隧道掘进机的挖掘状况监视系统的制作方法

隧道掘进机的挖掘状况监视系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种隧道掘进机的挖掘状况监视系统，尤其涉及一种对振动或声波进行检测的隧道掘进机的挖掘状况监视系统。
【背景技术】
[0002]过去，已知一种对声波进行检测的隧道掘进机的挖掘状况监视系统。这样的隧道掘进机的挖掘状况监视系统，例如被日本专利第3275085号公报公开。
[0003]在日本专利第3275085号公报中，公开了一种隧道掘进机的挖掘状况监视系统，其具备安装在刀盘刀头(刀盘刃面)背面的封闭腔室的后部隔板上的声传感器，以及基于由声传感器检测出的声波(信号)来进行声音输出的扬声器。在该隧道掘进机的挖掘状况监视系统中，通过安装于刀盘刀头背面封闭腔室的后部隔板上的声传感器，在检测由刀盘刀头产生的挖掘山地的挖掘声音的同时，用扬声器对检测信号进行声音输出，能够在听觉上掌握挖掘状况。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利第3275085号公报

【发明内容】

[0007](一 )要解决的技术问题
[0008]然而，在日本专利第3275085号公报的隧道掘进机的挖掘状况监视系统中，由于声传感器配置在与刀盘刀头隔有封闭腔室的后方位置(隔板)上，因此存在由刀盘刀头产生的挖掘山地的挖掘声音(声波信号)直至到达声传感器将发生衰减这样的问题。因此，在日本专利第3275085号公报的隧道掘进机的挖掘状况监视系统中，在刀盘刀头与碎石等障碍物接触的情况下，难以检测出准确的声波信号。其结果，在基于由刀盘刀头产生的挖掘山地的挖掘声音来进行声音输出的情况下，存在难以在听觉上准确掌握挖掘状况(有无碎石等障碍物)这样的问题。
[0009]本发明是为解决上述技术问题而完成，本发明的目的之一在于，提供一种能够在听觉上准确掌握挖掘状况(有无碎石等障碍物)的隧道掘进机的挖掘状况监视系统。
[0010](二)技术方案
[0011]为了实现上述目的，本发明的一个方面的隧道掘进机的挖掘状况监视系统具备检测部及声音输出部，所述检测部安装在隧道掘进机的刀盘刀头上，由检测振动的加速度计或检测声波的声传感器构成；所述声音输出部对由检测部检测出的信号进行声音输出。
[0012]在本发明的一个方面的隧道掘进机的挖掘状况监视系统中，如上所述，通过将由检测振动的加速度计或检测声波的声传感器所构成的检测部安装在隧道掘进机的刀盘刀头上，与检测部被安装在刀盘刀头背面封闭腔室的后部隔板上的情况不同，能够将检测部配置在与刀盘刀头掘进面相接的前面很近的位置(附近)上，因此能够抑制由刀盘刀头产生的挖掘山地的挖掘声音(声波信号)直至到达声传感器衰减变小(变弱)。由此，能够通过检测部准确地检测出由刀盘刀头产生的挖掘山地的挖掘声音或挖掘振动，因此在刀盘刀头与碎石等障碍物接触的情况下，通过基于由刀盘刀头产生的挖掘山地的挖掘声音或挖掘振动从声音输出部输出声音，能够在听觉上准确掌握挖掘状况(有无碎石等障碍物)。其结果为，在刀盘刀头与碎石等障碍物接触的情况下，能够在听觉上更迅速且准确地掌握挖掘状况(有无碎石等障碍物)，因此能够在刀盘刀头(刀盘切割刀等)发生破损前更迅速地调整运行条件。另外，通过将检测部安装在作为旋转体的刀盘刀头上，与检测部安装在刀盘刀头背面的封闭腔室的后部隔板(静止体)上的情况不同，随着刀盘刀头的旋转，检测部相对于掘进面的位置变化(旋转移动)，因此能够基于检测部的安装位置与刀盘刀头的旋转角度，掌握碎石等障碍物存在于掘进面的哪个位置。
[0013]在上述一个方面的隧道掘进机的挖掘状况监视系统中，优选地，检测部包含实时诊断用的第一检测部，由第一检测部检测出的信号被发送至声音输出部并进行实时声音输出。若这样构成，则通过基于由实时诊断用的第一检测部检测出的信号进行实时的声音输出，能够更迅速地掌握挖掘状况(有无碎石等障碍物)，对障碍物更迅速地作出对策。
