JP5385030B2 - Drilling machine attitude control device - Google Patents
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Description
この発明は、削孔機の姿勢制御装置に関し、さらに詳細には、前方水平掘削をするに際し、掘削範囲を広げるための技術に関する。 The present invention relates to an attitude control device for a drilling machine, and more particularly to a technique for expanding a drilling range when performing a front horizontal drilling.
従来、この種の削孔機としては、クローラ等の車両にリンク機構で構成されたブームを取り付け、このブーム先端にガイドセルを搭載したものが知られている(例えば特許文献1参照)。このような削孔機によれば、油圧シリンダの作動により、鉛直方向のみならず水平方向の掘削姿勢をとることができる。しかしながら、このような削孔機は鉛直方向及び水平方向の掘削を可能とした、いわば万能型ともいうべきもので、このため低空姿勢での掘削姿勢には制限がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of drilling machine, there is known one in which a boom composed of a link mechanism is attached to a vehicle such as a crawler and a guide cell is mounted on the tip of the boom (for example, see Patent Document 1). According to such a drilling machine, it is possible to take not only the vertical direction but also the horizontal excavation posture by the operation of the hydraulic cylinder. However, such a drilling machine can be said to be a universal type that enables excavation in the vertical direction and in the horizontal direction.
一方、小口径トンネル内での前方掘削を目的とした削孔機も知られている(例えば特許文献2参照)。この削孔機は水平掘削に特化したものであるが、掘削範囲が狭いという難点がある。 On the other hand, a drilling machine for the purpose of excavating forward in a small-diameter tunnel is also known (see, for example, Patent Document 2). This drilling machine is specialized for horizontal excavation, but has the disadvantage that the excavation range is narrow.
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、水平方向掘削において広い掘削範囲を得ることができる削孔機の姿勢制御装置を提供することにある。
The present invention has been made based on the technical background as described above, and achieves the following object.
An object of the present invention is to provide a drilling machine attitude control device capable of obtaining a wide excavation range in horizontal excavation.
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、ガイドセルに沿って走行するドリルヘッドを有する削孔機の姿勢を制御するための姿勢制御装置であって、
ベースと、
このベース上に設けられたパンタグラフ機構と、
このパンタグラフ機構上に設けられ、前記ガイドセルが搭載される支持部材と、
前記パンタグラフ機構を昇降させる昇降作動部材とを備え、
前記パンタグラフ機構は、中間部が互いに枢支された第1リンクと第2リンクを有する1対のXリンクからなり、
前記支持部材は、各第1リンクの上端部間及び各第2リンクの上端部間の上方に設けられた第1ビーム及び第2ビームからなり、
前記第1ビーム及び第2ビームは、いずれもその長さ方向に移動自在であり、これら第1ビーム及び第2ビームを移動させるビーム作動部材が設けられ、
各第1リンクの上端部間及び各第2リンクの上端部間は、いずれも作動シリンダのシリンダチューブによって連結され、前記第1ビーム及び第2ビームは前記シリンダチューブの両端から突出するピストンロッドに連結され、前記作動シリンダが前記ビーム作動部材を構成していることを特徴とする削孔機の姿勢制御装置にある。
The present invention employs the following means in order to achieve the above object.
That is, an attitude control device for controlling the attitude of a drilling machine having a drill head that travels along a guide cell,
Base and
Pantograph mechanism provided on this base,
A support member provided on the pantograph mechanism, on which the guide cell is mounted;
An elevating operation member for elevating and lowering the pantograph mechanism ,
The pantograph mechanism is composed of a pair of X links having a first link and a second link, the middle part of which is pivotally supported.
The support member includes a first beam and a second beam provided between the upper ends of the first links and between the upper ends of the second links.
The first beam and the second beam are both movable in the length direction, and a beam actuating member for moving the first beam and the second beam is provided.
