JP2012122800A - 計測用ターゲット - Google Patents

Abstract

【課題】金属製のプリズム体により破損の起こりにくい計測用ターゲットを提供するものである。さらには、水平方向に加え上下方向に計測領域を広げた計測用ターゲットを提供する。
【解決手段】鏡面仕上げした３枚の金属板を互いに直交させて形成したプリズム体が、金属板が交差する部分を中心とした周に沿って複数形成されたことを特徴とする。また、平板からなる第１金属板の少なくとも片面に直交させて第２金属板を形成し、第２金属板の両面に第２金属板に直交すると共に第１金属板に直交させて第３金属板を形成したことを特徴とする。さらに、金属板の面にコーティング処理、メッキ処理が施されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、光波距離計などの測量器から発射された光を反射して戻すために目標物に設置される、構造物位置などの計測用ターゲットに関する。

原子力発電所の定期点検工事等においては、原子炉の圧力容器内部の大型構造物を天井クレーン等で炉内から取り出してプールに仮置きするときに、構造物が一部気中に露出することもあり、この露出時間が長いと作業者の被爆量が増加する恐れがある。したがって、炉内から取出してからプールに設置するまでの移動時間を出来るだけ短縮する必要があり、時間短縮のためには、移動過程での大型構造物の位置を常時監視して、円滑な移動が必要となる。

この種の位置監視のためには、光波距離計や三次元計測器（トータルステーション）などの測量技術を用いることが有効と考えられる。これらの計測器では、測定点に設置されたターゲットに向けて測距光を送光し、ターゲットで反射してくる測距光を受光することにより距離を測定している。上記大型構造物は、天秤を介して天井クレーン等に吊下げられるので、上記ターゲットを天秤に取付ければ大型構造物の位置を常時監視することができる。

しかし、測定現場は計測器の設置場所が限られているため、ターゲットとしてどの位置の計測器からでも計測できるものが望ましい。そこで、全周に多数のプリズムを配置して３６０度のどの位置からでも同一点を計測できるターゲットが便利である。上記ターゲットとしては、特許文献１や特許文献２に示されるように、三角プリズムを全周に多数配置して構成されたものがある。

特許第３７８７３６０号公報 特開２００９−２９４１０５号公報

しかし、上記特許文献に示される三角プリズムはガラス製であるため、吊具等に当たったり、振動によって破損し易く、破損した場合その破片が設備の構造物の中に入り込んでしまう問題がある。また、上記特許文献に示されるターゲットは、水平方向の全周をカバーするが、水平方向から上下に外れた斜め上方、または斜め下方からは、計測できない領域がある。上記大型構造物は、上下に移動する状態で位置観測される必要があり、計測できない領域があると円滑な移動の妨げとなる。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、金属製のプリズム体により破損の起こりにくい計測用ターゲットを提供するものである。さらには、水平方向に加え上下方向にも計測領域を広げた計測用ターゲットを提供するものである。

本発明は、上記課題を解決するため、鏡面仕上げした３枚の金属板を互いに直交させて形成したプリズム体が、金属板が交差する部分を中心とした周に沿って複数形成されたことを特徴とする。

また、上記に記載の計測用ターゲットにおいて、前記各プリズム体は、前記交差する部分を中心として放射状に形成されたことを特徴とする。

また、上記に記載の計測用ターゲットにおいて、平板からなる第１金属板の少なくとも片面に直交させて第２金属板を形成し、第２金属板の両面に第２金属板に直交すると共に第１金属板に直交させて第３金属板を形成したことを特徴とする。

また、上記に記載の計測用ターゲットにおいて、前記第１金属板の両面に直交させて第２金属板を形成したことを特徴とする。

また、上記に記載の計測用ターゲットにおいて、鏡面仕上げした３枚の金属板を互いに直交させて形成したプリズム単体が、金属板が交差する部分を中心とした周に沿って複数個配置されて形成されたことを特徴とする。

