線及中心位置、前胴部的中心位置計算的表示行進方向的曲線前進。
[0045]由此，例如，在沿著預(yù)先設(shè)定的所期望的曲線自動運行中由于巖層質(zhì)地等的變化造成前胴部的行進方向從規(guī)定的行進方向偏離的情況下，僅通過操作人員的手動操作(例如，按下方向鍵以向右方前進等)輸入行進方向，就能夠?qū)Φ侥繕宋恢脼橹沟那半夭康淖藨B(tài)進行控制，沿著平滑的曲線進行挖掘。
[0046]其結(jié)果是，尤其是在實施沿著曲率半徑R小的曲線的挖掘時，即使是搭載了基于操作人員的直覺難以操作的平行連桿機構(gòu)的隧道掘進裝置，也能夠通過操作人員的簡單的操作輸入，實施沿著所期望的曲線的挖掘。
[0047]第八發(fā)明的隧道掘進裝置的控制方法是具備后胴部、具有刀盤且能夠使相對位置移動地相對于后胴部連結(jié)的前胴部的隧道掘進裝置的控制方法，具備以下步驟。指示相對于后胴部的位置的前胴部的位置的步驟。對前胴部的中心線與后胴部的中心線的交點即中折點的位置進行計算的步驟。生成平滑地連結(jié)前胴部的位置、中折點的位置、后胴部的位置這3點的曲線的步驟。使前胴部相對于后胴部沿著曲線地移動的步驟。
[0048]在這里，在通過使前胴部相對于后胴部前進而進行隧道的挖掘的隧道掘進裝置中，使前胴部沿著根據(jù)后胴部的中心點、通過計算求出的中折點、前胴部的中心點各自的位置生成的曲線前進。
[0049]在這里，在本隧道掘進裝置的控制方法中，在前胴部與后胴部之間設(shè)有假想的中折點。中折點的位置能夠基于操作人員的操作輸入的內(nèi)容、后胴部的中心線及中心位置、前胴部的中心位置通過計算求出，從而能夠向與該操作輸入的內(nèi)容對應(yīng)的方向進行挖掘。此夕卜，后胴部的中心線及中心位置能夠以當前位置為基準而得到。此外，前胴部的中心位置例如能夠利用后胴部的當前位置、以及連接前胴部與后胴部的推進千斤頂?shù)男谐塘康韧ㄟ^計算求出。
[0050]由此，例如，在沿著預(yù)先設(shè)定所期望的曲線自動運行中由于巖層質(zhì)地等的變化造成前胴部的行進方向從規(guī)定的行進方向偏離的情況下，僅通過操作人員的手動操作(例如，按下方向鍵以向右方前進等)輸入行進方向，就能夠?qū)Φ侥繕宋恢脼橹沟那半夭康淖藨B(tài)進行控制，沿著平滑的曲線進行挖掘。
[0051]其結(jié)果是，尤其是在實施沿著曲率半徑R小的曲線的挖掘時，即使是搭載了基于操作人員的直覺難以操作的平行連桿機構(gòu)的隧道掘進裝置，也能夠通過操作人員的簡單的操作輸入，實施沿著所期望的曲線的挖掘。
[0052](發(fā)明的效果)
[0053]根據(jù)本發(fā)明的隧道掘進裝置，即使在通過手動操作來進行隧道挖掘的情況下，也能夠通過簡單的操作實施包括曲線部分的挖掘。
【附圖說明】
[0054]圖1是表示本發(fā)明一實施方式的隧道掘進裝置的結(jié)構(gòu)的整體圖。
[0055]圖2是表示使用圖1的掘進機來進行隧道挖掘的狀態(tài)的剖視圖。
[0056]圖3是圖1的掘進機的控制模塊圖。
[0057]圖4是表示在圖1的掘進機的控制時所使用的曲線的說明圖。
[0058]圖5是表示對圖1的掘進機進行操作輸入的顯示器的顯示畫面的圖。
[0059]圖6是表示利用圖1的掘進機進行隧道挖掘時通過手動進行的挖掘控制的流程的流程圖。
[0060]圖7是表示使用圖1的隧道掘進裝置的坑道挖掘的順序的圖。
【具體實施方式】
[0061]以下，使用圖1?圖7對本發(fā)明一實施方式的隧道掘進裝置及其控制方法進行說明。
