JPH086560B2 - セグメント自動組立装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シールド工事用のセグメント自動組立装置
に係り、特に組立位置近傍に粗位置決めされた組立セグ
メントと既設セグメントの相対的位置・姿勢の偏差量に
応じて組立セグメントの位置決め補正をする際に、組立
セグメントと既設セグメントのいずれか一方もしくは両
方に欠けが生じていて、誤った偏差量を検出・演算した
ことによって起こる位置決め不良やセグメントの破壊、
エレクタ本体の変形、破壊を防止する手段に関するもの
である。

〔従来の技術〕

本発明者らは、シールド工事でセグメントの自動組立
を行う場合、組立位置近傍に粗位置決めされた組立セグ
メントと既設セグメントの相対的位置・姿勢の偏差量を
検出する手段として、第３図（ｃ）に示すような光切断
法を採用することをさきに提案した（特願平1-336525
号）。

これは、エレクタ本体のセグメント把持部近傍に配置
した３組の投光器とテレビカメラを用い、各投光器から
の３本のスリット光を既設セグメント1a,1bと組立セグ
メント２のトンネル縦断方向およびトンネル横断方向の
各境界部に照射して、第３図（ａ），（ｂ）に示すそれ
ぞれのスリット光像Ａ−Ａ′,B−Ｂ′,C−Ｃ′を各テレ
ビカメラにより撮像し、これらテレビカメラからの画像
データを画像処理して各スリット光像の端点a,a′,b,
b′,c,c′の座標を求め、その座標値から既設セグメン
ト1a,1bと組立セグメント２の相対的位置・姿勢の偏差
量を演算し、その結果を基にエレクタ本体を自動操作し
て、組立セグメント２の位置決め補正をしようとするも
のである。

〔発明が解決しよとする課題〕

上記提案では、組立セグメントと既設セグメントのい
ずれか一方もしくは両方に欠けがあった場合、誤った偏
差量が検出・演算されることについて配慮がされていな
かった。第３図（ａ），（ｂ）は組立セグメントと既設
セグメントに欠けがない正常時のスリット光像の一例を
示したもので、これらのスリット光像では、ΔＸ_１，Δ
Ｘ_２，ΔＹ_３がセグメント間のすきまを、ΔＹ_１，ΔＹ
_２，ΔＸ_３が段差を示すが、例えば組立セグメント２に
第４図（ｃ）の2aで示すような欠けがあった場合、同図
（ａ）のようにスリット光像Ａが変形してしまい、正常
時とは異なる端点a₁またはa₂が検出されることにより、
誤った偏差量が算出される。この誤った偏差量に基づい
て位置決め補正をすると、例えばa₁が端点として検出さ
れた場合には、段差ΔＹ_１が見掛け上大きくなるため、
位置決め補正が完全に行われないことになり、また、a₂
が端点として検出された場合には、すきまΔＸ_１が見掛
け上大きくなるため、エレクタ本体の位置決め補正動作
により組立セグメント２と既設セグメント1aが衝突し
て、セグメントの破壊、エレクタ本体の変形、破壊を招
く恐れがある。既設セグメント1a,1bに欠けがあった場
合にも同様の不具合が生じる。

本発明の目的は、組立セグメントと既設セグメントの
いずれか一方もしくは両方に欠けがあった場合でも、上
記のような誤った偏差量に基づく位置決め補正をしたた
めに起こる不具合を防止することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明のセグメント自動組
立装置は、シールド掘進機内に設置されるエレクタ本体
と、エレクタ本体が把持した組立セグメントの位置・姿
勢を指令に従って制御するサーボ制御装置と、オペレー
タによる組立セグメントの位置・姿勢の操作信号を出力
するマニュアル操作装置と、所定組立位置近傍に粗位置
決めされた組立セグメントと既設セグメントのトンネル
横断方向およびトンネル縦断方向の各境界部にスリット
光を照射する投光器と、前記スリット光による光切断像
を撮像するテレビカメラと、これらテレビカメラから得
られる画像データを取り込む画像メモリと、画像メモリ
に格納されたデータを画像処理して光切断像の端点座標
を検出する手段と、その座標値から組立セグメントと既
設セグメントの相対的位置・姿勢の偏差量を演算する手
段と、算出された偏差量に基づき組立セグメントの位置
決め補正を前記サーボ制御装置に指令する位置決め補正
制御と前記マニュアル操作装置からの操作信号により組
立セグメントの位置・姿勢を制御するマニュアル制御の
切り換えが可能な本体制御装置とを備えたことを特徴と
する。

