JP6318298B1 - Displacement measuring instrument and displacement measuring system - Google Patents

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Abstract

【課題】経時的かつ定量的に精度の高い計測を行うことができるとともに、記録の確認を容易に行うことができる変位計測システムを提供する。【解決手段】下部構造体１１と、下部構造体１１の上方に設けられた上部構造体１２と、上部構造体１２を、下部構造体１１に対して相対変位可能に支持する支承体１３と、を備える建築構造物１０に用いられ、下部構造体１１と上部構造体１２との相対変位量を計測する変位計測器２であって、下部構造体１１に配置された板状部材２０と、上部構造体１２に接続され、かつ板状部材２０の上面を押圧する測定子２１と、板状部材２０に対する測定子２１の位置座標を取得する取得部２３と、取得部２３により得られた測定子２１の座標情報を外部に送信する送信部２４と、を備えている。【選択図】図１Disclosed is a displacement measurement system capable of performing highly accurate measurement over time and quantitatively and easily confirming recording. A lower structure, an upper structure provided above the lower structure, a support that supports the upper structure so as to be relatively displaceable with respect to the lower structure, A displacement measuring instrument 2 for measuring a relative displacement amount between the lower structure 11 and the upper structure 12, the plate-like member 20 disposed in the lower structure 11, and the upper part A probe 21 that is connected to the structure 12 and presses the upper surface of the plate-like member 20, an acquisition unit 23 that acquires the position coordinates of the probe 21 relative to the plate-like member 20, and a probe obtained by the acquisition unit 23 And a transmitter 24 for transmitting the coordinate information 21 to the outside. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、変位計測器、および変位計測システムに関する。   The present invention relates to a displacement measuring instrument and a displacement measuring system.

従来から、地震時の建築構造物における上部構造体の変位量を計測するために、例えば下記特許文献１に示すような、下部構造体に配置された板状部材と、上部構造体に接続され、かつ板状部材の上面に先端が接触する罫書き針と、を備えた変位計測器が知られている。
この変位計測器では、上部構造体が下部構造体に対して相対変位した際に、罫書き針が板状部材の上面に変位時の軌跡を記録することで、上部構造体における、下部構造体に対する変位量を計測することができる。 Conventionally, in order to measure the amount of displacement of the upper structure in a building structure at the time of an earthquake, for example, as shown in Patent Document 1 below, a plate-like member arranged in the lower structure and the upper structure are connected. A displacement measuring instrument is also known that includes a scribing needle whose tip is in contact with the upper surface of the plate-like member.
In this displacement measuring device, when the upper structure is relatively displaced with respect to the lower structure, the crease needle records the locus at the time of displacement on the upper surface of the plate-like member. The amount of displacement with respect to can be measured.

特開２０１５−０６８７５１号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-068751

しかしながら、前記従来の変位計測器では、板状部材の上面に記録される罫書き針の軌跡というアナログ情報を、経時的かつ定量的に把握することが難しかった。また、例えば地震における初動時の変位量は、密集した軌跡として記録される等、精度の高い変位量の計測が困難であった。
また、変位計測器が、上部構造体と下部構造体との間の空間に配置されるので、記録の確認に手間を要するという問題があった。 However, in the conventional displacement measuring instrument, it has been difficult to grasp the analog information of the trace of the scriber needle recorded on the upper surface of the plate-like member over time and quantitatively. In addition, for example, the amount of displacement at the time of initial motion in an earthquake is recorded as a dense locus, and it is difficult to measure the amount of displacement with high accuracy.
Further, since the displacement measuring instrument is disposed in the space between the upper structure and the lower structure, there is a problem that it takes time to confirm the recording.

本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって、経時的かつ定量的に精度の高い計測を行うことができるとともに、記録の確認を容易に行うことができる変位計測器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a displacement measuring instrument that can perform measurement with high accuracy over time and quantitatively, and can easily perform recording confirmation. With the goal.

前記課題を解決するために、本発明に係る変位計測器は、下部構造体と、前記下部構造体の上方に設けられた上部構造体と、前記上部構造体を、前記下部構造体に対して相対変位可能に支持する支承体と、を備える建築構造物に用いられ、前記下部構造体と前記上部構造体との相対変位量を計測する変位計測器であって、前記下部構造体に配置された板状部材と、前記上部構造体に接続され、かつ前記板状部材の上面を押圧する測定子と、前記板状部材に対する前記測定子の位置座標を取得する取得部と、前記取得部により得られた前記測定子の座標情報を外部に送信する送信部と、を備え、前記板状部材は少なくとも３つの支持脚を備え、前記取得部は、前記板状部材の支持脚のうち、少なくとも３つに各別に設けられたセンサであり、前記板状部材に対する前記測定子の押圧力に応じた変化を検知することで、前記測定子の水平方向における位置座標を取得することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a displacement measuring instrument according to the present invention includes a lower structure, an upper structure provided above the lower structure, and the upper structure with respect to the lower structure. A displacement measuring instrument for measuring a relative displacement amount between the lower structure and the upper structure, which is used in a building structure including a support body that is supported so as to be capable of relative displacement, and is disposed in the lower structure. A plate-shaped member, a probe connected to the upper structure and pressing the upper surface of the plate-shaped member, an acquisition unit for acquiring position coordinates of the probe with respect to the plate-shaped member, and the acquisition unit A transmitter that transmits the coordinate information of the obtained probe to the outside, the plate member includes at least three support legs, and the acquisition unit includes at least one of the support legs of the plate member. It is a sensor provided for each of the three, and the front By detecting a change corresponding to the pressing force of the measuring element relative to the plate-shaped member, and acquires position coordinates in the horizontal direction of the measuring element.

