JP2916996B2 - レーザ測量装置 - Google Patents
レーザ測量装置Info
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Description
により測量用のレーザ光束を走査するレーザ測量装置に
関する。
は、レーザ光束を射出する投光部を回転軸を中心に回転
させて、装置本体周囲の測量対象物に向けレーザ光束を
走査し、水平面と略平行な基準平面を形成するレーザ測
量装置(所謂レーザプレーナ)を用い、測量対象物上に
到達したレーザ光束のスポットの高さを計測する等によ
り、基準出しや高さ計測を行っている。
されることが多い。このため、強風により、或は大型作
業機器が該測量装置近傍で作動される等で、レーザ測量
装置を支えている三脚が傾くことがある。その場合に
は、走査レーザ光により形成される基準平面が傾き、当
初の設定角度と異なって、正確な基準出しや高さ計測が
できなくなってしまう。
場合に装置の姿勢を正すための自動整準機能を備えてい
る。これは、主電源投入後に投光部が傾動されてその回
転軸が略鉛直方向に沿わせられ整準動作が一旦終了した
後、測量作業中に投光部の傾斜角度を絶えず監視しなが
ら、この傾斜角度が許容値を越えたとき整準動作を再び
行なわせる機能である。このような機能を備えたレーザ
測量装置では、投光部の傾斜角度が許容値を越えたとき
レーザ光束をそのまま投射していると誤測定を招くとい
う理由から、再整準の度にレーザ投射を止めている。
作業機器を装置近傍で使用する建築現場で用いると、投
光部に微小な傾斜角度変位が頻繁に生じるため、連続投
光されるレーザ光束が頻繁に止まることとなる。このた
め、レーザ受光器を持ちレーザ測量装置から離れて作業
をしている設定作業員は、レーザ投射が止まる度に、そ
の原因は再整準によるのか装置の故障によるのか迷い、
故障と誤認し、持ち場を離れて装置まで戻ることが多か
った。このような作業の中断により、作業能率が悪くな
っていた。
る上記問題点に基づき、主電源投入から整準動作が一旦
終了するまでの間で現在の状況を設定作業員に認識させ
ることが可能なレーザ測量装置を提供することを目的と
する。
鉛直方向に沿わせられるべき回転軸を中心に回転可能な
投光部と、この投光部にレーザ光束を与えるレーザ光源
とを備え、該投光部を回転させてレーザ光源からのレー
ザ光束を回転軸と略直交する方向に回転投射し、水平面
と略平行な基準平面を形成するレーザ測量装置におい
て、投光部の鉛直方向に対する傾斜角度を検知する検知
センサと;該投光部を傾動させてその回転軸を略鉛直方
向に沿わせる整準駆動手段と;主電源を投入したとき、
整準駆動手段に駆動信号を出力する整準制御手段と;整
準駆動手段による整準動作開始後、検知センサが検知す
る傾斜角度が第1の辯い値を越えたときレーザ光源から
のレーザ光束を断続発光させ、第2の辯い値を越えたと
き該断続発光を連続発光に切り換える発光動作切換手段
と;を備えたことを特徴としている。
大まかな粗調整からやや細かな中間調整に移行すること
を検知するためのデータとして記憶手段に記憶させ、第
2の辯い値は、この中間調整から最も細かな微調整に移
行することを検知するためのデータとして記憶手段に記
憶させることができる。
明を説明する。図6は、本発明を適用したレーザ測量装
置の全体を示す断面図である。
ウジング12と、該ハウジング12の内方に設けられた
投光装置13とを有している。ハウジング12の同図上
方には、投光装置13上部の回転投光部15を囲繞する
透明部材16が固定され、下方には、レーザ測量装置1
1の駆動用バッテリー17を収納するバッテリーケース
18が固定されている。また、このバッテリーケース1
8の上部には、マイクロコンピュータ(以後マイコンと
称する)53が設けられている。
示用LED9と電源スイッチ(メインスイッチ)10と
が設けられている。この警告表示用LED9は、ハウジ
ング12の側壁に形成した開口から光を発することがで
きるようにされ、電源スイッチ10は、ハウジング12
の外方からスイッチ操作できるようにされている。また
ハウジング12は、上部中央に略円錐状の摺動案内部1
9を有し、この摺動案内部19は底部に摺動孔19aを
有している。この摺動孔19aの先端部がなす内径は、
後述する膨出部21の球面部の外径より小さく設定され
ている。
中空部を有する中空部材20と、この中空部材20の上
方に、ベアリング22を介して回転自在に支持された上
記回転投光部15とを有している。中空部材20が有す
る上記膨出部21は、摺動孔19aに球面部を当接させ
た状態で、回転投光部15(投光装置13)を回転軸a
回りの全ての方向に傾け、投射レーザ光束L3 によって
形成される基準平面を水平面に対して自由に調整できる
ように支持されている。
