JP2001183134A - Inclination controller and inclination controlling method - Google Patents
Inclination controller and inclination controlling methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は傾斜制御装置等に係
わり、特に、整準動作を行う測量機の傾斜制御装置に最
適であり、短時間で整準又は傾斜を行う傾斜制御装置等
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tilt control device and the like, and more particularly to a tilt control device and the like which is most suitable for a tilt control device of a surveying instrument that performs a leveling operation and performs leveling or tilting in a short time. It is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の傾斜センサ２０００は、電気気泡
管１１０と傾斜検出制御部１９とから構成されている。
この電気気泡管１１０は、電気抵抗式気泡管が使用され
ており、気泡管の中は、気泡と導電性の液体が充填され
ており、左右から電極が差し込まれている。電気抵抗式
気泡管は、傾斜すると気泡が移動し、これによる電気抵
抗の変化を利用して対応する傾斜量を検出する様に構成
されている。電気抵抗差は傾斜検出制御部１９に出力さ
れ傾斜が検出すすことができる。傾斜検出制御部１９
は、差動増幅器８と制御演算部９とから構成されてお
り、差動増幅器８で電気抵抗差が増幅され、制御演算部
９で傾斜量を演算する様になっている。検出結果は傾斜
検出制御部１９より、制御手段に入力される。この制御
手段は、レーザー照射や、本体の整準等、全体の動作を
監視及び制御するためのものである。2. Description of the Related Art A conventional tilt sensor 2000 includes an electric bubble tube 110 and a tilt detection control unit 19.
The electric bubble tube 110 uses an electric resistance type bubble tube. The inside of the bubble tube is filled with bubbles and a conductive liquid, and electrodes are inserted from the left and right. The electric resistance type bubble tube is configured such that when it inclines, bubbles move, and a corresponding amount of inclination is detected using a change in electric resistance due to the movement. The electric resistance difference is output to the inclination detection control unit 19, and the inclination can be detected. Inclination detection control unit 19
Is composed of a differential amplifier 8 and a control operation unit 9. The difference in electric resistance is amplified by the differential amplifier 8, and the control operation unit 9 calculates the inclination amount. The detection result is input from the inclination detection control unit 19 to the control unit. This control means is for monitoring and controlling the whole operation such as laser irradiation and leveling of the main body.
【０００３】傾斜センサ２０００には、第１の傾斜セン
サと第２の傾斜センサとがあり、それぞれ水平２軸方
向、直交するＸＹ軸の傾斜を検出する様になっている。[0003] The tilt sensor 2000 includes a first tilt sensor and a second tilt sensor, which detect tilts of XY axes orthogonal to each other in two horizontal axes.
【０００４】第１の傾斜センサと第２の傾斜センサとの
傾斜信号に基づいて、制御手段は、整準に関係する第１
のモータ駆動手段及び第２のモータ駆動手段とを介し
て、第１のモータと第２のモータとを駆動し、整準作業
を行う様に構成されている。[0004] Based on the inclination signals from the first inclination sensor and the second inclination sensor, the control means determines the first level related to leveling.
The first motor and the second motor are driven via the motor driving means and the second motor driving means to perform the leveling operation.
【０００５】制御手段には、予め水平の状態でのセンサ
ーが発する電気抵抗差の値が記憶されており、傾斜セン
サからの出力が記憶された値に等しくなった時、整準状
態となると判断する様に構成されている。The control means stores in advance the value of the electric resistance difference generated by the sensor in a horizontal state, and when the output from the inclination sensor becomes equal to the stored value, it is determined that the leveling state is established. It is configured to do so.
【０００６】電気抵抗式チルトセンサは、粘性の高い導
電性の液体を使用する。電気抵抗式チルトセンサは、粘
性が高くダイナミックレンジが広いことから、滑らかな
減衰制御となる。ダイナミックレンジを超えた部分で
は、傾き方向のみ検出され、ダイナミック範囲にある場
合には傾斜角が検出される。The electric resistance type tilt sensor uses a highly viscous conductive liquid. The electric resistance type tilt sensor has smooth damping control because of its high viscosity and wide dynamic range. In the portion beyond the dynamic range, only the tilt direction is detected, and when it is in the dynamic range, the tilt angle is detected.
【０００７】ここで、図６に基づいて従来の傾斜制御装
置を説明する。Here, a conventional tilt control device will be described with reference to FIG.
【０００８】傾斜検出制御部１９は、前記受光素子３、
４からの受光信号が入力される差動増幅器８、該差動増
幅器８からの信号に基づき制御信号を発する制御演算部
９を有し、該制御演算部９からの制御信号に基づき、駆
動回路３４が前記傾斜調整モータ１６を駆動し、前記レ
ーザー光線射出部２の光軸が鉛直、又は所要の角度に調
整される。[0008] The tilt detection control unit 19 includes the light receiving element 3,
A differential amplifier 8 to which a light receiving signal from the control amplifier 4 is input; and a control operation unit 9 for issuing a control signal based on the signal from the differential amplifier 8; 34 drives the tilt adjustment motor 16, and the optical axis of the laser beam emitting unit 2 is adjusted to be vertical or at a required angle.
