JP2007178438A - Construction machine controller - Google Patents

Construction machine controller Download PDF

Info

Publication number
JP2007178438A
JP2007178438A JP2007034988A JP2007034988A JP2007178438A JP 2007178438 A JP2007178438 A JP 2007178438A JP 2007034988 A JP2007034988 A JP 2007034988A JP 2007034988 A JP2007034988 A JP 2007034988A JP 2007178438 A JP2007178438 A JP 2007178438A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
construction machine
laser
construction
leveling
laser beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007034988A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4376915B2 (en
Inventor
Fumio Otomo
文夫 大友
Kunihiro Hayashi
邦広 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Topcon Corp
Original Assignee
Topcon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Topcon Corp filed Critical Topcon Corp
Priority to JP2007034988A priority Critical patent/JP4376915B2/en
Publication of JP2007178438A publication Critical patent/JP2007178438A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4376915B2 publication Critical patent/JP4376915B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a construction machine controller which can make level setting in a plurality of ranges during one revolution of a laser beam with one revolution laser apparatus, control a plurality of construction machines by one revolution laser apparatus, and perform a leveling operation involving an inclined surface easily and efficiently without degree of skill influences. <P>SOLUTION: A construction machine control system which controls the leveling operation of the plurality of the construction machines 2 comprises a revolution laser apparatus 1 formed possible in the modification of a laser reference plane for position controlling of a leveling device 5 of the construction machine, GPS receiving devices 68 and 80 which detect the position of the construction machine, a device control means 73 which is prepared in the construction machine, detects the laser reference plane, and controls the position of the leveling device, and an operation means 52 which controls the revolution laser apparatus to form the laser reference plane according to the position of the construction machine based on the detection of the GPS receiving device. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は整地作業等の土木工事を行う場合の基準面を形成する回転レーザ装置及び土木工事を行う建設機械を運転する場合の建設機械制御システム、特に整地の高さの制御にレーザ光線の回転照射で形成されるレーザ基準面を利用する建設機械制御システムに関するものである。   The present invention relates to a rotating laser device that forms a reference plane when performing civil engineering work such as leveling work, and a construction machine control system when operating a construction machine that performs civil engineering work, and in particular, rotation of a laser beam for controlling the height of leveling. The present invention relates to a construction machine control system that uses a laser reference surface formed by irradiation.

グレーダ、ブルドーザ等の建設機械を用いて造成地の整地作業、道路舗装工事の整地作業を行う場合、整地の高さの基準となるものが必要である。近年、整地作業の基準となる高さを決定する為、レーザ光線を使用したシステムが普及している。このレーザ光線を使用したシステムとして回転レーザ装置を具備した建設機械制御システムがある。   When performing leveling work for a land preparation and road leveling work using construction machines such as graders and bulldozers, it is necessary to provide a standard for the height of the leveling. In recent years, a system using a laser beam has become widespread in order to determine a height that serves as a reference for leveling work. There is a construction machine control system equipped with a rotating laser device as a system using this laser beam.

図8はこの建設機械制御システムが、ブルドーザに対して採用された場合を示している。   FIG. 8 shows a case where this construction machine control system is adopted for a bulldozer.

図8中、1は回転レーザ装置、2はブルドーザを示し、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による基準平面を形成するものである。   In FIG. 8, 1 is a rotary laser device, 2 is a bulldozer, and the rotary laser device 1 is installed through a tripod 3 at a predetermined position on the formation site. The rotating laser device 1 irradiates and rotates a laser beam 4 in the horizontal direction to form a reference plane by the laser beam 4.

前記ブルドーザ2は上下動可能に支持したブレード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にはレベルセンサ7が取付けられている。該レベルセンサ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は前記レベルセンサ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。   The bulldozer 2 has a blade 5 supported so as to be movable up and down, and a pole 6 is erected on the blade 5, and a level sensor 7 is attached to the pole 6. The level sensor 7 receives the laser beam 4 from the rotating laser device 1 and detects the light receiving position, and the bulldozer 2 detects the height of the blade 5 based on the light reception signal from the level sensor 7. A control device (not shown) for detecting the position and controlling the height of the blade 5 based on the detection result is provided.

上記した様にレーザ光線4により水平基準面が形成されているので、該水平基準面と前記ブレード5のブレード刃先5′迄の距離を一定にすることで水平に整地することができる。又、前記ブレード刃先5′に対する距離を変えることで、整地面の高さを変えることも可能である。   Since the horizontal reference plane is formed by the laser beam 4 as described above, the ground can be leveled horizontally by making the distance between the horizontal reference plane and the blade edge 5 'of the blade 5 constant. It is also possible to change the height of the leveling surface by changing the distance to the blade edge 5 '.

比較的小規模の現場では1台の建設機械で行うこともあるが、通常の工事現場では複数の建設機械が同時に作業していることが一般的である。更に、複数の建設機械の作業している整地高さもそれぞれ異なっていることも多い。従って、複数の建設機械に対してレベル設定を行う回転レーザ装置が必要となるという問題があり、又複数の回転レーザ装置を稼働した場合、受側の建設機械で誤作動する問題があった。   Although it may be carried out with one construction machine at a relatively small site, a plurality of construction machines are generally working at the same time at a normal construction site. Furthermore, the leveling height at which a plurality of construction machines are working is often different. Therefore, there is a problem that a rotating laser device for setting a level for a plurality of construction machines is required, and when a plurality of rotating laser devices are operated, there is a problem that the receiving construction machine malfunctions.

複数の建設機械を誤作動なく同時に制御する為には、1つの回転レーザ装置によるレベル設定が好ましいが、1つの回転レーザ装置でそれぞれの建設機械に対してレベル設定をするには、レーザ光線の1回転中でそれぞれの建設機械に対してレベル設定をする必要がある。従来、回転レーザ装置は数百rpmで回転する光学ヘッドからレーザ光線を回転照射し、基準面、基準線を設定している。従って、水準、傾斜設定の為、前記光学ヘッドを傾斜させる為の傾斜機構を具備している。   In order to control a plurality of construction machines at the same time without malfunction, level setting by one rotary laser device is preferable. However, in order to set levels for each construction machine by one rotary laser device, the laser beam It is necessary to set the level for each construction machine during one rotation. Conventionally, a rotary laser device rotates and irradiates a laser beam from an optical head rotating at several hundred rpm, and sets a reference plane and a reference line. Therefore, a tilt mechanism for tilting the optical head is provided for setting the level and tilt.

ところが、前記傾斜機構ではレーザ光線の1回転中で複数方向のレベル設定を行う様な、高速な上下方向の調整は不可能であり、1つの回転レーザ装置により複数の建設機械に対して整地作業の制御を行う建設機械制御システムは実現されていない。   However, with the tilt mechanism, it is impossible to perform high-speed vertical adjustment such as setting the levels in a plurality of directions during one rotation of the laser beam. A construction machine control system for controlling the above has not been realized.

更に、整地作業は必ずしも水平平面に整地するばかりでなく、むしろ斜面を伴った整地作業が多い。造成工事では水捌け勾配が必要であり、舗装工事では地形に応じた勾配と共に水捌け勾配が必要である。従来の建設機械制御システムでは平面に整地後、測量作業に基づいて所定の勾配の傾斜面を形成していた。   Furthermore, the leveling work is not necessarily leveled on a horizontal plane, but rather is often leveled with a slope. In the construction work, a drainage slope is necessary, and in the pavement construction, a drainage slope is necessary together with a slope corresponding to the topography. In conventional construction machine control systems, after leveling on a flat surface, an inclined surface having a predetermined gradient is formed based on surveying work.