[0062]需要說明的是，在本實施方式中出現(xiàn)的掘進機(隧道掘進裝置)10(圖1等)是在坑道挖掘(參照圖7)中所使用的掘進裝置，在TBM(隧道掘進機)中，被稱為所謂的撐靴式TBM、硬巖TBM。并且，在本實施方式中，利用掘進機10所挖掘的隧道(第一隧道Tl)是斷面為大致圓形的隧道(第一隧道Tl(參照圖2))。需要說明的是，利用本實施方式的掘進機10所挖掘的隧道的斷面形狀不限于圓形，也可以是橢圓形、多圓形、馬蹄形等。
[0063](掘進機1的結(jié)構(gòu))
[0064]在本實施方式中，使用圖1所示的掘進機10，進行第一隧道Tl(參照圖2等)的挖掘。需要說明的是，在本實施方式中說明的掘進機10是具備在利用撐靴13a支撐后方的狀態(tài)下使刀盤12旋轉(zhuǎn)而進行挖掘的普通結(jié)構(gòu)的掘進機。
[0065]掘進機10是一邊挖掘巖層等，一邊前進，從而進行第一隧道Tl的挖掘工事的裝置，如圖1所示，具備前胴部11、刀盤12、后胴部13、平行連桿機構(gòu)14及帶式運輸機15。
[0066]如圖1所示，前胴部11配置在刀盤12與平行連桿機構(gòu)14之間，與在挖掘側(cè)前端設(shè)置的刀盤12—起構(gòu)成掘進機10的前部。并且，前胴部11利用后述平行連桿機構(gòu)14所包含的多個推進千斤頂14a?14f，使其相對于后胴部13的位置、姿態(tài)發(fā)生變化。并且，如圖2所示，前胴部11具有從其外周面突出而推壓隧道Tl的側(cè)壁Tla的撐靴11a。由此，例如在使掘進機10后退時等，一邊在隧道Tl內(nèi)支撐前胴部11，一邊使平行連桿機構(gòu)14向伸長方向驅(qū)動，從而能夠使后胴部13后退。
[0067]如圖1所示，刀盤12配置在掘進機10的前端側(cè)，通過以大致圓形的隧道的中心軸為旋轉(zhuǎn)中心進行旋轉(zhuǎn)，利用在前端側(cè)表面設(shè)置的多個盤形刀具12a對巖層等進行挖掘。并且，刀盤12將利用盤形刀具12a切碎的巖層、巖石等從在表面上形成的開口部(未圖示)取入到內(nèi)部。
[0068]如圖1所示，后胴部13配置在掘進機10的后側(cè)，構(gòu)成掘進機10的后部。在后胴部13的寬度方向的兩側(cè)部配設(shè)有撐靴13a。并且，后胴部13和前胴部11利用平行連桿機構(gòu)14連結(jié)。
[0069]如圖2所示，撐靴13a通過從后胴部13的外周面朝向徑向外側(cè)突出，推壓挖掘中的第一隧道Tl的側(cè)壁Tla。由此，能夠在第一隧道Tl內(nèi)支撐掘進機10。
[0070]如圖1所示，平行連桿機構(gòu)14配置在掘進機10的前后方向上的中段，構(gòu)成掘進機10的中胴部。并且，平行連桿機構(gòu)14具有作為油壓致動機構(gòu)的6個推進千斤頂14a?Hf。因此，通過在前胴部11與后胴部13之間使各個推進千斤頂14a?14f伸縮，一邊使前胴部11相對于后胴部13的姿態(tài)(方向)成為所期望的方向，一邊利用刀盤12對第一隧道Tl進行挖掘。
[0071]6個推進千斤頂14a?14f作為連桿在前胴部11與后胴部13之間并列配置，將前胴部11與后胴部13連結(jié)起來。而且，6個推進千斤頂14a?14f的活塞桿側(cè)、缸筒側(cè)沿著前胴部11和后胴部13彼此相對的面上的外周部分配置。并且，通過使推進千斤頂14a?14f伸縮，使前胴部11相對于后胴部13前進或者使后胴部13相對于前胴部11后退，從而能夠使掘進機10一點點地前進、后退。