【０００９】前記回動部３からレーザー光線１４が水平
方向に射出され、前記走査モータ９により回動部３を回
転することで照射面が形成され、又レーザ光線の走査位
置をを受光装置で所定の位置に設定することで基準面が
得られる。A laser beam 14 is emitted in a horizontal direction from the rotating portion 3, and an irradiation surface is formed by rotating the rotating portion 3 by the scanning motor 9, and the scanning position of the laser beam is determined by a light receiving device. The reference plane can be obtained by setting the reference position.
【００１０】図６は回転レーザ装置１の機構要部を示し
ており、回転レーザ装置１は、レーザ光線を射出する発
光素子、光学系を収納する発光部２、該発光部２に回転
自在に設けられレーザ光線を基準平面内に回転照射する
ための回動部３、回転レーザ装置１の整準を行うと共
に、基準面の傾斜を設定する傾斜設定部４、回転レーザ
装置１の傾斜、前記発光部２の傾斜角を検出する傾斜検
出部５から主に構成される。FIG. 6 shows a main part of the mechanism of the rotary laser device 1. The rotary laser device 1 includes a light emitting element for emitting a laser beam, a light emitting section 2 for housing an optical system, and the light emitting section 2 being rotatable. A rotating unit 3 for rotating and irradiating a laser beam in a reference plane; leveling the rotary laser device 1; and a tilt setting unit 4 for setting a tilt of the reference surface; It mainly comprises an inclination detecting section 5 for detecting an inclination angle of the light emitting section 2.
【００１１】前記発光部２の一部に球面部６が形成さ
れ、該球面部８は球面の突起を有する受座７（又はジン
バル）により自在に傾動可能に支持されており、前記発
光部２の上端には前記回動部３が回転自在に設けられ、
該回動部３には走査ギア８が嵌着され、該走査ギア８は
前記発光部２に固着きれた走査モータ９の駆動ギア１１
に噛合する。該駆動ギア１１の駆動により、前記回動部
８が回転される。該回動部３は、前記発光部２から射出
されるレーザ光線を反射して水平方向に偏向するための
ペンタプリズム１３を有しており、該ペンタプリズム１
３よりレーザ光線１４が水平方向に照射される。A spherical part 6 is formed on a part of the light emitting part 2, and the spherical part 8 is supported by a seat 7 (or gimbal) having a spherical projection so as to be freely tiltable. The rotating part 3 is rotatably provided at the upper end of the
A scanning gear 8 is fitted to the rotating unit 3, and the scanning gear 8 is a driving gear 11 of a scanning motor 9 fixed to the light emitting unit 2.
Mesh with. By the driving of the drive gear 11, the rotating portion 8 is rotated. The rotating section 3 has a pentaprism 13 for reflecting a laser beam emitted from the light emitting section 2 and deflecting it in the horizontal direction.
3, the laser beam 14 is irradiated in the horizontal direction.
【００１２】前記発光部２より水平方向に２本の傾動ア
ーム１２（一方は図示せず）が延出し、２本の傾動アー
ム１２、１２は直交し、それぞれ後述する傾斜設定部４
（一方は図示せず）に連結している。Two tilting arms 12 (one not shown) extend in the horizontal direction from the light emitting section 2, and the two tilting arms 12, 12 are orthogonal to each other, and each of the tilt setting sections 4 described later.
(One not shown).
【００１３】傾斜設定部４について説明する。The tilt setting section 4 will be described.
【００１４】前記回転レーザ装置１のケーシング１５に
取付けられた傾動モータ１６はギア列１７を介して傾斜
設定スクリュー１８に連結され、該傾斜設定スクリュー
１８にはステイドナット１９が噛合され、該スライドナ
ット１９は前記傾動アーム１２の先端と係合している。
前記傾動モータ１８の駆動によりギア列１７を介して傾
斜設定スクリュー１８が回転され、前記スライドナット
１９が昇降し、前記傾動アーム１２を介して前記発光部
２が傾斜する。而して、２組の前記傾斜設定部４により
前記発光部２を任意な方向に傾斜設定が可能となってい
る。A tilting motor 16 mounted on a casing 15 of the rotary laser device 1 is connected to a tilt setting screw 18 via a gear train 17, a stud nut 19 is engaged with the tilt setting screw 18, and a slide nut 19 is provided. Is engaged with the tip of the tilt arm 12.
The tilt setting screw 18 is rotated via the gear train 17 by the driving of the tilt motor 18, the slide nut 19 is raised and lowered, and the light emitting unit 2 is tilted via the tilt arm 12. Thus, the inclination of the light emitting section 2 can be set in an arbitrary direction by the two sets of the inclination setting sections 4.
