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APPARATUS FOR MEASURING TIP POSITION OF HORIZONTAL DIRECTION EXCAVATION

Patent code P07A011172
File No. /NO33492
Posted date Nov 2, 2007
Application number P2004-352129
Publication number P2006-162358A
Patent number P4536500
Date of filing Dec 6, 2004
Date of publication of application Jun 22, 2006
Date of registration Jun 25, 2010
Inventor
  • (In Japanese)佐々木 君章
  • (In Japanese)鴨下 庄吾
  • (In Japanese)朝比奈 峰之
  • (In Japanese)渡邉 元
Applicant
  • (In Japanese)公益財団法人鉄道総合技術研究所
  • (In Japanese)株式会社ジェイアール総研情報システム
Title APPARATUS FOR MEASURING TIP POSITION OF HORIZONTAL DIRECTION EXCAVATION
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a horizontal excavation tip position measuring apparatus capable of accurately measuring the position of the tip of underground horizontal excavation, in excavation of a horizontal system having a relatively small diameter.
SOLUTION: The horizontal excavation tip position measuring apparatus is provided with a target unit 3; a link 4 supported at the target unit 3 via a link support mechanism and having a prescribed link length; a measuring device comprising a measuring unit 5, supported at the rear end of the link 4 via the link support mechanism; and an elastically deformable sleeve pipe in which the target unit 3, the link 4, and the measuring unit 5 are built and which is to be mounted on the rear end of the excavator 1. Every time the amount of excavation by the excavator 1 reaches the link length, the measuring unit 5 converts the angle of the link 3, extending between two points at the center of the sleeve pipe 2, into coordinates with the bearing angles as the reference and the direction of the gravitational acceleration and determines the position of each point of the sleeve pipe.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


従来の水平系掘削における位置測定法には、ターゲットが発する電磁波を用いる方法や、レーザ光等の光学的手段を用いてターゲットとの相対角度を測り、位置を算出する方法がある(下記特許文献1,2)。
また、推進装置内に搭載したジャイロから得られる角度データ、推進装置の傾きを検知する傾斜計からの角度データ及び推進装置の推進距離を計測する距離計からの距離データを用いて装置の水平位置を演算する際、装置内に設置された位置計測用ターゲット板を用いて推進中の装置の水平変位を測量し、その測量データ及び同時に得られるジャイロの回転角データを用いて、推進装置の推進基線に対する初期角度を演算するようにした地中推進装置の初期角度検知方法及び位置連続検知方法が提案されている(下記特許文献3)。
【特許文献1】
特開平11-023271号公報
【特許文献2】
特開2002-48543号公報
【特許文献3】
特開平11-107679号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、管推進工事などの水平系の掘削において、その掘削先端位置を正確に把握するための水平方向掘削先端位置の測定システムに関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ターゲットユニット、該ターゲットユニットに設けられるリンク支持機構を介して支持され、所定リンク長を有するリンク、該リンクの後端に接続されるリンク支持機構を有する計測ユニットよりなり、長さ方向をX軸、幅方向をY軸、高さ方向をZ軸とする測定装置と、前記ターゲットユニット、前記リンク及び前記計測ユニットを内蔵し、掘削機の後端に取り付けられる弾性変形可能なスリーブ管とを備え、前記掘削機による掘削の進行量がリンク長さとなる毎に前記スリーブ管中心の2点に渡した前記リンクの角度を、前記計測ユニットにより、方位角、重力加速度方向を基準とする座標に変換し、前記方位角の測定に基づいて前記ターゲットユニットの位置を求めることを特徴とする水平方向掘削先端位置の測定システム。

【請求項2】
 
請求項1記載の水平方向掘削先端位置の測定システムにおいて、前記スリーブ管は掘削中の前記掘削機の進路変更に伴って弾性変形し、前記計測ユニットの位置と前記リンクの相対角度に基づいて前記ターゲットユニットの位置を求めることを特徴とする水平方向掘削先端位置の測定システム。

【請求項3】
 
請求項1記載の水平方向掘削先端位置の測定システムにおいて、前記計測ユニットは、水平保持台上に傾斜センサーとジャイロコンパスを配置し、前記リンクの角度を重力加速度と地球自転軸を基準として求めて、前記ターゲットユニットの位置を測定することを特徴とする水平方向掘削先端位置の測定システム。

【請求項4】
 
請求項3記載の水平方向掘削先端位置の測定システムにおいて、前記計測ユニットは、前記水平保持台に対して前記リンクが前記Z,Y軸回りに回転できるようにリンク支持機構を設け、該リンク支持機構に高分解能のロータリーエンコーダを設け、各Z,Y軸回りのリンク回転角を測定することを特徴とする水平方向掘削先端位置の測定システム。

【請求項5】
 
請求項3記載の水平方向掘削先端位置の測定システムにおいて、前記計測ユニットは、2個の傾斜センサーを前記X,Y軸方向に感度軸を向けてセットしておき、前記水平保持台が自動的に水平を保つようにすることを特徴とする水平方向掘削先端位置の測定システム。

【請求項6】
 
請求項1記載の水平方向掘削先端位置の測定システムにおいて、前記ターゲットユニットは前記リンクを接続し、前記計測ユニットから一定間隔離れた場所の前記スリーブ管中心にリンク支持点を保持することを特徴とする水平方向掘削先端位置の測定システム。

【請求項7】
 
請求項1記載の水平方向掘削先端位置の測定システムにおいて、前記ターゲットユニットは前記Z,Y軸回りの回転を許すように前記リンク支持機構を備えており、各軸回りに高分解能のロータリーエンコーダを備えて前記ターゲットユニットに対する前記リンクの傾斜角を測定することを特徴とする水平方向掘削先端位置の測定システム。

【請求項8】
 
請求項1記載の水平方向掘削先端位置の測定システムにおいて、前記計測ユニットの位置と方向が、前記測定装置が前記リンクの長さと同じ距離移動する前の前記ターゲットユニットの位置及び方向と一致するとみなすことによって前記方位角の検出回数を削減可能にすることを特徴とする水平方向掘削先端位置の測定システム。

【請求項9】
 
請求項1記載の水平方向掘削先端位置の測定システムにおいて、前記計測ユニットは、基台上に傾斜センサーとジャイロコンパスを配置し、計測地点の緯度を参照する補正方法により、前記ターゲットユニットの位置を測定することを特徴とする水平方向掘削先端位置の測定システム。

【請求項10】
 
請求項9記載の水平方向掘削先端位置の測定システムにおいて、前記計測ユニットは、前記基台に対して前記リンクが前記Z,Y軸回りに回転できるようにリンク支持機構を設け、該リンク支持機構に高分解能のロータリーエンコーダを設け、各Z,Y軸回りのリンク回転角を測定することを特徴とする水平方向掘削先端位置の測定システム。

【請求項11】
 
請求項9記載の水平方向掘削先端位置の測定システムにおいて、前記ターゲットユニットは前記リンクを接続し、前記計測ユニットから一定間隔離れた場所の前記スリーブ管中心にリンク支持点を保持することを特徴とする水平方向掘削先端位置の測定システム。

【請求項12】
 
請求項9記載の水平方向掘削先端位置の測定システムにおいて、前記ターゲットユニットは前記Z,Y軸回りの回転を許すように前記リンク支持機構を備えており、各Z,Y軸回りに高分解能のロータリーエンコーダを備えて前記ターゲットユニットに対する前記リンクの傾斜角を測定することを特徴とする水平方向掘削先端位置の測定システム。

【請求項13】
 
請求項9記載の水平方向掘削先端位置の測定システムにおいて、前記計測ユニットの位置が、前記測定装置が前記リンクの長さと同じ距離移動する前の前記ターゲットユニットの位置と一致するとみなすことによって、前記方位角の検出回数を削減可能にすることを特徴とする水平方向掘削先端位置の測定システム。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2004352129thum.jpg
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