JPH0372209A - レール変位計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はレーザビームを用いてレールの変位を計測する
装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来レーザビームを用いたレール変位計測装置としては
第６図に示すようなものがある。これはレールの基端側
あるいは任意位置よりレーザビームを水平に発射し、こ
のビームを基Ｉｆ、線として固定し、このビームを受光
する面状のターゲットをレール上の任意位置に立てター
ゲットに当って輝くビームのスポット中心位置から変位
置を計ｆｆ１ｆｆ　Ｌでいる。

［発明が解決しようとする課題］ レール両端Ａ、　　Ｂ上にレーザ装置壁とターゲットＴ
をたてターゲット中心Ｏに当るビームを基準線りとして
固定し、計測したい点Ｃにターゲットを移動してビーム
のスポットがターゲツト面にできる点Ｐの０点に対する
座標Ｐ（Ｘ、Ｙ）を読んで、位置を計測するため、　レ
ーザ装置壁とターゲットＴとの距４１１１Ｂ又はＩＣが
大きいと、ビームスポット直径が拡がり輝きが弱くなっ
てスポットが兄にくくなり、またスポットの中心を正確
に判定できなくなり精度のよい計測が行えない欠点があ
る。

本発明では計測距離が長くてもレールの変位を精度よく
かつ自動的に計測することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するためになしたもので、左右
、上下方向の変化を計測するレールの端上部に、レーザ
ビーム追尾装置と再帰反射手段とを配置し、計測区間内
のレール変位量を計測するための受光手段とビーム偏向
角度検出手段とを前記レーザビーム追尾装置に備え、２
専の手段にて検出した角度と距離人力に基づき再帰反射
手段の位置を演算してレールの左右上下方向の変位位置
を計測する制御装置とを設けて成る。

［実施例］ 以下本発明を図示の実施例にもとづいて説明する。

図においてＲは所定位置に敷設された情愛の長さを有す
るレールで、このレールＥが設計通り敷設されているか
、その変位を計測するために、　レールＲ上にしかも変
位を計測したい区間ＩＢの一端Ａ点にレーザ追尾装置１
を、他端Ｂ点に再帰反対手段２（コーナキューブ）を設
置する。このレーザ追尾装置１はレールＲ上に跨がり、
かつレール長手方向に対して摺動可能とした支持台ｌｌ
上に垂直方向にレーザ発光器１２を一体に設けて成り、
また再帰反射手段２も同様にレールＲ上ｉ：跨がりかつ
摺動移動可能となした支持台２１上にコーナキューブ本
体２２を一体に設けたもので、このレーザ追尾装ｒＩｉ
１、再帰反射手段２の支持台１１．２１はともにレール
に安定して支持されるようになし、その構成は限定され
ることはない。再帰反射手段２の支持台２１には必要に
応じて自走手段を備えることもある。

レーザ追尾装置１より、これと対向せしめた再帰反射手
段２に向ってレーザを発１Ｆ、Ｉ　Ｌ追尾させる。

この時のレーザビームＬＢを計測基準線とする。そして
Ｂ点にある再帰反射手段２のコーナキューブ本体中心○
がレールの変位が零の点となるようにする。次いでレー
ザ追尾装置１でレーザを追尾しながら再帰反射手段２を
Ｂ点よｒ）Ａ点に向って移動させ、任意の点Ｃ点で停止
させる。この０点における再帰反射手段２に対して発射
されるレーザビームは該再帰反射手段２の中心Ｐを照射
するビームＬ　Ｃとする。この時の偏向角θＸ、θＹ、
距離］ＣからＰ点の座標Ｐ（Ｘ、Ｙ）を算出し、コーナ
キューブの基準線ＬＢの点○′からの変位を求める。

次いで再帰反射手段２をレール変位計測位置へ移動して
同様にその変位を連続的に計測するものである。第２図
でレーザ追尾装置１のレーザ発光器］２より発射された
発射光Ｌｌはコーナキューブ２２にて反射され再帰反射
光Ｌｌとしてレーザ追尾装置１に戻るが、この発射光Ｌ
ｌが基準線ＬＢと一致している時、コーナキューブ２を
Ｂ点より０点へ移動し、ビームＬＢがコーナキューブ中
心Ｏからずれていると反射光Ｌ２は反射光Ｌｌとずれを
生じレーザ発光器１２に設けた４象限センサー１３の一
つ番こ入射する。この４象限センサー１３のどれで受光
したかによりずれの方向が判る。この受光した４象限セ
ンサー１３よりの出力を制御装置４のセンサアンプ４１
へ入力する。この制御装置４はセンサアンプ４１よりず
れ方向信号を入力する制御マイコン４２、モータ駆動回
路４３、外部表示パソコン４４よりなり、ずれ方向信号
の入力にて制御マイコン４２より回転指令信号をモータ
駆動回路４３へ入力しこの回路４３よりレーザ発光器１
２　＋：　ａｘけたＹ軸の回動用のパルスモータ１４、
Ｘ軸の回動用のパルスモータ１５を制御する。このビー
ムＬ　Ｂのずれの方向に従っていずれがのパルスモー２
１４、又は１５のいずれがあるいは両パルスモータ１４
、１５を同時に回転させ、ずれを調整する。これにより
レーザビームＬ１はコーナキューブ中心Ｏを貝６射する
ようになる。

