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