JP2013186073A - ３次元変位量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤを使用して、不動点と変位計測ポイント間を長距離にすることを可能にしながら、地滑り等による地表面の動きが、伸縮計のワイヤの張り方向に対し大きくずれている場合でも正確な３次元変位量を計測可能にする。
【解決手段】不動点及び計測点の一方に、ワイヤ（１）の長さ方向の変位量を計測するセンサ（１０Ｚ）と、該ワイヤ（１）の鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平軸（Ｙ軸）回りの角度変位量を計測するセンサ（１０Ｘ、１０Ｙ）を設け、ワイヤ（１）の長さ方向（Ｚ軸）の変位量、鉛直方向軸（Ｘ軸）回りの角度変位量及び水平方向軸（Ｙ軸）回りの角度変位量に基づいて、不動点に対する計測点の３次元変位量を演算する。
【選択図】 図９

Description

本発明は、不動点と地滑り等による地表面の変位を計測する計測点とをワイヤで接続し、ワイヤの変位により、計測点の３次元の変位量を計測する３次元変位計測装置に関する。

従来、測定対象物がＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に変位する場合には、通常、各軸毎に変位計を設置して測定していた。そのため、変位計の設置に費用が掛かり、測定部位によってはスペース的にも技術的にも設置できない場合もあった。そこで、これらの欠点を解決すべく、下記特許文献１、２にみられるように、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に変位する測定対象物に対して、技術的に設置が困難な測定物にも設置できる変位計が提案された。

実用新案登録第３０６２４３３号公報 特開２００７−３０９６５９号公報

上記特許文献１に開示された３軸変位計を、図１を用いて簡単に説明する。
固定装置１０１にＺ軸用センサ１０３とＺ軸ガイド１１０を設けて、Ｚ軸センサ１０３が伸縮のみ自在にされる。次いで、Ｚ軸ガイド１１０にユニバーサルジョイント１０７を設ける。ユニバーサルジョイント１０８、１０９を設けて、その中に、Ｘ軸センサ１０４、Ｙ軸センサ１０５を装着する。
そして、Ｘ軸センサ１０４、Ｙ軸センサ１０５を取り付けるユニバーサルジョイントの直交する軸のそれぞれに、伝達プレート１１１、１１２を取り付け、Ｘ軸センサ１０４、Ｙ軸センサ１０５の軸に伝達駒１１３、１１４を取り付ける。このとき、どちらかのセンサは重力に対して垂直にする。さらに、ユニバーサルジョイント１０８の最終端に測定位置１０２を設置する。固定位置１０１の外周部と測定位置１０２の外周部との間に、カバー１１５を設けて防滴構造とする。なお、１０６は、各センサからの出力を取り出す信号線である。

このように構成したことにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に任意に移動する測定物の計測が、取付金具１１６の工夫だけの簡単な取付けにより計測ができることとなった。また、カバー１１５を付加することで、屋外でも簡単に設置して計測できるようになった。
ところが、この従来のものでは、Ｘ軸、Ｙ軸の計測値が、ユニバーサルジョイント１０８、１０９上に設けられた回転伝達駒１１３、１１４を介してＸ軸センサ１０４、Ｙ軸センサ１０５にセンサに伝達されるため、Ｘ軸、Ｙ軸の２軸のセンサが、同一面上に設置することができず、しかも、ユニバーサルジョイント１０８、１０９上に設置しなければならないため、ユニバーサルジョイント１０８、１０９が長くなる結果、３軸変位計全体の長さが長くなり、設置スペースに制約を生じるおそれがあった。

このような問題点を解決するため、上記特許文献２では、一端と他端間とを自在継ぎ手を介して接続するとともにＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の変位を検出する３軸相対変位計において、一端と他端間を２個の自在継ぎ手で連結し、一端の自在継ぎ手にはＺ軸センサ用のロッドを接続し、このロッドをホルダ内に軸方向に相対変位自在に収納してＺ軸センサを構成し、また他端の自在継ぎ手にはこのＺ軸センサのホルダにむけてロッド部を延設する。
さらに、ロッド部を球面状かつフォーク状に囲んで構成する一対のリンクを設け、一方のリンクにはＸ軸ポテンショセンサを、他方のリンクにはＹ軸ポテンショセンサを固定することにより、これらのＸ軸センサ、Ｙ軸センサを略同一平面上に配置し、Ｚ軸センサ、Ｘ軸センサ、Ｙ軸センサにより、３軸の変位を同時に計測できるようにした。

