盾尾空隙测量装置、盾构掘进机以及盾尾空隙测量方法制造方法及图纸

该盾尾空隙测量装置具备：测量部，其包含非接触式的距离传感器、转动机构、以及转动检测部；以及控制部，其基于距离传感器的多个转动位置的测量结果中的扇形段的内表面上的多个点的测量结果及罩面板的内表面上的多个点的测量结果、和扇形段的厚度而计算出盾尾空隙。

【技术实现步骤摘要】
盾尾空隙测量装置、盾构掘进机以及盾尾空隙测量方法
本专利技术涉及一种盾尾空隙测量装置、盾构掘进机以及盾尾空隙测量方法，尤其涉及一种以非接触的方式测量盾尾空隙的技术。
技术介绍
当前公知有一种技术，在利用盾构掘进机进行隧道掘进时，以非接触的方式测量盾尾空隙。这样的技术在例如日本专利第2651346号公报中公开。盾尾空隙表示构成盾构掘进机的机身部的圆筒状的罩面板(日语：スキンプレート)与在罩面板的内周侧组装成环状的扇形段(衬砌体)之间的间隙(罩面板的内表面与扇形段的外表面之间的距离)。罩面板与扇形段之间的区域利用设置于罩面板的盾尾密封(密封部件)来防止土石从外部侵入等，在隧道掘进时，为了抑制盾尾密封的损耗以及确保密封性能，需要定期地确认盾尾空隙维持在容许范围内。作为盾尾空隙的测量方法，在上述日本专利第2651346号公报中，在与被测量扇形段的前端面对置的测量点(设定为P)，设置有通过枢轴支承轴被旋转自如地枢轴支承的激光测距仪、和测量转动角度的检测单元。而且，在上述日本专利第2651346号公报中，利用激光测距仪求出从测量点(P)到被测量扇形段的前端面的外周端缘的一点(设定为R)的距离(设定为L)，并求出外周端缘的一点(R)的从基准方向起的偏角(设定为θ)，并根据距离(L)和偏角(θ)而计算出被测量扇形段的前端面上的从基准方向起到外周端缘的一点(R)的距离(设定为t2)，并作为从罩面板内表面起到测量点(P)的距离与距离(t2)的差而计算出盾尾空隙(t)。在上述日本专利第2651346号公报的盾尾空隙的测量方法中，存在以下的问题。第一，激光测距仪设置于与扇形段的前端面对置的罩面板的内表面附近的测量点，难以确保测量精度。在挖掘作业中的盾构掘进机的内部，存在土石、砂砾、泥水、水、润滑脂或油等油脂、包括灰浆、膨润土以及除此之外的特殊的树脂在内的各种填充材料或回填材料、扇形段碎片、铁片类等异物，作为进行非接触测量的环境，一般较为恶劣。因此，如果像上述日本专利第2651346号公报那样，使激光测距仪的位置接近罩面板的内表面，则容易在激光测距仪的光照射部(检测部)等附着上述异物，难以确保测量精度。第二，在上述专利第2651346号公报中，需要利用激光测距仪测量从测量点(P)起到被测量扇形段的前端面的外周端缘的一点(R)的距离(L)，被测量扇形段的前端面的外周端缘相当于罩面板与扇形段的间隙的入口部分，因此容易附着上述异物。而且，外周端缘相当于扇形段的角部，因此在进行扇形段的制造、搬运或者组装时，容易由于接触等而产生缺口(缺损)。因此，难以准确地测量外周端缘的一点(R)，难以确保测量精度。这样，在上述日本专利第2651346号公报的盾尾空隙的测量方法中，在进行非接触测量时难以确保测量精度，即使在盾构掘进机的内部环境下进行非接触测量的情况下，也期望进一步提高测量精度。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术是为解决上述的技术问题而完成的，本专利技术的一个目的在于，提供一种盾尾空隙测量装置、盾构掘进机以及盾尾空隙测量方法，即使在盾构掘进机的内部环境下进行非接触测量的情况下，也能够提高盾尾空隙的测量精度。(二)技术方案为了实现上述目的，该专利技术的第一方面的盾尾空隙测量装置，其测量盾构掘进机的罩面板的内表面与组装成环状的扇形段的外表面之间的距离即盾尾空隙，其中，盾尾空隙测量装置具备：测量部，其包括：比扇形段的内表面更靠向内周侧配置的非接触式的距离传感器、使距离传感器在沿着盾构掘进机的掘进方向及半径方向的面内转动的转动机构、以及检测转动机构使距离传感器转动的转动位置的转动检测部；以及控制部，其基于距离传感器的多个转动位置的测量结果中的扇形段的内表面上的多个点的测量结果及罩面板的内表面上的多个点的测量结果、和扇形段的厚度而计算出盾尾空隙。此外，在本说明书中，“转动”及“旋转”都是表示使角度绕旋转中心变化，“转动”是表示360度(一周)以下的角度范围内的角度变化的概念，“旋转”是表示360度(一周)以上的角度变化(没有角度范围的制约的角度变化)的概念。在本专利技术的第一方面的盾尾空隙测量装置中，如上所述，通过设置比扇形段的内表面更靠向内周侧配置的非接触式的距离传感器，从而能够在远离罩面板的内表面的位置配置距离传感器，因此与将距离传感器配置于罩面板的内表面附近的情况相比，能够抑制异物附着于距离传感器。另外，利用比扇形段的内表面更靠向内周侧配置的距离传感器，能够测量到扇形段的内表面的距离、和到罩面板的内表面的距离。而且，通过设置控制部，该控制部基于距离传感器的多个转动位置的测量结果中的扇形段的内表面上的多个点的测量结果及罩面板的内表面上的多个点的测量结果、和扇形段的厚度而计算出盾尾空隙，从而即使在扇形段的内表面、罩面板的内表面的被测量位置附着有异物、或者存在局部缺损，也能够基于多个点的测量结果抑制测量结果的偏差而求出准确的位置。其结果是，能够抑制异物附着于距离传感器而能够确保距离传感器的测量精度，并且通过使用扇形段的内表面上的多个点的测量结果及罩面板的内表面上的多个点的测量结果而能够抑制被测量位置的测量精度的偏差，因此即使在盾构掘进机的内部环境下进行非接触测量的情况下，也能够提高盾尾空隙的测量精度。在上述第一方面的盾尾空隙测量装置中，优选地，控制部基于扇形段的内表面上的多个点的测量结果而获取扇形段的内表面上的第一线段的位置，基于罩面板的内表面上的多个点的测量结果而获取罩面板的内表面上的第二线段的位置，基于第一线段及第二线段的各位置和扇形段的厚度而计算出盾尾空隙。如果这样构成，则能够通过求出沿着盾构掘进机的掘进方向及半径方向的相同剖面中的扇形段的内表面的第一线段和罩面板的内表面的第二线段，并从第一线段与第二线段的距离中减去扇形段的厚度而获得盾尾空隙。通过这样求出线段与线段的距离而不是点与点的距离，并根据多个点的测量结果获取这些线段，从而能够有效地抑制被测量位置的异物附着、缺损等的影响，因此能够进一步提高测量精度。在上述第一方面的盾尾空隙测量装置中，优选地，测量部在绕盾构掘进机的中心轴线的相互不同的位置配置有三个以上，控制部构成为，基于从各个距离传感器获得的扇形段的内表面上的多个点的测量结果而获取扇形段的内表面的半径分布。如果这样构成，则能够从各个测量部获得绕中心轴线的多个位置的内表面位置，因此不仅能够确认盾尾空隙，而且能够确认组装的扇形段环是否成为适当的圆环形状(换言之，即扇形段环的真圆度)。在上述第一方面的盾尾空隙测量装置中，优选地，距离传感器配置于比罩面板的内表面更靠近盾构掘进机的中心轴线的位置。如果这样构成，则能够将距离传感器配置于距离罩面板的内表面足够远的位置。其结果是，能够有效地避免存在于罩面板的内表面附近的异物、从罩面板的内表面向空中扬起的异物等附着于距离传感器，因此能够容易地确保距离传感器的测量精度。此外，其结果是，能够降低针对附着于距离传感器的异物的除去作业等维护作业的频度，因此能够减轻装置运用方面的作业负荷。在上述第一方面的盾尾空隙测量装置中，优选地，转动机构构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾尾空隙测量装置，其测量盾构掘进机的罩面板的内表面与组装成环状的扇形段的外表面之间的距离即盾尾空隙，其中，/n所述盾尾空隙测量装置具备：/n测量部，其包括：比所述扇形段的内表面更靠向内周侧配置的非接触式的距离传感器、使所述距离传感器在沿着所述盾构掘进机的掘进方向及半径方向的面内转动的转动机构、以及检测所述转动机构使所述距离传感器转动的转动位置的转动检测部；以及/n控制部，其基于所述距离传感器的多个转动位置的测量结果中的所述扇形段的内表面上的多个点的测量结果及所述罩面板的内表面上的多个点的测量结果、和所述扇形段的厚度而计算出盾尾空隙。/n

