JPH0754254B2 - 地中掘削機の水平変位計測装置 - Google Patents
地中掘削機の水平変位計測装置Info
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- JPH0754254B2 JPH0754254B2 JP61010700A JP1070086A JPH0754254B2 JP H0754254 B2 JPH0754254 B2 JP H0754254B2 JP 61010700 A JP61010700 A JP 61010700A JP 1070086 A JP1070086 A JP 1070086A JP H0754254 B2 JPH0754254 B2 JP H0754254B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- cable
- horizontal displacement
- underground excavator
- field detection
- Prior art date
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水道管・ガス管等を地中埋設するためにトン
ネル掘進を行う地中掘削機を施工計画線通り推進すべ
く、該地中掘削機の地中における水平変位を計測する地
中掘削機の計測装置に関するものである。
ネル掘進を行う地中掘削機を施工計画線通り推進すべ
く、該地中掘削機の地中における水平変位を計測する地
中掘削機の計測装置に関するものである。
従来、こうした水道管やガス管を埋設することを目的と
した比較的小口径の地中掘削機においては、掘削スペー
スが小さい上に曲線掘削なども頻繁に行なわれるなどと
いった性格上、この掘削位置を計測、確認するに、レー
ザトランシット等を用いた光学測量は適用できないし、
特にこの水平方向の変位に関してはこれを正確に計測す
ること自体が不可能であるというのが実情であった。こ
れに対し最近、地中掘削機内部に磁気発生素子を設置
し、この磁気発生素子から発生する交番磁界の地表での
特徴を利用して、地中掘削機の真上の地表点あるいは真
上の地表点からの変位を計測する方法が特公昭58−1103
0発明の名称「シールド機の水平位置探知方法」を基本
としていくつか提案されている。
した比較的小口径の地中掘削機においては、掘削スペー
スが小さい上に曲線掘削なども頻繁に行なわれるなどと
いった性格上、この掘削位置を計測、確認するに、レー
ザトランシット等を用いた光学測量は適用できないし、
特にこの水平方向の変位に関してはこれを正確に計測す
ること自体が不可能であるというのが実情であった。こ
れに対し最近、地中掘削機内部に磁気発生素子を設置
し、この磁気発生素子から発生する交番磁界の地表での
特徴を利用して、地中掘削機の真上の地表点あるいは真
上の地表点からの変位を計測する方法が特公昭58−1103
0発明の名称「シールド機の水平位置探知方法」を基本
としていくつか提案されている。
こうした方法によれば、地中掘削機の水平位置について
確かにこれを計測することはできるものの、この実用に
際しては、上記の磁気検出素子が所定の姿勢で設置され
た探査器を地表の目標地点へ運搬し、設置、探査せねば
ならないことから、計測担当人員の増加や計測の手間・
時間がかかる等の新たな問題が生じることとなる。まし
て、交通量の多い道路ではこのような計測方法は不可能
に等しく、頻繁な交通遮断を行うに至っては地中掘削機
を用いた管埋設方法の本来の利点を失なわせるものであ
る。
確かにこれを計測することはできるものの、この実用に
際しては、上記の磁気検出素子が所定の姿勢で設置され
た探査器を地表の目標地点へ運搬し、設置、探査せねば
ならないことから、計測担当人員の増加や計測の手間・
時間がかかる等の新たな問題が生じることとなる。まし
て、交通量の多い道路ではこのような計測方法は不可能
に等しく、頻繁な交通遮断を行うに至っては地中掘削機
を用いた管埋設方法の本来の利点を失なわせるものであ
る。
この発明では、地中掘削機の施工計画線に応じてこれか
ら等間隔ずつ離間してその往路線と復路線とが位置する
よう地表面に磁界発生ケーブルを敷設し、地中掘削機の
側に適宜の磁界検出素子を配設してこれに上記ケーブル
の発生磁界を検出せしめるようにする。こうした場合こ
れらの磁界は、上記施工計画線（往復路ケーブルの中心
線）の鉛直面を境とする右半方向と左半方向とで例えば
そのレベル比が異なるものであり、こうした磁界のレベ
ル比の変化を上記磁界検出素子の出力に基づいて判別す
るようにすれば、当該地中掘削機が上記ケーブルの鉛直
面について右方にあるか左方にあるかその水平変位態様
