JP2714961B2 - 傾斜角発信器 - Google Patents
傾斜角発信器Info
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- JP2714961B2 JP2714961B2 JP63260311A JP26031188A JP2714961B2 JP 2714961 B2 JP2714961 B2 JP 2714961B2 JP 63260311 A JP63260311 A JP 63260311A JP 26031188 A JP26031188 A JP 26031188A JP 2714961 B2 JP2714961 B2 JP 2714961B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、電柱や鉄塔、その他の構築物、あるいは大
型の産業機械等のような構造物の傾きを検出して、危険
の防止や、各種システムの管理を行うため、使用して有
用な傾斜角発信器に関するものである。
型の産業機械等のような構造物の傾きを検出して、危険
の防止や、各種システムの管理を行うため、使用して有
用な傾斜角発信器に関するものである。
〈従来の技術〉 従来、電柱や鉄塔等のような構築物の場合、老巧化や
災害、あるいは地盤沈下等により、経時的にあるいは突
然大きく傾き、危険な状態になることがある。従って、
このような現象を、的確に把握し、保守することは、災
害等の防止上、是非とも必要とされることである。
災害、あるいは地盤沈下等により、経時的にあるいは突
然大きく傾き、危険な状態になることがある。従って、
このような現象を、的確に把握し、保守することは、災
害等の防止上、是非とも必要とされることである。
また、大型クレーンやパワーショベル等の産業機械の
場合にあっても、地盤が軟弱であったり、あるいは足場
が脆弱である場合、突然大きく傾き、転倒事故に至った
りすることがある。従って、やはり、このような現象
を、的確に把握し、制御することは、安全作業上から、
是非とも必要とされることである。
場合にあっても、地盤が軟弱であったり、あるいは足場
が脆弱である場合、突然大きく傾き、転倒事故に至った
りすることがある。従って、やはり、このような現象
を、的確に把握し、制御することは、安全作業上から、
是非とも必要とされることである。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、現在までのところ、上述したような構築物
や構造物等にあっては、傾きの検出管理は殆ど行われて
いない。
や構造物等にあっては、傾きの検出管理は殆ど行われて
いない。
と言うのは、航空機やロケット等のような高級な制御
システムの場合には、現在、姿勢制御が実施されている
が、これらの場合、コストを度外視しても必要不可欠の
ものであるのに対して、上記した電柱や鉄塔等の構築
物、あるいは大型産業機械等の場合には、今のところ、
導入に適した傾斜角発信器、すなわち小型で低コスト、
さらに取扱い易いの簡便な手頃な装置が提供されていな
いからと、考えられる。
システムの場合には、現在、姿勢制御が実施されている
が、これらの場合、コストを度外視しても必要不可欠の
ものであるのに対して、上記した電柱や鉄塔等の構築
物、あるいは大型産業機械等の場合には、今のところ、
導入に適した傾斜角発信器、すなわち小型で低コスト、
さらに取扱い易いの簡便な手頃な装置が提供されていな
いからと、考えられる。
本発明は、このような従来の実情の鑑みてなされたも
のであり、その目的とすることろは、簡便な傾斜角発信
器を提供することにより、上記構築物や構造物への低コ
ストでの設置を可能にすると共に、構築物や構造物の傾
きを多次元的に把握せんとするものである。
のであり、その目的とすることろは、簡便な傾斜角発信
器を提供することにより、上記構築物や構造物への低コ
ストでの設置を可能にすると共に、構築物や構造物の傾
きを多次元的に把握せんとするものである。
〈課題を解決するための手段〉 かゝる目的を達成する本発明の傾斜角発信器は、被取
付体に、その感度方向を異して設置され、当該被取付体
の複数方向の傾きを検出する２以上の半導体加速度セン
サからなる傾斜角検出センサ1A〜1Bと、前記傾斜角検出
センサ1A〜1Bに駆動電流を供給する電源３と、該電源３
の電圧を前記傾斜角検出センサ1A〜1Bに定電圧として供
給するための定電圧ダイオード６を備えてなる定電流回
路４と、前記傾斜角検出センサ1A〜1Bからの各傾斜角検
出信号を増幅させるための増幅回路８と、前記増幅され
た各傾斜角検出信号が入力されると共に、可変抵抗13を
備え、該可変抵抗13の操作により前記各傾斜角検出信号
の正常時の出力を調整するためのオフセット回路11と、
