JPH0410971B2 - - Google Patents
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- JPH0410971B2 JPH0410971B2 JP4257585A JP4257585A JPH0410971B2 JP H0410971 B2 JPH0410971 B2 JP H0410971B2 JP 4257585 A JP4257585 A JP 4257585A JP 4257585 A JP4257585 A JP 4257585A JP H0410971 B2 JPH0410971 B2 JP H0410971B2
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Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はトンネル断面計測装置に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a tunnel cross-section measuring device.
(従来技術)
トンネルを掘る場合、通常、所望のトンネル断
面形状に対応して、複数のさく孔位置およびこの
各さく孔位置におけるさく孔方向を決定し、この
データに基づいてさく孔作業を行なう。そして、
さく孔にダイナマイト等の爆薬を装填し、この爆
薬を爆発させて、所望のトンネル断面形状に近似
した仮トンネルを形成するようにしている。(Prior art) When digging a tunnel, usually multiple drilling positions and drilling directions at each drilling position are determined in accordance with the desired cross-sectional shape of the tunnel, and the drilling work is performed based on this data. . and,
An explosive such as dynamite is loaded into the drilled hole and the explosive is detonated to form a temporary tunnel that approximates the desired cross-sectional shape of the tunnel.
しかし、このようにして形成された仮トンネル
は、岩質(岩の強度)の相違等の理由により、所
望のトンネル断面形状に対して、ある部分は内方
側へ突出して掘量の不足した不掘部を有し、また
ある部分は外方側へ突出して余分に掘つてしまつ
た余掘部を有するという問題がある。そして、こ
のような問題が発生した場合、上記不掘部は追さ
く孔または追作業を行なつて削り取られなくては
ならず、また余掘部は後工程のコンクリートの吹
き付け作業の際多量のコンクリートを充填しなく
てはならなかつた
上述のように、不掘部や余掘部の存在は、仮ト
ンネル形成後の作業量増大や資材の消費となり、
この不掘部や余掘部をいかに少なくするかが、工
費低減や作業能率向上等の点から重要となる。こ
のため、一旦仮トンネルを形成したときに、この
仮トンネルの断面形状を計測することにより、す
なわち不掘部と余掘部とがどのように存在するか
を知ることにより、次に仮トンネルを形成する場
合のさく孔パターンや爆発力等の決定(補正)を
行う上で重要となる。 However, due to differences in rock quality (rock strength), some parts of the temporary tunnel formed in this way protrude inward from the desired tunnel cross-sectional shape, resulting in insufficient excavation. There is a problem in that it has an unexcavated portion, and some portions have an overexcavated portion that protrudes outward and is excessively excavated. If such a problem occurs, the above-mentioned unexcavated area must be removed by drilling holes or additional work, and the over-excavated area will be exposed to a large amount during concrete spraying in the subsequent process. The tunnel had to be filled with concrete.As mentioned above, the presence of unexcavated and over-excavated areas increases the amount of work and consumes materials after the temporary tunnel is formed.
How to reduce these unexcavated areas and over-excavated areas is important from the viewpoint of reducing construction costs and improving work efficiency. For this reason, once a temporary tunnel is formed, by measuring the cross-sectional shape of this temporary tunnel, that is, by knowing how the unexcavated part and over-excavated part exist, it is possible to form a temporary tunnel next time. This is important in determining (correcting) the drilling pattern and explosive force when forming.
この仮トンネルの断面形状すなわちトンネル断
面形状を計測するものとして、レーザ測定器があ
るが、これは比較的精度がよく計測時間も短くで
きるという利点を有する反面、数千万円という高
価なものであるため、一般には多く使用されてい
ない。そして、最も一般に行われている方法は、
長尺の棒状体の先端に巻尺の一端を固定し、一人
の作業員がこの棒状体の先端をトンネル断面形状
の内周面に押し当てた状態で、他の作業員が、上
記巻尺の他端を定点に合せてこのときの目盛を読
む、という作業を、棒状体の押し当て位置を変更
しつつ何回か繰り返すことにより行つているのが
現状である。しかしながら、上述のような巻尺を
利用した方法では、トンネル断面形状の計測に、
2〜3時間という極めて長い時間を要してしまう
という欠点を有する。 A laser measuring device is used to measure the cross-sectional shape of this temporary tunnel, that is, the cross-sectional shape of the tunnel, but while this has the advantage of being relatively accurate and short in measurement time, it is expensive, costing tens of millions of yen. Therefore, it is not commonly used. And the most commonly used method is
One end of a tape measure is fixed to the tip of a long rod-like body, and while one worker is pressing the tip of this rod-like body against the inner peripheral surface of the tunnel cross-sectional shape, another worker fixes the tape measure and other ends of the tape measure. Currently, the process of aligning the end to a fixed point and reading the scale at this time is performed by repeating the process several times while changing the position at which the rod-shaped body is pressed. However, with the method using a tape measure as described above, it is difficult to measure the tunnel cross-sectional shape.