この為、水平面に整地することは熟練者でなくとも上記建設機械制御システムにより容易に作業し得るが、勾配を付けることは熟練を要する困難な作業であった。又、傾斜面の整地の仕上り状況は、作業者の熟練度によるところが大きく、熟練度に応じて作業の進捗状況が異なり、出来上りや工程管理の問題もあった。   For this reason, leveling on a horizontal plane can be easily performed by the construction machine control system, even if it is not an expert, but adding a gradient is a difficult task requiring skill. In addition, the finishing condition of the leveling of the inclined surface largely depends on the skill level of the worker, the progress status of the work differs depending on the skill level, and there are problems of completion and process management.

本発明は斯かる実情に鑑み、1つの回転レーザ装置でレーザ光線を1回転させる間に複数の範囲でレベル設定が可能である様にし、複数の建設機械を1つの回転レーザ装置で制御可能とすると共に、傾斜面を含む整地作業を熟練度に左右されることなく、容易に而も能率よく行える建設機械制御装置を提供しようとするものである。   In view of such circumstances, the present invention enables a level to be set in a plurality of ranges during one rotation of a laser beam by one rotating laser device, and allows a plurality of construction machines to be controlled by one rotating laser device. In addition, an object of the present invention is to provide a construction machine control device that can easily and efficiently perform leveling work including an inclined surface without depending on the skill level.

本発明は、複数の建設機械の整地作業をコントロールする建設機械制御システムに於いて、前記建設機械の整地器具の位置制御用のレーザ基準面を変更可能に形成する回転レーザ装置と、前記建設機械の位置を検知するGPS受信装置と、前記建設機械に設けられレーザ基準面を検知し前記整地器具の位置を制御する器具制御手段と、前記GPS受信装置の検知に基づく前記建設機械の位置に応じたレーザ基準面を形成する様に前記回転レーザ装置を制御する演算手段とを有する建設機械制御装置に係り、又建設機械に取付けられるGPS受信装置と、該GPS受信装置からの受信結果を送信する送信手段と、1回転間に前記建設機械の位置に応じたレーザ基準面を形成する回転レーザ装置と、前記建設機械に取付けられ前記レーザ基準面を検知するレベルセンサと、該レベルセンサの検知結果で前記整地器具の位置を制御する器具制御手段と、前記送信手段の送信を受信する受信手段と、施工データ、地形データ等のデータが記憶された記憶部を有し前記受信手段を介し得られた情報から前記建設機械の位置を演算すると共に該演算結果と前記記憶部に記憶した情報に基づいて前記回転レーザ装置からのレーザ光線照射方向を制御する演算制御手段とを有する建設機械制御装置に係り、又建設機械に取付けられるGPS受信装置と、該GPS受信装置からの受信結果を送信する送信手段と、レーザ光線の消灯を併用することで複数回転に分けて前記建設機械の位置に応じたレーザ基準面を形成する回転レーザ装置と、前記建設機械に取付けられ前記レーザ基準面を検知するレベルセンサと、該レベルセンサの検知結果で前記整地器具の位置を制御する器具制御手段と、前記送信手段の送信を受信する受信手段と、施工データ、地形データ等のデータが記憶された記憶部を有し前記受信手段を介して得られた情報から前記建設機械の位置を演算すると共に該演算結果と前記記憶部の記憶した情報に基づいて前記回転レーザ装置からのレーザ光線照射方向を制御する演算手段とを有する建設機械制御装置に係り、更に又GPS受信装置は第1GPS受信装置と第2GPS受信装置とから成り、前記第1GPS受信装置は建設機械に設けられ、前記第2GPS受信装置は既地点に設けられる建設機械制御装置に係るものである。   The present invention relates to a construction machine control system for controlling a leveling operation of a plurality of construction machines, a rotary laser device for forming a laser reference surface for position control of a leveling tool of the construction machine so as to be changeable, and the construction machine According to the position of the construction machine based on the detection of the GPS receiver, the equipment control means for detecting the laser reference plane provided on the construction machine and controlling the position of the leveling equipment, The present invention relates to a construction machine control device having a calculation means for controlling the rotating laser device so as to form a laser reference surface, and a GPS receiver attached to the construction machine and a reception result from the GPS receiver. A transmission means, a rotary laser device for forming a laser reference surface according to the position of the construction machine in one rotation, and the laser reference surface attached to the construction machine. The level sensor to know, the instrument control means for controlling the position of the leveling instrument according to the detection result of the level sensor, the receiving means for receiving the transmission of the transmitting means, and data such as construction data and terrain data are stored The position of the construction machine is calculated from the information obtained through the receiving means having a storage unit, and the laser beam irradiation direction from the rotary laser device is controlled based on the calculation result and the information stored in the storage unit And a plurality of GPS receivers attached to the construction machine, transmitters for transmitting the reception results from the GPS receivers, and turning off the laser beam. A rotating laser device that forms a laser reference surface according to the position of the construction machine divided into rotations, and a level that is attached to the construction machine and detects the laser reference surface A sensor, instrument control means for controlling the position of the leveling instrument based on the detection result of the level sensor, receiving means for receiving the transmission of the transmitting means, and a storage unit storing data such as construction data and terrain data And calculating the position of the construction machine from the information obtained via the receiving means and controlling the direction of laser beam irradiation from the rotary laser device based on the calculation result and the information stored in the storage unit A GPS receiver is composed of a first GPS receiver and a second GPS receiver, the first GPS receiver is provided in the construction machine, and the second GPS receiver is It concerns on the construction machine control apparatus provided in the.

本発明によれば、高速で上下の照射方向の変更が可能であり、1回転中での限定された複数の範囲でのレベル設定が可能であり、1台の回転レーザ装置により複数位置での土木、建設作業が可能となる。又、本発明によれば、レーザ光線により形成される基準面により整地作業を行う場合に、水平面ばかりでなく、傾斜面、或は曲面を伴う整地作業が作業者の熟練を要することなく容易に而も確実に行え、施工工期が短縮する。又複数の建設機械によりそれぞれ異なる整地作業を同時に行わせることができ、又同一の回転レーザ装置による各建設機械毎のレベル設定を行うので建設機械の誤動作がないという優れた効果を発揮する。   According to the present invention, the upper and lower irradiation directions can be changed at a high speed, the level can be set in a limited range within one rotation, and a plurality of positions can be set by a single rotary laser device. Civil engineering and construction work becomes possible. Further, according to the present invention, when the leveling work is performed using the reference surface formed by the laser beam, the leveling work involving not only the horizontal surface but also the inclined surface or the curved surface can be easily performed without requiring the skill of the operator. This can be done reliably and the construction period is shortened. Further, different leveling operations can be simultaneously performed by a plurality of construction machines, and the level setting for each construction machine is performed by the same rotary laser device, so that an excellent effect that there is no malfunction of the construction machine is exhibited.

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず、複数の建設機械を制御可能とする回転レーザ装置について説明する。   First, a description will be given of a rotary laser device that can control a plurality of construction machines.

図1は回転レーザ装置1の主要部を示しており、該回転レーザ装置1はレーザ光線4を射出する発光部11、前記レーザ光線4を基準平面内に回転照射する回動部12、レベルセンサ7からの反射光を受光検出する受光部13、制御部14を具備している。前記回転レーザ装置1の上面には視準器15を具備し、該視準器15により前記レベルセンサ7に対して前記回転照射装置1の向きを概略設定することができる。又、特に図示していないがレーザ光線4の照射方向を傾斜させる傾斜機構16(図7参照)を具備し、該傾斜機構16は前記制御部14により制御される。   FIG. 1 shows a main part of a rotary laser device 1, which is a light emitting unit 11 for emitting a laser beam 4, a rotating unit 12 for rotating and irradiating the laser beam 4 in a reference plane, and a level sensor. 7 includes a light receiving unit 13 that receives and detects reflected light from the light source 7 and a control unit 14. A collimator 15 is provided on the upper surface of the rotating laser device 1, and the collimator 15 can roughly set the direction of the rotary irradiation device 1 with respect to the level sensor 7. Although not shown in particular, an inclination mechanism 16 (see FIG. 7) for inclining the irradiation direction of the laser beam 4 is provided, and the inclination mechanism 16 is controlled by the control unit 14.

前記発光部11はレーザダイオード20、コリメートレンズ21を有し、前記レーザダイオード20から射出されたレーザ光線4を平行光束として前記回動部12に入射させる。   The light emitting unit 11 includes a laser diode 20 and a collimating lens 21 and makes the laser beam 4 emitted from the laser diode 20 enter the rotating unit 12 as a parallel light beam.

前記コリメートレンズ21の上側には前記回動部12が回転自在に設けられる。該回動部12には走査ギア22が設けられ、該走査ギア22は前記回転レーザ装置1のフレーム(図示せず)に固着された走査モータ23の駆動ギア24に噛合する。該駆動ギア24の駆動により、前記回動部12が回転する。   On the upper side of the collimating lens 21, the rotating part 12 is rotatably provided. The rotating unit 12 is provided with a scanning gear 22, which meshes with a driving gear 24 of a scanning motor 23 fixed to a frame (not shown) of the rotary laser device 1. When the drive gear 24 is driven, the rotating unit 12 is rotated.

前記走査ギア22は回転自在に支持された回転筒25に固着され、該回転筒25の上面にはペンタプリズム26が取付けられ、又下端部にはスリップリング27が設けられ、前記回転筒25の所要位置にはレーザ光線4の照射方向を検出するエンコーダ28が設けられている。前記回転筒25の内部で前記発光部11の光軸上にはスキャン手段29が設けられている。   The scanning gear 22 is fixed to a rotating cylinder 25 that is rotatably supported. A pentaprism 26 is attached to the upper surface of the rotating cylinder 25, and a slip ring 27 is provided at the lower end thereof. An encoder 28 for detecting the irradiation direction of the laser beam 4 is provided at the required position. A scanning unit 29 is provided on the optical axis of the light emitting unit 11 inside the rotating cylinder 25.

前記発光部11から入射された前記レーザ光線4は前記スキャン手段29を通って前記ペンタプリズム26に入射し、レーザ光線4の光軸は前記ペンタプリズム26により90°偏向して照射され、更にレーザ平面を形成する様に回転されるものである。前記回転筒25の回転位置は、該回転筒25に設けられた前記エンコーダ28により検出され、該エンコーダ28の検出信号は前記制御部14に入力される。   The laser beam 4 incident from the light emitting unit 11 enters the pentaprism 26 through the scanning means 29, and the optical axis of the laser beam 4 is deflected by 90 ° by the pentaprism 26 and irradiated. It is rotated to form a plane. The rotational position of the rotary cylinder 25 is detected by the encoder 28 provided in the rotary cylinder 25, and the detection signal of the encoder 28 is input to the control unit 14.

前記スキャン手段29には、例えば機械的に傾動されるミラー、音響光学効果を利用した音響光学素子、電気光学効果を利用した電気光学素子、磁気光学効果を利用した磁気光学素子等が挙げられる。一般的には音響光学素子が利用されることが多い。   Examples of the scanning unit 29 include a mechanically tilted mirror, an acoustooptic element using an acoustooptic effect, an electrooptic element using an electrooptic effect, a magnetooptic element using a magnetooptic effect, and the like. In general, acousto-optic elements are often used.

図2に於いて、音響光学素子を略述する。   In FIG. 2, the acoustooptic device is outlined.

図2中、30は音響光学素子であり、該音響光学素子30は超音波の振動が惹起されることで光を回折させ、偏向する素子である。該音響光学素子30に超音波発生源(図示せず)を固着して一体構成し、該超音波発生源に偏向に応じた周波数が入力され、入射光が偏向される。該音響光学素子30は数十kHzの周波数での稼働が可能な為、レーザ光線の数百rpmの回転に対して充分な応答性を発揮する。前記音響光学素子30には前記スリップリング27を介して駆動電圧が印加される。   In FIG. 2, reference numeral 30 denotes an acoustooptic element. The acoustooptic element 30 is an element that diffracts and deflects light when an ultrasonic vibration is induced. An ultrasonic wave generation source (not shown) is fixed to the acoustooptic device 30 to be integrated, and a frequency corresponding to the deflection is input to the ultrasonic wave generation source to deflect incident light. Since the acoustooptic device 30 can operate at a frequency of several tens of kHz, the acoustooptic device 30 exhibits sufficient response to the rotation of the laser beam at several hundred rpm. A driving voltage is applied to the acoustooptic device 30 via the slip ring 27.

前記制御部14は主に演算器35、走査モータ駆動部36、発光素子駆動部37、スキャン手段駆動部38を具備し、前記演算器35は前記走査モータ駆動部36を制御して前記走査モータ23を駆動し、又前記発光素子駆動部37を制御して前記レーザダイオード20を発光させ、更に前記スキャン手段駆動部38を制御し、前記スリップリング27を介して前記スキャン手段29を駆動する。   The control unit 14 mainly includes a computing unit 35, a scanning motor driving unit 36, a light emitting element driving unit 37, and a scanning means driving unit 38. The computing unit 35 controls the scanning motor driving unit 36 to control the scanning motor. 23, and the light emitting element driving unit 37 is controlled to cause the laser diode 20 to emit light, and the scanning unit driving unit 38 is further controlled to drive the scanning unit 29 via the slip ring 27.

以下、作動について説明する。   Hereinafter, the operation will be described.

前記発光素子駆動部37によりレーザダイオード20が駆動され、該レーザダイオード20から射出されたレーザ光線4は前記スキャン手段29を経て前記ペンタプリズム26に入射される。前記レーザ光線4は該ペンタプリズム26で90°偏向され、水平方向に照射される。前記走査モータ23が前記走査モータ駆動部36により駆動され、前記駆動ギア24、走査ギア22を介して前記ペンタプリズム26を回転する。該ペンタプリズム26の回転によりレーザ光線4は水平方向に回転走査し、基準面を形成する。   The laser diode 20 is driven by the light emitting element driving unit 37, and the laser beam 4 emitted from the laser diode 20 is incident on the pentaprism 26 through the scanning unit 29. The laser beam 4 is deflected by 90 ° by the pentaprism 26 and irradiated in the horizontal direction. The scanning motor 23 is driven by the scanning motor driving unit 36 and rotates the pentaprism 26 via the driving gear 24 and the scanning gear 22. As the pentaprism 26 rotates, the laser beam 4 rotates and scans in the horizontal direction to form a reference surface.

前記エンコーダ28の検出した回転位置に基づいて前記スキャン手段駆動部38が前記スリップリング27を介して前記スキャン手段29を駆動し、前記レーザ光線4が含まれる面内で(図1中では紙面内を左右方向に)前記レーザ光線4を偏向させる。前記スキャン手段29がレーザ光線4を偏向させることで前記ペンタプリズム26より照射されるレーザ光線4は上下方向に走査される。上下方向の走査速度は前述した様に、レーザ光線4の数百rpmの回転に対して音響光学素子30は数十kHzの周波数での稼働が可能であり、レーザ光線4の水平方向の回転中に任意の位置での上下方向への偏向が可能である。   Based on the rotational position detected by the encoder 28, the scanning means driving unit 38 drives the scanning means 29 via the slip ring 27, and within the plane including the laser beam 4 (in FIG. The laser beam 4 is deflected. The scanning means 29 deflects the laser beam 4 so that the laser beam 4 irradiated from the pentaprism 26 is scanned in the vertical direction. As described above, the acoustooptic device 30 can operate at a frequency of several tens of kHz with respect to the rotation of the laser beam 4 of several hundred rpm as described above, and the laser beam 4 is rotating in the horizontal direction. In addition, deflection in the vertical direction at any position is possible.

図3により、第2の実施の形態に係る回転レーザ装置1について説明する。尚、図3中、図1中で示したものと同一のものには同符号を付しその説明を省略する。   With reference to FIG. 3, a rotary laser device 1 according to a second embodiment will be described. In FIG. 3, the same components as those shown in FIG.

該他の回転レーザ装置1ではスキャン手段29を回転レーザ装置1のフレーム(図示せず)側に設け、スリップリング27を使用しない構造である。   The other rotary laser device 1 has a structure in which the scanning means 29 is provided on the frame (not shown) side of the rotary laser device 1 and the slip ring 27 is not used.

発光部11を水平光軸に沿って設け、該光軸上にスキャン手段29を設け、該スキャン手段29の射出側にミラー40を設け、該ミラー40により前記スキャン手段29から射出されたレーザ光線4を鉛直上方に向って反射する。該ミラー40により反射されたレーザ光線4の光軸上にイメージローテイタープリズム41を配設する。該イメージローテイタープリズム41は1回転で像を2回転させる作用がある。   The light emitting unit 11 is provided along the horizontal optical axis, the scanning unit 29 is provided on the optical axis, the mirror 40 is provided on the emission side of the scanning unit 29, and the laser beam emitted from the scanning unit 29 by the mirror 40. 4 is reflected vertically upward. An image rotator prism 41 is disposed on the optical axis of the laser beam 4 reflected by the mirror 40. The image rotator prism 41 has the effect of rotating the image twice by one rotation.

該イメージローテイタープリズム41は回転自在に支持されたプリズムホルダ42により保持され、該プリズムホルダ42には同調ギア43を設け、該同調ギア43にアイドルギア44を噛合させる。前記走査ギア22にアイドルギア45を噛合させ、該アイドルギア45と前記アイドルギア44とを同軸に固着し、前記走査ギア22、アイドルギア45、アイドルギア44、同調ギア43により、前記走査ギア22と前記同調ギア43との回転比が2:1の減速比となるギア列46を形成する。   The image rotator prism 41 is held by a prism holder 42 that is rotatably supported. The prism holder 42 is provided with a tuning gear 43, and an idle gear 44 is engaged with the tuning gear 43. An idle gear 45 is engaged with the scanning gear 22, and the idle gear 45 and the idle gear 44 are fixed coaxially. And a gear train 46 having a reduction ratio of 2: 1 with respect to the tuning gear 43 is formed.

前記レーザダイオード20より射出されたレーザ光線4を前記スキャン手段29により偏向、例えば図3の紙面内を上下方向に偏向させる。前述した様に前記走査ギア22と同調ギア43とは前記ギア列46により回転比が2:1で同期回転し、前述した様に該イメージローテイタープリズム41は1回転で像を2回転させることから前記ペンタプリズム26に入射する光軸は前記ペンタプリズム26の回転に同期して1:1の割合で回転する。而して、前記ペンタプリズム26の方向に拘らず、該ペンタプリズム26より照射されるレーザ光線4は上下方向に偏向される。   The laser beam 4 emitted from the laser diode 20 is deflected by the scanning means 29, for example, in the vertical direction in FIG. As described above, the scanning gear 22 and the tuning gear 43 are synchronously rotated by the gear train 46 at a rotation ratio of 2: 1. As described above, the image rotator prism 41 rotates the image twice by one rotation. The optical axis incident on the pentaprism 26 is rotated at a ratio of 1: 1 in synchronization with the rotation of the pentaprism 26. Thus, regardless of the direction of the pentaprism 26, the laser beam 4 irradiated from the pentaprism 26 is deflected in the vertical direction.

図4により第3の実施の形態に係る回転レーザ装置1について説明する。   A rotating laser apparatus 1 according to the third embodiment will be described with reference to FIG.

該第3の実施の形態では、リレーレンズ47を設けたものである。   In the third embodiment, a relay lens 47 is provided.

発光部11を光軸が水平となる様に配設し、該発光部11の光軸上にスキャン手段29を配設し、該光軸を中心に回転自在にプリズムホルダ42を設け、該プリズムホルダ42にイメージローテイタープリズム41、リレーレンズ47aを設ける。ミラー40をプリズムホルダ42の反スキャン手段29側に設け、該ミラー40を挾み前記リレーレンズ47aと対向してリレーレンズ47bを配設する。   The light emitting unit 11 is disposed so that the optical axis is horizontal, the scanning means 29 is disposed on the optical axis of the light emitting unit 11, and the prism holder 42 is provided to be rotatable about the optical axis. The holder 42 is provided with an image rotator prism 41 and a relay lens 47a. The mirror 40 is provided on the side opposite to the scanning means 29 of the prism holder 42, and the relay lens 47b is disposed facing the relay lens 47a with the mirror 40 interposed therebetween.

前記リレーレンズ47aは前記スキャン手段29のスキャン中心に焦点を有し、前記リレーレンズ47bは前記ペンタプリズム26の出射口近くの回転中心に焦点を有する様に配置されている。リレーレンズ47a,47bによりペンタプリズム26の近くにスキャン手段を配置したと同等の効果が得られる。スキャン手段とペンタプリズムの距離が長い場合には距離に応じてスキャン巾が広がり、かなり大きなペンタプリズムが必要となる。   The relay lens 47a has a focal point at the scanning center of the scanning means 29, and the relay lens 47b is arranged to have a focal point at the rotational center near the exit of the pentaprism 26. An effect equivalent to that when the scanning means is arranged near the pentaprism 26 by the relay lenses 47a and 47b can be obtained. When the distance between the scanning means and the pentaprism is long, the scanning width increases according to the distance, and a considerably large pentaprism is required.

前記プリズムホルダ42のプリズム側端部には同調傘歯車48を設け、前記回転筒25には走査ギア22を設け、該走査ギア22にアイドルギア45を噛合させ、前記同調傘歯車48にアイドル傘歯車49を噛合させ、前記アイドルギア45と前記アイドル傘歯車49とを同軸に固着し、前記走査ギア22、アイドルギア45、アイドル傘歯車49、同調傘歯車48により、前記走査ギア22と前記同調傘歯車48との回転比が2:1の減速比となるギア列50を形成する。   A tuning bevel gear 48 is provided at the prism side end of the prism holder 42, a scanning gear 22 is provided on the rotating cylinder 25, an idle gear 45 is engaged with the scanning gear 22, and an idle bevel gear 48 is engaged with the tuning bevel gear 48. The gear 49 is meshed so that the idle gear 45 and the idle bevel gear 49 are fixed coaxially. A gear train 50 having a reduction ratio of 2: 1 with the bevel gear 48 is formed.