該オフセット回路11の前記被取付体の複数方向の傾きに
対応した比例値が入力されると共に、これらの比例値を
演算によって、前記被取付体の傾きの大きさ信号とし
て、及び該被取付体の傾きの方向信号として出力させる
演算回路16と、該演算回路16による、前記被取付体の傾
きの大きさ信号、及び該被取付体の傾きの方向信号が入
力されると共に、これらの信号を出力させる増幅回路14
とからなるものである。
付体に、その感度方向を異して設置され、当該被取付体
の複数方向の傾きを検出する２以上の半導体加速度セン
サからなる傾斜角検出センサ1A〜1Bと、前記傾斜角検出
センサ1A〜1Bに駆動電流を供給する電源３と、該電源３
の電圧を前記傾斜角検出センサ1A〜1Bに定電圧として供
給するための定電圧ダイオード６を備えてなる定電流回
路４と、前記傾斜角検出センサ1A〜1Bからの各傾斜角検
出信号を増幅させるための増幅回路８と、前記増幅され
た各傾斜角検出信号が入力されると共に、可変抵抗13を
備え、該可変抵抗13の操作により前記各傾斜角検出信号
の正常時の出力を調整するためのオフセット回路11と、
該オフセット回路11の前記被取付体の複数方向の傾きに
対応した比例値が入力されると共に、これらの比例値を
演算によって、前記被取付体の傾きの大きさ信号とし
て、及び該被取付体の傾きの方向信号として出力させる
演算回路16と、該演算回路16による、前記被取付体の傾
きの大きさ信号、及び該被取付体の傾きの方向信号が入
力されると共に、これらの信号を出力させる増幅回路14
とからなるものである。
〈作用〉 本装置では、構築物や構造物等の被取付体の多次元
（複数方向）の傾きが複数個の傾斜角検出センサ1A〜1B
により、的確に検出され、この検出出力が適宜処理され
て、外部に被取付体の傾きの大きさ信号や被取付体の傾
きの方向信号として伝送される。このため、簡単に被取
付体の傾斜を検出し、監視することができる。
（複数方向）の傾きが複数個の傾斜角検出センサ1A〜1B
により、的確に検出され、この検出出力が適宜処理され
て、外部に被取付体の傾きの大きさ信号や被取付体の傾
きの方向信号として伝送される。このため、簡単に被取
付体の傾斜を検出し、監視することができる。
〈実施例〉 第１図は本発明に係る傾斜角発信器の一実施例を示し
たものである。
たものである。
図中、1A、1Bは種々の構築物や構造物等の被取付体に
設置される二個の傾斜角検出センサ、２はこれらの検出
センサ1A、1Bからの検出信号を処理する処理回路であ
る。
設置される二個の傾斜角検出センサ、２はこれらの検出
センサ1A、1Bからの検出信号を処理する処理回路であ
る。
本傾斜角検出センサ1A、1Bは、重力の作用により被取
付体の傾きを検出できるものであれば、原則的に使用可
能であるが、例えば第２図に示した如きシリコンを素材
とした半導体加速度センサの使用が好ましい。これらの
加速度センサ1A、1Bは、例えば、シリコン基板101等の
中央部を、梁部102を介して延びた重り部103を残してく
りぬき、この重り部103の動きをフリーにすると共に、
梁部102の上面等に歪みゲージ回路104を設けてなる。こ
れらを、最近の半導体製造技術等により製造すれば、極
めて小型の簡単な半導体素子として得られる。
付体の傾きを検出できるものであれば、原則的に使用可
能であるが、例えば第２図に示した如きシリコンを素材
とした半導体加速度センサの使用が好ましい。これらの
加速度センサ1A、1Bは、例えば、シリコン基板101等の
中央部を、梁部102を介して延びた重り部103を残してく
りぬき、この重り部103の動きをフリーにすると共に、
梁部102の上面等に歪みゲージ回路104を設けてなる。こ
れらを、最近の半導体製造技術等により製造すれば、極
めて小型の簡単な半導体素子として得られる。
これらの傾斜角検出センサ1A、1Bには、第１図におい
て明らかように、各センサ1A、1Bに対応した２系統の回
路系がある。そして、各センサ1A、1Bには、例えば外部
の電源３から、供給線ｌ１〜２、およびダイオード５、
定電圧ダイオード６、オペアンプ７等からなる定電流回
路４を通じて、駆動電流が供給される。なお、この外部
電源３は、センサチップと略直結した太陽電池（日中給
電と蓄電用）と蓄電池（夜間給電用）とを組合せた装置
系で代用させること等も可能である。
て明らかように、各センサ1A、1Bに対応した２系統の回
路系がある。そして、各センサ1A、1Bには、例えば外部
の電源３から、供給線ｌ１〜２、およびダイオード５、
定電圧ダイオード６、オペアンプ７等からなる定電流回
路４を通じて、駆動電流が供給される。なお、この外部
電源３は、センサチップと略直結した太陽電池（日中給