[0014]在上述一个方面的隧道掘进机的挖掘状况监视系统中，优选地，在刀盘刀头的不同半径位置上配置多个检测部。若这样构成，则能够基于多个检测部各自的安装位置与刀盘刀头的旋转角度，能够准确掌握碎石等障碍物在掘进面的哪个位置及其大小程度。另外，通过将多个检测部配置于刀盘刀头的不同半径位置，与基于刀盘扭矩和隧道掘进机的推力值来检测有无障碍物的情况不同，在障碍物仅局部存在于掘进面的一部分的情况下，即使在对整体的扭矩和推力几乎没有影响的情况下，也能够通过配置在不同半径位置上的多个检测部，容易地检测出障碍物。
[0015]在该情况下，优选地，在刀盘刀头的不同半径位置上配置的多个检测部配置在刀盘刀头的不同旋转角度位置上。若这样构成，则由于能够在相互间隔的旋转角度位置上配置多个检测部，因此能够容易识别多个检测部中靠近存在碎石等障碍物的位置的检测部。其结果为，能够基于被识别出的检测部的安装位置(旋转角度位置)与刀盘刀头的旋转角度，更加准确地掌握碎石等障碍物存在于掘进面的哪个位置及其大小程度。另外，通过将多个检测部配置于刀盘刀头的不同旋转角度位置，与配置于相同旋转角度位置的情况相比，由于能够更早地使检测部靠近存在局部障碍物的位置，因此能够更加迅速地检测出局部障碍物。
[0016]在上述一个方面的隧道掘进机的挖掘状况监视系统中，优选地，还具备数据记录部及内部信息终端装置，所述数据记录部配置在刀盘刀头上，能够进行规定的内部网络通信，并且对由多个检测部检测出的信号进行记录；所述内部信息终端装置配置在隧道掘进机的比刀盘刀头更靠后方的部分上，接收从数据记录部通过内部网络通信发送的由多个检测部检测出的信号，将由检测部检测出的信号通过内部信息终端装置，从声音输出部进行声音输出。若这样构成，则由于能够通过配置在刀盘刀头上的数据记录部，使由多个检测部检测出的信号统一化，因此能够容易地将多个检测部的检测信号从刀盘刀头侧发送至配置在比刀盘刀头更靠后方的部分上的内部信息终端装置，并进行声音输出。另外，由于近年来计算机技术(数据获取及数据传送技术)的进步，即使是在对挖掘振动数据等的测量所需要的1kHz以上的采样速率(数据获取频率)中，也能够通过数据记录部向内部信息终端装置进行数据传送，因此，即使是设为通过数据记录部及内部信息终端装置，也能够以近于实时的状态进行声音输出。由此，即使介由数据记录部及内部信息终端装置，也能够迅速地掌握挖掘状况(有无碎石等障碍物)
[0017]在该情况下，优选地，配置有检测部及数据记录部的刀盘刀头以旋转的方式构成，在将配置在旋转的刀盘刀头上的数据记录部所记录的信号通过内部网络通信发送至配置在隧道掘进机的比刀盘刀头更靠后方的不旋转的部分上的内部信息终端装置发送时，通过将信号从旋转体传达至静止体的信号传达部来发送信号，同时将内部网络通信的电信号转换为光信号并向内部信息终端装置侧发送。若这样构成，则在将检测部及数据记录部配置于刀盘刀头上的情况下，也能够使用信号传达部件，容易地将由多个检测部检测出的信号在通过数据记录部使其统一化的状态下，从作为旋转体的刀盘刀头侧发送至作为静止体的后方的内部信息终端装置。另外，由于能够在将由多个检测部检测出的信号通过数据记录部使其统一化的状态下，从作为旋转体的刀盘刀头侧发送至作为静止体的后方的内部信息终端装置，因此不需要对每个检测部设置将信号从旋转体传达至静止体的信号传达部件。其结果为，即使是在刀盘刀头上安装多个检测部的情况下，也能够抑制信号传达部件个数的增加。另外，由于通过将内部网络通信的电信号转换为光信号并向内部信息终端装置发送，能够在转换为难以受到使刀盘刀头旋转的马达等引起的噪音的影响的光信号的状态下，将由多个检测部检测出的信号发送至向内部信息终端装置发送，因此，能够进行更加清晰的声音输出。由此，也能够准确地掌握挖掘状况(有无碎石等障碍物)。