このように構成することにより、３軸の変位を１つのユニットで測定できるため、各軸毎に変位計を設置する必要がなく、設置費用の低減と省スペースが可能となる。
またリンクを介して設置されるＸ軸センサ、Ｙ軸センサは略同一平面上に配設することにより、Ｘ軸、Ｙ軸の変位を略同一平面内に配設されリンクを介したセンサを使用した計測が可能となるので、Ｚ軸方向の高さを効率よく減少させて３軸変位計をコンパクトに構成することができる。

しかし、従来の３軸相対変位計では、相対変位測定対象物に対し、一端を固定位置、他端を測定位置として、両端間をＺ軸センサロッド、Ｚ軸ガイドで連結するものであり、固定位置と測定位置間の距離がＺ軸センサロッドの長さに制限されるため、数十センチが限度である。したがって、例えば、地滑り等の地表面の変位を計測するため、長い距離を必要とする不動点と変位計測ポイント間に設置することは困難である。
また、一端側にＺ軸ポテンショセンサ、他端側にＸ軸ポテンショセンサ、Ｙ軸ポテンショセンサが配置されるため、不動点と変位計測ポイント間の長い配線が必要となり、さらなるコストアップを招くことになる。しかも、地滑りにより、他端側が固い岩盤などに激突し、大きな衝撃力が加わると、ロッドの根元部で屈曲してしまうことがあり、このような場合には、Ｘ軸ポテンショセンサ、Ｙ軸ポテンショセンサの検出値に屈曲に伴う誤差が発生し、３軸の変位を正確に計測できない場合が生じ得る。

一方、地滑り等の地表面の変位を計測するため、図２、図３に示されるように、不動点と変位計測ポイントをワイヤで接続し、伸縮計によりワイヤが引き出された量をポテンショメータで計測することが行われている。しかし、このような簡易型の計測装置では、地滑り等による地表面の動きが、伸縮計のワイヤの張り方向に対し大きくずれている場合、実際の変位量Ｄに対し、検出される変位量はΔＬと小さくなってしまい、地滑り量を過小評価することになる。
特にこうした計測装置を使用して警報を出したり、立ち入り制限をかけるような緊急性の高い現場では、地滑り用の過小評価が対応の遅れを招き、重大な災害につながりかねない。

そこで本発明の目的は、上述した従来の３軸変位計やワイヤを使用した簡易型計測装置の諸課題を解決して、ワイヤを使用して、不動点と変位計測ポイント間を長距離にすることを可能にしながら、地滑り等による地表面の動きが、伸縮計のワイヤの張り方向に対し大きくずれている場合でも正確な変位量を計測可能にすることにある。

この目的を解決するため、本発明の計測装置においては、次のような技術的手段を講じた。
すなわち、
（１）不動点と地滑り等による地表面の変位を計測する計測点とをワイヤで接続し、ワイヤの変位により、計測点の変位量を計測する計測装置において、前記不動点及び計測点の一方に、前記ワイヤの長さ方向の変位量を計測するセンサと、該ワイヤの鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平軸（Ｙ軸）回りの角度変位量を計測するセンサを設け、ワイヤの長さ方向の変位量、鉛直方向軸（Ｘ軸）回りの角度変位量及び水平方向軸（Ｙ軸）回りの角度変位量に基づいて、前記不動点に対する計測点の３次元変位量を演算するようにした。

（２）上記の計測装置において、前記ワイヤの一端がワイヤの長さ方向にスライドするＺ軸センサロッドに接続され、該Ｚ軸センサロッドをスライド可能に収容するケースの基端部が、前記鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平方向軸（Ｙ軸）回りに回転自在な連結機構に接続されており、前記Ｚ軸センサロッドに前記ワイヤの長さ方向の変位量を検出するセンサ、そして、前記連結機構に前記鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平方向軸（Ｙ軸）回りの角度変位量を検出するセンサをそれぞれ設けた。

（３）上記の計測装置において、前記ワイヤの長さ方向の変位量を検出するセンサは、前記ワイヤの巻き取り量により変位量を検出するようにした。

（４）上記の計測装置において、前記ワイヤの長さ方向の変位量を検出する計測装置の基台に、前記鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平方向軸（Ｙ軸）回りの角度変位量を検出するセンサを結合した２角度検出ユニットを取り付け、該２角度検出ユニットを通したワイヤを前記ワイヤの長さ方向の変位量を検出する計測装置に接続した。

