JPH06342004A - 建造物用速度計 - Google Patents
建造物用速度計Info
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- JPH06342004A JPH06342004A JP13162993A JP13162993A JPH06342004A JP H06342004 A JPH06342004 A JP H06342004A JP 13162993 A JP13162993 A JP 13162993A JP 13162993 A JP13162993 A JP 13162993A JP H06342004 A JPH06342004 A JP H06342004A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 加速度センサが傾斜しても建造物の正確な水
平方向の揺れ速度を検出することができる建造物用速度
計を提供する。 【構成】 建造物の水平面とみなせる床面と平行な面１
に対して加速度センサ２を平行に取り付けるとともに、
この加速度センサ２の取り付け面１に対してレートセン
サ５を平行に取り付け、このレートセンサ５で加速度セ
ンサ２の回転運動を検出して建造物が傾斜した場合の加
速度センサ２の傾斜角速度を検出できるようにする。こ
の傾斜角速度を表す検出出力を積分回路６で積分して加
速度センサ２の傾斜角を求め、加速度センサ２の検出出
力とともに信号処理回路７に送り、加速度センサ２で検
出した建造物の加速度から加速度センサ２の傾斜により
生じる地球重力加速度成分を除去した速度出力を得る。
平方向の揺れ速度を検出することができる建造物用速度
計を提供する。 【構成】 建造物の水平面とみなせる床面と平行な面１
に対して加速度センサ２を平行に取り付けるとともに、
この加速度センサ２の取り付け面１に対してレートセン
サ５を平行に取り付け、このレートセンサ５で加速度セ
ンサ２の回転運動を検出して建造物が傾斜した場合の加
速度センサ２の傾斜角速度を検出できるようにする。こ
の傾斜角速度を表す検出出力を積分回路６で積分して加
速度センサ２の傾斜角を求め、加速度センサ２の検出出
力とともに信号処理回路７に送り、加速度センサ２で検
出した建造物の加速度から加速度センサ２の傾斜により
生じる地球重力加速度成分を除去した速度出力を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は建造物の水平方向の揺
れ速度を検出する建造物用速度計に関し、特に建造物が
傾斜しても地球重力加速度の影響を受けずに建造物の水
平方向揺れ速度を正確に検出することができる建造物用
速度計に関するものである。
れ速度を検出する建造物用速度計に関し、特に建造物が
傾斜しても地球重力加速度の影響を受けずに建造物の水
平方向揺れ速度を正確に検出することができる建造物用
速度計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、超高層ビルなどの建造物におい
ては地震や風などによる建造物の振動を制御することが
好ましく、このため建造物制振システムが提案され、実
用化されている。この建造物制振システムでは建造物の
水平方向の揺れ速度を検出する振動制御用速度計が必須
の構成要素であり、この振動制御用速度計として建造物
用速度計が使用されている。
ては地震や風などによる建造物の振動を制御することが
好ましく、このため建造物制振システムが提案され、実
用化されている。この建造物制振システムでは建造物の
水平方向の揺れ速度を検出する振動制御用速度計が必須
の構成要素であり、この振動制御用速度計として建造物
用速度計が使用されている。
【０００３】従来、この種の建造物用速度計は、図３に
示すように、建造物の水平面とみなせる床面と平行な面
１に対して加速度センサ２を平行に取り付け、この加速
度センサ２で検出した加速度出力を積分回路３で積分し
て速度出力に変換するものであり、この積分回路３で得
られた速度を建造物の水平方向揺れ速度として出力して
いた。
示すように、建造物の水平面とみなせる床面と平行な面
１に対して加速度センサ２を平行に取り付け、この加速
度センサ２で検出した加速度出力を積分回路３で積分し
て速度出力に変換するものであり、この積分回路３で得
られた速度を建造物の水平方向揺れ速度として出力して
いた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の建造
物用速度計は建造物の床面（水平面）に対して平行方向
の加速度を積分することによって建造物の水平方向の揺