【００１５】又、前記発光部２の傾斜角は前記発光部２
の下端に設けられた前記傾斜検出部５により検出され
る。該傾斜検出部５は、直交する２の傾斜センサ２２、
２３と該傾斜センサ２２、２３からの出力信号を基に前
記発光部２の傾斜を検出する傾斜量演算部（図示せず）
を具備している。前記傾動モータ１６は、前記傾斜検出
部５からの出力を基に、駆動が制御される。又、傾斜設
定はパルス数に換算した角度で前記傾動モータ１６を駆
動することで達成される。The inclination angle of the light emitting section 2 is
Is detected by the inclination detection unit 5 provided at the lower end of the sensor. The inclination detecting unit 5 includes two orthogonal inclination sensors 22,
An inclination calculating section (not shown) for detecting the inclination of the light emitting section 2 based on the output signals from the inclination sensors 22 and 23;
Is provided. The drive of the tilt motor 16 is controlled based on the output from the tilt detector 5. The tilt setting is achieved by driving the tilt motor 16 at an angle converted into the number of pulses.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】測量装置等の整準には
手動及び自動が存在する。自動整準は、手動に比べ誰で
も簡単に行えるが、手動による整準も、ある程度慣れれ
ば容易に早く整準作業を行うことができる。自動整準で
も、ある程度の整準スピードが無ければ利点は少ない。
しかしながら電気抵抗式チルトセンサは、制御が滑らか
であるが、整準までの時間を要するという問題点があ
る。この場合の整準動作を、液体の固有振動以上に早め
ても効果はない。整準動作を早めるには、粘性の低い液
体を使用した電気式チルトセンサを用いれば良いが、そ
れぞれ一長一短がある。There are manual and automatic leveling of a surveying instrument and the like. Automatic leveling can be easily performed by anyone as compared to manual leveling. However, manual leveling can be easily and quickly performed if the user is used to some extent. Even with automatic leveling, there are few advantages without some leveling speed.
However, the electric resistance type tilt sensor has a problem that although the control is smooth, it takes time until leveling. There is no effect even if the leveling operation in this case is advanced more than the natural vibration of the liquid. To speed up the leveling operation, an electric tilt sensor using a low-viscosity liquid may be used, but each has advantages and disadvantages.
【００１７】即ち、電気抵抗式チルトセンサはダイナミ
ックレンジが広い利点があるが、小型に不向きでコスト
が高いという問題点がある。That is, although the electric resistance type tilt sensor has an advantage of a wide dynamic range, it has a problem that it is not suitable for a small size and the cost is high.
【００１８】また、粘性の低い電気式チルトセンサ、例
えば静電式チルトセンサは電極がないため小型で精度が
高く、コストが安い長所があるが、ダイナミックレンジ
が小さいという問題点があった。An electric tilt sensor having a low viscosity, such as an electrostatic tilt sensor, has advantages in that it has no electrodes, is compact, has high accuracy, and is inexpensive, but has a problem that its dynamic range is small.
【００１９】これを整準装置に使用すると整準動作を早
めることが可能であるが、センサ自身の固有振動によ
り、減衰動作を行わず、整準動作に振動が生じてしまい
整準時間が長くなるという問題点があった。When this is used in a leveling device, the leveling operation can be accelerated. However, due to the natural vibration of the sensor itself, no damping operation is performed, and vibration occurs in the leveling operation. There was a problem of becoming.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
案出されたもので、傾斜センサと、この傾斜センサが取
り付けられた本体の姿勢を変化させるための整準手段
と、前記傾斜センサの検出信号に基づき、前記整準手段
を駆動するための演算処理部とからなり、この演算処理
部は、前記傾斜センサの検出信号に基づき、目標となる
本体の姿勢に対応する傾斜位置を通過したことを認識し
た場合には、前記本体を反転させる方向に傾斜させる様
に、前記整準手段を制御駆動することを特徴としてい
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised in view of the above problems, and has an inclination sensor, leveling means for changing the attitude of a main body to which the inclination sensor is attached, and the inclination sensor. And an arithmetic processing unit for driving the leveling unit based on the detection signal. The arithmetic processing unit passes a tilt position corresponding to a target posture of the main body based on the detection signal of the tilt sensor. When it is recognized that the main body is tilted in a direction in which the main body is reversed, the leveling means is driven to be controlled.
【００２１】また本発明は、傾斜センサが、気泡管と、
光源と、第１の光電変換素子と、第２の光電変換素子
（受光素子）とから構成され、前記気泡管内の気泡の移
動を検出することにより、傾きを検出する構成にするこ
ともできる。Further, according to the present invention, the inclination sensor includes a bubble tube,
It can be configured to include a light source, a first photoelectric conversion element, and a second photoelectric conversion element (light receiving element), and detect inclination by detecting movement of bubbles in the bubble tube.
【００２２】更に本発明の整準手段の駆動源が、ＤＣモ
ータである構成にすることもできる。Further, the drive source of the leveling means of the present invention may be a DC motor.
【００２３】また本発明の演算処理部には、表示手段が
接続されており、傾斜センサからの検出信号に基づき、
本体の姿勢を表示する構成にすることもできる。A display means is connected to the arithmetic processing section of the present invention, and based on a detection signal from the inclination sensor,
A configuration for displaying the posture of the main body may be adopted.
【００２４】そして本発明の本体が、測量機である構成
にすることもできる。The main body of the present invention may be a surveying instrument.