而して、該第3の実施の形態に於いても前述した第2の実施の形態と同様、前記ペンタプリズム26の回転と同期して該ペンタプリズム26に入射するレーザ光線4の光軸が回転し、前記ペンタプリズム26の方向に拘らず、ペンタプリズム26より照射されるレーザ光線4は上下方向に偏向される。   Thus, in the third embodiment as well, the optical axis of the laser beam 4 incident on the pentaprism 26 in synchronization with the rotation of the pentaprism 26 is the same as in the second embodiment described above. The laser beam 4 rotated and irradiated from the pentaprism 26 is deflected in the vertical direction regardless of the direction of the pentaprism 26.

次に、図5、図6により上述した回転レーザ装置1を用いた建設機械制御システムについて説明する。尚、図5中、図8中で示したものと同一のものには同符号を付してある。   Next, a construction machine control system using the rotary laser device 1 described above with reference to FIGS. 5 and 6 will be described. In FIG. 5, the same components as those shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals.

本発明に係る建設機械制御システムは、傾斜した基準面を形成可能な前記回転レーザ装置1とGPS(汎地球測位システム)を組合わせ、建設機械、例えばブルドーザを制御する建設機械制御システムである。   A construction machine control system according to the present invention is a construction machine control system that controls a construction machine, for example, a bulldozer, by combining the rotating laser device 1 capable of forming an inclined reference plane and a GPS (Global Positioning System).

該建設機械制御システムは前記回転レーザ装置1、該回転レーザ装置1に設けられた無線受信機51、複数のブルドーザ2a、ブルドーザ2b、ブルドーザ2cとこれらブルドーザ2a,2b,2cにそれぞれ設けられたレベルセンサ7a、レベルセンサ7b、レベルセンサ7c及び第1GPS受信機80a,80b,80c、送信機81a,81b,81c、更に制御装置52、第2GPS受信機68等から構成される。   The construction machine control system includes the rotary laser device 1, a wireless receiver 51 provided in the rotary laser device 1, a plurality of bulldozers 2a, bulldozers 2b, bulldozers 2c, and levels provided in the bulldozers 2a, 2b, and 2c, respectively. The sensor 7a, the level sensor 7b, the level sensor 7c, the first GPS receivers 80a, 80b, 80c, the transmitters 81a, 81b, 81c, the control device 52, the second GPS receiver 68, and the like.

前記レベルセンサ7a、レベルセンサ7b、レベルセンサ7cについて図6により説明する(図中ではレベルセンサは符号7で示す)。   The level sensor 7a, level sensor 7b, and level sensor 7c will be described with reference to FIG. 6 (the level sensor is indicated by reference numeral 7 in the figure).

非反射部60の左右両側に帯状の反射部61が設けられ、該反射部61の更に外側に受光素子62が上下に延びる帯状に配設され、又該受光素子62は前記反射部61に対して角度を持って設けられている。背面には前記ポール6が嵌合する溝63が設けられ、該溝63に前記ポール6を嵌合した状態で前記レベルセンサ7は取付けられる。   Band-shaped reflecting portions 61 are provided on both the left and right sides of the non-reflecting portion 60, and a light receiving element 62 is disposed on the outer side of the reflecting portion 61 so as to extend vertically. It is provided with an angle. A groove 63 into which the pole 6 is fitted is provided on the back surface, and the level sensor 7 is attached with the pole 6 fitted in the groove 63.

前記制御装置52を図7に於いて説明する。尚、図7ではブルドーザ2a,2b,2cをブルドーザ2、及び関連する構成を添字を省略して示している。   The controller 52 will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the bulldozers 2a, 2b, and 2c are shown with the bulldozer 2 and related components omitted in the suffix.

前記制御装置52はパーソナルコンピュータに代表されるものであり、該制御装置52は演算部65、記憶部66を有し、該記憶部66には演算処理に必要なプログラムが設定入力されていると共に施工図に基づく地形データ、即ち平面座標に対する地面の高さデータ、更に、前記ブルドーザ2a,2b,2cの位置を演算する為のプログラムが設定入力され、更に前記回転レーザ装置1の機械高、及び前記ブレード刃先5′から前記レベルセンサ7の基準位置迄の距離等が設定入力されている。   The control device 52 is typified by a personal computer. The control device 52 includes a calculation unit 65 and a storage unit 66, and a program necessary for calculation processing is set and input to the storage unit 66. Topographic data based on construction drawings, that is, ground height data with respect to plane coordinates, and a program for calculating the positions of the bulldozers 2a, 2b, 2c are set and inputted. The distance from the blade edge 5 'to the reference position of the level sensor 7 is set and inputted.

前記制御装置52には後述する第2GPS受信機68からの受信信号が入力されると共に後述する無線受信機51からの受信信号が入力される様になっており、前記演算プログラムにより両受信信号から前記ブルドーザ2a,2b,2cの位置を演算可能となっている。更に、該演算結果と予め設定入力されている施工図に基づく地形データから前記回転レーザ装置1から発せられるレーザ光線4の傾斜角を各ブルドーザ2a,2b,2cに関して演算し、該演算結果に基づき前記回転レーザ装置1の前記制御部14に指令を発する様になっている。   A reception signal from a second GPS receiver 68 (to be described later) is input to the control device 52, and a reception signal from a wireless receiver 51 (to be described later) is input to the control device 52. The positions of the bulldozers 2a, 2b, 2c can be calculated. Further, the inclination angle of the laser beam 4 emitted from the rotary laser device 1 is calculated for each bulldozer 2a, 2b, 2c from the calculation result and the terrain data based on the preset construction drawing, and based on the calculation result A command is issued to the control unit 14 of the rotary laser device 1.

前記各ブルドーザ2は前記ブレード5の位置を制御するブレード駆動部71と、無線送受信部72とを有している。   Each of the bulldozers 2 includes a blade driving unit 71 that controls the position of the blade 5 and a wireless transmission / reception unit 72.

先ず前記ブレード駆動部71について説明する。   First, the blade driving unit 71 will be described.

前記レベルセンサ7はポール6に取付けられ、前記ブレード5のブレード刃先5′と前記レベルセンサ7の基準位置との距離は既知の値となっている。該レベルセンサ7による前記レーザ光線4の検出信号は演算部73に入力され、該演算部73では前記ブレード刃先5′の高さが演算され、前記演算部73は電気/油圧回路74を介して油圧シリンダ75を駆動して前記ブレード5を上下動させ位置を決定する。前記電気/油圧回路74は電磁弁を具備しており、前記演算部73は所要のシーケンスに従って前記電気/油圧回路74に開閉制御指令を発し、該電気/油圧回路74が電磁弁を開閉することで前記油圧シリンダ75への圧油の給排、或は流量調整により、該油圧シリンダ75に所要方向に所要の速度で上下動させる。前記演算部73には表示部76が接続され、前記ブレード5の位置或はブレード5による掘削の状態が表示される。   The level sensor 7 is attached to the pole 6, and the distance between the blade edge 5 'of the blade 5 and the reference position of the level sensor 7 is a known value. The detection signal of the laser beam 4 from the level sensor 7 is input to the calculation unit 73, which calculates the height of the blade edge 5 ′. The calculation unit 73 is connected via an electric / hydraulic circuit 74. The hydraulic cylinder 75 is driven to move the blade 5 up and down to determine the position. The electric / hydraulic circuit 74 includes an electromagnetic valve, and the calculation unit 73 issues an open / close control command to the electric / hydraulic circuit 74 according to a required sequence, and the electric / hydraulic circuit 74 opens / closes the electromagnetic valve. The hydraulic cylinder 75 is moved up and down at a required speed in a required direction by supplying and discharging pressure oil to the hydraulic cylinder 75 or adjusting the flow rate. A display unit 76 is connected to the calculation unit 73, and the position of the blade 5 or the state of excavation by the blade 5 is displayed.