を有効にしかもリアルタイムで連続的に識別計測するこ
とができる。
ら等間隔ずつ離間してその往路線と復路線とが位置する
よう地表面に磁界発生ケーブルを敷設し、地中掘削機の
側に適宜の磁界検出素子を配設してこれに上記ケーブル
の発生磁界を検出せしめるようにする。こうした場合こ
れらの磁界は、上記施工計画線（往復路ケーブルの中心
線）の鉛直面を境とする右半方向と左半方向とで例えば
そのレベル比が異なるものであり、こうした磁界のレベ
ル比の変化を上記磁界検出素子の出力に基づいて判別す
るようにすれば、当該地中掘削機が上記ケーブルの鉛直
面について右方にあるか左方にあるかその水平変位態様
を有効にしかもリアルタイムで連続的に識別計測するこ
とができる。
このように、この発明によれば、施工計画線に応じて地
表面に予め磁界発生ケーブルを敷設しておくだけで、地
中掘削機の当該施工計画線からの水平変位態様について
の正確なデータをリアルタイムで連続的に得ることがで
きる。したがって、車輌の通過等に対する上記ケーブル
の保護さえ行なっておけば、交通を一切遮断する必要も
なく、また上述したデータのリアルタイムによる連続採
取に伴なって当の地中掘削機を連続制御するようにすれ
ば、施工精度も格段に向上する。
表面に予め磁界発生ケーブルを敷設しておくだけで、地
中掘削機の当該施工計画線からの水平変位態様について
の正確なデータをリアルタイムで連続的に得ることがで
きる。したがって、車輌の通過等に対する上記ケーブル
の保護さえ行なっておけば、交通を一切遮断する必要も
なく、また上述したデータのリアルタイムによる連続採
取に伴なって当の地中掘削機を連続制御するようにすれ
ば、施工精度も格段に向上する。
はじめに、第５図および第６図を参照してこの発明の原
理を説明する。
理を説明する。
いま、第５図に示すように、地表面EP上に、所定に離間
した往路線10aおよび復路線10bからなる磁界発生ケーブ
ル10を敷設し、これに適宜の電流を流したとすると、該
ケーブル10のこれら往復路線10aおよび10bを中心として
その周囲には同第５図に示す態様で同心円状に磁界Haお
よびHbが発生する。この発明では、こうして発生される
磁界HaおよびHbを同図に示すような２つの磁界検出素子
S1およびS2に同時に検出せしめる。そしてここでは簡単
のため、これら２つの磁界検出素子S1およびS2は互いに
その磁界検出方向が直交し、かつそれぞれが上記ケーブ
ル10の鉛直面に対して45度の角度に維持されるとする。
こうした条件下で、各パラメータを同第５図のように、
すなわち L:磁界発生ケーブル10の往復路線間距離 D:磁界検出素子S1およびS2の深度 r1,r2:磁界発生ケーブル10から磁界検出素子S1およびS2
までの距離 X:磁界検出素子S1およびS2の上記往復路ケーブル中心
（施工計画線PL）からの水平変位 X1:磁界検出素子S1およびS2のケーブル復路線10bからの
水平変位 X2:磁界検出素子S1およびS2のケーブル往路線10aからの
水平変位 θ1:ケーブル復路線10bを中心としてその鉛直面と磁界
検出素子S1およびS2とのなす角度 θ2:ケーブル往路10aを中心としてその鉛直面と磁界検
出素子S1およびS2とのなす角度 のように設定すれば、上記２つの磁界検出素子S1および
S2による検出磁界のレベル比はこれをＲとすると次式で
表わされる。
した往路線10aおよび復路線10bからなる磁界発生ケーブ
ル10を敷設し、これに適宜の電流を流したとすると、該
ケーブル10のこれら往復路線10aおよび10bを中心として
その周囲には同第５図に示す態様で同心円状に磁界Haお
よびHbが発生する。この発明では、こうして発生される
磁界HaおよびHbを同図に示すような２つの磁界検出素子
S1およびS2に同時に検出せしめる。そしてここでは簡単
のため、これら２つの磁界検出素子S1およびS2は互いに
その磁界検出方向が直交し、かつそれぞれが上記ケーブ
ル10の鉛直面に対して45度の角度に維持されるとする。
こうした条件下で、各パラメータを同第５図のように、
すなわち L:磁界発生ケーブル10の往復路線間距離 D:磁界検出素子S1およびS2の深度 r1,r2:磁界発生ケーブル10から磁界検出素子S1およびS2
までの距離 X:磁界検出素子S1およびS2の上記往復路ケーブル中心
（施工計画線PL）からの水平変位 X1:磁界検出素子S1およびS2のケーブル復路線10bからの
水平変位 X2:磁界検出素子S1およびS2のケーブル往路線10aからの
水平変位 θ1:ケーブル復路線10bを中心としてその鉛直面と磁界
検出素子S1およびS2とのなす角度 θ2:ケーブル往路10aを中心としてその鉛直面と磁界検
出素子S1およびS2とのなす角度 のように設定すれば、上記２つの磁界検出素子S1および