れ速度を得るものであるため、図４（Ａ）に示すよう
に、建造物４が地震、風等により点線で示すように傾斜
した場合には当然に床面と平行な面１も傾斜し、この部
分を図４（Ｂ）に拡大して示すように、この床面と平行
な面１に対して平行に取り付けられた加速度センサ２も
傾斜する。加速度センサ２が傾斜すると、加速度センサ
２が検出する加速度に地球重力加速度成分が含まれ、建
造物の正確な水平方向速度を検出することが困難とな
る。
物用速度計は建造物の床面（水平面）に対して平行方向
の加速度を積分することによって建造物の水平方向の揺
れ速度を得るものであるため、図４（Ａ）に示すよう
に、建造物４が地震、風等により点線で示すように傾斜
した場合には当然に床面と平行な面１も傾斜し、この部
分を図４（Ｂ）に拡大して示すように、この床面と平行
な面１に対して平行に取り付けられた加速度センサ２も
傾斜する。加速度センサ２が傾斜すると、加速度センサ
２が検出する加速度に地球重力加速度成分が含まれ、建
造物の正確な水平方向速度を検出することが困難とな
る。
【０００５】今、図４（Ｂ）に示すように水平方向の加
速度をａとし、地表に対する加速度センサ取り付け面１
の傾斜角がθであるとすると、加速度センサ２によって
検出された加速度ａ′には、図４（Ｃ）に示すように、
水平方向の加速度成分であるａｃｏｓθの他に、地球重
力加速度ｇによる加速度成分ｇｓｉｎθが含まれる。即
ち、 ａ′＝ａｃｏｓθ＋ｇｓｉｎθ となる。
速度をａとし、地表に対する加速度センサ取り付け面１
の傾斜角がθであるとすると、加速度センサ２によって
検出された加速度ａ′には、図４（Ｃ）に示すように、
水平方向の加速度成分であるａｃｏｓθの他に、地球重
力加速度ｇによる加速度成分ｇｓｉｎθが含まれる。即
ち、 ａ′＝ａｃｏｓθ＋ｇｓｉｎθ となる。
【０００６】 θ＜＜１とすると、 ａ′≒ａ＋ｇ・θ 従って、速度計（積分回路３）の出力ｖは ｖ＝∫ａ′ｄｔ ＝∫ａｄｔ＋ｇ∫θｄｔ ＝ｖ＋Δｖ となり、誤差Δｖが含まれているので、建造物の正確な
水平方向の揺れ速度を検出することができない。従っ
て、この様な従来の建造物用速度計を、例えば建造物の
振動制御用速度計として使用したのでは、高性能な建造
物制振システムを実現することができない。
水平方向の揺れ速度を検出することができない。従っ
て、この様な従来の建造物用速度計を、例えば建造物の
振動制御用速度計として使用したのでは、高性能な建造
物制振システムを実現することができない。
【０００７】この発明の目的は加速度センサが傾斜して
も建造物の正確な水平方向の揺れ速度を検出することが
できる建造物用速度計を提供することにある。
も建造物の正確な水平方向の揺れ速度を検出することが
できる建造物用速度計を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明では、建造物の
１つの水平面に対して平行に取り付けられた加速度セン
サの回転運動を検出するレートセンサを加速度センサの
取り付け面に対して平行に取り付け、このレートセンサ
の検出出力を積分して加速度センサの地表に対する傾斜
角を求め、この傾斜角から加速度センサの傾斜による地
球重力加速度成分を得て、加速度センサの検出出力から
この地球重力加速度成分を除去し、水平方向の速度とし
て出力するものである。
１つの水平面に対して平行に取り付けられた加速度セン
サの回転運動を検出するレートセンサを加速度センサの
取り付け面に対して平行に取り付け、このレートセンサ
の検出出力を積分して加速度センサの地表に対する傾斜
角を求め、この傾斜角から加速度センサの傾斜による地
球重力加速度成分を得て、加速度センサの検出出力から
この地球重力加速度成分を除去し、水平方向の速度とし
て出力するものである。
【０００９】
【作用】上記構成によれば、加速度センサによって検出
された建造物の加速度から地球重力加速度成分が除去さ
れるから、建造物が傾斜し、これに伴って加速度センサ
が傾斜しても、速度計からの速度出力には地球重力加速
度成分による速度誤差が含まれない。従って、地球重力
加速度の影響を除去した建造物の正確な水平方向の揺れ
速度を常時検出することができる。
された建造物の加速度から地球重力加速度成分が除去さ
れるから、建造物が傾斜し、これに伴って加速度センサ
が傾斜しても、速度計からの速度出力には地球重力加速
度成分による速度誤差が含まれない。従って、地球重力
加速度の影響を除去した建造物の正確な水平方向の揺れ
速度を常時検出することができる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して詳細に説明する。図１はこの発明による建造物用速
