JP2005345415A

JP2005345415A - 墨出し装置及び墨出し装置における整準方法

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Publication number: JP2005345415A
Application number: JP2004168450A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Kuroda; 尚紀黒田
Original assignee: Shin Nippon Air Technologies Co Ltd
Current assignee: Shin Nippon Air Technologies Co Ltd
Priority date: 2004-06-07
Filing date: 2004-06-07
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】整準に手間が殆どかからない墨出し装置を提供する。
【解決手段】水平方向及び鉛直方向に回転可能とされたレーザー光照射手段３と、レーザー光の反射光を受光して前記レーザー光の反射位置までの距離を計測する距離計測手段とが一体化されたレーザー距離計３と、前記レーザー距離計３の水平回転角度及び鉛直回転角度を測定するための測角手段４と、前記レーザー距離計３を水平方向及び鉛直方向に回転駆動させる駆動手段５からなる測量機器と、各種演算並びに前記距離計測手段及び測角手段からの測距測角データ、墨出し位置データに基づいて前記駆動手段５を制御する演算制御装置６とから構成される墨出し装置において、前記測量機器２を、水平面を自動的に確保する自動整準台７上に搭載する。
【選択図】図１

Description

本発明は、整準に手間が殆どかからない墨出し装置、及び整準計測機能を有しなくても整準を容易に行い得る整準方法等に関する。

床面や天井面に加工を施したり装置等を設置する際には、この加工ないしは装置等の設置を正確に行うため、その位置に印又は線を付ける墨出し作業が行われる。前記墨出し作業を行う墨出し装置としては、レーザー光照射手段を鉛直方向と水平方向とに回動可能にし、１つの基準位置から任意の方向にレーザー光を照射できる墨出し装置が提案されている。

しかし、この墨出し装置の場合には、１つの基準位置から複数の墨出し位置を求めるために、基準位置からの墨出し位置の距離、方向、そして基準位置から天井面までの高さや壁面の墨出し位置までの距離や、３次元座標などを平面図や立面図などの複数の図面などから求め、求められたデータを墨出し装置に入力する、といった煩雑な作業が必要であった。

そこで、下記特許文献１では、水平方向と鉛直方向に回動可能なレーザー光照射手段と、レーザー光の反射光を受光してこのレーザー光の反射位置までの距離を計測する距離計測手段と、レーザー光に照射方向を制御する制御手段とを備えてなる墨出し装置において、前記制御手段が、墨出し装置設置位置の座標と、この座標を含む仮想水平面上に墨出し位置から垂下した垂直投影点の座標と、レーザー光の照射方向を鉛直方向に移動させたときの仰角と、この仰角での装置位置からレーザー光の反射位置までの距離との関係に基づいて、レーザー光の照射方向を基準方位から墨出し位置方向に水平回転させた後、仮想水平面から墨出し位置に向けて鉛直方向に回転させるようにした墨出し装置が提案されている。
特開２００１−１０５３５６号公報

上記特許文献１に記載された墨出し装置によれば、水平方向と鉛直方向に回動可能なレーザー光照射手段等を用い、１つの基準位置から効率的に複数の墨出し位置を求めることができ、作業性の向上を図ることができるようになる。

しかしながら、上記特許文献１に記載される墨出し装置においては、装置を整準する方法については何ら言及されていない。この種の測量機器（例えばレベル等）の場合には、墨出し装置に付属する整準用の３点ねじを手動により調整することにより傾きを調整し整準を行う方法が専ら採用されており、この整準に多くの手間が掛かっていた。

なお、近年は一旦手動で傾きを調整した後は、オートレベル機構により自動的に経時的な整準誤差を調整し得る装置も存在するが、この場合であっても、据え付け時に水平を確保するための調整は手動により行わなければならず、作業の煩雑さが十分に解消されていない。