【００２５】また本発明の傾斜制御方法は、本体の傾斜
を測定するための傾斜センサの検出信号に基づき、演算
処理部が、整準手段を制御して本体の姿勢を変化させる
姿勢制御方法であって、演算処理部が、傾斜センサの検
出信号に基づき、目標となる本体の姿勢に対応する傾斜
位置を通過したことを認識した場合には、前記整準手段
を制御駆動して、本体を反転させる方向に傾斜させ、こ
れを繰り返すことにより、前記本体を目標となる姿勢に
するものである。The tilt control method according to the present invention is a posture control method in which an arithmetic processing unit controls the leveling means to change the posture of the main body based on a detection signal of a tilt sensor for measuring the inclination of the main body. When the arithmetic processing unit recognizes that the vehicle has passed the target inclination position of the main body based on the detection signal of the inclination sensor, the arithmetic processing unit controls and drives the leveling means to move the main body. The main body is brought into a target posture by inclining in the direction of inversion and repeating this.
【００２６】更に本発明の傾斜制御方法は、本体の傾斜
を測定するための傾斜センサの検出信号に基づき、演算
処理部が、整準手段を制御して本体の姿勢を変化させる
姿勢制御方法であって、演算処理部が、傾斜センサの検
出信号に基づき、目標となる本体の姿勢に対応する傾斜
位置を通過したことを認識した場合には、前記整準手段
を制御駆動して、本体を反転させる方向に傾斜させ、こ
れを繰り返すことにより、前記傾斜センサのダイナミッ
クレンジの範囲内に収斂させるものである。Further, according to the tilt control method of the present invention, the arithmetic processing unit controls the leveling means to change the attitude of the main body based on a detection signal of the tilt sensor for measuring the tilt of the main body. When the arithmetic processing unit recognizes that the vehicle has passed the target inclination position of the main body based on the detection signal of the inclination sensor, the arithmetic processing unit controls and drives the leveling means to move the main body. By inclining in the direction of inversion and repeating this, the light is converged within the dynamic range of the inclination sensor.
【００２７】[0027]
【発明の実施の形態】本発明は上記課題に鑑み案出され
たもので、整準手段が、傾斜センサが取り付けられた本
体の姿勢を変化させ、演算処理部が、傾斜センサの検出
信号に基づき、整準手段を駆動させ、演算処理部が目標
となる本体の姿勢に対応する傾斜位置を通過したことを
認識した場合には、傾斜センサの検出信号に基づき整準
手段を制御駆動し、本体を反転させる方向に傾斜させる
様になっている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems. A leveling means changes the attitude of a main body to which an inclination sensor is attached, and an arithmetic processing unit outputs a detection signal of the inclination sensor. Based on the driving of the leveling means, if the arithmetic processing unit recognizes that it has passed the tilt position corresponding to the target posture of the main body, control and drive the leveling means based on the detection signal of the tilt sensor, The main body is tilted in the direction of inversion.
【００２８】また本発明の傾斜センサは、気泡管と、光
源と、第１の光電変換素子と、第２の光電変換素子（受
光素子）とから構成され、気泡管内の気泡の移動を検出
することにより、傾きを検出することもできる。The tilt sensor according to the present invention comprises a bubble tube, a light source, a first photoelectric conversion element, and a second photoelectric conversion element (light receiving element), and detects movement of bubbles in the bubble tube. Thus, the inclination can be detected.
【００２９】更に本発明の整準手段の駆動源をＤＣモー
タにすることもできる。Further, the driving source of the leveling means of the present invention may be a DC motor.
【００３０】また本発明の演算処理部に表示手段を接続
し、傾斜センサからの検出信号に基づき、本体の姿勢を
表示することもできる。A display means may be connected to the arithmetic processing unit of the present invention, and the posture of the main body may be displayed based on a detection signal from the inclination sensor.
【００３１】そして本発明の本体を測量機にすることも
できる。The main body of the present invention can be a surveying instrument.
【００３２】また本発明の傾斜制御方法は、本体の傾斜
を測定するための傾斜センサの検出信号に基づき、演算
処理部が、整準手段を制御して本体の姿勢を変化させる
姿勢制御方法であって、演算処理部が、傾斜センサの検
出信号に基づき、目標となる本体の姿勢に対応する傾斜
位置を通過したことを認識した場合には、整準手段を制
御駆動して、本体を反転させる方向に傾斜させ、これを
繰り返すことにより、本体を目標となる姿勢にすること
ができる。The tilt control method of the present invention is a posture control method in which an arithmetic processing unit controls a leveling means to change the posture of the main body based on a detection signal of a tilt sensor for measuring the inclination of the main body. When the arithmetic processing unit recognizes that the vehicle has passed the target inclination position corresponding to the posture of the main body based on the detection signal of the inclination sensor, it controls and drives the leveling means to invert the main body. The main body can be brought to a target posture by inclining the main body in the direction in which the main body is to be tilted and repeating this operation.
【００３３】更に本発明の傾斜制御方法は、傾斜センサ
のダイナミックレンジの範囲内に収斂させることができ
る。Further, according to the tilt control method of the present invention, the tilt can be converged within the dynamic range of the tilt sensor.