[0018]在上述具备数据记录部及内部信息终端装置的结构中，优选地，还具备外部情报终端装置，该外部情报终端装置配置于隧道掘进机的外部，接收由内部信息终端装置通过外部网络通信发送出的信号。若这样构成，则不仅是在隧道的挖掘现场，即使是远离挖掘现场的远处的办公室等，也能够通过外部信息终端装置，接收 由安装在刀盘刀头上的多个检测部检测出的信号。由此，即使在远处，也能够基于外部信息终端装置的接收信号，对挖掘现场艰难的挖掘状况进行更详细的分析和研宄。
[0019]在上述具备数据记录部及内部信息终端装置的结构中，优选地，检测部包含事后诊断用的第二检测部，由第二检测部检测出的信号在被数据记录部记录之后，通过内部信息终端装置发送至声音输出部并进行声音输出，同时，能够基于存储在内部信息终端装置中的由第二检测部检测出的信号来进行事后诊断。若这样构成，则能够使用由事后诊断用的第二检测部检测出并记录在数据记录部中的信号，在事后进行挖掘状况的详细分析和研宄。进而，如上所述，由于近年来数据获取及数据传送技术的进步，即使通过数据记录部及内部信息终端装置，也能够在近于实时的状态下进行声音输出，因此即使基于事后诊断用的第二检测部的检测信号的情况下，也能够迅速地掌握挖掘状况。
[0020](三)有益效果
[0021]根据本发明，如上所述，能够在听觉上准确地掌握挖掘状况(有无碎石等障碍物)。
【附图说明】
[0022]图1是表示本发明一个实施方式的隧道掘进机的挖掘状况监视系统的整体结构的示意图。
[0023]图2是表示适用本发明一个实施方式的隧道掘进机的挖掘状况监视系统的隧道掘进机的内部结构的立体示意图。
[0024]图3是表示本发明一个实施方式的隧道掘进机的挖掘状况监视系统中的加速度计的配置状态的图。
[0025]图4是表不本发明一个实施方式的变形例的图。
【具体实施方式】
[0026]下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
[0027]参照图1?图3，对本发明一个实施方式的隧道掘进机的挖掘状况监视系统100的结构进行说明。
[0028]隧道掘进机的挖掘状况监视系统100是用于使用隧道掘进机I挖掘隧道时检测碎石等的地中障碍物(阻碍物)的系统。隧道掘进机I为大口径(直径约1m)的盾构掘进机，对应封闭式的盾构掘进法。具体地，如图2所示，隧道掘进机I具备圆筒状的盾构机框11、配置于盾构机框11的掘进方向的前端的平面盘型刀盘刀头12、位于刀盘刀头12背面的封闭腔室13、封闭腔室13的后部的隔板14，以及持续排出封闭腔室13内的挖掘土的螺旋输送机15平面盘型。隧道掘进机I构成为，一边通过配置于机内后方的拼装机装置16将没有图示的管片组装成环状(管片环)一边进行掘进。
[0029]如图2所示，从掘进方向看，刀盘刀头12形成为圆形，通过没有图示的马达，与配置于封闭腔室13内的旋转轴部12a—起沿周向旋转。此外，盾构机框11和隔板14为不旋转的静止体。如图2及图3所示，刀盘刀头12具有呈放射状延伸且以45度等角度间隔配置的八个刀盘轮辐121。在八个刀盘轮辐121上，分别安装有沿半径方向大致等间隔配置的多个盘形滚刀(刀盘切割刀)122。另外，如图2所示，八个刀盘轮辐121分别具有中空部121a0
[0030]这里，在本实施方式中，如图3所示，在作为旋转体的刀盘刀头12上安装有检测振动的六个加速度计21?26。也就是说，六个加速度计21?26随着刀盘刀头12的旋转与刀盘刀头12 —起旋转。六个加速度计21?26通过安装在相互不同的刀盘轮辐121上，从而被配置在刀盘刀头12的不同旋转角度位置上。具体地，从正面观察，相对于加速度计21，加速度计22配置在沿顺时针偏移了 90度的位置上，相对于加速度计22，加速度计23配置在沿顺时针偏移了 90度的位置(从加速度计21顺时针旋转180度的位置)上。另外，相对于加速度计23，加速度计24配置在顺时针偏移了 90度的位置(从加速度计21顺时针旋转270度的位置)上。也就是说，加速度计21?24以90度等角度间隔配置。另外，相对于加速度计21，加速度计25配置在顺时针偏移了 45度的位置上，相对于加速度计25，加速度计26配置在顺时针偏移了 180度的位置(从加速度计21顺时针旋转225度的位置)上。