また、本発明は、組立セグメントと既設セグメントと
の両方が正常な場合の前記光切断像の端点座標の許容範
囲を予めしきい値として設定し、前記検出された端点座
標値を前記しきい値と比較し、前記座標値が前記しきい
値より逸脱した場合、前記本体制御装置が前記偏差量に
基づく位置決め補正制御を停止し、マニュアル制御の状
態となるように指令する異常判別処理手段を備えたこと
を特徴とする。

〔作用〕

請求項１に記載の発明は、上記のように構成している
ので、組立セグメントと既設セグメントのいずれか一方
もしくは両方に例えば欠け等が生じていて、偏差量が異
常に大きな値として算出されたような場合、サーボ制御
装置による組立セグメントの位置決め補正制御を停止
し、マニュアル操作装置によるマニュアル制御に切り換
えることができる。これにより、誤った偏差量に基づく
位置決め補正制御による位置決め不良やセグメントの破
壊、エレクタ本体の変形、破壊を招くことなく、オペレ
ータのマニュアル操作により組立セグメントの組立を続
行することができる。

また、請求項２に記載の発明では、端点座標を検出す
る手段によって検出された座標値が予め設定したしきい
値より逸脱した場合、異常判別処理手段からの指令によ
って自動的に本体制御装置が偏差量に基づく位置決め補
正制御を停止し、マニュアル制御へ切り換える。したが
って、請求項１同様に、誤った偏差量に基づく位置決め
補正制御による位置決め不良やセグメントの破壊、エレ
クタ本体の変形、破壊を招くことなく、オペレータのマ
ニュアル操作により組立セグメントの組立を続行するこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第７図〜第10図に示すように、セグメント自動組立に
用いられるエレクタ本体12は、円筒状をしたシールド本
体11の後部に設置される。このエレクタ本体12は、大別
して、旋回機構であるエレクタリング13と旋回モータ1
6、押付（ヒービング）機構である吊りビーム21と押付
ジャッキ22、旋回微調整機構である横スライドフレーム
24と横スライドジャッキ25、前後摺動機構である前後ス
ライドフレーム27と前後スライドジャッキ28、ピッチン
グ、ローリング、ヨーイング等の姿勢制御機構である球
面フレーム29と姿勢制御用ジャッキ31,32,33およびセグ
メント把持部34からなっている。

エレクタリング13は、シールド本体11の複数箇所に配
置された外周ガイドローラ14と側面ガイドローラ15によ
り案内され、シールド本体11に取り付けられた旋回モー
タ16によりピニオン17とリングギヤ18を介して旋回駆動
される。これに伴い、エレクタリング13上に支持された
以下の各部も同時に左右旋回させられる。

エレクタリング13の左右のアーム19にガイドロッド20
を介して支持された吊りビーム21は、アーム19との間に
取り付けられた押付ジャッキ22の伸縮によりヒービング
方向（Ｚ軸方向）に移動させられ、これに伴い吊りビー
ム21上に支持された以下の各部も同方向に移動する。

吊りビーム21にリニアベアリング23を介して支持され
た横スライドフレーム24は、吊りビーム21との間に取り
付けられた横スライドジャッキ25の伸縮により吊りビー
ム21上をＹ軸方向に横スライドさせられ、これに伴い横
スライドフレーム24上に支持された以下の各部も同方向
に移動する。この動きはセグメント把持部34の旋回方向
微調整に用いられる。

横スライドフレーム24にリニアベアリング26を介して
支持された前後スライドフレーム27は、横スライドフレ
ーム24との間に取り付けられた前後スライドジャッキ28
の伸縮により横スライドフレーム24上をＸ軸方向に前後
スライドさせられ、これに伴い前後スライドフレーム27
上に支持された以下の各部も同方向に移動する。

前後スライドフレーム27の球面ガイド部27aに組み込
まれた球面フレーム29は、前後スライドフレーム27との
間に取り付けられた２本の姿勢制御用ジャッキ31,32に
収縮により次のような動きをする。第９図において、２
本のジャッキ31,32を同時に伸長または伸縮させた場
合、球面フレーム29は球面中心Ｇを含むＸ軸のまわりに
第７図の矢印θ方向に傾けられ、この動きはセグメント
把持部34のローリング制御に用いられる。また、ジャッ
キ31,32のいずれか一方を伸長させ、他方を収縮させた
場合は、球面フレーム29は球面中心Ｇを含むＺ軸のまわ
りに第９図の矢印Ψ方向に左右旋回させられ、この動き
はセグメント把持部34のヨーイング制御に用いられる。