aを有している。このレーザ光光路20aに連通する下
部には、レーザ光束を発するレーザダイオード(レーザ
光源)23が設けられている。同図上方におけるレーザ
光光路20a内には、対物レンズ24が固定されてい
る。
0aの中心と合致させて該光路20aに連続する円孔1
5aと、この円孔15aに連続する該円孔15aより大
径で上方が開放されたペンタプリズム収納部15bとを
有している。該ペンタプリズム収納部15bの側壁に
は、透明部材25が嵌め込まれた投光窓26が設けられ
ている。ペンタプリズム収納部15b内において、回転
投光部15と一体に回転可能に固定されたペンタプリズ
ム27は、回転軸aに沿うレーザ光束を複数の反射面で
反射して略90゜偏向させ、投光窓26から装置外方に
投光する。
動アーム29と、この傾動アーム29に対して紙面奥方
向に直交する傾動アーム30(図7参照)とを一体的に
有している。この傾動アーム29は膨出部21の上部か
ら下方に傾けて形成され、先端部に、膨出部21の球心
と一致させた平行ピン31を有している。また傾動アー
ム30も傾動アーム29と同様に形成され、先端部に、
膨出部21の球心と一致させた平行ピン32(図7参
照)を有している。
ータ33を支持するブラケット35が設けられている。
このブラケット35には、レベル調整モータ33の回転
軸を挿通させるギヤ支持孔35aと、傾動用スクリュー
37の下端部を回転自在に嵌合させるギヤ支持孔35b
が形成されている。ハウジング12の上壁には、ギヤ支
持孔35bと対向し、傾動用スクリュー37の上端部を
回転自在に嵌合させるギヤ支持孔12aが形成されてい
る。レベル調整モータ33の回転軸に固定したピニオン
36は、傾動用スクリュー37の下端部に固定した伝達
ギヤ39と噛み合っている。この傾動用スクリュー37
には、該スクリュー37とで送りねじ機構を構成する調
整用ナット40が螺合されている。この調整用ナット4
0は、突部41aと直線案内溝41b(図7参照)から
なる直進案内機構41によってハウジング12に対する
相対回転を規制され、外周に、平行ピン31に上方から
当接する作動ピン42を固定して有している。
ト35と直交する位置には、このブラケット35と同様
のブラケット43(図7参照)が設けられ、このブラケ
ット43には、傾動アーム30を傾動するための送りね
じ機構が設けられている。この送りねじ機構は、傾動ア
ーム29を傾動するための上記送りねじ機構と同様の構
成を有するもので、レベル調整モータ45の駆動により
上下方向の傾動用スクリュー46が回転して調整用ナッ
ト47を昇降させ、先端部のローラ49によって傾動ア
ーム30を傾動させる。この調整用ナット47は後方に
突出する突部50aと、ハウジング12の内壁に固定し
た直線案内溝50bからなる直進案内機構50によって
上下方向に直進案内されている。
の下部に一端を掛け止めした引張りばね52の他端を掛
け止める突起51が突設されている。この突起51は、
直交する傾動アーム29と30とでなす角を二等分する
方向に設けられている。このため、中空部材20はその
下部を、膨出部21が摺動孔19aによって支持された
状態で突起51に向けて移動付勢されるから、傾動アー
ム29、30の平行ピン31、32が作動ピン42、4
9に下方からそれぞれ弾接することとなる。よって、マ
イコン53の信号に基づき、整準駆動手段を構成するレ
ベル調整モータ33、45がそれぞれに駆動されると、
作動ピン42、49がそれぞれ昇降されて、中空部材2
0即ち回転投光部15を、回転軸a回りの全ての方向に
傾けて、鉛直方向に対する傾斜角度を調整する。
9、30とそれぞれ反対方向に突出するブラケット5
5、56が設けられている。これらのブラケット55、
56には、レベル検知センサ57、59がそれぞれ取付
けられている。これらのレベル検知センサ57、59
は、回転投光部15から投射されるレーザ光束L3 がな
す基準面の水平度、即ち該回転投光部15の鉛直方向に
対する傾斜角度を検知して、その検知信号をマイコン5
3に送る。
させたブラケット60が設けられ、このブラケット60
に、回転用モータ61が固定されている。このモータ6
1の回転軸に取付けたプーリ62と回転投光部15の外
周に、無端ベルト63が巻き回されている。従って、マ
イコン53の信号に基づき回転用モータ61が回転駆動
されると、プーリ62、無端ベルト63を介して回転投
光部15が、中空部材20に対して相対回転させられ
る。
制御系を、図1により説明する。マイコン53は、入力
ポートに、レベル検知センサ57、59及びROM(記
憶手段)65が接続され、出力ポートに、回転用モータ
61、レーザダイオード駆動回路67、及びレベル調整
モータ33、45が接続されている。このレーザダイオ
ード駆動回路67にはレーザダイオード23が接続され
