JP2003004528A - 受光装置 - Google Patents
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- E02F3/80—Component parts
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- E02F3/844—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically
- E02F3/847—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically using electromagnetic, optical or acoustic beams to determine the blade position, e.g. laser beams
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Abstract
光装置を提供する。 【解決手段】受光素子25を収納し、受光位置を検出す
る受光装置27であり、基部28に上端が閉塞された透
明な筒状のケース36を固着し、該ケースに基板保持用
のガイド溝38を一体に設け、該ガイド溝に基板31を
嵌合して保持する様にし、別途基板を支持する部材を設
けることなく、基板の支持を可能とし、又、ケースは上
端が閉塞されているので高強度であり、軽量化が図れ
る。
Description
照射により形成されるレーザ基準面を利用し整地作業等
の土木工事を行う建設機械制御システムに用いられる受
光装置に関するものである。
制御システムについて図7により略述する。
ーザを示し、前記回転レーザ装置1は造成地の所定位置
に三脚3を介して設置される。前記回転レーザ装置1
は、水平方向にレーザ光線4を照射すると共に回転さ
せ、該レーザ光線4による水平基準面を形成するもので
ある。
ブレード5を有し、該ブレード5にはポール6が立設さ
れ、該ポール6には受光装置7が取付けられている。
ト等から構成される昇降機構部を内蔵し、前記受光装置
7を上下方向に移動可能であり、該受光装置7は前記回
転レーザ装置1からのレーザ光線4を受光し、受光位置
を検出する様になっており、前記ブルドーザ2は前記受
光装置7からの受光信号を基に前記ブレード5の高さ位
置を検出し、該検出結果より油圧シリンダ8を駆動して
前記ブレード5の高さを制御する制御装置(図示せず)
を具備している。
基準面を形成すると、該水平基準面と前記ブレード5の
ブレード刃先5a迄の距離を一定にすることで、即ち前
記ポール6による前記受光装置7の高さを変えないで、
該受光装置7の受光位置を一定にする様前記油圧シリン
ダ8を制御することで、水平に整地することができる。
又、前記ポール6を駆動して前記受光装置7と前記ブレ
ード5間の位置関係を変え、前記油圧シリンダ8を駆動
し、受光位置を受光基準位置に保つことで、前記ブレー
ド5、即ち前記ブレード刃先5aの上下方向の位置を変
えることができ、整地面の高さを変えることも可能であ
る。
7を上昇させ、該受光装置7での受光位置を受光基準位
置に保つと、前記ブレード刃先5aと水平基準面との距
離が大きくなり、結果的に前記ブレード刃先5aが下が
って、整地面は整地基準平面に対して低くなる。
間の距離は前記ポール6の駆動量を検出することで、管
理することができる。
は全方向からのレーザ光線を受光できる様になっていな
ければならない。又、建設機械の移動時、作業時には大
きな振動、衝撃を受けるので、充分な強度を持っている
ことも要求される。
て説明する。
ック製の透明筒体12が挾設される。前記下蓋10、上
蓋11、透明筒体12共に平面形状は1対の長辺と2対
の短辺により形成される扁平な6角形状をしている。前
記下蓋10には計4本のロッド13が立設され、下端部
が螺子により螺着され、該ロッド13の上端はボルト1
4により前記上蓋11に固着されている。
蓋11と透明筒体12との間にはそれぞれゴム製のシー
ル部材15,15が挾設され、前記下蓋10、上蓋1
1、透明筒体12で形成されるケースは水密となってい
る。
辺を含む面と平行な支持プレート16,17が固定さ
れ、一方の支持プレート16には回路基板18,19が
2層に取付けられ、上側の回路基板19には発光ダイオ
ード21が水平方向に3個、該3個の内中心の発光ダイ
オード21を頂点として上下にV字、逆V字状に更に各
4個、計11個配設されている。
ド21と対応する位置に透過孔22が穿設され、該透過
孔22に前記発光ダイオード21の先端が臨む様になっ