電と蓄電用）と蓄電池（夜間給電用）とを組合せた装置
系で代用させること等も可能である。
これらの傾斜角検出センサ1A、1Bからの各傾斜角検出
信号は、オペアンプ９、オペアンプ10からなる増幅回路
８により増幅され、この増幅信号はオフセット回路11の
オペアンプ12に入力される。このオフセット回路11で
は、例えば可変抵抗13により、被取付体の正常時（非傾
斜時）の出力を適宜値に調整する。このオフセット回路
11からの出力は、非取付体の傾きに対応した比例値とし
て出力され、演算回路16に入力される。この演算回路16
では、上記２系統からの出力を受け、被取付体の傾き成
分（ベクトル）が演算され、例えば、一方は傾きの大き
さ信号として、また他方は方向信号として、２系統のト
ランジスタ15からなる電流増幅のための増幅回路14に入
力され、夫々の信号がコレクタ電流の形で、外部の信号
線ｌ3、ｌ3′に伝送される。
信号は、オペアンプ９、オペアンプ10からなる増幅回路
８により増幅され、この増幅信号はオフセット回路11の
オペアンプ12に入力される。このオフセット回路11で
は、例えば可変抵抗13により、被取付体の正常時（非傾
斜時）の出力を適宜値に調整する。このオフセット回路
11からの出力は、非取付体の傾きに対応した比例値とし
て出力され、演算回路16に入力される。この演算回路16
では、上記２系統からの出力を受け、被取付体の傾き成
分（ベクトル）が演算され、例えば、一方は傾きの大き
さ信号として、また他方は方向信号として、２系統のト
ランジスタ15からなる電流増幅のための増幅回路14に入
力され、夫々の信号がコレクタ電流の形で、外部の信号
線ｌ3、ｌ3′に伝送される。
本発明の傾斜角検出センサ1A、1Bによる傾斜角検出の
一例を示すと、第３図（Ａ）、（Ｂ）の如くである。つ
まり、例えば被取付体Ａの上面に傾斜角検出センサ1A、
1Bを水平に設置した場合（第３図（Ａ））、センサ1A、
1Bの重り部103には垂直の重力Ｇが作用するわけである
が、被取付体Ａが傾くと、水平時の重力Ｇとは異なった
重力の成分Ｇ′が作用するようになり（第３図
（Ｂ））、この相違が梁部102の歪みゲージにより検出
され、被取付体Ａの傾きが検出される。
一例を示すと、第３図（Ａ）、（Ｂ）の如くである。つ
まり、例えば被取付体Ａの上面に傾斜角検出センサ1A、
1Bを水平に設置した場合（第３図（Ａ））、センサ1A、
1Bの重り部103には垂直の重力Ｇが作用するわけである
が、被取付体Ａが傾くと、水平時の重力Ｇとは異なった
重力の成分Ｇ′が作用するようになり（第３図
（Ｂ））、この相違が梁部102の歪みゲージにより検出
され、被取付体Ａの傾きが検出される。
また、本発明で、このような傾斜角検出センサ1A、1B
を２個用いたのは、第２図のセンサ構造から明らかなよ
うに、このセンサにあっては、重り部103の動き易い方
向（図中、上下方向、最大感度方向）と動き難い方向
（図中、水平方向、最少感度方向）があるため、これら
の２個の検出センサ1A、1Bを、夫々の最大感度方向を異
にして、例えば直行させて、同一被取付体に設置する必
要があるからである。このような設置方法により、例え
ば第４図に示したように大きさと方向を持った傾き成分
（ベクトル）105が得られる。このベクトル105の演算は
上述のように演算回路16により行われる。
を２個用いたのは、第２図のセンサ構造から明らかなよ
うに、このセンサにあっては、重り部103の動き易い方
向（図中、上下方向、最大感度方向）と動き難い方向
（図中、水平方向、最少感度方向）があるため、これら
の２個の検出センサ1A、1Bを、夫々の最大感度方向を異
にして、例えば直行させて、同一被取付体に設置する必
要があるからである。このような設置方法により、例え
ば第４図に示したように大きさと方向を持った傾き成分
（ベクトル）105が得られる。このベクトル105の演算は
上述のように演算回路16により行われる。
そして、上記被取付体Ａが、電柱や鉄塔等のような構
築物の場合には、上記信号線ｌ3、ｌ3′を適宜管理局に
集め、モニタするとよい。なお、多数の被取付体Ａ・・
・に設置した場合には、適宜弁別手段を傾斜角発信器お
よび管理局側装置に組み込むようにするとよい。
築物の場合には、上記信号線ｌ3、ｌ3′を適宜管理局に
集め、モニタするとよい。なお、多数の被取付体Ａ・・
・に設置した場合には、適宜弁別手段を傾斜角発信器お
よび管理局側装置に組み込むようにするとよい。
また、被取付体Ａが、大型クレーンやパワーショベル
等の産業機械の場合には、上記信号線ｌ3、ｌ3′からの
信号により、ブザ等を鳴らして警報したり、あるいは警
告灯を点灯させたり、さらにはこれを併用するとよい。
等の産業機械の場合には、上記信号線ｌ3、ｌ3′からの
