JP2012173130A - Mirror adjustment tool, structure state change detection system, and structure state change detection method - Google Patents
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Abstract
【課題】自然構造物や人工構造物の状態監視を低コストで効果的に行える構造物変状検知システムおよび構造物変状検知方法、ならびに構造物にミラーを備え付け、高精度で角度調整を行うミラー調整治具を提供する。
【解決手段】発光手段を備えたターゲットと、ミラーと、該ミラーを支持・調整するミラー調整治具を備え、発光手段から放出された光が、ミラーに反射し、観測点に到達するか否かにより、構造物の変状を検知する。ミラー調整治具は、構造物に埋設もしくは固設する支柱と、ミラーを固定するミラー支持部と、支柱に設けられ、ミラー支持部に設けられた脚部を挿入して内部に固化材を充填させることにより、ミラー支持部を固定し得る脚受け部と、ミラー支持部を一端で支持し、他端で支柱もしくは脚受け部と連結固定されるアーム部と、ミラー支持部の傾斜角を調整し得る角度調整機構から成る。
【選択図】図1
A structure change detection system and structure change detection method capable of effectively monitoring a state of a natural structure or an artificial structure at a low cost, and a structure is equipped with a mirror, and angle adjustment is performed with high accuracy. Provide mirror adjustment jig.
A target including a light emitting means, a mirror, and a mirror adjusting jig for supporting and adjusting the mirror, and whether or not light emitted from the light emitting means is reflected by the mirror and reaches an observation point. By detecting the deformation of the structure. The mirror adjustment jig is a pillar to be embedded or fixed in the structure, a mirror support part for fixing the mirror, and a leg part provided on the mirror support part to be inserted and filled with a solidifying material. Adjusts the tilt angle of the mirror support part, the leg support part that can fix the mirror support part, the arm part that supports the mirror support part at one end, and is connected and fixed to the column or leg support part at the other end. It consists of a possible angle adjustment mechanism.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、自然構造物ならびに人工構造物の現場での変状の発生・進展、あるいは危険度の増大を検知する目的で、構造物の状態監視を簡易に行う変状検知システムおよび変状検知方法に関するものである。 The present invention relates to a deformation detection system and a deformation detection for easily monitoring the state of a structure for the purpose of detecting the occurrence and progress of the deformation of a natural structure and an artificial structure on site or an increase in the risk level. It is about the method.
日本は国土の4分の3が山地で覆われており、全国には約9万の斜面崩壊危険箇所(以下、危険斜面という。)をはじめ、地すべり危険箇所、土石流危険箇所、落石危険箇所など21万箇所を数える土砂災害危険箇所が存在すると言われており、特に豪雨や震災発生時、斜面工事時などには、斜面災害が集中している。 In Japan, three-quarters of the country is covered with mountains, and there are about 90,000 slope failure points (hereinafter referred to as dangerous slopes), landslide risk points, debris flow risk points, rockfall risk points, etc. It is said that there are 210,000 earth and sand disaster hazards, especially during heavy rains, earthquakes, and slope construction.
このような状況下、崩壊危険性の高い箇所から斜面防災対策を効率的に実施し、災害の発生やその予兆を捉える装置を配備すると共に、危険度に応じて道路利用者や周辺住民に情報提供することが必要とされている。そのために、モニタリングシステム、データ転送システム、データのリアルタイム分析システム、住民への告知システムなどが開発され、着実に成果を上げている。 Under such circumstances, slope disaster prevention measures are efficiently implemented from areas with a high risk of collapse, equipment is installed to detect the occurrence of disasters and their signs, and information is provided to road users and neighboring residents according to the degree of danger. There is a need to provide. For this purpose, monitoring systems, data transfer systems, real-time data analysis systems, notification systems for residents, etc. have been developed and are steadily producing results.
しかしながら、自然現象に起因する災害発生の危険度は基本的には不変であるのに対し、災害対策のための整備予算が減少していることもあり、例えば、処置を要する危険斜面の場合でも、未だ全体の約2割の整備率であるというのが実状である。
このうちデータのリアルタイム分析と住民への告知システムが完備している箇所は、極めて限定的なものにとどまっている。
However, while the risk of disasters caused by natural phenomena is basically unchanged, the maintenance budget for disaster countermeasures may have decreased, for example, even in the case of dangerous slopes that require treatment. The actual situation is that the maintenance rate is still about 20% of the total.
Of these, only a limited number of places are equipped with real-time data analysis and notification systems for residents.
一方、現在、各現場で行っている危険斜面などの計測管理は、主要断面に複数の計測器を設置し、設計計算書を基に管理基準値を、例えば、第1警戒値から第3警戒値までの3段階に設定し、手動測定あるいは自動測定を行って、管理事務所内のコンピュータでデータ整理を行っている。そして、それらの測定結果から計測担当職員が斜面崩壊などの挙動を判断している。
例えば、測定値が管理基準値を超えた場合、職員が現場調査を実施し、危険と判断した場合、発注者と協議の上、警報または退避命令を発するのが一般的な管理方法である。また、管理基準値を超えない場合は、週報や月報で発注者に報告書を提出し、施工終了時には、施工に伴う計測データとして最終報告書に纏めて提出している。
On the other hand, for the measurement management of dangerous slopes etc. currently performed at each site, a plurality of measuring instruments are installed on the main section, and the management reference value is set based on the design calculation document, for example, the first warning value to the third warning value. It is set in three stages up to the value, manual measurement or automatic measurement is performed, and data is organized by a computer in the management office. And the measurement staff judges the behavior such as slope failure from those measurement results.
For example, when the measured value exceeds the management reference value, the general management method is to issue a warning or an evacuation command in consultation with the orderer when the staff conducts a field survey and determines that it is dangerous. In addition, if the control standard value is not exceeded, a report is submitted to the orderer as a weekly or monthly report, and at the end of the construction, the final report is submitted as measurement data associated with the construction.
かかる状況下、発明者の一人である芥川は、既に、地すべりなどの防災から市民及び工事関係者を守るために不可欠な動態観測データを、リアルタイムに周辺関係者(住民、現場作業者など)に情報開示すべく、任意の観測点間の相対変位を光の色で表示する装置を提案している(特許文献1)。かかる提案の装置は、建設工事中の安全管理,供用中インフラの維持管理,防災,減災,地震被害の効果的査定などの業務を行うことを目的とする。また、この目的のために、変形や傾斜を計測して、その結果を視覚情報(たとえば光の色)に変換してその場所に表示するアプローチが効果的であることが分かっている、場合によっては、視覚情報を限定的に公開したいというケースがある。 Under such circumstances, Yodogawa, one of the inventors, has already provided vital monitoring data indispensable to protect citizens and construction personnel from disaster prevention such as landslides in real time to neighboring parties (residents, field workers, etc.). In order to disclose information, a device that displays relative displacement between arbitrary observation points in the color of light has been proposed (Patent Document 1). The proposed device is intended to perform operations such as safety management during construction work, maintenance of infrastructure in service, disaster prevention, mitigation, and effective assessment of earthquake damage. Also, for this purpose, it has been found that an approach that measures deformation and inclination, converts the result into visual information (for example, the color of light) and displays it at that location is effective. There is a case of wanting to publish limited visual information.
上記の自然構造物や人工構造物の変状が進み、現場の安全性が低下し続けている現状があったとしても、それを合理的・経済的に検知する方法やシステムは、未だ開発途上にある。このため、自然構造物及び人工構造物に関して、安全性の問題から、現場での変状の発生・進展、あるいは危険度の増大を検知する方法やシステムが求められている。 Even if there is a situation where the above-mentioned deformation of natural structures and artificial structures is progressing and the safety of the site continues to decline, methods and systems for detecting it reasonably and economically are still under development. It is in. For this reason, with regard to natural structures and artificial structures, there is a need for a method and system for detecting the occurrence / progress of deformation on the site or an increase in the risk due to safety issues.
現在、危険斜面の現場に導入されているシステムは、設備コストが高いため、危険性が既に把握されている箇所の全数に設置することができないといった問題がある。上記の問題点は、危険斜面の例だけに限らず、他の自然構造物、土木構造物、建築構造物、および関係する建設機械を対象とした建設中および供用時の変状監視や安全管理システムにおいても同様に存在している。 Currently, there is a problem that a system installed on the site of a dangerous slope cannot be installed in all the places where the danger is already known because the equipment cost is high. The above-mentioned problems are not limited to examples of dangerous slopes, but monitoring and safety management during construction and operation of other natural structures, civil engineering structures, building structures, and related construction machines It exists in the system as well.
また、上述した如く、一部の場合において、現場での視覚的な情報公開を限定的に行う必要がある場合がある。
例えば、道路,鉄道,エネルギー関連施設(原子力発電所など)など国家的レベルのインフラの管理責任者は、それらの存在する範囲と量が膨大であるため、異常が早期に発見された場合に、まずそれを管理責任者らだけが認知して、それらの異常が進行するようであれば第2段階としてその情報を住民に開示したいという背景がある。
Further, as described above, in some cases, it may be necessary to perform limited visual information disclosure on site.
For example, those responsible for managing infrastructure at the national level, such as roads, railways, and energy-related facilities (such as nuclear power plants), have an enormous scope and quantity, so if anomalies are discovered early, First of all, only managers recognize it, and if those abnormalities progress, there is a background that they want to disclose the information to the residents as the second stage.
上記状況に鑑みて、本発明の第1の目的は、自然構造物や人工構造物の状態監視を低コストで効果的に行える構造物変状検知システムおよび構造物変状検知方法を提供することである。
また、本発明に係る構造物変状検知システムおよび構造物変状検知方法では、後述するようにミラーを用いるが、かかるミラーを目的位置に高精度で角度調整および固定することが要求される。そこで、本発明の第2の目的は、上記の構造物変状検知システムおよび構造物変状検知方法に好適に用いることができ、ミラーを目的位置に高精度で角度調整および固定できるミラー調整治具を提供することである。
In view of the above situation, a first object of the present invention is to provide a structure deformation detection system and a structure deformation detection method capable of effectively monitoring the state of a natural structure or an artificial structure at a low cost. It is.
In the structure deformation detection system and the structure deformation detection method according to the present invention, a mirror is used as will be described later, and it is required to adjust and fix the angle of the mirror at a target position with high accuracy. Accordingly, a second object of the present invention can be suitably used in the above-described structure deformation detection system and structure deformation detection method, and is capable of mirror adjustment with a high precision angle adjustment and fixing of the mirror at the target position. Is to provide the ingredients.
なお、本明細書において、自然構造物とは、道路脇や住宅地周辺の自然斜面、自然河川堤防など土質材料および岩盤などで形成されている自然地形の一部を意味する用語として用いる。自然構造物には、豪雪地帯における積雪も含まれる。また、人工構造物とは、大きく分けて土木構造物、建築構造物およびそれらを建設する際に用いる建設機械を意味する。土木構造物とは、橋梁,送電や通信用の鉄塔,ダム,トンネル,盛土,埋立地,人工河川堤防,人工斜面などを指し、建築構造物とは、一般住宅,高層ビル,公共建築物(美術館、学校、駅舎、体育館など),発電用の大型風車,大規模レジャー施設(コンサートホール、スポーツスタジアム、観覧車、ジェットコースターのレールなど),イベント会場仮設構造物などを指す。また、建設機械とは、特に大型クレーン、大型重機のようにオペレータが必要で工事中に周辺に住民もしくは作業員が近づく可能性があるものを指す。 In the present specification, the term “natural structure” is used as a term meaning a part of natural landform formed by soil materials such as roadsides, natural slopes around residential areas, natural river embankments, and rocks. Natural structures also include snow in heavy snowfall areas. The artificial structure means a civil engineering structure, a building structure, and a construction machine used when constructing them. Civil engineering structures include bridges, steel towers for transmission and communication, dams, tunnels, embankments, landfills, artificial river dikes, artificial slopes, etc. Building structures are ordinary houses, high-rise buildings, public buildings ( Museums, schools, train stations, gymnasiums, etc.), large windmills for power generation, large-scale leisure facilities (concert halls, sports stadiums, ferris wheels, roller coaster rails, etc.), temporary structures for event venues, etc. In addition, the construction machine refers to a machine that requires an operator, such as a large crane or a large heavy machine, and in which residents or workers may approach the vicinity during the construction.
上記の目的を達成すべく、本発明のミラー調整治具は、下記の1)〜5)の構成要件を備える。
1)構造物に埋設もしくは固設する支柱
2)ミラーを固定するミラー支持部
3)支柱に設けられ、ミラー支持部に設けられた脚部を挿入して内部に固化材を充填させることにより、ミラー支持部を固定し得る脚受け部
4)ミラー支持部の傾斜角を調整し得る角度調整部
5)角度調整部を一端で支持し、他端で支柱もしくは脚受け部と連結固定されるアーム部
In order to achieve the above object, the mirror adjusting jig of the present invention has the following constituents 1) to 5).
1) Support column embedded or fixed in the structure 2) Mirror support part for fixing the mirror 3) Provided on the support column, by inserting the leg part provided on the mirror support part and filling the inside with the solidification material, Leg support part 4 that can fix the mirror support part 4) Angle adjustment part that can adjust the tilt angle of the mirror support part 5) Arm that supports the angle adjustment part at one end and is connected and fixed to the column or leg support part at the other end Part
かかる構成によれば、ミラーを目的位置に高精度で調整・固定することができ、自然構造物および人工構造物の状態監視を行う構造物変状検知システムおよび構造物変状検知方法に好適に用いることができる。 According to such a configuration, the mirror can be adjusted and fixed at a target position with high accuracy, and is suitable for a structure deformation detection system and a structure deformation detection method for monitoring the state of a natural structure and an artificial structure. Can be used.