このようにレーザ追尾装置がコーナキューブを追尾した
結果、ビームが基準線ＬＢからビームＬＣまで移動する
に要したパルスモータ１４、１５の回転量は制御装置４
の制御マイコン４２によりパルスモータへの回転指令パ
ルス数としてカウントされ、それがレーザ発光器１２の
偏向角に換算される。偏向角は制御マイコンから外部表
示パソコンへの回転量データとして送られそのパソコン
で距離ＩＣと角度回転量θＸ、θＹから三角法の計算に
より変位ＩＸ、Ｙを算出する。変位ＩＸ、Ｙは同じパソ
コンで表示、プリントアウトされる。

レール計測の場合にはレールの相対的変位の他にレール
が水平地面に対しどの程度傾いているがを計測する必要
がある場合がある。第３図に示す実施例は水平面に対す
るレールの上下方向の絶対変位計測に適している。レー
ザ追尾装置１には水８＜艦器１６を設ける。

レールヘレーザ追尾装置を取付ける支持台１１とレーザ
追尾装置の間に水準器による装置の水平出しをするため
の整準台１７を設ける。これは例えばトランジットの整
準台などが使用できる。　レーザ追Ｊ６装置１の内のレ
ーザ発光器１２はレーザ水平センサを組込んだものにな
っている。レーザ水平センサは例えば第４図のようにレ
ーザ発光器の下部に取付けた発光ダイオード１８とレー
ザ発光器支持枠１９に設けた受光素子２０がらなり、レ
ーザ発光器から出るビームが水平になったときに発光ダ
イオードと受光素子が正対面するように発光ダイオード
と受光素子の位置が調整されている。

第３図、第４図に示す第２実施例における計測は第５図
に示すフローチャートにより説明する。

水平基準線ＬＢを出すにはまずレーザ追尾装置１を整準
台１７と水準器■６により水平状態に調整し、支持枠１
９に設けたＹ方向パルスモータ２】を回転させてレーザ
ビームを上下方向に移動させ水平センサが動作した時に
パルスモータ２１を停止させる。このときのモータ回転
量を第２図の制御マイコンに記憶させて、次にレーザ追
尾装置でコーナキューブを追尾させる。第３図のように
ビームがコーナキューブ中心Ｏを照射しているときビー
ムＬＢが計測ビームとなり、０点の基準線に対する変位
計測は前述と同じ方法でできる。なおレーザ発光器はガ
スレーザ、　レーザダイオードいずれでもよい。またパ
ルスモータの替りにエンコーダ付制御用モータを、さら
に水平センサは光学式でなくても水平が検出されるもの
であればよい。

なお上記実施例ではレールの変位計測としたが、レール
以外の長尺物のたわみ、曲りなどの計測も同様にして行
えるものである。

［発明の効果〕 本発明によるときは下記の如き効果を奏するものである
。

（１）コーナキューブをレーザビームが自動追尾するの
で連続的に計測できる。

（２）レーザビームの届く距離での計測が可能で長距離
計測ができる。

（３）マイコンでパルスカウントにより変位を計算する
ので精度がよい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は第１実施例で、第１図はレール変位計
測装置の外観図、第２図は要部の説明図、第３図、第４
図は第２実施例を示し、第３図はレール変位計測装置の
外観図、第４図はレーザ追尾装置の説明図、第５図はフ
ローチャート、第６図は公知のレール変位計測装置の説
明図である。 Ｒはレール、】はレーザ追尾装置、１２はレーザ発光器
、２は再帰反射手段、４は制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）左右、上下方向の変化を計測するレールの端上部
   に、レーザビーム追尾装置と再帰反射手段とを配置し、
   計測区間内のレール変位量を計測するための受光手段と
   ビーム偏向角度検出手段とを前記レーザビーム追尾装置
   に備え、之等の手段にて検出した角度と距離入力に基づ
   き再帰反射手段の位置を演算してレールの左右上下方向
   の変位位置を計測する制御装置とを設けて成るレール変
   位計測装置。