JP3488200B2 - 走行型路面形状測定装置 - Google Patents

走行型路面形状測定装置

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    • E01C23/01Devices or auxiliary means for setting-out or checking the configuration of new surfacing, e.g. templates, screed or reference line supports; Applications of apparatus for measuring, indicating, or recording the surface configuration of existing surfacing, e.g. profilographs
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    • G01MEASURING; TESTING
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  • Road Repair (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は走行しながら路面形状を
測定する走行型路面形状測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来公知のこの種の測定装置には平坦性
定規と、プロフィールグラフ自動記録式縦断測定機と、
プロフィールグラフ自動記録式横断測定機と、路面凹凸
自動記録式測定機と、縦断連続測定と横断連続測定の兼
用測定機と、大型車輌による連続縦断形状測定機等があ
り、これらの測定装置は路面の平坦性を測定するもの
と、路面の凹凸形状を測定するものと、路面の勾配を測
定するものとに別れ、その測定目的によってそれぞれ別
個の構造になっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の測定装
置は路面の縦横断方向の凹凸形状と、縦横断方向の勾配
との双方を測定することはできず、測定目的ごとに異な
る測定機構を有している。更に多種類の測定目的を有す
るものも存在するが、大型化した測定機器を装備する必
要があり、小規模の路面に対応させることは困難とな
り、測定数値が不正確となる問題がある。
【0004】本発明の目的は路面の縦横断方向の凹凸形
状と、縦横断方向の勾配との両方を測定可能にすると共
に被測定路面上を走行可能にした走行型路面形状測定装
置を提供することにある。
【0005】本発明の他の目的は路面形状の測定数値の
算定及び路面形状のグラフ化をコンピュータ処理するこ
とができる走行型路面形状測定装置を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による走行型路面
形状測定装置は車体に2つの走行輪と測定輪とを直列に
かつ回転可能に支持し、測定輪を2つの走行輪間に上下
移動可能に配置し、車体の外側には測定輪に平行に補助
輪を回転可能に取付け、測定輪には測定輪の上下方向の
変位を算出するための変位測定センサーと、測定輪の移
動距離を算出するための距離測定エンコーダとを接続さ
せ、車体には路面の勾配を測定するための角度測定セン
サーを備えている。
【0007】更に、本発明による走行型路面形状測定装
置は測定データに基いて路面形状の測定数値の算定と路
面形状のグラフ化を行うために変位測定センサーと、距
離測定エンコーダと、角度測定センサーとをアナログデ
ータ変換ユニットを介してデータ処理ユニットに接続さ
せてある。
【0008】
【発明の実施の形態】図に示した本発明による走行型路
面形状測定装置の実施例において、符号1は1メートル
以下の長さを有する車体を示し、車体1はその前方のフ
ランジ2に回転可能に支持した走行輪3を有すると共に
その後方のフランジ4に回転可能に支持した走行輪5を
有している。前方の走行輪3と後方の走行輪5との間の
車体1には測定輪6を回転可能に支持し、走行輪3と、
走行輪5と、測定輪6とは車体1内に直列に配置されて
いる。
【0009】車体1にはその長手方向軸線と垂直に延伸
する支持軸7を軸着させ、支持軸7には補助輪8を回転
可能に取付け、補助輪8は測定輪6に隣接して車体1の
外側に配置されると共に直列に配置した走行輪3,5と
測定輪6に一定間隔を有して平行に配置されている。
【0010】測定輪6を中心としてその前後に走行輪