上記1)の構造物は、自然構造物および人工構造物のことである。また、支柱は構造物に埋設もしくは固設できるもので、硬質性素材で形成されるものである。例えば、鉄筋などの金属や硬質性樹脂などが好適に使用することができる。また、支柱の形状は、特に限定されるものではないが、パイプ状でもよく、構造物に埋設もしくは固設するために適宜設計すればよい。 The structure of 1) is a natural structure or an artificial structure. Moreover, a support | pillar can be embed | buried or fixed to a structure and is formed with a hard material. For example, a metal such as a reinforcing bar or a hard resin can be suitably used. Moreover, the shape of the support column is not particularly limited, but may be a pipe shape and may be appropriately designed to be embedded or fixed in the structure.
上記2)のミラーは、光を効率よく反射するものの意味で用いている。ミラーは、平面鏡だけでなく、凸面鏡も含まれる。また、ミラーを固定するミラー支持部は、例えば、ミラーの側面を挟み込んで固定するものでも、ミラーの裏面と嵌着して固定するものでもよい。
また、ミラーとミラー支持部は、取外し可能とすることが好ましい。これにより、ミラーの角度調整の際に、最初に凸型のミラーをミラー支持部に取り付けておいて、大まかにミラーの角度調整を行った後に、凸型のミラーを取り外して、平面型のミラーを取り付けることができる。ミラーが取外しできることで、ミラーの保守・交換が可能となる。
The mirror 2) is used in the sense of reflecting light efficiently. The mirror includes not only a plane mirror but also a convex mirror. Moreover, the mirror support part which fixes a mirror may be fixed, for example, by sandwiching the side surface of the mirror, or may be fixed by being fitted to the back surface of the mirror.
Moreover, it is preferable that a mirror and a mirror support part are removable. Thus, when adjusting the angle of the mirror, the convex mirror is first attached to the mirror support, and after roughly adjusting the angle of the mirror, the convex mirror is removed, and the flat mirror Can be attached. Since the mirror can be removed, the mirror can be maintained and replaced.
上記3)の脚受け部は、支柱の端部を含め支柱のどの部位に設けてもよい。脚受け部の形状は、例えば、受け皿状や受け筒状のように、上面が開口され内部に物を収納できる構造であればよい。脚受け部は、その内部にミラー支持部の脚部を挿入し、内部に固化材を充填させることにより、ミラー支持部を固定できるようにするものである。
また、上記3)の固化材は、特に限定しないが、例えば、セメントやセメント系固化材が好適に用いることができる。ここで、セメント系固化材とはセメントを含有成分とする固化材であり、ポルトランドセメント、高炉セメントなどを用いることができる。
また、ミラー支持部に設けられた脚部とは、例えば、1本脚や2本脚といったものや、その脚の端部に台座が付いているものでもよい。
The leg receiving part of the above 3) may be provided at any part of the support including the end of the support. The shape of the leg receiving portion may be any structure as long as the upper surface is opened and an object can be accommodated therein, such as a tray shape or a receiving tube shape. The leg support part is configured to fix the mirror support part by inserting the leg part of the mirror support part therein and filling the inside with a solidifying material.
Further, the solidifying material 3) is not particularly limited, but for example, cement or cement-based solidifying material can be suitably used. Here, the cement-based solidified material is a solidified material containing cement as a component, and Portland cement, blast furnace cement, or the like can be used.
In addition, the leg portion provided on the mirror support portion may be, for example, one leg or two legs, or one having a pedestal at the end of the leg.
上記4)の角度調整部は、ミラー支持部の傾斜角を調整できる機構を備える。例えば、水平軸の回動と垂直軸の回動を組み合わせて、ミラー支持部の傾斜角を任意に調整するものでもよい。或いは、アーム部の端部を球状曲面に構成し、ミラー支持部の裏面に該球状曲面と摺動接触する凹部を設けて、ミラー支持部の傾斜角を任意に調整するものでもよい。例えば、水平軸の回動と垂直軸の回動を組み合わせた角度調整部を用いることにより、ミラーの正面からみて、左右・前後の傾斜角を調整することができる。 The angle adjusting unit 4) includes a mechanism that can adjust the tilt angle of the mirror support unit. For example, the tilt angle of the mirror support portion may be arbitrarily adjusted by combining the rotation of the horizontal axis and the rotation of the vertical axis. Alternatively, the end portion of the arm portion may be formed in a spherical curved surface, and a concave portion that is in sliding contact with the spherical curved surface may be provided on the back surface of the mirror support portion, so that the tilt angle of the mirror support portion is arbitrarily adjusted. For example, by using an angle adjustment unit that combines the rotation of the horizontal axis and the rotation of the vertical axis, it is possible to adjust the left / right / front / rear tilt angles as viewed from the front of the mirror.
上記5)のアーム部は、角度調整部を一端で支持し、他端で支柱と連結固定されるものか、或いは、他端で脚受け部と連結固定されるものがある。角度調整部を一端で支持するとは、角度調整部の上方から吊り下げて支持するものや、角度調整部の側面や裏面から支持することをいう。
ここで、上記の角度調整部は、具体的には、ミラー支持部の1辺の側面部もしくは対向する2辺の側面部と軸着された第1部位と、第1部位と前記アーム部とが軸着された第2部位とからなり、第1部位と第2部位の各々の軸が回転することにより、ミラー支持部の傾斜角を調整できるものである。
かかる構成の角度調整部によれば、第1部位と第2部位の各々の軸が回転することによりミラー支持部の傾斜角を調整できる。ミラー支持部の1辺の側面部を軸着するとは、ミラーに向かって上側面、左側面、右側面のいずれかを軸着することである。また、ミラー支持部の対向する2辺の側面部を軸着するとは、ミラーに向かって上下の側面、或いは、左右の側面を軸着することである。なお、より安定性を考慮した場合、ミラー支持部の対向する2辺の側面部を軸着する方が好ましい。
The arm part of 5) includes an arm part that supports the angle adjusting part at one end and is connected and fixed to the column at the other end, or an arm part that is connected and fixed to the leg receiving part at the other end. Supporting the angle adjustment unit at one end means that the angle adjustment unit is supported by being hung from above the angle adjustment unit, or supported from the side surface or the back surface of the angle adjustment unit.
Here, specifically, the angle adjustment unit includes a first part that is pivotally attached to a side part of one side of the mirror support part or two side parts that face each other, the first part, and the arm part. And the second part to which the shaft is attached, and the rotation angle of the mirror support part can be adjusted by rotating the shafts of the first part and the second part.
According to the angle adjusting unit having such a configuration, the tilt angle of the mirror support unit can be adjusted by rotating the shafts of the first part and the second part. To pivotally attach the side surface portion of one side of the mirror support portion means to pivotally attach any one of the upper side surface, the left side surface, and the right side surface toward the mirror. In addition, the fact that the side surfaces of the two opposite sides of the mirror support portion are axially attached means that the upper and lower side surfaces or the left and right side surfaces are axially attached toward the mirror. In consideration of more stability, it is preferable to axially attach the side surfaces of the two opposite sides of the mirror support portion.
また、上記の角度調整部において、第2部位の軸の回転角度を操作角度の1/2の角度にする角度半減機構を更に備えることが好ましい。角度半減機構を用いることで、例えば、A方向からB方向まで回転操作を行った場合、操作角度の1/2の角度に第2部位の軸が自動的に回転することになる。これにより、A方向とB方向の真ん中の方向にミラーの鏡軸を合わせることになる。例えば、A方向に光源がある場合、ミラーに反射した光源の光はB方向に進むようになる。 The angle adjustment unit preferably further includes an angle halving mechanism that makes the rotation angle of the shaft of the second part a half of the operation angle. By using the angle halving mechanism, for example, when a rotation operation is performed from the A direction to the B direction, the axis of the second part is automatically rotated to an angle that is ½ of the operation angle. Thereby, the mirror axis of the mirror is aligned with the middle direction of the A direction and the B direction. For example, when there is a light source in the A direction, light from the light source reflected by the mirror travels in the B direction.
また、上述のミラー支持部において、ミラーの鏡軸の角度を微調整する微調整機構を備えることが好ましく、その微調整機構は、具体的には、ミラー裏面に設けられたステーと、脚部の上方でステーの後方に設けられた支持部材を3点の止ネジで支持するものであり、いずれか1点の止ネジの先端を球状曲面に構成し、球状曲面と摺動接触する凹部をステーの裏面に設けたものである。
かかる構成によれば、止ネジの先端が凹部の内面に摺動接触することにより、ミラーを支持部材上に揺動可能に保持させることができる。
The above-described mirror support section preferably includes a fine adjustment mechanism that finely adjusts the mirror axis angle of the mirror. Specifically, the fine adjustment mechanism includes a stay provided on the back surface of the mirror and a leg portion. The support member provided behind the stay is supported by three set screws, and the tip of any one set screw is formed in a spherical curved surface, and a recess that is in sliding contact with the spherical curved surface is formed. It is provided on the back of the stay.
According to such a configuration, the tip of the set screw is in sliding contact with the inner surface of the recess, so that the mirror can be held swingably on the support member.
ミラー支持部の角度調整部とは別に、ミラー支持部における微調整機構を設けるのは以下の理由による。
ミラーの設置時に、ミラーを支持するミラー支持部の姿勢、すなわち傾斜角を角度調整部で調整する。角度調整の後、ミラー支持部の脚部を脚受け部に挿入し、脚受け部の内部に固化材を充填し、ミラー支持部を固定する。そのため、ミラー支持部を固定した後は、角度調整部で調整することはできない。そこで、ミラー支持部にミラーの微調整機構を設けたのである。この微調整機構は、固定されたミラー支持部の姿勢を調整するのではなく、ミラー支持部に支持されているミラー自体の姿勢を微調整する。ミラー支持部を固定した後に、ミラーの微調整が必要になるケースもあり得ることを想定したためである。
The fine adjustment mechanism in the mirror support part is provided separately from the angle adjustment part of the mirror support part for the following reason.
At the time of installation of the mirror, the attitude of the mirror support part that supports the mirror, that is, the inclination angle is adjusted by the angle adjustment part. After the angle adjustment, the leg part of the mirror support part is inserted into the leg support part, the inside of the leg support part is filled with a solidifying material, and the mirror support part is fixed. Therefore, after the mirror support part is fixed, it cannot be adjusted by the angle adjustment part. Therefore, a mirror fine adjustment mechanism is provided in the mirror support portion. This fine adjustment mechanism does not adjust the posture of the fixed mirror support portion, but finely adjusts the posture of the mirror itself supported by the mirror support portion. This is because it is assumed that there may be a case where fine adjustment of the mirror may be necessary after fixing the mirror support portion.
上述のミラー調整治具において、ミラーの前面には、ミラー面積を調整する遮光部材を被覆することが好ましい。遮光部材を設けることにより、ミラーの大きさや形状を任意に調整することが容易に実現できるからである。遮光部材としては、ミラー表面に貼着する遮光シールが好適に用いることができる。
また、上述のミラー調整治具において、角度調整部と前記アームの間には、支柱の軸方向にスライドし得るスライド機構を更に設けることが好ましい。このスライド機構を用いることにより、支柱の軸方向、例えば、支柱が地面に垂直に立てられる場合、ミラーの正面からみて上下方向に、ミラーの位置を調整することができる。
前述の水平軸の回動と垂直軸の回動を組み合わせた角度調整部と、上記のスライド機構により、ミラーの姿勢を、ミラーの正面からみて、上下スライド、左右回転、前後回転の3軸姿勢の制御が行える。
In the above-described mirror adjustment jig, it is preferable that the front surface of the mirror is covered with a light shielding member for adjusting the mirror area. This is because by providing the light shielding member, it is possible to easily adjust the size and shape of the mirror arbitrarily. As the light shielding member, a light shielding seal adhered to the mirror surface can be suitably used.
In the above-described mirror adjustment jig, it is preferable that a slide mechanism that can slide in the axial direction of the support column is further provided between the angle adjustment unit and the arm. By using this slide mechanism, the position of the mirror can be adjusted in the up-down direction when viewed from the front of the mirror when the column is erected perpendicularly to the ground, for example, when the column is erected vertically.
With the angle adjustment unit that combines the rotation of the horizontal axis and the rotation of the vertical axis and the slide mechanism described above, the mirror attitude can be viewed from the front of the mirror in the three-axis attitude of up / down slide, left / right rotation, and front / rear rotation. Can be controlled.
次に、自然構造物や人工構造物の状態監視を低コストで効果的に行えるために発案した本発明の構造物変状検知システムについて説明する。
本発明の構造物変状検知システムは、発光手段を備えたターゲットと、ミラーと、該ミラーを支持・調整するミラー調整治具を備え、発光手段から照射された光が、ミラーに反射し、観測点に到達するか否か、また到達した場合の到達した光の色により、構造物の変状を検知するシステムである。
Next, the structure deformation detection system of the present invention, which has been invented to effectively monitor the state of natural structures and artificial structures at low cost, will be described.
The structural deformation detection system of the present invention includes a target including a light emitting unit, a mirror, and a mirror adjustment jig for supporting and adjusting the mirror, and light emitted from the light emitting unit is reflected on the mirror, This is a system that detects the deformation of the structure based on whether or not the observation point is reached and the color of the light that has arrived.