【００３４】[0034]
【００３５】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００３６】「原理」"Principle"
【００３７】図３（ａ）は、従来の電気抵抗式チルトセ
ンサの傾斜角度と、整準時間を示すもので、粘性の高い
液体が使用されているため、減衰に時間がかかり、整準
時間に時間を要することが判る。FIG. 3A shows the inclination angle and leveling time of a conventional electric resistance type tilt sensor. Since a highly viscous liquid is used, it takes a long time to attenuate the leveling time. It takes time.
【００３８】図３（ｂ）は、本発明の光学式チルトセン
サの傾斜角度と、整準時間を示すものである。本実施例
では、傾斜角が測定可能なダイナミックレンジ領域と、
傾き方向のみが検出可能なダイナミックレンジ超過領域
に分けることにより、測定を行う。FIG. 3B shows the tilt angle and the leveling time of the optical tilt sensor according to the present invention. In this embodiment, a dynamic range region in which the inclination angle can be measured,
The measurement is performed by dividing into a dynamic range excess region where only the tilt direction can be detected.
【００３９】即ち図４に示す様に、ダイナミックレンジ
超過領域では、光学式チルトセンサの傾いている方向を
検出する。次に、光学式チルトセンサの出力信号の目標
値（設定記憶された値）を通過したか否かを判断し、目
標値（設定記憶された値）の通過を確認した場合には、
本体の整準機構を利用して、光学式チルトセンサの傾き
方向を反転させる様に本体を傾かせる。そして、再び目
標値（設定記憶された値）の通過を確認した場合には、
本体の整準機構を利用して、光学式チルトセンサの傾き
方向をまた反転させる様に本体を傾かせる。これらの動
作を繰り返すことにより、ダイナミックレンジ領域まで
減衰させ、傾斜角度を測定したり、本体を水平に整準す
ることができる。That is, as shown in FIG. 4, in the region exceeding the dynamic range, the tilt direction of the optical tilt sensor is detected. Next, it is determined whether or not the output value of the optical tilt sensor has passed the target value (the value stored and set), and if the passage of the target value (the value stored and set) is confirmed,
Using the leveling mechanism of the main body, the main body is tilted so that the tilt direction of the optical tilt sensor is reversed. Then, if it is confirmed again that the target value (the value stored and set) has passed,
Using the leveling mechanism of the main body, the main body is tilted so that the tilt direction of the optical tilt sensor is also reversed. By repeating these operations, the signal can be attenuated to the dynamic range region, the inclination angle can be measured, and the main body can be leveled horizontally.
【００４０】従って、ダイナミックレンジ領域に入った
ら整準動作を遅くし、ハンチングを起こさない様に水平
に整準することが可能となる。Therefore, when the dynamic range is entered, the leveling operation is slowed down and horizontal leveling can be performed without causing hunting.
【００４１】また、図４中のθ１は、本発明の光学式チ
ルトセンサの傾斜角度を示すものであり、Ｓ１は、光学
式チルトセンサの出力信号を表すものである。なお、図
４中のθ２は、従来のチルトセンサの傾斜角度を示すも
のであり、Ｓ２は、従来のチルトセンサの出力信号を表
すものである。本発明が、整準時間を飛躍的に短くする
ことができる。In FIG. 4, θ 1 indicates the tilt angle of the optical tilt sensor of the present invention, and S 1 indicates the output signal of the optical tilt sensor. Note that θ 2 in FIG. 4 indicates the tilt angle of the conventional tilt sensor, and S 2 indicates the output signal of the conventional tilt sensor. The present invention can drastically shorten the leveling time.
【００４２】以下、本実施例を図面により説明する。Hereinafter, this embodiment will be described with reference to the drawings.
【００４３】図１に示す様に、本実施例の傾斜検出装置
１０００は、電気気泡管１００と、光源２と、第１の光
電変換素子（受光素子）３と、第２の光電変換素子（受
光素子）４と、制御手段６０００とから構成されてい
る。なお、電気気泡管１００と、光源２と、第１の光電
変換素子（受光素子）３と、第２の光電変換素子（受光
素子）４とが、傾斜センサに該当する。As shown in FIG. 1, the tilt detecting apparatus 1000 of this embodiment includes an electric bubble tube 100, a light source 2, a first photoelectric conversion element (light receiving element) 3, and a second photoelectric conversion element (light receiving element). (Light receiving element) 4 and control means 6000. The electric bubble tube 100, the light source 2, the first photoelectric conversion element (light receiving element) 3, and the second photoelectric conversion element (light receiving element) 4 correspond to an inclination sensor.
【００４４】電気気泡管１００は、気泡管本体５の内部
に、液体１０と気泡１１とを封入して構成されている。
電気気泡管１００は、光源２からの光を透過させ、第１
の光電変換素子（受光素子）３と第２の光電変換素子
（受光素子）４とで、透過光を受光させる様に構成され
ている。第１の光電変換素子（受光素子）３と第２の光
電変換素子（受光素子）４との受光信号に基づいて、制
御手段６０００が、傾斜角度を演算する様に構成されて
いる。The electric bubble tube 100 has a structure in which a liquid 10 and bubbles 11 are sealed in a bubble tube main body 5.