[0072]在本實施方式，具備包括多個推進千斤頂14a?14f的平行連桿機構(gòu)14的掘進機10中，各推進千斤頂14a?14f的行程操作和實際的前胴部11的姿態(tài)間的關(guān)系有時與操作人員的直覺不同，因此難以操作。尤其是通過手動操作對曲率半徑R小的曲線部進行挖掘的作業(yè)的困難性非常高。
[0073]在本實施方式中，在這樣的困難性高的包括急曲線部的挖掘作業(yè)時，通過執(zhí)行有效的控制，只通過簡單的輸入操作就能夠容易地實施所期望的曲線部的挖掘，后面將對用于實現(xiàn)這樣的挖掘的掘進機1的控制方法進行詳細說明。
[0074]帶式運輸機15設(shè)置在前胴部11與后胴部13之間，將利用刀盤12挖掘的巖層、砂土等從前胴部11向后胴部13搬運。
[0075]此外，在該帶式運輸機15的附近，具有成為掘進機10在前后方向上的彎曲點的假想的中折點Px(參照圖4)。因此，在掘進機10沿著所期望的曲線掘進時，對推進千斤頂14a?Hf的行程量進行調(diào)整，通過使前胴部11以該假想的中折點Px為彎曲點相對于后胴部13傾斜，使向直線前進方向之外的方向的挖掘也成為可能。
[0076]利用以上的結(jié)構(gòu)，掘進機10使撐靴13a壓接在第一隧道Tl的側(cè)壁Tla，由此，以不移動地被保持在第一隧道Tl內(nèi)的狀態(tài)，通過一邊使前端側(cè)的刀盤12旋轉(zhuǎn)，一邊使平行連桿機構(gòu)14的推進千斤頂14a?14f伸長而推壓刀盤12，從而對巖層等進行挖掘而前進。此時，在掘進機10中，使用帶式運輸機等將切碎的巖石等向后方搬運。這樣，掘進機10能夠在第一隧道Tl(參照圖2)掘進。
[0077](掘進機10的控制模塊)
[0078]如圖3所示，本實施方式的掘進機10在內(nèi)部具有控制模塊，該控制模塊包括輸入部21、后胴姿態(tài)讀入部22、中折點位置計算部23、前胴姿態(tài)計算部24、掘進曲線計算部25以及千斤頂控制部26。
[0079]輸入部21經(jīng)由后述觸摸面板式的顯示器顯示畫面50(參照圖5)接收來自操作人員的操作輸入。具體地說，在對前胴部11的掘進(前進)的方向進行手動操作時，接收方向輸入部52的各種鍵52a?52d(參照圖5)等的操作。
[0080]后胴姿態(tài)讀入部22根據(jù)后胴部13的當前位置(撐靴13a的位置等)求出其中心位置Pl及中心線Cl(方向)(參照圖4)。需要說明的是，對于后胴部13的中心位置P1、中心線Cl，例如，能夠通過每天一次從外部使用3點棱鏡(未圖示)測量而求出。
[0081]中折點位置計算部23基于在后胴姿態(tài)讀入部22求出的后胴部13的中心位置P1、中心線Cl的位置信息以及與前胴部11應(yīng)前進到的目標位置相關(guān)的信息，通過計算來求出假想的中折點Px(參照圖4)的位置。
[0082]前胴姿態(tài)計算部24基于在后胴姿態(tài)讀入部22中求出的后胴部13的中心位置P1、中心線Cl的位置信息和各推進千斤頂14a?14f的行程量，對前胴部11相對于后胴部13的中心位置P2、姿態(tài)(中心線C2)進行計算。更具體地說，如圖3所示，前胴姿態(tài)計算部24與在推進千斤頂14a?14f上分別安裝的行程傳感器16a?16f連接，獲得各推進千斤頂14a?14f的行程量。由此，前胴姿態(tài)計算部24能夠獲得在對前胴部11的位置、姿態(tài)進行計算時所需的、與各推進千斤頂14a?14f的行程量有關(guān)的