光を利用した構造物変状検知システムは、上述の特許文献1において開示されるように、発明者によって既に開発されている。しかしながら、実際には一部の場合において、視覚的な情報公開を限定的に行う必要がある場合がある。かかる目的に合致する極めて低コストのシステムが、本発明の構造物変状検知システムである。
すなわち、本発明の構造物変状検知システムによれば、例えば、施主やオーナーの意向により、構造物の変状の程度を特定作業員だけに効果的に把握させたい場合に、光とミラーを利用して、低コストでの構造物の状態変化をモニタリングすることが可能になる。
ここで、上記の本発明の構造物変状検知システムにおいて、発光手段を備えたターゲットとは、発光手段そのもの自体がターゲットとなるものや、ターゲットに発光手段の光が照射されるものが含まれる意味で用いている。発光手段を備えたターゲットには、発光ダイオード(LED)で構成された発光パネル自体や、色彩のある看板の傍にサーチライトや蛍光灯を用いて色彩を照らし明るくさせたものが例示される。
The structure deformation detection system using light has already been developed by the inventor as disclosed in Patent Document 1 described above. However, in some cases, in some cases, it may be necessary to perform limited visual information disclosure. An extremely low-cost system that meets this purpose is the structural deformation detection system of the present invention.
That is, according to the structural deformation detection system of the present invention, for example, when the owner or the owner intends to allow only a specific worker to effectively grasp the degree of structural deformation, the light and mirror are used. It is possible to monitor the change in the state of the structure at low cost.
Here, in the structure deformation detection system of the present invention described above, the target provided with the light emitting means includes those in which the light emitting means itself is the target and those in which the light of the light emitting means is irradiated to the target. Used in meaning. Examples of the target provided with the light emitting means include a light emitting panel itself composed of light emitting diodes (LEDs), and a light source that is illuminated and brightened by using a searchlight or a fluorescent lamp near a colored signboard.
また、上記の本発明の構造物変状検知システムにおけるミラー調整治具は、ミラーのミラー面が直交する補助ミラーを備えており、その補助ミラーはミラーの上部あるいは下部の位置に配置されることが好ましい。かかる構成により、ミラーと補助ミラーの交差する箇所から直接見える光源の形状と補助ミラーに反射して見える観測点の映像を用いて、ミラーの角度調整を効率的に大まかに行うことが可能である。
また、ミラー調整治具は、構造物に埋設もしくは固設する支柱を、外的な力を加えて弾性変形させることにより、ミラー角度の微調整を行うことができる。外的な力とは、おもりなどを支柱に取り付けることにより生じる鉛直下向き、もしくは滑車を利用することで得られる水平方向の力が生み出す力のモーメントである。支柱を外的な力を加えて弾性変形させるとは、例えば、垂直に立てた剛性のある棒に水平な枝が設けられ、かかる枝におもりを吊り下げて、その力を鉛直下向きに直接伝えること、もしくは滑車を通して水平方向に伝えることで得られる力のモーメントを生み出すことにより、垂直な棒に曲げによる弾性変形、もしくはねじりによる弾性回転変形を発生させることをいう。
The mirror adjustment jig in the structural deformation detection system of the present invention includes an auxiliary mirror in which the mirror surfaces of the mirror are orthogonal, and the auxiliary mirror is disposed at the upper or lower position of the mirror. Is preferred. With such a configuration, it is possible to efficiently and roughly adjust the angle of the mirror using the shape of the light source that can be directly seen from the intersection of the mirror and the auxiliary mirror and the image of the observation point that is reflected by the auxiliary mirror. .
Further, the mirror adjustment jig can finely adjust the mirror angle by elastically deforming a pillar embedded or fixed in a structure by applying an external force. The external force is a moment of force generated by a vertically downward force generated by attaching a weight or the like to a column or a horizontal force obtained by using a pulley. For example, when a strut is elastically deformed by applying an external force, a horizontal branch is provided on a rigid bar that stands vertically, and a weight is suspended from the branch, and the force is transmitted directly vertically downward. In other words, by generating a moment of force obtained by transmitting in a horizontal direction through a pulley, the vertical rod is caused to undergo elastic deformation by bending or elastic rotational deformation by torsion.
また、上記の本発明の構造物変状検知システムにおける発光手段は、常時点灯状態および点滅状態を切り替えできることが好ましい。点滅状態に切り替えできることにより、観測点においてターゲットの把握が容易になる。また、点滅状態に切り替えできることにより、観測点ならびにターゲット地点においてミラーを備え付けた構造物の状態変化の把握が容易になる。 Moreover, it is preferable that the light emission means in the structure deformation detection system of the present invention described above can be switched between a constantly lit state and a blinking state. Being able to switch to the blinking state makes it easier to grasp the target at the observation point. In addition, since it can be switched to the blinking state, it becomes easy to grasp the state change of the structure provided with the mirror at the observation point and the target point.
また、上記の本発明の構造物変状検知システムにおける発光手段は複数の異なる色の光源で構成され各光源が同心円周上に配置されたことが好ましい。あるいは、上記の本発明の構造物変状検知システムにおけるターゲットは異なる色彩で同心円状に模様が描かれ該模様に発光手段の光が照射されたことが好ましい。これにより、観測点においてミラーを備え付けた構造物のその点における変状(主に傾斜を意味する)の方向の把握が可能となる。 Moreover, it is preferable that the light emission means in the structural deformation detection system of the present invention is composed of a plurality of light sources of different colors, and each light source is arranged on a concentric circle. Alternatively, it is preferable that the target in the above-described structural deformation detection system of the present invention has a concentric pattern drawn in different colors and the pattern is irradiated with light from the light emitting means. As a result, it is possible to grasp the direction of deformation (mainly meaning inclination) of the structure provided with the mirror at the observation point.
また、上記の本発明の構造物変状検知システムにおける発光手段は複数の象限に色分けされたパネル光源で構成されたことが好ましい。あるいは、上記の本発明の構造物変状検知システムにおけるターゲットは異なる色彩で象限に色分けされ該象限に発光手段の光が照射されたことが好ましい。これにより、観測点においてミラーを備え付けた構造物の変状の方向の把握が可能となる。 Moreover, it is preferable that the light emission means in the structural deformation detection system of the present invention is configured by a panel light source that is color-coded into a plurality of quadrants. Alternatively, it is preferable that the target in the structural deformation detection system of the present invention described above is color-coded into quadrants with different colors and the light of the light emitting means is irradiated onto the quadrants. This makes it possible to grasp the direction of deformation of the structure equipped with the mirror at the observation point.
また、上記の本発明の構造物変状検知システムにおいて、ミラーを支持・調整するミラー調整治具とは、構造物にミラーを調整し固定できるもので、例えば、上述した本発明のミラー調整治具を好適に用いることができる。 In the structure deformation detection system of the present invention described above, the mirror adjustment jig for supporting and adjusting the mirror can adjust and fix the mirror to the structure. For example, the mirror adjustment jig of the present invention described above can be fixed. A tool can be used suitably.
また、上記の本発明の構造物変状検知システムにおいて、観測点に受光手段を設け、所定間隔内に受光しない場合にアラームを出力することが好ましい。これにより、観測点において構造物の状態変化の把握が容易になる。すなわち、所定間隔内に受光しない場合、ミラーを備え付けた構造物に変位が生じたと認識し、自動的にアラームを発生する。ここで、アラームは、音告知や外部へのアラーム信号出力を意味する。 In the structural deformation detection system of the present invention, it is preferable that a light receiving means is provided at the observation point and an alarm is output when no light is received within a predetermined interval. Thereby, it becomes easy to grasp the state change of the structure at the observation point. That is, when light is not received within a predetermined interval, it is recognized that a displacement has occurred in a structure equipped with a mirror, and an alarm is automatically generated. Here, the alarm means sound notification or alarm signal output to the outside.
また、上記の本発明の構造物変状検知システムにおいて、観測点に異なる色波長の受光手段を設け、特定の色波長の光を受光した場合に、受光した色波長に応じたアラームを出力することが更に好ましい。これにより、ターゲットの色(受光の波長)でアラームをレベル分けすることが可能になる。 In the structural deformation detection system of the present invention, a light receiving unit having a different color wavelength is provided at the observation point, and an alarm corresponding to the received color wavelength is output when light of a specific color wavelength is received. More preferably. This makes it possible to classify alarms according to the target color (light reception wavelength).
また、上記の本発明の構造物変状検知システムにおいて、観測点にカメラ手段と通信手段を設け、観測点におけるミラーに映る画像を遠隔地でモニタリングできることが更に好ましい。これにより、発光するターゲットをカメラで捕らえ、ミラーを備え付けた構造物の変状を遠隔監視するシステムを構築できる。 In the structure deformation detection system of the present invention described above, it is further preferable that camera means and communication means are provided at the observation point so that an image reflected on the mirror at the observation point can be monitored at a remote place. As a result, it is possible to construct a system that captures a target that emits light with a camera and remotely monitors the deformation of a structure equipped with a mirror.
また、上記の本発明の構造物変状検知システムにおいて、ターゲットの配設地点と観測点を平面図上で同一地点とすることが更に好ましい。ターゲットの配設地点と観測点を同一地点とすることにより、ミラーの姿勢調整が容易となる。すなわち、ターゲットの配設地点と観測点が同じであるため、ミラーの設置地点とターゲットの配設地点を結ぶ直線を鏡軸上に合わせることにより、ミラーの角度を調整できる。また、ターゲットと観測器を一体化できる利点もある。 In the structure deformation detection system of the present invention, it is more preferable that the target placement point and the observation point are the same point on the plan view. By setting the target placement point and the observation point as the same point, the mirror posture can be easily adjusted. That is, since the target installation point and the observation point are the same, the angle of the mirror can be adjusted by aligning a straight line connecting the mirror installation point and the target installation point on the mirror axis. There is also an advantage that the target and the observation device can be integrated.
また、上記の本発明の構造物変状検知システムにおいて、ミラーおよびミラー調整治具を複数セットとし、変状モニタリング対象の構造物の複数の地点にミラーおよびミラー調整治具を取り付け、発光手段の照射光が各々のミラーに反射し観測点に到達するように各々のミラーの姿勢を予め調整し、発光手段の照射光が各ミラーに反射し観測点に到達するか否か、若しくは、到達した場合に到達した光の色を判定することにより、構造物の変状を検知することが好ましい。これにより、構造物が渓谷の側道の斜面やダムなど広範囲におよぶものの場合に、複数個所にミラーを据え付けて広範囲を監視する。
ここで、構造物は複数であってもかまわない。また、観測点は複数であってもよい。
In the structural deformation detection system of the present invention, a plurality of mirrors and mirror adjustment jigs are set, and the mirrors and mirror adjustment jigs are attached to a plurality of points of the structural object to be monitored for deformation. The attitude of each mirror is adjusted in advance so that the irradiation light is reflected on each mirror and reaches the observation point, and whether or not the irradiation light of the light emitting means is reflected on each mirror and reaches the observation point. It is preferable to detect the deformation of the structure by determining the color of the light reaching the case. As a result, when the structure covers a wide area such as a slope or a dam on the side road of the valley, mirrors are installed at a plurality of locations to monitor the wide area.
Here, there may be a plurality of structures. There may be a plurality of observation points.
次に、自然構造物や人工構造物の状態監視を低コストで効果的に行えるために発案した本発明の構造物変状検知方法について説明する。
本発明の構造物変状検知方法は、発光手段を備えたターゲットを不動領域に設け、変状モニタリング対象の構造物にミラーを取り付け、発光手段の照射光が前記ミラーに反射し観測点に到達するようにミラーの姿勢を予め調整し、発光手段の照射光がミラーに反射し観測点に到達するか否か、若しくは、到達した場合に到達した光の色を判定することにより、構造物の変状を検知する。
かかる方法によれば、構造物の変状の程度を特定作業員だけに効果的に把握させたい場合に、光とミラーを利用して、低コストでの構造物の状態変化をモニタリングすることが可能になる。
Next, the structure deformation detection method of the present invention, which has been invented in order to effectively monitor the state of natural structures and artificial structures at low cost, will be described.
In the structure deformation detection method of the present invention, a target having a light emitting means is provided in a non-moving region, a mirror is attached to the structure to be monitored for deformation, and light emitted from the light emitting means is reflected by the mirror and reaches the observation point. The orientation of the mirror is adjusted in advance so that the irradiation light of the light emitting means is reflected on the mirror and reaches the observation point, or the color of the light that reaches the observation point is determined. Detect deformation.
According to this method, it is possible to monitor the state change of the structure at low cost by using light and a mirror when only a specific worker wants to effectively grasp the degree of deformation of the structure. It becomes possible.
また、上記の本発明の構造物変状検知方法における発光手段は、常時点灯状態および点滅状態を切り替えできることが好ましい。点滅状態に切り替えできることにより、観測点においてターゲットの把握が容易になる。また、点滅状態に切り替えできることにより、観測点ならびにターゲット地点においてミラーを備え付けた構造物の状態変化の把握が容易になる。 Moreover, it is preferable that the light emission means in the structure deformation detection method of the present invention described above can switch between a constantly lit state and a blinking state. Being able to switch to the blinking state makes it easier to grasp the target at the observation point. In addition, since it can be switched to the blinking state, it becomes easy to grasp the state change of the structure provided with the mirror at the observation point and the target point.
また、上記の本発明の構造物変状検知方法における発光手段は複数の異なる色の光源で構成され各光源が同心円周上に配置されたことが好ましい。あるいは、上記の本発明の構造物変状検知方法におけるターゲットは異なる色彩で同心円状に模様が描かれ該模様に発光手段の光が照射されたことが好ましい。これにより、観測点においてミラーを備え付けた構造物の変位の方向の把握が可能となる。 Moreover, it is preferable that the light emission means in the structure deformation | transformation detection method of said invention is comprised with the light source of several different colors, and each light source is arrange | positioned on the concentric periphery. Alternatively, it is preferable that the target in the above-described structural deformation detection method of the present invention has a concentric pattern drawn in different colors and is irradiated with light from the light emitting means. This makes it possible to grasp the direction of displacement of the structure equipped with the mirror at the observation point.