It has the disadvantage that it takes an extremely long time of 2 to 3 hours.
(発明の目的)
本発明は以上のような事情を勘案してなされた
もので、トンネル断面形状の計測を短時間で行
え、かつ比較的安価に構成することのできるトン
ネル断面計測装置を提供することを目的とする。(Objective of the Invention) The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and provides a tunnel cross-sectional measuring device that can measure a tunnel cross-sectional shape in a short time and can be constructed at a relatively low cost. The purpose is to
(発明の構成)
本発明は、例えばさく岩機またはコンクリート
吹付け手段を乗架するブーム手段を備えたトンネ
ル工事走行台車を有する作業機械をそのまま有効
に利用して、トンネル断面形状の計測装置を構成
するようにしたものである。すなわち、走行台車
のブーム手段先端部を、トンネル断面形状の内周
面上に押し当てて、このときのブーム手段先端部
の位置を検出し、このような押し当て位置を変更
しつつその毎にブーム手段先端部の位置を検出す
ることによつて、全体としてトンネル断面形状を
計測し得るようにしたものである。具体的には、
ブーム手段を有する走行台車と、
前記ブーム手段の先端部を、トンネル断面内周
面上の任意の位置へ作動せしめるブーム操作手段
と、
前記ブーム操作手段により前記ブーム手段の先
端部がトンネル断面内周面に沿つてならい操作さ
れた際、該ブーム手段の変位値をあらかじめ設定
した所定の座標系の値として検出する検出手段
と、
前記検出手段により検出された値に基づいて得
られるならい形状を表示する表示手段と、
を備えた構成としてある。(Structure of the Invention) The present invention provides a tunnel cross-sectional shape measuring device by effectively utilizing, for example, a working machine having a tunnel construction vehicle equipped with a boom means for mounting a rock drill or concrete spraying means. This is how it is configured. That is, the tip of the boom means of the traveling truck is pressed against the inner peripheral surface of the cross-sectional shape of the tunnel, the position of the tip of the boom means at this time is detected, and the pressing position is changed each time. By detecting the position of the tip of the boom means, the cross-sectional shape of the tunnel as a whole can be measured. Specifically, the following components are provided: a traveling truck having a boom means; a boom operation means for operating the tip of the boom means to any position on the inner peripheral surface of the tunnel cross section; and a boom operation means for moving the tip of the boom means by the boom operation means. detecting means for detecting the displacement value of the boom means as a value in a predetermined coordinate system set in advance when the boom means is operated along the inner peripheral surface of the tunnel cross section; The present invention is configured to include: a display means for displaying a contoured shape to be drawn;
(実施例)
以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて
説明するが、実施例では、ブーム手段を有する走
行台車として、さく岩機を用いるようにしてあ
り、かつこのさく岩機は、そのブーム手段先端部
の位置決めすなわちさく孔位置の位置決めを、特
公昭57−51518号公報に示すように、人間の感覚
に合つた直角座標系で入力して数値制御するよう
にしたものとなつている。したがつて、上述のよ
うなさく岩機そのものの説明を先ず行つた後、そ
の後、トンネル断面形状の計測部分について説明
することとする。(Example) An example of the present invention will be described below based on the attached drawings. In the example, a rock drill is used as a traveling cart having a boom means, and this rock drill has the following features: As shown in Japanese Patent Publication No. 57-51518, the positioning of the tip of the boom means, that is, the positioning of the drilling position, is numerically controlled by inputting it in a rectangular coordinate system that suits human senses. There is. Therefore, first we will explain the rock drilling machine itself as described above, and then we will explain the measurement part of the tunnel cross-sectional shape.
第2図において、さく岩機Aは、従来同様、キ
ヤタピラ式の走行台車101を有し、この走行台
車101上に設置された基台102に対して、後
述するブーム手段1を設けてある。このブーム手
段1は、基台102上の運転席103に着座した
作業員Sによつて、ブーム操作手段としての操作
レバー104を操作することによつて、後述のよ
うに任意の位置へ作動させる。そして、後述する
トンネル断面計測のためにこのブーム手段1を操
作する際には、基台102に固定されたアウトリ
ガ105を利用して、レーザ発信器106からの
レーザ光107に合せて、走行台車101を浮き
上がらせて水平状態にセツトして行うようになつ
ている。 In FIG. 2, the rock drill A has a caterpillar type traveling truck 101 as in the conventional case, and a boom means 1, which will be described later, is provided on a base 102 installed on the traveling truck 101. This boom means 1 is operated to an arbitrary position as described later by a worker S seated in a driver's seat 103 on a base 102 operating an operating lever 104 as a boom operating means. . When operating the boom means 1 to measure the cross section of a tunnel, which will be described later, the outrigger 105 fixed to the base 102 is used to align the traveling bogie with the laser beam 107 from the laser transmitter 106. 101 is raised and set in a horizontal state.