S2による検出磁界のレベル比はこれをＲとすると次式で
表わされる。
Ｒ＝（V11＋V21）／（V12＋V22） …（１） ここで、V11,V21,V12,V22は上記磁界発生ケーブル10の
往復路線10aおよび10bと上記２つの磁界検出素子S1およ
びS2との組み合せによって計算される値である。例え
ば、右変位方向をｘの正の方向とすると、上記各パラメ
ータは と表わされ、これらパラメータを用いてこのV11,V21,V
12,V22を表わすと次式の通りとなる。
往復路線10aおよび10bと上記２つの磁界検出素子S1およ
びS2との組み合せによって計算される値である。例え
ば、右変位方向をｘの正の方向とすると、上記各パラメ
ータは と表わされ、これらパラメータを用いてこのV11,V21,V
12,V22を表わすと次式の通りとなる。
これら（３）〜（６）式のV11,V21,V12,V22の値を先の
（１）式に代入して、水平変位量×〔ｍ〕と当のレベル
比Ｒとの関係をグラフ化したのが第６図である。この第
６図のグラフでは、Ｄ＝1m,2m,3mといった３様の地中深
さを想定し、これら地中深さ別に上記磁界検出素子S1お
よびS2による検出磁界のレベル比Ｒと同磁界検出素子S1
およびS2の往復路ケーブル中心（施工計画線PL）鉛直面
VPからの水平変位量との関係を表わしている。
（１）式に代入して、水平変位量×〔ｍ〕と当のレベル
比Ｒとの関係をグラフ化したのが第６図である。この第
６図のグラフでは、Ｄ＝1m,2m,3mといった３様の地中深
さを想定し、これら地中深さ別に上記磁界検出素子S1お
よびS2による検出磁界のレベル比Ｒと同磁界検出素子S1
およびS2の往復路ケーブル中心（施工計画線PL）鉛直面
VPからの水平変位量との関係を表わしている。
さてこの第６図のグラフによれば、上述した条件下にお
かれる２つの磁界検出素子S1およびS2が上記往復路ケー
ブル中心に対してその鉛直面VPすなわち水平変位量
「０」の位置にあれば、その地中深さＤがいかなる値で
あれ、その各検出磁界のレベル比は「１」となることが
わかる。しかも、これら磁界検出素子S1およびS2が上記
水平変位量「０」の位置から右半方向に変位する場合
は、同レベル比Ｒが Ｒ＞１ となり、逆に左半方向に変位する場合は、同レベル比Ｒ
が Ｒ＜１ となってこの例外は生じない。また、そもそもこうした
水平変位計測手法によれば、上記地中深さＤによる影響
も受け難い。
かれる２つの磁界検出素子S1およびS2が上記往復路ケー
ブル中心に対してその鉛直面VPすなわち水平変位量
「０」の位置にあれば、その地中深さＤがいかなる値で
あれ、その各検出磁界のレベル比は「１」となることが
わかる。しかも、これら磁界検出素子S1およびS2が上記
水平変位量「０」の位置から右半方向に変位する場合
は、同レベル比Ｒが Ｒ＞１ となり、逆に左半方向に変位する場合は、同レベル比Ｒ
が Ｒ＜１ となってこの例外は生じない。また、そもそもこうした
水平変位計測手法によれば、上記地中深さＤによる影響
も受け難い。
以上総括すれば、磁界検出方向が互いに直交し、かつそ
のそれぞれが往復する磁界発生ケーブル10の鉛直面に対
して45度の角度に維持される２つの磁界検出素子S1およ
びS2にて同ケーブル10の発生磁界を検出するとき、これ
ら検出磁界のレベル比がＲがＲ＝１であればこれら磁界
検出素子S1およびS2は往復路ケーブル中心に対して水平
変位量「０」の位置にあり、同レベル比ＲがＲ＞１であ
れば同磁界検出素子S1およびS2は同往復路ケーブル中心
に対して右半方向に変位した位置にあり、さらに同レベ
ル比ＲがＲ＜１であれば同磁界検出素子S1およびS2は同
往復路ケーブル中心に対して左半方向に変位した位置に
あるといった結論を得る。また、同レベル比Ｒの値に応
じてその各変位量をも併せ求めることができる。これら
変位量は、磁界検出素子S1およびS2自身の地中深さＤと
略無関係に同レベル比Ｒに対応する。
のそれぞれが往復する磁界発生ケーブル10の鉛直面に対
して45度の角度に維持される２つの磁界検出素子S1およ
びS2にて同ケーブル10の発生磁界を検出するとき、これ
ら検出磁界のレベル比がＲがＲ＝１であればこれら磁界
検出素子S1およびS2は往復路ケーブル中心に対して水平
変位量「０」の位置にあり、同レベル比ＲがＲ＞１であ
れば同磁界検出素子S1およびS2は同往復路ケーブル中心
に対して右半方向に変位した位置にあり、さらに同レベ
ル比ＲがＲ＜１であれば同磁界検出素子S1およびS2は同
往復路ケーブル中心に対して左半方向に変位した位置に
あるといった結論を得る。また、同レベル比Ｒの値に応
じてその各変位量をも併せ求めることができる。これら