【技术特征摘要】
20180611 JP 2018-1111971.一种盾尾空隙测量装置，其测量盾构掘进机的罩面板的内表面与组装成环状的扇形段的外表面之间的距离即盾尾空隙，其中，
所述盾尾空隙测量装置具备：
测量部，其包括：比所述扇形段的内表面更靠向内周侧配置的非接触式的距离传感器、使所述距离传感器在沿着所述盾构掘进机的掘进方向及半径方向的面内转动的转动机构、以及检测所述转动机构使所述距离传感器转动的转动位置的转动检测部；以及
控制部，其基于所述距离传感器的多个转动位置的测量结果中的所述扇形段的内表面上的多个点的测量结果及所述罩面板的内表面上的多个点的测量结果、和所述扇形段的厚度而计算出盾尾空隙。


2.根据权利要求1所述的盾尾空隙测量装置，其特征在于，
所述控制部基于所述扇形段的内表面上的多个点的测量结果而获取所述扇形段的内表面上的第一线段的位置，
基于所述罩面板的内表面上的多个点的测量结果而获取所述罩面板的内表面上的第二线段的位置，
基于所述第一线段及所述第二线段的各位置和所述扇形段的厚度而计算出盾尾空隙。


3.根据权利要求1所述的盾尾空隙测量装置，其特征在于，
所述测量部在绕所述盾构掘进机的中心轴线的相互不同的位置配置有三个以上，
所述控制部构成为，基于从各个所述距离传感器获得的所述扇形段的内表面上的多个点的测量结果而获取所述扇形段的内表面的半径分布。


4.根据权利要求1所述的盾尾空隙测量装置，其特征在于，
所述距离传感器配置于比所述罩面板的内表面更靠近所述盾构掘进机的中心轴线的位置。


5.根据权利要求1所述的盾尾空隙测量装置，其特征在于，
所述转动机构构成为，使所述距离传感器每次转动规定的单位角度，
所述控制部基于使所述距离传感器每次转动所述单位角度所测量的测量点组中的所述扇形段的内表面上的三点以上的各测量结果、和所述罩面板的内表面上的三点以上的各测量结果而计算出盾尾空隙。


6.根据权利要求5所述的盾尾空隙测量装置，其特征在于，
所述控制部构成为，...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈田利幸，横山满久，三轮拓也，
申请(专利权)人：日立造船株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP