1995 Fiscal Year Annual Research Report
地盤特性を考慮した連壁用掘削機位置制御システムの開発
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07555448
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
深川 良一 愛媛大学, 工学部, 助教授 (20127129)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大石 善啓 三菱重工業, 高砂研究所, 主任研究員
松生 隆司 鴻池組, 技術研究所, 主任研究員
河原 荘一郎 愛媛大学, 工学部, 助手 (50169752)
建山 和由 京都大学, 工学部, 講師 (10179731)
室 達朗 愛媛大学, 工学部, 教授 (00025967)
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| Keywords | 地中連続壁 / 掘削機 / 位置制御 / 自動制御 / 地盤 |
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| Research Abstract |
本研究の当初の目的は、(1)連壁用掘削機の位置制御に及ぼす地盤条件の影響を実機の制御に即した形で力学的に明確にすること、(2)その地盤条件の影響をファジィ推論を用いて制御条件の中に取り込み、最終的に多様な地盤条件に対応できる制御アルゴリズムを完成させること、(3)上記制御アルゴリズムの有効性を室内モデル実験および実機で検証することであったが、本年の研究の結果以下のような成果が得られた。
(1)地盤と掘削機の相互作用の定式化
連壁用掘削機と周辺地盤との相互作用を力学的に定式化した。地盤の力学特性は、変位の大きい制御板載荷部ではその非線形性を考慮し、変位の小さな掘削機側面では弾性的なものとして取り扱っている。定式化したモデルの有効性を検証するために、実機の数分の一サイズの室内モデル試験機を製作し、一連の実験を行った。実験値と理論値との比較を行った結果、両者は良好な一致を示し、モデルの妥当性が実証された。
(2)地盤条件を考慮した制御アルゴリズムの構築およびそのモデル試験機による検討
(1)で提案した力学モデルを利用して、掘削機の初期の応答から続く制御条件を決定する制御アルゴリズムを提案した。この方法によれば初期の応答を分析することによって地盤特性を逆に推定できるため、地盤特性を予め調べることなしにスムーズな制御を実施することが出来る。この手法の有効性を先に述べた一連の室内実験結果に基づいて調べた。
(3)ファジィ推論に基づく制御アルゴリズムの構築およびその実機による検討
(2)の制御アルゴリズムとは別に、掘削貫入速度、ケーブル吊り荷重、ドラムカッタートルクなどの施工時計測データを入力情報とし、地盤のN値を出力情報とするファジィ推論機構を構築した。さらに、この推論機構を組み込んだ位置制御アルゴリズムを作成し、実機の位置制御でその有効性を検討し、現時点では良好な結果が得られている。
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[Publications] 深川良一・室達朗・山本素・松生隆司・澤芳幸: "連壁用掘削機と地盤の相互作用に関する基礎的研究" 第5回建設ロボットシンポジウム論文集. 37-44 (1995)
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[Publications] Fukagawa,Muro,Hozumi,Yamamoto and Matsuike: "Interaction between a model excavator for the diaphragm wall method and the surrounding ground" Proc.of 4th Asia-Pacific Regional Conf.of ISTVS. 385-392 (1995)
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[Publications] Fukagawa,Muro,Hozumi,and Matsuike: "Estimation of ground properties based on a fuzzy reasoning method during vertical hole excavation" Proc.of 4th Asia-Pacific Regional Conf.of ISTVS. 37-44 (1995)
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[Publications] Fukagawa,Muro,Yamamoto and Matsuike: "The prediction of the interaction between an excavator for the diaphragm wall method and the surrounding ground" Proc.of 13th Int.Symp.on Automation and Robotics in Construction. (発表予定). (1996)
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[Publications] Matsuike,Sawa,Ohashi,Sotozono,Fukagawa & Muro: "Development of automatic system for diaphragm-wall excavator" Proc.of 13th Int.Symp.on Automation & Robotics in Construction. (発表予定). (1996)