変位量は、磁界検出素子S1およびS2自身の地中深さＤと
略無関係に同レベル比Ｒに対応する。
なおここでは、上記２つの磁界検出素子S1およびS2の上
記ケーブル鉛直面に対する配置角度を上述の如く限定し
たが、基本的には、これら磁界検出素子S1およびS2の磁
界検出方向が同ケーブル鉛直面について互いに対称とな
るような角度に維持されさえすれば、上記と同様の原理
に基づいてその水平変位態様に間する計測を行なうこと
ができる。
記ケーブル鉛直面に対する配置角度を上述の如く限定し
たが、基本的には、これら磁界検出素子S1およびS2の磁
界検出方向が同ケーブル鉛直面について互いに対称とな
るような角度に維持されさえすれば、上記と同様の原理
に基づいてその水平変位態様に間する計測を行なうこと
ができる。
第１図乃至第４図は、こうした原理に基づいて構成した
この発明にかかる地中掘削機の水平変位計測装置の一実
施例を示すものであり、以下これら第１図乃至第４図を
参照して該実施例の構成並びに動作を詳述する。
この発明にかかる地中掘削機の水平変位計測装置の一実
施例を示すものであり、以下これら第１図乃至第４図を
参照して該実施例の構成並びに動作を詳述する。
第１図は作業状態にあるとする地中掘削機を含む該実施
例装置の大まかな構成を横断面図をもって模式的に示し
たものであり、また第２図は同実施例装置の平面構成を
模式的に示したものであり、さらに第３図は同地中掘削
機の進行方向から見た該実施例装置の要部断面構造を模
式的に示したものであり、これら図において、EPは地表
面、SHは発進立坑、EHは、到達立坑、10は該地表面EP上
の施工計画線PLに沿ってその往路線10aと復路線10bとが
これから当間隔ずつ離間して並行するよう敷設された磁
界発生ケーブル、20は地中掘削機、21は該掘削機20のヘ
ッド、22は該ヘッド21を支持する支持アーム、23は該支
持アーム22を推進せしめる推進ジャッキ、S1およびS2は
例えばコイルからなる前述した磁界検出素子、24はこれ
ら磁界検出素子S1およびS2の磁界検出方向が常に先の第
５図に示した関係となるようこれを地中掘削機20の支持
アーム22内に支持する姿勢支持枠、25は上記磁界検出素
子S1およびS2の検出信号を伝送する信号機、30は図示の
如く地上に設けられて上記ケーブル10に対する給電を行
なうとともに上記信号線25を介して伝送される磁界検出
素子S1およびS2の検出信号に基づき当の地中掘削機20の
水平変位計測のための信号処理を一括して実行する操作
盤をそれぞれ示す。この操作盤30の構成については第４
図に詳しく示す。
例装置の大まかな構成を横断面図をもって模式的に示し
たものであり、また第２図は同実施例装置の平面構成を
模式的に示したものであり、さらに第３図は同地中掘削
機の進行方向から見た該実施例装置の要部断面構造を模
式的に示したものであり、これら図において、EPは地表
面、SHは発進立坑、EHは、到達立坑、10は該地表面EP上
の施工計画線PLに沿ってその往路線10aと復路線10bとが
これから当間隔ずつ離間して並行するよう敷設された磁
界発生ケーブル、20は地中掘削機、21は該掘削機20のヘ
ッド、22は該ヘッド21を支持する支持アーム、23は該支
持アーム22を推進せしめる推進ジャッキ、S1およびS2は
例えばコイルからなる前述した磁界検出素子、24はこれ
ら磁界検出素子S1およびS2の磁界検出方向が常に先の第
５図に示した関係となるようこれを地中掘削機20の支持
アーム22内に支持する姿勢支持枠、25は上記磁界検出素
子S1およびS2の検出信号を伝送する信号機、30は図示の
如く地上に設けられて上記ケーブル10に対する給電を行
なうとともに上記信号線25を介して伝送される磁界検出
素子S1およびS2の検出信号に基づき当の地中掘削機20の
水平変位計測のための信号処理を一括して実行する操作
盤をそれぞれ示す。この操作盤30の構成については第４
図に詳しく示す。
すなわち第４図に示すように、この操作盤30は、上述し
た地中掘削機20の水平変位量を示す目盛位置に適宜に対
応してLEDがアレイ状に配列された表示器40を併せ具え
るとともに、適宜の繰り返し周波数を有する交流信号を
発振する発振器31、該発振された交流信号を電力増幅し
てこれを前記磁界発生ケーブル10に供給する電力増幅器
32、前記信号線25を介して伝送される磁界検出素子S1お
よびS2の磁界検出信号を格別に同一の利得をもって増幅
する信号増幅器33aおよび33b、これら増幅された信号の
中からノイズ成分を除去して有効信号成分のみを選択的
にろ波する帯域通過フィルタ（BPF）34aおよび34b、こ
れらろ波信号を整流や平滑化するなどして所要に波形整
形する整形回路35aおよび35b、これら波形整形された２
