JP2791113B2 - Ultrasonic conversion device, ultrasonic detection device, moving body provided with these, and ultrasonic detection method - Google Patents
Ultrasonic conversion device, ultrasonic detection device, moving body provided with these, and ultrasonic detection methodInfo
- Publication number
- JP2791113B2 JP2791113B2 JP1169199A JP16919989A JP2791113B2 JP 2791113 B2 JP2791113 B2 JP 2791113B2 JP 1169199 A JP1169199 A JP 1169199A JP 16919989 A JP16919989 A JP 16919989A JP 2791113 B2 JP2791113 B2 JP 2791113B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- transducers
- ultrasonic transducer
- ultrasonic transducers
- series
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、複数の超音波トランスデューサを用いた超
音波変換装置、超音波探知装置、これらを備えた移動体
および超音波探知方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic transducer using a plurality of ultrasonic transducers, an ultrasonic detecting device, a moving body including these devices, and an ultrasonic detecting method.
［従来の技術］ 従来の超音波送受波装置としては、例えば第13図の概
略配置図および第14図の回路図に示すようなものがあ
る。[Prior Art] As a conventional ultrasonic wave transmitting / receiving apparatus, there is, for example, one shown in a schematic layout diagram of FIG. 13 and a circuit diagram of FIG.
すなわち、アレイセンサが、複数（ｎ個）の同一のト
ランスデューサを、並列に接続して成っている（第13図
参照）。That is, the array sensor is configured by connecting a plurality of (n) identical transducers in parallel (see FIG. 13).
［発明が解決しようとする課題］ このような従来の超音波送受波装置では、超音波トラ
ンスデューサのインピーダンスをｚ、超音波受信時の出
力電圧をＶ、超音波受信器の入力インピーダンスをＺ、
超音波トランスデューサの音圧電圧変換比をα、超音波
トランスデューサに受波される音圧をP1〜Pnとする（第
13図参照）と、 となる。[Problems to be Solved by the Invention] In such a conventional ultrasonic wave transmitting and receiving apparatus, the impedance of the ultrasonic transducer is z, the output voltage at the time of receiving the ultrasonic wave is V, the input impedance of the ultrasonic receiver is Z,
The sound pressure-voltage conversion ratio of the ultrasonic transducer is α, and the sound pressure received by the ultrasonic transducer is P 1 to P n (the
(See Figure 13) Becomes
しかしながら、この従来の超音波変換装置は、各超音
波トランスデューサの受信感度が低いため、未だ出力電
圧の大きさが十分ではないという問題点がある。However, this conventional ultrasonic converter has a problem that the output voltage is not yet sufficient because the receiving sensitivity of each ultrasonic transducer is low.
これに対して、トランスデューサを直列に接続するこ
とが考えられる。しかし、この場合、そのうちの１個が
ショートしただけで、超音波の送受波が不可能となって
しまうという問題点がある。On the other hand, it is conceivable to connect the transducers in series. However, in this case, there is a problem that transmission / reception of ultrasonic waves becomes impossible if only one of them is short-circuited.
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着
目してなされたもので、受信感度が大きく、かつ、一部
のトランスデューサがショートしても、送受波を可能に
する超音波送波装置、超音波送受波装置、超音波探知装
置、これらを備えた移動体および超音波探知方法を提供
することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems of the conventional technology, and has a high receiving sensitivity and an ultrasonic wave transmitting / receiving function capable of transmitting / receiving even if some transducers are short-circuited. It is an object of the present invention to provide a device, an ultrasonic wave transmitting / receiving device, an ultrasonic detecting device, a moving body including the same, and an ultrasonic detecting method.
［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するため、本願第１の発明の、超音
波の送波および／または受波を行なう超音波変換装置
は、複数の超音波トランスデューサを直列に接続した超
音波トランスデューサ群の複数群を、並列に接続して構
成されるものである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, an ultrasonic transducer for transmitting and / or receiving ultrasonic waves according to the first invention of the present application connects a plurality of ultrasonic transducers in series. A plurality of ultrasonic transducer groups are connected in parallel.
また、本願第２の発明の超音波の送波および／または
受波を行なう超音波変換装置は、複数の超音波トランス
デューサを直列に接続した超音波トランスデューサ群の
１群または複数群、および単一の超音波トランスデュー
サの１個または複数個を、並列に接続して成ることを特
徴とするものである。Further, the ultrasonic transducer for transmitting and / or receiving ultrasonic waves according to the second invention of the present application includes one or more ultrasonic transducer groups in which a plurality of ultrasonic transducers are connected in series, and a single ultrasonic transducer group. Characterized in that one or more of the above ultrasonic transducers are connected in parallel.
なお、超音波変換装置には、超音波送波装置、超音波
受波装置、超音波送受波装置を含むものである。The ultrasonic converter includes an ultrasonic wave transmitting device, an ultrasonic wave receiving device, and an ultrasonic wave transmitting and receiving device.
また、本願第３の発明の超音波の送波を行なう超音波
変換装置は、複数の超音波トランスデューサを直列に接
続した超音波トランスデューサ群を、両側に配置して、
その間に、前記複数の超音波トランスデューサより少数
の超音波トランスデューサを直列に接続した超音波トラ
ンスデューサ群の１群もしくは複数群、および／また
は、単一の超音波トランスデューサの１個もしくは複数
個を、並列に接続して成ることを特徴とするものであ
る。Further, the ultrasonic transducer for transmitting ultrasonic waves according to the third invention of the present application, an ultrasonic transducer group in which a plurality of ultrasonic transducers are connected in series is arranged on both sides,
In the meantime, one or more ultrasonic transducer groups in which a smaller number of ultrasonic transducers are connected in series than the plurality of ultrasonic transducers, and / or one or more single ultrasonic transducers are connected in parallel. Characterized by being connected to.