The electric bubble tube 100 transmits light from the light source 2 and
The photoelectric conversion element (light receiving element) 3 and the second photoelectric conversion element (light receiving element) 4 are configured to receive transmitted light. The control means 6000 is configured to calculate the tilt angle based on the light receiving signals of the first photoelectric conversion element (light receiving element) 3 and the second photoelectric conversion element (light receiving element) 4.
【００４５】傾斜検出装置１０００は、光源２を前記気
泡管５の下方に配置し、前記光源２の光軸は気泡管５の
軸心と直交させる。前記気泡管本体５を挟み、前記光源
２と対向し、かつ該光源２の光軸に関して対称な位置
に、第１の光電変換素子（受光素子）３と、第２の光電
変換素子（受光素子）４とを所要距離を離して配設す
る。In the tilt detecting device 1000, the light source 2 is disposed below the bubble tube 5, and the optical axis of the light source 2 is orthogonal to the axis of the bubble tube 5. A first photoelectric conversion element (light-receiving element) 3 and a second photoelectric conversion element (light-receiving element) are located at positions facing the light source 2 and symmetrical with respect to the optical axis of the light source 2 with the bubble tube main body 5 interposed therebetween. ) 4 is arranged at a required distance.
【００４６】前記光源２は光源駆動部６により駆動さ
れ、前記光源２より発せられた検出光７は、気泡管本体
５を透過して前記第１の光電変換素子（受光素子）３と
第２の光電変換素子（受光素子）４とに到達し、該第１
の光電変換素子３と第２の光電変換素子４とは、受光し
た光量に応じた受光電流を制御手段６０００に出力す
る。The light source 2 is driven by a light source driving unit 6, and the detection light 7 emitted from the light source 2 passes through the bubble tube main body 5 and the first photoelectric conversion element (light receiving element) 3 and the second And the first photoelectric conversion element (light receiving element) 4
The photoelectric conversion element 3 and the second photoelectric conversion element 4 output a light receiving current corresponding to the amount of received light to the control unit 6000.
【００４７】制御手段６０００は、差動増幅器８と演算
処理部９とから構成されており、前記差動増幅器８では
前記第１の光電変換素子３と第２の光電変換素子４とか
らの出力信号の電流差を増幅すると共に電流電圧変換を
して演算処理部９に出力する。演算処理部９では、差動
増幅器８からの検出信号を処理して傾斜角を演算する。
なお、演算処理部９は、ＣＰＵを含み、傾斜角の演算の
他、整準用のモータの制御等を行うと共に、装置全体の
制御を司るものである。The control means 6000 comprises a differential amplifier 8 and an arithmetic processing unit 9. In the differential amplifier 8, the outputs from the first photoelectric conversion element 3 and the second photoelectric conversion element 4 are output. It amplifies the current difference of the signal and performs current-to-voltage conversion and outputs the result to the arithmetic processing unit 9. The arithmetic processing unit 9 processes the detection signal from the differential amplifier 8 to calculate the tilt angle.
The arithmetic processing unit 9 includes a CPU, performs not only the calculation of the inclination angle, but also controls the leveling motor and the like, and controls the entire apparatus.
【００４８】前記光源２より発せられた検出光７は、前
記気泡管本体５の液体１０のみの部分は透過するが、気
泡１１が有る部分では気泡と液体との境界面で反射され
る為、遮断される。従って、前記気泡１１の位置により
前記第１の光電変換素子３と第２の光電変換素子４に入
射する検出光７の光量が変化する。前記気泡１１の位置
は傾斜により移動するので、前記第１の光電変換素子３
と第２の光電変換素子４との受光量の差を検出すること
で傾斜を検出している。The detection light 7 emitted from the light source 2 is transmitted through only the liquid 10 in the bubble tube main body 5, but is reflected at the boundary surface between the bubble and the liquid in the portion where the bubble 11 is present. Will be shut off. Therefore, the amount of the detection light 7 incident on the first photoelectric conversion element 3 and the second photoelectric conversion element 4 changes depending on the position of the bubble 11. Since the position of the bubble 11 moves by tilting, the first photoelectric conversion element 3
The inclination is detected by detecting the difference between the amount of received light and the second photoelectric conversion element 4.
【００４９】ここで、本実施例の傾斜検出装置１０００
を測量装置１００００に応用した場合で説明する。Here, the inclination detecting apparatus 1000 of this embodiment is used.
Is applied to the surveying device 10000.
【００５０】本実施例の測量装置１００００の整準機構
の電気的構成を図２に基づいて説明する。The electrical configuration of the leveling mechanism of the surveying device 10000 of this embodiment will be described with reference to FIG.
【００５１】本実施例の測量装置１００００の整準機構
は、第１の光電変換素子３と、第２の光電変換素子４
と、制御手段６０００と、第１のモータ駆動手段７１０
０と、第２のモータ駆動手段７２００と、第３のモータ
駆動手段７３００と、第１のモータ４３１０と、第２の
モータ４３２０と、第３のモータ４３３０とから構成さ
れている。なお、第１のモータ４３１０と第２のモータ
４３２０と第３のモータ４３３０とは、ＤＣモータを使
用することもできる。The leveling mechanism of the surveying device 10000 of this embodiment includes a first photoelectric conversion element 3 and a second photoelectric conversion element 4.