つの信号を用いた除算を実行して前述した磁界検出素子
S1およびS2による検出磁界のレベル比Ｒに相当する値を
出力する除算器36、同レベル比Ｒのとり得る値について
予め所望の比較基準レベルが設定される基準レベル設定
器37、これら設定された比較基準レベルと上記除算器36
の出力レベルとを比較してその大小に関する結果を同設
定された各比較基準レベルとの対応のもとに出力するレ
ベル比較器38、該比較出力に基づき上記表示器40のLED
アレイのうちの該当するLEDを点灯駆動するLED駆動回路
39をそれぞれ具えて構成されるもので、先の原理に基づ
き次に述べる態様をもって地中掘削機20の水平変位計測
のための信号処理を実行する。
た地中掘削機20の水平変位量を示す目盛位置に適宜に対
応してLEDがアレイ状に配列された表示器40を併せ具え
るとともに、適宜の繰り返し周波数を有する交流信号を
発振する発振器31、該発振された交流信号を電力増幅し
てこれを前記磁界発生ケーブル10に供給する電力増幅器
32、前記信号線25を介して伝送される磁界検出素子S1お
よびS2の磁界検出信号を格別に同一の利得をもって増幅
する信号増幅器33aおよび33b、これら増幅された信号の
中からノイズ成分を除去して有効信号成分のみを選択的
にろ波する帯域通過フィルタ（BPF）34aおよび34b、こ
れらろ波信号を整流や平滑化するなどして所要に波形整
形する整形回路35aおよび35b、これら波形整形された２
つの信号を用いた除算を実行して前述した磁界検出素子
S1およびS2による検出磁界のレベル比Ｒに相当する値を
出力する除算器36、同レベル比Ｒのとり得る値について
予め所望の比較基準レベルが設定される基準レベル設定
器37、これら設定された比較基準レベルと上記除算器36
の出力レベルとを比較してその大小に関する結果を同設
定された各比較基準レベルとの対応のもとに出力するレ
ベル比較器38、該比較出力に基づき上記表示器40のLED
アレイのうちの該当するLEDを点灯駆動するLED駆動回路
39をそれぞれ具えて構成されるもので、先の原理に基づ
き次に述べる態様をもって地中掘削機20の水平変位計測
のための信号処理を実行する。
いま、上記発振器31および電力増幅器32を通じて前記磁
界発生ケーブル10に交流電流が供給されたとすると、例
えば先の第５図に示したような同ケーブル10のそれぞれ
往路線10aおよび復路線10bの中心とした同心円磁界Haお
よびHbが発生する。地中掘削機20内に同第５図に示す態
様で搭載された磁界検出素子S1およびS2がこれら往復路
ケーブル中心すなわち施工計画線PLの鉛直面VPについて
右半方向にあるか左半方向にあるかによって、この発生
された磁界についてのこれら素子S1およびS2による検出
磁界のレベル比Ｒが「１」を境にして上下することは先
の原理の説明において述べた通りである。この操作盤30
は、こうした２つの磁界検出素子S1およびS2による検出
磁界のレベル比ＲがＲ＞１であるがＲ＜１であるかとい
った関係、並びにその度合に応じた水平変位量を上記レ
ベル比較器38を通じて判定するとともに、この結果を上
記表示器40を通じて可視表示する。先の第６図を参照し
て詳述するに、この際例えば、上記基準レベル設定器37
に上記検出磁界のレベル比Ｒの「１」と約「0.8」とに
相当する電圧値が予設定されていて、同レベル比Ｒの実
際の値が「0.8〜１未満」の間となったときには、上記
レベル比較器38は、これら値の前述した比較に基づいて
同計測レベル比Ｒが上記の予設定基準レベル範囲にある
旨判断し、LED駆動回路39を通じて表示器40の該当するL
EDすなわち「左方向へ０〜20cm」を示すLEDを点灯せし
める。これによりオペレータは、地中掘削器20の当該水
平変位量が施工計画線PLに対し「左方向へ０〜20cm」の
範囲にあることを知ることができる。また同様に、上記
基準レベル設定器37に同検出磁界のレベル比Ｒの「１」
と約「1.3」とに相当する電圧値が予設定されていて、
同レベル比Ｒの実際の値が「１〜1.3未満」の間となっ
たときには、同レベル比較器38は、これら値の上記同様
の比較に基づいて同計測レベル比Ｒが上記の予設定基準
レベル範囲にある旨判断し、LED駆動回路39を通じて表
示器40の該当するLEDすなわち「右方向へ０〜30cm」を
示すLEDを点灯せしめる。これによりオペレータは、地
中掘削機20の当該水平変位量が施工計画線PLに対し「右
方向へ０〜30cm」の範囲にあることを知ることができ
る。一般的には、同水平変位量をｎ段階の分解能をもっ
て知りたければ、上記基準レベル設定器37に（ｎ−１）
種の比較基準レベルを用意すればよい。
界発生ケーブル10に交流電流が供給されたとすると、例