77は操作部であり、前記表示部76の表示に基づき直接手動操作をすることができる。前記表示部76の表示を見ながら手動で前記ブレード5を位置決め操作をするものであり、前記操作部77からの信号は前記演算部73に入力され、該演算部73は入力信号に基づき前記電気/油圧回路74を介して前記油圧シリンダ75を駆動する。   Reference numeral 77 denotes an operation unit, which can be directly operated manually based on the display on the display unit 76. The blade 5 is manually operated while observing the display on the display unit 76. A signal from the operation unit 77 is input to the calculation unit 73, and the calculation unit 73 performs the electrical operation based on the input signal. / The hydraulic cylinder 75 is driven via the hydraulic circuit 74.

次に、前記無線送受信部72について説明する。   Next, the wireless transmission / reception unit 72 will be described.

前記ブルドーザ2の屋根等、衛星からの電波を遮るものが少ない位置に第1GPS受信機80が設けられ、該第1GPS受信機80で受信された情報は信号処理器82により増幅等所要の信号処理がなされた後、送信機81から前記無線受信機51に向けて送信される。   A first GPS receiver 80 is provided at a position where there is little obstruction to radio waves from the satellite, such as the roof of the bulldozer 2, and information received by the first GPS receiver 80 is amplified by a signal processor 82 and required signal processing is performed. Is transmitted from the transmitter 81 to the wireless receiver 51.

図5に示す様に前記回転レーザ装置1の近く、基準点となる位置に三脚84を介して第2GPS受信機68が設置され、該第2GPS受信機68の受信結果、及び前記無線受信機51の受信結果は前記制御装置52に入力される。而して、前記第1GPS受信機80、第2GPS受信機68によりキネマチック測量による前記ブルドーザ2の位置検出が行われ、前記第1GPS受信機80、第2GPS受信機68及び前記制御装置52により測量装置が構成され、又前記無線送受信部72、第2GPS受信機68、無線受信機51は、データ通信装置を構成する。   As shown in FIG. 5, a second GPS receiver 68 is installed via a tripod 84 near the rotary laser device 1 at a position serving as a reference point, the reception result of the second GPS receiver 68, and the wireless receiver 51. Is received by the controller 52. Thus, the position of the bulldozer 2 is detected by kinematic surveying by the first GPS receiver 80 and the second GPS receiver 68, and surveying is performed by the first GPS receiver 80, the second GPS receiver 68 and the control device 52. The wireless transmission / reception unit 72, the second GPS receiver 68, and the wireless receiver 51 constitute a data communication device.

以下、作動について説明する。   Hereinafter, the operation will be described.

前記第2GPS受信機68を既知点に設置すると共に前記回転レーザ装置1を既知点に設置する。   The second GPS receiver 68 is installed at a known point and the rotating laser device 1 is installed at a known point.

設置後先ず該回転レーザ装置1の整準を行う。整準作動は前記傾斜機構16による傾斜調整により行われる。整準が完了すると前記回転レーザ装置1の向きがレベルセンサ7に合わされ初期設定される。最初、回転レーザ装置1の傾斜方向と制御装置52の設定とは一致していない為、初期設定が必要となる。既知点に設置される回転レーザ装置1を第1GPS受信機80a,80b,80c、第2GPS受信機68により各ブルドーザ2a,2b,2cの位置が演算され、既知となった各ブルトーザ2a,2b,2cのいずれか1のレベルセンサ7に向けることにより設定される。手動で初期設定を行う場合は、前記視準器15を視準し、回転レーザ装置1を回転させ、更に傾斜機構16を操作して回転レーザ装置1の照射方向を決定する。   After installation, the rotating laser device 1 is first leveled. Leveling operation is performed by tilt adjustment by the tilt mechanism 16. When leveling is completed, the direction of the rotary laser device 1 is adjusted to the level sensor 7 and initialized. Initially, since the tilt direction of the rotary laser device 1 and the setting of the control device 52 do not match, initial setting is required. The position of each bulldozer 2a, 2b, 2c is calculated by the first GPS receivers 80a, 80b, 80c and the second GPS receiver 68 of the rotating laser device 1 installed at a known point, and each bulltozer 2a, 2b, It is set by pointing to any one of the level sensors 7 of 2c. When performing the initial setting manually, the collimator 15 is collimated, the rotating laser device 1 is rotated, and the tilting mechanism 16 is further operated to determine the irradiation direction of the rotating laser device 1.

又、別の基準点を設けて初期設定をしても同様である。   The same is true even if another reference point is provided and the initial setting is performed.

前記受信機51で受信された情報、前記第2GPS受信機68が受信した信号は、刻々前記制御装置52に入力される。該制御装置52に於いて前記ブルドーザ2a,2b,2cの位置が測量される。測量された結果は該ブルドーザ2a,2b,2cの平面位置情報であり、前記制御装置52は該平面位置情報と前記記憶部66に設定入力されている施工データに基づき各ブルドーザ2a,2b,2cごとに前記レーザ光線4の勾配を前記演算部65により演算する。   The information received by the receiver 51 and the signal received by the second GPS receiver 68 are input to the control device 52 every moment. In the control device 52, the positions of the bulldozers 2a, 2b, 2c are surveyed. The surveyed result is the plane position information of the bulldozers 2a, 2b, 2c, and the control device 52 uses the bulldozers 2a, 2b, 2c based on the plane position information and the construction data set and input in the storage unit 66. The gradient of the laser beam 4 is calculated by the calculation unit 65 every time.

演算結果は前記回転レーザ装置1の前記制御部14に入力される。該制御部14は前記レーザ光線4が形成する基準面(基準線)が各ブルドーザ2a,2b,2cの作業領域で前記演算された勾配となる様、エンコーダの照射方向検出に基づいて前記スキャン手段29を駆動制御する。例えば、ブルドーザ2aが作業する領域がレーザ光線4を回転照射して形成される基準面であるとすると、前記ブルドーザ2cに対しては前記制御部14からの信号で前記スキャン手段29が駆動され、レーザ光線4が下方に偏向され、走査レベルが下方に移動し、又ブルドーザ2bに対しては前記スキャン手段29によりレーザ光線4の照射方向が上方に偏向され、走査レベルが上方に移動する。   The calculation result is input to the control unit 14 of the rotary laser device 1. The control unit 14 detects the scanning means based on the detection of the irradiation direction of the encoder so that the reference plane (reference line) formed by the laser beam 4 has the calculated gradient in the work area of each bulldozer 2a, 2b, 2c. 29 is driven and controlled. For example, if the region where the bulldozer 2a works is a reference surface formed by rotating and irradiating the laser beam 4, the scanning means 29 is driven by the signal from the control unit 14 to the bulldozer 2c, The laser beam 4 is deflected downward, the scanning level is moved downward, and the scanning means 29 deflects the irradiation direction of the laser beam 4 upward with respect to the bulldozer 2b, and the scanning level is moved upward.