信号により、ブザ等を鳴らして警報したり、あるいは警
告灯を点灯させたり、さらにはこれを併用するとよい。
なお、本発明では、例えば、上記演算回路16の変更に
より、いずれか一方の傾斜角検出センサ1A、1Bが被取付
体Ａの傾斜角を検出した場合、１本の信号線ｌ3を通じ
て、傾斜角信号（例えば、傾斜の大きさ信号のみ）を取
り出すようにすることもできる。また、信号線ｌ3、
ｌ3′による有線方式に限らず、処理回路２の変更によ
り、無線方式とすることも可能である。また、第２図の
傾斜角検出センサ1A、1Bは、夫々別体として構成しても
よいが、同一の基板にその最大感度方向を異にして配列
成形してもよく、その場合には、上記処理回路２を、基
板の延設部分等に一体あるいは別体として設置すること
ができる。また、上記実施例では、傾斜角検出センサ２
個の場合であったが、本発明は、これに限定されるもの
ではない。
より、いずれか一方の傾斜角検出センサ1A、1Bが被取付
体Ａの傾斜角を検出した場合、１本の信号線ｌ3を通じ
て、傾斜角信号（例えば、傾斜の大きさ信号のみ）を取
り出すようにすることもできる。また、信号線ｌ3、
ｌ3′による有線方式に限らず、処理回路２の変更によ
り、無線方式とすることも可能である。また、第２図の
傾斜角検出センサ1A、1Bは、夫々別体として構成しても
よいが、同一の基板にその最大感度方向を異にして配列
成形してもよく、その場合には、上記処理回路２を、基
板の延設部分等に一体あるいは別体として設置すること
ができる。また、上記実施例では、傾斜角検出センサ２
個の場合であったが、本発明は、これに限定されるもの
ではない。
〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように本発明によれば、電柱
や鉄塔、その他の構築物、あるいは大型の産業機械等の
ような構造物（被取付体）の傾きを検出するにおいて、
採用し易い、小型で低コストな優れた傾斜角発信器を提
供することができ、この装置の設置によって、被取付体
の危険の防止や、各種システムの管理を効果的に行うこ
とができる。特に、本傾斜角発信器には、２個以上の傾
斜角検出センサ1A〜1Bが組み込まれているため、被取付
体の多次元的な傾きを把握することができる。
や鉄塔、その他の構築物、あるいは大型の産業機械等の
ような構造物（被取付体）の傾きを検出するにおいて、
採用し易い、小型で低コストな優れた傾斜角発信器を提
供することができ、この装置の設置によって、被取付体
の危険の防止や、各種システムの管理を効果的に行うこ
とができる。特に、本傾斜角発信器には、２個以上の傾
斜角検出センサ1A〜1Bが組み込まれているため、被取付
体の多次元的な傾きを把握することができる。
また、本傾斜角発信器の内部には、外部電源３からの
給電に際して、定電流回路４が組み込まれているため、
傾斜角検出センサ1A〜1Bの安定した動作が確保され、さ
らに、実際の使用に際して、可変抵抗13を備えたオフセ
ット回路11が内蔵されているため、該可変抵抗13の操作
により、各傾斜角検出信号の出力調整を適宜行うことが
でき、大きな利便性が得られる。さらにまた、演算回路
16からの被取付体の傾きの大きさ信号、及び該被取付体
の傾きの方向信号が電流増幅のための増幅回路14によっ
て、コレクタ電流の形で出力させるため、外部の信号線
ｌ3、ｌ3′を通じて、所望の箇所へ適宜伝送することが
できる。
給電に際して、定電流回路４が組み込まれているため、
傾斜角検出センサ1A〜1Bの安定した動作が確保され、さ
らに、実際の使用に際して、可変抵抗13を備えたオフセ
ット回路11が内蔵されているため、該可変抵抗13の操作
により、各傾斜角検出信号の出力調整を適宜行うことが
でき、大きな利便性が得られる。さらにまた、演算回路
16からの被取付体の傾きの大きさ信号、及び該被取付体
の傾きの方向信号が電流増幅のための増幅回路14によっ
て、コレクタ電流の形で出力させるため、外部の信号線
ｌ3、ｌ3′を通じて、所望の箇所へ適宜伝送することが
できる。
第１図は本発明に係る傾斜角発信器の一実施例を示した
概略結線図、第２図は第１図の装置で用いる傾斜角検出
センサの一例を示した部分欠截斜視図、第３図（Ａ）、
（Ｂ）は傾斜角検出センサの被取付体への設置状態と傾
斜時の作用を示した各概略説明図、第４図は被取付体の
傾き成分を示した概略説明図である。 図中、 1A、1B……傾斜角検出センサ ２……処理回路 ３……電源 ４……定電流回路 ６……定電圧ダイオード ８……増幅回路 11……オフセット回路 13……可変抵抗 14……増幅回路 16……演算回路
概略結線図、第２図は第１図の装置で用いる傾斜角検出
センサの一例を示した部分欠截斜視図、第３図（Ａ）、
（Ｂ）は傾斜角検出センサの被取付体への設置状態と傾