そこで本発明の主たる課題は、整準に手間が殆どかからない墨出し装置、及び整準計測機能を有しなくても整準を容易に行い得る整準方法を提供することにある。

前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、水平方向及び鉛直方向に回転可能とされたレーザー光照射手段と、レーザー光の反射光を受光して前記レーザー光の反射位置までの距離を計測する距離計測手段と、前記レーザー光照射手段の水平回転角度及び鉛直回転角度を測定するための測角手段と、前記レーザー光照射手段を水平方向及び鉛直方向に回転駆動させる駆動手段からなる測量機器と、各種演算並びに前記距離計測手段及び測角手段からの測距測角データ、墨出し位置データに基づいて前記駆動手段を制御する演算制御装置とから構成される墨出し装置において、
前記測量機器を、水平面を自動的に確保する自動整準台上に搭載したことを特徴とする墨出し装置が提供される。

上記請求項１記載の発明においては、測量機器を、水平面を自動的に確保する自動整準台上に搭載するようにした。従って、整準作業手間を殆ど無くし、墨出し作業を大幅に省力化することが可能となる。

請求項２に係る本発明として、水平方向及び鉛直方向に回転可能とされたレーザー光照射手段と、レーザー光の反射光を受光して前記レーザー光の反射位置までの距離を計測する距離計測手段と、前記レーザー光照射手段の水平回転角度及び鉛直回転角度を測定するための測角手段と、前記レーザー光照射手段を水平方向及び鉛直方向に回転駆動させる駆動手段からなる測量機器と、各種演算並びに前記距離計測手段及び測角手段からの測距測角データ、墨出し位置データに基づいて前記駆動手段を制御する演算制御装置とから構成される墨出し装置における整準方法であって、
前記測量機器を据え付けた後、床面又は天井面に前記レーザー光を投射させた状態とし、そのまま床面又は天井面までの距離を計測しながら水平方向に少なくとも３６０°周回させ、得られた周回方向における計測距離の差に基づいて前記墨出し装置の整準度を調整することを特徴とする墨出し装置における整準方法が提供される。

上記請求項２記載の本発明においては、測量機器を据え付けた後、床面又は天井面に前記レーザー光を投射させた状態とし、そのまま床面又は天井面までの距離を計測しながら水平方向に周回させ、得られた周回方向の計測距離の差に基づいて前記墨出し装置の整準度を調整する。上記請求項１記載の発明の場合には、自動整準台を用いることによって整準作業を自動化するものであるが、その分装置コストが掛かってしまうことになる。その点、本請求項２記載の発明の場合には、周回させた際の測距データから、測量機器がどの方向にどれだけ傾いているかのデータを簡単に取得できるため、その傾斜分を手動で修正するか、傾きはそのままとしながら前記演算制御装置における演算時において、その傾斜分を演算によって補正することにより、整準度が確保できるようになる。

請求項３に係る本発明として、前記レーザー光照射手段と、距離計測手段とは、これらが一体化されたレーザー距離計を用いる請求項１記載の墨出し装置又は請求項２記載の墨出し装置における整準方法が提供される。

上記請求項３に係る本発明においては、レーザー光照射手段と、距離計測手段とが一体化されたため、墨出し装置をよりコンパクトにすることができる。

以上詳説のとおり本発明の請求項１記載の発明によれば、整準に手間が殆どかからない墨出し装置を提供することができる。また、請求項２記載の発明によれば、整準計測機能を有しなくても、簡単に整準を行い得るようになる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
〔第１形態例〕
図１は本発明の第１形態例に係る墨出し装置１の全体概略図、図２はその墨出し手順のフロー図である。

（装置構成）
前記墨出し装置１は、図１に示されるように、水平方向及び鉛直方向に回転可能とされたレーザー光照射手段とレーザー光の反射光を受光して前記レーザー光の反射位置までの距離を計測する距離計測手段とが一体化されたレーザー距離計３と、前記レーザー距離計３の水平回転角度及び鉛直回転角度を測定するための測角手段４と、前記レーザー距離計３を水平方向及び鉛直方向に回転駆動させる駆動手段５からなる測量機器２と、各種演算並びに前記距離計測手段及び測角手段からの測距測角データ、墨出し位置データに基づいて前記駆動部を制御する演算制御装置６とからなり、前記測量機器２が水平面を自動的に確保する自動整準台７上に搭載された構造となっている。また、前記自動整準台７及びこれに搭載された測量機器２は、三脚８により支持され、水平調整及び高さ調整が行えるようになっているとともに、前記測量機器２と演算制御装置６とは、信号ライン９で接続され、測距測角データが電子信号として測量機器２より演算制御装置６へ伝送されるようになっている。

前記自動整準台７は、自動的に水平度を確保し得る装置であり、自動精密整準台オートステージ（AS-21）〔ニッショー機器株式会社製〕などを好適に使用することができる。この自動整準台７は、二軸水平センサを内蔵し、予め手動によって±４°の範囲内に水平度が調整されれば、後は１０秒以内に整準作業を自動的に完了させることが可能となっている。
（機器の整準及び設置座標の取得）
先ず、前記墨出し装置１を墨出しを行う任意箇所Ｏに設置し（Ｓ１）、該墨出し装置１を整準する（Ｓ２）。

前記墨出し装置１の整準は、三脚８の脚の開き具合を手動により調整して、自動整準台７が±４°の範囲内の水平度となるように粗調整する。水平度の粗調整は、前記自動整準台７をオンとしておくと、自動整準可能な範囲外（±４°以上）の場合には、ピピピピピの繰り返しアラーム音が鳴り続けるため、この繰り返しアラーム音によって±４°の範囲内の水平度であるかどうかが簡単に判別できるようになっている。

前記粗調整を終えたならば、自動整準台７の整準開始ボタンを押すことにより、自動整準台７が自動的に測量機器２を整準状態に調整する。なお、整準完了はＬＥＤランプの点灯により確認できるようになっている。

墨出し装置１の整準が確保されたならば、事前に設置してある既知座標Ａ，Ｂのそれぞれにレーザー光を当て、その際の水平回転角度及び鉛直回転角度を測定するとともに、既知座標Ａ，Ｂまでの距離を測定することにより（Ｓ３）、演算制御装置６において、墨出し装置１の設置座標Ｏ（Ｘｏ，Ｙｏ，Ｚｏ）を演算により求める（Ｓ４）。
（墨出し方法）
前述した手順により、墨出し装置１の整準が確保され、かつ墨出し装置１の設置座標Ｏが求められたならば、図３に示されるように、まず墨出し位置Ｃの座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を演算制御装置６に入力する（Ｓ５）。

前記演算制御装置６では、前記既知点Ａ、Ｂのいずれか、図３の例では既知点Ａから墨出し位置Ｃに対する水平回転角度α、鉛直回転角度βを演算により求める（Ｓ６）。そして、駆動手段５に対して水平回転角度α、鉛直回転角度βだけ角度を振るように指令を出す。レーザー光距離計３のレーザー光は既知点Ａを照射した状態となっており、この既知点Ａを照射した状態から、前記駆動手段５が前記水平回転角度α、鉛直回転角度βだけ角度を振ることにより、墨出し位置Ｃに対してレーザー光が照射される（Ｓ７）。そして、このレーザー光照射位置をペンキ等でマーキングすることによりＣ点の墨出しを完了する（Ｓ８）。

〔第２形態例〕
次、本墨出し装置の第２形態例について述べる。本形態例に係る墨出し装置１Ａは、図４に示されるように、自動整準台７を有さず、水平方向及び鉛直方向に回転可能とされたレーザー光照射手段とレーザー光の反射光を受光して前記レーザー光の反射位置までの距離を計測する距離計測手段とが一体化されたレーザー距離計３と、前記レーザー距離計３の水平回転角度及び鉛直回転角度を測定するための測角手段４と、前記レーザー距離計３を水平方向及び鉛直方向に回転駆動させる駆動手段５からなる測量機器２と、各種演算並びに前記距離計測手段及び測角手段からの測距測角データ、墨出し位置データに基づいて前記駆動部を制御する演算制御装置６とから構成されている。

本墨出し装置１Ａにおいて、測量機器２を整準するには、測量機器２を据え付けた後、床面又は天井面に前記レーザー光を投射させた状態とし、そのまま床面又は天井面までの距離を計測しながら水平方向に少なくとも９０°、好ましくは１８０°、より好ましくは３６０°周回させ、得られた周回方向における計測距離の差に基づいて前記墨出し装置１Ａの整準度を調整するようにする。

具体的に図５に基づいて説明すると、いま墨出し装置１が水平方向に対してγだけ傾いているとすると、この状態のまま、床面までの距離を計測しながら水平方向に３６０°周回させると、周回方向における計測距離に差が生じることになる。例えば、図６は、床面からの高さＨ＝１５００mm、レーザー光の照射角度θ＝３０°として、床面にレーザー距離計３によりレーザー光を投射させた状態とし、傾き角度γを０〜５°の範囲で変化させた各ケースについて、床面までの距離を計測しながら前記レーザー距離計３を水平方向に周回させて得られた距離（mm）−水平方向の回転角度（°）のグラフである。図６のグラフから明らかなように、傾き角度γが大きい程、計測距離に差が生じていることが分かる。

従って、レーザー距離計により床面までの距離を計測しながら水平方向に３６０°周回させた際の、計測距離を演算制御装置６に取込み、図６に示されるようなグラフを描くことにより、どの方向にどれだけ傾いているかが判明するため、前記計測距離の差が出ないように傾き角度γを手動で修正し、整準度を確保するようにする。

〔他の形態例〕
(1)上記第１形態例では、水平方向及び鉛直方向に回転可能とされたレーザー光照射手段とレーザー光の反射光を受光して前記レーザー光の反射位置までの距離を計測する距離計測手段とが一体化されたレーザー距離計３を用いたが、レーザー光照射手段と距離計測手段とが分離された構造としてもよい。
(2)上記第２形態例において、測量機器２の傾きを求めたならば、その傾き角度γを手動で修正するようにしたが、その傾きをそのままの状態とし、前記演算制御装置における演算時において、その傾斜分を演算によって補正することにより、整準度を確保するようにしてもよい。

本発明の第１形態例に係る墨出し装置１の概略図である。墨出し装置１による墨出し方法のフロー図である。墨出し装置１による墨出し方法の説明図である。本発明の第２形態例に係る墨出し装置１Ａの概略図である。墨出し装置１Ａにおける整準調整方法を示す図である。距離(mm)と水平方向の回転角度(°)との関係を示すグラフである。

符号の説明

１…墨出し装置、２…測量機器、３…レーザー距離計、４…測角手段、５…駆動手段、６…演算制御手段、７…自動整準台、Ａ・Ｂ…既知点、Ｏ…装置設置位置、Ｃ…墨出し位置

Claims

水平方向及び鉛直方向に回転可能とされたレーザー光照射手段と、レーザー光の反射光を受光して前記レーザー光の反射位置までの距離を計測する距離計測手段と、前記レーザー光照射手段の水平回転角度及び鉛直回転角度を測定するための測角手段と、前記レーザー光照射手段を水平方向及び鉛直方向に回転駆動させる駆動手段からなる測量機器と、各種演算並びに前記距離計測手段及び測角手段からの測距測角データ、墨出し位置データに基づいて前記駆動手段を制御する演算制御装置とから構成される墨出し装置において、
前記測量機器を、水平面を自動的に確保する自動整準台上に搭載したことを特徴とする墨出し装置。
水平方向及び鉛直方向に回転可能とされたレーザー光照射手段と、レーザー光の反射光を受光して前記レーザー光の反射位置までの距離を計測する距離計測手段と、前記レーザー光照射手段の水平回転角度及び鉛直回転角度を測定するための測角手段と、前記レーザー光照射手段を水平方向及び鉛直方向に回転駆動させる駆動手段からなる測量機器と、各種演算並びに前記距離計測手段及び測角手段からの測距測角データ、墨出し位置データに基づいて前記駆動手段を制御する演算制御装置とから構成される墨出し装置における整準方法であって、
前記測量機器を据え付けた後、床面又は天井面に前記レーザー光を投射させた状態とし、そのまま床面又は天井面までの距離を計測しながら水平方向に周回させ、得られた周回方向における計測距離の差に基づいて前記墨出し装置の整準度を調整することを特徴とする墨出し装置における整準方法。
前記レーザー光照射手段と、距離計測手段とは、これらが一体化されたレーザー距離計を用いる請求項１記載の墨出し装置又は請求項２記載の墨出し装置における整準方法。