The upper ends of the first links and the upper ends of the second links are both connected by a cylinder tube of an operating cylinder, and the first beam and the second beam are connected to piston rods protruding from both ends of the cylinder tube. The drilling machine attitude control device is connected, and the operating cylinder constitutes the beam operating member .
また、前記第1リンク及び第2リンクは、それらの枢支部よりも上方で分割されて、屈曲自在に互いに枢支されたリンク下部とリンク上部との2つの部分からなり、第1リンク及び第2リンクをそれぞれ屈曲させる屈曲作動部材が設けられている。 In addition, the first link and the second link are divided above the pivotal support parts and are composed of two parts, a link lower part and a link upper part, which are pivotally supported with respect to each other. A bending actuating member for bending each of the two links is provided.
さらに、前記ガイドセルは、前記第1ビーム及び第2ビームに旋回自在に搭載されている構成を採用することができる。 Further, the guide cell may adopt a configuration in which the guide cell is rotatably mounted on the first beam and the second beam.
この発明によれば、削孔機のガイドセルをパンタグラフ機構に搭載してその伸縮により昇降させるようにしたので、低空掘削が可能となるのみならず、高さ方向の掘削範囲を広げることができる。 According to the present invention, since the guide cell of the hole drilling machine is mounted on the pantograph mechanism and moved up and down by its expansion and contraction, not only low-air excavation is possible, but also the excavation range in the height direction can be expanded. .
また、パンタグラフ機構を構成するXリンクの第1,第2リンクを屈曲自在とすることにより、削孔機のチルト動作が可能となり、斜め下向きあるいは斜め上向きの掘削が可能となる。 Further, by making the first and second links of the X link constituting the pantograph mechanism bendable, the drilling machine can be tilted, and excavation obliquely downward or obliquely upward is possible.
さらに、ガイドセルを支持する第1,第2ビームを長さ方向に移動自在とすることにより、削孔機の横スライド動作が可能となり、横方向の削孔範囲を広げることができる。 Furthermore, by making the first and second beams supporting the guide cell freely movable in the length direction, the horizontal drilling operation of the drilling machine is possible, and the horizontal drilling range can be expanded.
さらに、ガイドセルを第1,第2ビームに旋回自在に搭載することにより、削孔機のスイング動作が可能となり、水平斜め方向の掘削が可能となる。 Furthermore, by mounting the guide cell on the first and second beams so as to be pivotable, the drilling machine can be swung, and excavation in a horizontal oblique direction is possible.
この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図1〜図3に示すように、この発明による姿勢制御装置は、削孔機1が種々の掘削姿勢とることができるようにした支持装置であり、ベース4及びパンタグラフ機構5を備えている。削孔機1は従来周知のものであり、ガイドセル2及びこのガイドセル2上を走行するドリルヘッド3を有している。ドリルヘッド3にドリルロッド21が取り付けられ、ドリルヘッド3が前方に走行することにより、地山への削孔がなされる(図8参照)。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 to 3, the posture control device according to the present invention is a support device that enables the drilling machine 1 to take various excavation postures, and includes a