また、本願第４の発明の超音波の受波を行なう超音波
変換装置は、複数の超音波トランスデューサを直列に接
続した超音波トランスデューサ群の両側に、前記複数の
超音波トランスデューサより少数の超音波トランスデュ
ーサを直列に接続した超音波トランスデューサ群の１群
もしくは複数群、および／または、単一の超音波トラン
スデューサの１個もしくは複数個を、並列に接続して成
ることを特徴とするものである。Further, the ultrasonic transducer for receiving ultrasonic waves according to the fourth invention of the present application is characterized in that a smaller number of ultrasonic transducers than the plural ultrasonic transducers are provided on both sides of an ultrasonic transducer group in which plural ultrasonic transducers are connected in series. One or a plurality of ultrasonic transducer groups in which transducers are connected in series and / or one or a plurality of single ultrasonic transducers are connected in parallel.
前記超音波トランスデューサは、１列または２列に配
置されているものであってもよい。The ultrasonic transducers may be arranged in one or two rows.
前記超音波トランスデューサは、２列に配置され、一
方の列の超音波送波方向が他方 の列の超音波送波方向と異なるものであってもよい。The ultrasonic transducers may be arranged in two rows, and the ultrasonic transmission direction of one row may be different from the ultrasonic transmission direction of the other row.
本願第５の発明の超音波探知装置は、上記の超音波変
換装置と、 超音波の往復時間を測定する時間差検出回路と、 前記時間差検出回路の出力が予め定めた基準値より小
さい場合に、探知信号を出力する比較器と、 を具備することを特徴とするものである。An ultrasonic detection device according to a fifth aspect of the present invention includes the ultrasonic conversion device described above, a time difference detection circuit that measures a round trip time of the ultrasonic wave, and an output of the time difference detection circuit that is smaller than a predetermined reference value. And a comparator for outputting a detection signal.
超音波探知装置は、探知信号を受けて、警報を発する
警報機（ブザー）を有してもよい。The ultrasonic detection device may have an alarm (buzzer) that receives a detection signal and issues an alarm.
また、探知信号を入力するとき、ブレーキを自動的に
作動させて、作業車を停止させる停止回路を有してもよ
い。Further, when a detection signal is input, a stop circuit for automatically operating a brake to stop the work vehicle may be provided.
本願第６の発明の移動体または作業車は、上記の超音
波変換装置を前部および／または後部に取り付けたこと
を特徴とするものである。A moving object or a working vehicle according to a sixth aspect of the invention is characterized in that the above-mentioned ultrasonic transducer is attached to a front part and / or a rear part.
本願第７の発明の移動体または作業車は、上記の超音
波探知装置を有することを特徴とするものである。A moving object or a working vehicle according to a seventh aspect of the present invention includes the ultrasonic detection device described above.
本願第８の発明の超音波探知方法は、両外側と中央部
の、少なくとも３つに分れる超音波トランスデューサ群
を有し、前記両外側の超音波トランスデューサから送波
される超音波より強度の強い超音波を、前記中央部の超
音波トランスデューサから送波し、物体から返波された
超音波を、前記超音波トランスデューサ群の超音波トラ
ンスデューサで受信し、超音波の往復時間を測定して該
物体との距離を求め、該距離が所定の距離内にあると
き、該物体の探知信号を出力することを特徴とする。An ultrasonic detection method according to an eighth aspect of the present invention has an ultrasonic transducer group divided into at least three on both outer sides and a central portion, and has an intensity higher than that of ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transducers on both outer sides. A strong ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic transducer at the center, the ultrasonic wave returned from the object is received by the ultrasonic transducers of the ultrasonic transducer group, and the round-trip time of the ultrasonic wave is measured. A distance to an object is obtained, and when the distance is within a predetermined distance, a detection signal of the object is output.
本願第９の発明の超音波探知方法は、両外側と中央部
の、少なくとも３つに分れる超音波トランスデューサ群
を有し、該超音波トランスデューサ群の超音波トランス
デューサから超音波を送波し、物体から返波された超音
波を、前記中央部の超音波トランスデューサで前記両外
側の超音波トランスデューサより強い感度で受信し、超
音波の往復時間を測定して該物体との距離を求め、該距
離が所定の距離内にあるとき、該物体の探知信号を出力
することを特徴とするものである。An ultrasonic detection method according to a ninth aspect of the present invention includes an ultrasonic transducer group divided into at least three on both outer sides and a central portion, transmitting ultrasonic waves from the ultrasonic transducers of the ultrasonic transducer group, The ultrasonic wave returned from the object is received by the central ultrasonic transducer with higher sensitivity than the ultrasonic transducers on both outer sides, and the round trip time of the ultrasonic wave is measured to determine the distance to the object, When the distance is within a predetermined distance, a detection signal of the object is output.
上記発明において、移動体とは、道路工事に用いられ
るロードローラやパワーシャベルなどの作業者、作業用
ロボット、無人搬送車、盲人用先導ロボット、トラック
や高級自動車などの車両等のあらゆる移動体を含むもの
である。また、上記発明の適用される車両は、軌条を有
するものであってもよく、さらに、浮上して移動するも
のであってもよい。In the above invention, the moving object refers to any moving object such as a worker such as a road roller or a power shovel used for road construction, a working robot, an automatic guided vehicle, a leading robot for the blind, a vehicle such as a truck or a luxury car. Including. Further, the vehicle to which the invention is applied may have a rail, or may be a vehicle that floats and moves.
本発明の超音波変換装置は、アレイセンサとして好適
に適用される。The ultrasonic transducer of the present invention is suitably applied as an array sensor.
また、本発明の超音波変換装置、超音波送受波装置、
超音波探知装置、これらの装置を備えた移動体および超
音波探知方法は、交通システムに取り入れることができ
る。Further, the ultrasonic conversion device of the present invention, ultrasonic transmission and reception device,
An ultrasonic detection device, a moving object equipped with these devices, and an ultrasonic detection method can be incorporated in a traffic system.