前述したブーム手段1について第3図を参照し
つつ説明すると、このブーム手段1は、第1ブー
ム2と第2ブーム3とを有している。すなわち、
基台102に第1ブーム2の後端2aを回転自在
軸支すると共に、該ブーム2の先端2bに第2ブ
ーム3の後端3aを回転自在に軸支し、該ブーム
3の先端3bにセルマウンテイング4を介してガ
イドセル用のシリンダ5を固定している。該シリ
ンダ5にはフイードモータ6を後端に取り付けた
ガイドセル7を摺動自在に載架して該シリンダ5
の作動により上記ガイドセル7を前後進させるよ
うにすると共に、該ガイドセル7にロツド9の先
端にビツト10を取付けたさく孔機8を前後進で
きるように装着し、該さく孔機8のさく孔作業時
に上記フイードモータ6で前進作動させるように
している。該さく孔機8を乗架するブーム1は左
右水平方向(図中x方向)、前後水平方向(図中
z方向)及び垂直方向(図中y方向)に変位する
ようにしており、上記第1ブーム2と第2ブーム
3に夫々水平方向に作動させるブームスイング用
のシリンダ11とガイドセルスイング用のシリン
ガ12を取付けると共に、垂直方向に作動するブ
ームリフト用のシリンダ13とガイドリフト用の
シリンダ14とを図示の如く取付けている。 The boom means 1 described above will be explained with reference to FIG. 3. The boom means 1 includes a first boom 2 and a second boom 3. That is,
The rear end 2a of the first boom 2 is rotatably supported on the base 102, and the rear end 3a of the second boom 3 is rotatably supported on the tip 2b of the boom 2. A cylinder 5 for a guide cell is fixed via a cell mounting 4. A guide cell 7 with a feed motor 6 attached to the rear end is slidably mounted on the cylinder 5.
The guide cell 7 is moved forward and backward by the operation of the drill bit 7, and a drilling machine 8 having a rod 9 with a bit 10 attached to the tip thereof is attached to the guide cell 7 so as to be able to move forward and backward. During drilling work, the feed motor 6 is operated forward. The boom 1 on which the drilling machine 8 is mounted is displaceable in the left-right horizontal direction (the x direction in the figure), the longitudinal horizontal direction (the z direction in the figure), and the vertical direction (the y direction in the figure). A cylinder 11 for boom swing and a cylinder 12 for swinging the guide cell are attached to the first boom 2 and the second boom 3, respectively, and a cylinder 13 for boom lift and a cylinder for guide lift that operate in the vertical direction are installed. 14 are attached as shown.
上記各シリンダ11〜14の作動量と該作動に
応じて移動するブーム先端位置(即ち、ガイドセ
ル7の先端位置)の関係を、第4図、第5図を参
照して解析すると下記の通りとなる。 The relationship between the amount of operation of each of the cylinders 11 to 14 and the position of the tip of the boom (that is, the position of the tip of the guide cell 7) that moves in response to the operation is analyzed with reference to FIGS. 4 and 5 as follows. becomes.
尚、第1ブーム2の長さをl1、第2ブーム3の
長さをl2、第2ブーム3の先端よりガイドセル7
の先端までの長さ(即ち、ガイドセル7の移動
量)をlSとしている。 In addition, the length of the first boom 2 is l 1 , the length of the second boom 3 is l 2 , and the guide cell 7 is from the tip of the second boom 3.
The length to the tip (that is, the amount of movement of the guide cell 7) is defined as lS .