ベース4はこの実施形態では矩形枠状に形成したものが示されており、図4に概略構造で示すように、前後枠部4a,4b及び側枠部4c,4cからなっている。パンタグラフ機構5は1対のXリンク6,7からなっている。Xリンク6,7は、中間部が共通の軸8を介して枢支された、第1リンク6a,7aと第2リンク6b,7bとの2つのリンクからなっている。このパンタグラフ機構5の上部にガイドセル2が搭載されている。
In this embodiment, the
各Xリンク6,7の第1リンク6a,7aの下端部は、前枠部4aに枢支されている。また、各Xリンク6,7の第2リンク6b,7bの下端部は、軸9を介して互いに連結されている。この軸9の両端部は、側枠部4c,4cに形成されたガイド溝10に沿って水平方向に移動自在となっている。すなわち、第1リンク6a,7aの下端部は回転のみが許されて水平移動(スライド)できない固定端、第2リンク6b,7bの下端部は回転及び水平移動が可能な可動端となっている。
The lower ends of the
軸9と後枠部4bとの間には油圧シリンダ11が配置されている。この油圧シリンダ11の伸縮作動により軸9が水平方向に往復移動し、これによりパンタグラフ機構5が上下方向に伸縮するようになっている。
A
図1に示すように、第1リンク6a,7a及び第2リンク6b,7bは、それらの枢支部(軸8)よりも上方で分割され、屈曲自在に互いに枢支されたリンク下部12とリンク上部13とからなっている。リンク下部12とリンク上部13との間には油圧シリンダ14が配置され、この油圧シリンダ14の作動により第1リンク6a,7a及び第2リンク6b,7bが屈曲するようになっている。
As shown in FIG. 1, the
図5に示すように、第1リンク6a,7aの上端部間及び第2リンク6b,7bの上端部間は、油圧シリンダ15のシリンダチューブ16によって連結されている(図5には一方の油圧シリンダ15のみが示されている)。油圧シリンダ15はシリンダチューブ16の両端部から突出する2つのピストンロッド17,17を有している。このピストンロッド17,17の端部は第1,第2ビーム18a,18bの両端部に連結されている。
As shown in FIG. 5, the upper ends of the
より具体的には、第1,第2ビーム18a,18bは両端部に垂下部19,19を有し、この垂下部にピストンロッド17,17の端部が枢支されている。したがって、第1,第2ビーム18a,18bは、油圧シリンダ15の作動により、ビーム18a,18bの長さ方向に移動することが可能である。これら第1,第2ビーム18a,18b上にビームと直交するようにガイドセル2が支持されている。
More specifically, the first and
図6に示すように、第1,第2ビーム18a,18bとガイドセル2との間にはそれぞれ旋回台座20a及び球面座20bが配置されている。したがって、ガイドセル2は第1,第2ビーム18a,18bに対し水平方向に所定角度範囲で旋回自在となっている。
As shown in FIG. 6, a
次に、上記姿勢制御装置による削孔機の姿勢変化について説明する。
(1) 昇降
図1に示すように、油圧シリンダ11を作動させるとパンタグラフ機構5が伸縮する。これにより、ガイドセル2が昇降する。
Next, the attitude change of the drilling machine by the attitude control device will be described.
(1) Elevation As shown in FIG. 1, when the
(2) チルト
図1に示すように、油圧シリンダ14,14の一方を伸長、他方を短縮作動させると第1リンク6a,7a及び第2リンク6b,7bの一方が屈曲する。これによりガイドセル2が前後方向に傾く。
(2) Tilt As shown in FIG. 1, when one of the
(3) 横スライド
図5に示した2つの油圧シリンダ15を同じ方向に作動させると、図2に示すように、第1,第2ビーム18a,18bが同じ方向に水平移動する。これにより、ガイドセル2が横スライドする。
(3) Lateral slide When the two
(4) スイング
図5に示した2つの油圧シリンダ15を互いに逆方向に作動させると、図7に示すように、第1,第2ビーム18a,18bが互いに逆方向に移動する。これにより、ガイドセル2が図7(b)に示す中立位置から時計回り(a)あるいは反時計回り(c)に所定角度スイングする。
(4) Swing When the two
図8は、上記のような姿勢変化による掘削範囲を示し、(a)は側方からみた掘削範囲Aを示し、(b)は正面からみた掘削範囲Bを示している。 FIG. 8 shows the excavation range due to the posture change as described above, (a) shows the excavation range A seen from the side, and (b) shows the excavation range B seen from the front.
以上のように、この発明によれば、削孔機のガイドセルをパンタグラフ機構に搭載してその伸縮により昇降させるようにしたので、低空掘削が可能となるのみならず、高さ方向の掘削範囲を広げることができる。また、パンタグラフ機構を構成するXリンクの第1,第2リンクを屈曲自在としたので、削孔機のチルト動作が可能となり、斜め下向きあるいは斜め上向きの掘削が可能となる。 As described above, according to the present invention, since the guide cell of the hole drilling machine is mounted on the pantograph mechanism and moved up and down by its expansion and contraction, not only low-level excavation is possible, but also the excavation range in the height direction Can be spread. Further, since the first and second links of the X link constituting the pantograph mechanism are freely bendable, the drilling machine can be tilted, and excavation obliquely downward or obliquely upward is possible.
さらに、ガイドセルを支持する第1,第2ビームを長さ方向に移動自在としたので、削孔機の横スライド動作が可能となり、横方向の掘削範囲を広げることができる。さらに、ガイドセルを第1,第2ビームに旋回自在に搭載したので、削孔機のスイング動作が可能となり、水平斜め方向の掘削が可能となる。 Furthermore, since the first and second beams supporting the guide cell are movable in the length direction, the horizontal drilling operation of the drilling machine is possible, and the horizontal excavation range can be expanded. Further, since the guide cell is pivotally mounted on the first and second beams, the drilling machine can swing and can excavate in a horizontal oblique direction.
上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施形態では、パンタグラフ機構を伸縮させる作動部材として油圧シリンダを用いたが、ラック・ピニオン機構を用いることもできる。 The above embodiment is merely an example, and the present invention can take various aspects. For example, in the above-described embodiment, the hydraulic cylinder is used as the operating member that expands and contracts the pantograph mechanism, but a rack and pinion mechanism can also be used.
1 削孔機
2 ガイドセル
4 ベース
5 パンタグラフ機構
6,7 Xリンク
6a,7a 第1リンク
6b,7b 第2リンク
11 油圧シリンダ(昇降作動部材)
12 リンク下部
13 リンク上部
14 油圧シリンダ(屈曲作動部材)
15 油圧シリンダ(ビーム作動部材)
17 ピストンロッド
18a 第1ビーム
18b 第2ビーム
20 球面座
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
12 Link
15 Hydraulic cylinder (beam actuating member)
17
Claims (3)
ベースと、
このベース上に設けられたパンタグラフ機構と、
このパンタグラフ機構上に設けられ、前記ガイドセルが搭載される支持部材と、
前記パンタグラフ機構を昇降させる昇降作動部材とを備え、
前記パンタグラフ機構は、中間部が互いに枢支された第1リンクと第2リンクを有する1対のXリンクからなり、
前記支持部材は、各第1リンクの上端部間及び各第2リンクの上端部間の上方に設けられた第1ビーム及び第2ビームからなり、
前記第1ビーム及び第2ビームは、いずれもその長さ方向に移動自在であり、これら第1ビーム及び第2ビームを移動させるビーム作動部材が設けられ、
各第1リンクの上端部間及び各第2リンクの上端部間は、いずれも作動シリンダのシリンダチューブによって連結され、前記第1ビーム及び第2ビームは前記シリンダチューブの両端から突出するピストンロッドに連結され、前記作動シリンダが前記ビーム作動部材を構成していることを特徴とする削孔機の姿勢制御装置。 An attitude control device for controlling the attitude of a drilling machine having a drill head that travels along a guide cell,
Base and
Pantograph mechanism provided on this base,
A support member provided on the pantograph mechanism, on which the guide cell is mounted;
An elevating operation member for elevating and lowering the pantograph mechanism ,
The pantograph mechanism is composed of a pair of X links having a first link and a second link, the middle part of which is pivotally supported.
The support member includes a first beam and a second beam provided between the upper ends of the first links and between the upper ends of the second links.
The first beam and the second beam are both movable in the length direction, and a beam actuating member for moving the first beam and the second beam is provided.
The upper ends of the first links and the upper ends of the second links are both connected by a cylinder tube of an operating cylinder, and the first beam and the second beam are connected to piston rods protruding from both ends of the cylinder tube. An attitude control device for a drilling machine , wherein the operating cylinder is connected and the operating cylinder constitutes the beam operating member .
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