[0031]加速度计21?26分别配置在对应的刀盘轮辐121的中空部121a内，以不接触泥土的状态安装于刀盘轮辐121的内面。另外，以90度等角度间隔配置的加速度计21?24，以均等地分散于刀盘刀头12半径方向的整个区域(等间隔分散)的方式配置在刀盘刀头12的不同半径位置上。具体地，加速度计21、加速度计22、加速度计23及加速度计24分别配置在从刀盘刀头12的中心起在半径方向上间隔距离Dl (例如为2m)、距离D2(例如为4m)、距离D3(例如为6m)、距离D4(例如为8m)的位置上。另外，加速度计25及26分别配置在从刀盘刀头12的中心起在半径方向上间隔距离D5(例如为2m)、距离D6(例如为6m)的位置上。
[0032]加速度计22为实时诊断用的检测部，不通过后述的记录器33及控制室40的PC (个人计算机)41，而与控制室40的扬声器42连接。具体地，加速度计22是通过配置在刀盘刀头12上的放大检测信号(模拟信号)的放大器31及将信号从旋转体传送至静止体的滑环(只1J、y 7° 'J、y夕' )50与扬声器42连接。因此，由加速度计22检测出的振动(信号)并不通过记录器33及PC41，而是直接向扬声器42发送原来的模拟信号，实时地作为撞击声进行声音输出。由加速度计22检测出的振动(信号)通过BNC电缆(同轴线缆)61a及61b发送至扬声器42。另外，在配置在不同半径位置的加速度计21?24当中，由于加速度计22被配置在位于最内侧(旋转中心侧)的加速度计21与位于最外侧(外周侧)的加速度计24之间的位置上，因此即使在碎石等障碍物与刀盘刀头12的任意位置接触的情况下，也易于准确地检测出与障碍物接触所产生的振动(信号)。另外，加速度计22为本发明的“检测部”及“第一检测部”的一例，扬声器42为本发明的“声音输出部”的一例。
[0033]另外，在六个加速度计21?26当中，除加速度计22以外的剩余五个加速度计(加速度计21及23?26)与配置在作为旋转体的刀盘刀头12上的记录器33连接。详细来说，加速度计21及23?26通过放大器32与记录器33连接，该放大器32对由加速度计21及23?26检测出的模拟信号进行放大。此外，加速度计21及23?26均为本发明的“检测部”及“第二检测部”的一例，记录器33为本发明的“数据记录部”的一例。
[0034]记录器33具有将由加速度计21及23?26检测出的振动(信号)从模拟信号转换为数字信号并进行记录，并且将数字信号发送至后述的PC41的功能。也就是说，记录器33构成为，能够以5kHz、优选1kHz以上的采样速率从加速度计21及23?26获取振动(信号)数据并进行数字转换，并且通过LAN (Local Area Network ;本地局域网)通信将由加速度计21及23?26检测出的信号(数字信号)以统一化的状态发送至PC41。在此，由于近年来计算机技术(数据获取及数据传送(发送)技术)的进步，即使上述的挖掘振动数据的测量所需的1kHz以上的采样速率中，也能够通过记录器33向PC41进行数据传送，能够将从加速度计21及23?26获取的数据以大致实时地传送至PC41，并由扬声器42进行声音输出。另外，在刀盘刀头12上配置有光转换发送部34，该光转换发送部34将由记录器33转换的电数字信号转换为光数字信号并进行发送。记录器33与光转换发送部34通过LAN线缆62来连接。
[0035]在隧道掘进机I的比刀盘刀头12更靠后方且比封闭腔室13的隔板14更靠后方的不旋转部分(机内的作业区域)上设置有控制室40，在控制室40中配置有接收由记录器33记录的信号的PC41。PC41可以进行LAN通信，通过LAN线缆63与光接收转换部43连接。此外，PC41为本发明的“内部信息终端装置”的一例。