ている。
17の両端にはそれぞれセンサ支持具23が掛渡って設
けられ、該センサ支持具23には前記透明筒体12の短
辺を含む面と平行な受光プレート24が設けられてい
る。該受光プレート24には受光素子25が上下方向に
直線的に配列されている。
側には電池を収納する電源部がケーブルで接続される様
に設けられ、前記発光ダイオード21の発光、回路基板
18,19の作動等に必要な電源を供給している。
の方向から前記レーザ光線4が入射可能であり、又前記
受光プレート24は4方向に向け設けられているので、
該受光プレート24は全ての方向から入射する前記レー
ザ光線4を受光可能である。又、前記受光素子25は上
下方向に直線的に配列されているので、受光している受
光素子25を受光信号から特定することで、前記受光装
置7の受光位置が検出できる。
づき前記発光ダイオード21が点滅され、受光位置に応
じた表示パターンが選択される。
すものである。
かなり高い場合は、大V字状に上側の5個の発光ダイオ
ード21が遅く点滅する。高い場合は、大V字状に上側
の5個の発光ダイオード21が連続的に点灯する。少し
高い場合は、大V字状に上側の5個の発光ダイオード2
1が速く点滅する。受光位置が受光基準位置の場合は、
水平の3個の発光ダイオード21が速く点滅する。
少し低い場合は、逆大V字状に下側の5個の発光ダイオ
ード21が速く点滅する。低い場合は、逆大V字状に下
側の5個の発光ダイオード21が連続的に点灯する。か
なり低い場合は、逆大V字状に下側の5個の発光ダイオ
ード21が遅く点滅する。
パターンを見ることで、掘削レベルが基準位置より高い
か低いかを判断できる。
置7は、分離した下蓋10、透明筒体12、上蓋11を
ロッド13により締付けて一体化する構造であり、該ロ
ッド13は締付け具として機能するが強度部材としては
機能しない。強度部材として機能するのは前記透明筒体
12であるが、該透明筒体12はプラスチック製である
ので材料自体の強度は小さい。又、下蓋10、透明筒体
12、上蓋11の一体化を堅固にするには前記ロッド1
3の締付け力を大きくすればよいが、前記透明筒体12
がプラスチック製であるのであまり大きくすることはで
きない。又、該透明筒体12の強度を増大させる方法と
しては、肉厚を厚くすることが考えられるが、レーザ光
線4の透過度が低下し、又受光装置7の重量が大きくな
り、ポール6側の強度が問題となる。
で、受光装置7に振動が加わった場合に、上蓋11が振
動する錘となり、前記透明筒体12には大きな負担が掛
かる。
6を介して前記ロッド13に支持されており、受光装置
7に外部から振動が加わった場合に、前記ロッド13自
体が振動する可能性がある。
に設けられていること、ポール6により支持されている
こと等を考慮すると、受光装置7はできるだけ軽く、振
動に強いことが望まれる。
オード21を用いて受光位置を示しており、消費電力が
大きいという問題もあった。
度の高い、又消費電力の少ない受光装置を提供するもの
である。
納し、受光位置を検出する受光装置であり、基部に上端
が閉塞された透明な筒状のケースを固着し、該ケースに
基板保持用のガイド溝を一体に設け、該ガイド溝に基板
を嵌合して保持した受光装置に係り、又前記基板を保持
し対峙するガイド溝の溝底間隔は上端から下端に向かっ
て幅が広くなっている受光装置に係り、又基板を保持す
るガイド溝が上端から下端に向かって台形状に広がるこ
とで、下端より抜く型の抜き勾配の距離を短くする受光
装置に係り、又前記ケースの天井部に基板先端に係合す
る支持部を設け、前記基部に基板基端に係合する支持部
を設け、基板を前記天井部と前記基部により挾持した受
光装置に係り、又前記基板が上端に向かって先細り形状
をしている受光装置に係り、又前記基板がケースとの間
で閉断面を形成する様に設けられた受光装置に係り、又
前記基板は受光素子が直線状に配設された受光センサ基
板であり、3つの受光センサ基板が向きの異なる3方向
に向け配設され、その少なくとも1つの受光センサ基板
に面するケースの部分が円筒面状に湾曲している受光装
置に係り、更に又所要数の発光素子が配設され、受光位
置に応じて点滅発光と交互発光の組合わせにより、受光
位置の状態を表示する様にした受光装置に係るものであ
る。
実施の形態を説明する。
置を示し、28は金属製の基部であり、29は透明プラ
スチック製のケースであり、該ケース29の先端にはゴ
ム製のキャップ70が被されている。前記基部28は、
前記ケース29と共に一体成型品であり、該ケース29
は下端に於いて、前記基部28に水密に取付けられてい
る。
部となっており、後述する回路基板31、ダイオード駆