えば先の第５図に示したような同ケーブル10のそれぞれ
往路線10aおよび復路線10bの中心とした同心円磁界Haお
よびHbが発生する。地中掘削機20内に同第５図に示す態
様で搭載された磁界検出素子S1およびS2がこれら往復路
ケーブル中心すなわち施工計画線PLの鉛直面VPについて
右半方向にあるか左半方向にあるかによって、この発生
された磁界についてのこれら素子S1およびS2による検出
磁界のレベル比Ｒが「１」を境にして上下することは先
の原理の説明において述べた通りである。この操作盤30
は、こうした２つの磁界検出素子S1およびS2による検出
磁界のレベル比ＲがＲ＞１であるがＲ＜１であるかとい
った関係、並びにその度合に応じた水平変位量を上記レ
ベル比較器38を通じて判定するとともに、この結果を上
記表示器40を通じて可視表示する。先の第６図を参照し
て詳述するに、この際例えば、上記基準レベル設定器37
に上記検出磁界のレベル比Ｒの「１」と約「0.8」とに
相当する電圧値が予設定されていて、同レベル比Ｒの実
際の値が「0.8〜１未満」の間となったときには、上記
レベル比較器38は、これら値の前述した比較に基づいて
同計測レベル比Ｒが上記の予設定基準レベル範囲にある
旨判断し、LED駆動回路39を通じて表示器40の該当するL
EDすなわち「左方向へ０〜20cm」を示すLEDを点灯せし
める。これによりオペレータは、地中掘削器20の当該水
平変位量が施工計画線PLに対し「左方向へ０〜20cm」の
範囲にあることを知ることができる。また同様に、上記
基準レベル設定器37に同検出磁界のレベル比Ｒの「１」
と約「1.3」とに相当する電圧値が予設定されていて、
同レベル比Ｒの実際の値が「１〜1.3未満」の間となっ
たときには、同レベル比較器38は、これら値の上記同様
の比較に基づいて同計測レベル比Ｒが上記の予設定基準
レベル範囲にある旨判断し、LED駆動回路39を通じて表
示器40の該当するLEDすなわち「右方向へ０〜30cm」を
示すLEDを点灯せしめる。これによりオペレータは、地
中掘削機20の当該水平変位量が施工計画線PLに対し「右
方向へ０〜30cm」の範囲にあることを知ることができ
る。一般的には、同水平変位量をｎ段階の分解能をもっ
て知りたければ、上記基準レベル設定器37に（ｎ−１）
種の比較基準レベルを用意すればよい。
こうして地中掘削機20による掘削作業に伴なって該掘削
機20の上記往復路ケーブル中心からの（施工計画線PLか
らの）水平変位態様並びにその変位量が連続的に計測さ
れ、上記表示器40を通じてこの計測内容が逐次リアルタ
イムでモニタされる。また、この実施例では、上述の如
く２つの磁界検出素子S1およびS2による検出磁界のレベ
ル比の値によって上記水平変位量を求めていることか
ら、同地中掘削機20のヨーイングやピッチング等の影響
を受けない正確な計測実現される。
機20の上記往復路ケーブル中心からの（施工計画線PLか
らの）水平変位態様並びにその変位量が連続的に計測さ
れ、上記表示器40を通じてこの計測内容が逐次リアルタ
イムでモニタされる。また、この実施例では、上述の如
く２つの磁界検出素子S1およびS2による検出磁界のレベ
ル比の値によって上記水平変位量を求めていることか
ら、同地中掘削機20のヨーイングやピッチング等の影響
を受けない正確な計測実現される。
なお、上記の実施例では、磁界発生ケーブル10に交流電
流を供給するようにしたが、この供給する電流は直流電
流であっても勿論よい。
流を供給するようにしたが、この供給する電流は直流電
流であっても勿論よい。
また、この磁界発生ケーブル10自体単線である必要はな
く、複数のケーブル若しくはこれら複数のケーブルを束
ねたものであってもよい。
く、複数のケーブル若しくはこれら複数のケーブルを束
ねたものであってもよい。
また、同実施例では、先の第５図および第６図に基づい
て説明した原理に従って、２つの磁界検出素子の各磁界
検出方向（角度）を設定したが、同原理の説明で補足し
たように、基本的には、これら素子の磁界検出方向は上
記ケーブルの鉛直面について互いに対称となるような角
度に維持されさえすればよい。すなわちこうした場合、
前述した左右の変位態様を判別するためのこれら磁界検
出素子による検出磁界のレベル比（Ｒ）の値を該設定し
た角度に応じて変更すればよい。
て説明した原理に従って、２つの磁界検出素子の各磁界
検出方向（角度）を設定したが、同原理の説明で補足し
たように、基本的には、これら素子の磁界検出方向は上
記ケーブルの鉛直面について互いに対称となるような角
度に維持されさえすればよい。すなわちこうした場合、
前述した左右の変位態様を判別するためのこれら磁界検
出素子による検出磁界のレベル比（Ｒ）の値を該設定し