また、本発明において、物体とは、作業や移動の障害
物や目的物などの物体のほか、超音波を反射するすべて
の物体、例えば、人間や動物、植物などを含むものであ
る。また、物体は、超音波を単に反射する物体のほか、
トランスポンダを有するものであってもよい。Further, in the present invention, the object includes not only objects such as obstacles and objects for work and movement, but also all objects that reflect ultrasonic waves, for example, humans, animals, plants, and the like. In addition to objects that simply reflect ultrasonic waves,
It may have a transponder.
［作用］ 超音波変換装置または超音波探知装置は、各超音波ト
ランスデューサ群でトランスデューサが直列に接続され
ているため、並列接続のみの装置に比べて、受信感度が
大きい。[Operation] Since the ultrasonic transducer or the ultrasonic detection device has the transducers connected in series in each ultrasonic transducer group, the reception sensitivity is higher than that of the device connected only in parallel.
また、超音波トランスデューサ群は並列に接続されて
いるため、一部のトランスデューサがショートしても、
他のトランスデューサは超音波の送受波が可能であり、
装置の信頼性を向上させることができるものである。In addition, since the ultrasonic transducer group is connected in parallel, even if some transducers are short-circuited,
Other transducers can transmit and receive ultrasonic waves,
This can improve the reliability of the device.
［実施例］ 以下、図面に基づき本発明の各種実施例を説明する。
なお、各種実施例につき同種の部位には同一符号を付し
重複した説明を省略する。Embodiments Various embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the various embodiments, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
第１図〜第５図は、本発明の第１実施例を示してい
る。1 to 5 show a first embodiment of the present invention.
第１図および第２図に示すように、超音波送受波装置
10が、互いに並列に接続された３個の第１、第２および
第３超音波トランスデューサ群7,8,9並びに受信インピ
ーダンス11から成っている。As shown in FIGS. 1 and 2, an ultrasonic wave transmitting / receiving apparatus
10 comprises three first, second and third ultrasonic transducer groups 7, 8, 9 connected in parallel with each other and a reception impedance 11.
超音波トランスデューサ群７は、直列に接続された２
個の同一の超音波トランスデューサ1,2から成り、超音
波トランスデューサ群８は、同様に２個の超音波トラン
スデューサ3,4から成り、超音波トランスデューサ群９
は、超音波トランスデューサ5,6から成っている。The ultrasonic transducer group 7 includes two serially connected
The ultrasonic transducer group 8 is also composed of two identical ultrasonic transducers 1 and 2, and the ultrasonic transducer group 8 is likewise composed of two ultrasonic transducers 3 and 4.
Consists of ultrasonic transducers 5,6.
第３図は、超音波送受波装置の拡大斜視図である。 FIG. 3 is an enlarged perspective view of the ultrasonic wave transmitting / receiving device.
超音波トランスデューサ1,2,3,4,5,6は、例えば、横
の長さａが120mm、縦の長さｂが60mm、奥行ｃが140mmの
箱体からなっている。The ultrasonic transducers 1, 2, 3, 4, 5, and 6 are formed of, for example, a box having a horizontal length a of 120 mm, a vertical length b of 60 mm, and a depth c of 140 mm.
その開口部には四角錘形状のホーン13がその底面部を
開口部として設けられている。ホーン13は、発泡スチロ
ールから成っている。各トランスデューサ２の開口部
は、ホーン13の開口部と一致している。A horn 13 in the shape of a quadrangular pyramid is provided in the opening with its bottom surface as an opening. The horn 13 is made of styrofoam. The opening of each transducer 2 coincides with the opening of the horn 13.
ホーン13の頂点側には、超音波センサ14が配置されて
いる。超音波センサ14は、開口部と対面する壁に設けら
れている。超音波センサ14は、直径が、25mmの圧電セン
サである。On the vertex side of the horn 13, an ultrasonic sensor 14 is arranged. The ultrasonic sensor 14 is provided on a wall facing the opening. The ultrasonic sensor 14 is a piezoelectric sensor having a diameter of 25 mm.
第４図に示すように、超音波送受波装置10は、ロード
ローラ作業車21の前部に、超音波トランスデューサ1,2,
3,4,5,6が水平方向１列となるように、取付けられてい
る。また、超音波送受波装置10は、作業車21の後部にも
取付けられている。As shown in FIG. 4, the ultrasonic wave transmission / reception device 10 includes ultrasonic transducers 1, 2,
3, 4, 5, and 6 are mounted such that they are arranged in one row in the horizontal direction. Further, the ultrasonic wave transmitting / receiving device 10 is also attached to a rear portion of the work vehicle 21.
第５図は、上記超音波送受波装置10を利用した超音波
探知装置の回路のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a circuit of an ultrasonic detecting apparatus using the ultrasonic transmitting and receiving apparatus 10.
送信側で、主同期回路44が、順に、パルス発生器43、
変調器42、電力増幅器41、超音波送受波装置10に接続さ
れている。変調器42は、発振器45にも接続されている。On the transmitting side, the main synchronization circuit 44, in order, the pulse generator 43,
The modulator 42, the power amplifier 41, and the ultrasonic wave transmitting / receiving device 10 are connected. The modulator 42 is also connected to an oscillator 45.
一方、受信側では、超音波送受波装置10は、順に、受
信インピーダンス11、大信号除去器51、受信増幅器52、
信号比較器53、測時ゲート発生器（時間差検出回路）5
4、変調器55、カウンタ57、時間差判定器（比較回路）5
8、パルス発生器59、ブザー60に接続されている。On the receiving side, on the other hand, the ultrasonic wave transmitting and receiving apparatus 10 sequentially includes the receiving impedance 11, the large signal remover 51, the receiving amplifier 52,
Signal comparator 53, timing gate generator (time difference detection circuit) 5
4, modulator 55, counter 57, time difference judgment device (comparison circuit) 5
8, connected to a pulse generator 59 and a buzzer 60.