3,4を配置し、その横側に補助輪8を配置してあるの
で、測定輪6は走行輪3,4と協働して縦断方向の路面
形状を測定し、補助輪8と協働して横断方向の路面形状
を測定する。
【0011】測定輪6は支持枠9に回転可能に取付けら
れ、支持枠9には昇降案内部材10を設け、支持枠9が
車体1の内側に取付けた案内レール11に沿って上下移
動できるように昇降案内部材10を案内レール11に係
合させてある。従って測定輪6は案内レール11に沿っ
て支持枠9と共に上下移動することができる。測定輪6
が上下移動した距離が路面形状であり、測定輪6の上下
移動の変位を算出するために車体1には変位測定センサ
ーが備えられている。
【0012】変位測定センサーは図示の実施例において
は変位測定エンコーダ13から構成され、変位測定エン
コーダ13は車体1に取付けられ、そして支持枠9に備
えた計測案内部材12に係合させた測定子14を有し、
測定輪6の上下移動の距離を測定する。測定輪6の上下
移動の変位は支持枠9の計測案内部材12を通して測定
子14から変位測定エンコーダ13に伝達されるように
なっている。測定輪6の上下移動の変位を算出する変位
測定センサーはレーザーセンサー、超音波センサー、又
は赤外線センサー等から構成することもできる。
【0013】測定輪6にはその回転軸に計測案内ボス1
5を取付けてあり、計測案内ボス15には測定輪6の移
動距離を算出するために支持枠9に取付けた距離測定エ
ンコーダ16の測定子17を係合させ、測定輪6が図1
に矢印で示した走行方向に回転する回転数が移動距離と
なり、測定輪6の移動距離は測定輪6の計測案内ボス1
5を通して測定子17から距離測定エンコーダ16に伝
達されるようになっている。車体1には支持枠9に取付
けられた距離測定エンコーダ6の上下移動を案内するた
めの案内溝18を穿設してあり、距離測定エンコーダ1
6は測定輪6の支持枠9に取付ける代わりに車体1に取
付けることもできる。
【0014】車体1には走行方向1cmごとの角度から
路面の勾配を算出するための角度測定センサー19を取
付けてある。角度センサー19は走行輪3と測定輪6と
走行輪5とを直列に配置させ、それらの横側に補助輪8
を配置してあるので、直列配置輪3,5,6で縦断方向
の勾配を測定し、直列配置輪3,5,6に補助輪8を協
働させて横断方向の勾配を測定する。
【0015】更に車体1にはパルス変換器とアナログ−
デジタル変換器とを有するアナログデータ変換ユニット
20を備え、車体1の上面の支持棒21に取付けた固定
台22上にはコンピュータ等のデータ処理ユニット23
を設けてあり、該データ処理ユニット23にアナログデ
ータ変換ユニット20を接続させ、アナログデータ変換
ユニット20には変位測定エンコーダ13と、距離測定
エンコーダ16と、角度測定センサー19とを接続させ
てある。
【0016】変位測定エンコーダ13、距離測定エンコ
ーダ16及び角度測定センサー19はその測定データを
アナログデータ変換ユニット20を通してデータ処理ユ
ニット23に送信する。
【0017】移動距離の測定については距離測定エンコ
ーダ16の測定データにより算出する。距離測定エンコ
ーダ16は1回転2000パルスの信号を送信する。測
定輪6の直径が191mmとすると、測定輪の円周は1
91×πとなり、その結果約600mmとなる。即ち6
00mm進むのに2000パルスの信号を受信すること
になる。それにより1パルスは0.3mmとなる。従っ
て、例えばデータ処理ユニット23に450000パル
スという測定データが到来すれば450000×0.3
で135000mm(13m50cm)進行方向に進ん
だことになる。
【0018】路面形状の測定については変位測定エンコ
ーダ13の測定データにより算出する。変位測定エンコ
ーダ13も距離測定エンコーダと同様に1回転に200
0パルスの信号を発信する。変位測定エンコーダ13が
360度回転すると2000パルスなので1度回転する
ごとに5.6パルスの信号を送信する。測定輪6の上下
移動は±5cmなので、測定輪6が+5cm方向に進ん
だときのエンコーダ13の角度と−5cm方向に進んだ
時のエンコーダ13の角度から路面形状を算出するため
の較正係数を算出する。つまりtan(実際に+5cm
進んだときの角度)=50mm、tan(実際に−5c
m進んだときの角度)=−50mmの方程式により誤差
分の較正係数が求められる。エンコーダ13の角度と較
正係数によって路面形状を算出する。例えばデータ処理
ユニット23に2.8パルスという測定データが到来す