ている。
により主電源が投入されると、回転投光部15がどのよ
うな傾斜位置にあっても、整準駆動手段を構成するレベ
ル調整モータ33、45に駆動信号を出力して整準動作
を開始させる整準制御手段としての機能を有する。マイ
コン53はまた、回転用モータ61に駆動信号を出力し
て回転投光部15を回転駆動する。マイコン53はさら
に、レベル調整モータ33、45による整準動作が一旦
完了した後、レベル検知センサ57、59の検知による
回転投光部15の傾斜角度が水平精度許容値(通常±1
0″程度)を越えたとき、つまり後述する微調整による
べき傾斜角度範囲と中間調整によるべき傾斜角度範囲と
の間に位置するとき、レベル調整モータ33、45に駆
動信号を出力する整準制御手段としての機能を有する。
33、45の駆動による整準動作開始後に、レベル検知
センサ57、59の検知による傾斜角度が第1の閾い値
を越えたとき、レーザダイオード駆動回路67に切換信
号を出力してレーザダイオード23からレーザ光束を断
続発光させ、その後、第2の閾い値を越えたとき、レー
ザダイオード駆動回路67に再度切換信号を出力して、
該断続発光を連続発光に切り換える発光動作切換手段と
しての機能を有する。マイコン53はまた、一旦整準動
作が完了した後に、レベル調整モータ33、45を再び
駆動して微調整による整準動作をさせるとき、それまで
連続発光していたレーザダイオード23のレーザ光束を
断続発光に切り換え、さらに回転投光部15の再整準が
終了したとき、この断続発光を連続発光に戻す発光動作
切換手段としての機能を有する。
45により回転投光部15を整準するとき、この整準動
作の現在の状況を検知するため段階的に数値を異ならせ
た第1の閾い値と第2の閾い値がデータとして記憶され
ている。この第1の閾い値は、主電源を投入したときマ
イコン53の指令に基づき開始される最初の整準動作が
大まかな粗調整からやや細かな中間調整に移行すると
き、つまり粗調整が終了したことを検知するためのデー
タである。また第2の閾い値は、該整準動作が中間調整
から最も細かな微調整に移行するとき、つまり中間調整
が終了したことを検知するためのデータである。
から投射されるレーザ光束L3 を受光して高さ測定等を
行なうときにレーザ測量装置11と組合わせて用いられ
るレーザ受光器である。このレーザ受光器70は、設定
作業員が片手で把持できる程度の大きさに構成され、同
図に示す状態で上下方向に適宜移動させるとレーザ光束
L3 の受光状態によって識別音を変化させる。このた
め、レーザ受光器70を持った設定作業員は、この識別
音の変化により、投射されるレーザ光束L3 の受光位置
を認識することができる。
0aの上部中央に、保護ガラスを嵌め込んだ縦長の受光
窓71を有している。この受光窓71の保護ガラス内方
には、レーザ測量装置11の回転投光部15から投射さ
れるレーザ光束L3 を受光する受光素子が設けられてい
る。また前壁70aにおいての受光窓71右方には、表
示窓72が設けられ、左方には、上方から順に、電源を
オンオフに切り換えるオンオフ釦73、基準位置表示範
囲の設定のための切換釦75、ブザー76及び照明77
が設けられている。このブザー76は、レーザ光束L3
が連続発光されているとき、及び断続発光されていると
きにそれぞれ、受光窓71で受光したレーザ光束L3 の
高さによって異なる識別音を発する(図4の(c)、(d) 及
び図5の(c)、(d) 参照)。
作動を図2、図3のフローチャートを参照して説明す
る。
を三脚69を介して所望の位置にセットする。このよう
にレーザ測量装置11を所望の位置にセットした時点で
は、無調整であり、一般に回転投光部15の回転軸aは
鉛直方向と一致していない。この状態においてメインス
イッチをオンして主電源を投入すると、マイコン53
は、レベル調整モータ33、45に駆動信号を出力して
整準動作を開始させる(ステップS1)。この整準作業
は、マイコン82からの駆動信号に基づきレベル調整モ
ータ33、45が適宜回転駆動されると、それぞれ送り
ねじ機構によって昇降される作動ピン42、49が傾動
アーム29、30を適宜傾動させ、これにより中空部材
20即ち回転投光部15が回転軸aを適宜の方向に傾斜
されることにより行なわれる。
2)、レベル検知センサ57、59からの出力とROM
65に記憶した第1の閾い値とを絶えず監視している
(S3)。そしてマイコン53は、レベル検知センサ5
7、59からの出力、即ち回転投光部15の鉛直方向に
対する傾斜角度が第1の閾い値を越えたと判断したと
き、整準動作が大まかな粗調整からやや細かな中間調整
に入ったことを報知するため、レーザダイオード駆動回
路67に駆動信号を出力し該回路67を介してレーザダ
イオード23を断続的に発光(点滅)させると共に、回