動基板32、受光センサ基板33に電力を供給する。前
記基部28は外部接続用コネクタ34を有し、ポール6
或はブルドーザ2の制御部と接続される様になってい
る。又、前記基部28の底部には固定用の螺子40が穿
設されている。
形状の筒体であり、平断面外形は左右に細長い略矩形形
状となっている。
下端に向かって基板ガイド35が形成されている。該基
板ガイド35は基部が前記ケース29の胴部36と一体
となっており、下端に向かって先細り形状であり、前記
基板ガイド35の中途部迄リブ37により前記胴部36
に連結されている。前記基板ガイド35には前記回路基
板31が挿入されるガイド溝38が形成されている。該
ガイド溝38の溝幅は基端から下端迄、略同一寸法とな
っており、該ガイド溝38の溝底と対峙するガイド溝3
8の溝底との距離aは下方に向かって広がっている。
成形型から抜く為の抜き勾配がついている。前記基板ガ
イド35自体は下端に向かって先細り形状であり、ガイ
ド溝38の溝底間の距離aは下端に向かって台形状に広
がっている為、上端から下端迄の抜き勾配は必要ない。
短い距離ですむ為、溝は略同じ幅、深さとなっている。
これにより、固定される前記回路基板31のガタツキを
防ぐことができる。ガタツキで該回路基板31が損傷す
ることが少なくなる。
かって基板先端支持部41が突設され、該基板先端支持
部41には前記ガイド溝38と同一平面にある溝42が
形成される。
板31が下方から挿入され、完全に挿入された状態では
前記回路基板31の上端が前記溝42に嵌合する。前記
回路基板31は上方に向かって幅が減少し、下端を底辺
とする台形形状となっており、前記ガイド溝38,38
がなす形状と合致している。
イド溝45が形成され、該ガイド溝45に対向するガイ
ド溝46が前記胴部36に形成され、前記ガイド溝45
と前記ガイド溝46とがなす平面は前記回路基板31に
対して約60°傾斜し、又左右で対称な配置となってい
る。前記ガイド溝45、ガイド溝46の溝幅は上端から
下端迄は一定であり、前記ガイド溝45の溝底と前記ガ
イド溝46の溝底との距離bは下方に向かって広がって
いる。
間に前記受光センサ基板33が挿入される。該受光セン
サ基板33の形状も上方に向って幅狭となる台形形状で
あり、前記ガイド溝45と前記ガイド溝46がなす形状
と合致している。又、前記天井部39には前記基板先端
支持部41とは別の基板先端支持部(図示せず)が設け
られており、前記受光センサ基板33の先端が嵌合す
る。
左側縁)に沿って上下に長い凸状の円筒面又は略円筒面
状の円筒曲面47が形成され、該円筒曲面47と正面の
他の部分との境界には該円筒曲面47と平面とを明確に
区分けする境界溝48が形成される。
ガイド溝51,51が形成されている。該ガイド溝51
の溝幅は上下に亘って同一であり、該ガイド溝51,5
1の溝底間の距離bは上端から下端に向かって幅広とな
っている。該ガイド溝51,51には前記受光センサ基
板33が下方より挿入される。該受光センサ基板33は
前述した様に、上方に向かって幅狭となる台形形状であ
り、又前記ガイド溝51,51がなす形状と合致してい
る。
イド溝52が形成され、該ガイド溝52に対向する位置
にガイド溝53が前記胴部36の側面に形成されてい
る。該ガイド溝53、ガイド溝52がなす平面は前記回
路基板31と平行であり、前記ガイド溝52,53の溝
幅は上下に亘って同一であり、該ガイド溝52,53の
溝底間の距離cは上端から下端に向かって幅広となって
いる。該ガイド溝52,53には前記ダイオード駆動基
板32が挿入される。該ダイオード駆動基板32は前述
した様に、上方に向かって幅狭となる台形形状であり、
又前記ガイド溝52,53がなす形状と合致している。
尚、図示していないが、前記ダイオード駆動基板32の
上端は前記天井部39に形成された更に別の基板先端支
持部に嵌合する。
基板基端支持部54が設けられ、該基板基端支持部54
は前記回路基板31の下端に嵌合する。而して、該回路
基板31は前記基板ガイド35,35、基板先端支持部
41、基板基端支持部54により4方を支持される。前
記ダイオード駆動基板32、受光センサ基板33につい
ても同様に支持される。尚、該受光センサ基板33につ
いては、幅が狭いので、基板先端支持部、基板基端支持
部がなくとも、支持強度は充分である。
途取付け部材を必要とすることなく、直接前記ケース2
9に支持される構造である。更に、前記各基板31,3
2,33は台形形状であるので、着脱が容易であり、組
立てる場合は挿入するだけでよいので、組立て作業が著
しく簡素化される。
オード21が中央水平方向に3個、上側にV形状に3