前述した様に、スキャン手段29の応答速度はレーザ光線4の回転速度に対して充分に早いので、ブルドーザ2a,2b,2cの作業領域に限った走査レベルの変更が可能であり、ブルドーザ2a,2b,2cの個々に対するレーザ光線4の傾斜方向、勾配の設定を行うことができる。傾斜方向、勾配の設定が完了すると、前記ブレード5の位置合せが行われる。   As described above, since the response speed of the scanning means 29 is sufficiently high with respect to the rotational speed of the laser beam 4, the scanning level can be changed only in the work area of the bulldozers 2a, 2b, 2c. The tilt direction and gradient of the laser beam 4 can be set for each of 2b and 2c. When the setting of the inclination direction and the gradient is completed, the blade 5 is aligned.

以上は応答速度の速い音響光学素子を使用したスキャン手段について説明したが、応答速度の遅いスキャン手段を使用した場合には制御できる建設機械の数が少なくなる。この場合、レーザ光のON−OFF制御を併用し区別すれば、数回転で必要数の建設機械を制御することが可能となる。1回転で3台制御するとすれば3回転で9台制御できる。又は1回転毎に1台の建設機械を制御し、対象制御台数と同数の回転で一連の制御を行う様にしてもよい。   The scanning means using an acoustooptic device having a high response speed has been described above. However, when a scanning means having a low response speed is used, the number of construction machines that can be controlled is reduced. In this case, if the ON / OFF control of the laser beam is used and distinguished, it is possible to control the necessary number of construction machines by several rotations. If three units are controlled by one rotation, nine units can be controlled by three rotations. Alternatively, one construction machine may be controlled every rotation, and a series of controls may be performed with the same number of rotations as the target control number.

前記ブルドーザ2a,2b,2cのそれぞれに於いて、前記レベルセンサ7からの受光信号により前記演算部73は前記レベルセンサ7に於ける受光位置を検出し、該受光位置と基準位置とを比較演算して、偏差があれば該偏差を修正する様に前記電気/油圧回路74に駆動制御信号を発する。該電気/油圧回路74は前記油圧シリンダ75を駆動して前記ブレード5を上下させる。前記レベルセンサ7は前記ブレード5と一体に上下するので、該ブレード5の上下量は前記レベルセンサ7の上下量と一致し、該レベルセンサ7での受光位置が基準位置に合致することで前記ブレード5の位置が決定される。   In each of the bulldozers 2a, 2b, and 2c, the calculation unit 73 detects a light receiving position in the level sensor 7 based on a light receiving signal from the level sensor 7, and compares and calculates the light receiving position and the reference position. If there is a deviation, a drive control signal is issued to the electric / hydraulic circuit 74 so as to correct the deviation. The electric / hydraulic circuit 74 drives the hydraulic cylinder 75 to move the blade 5 up and down. Since the level sensor 7 moves up and down integrally with the blade 5, the vertical amount of the blade 5 matches the vertical amount of the level sensor 7, and the light receiving position at the level sensor 7 matches the reference position. The position of the blade 5 is determined.

前記ブルドーザ2a,2b,2cをそれぞれ移動させ複数箇所で同時に整地作業が行われる。該ブルドーザ2a,2b,2cのそれぞれの位置は、第1GPS受信機80で受信したデータが前記送信機81により前記無線受信機51に送信され、更に第2GPS受信機68からの受信データが前記制御装置52に入力されることで該制御装置52により演算され、更に前記ブルドーザ2の位置はリアルタイムで演算される。   The bulldozers 2a, 2b, and 2c are moved to perform leveling work simultaneously at a plurality of locations. The positions of the bulldozers 2a, 2b, and 2c are such that the data received by the first GPS receiver 80 is transmitted to the wireless receiver 51 by the transmitter 81, and the received data from the second GPS receiver 68 is further controlled by the control. When input to the device 52, the control device 52 calculates the position of the bulldozer 2, and the position of the bulldozer 2 is calculated in real time.

而して、前記ブルドーザ2a,2b,2cのそれぞれの位置に於ける整地面の高さ、傾斜が施工データに基づき演算される。整地面が一定勾配の斜面であれば、前記回転レーザ装置1が形成する基準面の勾配を変化させることなく、又曲面であれば、前記ブルドーザ2の移動に伴いレーザ光線基準面の勾配を変化させることで曲面に整地することができる。   Thus, the height and inclination of the leveling ground at the respective positions of the bulldozers 2a, 2b and 2c are calculated based on the construction data. If the leveling surface is a slope with a constant slope, the slope of the reference plane formed by the rotary laser device 1 is not changed. If the ground is a curved face, the slope of the laser beam reference plane is changed as the bulldozer 2 moves. To level the surface.

本システムを使用することで、自動で施工データに合致した整地を行うことができる。又、前記表示部76に表示されたデータを基に作業者が手動により整地作業を実施しても勿論よい。   By using this system, it is possible to perform leveling that matches the construction data automatically. Of course, the operator may manually perform the leveling work based on the data displayed on the display unit 76.

尚、上記実施の形態ではレベルセンサ7はブレード5に設けたが、前記油圧シリンダ75の伸縮状態、或はブレード5を支持するアームの位置を介して前記ブレード刃先5′の位置を検出する様にすれば、前記レベルセンサ7はブルドーザ2の車体に設けることも可能である。又、上記GPS測位システムはキネマチック方式を説明したが、移動点を即座に検出するGPS測位システムであればいずれの方式でもよいことは言う迄もない。又、回動部12の回転位置を検出するエンコーダ28の出力に基づいて、レベルセンサ7の範囲を往復走査させてもよいし、レベルセンサ7の範囲のみレーザ光線の発光を限定して回転させてもよい。   In the above embodiment, the level sensor 7 is provided on the blade 5. However, the level of the blade edge 5 'is detected through the expansion / contraction state of the hydraulic cylinder 75 or the position of the arm that supports the blade 5. In this case, the level sensor 7 can also be provided on the vehicle body of the bulldozer 2. The GPS positioning system has been described with respect to the kinematic method, but it goes without saying that any method may be used as long as it is a GPS positioning system that detects a moving point immediately. Further, the range of the level sensor 7 may be reciprocally scanned based on the output of the encoder 28 that detects the rotational position of the rotating unit 12, or only the range of the level sensor 7 is rotated while limiting the emission of the laser beam. May be.

本発明に係る回転レーザ装置の第1の実施の形態を示す要部ブロック図である。It is a principal part block diagram which shows 1st Embodiment of the rotating laser apparatus which concerns on this invention. 該第1の実施の形態に使用される音響光学素子によるスキャン手段の説明図である。It is explanatory drawing of the scanning means by the acousto-optic element used for this 1st Embodiment. 本発明に係る回転レーザ装置の第2の実施の形態の形態を示す要部ブロック図である。It is a principal part block diagram which shows the form of 2nd Embodiment of the rotating laser apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る回転レーザ装置の第3の実施の形態の形態を示す要部ブロック図である。It is a principal part block diagram which shows the form of 3rd Embodiment of the rotating laser apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る建設機械制御システムの実施の形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows embodiment of the construction machine control system which concerns on this invention. 本発明に使用されるレベルセンサの斜視図である。It is a perspective view of the level sensor used for this invention. 建設機械制御システムの実施の形態のブロック図である。It is a block diagram of an embodiment of a construction machine control system. 従来の建設機械制御システムを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the conventional construction machine control system.