この発明によれば、変位計測器が取得部を備えている。このため、板状部材に対する測定子の位置座標を取得することが可能になり、経時的かつ定量的に精度の高い計測を行うことができる。また、変位計測システムが、送信部を備えているので、建築構造物から離れた外部に座標情報を送信することができ、記録の確認を容易に行うことができる。   According to this invention, the displacement measuring instrument includes the acquisition unit. For this reason, it becomes possible to acquire the position coordinate of the measuring element with respect to a plate-shaped member, and a highly accurate measurement can be performed temporally and quantitatively. In addition, since the displacement measurement system includes the transmission unit, the coordinate information can be transmitted to the outside away from the building structure, and the recording can be easily confirmed.

また、取得部が板状部材の支持脚に設けられ、かつ測定子の押圧力に応じた変化を検知するセンサであるため、天板に対する測定子の水平方向における位置座標を、センサから得られる出力信号として取り扱うことができる。 In addition, since the acquisition unit is provided on the support leg of the plate-like member and detects a change according to the pressing force of the probe, the position coordinate in the horizontal direction of the probe with respect to the top plate can be obtained from the sensor. It can be handled as an output signal.

また、本発明の変位計測器における前記測定子は、付勢部材により前記板状部材の上面に付勢されるとともに、上下方向に変位自在に支持され、前記取得部は、前記板状部材に対する前記測定子の水平方向および上下方向における位置座標を取得してもよい。   Further, the measuring element in the displacement measuring instrument of the present invention is urged to the upper surface of the plate-like member by an urging member and is supported so as to be freely movable in the vertical direction, and the acquisition unit is attached to the plate-like member. You may acquire the position coordinate in the horizontal direction and the up-down direction of the said measuring element.

この場合、測定子が付勢部材により板状部材の上面に付勢された状態で支持されているので、上部構造体が下部構造体に対して上下方向に変位した際に、測定子における、板状部材の上面への押圧状態を維持することができる。
また、取得部が、測定子の水平方向および上下方向における位置座標を取得するので、上部構造体の下部構造体に対する変位量を３次元で計測することができる。 In this case, since the probe is supported in a state of being biased to the upper surface of the plate-like member by the biasing member, when the upper structure is displaced in the vertical direction with respect to the lower structure, The pressing state to the upper surface of the plate member can be maintained.
In addition, since the acquisition unit acquires the position coordinates of the probe in the horizontal direction and the vertical direction, the displacement amount of the upper structure relative to the lower structure can be measured in three dimensions.

また、本発明の参考例に係る変位計測器は、下部構造体と、前記下部構造体の上方に設けられた上部構造体と、前記上部構造体を、前記下部構造体に対して相対変位可能に支持する支承体と、を備える建築構造物に用いられ、前記下部構造体と前記上部構造体との相対変位量を計測する変位計測器であって、前記下部構造体に配置された板状部材と、前記上部構造体に接続され、かつ前記板状部材の上面を押圧する測定子と、前記板状部材に対する前記測定子の位置座標を取得する取得部と、前記取得部により得られた前記測定子の座標情報を外部に送信する送信部と、を備え、前記取得部は、前記板状部材の上面に対する前記測定子の位置を認識する光学センサであり、前記測定子の水平方向における位置座標を取得してもよい。
この場合、取得部が、測定子の水平方向における位置座標を認識する光学センサであるため、測定子の座標情報をデジタル情報として扱うことができる。 Further, the displacement measuring instrument according to the reference example of the present invention is capable of relative displacement of the lower structure, the upper structure provided above the lower structure, and the upper structure. A displacement measuring instrument for measuring a relative displacement amount between the lower structure and the upper structure, which is used in a building structure including a plate-like member disposed on the lower structure. A member, a measuring element connected to the upper structure and pressing the upper surface of the plate-like member, an acquisition unit for acquiring position coordinates of the measuring element with respect to the plate-like member, and obtained by the acquisition unit A transmitter that transmits the coordinate information of the probe to the outside, and the acquisition unit is an optical sensor that recognizes the position of the probe relative to the upper surface of the plate-like member, and in the horizontal direction of the probe You may acquire a position coordinate.
In this case, since the acquisition unit is an optical sensor that recognizes the position coordinate of the probe in the horizontal direction, the coordinate information of the probe can be handled as digital information.