Control means 6000, first motor driving means 710
0, a second motor driving means 7200, a third motor driving means 7300, a first motor 4310, a second motor 4320, and a third motor 4330. Note that the first motor 4310, the second motor 4320, and the third motor 4330 may be DC motors.
【００５２】また、第１のモータ駆動手段７１００と第
２のモータ駆動手段７２００と第３のモータ駆動手段７
３００と第１のモータ４３１０と第２のモータ４３２０
と第３のモータ４３３０とは、整準手段に該当するもの
である。なお、モータは３個に限らず、例えば、２個で
あってもよい。Further, the first motor driving means 7100, the second motor driving means 7200, and the third motor driving means 7
300, a first motor 4310, and a second motor 4320
And the third motor 4330 correspond to leveling means. The number of motors is not limited to three, but may be, for example, two.
【００５３】制御手段６０００の演算処理部９は、図４
で示す、目標値に相当する第１の光電変換素子３及び第
２の光電変換素子４の出力信号の値を記憶する。The arithmetic processing unit 9 of the control means 6000
The value of the output signal of the first photoelectric conversion element 3 and the value of the output signal of the second photoelectric conversion element 4 corresponding to the target value is stored.
【００５４】そして傾斜検出装置１０００のダイナミッ
クレンジ超過領域では、演算処理部９は、電気気泡管１
００の傾いている方向を検出する。次に演算処理部９
が、第１の光電変換素子３及び第２の光電変換素子４の
出力信号が目標値を通過したか否かを判断し、目標値の
通過を確認した場合には、第１のモータ駆動手段７１０
０と第２のモータ駆動手段７２００と第３のモータ駆動
手段７３００とに制御駆動信号を送出し、電気気泡管１
００の傾いている方向を反転させる様に、測量装置１０
０００を傾かせる。In the region where the inclination detecting device 1000 exceeds the dynamic range, the arithmetic processing unit 9 sets the electric bubble tube 1
The direction in which 00 is inclined is detected. Next, the arithmetic processing unit 9
Determines whether the output signal of the first photoelectric conversion element 3 and the output signal of the second photoelectric conversion element 4 have passed the target value, and if it has confirmed that the output signal has passed the target value, the first motor driving means 710
0, the second motor driving means 7200, and the third motor driving means 7300 to send a control driving signal to the electric bubble tube 1
The surveying device 10
Tilt 000.
【００５５】そして演算処理部９が、再び目標値（設定
記憶された値）の通過を確認した場合には、第１のモー
タ駆動手段７１００と第２のモータ駆動手段７２００と
第３のモータ駆動手段７３００とに制御駆動信号を送出
し、電気気泡管１００の傾き方向をまた反転させる様に
測量装置１００００本体を傾かせる。これらの動作を繰
り返すことにより、傾斜検出装置１０００のダイナミッ
クレンジ領域まで減衰させ、傾斜角度を測定したり、測
量装置１００００本体を水平に整準することができる。When the arithmetic processing unit 9 confirms that the target value (the value stored and set) has been passed again, the first motor driving means 7100, the second motor driving means 7200, and the third motor driving means 7100 A control drive signal is sent to the means 7300, and the surveying device 10000 body is tilted so that the tilt direction of the electric bubble tube 100 is again reversed. By repeating these operations, it is possible to attenuate to the dynamic range region of the tilt detecting device 1000, measure the tilt angle, and level the surveying device 10000 body horizontally.
【００５６】なお、測量装置１００００本体や、傾斜検
出装置１０００のその他の構成は、従来技術と同様であ
るから説明を省略する。The other components of the surveying device 10000 and the tilt detecting device 1000 are the same as those of the prior art, and therefore the description is omitted.
【００５７】また演算処理部９には、表示手段を接続
し、傾斜センサからの検出信号に基づき、測量装置１０
０００本体の姿勢を表示する構成にすることもできる。The arithmetic processing unit 9 is connected to a display means, and based on a detection signal from the inclination sensor, the surveying device 10
It is also possible to display the posture of the 000 main body.
【００５８】[0058]
【効果】以上の様に構成された本発明は、傾斜センサ
と、この傾斜センサが取り付けられた本体の姿勢を変化
させるための整準手段と、前記傾斜センサの検出信号に
基づき、前記整準手段を駆動するための演算処理部とか
らなり、この演算処理部は、前記傾斜センサの検出信号
に基づき、目標となる本体の姿勢に対応する傾斜位置を
通過したことを認識した場合には、前記本体を反転させ
る方向に傾斜させる様に、前記整準手段を制御駆動する
様に構成されているので、ダイナミックレンジが小さい
にもかかわらず、整準時間を短くすることができるとい
う効果がある。According to the present invention having the above-described structure, the tilt sensor, leveling means for changing the attitude of the main body to which the tilt sensor is attached, and the leveling based on the detection signal of the tilt sensor are provided. An arithmetic processing unit for driving the means, and based on the detection signal of the tilt sensor, when the arithmetic processing unit recognizes that the vehicle has passed the tilt position corresponding to the target posture of the main body, Since the leveling means is configured to be controlled and driven so that the main body is tilted in the direction of inversion, the leveling time can be shortened even though the dynamic range is small. .
