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公開番号2024087370
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-01
出願番号2022202165
出願日2022-12-19
発明の名称切羽穿孔機の遠隔制御システム
出願人株式会社フジタ
代理人個人
主分類E21D 9/00 20060101AFI20240624BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】山岳地のトンネル工事において、切羽穿孔機の削孔機を予め決められた位置に容易にかつ正確に移動させることができる切羽穿孔機の遠隔制御システムを提供する。
【解決手段】遠隔制御システム(300,400)は、切羽穿孔機(100)が配置されたトンネル(10)内の3次元距離を計測し3次元データを出力する3次元スキャナ(201)と、3次元データからトンネルの切羽および側面形状を抽出するトンネル形状抽出部と、3次元データから切羽穿孔機の位置情報を検出する位置検出部と、切羽穿孔機の動作を制御する遠隔制御装置(300)と、を有し、切羽穿孔機が削孔機(102)と、駆動/制動系と、遠隔制御装置による制御に従って切羽穿孔機を動作させる制御部と、を有し、遠隔制御装置が位置検出部により検出された切羽穿孔機の位置情報に従って切羽穿孔機を所定作業位置へ移動させ、所定作業位置において切羽穿孔機の削孔機によりトンネルの所望位置に削孔(13)を形成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
トンネルを掘削する切羽穿孔機を制御するための遠隔制御システムであって、
前記切羽穿孔機が配置されたトンネル内の３次元距離を計測し３次元データを出力する３次元スキャナと、
前記３次元データから前記トンネルの切羽および側面形状を抽出するトンネル形状抽出部と、
前記３次元データから前記切羽穿孔機の位置情報を検出する位置検出部と、
前記切羽穿孔機の動作を制御する遠隔制御装置と、
を有し、
前記切羽穿孔機が、位置および姿勢に変更可能な削孔機と、自走するための駆動／制動系と、前記遠隔制御装置による制御に従って前記切羽穿孔機を動作させる制御部と、を有し、
前記遠隔制御装置が、前記位置検出部により検出された前記切羽穿孔機の位置情報に従って前記切羽穿孔機を所定作業位置へ移動させ、前記所定作業位置において前記切羽穿孔機の前記削孔機により前記トンネルの所望位置に削孔を形成する、
ことを特徴とする遠隔制御システム。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記切羽穿孔機はアウトリガーをさらに有し、
前記遠隔制御装置が、前記所定作業位置において前記アウトリガーを駆動して前記切羽穿孔機の位置を固定することを特徴とする請求項１に記載の遠隔制御システム。
【請求項３】
前記遠隔制御装置は、予め用意された削孔パターンに従って前記切羽穿孔機の前記ブーム、前記ガイドシェルおよび前記削孔機を動作させ、前記トンネルの切羽削孔およびロックボルト削孔を形成する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の遠隔制御システム。
【請求項４】
前記切羽穿孔機が、多関節アクチュエータを用いて伸縮、旋回、起伏するブームと、前記ブームの先端部に支持され旋回、起伏、スライドするガイドシェルと、を有し、前記削孔機が前記ガイドシェルに搭載され、
前記遠隔制御装置が、前記所定作業位置において前記切羽穿孔機の前記ブーム、前記ガイドシェルおよび前記削孔機を制御し前記トンネルの所望位置に削孔を形成する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の遠隔制御システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、山岳地などのトンネル工事を行なう切羽穿孔機の遠隔制御システムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
山岳地のトンネル工事では切羽面に雷管と爆薬を装填するための装薬孔を削孔（穿孔）する必要がある。装薬孔を削孔するための自走式の大型削孔機はドリルジャンボとも呼ばれており、ドリルジャンボを用いた掘削工法が種々の提案がされている。
【０００３】
たとえば特許文献１に開示されたドリルジャンボは、装薬孔を削孔する機能に加えて、切羽面の近傍の周壁面にロックボルト挿通孔を削孔し、ロックボルト挿通孔にロックボルトを打設するロックボルト打設機能や、ロックボルト挿通孔にグラウトを充填するグラウト充填機能などを備えている。通常、このような装薬孔やロックボルト挿通孔の削孔、ロックボルトの打設、グラウトの充填は、ドリルジャンボの操縦席に着座した操作員が各種の操作レバーや操作ボタンを操作することによって行われている。
【０００４】
またドリルジャンボは、装薬孔やロックボルト挿通孔を予め決められたパターンに削孔するために、ドリルジャンボ自体とムーブに取り付けられた削孔機の正確な位置検出が必要である。この位置制御に関しても種々の提案がされてきた。
【０００５】
たとえば特許文献２には、ドリルジャンボの台車と削岩機とに座標測定可能な視準ターゲットを設置し、台車後方に視準ターゲットの座標を測定する測量機器を設けることで正確な削孔位置決めを行う制御方法が開示されている。
【０００６】
また特許文献３には、ドリルジャンボ上の架台にトータルステーションを設置し、トータルステーションがトンネル内に配置された反射ターゲットからのレーザビーム反射光を検知してドリルジャンボの位置姿勢を検出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２０－０９４４２２号公報
特開２００５－２２０６２７号公報
特開２００４－１３８４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、ドリルジャンボでは、装薬孔やロックボルト挿通孔を予め決められたパターンに削孔するために、まずドリルジャンボ自体を削孔作業ができる位置へ移動し、アウトリガーにより位置を固定した後、操作員のレバー操作等によりブームを移動させて削孔機を所定位置に移動させている。しかしながら、山岳地のトンネル工事に際しては、安全確保や作業環境の向上を図る観点から、トンネルの坑内で作業する現場作業員の数をなるべく削減することが望まれている。
【０００９】
また特許文献２では視準ターゲットを設置する必要があり、それらの位置検出からドリルジャンボの位置姿勢を計算する複雑な計算処理が必要である。同様に、特許文献３ではトンネル内に反射ターゲットを複数箇所に配置する必要があり、それらの位置検出からドリルジャンボの位置姿勢を計算する複雑な計算処理が必要である。このように特許文献２および３では、設備およびシステム構成だけでなく計算処理も複雑化する。
【００１０】
本発明は前記事情に鑑み案出されたもので、本発明の目的は、山岳地のトンネル工事において、切羽穿孔機の削孔機を予め決められた位置に容易にかつ正確に移動させることができる切羽穿孔機の遠隔制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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