（５）上記の計測装置において、前記ワイヤの長さ方向の変位量を検出する計測装置の基台を、前記鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平方向軸（Ｙ軸）回りに回転自在に支持する支持機構に取り付け、該支持機構に、前記鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平方向軸（Ｙ軸）回りの角度変位量の計測する前記センサを取り付けた。

また、本発明の２角度検出ユニットにおいては、次のような技術的手段を講じた。
（６）ワイヤの長さ方向の変位量を検出する計測装置の基台に対し、鉛直方向に固定される第１コの字型部材と、前記第１のコの字型部材に対し、鉛直軸回りに回転自在に連結される中間部材と、前記中間部材に対し、水平軸回りに回転自在に連結される第２コの字型部材と、前記中間部材の鉛直軸回りの回転角度変量を計測するＸ軸変位センサと、前記第２コの字型部材の水平軸回りの回転角度変量を計測するＹ軸変位センサと、前記Ｘ軸変位センサとＹ軸変位センサの計測値を出力する出力端子からなり、前記計測装置によるワイヤの長さ方向の変位量をＺ軸方向として、計測点の３次元変位量を計測可能とした。

（７）ワイヤの長さ方向の変位量を検出する計測装置を固定する台座と、該台座を鉛直軸回りに回転自在に支持する第１コの字型部材と、前記第１コの字型部材を水平軸回りに回転自在に連結する第２コの字型部材と、前記第２コの字型部材を前記鉛直軸回りに回転自在に連結する第３コの字型部材と、前記第３コの字型部材を計測点に鉛直に固定するためのポールと、前記第１コの字型部材の鉛直軸回りの回転角度変量を計測するＸ軸変位センサと、前記第２コの字型部材の水平軸回りの回転角度変量を計測するＹ軸変位センサと、前記Ｘ軸変位センサとＹ軸変位センサの計測値を出力する出力端子からなり、前記計測装置によるワイヤの長さ方向の変位量をＺ軸方向として、計測点の３次元変位量を計測可能した。

本発明によれば、ワイヤの鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平軸（Ｙ軸）回りの角度変位量を計測するセンサにより、ワイヤの長さ方向の変位量を、鉛直方向軸回りの角度変位量及び水平方向軸回りの角度変位量で補正することにより、仮に、伸縮計のワイヤの張り方向に対し大きくずれている場合でも、実際の変位量を正確に演算することが可能となる。
また、不動点及び計測点との一方に、ワイヤの長さ方向の変位量を計測するセンサ、ワイヤの鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平軸（Ｙ軸）回りの角度変位量を計測するセンサをすべて集約できるので、設置コストを低減することができる。
特に上記（３）によれば、Ｚ軸センサロッドにより計測し得る変位量をさらに拡大することができる。
上記（４）〜（７）によれば、ワイヤの長さ方向の変位量を検出する既存の計測装置と組み合わせることにより、さらにコスト低減を図ることができる。

従来の変位計の構造を示す図 従来のワイヤ式変位計の問題点を示す図 従来のワイヤ式変位計の問題点を示す図 実施例１に関わる３軸相対変位計の俯瞰図 実施例に関わる３軸相対変位計不動点側の断面図 自在継ぎ手３をワイヤ１の軸線方向からみた図 Ｚ軸センサ１０Ｚの要部拡大図 実施例１の演算ブロック図 実施例２の全体構成図 実施例３の俯瞰図 実施例３の２角度検出ユニットの説明図 ２角度検出ユニットの中間部材拡大図 実施例３の平面図 実施例３の側面図 実施例３のＹ軸角度変位を示す図 実施例３のＸ軸角度変位を示す図 実施例３の演算ブロック図 実施例４の２角度検出ユニット 実施例４の２角度検出ユニットがＸ軸方向、Ｙ軸方向に変位したときの状態を示す図 実施例４の高さ調整機構を示す図

以下本発明に係る３軸相対変位計を実施するための好適な形態を図面に基づいて説明する。

［実施例１］
図４は、本実施例の３軸相対変位計を不動点側からみた俯瞰図を示し、水平面に対し鉛直方向をＸ軸、水平方向をＹ軸、そして、Ｘ軸とＹ軸の交点を原点として、一端が自在継ぎ手に結合されるワイヤ１の長さ方向をＺ軸としている。なお、インバー線などからなるワイヤ１の他端は、変位計測ポイントに埋設された杭等の固定部材（図示せず）に連結されている。