【００５９】[0059]
【図１】本発明の実施例の傾斜検出装置１０００を説明
する示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a tilt detection device 1000 according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例の整準機構を説明する示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram illustrating a leveling mechanism according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の原理を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
【図４】本発明の原理を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
【図５】従来技術を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional technique.
【図６】従来技術を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional technique.
１０００ 傾斜検出装置 ２ 光源 ３ 第１の光電変換素子 ４ 第２の光電変換素子 １００ 電気気泡管 ６０００ 制御手段 ７１００ 第１のモータ駆動手段 ７２００ 第２のモータ駆動手段 ７３００ 第３のモータ駆動手段 ４３１０ 第１のモータ ４３２０ 第２のモータ ４３３０ 第３のモータ １００００ 測量装置 1000 tilt detector 2 light source 3 first photoelectric conversion element 4 second photoelectric conversion element 100 electric bubble tube 6000 control means 7100 first motor drive means 7200 second motor drive means 7300 third motor drive means 4310 1st motor 4320 2nd motor 4330 3rd motor 10000 Surveying device
Claims (7)
けられた本体の姿勢を変化させるための整準手段と、前
記傾斜センサの検出信号に基づき、前記整準手段を駆動
するための演算処理部とからなり、この演算処理部は、
前記傾斜センサの検出信号に基づき、目標となる本体の
姿勢に対応する傾斜位置を通過したことを認識した場合
には、前記本体を反転させる方向に傾斜させる様に、前
記整準手段を制御駆動することを特徴とする傾斜制御装
置。1. An inclination sensor, a leveling unit for changing a posture of a main body to which the inclination sensor is attached, and an arithmetic processing unit for driving the leveling unit based on a detection signal of the inclination sensor. And the arithmetic processing unit includes:
If it is recognized based on the detection signal of the tilt sensor that the vehicle has passed the target tilt position corresponding to the attitude of the main body, the leveling means is controlled and driven so that the main body is tilted in the direction of inversion. A tilt control device.
の光電変換素子と、第２の光電変換素子（受光素子）と
から構成され、前記気泡管内の気泡の移動を検出するこ
とにより、傾きを検出する請求項１記載の傾斜制御装
置。2. An incline sensor comprising: a bubble tube; a light source;
The tilt control device according to claim 1, wherein the tilt control device comprises: a photoelectric conversion element according to claim 1; and a second photoelectric conversion element (light receiving element), and detects a movement of bubbles in the bubble tube to detect a tilt.
請求項１又は２記載の傾斜制御装置。3. The tilt control device according to claim 1, wherein the drive source of the leveling means is a DC motor.
おり、傾斜センサからの検出信号に基づき、本体の姿勢
を表示する請求項１〜３の何れか１項記載の傾斜制御装
置。4. The tilt control device according to claim 1, wherein display means is connected to the arithmetic processing unit, and the attitude of the main body is displayed based on a detection signal from the tilt sensor.
れか１項記載の傾斜制御装置。5. The tilt control device according to claim 1, wherein the main body is a surveying instrument.
の検出信号に基づき、演算処理部が、整準手段を制御し
て本体の姿勢を変化させる姿勢制御方法であって、演算
処理部が、傾斜センサの検出信号に基づき、目標となる
本体の姿勢に対応する傾斜位置を通過したことを認識し
た場合には、前記整準手段を制御駆動して、本体を反転
させる方向に傾斜させ、これを繰り返すことにより、前
記本体を目標となる姿勢にする傾斜制御方法。6. An attitude control method for controlling a leveling means to change an attitude of a main body based on a detection signal of an inclination sensor for measuring an inclination of the main body, wherein the arithmetic processing section comprises: Based on the detection signal of the tilt sensor, when it is recognized that the vehicle has passed the tilt position corresponding to the target posture of the main body, the leveling means is controlled and driven, and the main body is tilted in the direction of inversion, A tilt control method in which the above operation is repeated to bring the main body into a target posture.
の検出信号に基づき、演算処理部が、整準手段を制御し
て本体の姿勢を変化させる姿勢制御方法であって、演算
処理部が、傾斜センサの検出信号に基づき、目標となる
本体の姿勢に対応する傾斜位置を通過したことを認識し
た場合には、前記整準手段を制御駆動して、本体を反転
させる方向に傾斜させ、これを繰り返すことにより、前
記傾斜センサのダイナミックレンジの範囲内に収斂させ
る傾斜制御方法。7. An attitude control method in which an arithmetic processing unit controls a leveling unit to change an attitude of the main body based on a detection signal of an inclination sensor for measuring an inclination of the main body, wherein the arithmetic processing unit includes: Based on the detection signal of the tilt sensor, when it is recognized that the vehicle has passed the tilt position corresponding to the target posture of the main body, the leveling means is controlled and driven, and the main body is tilted in the direction of inversion, A tilt control method in which the above is repeated to converge within the dynamic range of the tilt sensor.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36570599A JP2001183134A (en) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Inclination controller and inclination controlling method |
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|---|---|
| JP (1) | JP2001183134A (en) |
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