度計の一実施例を模式的に示す構成図、図２は図１の速
度計の回路構成を具体的に示すブロック図である。本実
施例においては、図１に示すように、建造物の水平面と
みなせる床面と平行な面１に対して加速度センサ２を平
行に取り付けるとともに、この加速度センサ２の取り付
け面１に対してレートセンサ５を平行に取り付け、この
レートセンサ５で加速度センサ２の回転運動を検出して
建造物が傾斜した場合の加速度センサ２の傾斜角速度を
検出できるようにする。この傾斜角速度を表す検出出力
を積分回路６で積分して加速度センサ２の傾斜角を検出
し、加速度センサ２の検出出力とともに信号処理回路７
に送り、加速度センサ２の検出出力から加速度センサ２
の傾斜により生じる地球重力加速度成分を除去した速度
出力を得るようにしたものである。なお、便宜上図１で
は加速度センサ２とレートセンサ５を重ねた状態で示す
が、レートセンサ５は床面と平行な面１に対して平行に
配置された加速度センサ２の傾斜角速度を検出するため
のものであるので、加速度センサ２の取り付け面に対し
て平行に（従って加速度センサ３と平行に）配置されれ
ばよい。
して詳細に説明する。図１はこの発明による建造物用速
度計の一実施例を模式的に示す構成図、図２は図１の速
度計の回路構成を具体的に示すブロック図である。本実
施例においては、図１に示すように、建造物の水平面と
みなせる床面と平行な面１に対して加速度センサ２を平
行に取り付けるとともに、この加速度センサ２の取り付
け面１に対してレートセンサ５を平行に取り付け、この
レートセンサ５で加速度センサ２の回転運動を検出して
建造物が傾斜した場合の加速度センサ２の傾斜角速度を
検出できるようにする。この傾斜角速度を表す検出出力
を積分回路６で積分して加速度センサ２の傾斜角を検出
し、加速度センサ２の検出出力とともに信号処理回路７
に送り、加速度センサ２の検出出力から加速度センサ２
の傾斜により生じる地球重力加速度成分を除去した速度
出力を得るようにしたものである。なお、便宜上図１で
は加速度センサ２とレートセンサ５を重ねた状態で示す
が、レートセンサ５は床面と平行な面１に対して平行に
配置された加速度センサ２の傾斜角速度を検出するため
のものであるので、加速度センサ２の取り付け面に対し
て平行に（従って加速度センサ３と平行に）配置されれ
ばよい。
【００１１】本実施例の速度計の回路構成について図２
を参照してさらに具体的に説明すると、建造物が傾斜
し、これに伴って加速度センサ２が傾斜した場合には、
加速度センサ２からの検出出力は、前述したように、水
平方向加速度ａと地球重力加速度成分ｇ・θ（θは加速
度センサの傾斜角）との和（ａ＋ｇ・θ）となり、この
出力が信号処理回路７に送られる。一方、レートセンサ
５からは加速度センサ２の傾斜角速度θ′が検出され、
この検出出力は積分回路６で積分されて加速度センサ２
の地表に対する傾斜角θが求められる。この積分回路６
の出力θは信号処理回路７に送られる。
を参照してさらに具体的に説明すると、建造物が傾斜
し、これに伴って加速度センサ２が傾斜した場合には、
加速度センサ２からの検出出力は、前述したように、水
平方向加速度ａと地球重力加速度成分ｇ・θ（θは加速
度センサの傾斜角）との和（ａ＋ｇ・θ）となり、この
出力が信号処理回路７に送られる。一方、レートセンサ
５からは加速度センサ２の傾斜角速度θ′が検出され、
この検出出力は積分回路６で積分されて加速度センサ２
の地表に対する傾斜角θが求められる。この積分回路６
の出力θは信号処理回路７に送られる。
【００１２】信号処理回路７は、本実施例では、地球重
力加速度乗算回路８と、＋（プラス）及び−（マイナ
ス）の２つの入力を備えた加算回路９と、積分回路１０
とから構成されており、積分回路６の出力θは、まず、
地球重力加速度乗算回路８において重力加速度ｇが乗算
されて地球重力加速度成分ｇ・θが算出され、この出力
ｇ・θが加算回路９の−（マイナス）入力に送られる。
上記加速度センサ２からの検出出力（ａ＋ｇ・θ）は加
算回路９の＋（プラス）入力に供給されるので、この加
算回路９において加速度センサ２の検出出力から地球重
力加速度成分ｇ・θが差し引かれ、加算回路９からの出
力は加速度センサ２で検出された加速度のうちの水平方
向の加速度成分ａのみとなる。よって、この水平方向の
加速度成分ａを積分回路１０で積分して水平方向の速度
ｖを求め、これを速度計の出力とする。
力加速度乗算回路８と、＋（プラス）及び−（マイナ
ス）の２つの入力を備えた加算回路９と、積分回路１０