また、上記の本発明の構造物変状検知方法における発光手段は複数の象限に色分けされたパネル光源で構成されたことが好ましい。あるいは、上記の本発明の構造物変状検知方法におけるターゲットは異なる色彩で象限に色分けされ該象限に発光手段の光が照射されたことが好ましい。これにより、観測点においてミラーを備え付けた構造物の変位の方向の把握が可能となる。 Moreover, it is preferable that the light-emitting means in the structure deformation detection method of the present invention is composed of panel light sources that are color-coded into a plurality of quadrants. Alternatively, it is preferable that the target in the structure deformation detection method of the present invention described above is color-coded into quadrants with different colors and the light of the light emitting means is irradiated to the quadrants. This makes it possible to grasp the direction of displacement of the structure equipped with the mirror at the observation point.
また、上記の本発明の構造物変状検知方法において、ターゲットの配設地点と観測点を平面図上で同一地点とすることが更に好ましい。ターゲットの配設地点と観測点を同一地点とすることにより、ミラーの姿勢調整が容易となる。すなわち、ターゲットの配設地点と観測点が同じであるため、ミラーの設置地点とターゲットの配設地点を結ぶ直線を鏡軸上に合わせることにより、ミラーの角度を調整できる。また、ターゲットと観測器を一体化できる利点もある。 In the structural deformation detection method of the present invention described above, it is more preferable that the target disposition point and the observation point are the same point on the plan view. By setting the target placement point and the observation point as the same point, the mirror posture can be easily adjusted. That is, since the target installation point and the observation point are the same, the angle of the mirror can be adjusted by aligning a straight line connecting the mirror installation point and the target installation point on the mirror axis. There is also an advantage that the target and the observation device can be integrated.
また、上記の本発明の構造物変状検知方法において、ミラーおよびミラー調整治具を複数セットとし、変状モニタリング対象の構造物の複数の地点にミラーおよびミラー調整治具を取り付け、発光手段の照射光が各々のミラーに反射し観測点に到達するように各々のミラーの姿勢を予め調整し、発光手段の照射光が各ミラーに反射し観測点に到達するか否か、若しくは、到達した場合に到達した光の色を判定することにより、構造物の変状を検知することが好ましい。これにより、構造物が渓谷の側道の斜面やダムなど広範囲におよぶものの場合に、複数個所にミラーを据え付けて広範囲を監視する。
ここで、構造物は複数であってもかまわない。また、観測点は複数であってもよい。
In the structure deformation detection method of the present invention described above, a plurality of mirrors and mirror adjustment jigs are set, and the mirrors and mirror adjustment jigs are attached to a plurality of points of the structure to be monitored for deformation. The attitude of each mirror is adjusted in advance so that the irradiation light is reflected on each mirror and reaches the observation point, and whether or not the irradiation light of the light emitting means is reflected on each mirror and reaches the observation point. It is preferable to detect the deformation of the structure by determining the color of the light reaching the case. As a result, when the structure covers a wide area such as a slope or a dam on the side road of the valley, mirrors are installed at a plurality of locations to monitor the wide area.
Here, there may be a plurality of structures. There may be a plurality of observation points.
本発明の構造物変状検知システムならびに構造物変状検知方法によれば、自然構造物や人工構造物の状態監視を低コストで効果的に行える。
また、本発明のミラー調整治具によれば、構造物に備え付けるミラーを目的位置に高精度で角度調整および固定できる。
According to the structure change detection system and the structure change detection method of the present invention, it is possible to effectively monitor the state of a natural structure or an artificial structure at a low cost.
Further, according to the mirror adjusting jig of the present invention, the angle of the mirror provided to the structure can be adjusted and fixed at the target position with high accuracy.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The scope of the present invention is not limited to the following examples and illustrated examples, and many changes and modifications can be made.
先ず、本発明の構造物変状検知システムならびに構造物変状検知方法の基本コンセプトについて説明する。
図1は、本発明の構造物変状検知システムならびに構造物変状検知方法の基本要素を示している。基本要素は、ミラー1と、ミラー1を支持・調整するミラー調整治具2と、発光手段を備えたターゲット3と、観測点4である。発光手段を備えたターゲット3には、発光手段そのもの自体がターゲットとなるものや、ターゲットに発光手段の光が照射されるものがある。
First, the basic concept of the structure change detection system and the structure change detection method of the present invention will be described.
FIG. 1 shows the basic elements of a structure change detection system and structure change detection method of the present invention. The basic elements are a mirror 1, a mirror adjusting jig 2 that supports and adjusts the mirror 1, a target 3 having a light emitting means, and an observation point 4. Among the targets 3 provided with the light emitting means, there are those where the light emitting means itself is the target, and those where the light of the light emitting means is irradiated to the target.
図1では、発光手段の光が四方八方に放出され、ミラー1に向かって照射された光(矢印5)は、ミラー1に反射して、ミラー1による反射光が観測点4に到達する(矢印6)。
ここで、発光手段は、発光ダイオード(LED)、レーザーダイオード(LD)、固体レーザー発振器などのレーザー、サーチライト、蛍光灯などが用いられる。発光手段を備えたターゲットは、具体的には、発光ダイオード(LED)で構成された発光パネル自体や、色彩のある看板の傍にサーチライトや蛍光灯を用いて色彩を照らし明るくさせたものである。色彩のある看板の傍にサーチライトや蛍光灯を用いて色彩を照らし明るくさせたものをターゲットとすることで、ターゲットが大型化した場合のコスト削減を図ることができる。
In FIG. 1, the light from the light emitting means is emitted in all directions, and the light (arrow 5) irradiated toward the mirror 1 is reflected by the mirror 1, and the reflected light from the mirror 1 reaches the observation point 4 ( Arrow 6).
Here, as the light emitting means, a light emitting diode (LED), a laser diode (LD), a laser such as a solid laser oscillator, a search light, a fluorescent lamp, or the like is used. Specifically, the target equipped with the light emitting means is a light emitting panel itself composed of light emitting diodes (LEDs) or a light that is brightened by using a searchlight or a fluorescent lamp near a colored signboard. is there. By using a search light or fluorescent lamp next to a colored signboard to illuminate and brighten the color, it is possible to reduce costs when the target is enlarged.
図2〜4は、本発明の構造物変状検知システムならびに構造物変状検知方法の基本コンセプトを説明するための模式図を示している。
図2において、観測点4から距離d1にミラー1の中心(Xm,Ym)を配置することとし、そこからターゲット3の中心までの距離をd2とする。図において、縦線より左側がオープンスペース(Open space)で、縦線上にターゲット3および観測点4が配置されている。
2-4 has shown the schematic diagram for demonstrating the basic concept of the structure change detection system of this invention, and a structure change detection method.
In FIG. 2, the center (Xm, Ym) of the mirror 1 is arranged at a distance d1 from the observation point 4, and the distance from the center to the center of the target 3 is d2. In the figure, the left side of the vertical line is an open space, and the target 3 and the observation point 4 are arranged on the vertical line.
図3は、ミラー1と、ミラーに映る領域を示している。ミラー1は、所定の幅Sを有している。観測点4から見て、ターゲット3が映っている状態を初期状態とする。ターゲット3は、ミラー1に映っているターゲット領域(TaからTbまで)の中央付近にあるものとする。なお、図3や図4の中の線は、観測点4からミラー1の両端を経て、視線が縦線のどこを捉えているかを示すものである。 FIG. 3 shows the mirror 1 and the area reflected on the mirror. The mirror 1 has a predetermined width S. A state in which the target 3 is seen as viewed from the observation point 4 is an initial state. It is assumed that the target 3 is in the vicinity of the center of the target area (from Ta to Tb) reflected on the mirror 1. The lines in FIGS. 3 and 4 indicate where the line of sight is captured from the observation point 4 through both ends of the mirror 1.
図3において、ミラー1が山の斜面やダムなどの構造物に固定されていて、その固定箇所に傾きθmが生じた場合を考える。その場合、不動領域にある観測点4にいる者にとって、ミラー1に映っている場所が変化することになる。
図4は、θmが一定の大きさになり、図3の初期状態では観測されていたターゲット3が観測されなくなっている状態を示している。
以上、説明した原理を用いると、発光手段と観測点4の場所を不動領域に設置することを条件に、低コストの構造物の変状をモニタリングするシステムや方法が簡易に実施できることになる。
In FIG. 3, a case is considered in which the mirror 1 is fixed to a structure such as a mountain slope or a dam, and an inclination θm is generated at the fixed portion. In that case, the place reflected in the mirror 1 changes for those who are at the observation point 4 in the immobile area.
FIG. 4 shows a state where θm has a constant magnitude and the target 3 that has been observed in the initial state of FIG. 3 is no longer observed.
By using the principle described above, a system and method for monitoring the deformation of a low-cost structure can be easily implemented on the condition that the light emitting means and the observation point 4 are installed in the immovable region.
構造物の変状をモニタリングの手順は、以下のステップ1〜4である。
(ステップ1)発光手段を備えたターゲットを不動領域に設ける。
(ステップ2)変状モニタリング対象の構造物にミラーを取り付ける。
この場合、1箇所でなくとも、複数個所に取り付けることで、各所で変状をモニタリングすることが可能となる。
(ステップ3)指定された観測点において、発光手段の照射光がミラーに反射し観測点に到達するように、ミラーの姿勢を調整する。すなわち、すべてのミラーにターゲットが映るようにそれぞれのミラーの方向を調整する。調整する際に用いる治具は、1台だけあればよく、1か所に設置した後、それを次々と別の場所での設置に用いることとする。
(ステップ4)発光手段の照射光がミラーに反射し観測点に到達するか否か、若しくは、到達した場合に到達した光の色を判定することにより、構造物の変状を検知できる。すなわち、観測点に再び立ち、ミラーにターゲットが映っていないことが確認されれば、ミラーを取り付けた箇所に一定値以上の角度変化が生じたことが視覚的に確認できるのである。
The procedure for monitoring the deformation of the structure is the following steps 1 to 4.
(Step 1) A target having a light emitting means is provided in the immovable region.
(Step 2) A mirror is attached to the structure to be monitored for deformation.
In this case, even if it is not one place, it is possible to monitor deformation at each place by attaching it to a plurality of places.
(Step 3) At the designated observation point, the mirror posture is adjusted so that the irradiation light of the light emitting means is reflected by the mirror and reaches the observation point. That is, the direction of each mirror is adjusted so that the target is reflected on all mirrors. Only one jig is required for adjustment, and after installation in one place, it is used for installation in different places one after another.
(Step 4) The deformation of the structure can be detected by determining whether or not the light emitted from the light emitting means is reflected by the mirror and reaches the observation point, or by determining the color of the light that has reached the observation point. That is, if it stands again at the observation point and it is confirmed that the target is not reflected on the mirror, it can be visually confirmed that an angle change of a certain value or more has occurred at the location where the mirror is attached.
図5は、任意点に置かれたミラーの中心を通る視線を幾何学的に示す図である。図5において、観測点を原点(0,0)と仮定し、任意点(x,y)において鉛直から時計回りにθmの角度を有するミラーを設置する。この時、観測点からミラーの中心を見た場合、ターゲット(xt、yt)が観測されているとする。この時、幾何学的関係から、ターゲットポイントのy座標ytは以下数式で与えられる。 FIG. 5 is a diagram geometrically showing a line of sight passing through the center of a mirror placed at an arbitrary point. In FIG. 5, the observation point is assumed to be the origin (0, 0), and a mirror having an angle of θm is installed clockwise from the vertical at an arbitrary point (x, y). At this time, when the center of the mirror is viewed from the observation point, it is assumed that the target (x t , y t ) is observed. In this case, the geometric relationship, y coordinates y t of the target point is given by the following equation.
(数1)
yt = ym−(xt−xm)tan(θm−(π/2−β))・・・(式1)
(Equation 1)
y t = y m − (x t −x m ) tan (θm− (π / 2−β)) (Expression 1)
上記数式1の関係を利用して、観測点からミラーの左端および右端を通ってターゲットライン(x=xt)に到達するポイントTaおよびTbを求める。
図6は、ミラーの両端を通る視線を幾何学的に示す図である。図6において、原点を観測点とし、長さ40mmのミラーを、ミラー中心が位置(−20m,10m)になるように配置する。この時、観測点からミラーを観測すると、ターゲットライン上のTaからTbまでの範囲(長さ120mm)が観測されることになる。
Using the relationship of Equation 1, the points Ta and Tb that reach the target line (x = x t ) from the observation point through the left and right ends of the mirror are obtained.
FIG. 6 is a diagram geometrically showing a line of sight passing through both ends of the mirror. In FIG. 6, a mirror having a length of 40 mm with the origin as the observation point is arranged so that the center of the mirror is at a position (−20 m, 10 m). At this time, when the mirror is observed from the observation point, a range (length 120 mm) from Ta to Tb on the target line is observed.
この状態から、ミラーに対して、時計回りの回転を0.04°まで与えたとき、ミラーが捉えるx=20mでのターゲットゾーンを図7のグラフに示す。図7のグラフにおいて、横軸はミラーの回転角度を示しており、縦軸はミラーに映る範囲(図6におけるTaとTbの間の範囲)のY座標を示す。
幅10mm程度の大きさのターゲットを準備し、ターゲットが鏡の中心に映るように最初の設定を行う。その後、ミラーの回転角が増えてくるにつれて、ターゲットゾーンはその幅をほぼ一定に保ったまま、図7のグラフで下側にシフトする。この時、観測点では、図8に示すように、ターゲットがミラーの中で次第に右側にずれてゆくことが観測できることになる。ここで、図8(a)は初期状態でミラーの中心にターゲットが映し出されている状態である。また、図8(b)はミラーの回転角が0.04°程度になった状態である。図8(a)(b)に示すように、ミラーの回転によって映し出されるゾーンがシフトし、ミラーの回転角が0.04°程度になった時点で、幅10mmのターゲットが全て、ミラーのターゲットゾーンから外れるため、観測点においてミラーに映っていたターゲットが観測できなくなる。この時点で、ミラーが設置されている箇所において、どちらかの方向に0.04°の回転があったことが視覚的に確認できることになる。ここで、どちらかの方向というのは、ミラーの回転が時計回りであっても、その逆であってもほぼ同じ回転角度で光源が見えなくなることを意味する。
FIG. 7 shows the target zone at x = 20 m captured by the mirror when the clockwise rotation is applied to the mirror from this state to 0.04 °. In the graph of FIG. 7, the horizontal axis indicates the rotation angle of the mirror, and the vertical axis indicates the Y coordinate of the range reflected by the mirror (the range between Ta and Tb in FIG. 6).