球面フレーム29の中心軸30に吊り下げられたセグメン
ト把持部34は、球面フレーム29との間に取り付けられた
姿勢制御用ジャッキ33の伸縮により中心軸30のまわりに
第８図の矢印φ方向に傾けられ、この動きはセグメント
把持部34のピッチング制御に用いられる。

セグメント把持部34は、組立セグメント２のグラウト
穴35に合致する雄ねじが切られたねじ軸36を備えてい
る。また、セグメント把持部34には、ねじ軸36を回転さ
せる駆動モータ37と、ねじ軸36を駆動モータ37、軸受ブ
ラケット38と共に昇降動作させる昇降ジャッキ39が装備
されており、図示しない位置決めセンサにより、エレク
タ下に置かれた組立セグメント２のグラウト穴35にねじ
軸36を心合せした後、該ねじ軸36を回転させながらセグ
メント２に向って突き出し、グラウト穴35へのねじ込み
完了後、セグメント２がセグメント把持部34の端面に当
るまでねじ軸36を引き戻すことにより、セグメントの把
持を完了する。

エレクタ本体12は以上のように構成され、組立セグメ
ント２を把持して所定の組立位置に位置決めし、図示し
ないボルト締結装置により既設セグメント１に組み付け
る機能を有している。

セグメントを自動組立する場合、組立セグメントの位
置決めは、既設セグメントの位置・姿勢の計測結果から
目標位置を設定し、エレクタ本体12を数値制御すること
によって行われるが、計測誤差や制御誤差があるため、
実際には、エレクタ本体12により組立セグメントを所定
の組立位置近傍に粗位置決めした後、既設セグメント１
と組立セグメント２の相対的な位置・姿勢の偏差量を検
出し、位置決め補正を行う必要がある。この位置決め補
正を行うために本発明で採用した偏差量検出手段を第１
図に示す。

第１図において、1a,1bは既設セグメント、２は既設
セグメントにボルト等により接合される組立セグメント
である。本図に示すように、組立セグメント２が所定の
組立位置近傍に粗位置決めされた際、投光器3a,3b,3cか
らの３本のスリット光を、その中の２本は既設セグメン
ト1aと組立セグメント２のトンネル縦断方向の境界部
に、他の１本は既設セグメント1bと組立セグメント２の
トンネル横断方向の境界部にそれぞれ照射し、各々のス
リット光像（以下、光切断像と記す）Ａ−Ａ′,B−
Ｂ′,C−Ｃ′をテレビカメラ4a,4b,4cにより撮像する。
第11図に示すように、これらの投光器とテレビカメラが
一体となった３組の視覚装置43a,43b,43cはエレクタ本
体12のセグメント把持部34近傍に装備されている。

テレビカメラ4a,4b,4cからの画像データは、カメラ切
換器５により切換選択し、画像入出力装置６を介して画
像メモリ７に格納するとともに、画像メモリ７の内容を
画像入出力装置６を介して画像モニタ８に表示する。

演算装置９は、画像メモリ７に格納されたデータを画
像処理して各々の光切断像の端点の座標を求め、その座
標値から既設セグメント1a,1b,と組立セグメント２の相
対的な位置・姿勢の偏差量を演算し、エレクタ本体の制
御装置（本体制御装置）10へ出力する。さらに、演算装
置９は前記座標値をしきい値と比較し、前記座標値が組
立セグメントと既設セグメントの両方が正常な場合の前
記端点座標の許容範囲を予め設定したしきい値より逸脱
した場合、マニュアル制御への切換指令を本体制御装置
10へ出力する異常判別処理機能をも備えている。

本体制御装置10は、算出された偏差量に基づいて第７
図〜第10図に示す位置・姿勢制御用ジャッキ22,25,28,3
1,32,33の位置決め補正に必要なストローク量を演算
し、図示しないサーボ制御装置に指令する位置決め補正
制御と、マニュアル操作装置40からの操作信号により前
記ジャッキ22〜33を作動させて組立セグメントの位置・
姿勢を制御するマニュアル制御の切り換えが可能なよう
に構成されており、また、粗位置決めのための数値制御
もこの本体制御装置10からの指令によって行われる。

サーボ制御装置は、本体制御装置10からの指令に従っ
てジャッキストローク速度のサーボ制御を実行する。

演算装置９における画像処理、端点座標演算、偏差量
演算、異常判別処理等について以下に詳述する。

前記３点の光切断像は、第３図（ａ），（ｂ）の表示
画像に示すように、各々２本ずつのスリット光像A,A′
B,B′C,C′として入力される。これらの光切断像では、
ΔＸ_１，ΔＸ_２，ΔＹ_３がセグメント間のすきまを、Δ
Ｙ_１，ΔＹ_２，ΔＸ_３が段差を示す。

演算装置９の演算アルゴリズムを第13図を参照して説
明すると、まず通常の画像処理の手法に従い、各々の画
像データを２値し、スリット光部のみを白、他と黒に分
ける（ステップ51）。この２値画像は画像メモリ７内の
原画に置き換えられるから、画像メモリ上を走査するこ
とにより、各々の光切断像の端点a,a′,b,b′,c,c′の
画像メモリ上での座標が求められる（ステップ52）。

本実施例では、セグメント把持完了後、エレクタ本体
12と組立セグメント２とはセグメント把持部34を介して
一体化された状態にある。また、第11図に示すように、
投光器とテレビカメラを一体化した視覚装置43a,43b,43
cはセグメント把持装置34の近傍に装備されているの
で、視覚装置43a,43b,43cと組立セグメント２の相対的
位置関係も不変と考え得る。

そこで、第５図に示すような座標系（X,Y,Z）を用い
て既設セグメント1a,1bと組立セグメント２の相対的な
位置・姿勢を求めることにする。

X,Y,Z座標の原点Ｏを組立セグメント２の端点にと
り、光切断像の端点を各々a,a′,b,b′,c,c′とし、画
像メモリ上でのこれらの各点の座標をａ（P_ax,P_ay）
ａ′（P_ax′，P_ay′）、ｂ（P_bx,P_by）、ｂ′（P_bx′，
P_by′）、ｃ（P_cx,P_cy）、ｃ′（P_cx′，P_cy′）とす
る。またX,Y,Z座標系に対する各点の絶対座標を、ａ（a
_x,a_y,a_z）、ａ′（a_x′，a_y′，a_z′）、ｂ（b_x,b_y,
b_z）、ｂ′（b_x′，b_y′，b_z′）、ｃ（c_x,c_y,c_z）、
ｃ′（c_x′，c_y′，c_z′）とする。

第５図から明らかなようにa_x＝０、a_y＝l_a、a_z＝０、
b_x＝０、b_y＝l_b、b_z＝０、c_x＝l_c、c_y＝０、c_z＝０であ
る。ここで、l_a,l_b,l_cは座標原点から端点a,b,cまでの
距離で、視覚装置設置時に一義的に決まる定数である。

また、画像メモリ上の座標を用いると、 a_x＝（P_ax-P_ax′）・ΔＰ、a_y′＝（P_ay-P_ay）・ΔＰ＋
l_a、a_z′＝（P_ay-P_ay′）・ΔＰ・tanζ、b_x′＝（P_bx-
P_bx′）・ΔＰ、b_y′＝（P_by-P_by′）・ΔＰ＋l_b、b_z′
＝（P_by-P_by′）・ΔＰ・tanζ、c_x′＝（P_cx,
P_cx′）、ΔＰ＋l_c、c_y′＝（P_cy-P_cy′）・ΔＰ、c_z′
＝（P_cy,-P_cy′）・ΔＰ・tanζとなる。ここで、ΔＰ
は画像メモリ上の１画素当りの長さ、ζは組立セグメン
トに対するスリット光の入射角（第６図参照）である。

第６図において、投光器３からのスリット光は組立セ
グメント２に対し角ζで入射する。スリット光と組立セ
グメント内面との交点をＯとすると、交点Ｏの法線上に
テレビカメラ４の結像レンズ41とイメージセンサ42が配
置されており、センサ面のＤ点に交点Ｏの像が結ばれ
る。また、スリット光と既設セグメント１内面との交点
Ｏ′とすると、交点Ｏ′の像はセンサ面のＥ点に結ばれ
ることを示している。