[0036]详细来说，记录器33与PC41通过配置在刀盘刀头12上光转换发送部34、将信号从旋转体向静止体传达的滑环50及配置在控制室40上的光接收转换部43相互连接。由此，在本实施方式的隧道掘进机的挖掘状况监视系统100中，能够将由配置在旋转的刀盘刀头12(旋转体)上的记录器33所记录的信号通过LAN通信发送至配置在比刀 盘刀头12更靠后方的不旋转部分上的PC41 (静止体)。从记录器33向PC41发送的信号为，LAN线缆62的LAN信号在以通过光转换发送部34转换为光数字信号状态，通过光纤64a及64b发送至PC41侧的光接收转换部43，之后，通过光接收转换部43将光信号转换为电信号并通过LAN线缆63发送至PC41。此外，滑环50为本发明的“信号传达部件”的一例。
[0037]另外，在PC41上连接有扬声器42，该扬声器42将由加速度计21及23?26检测出的振动(信号)作为撞击声进行声音输出。PC41构成为可以将接收到的信号从扬声器42进行声音输出。也就是说，由加速度计21及23?26检测出的振动(信号)在被记录器33记录后，通过PC41发送至扬声器42并进行声音输出。另外，由加速度计21及23?26检测出的信号为，能够基于存储在PC41中的由加速度计21及23?26检测出的信号进行事后诊断。也就是说，加速度计21及23?26可以用作事后诊断用的检测部。
[0038]另外，PC41构成为可以进行网络通信，PC41通过网络通信与配置于隧道掘进机I的外部的PC71连接。PC71设置在远离挖掘现场的远处(地上)的办公室70中。PC71构成为，能够接收从PC41通过网络通信发送的加速度计21及23?26的检测信号，进行事后诊断。此外，PC71为本发明的“外部信息终端装置”的一例。
[0039]配置在刀盘刀头12上的放大器31、32、记录器33及光转换发送部34被收纳在具有防水功能及耐震功能的罩体80中。
[0040]在本实施方式中，如上所述，通过将检测振动的加速度计21?26安装在隧道掘进机I的刀盘刀头12上，与将加速度计21?26安装在刀盘刀头12背面的封闭腔室13的后部隔板14上的情况不同，能够将加速度计21?26配置在与刀盘刀头12的掘进面相接的前面很近近的位置(附近)上，因此能够抑制由刀盘刀头12产生的挖掘山地的挖掘振动(检测信号)直至到达加速度计21?26衰减变小(变弱)。由此，由于能够通过加速度计21?26准确地检测出由刀盘刀头12产生的挖掘山地的挖掘振动，因此在刀盘刀头12与碎石等障碍物接触的情况下，通过基于由刀盘刀头12产生的挖掘山地的挖掘振动从扬声器42输出声音，能够在听觉上准确掌握挖掘状况(有无碎石等障碍物)。另外，如上所述，由于近年来计算机技术(数据获取及数据传送技术)的进步，即使设为通过记录器33及PC41，也能够以近于实时的状态进行声音输出，因此不仅是实时诊断用加速度计22，即使在基于事后诊断用的加速度计21及23?26的检测信号的情况下，在刀盘刀头12与碎石等障碍物接触的情况下，也能够在听觉上更迅速且准确地掌握挖掘状况(有无碎石等障碍物)。其结果为，能够在盘形滚刀(刀盘切割刀)122发生破损之前，更迅速地调整运行条件。另外，通过将加速度计21?26安装在作为旋转体的刀盘刀头12上，与将加速度计21?26安装在刀盘刀头12背面的封闭腔室13的后部隔板14(静止体)上的情况不同，随着刀盘刀头12的旋转，加速度计21?26的位置相对于掘进面发生变化(旋转移动)，因此能够基于加速度计21?26的安装位置与刀盘刀头12的旋转角度，掌握碎石等障碍物存在于掘进面的哪个位置。
[0041]另外，在本实施方式中，如上所述，在设置实时诊断用的加速度计22的同时，将由加速度计22检测出的信号发送至扬声器42并进行实时声音输出。由此，通过基于由实时诊断用的加速度计22检测出的信号所进行的实时的声音输出，能够更迅速地掌握挖掘状况(有无碎石等障碍物)从而更迅速地对应障碍物。
