(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削現場に光学式の追尾計測装置を設置するとともに、掘削機本体に追尾用ターゲットを搭載し、前記追尾計測装置により追尾用ターゲットの位置を検出して、掘削機本体の位置や姿勢を計測する自動追尾計測システムに於いて、
前記追尾計測装置に視準方向を照射する可視レーザ光の発射部を設け、前記追尾計測装置が追尾用ターゲットを視準できずに自動追尾不能となったときは、
前記追尾計測装置の視準方向を可視レーザ光によって判別し、ハンディターゲットにて該可視レーザ光を一旦受け、更に、該可視レーザ光をハンディターゲットから追尾用ターゲットへ盛換えて、該可視レーザ光が追尾用ターゲットを照射するように前記追尾計測装置の視準方向を修正することを特徴とする自動追尾計測システムの追尾復帰方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動追尾計測システムの追尾復帰方法に関するものであり、特に、掘削現場で掘削機本体の位置や姿勢を計測するために設置される自動追尾計測システムの追尾復帰方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネルを初めとする掘削現場に於いて、所定位置に光学式の追尾計測装置を設置するとともに、掘削機本体に追尾用ターゲットを搭載し、前記追尾計測装置によって追尾用ターゲットの位置を検出することにより、掘削機本体の位置や姿勢を計測する自動追尾計測システムが知られている。前記追尾計測装置には追尾装置と光波距離計が備えられており、追尾用ターゲットから発射される光を追尾装置で受けて自動追尾するとともに、光波距離計により追尾計測装置と追尾用ターゲットとの距離を演算する。
【０００３】
ここで、前記追尾計測装置は掘削現場を見通せるように、トンネル天井部等の高所に据え付けられていることが多いが、該追尾計測装置と掘削機本体との間に他の作業機械が侵入して追尾用ターゲットからの光が遮断されたときや、何らかの理由で追尾計測装置が追尾用ターゲットを視準できないときは、該追尾計測装置が追尾用ターゲットの位置を自動追尾できなくなることがある。
【０００４】
斯かる場合、高所作業車を使用して技術者が追尾計測装置の鏡筒を覗き、該追尾計測装置が追尾用ターゲットを視準するように手動にて追尾計測装置の向きを修正し、追尾計測装置が自動追尾できるように復帰させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、追尾計測装置及び追尾用ターゲットから発射される光は不可視光線であるため、追尾計測装置の視準方向が追尾用ターゲットから外れたことが直ちに分からず、自動追尾不能の原因究明に時間が掛かっていた。また、高所作業車を使用して追尾計測装置の向きを修正するのは、作業が面倒であり且つ危険をともなっていた。
【０００６】
そこで、自動追尾計測システムの追尾計測装置が追尾用ターゲットを視準できずに自動追尾不能になったとき、追尾計測装置の視準方向を簡単に判別して自動追尾を復帰させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、掘削現場に光学式の追尾計測装置を設置するとともに、掘削機本体に追尾用ターゲットを搭載し、前記追尾計測装置により追尾用ターゲットの位置を検出して、掘削機本体の位置や姿勢を計測する自動追尾計測システムに於いて、
前記追尾計測装置に視準方向を照射する可視レーザ光の発射部を設け、前記追尾計測装置が追尾用ターゲットを視準できずに自動追尾不能となったときは、
前記追尾計測装置の視準方向を可視レーザ光によって判別し、ハンディターゲットにて該可視レーザ光を一旦受け、更に、該可視レーザ光をハンディターゲットから追尾用ターゲットへ盛換えて、該可視レーザ光が追尾用ターゲットを照射するように前記追尾計測装置の視準方向を修正する自動追尾計測システムの追尾復帰方法を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１及び図２に於いて符号１０は自由断面掘削機を示し、掘削機本体１１の下部に左右のクローラ１２ａ，１２ｂが装着され、該クローラ１２ａ，１２ｂを駆動することにより自由断面掘削機１０が自走できる。前記掘削機本体１１の前部に水平方向へ回動可能な旋回部１３を設け、この旋回部１３の前方部に伸縮式の掘削ブーム１４を装着してあり、該掘削ブーム１４の先端部に切削ドラム１５が取り付けられている。
【０００９】
該掘削ブーム１４はブームシリンダ１６にて上下へ俯仰可能であり、且つ、伸縮シリンダ１７にて前後へ伸縮可能であるため、前記旋回部１３を左右へ回動することにより、掘削機本体１１前方の所定範囲内に於いて前記切削ドラム１５を任意の座標へ移動することができる。
【００１０】
一方、前記掘削機本体１１の前下部に集土装置２０を上下動可能に設け、切削ドラム１５で掘削したずりを該集土装置２０によって掻き寄せる。掻き寄せられたずりは、フィーダ２１により掘削機本体１１の後方へ送られ、ベルトコンベヤ２２にてダンプトラックや他の搬送手段へ積載される。また、前記掘削機本体１１の後部に左右のアウトリガー２３ａ，２３ｂを装着し、夫々のアウトリガー２３ａ，２３ｂを左右独立して上下動できるように形成する。
【００１１】
更に、前記掘削機本体１１の架台２８に左右一対の追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂを後方（図１にて左方向）に向けて搭載してあり、夫々の追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂには反射プリズムと発光素子が設けられている。
【００１２】
ここで、光学式自動追尾計測システムについて説明すれば、トンネル内後方の天井部に架台４０ａ，４０ｂを垂設し、夫々の架台４０ａ，４０ｂに２台の追尾計測装置３１ａ，３１ｂを設置してある。該追尾計測装置３１ａ，３１ｂには追尾装置と光波距離計が備えられており、追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂの発光素子から発射される光を該追尾計測装置３１ａ，３１ｂの追尾装置で受光し、受光像と光軸のずれを検知してサーボモータを駆動し、追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂを自動追尾する。また、該追尾計測装置３１ａ，３１ｂの光波距離計から発射される光が追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂの反射プリズムで反射され、該反射光を光波距離計で受光することにより、追尾計測装置３１ａ，３１ｂと追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂとの距離を測定する。
【００１３】
このように、２台の追尾計測装置３１ａ，３１ｂによって追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂの３次元位置を検出して連続的に自動追尾し、掘削機本体１１のヨーイング角を検出するとともに、掘削機本体１１に搭載した２軸の傾斜計（図示せず）によりピッチング角とローリング角を検出すれば、掘削機本体１１の位置及び姿勢を連続的に検出できる。また、切削ドラム１５の位置は、旋回部１３の旋回角並びに掘削ブーム１４の俯仰角と伸縮量を夫々ポテンショメータや回転センサ等の検出器で検出し、前述の掘削機本体１１の位置及び姿勢に基づいてＮＣ制御装置により演算される。
【００１４】
更に、前記追尾計測装置３１ａ，３１ｂの上部に視準方向を照射する可視レーザ光の発射部３２ａ，３２ｂを設けるとともに、追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂの上部に可視レーザ光の受光部３３ａ，３３ｂを設けてある。前記追尾計測装置３１ａ，３１ｂが追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂを視準しているときは、夫々の発射部３２ａ，３２ｂから発射される可視レーザ光は前記受光部３３ａ，３３ｂにて受光される。
【００１５】
ここで、前記追尾計測装置３１ａ，３１ｂと掘削機本体１１の追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂとの間に他の作業機械が侵入して、追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂの発光素子から発射される光が遮断されたときや、何らかの理由で追尾計測装置３１ａ，３１ｂが追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂを視準できないときは、該追尾計測装置３１ａ，３１ｂが追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂの位置を自動追尾できなくなり、該追尾計測装置３１ａ，３１ｂの視準方向が追尾用ターゲットから外れる。
【００１６】
従って、図３の破線で示すように、追尾計測装置３１ａ，３１ｂの発射部３２ａ，３２ｂから発射される可視レーザ光が、追尾用ターゲットの受光部３３ａ，３３ｂから外れた位置を照射するため、前記追尾計測装置３１ａ，３１ｂが追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂを視準できなくなったことを、作業者の肉眼にて判別できる。
【００１７】
然るときは、作業者がリモートコントローラ３５によって前記追尾計測装置３１ａ，３１ｂのサーボモータを遠隔操作し、同図の二点鎖線で示すように、前記発射部３２ａ，３２ｂから発射される可視レーザ光が追尾用ターゲットの受光部３３ａ，３３ｂを照射するように、追尾計測装置３１ａ，３１ｂの視準方向を修正する。
【００１８】
斯くして、前記発射部３２ａ，３２ｂから発射される可視レーザ光が、追尾用ターゲットの受光部３３ａ，３３ｂを照射し、追尾計測装置３１ａ，３１ｂが追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂの位置を再び追尾するようになって、当該自動追尾計測システムの自動追尾を復帰させることができる。
【００１９】
或いは、図４に示すように、前記追尾計測装置３１ａ，３１ｂが追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂを視準できなくなったことを肉眼で判別したときに、前記発射部３２ａ，３２ｂから発射される可視レーザ光を、一旦作業者が持っている携帯用のハンディターゲット３６で受ける。該ハンディターゲット３６で反射した可視レーザ光が前記追尾計測装置３１ａ，３１ｂの追尾装置で受光されると、サーボモータの駆動により該追尾計測装置３１ａ，３１ｂの視準方向がハンディターゲット３６の位置に修正される。
【００２０】
そして、前記可視レーザ光を受けながらハンディターゲット３６を移動すれば、前記追尾計測装置３１ａ，３１ｂはハンディターゲット３６の位置を自動追尾する。更に、作業者が掘削機本体１１の架台２８へ上って、ハンディターゲット３６で受けている可視レーザ光を追尾用ターゲットの受光部３３ａ，３３ｂへ盛換えれば、前記発射部３２ａ，３２ｂから発射される可視レーザ光が、追尾用ターゲットの受光部３３ａ，３３ｂを照射する。斯くして、追尾計測装置３１ａ，３１ｂが追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂの位置を再び追尾するようになり、当該自動追尾計測システムの自動追尾を復帰させることができる。
【００２１】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、掘削現場に光学式の追尾計測装置を設置するとともに、掘削機本体に追尾用ターゲットを搭載し、前記追尾計測装置により追尾用ターゲットの位置を検出して、掘削機本体の位置や姿勢を計測する自動追尾計測システムに於いて、追尾計測装置に視準方向を照射する可視レーザ光の発射部を設けてあるので、追尾計測装置が追尾用ターゲットを視準不能になったことを肉眼で判別することができる。然るときは、ハンディターゲットで該可視レーザ光を一旦受けた後に追尾用ターゲットへ盛換える。斯くして、該可視レーザ光が追尾用ターゲットを照射するように前記追尾計測装置の視準方向が修正され、前記追尾計測装置が追尾用ターゲットの位置を再び追尾するようになって、自動追尾計測装置システムの自動追尾を復帰させることができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施の形態を示すものである。
【図１】自由断面掘削機及び自動追尾計測システムの構成を示す側面図。
【図２】切羽面側から見た自由断面掘削機及び自動追尾計測システムの正面図。
【図３】追尾計測装置の可視レーザ光を追尾用ターゲットへ復帰させる一例を示す側面図。
【図４】追尾計測装置の可視レーザ光を追尾用ターゲットへ復帰させる他の一例を示す側面図。
【符号の説明】
１０        自由断面掘削機
１１        掘削機本体
３０ａ，３０ｂ    追尾用ターゲット
３１ａ，３１ｂ    追尾計測装置
３２ａ，３２ｂ    発射部
３３ａ，３３ｂ    受光部
３５        リモートコントローラ
３６        ハンディターゲット
【図１】
0004208336.tif 000002
【図２】
0004208336.tif 000003
【図３】
0004208336.tif 000004
【図４】
0004208336.tif 000005