図５は、不動点側の断面図を示し、図６は、自在継ぎ手３をワイヤ１の軸線方向からみた図、図７は、Ｚ軸センサ１０Ｚの要部拡大図を示す。
不動点側の本体２の内部には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りに自由に回転できる自在継ぎ手３が設けられており、この自在継ぎ手３に、ロッド４を介して、円筒状のケース５が連結されている。ケース５の内部には、Ｚ軸センサロッド６を軸方向にスライド可能に案内する案内部７が形成されており、この案内部７に、一端がワイヤ１に連結されたＺ軸センサロッド６が挿通されている。

Ｚ軸センサロッド６のワイヤ１側端には、ケース５の内部をスムースにスライドするバネ受け６ａが設けられ、このバネ受け６ａとケース５のワイヤ１側に形成された段差部５ａとの間に、戻しバネ８が付勢された状態で配設されており、初期状態において、他端が変位計測ポイントに埋設された固定部材に連結されたワイヤ１に所定の張力を与えている。
なお、ロッド４のケース５側端部と、本体２に設けられた円形開口部との間には、ゴムや合成樹脂で形成されたブーツ９が設けられ、防水性を維持しながら、ロッド４が、自在継ぎ手３との連結点を基点としてスムースに円錐運動できるようになっている。

ここで、地滑り等により、不動点に対し変位計測ポイントが、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向にずれたとき、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のずれは、図６に示されるように、自在継ぎ手３のＸ軸回りの回転軸３Ｘ、Ｙ軸回りの回転軸３Ｙにそれぞれ取り付けられたＸ軸角度センサ１０Ｘ、Ｙ軸角度センサ１０Ｙにより検出される。
一方、Ｚ軸方向、すなわちワイヤ１の長さ方向のずれは、戻しバネ６に抗したＺ軸センサロッド６の軸方向の移動に伴い、回転するＺ軸変位センサ１０Ｚにより検出される。

この実施例では、Ｚ軸変位センサ１０Ｚとして、図７に示されるように、センサロッド６の外表面に圧接するゴムリングや、Ｚ軸センサロッド６の外表面に軸方向に形成された凹凸と係合する凹凸に備えたリングを備えており、Ｚ軸センサロッド６の軸方向の移動に対しスリップすることなく回転できるようにしている。
なお、Ｘ軸角度センサ１０Ｘ、Ｙ軸角度センサ１０Ｙ、Ｚ軸変位センサ１０Ｚとしては、ロータリエンコーダや、ポテンショメータ等を利用することができる。

ここで、地滑り等が発生し、Ｘ軸角度センサ１０Ｘ、Ｙ軸角度センサ１０Ｙ及びＺ軸変位センサ１０Ｚの検出値が、正常時の（θｘ、θｙ、Ｚ）に対し（θｘ＋Δθｘ、θｙ＋Δθｙ、Ｚ＋ΔＺ）となった場合を想定すると、次の演算式により、Ｘ軸移動量、Ｙ軸移動量、Ｚ軸移動量を演算することができる。
ΔＸ＝（Ｌ±ΔＬ）＊（√（ｓｉｎ^２Δθｙ＊ｃｏｓΔθｘ^２／（ｓｉｎ^２Δθｙ＊ｃｏｓ^２Δθｘ＋ｃｏｓ^２Δθｙ）） （１）

ΔＹ＝（Ｌ±ΔＬ）＊（√（ｓｉｎ^２Δθｘ＊ｃｏｓ^２Δθｙ／（ｓｉｎ^２Δθｘ＊ｃｏｓ^２Δθｙ＋ｃｏｓ^２Δθｘ）） （２）

ΔＺ＝（Ｌ±ΔＬ）＊（√（ｃｏｓ^２Δθｘ＊ｃｏｓ^２Δθｙ／（ｓｉｎ^２Δθｘ＊ｃｏｓ^２Δθｙ＋ｃｏｓ^２Δθｘ））−Ｌ （３）
なお、上記の演算式において、
ΔＸ：Ｘ軸移動量
ΔＹ：Ｙ軸移動量
ΔＺ：Ｚ軸移動量
Ｌ±ΔＬ：全長±Ｚ軸ポテンショセンサ変化量
Δθｘ：Ｘ軸ポテンショセンサ変化量
Δθｙ：Ｙ軸ポテンショセンサ変化量
であり、Δθｘ、Δθｙはポテンショセンサからの出力で角度の変化を表し、ΔＬはポテンショセンサからの出力で長さの変化を表している。
これらの変化量を上式（１）〜（３）に代入することで、三次元のΔＸ、ΔＹ、ΔＺの変化（長さ）を表すことができる。