また、本発明の変位計測器における前記測定子には、この測定子の上下方向の変位量を計測可能な変位計が接続されてもよい。
この場合には、変位計を用いて測定子の上下方向の座標情報を取得することができる。 Further, a displacement meter capable of measuring the amount of displacement in the vertical direction of the measuring element may be connected to the measuring element in the displacement measuring instrument of the present invention.
In this case, coordinate information in the vertical direction of the measuring element can be acquired using a displacement meter.

また、本発明に係る変位計測システムは、前述したいずれかの変位計測器と、前記送信部から送信された前記測定子の座標情報を受信する受信部と、を備えてもよい。
この場合には、送信部から送信された座標情報を、受信部が受信することができるので、受信部を設置する場所により、建築構造物から離れた遠隔地でも、変位計測器の記録を確認することができる。 The displacement measurement system according to the present invention may include any one of the displacement measurement devices described above and a reception unit that receives coordinate information of the probe transmitted from the transmission unit.
In this case, the coordinate information transmitted from the transmitter can be received by the receiver, so the displacement measuring instrument records can be confirmed even at remote locations away from the building structure, depending on where the receiver is installed. can do.

また、本発明の変位計測システムは、前記受信部が受信した座標情報を記憶する記憶部を備えてもよい。
この場合には、記憶部を備えているので、上部構造体の下部構造体に対する変位量を長期間にわたって記録することができる。 In addition, the displacement measurement system of the present invention may include a storage unit that stores coordinate information received by the reception unit.
In this case, since the storage unit is provided, the displacement amount of the upper structure relative to the lower structure can be recorded over a long period of time.

本発明によれば、経時的かつ定量的に精度の高い計測を行うことができるとともに、記録の確認を容易に行うことができる。   According to the present invention, highly accurate measurement can be performed over time and quantitatively, and recording can be easily confirmed.

本発明の第１実施形態に係る変位計測システムにおける（ａ）正面図、（ｂ）上面図である。It is (a) front view and (b) top view in the displacement measuring system concerning a 1st embodiment of the present invention. 図１に示す測定子における（ａ）定常状態における拡大図、（ｂ）上部構造体が下部構造体に対して上方に向けて変位した状態における拡大図、（ｃ）上部構造体が下部構造体に対して下方に向けて変位した状態を示す拡大図である。1A is an enlarged view in a steady state, FIG. 1B is an enlarged view in a state where the upper structure is displaced upward with respect to the lower structure, and FIG. 1C is an upper view in which the upper structure is the lower structure. It is an enlarged view which shows the state displaced toward the downward direction. 図１に示す変位計測システムの概念図である。It is a conceptual diagram of the displacement measuring system shown in FIG. 図３に示す概念図における座標関係を示す図である。It is a figure which shows the coordinate relationship in the conceptual diagram shown in FIG. 本発明の第２実施形態に係る変位計測システムにおける正面図である。It is a front view in the displacement measuring system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図５に示す変位計の挙動を示す図である。It is a figure which shows the behavior of the displacement meter shown in FIG.

（第１実施形態）
以下、図１から図４を参照し、本発明の第１実施形態に係る変位計測器２、および変位計測システム１について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る変位計測器２は、下部構造体１１と、下部構造体１１の上方に設けられた上部構造体１２と、上部構造体１２を下部構造体１１に対して相対変位可能に支持する支承体１３と、を備える建築構造物１０に用いられる。下部構造体１１とは例えば基礎等であり、上部構造体１２とは基礎の上方に設けられた建築物本体である。 (First embodiment)
Hereinafter, the displacement measuring instrument 2 and the displacement measuring system 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
As shown in FIG. 1, the displacement measuring instrument 2 according to this embodiment includes a lower structure 11, an upper structure 12 provided above the lower structure 11, and the upper structure 12 as a lower structure 11. It is used for the building structure 10 provided with the support body 13 supported so that relative displacement is possible. The lower structure 11 is, for example, a foundation, and the upper structure 12 is a building main body provided above the foundation.

図示の例では、下部構造体１１としてのコンクリートスラブに、支承体１３が複数配置されている。支承体１３は、台座コンクリート１３Ａの上に、免震ダンパー１３Ｂが配置された構成となっている。支承体１３は、上部構造体１２としての梁部材１２Ａおよびコンクリート床面１２Ｂを下方から支持している。なお、このような態様に限られず、支承体１３は免震機構を有していなくてもよい。   In the illustrated example, a plurality of support bodies 13 are arranged on a concrete slab as the lower structure 11. The support body 13 has a structure in which a seismic isolation damper 13B is disposed on a base concrete 13A. The support 13 supports the beam member 12A and the concrete floor 12B as the upper structure 12 from below. In addition, it is not restricted to such an aspect, The support body 13 does not need to have a seismic isolation mechanism.