転用モータ61に駆動信号を出力して回転投光部15を
回転駆動する(S4)。マイコン53はさらに、この断
続発光させた状態で整準動作を続行させる(S5)。
鉛直方向に対する傾斜角度が第2の閾い値を越えたと判
断したとき(S6)、整準動作が中間調整から最も細か
な微調整に入ったことを報知するため、レーザダイオー
ド駆動回路67に切換信号を出力し該回路67を介して
レーザダイオード23の断続的を連続発光に切り換えさ
せる(S7)。マイコン53はさらに、この連続発光さ
せた状態で整準動作を続行させる(S8)。そしてマイ
コン53は、レベル検知センサ57、59からの出力が
略0となったとき(S9)、回転投光部15の回転軸a
が鉛直方向に略一致したと判断して、停止信号を出力し
てレベル調整モータ33、45の回転駆動を止め、回転
投光部15の整準動作を停止させる(S10)。
は、振動や衝撃等による回転投光部15の傾きを絶えず
監視し、つまり回転投光部15の鉛直方向に対する傾斜
角度が第2の閾い値を越えている否かを絶えず監視し
(S11)、この回転投光部15の傾斜角度が第2の閾
い値を越えている間は連続発光させたまま微調整による
整準動作を続行させ(S12)、レベル検知センサ5
7、59からの出力が略0となった時点で整準動作を停
止させ(S13)、さらにこの整準完了後もレーザダイ
オード23を連続発光させる(S14)。
や衝撃等によって回転投光部15がやや傾いて、回転軸
aの傾斜角度が、第2の閾い値より第1の閾い値側(中
間調整域)となったとき、マイコン53は、レーザダイ
オード駆動回路67に切換信号を出力して、連続発光し
ているレーザ光束を断続発光に切り換えると共に整準動
作を続行させる(S15)。レーザ受光器70を把持し
て測定作業をしている設定作業員は、レーザ測量装置1
1から離れた位置に居ながら、この断続的に投射される
レーザ光束L3 を目視することにより、回転投光部15
が余り大きくない角度傾斜したこと、及び、中間調整に
よる整準動作中であることを認識することができる。
57、59からの出力が略0となったとき、回転投光部
15の回転軸aが鉛直方向に略一致したと判断して、回
転投光部15の整準動作を停止させ(S16、S1
3)、さらにこの整準完了後もレーザダイオード23を
連続発光させる(S14)。
知センサ57、59からの出力が略0にならないときに
は、S17に進み、回転軸aの傾斜角度が第1の閾い値
を越えているか否かをチェックする。この結果、傾斜角
度が第1の閾い値を越えていない場合には、マイコン5
3から回転用モータ62、レーザダイオード駆動回路6
7及びレベル調整モータ33、45に向け停止信号が出
力されて、回転投射機能と整準機能が停止され、同時
に、警告表示用LED9の連続点灯によって警告表示さ
れる(S18)。
レーザ光束L3 は、レーザ受光器70側で受光されると
き、回転投光部15が1回転する度に1パルスの信号を
受ける形となるため、図4の(a)で示すように、比較
的短い所定時間間隔の断続的な受光信号となる。このと
き、表示部72には、同図の(b)の実線で示される連
続信号に基づく表示が照明等を介してなされる。そし
て、受光されるレーザ光束L3 がレーザ受光器70の基
準位置に照射されているとき、ブザー76が発するブザ
ー音(識別音)は同図の(c)の実線で示される連続音
となる。また、受光されるレーザ光束L3 がレーザ受光
器70の基準位置から外れた位置に照射されていると
き、ブザー音は同図の(d)で示される断続音となる。
従って、設定作業員は、表示部72の表示内容やブザー
76が発する音を識別することにより、レーザ受光器7
0を適宜上下させながら測定作業を行なう。
レーザ光束L3 は、レーザ受光器70側で受光されると
き、回転投光部15が2回転する度に1パルスの信号を
受ける形となるため、図5の(a)で示すように、比較
的長い所定時間間隔(連続発光時(図4(a) )の2倍)
の断続的な受光信号となる。このとき、表示部72に
は、同図の(b)の実線で示される断続信号に基づく表
示が照明等を介してなされる。そして、受光されるレー
ザ光束L3 がレーザ受光器70の基準位置に照射されて
いるとき、ブザー76が発するブザー音は同図の(c)
の実線で示される断続音となる。また、受光されるレー
ザ光束L3 がレーザ受光器70の基準位置から外れた位
置に照射されているとき、ブザー音は図5の(d)で示
されるように、図4の(d)で示した断続信号4パルス
ずつを所定時間おいて断続させる断続音となる。従っ
て、設定作業員は、表示部72の表示内容やブザー76
が発する音を識別することにより、レーザ測量装置11
が整準動作中であることを認識することができる。
閾い値を固定のデータとしてROM65に記憶したが、
本発明はこれに限られない。すなわち、第1、第2の閾