変調器55は、また、測時用クロックパルス発振器56に
も接続されている。測時ゲート発生器54は、パルス発生
器43にも接続されている。The modulator 55 is also connected to a clock pulse generator 56 for time measurement. The timing gate generator 54 is also connected to the pulse generator 43.
次に作用を説明する。 Next, the operation will be described.
超音波トランスデューサのインピーダンスをｚ、超音
波受信時の出力電圧をＶ、超音波受信器の入力インピー
ダンスをＺ、超音波トランスデューサの音圧電圧変換比
をα、超音波トランスデューサに受波される音圧をP1〜
Pn、超音波トランスデューサ群7,8,9を流れる電流をi1,
i2,i3とする（第２図参照）と、 Ｖ＝αP1＋αP2−2zi1 ＝αP3＋αP4−2zi2 ＝αP5＋αP6−2zi3 ゆえに、 さらに、 従って、 となる。The impedance of the ultrasonic transducer is z, the output voltage at the time of receiving the ultrasonic wave is V, the input impedance of the ultrasonic receiver is Z, the sound pressure voltage conversion ratio of the ultrasonic transducer is α, and the sound pressure received by the ultrasonic transducer To P 1
P n , the current flowing through the ultrasonic transducer groups 7, 8, 9 is i 1 ,
When i 2 and i 3 are set (see FIG. 2), V = αP 1 + αP 2 -2zi 1 = αP 3 + αP 4 -2zi 2 = αP 5 + αP 6 -2zi 3 further, Therefore, Becomes
一方、従来例において、Ｚ》ｚの条件下で、６個の超
音波トランスデューサをすべて並列に接続したときの電
圧Ｖ′は、 となる。On the other hand, in the conventional example, the voltage V ′ when all six ultrasonic transducers are connected in parallel under the condition of Z >> z is Becomes
このように、本実施例の超音波送受波装置10では、ト
ランスを使用しなくとも、従来例に比較した約２倍の大
きさの電圧を得ることができる。As described above, in the ultrasonic wave transmitting / receiving apparatus 10 of the present embodiment, a voltage approximately twice as large as that of the conventional example can be obtained without using a transformer.
また、各超音波トランスデューサ1,2,3,4,5,6にかか
る電圧は、超音波送受波装置10に印加される電圧の半分
となるため、装置10に印加する電圧レベルを大きくする
ことができる。Also, since the voltage applied to each of the ultrasonic transducers 1, 2, 3, 4, 5, and 6 is half of the voltage applied to the ultrasonic wave transmitting / receiving device 10, the voltage level applied to the device 10 should be increased. Can be.
さらに、例えば、第１超音波トランスデューサ群７の
うちの１個の超音波トランスデューサ１がショートして
も、他の超音波トランスデューサ２がショートしない限
り、装置10に印加される電圧Ｖがゼロになることはな
く、装置の信頼性が向上するものである。Further, for example, even if one ultrasonic transducer 1 of the first ultrasonic transducer group 7 is short-circuited, the voltage V applied to the device 10 becomes zero unless the other ultrasonic transducer 2 is short-circuited. In other words, the reliability of the device is improved.
第５図において、主同期回路44からパルス発生器43に
クロック信号を出力して、パルス発生器43から変調器42
に同期したパルス信号を出力する。In FIG. 5, a clock signal is output from a main synchronization circuit 44 to a pulse generator 43, and the pulse generator 43
Output a pulse signal synchronized with.
発振器45からは、連続波の励振パルスを変調器42に出
力する。これにより、変調器42は、バーストパルスを電
力増幅器41に出力する。The oscillator 45 outputs a continuous wave excitation pulse to the modulator 42. As a result, the modulator 42 outputs the burst pulse to the power amplifier 41.
電力増幅器41は、このパルスを増幅して超音波送受波
装置10に印加する。The power amplifier 41 amplifies this pulse and applies it to the ultrasonic wave transmitting / receiving device 10.
超音波送受波装置10では、すべてのトランスデューサ
1,2,3,4,5,6が同相で駆動されて、一斉に超音波を送信
する。In the ultrasonic transducer 10, all the transducers
1,2,3,4,5,6 are driven in phase to transmit ultrasonic waves all at once.
超音波は、物体から返波された後、超音波送受波装置
10により受信される。After the ultrasonic wave is returned from the object, the ultrasonic transmitting and receiving device
Received by 10.
探知される物体は、超音波を反射する物体のほか、ト
ランスポンダを有するものであってもよい。The object to be detected may include a transponder in addition to an object that reflects ultrasonic waves.
受信した超音波は、大信号除去器（リミッタ）51に入
力され、受信増幅器52を介して信号比較器53に入力され
る。The received ultrasonic waves are input to a large signal remover (limiter) 51 and input to a signal comparator 53 via a reception amplifier 52.
信号比較器53は、受信増幅器52からの信号を検波して
スレシホールドレベルを超えるた振幅を有する信号が入
力されたときにその時間分だけパルスを出力する。信号
比較器53からのパルスは、測時ゲート発生器54に入力さ
れる。The signal comparator 53 detects the signal from the receiving amplifier 52 and outputs a pulse for the time when a signal having an amplitude exceeding the threshold level is input. The pulse from the signal comparator 53 is input to the timing gate generator 54.
測時ゲート発生器54は、超音波の往復時間を測定する
時間差検出回路として機能する。すなわち、測時ゲート
発生器54は、パルス発生器43が、超音波送受波装置10を
駆動させるためのパルスを出力してから、信号比較器53
が受信信号を出力するまでの間、パルスを変調器55に出
力する。この出力期間が、超音波の往復時間に相当す
る。The time measurement gate generator 54 functions as a time difference detection circuit that measures the round trip time of the ultrasonic wave. That is, the time measurement gate generator 54 outputs the pulse for driving the ultrasonic wave transmitting / receiving device 10 from the pulse
Until the output of the received signal, the pulse is output to the modulator 55. This output period corresponds to the round trip time of the ultrasonic wave.