変位計測器２は、下部構造体１１と上部構造体１２との相対変位量を計測する。
変位計測器２は、下部構造体１１に配置された板状部材２０と、上部構造体１２に接続され、かつ板状部材２０の上面を押圧する測定子２１と、を備えている。板状部材２０は上面視で矩形状をなしている。板状部材２０は少なくとも３つの支持脚２０Ａを備えている。
図示の例では、板状部材２０の上面視における４隅に、支持脚２０Ａが各別に設けられている。板状部材２０および支持脚２０Ａは、例えば金属材料等の一定の剛性を備えた材料により形成されている。 The displacement measuring instrument 2 measures the relative displacement amount between the lower structure 11 and the upper structure 12.
The displacement measuring instrument 2 includes a plate-like member 20 disposed in the lower structure 11 and a measuring element 21 connected to the upper structure 12 and pressing the upper surface of the plate-like member 20. The plate-like member 20 has a rectangular shape when viewed from above. The plate-like member 20 includes at least three support legs 20A.
In the illustrated example, support legs 20 </ b> A are separately provided at the four corners of the plate-like member 20 in a top view. The plate-like member 20 and the support leg 20A are formed of a material having a certain rigidity, such as a metal material.

測定子２１は、上部構造体１２における梁部材１２Ａに固定され、かつ下方に向けて延びる固定軸２２の下端部に配置されている。測定子２１は、予め設定された所定の圧力により、板状部材２０の上面を下方に向けて押圧している。測定子２１としては、例えば金属材料等により形成された球状体を採用することができる。   The measuring element 21 is fixed to the beam member 12A in the upper structure 12 and is disposed at the lower end of the fixed shaft 22 that extends downward. The measuring element 21 presses the upper surface of the plate-like member 20 downward with a predetermined pressure set in advance. As the measuring element 21, for example, a spherical body formed of a metal material or the like can be used.

そして本実施形態では、変位計測器２は、板状部材２０に対する測定子２１の位置座標をデジタル情報として取得する取得部２３と、取得部２３により得られた測定子２１の座標情報を外部に送信する送信部２４と、を備えている。
取得部２３および送信部２４は、有線又は無線により互いに接続され、取得部２３で取得した座標情報が送信部２４に送られる。 In the present embodiment, the displacement measuring instrument 2 obtains the position information of the probe 21 with respect to the plate member 20 as digital information and the coordinate information of the probe 21 obtained by the acquisition unit 23 to the outside. And a transmission unit 24 for transmission.
The acquisition unit 23 and the transmission unit 24 are connected to each other by wire or wirelessly, and the coordinate information acquired by the acquisition unit 23 is sent to the transmission unit 24.

また、変位計測器２は、変位計測システム１を構成している。変位計測システム１は、変位計測器２と、変位計測器２の送信部２４から送信された測定子２１の座標情報を受信する受信部２５と、受信部２５が受信した座標情報を記憶する記憶部２６を備えている。受信部２５は、送信部２４と無線又は有線により接続され、例えば建築構造物１０の外部に設けられている。すなわち、複数の変位計測器２により得られた複数の建築構造物１０における変位量を、外部のモニター室等において、一括して確認することができる。記憶部２６は、例えば受信部２５と一体に構成されてもよい。記憶部２６は、例えば長期間にわたる座標情報を記憶する大容量メモリー等である。   Further, the displacement measuring instrument 2 constitutes a displacement measuring system 1. The displacement measuring system 1 includes a displacement measuring device 2, a receiving unit 25 that receives coordinate information of the probe 21 transmitted from the transmitting unit 24 of the displacement measuring device 2, and a memory that stores the coordinate information received by the receiving unit 25. A portion 26 is provided. The receiving unit 25 is connected to the transmitting unit 24 wirelessly or by wire, and is provided, for example, outside the building structure 10. That is, the displacement amounts in the plurality of building structures 10 obtained by the plurality of displacement measuring devices 2 can be collectively confirmed in an external monitor room or the like. The storage unit 26 may be configured integrally with the receiving unit 25, for example. The storage unit 26 is, for example, a large-capacity memory that stores coordinate information over a long period of time.

また取得部２３は、板状部材２０の支持脚２０Ａのうち、少なくとも３つに各別に設けられたセンサである。センサは、板状部材２０に対する測定子２１の押圧力に応じた変化を検知することで、測定子２１の水平方向における位置座標を取得する。
図示の例では、板状部材２０の４つの支持脚２０Ａに、各別に配置されたロードセル（荷重センサ）が取得部２３を構成している。なお、ロードセルの数量としては３つでもよいし、５つ以上でもよい。また、センサとしてはロードセルに限られず、圧力センサであってもよいし、例えば支持脚２０Ａの歪み量を検出する歪みゲージであってもよい。 The acquisition unit 23 is a sensor provided separately for at least three of the support legs 20 </ b> A of the plate-like member 20. The sensor acquires a position coordinate in the horizontal direction of the probe 21 by detecting a change according to the pressing force of the probe 21 with respect to the plate-like member 20.
In the illustrated example, load cells (load sensors) arranged on the four support legs 20 </ b> A of the plate-like member 20 constitute the acquisition unit 23. The number of load cells may be three, or five or more. Further, the sensor is not limited to the load cell, and may be a pressure sensor, or a strain gauge that detects the strain amount of the support leg 20A, for example.