この演算を行うブロック図を図８に示す。
Ｘ軸角度センサ１０Ｘ、Ｙ軸角度センサ１０Ｙ、Ｚ軸変位センサ１０Ｚからなるセンサ部１０の出力変化量Δθｘ、Δθｙ、ΔＺは、これらを電圧信号あるいは抵抗値信号を、マイコン等の制御部１１内の演算処理部１２で処理できるよう、制御シグナルコンディショナー（インターフェース）１３を介して信号処理（ＡＤ変換）がなされる。なお、１４、１５、１６は、それぞれメモリ、外部ＰＣやＬＡＮに接続するための通信機、所定以上の地滑りが発生した場合に警報を発するためのランプ、ブザーを作動させる外部出力機である。

出力変化量Δθｘ、Δθｙ、ΔＺは、ワイヤの風による振動など、地滑り以外の要因でノイズを発生する可能性があるので、センサ部１０とシグナルコンディショナー１３の間に、低域通過フィルタＬＰＦを介在させ、地滑りと関係のない周期の早い変化を除去するようにしてもよい。
また、この例では、Ｘ軸角度センサ１０Ｘ、Ｙ軸角度センサ１０Ｙ、Ｚ軸変位センサ１０Ｚを不動点側に設けたが、これらを計測点側に設け、内蔵するバッテリにより、各センサ及び通信を行うようにしてもよい。

［実施例２］
実施例１では、装置をコンパクトにできるが、Ｚ軸方向の検出範囲が戻しバネによりＺ軸センサロッド６のストロークに限定されてしまうため、計測し得る変位量が限定されたものになってしまう。
そこで、この実施例では、図９に示されるように、Ｚ軸の変位量を既存の伸縮計と同様にワイヤの巻き取り量で検出する。すなわち、本体２の円形開口部には、ゴムブーツ９を介してワイヤ案内部１７が自在継ぎ手３との連結点を基点として円錐運動可能に取り付けられており、ワイヤ案内部１７の一端から挿通されたワイヤ１は、自在継ぎ手３のＸ軸とＹ軸の交点に位置するワイヤ案内部１７の他端を介して、ワイヤ巻き取り部１８に巻き取られている。
ワイヤ巻き取り部１８は、コイルスプリング等により、初期状態において、ワイヤ１に所定の張力を与えるようになっており、地滑り等により、ワイヤ１がワイヤ巻き取り部１８に巻き取られたり、あるいは繰り出された場合、ロータリエンコーダやポテンショメータ等を利用したＺ軸変位センサ１０Ｚにより検出される。その他の構成は、実施例１と同様である。

［実施例３］
この実施例では、Ｘ軸回転センサとＹ軸回転センサを結合した２角度検出ユニットを既存の伸縮計と組み合わせてより低コストを実現する。
すなわち、図１０〜図１１に示すように、既存の伸縮計１９をＺ軸センサとして使用し、その基台に、Ｘ軸回転センサ２０ＸとＹ軸回転センサ２０Ｙを結合した２角度検出ユニット２０を配置し、ワイヤ１を、各センサ２０Ｘ、２０Ｙのワイヤ案内部に通した上で、既存の伸縮計１９に連結する。

全体構造の平面図、側面図である図１３、図１４に示すように、２角度検出ユニット２０は、その台座が水平面となるよう固定されており、その台座に垂直方向に固定され、ワイヤ１を伸縮計１９に向けて平行かつ垂直方向に案内する案内部２０ａが垂直方向に固定された、第１コの字型部材２０ｂと、変位計測ポイントからのワイヤ１が挿通されるワイヤ案内部２０ｃが垂直方向に取り付けられた、第２コの字型部材２０ｄと、固定部材２０ｂに対してＸ軸回りに回転可能に結合され、かつ、図１２に示されるように、第２コの字型部材２０ｄをＹ軸回りに回転可能に連結する中間部材２０ｅとから構成されている。

中間部材２０ｅは、図１２に示されるように、略正方形の枠体からなり、各面の中央部に、中心がＸ軸回転軸に一致するピン２０ｆ、２０ｇ、Ｙ軸回転軸に一致するピン２０ｈ、２０ｉが突出するよう固定されており、図１１に示されるように、第１コの字型部材２０ｂの上面には、中間部材２０ｅのピン２０ｆ、２０ｇ回りの回転角度を検出するＹ軸角度センサ２０Ｙが取り付けられている。同様に、第２コの字型部材２０ｄの側面には、第２コの字型部材２０ｄのピン２０ｈ、２０ｉ回りの回転角度を検出するＸ軸角度センサ２０Ｘが取り付けられている。
なお、第１コの字型部材２０ｂの案内部２０ａ先端は、ピン２０ｆとピン２０ｇを結ぶ線と、ピン２０ｈとピン２０ｉを結ぶ線の交点に一致するよう配置され、この先端が、Ｘ軸とＹ軸が交わる原点となっている。

以上の構成により、図１５、図１６に示すように、既存の伸縮計からＺ軸変位量を取得し、その基台に取り付けたＸ軸回転センサ２０ＸとＹ軸回転センサ２０Ｙから、Ｘ軸角度変位量θｘ、Ｙ軸角度変位θｙを取得できる。
そして、図１７に示されるように、既存の伸縮計からのＺ軸変位量ΔＬを外部入力回路３０を介してシグナルコンディショナーに取り込めば、実施例１と同様に、Ｘ軸移動量ΔＸ、Ｙ軸移動量ΔＹ、Ｚ軸移動量ΔＺを正確に演算することが可能となる。その他の構成は、実施例１と同様である。

［実施例４］
実施例３では、既存の伸縮計１９を固設したが、本実施例では、この伸縮計１９を固定する台座２１をＸ回転軸及びＹ軸回転軸回りに回転自在に設けた。
すなわち、図１８〜図２０に示されるように、既存の伸縮計１９を固定する台座２１は、ベアリング２２を介して、第１コ字型部材２３の底面に取り付けられ、この第１コ字型２３の底面と平行を維持しながらスムースに回転できるようになっている。

一方、第１コの字型部材２３の両部材２３ａ、２３ｂには、スライド溝２３ｃがそれぞれ設けられ、ボルト２３ｄを介して第２コの字部材２４に連結されている。
第１コの字型部材２３と第２コの字部材２４は、第１コの字型部材２３のワイヤ１側の側面が、第２コの字型部材２４先端を折り曲げることにより形成したストッパにより、両者が常に垂直を維持するよう連結されており、図２０に示されるように、第１コの字型部材２３の両部材２３ａ、２３ｂに形成されたスライド溝２３ｃにより、第２コの字部材２４に対し、第１コの字型部材２３を上下方向に位置調整できるよう、ボルト２３ｄにより固定される。

また、第２コの字部材２４は、不動点に対し垂直方向に立設して固定された第３コの字部材２５に対し、水平方向のＹ回転軸回りに回転自在に連結されており、その回転軸は、既存の伸縮計１９における計測原点を通過するようになっている。
そして、台座２１の底面に垂直方向に固設された回転軸２１ａにＸ軸回転センサ２６Ｘ、第２コの字部材２４の両端から延設された回転軸２４ａにＹ軸回転センサ２６Ｙをそれぞれ取り付ける。

以上の構成により、ボルト２３ｄを緩め、スライド溝２３ｃにより、ワイヤ１が、この計測原点を通るように調整すれば、図１８に示されるとおり、実施例３と同様に、Ｘ軸回転センサ２６Ｘ、Ｙ軸回転センサ２６Ｙ、そして、既存の伸縮計１９により、Ｘ軸移動量ΔＸ、Ｙ軸移動量ΔＹ、Ｚ軸移動量ΔＺを正確に演算することが可能となる。その他の構成は、実施例１と同様である。

以上説明したように、本発明によれば、ワイヤの鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平軸（Ｙ軸）回りの角度変位量を計測するセンサにより、ワイヤの長さ方向の変位量を、鉛直方向軸回りの角度変位量及び水平方向軸回りの角度変位量で補正することにより、低コストな計測装置で地滑り等の災害の発生を正確に予測することが可能となるので、災害対策用警報装置などとして広く採用されることが期待できる。

１：ワイヤ ２：本体 ３：自在継ぎ手 ４：ロッド
５：円筒状ケース ６：Ｚ軸センサロッド ７ 案内部
８：戻しバネ ９：ブーツ １０Ｘ：Ｘ軸変位センサ
１０Ｙ：Ｙ軸変位センサ １１：制御部 １２：演算処理部
１３：請求シグナルコンディショナー １４：メモリ １５：通信機
１６：ランプ、ブザー １７：ワイヤ案内部 １８：ワイヤ巻き取り部
１９：伸縮計 ２０：２角度検出ユニット ２１：台座
２３：第１コの字型部材 ２４：第２コの字型部材
２５：第３のコの字型部材、

Claims (7)

1. 不動点と地滑り等による地表面の変位を計測する計測点とをワイヤで接続し、ワイヤの変位により、計測点の変位量を計測する計測装置において、
   前記不動点及び計測点の一方に、前記ワイヤの長さ方向の変位量を計測するセンサと、該ワイヤの鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平軸（Ｙ軸）回りの角度変位量を計測するセンサを設け、ワイヤの長さ方向の変位量、鉛直方向軸（Ｘ軸）回りの角度変位量及び水平方向軸（Ｙ軸）回りの角度変位量に基づいて、前記不動点に対する計測点の３次元変位量を演算するようにしたことを特徴とする計測装置。
2. 前記ワイヤの一端がワイヤの長さ方向にスライドするＺ軸センサロッドに接続され、該Ｚ軸センサロッドをスライド可能に収容するケースの基端部が、前記鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平方向軸（Ｙ軸）回りに回転自在な連結機構に接続されており、前記Ｚ軸センサロッドに前記ワイヤの長さ方向の変位量を検出するセンサ、そして、前記連結機構に前記鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平方向軸（Ｙ軸）回りの角度変位量を検出するセンサをそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
3. 前記ワイヤの長さ方向の変位量を検出するセンサは、前記ワイヤの巻き取り量により変位量を検出する請求項１に記載の計測装置。
4. 前記ワイヤの長さ方向の変位量を検出する計測装置の基台に、前記鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平方向軸（Ｙ軸）回りの角度変位量を検出するセンサを結合した２角度検出ユニットを取り付け、該２角度検出ユニットを通したワイヤを前記ワイヤの長さ方向の変位量を検出する計測装置に接続したことを特徴とする請求項１または３に記載の計測装置。
5. 前記ワイヤの長さ方向の変位量を検出する計測装置の基台を、前記鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平方向軸（Ｙ軸）回りに回転自在に支持する支持機構に取り付け、該支持機構に、前記鉛直方向軸（Ｘ軸）回り及び水平方向軸（Ｙ軸）回りの角度変位量の計測する前記センサを取り付けたことを特徴とする請求項１または３に記載の計測装置。
6. ワイヤの長さ方向の変位量を検出する計測装置の基台に対し、鉛直方向に固定される第１コの字型部材と、
   前記第１のコの字型部材に対し、鉛直軸回りに回転自在に連結される中間部材と、
   前記中間部材に対し、水平軸回りに回転自在に連結される第２コの字型部材と、
   前記中間部材の鉛直軸回りの回転角度変量を計測するＸ軸変位センサと、
   前記第２コの字型部材の水平軸回りの回転角度変量を計測するＹ軸変位センサと、
   前記Ｘ軸変位センサとＹ軸変位センサの計測値を出力する出力端子からなり、
   前記計測装置によるワイヤの長さ方向の変位量をＺ軸方向として、計測点の３次元変位量を計測可能とする２角度検出ユニット。
7. ワイヤの長さ方向の変位量を検出する計測装置を固定する台座と、
   該台座を鉛直軸回りに回転自在に支持する第１コの字型部材と、
   前記第１コの字型部材を水平軸回りに回転自在に連結する第２コの字型部材と、
   前記第２コの字型部材を前記鉛直軸回りに回転自在に連結する第３コの字型部材と、
   前記第３コの字型部材を計測点に鉛直に固定するためのポールと、
   前記第１コの字型部材の鉛直軸回りの回転角度変量を計測するＸ軸変位センサと、
   前記第２コの字型部材の水平軸回りの回転角度変量を計測するＹ軸変位センサと、
   前記Ｘ軸変位センサとＹ軸変位センサの計測値を出力する出力端子からなり、
   前記計測装置によるワイヤの長さ方向の変位量をＺ軸方向として、計測点の３次元変位量を計測可能とする２角度検出ユニット。
   

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