変調器55からの出力は、カウンタ57を介して時間差判
定器58に入力される。The output from the modulator 55 is input to the time difference determiner 58 via the counter 57.
時間差判定器58は、比較回路として機能し、カウンタ
57の数値が所定の数値以内のとき、オンして、信号をパ
ルス発生器59に出力する。The time difference determiner 58 functions as a comparison circuit,
When the numerical value of 57 is within the predetermined numerical value, it turns on and outputs a signal to the pulse generator 59.
パルス発生器59は、ブザー60を作動させる。 The pulse generator 59 operates the buzzer 60.
これにより、ブザー60は、近距離音場32の基準距離内
の物体を探知したことを警報により、知らせる。Thereby, the buzzer 60 notifies by alert that the object within the reference distance of the short-range sound field 32 has been detected.
第６図は、本発明の第２実施例を示している。 FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.
本実施例では、超音波送受波装置10は、互いに並列に
接続された２個の超音波トランスデューサ群71,72およ
び受信インピーダンス11から成っている。In the present embodiment, the ultrasonic wave transmitting / receiving device 10 includes two ultrasonic transducer groups 71 and 72 and a reception impedance 11 connected in parallel with each other.
超音波送受波装置10は、ロードローラ作業車の前部
に、超音波トランスデューサ1,2,3,4,5,6が水平方向１
列となるように、取付けられている。The ultrasonic wave transmitting / receiving device 10 includes ultrasonic transducers 1, 2, 3, 4, 5, and 6 at the front of a road roller working vehicle.
They are mounted in rows.
超音波トランスデューサ群71は、直列に接続された３
個の同一のトランスデューサ1,2,3から成り、超音波ト
ランスデューサ群72は、同様に３個のトランスデューサ
4,5,6から成っている。The ultrasonic transducer group 71 includes three serially connected ultrasonic transducers.
The ultrasonic transducer group 72 is composed of three identical transducers 1,2,3, and similarly the three transducers.
Consists of 4,5,6.
本実施例では、超音波受信時の出力電圧Ｖは、 となる。In this embodiment, the output voltage V at the time of receiving the ultrasonic wave is Becomes
第７図は、本発明の第３実施例を示している。 FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention.
本実施例では、超音波送受波装置10は、互いに並列に
接続された６個の超音波トランスデューサ群81,82,83,8
4,85,86および受信インピーダンス11から成っている。In this embodiment, the ultrasonic wave transmitting / receiving apparatus 10 includes six ultrasonic transducer groups 81, 82, 83, 8 connected in parallel with each other.
It consists of 4,85,86 and reception impedance 11.
超音波トランスデューサ群81,83,84,85,86は、直列に
接続された２個の同一の超音波トランスデューサから成
っている。The group of ultrasonic transducers 81, 83, 84, 85, 86 is composed of two identical ultrasonic transducers connected in series.
超音波トランスデューサ群81,82,83,84,86は上列に取
付けられ、超音波トランスデューサ群82,85は下列に取
付けられている。The ultrasonic transducer groups 81, 82, 83, 84, 86 are mounted on the upper row, and the ultrasonic transducer groups 82, 85 are mounted on the lower row.
超音波トランスデューサ1,2,3,4,5,6,87,88は、水平
方向で上列１列となり、超音波トランスデューサ89,90,
96,97は水平方向で下列１列となるように、配置されて
いる。The ultrasonic transducers 1,2,3,4,5,6,87,88 are arranged in one row in the horizontal direction, and the ultrasonic transducers 89,90,
96 and 97 are arranged so as to be one lower row in the horizontal direction.
下例の超音波トランスデューサ群82,85の計４個の超
音波トランスデューサ89,90,96,97は、上列の超音波ト
ランスデューサ群81,83,84,86の計８個の超音波トラン
スデューサ1,2,3,4,5,6,87,88の送波方向に対して、45
度の角度だけ下方向を向いている。A total of four ultrasonic transducers 89, 90, 96, and 97 of the ultrasonic transducer groups 82 and 85 in the following example are eight ultrasonic transducers 1 of the upper row of ultrasonic transducer groups 81, 83, 84, and 86. , 2,3,4,5,6,87,88
It is facing downward by an angle of degrees.
このため、本実施例では、近距離での探知漏れをなく
すことができる。For this reason, in the present embodiment, it is possible to eliminate detection omission at a short distance.
本実施例では、超音波受信時の出力電圧Ｖは、 となる。In this embodiment, the output voltage V at the time of receiving the ultrasonic wave is Becomes
第８図は、本発明の第４実施例を示している。 FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention.
本実施例では、超音波送受波装置10は、互いに並列に
接続された５個の超音波トランスデューサ群91,92,93,9
4,95および受信インピーダンス11から成っている。In this embodiment, the ultrasonic wave transmitting / receiving device 10 includes five ultrasonic transducer groups 91, 92, 93, 9 connected in parallel with each other.
It consists of 4,95 and 11 receiving impedances.
超音波トランスデューサ群91,95は、直列に接続され
た３個の超音波トランスデューサから成り、両側に配置
されているが、超音波トランスデューサ群92,93,994
は、直列に接続された２個の同一のトランスデューサか
ら成って、超音波トランスデューサ群91,95の間に配置
されている。The ultrasonic transducer groups 91 and 95 are composed of three ultrasonic transducers connected in series and arranged on both sides.
Consists of two identical transducers connected in series and is arranged between the ultrasonic transducer groups 91,95.