た角度に応じて変更すればよい。
さらに同実施例では、表示器40として第４図に図示した
ようなLEDアレイを配したものを用い、この点灯態様を
もって地中掘削機20の施工計画線PLに対する水平変位量
を表示するようにしたが、こうした表示方法は任意であ
り、他に例えば、アナログのレベルメータを用い、前記
レベル比Ｒ＝１を中心とした該メータ指針の振れ方向並
びにその度合をもって同地中掘削機20の水平変位量を表
示したり、あるいはただ単に「右変位」および「左変
位」といった変位方向だけを２値的に表示したりするよ
うにしてもよい。
ようなLEDアレイを配したものを用い、この点灯態様を
もって地中掘削機20の施工計画線PLに対する水平変位量
を表示するようにしたが、こうした表示方法は任意であ
り、他に例えば、アナログのレベルメータを用い、前記
レベル比Ｒ＝１を中心とした該メータ指針の振れ方向並
びにその度合をもって同地中掘削機20の水平変位量を表
示したり、あるいはただ単に「右変位」および「左変
位」といった変位方向だけを２値的に表示したりするよ
うにしてもよい。
さらにはまた、同実施例では、磁界検出素子S1およびS2
の出力を直接操作盤30内の信号増幅器33aおよび33bに伝
送するようにしたが、他に地中掘削機20内に適宜の前置
増幅器を設け、伝送し易い電圧レベルまでこれら磁界検
出素子S1およびS2の出力を予増幅するようにしてもよ
い。これによれば、同計測装置のより安定した運営を図
ることができるようになる。
の出力を直接操作盤30内の信号増幅器33aおよび33bに伝
送するようにしたが、他に地中掘削機20内に適宜の前置
増幅器を設け、伝送し易い電圧レベルまでこれら磁界検
出素子S1およびS2の出力を予増幅するようにしてもよ
い。これによれば、同計測装置のより安定した運営を図
ることができるようになる。
また、操作盤30の上述した信号処理にかかる回路につい
ては、これをマイクロコンピュータに置き換え、この随
時の演算によって同水平変位量を求めるようにしてもよ
い。
ては、これをマイクロコンピュータに置き換え、この随
時の演算によって同水平変位量を求めるようにしてもよ
い。
ところで、上述の説明では、２つの磁界検出素子S1およ
びS2による各検出磁界のレベル比に基づいて地中掘削機
の水平変位を求めることを前提としたが、要はこれら検
出磁界レベルの適宜な比較に基づけば同水平変位態様に
関する必要十分な情報は得られるものであり、他に例え
ば、これら検出磁界レベルの差分をとったりする方法等
も十分に採用可能である。
びS2による各検出磁界のレベル比に基づいて地中掘削機
の水平変位を求めることを前提としたが、要はこれら検
出磁界レベルの適宜な比較に基づけば同水平変位態様に
関する必要十分な情報は得られるものであり、他に例え
ば、これら検出磁界レベルの差分をとったりする方法等
も十分に採用可能である。
また、因みに、同地中掘削機の深さ方向の変位について
は、周知の傾斜計を用いることでこれを十分な精度で計
測することができる。
は、周知の傾斜計を用いることでこれを十分な精度で計
測することができる。
第１図はこの発明にかかる地中掘削機の水平変位計測装
置の一実施例についてその構成の概要を模式的に示す横
断面図、第２図は同実施例装置の平面構成を模式的に示
す平面図、第３図は同実施例装置の正面方向からみた部
分断面図、第４図は同実施例装置の操作盤構成を示すブ
ロック図、第５図はこの発明の計測原理を説明するため
の略図、第６図は第５図に示した２つの磁界検出素子に
よって検出される磁界のレベル比とその磁界中心からの
水平変位量との関係を示すグラフである。 10……磁界発生ケーブル、20……地中掘削機、21……ヘ
ッド、22……支持アーム、23……推進ジャッキ、24……
姿勢支持枠、25……信号線、30……操作盤、31……発振
器、32……電力増幅器、33a,33b……信号増幅器、34a,3
4b……帯域通過フィルタ、35a,35b……波形整形回路、3
6……除算器、37……基準レベル設定器、38……レベル
比較器、39……LED駆動回路、40……表示器、S1,S2……
磁界検出素子。
置の一実施例についてその構成の概要を模式的に示す横
断面図、第２図は同実施例装置の平面構成を模式的に示
す平面図、第３図は同実施例装置の正面方向からみた部
分断面図、第４図は同実施例装置の操作盤構成を示すブ
ロック図、第５図はこの発明の計測原理を説明するため
の略図、第６図は第５図に示した２つの磁界検出素子に
よって検出される磁界のレベル比とその磁界中心からの
水平変位量との関係を示すグラフである。 10……磁界発生ケーブル、20……地中掘削機、21……ヘ
ッド、22……支持アーム、23……推進ジャッキ、24……