[0042]另外，在本实施方式中，如上所述，将加速度计21?24配置在刀盘刀头12的相互不同的半径位置上。由此，能够基于加速度计21?24各自的安装位置与刀盘刀头12的旋转角度，准确掌握碎石等障碍物存在于掘进面的哪个位置及其大小程度。另外，通过将加速度计21?24配置在刀盘刀头12的相互不同的半径位置上，与基于切削刀具扭矩和隧道掘进机I的推力值来检测有无障碍物的情况不同，在障碍物仅局部存在于掘进面的一部分的情况下，即使在对整体的扭矩和推力几乎没有影响的情况下，也能够通过配置在不同半径位置上的加速度计21?24，容易地检测出障碍物。尤其是在本实施方式中，由于加速度计21?24是以2m的等间隔配置在不同半径位置上，因此效果很好。
[0043]另外，在本实施例中，如上所示，将加速度计21?26配置在刀盘刀头12的相互不同的旋转角度的位置上。由此，由于能够在相互间隔的旋转角度位置上配置加速度计21?26，因此能够容易识别加速度计21?26中靠近存在碎石等障碍物的位置的加速度计。其结果为，能够基于被识别出的加速度计的安装位置(旋转角度位置)与刀盘刀头12的旋转角度，更加准确地掌握碎石等障碍物存在于掘进面的哪个位置及其大小程度。另外，通过将加速度计21?26配置在刀盘刀头12的不同旋转角度位置上，与配置于相同旋转角度位置的情况相比，由于能够更早地使加速度计靠近存在局部障碍物的位置，因此能够更加迅速地检测出局部障碍物。
[0044]另外，在本实施方式中，如上所述，能够进行LAN通信，并且将对加速度计21及23?26所检测出的信号进行记录的记录器33设置在刀盘刀头12上，同时，将对通过LAN通信从记录器33发送的由加速度计21及23?26检测出的信号进行接收的PC41设置在隧道掘进机I的比刀盘刀头12更靠后方的部分上。进而，将由加速度计21及23?26检测出的信号通过PC41，从扬声器42进行声音输出。由此，由于能够通过配置在刀盘刀头12上的记录器33，使由加速度计21及23?26检测出的信号统一化，因此能够容易地将加速度计21及23?26的检测信号从刀盘刀头12侧发送至配置在比刀盘刀头12更靠后的部分上的PC41，并进行声音输出。另外，如上所述，由于近年来计算机技术(数据获取及数据传送技术)的进步，即使设为通过记录器33及PC41，也能够以近于实时的状态进行声音输出，因此，能够基于加速度计21及23?26的检测信号迅速地掌握挖掘状况(有无碎石等障碍物)。
[0045]另外，在本实施方式中，如上所述，在将配置在旋转的刀盘刀头12上的记录器33所记录的信号通过LAN通信发送至配置在隧道掘进机I的比刀盘刀头12靠后方的不旋转部分上的PC41时，通过将信号从旋转体传达至静止体的滑环50来发送信号。由此，在将加速度计21、23?26及记录器33配置在旋转的刀盘刀头12上的情况下，也能够使用滑环50，容易地将由加速度计21及23?26检测出的信号在通过记录器33使其统一化的状态下，从作为旋转体的刀盘刀头12侧发送至作为静止体的后方的PC41。另外，由于能够在将由加速度计21及23?26检测出的信号通过记录器33使其统一化的状态下，从作为旋转体的刀盘刀头12侧发送至作为静止体的后方的PC41，因此不需要对每个加速度计设置将信号从旋转体传达至静止体的滑环50。其结果为，即使是在刀盘刀头12上安装多个加速度计的情况下，也能够抑制滑环50个数的增加。
[0046]另外，由于用光转换发送部34将LAN通信的电信号转换为光数字信号并向PC41侧发送，能够在转换为难以受到使刀盘刀头12旋转的马达等引起的噪音的影响的光数字信号的状态下，将由加速度计21及23?26检测出的信号向PC41侧发送，因此，能够进行更加清晰的声音输出。由此，也能够准确地掌握挖掘状况(有无碎石等障碍物)。该结构在需要使检测信号通过比隔板14更靠后方的存在较多电磁波的部分的情况下，尤为有效。
[0047]另外，在本实施方式中，如上所述，在隧道掘进机I的外部配置PC71，该PC71用于接收由隧道掘进机I的内部的PC41通过网络通信发送出的信号。由此，不仅是在隧道的挖掘现场，即使是在远离挖掘现场的远处的办公室70，也能够通过PC71接收由安装在刀盘刀头12上的加速度计21及23?26检测出的信号。因此，即使在远处，也能够基于PC71的接收信号对挖掘现场艰难的挖掘状况进行更详细的分析和研宄。
[0048]另外，在本实施方式中，如上所述，在将由加速度计21及23?26检测出的信号记录于记录器33之后，通过PC41发送至扬声器42并进 行声音输出，同时，能够基于存储在PC41中的由加速度计21及23?26检测出的信号来进行事后诊断。由此，能够使用由事后诊断用的加速度计21及23?26检测出并记录在记录器33中的信号，在事后进行挖掘状况的详细分析和研宄。
[0049]此外，应该认为本次公开的实施方式的所有方面为例示，并不是限定性内容。本发明的范围并不是上述实施方式的说明内容，而是根据权利要求书所示，并且，包含与权利要求书同等意思及在范围内的所有变更。
[0050]例如，在上述实施方式中，示出了将本发明的隧道掘进机的挖掘状况监视系统适用于盾构掘进机的例子，但本发明并不限定于此。也可以将本发明的隧道掘进机的挖掘状况监视系统适用于TBM(Tunnel Boring Machine，全断面隧道掘进机)等盾构掘进机以外的隧道掘进机。
[0051]另外，在上述实施方式中，作为本发明的刀盘刀头的一例，示出了平面盘型的刀盘刀头，但是本发明并不限定于此。在本发明中，也可使用辊型(口一歹型)等平面盘型以外的刀盘刀头。
[0052]另外，在上述实施方式中，示出了在刀盘刀头上设置八个刀盘轮辐的例子，但是本发明并不限定于此。在本发明中，也可以是在刀盘刀头上设置八个以外根数的刀盘轮辐的结构。
[0053]另外，在上述实施方式中，示出了将作为本发明的检测部的加速度计及作为本发明的数据记录部的记录器配置于刀盘刀头的刀盘轮辐内部的例子，但本发明并不限定于此。在本发明中，若为将检测部及数据记录部配置在刀盘刀头上的结构，则也可以在实施防水及振动对策的基础上，将检测部及数据记录部配置在刀盘刀头的露出的外表面(刀盘轮辐的侧面或背面等)上。另外，还可以是将检测部安装在设置于刀盘轮辐上的盘形滚刀更换装置上的结构。
[0054]另外，在上述实施方式中，作为本发明的检测部的一例，示出了对振动进行检测的加速度计，但本发明并不限定于此。在本发明中，作为检测部，可以使用对声波进行检测的声传感器，也可以使用加速度计及声传感器这两者。
[0055]另外，在上述实施方式中，示出了将由事后诊断用的加速度计(检测部)检测出的振动(信号)从电数字信号转换为光数字信号并发送至PC(内部信息终端装置)的一例，但本发明并不限定于此。在本发明中，也可以不将由事后诊断用的检测部检测出的信号转换为光数字信号，而是直接将电数字信号发送至内部信息终端装置。即使在该情况下，与将检测信号作为模拟信号直接发送的情况相比，也能够在难以受到由使刀盘刀头旋转的马达等引起的噪音的影响的状态下发送检测信号。
[0056]另外，在上述实施方式中，表示了在设置一个实时诊断用的加速度计(22)的同时，设置五个事后诊断用的加速度计(21及23?26)的例子，但是本发明并不限定于此。在本发明中，可以将全部(六个)加速度计作为实时诊断用，也可以将实时诊断用的加速度计和事后诊断用的加速度计分别设置为多个。
[0057]另外，在上述实施方式中，示出了将事后诊断用的加速度计21及23?26 (第二检测部)的信号通过隧道掘进机内部的扬声器42 (声音输出部)进行声音输出的例子，但本发明并不限定于此。在本发明中，也可以如图4所示的变形例那样，将事后诊断用的加速度计21及23?26 (第二检测部)的信号通过隧道掘进机外部(地上的办公室70)的PC71(夕卜部信息终端装置)从扬声器72 (声音输出部)进行声音输出。在该情况下，由于仅实时诊断用的加速度计(22)的检测信号通过隧道掘进机内部的扬声器42 (声音输出部)进行实时声音输出，因此多个加速度计的检测信号通过扬声器42 (声音输出部)进行实时声音输出的情况不同，能够抑制由于多个声音输出而导致隧道掘进机内的操作员(听声者)混乱。
[0058]另外，在上述实施方式中，示出了将作为声音输出部的扬声器配置于隧道掘进机内部的一例，但本发明并不限定于此。在本发明中，也可以将声音输出部配置于隧道掘进机的外部。