前記のような画像メモリ上での各点座標と各点の絶対
座標との関係から、第12図（ａ）〜（ｆ）に示す６項目
の偏差量ΔX,ΔY,ΔZ,φ，θ，Ψは以下のように求ま
る。すなわち、 ヨーイング量ΨはtanΨ＝（b_x′−a_x′）／（b_y′−
a_y′）、ローリング量θtanθ＝（b_z-a_z′）/.（b_y′−
a_y′）、ピッチング量φはtanφ（c_z′−a_z′）／
（c_x′−a_x′）として求められる。摺動、旋回、ヒービ
ング各量も３点について各々求めることができるが、前
記ヨーイング、ローリング、ピッチング各量を補正した
後を考えると、摺動量ΔＸはΔＸ＝a_x′、旋回量ΔＹは
ΔＹ＝c_y′、ヒービング量ΔＺはΔＺ＝b_z′等で代表さ
れる値となる。

ここで、視覚装置43a,43b,43cと組立セグメント２の
相対的位置関係は不変であるため、組立セグメント２と
既設セグメント1a,1bの両方が欠けておらず、正常なら
ば、組立セグメント側端点a,b,cの画像メモリ上の座標
値P_ax,P_ay,P_bx,P_by,P_cx,P_cyはある一定の幅を有した値
となる。この幅を±Δｒとすると、 C_ax−Δｒ≦P_ax≦C_ax＋Δｒ………（１） C_ay−Δｒ≦P_ay≦C_ay＋Δｒ………（２） C_bx−Δｒ≦P_bx≦C_bx＋Δｒ………（３） C_by−Δｒ≦P_bx≦C_bx＋Δｒ………（４） C_cx−Δｒ≦P_cx≦C_cx＋Δｒ………（５） C_cy−Δｒ≦P_cy≦C_cy＋Δｒ………（６） ただし、C_ax,C_ay,C_bx,C_by,C_cx,C_cyはそれぞれの画像メ
モリ上の一定値 また、組立セグメント２を組立位置近傍に粗位置決め
した場合、組立セグメント２と既設セグメント1a,1b両
方が欠けておらず、正常ならば、これらセグメントの相
対的位置・姿勢の偏差量がある一定の幅を有した値とな
ることから、既設セグメント側端点ａ′,b′,c′の画像
メモリ上の座標値P_ax′，P_ay′，P_bx′，P_by′，
P_cx′，P_cy′もまた、ある一定の幅を有した値となる。
この幅を±Δｒ′とすると、 C_ax′−Δｒ′≦P_ax′≦C_ax′＋Δｒ′…（７） C_ay′−Δｒ′≦P_ay′≦C_ay′＋Δｒ′…（８） C_bx′−Δｒ′≦P_bx′≦C_bx′＋Δｒ′…（９） C_by′−Δｒ′≦P_bx′≦C_bx′＋Δｒ′…（10） C_cx′−Δｒ′≦P_cx′≦C_cx′＋Δｒ′…（11） C_cy′−Δｒ′≦P_cy′≦C_cy′＋Δｒ′…（12） ただし、C_ax′，C_ay′，C_bx′，C_by′，C_cx′，C_cy′
はそれぞれの画像メモリ上の一定値と表わせる。つま
り、それぞれの端点座標は、上式（１）〜（12）の左右
２項が表わすしきい値より逸脱することができない。

しかし、第４図（ｃ）に示すように組立セグメント２
と既設セグメント1a,1bのいずれか一方もしくは両方に
欠けがあれば、同図（ａ）に示すようにスリット光像が
変形してしまい、これに伴って画像メモリ上の端点座標
も正常時に比べ大きく変化してしまう。

そこで本実施例では、第13図に示すステップ53の「端
点座標としきい値の比較」において、検出された端点座
標が上記（１）〜（12）の条件を満たしているか否かを
順にチェックし、全てが満たされていなければ、マニュ
アル制御切換指令を出力する（ステップ54）。テレビカ
メラ4a〜4cからの画像データ全てについて条件が満たさ
れていれば、ステップ55からステップ56へ進み、前述し
た偏差量演算を行って結果を本体制御装置10へ出力す
る。

第14図は本体制御装置10の制御アルゴリズムを示す。
本体制御装置10では、マニュアル制御切換指令が存在す
るか否かを判定し（ステップ61）、マニュアル制御切換
指令があれば、マニュアル制御（ステップ62）を行い、
なければ、演算装置９で算出された偏差量を基にして前
述した位置決め補正制御（ステップ63）を行う。

マニュアル制御に切り換わった場合には、このことを
本体制御装置10の表示画面等に表示し、これを見てオペ
レータが異常を知り、マニュアル走査により組立セグメ
ントの位置決めができるようにする。