ればtan(0.5)×較正係数によって路面形状を求
めることができる。
【0019】勾配の測定については角度測定センサー1
9の測定データにより算出する。この場合に、測定する
スタート地点の場所で車体1にデジタル角度計を設置さ
せる。この時点での角度が初期角度となる。角度は1c
m毎に角度測定センサー19から測定データを受信する
ので、勾配はsin(1cm毎の角度)+tan(エン
コーダ13の角度)×較正係数となる。
【0020】以上のように各エンコーダ13,16,1
9により測定輪6が進んだ距離ごとに路面の形状と勾配
を測定でき、それらの測定データを各エンコーダ13,
16,19からアナログデータ変換ユニット20を介し
てデータ処理ユニット23に伝送し、そのリアル数値を
リアルタイムでデータ処理ユニット23に記録すること
ができる。
【0021】
【発明の効果】本発明は上述した構成であるから、路面
の縦横断方向の凹凸形状と、縦横断方向の勾配の双方を
測定することができると共に路面の形状と勾配を正確か
つ確実に測定することができる。又小型自動車等に搭載
させて運搬できるので、その構造がコンパクトでかつ測
定が容易であり、舗装道路等の路面の測定においては被
測定道路に対して車輌の通行を遮断する交通規制を行う
必要もなく、交通渋滞も生じない。更に路面形状の測定
数値の算定及び路面形状のグラフ化をコンピュータ処理
できるので、正確かつ確実な測定数値をリアルタイムで
データ処理ユニットから取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の走行型路面形状測定装置の側面図であ
る。
【図2】図1の縦断正面図である。
【図3】本発明の測定輪の上下移動を示す側面図であ
る。
【符号の説明】
1 車体 2 フランジ 3 走行輪 4 フランジ 5 走行輪 6 測定輪 7 支持軸 8 補助輪 9 支持枠 10 昇降案内部材 11 案内レール 12 計測案内部材12 13 変位測定センサー 14 測定子 15 計測案内ボス 16 距離測定エンコーダ 17 測定子 18 案内溝 19 角度測定センサー 20 アナログデータ変換ユニット 21 支持棒 22 固定台 23 データ処理ユニット
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−170922(JP,A) 特開 平8−201056(JP,A) 特開 昭63−212814(JP,A) 特開 昭60−233211(JP,A) 実開 昭61−102912(JP,U) 米国特許4858329(US,A) 米国特許4137638(US,A) 米国特許5107598(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 21/00 G01B 5/00 G01C 7/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車体(1)内に2つの走行輪(3,5)
    と該走行輪(3,5)間に設けた測定輪(6)とをそれ
    ぞれ直列かつ回転可能に配置し、補助輪(8)を直列配
    置の走行輪(3,5)と測定輪(6)に一定間隔を有し
    て平行かつ回転可能に車体(1)の外側に配置させ、測
    定輪(6)を支持する支持枠(9)を車体(1)に備え
    た案内レール(11)に沿って測定輪(6)と共に上下
    移動できるように案内レール(11)に係合させ、支持
    枠(9)に測定輪(6)の上下移動の変位を伝達する計
    測案内部材(12)を設けると共に該計測案内部材(1
    2)には測定輪の上下移動の変位を算出する変位測定セ
    ンサー(13)に備えた測定子(14)を係合させ、測
    定輪(6)に測定輪(6)の回転数による移動距離を伝
    達する計測案内ボス(15)を備えると共に該計測案内
    ボス(15)には測定輪の移動距離を算出する距離測定
    エンコーダ(16)の測定子(17)を係合させ、車体
    には勾配を測定するための角度測定センサー(19)を
    備えた走行型路面形状測定装置。
  2. 【請求項2】 変位測定センサー(13)と、距離測定
    エンコーダ(16)と、角度測定センサー(19)とを
    アナログデータ変換ユニット(20)を介してデータ処
    理ユニット(23)に接続させたことを特徴とする請求
    項1に記載の走行型路面形状測定装置。
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