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公開番号2025099749
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023216651
出願日2023-12-22
発明の名称トンネル掘削機の制御システム
出願人JIMテクノロジー株式会社
代理人弁理士法人青海国際特許事務所
主分類E21D 11/40 20060101AFI20250626BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】セグメントの組立作業の作業性および安全性を向上させる。
【解決手段】トンネル掘削機の制御システム200は、エレクタ装置19を備えるトンネル掘削機の制御システム200であって、投影装置230と、トンネル掘削機における特定箇所に対して、エレクタ装置19により把持されている設置対象セグメント20bの位置および姿勢の少なくとも一方を示す位置姿勢情報を投影装置230により投影する第1投影制御を実行する制御装置240と、を有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
エレクタ装置を備えるトンネル掘削機の制御システムであって、
投影装置と、
前記トンネル掘削機における特定箇所に対して、前記エレクタ装置により把持されている設置対象セグメントの位置および姿勢の少なくとも一方を示す位置姿勢情報を前記投影装置により投影する第１投影制御を実行する制御装置と、
を有する、
トンネル掘削機の制御システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記特定箇所は、前記設置対象セグメントの表面である、
請求項１に記載のトンネル掘削機の制御システム。
【請求項３】
前記特定箇所は、既設セグメントの表面である、
請求項１に記載のトンネル掘削機の制御システム。
【請求項４】
前記特定箇所は、前記エレクタ装置の表面である、
請求項１に記載のトンネル掘削機の制御システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１投影制御に加えて、前記特定箇所に対して、前記設置対象セグメントの位置および姿勢の少なくとも一方の調整方向を示す調整方向情報を前記投影装置により投影する第２投影制御を実行する、
請求項１～４のいずれか一項に記載のトンネル掘削機の制御システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記第１投影制御に加えて、前記特定箇所に対して、前記設置対象セグメントの設置目標位置を示す目標位置情報を前記投影装置により投影する第３投影制御を実行する、
請求項１～４のいずれか一項に記載のトンネル掘削機の制御システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記第１投影制御に加えて、前記特定箇所に対して、前記設置対象セグメントの位置および姿勢の少なくとも一方の調整が完了したか否かの判定結果を前記投影装置により投影する第４投影制御を実行する、
請求項１～４のいずれか一項に記載のトンネル掘削機の制御システム。
【請求項８】
前記制御装置は、前記第１投影制御に加えて、前記エレクタ装置の可動部に対して、光を前記投影装置により投影する第５投影制御を実行する、
請求項１～４のいずれか一項に記載のトンネル掘削機の制御システム。
【請求項９】
前記制御装置は、前記第５投影制御において、前記可動部に対して、前記可動部の駆動方向を示す駆動方向情報を表す前記光を前記投影装置により投影する、
請求項８に記載のトンネル掘削機の制御システム。
【請求項１０】
レーザー照射装置をさらに備え、
前記制御装置は、レーザーを前記設置対象セグメントと既設セグメントとに跨るように前記レーザー照射装置により照射する照射制御を実行し、前記照射制御における前記レーザーの照射結果に基づいて前記位置姿勢情報を取得する、
請求項１～４のいずれか一項に記載のトンネル掘削機の制御システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル掘削機の制御システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、トンネル掘削機は、カッタヘッドを回転させ、カッタヘッドの前面に装着された複数のカッタビットが前方の地山を掘削し切羽を形成することにより、トンネルを掘削する。カッタヘッドは筒状の掘削機本体の前端に取り付けられており、掘削機本体が前方に推進されることによって、トンネルが掘削される。この掘削に伴う掘削機本体の前進に対して、掘削機本体内部の後方部分において、トンネルの構造部材であるセグメントが、既設のセグメントの前端に継ぎ足され、トンネルが構築される。
【０００３】
セグメントの組立作業は、例えば、特許文献１に開示されているように、掘削機本体の内部に設置されたエレクタ装置によって行われる。セグメントは、エレクタ装置の把持部によって把持され、既設セグメントに対して組付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平２－１１２５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、セグメントの組立作業は、エレクタ装置の把持部により把持されている設置対象セグメントを既設セグメントに組み付けることによって行われる。ここで、セグメントの組立作業は、一般に、設置対象セグメントの近傍において、複数の作業者によって行われる。
【０００６】
具体的には、エレクタ装置を操作する作業者と、設置対象セグメントの位置や姿勢を計測する作業者とによって、セグメントの組立作業が行われる。エレクタ装置を操作する作業者は、設置対象セグメントの近傍で、設置対象セグメントを目視しながら、リモートコントローラを用いてエレクタ装置を操作する。これにおいて、操作する作業者は、操作者としてエレクタ装置の動作を監視する必要があり、設置対象セグメントを目視できる状況が限定されることや、リモートコントローラを手にしているので計測作業に手が出せない状況にある。また、設置対象セグメントの位置や姿勢を計測する作業者は、設置対象セグメントの近傍で、物差し等を用いて、既設セグメントに対する設置対象セグメントの相対的な位置や姿勢を計測する。これにおいて、計測する作業者は、操作する作業者が対応できない、物差し等を用いて位置や姿勢の関係を具体的に把握し操作者に伝える。なお、この位置や姿勢の関係は、設置対象セグメントの角部などセグメント中心から離れた位置のほうが精度よく把握できるので、計測は角部などが対象となる。そして、この角部などの計測を行うことに対しては、大口径の工事になるとセグメントが大きくなるため、操作する作業者からは遠くなるため、操作者が計測することはより困難になり、かつ、（遠くなることで）操作者からの目視での確認もできないことから、計測する作業者で行う必要がある。このように、現状では、セグメントの組立作業は、複数の作業者による安全を期した連携作業により慎重に進められる。よって、セグメントの組立作業の作業性および安全性を向上させることが望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は、このような課題に鑑み、セグメントの組立作業の作業性および安全性を向上させることが可能なトンネル掘削機の制御システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のトンネル掘削機の制御システムは、エレクタ装置を備えるトンネル掘削機の制御システムであって、投影装置と、トンネル掘削機における特定箇所に対して、エレクタ装置により把持されている設置対象セグメントの位置および姿勢の少なくとも一方を示す位置姿勢情報を投影装置により投影する第１投影制御を実行する制御装置と、を有する。
【０００９】
特定箇所は、設置対象セグメントの表面であってもよい。
【００１０】
特定箇所は、既設セグメントの表面であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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