第13図において、ステップ51,52は端点座標検出手段
に、ステップ53,54は異常判定処理手段に、ステップ55
は偏差量演算手段にそれぞれ対応している。

上記実施例では、演算装置９の本体制御装置10を別置
しているが、１台の制御用計算機に両方の機能を持たせ
てもよい。

なお、前記実施例では、異常判定処理手段による判定
結果によってサーボ制御とマニュアル制御とが切り換わ
るようにしたが、画像モニタ８に表示されたスリット光
像の状況に応じて、あるいは、補正を何度繰り返しても
偏差量が所定量以下に収束しない場合、オペレータが判
断し強制的にサーボ制御からマニュアル制御に切り換え
る手段を設けても良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、組立セグメントと既設セグメントの
いずれか一方もしくは両方に欠けがあり、光切断像の端
点座標から組立セグメントと既設セグメントの相対的位
置・姿勢の偏差量を正確に検出・演算できない場合、本
体制御装置により偏差量に基づく位置決め補正制御を停
止し、マニュアル制御の状態に切り換えることができる
ので、誤った偏差量に基づく位置決め補正によって起こ
る位置決め不良やセグメントの破壊・エレクタ本体の変
形、破壊を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要図、第２図は本発明の一実施例の
システム構成図、第３図は正常時の光切断像とその位置
関係を示す図、第４図は組立セグメントに欠けがある場
合の光切断像とその位置関係を示す図、第５図はセグメ
ント座標系の説明図、第６図は本発明に用いる視覚装置
の説明図、第７図はシールド掘進機内に設置されたエレ
クタ本体の一部切断した正面図、第８図は第７図のVIII
−VIII断面図、第９図は第７図のIX−IX断面図、第10図
は第７図のＸ−Ｘ断面図、第11図はエレクタ本体のセグ
メント把持部、視覚装置の位置関係を示す斜視図、第12
図はセグメントの位置・姿勢偏差量の説明図、第13図は
演算装置の演算アルゴリズムを示すフローチャート、第
14図は本体制御装置の制御アルゴリズムを示すフローチ
ャートである。 1a,1b…既設セグメント、２…組立セグメント、3a,3b,3
c…投光器、4a,4b,4c…テレビカメラ、７…画像メモ
リ、９…演算装置、10…本体制御装置、11…シールド本
体、12…エレクタ本体、34…セグメント把持部、40…マ
ニュアル操作装置、51,52…端点座標検出手段に対応す
るステップ53,54…異常判別処理手段に対応するステッ
プ、55…偏差量演算手段に対応するステップ、Ａ−
Ａ′,B−Ｂ′,C−Ｃ′…光切断像。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 昭 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 東海林 宏明 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 藤江 正克 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 中島 吉男 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (56)参考文献 特開 平１−263509（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−24497（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−213699（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−83098（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド掘進機内に設置されるエレクタ本
   体と、エレクタ本体が把持した組立セグメントの位置・
   姿勢を指令に従って制御するサーボ制御装置と、オペー
   レータによる組立セグメントの位置・姿勢の操作信号を
   出力するマニュアル操作装置と、所定組立位置近傍に粗
   位置決めされた組立セグメントと既設セグメントのトン
   ネル横断方向およびトンネル縦断方向の各境界部にスリ
   ット光を照射する投光器と、前記スリット光による光切
   断像を撮像するテレビカメラと、これらテレビカメラか
   ら得られる画像データを取り込む画像メモリと、画像メ
   モリに格納されたデータを画像処理して光切断像の端点
   座標を検出する手段と、その座標値から組立セグメント
   と既設セグメントの相対的位置・姿勢の偏差量を演算す
   る手段と、算出された偏差量に基づき組立セグメントの
   位置決め補正を前記サーボ制御装置に指令する位置決め
   補正制御と前記マニュアル操作装置からの操作信号によ
   り組立セグメントの位置・姿勢を制御するマニュアル制
   御の切り換えが可能な本体制御装置とを備えたことを特
   徴とするセグメント自動組立装置。
2. 【請求項２】組立セグメントと既設セグメントとの両方
   が正常な場合の前記光切断像の端点座標の許容範囲を予
   めしきい値として設定し、前記検出された端点座標値を
   前記しきい値と比較し、前記座標値が前記しきい値より
   逸脱した場合、前記本体制御装置が前記偏差量に基づく
   位置決め補正制御を停止し、マニュアル制御の状態とな
   るように指令する異常判別処理手段を備えたことを特徴
   とするセグメント自動組立装置。