超音波送受波装置10は、超音波トランスデューサが上
下２列に配置されている。超音波トランスデューサ群9
1,95のうちのそれぞれ１個の超音波トランスデューサお
よび超音波トランスデューサ群92,93,94は、水平方向で
上列１列に取付けられ、超音波トランスデューサ群91,9
5のうちのそれぞれ残りの２個の超音波トランスデュー
サは、水平方向で下列１列に取付けられている。In the ultrasonic wave transmitting / receiving device 10, ultrasonic transducers are arranged in upper and lower two rows. Ultrasonic transducer group 9
Each of the ultrasonic transducers and the ultrasonic transducer groups 92, 93, 94 out of the ultrasonic transducer groups 91, 9 are horizontally mounted in one upper row.
The remaining two ultrasonic transducers of each of the five are horizontally mounted in the lower row.
本実施例では、超音波受信時の出力電圧Ｖは、 となる。In this embodiment, the output voltage V at the time of receiving the ultrasonic wave is Becomes
第11図は、本実施例の超音波送受波装置による中心軸
上の超音波の、距離に対する相対音圧を示すグラフであ
る。FIG. 11 is a graph showing a relative sound pressure with respect to a distance of an ultrasonic wave on a central axis by the ultrasonic wave transmitting / receiving apparatus of the present embodiment.
本実施例では、超音波送受波装置10の上列中央部での
超音波送信レベルが、上列の両側および下列からの送信
レベルより大きくなる。In the present embodiment, the ultrasonic transmission level at the center of the upper row of the ultrasonic wave transmitting / receiving device 10 is higher than the transmission levels from both sides of the upper row and the lower row.
本実施例では、近距離での０点をなくすことができ
る。In this embodiment, it is possible to eliminate the zero point at a short distance.
第９図は、本発明の第５実施例を示している。 FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention.
本実施例では、超音波送受波装置10は、２個の超音波
トランスデューサを直列に接続した超音波トランスデュ
ーサ群73および74を両側に配置して、その間に、２個の
超音波トランスデューサ3,4を、並列に接続して成って
いる。In the present embodiment, the ultrasonic wave transmitting / receiving apparatus 10 includes two ultrasonic transducer groups 73 and 74 each having two ultrasonic transducers connected in series arranged on both sides, and two ultrasonic transducers 3, 4 therebetween. Are connected in parallel.
超音波送受波装置10は、ロードローラ作業車の前部
に、超音波トランスデューサ1,2,3,4,5,6が水平方向１
列となるように、取付けられている。The ultrasonic wave transmitting / receiving device 10 includes ultrasonic transducers 1, 2, 3, 4, 5, and 6 at the front of a road roller working vehicle.
They are mounted in rows.
本実施例では、超音波送受波装置10の中央部での超音
波送信レベルが、その両側からの送信レベルより大きく
なる。In the present embodiment, the ultrasonic transmission level at the center of the ultrasonic transmission / reception device 10 is higher than the transmission levels from both sides.
超音波送受波装置10の超音波トランスデューサ1,2,3,
4,5,6は、ロードローラ作業車21の前部に、水平方向で
１列または２列となるように配列されているが、用途に
応じて、垂直方向、あるいは、斜め方向で、１列または
２列となるように配列されてもよく、また、２列以上の
複数列となるように配列されてもよい。The ultrasonic transducers 1,2,3, of the ultrasonic transducer 10
4, 5, and 6 are arranged in the front part of the road roller working vehicle 21 so as to be arranged in one or two rows in the horizontal direction. They may be arranged in rows or two rows, or may be arranged in two or more rows.
上記実施例では、超音波送受波装置の例を示したが、
本発明は、送波装置または受波装置としてもよい。In the above embodiment, the example of the ultrasonic wave transmitting and receiving device is shown.
The present invention may be a wave transmitting device or a wave receiving device.
第12図は、本発明の第６実施例を示している。 FIG. 12 shows a sixth embodiment of the present invention.
本実施例では、超音波送受波装置10は、２個の超音波
トランスデューサを直列に接続した超音波トランスデュ
ーサ群75および76の両側に、２個の超音波トランスデュ
ーサ1,6を配置し、これらを並列に接続して成ってい
る。In the present embodiment, the ultrasonic wave transmitting / receiving apparatus 10 has two ultrasonic transducers 1, 6 arranged on both sides of an ultrasonic transducer group 75 and 76 in which two ultrasonic transducers are connected in series. They are connected in parallel.
超音波送受波装置10は、ロードローラ作業車の前部
に、超音波トランスデューサ1,2,3,4,5,6が水平方向１
列となるように、取付けられている。The ultrasonic wave transmitting / receiving device 10 includes ultrasonic transducers 1, 2, 3, 4, 5, and 6 at the front of a road roller working vehicle.
They are mounted in rows.
本実施例では、超音波送受波装置10の中央部での超音
波受信感度が、その両側での受信感度より大きくなる。In the present embodiment, the ultrasonic receiving sensitivity at the center of the ultrasonic wave transmitting / receiving device 10 is higher than the receiving sensitivity at both sides.
第９図に示す第５実施例を超音波送波装置として専用
に用い、第12図に示す第６実施例を超音波受波装置とし
て専用に用いれば、ロードローラ作業車の中央部での超
音波送信レベルを、その両側からの送信レベルより大き
くするとともに、中央部での超音波受信感度を、その両
側での受信感度より大きくすることができる。If the fifth embodiment shown in FIG. 9 is used exclusively as an ultrasonic wave transmitting device, and the sixth embodiment shown in FIG. 12 is used exclusively as an ultrasonic wave receiving device, the center of the road roller working vehicle can be used. The ultrasonic transmission level can be made higher than the transmission levels from both sides, and the ultrasonic reception sensitivity at the center can be made higher than the reception sensitivity at both sides.
このように構成することにより、ロードローラ作業車
の車幅からはみ出した物体に対して過剰に感応すること
なく、作業車の進行方向の物体をより遠くまで探知する
ことができる。With this configuration, it is possible to detect an object in the traveling direction of the work vehicle farther without excessively responding to the object protruding from the vehicle width of the road roller work vehicle.