A target having a width of about 10 mm is prepared, and initial setting is performed so that the target is reflected at the center of the mirror. Thereafter, as the rotation angle of the mirror increases, the target zone shifts downward in the graph of FIG. 7 while keeping its width substantially constant. At this time, at the observation point, as shown in FIG. 8, it can be observed that the target gradually shifts to the right side in the mirror. Here, FIG. 8A shows a state in which the target is projected at the center of the mirror in the initial state. FIG. 8B shows a state where the rotation angle of the mirror is about 0.04 °. As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), when the zone projected by the rotation of the mirror shifts and the rotation angle of the mirror reaches about 0.04 °, all the targets having a width of 10 mm are all mirror targets. Since it is out of the zone, the target reflected on the mirror at the observation point cannot be observed. At this point, it can be visually confirmed that there is a rotation of 0.04 ° in either direction at the location where the mirror is installed. Here, either direction means that the light source cannot be seen at substantially the same rotation angle whether the mirror rotates clockwise or vice versa.
ミラーのサイズ,ターゲットとの距離,ミラーに映る範囲(ミラーで反射される範囲)から、ミラーが取り付けられた構造物の状変の変位精度について示す。図9に示すように、大きさ(例えば、ミラーが円形のものでは、直径)Sのミラーを観測点から距離d1に配置し、そのミラーから更にd2離れた場所のS’の領域が映っている状態を想定する。図9では、幾何学的関係を明確にするために、反射ではなく投影させるという形で図示する。 From the size of the mirror, the distance to the target, and the range reflected by the mirror (the range reflected by the mirror), the displacement accuracy of the deformation of the structure to which the mirror is attached is shown. As shown in FIG. 9, a mirror having a size (for example, a diameter when the mirror is circular) S is arranged at a distance d1 from the observation point, and a region S 'further away from the mirror by d2 is reflected. Assuming that In FIG. 9, in order to clarify the geometric relationship, it is illustrated in the form of projection instead of reflection.
図10に、ミラーの回転による視線のずれ(すなわち、ミラーに映るポイントのずれ)を図示する。観測点4からは最初にAが見えていたが、ミラー1がαだけ回転した後は見えるポイントはA´となる。この時、ミラー1の中心からターゲットに至る視線のラインは、当初のラインから2αだけ回転することになる。この幾何学的関係から、以下の関係式を導くことができる。 FIG. 10 illustrates a line-of-sight shift (that is, a point shift reflected in the mirror) due to the rotation of the mirror. Although A was initially visible from the observation point 4, the point that can be seen after the mirror 1 is rotated by α is A ′. At this time, the line of sight from the center of the mirror 1 to the target rotates by 2α from the original line. From this geometric relation, the following relational expression can be derived.
(数2)
S = 2tan(2α)d1d2/(d1+d2) ・・・(式2)
(Equation 2)
S = 2 tan (2α) d 1 d 2 / (d 1 + d 2 ) (Formula 2)
上記数式2において、Sは、ミラーの直径,αはミラーの回転角度、d1は観測点からミラーの中心までの距離、d2はミラーの中心から最初に見えていたポイントまでの距離である。
上記数式2を用いると、観測点からミラーの中心位置までの距離と、ミラーからターゲットまでの距離を把握した上で、要求される精度を達成するためのミラーの大きさSを決定できる、ここで、要求される精度とは、ミラーが何度回転したらターゲットがミラーで観測できなくなるか、あるいは、ターゲットの色や形を細工することでミラーが何度回転したらミラーに映るターゲットの色や形が変わるのか、ということである。
In Equation 2, S is the diameter of the mirror, α is the rotation angle of the mirror, d 1 is the distance from the observation point to the center of the mirror, and d 2 is the distance from the center of the mirror to the point first seen. .
Using Equation 2, the distance S from the observation point to the center position of the mirror and the distance from the mirror to the target can be determined, and the size S of the mirror for achieving the required accuracy can be determined. Therefore, the required accuracy is that the target cannot be observed with the mirror after the mirror is rotated many times, or the target color or shape that appears on the mirror when the mirror is rotated many times by crafting the target color or shape. Is that changing?
図11に、ミラーの回転角が0.01°の場合に光が反射しなくなるためのミラーの大きさを算出するグラフを示す。ここで横軸はミラーとターゲットの距離d2を示し、縦軸はミラーの大きさSを示している。グラフは、ミラーと観測点との距離d1を10,50,100,200,300,400(m)とした場合をプロットしている。例えば、観測点から鏡までの距離d1を200mとし、ミラーからターゲットまでの距離d2を150mと想定した場合、ミラーの大きさ(直径)Sが約60mmの鏡を使用することで、回転角0.01°を判定できる高精度センサを構築できることがわかるのである。 FIG. 11 shows a graph for calculating the size of the mirror for preventing light from being reflected when the rotation angle of the mirror is 0.01 °. Here, the horizontal axis indicates the distance d2 between the mirror and the target, and the vertical axis indicates the size S of the mirror. The graph plots the case where the distance d1 between the mirror and the observation point is 10, 50, 100, 200, 300, 400 (m). For example, assuming that the distance d1 from the observation point to the mirror is 200 m and the distance d2 from the mirror to the target is 150 m, using a mirror with a mirror size (diameter) S of about 60 mm, the rotation angle is 0. It can be seen that a high-precision sensor capable of determining .01 ° can be constructed.
また、ミラーの回転が進んでゆく段階に応じて、ミラーに映る光の色を変えると、ミラー設置個所に生じる変状の度合いを段階的に捕らえることができる。
図12に、複数の色彩の光源からなるターゲットの一例を示している。ここでは、ミラーの回転軸が安定し、ミラーに映るターゲットゾーンが一方向のみに移動していく場合を想定する。図12において、Z20がミラーに映るターゲットゾーンであり、L1,L2,L3は3つの異なる色彩の光源である。今、光源L1の色を緑色、光源L2の色を黄色、光源L3の色を赤色とする。
図13に示すように、初期設定としてミラーに映るゾーンの中心に緑の光源L1を配置する(図13(a)の状態)。ミラーの回転が生じると、ゾーンが移動するためミラーに映る光の色が光源L2の色の黄色に変化する(図13(b)の状態)。更に、ミラーの回転が生じると、ゾーンが更に移動するためミラーに映る光の色が光源L3の色の赤に変化する(図13(c)の状態)。このように、緑,黄色,赤と段階的に変化するシステムを構築することができる。
In addition, if the color of the light reflected on the mirror is changed according to the stage of the rotation of the mirror, the degree of deformation occurring at the mirror installation location can be captured in stages.
FIG. 12 shows an example of a target composed of light sources of a plurality of colors. Here, it is assumed that the rotation axis of the mirror is stable and the target zone reflected on the mirror moves only in one direction. 12, a target zone Z 20 is reflected in a mirror, L1, L2, L3 are three different colors of light sources. Now, the color of the light source L1 is green, the color of the light source L2 is yellow, and the color of the light source L3 is red.
As shown in FIG. 13, as a default setting, a green light source L1 is arranged at the center of the zone reflected on the mirror (state of FIG. 13A). When the mirror rotates, the zone moves, so that the color of the light reflected on the mirror changes to the yellow color of the light source L2 (state shown in FIG. 13B). Further, when the mirror is rotated, the zone further moves, so that the color of the light reflected on the mirror changes to the red color of the light source L3 (state shown in FIG. 13C). In this way, it is possible to construct a system that changes in steps of green, yellow, and red.
一般的に、構造物に取り付けたミラーの回転軸は予め予測することは困難である。
そのため、ミラーの回転の方向が任意であっても、その程度を表現できるために、ターゲットとなる光源の配置パターンに工夫を施す。図14は、ミラーの初期設定位置からの回転方向に依存せず、回転角の絶対値として捕らえることができる光源の配置の一例を示したものである。図14に示すように、複数の光源を用いて直径のことなる複数の円形光源(31,32,33)を構築する。直径が異なるものは、異なる色の光源にする。これを円形のミラーで映し出すようにする。図14の円形40は、円形のミラーが映しているゾーンを示している。ここで、例えば、円形光源31の色は緑色、円形光源32の色は黄色、円形光源33の色は赤色のパターンとする。
図15に示すように、このパターンでは、初期設定を緑色とし,段階的に黄色(図15(a)の状態)、赤色(図15(b)の状態)とミラーに映る光の色を制御できることがわかる。
In general, it is difficult to predict in advance the rotation axis of a mirror attached to a structure.
Therefore, even if the direction of rotation of the mirror is arbitrary, the degree can be expressed, so that the arrangement pattern of the target light source is devised. FIG. 14 shows an example of the arrangement of light sources that can be captured as an absolute value of the rotation angle without depending on the rotation direction from the initial setting position of the mirror. As shown in FIG. 14, a plurality of circular light sources (31, 32, 33) having different diameters are constructed using a plurality of light sources. Different light sources with different diameters. Project this with a circular mirror. A circle 40 in FIG. 14 indicates a zone in which a circular mirror is reflected. Here, for example, the circular light source 31 has a green color, the circular light source 32 has a yellow color, and the circular light source 33 has a red color.
As shown in FIG. 15, in this pattern, the initial setting is green, and the color of the light reflected on the mirror is controlled stepwise in yellow (state in FIG. 15 (a)), red (state in FIG. 15 (b)). I understand that I can do it.
また、光源の設定やミラーの形状は目的に応じて自由に設定することが可能である。図16に示すツートーンの光源(34,35)からなるターゲットを用いることにより、ミラーが上向きに回転しているのか、あるいは、下向きに回転しているのかを見極めることができる。
また、図17に示す4つの象限パターンからなるターゲットを用いることにより、4つの象限のどのエリア(36,37,38,39)にミラーのゾーン40が移動しているかを見極めることができる。
このように、適用現場の状況により、自由な光源パターンとミラーの形状を設定することが可能である。
Further, the setting of the light source and the shape of the mirror can be freely set according to the purpose. By using the target composed of the two-tone light source (34, 35) shown in FIG. 16, it is possible to determine whether the mirror is rotating upward or downward.
In addition, by using the target composed of the four quadrant patterns shown in FIG. 17, it is possible to determine which area (36, 37, 38, 39) of the four quadrants the mirror zone 40 is moving to.
Thus, it is possible to set a free light source pattern and a mirror shape according to the situation of the application site.
図18に1つのターゲット3となる光源と1つの観測点4を準備し、1つの変状の検知対象領域5内の5点(1a,1b,1c,1d,1e)における変状のモニタリング例を示す。計測対象点数を増やしても、必要になるのはミラーだけである。従って、計測対象点数の増加に伴う追加のコストは低く抑えられることになる。また、観測点においては、肉眼で観測するだけではなく、デジタルカメラやビデオカメラなどで映像を記録することも可能である。また、それらの映像を画像処理ソフトで処理することにより、光の色の変化を記録することも可能である。 FIG. 18 shows a monitoring example of deformation at five points (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) in one detection target area 5 prepared by preparing a light source to be one target 3 and one observation point 4. Indicates. Even if the number of points to be measured is increased, only the mirror is required. Therefore, the additional cost accompanying the increase in the number of measurement target points can be kept low. At the observation point, it is possible not only to observe with the naked eye, but also to record video with a digital camera or a video camera. Moreover, it is also possible to record changes in the color of light by processing these videos with image processing software.
図19に複数の変状検知対象領域がある場合のシステムの構成要素の配置レイアウト例を示す。この例では、2つの領域(5a,5b)、例えば、2つの地滑りゾーンを想定して、それぞれに5点ずつのミラーを設置している(1a〜1e,1f〜1j)。計測対象点は合計10か所となっているが、ターゲット3となる光源および観測点4は1点ずつであり、コストは最小限に抑えられることがわかる。 FIG. 19 shows an arrangement layout example of system components when there are a plurality of deformation detection target areas. In this example, assuming two regions (5a, 5b), for example, two landslide zones, five mirrors are installed in each region (1a to 1e, 1f to 1j). Although there are a total of 10 measurement target points, it can be seen that there are one light source and one observation point 4 as the target 3, and the cost can be minimized.
また、図20に複数の変状検知対象領域を複数の観測点(4a,4b)でモニタリングする例を示す。観測点は原則的には1点あれば十分であるが、観測作業の実態やその場所に関する諸事情により、複数の観測点を設けたほうが良い場合が考えられる。この場合でも、ミラーの設置角度を変えるだけで様々な観測体制に対応できる柔軟なシステムを構築できることがわかるであろう。 FIG. 20 shows an example in which a plurality of deformation detection target areas are monitored at a plurality of observation points (4a, 4b). In principle, one observation point is sufficient. However, there may be cases where it is better to have multiple observation points depending on the actual situation of the observation work and various circumstances regarding the location. Even in this case, it will be understood that it is possible to construct a flexible system that can respond to various observation systems simply by changing the mirror installation angle.