ブームがz軸上にあるとき、その先端は第4図
中P0の位置にある。まず、ブームスイング用の
シリンダ11とガイドセルスイング用のシリンダ
12とを作動し、そのロツドの伸長により水平面
(図中x−z方向)に第1ブーム2をθ1、第2ブ
ーム3をθ3だけ移動すると、上記P0点はP1点に移
る。その後、ブームリフト用シリンダ13、ガイ
ドセルリフト用のシリンダ14を作動し垂直面
(図中y−z面)にθ2、θ4だけ移動するとP1点は
P2点に移る。P2点の位置及び(セルの)方向は
次式で与えられる。 When the boom is on the z-axis, its tip is at position P 0 in Figure 4. First, the cylinder 11 for swinging the boom and the cylinder 12 for swinging the guide cell are operated, and by the extension of the rod, the first boom 2 is moved to θ 1 and the second boom 3 is moved to θ in the horizontal plane (x-z direction in the figure). If you move by 3 , the above P 0 point will move to P 1 point. After that, by operating the boom lift cylinder 13 and the guide cell lift cylinder 14 and moving by θ 2 and θ 4 in the vertical plane (y-z plane in the figure), point P1 is
P Move to point 2 . The position and direction (of the cell) of the two points P are given by the following equation.
x=l1sin1・cosθ+{l2sinθ1
+ls・sin(θ1+θ3)}cos(θ2+θ4)
y=l1cosθ1・sinθ2+{l2cosθ1
+ls・cos(θ1+θ3)}sin(θ2+θ4)
z=l1cosθ1・cosθ2+{l2cosθ1
+l2cos(θ1-θ3)}cos(θ2+θ4)
θ=θ1+θ3
Φ=θ2+θ4
すなわち、点P2とその方向は(1)式を通して、
角座標系P(x、y、z、θ、Φ)及び、ブーム
の座標系Pθ(θ1、θ2、θ3、θ4、ls)相互に変換で
き
る。x=l 1 sin 1・cosθ+{l 2 sinθ 1 +ls・sin(θ 1 +θ 3 )}cos(θ 2 +θ 4 ) y=l 1 cosθ 1・sinθ 2 +{l 2 cosθ 1 +ls・cos( θ 1 +θ 3 )}sin(θ 2 +θ 4 ) z=l 1 cosθ 1・cosθ 2 +{l 2 cosθ 1 +l 2 cos(θ 1 -θ 3 )}cos(θ 2 +θ 4 ) θ=θ 1 + θ 3 Φ = θ 2 + θ 4 In other words, point P 2 and its direction are determined through equation (1),
The angular coordinate system P (x, y, z, θ, Φ) and the boom coordinate system Pθ (θ 1 , θ 2 , θ 3 , θ 4 , ls) can be mutually converted.
P(x、y、z、θ、Φ)、Pθ(θ1、θ2、θ3、θ
4、
ls)したがつて直角座標系で与された点P2の位置
と方向の制御は座標変換器〔P→Pθ〕と角度θ1、
θ2、θ3、θ4及び長さlsの位置決めサーボ制御装置
があれば達成できることとなる。 P(x, y, z, θ, Φ), Pθ(θ 1 , θ 2 , θ 3 , θ
Four ,
ls) Therefore, the position and direction of the point P 2 given in the rectangular coordinate system can be controlled using the coordinate transformer [P→Pθ] and the angle θ 1 ,
This can be achieved if there is a positioning servo control device with θ 2 , θ 3 , θ 4 and a length ls.
本位置決め装置は上記座標変換器〔P→Pθ〕
と位置決めサーボ制御装置を設け、直角座標系で
ブーム先端のビツトの位置を表示してブームの位
置決めをするようにしたもので、第1図に示す構
成よりなる。 This positioning device is the above coordinate converter [P→Pθ]
This system is equipped with a positioning servo control device and a positioning servo control device, and the position of the boom is determined by displaying the position of the bit at the tip of the boom in a rectangular coordinate system, and has the configuration shown in FIG.