［発明の効果］ 本発明に係る超音波送波装置、超音波送受波装置、超
音波探知装置によれば、各超音波トランスデューサの受
信感度を大きくすることができる。[Effects of the Invention] According to the ultrasonic wave transmitting apparatus, the ultrasonic wave transmitting / receiving apparatus, and the ultrasonic detecting apparatus according to the present invention, the receiving sensitivity of each ultrasonic transducer can be increased.
また、一部のトランスデューサがショートしても、他
のトランスデューサは超音波の送受波が可能であり、装
置の信頼性を向上させることができる。Further, even if some of the transducers are short-circuited, the other transducers can transmit and receive ultrasonic waves, thereby improving the reliability of the device.
第１図から第12図は本発明の実施例を示しており、第１
図は第１実施例の超音波送受波装置の概略配置図、第２
図は第１図の装置の回路図、第３図は超音波送受波装置
の拡大斜視図、第４図は本発明の超音波送受波装置を備
えた作業車の斜視図、第５図は超音波探知装置の回路の
ブロック図、第６図は第２実施例の超音波送受波装置の
概略配置図、第７図は第３実施例の超音波送受波装置の
概略配置図、第８図は第４実施例の超音波送受波装置の
概略配置図、第９図は第５実施例の超音波送受波装置の
概略配置図、第10図は第３実施例の超音波送受波装置に
よる超音波の距離に対する相対音圧を示すグラフ、第11
図は第４実施例の超音波送受波装置による超音波の距離
に対する相対音圧を示すグラフ、第12図は第６実施例の
超音波送受波装置の概略配置図、第13図および第14図は
従来例を示しており、第13図は従来例の超音波送受波装
置の概略配置図、第14図は第13図の装置の回路図であ
る。 1,2,〜12……超音波トランスデューサ 7,8,9……超音波トランスデューサ群 10……超音波送受波装置 11……インピーダンス 21……作業車 54……測時ゲート発生器 58……時間差判定器 60……ブザー1 to 12 show an embodiment of the present invention.
The figure is a schematic layout diagram of the ultrasonic wave transmitting and receiving apparatus of the first embodiment,
1 is a circuit diagram of the apparatus shown in FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged perspective view of the ultrasonic wave transmitting / receiving apparatus, FIG. 4 is a perspective view of a working vehicle equipped with the ultrasonic wave transmitting / receiving apparatus of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a block diagram of a circuit of the ultrasonic detection device, FIG. 6 is a schematic layout diagram of an ultrasonic wave transmission / reception device of the second embodiment, FIG. 7 is a schematic layout diagram of an ultrasonic wave transmission / reception device of the third embodiment, FIG. FIG. 9 is a schematic layout diagram of the ultrasonic wave transmitting / receiving device of the fourth embodiment, FIG. 9 is a schematic layout diagram of the ultrasonic wave transmitting / receiving device of the fifth embodiment, and FIG. 10 is an ultrasonic wave transmitting / receiving device of the third embodiment. Graph showing the relative sound pressure with respect to the distance of the ultrasonic wave according to FIG.
FIG. 12 is a graph showing relative sound pressure with respect to the distance of the ultrasonic wave by the ultrasonic wave transmitting / receiving device of the fourth embodiment. FIG. 12 is a schematic layout diagram of the ultrasonic wave transmitting / receiving device of the sixth embodiment, FIGS. FIG. 1 shows a conventional example, FIG. 13 is a schematic layout diagram of a conventional ultrasonic wave transmitting / receiving apparatus, and FIG. 14 is a circuit diagram of the apparatus shown in FIG. 1,2, ... 12 Ultrasonic transducers 7,8,9 Ultrasonic transducer group 10 Ultrasonic transducer 11 Impedance 21 Work vehicle 54 Timing gate generator 58 Time difference judgment device 60 …… Buzzer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−214786（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−189452（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−57164（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−193380（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭62−39335（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭63−3280（ＪＰ，Ｙ２) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-214786 (JP, A) JP-A-61-189452 (JP, A) JP-A-64-57164 (JP, A) 193380 (JP, U) Jiko 62-39335 (JP, Y2) Jiko 63-3280 (JP, Y2)
Claims (8)
続した超音波トランスデューサ群を、両側に配置して、
その間に、前記複数の超音波トランスデューサより少数
の超音波トランスデューサを直列に接続した超音波トラ
ンスデューサ群の１群もしくは複数群、および／また
は、単一の超音波トランスデューサの１個もしくは複数
個を、並列に接続して構成され、超音波の送波を行なう
超音波変換装置。An ultrasonic transducer group in which a plurality of ultrasonic transducers are connected in series is arranged on both sides,
In the meantime, one or more ultrasonic transducer groups in which a smaller number of ultrasonic transducers are connected in series than the plurality of ultrasonic transducers, and / or one or more single ultrasonic transducers are connected in parallel. An ultrasonic conversion device configured to be connected to and transmits ultrasonic waves.
続した超音波トランスデューサ群の両側に、前記複数の
超音波トランスデューサより少数の超音波トランスデュ
ーサを直列に接続した超音波トランスデューサ群の１群
もしくは複数群、および／または、単一の超音波トラン
スデューサの１個もしくは複数個を、並列に接続して構
成され、超音波の受波を行なう超音波変換装置。2. One or more ultrasonic transducer groups in which a smaller number of ultrasonic transducers are connected in series on both sides of an ultrasonic transducer group in which a plurality of ultrasonic transducers are connected in series. And / or an ultrasonic converter configured to connect one or more of a single ultrasonic transducer in parallel and receive ultrasonic waves.
は２列に配置されていることを特徴とする請求項１また
は２記載の超音波変換装置。3. The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the ultrasonic transducers are arranged in one or two rows.