次に、本発明のミラー調整治具の一実施形態を説明する。図21は、ミラー調整治具の概略構成図である。
図21に示すミラー調整治具は、以下のa)〜e)の要素から構成されるものである。
a)構造物に埋設する支柱30
b)ミラー1を固定するミラー支持部21
c)支柱30に設けられ、ミラー支持部21に設けられた脚部22を挿入して内部に固化材34を充填させることによりミラー支持部21を固定し得る脚受け部32
d)ミラー支持部21の傾斜角を調整し得る角度調整部25
e)角度調整部25を一端で支持し、他端で支柱30と連結固定されるアーム部27
Next, an embodiment of the mirror adjustment jig of the present invention will be described. FIG. 21 is a schematic configuration diagram of a mirror adjustment jig.
The mirror adjusting jig shown in FIG. 21 is composed of the following elements a) to e).
a) Prop 30 embedded in the structure
b) Mirror support 21 for fixing the mirror 1
c) A leg receiving portion 32 provided on the support column 30 and capable of fixing the mirror support portion 21 by inserting the leg portion 22 provided on the mirror support portion 21 and filling the solidified material 34 therein.
d) Angle adjusting unit 25 capable of adjusting the tilt angle of the mirror support unit 21.
e) An arm portion 27 that supports the angle adjusting portion 25 at one end and is connected and fixed to the support column 30 at the other end.
上記a)の支柱30は鉄筋で形成された棒状のものである。自然構造物および人工構造物の構造物に埋設して固定する。
また、上記b)のミラー支持部21は、平面鏡のミラー1の側面を挟み込んで、もしくはミラーホルダーを後方よりネジ止めにて、ミラーを固定する。
また、上記c)の脚受け部32は、支柱30の上端部、もしくは支柱30の周囲に設けられている。脚受け部32は、地面に設置された支柱30の角度により、上端部ではなく、取り付け治具を用いて支柱30の横に設置する場合もある。脚受け部32の形状は、上面が開口された受け筒状である。脚受け部32には、内部にミラー支持部21の脚部22が挿入されている。脚受け部32の内部にセメント系の固化材34を充填させて、ミラー支持部21を固定する。
The support 30 in the above a) is a rod-shaped member formed of reinforcing bars. Embed and fix in structures of natural and artificial structures.
Further, the mirror support portion 21 of b) fixes the mirror by sandwiching the side surface of the mirror 1 of the plane mirror or by screwing the mirror holder from the rear.
Further, the leg receiving portion 32 of c) is provided at the upper end of the support column 30 or around the support column 30. Depending on the angle of the support column 30 installed on the ground, the leg receiving unit 32 may be installed beside the support column 30 using an attachment jig instead of the upper end. The shape of the leg receiving portion 32 is a receiving cylinder shape whose upper surface is opened. In the leg receiving portion 32, the leg portion 22 of the mirror support portion 21 is inserted. The mirror support 21 is fixed by filling the inside of the leg support 32 with a cement-based solidifying material 34.
上記d)の角度調整部25は、ミラー支持部21の傾斜角を調整する。角度調整部25は、コの字状の形状を呈しており、アーム部27の一端27aで垂直軸26により吊り下げられている。角度調整部25は、垂直軸26の回動によって、左右の傾斜角度が調整される。また、ミラー支持部21の左側面に取り付けられた部材23aと右側面に取り付けられた部材23bは、コの字状の角度調整部25の左端部25aと右端部25bとそれぞれ水平軸(24a,24b)によって軸着されている。
水平軸(24a,24b)の回動と垂直軸26の回動を組み合わせて、ミラー支持部21の傾斜角、すなわち、ミラーの正面からみて左右・前後の傾斜角を任意に調整する。
The angle adjusting unit 25 of the above d) adjusts the inclination angle of the mirror support unit 21. The angle adjustment unit 25 has a U-shape, and is suspended from the vertical shaft 26 at one end 27 a of the arm unit 27. The angle adjustment unit 25 adjusts the left and right inclination angles by the rotation of the vertical shaft 26. Further, a member 23a attached to the left side surface of the mirror support portion 21 and a member 23b attached to the right side surface are respectively arranged on the left end portion 25a and the right end portion 25b of the U-shaped angle adjusting portion 25 and the horizontal axis (24a, 24b).
By combining the rotation of the horizontal shafts (24a, 24b) and the rotation of the vertical shaft 26, the tilt angle of the mirror support portion 21, that is, the tilt angle of the left and right and front and rear as viewed from the front of the mirror is arbitrarily adjusted.
上記e)のアーム部27は、角度調整部25を一端(27a)で吊り下げて支持する。また、アーム部27は、他端(27c)で支柱30と部材28を介して連結固定される。部材28は、ネジで締め付け支柱30に固定する。 The arm part 27 of the above e) suspends and supports the angle adjusting part 25 at one end (27a). The arm portion 27 is connected and fixed at the other end (27c) via the support column 30 and the member 28. The member 28 is fixed to the fastening column 30 with screws.
次に、図22と図23を参照して、ミラー調整治具における微調整機構について説明する。図22は、ミラー調整治具の裏面の構造模式図である。図23は、ミラー調整治具の側面の構造模式図である。
ミラー調整治具における微調整機構は、図22に示すように、ミラー1の裏面に設けられたステー40と脚部22の上方に設けられた支持部材51を3点の止ネジ(52,62,72)で支持する。3点の止ネジ(52,62,72)のうち1点の止ネジ62の先端は球状曲面67に構成し、球状曲面67と摺動接触する凹部45をステー40の裏面に設ける(図23を参照)。これにより、止ネジ62の先端の球状曲面67が凹部45の内面に摺動接触して、ミラーを揺動可能に保持する。
この場合、図22に示すように、支持部材51の左側面に取り付けられた部材23aと右側面に取り付けられた部材23bが、コの字状の角度調整部25の左端部25aと右端部25bとそれぞれ水平軸(24a,24b)によって軸着される。
Next, a fine adjustment mechanism in the mirror adjustment jig will be described with reference to FIGS. FIG. 22 is a structural schematic diagram of the back surface of the mirror adjustment jig. FIG. 23 is a schematic view of the structure of the side surface of the mirror adjustment jig.
As shown in FIG. 22, the fine adjustment mechanism in the mirror adjustment jig includes a stay 40 provided on the back surface of the mirror 1 and a support member 51 provided above the leg portion 22 with three set screws (52, 62). 72). Of the three set screws (52, 62, 72), the tip of one set screw 62 is formed into a spherical curved surface 67, and a recess 45 that is in sliding contact with the spherical curved surface 67 is provided on the back surface of the stay 40 (FIG. 23). See). Thereby, the spherical curved surface 67 at the tip of the set screw 62 is in sliding contact with the inner surface of the recess 45 to hold the mirror in a swingable manner.
In this case, as shown in FIG. 22, the member 23a attached to the left side surface of the support member 51 and the member 23b attached to the right side surface are the left end portion 25a and the right end portion 25b of the U-shaped angle adjusting unit 25. And are respectively attached by horizontal axes (24a, 24b).
図23に示すように、先端を球状曲面67に構成した止ネジ62は、止ネジの支持部材51と間にストッパー65が設けられている。他の止ネジ52は、ステー40の裏面の補強部材43と支持部材51の間にスプリング55が設けられている。止ネジ52を右回りに回すことで、ステー40の補強部材43と支持部材51の間の間隔を広げることができる。止ネジ52と止ネジ72のネジを調整することにより、ステー40に固定されたミラー41の角度の微調整が行える。
また、図23において、ハウジング部材40は、正面(図の左側)から見ると円形をしており、この中に円形のミラー41が収納できる構造となっている。42aおよび42bは、リング状の1つの部材である。部材(42a,42b)は、ミラー41がハウジング部材40から外れないように、ハウジング部材40の内側周囲に形成されたネジ溝にねじ込まれ、ミラー41の脱落を防いでいる。
As shown in FIG. 23, a set screw 62 having a spherical curved surface 67 at the tip is provided with a stopper 65 between a set screw support member 51. The other set screw 52 is provided with a spring 55 between the reinforcing member 43 and the support member 51 on the back surface of the stay 40. By turning the set screw 52 clockwise, the interval between the reinforcing member 43 and the support member 51 of the stay 40 can be increased. By adjusting the screws of the set screw 52 and the set screw 72, the angle of the mirror 41 fixed to the stay 40 can be finely adjusted.
In FIG. 23, the housing member 40 is circular when viewed from the front (left side in the figure), and has a structure in which a circular mirror 41 can be accommodated. 42a and 42b are one ring-shaped member. The members (42a, 42b) are screwed into thread grooves formed on the inner periphery of the housing member 40 so that the mirror 41 does not come off the housing member 40, thereby preventing the mirror 41 from falling off.
実施例2では、上述の実施例1のミラー調整治具において、角度半減機構の一実施形態を説明する。図24〜図26は、角度半減機構の説明図である。
角度半減機構は、実施例1の角度調整部25において、図21に示す垂直軸26の回転角度を、操作角度の1/2の角度にするものである。
すなわち、角度半減機構は、図24や図25に図示するように、操作者がA方向をターゲットの方向とし、そこから観測点の方向であるB方向まで回転操作を行った場合、操作角度の1/2の角度に垂直軸26(図示せず)が自動的に回転する機構である。この機構を用いることにより、ターゲットのあるA方向と観測点のあるB方向の真ん中の方向にミラーの鏡軸を合わせることが容易にできる。これにより、A方向にターゲットの光源がある場合、ミラーに反射した光源の光は観測点のB方向に進むのである。
In Example 2, an embodiment of an angle halving mechanism in the mirror adjustment jig of Example 1 described above will be described. 24 to 26 are explanatory diagrams of the angle halving mechanism.
The angle halving mechanism is a mechanism in which the rotation angle of the vertical shaft 26 shown in FIG. 21 is set to a half of the operation angle in the angle adjustment unit 25 of the first embodiment.
That is, as shown in FIGS. 24 and 25, the angle halving mechanism is such that when the operator performs the rotation operation from the direction A to the direction of the target and from there to the direction B, which is the direction of the observation point. This is a mechanism in which a vertical axis 26 (not shown) automatically rotates at an angle of 1/2. By using this mechanism, it is possible to easily align the mirror axis of the mirror with the middle direction between the A direction with the target and the B direction with the observation point. Thereby, when there is a target light source in the A direction, the light of the light source reflected by the mirror travels in the B direction of the observation point.
角度半減機構の構造は、4つのギアー(G1〜G4)で構成される。角度半減機構は、アーム72の上方に位置し、軸心74を中心にして回動する。角度半減機構には、軸心74を共通にする2つのギアー(G1,G4)があり、これらの2つのギアーの軸は分離している。ギアーG1とギアーG4の歯数と径は異なり、上方に位置するギアーG4の方が、垂直軸26と連結するギアーG1よりも歯数と径が小さい。
一方で、上方に位置するギアーG4と噛み合うギアーG3が存在する。また、下方に位置するギアーG1と噛み合うギアーG2が存在する。これらの2つのギアーは、軸心75を共通にし、軸も共通である。上方に位置するギアーG4と噛み合うギアーG3と下方に位置するギアーG1と噛み合うギアーG2の歯数と径は異なり、上方に位置するギアーG3の方が、垂直軸26と連結するギアーG2よりも歯数と径が大きい。
The structure of the angle halving mechanism is composed of four gears (G1 to G4). The angle halving mechanism is located above the arm 72 and rotates about the axis 74. In the angle halving mechanism, there are two gears (G1, G4) having a common shaft center 74, and the shafts of these two gears are separated. The number of teeth and the diameter of the gear G1 and the gear G4 are different, and the gear G4 located above has a smaller number of teeth and a diameter than the gear G1 connected to the vertical shaft 26.
On the other hand, there is a gear G3 that meshes with the gear G4 located above. There is also a gear G2 that meshes with the gear G1 located below. These two gears have a common shaft center 75 and a common shaft. The gear G3 meshing with the upper gear G4 and the gear G2 meshing with the lower gear G1 have different numbers of teeth and diameters. Large number and diameter.
そして、ギアーG4が回転すると、それに噛み合うギアーG3が回転し、ギアーG3と軸を共通にするギアーG2がギアーG3の回転角と同一になるように回転する。ギアーG2が回転すると、それに噛み合うギアーG1が回転し、ギアーG1と部材25を介して連結する垂直軸26がギアーG1の回転角と同一だけ回転する。垂直軸26が回動することにより、その下方の角度調整部(図示せず)が回動する。
実施例2では、ギアーG1,G2,G3,G4の歯数を、それぞれ、75,75,100,50とする。この場合、歯数50のギアーG4が1回転すると、それに噛み合う歯数100のギアーG3は0.5回転する。ギアーG3と軸が共通であるギアーG2は、ギアーG3の回転角と同一の0.5回転する。歯数75のギアーG2が0.5回転すると、それに噛み合う同一歯数のギアーG1も0.5回転する。
従って、角度半減機構をアーム27上で軸心74を中心に回転させると、その回転角はギアーG4の回転角となるので、ギアー1の回転角はその半分の角度となり、ギアー1と垂直軸26を介して連結する角度調整部が半分の角度で回転することになる。
Then, when the gear G4 rotates, the gear G3 meshing with the gear G4 rotates, and the gear G2 having the same shaft as the gear G3 rotates so as to have the same rotation angle as the gear G3. When the gear G2 rotates, the gear G1 meshing with the gear G2 rotates, and the vertical shaft 26 connected to the gear G1 through the member 25 rotates by the same rotation angle as the gear G1. When the vertical shaft 26 is rotated, an angle adjusting portion (not shown) below it is rotated.
In Example 2, the number of teeth of the gears G1, G2, G3, and G4 is set to 75, 75, 100, and 50, respectively. In this case, when the gear G4 having 50 teeth rotates once, the gear G3 having 100 teeth meshing with the gear G4 rotates 0.5 times. The gear G2, which has the same shaft as the gear G3, rotates 0.5 times, which is the same as the rotation angle of the gear G3. When the gear G2 having 75 teeth is rotated 0.5 times, the gear G1 having the same number of teeth meshing with the gear G2 is also rotated 0.5 times.
Therefore, when the angle halving mechanism is rotated on the arm 27 around the axis 74, the rotation angle thereof is the rotation angle of the gear G4, so that the rotation angle of the gear 1 is half that of the gear 1 and the vertical axis of the gear 1 The angle adjusting unit connected through the pin 26 rotates at a half angle.
実施例3は、ターゲットの光源と観測器を一体型にした装置について説明する。図27は、光源と観測器の一体型装置の外観図を示している。
光源自体がターゲット3となり、光源から放出された光をミラー(図示せず)で反射して観測点4となる受光器でとらえる。ターゲット3と観測点4は水平バー81の上に設置されている。水平バー81は、三脚(84,85,86)を用いて地面に固定する。ターゲット3と観測点4の間の距離は、ターゲット3とミラー(図示せず)の間の距離と比較して、無視できる程度のものである。実際に使用する際は、例えば、ターゲット3とミラーの間の距離が200m程度で、ターゲット3と観測点4の間の距離は40cm程度であり、500:1程度の比である。従って、ターゲット3と観測点4の間の距離は無視でき、ほぼ同地点にあるとしてミラー角度を調整できる。そのため、ミラー調整が容易となり、システムのインストール作業や調整作業の利便性が向上する。
なお、ターゲット3と観測点4の間の距離は、40cmに限定されるものではなく、更に近づけてもよく、また1m程度はなれても構わない。
Embodiment 3 describes an apparatus in which a target light source and an observation device are integrated. FIG. 27 shows an external view of an integrated device of a light source and an observation device.
The light source itself becomes the target 3, and the light emitted from the light source is reflected by a mirror (not shown) and captured by a light receiver that becomes the observation point 4. The target 3 and the observation point 4 are installed on the horizontal bar 81. The horizontal bar 81 is fixed to the ground using a tripod (84, 85, 86). The distance between the target 3 and the observation point 4 is negligible compared to the distance between the target 3 and a mirror (not shown). In actual use, for example, the distance between the target 3 and the mirror is about 200 m, the distance between the target 3 and the observation point 4 is about 40 cm, and the ratio is about 500: 1. Therefore, the distance between the target 3 and the observation point 4 can be ignored, and the mirror angle can be adjusted assuming that the target 3 is substantially at the same point. Therefore, mirror adjustment becomes easy, and convenience of system installation work and adjustment work is improved.
Note that the distance between the target 3 and the observation point 4 is not limited to 40 cm, and may be closer, or may be about 1 m.
実施例4では、ミラーを設置する作業を効率化するための方法について、図28〜30を参照しながら説明する。
先ず、設置作業をする際の設置作業者の視線方向と、設置作業者の作業を合理化するために必要な補助ミラーについて、図28を参照して解説する。図28に示すように、補助ミラー102の法線がx軸に一致するように、補助ミラー102とメインミラー101に連結する。この時、設置作業者の視線(これは、原点Aを通る)は、原点Aと光源100を結んだ線に一致し、対称な位置に原点Aと観測点4を結んだ線が存在するようにミラー全体の方向を調整する。
In the fourth embodiment, a method for improving the efficiency of installing the mirror will be described with reference to FIGS.
First, the line-of-sight direction of the installation worker when performing the installation work and the auxiliary mirror necessary for rationalizing the work of the installation worker will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 28, the auxiliary mirror 102 and the main mirror 101 are connected so that the normal line of the auxiliary mirror 102 coincides with the x axis. At this time, the line of sight of the installation worker (which passes through the origin A) coincides with the line connecting the origin A and the light source 100, and a line connecting the origin A and the observation point 4 exists at a symmetrical position. Adjust the direction of the whole mirror.
ミラー全体の方向の調整作業を説明するために、ミラーの構造をやや大きめに描いた図29を参照しながら説明する。図29に示すように、補助ミラー102(鏡面は右側)の法線がx軸に一致し、メインミラー101(鏡面は図では奥側)はy軸に一致する。
この時、視線の向こうに光源100(円形であることを想定)の中心が来るようにすると、設置作業者は光源100の右上1/4(図30(1)の104で示す部分)が見えることになる。また、設置作業者の視線が補助ミラー102によって折れ曲がり、その先に観測点4(ある大きさの円形と想定)の中心が来るとすれば、設置作業者は、観測点4の左上1/4(図30(1)の105で示す部分)を見ることになる(図30(1)を参照)。
また、この状態で、観測点4に立った観測者は、図30(2)に示すように、光源100の下半分がメインミラー101の上の辺の中心に映って見えることになる。
すなわち、光源100を映すミラーが、2つの直交するミラー面を持っていることにより、ミラーの設置作業者は、その後ろ側(光源100や観測点4の側と反対側)に立ち、幾何学的関係からミラーの初期位置を自らでおおよそ正しい方向に向けることができるのである。これは、ミラーの設置作業の効率化を図る上で重要なポイントとなる。
しかしながら、これは、ミラーの方向合わせが完璧にできる場合であり、実際の現場での設置作業にはある程度の誤差が付きまとうという問題が残る。
In order to explain the adjustment operation of the direction of the entire mirror, a description will be given with reference to FIG. 29 in which the structure of the mirror is drawn slightly larger. As shown in FIG. 29, the normal line of the auxiliary mirror 102 (the mirror surface is on the right side) coincides with the x axis, and the main mirror 101 (the mirror surface is the back side in the drawing) coincides with the y axis.
At this time, if the center of the light source 100 (assuming that it is circular) is positioned beyond the line of sight, the installation worker can see the upper right quarter of the light source 100 (the portion indicated by 104 in FIG. 30 (1)). It will be. If the line of sight of the installation worker is bent by the auxiliary mirror 102 and the center of the observation point 4 (assumed to be a certain size of circle) comes to the end, the installation operator can set the upper left 1/4 of the observation point 4. (A portion indicated by 105 in FIG. 30 (1)) will be seen (see FIG. 30 (1)).
In this state, the observer standing at the observation point 4 will see the lower half of the light source 100 reflected in the center of the upper side of the main mirror 101 as shown in FIG.
That is, since the mirror that reflects the light source 100 has two orthogonal mirror surfaces, the mirror installation worker stands on the rear side (the side opposite to the light source 100 or the observation point 4 side) and geometrically The initial position of the mirror can be directed in the roughly correct direction by its own relationship. This is an important point for improving the efficiency of the mirror installation work.
However, this is a case where the mirror can be perfectly aligned, and there remains a problem that a certain amount of error is added to the actual installation work.
そこで、概略的にミラー全体方向の調整が終了した後に、設置作業者は、観測点4に立つ観察者と相互に連絡を取りながら、メインミラー101の裏側に取り付けた方向調整ねじを用いて、メインミラー101の中心に光源100の中心が来るように方向を調整する。この際、距離が大きい場合は、観測者は望遠鏡を用いる必要がある。上記方法を用いることにより、ミラー全体方向の初期設定が完了する。 Therefore, after the adjustment of the overall direction of the mirror is generally completed, the installation operator communicates with the observer standing at the observation point 4 while using the direction adjustment screw attached to the back side of the main mirror 101, The direction is adjusted so that the center of the light source 100 comes to the center of the main mirror 101. At this time, if the distance is large, the observer needs to use a telescope. By using the above method, the initial setting of the entire mirror direction is completed.
次に、上下方向および左右方向の微調整が行える方向調整ねじをミラーの裏側に備えたミラー調整治具について説明する。図31〜34は、本実施例のミラー調整治具の構成を説明するための図であり、それぞれ、正面図(但し、実施例1のミラー調整治具の背面に相当する部位を正面としている。),平面図,左側面図,右側面図を示している。
以下、方向調整ねじをミラーの裏側に備えたミラー調整治具について詳細に説明する。
Next, a mirror adjusting jig provided with a direction adjusting screw on the back side of the mirror for fine adjustment in the vertical direction and the horizontal direction will be described. FIGS. 31 to 34 are diagrams for explaining the configuration of the mirror adjustment jig of the present embodiment, and each is a front view (where the portion corresponding to the back surface of the mirror adjustment jig of the first embodiment is the front surface). .), A plan view, a left side view, and a right side view.
Hereinafter, the mirror adjustment jig provided with the direction adjustment screw on the back side of the mirror will be described in detail.
図31は、ミラー(図示せず)を取り付けるミラー支持部110とミラー支持部の傾斜角を調整する角度調整機構を示している。角度調整機構は、図31に向かって右側の左右方向調整機構(130,132a,132b,134,136,138)と、左側の上下方向調整機構(140,142a,142b,144,146,148)と、アーム部(132a〜132d,142a〜142b)からなる。アーム部は構造物に固定された支柱に120の孔を介して接続される。
以下に、角度調整機構について、図32〜34を参照して詳細に説明する。
図32に示すように、ミラー支持部110は、両側に立てられた側片(112,114)を介して、ピン(134,144)が回転軸となり、アーム部(132b,142b)に取り付けられている。
FIG. 31 shows a mirror support 110 for attaching a mirror (not shown) and an angle adjustment mechanism for adjusting the tilt angle of the mirror support. The right and left direction adjustment mechanisms (130, 132a, 132b, 134, 136, and 138) and the left vertical adjustment mechanism (140, 142a, 142b, 144, 146, and 148) as shown in FIG. And arm portions (132a to 132d, 142a to 142b). The arm portion is connected to a column fixed to the structure through 120 holes.
Below, an angle adjustment mechanism is demonstrated in detail with reference to FIGS.
As shown in FIG. 32, the mirror support portion 110 is attached to the arm portions (132b, 142b) via the side pieces (112, 114) standing on both sides, with the pins (134, 144) serving as the rotation axis. ing.
左右方向調整機構(130,132a,132b,134,136,138)は、ミラー支持部110に取り付けられた部材136をアーム部(132a)とバネ138で接続すると共に、調整ネジ130のネジ頭で左右方向の角度を調整できるようにしたものである。図34に示すように、調整ネジ130のネジ頭で部材136を図34の右方向に動かすと、ピン134がアーム部132bに設けられた水平方向に長いスリット孔132dを右方向にスライド移動できるようになっている。また、調整ネジ130のネジ頭を図34の左方向に動かすと、部材136がバネ138に引っ張られて左方向に移動し、ピン134がスリット孔132dを左方向にスライド移動する。 The left-right direction adjustment mechanism (130, 132a, 132b, 134, 136, 138) connects the member 136 attached to the mirror support part 110 with the arm part (132a) by the spring 138, and at the screw head of the adjustment screw 130. The angle in the left-right direction can be adjusted. As shown in FIG. 34, when the member 136 is moved to the right in FIG. 34 by the screw head of the adjustment screw 130, the pin 134 can be slid in the right direction through the long slit hole 132d provided in the arm portion 132b. It is like that. Further, when the screw head of the adjustment screw 130 is moved in the left direction in FIG. 34, the member 136 is pulled by the spring 138 and moved in the left direction, and the pin 134 slides and moves in the left direction through the slit hole 132d.
上下方向調整機構(140,142a,142b,144,146,148)は、ミラー支持部110に取り付けられた部材146をアーム部(142a)とバネ148で接続すると共に、調整ネジ140のネジ頭で上下方向の角度を調整できるようにしたものである。図33に示すように、調整ネジ140のネジ頭で部材146を図33の左方向に動かすと、ミラー支持部110が、ピン144およびピン134を回転軸として右周りに回転できるようになっている。また、調整ネジ140のネジ頭を図33の右方向に動かすと、部材146がバネ148に引っ張られて、ミラー支持部110が、ピン144およびピン134を回転軸として左周りに回転する。
ここで、部材146は図33に示すように弧を描いた形状にすることで、ミラー支持部が回転した場合でも、常に部材146の表面に垂直に力が加わるようにしている。
The vertical adjustment mechanism (140, 142a, 142b, 144, 146, 148) connects the member 146 attached to the mirror support part 110 with the arm part (142a) by the spring 148, and at the screw head of the adjustment screw 140. The angle in the vertical direction can be adjusted. As shown in FIG. 33, when the member 146 is moved to the left in FIG. 33 by the screw head of the adjustment screw 140, the mirror support part 110 can rotate clockwise around the pin 144 and the pin 134 as the rotation axis. Yes. When the screw head of the adjustment screw 140 is moved in the right direction in FIG. 33, the member 146 is pulled by the spring 148, and the mirror support portion 110 rotates counterclockwise around the pin 144 and the pin 134 as rotation axes.
Here, the member 146 has an arcuate shape as shown in FIG. 33 so that a force is always applied perpendicularly to the surface of the member 146 even when the mirror support portion rotates.
ミラーには、標準的な角度調整機能が備わっており、それを支える支柱には微小な角度調整を可能とする角度調整機能が備わっていることが好ましい。一般的に、測量器具で、角度合わせをする際は、三脚を設置し、そのうえに取り付ける測量器具が備えている角度調整機能を利用するのが常識となっている。その際、三脚は動かないことが前提となっている。一般的に使用されている20秒読み程度の測量器具で考えると最小調整角度が20秒、すなわち、1°の1/60の1/60の20倍である。これは、角度で表すと、0.0056°程度になる。観測者からミラーの距離がkmオーダーになってもミラーの設置が容易にできるようになることが要求されている。 It is preferable that the mirror has a standard angle adjustment function, and the supporting column that supports the mirror has an angle adjustment function that enables fine angle adjustment. Generally, when adjusting the angle with a surveying instrument, it is common knowledge to install a tripod and use the angle adjustment function of the surveying instrument to be mounted on the tripod. At that time, it is assumed that the tripod does not move. Considering a commonly used surveying instrument with a reading speed of about 20 seconds, the minimum adjustment angle is 20 seconds, that is, 1/60 of 1 °, 20 times of 1/60. This is about 0.0056 ° in terms of angle. It is required that the mirror can be easily installed even if the distance from the observer to the mirror is on the order of km.