とから構成されており、積分回路６の出力θは、まず、
地球重力加速度乗算回路８において重力加速度ｇが乗算
されて地球重力加速度成分ｇ・θが算出され、この出力
ｇ・θが加算回路９の−（マイナス）入力に送られる。
上記加速度センサ２からの検出出力（ａ＋ｇ・θ）は加
算回路９の＋（プラス）入力に供給されるので、この加
算回路９において加速度センサ２の検出出力から地球重
力加速度成分ｇ・θが差し引かれ、加算回路９からの出
力は加速度センサ２で検出された加速度のうちの水平方
向の加速度成分ａのみとなる。よって、この水平方向の
加速度成分ａを積分回路１０で積分して水平方向の速度
ｖを求め、これを速度計の出力とする。
【００１３】このように構成すると、加速度センサ２に
よって検出された建造物の加速度から地球重力加速度成
分が除去されるから、建造物が地震、風等によって傾斜
し、これに伴って加速度センサが傾斜しても、速度計か
らの速度出力には地球重力加速度成分による速度誤差が
含まれない。かくして、建造物が傾斜した場合でも、地
球重力加速度の影響を除去した建造物の正確な水平方向
の揺れ速度を常時検出することができる。従って、この
発明による速度計を、例えば、超高層ビルなどの建造物
の振動制御用速度計として使用することによって、高性
能な建造物制振システムを実現することができるばかり
でなく、高精度、長寿命という点から他の建造物用制御
システムの速度計として使用することが可能となる。
よって検出された建造物の加速度から地球重力加速度成
分が除去されるから、建造物が地震、風等によって傾斜
し、これに伴って加速度センサが傾斜しても、速度計か
らの速度出力には地球重力加速度成分による速度誤差が
含まれない。かくして、建造物が傾斜した場合でも、地
球重力加速度の影響を除去した建造物の正確な水平方向
の揺れ速度を常時検出することができる。従って、この
発明による速度計を、例えば、超高層ビルなどの建造物
の振動制御用速度計として使用することによって、高性
能な建造物制振システムを実現することができるばかり
でなく、高精度、長寿命という点から他の建造物用制御
システムの速度計として使用することが可能となる。
【００１４】なお、上記実施例では信号処理回路７を、
地球重力加速度乗算回路８と、＋及び−の２つの入力を
備えた加算回路９と、積分回路１０とから構成したが、
その前段の積分回路６までを信号処理回路７としてもよ
いし、また、地球重力加速度乗算回路８を別個の回路要
素としてもよい。要するに、図示の回路構成は単なる例
示に過ぎず、従って、加速度センサ２及びレートセンサ
５からの検出出力を処理する回路構成や使用する回路要
素等は実施例のものに限定されず、必要に応じて種々に
変形及び変更できるものである。
地球重力加速度乗算回路８と、＋及び−の２つの入力を
備えた加算回路９と、積分回路１０とから構成したが、
その前段の積分回路６までを信号処理回路７としてもよ
いし、また、地球重力加速度乗算回路８を別個の回路要
素としてもよい。要するに、図示の回路構成は単なる例
示に過ぎず、従って、加速度センサ２及びレートセンサ
５からの検出出力を処理する回路構成や使用する回路要
素等は実施例のものに限定されず、必要に応じて種々に
変形及び変更できるものである。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、加速度センサの回転運動を検出するレートセンサを
設け、このレートセンサの検出出力を処理して加速度セ
ンサの傾斜による地球重力加速度成分を算出し、加速度
センサの検出出力からこの地球重力加速度成分を除去す
るようにしたので、建造物が傾斜しても、速度計から出
力される速度出力に地球重力加速度成分による速度誤差
が含まれない。従って、地球重力加速度の影響を除去し
た建造物の正確な水平方向の揺れ速度を常時検出するこ
とができるという顕著な効果がある。よって、この発明
による速度計を、例えば超高層ビルなどの建造物の振動
制御用速度計として使用すれば、高性能な建造物制振シ
ステムを実現することができ、建造物の地震や風などに
よる振動を高精度に制御することができるという効果が
ある。また、高精度、長寿命という点から他の建造物用
制御システムの速度計として使用することができるとい
う効果もある。
ば、加速度センサの回転運動を検出するレートセンサを
設け、このレートセンサの検出出力を処理して加速度セ
ンサの傾斜による地球重力加速度成分を算出し、加速度
センサの検出出力からこの地球重力加速度成分を除去す
るようにしたので、建造物が傾斜しても、速度計から出
力される速度出力に地球重力加速度成分による速度誤差