また本実施形態では、図２に示すように、測定子２１は、付勢部材２７により板状部材２０の上面に付勢されている。付勢部材２７は、固定軸２２の下端部に接続されている。付勢部材２７の下端部に、測定子２１が接続されている。このため、測定子２１は付勢部材２７により上下方向に変位自在に支持されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the probe 21 is urged to the upper surface of the plate-like member 20 by the urging member 27. The urging member 27 is connected to the lower end portion of the fixed shaft 22. The measuring element 21 is connected to the lower end of the urging member 27. For this reason, the measuring element 21 is supported by the urging member 27 so as to be displaceable in the vertical direction.

取得部２３は、板状部材２０に対する測定子２１の押圧状態を検知することで、測定子２１の水平方向および上下方向における位置座標を取得する。板状部材２０の支持脚２０Ａに配置された荷重センサによって検知された荷重値のバランスより、板状部材２０のどの位置を測定子２１が押圧しているかを割り出すことができる。この内容について以下に詳述する。   The acquisition unit 23 acquires the position coordinates of the measuring element 21 in the horizontal direction and the vertical direction by detecting the pressing state of the measuring element 21 against the plate-like member 20. Based on the balance of the load values detected by the load sensor disposed on the support leg 20 </ b> A of the plate-like member 20, it is possible to determine which position of the plate-like member 20 is pressed by the probe 21. This will be described in detail below.

図３に示すように、板状部材２０の４つの支持脚２０Ａに、取得部２３として４つのロードセルが各別に配置された構成を例に挙げて説明する。この状態において、測定子２１は、板状部材２０の上面を所定の圧力Ｐ（Ｎ）で下方に向けて押圧しているものとする。
この時、例えば測定子２１が板状部材２０の上面における中央部に位置している場合には、下記式（１）を満たす。なお、以下の各式において、板状部材２０および支持脚２０Ａの重量は無視するものとする。
Ｆ１＝Ｆ２＝Ｆ３＝Ｆ４＝Ｐ／４…（１）
ここで、Ｆ１は第１ロードセルＲ１が示す荷重値（Ｎ）を、Ｆ２は第２ロードセルが示す荷重値（Ｎ）を、Ｆ３は第３ロードセルが示す荷重値（Ｎ）を、Ｆ４は第４ロードセルが示す荷重値（Ｎ）を示す。 As illustrated in FIG. 3, a configuration in which four load cells as the acquisition unit 23 are separately arranged on the four support legs 20 </ b> A of the plate-like member 20 will be described as an example. In this state, it is assumed that the probe 21 presses the upper surface of the plate-like member 20 downward with a predetermined pressure P (N).
At this time, for example, when the probe 21 is located at the center of the upper surface of the plate-like member 20, the following formula (1) is satisfied. In the following formulas, the weight of the plate member 20 and the support leg 20A is ignored.
F1 = F2 = F3 = F4 = P / 4 (1)
Here, F1 is a load value (N) indicated by the first load cell R1, F2 is a load value (N) indicated by the second load cell, F3 is a load value (N) indicated by the third load cell, and F4 is a fourth value. The load value (N) indicated by the load cell is indicated.

次に、例えば測定子２１が、板状部材２０の上面のうち、第１ロードセルＲ１が設けられた支持脚２０Ａの上方に位置する部分を下方に向けて押圧している場合には、下記式（２）を示す。
Ｆ１＝Ｐ，Ｆ２＝Ｆ３＝Ｆ４＝０…（２）
また、例えば測定子２１が、板状部材２０の上面のうち、任意の位置にある場合には、下記式（３）を示す。
Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＝Ｐ…（３） Next, for example, when the probe 21 presses a portion of the upper surface of the plate-like member 20 located above the support leg 20A provided with the first load cell R1 downward, the following formula (2) is shown.
F1 = P, F2 = F3 = F4 = 0 (2)
Further, for example, when the probe 21 is at an arbitrary position on the upper surface of the plate-like member 20, the following formula (3) is shown.
F1 + F2 + F3 + F4 = P (3)

また、仮に下部構造体１１および上部構造体１２が上下方向に変位している場合には、式（３’）を満たす。
Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＝Ｐ+κ・δ…（３’）
ここで、κは付勢部材２７のバネ定数（Ｎ／ｍｍ）を、δは付勢部材２７の上下方向の変形量を示す。これにより、複数のロードセルにより、測定子２１の上下方向の変位量を計測することができる。
次に、前述した式（３）の場合における測定子２１の位置の特定方法について以下に説明する。 If the lower structure 11 and the upper structure 12 are displaced in the vertical direction, the expression (3 ′) is satisfied.
F1 + F2 + F3 + F4 = P + κ · δ (3 ′)
Here, κ represents the spring constant (N / mm) of the urging member 27, and δ represents the amount of deformation of the urging member 27 in the vertical direction. Thereby, the displacement amount of the up-down direction of the measuring element 21 can be measured with a some load cell.
Next, a method for specifying the position of the probe 21 in the case of the above-described formula (3) will be described below.