個、下側に逆V形状に3個、計9個配設されている。該
発光ダイオード21は、受光装置の受光位置27に応じ
たパターンで点滅される様になっている。
°ずつ向きを変えた配置となっており、又各々が少なく
とも水平120°範囲で受光可能となっており、3つの
受光センサ基板33で水平360°の全ての方向からの
レーザ光線4の受光が可能となっている。又、前記円筒
曲面47が湾曲しているので、正面の受光センサ基板3
3に対してレーザ光線4が角度をもって照射されても、
前記円筒曲面47での反射が少なく、レーザ光線4が効
果的に受光素子25に入射する。
光素子25が上下方向に所要数配列されており、受光し
ている受光素子25が、どこの受光センサ基板33のど
の位置にあるかを、受光信号から特定することで、受光
装置27の受光位置が検出できる。
続用コネクタ34を経て前記ブルドーザ2の制御部に送
出される。
が貼設され、又塗装が付される等所要の手段で表示部5
6、操作部57が形成される。前記表示部56は前記発
光ダイオード21の点滅状態が明確になる様、ダイオー
ド部分以外は不透明となっており、前記操作部57には
受光装置29単体でスイッチのオンオフ等ができる様な
っている。又、前記基部28については、前記電池30
が容易に交換可能となっている。
方に向かって先細り、又前記基板ガイド35は下方に向
かって先細り、前記ガイド溝38,38、ガイド溝4
5,46、ガイド溝51,51、ガイド溝52,53は
それぞれ下方に向かって広がっており、これら形状は前
記ケース29を一体成型した場合の抜き勾配として機能
している。特に、前記ガイド溝38,38、ガイド溝4
5,46、ガイド溝51,51、ガイド溝52,53は
それぞれ下方に向かって広がり抜き勾配として機能して
いるので、溝幅を上端から下端に向かって同一とするこ
とができ、回路基板31等の基板を各ガイド溝に挿入し
た場合も、ガタツキが生じることはない。
いるので、強度が高く、又一体成型された基板ガイド3
5がリブ部材として作用すると共に前記境界溝48が断
面強度を向上させており、更に、前記回路基板31、ダ
イオード駆動基板32、受光センサ基板33が前記胴部
36に掛渡って設けられ、該胴部36の一部とこれら基
板により閉断面を形成するので、各基板を取付けること
で剛性、強度が増大し、これら基板自体も強度部材とし
て機能する。而して、前記ケース29の形状効果、又基
板の補強効果等による相乗効果で、軽量で而も高強度、
高剛性の構造となっている。
6に取付けられた状態を示している。
ー・ナット等の昇降機構部を内蔵し、ロッド59を昇降
可能としており、受光装置27は前記ロッド59上端部
に取付けられている。
御回路部60を有し、レーザ光線4の受光位置を検出
し、前記ポール6を駆動する為の駆動信号を出力する制
御機能と、更に検出結果をブルドーザ2の制御部に出力
し、又該ブルドーザ2の制御部からの信号を受ける通信
機能を有している。前記制御回路部60の概略を説明す
る。
受光検出部62に接続され、該受光検出部62からの信
号は演算処理部63に出力される。又、該演算処理部6
3には前記操作部57、前記表示部56が接続されてい
る。
上下させる為の駆動指令が上下駆動回路64に送出さ
れ、該上下駆動回路64からは前記外部接続用コネクタ
34を介して前記ポール6に駆動信号が出力される。
又、前記外部接続用コネクタ34を介して前記受光装置
27の受光信号が前記ブルドーザ2の制御部に送出さ
れ、該制御部からは、前記外部接続用コネクタ34を介
して前記ポール6の上下位置指令が入力される。更に、
前記演算処理部63からは受光位置に応じて前記発光ダ
イオード21を点滅させる為の駆動信号が発光駆動部6
5に発せられる。
れると、3つの受光センサ基板33の内いずれかが前記
レーザ光線4を受光し、更に受光した受光素子25から
受光信号が発せられる。受光信号は前記増幅回路61で
増幅され、前記受光検出部62に入力される。
5がレーザ光線4を受光しているかを検出し、検出結果
を前記演算処理部63に入力する。該演算処理部63は
入力結果より、受光している位置が受光基準位置より高
いか、低いかを判断し、判断結果に基づき前記発光ダイ
オード21が点滅されるパターンを判断し、発光駆動信
号を前記発光駆動部65に発し、該発光駆動部65は前
記発光ダイオード21を所要のパターンで点滅する。
に示す表示パターンが本実施の形態に係るものである。
置よりかなり高い場合は、小V字状に上3個の発光ダイ
オード21が遅く点滅される。高い場合は、小V字状に
上3個の発光ダイオード21の内、上2個と下1個が交
互に点滅される。更に、少し高い場合は、小V字状に上