が含まれない。従って、地球重力加速度の影響を除去し
た建造物の正確な水平方向の揺れ速度を常時検出するこ
とができるという顕著な効果がある。よって、この発明
による速度計を、例えば超高層ビルなどの建造物の振動
制御用速度計として使用すれば、高性能な建造物制振シ
ステムを実現することができ、建造物の地震や風などに
よる振動を高精度に制御することができるという効果が
ある。また、高精度、長寿命という点から他の建造物用
制御システムの速度計として使用することができるとい
う効果もある。
【図１】この発明による建造物用速度計の一実施例を模
式的に示す構成図である。
式的に示す構成図である。
【図２】図１の建造物用速度計の回路構成を具体的に示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図３】従来の建造物用速度計の一例を模式的に示す構
成図である。
成図である。
【図４】従来技術の問題点を説明するための図であり、
（Ａ）は建造物の傾斜状態を示し、（Ｂ）は加速度セン
サの傾斜状態を示し、（Ｃ）は加速度センサの検出出力
に地球重力加速度成分が含まれる態様を示す。
（Ａ）は建造物の傾斜状態を示し、（Ｂ）は加速度セン
サの傾斜状態を示し、（Ｃ）は加速度センサの検出出力
に地球重力加速度成分が含まれる態様を示す。
１ 建造物の床面と平行な面 ２ 加速度センサ ３、６ 積分回路 ４ 建造物 ５ レートセンサ ７ 信号処理回路 ８ 地球重力加速度乗算回路 ９ 加算回路 １０ 積分回路
Claims (1)
- 【請求項１】 建造物の１つの水平面に対して平行に取
り付けられた加速度センサと、該加速度センサの取り付
け面に対して平行に取り付けられ、この加速度センサの
回転運動を検出するレートセンサと、該レートセンサの
検出出力を積分して前記加速度センサの地表に対する傾
斜角を表す出力を得る積分回路と、該積分回路の出力か
ら前記加速度センサの傾斜による地球重力加速度成分を
得る回路手段と、該回路手段からの地球重力加速度成分
と前記加速度センサの検出出力とが入力され、前記加速
度センサの検出出力からこの地球重力加速度成分を除去
した速度出力を提供する回路手段とを具備し、建造物の
傾斜に影響されずに建造物の水平方向揺れ速度を正確に
検出できるようにしたことを特徴とする建造物用速度
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13162993A JPH06342004A (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 建造物用速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13162993A JPH06342004A (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 建造物用速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06342004A true JPH06342004A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=15062520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13162993A Withdrawn JPH06342004A (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 建造物用速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06342004A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009214988A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | エレベータのロープ横揺れ検出装置 |
-
1993
- 1993-06-02 JP JP13162993A patent/JPH06342004A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009214988A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | エレベータのロープ横揺れ検出装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000905 |