姿勢支持枠、25……信号線、30……操作盤、31……発振
器、32……電力増幅器、33a,33b……信号増幅器、34a,3
4b……帯域通過フィルタ、35a,35b……波形整形回路、3
6……除算器、37……基準レベル設定器、38……レベル
比較器、39……LED駆動回路、40……表示器、S1,S2……
磁界検出素子。
Claims (3)
- 【請求項１】地表面にその往路線と復路線とで一定の間
隔を保って敷設される磁界発生ケーブルと、 該ケーブルに適宜の電流を供給する電流供給手段と、 地中掘削機に配設され、磁界検出方向が該掘削機の進行
方向正面からみて鉛直方向から所定角度傾斜した方向と
なるよう固定支持されて前記ケーブルから発生される磁
界を検出する第１の磁界検出素子と、 同じく地中掘削機に配設され、磁界検出方向が該掘削機
の進行方向正面からみて前記第１の磁界検出素子の磁界
検出方向と鉛直方向軸について線対称となる角度をもっ
て交差する方向となるよう固定支持されて前記ケーブル
から発生される磁界を検出する第２の磁界検出素子と、 これら第１および第２の磁界検出素子による検出磁界レ
ベルの比較に基づいて前記地中掘削機の前記往復路ケー
ブル中心に対する右左方の水平変位を測定する判定手段
と を具えた地中掘削機の水平変位計測装置。 - 【請求項２】前記第１および第２の磁界検出素子の前記
掘削機の進行方向正面からみて鉛直方向となす所定角度
は45度である特許請求の範囲（１）項記載の地中掘削機
の水平変位計測装置。 - 【請求項３】前記判定手段は、前記第１および第２の磁
界検出素子による各検出磁界レベルのレベル比に基づい
て前記地中掘削機の水平変位を判定する特許請求の範囲
第（２）項記載の地中掘削機の水平変位計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61010700A JPH0754254B2 (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 地中掘削機の水平変位計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61010700A JPH0754254B2 (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 地中掘削機の水平変位計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62169012A JPS62169012A (ja) | 1987-07-25 |
| JPH0754254B2 true JPH0754254B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=11757565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61010700A Expired - Lifetime JPH0754254B2 (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 地中掘削機の水平変位計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754254B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6454246A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-01 | Nippon Kokan Kk | Correction of measuring position for pig for inspecting pipe body |
| JP2551805B2 (ja) * | 1988-02-23 | 1996-11-06 | 株式会社小松製作所 | 地中掘削機の水平変位計測装置 |
| JPH0335114A (ja) * | 1989-06-30 | 1991-02-15 | Komatsu Ltd | 地下掘進機械の位置計測装置 |
| JP4615762B2 (ja) * | 2001-05-23 | 2011-01-19 | 株式会社日立国際電気 | 移動体検知システム |
-
1986
- 1986-01-21 JP JP61010700A patent/JPH0754254B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62169012A (ja) | 1987-07-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |