である。
コーダ、２はリニアエンコーダ、３は傾斜計、４はＬ・
−ザ発光器、５は測定器、６はコントローラ、７は位置
決め作動機構、８はホストコンピュータ、９は無線機、
１０は無ｍ機、１１はローカルマイコン、ｌ２はレーザ
発光器、１３は光波距離計、ｌ４はエンコーダ付モータ
（水平方向）、ｌ５はエンコーダ付モータ（鉛直方向）
、１６は基台、１７は油圧モータ、１Ｂは油圧シリンダ
ー、Ｌ９は覆工機本体、２０は旋回台、２１はスライド
台、２２はトンネル、２３はレーザ光波セオドライト、
２４は基準点反射プリズム、２５はＮＯ２反射プリズム
、２６はＮｏ１反射プリズム、２７はアウ１、リガー、
２８は切羽である。
第１図において、自動測量位置決めシステムは、自動測
量装置部Ａと自動位置決め装置部Ｂとから横成されてい
る。
量装置部Ａと自動位置決め装置部Ｂとから横成されてい
る。
自動測量装置部Ａは、基台１６に取付ＬＪられた水平方
向・鉛直方向の角度を計測・旋回移動するエンｖ−２７
’４−ｆモータ１４． １５、エンコーダからのパルス
信号を受け、制御信号を送出するローカルマイコン１１
、切羽にトンネルセンター軸を照射するレーザ発光器１
２、反射ブリズノ、までの距離を測定し，、測定情報を
ローカルマイコン１１に送出する光波距離計１３とから
成る。
向・鉛直方向の角度を計測・旋回移動するエンｖ−２７
’４−ｆモータ１４． １５、エンコーダからのパルス
信号を受け、制御信号を送出するローカルマイコン１１
、切羽にトンネルセンター軸を照射するレーザ発光器１
２、反射ブリズノ、までの距離を測定し，、測定情報を
ローカルマイコン１１に送出する光波距離計１３とから
成る。
又、自動位置決め装置部Ｂは覆工機軸方向を表示するレ
ーザ光を出ずレーザ光波器４、旋回台２０（第３図参照
）の旋回角をパルス信号で送出するアブソリュートエン
コーダｌ１スライド台２ｌの移動星をパルス信号で送出
するリニアエンコーダ２、水平に対する覆工機本体ｌ９
の状態を電気信号で送出する傾斜計３、これらの信号を
受けホストコンピュータ８に計ａｔｉｉ情報を送出する
測定器５、測定器５からの計測情報を受け、演算を行い
コン１［１ーラ６に制御信号を出すホストコンピュータ
ー８、制御信号６こよって位置決め作動機構７を操作す
るコントローラ６、覆工機の位置決めをする位置決め作
動機措７とから成る。
ーザ光を出ずレーザ光波器４、旋回台２０（第３図参照
）の旋回角をパルス信号で送出するアブソリュートエン
コーダｌ１スライド台２ｌの移動星をパルス信号で送出
するリニアエンコーダ２、水平に対する覆工機本体ｌ９
の状態を電気信号で送出する傾斜計３、これらの信号を
受けホストコンピュータ８に計ａｔｉｉ情報を送出する
測定器５、測定器５からの計測情報を受け、演算を行い
コン１［１ーラ６に制御信号を出すホストコンピュータ
ー８、制御信号６こよって位置決め作動機構７を操作す
るコントローラ６、覆工機の位置決めをする位置決め作
動機措７とから成る。
第２図，第３図において、覆工機の動作に従、，て、各
装置の説明をすると、覆］一機本体ｌ９は、自動測量装
置部Ａのレーザ発光器１２より切羽Ｃ．二照射されたレ
ーザ光に、覆工殿本体に取付けたレーザ発光器４のレー
ザ光を合わせる状態で計画位置に移動する。概略移・助
が完了するとホス１・コンピュータ８は傾斜計３の電気
信号を測定器５を介し７て読込み、コントローラ６に制
御信号を送出し油圧ハルブ・シリンダーを制御しアウト
リガー２７を操作してローリング・ピッチングを修正す
る。次にレーザ光波セオドライト２３は（光波距離計１
３）覆工機に取付けたＮＯ１反射プリズム２６とＮＯ２
反射プリズム２５を測定する．（レーザ光波セオドライ
ト２３と基準反射プリズム２４は３次元座標Ｘ，Ｙ，Ｚ
の所定位置に設置する。） ＋ｆｉｌ＋定は基準シＺ、反１１．１ブリズＪ、２４か
らのＮＯＩ，ＮＯ２反射プリズム２６．２５を視準した
時のエンコーグ付モータ１４．１５のパルス信号と光波
距離計１３の測定距離をローカルマイコン１１が読込み
ＮＯ１，”２反１・１プリズム２６．２５の位置座標，
機イ或軸方向角を算出する。このａ＋＋量データは無線
機１０．！Ｈこよって送受信されホス１・コンピュータ
８に送信される。そし，てホストコンビ１−夕８は測量
データから現在機械位置座標を算出し計画位置座標より
移動星ｌンネル軸方向角と機械軸方向角より旋回移動屓
を算出し７、コン１・１コーラ−６を介し油圧う／リン
ダー１８，油圧モーク１７を制１１■シてスラ・イｌ台
２１． ’Ｍ回台２０を操作する。
装置の説明をすると、覆］一機本体ｌ９は、自動測量装
置部Ａのレーザ発光器１２より切羽Ｃ．二照射されたレ
ーザ光に、覆工殿本体に取付けたレーザ発光器４のレー
ザ光を合わせる状態で計画位置に移動する。概略移・助
が完了するとホス１・コンピュータ８は傾斜計３の電気
信号を測定器５を介し７て読込み、コントローラ６に制
御信号を送出し油圧ハルブ・シリンダーを制御しアウト
リガー２７を操作してローリング・ピッチングを修正す
る。次にレーザ光波セオドライト２３は（光波距離計１
３）覆工機に取付けたＮＯ１反射プリズム２６とＮＯ２
反射プリズム２５を測定する．（レーザ光波セオドライ
ト２３と基準反射プリズム２４は３次元座標Ｘ，Ｙ，Ｚ
の所定位置に設置する。） ＋ｆｉｌ＋定は基準シＺ、反１１．１ブリズＪ、２４か
らのＮＯＩ，ＮＯ２反射プリズム２６．２５を視準した
時のエンコーグ付モータ１４．１５のパルス信号と光波
距離計１３の測定距離をローカルマイコン１１が読込み
ＮＯ１，”２反１・１プリズム２６．２５の位置座標，
機イ或軸方向角を算出する。このａ＋＋量データは無線
機１０．！Ｈこよって送受信されホス１・コンピュータ
８に送信される。そし，てホストコンビ１−夕８は測量
データから現在機械位置座標を算出し計画位置座標より
移動星ｌンネル軸方向角と機械軸方向角より旋回移動屓
を算出し７、コン１・１コーラ−６を介し油圧う／リン
ダー１８，油圧モーク１７を制１１■シてスラ・イｌ台
２１． ’Ｍ回台２０を操作する。
このようにして位置決めされた｛＠ｆ機械位置座標を算
出し、て設計断面での修正機械｛存置座標と計画位置座
標とのずれｌｊ７．３算出し７、ホストニＪンピュータ
８のメモリに記憶する。
出し、て設計断面での修正機械｛存置座標と計画位置座
標とのずれｌｊ７．３算出し７、ホストニＪンピュータ
８のメモリに記憶する。
なお、第２図のレーザ光波セオドライト２３は第１図の
自動ａｌｆｆｌ装置部Ａに対応する部材である。
自動ａｌｆｆｌ装置部Ａに対応する部材である。
発明の効果
本発明によるとトンネル覆工機の自他測量位置決めシス
テムは、トンネル内に設置さｈた自動測量装置部と覆工
機に取付けられた反射ブリズｌ−及び自動位置決め装置
部とから構成され、前記自動測量装置部は、レーザ発光
器及び光波距離計と、これ等の計器を水平方向に旋回駆
動する水平制御回転装置と、これ等の計器を鉛直方向に
旋回駆動する鉛直制御回転装置と、これ等の計器及び制
御回転装置を制御するローカルマイフンと、ローカルマ
イコンの制御情報を送受信する無線機とからなり、前記
自動位置決め装置部は、前記自動測量装置部の無線機と
送受信する無線機と、覆工機の位置・姿勢を検出する位
置・姿勢検出装置と、覆工機の位置・姿勢を修正する油
圧バルフ・シリンダー装置と、無ＶＡ機及び位置・姿勢
検出装置からの情報に基づき演算を行いバルブ・シリン
ダー装置を制御ずるホスト１ンビュータとからなること
により、次の効果を有する。
テムは、トンネル内に設置さｈた自動測量装置部と覆工
機に取付けられた反射ブリズｌ−及び自動位置決め装置
部とから構成され、前記自動測量装置部は、レーザ発光
器及び光波距離計と、これ等の計器を水平方向に旋回駆
動する水平制御回転装置と、これ等の計器を鉛直方向に
旋回駆動する鉛直制御回転装置と、これ等の計器及び制
御回転装置を制御するローカルマイフンと、ローカルマ
イコンの制御情報を送受信する無線機とからなり、前記
自動位置決め装置部は、前記自動測量装置部の無線機と
送受信する無線機と、覆工機の位置・姿勢を検出する位
置・姿勢検出装置と、覆工機の位置・姿勢を修正する油
圧バルフ・シリンダー装置と、無ＶＡ機及び位置・姿勢
検出装置からの情報に基づき演算を行いバルブ・シリン
ダー装置を制御ずるホスト１ンビュータとからなること
により、次の効果を有する。
（１）一般作業口が、本来専門的技術者杏必要とする測
量を精度よく行うことができる。
量を精度よく行うことができる。
（２）測りデータに尽つき、ＸＹ方向の移動修正、ＩＷ
Ｉ機軸と１−ンネル軸の角度差である：Ｊ −−｛ング
の旋回移動修正を、油圧シリンダー及び油圧モータ装置
により自動的に行ない、困雛な位置決め作業の省力化を
行うことができる９
Ｉ機軸と１−ンネル軸の角度差である：Ｊ −−｛ング
の旋回移動修正を、油圧シリンダー及び油圧モータ装置
により自動的に行ない、困雛な位置決め作業の省力化を
行うことができる９
第１図は本発明の実施例における制御系のブＩ′Ｊック
図、第２図は本発明の実施例における配置図で、（ａ）
は平面図、（ｈ）は側面図である。第３図は第２図の自
動位置決め装置部の拡大図で（ａ）は平面図（ｈ）は側
面図、第４図は本発明による処理の流れ図である。 ｌ アブソリュートエンフーダ、 ２−リニアエンコーダ、３・一傾斜計、４−レーザ発光
器、 ５−測定器、 ６ コン｝ｏ−ラ、 ７ 位置決め作動機構、８−ホ
ストコンピュータ、 ９＝無線機、 ｌ〇一無線機、１．１−ローカ
ルマイ−１ン、１２・−レーザ発光器、ｌ３−光波距離
計、 エンコーダ付モータく水平方向）、 エンコーダ付モータ（鉛直方向）、 自動測量装置部、 自動位置決め装置部。
図、第２図は本発明の実施例における配置図で、（ａ）
は平面図、（ｈ）は側面図である。第３図は第２図の自
動位置決め装置部の拡大図で（ａ）は平面図（ｈ）は側
面図、第４図は本発明による処理の流れ図である。 ｌ アブソリュートエンフーダ、 ２−リニアエンコーダ、３・一傾斜計、４−レーザ発光
器、 ５−測定器、 ６ コン｝ｏ−ラ、 ７ 位置決め作動機構、８−ホ
ストコンピュータ、 ９＝無線機、 ｌ〇一無線機、１．１−ローカ
ルマイ−１ン、１２・−レーザ発光器、ｌ３−光波距離
計、 エンコーダ付モータく水平方向）、 エンコーダ付モータ（鉛直方向）、 自動測量装置部、 自動位置決め装置部。
Claims (1)
- トンネル内に設置された自動測量装置部と覆工機に取付
けられた反射プリズム及び自動位置決め装置部とから構
成され、前記自動測量装置部は、レーザ発光器及び光波
距離計と、これ等の計器を水平方向に旋回駆動する水平
制御回転装置と、これ等の計器を鉛直方向に旋回駆動す