また、上記に記載の計測用ターゲットにおいて、金属板の面にコーティング処理が施されていることを特徴とする。

また、上記に記載の計測用ターゲットにおいて、金属板の面にメッキ処理が施されていることを特徴とする。

また、上記に記載の計測用ターゲットにおいて、金属板にステンレス材を用いたことを特徴とする。

本発明によれば、計測用ターゲットの破損を防止することができる。さらには、水平方向に加え上下方向に計測領域を広げることができる。

本発明の実施例１のターゲットの分解斜視図である。 本発明の実施例１のターゲットの組立て図である。 同じく板厚を薄くした場合の組み立て図である。 同じくターゲットを構成するプリズム単体を示す斜視図である。 本発明の実施例２のターゲットの斜視図である。 ターゲットの使用状態の説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の各実施例を説明する。

（実施例１）
図１に本発明の実施例１のターゲットの分解斜視図を示す。１は平板からなる第１金属板で、正方形の角が削れた形状を有している。２は第１金属板１の片面に対角方向に、かつ第１金属板１に垂直にネジ止めで固定された第２金属板である。３と４は第２金属板２の両面に第２金属板に直交すると共に第１金属板の表面に直交させてネジ止めで固定された第３金属板である。第３金属板３、４は第２金属板２を両側から挟むように１直線状に固定される。５は第１金属板１の他の面（裏面）に対角方向に、かつ第１金属板１に垂直にネジ止めで固定された第２金属板である。６と７は第２金属板５の両面に第２金属板に直交すると共に第１金属板の裏面に直交させてネジ止めで固定された第３金属板である。第３金属板６、７は第２金属板５を両側から挟むように１直線状に固定される。

上記各金属板はステンレス材が用いられ、両面がラップ研磨等で鏡面仕上げされている。また、特定の波長の光の反射率を向上させたい場合は、鏡面の上にコーティングとして金メッキ、または銀メッキ等の処理を施して最終的な鏡面とする。このように、金属膜の種類により特定の波長の反射率を強くして、測定距離を長くすることができる。また、各金属板の平面度、直角度などの外形寸法は、ミクロンオーダーの加工および取付け精度が要求される。上記金属板として、ステンレスは平面度を出し易く精度が良い。

上記のようにして組立てられたターゲット２０を図２に示す。図１と同一部分には同一符号を示す。互いに直交する３枚の金属板１、２、４でプリズム体１０（参考として図５に単体を示す。）と１１と、これらの後側に形成される図示しないプリズム体で合計４個のプリズム体が形成される。同様に、互いに直交する３枚の金属板１、５、６でプリズム体１２と、これらの後側に形成される図示しないプリズム体で合計４個のプリズム体が形成される。このように、第１金属板１の上面と下面に合計８個のプリズム体が形成される。

上記した８個の各プリズム体は、各金属板が交差する部分１３付近を中心として外側に開放した状態で放射状に形成され、その先端の開放部分が上記部分１３付近を中心とした球体の周に沿った状態で複数配置された構成となっている。

１個のプリズム体、例えばプリズム体１１が真上を向く姿勢で設置されているので、ターゲットの横〜真上の範囲で送光される測距光を計測器に正確に反射することができる。したがって、大型構造物の横に計測器の設置が困難な場合に、大型構造物の上方にターゲットを設置して用いる場合にも適している。

したがって、上記構成によるターゲット２０は、第１金属板１の上下面に４個ずつ合計８個のプリズム体によって、上下左右いずれの方向からの測距光も正確に反射して計測器に戻すことができる。なお、ターゲット２０の下部分あるいはその他の一面には取付け部が構成されるので、実際プリズム体として使えるのは、６個〜７個となる。

なお、この球の半径ｒは金属板の肉厚ｔを用いて幾何学的関係から、（√３／２）・ｔと求めることができる。各プリズムの頂点はこの球面上にあるので、ある位置から８つのうち１つのプリズムの頂点を三次元計測した場合、ターゲット２０の真の中心に対して
±（√３／２）・ｔの精度で計測可能である。ここで例えば金属板の肉厚ｔ＝５ｍｍとすれば、計測精度は上式より概ね±４．３ｍｍとなる（但しここでは計測器自体の精度は考慮していない）。一般的に工場等に据付けられた天井クレーン等で１０ｍｍ以下の位置決めをすることは稀であり、十分な精度であると言える。

図３は各金属板の板厚を薄く形成したターゲット２１を示す。位置決めに必要な精度に応じてこのように板厚をできるだけ薄くすることにより、計測精度を向上させることができる。またさらに、板厚を薄くすることで、測距光の反射に寄与しない面積を少なくして反射効率を良くすることもできる。