[0059]附图标记说明
[0060]I 一隧道掘进机
[0061]12 一刀盘刀头
[0062]21,23?26 —加速度计(检测部、事后诊断用的第二检测部)
[0063]22 一加速度计(检测部、实时诊断用的第一检测部)
[0064]33 一记录器(数据记录部)
[0065]41 一 PC (内部信息终端装置)
[0066]42,72 一扬声器(声音输出部)
[0067]50 一滑环(信号传达部件)
[0068]71 - PC (外部信息终端装置)
[0069]100 一隧道掘进机的挖掘状况监视系统
【主权项】
1.一种隧道掘进机的挖掘状况监视系统，其具备检测部(21?26)及声音输出部(42、72)； 所述检测部(21?26)安装在隧道掘进机⑴的刀盘刀头(12)上，由检测振动的加速度计或检测声波的声传感器构成； 所述声音输出部(42、72)对由所述检测部检测出的信号进行声音输出。2.根据权利要求1所述的隧道掘进机的挖掘状况监视系统，其特征在于， 所述检测部包含实时诊断用的第一检测部(22); 由所述第一检测部检测出的信号被发送至所述声音输出部并进行实时声音输出。3.根据权利要求1或2所述的隧道掘进机的挖掘状况监视系统，其特征在于，在所述刀盘刀头的不同半径位置上配置多个所述检测部。4.根据权利要求3所述的隧道掘进机的挖掘状况监视系统，其特征在于，在所述刀盘刀头的不同半径位置上配置的多个所述检测部配置在所述刀盘刀头的不同旋转角度位置上。5.根据权利要求1或2所述的隧道掘进机的挖掘状况监视系统，其特征在于， 还具备记录部(33)及内部信息终端装置(41); 所述记录部(33)配置在所述刀盘刀头上，能够进行规定的内部网络通信，并且对由多个所述检测部检测出的信号进行记录； 所述内部信息终端装置(41)配置在所述隧道掘进机的比所述刀盘刀头更靠后方的部分上，接收从所述数据记录部通过所述内部网络通信发送的由多个所述检测部检测出的信号; 将由所述检测部检测出的信号通过所述内部信息终端装置，从所述声音输出部进行声音输出。6.根据权利要求5所述的隧道掘进机的挖掘状况监视系统，其特征在于， 配置有所述检测部及所述数据记录部的所述刀盘刀头以旋转的方式构成； 在将配置在旋转的所述刀盘刀头上的所述数据记录部所记录的信号通过所述内部网络通信发送至配置在所述隧道掘进机的比所述刀盘刀头更靠后方的不旋转的部分上的所述内部信息终端装置时，通过将信号从旋转体传达至静止体的信号传达部件(50)来发送所述信号，同时将所述内部网络通信的电气性的所述信号转换为光信号并向所述内部信息终端装置侧发送。7.根据权利要求5所述的隧道掘进机的挖掘状况监视系统，其特征在于，还具备外部信息终端装置(71)，该外部信息终端装置(71)配置于所述隧道掘进机的外部，接收由所述内部信息终端装置通过外部网络通信发送出的所述信号。8.根据权利要求5所述的隧道掘进机的挖掘状况监视系统，其特征在于， 所述检测部包含事后诊断用的第二检测部(21、23?26); 由所述第二检测部检测出的信号在被所述数据记录部记录之后，通过所述内部信息终端装置发送至所述声音输出部并进行声音输出，同时，能够基于存储在所述内部信息终端装置中的由所述第二检测部检测出的信号来进行事后诊断。
【专利摘要】本发明涉及一种隧道掘进机的挖掘状况监视系统，其具备检测部(21～26)及声音输出部(42)，所述检测部(21～26)安装在隧道掘进机(1)的刀盘刀头(12)上，由检测振动的加速度计或检测声波的声传感器构成；所述声音输出部(42)对由检测部检测出的信号进行声音输出。
【IPC分类】E21D9/06
【公开号】CN104884740
【申请号】CN201380068499
【发明人】佐佐木加津也, 部谷桂太朗, 高取纮平, 三轮拓也
【申请人】日立造船株式会社
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年11月12日
【公告号】US20150300152, WO2014103542A1