い値を、可変のデータとしてRAM(図示せず)等に入
力しておき、目盛を調節する等によって、整準が必要な
傾斜角度の範囲を変更可能にすることができる。
入から整準動作が一旦終了するまでの間の現在状況を設
定作業員に認識させることができる。
電源投入から整準動作が一旦終了するまでの間で現在の
状況を設定作業員に認識させることが可能となる。
ック図である。
ローチャート図である。
ローチャート図である。
側での検出表示を示すタイミングチャート図である。
側での検出表示を示すタイミングチャート図である。
図である。
である
態を示す斜視外観図である。
切換手段) 57 59 レベル検知センサ(検知センサ) 61 回転用モータ 65 ROM(記憶手段) a 回転軸
Claims (2)
- 【請求項1】 略鉛直方向に沿わせられるべき回転軸を
中心に回転可能な投光部と、この投光部にレーザ光束を
与えるレーザ光源とを備え、 該投光部を回転させてレーザ光源からのレーザ光束を回
転軸と略直交する方向に回転投射し、水平面と略平行な
基準平面を形成するレーザ測量装置において、 上記投光部の鉛直方向に対する傾斜角度を検知する検知
センサと; 上記投光部を傾動させてその回転軸を略鉛直方向に沿わ
せる整準駆動手段と; 主電源を投入したとき、上記整準駆動手段に駆動信号を
出力する整準制御手段と; 上記整準駆動手段による整準動作開始後、上記検知セン
サが検知する傾斜角度が第1の辯い値を越えたとき上記
レーザ光源からのレーザ光束を断続発光させ、第2の辯
い値を越えたとき該断続発光を連続発光に切り換える発
光動作切換手段と; を備えたことを特徴とするレーザ測量装置。 - 【請求項2】 請求項1 において、第1の辯い値は、整
準時における大まかな粗調整からやや細かな中間調整に
移行することを検知するためのデータとして記憶手段に
記憶され、第2の辯い値は、この中間調整から最も細か
な微調整に移行することを検知するためのデータとして
記憶手段に記憶されているレーザ測量装置。
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JP19771995A JP2916996B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | レーザ測量装置 |
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JP19771995A JP2916996B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | レーザ測量装置 |
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Cited By (1)
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Families Citing this family (2)
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US5953108A (en) * | 1997-05-28 | 1999-09-14 | Laser Alignment, Inc. | Laser beam projector power and communication system |
DE102016107099A1 (de) * | 2016-04-18 | 2017-10-19 | Status Pro Maschinenmesstechnik Gmbh | Rotationslaser zur Ermittlung der Rechtwinkligkeit zweier Maschinenteile |
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1995
- 1995-08-02 JP JP19771995A patent/JP2916996B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2006208008A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Sokkia Co Ltd | レーザ測量機 |
JP4496096B2 (ja) * | 2005-01-25 | 2010-07-07 | 株式会社 ソキア・トプコン | レーザ測量機 |
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JPH0942965A (ja) | 1997-02-14 |
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