第1図中、15はさく孔パターンに応じてブー
ム先端位置を切羽直前の仮想直角座標面に対して
直接位置決めするための作動量を設定するメモリ
手段で、このメモリ手段15は上記ブーム2,3
の作動量の記憶をダイヤル等によつて自由に設定
できるようにしてある。16はブーム1の第1、
第2ブーム2,3の変位角より各ブームの駆動用
油圧シリンダ11〜14のピストン及びガイドセ
ル用のシリンダ5の作動量を決定するブームの位
置決めサーボ制御装置、17は上記メモリ手段1
5とサーボ制御装置16との間に設置する〔P→
Pθ〕変換器であり、メモリ手段15より与えら
れる直角座標系のPの位置と方向(x、y、z、
θ、Φ)をブームの座標系のPθ(各アーム2,3
の変位角度θ1、θ2、θ3、θ4とガイドセル7の移動
量ls)に変換するものである。18は中央処理装
置であり、上記メモリ手段15と変換器17とに
接続し、操作入力が与えられるとメモリ手段15
から所望のさく孔位置Pを取り出し変換器17に
伝えるものである。19は上記変換器17とブー
ム位置決めサーボ制御装置16との間に接続する
レジスタであり、変換器17より与えられる指
令値Pθをたくわえてサーボ制御装置16に伝え
るものである。20は変換器17に接続したレジ
スタであり第1ブーム2、第2ブーム3の長さ
l1、l2…等の定数を変換器17に与えている。第
1及び第2ブーム2,3からなるブーム1及びガ
イドセル7の各駆動油圧シリンダ5,11〜14
は上記位置決めサーボ制御16と接続し、該位置
決めサーボ制御装置16より指令される各シリン
ダ5,11〜14のピストン作動量に応じて作動
される。22はさく孔機制御手段であり、ブーム
1のガイドセル7上に乗架したさく孔機8にさく
孔作動に必要な制御量を与えており、上記位置決
めサーボ制御装置16と接続しブームが所望位置
に位置決めされた信号で作業を開始するようにす
ると共に、中央処理装置18とも接続し、各さく
孔作業毎の終了信号を与えるようにしている。 In FIG. 1, reference numeral 15 denotes a memory means for setting an actuation amount for directly positioning the boom tip position with respect to a virtual orthogonal coordinate plane immediately in front of the face in accordance with the drilling pattern. 3
The memory of the operating amount can be freely set using a dial or the like. 16 is the first of boom 1,
A boom positioning servo control device which determines the operating amount of the pistons of the driving hydraulic cylinders 11 to 14 of each boom and the guide cell cylinder 5 from the displacement angle of the second booms 2 and 3; 17 is the memory means 1;
5 and the servo control device 16 [P→
Pθ] converter, which converts the position and direction of P (x, y, z,
θ, Φ) in the boom coordinate system Pθ (each arm 2, 3
displacement angles θ 1 , θ 2 , θ 3 , θ 4 and the movement amount ls of the guide cell 7). A central processing unit 18 is connected to the memory means 15 and the converter 17, and when an operation input is given, the memory means 15 is
The desired drilling position P is taken out from there and transmitted to the converter 17. A register 19 is connected between the converter 17 and the boom positioning servo control device 16, and stores the command value Pθ given by the converter 17 and transmits it to the servo control device 16. 20 is a resistor connected to the converter 17, and the length of the first boom 2 and the second boom 3
Constants such as l 1 , l 2 . . . are given to the converter 17. Each driving hydraulic cylinder 5, 11 to 14 of the boom 1 consisting of the first and second booms 2, 3 and the guide cell 7
is connected to the positioning servo control device 16, and is operated according to the amount of piston operation of each cylinder 5, 11 to 14 commanded by the positioning servo control device 16. Reference numeral 22 denotes a drilling machine control means, which gives a control amount necessary for drilling operation to the drilling machine 8 mounted on the guide cell 7 of the boom 1, and is connected to the positioning servo control device 16 to control the boom. The work is started by a signal indicating that the hole is positioned at a desired position, and is also connected to the central processing unit 18 to give a completion signal for each drilling work.
23はブーム2,3,21の各駆動用シリンダ
11〜14及びガイドセル用のシリンダ5の変位
を検出した信号を受けてブームの変位角を求める
2つの演算器であり、上記位置決めサーボ制御装
置16と接続し、ブームの変位角(θ1、θ2、θ3、
θ4)及びガイドセル7の移動量(ls)をフイード
バツクし、ブームの位置決めを行うようにしてい
る。この各シリンダ11〜14および5の変位
は、例えば第6図に示すようなエンコーダ25に
よつて検出することができる。このエンコンダ2
5は上記各駆動油圧シリンダ11〜14,5の内
部基端側に取り付けており、シリンダに固定する
ケース内に回転デイスク26と検出器27とを設
け、油圧の流入により軸28を介して回転デイス
ク26が回転するようにしており、デイスク26
に物理的なコード化された1.0パターンを記憶さ
せ、これを検出器27にて検出している。尚、物
理量として光を用いているため、光源ランプ2
9、集光レンズ30を用い、検出器27としてフ
オトトランジスタを用いている。勿論、このエン
コーダ25のデイスクパターンを工夫することに
より、関数発生器として機能させて、シリンダ1
1〜14,5の変位からブーム変位角を知ること
ができる。また、上記エンコーダ25は各シリン
ダ軸線上に配置しているが、このエンコーダ25
は上記シリンダの軸線上から外れた位置で作動す
るように、歯車またはねじ機構を介して連結する
ようにしてもよい。なお、上述のようなブーム1
の作動した値を検出するエンコーダ25について
は、前述した特公昭57−51518号公報に詳述され
ているので、ここではその詳細な説明は省略す
る。 Reference numeral 23 denotes two computing units that receive signals detecting the displacement of each of the drive cylinders 11 to 14 of the booms 2, 3, and 21 and the guide cell cylinder 5 and calculate the displacement angle of the boom, and the positioning servo control device 16, and the displacement angle of the boom (θ 1 , θ 2 , θ 3 ,
θ 4 ) and the amount of movement (ls) of the guide cell 7 are fed back to determine the position of the boom. The displacement of each cylinder 11-14 and 5 can be detected by an encoder 25 as shown in FIG. 6, for example. This encoder 2
Reference numeral 5 is attached to the inner base end side of each of the driving hydraulic cylinders 11 to 14, 5, and a rotary disk 26 and a detector 27 are provided in a case fixed to the cylinder, and the rotating disk 26 and the detector 27 are installed in the case fixed to the cylinder, and rotated via a shaft 28 by the inflow of hydraulic pressure. The disk 26 is made to rotate, and the disk 26
A physically encoded 1.0 pattern is stored in the 1.0 pattern, and the detector 27 detects this. Note that since light is used as a physical quantity, the light source lamp 2
9. A condensing lens 30 is used, and a phototransistor is used as the detector 27. Of course, by devising the disk pattern of this encoder 25, it can function as a function generator and the cylinder 1
The boom displacement angle can be determined from the displacement of 1 to 14.5. Furthermore, the encoder 25 is arranged on the axis of each cylinder, but this encoder 25
may be connected via a gear or screw mechanism so as to operate at a position off the axis of the cylinder. In addition, boom 1 as described above
The encoder 25 that detects the activated value is described in detail in the aforementioned Japanese Patent Publication No. 57-51518, so a detailed explanation thereof will be omitted here.
上記した構成よりなるブーム位置決め装置の作
用について説明すると、まず、直角座標系で与え
られたさく孔機のさく孔パターンをメモリ手段1
5に記憶させる。ついで、操作入力を中央処理装
置18に入れると、該装置18の指令により、所
望のさく孔点P(x、y、z、θ、Φ)の情報が
変換器17に入り、P→Pθの変換がなされ、ブ
ーム座標での位置がレジスタ19にたくわえら
れる。この指令値に従つて、ブーム位置決めサー
ボ制御装置16により各駆動シリンダ5,11〜
14が作動されて各ピストンが伸長し、ブーム先
端は所望位置に達する。この時、同時に各シリン
ダのピストンの変位よりブームの角度検出がなさ
れ、サーボ制御装置16にフイードバツクされ
る。この位置決めが終ると、さく孔機制御装置2
2によりさく孔機8が制御されてさく孔作業が行
われる。該作業が終了すると、終了信号が中央処
理装置18に与えられ、該中央処理装置は再度新
しい位置をメモリ手段15より取り出し、変換器
17に与える。上記順序に従つてブーム1の位置
決め及びさく孔作業が行われる。これを順次繰り
返し1つのパターンにしたがつてさく孔作業を終
了する。 To explain the operation of the boom positioning device constructed as described above, first, the drilling pattern of the drilling machine given in the rectangular coordinate system is stored in the memory means 1.
5 to be memorized. Next, when the operation input is input to the central processing unit 18, information on the desired drilling point P (x, y, z, θ, Φ) is input to the converter 17 according to a command from the unit 18, and the change from P→Pθ is A transformation is made and the position in boom coordinates is stored in register 19. According to this command value, the boom positioning servo control device 16 controls each drive cylinder 5, 11 to
14 is actuated to extend each piston and the boom tip reaches the desired position. At this time, the angle of the boom is simultaneously detected from the displacement of the piston of each cylinder, and feedback is sent to the servo control device 16. When this positioning is completed, the drilling machine control device 2
2 controls the drilling machine 8 to perform the drilling operation. When the operation is finished, a termination signal is given to the central processing unit 18 which again retrieves the new position from the memory means 15 and supplies it to the converter 17. Positioning of the boom 1 and drilling work are performed in accordance with the above order. This process is repeated one after another to form one pattern, and the drilling operation is completed.
上記さく孔作業が終了した直後のトンネルの状
態を第7図に示してあり、図中一点鎖線で示すδ
線が、所望のトンネル断面形状を示し、dがさく
孔を示す。 The state of the tunnel immediately after the completion of the above-mentioned drilling work is shown in Figure 7, where δ is indicated by a dashed line.
The line indicates the desired tunnel cross-sectional shape and d indicates the drilling.
さて次に、トンネル断面形状を計測する部分の
構成について説明すると、本実施例では、第1図
の既述した構成に加えて、Pθ→P変換器108
と、メモリ手段109と、表示器110と、をさ
らに備えたものとなつている。この変換器108
は、エンコーダ25により検出されたブーム座標
系Pθ(θ1、θ2、θ3、θ4、θs)を直角座標系(x、
y、z、θ、Φ)に変換するものである。なお、
エンコーダ25が単にシリンダ11〜14,5の
変位のみを検出するものである場合は、演算器2
3からのPθ出力を変換器108に入力すればよ
い。 Next, the configuration of the part for measuring the tunnel cross-sectional shape will be explained. In this embodiment, in addition to the configuration already described in FIG. 1, the Pθ→P converter 108
The device further includes a memory means 109 and a display 110. This converter 108
is a rectangular coordinate system (x ,
y, z, θ, Φ). In addition,
If the encoder 25 simply detects the displacement of the cylinders 11 to 14, 5, the arithmetic unit 2
3 may be input to the converter 108.
上記メモリ手段109は、変換器108からの
出力を、順次メモリしておくものであり、例えば
バルブメモリが用いられる。また、上記表示器1
10は、例えばパソコン(パーソナルコンピユー
タ)のブラウン管によつて構成され、例えばバル
ブメモリからなるメモリ手段109をバルブドラ
イバに装填して、このメモリ手段109に記憶さ
れているブーム1の作動した値を、直角座標系で
表示するものとなつている。 The memory means 109 sequentially stores the output from the converter 108, and uses a valve memory, for example. In addition, the above display 1
10 is constituted by, for example, a cathode ray tube of a personal computer, and a memory means 109 consisting of, for example, a valve memory is loaded into a valve driver, and the value of the operation of the boom 1 stored in this memory means 109 is stored in the valve driver. It is designed to be displayed in a rectangular coordinate system.
さて、第7図に示したように形成されたさく孔
dに爆薬を充填して爆破を行うと、例えば、第8
図実線で示すような仮トンネルγが形成される。
この仮トンネルγのうち、図中eで示す部分が不
掘部であり、またfで示す部分が余掘部である。
このような仮トンネルγの断面形状を測定するに
は、先ず、作業員Sが操作レバー104を操作す
ることにより、ブーム1の先端部1例えばビツト
10を、第8図矢印で示すように、仮トンネルγの
内周上に押し当てる。このビツト10が押し当てら
れたときのビツト10の位置は、エンコーダ25に
よつて検出された後、変換器108で直角座標系
Pに変換されて、メモリ手段109に記憶され
る。上述のようなビツト10の押し当て作業を、仮
トンネルγのほぼ全周に渡るように多数回行つた
後、メモリ手段109に記憶されている情報を表
示器110に表示させると、例えば第9図に示す
ように、表示器110の表示面に対して、ビツト
10が押し当てられた位置が、「点」として表わさ
れる。したがつて、この表示器110に表わされ
たビツト10の位置により、仮トンネルγの形状
をほぼ正確に知り得ることができる。そして、こ
の表示器110に表示された仮トンネルγの形状
を基に、パターンの変更、例えば不掘部または余
掘部の発生原因となつているさく孔ポイントを変
更または爆薬装填量の変更を行なうことができ
る。 Now, if the hole d formed as shown in Fig. 7 is filled with explosives and detonated, for example,
A temporary tunnel γ as shown by the solid line in the figure is formed.
Of this temporary tunnel γ, a portion indicated by e in the figure is an unexcavated portion, and a portion indicated by f is an overexcavated portion.
To measure the cross-sectional shape of such a temporary tunnel γ, first, the worker S operates the operating lever 104 to measure the tip 1 of the boom 1, for example, the bit.
10 is pressed onto the inner periphery of the temporary tunnel γ as shown by the arrow in FIG. The position of bit 10 when it is pressed is detected by encoder 25, then converted by converter 108 into a rectangular coordinate system P, and stored in memory means 109. After performing the pressing operation of the bit 10 as described above many times over almost the entire circumference of the temporary tunnel γ, when the information stored in the memory means 109 is displayed on the display 110, the information stored in the memory means 109 is displayed on the display 110. As shown in the figure, bits are displayed on the display surface of the display 110.
The position where 10 is pressed is represented as a "point". Therefore, the shape of the temporary tunnel γ can be known almost accurately from the position of the bit 10 displayed on the display 110. Based on the shape of the temporary tunnel γ displayed on the display 110, the pattern can be changed, for example, the drilling point that causes the unexcavated portion or over-excavated portion to be changed, or the amount of explosives loaded can be changed. can be done.