置され、一方の列の超音波送受波方向が他方の列の超音
波送受波方向と異なることを特徴とする請求項１、２ま
たは３記載の超音波変換装置。4. The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the ultrasonic transducers are arranged in two rows, and the ultrasonic transmitting and receiving directions of one row are different from the ultrasonic transmitting and receiving directions of the other row. The ultrasonic transducer according to any one of the preceding claims.
換装置と、 超音波の往復時間を測定する時間差検出回路と、 前記時間差検出回路の出力が予め定めた基準値より小さ
い場合に、探知信号を出力する比較器と、 を具備することを特徴とする超音波探知装置。5. The ultrasonic converter according to claim 1, 2, 3, or 4, a time difference detection circuit for measuring a round trip time of the ultrasonic wave, and an output of the time difference detection circuit being smaller than a predetermined reference value. And a comparator that outputs a detection signal.
換装置を前部および／または後部に取り付けた移動体ま
たは作業車。6. A moving body or work vehicle having the ultrasonic transducer according to claim 1, 2, 3, or 4 attached to a front part and / or a rear part.
動体または作業車。7. A moving object or a work vehicle having the ultrasonic detection device according to claim 5.
続した超音波トランスデューサ群を少なくとも３つを、
または、複数の超音波トランスデューサを直列に接続し
た超音波トランスデューサ群と単一の超音波トランスデ
ューサとを含む少なくとも３つを、１つずつまたは複数
ずつ、中央部と両外側とに配置し、 該超音波トランスデューサ群の超音波トランスデューサ
から超音波を送波し、物体から返波された超音波を、前
記中央部の超音波トランスデューサで前記両外側の超音
波トランスデューサより強い感度で受信し、超音波の往
復時間を測定して該物体との距離を求め、該距離が所定
の距離内にあるとき、該物体の探知信号を出力すること
を特徴とする超音波探知方法。8. At least three ultrasonic transducer groups each having a plurality of ultrasonic transducers connected in series,
Alternatively, at least three including a group of ultrasonic transducers in which a plurality of ultrasonic transducers are connected in series and a single ultrasonic transducer are arranged one by one or plurally at a central portion and both outer sides, Ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic transducers of the ultrasonic transducer group, and the ultrasonic waves returned from the object are received by the central ultrasonic transducer with higher sensitivity than the ultrasonic transducers on both outer sides, and An ultrasonic detection method comprising: measuring a round-trip time to obtain a distance to the object; and outputting a detection signal of the object when the distance is within a predetermined distance.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1169199A JP2791113B2 (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Ultrasonic conversion device, ultrasonic detection device, moving body provided with these, and ultrasonic detection method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1169199A JP2791113B2 (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Ultrasonic conversion device, ultrasonic detection device, moving body provided with these, and ultrasonic detection method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0333675A JPH0333675A (en) | 1991-02-13 |
| JP2791113B2 true JP2791113B2 (en) | 1998-08-27 |
Family
ID=15882047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1169199A Expired - Lifetime JP2791113B2 (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Ultrasonic conversion device, ultrasonic detection device, moving body provided with these, and ultrasonic detection method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2791113B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6135185B2 (en) * | 2013-02-28 | 2017-05-31 | セイコーエプソン株式会社 | Ultrasonic transducer device, head unit, probe, ultrasonic imaging apparatus and electronic equipment |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61189452A (en) * | 1985-02-18 | 1986-08-23 | Tdk Corp | Ultrasonic probe |
| JPH0514581Y2 (en) * | 1985-08-29 | 1993-04-19 | ||
| JPS633280U (en) * | 1986-06-25 | 1988-01-11 | ||
| JPS63193380U (en) * | 1987-05-29 | 1988-12-13 | ||
| JPH01131475A (en) * | 1987-11-17 | 1989-05-24 | Nippon Signal Co Ltd:The | Ultrasonic sensor |
-
1989
- 1989-06-30 JP JP1169199A patent/JP2791113B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0333675A (en) | 1991-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6226226B1 (en) | Method for vehicle data dependent range measurement from a vehicle | |
| US6765491B1 (en) | Distance detecting device | |
| US6166995A (en) | Apparatus for distance measurement by means of ultrasound | |
| JPH01217508A (en) | Positioning of obstacle | |
| CN101782645B (en) | Method and device for detecting backing distance | |
| CN102999986A (en) | Embedded invasion detection system and detection method based on ultraphonic phase array | |
| EP1640745A3 (en) | Obstacle detection method and system, particularly for systems for assisting the parking of vehicles | |
| JP6467748B2 (en) | Object detection device | |
| US6326886B1 (en) | Ultrasound distance measuring system with digital measuring signals transmitted by time multiplexing | |
| JP2791113B2 (en) | Ultrasonic conversion device, ultrasonic detection device, moving body provided with these, and ultrasonic detection method | |
| US7151714B2 (en) | Apparatus for measuring the instantaneous distance between the stern of a vessel and a fixed structure such as quay, a jetty or a landing stage | |
| CN101303411A (en) | Reversing radar system with low aftershock and method for outputting reversing radar signal with low aftershock | |
| JP2828689B2 (en) | Vehicle periphery monitoring device | |
| JP2777208B2 (en) | Vehicle obstacle monitoring device | |
| GB2112520A (en) | Vehicle manoeuvring aid | |
| JPH0342635B2 (en) | ||
| JPH05333148A (en) | Obstacle detecting device | |
| JP3232162B2 (en) | In-vehicle obstacle sensor | |
| JPH0134134Y2 (en) | ||
| RU99108319A (en) | METHOD FOR DETERMINING PARAMETERS OF MOTION OF A LOCATION OBJECT AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| JP4135282B2 (en) | Ultrasonic level meter | |
| JPH08292257A (en) | Ultrasonic sensor | |
| KR20170049718A (en) | Apparatus and method for sensing obstacles | |
| JPH02179491A (en) | Ultrasonic detecting method, ultrasonic array sensor, ultrasonic detector and moving body provided with ultrasonic detector | |
| KR20150046888A (en) | Apparatus and method for parking assistance |