例えば、0.001°レベルのオーダーで鏡の角度を微調整したい場合、この通常の測量器具が具備している最高レベルのさらに5倍の精度が必要になる。ちなみに、この角度は、1km離れた場所で1.74mm、或いは5km離れた場所で8.7mmずれる程度の超微小角度である。このように、観測者からミラーまでの距離がkmのオーダーになった場合、ミラーの裏側の方向調整ねじにおいても、高い精度で位置合わせが困難になることが想定される。 For example, when it is desired to finely adjust the mirror angle on the order of 0.001 ° level, an accuracy five times higher than the highest level of this normal surveying instrument is required. By the way, this angle is a very small angle of 1.74 mm at a location 1 km away or 8.7 mm at a location 5 km away. Thus, when the distance from the observer to the mirror is on the order of km, it is assumed that it is difficult to align with high accuracy even with the direction adjusting screw on the back side of the mirror.
かかる状況に鑑みて、以下では、超微小角の調整を可能とする手段について説明する。
観測者からミラーまでの距離がkmのオーダーになった場合、微小角度を調整する機能は、通常の概念では達成できないので、ミラーを設置する基礎構造(通常は三脚で動かないという扱いを受けるもの)の弾性変形を利用して、きわめて微小な角度の調整を行うことした。
In view of this situation, hereinafter, means for enabling adjustment of an ultra-small angle will be described.
When the distance from the observer to the mirror is on the order of km, the function to adjust the minute angle cannot be achieved by the normal concept, so the basic structure for installing the mirror (usually treated as not moving with a tripod) ) Was used to adjust the angle very minutely.
図35に示すように、しっかりと土中に埋め込まれ固定された鋼棒(地上部分の長さL)があり、その先端から直角に伸びたアーム(長さA)があると想定する。その先端には、おもりを吊るした場合、鋼棒の上部先端に力のモーメントが作用して、おもりを吊るした箇所からアーム部分および鋼棒全体において右回りの回転角度が生じることになる。この時、回転角度はアームの先端で最大値を取るが、ミラーが固定されている鋼棒の上部先端において生じる回転角度が鏡の角度を微調整する角度となる。 As shown in FIG. 35, it is assumed that there is a steel bar (the length L of the ground portion) firmly embedded and fixed in the soil, and an arm (length A) extending perpendicularly from the tip thereof. When a weight is suspended at the tip, a moment of force acts on the top end of the steel rod, and a clockwise rotation angle is generated in the arm portion and the entire steel rod from the portion where the weight is suspended. At this time, the rotation angle takes a maximum value at the tip of the arm, but the rotation angle generated at the upper tip of the steel rod to which the mirror is fixed becomes an angle for finely adjusting the angle of the mirror.
E:205800(N/mm2)
D:10(mm)
I:490(=πd4/64)
L:500(mm)
A:100(mm)
W :9.8N (1kgf)
E: 205800 (N / mm 2 )
D: 10 (mm)
I: 490 (= πd4 / 64)
L: 500 (mm)
A: 100 (mm)
W: 9.8N (1kgf)
上記値を代入すると、鋼棒の上部先端での右回りの回転角度が、0.278°であることになる。これを元に単純計算すると、アームの先端に吊るす重さを調整すれば、その先端の角度変化を意のままに、しかも超微小角度のレベルで調整できることがわかる。例えば、以下のような重さと角度変化の関係になる。 When the above value is substituted, the clockwise rotation angle at the upper end of the steel bar is 0.278 °. Based on this simple calculation, it can be seen that if the weight hung on the tip of the arm is adjusted, the angle change of the tip can be adjusted at will and at a very small angle level. For example, the relationship between weight and angle change is as follows.
100g ・・・ 0.0278°
10g ・・・ 0.00278°
1g ・・・0.000278°
100g ... 0.0278 °
10g ... 0.00278 °
1g ・ ・ ・ 0.000278 °
この角度調整機能とその精度は鋼棒の直径,長さ,アームの長さ,アームの先端にかける力を適切に選ぶことによって自由に設定できるという自由度がある。また、先端に重りを吊るす代わりに、これをターンバックルのねじの回転による強制微小変位として与えても同様の効果が得られることになる。
この原理を使うと、次のようなアレンジが可能であることがわかる。図36に示すように、M3の場所からz軸に平行なBranch
1とx軸に平行なBranch 2を設ける。それぞれの端部(A,B,C,D)に所定の角度変化を生じさせる重りを吊るすことが可能である。
This angle adjustment function and its accuracy can be freely set by appropriately selecting the diameter, length, arm length, and force applied to the tip of the arm. Further, the same effect can be obtained by giving a force minute displacement by rotating the turnbuckle screw instead of suspending the weight at the tip.
Using this principle, it can be seen that the following arrangement is possible. As shown in FIG. 36, the branch parallel to the z-axis from the location of M3
1 and Branch 2 parallel to the x-axis are provided. It is possible to suspend a weight that causes a predetermined change in angle at each end (A, B, C, D).
また、図36のメインポールにねじりを与えたい場合は、W5やW6の方向に力を与える必要がある。この場合、図37に示すように、地面に別途土台と滑車を設けて、それらを利用して重りの力が水平面内でメインポールに伝達されるようにすることができる。これらの力(W1からW6)を制御することにより、あらゆる方向における超微小角度調整が可能になる。 When it is desired to apply a twist to the main pole in FIG. 36, it is necessary to apply a force in the direction of W5 or W6. In this case, as shown in FIG. 37, a base and a pulley can be separately provided on the ground, and the force of the weight can be transmitted to the main pole in the horizontal plane using them. By controlling these forces (W1 to W6), it is possible to adjust the microscopic angle in all directions.
重りの代わりに、ターンバックルを用いれば、図38に示すものになる。図38に示すように、地面(xz面)に垂直にポールを埋め込む。特殊ポールは、基本軸はM0からM4へのラインで構成される。特殊ポールの材質は、温度膨脹係数ができるだけ小さい金属が望ましく、本実施例ではすべて鋼棒で構成されている。また、特殊ポールは、M2から2本の枝が出ている構成を備える。但し、これらの枝は必ずしも同一点に溶接される必要はない。なお、1本目の枝(Branch
1)はzy面内にあり、2本の枝(Branch 2)はxy面内にある。
If a turnbuckle is used instead of the weight, the result is as shown in FIG. As shown in FIG. 38, a pole is embedded perpendicularly to the ground (xz plane). The special pole has a basic axis composed of lines from M0 to M4. The material of the special pole is preferably a metal having a temperature expansion coefficient as small as possible. In this embodiment, the material is made of a steel bar. The special pole has a configuration in which two branches protrude from M2. However, these branches need not necessarily be welded to the same point. The first branch (Branch
1) is in the zy plane and the two branches (Branch 2) are in the xy plane.
また、M3からx軸方向にBranch 3が溶接されている。ここで、Branch 1の先端AとM3を結んだラインおよびBranch 2とBranch 3の先端Cを結んだラインにターンバックルを取り付ける。ここで、ターンバックルとは、互いに逆向きのねじ切りを有する鋼棒をナットで連結した“長さ調整棒”であり、ナットを回転することによって、ターンバックルの両端間の長さを自由に調整できるものである。
A−M3のラインに装着したターンバックルを用いて、メインポールとBranch1の間の角度を強制的に変化させることにより、ミラーをx軸周りに微調整できる。また、B−Cのラインに装着したターンバックルを用いて、メインポールをy軸周りに強制的に微小角度だけ回転させることができる。これらの作業は互いにわずかの干渉を及ぼしあうが、その作業を繰り返し行うことによって、kmのオーダーの空間においてもミラー角度を正しく調整できることになる。
Further, Branch 3 is welded from M3 in the x-axis direction. Here, the turnbuckle is attached to the line connecting the tips A and M3 of Branch 1 and the line connecting the tips C of Branch 2 and Branch 3. Here, the turnbuckle is a “length adjusting rod” in which steel rods having threading directions opposite to each other are connected by a nut, and the length between both ends of the turnbuckle can be freely adjusted by rotating the nut. It can be done.
The mirror can be finely adjusted around the x axis by forcibly changing the angle between the main pole and Branch 1 using a turnbuckle attached to the line A-M3. In addition, the main pole can be forcibly rotated around the y axis by a minute angle using a turnbuckle attached to the line B-C. Although these operations have slight interference with each other, the mirror angle can be correctly adjusted even in a space of the order of km by repeatedly performing the operations.
この特殊ポールにおいて、例えば、M2−M3の距離が50cm、またメインミラーの裏に供えられた角度調整ねじとそれを用いる際の回転の中心(支点)までの距離が5cmであると想定する。この時、角度調整ねじとターンバックルのねじピッチが同一であると仮定すると、この特殊ポールを用いた角度調整精度は、ミラーの裏の調整ねじだけを用いた場合の10倍程度の精度を有することになる。これは、回転が生じる際のアームの長さ(50cmに対する5cm)の比から決定される量である。 In this special pole, for example, it is assumed that the distance between M2 and M3 is 50 cm, and the distance between the angle adjusting screw provided on the back of the main mirror and the center of rotation (fulcrum) when using it is 5 cm. At this time, assuming that the screw pitch of the angle adjustment screw and the turnbuckle is the same, the angle adjustment accuracy using this special pole is about 10 times that when using only the adjustment screw on the back of the mirror. It will be. This is an amount determined from the ratio of the arm length (5 cm to 50 cm) at which rotation occurs.
(その他の実施例)
(1)実施例1において、アーム部25の形状は、コの字状であったが、U字状やV字状でもかまわない。特に、V字状の場合は、水平な辺と斜めの辺の2辺で形成されるものにし、ミラー支持部21の荷重を支えるようにする。
(Other examples)
(1) In the first embodiment, the shape of the arm portion 25 is a U-shape, but it may be a U-shape or a V-shape. In particular, in the case of a V-shape, it is formed by two sides, a horizontal side and an oblique side, so as to support the load of the mirror support portion 21.
本発明は、上述したような自然構造物、土木構造物、建築構造物、およびそれに関係する建設機械を対象として構造物の建設中および供用後のすべての期間において変状を監視し、安全性を確認するためのシステムならびに方法として有用である。 The present invention is intended for the safety of the natural structure, civil engineering structure, building structure, and related construction machinery as described above, monitoring the deformation during the construction of the structure and all the periods after the service. It is useful as a system and method for confirming the above.
1 ミラー
2 ミラー調整治具
3 ターゲット
4 観測点
30 支柱
1 Mirror 2 Mirror Adjustment Jig 3 Target 4 Observation Point 30 Prop
Claims (24)
ミラーを固定するミラー支持部と、
前記支柱に設けられ、前記ミラー支持部に設けられた脚部を挿入して内部に固化材を充填させることにより前記ミラー支持部を固定し得る脚受け部と、
前記ミラー支持部の傾斜角を調整し得る角度調整部と、
前記角度調整部を一端で支持し、他端で前記支柱もしくは前記脚受け部と連結固定されるアーム部と、
を備えたことを特徴とするミラー調整治具。 A strut embedded or fixed in the structure;
A mirror support for fixing the mirror;
A leg support portion which is provided on the support column and can fix the mirror support portion by inserting a leg portion provided on the mirror support portion and filling a solidified material therein;
An angle adjusting unit capable of adjusting an inclination angle of the mirror support unit;
An arm unit that supports the angle adjusting unit at one end and is connected and fixed to the support column or the leg receiving unit at the other end;
A mirror adjusting jig characterized by comprising:
前記発光手段から照射された光が、前記ミラーに反射し、観測点に到達するか否かにより、構造物の変状を検知する構造物変状検知システム。 A target including a light emitting means, a mirror, and a mirror adjusting jig for supporting and adjusting the mirror;
A structural deformation detection system that detects the structural deformation based on whether or not the light emitted from the light emitting means is reflected by the mirror and reaches the observation point.
前記発光手段から照射された光が、前記ミラーに反射し、観測点に到達するか否かにより、構造物の変状を検知する構造物変状検知システム。 A target including a light emitting means, a mirror, and the mirror adjusting jig according to claim 1 for supporting and adjusting the mirror,
A structural deformation detection system that detects the structural deformation based on whether or not the light emitted from the light emitting means is reflected by the mirror and reaches the observation point.
変状モニタリング対象の構造物にミラーを取り付け、
前記発光手段の照射光が前記ミラーに反射し観測点に到達するように前記ミラーの姿勢を予め調整し、
前記発光手段の照射光が前記ミラーに反射し観測点に到達するか否か、若しくは、到達した場合に到達した光の色を判定することにより、構造物の変状を検知する構造物変状検知方法。 A target with a light emitting means is provided in the immovable region,
Attach a mirror to the structure to be monitored for deformation,
Adjust the posture of the mirror in advance so that the irradiation light of the light emitting means is reflected on the mirror and reaches the observation point,
Structural deformation that detects the structural deformation by determining whether or not the light emitted from the light emitting means is reflected by the mirror and reaches the observation point, or when the light reaches the observation point Detection method.
A plurality of mirrors are provided, and mirrors are attached to a plurality of points of the structure subject to deformation monitoring, and the postures of the respective mirrors are adjusted in advance so that the light emitted from the light emitting means is reflected on each mirror and reaches the observation point. And detecting the deformation of the structure by determining whether or not the irradiation light of the light emitting means is reflected on each mirror and reaches the observation point, or by determining the color of the light that has reached the observation point. The structural deformation detection method according to any one of claims 19 to 23.
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