斜時の作用を示した各概略説明図、第４図は被取付体の
傾き成分を示した概略説明図である。 図中、 1A、1B……傾斜角検出センサ ２……処理回路 ３……電源 ４……定電流回路 ６……定電圧ダイオード ８……増幅回路 11……オフセット回路 13……可変抵抗 14……増幅回路 16……演算回路
Claims (1)
- 【請求項１】被取付体に、その感度方向を異して設置さ
れ、当該被取付体の複数方向の傾きを検出する２以上の
半導体加速度センサからなる傾斜角検出センサ1A〜1B
と、前記傾斜角検出センサ1A〜1Bに駆動電流を供給する
電源３と、該電源３の電圧を前記傾斜角検出センサ1A〜
1Bに定電圧として供給するための定電圧ダイオード６を
備えてなる定電流回路４と、前記傾斜角検出センサ1A〜
1Bからの各傾斜角検出信号を増幅させるための増幅回路
８と、前記増幅された各傾斜角検出信号が入力されると
共に、可変抵抗13を備え、該可変抵抗13の操作により前
記各傾斜角検出信号の正常時の出力を調整するためのオ
フセット回路11と、該オフセット回路11の前記被取付体
の複数方向の傾きに対応した比例値が入力されると共
に、これらの比例値を演算によって、前記被取付体の傾
きの大きさ信号として、及び該被取付体の傾きの方向信
号として出力させる演算回路16と、該演算回路16によ
る、前記被取付体の傾きの大きさ信号、及び該被取付体
の傾きの方向信号が入力されると共に、これらの信号を
出力させる増幅回路14とからなる傾斜角発信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63260311A JP2714961B2 (ja) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | 傾斜角発信器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63260311A JP2714961B2 (ja) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | 傾斜角発信器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02107913A JPH02107913A (ja) | 1990-04-19 |
| JP2714961B2 true JP2714961B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=17346264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63260311A Expired - Fee Related JP2714961B2 (ja) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | 傾斜角発信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2714961B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4823834B2 (ja) * | 2006-09-26 | 2011-11-24 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 三軸加速度センサーを用いた三次元センシングストーン |
| JP6045373B2 (ja) * | 2013-01-30 | 2016-12-14 | 三菱電機株式会社 | パンタグラフ状態検知システム |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5786711A (en) * | 1980-11-19 | 1982-05-29 | Fujikura Ltd | Device for detecting inclination of pillar-shaped body |
| JPH0320781Y2 (ja) * | 1984-10-19 | 1991-05-07 | ||
| JPH067053B2 (ja) * | 1986-10-18 | 1994-01-26 | 繁己 山崎 | 姿勢センサ |
-
1988
- 1988-10-15 JP JP63260311A patent/JP2714961B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02107913A (ja) | 1990-04-19 |
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