上記のように構成された、ターゲット２０及び２１は、図６に示すように大型構造物の位置監視に用いられる。大型構造物３３は、複数本のワイヤ３２を介して吊天秤３０に吊下げられ、吊天秤３０がワイヤ３１を介して天井クレーン（図示せず）に吊下げられている。天井クレーンの移動により、大型構造物３３が水平方向と垂直方向に移動する。計測用ターゲット２１は、吊天秤３０の下部中央に設けられている。

図６は大型構造物３３が最上位にある状態を示している。上述のように計測用ターゲット２１は、吊天秤３０の下部中央に設けられ、このターゲット２１に測距光を送光する計測器３４は、上記ターゲット２１の横方向に配置されている。計測器３４から送られる測距光はターゲット２１に照射され、その反射光が計測器３４に戻される。大型構造物３３と共に吊天秤３０が移動すると、ターゲット２１の移動に追従して計測器３４も送光部分が横方向と縦方向に回転して、常時、測距光をターゲット２１に送光するように制御される。

上記構成によれば、大型構造物３３と共に移動するターゲット２１に、横から真上にかけた上方の１８０度の範囲にわたる測距光に対して、正確に反射することができる。

図４に図２に示されるプリズム体１０を１個の単体として示す。図１、図２では、第１〜第３の金属板によって複数のプリズム体をまとめて形成しているが、図４に示すプリズム単体を複数個組み合わせて、図２に示すようなターゲットを形成しても良い。この場合は、プリズム体１０の各金属板の平面度、直角度、寸法などのミクロンオーダーの精度が得られていれば、他のプリズム体との組合せ時に、位置関係の精度を気にしないで良い。すなわち、計測器からの測距光の正確な反射はプリズム体の単体の精度によって得られるので、組合せの精度は問題とならない。

また、鏡面仕上げ可能な多軸の加工機を用いてブロックから図２と同じ形状を削り出しても良い。

（実施例２）
図５に本発明の実施例２の構成図を示す。この実施例は、第１金属板として金属板４１の上面に直交させて、第２金属板としての金属板４２を固定し、この第２金属板４２に直交させて第３金属板としての金属板４４を固定して４個のプリズム体を形成してターゲット２２が構成されている。金属板４１の上面にのみ、複数のプリズム体が形成されているので、ターゲットの横〜真上の範囲で送光される測距光を計測器に正確に反射することができる。したがって、図６に示す大型構造物の位置監視に用いることができる。

１〜７、４１〜４４…金属板、１０〜１２、４０…プリズム体、１３…金属板が交差する部分、１、４１…第１金属板、２、５…第２金属板、３、４、６、７…第３金属板、２０〜２２…計測用ターゲット。

Claims (8)

1. 鏡面仕上げした３枚の金属板を互いに直交させて形成したプリズム体が、金属板が交差する部分を中心とした周に沿って複数形成されたことを特徴とする計測用ターゲット。
2. 請求項１に記載の計測用ターゲットにおいて、
   前記各プリズム体は、前記交差する部分を中心として放射状に形成されたことを特徴とする計測用ターゲット。
3. 請求項１または２に記載の計測用ターゲットにおいて、
   平板からなる第１金属板の少なくとも片面に直交させて第２金属板を形成し、第２金属板の両面に第２金属板に直交すると共に第１金属板に直交させて第３金属板を形成したことを特徴とする計測用ターゲット。
4. 請求項３に記載の計測用ターゲットにおいて、
   前記第１金属板の両面に直交させて第２金属板を形成したことを特徴とする計測用ターゲット。
5. 請求項１または２に記載の計測用ターゲットにおいて、
   鏡面仕上げした３枚の金属板を互いに直交させて形成したプリズム単体が、金属板が交差する部分を中心とした周に沿って複数個配置されて形成されたことを特徴とする計測用ターゲット。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の計測用ターゲットにおいて、金属板の面にコーティング処理が施されていることを特徴とする計測用ターゲット。
7. 請求項１〜５のいずれかに記載の計測用ターゲットにおいて、金属板の面にメッキ処理が施されていることを特徴とする計測用ターゲット。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の計測用ターゲットにおいて、金属板にステンレス材を用いたことを特徴とする計測用ターゲット。

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