図４に示すように、板状部材２０の上面において、座標（ｘ、ｙ）を設定し、各座標に荷重をかけた際に、各ロードセルが検出する荷重の比率（反力関係）を予め計測しておく。その結果を表１に示す。   As shown in FIG. 4, the coordinates (x, y) are set on the upper surface of the plate-like member 20, and the load ratio (reaction force relationship) detected by each load cell when a load is applied to each coordinate is set in advance. Measure. The results are shown in Table 1.

Figure 0006318298
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そして、このような反力関係に基づいて、実際に板状部材２０が測定子２１から荷重を受けた際に、各ロードセルが計測した荷重値から、測定子２１の板状部材２０における位置を逆推定することで、座標（ｘ、ｙ）を求めることができる。   Based on the reaction force relationship, when the plate member 20 actually receives a load from the probe 21, the position of the probe 21 on the plate member 20 is determined from the load value measured by each load cell. The coordinates (x, y) can be obtained by inverse estimation.

以上説明したように、本実施形態における変位計測器２によれば、変位計測器２が取得部２３を備えている。このため、板状部材２０に対する測定子２１の位置座標を取得することが可能になり、経時的かつ定量的に精度の高い計測を行うことができる。また、変位計測システム１が、送信部２４を備えているので、建築構造物１０から離れた外部に座標情報を送信することができ、記録の確認を容易に行うことができる。   As described above, according to the displacement measuring instrument 2 in the present embodiment, the displacement measuring instrument 2 includes the acquisition unit 23. For this reason, it becomes possible to acquire the position coordinate of the measuring element 21 with respect to the plate-shaped member 20, and a highly accurate measurement can be performed temporally and quantitatively. Moreover, since the displacement measurement system 1 is provided with the transmission part 24, coordinate information can be transmitted to the exterior away from the building structure 10, and it can confirm recording easily.

また、取得部２３が板状部材２０の支持脚２０Ａに設けられ、かつ測定子２１の押圧力に応じた変化を検知するセンサであるため、天板に対する測定子２１の水平方向における位置座標を、センサから得られる出力信号として取り扱うことができる。   Further, since the acquisition unit 23 is a sensor that is provided on the support leg 20A of the plate-like member 20 and detects a change according to the pressing force of the measuring element 21, the position coordinate in the horizontal direction of the measuring element 21 with respect to the top plate is obtained. , And can be handled as an output signal obtained from the sensor.

また、測定子２１が付勢部材２７により板状部材２０の上面に付勢された状態で支持されているので、上部構造体１２が下部構造体１１に対して上下方向に変位した際に、測定子２１における、板状部材２０の上面への押圧状態を維持することができる。
また、取得部２３が、測定子２１の水平方向および上下方向における位置座標を取得するので、上部構造体１２の下部構造体１１に対する変位量を３次元で計測することができる。 Further, since the measuring element 21 is supported by the urging member 27 while being urged against the upper surface of the plate-like member 20, when the upper structure 12 is displaced in the vertical direction with respect to the lower structure 11, The pressing state of the probe 21 on the upper surface of the plate-like member 20 can be maintained.
Moreover, since the acquisition part 23 acquires the position coordinate in the horizontal direction and the up-down direction of the measuring element 21, the displacement amount with respect to the lower structure 11 of the upper structure 12 can be measured in three dimensions.

また、本発明に係る変位計測システム１では、送信部２４から送信された座標情報を、受信部２５が受信することができるので、受信部２５を設置する場所により、建築構造物１０から離れた遠隔地でも、変位計測器２の記録を確認することができる。
また、本発明の変位計測システム１は、この場合には、記憶部２６を備えているので、上部構造体１２の下部構造体１１に対する変位量を長期間にわたって記録することができる。 Moreover, in the displacement measurement system 1 which concerns on this invention, since the receiving part 25 can receive the coordinate information transmitted from the transmission part 24, it left | separated from the building structure 10 with the place which installs the receiving part 25. The record of the displacement measuring device 2 can be confirmed even at a remote place.
Further, in this case, the displacement measuring system 1 of the present invention includes the storage unit 26, so that the displacement amount of the upper structure 12 with respect to the lower structure 11 can be recorded over a long period of time.

（第２実施形態）
次に、図５および図６を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、本実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different points will be described.

本実施形態に係る変位計測システム１では、図５に示すように、取得部２３Ｂは、板状部材２０の上面に対する測定子２１Ｂの位置を認識する光学センサであり、測定子２１Ｂの水平方向における位置座標を取得する。取得部２３Ｂが板状部材２０を構成し、架台２８に支持されている。   In the displacement measurement system 1 according to the present embodiment, as illustrated in FIG. 5, the acquisition unit 23B is an optical sensor that recognizes the position of the probe 21B with respect to the upper surface of the plate-like member 20, and in the horizontal direction of the probe 21B. Get position coordinates. The acquisition unit 23 </ b> B constitutes the plate-like member 20 and is supported by the gantry 28.

このような光学センサとしては、例えば光学式センサにより測定子の変位量を検知する方法、又は撮像素子を用いて板状部材２０上における測定子２１Ｂの変位量を測定する方法等を採用することができる。
その他の光学センサの例としては、測定子２１Ｂと接触することによる板状部材２０上の抵抗値の変化、又は板状部材２０に対する測定子２１Ｂの圧力の変化を測定する方法等を採用することができる。また、板状部材２０の上面に走査線を張り、この走査線と測定子２１Ｂとの接触部分を検知する方法等を採用してもよい。 As such an optical sensor, for example, a method of detecting the displacement of the probe with an optical sensor, or a method of measuring the displacement of the probe 21B on the plate-like member 20 using an image sensor is adopted. Can do.
As another example of the optical sensor, a method of measuring a change in resistance value on the plate-like member 20 due to contact with the probe 21B or a change in pressure of the probe 21B against the plate-like member 20 is adopted. Can do. Further, a method of extending a scanning line on the upper surface of the plate-like member 20 and detecting a contact portion between the scanning line and the measuring element 21B may be employed.

また本実施形態では、図６に示すように、測定子２１Ｂには、この測定子２１Ｂの上下方向の変位量を計測可能な変位計２９が接続されている。測定子２１Ｂは、例えばスタイラスである。測定子２１Ｂは、変位計２９に対して上下方向に伸縮自在に構成されている。
このため、下部構造体１１および上部構造体１２の上下方向の相対変位に追従して、測定子２１Ｂが板状部材２０の上面に当接した状態を維持することができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 6, a displacement meter 29 capable of measuring the amount of displacement of the measuring element 21B in the vertical direction is connected to the measuring element 21B. The measuring element 21B is, for example, a stylus. The measuring element 21 </ b> B is configured to be vertically extendable with respect to the displacement meter 29.
For this reason, following the relative displacement in the vertical direction of the lower structure 11 and the upper structure 12, it is possible to maintain the state in which the probe 21B is in contact with the upper surface of the plate-like member 20.

変位計２９は、固定軸２２と測定子２１Ｂとの間に接続することができる。変位計２９により、下部構造体１１および上部構造体１２が上下方向に相対変位した際に、測定子２１Ｂの上下方向の変位量を測定して、上下変位データ取得部２３Ｃに伝達することができる。上下変位データ取得部２３Ｃは送信部２４と接続されている。   The displacement meter 29 can be connected between the fixed shaft 22 and the probe 21B. When the lower structure 11 and the upper structure 12 are relatively displaced in the vertical direction by the displacement meter 29, the vertical displacement amount of the probe 21B can be measured and transmitted to the vertical displacement data acquisition unit 23C. . The vertical displacement data acquisition unit 23C is connected to the transmission unit 24.

次に、本実施形態における変位計測器２の作用について説明する。
本実施形態に係る変位計測器２では、光学センサである取得部２３Ｂにより、測定子２１Ｂの水平方向における位置座標を取得することができる。また、変位計２９により測定子２１Ｂの上下方向の変位量を測定することができる。このようにして取得された水平方向および上下方向の位置座標を、取得部２３Ｂおよび上下変位データ取得部２３Ｃから送信部２４に送ることができる。 Next, the operation of the displacement measuring instrument 2 in this embodiment will be described.
In the displacement measuring instrument 2 according to the present embodiment, the position coordinate in the horizontal direction of the probe 21B can be acquired by the acquisition unit 23B that is an optical sensor. Further, the displacement meter 29 can measure the amount of displacement of the probe 21B in the vertical direction. The position coordinates in the horizontal direction and the vertical direction acquired in this way can be sent from the acquisition unit 23B and the vertical displacement data acquisition unit 23C to the transmission unit 24.

以上説明したように、本実施形態における変位計測器２によれば、取得部２３Ｂが、測定子２１Ｂの水平方向における位置座標を認識する光学センサであるため、測定子２１Ｂの座標情報をデジタル情報として扱うことができる。
また、本発明の変位計測器２における測定子２１Ｂには、この測定子２１Ｂの上下方向の変位量を変位可能な変位計２９が接続されているので、変位計２９を用いて測定子２１Ｂの上下方向の座標情報を取得することができる。 As described above, according to the displacement measuring instrument 2 in the present embodiment, the acquisition unit 23B is an optical sensor that recognizes the position coordinates of the measuring element 21B in the horizontal direction. Can be treated as
Further, since the displacement gauge 29 capable of displacing the displacement amount of the measurement element 21B in the vertical direction is connected to the measurement element 21B in the displacement measuring instrument 2 of the present invention, the displacement gauge 29 is used for the measurement element 21B. The coordinate information in the vertical direction can be acquired.

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、上記各実施形態においては、変位計測システム１は、記憶部２６を備えている構成を示したが、このような態様に限られない。変位計測システム１は記憶部２６を備えなくてもよい。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each of the above-described embodiments, the displacement measurement system 1 has a configuration including the storage unit 26, but is not limited to such a mode. The displacement measurement system 1 may not include the storage unit 26.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。   In addition, it is possible to appropriately replace the constituent elements in the above-described embodiments with well-known constituent elements without departing from the spirit of the present invention, and the above-described modified examples may be appropriately combined.

１ 変位計測システム
２ 変位計測器
１０ 建築構造物
１１ 下部構造体
１２ 上部構造体
１３ 支承体
２０ 板状部材
２０Ａ 支持脚
２１、２１Ｂ 測定子
２３、２３Ｂ 取得部
２４ 送信部
２５ 受信部
２７ 付勢部材
２９ 変位計 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Displacement measuring system 2 Displacement measuring device 10 Building structure 11 Lower structure 12 Upper structure 13 Support body 20 Plate-shaped member 20A Support leg 21, 21B Measuring element 23, 23B Acquisition part 24 Transmission part 25 Reception part 27 Energizing member 29 Displacement meter

Claims (5)

下部構造体と、
前記下部構造体の上方に設けられた上部構造体と、
前記上部構造体を、前記下部構造体に対して相対変位可能に支持する支承体と、を備える建築構造物に用いられ、前記下部構造体と前記上部構造体との相対変位量を計測する変位計測器であって、
前記下部構造体に配置された板状部材と、
前記上部構造体に接続され、かつ前記板状部材の上面を押圧する測定子と、
前記板状部材に対する前記測定子の位置座標を取得する取得部と、
前記取得部により得られた前記測定子の座標情報を外部に送信する送信部と、を備え、 前記板状部材は少なくとも３つの支持脚を備え、
前記取得部は、前記板状部材の支持脚のうち、少なくとも３つに各別に設けられたセンサであり、前記板状部材に対する前記測定子の押圧力に応じた変化を検知することで、前記測定子の水平方向における位置座標を取得することを特徴とする変位計測器。 A substructure,
An upper structure provided above the lower structure;
A displacement for measuring a relative displacement amount between the lower structure and the upper structure, which is used in a building structure including a support body that supports the upper structure so as to be relatively displaceable with respect to the lower structure. A measuring instrument,
A plate-like member disposed in the lower structure;
A measuring element connected to the upper structure and pressing the upper surface of the plate-like member;
An acquisition unit for acquiring the position coordinates of the probe relative to the plate member;
A transmitter that transmits the coordinate information of the probe obtained by the acquisition unit to the outside, and the plate-like member includes at least three support legs,
The acquisition unit is a sensor provided separately for at least three of the support legs of the plate-like member, and by detecting a change according to the pressing force of the probe with respect to the plate-like member, A displacement measuring instrument for acquiring a position coordinate in a horizontal direction of a measuring element. 前記測定子は、付勢部材により前記板状部材の上面に付勢されるとともに、上下方向に変位自在に支持され、
前記取得部は、前記板状部材に対する前記測定子の水平方向および上下方向における位置座標を取得することを特徴とする請求項１に記載の変位計測器。 The measuring element is urged to the upper surface of the plate-like member by an urging member, and is supported so as to be displaceable in the vertical direction.
The displacement measuring device according to claim 1 , wherein the acquisition unit acquires position coordinates in a horizontal direction and a vertical direction of the probe relative to the plate-like member. 前記測定子には、この測定子の上下方向の変位量を計測可能な変位計が接続されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の変位計測器。 Wherein the feeler, the displacement measuring instrument according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the vertical displacement of the measurable displacement gauge is connected to the measuring element. 請求項１から３のいずれか１項に記載の変位計測器と、
前記送信部から送信された前記測定子の座標情報を受信する受信部と、を備えていることを特徴とする変位計測システム。 The displacement measuring instrument according to any one of claims 1 to 3 ,
A displacement measuring system comprising: a receiving unit configured to receive coordinate information of the measuring element transmitted from the transmitting unit. 前記受信部が受信した座標情報を記憶する記憶部を備えていることを特徴とする請求項４に記載の変位計測システム。 The displacement measurement system according to claim 4 , further comprising a storage unit that stores coordinate information received by the reception unit.
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