(発明の効果)
本発明は以上述べたとこから明らかなように、
ブーム手段を有する走行台車を備えた作業機械を
有効に利用して、トンネル断面形状を計測する装
置を構成したので、既存の作業機械に対して、ブ
ーム手段の作動した値を検出する検出手段の他、
少なくとも表示手段を設けるだけでよく、安価に
提供し得る。特に、ブーム手段の作動した値を検
出する手段をすでに備えた作業機械を利用する場
合は、さらに安価なものとなる。(Effects of the Invention) As is clear from the above, the present invention has the following advantages:
Since we have constructed a device for measuring the cross-sectional shape of a tunnel by effectively utilizing a working machine equipped with a traveling trolley having a boom means, we have constructed a device for measuring the cross-sectional shape of a tunnel. other,
It is only necessary to provide at least a display means, and it can be provided at low cost. In particular, it will be even cheaper if a working machine is used which is already equipped with means for detecting the actuation value of the boom means.
また、ブーム手段の先端部をトンネル断面形状
の内周面上に押し当てる作業は効率良く行うこと
ができるので、計測時間が短くてすむ。 Further, since the operation of pressing the tip of the boom means against the inner circumferential surface of the tunnel cross-sectional shape can be performed efficiently, the measurement time can be shortened.
第1図はブーム位置決め装置と計測装置部とを
示すブロツク図。第2図はブーム手段と走行台車
とを備えた作業機の一例を示す図。第3図はブー
ム手段の一例を示す側面図。第4図、第5図はブ
ーム手段の変位状態を示す概略図。第6図はブー
ムの作動した値を検出するエンコーダを示す図。
第7図はさく孔を形成した直後の状態を示す正面
図。第8図は仮トンネルと不掘部と余掘部とを示
す第7図に対応した正面図。第9図は計測された
トンネル断面形状が表示器に表示されている状態
の一例を示す図。
1;ブーム、2;第1ブーム、3;第2ブー
ム、25;エンコーダ(検出手段)、101;走
行台車、104;操作レバー、110;表示器。
FIG. 1 is a block diagram showing a boom positioning device and a measuring device section. FIG. 2 is a diagram showing an example of a working machine equipped with a boom means and a traveling truck. FIG. 3 is a side view showing an example of the boom means. FIG. 4 and FIG. 5 are schematic diagrams showing the displacement state of the boom means. FIG. 6 is a diagram showing an encoder that detects the value at which the boom is activated.
FIG. 7 is a front view showing the state immediately after drilling a hole. FIG. 8 is a front view corresponding to FIG. 7 showing a temporary tunnel, an unexcavated portion, and an over-excavated portion. FIG. 9 is a diagram showing an example of a state in which the measured cross-sectional shape of a tunnel is displayed on a display. 1; boom, 2; first boom, 3; second boom, 25; encoder (detection means), 101; traveling trolley, 104; operating lever, 110; indicator.
Claims (1)
面上の任意の位置へ作動せしめるブーム操作手段
と、 前記ブーム操作手段により前記ブーム手段の先
端部がトンネル断面内周面に沿つてならい操作さ
れた際、該ブーム手段の変位値をあらかじめ設定
した所定の座標系の値として検出する検出手段
と、 前記検出手段により検出された値に基づいて得
られるならい形状を表示する表示手段と、 を備えていることを特徴とするトンネル断面計測
装置。[Scope of Claims] 1. A traveling truck having a boom means; a boom operating means for operating the tip of the boom means to any position on the inner peripheral surface of the tunnel cross section; and a boom operating means for operating the boom means by the boom operating means. a detection means for detecting a displacement value of the boom means as a value in a predetermined coordinate system set in advance when the tip portion is operated along the inner circumferential surface of the tunnel cross section; A tunnel cross-section measuring device comprising: a display means for displaying a profiled shape obtained by the method; and a tunnel cross-section measuring device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4257585A JPS61202115A (en) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | Tunnel section measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4257585A JPS61202115A (en) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | Tunnel section measuring apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61202115A JPS61202115A (en) | 1986-09-06 |
JPH0410971B2 true JPH0410971B2 (en) | 1992-02-27 |
Family
ID=12639860
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4257585A Granted JPS61202115A (en) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | Tunnel section measuring apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61202115A (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11324560A (en) * | 1998-05-11 | 1999-11-26 | Shimizu Corp | System for measuring cross section of space in tunnel and tunneling method by use of this measuring system |
JP6420570B2 (en) * | 2014-06-03 | 2018-11-07 | 株式会社鴻池組 | Drilling navigation device |
JP6788990B2 (en) * | 2016-04-12 | 2020-11-25 | 大成建設株式会社 | Scraping management device |
JP7252850B2 (en) * | 2019-07-16 | 2023-04-05 | 鹿島建設株式会社 | Rock bolt construction device and rock bolt construction method |
-
1985
- 1985-03-06 JP JP4257585A patent/JPS61202115A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61202115A (en) | 1986-09-06 |
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