符号の説明Explanation of symbols

1 回転レーザ装置
2 ブルドーザ
4 レーザ光線
5 ブレード
7 レベルセンサ
11 発光部
12 回動部
14 制御部
22 走査ギア
26 ペンタプリズム
27 スリップリング
35 演算器
38 スキャン手段駆動部
43 同調ギア
44 アイドルギア
46 ギア列
47a リレーレンズ
47b リレーレンズ
48 同調傘歯車
49 アイドル傘歯車
51 無線受信機
52 制御装置
65 演算部
68 第2GPS受信機
73 演算部
80 第1GPS受信機
81 送信機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotation laser apparatus 2 Bulldozer 4 Laser beam 5 Blade 7 Level sensor 11 Light emission part 12 Rotation part 14 Control part 22 Scanning gear 26 Penta prism 27 Slip ring 35 Calculator 38 Scan means drive part 43 Tuning gear 44 Idle gear 46 Gear train 47a Relay lens 47b Relay lens 48 Tuning bevel gear 49 Idle bevel gear 51 Wireless receiver 52 Control device 65 Calculation unit 68 Second GPS receiver 73 Calculation unit 80 First GPS receiver 81 Transmitter

Claims (4)

複数の建設機械の整地作業をコントロールする建設機械制御システムに於いて、前記建設機械の整地器具の位置制御用のレーザ基準面を変更可能に形成する回転レーザ装置と、前記建設機械の位置を検知するGPS受信装置と、前記建設機械に設けられレーザ基準面を検知し前記整地器具の位置を制御する器具制御手段と、前記GPS受信装置の検知に基づく前記建設機械の位置に応じたレーザ基準面を形成する様に前記回転レーザ装置を制御する演算手段とを有することを特徴とする建設機械制御装置。   In a construction machine control system that controls leveling work of a plurality of construction machines, a rotary laser device that can change a laser reference surface for position control of the leveling tool of the construction machine and a position of the construction machine are detected. A GPS receiver that detects the laser reference plane provided on the construction machine and controls the position of the leveling implement, and a laser reference plane that corresponds to the position of the construction machine based on the detection of the GPS receiver. A construction machine control device comprising: a calculation means for controlling the rotary laser device so as to form 建設機械に取付けられるGPS受信装置と、該GPS受信装置からの受信結果を送信する送信手段と、1回転間に前記建設機械の位置に応じたレーザ基準面を形成する回転レーザ装置と、前記建設機械に取付けられ前記レーザ基準面を検知するレベルセンサと、該レベルセンサの検知結果で前記整地器具の位置を制御する器具制御手段と、前記送信手段の送信を受信する受信手段と、施工データ、地形データ等のデータが記憶された記憶部を有し前記受信手段を介し得られた情報から前記建設機械の位置を演算すると共に該演算結果と前記記憶部に記憶した情報に基づいて前記回転レーザ装置からのレーザ光線照射方向を制御する演算制御手段とを有する請求項1の建設機械制御装置。   A GPS receiver attached to a construction machine, a transmission means for transmitting a reception result from the GPS receiver, a rotary laser apparatus that forms a laser reference surface according to the position of the construction machine in one rotation, and the construction A level sensor that is attached to a machine and detects the laser reference plane; an instrument control means for controlling the position of the leveling instrument based on a detection result of the level sensor; a receiving means for receiving transmission of the transmitting means; construction data; The rotating laser has a storage unit in which data such as terrain data is stored, calculates the position of the construction machine from information obtained through the receiving means, and based on the calculation result and the information stored in the storage unit The construction machine control device according to claim 1, further comprising arithmetic control means for controlling a direction of laser beam irradiation from the device. 建設機械に取付けられるGPS受信装置と、該GPS受信装置からの受信結果を送信する送信手段と、レーザ光線の消灯を併用することで複数回転に分けて前記建設機械の位置に応じたレーザ基準面を形成する回転レーザ装置と、前記建設機械に取付けられ前記レーザ基準面を検知するレベルセンサと、該レベルセンサの検知結果で前記整地器具の位置を制御する器具制御手段と、前記送信手段の送信を受信する受信手段と、施工データ、地形データ等のデータが記憶された記憶部を有し前記受信手段を介して得られた情報から前記建設機械の位置を演算すると共に該演算結果と前記記憶部の記憶した情報に基づいて前記回転レーザ装置からのレーザ光線照射方向を制御する演算手段とを有する請求項1の建設機械制御装置。   A laser reference surface according to the position of the construction machine divided into a plurality of rotations by using a GPS receiver attached to the construction machine, a transmission means for transmitting the reception result from the GPS receiver, and turning off the laser beam , A level sensor that is attached to the construction machine and detects the laser reference plane, instrument control means for controlling the position of the leveling instrument based on the detection result of the level sensor, and transmission of the transmission means Receiving means, and a storage unit storing data such as construction data and terrain data, and calculating the position of the construction machine from information obtained through the receiving means, and the calculation result and the storage The construction machine control device according to claim 1, further comprising arithmetic means for controlling a laser beam irradiation direction from the rotary laser device based on information stored in the unit. GPS受信装置は第1GPS受信装置と第2GPS受信装置とから成り、前記第1GPS受信装置は建設機械に設けられ、前記第2GPS受信装置は既地点に設けられる請求項1の建設機械制御装置。   The construction machine control device according to claim 1, wherein the GPS receiving device includes a first GPS receiving device and a second GPS receiving device, the first GPS receiving device is provided in a construction machine, and the second GPS receiving device is provided at an existing point.
JP2007034988A 2007-02-15 2007-02-15 Construction machine control equipment Expired - Fee Related JP4376915B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007034988A JP4376915B2 (en) 2007-02-15 2007-02-15 Construction machine control equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007034988A JP4376915B2 (en) 2007-02-15 2007-02-15 Construction machine control equipment

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18694698A Division JP4090119B2 (en) 1998-06-17 1998-06-17 Rotating laser device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007178438A true JP2007178438A (en) 2007-07-12
JP4376915B2 JP4376915B2 (en) 2009-12-02

Family

ID=38303735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007034988A Expired - Fee Related JP4376915B2 (en) 2007-02-15 2007-02-15 Construction machine control equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4376915B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP4376915B2 (en) 2009-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4090119B2 (en) Rotating laser device
JP4033966B2 (en) Construction machine control system
JP4309014B2 (en) Construction machine control system with laser reference plane
JP4121642B2 (en) Construction machine control system
EP1607717B1 (en) Position measuring system
JP5064505B2 (en) Control device and control method for earthwork system
JP3816806B2 (en) Construction machine control system
JPH11236716A (en) Construction working machinery automatic control system
JP2017215240A (en) Measuring apparatus and measuring system
KR100892439B1 (en) Surveying system
JPH10141955A (en) Method and device for obtaining position of operating tool
JP4450879B2 (en) Automatic control system for construction machines
JP4315860B2 (en) Construction machine control system
EP1852675B1 (en) Guide laser beam direction setting method
JP4376401B2 (en) Laser reference surface forming apparatus and construction machine control system
JP4376915B2 (en) Construction machine control equipment
WO2023002796A1 (en) System for setting operation range of excavation machine and method for controlling same
JP2002070082A (en) Construction equipment control system
JP2903507B2 (en) Laser reference level setting device
JP4477209B2 (en) Direction angle measuring device for construction machinery

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090616

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090623

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090901

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090909

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120918

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130918

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees