JP2018066715A - 鉛直度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】揺れのおさまりを待つことなく短時間に自動検出し鉛直度を測定する鉛直度測定装置を提供する。【解決手段】柱や壁など測定面の鉛直度を測定する場合において、二軸ジンバル機構の中心点を基準として、レーザーモジュールの照射方向が鉛直方向となるように調整されたホルダを有し、ホルダがダンパー機構により制動されるレーザー下げ振り器と、レーザーモジュールからの照射光を受光した受光面でのＸ値、Ｙ値を検出して出力する位置検出装置とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、二軸ジンバル機構により鉛直方向を投射するレーザー下げ振り器と揺れ補正対策を施した位置検出装置による鉛直度測定装置に関する。

一般的には糸と分銅で重力方向を指示する下げ振りを鉛直基準として古くから使用されている。

下げ振りは風や振動の影響で、減衰機能を持たないため、振幅の停止までに時間がかかり作業時間に障害をきたす場合など使用環境に左右されやすい面があった。

また、糸や分銅に接触しないよう細心の注意を払って振幅を予測しながら定規で測定面からの距離を目視で読み取るため、作業者の熟練度や周囲の明るさ、読み取り位置などの影響を受け正確性に欠ける点があった。

下げ振り位置検出装置は、下げ振りの糸の位置を非接触で高速に測定する装置と、測定範囲内にある下げ振りの糸の位置を、下げ振りが振幅している場合であっても、位置を算出するソフトウエアにより求めた下げ振り糸の鉛直位置から鉛直線からの測定箇所の変位を検出するものがある（例えば、特許文献１参照。）。

この場合、近距離で照射光線と受光装置で距離計測をおこなうため、正確に計測することが難しく装置の小型化も困難である。

鉛直上下方向に配置された上穴と下穴の水平方向の相対位置を正確に測定可能な穴位置測定装置があり、これは上面にレーザー光が下向きになるようレーザー発振器が吊り下げ糸によって吊り下げられ、対向する方向に支持されるレーザー光を検出するレーザー検出器を備えることを特徴とする穴位置測定装置がある（例えば、特許文献２参照。）。

この場合、鉛直基準は吊り下げられたレーザー発振器であり、減衰機能を持たないため、迅速な計測がおこなえない。

レーザー下げ振り器は二軸ジンバル機構により正確に鉛直方向をレーザー光で投射し、レーザーモジュールを支持するホルダに対しては磁気制動方式やグリスダンパーなどの揺れを減衰する機能によって、作業時間の短縮を実現した。

レーザー下げ振り器においても木造住宅などの施工時には、木材の特性である素材の柔らかさによって大きく揺れ、ダンパー機構では減衰できないことが分かった。

レーザー墨出し器についても、高層ビルやマンションでは低周波の揺れが起こりやすいためレーザー光の揺れがおさまるのに時間のかかる場合があった（例えば、特許文献３参照。）。

特開２０１０−１９０６４０

特開２０１３−１０８９４７

特許第４２３０２８１号

以上に述べた従来の下げ振りなど鉛直指示器や位置検出装置では、作業環境や熟練度に依存し、正確迅速な鉛直度計測が困難であった。

本発明は、このような従来の鉛直指示器や位置検出装置が有していた問題を解決しようとするものであり、レーザー下げ振り器と、作業環境や属人性によらずにいつでも安定して、揺れのおさまりを待つことなく短時間に自動検出し、人の手を介さない正確な数値を記録する揺れ補正対策を施した位置検出装置による鉛直度測定装置を実現することを目的とする。

そして、本発明は上記目的を達成するために柱や壁など測定面の鉛直度を測定する場合において、二軸ジンバル機構の中心点を基準として、レーザーモジュールの投射方向が鉛直方向となるように調整されたホルダを有し、前記ホルダがダンパー機構により制動されるレーザー下げ振り器と、前記レーザーモジュールからの投射光を受光した受光面でのＸ値、Ｙ値を検出して出力する位置検出装置とを備えていることを特徴とする鉛直度測定装置である。

また、第二の解決手段は、前記位置検出装置が、周囲の振動の影響を受けて揺れるレーザー光の軌道を、ＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサを備えたカメラなど光検出器で一定時間連続して受光し、画像処理とその軌道の重心位置を平均化して光軸中央位置をＸ値、Ｙ値で出力し、記憶、無線配信する鉛直度測定装置である。

上述したように本発明のレーザー下げ振り器と位置検出装置は、作業環境や熟練度に依存せず、いつでも安定して短時間で正確に自動検出することができる。

この正確な計測値は、人の手を介すことなく記録することができるため、信頼性が高く、計測値の検証など、二重三重の検査体制が不要となる。

手入力の測定記録紙を人が運び、人が電子計算機等へ入力して清書するなどの手間がなくなり、現場でほとんどの作業を完結することができるので、後処理としての事務作業を大幅に削減することができ労働時間の短縮を実現できる。

鉛直度測定装置の全体図 レーザー下げ振り器の内部構造を示す図 位置検出装置によるレーザー光の軌道重心計算方法を示す図 位置検出装置の平面図 位置検出装置の断面図 鉛直度測定装置の作動を示すブロック図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、鉛直度計測器を構成する１００レーザー下げ振り器は５柱や壁などに固定され、４同じ測定面に２００位置検出装置は取り付けられている。

図２は、レーザー下げ振り器の内部構造を示す図である。８レーザーモジュールを支持する７ホルダは、１ケース内に装備可能で、周囲の振動の影響を受けても、位置検出装置の受光範囲内に入るよう重心位置を支点近くし、７ホルダーの揺れ角度をできるかぎり狭くするよう、高い固有振動数に設計されたものとする。

図３は、１８レーザー光の２４軌道と、二軸ジンバル機構の支点を中心に対照あるいは円弧運動することを利用して、２０ＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサを備えたカメラなど光検出器で一定時間連続して受光し、画像処理と２４その軌道の重心位置を平均化することで、２５中央位置をＸ値、Ｙ値で出力する。

図４は、位置検出器装置の平面図で、目視でもレーザー光の中央位置読み取れるよう２６目盛がしるされ、中央位置を３０スピーカー音声拡声用穴から音声で主力したり、２９位置告知ＬＥＤで離れた場所でも位置確認ができ遠隔作業を継続しておこなえる出力手段を持つ。

図５は、位置検出装置の断面図で３１ケース上と３５ケース下は屋外で雨のときにも使用されるため防水防塵対応とすし、両方の側面には３４ゴムマグネットで測定面に容易に着脱できるものとする。

３２基板には、１８レーザー光の光軸位置Ｘ値、Ｙ値をあらかじめ認識された無線端末器にその値を送信する無線配信機能を持つ。

２０ＣＣＤイメージセンサ或いはＣＭＯＳイメージセンサは１８レーザー光の２１揺れ幅を広い範囲で検出でき、太陽光や他の光と区別して正確に検出できる距離に設定される。

図６は、鉛直度測定装置の作動を示すブロック図で、３６レーザー下げ振り器から投射されたレーザー光を３７位置検出装置が受け、３８音声やＬＥＤ出力と同時に、無線配信によってＸ値、Ｙ値が設定に応じて出力されることを示す。

レーザー墨出し器より投射する鉛直方向と水平方向の２方向レーザー墨出し器においても、画像認識可能なレーザー光到達距離内では同様に位置検出を行うことができる。

１００ レーザー下げ振り器
２００ 位置検出器
１ 本体ケース
２ マグネットカバー

４ 測定面
５ 柱
６ 二軸ジンバル機構
７ ホルダ
８ レーザーモジュール
９ 銅筒
１０ マグネット
１１ 制動板
１２ レーザー投射口
１３ スイッチ
１４ 電池
１５ 電池ボックス
１６ マグネット
１７ マグネットキャップ
１８ レーザー光
１９ 受光面
２０ イメージセンサ
２１ レーザー光揺れ幅
２２ 受光面裏側
２３ 透過したレーザー光の像
２４ レーザー光の軌道
２５ 中心位置
２６ 目盛
２７ スイッチ
２８ 電源状態告知ＬＥＤ
２９ 位置告知ＬＥＤ
３０ スピーカー音声拡声用穴
３１ ケース上
３２ 基板
３３ 電源
３４ ゴムマグネット
３５ ケース下
３６ レーザー下げ振り器
３７ 位置検出装置
３８ 音声・ＬＥＤ出力
３９ Ｘ値、Ｙ値出力

Claims (2)

1. 柱や壁など測定面の鉛直度を測定する場合において、二軸ジンバル機構の中心点を基準として、レーザーモジュールの投射方向が鉛直方向となるように調整されたホルダを有し、前記ホルダがダンパー機構により制動されるレーザー下げ振り器と、
   前記レーザーモジュールからの投射光を受光した受光面でのＸ値、Ｙ値を検出して出力する位置検出装置とを備えていることを特徴とする鉛直度測定装置。
2. 前記位置検出装置は、周囲の振動の影響を受けて揺れるレーザー光の軌道を、ＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサを備えたカメラなど光検出器で一定時間連続して受光し、画像処理とその軌道の重心位置を平均化して光軸中央位置をＸ値、Ｙ値で出力し、記憶、無線配信する請求項１記載の鉛直度測定装置。

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