る鉛直制御回転装置と、これ等の計器及び制御回転装置
を制御するローカルマイコンと、ローカルマイコンの制
御情報を送受信する無線機とからなり、前記自動位置決
め装置部は、前記自動測量装置部の無線機と送受信する
無線機と、覆工機の位置・姿勢を検出する位置・姿勢検
出装置と、覆工機の位置・姿勢を修正する油圧バルブ・
シリンダー装置と、無線機及び位置・姿勢検出装置から
の情報に基づき演算を行いバルブ・シリンダー装置を制
御するホストコンピュータとからなることを特徴とする
トンネル覆工機の自動測量位置決めシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1052029A JPH06100078B2 (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | トンネル覆工機の自動測量位置決めシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1052029A JPH06100078B2 (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | トンネル覆工機の自動測量位置決めシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02232499A true JPH02232499A (ja) | 1990-09-14 |
| JPH06100078B2 JPH06100078B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=12903387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1052029A Expired - Lifetime JPH06100078B2 (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | トンネル覆工機の自動測量位置決めシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100078B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04161593A (ja) * | 1990-10-24 | 1992-06-04 | Sato Kogyo Co Ltd | ２次覆工用スチールフオームの自動制御装置 |
| JP2001310154A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-06 | Furukawa Co Ltd | コンクリート吹付機の基準位置及び方向の設定装置 |
| CN107806066A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-03-16 | 新疆北方建设集团有限公司 | 全自动数控光检测平衡衬砌机 |
| CN107806067A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-03-16 | 新疆北方建设集团有限公司 | 全自动数控履带减压定位衬砌机 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10041794B1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-08-07 | Caterpillar Global Mining Europe Gmbh | Site positioning system for an underground machine |
-
1989
- 1989-03-06 JP JP1052029A patent/JPH06100078B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04161593A (ja) * | 1990-10-24 | 1992-06-04 | Sato Kogyo Co Ltd | ２次覆工用スチールフオームの自動制御装置 |
| JP2001310154A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-06 | Furukawa Co Ltd | コンクリート吹付機の基準位置及び方向の設定装置 |
| CN107806066A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-03-16 | 新疆北方建设集团有限公司 | 全自动数控光检测平衡衬砌机 |
| CN107806067A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-03-16 | 新疆北方建设集团有限公司 | 全自动数控履带减压定位衬砌机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06100078B2 (ja) | 1994-12-12 |
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