管片真圆度测量装置及管片真圆度测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及管片(七夕' y y卜)真圆度测量装置及管片真圆度测量方法。
【背景技术】
[0002]过去，作为构筑隧道的方法，已知一种通过在使用盾构掘进机进行挖掘隧道的同时，在盾构掘进机内部将管片组装成环状，从而连续地构筑圆形隧道的盾构施工方法。在该盾构施工方法中，盾构掘进机在一边掘进一边在隧道内将管片组装成环状时，需要掌握已设置的管片的组装误差(真圆度)和形状，来修正下一管片的组装。因此，过去，作为掌握已设置的管片的形状和真圆度的方法，例如，已提出了如日本专利第2820011号公报所公开那样的种种方法。
[0003]在日本专利第2820011号公报中，公开了一种通过使用在拼装机装置上设置的多个传感器，测量直至管片内周面的距离，来对已设置管片(管片环)的形状进行掌握的已设管片形状的掌握方法。具体而言，该已设管片形状的掌握方法，构成为基于通过多个传感器测量出的直至管片内周面的距离和传感器的旋转角度，来求得管片内周面上的多个位置的坐标，同时基于管片的中心与传感器的旋转中心(拼装机装置的旋转中心)间的偏心量，将已设置管片的形状进行椭圆近似，由此掌握已设管片(管片环)的形状。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利第2820011号公报
【发明内容】
[0007](一 )要解决的技术问题
[0008]但是，在日本专利第2820011号公报所记载的现有的拼装机装置中，认为由于配置有把持管片并进行组装的装置，因此，拼装机装置的重心也并不一定处于旋转中心，拼装机装置的旋转中心发生偏心(旋转轴摆动)的情况较多。在这样的情况下，如果使用日本专利第2820011号公报的已设管片形状的掌握方法，那么来自设置在拼装机装置上的传感器的距离测量值中含有由于拼装机装置的旋转中心的偏心而引起的误差，因此，认为即使基于含有该误差的距离测量值进行用于掌握已设管片的形状的运算，也难以高精度地掌握已设管片(管片环)的形状。因此，认为存在如下问题:即使在基于通过日本专利第2820011号公报所掌握的已设置管片形状来取得管片的真圆度情况下，也难以高精度地取得已设置管片(管片环)的真圆度。
[0009]本发明是为了解决上述的技术问题而完成的，本发明的一个目的在于，提供一种即使是在拼装机旋转部的旋转中心发生偏心的情况下，也能够高精度地取得管片环的真圆度的管片真圆度测量装置及管片真圆度测量方法。
[0010](二)技术方案
[0011]为了实现上述目的，本发明的第一方面的管片真圆度测量装置具备角度检测器、三个以上的测距仪及修正装置，所述角度检测器对旋转中心发生偏心的拼装机旋转部的旋转角度进行检测，所述三个以上的测距仪以相互不同角度配置在拼装机旋转部上，并测量直至将管片组装成环状的管片环的内面为止的距离，所述修正装置基于通过角度检测器检测出的角度和通过三个以上的测距仪测量出的距离，对由拼装机旋转部的旋转中心的偏心引起的位置偏移进行修正。
[0012]在本发明的第一方面涉及的管片真圆度测量装置中，如上所述，设置了修正装置，该修正装置基于通过角度检测器检测出的角度和通过在拼装机旋转部上相互不同角度的位置配置的三个以上测距仪测量出的距离，来对由拼装机旋转部的旋转中心的偏心引起的位置偏移进行修正，由此，即使在拼装机旋转部的旋转中心发生偏心的情况下，也能够通过修正装置，修正由拼装机旋转部的旋转中心的偏心所引起的位置偏移，减少由于旋转中心的偏心引起的距离测量值的误差的影响，因此能够基于该距离测量值，高精度地取得管片环的真圆度。此外，通过在拼装机旋转部上配置测距仪，能够将拼装机旋转部也用作管片环的距离测量用途，因此没有必要设置与旋转中心发生偏心的拼装机旋转部不同的其他专门测量旋转中心没有发生偏心的旋转部。由此，没有必要在空间上限制多的盾构掘进机内部另外确保用于配置测量专用的旋转部的专用空间。
[0013]在上述第一方面涉及的管片真圆度测量装置中，优选地，三个以上测距仪在拼装机旋转部上以成为等角度间隔或线对称的方式呈圆周状配置在不同角度位置上。根据这样构成，由于能够将三个以上测距仪平衡良好地相对于拼装机旋转部的旋转中心呈圆周状配置，通过修正装置，能够基于通过角度检测器检测出的角度以及通过平衡良好地呈圆周状配置的三个以上测距仪测量出的距离，更高精度地修正由于拼装机旋转部的旋转中心的偏心引起的位置偏移。其结果为，能够更高精度地取得管片环的真圆度。
[0014]在上述第一方面涉及的管片真圆度测量装置中，优选地，修正装置构成为，基于由拼装机旋转部的相同旋转角度上的三个以上的测距仪所得到的距离测量值，进行平均化，由此修正由拼装机旋转部的旋转中心的偏心引起的位置偏移。根据这样构成，仅通过修正装置进行基于距离测量值的平均化，不进行复杂的运算就能够容易地修正由于在拼装机旋转部的相同旋转角度(规定的旋转角度)上的旋转中心的偏心引起的位置偏移，因此能够容易地高精度地取得管片环的真圆度。
[0015]在这种情况下，优选地，修正装置构成为，通过在三个以上测距仪得到的各个距离测量值上分别加上预先取得的从拼装机旋转部的旋转中心至各个测距仪的安装位置的安装距离，求得与从各个测距仪相对应的旋转中心至管片环的内面为止的距离并进行平均化，从而算出平均距离，由此修正由拼装机旋转部的旋转中心的偏心引起的位置偏移。根据这样构成，通过修正装置，仅计算拼装机旋转部的相同旋转角度(规定的旋转角度)上的平均距离，来修正由拼装机旋转部的旋转中心的偏心引起的位置偏移，因此能够容易高精度地求得从规定的旋转角度上的拼装机旋转部的旋转中心至管片环的内面为止的距离值。其结果为，能够更高精度地取得管片环的真圆度。
[0016]在上述修正装置计算出平均距离的结构中，优选地，修正装置的构成为，通过在每个拼装机旋转部的规定的旋转角度上计算平均距离，从而在每个规定的旋转角度上修正由拼装机旋转部的旋转中心的偏心引起的位置偏移，进而，将在每个规定的旋转角度上计算出的多个平均距离转换成多个XY坐标值，同时基于多个XY坐标值修正管片环的中心位置，由此取得管片环的真圆度。根据这样构成，通过修正装置，能够在拼装机旋转部的每个规定的旋转角度上修正由旋转中心的偏心引起的位置偏移，因此能够在每个规定的旋转角度上高精度地求得从拼装机旋转部的旋转中心至管片环的内面为止的距离，高精度地取得管片环的真圆度。此外，通过修正装置，将在规定的旋转角度上计算出的多个平均距离转换成XY坐标值从而修正管片环的中心位置，由此能够在管片环的中心位置得以修正的状态下容易地进行管片环的真圆度的评价。
[0017]本发明的第二方面的管片真圆度测量方法具备如下步骤:在测量旋转中心发生偏心的拼装机旋转部的旋转角度的同时，通过在拼装机旋转部上相互不同的角度位置上配置的三个以上测距仪来测量与检测出的旋转角度相同的旋转角度上的直至管片环的内面的距离的步骤，以及基于在拼装机旋转部的相同旋转角度上的三个以上测距仪得到的距离测量值进行平均化，从而修正由拼装机旋转部的旋转中心的偏心引起的位置偏移的步骤。
[0018]在本发明的第二方面涉及的管片真圆度测量方法中，如上所述，通过设置基于由拼装机旋转部的相同旋转角度上的三个以上测距仪得到距离测量值进行平均化，从而修正由拼装机旋转部的旋转中心的偏心引起的位置偏移的步骤，即使拼装机旋转部的旋转中心发生偏心的情况下，也能够修正由旋转中心的偏心引起的位置偏移，从而减小由于旋转中心的偏心引起的距离测量值的误差的影响，因此能够基于该距离测量值，高精度地取得管片环的真圆度。此外，通过在拼装机旋转部上配置测距仪，能够将拼装机旋转部也沿用于管片环的距离测量用途，因此没有必要设置与旋转中心发生偏心的拼装机旋转部不同的其他旋转中心没有发生偏心的测量专用的旋转部。由此，没有必要在空间上限制多的盾构掘进机内部另外确保用于配置测量专用的旋转部的专用空间。此外，通过设置基于由拼装机旋转部的相同旋转角度上的三个以上测距仪得到的距离测量值来进行平均化，由此修正由拼装机旋转部的旋转中心的偏心引起的位置偏移的步骤，从而仅通过进行基于距离测量值的平均化，不进行复杂的运算就能够容易地修正由于拼装机旋转部的相同旋转角度(规定的旋转角度)上的旋转中心的偏心引起的位置偏移，因此能够容易地、高精度地取得管片环的真圆度。
[0019]在上述第二方面涉及的管片真圆度测量方法中，优选地，修正由拼装机旋转部的旋转中心的偏心引起的位置偏移的步骤包括如下步骤:通过在三个以上测距仪得到的各个距离测量值分别加上预先取得的从拼装机旋转部的旋转中心至各个测距仪的安装位置的安装距离，计算与从各个测距仪相对应的旋转中心至管片环的内面为止的距离并进行平均化，从而算出平均距离，同时，通过在每个拼装机旋转部的规定的旋转角度上计算平均距离，从而在每个规定的旋转角度上修正由拼装机旋转部的旋转中心的偏心引起的位置偏移的步骤，进一步具备如下步骤:将在每个规定的旋转角度上计算出的多个平均距离转换成多个XY坐标值，同时基于多个XY坐标值修正管片环的中心位置，由此取得管片环的真圆度的步骤。若这样构成，通过仅计算出拼装机旋转部的相同旋转角度(规定的旋转角度)上的平均距离，就能够修正由拼装机旋转部的旋转中心的偏心引起的位置偏移，因此能够容易地、高精度地求得规定的旋转角度上的从拼装机旋转部的旋转中心至管片环的内面为止的距离值。此外，由于在每个拼装机旋转部的规定的旋转角度上修正由旋转中心的偏心引起的位置偏移，因此能够在每个规定的旋转角度上高精度地求得拼装机旋转部的从旋转中心至管片环的内面为止的距离值，从而高精度地取得管片环的真圆度。此外，通过修正装置，将在每个规定的旋转角度上计算出的多个平均距离转换成XY坐标值从而修正管片环的中心位置，由此能够在管片环的中心位置得以修正的状态下容易地进行管片环的真圆度的评价。
[0020](三)有益效