側の3個の発光ダイオード21が速く点滅する。受光位
置が受光基準位置の場合は、水平の3個の発光ダイオー
ド21が速く点滅する。
置より少し低い場合は、逆小V字状に下側の3個の発光
ダイオード21が速く点滅される。又、低い場合は、逆
小V字状に下側の3個の発光ダイオード21の内、上1
個と下2個が交互に点滅される。更に、かなり低い場合
は、逆小V字状に下側の3個の発光ダイオード21が遅
く点滅する。
パターンを見ることで、掘削レベルが基準位置より高い
か、低いかを判断できる。
ド21の点滅は最大で3個であり、使用電力は少ない。
説明する。
置とずれていた場合は、前記受光素子25の受光状態か
ら前記受光検出部62によりずれている方向と、ずれ量
が検出され、検出結果が前記演算処理部63に出力され
る。
続用コネクタ34を介して前記ブルドーザ2の制御部
(図示せず)に送出する。該制御部では送出された信号
を基に、前記受光装置27の受光位置が受光基準位置と
なる様に前記油圧シリンダ8を駆動制御する。
ルドーザ2の制御部から前記受光装置27の高さ位置変
更指令が前記外部接続用コネクタ34を介して前記受光
装置27に送出される。
づき前記上下駆動回路64を介して前記ポール6を駆動
する。例えば、該ポール6が前記受光装置27の位置を
高くすると該受光装置27の受光位置が受光基準位置よ
り低くなる。
前記演算処理部63は受光状態に応じて逆小V字状に下
側の3個の前記発光ダイオード21を点滅させる。又、
受光状態は前記演算処理部63を介して前記ブルドーザ
2の制御部に送出され、該制御部が前記油圧シリンダ8
を駆動して、受光位置が受光基準位置となる様に前記ブ
レード5の位置を調整する。
ンを見ながら、中央の水平な3個の発光ダイオード21
が点滅する様に前記油圧シリンダ8を操作してもよい。
子を収納し、受光位置を検出する受光装置であり、基部
に上端が閉塞された透明な筒状のケースを固着し、該ケ
ースに基板保持用のガイド溝を一体に設け、該ガイド溝
に基板を嵌合して保持したので、軽量であると共に高強
度であり、又基板を支持する為の別部品が必要なく、組
立てが簡単になる。
溝底間隔は上端から下端に向かって幅が広くなっている
ので、抜き勾配として機能し、溝幅を一定にできるの
で、基板をガタツキなく支持できる。
をしているので、基板の挿脱が容易であり、組立て作業
性が向上する。
成する様に設けられたので、剛性、強度が増大する。
れた受光センサ基板であり、3つの受光センサ基板が向
きの異なる3方向に向け配設され、その少なくとも1つ
の受光センサ基板に面するケースの部分が円筒面状に湾
曲しているので、少ない受光センサ基板により広範囲で
の受光が可能となる。
置に応じて点滅発光と交互発光の組合わせにより、受光
位置の状態を表示する様にしたので、少ない発光素子で
多様な表示が可能となり、消費電力の低減化が可能とな
る等の優れた効果を発揮する。
す説明図である。
る。
を示す図である。
図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 受光素子を収納し、受光位置を検出する
受光装置であり、基部に上端が閉塞された透明な筒状の
ケースを固着し、該ケースに基板保持用のガイド溝を一
体に設け、該ガイド溝に基板を嵌合して保持したことを
特徴とする受光装置。 - 【請求項2】 前記基板を保持し対峙するガイド溝の溝
底間隔は上端から下端に向かって幅が広くなっている請
求項1の受光装置。 - 【請求項3】 基板を保持するガイド溝が上端から下端
に向かって台形状に広がることで、下端より抜く型の抜
き勾配の距離を短くする請求項2の受光装置。 - 【請求項4】 前記ケースの天井部に基板先端に係合す
る支持部を設け、前記基部に基板基端に係合する支持部
を設け、基板を前記天井部と前記基部により挾持した請
求項1の受光装置。 - 【請求項5】 前記基板が上端に向かって先細り形状を
している請求項1の受光装置。 - 【請求項6】 前記基板がケースとの間で閉断面を形成
する様に設けられた請求項1の受光装置。 - 【請求項7】 前記基板は受光素子が直線状に配設され
た受光センサ基板であり、3つの受光センサ基板が向き
の異なる3方向に向け配設され、その少なくとも1つの
受光センサ基板に面するケースの部分が円筒面状に湾曲
している請求項1の受光装置。 - 【請求項8】 所要数の発光素子が配設され、受光位置
に応じて点滅発光と交互発光の組合わせにより、受光位
置の状態を表示する様にした請求項1の受光装置。
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