JP3735421B2 - 中心座標測定用ターゲット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測量用のターゲットに関し、特に橋梁部材の測定において、測点にターゲットを配し測距測角儀で視準することにより測点の三次元座標を求める中心座標測定用ターゲットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、橋梁を完成させるためには、まず橋梁を構成する橋梁部材の設計データを作成し、前記データに基づいて橋梁部材を作成し、この橋梁部材を巻尺またはノギスにより測定して設計データと測定データの異同を決定し、必要に応じて橋梁部材を修正している。
【０００３】
橋梁部材を測定するためには、上記のように巻尺またはノギスを使用して作業を行っている。このとき、図１４に示すように、複数あるボルト穴１２１のうち測定するボルト穴、例えば１２１ａ，１２１ｂ間の中心距離ｌを測定するために、まず全長Ｌを巻尺を用いて測定し、次に橋梁端部１２２からボルト穴１２１ａと１２１ｂとの中心までの距離ｌ１，ｌ２をノギスによって測定して、橋梁端部１２２，１２２間の長さから橋梁端部１２２とボルト穴１２１ａとの距離ｌ１及び橋梁端部１２２とボルト穴１２１ｂとの距離ｌ２を差し引くことによりボルト穴１２１ａ，１２１ｂ中心間における距離ｌを求めている。
【０００４】
以上のようにして得られた測定データと設計データとの異同を決定し、必要に応じて修正された橋梁部材を、さらに仮組立することにより不整合な箇所を特定し、橋梁部材の修正を行っていた。そして一度仮組立した橋梁部材を解体してから現場に運搬し、実際の組立作業を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のような橋梁部材における測定作業では、測定に巻尺またはノギスを使用しているため、測定精度が悪く、また長い距離を測りにくいため正確な値を測定することが不可能であった。さらに測定作業が手作業であるため、効率化が図れないという不都合があった。
【０００６】
また、それぞれの橋梁部材は非常に大きな部材であるため、これらの橋梁部材で実際の状態の仮組立を行うには、広い組立てスペースが必要であり、かつ組立て及び解体は大がかりで時間を要するものになるという不都合があった。
【０００７】
本発明の目的は、橋梁部材を仮組立する工程を省略して、作業効率を向上することができる、中心座標測定用ターゲットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本例請求項１の中心座標測定用ターゲットは、長尺部材の所定位置に設けられた孔の中心位置を計測するための中心座標測定用ターゲットであって、該中心座標測定用ターゲットは、前記孔と係合する孔係合部及び前記孔の周縁部に当接する係合部を一体に形成したターゲット本体と、前記孔の中心位置を示すための孔中心対応指標を設けた再帰反射面と、を備え、該再帰反射面を前記ターゲット本体に対して傾動可能に支持する支軸回りに傾動できるように配設し、該支軸の中心線と、前記孔中心対応指標上における前記孔の中心位置を示す点は、前記孔が形成された前記長尺部材の表面と同一の面上に位置することを特徴とする。
【０００９】
本例請求項２の中心座標測定用ターゲットは、橋梁部材の設計データの作成工程と、該工程において作成された設計データに基づいて橋梁部材を作成する工程と、前記作成された橋梁部材の測定データを作成する工程と、該橋梁部材の測定データと前記設計データの異同を決定する工程と、を備えた測定システムに用いられる中心座標測定用ターゲットであって、該中心座標測定用ターゲットは前記橋梁部材の所定位置に設けられた孔に配置されて、前記中心座標測定用ターゲットにおいて前記橋梁部材の表面と同一の面上に位置する傾動軸まわりに傾動可能に配設された再帰反射面を傾動させ、該再帰反射面に設けた孔中心対応指標上における前記孔の中心位置を示す点が、前記橋梁部材の表面と同一の面上に位置された状態で前記再帰反射面を測距測角儀に対面させ、前記再帰反射面を測距測角儀で視準し、前記孔の中心における三次元座標を求めることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る中心座標測定用ターゲット１０は、長尺部材の所定位置に設けられた孔２１の中心間を計測するための中心座標測定用ターゲット１０である。この中心座標測定用ターゲット１０は、ターゲット本体１３と、孔中心対応指標１６ｂを設けた再帰反射面１６と、を備えている。この再帰反射面１６をターゲット本体１３において水平支軸回りに傾動できるように配設する。このとき孔中心対応指標１６ｂは孔２１が形成された長尺部材の表面と同一の面上に位置する。
【００１１】
橋梁部材２０の測定において、従来のような巻尺またはノギスによる手作業に代わって、任意に座標の原点及び第２測定点を特定し、三次元座標系を設定した後、測距測角儀３０で測定点に配置した中心座標測定用ターゲット１０の再帰反射面１６を視準して原点からの測定点の座標を求め、正確な橋梁部材の測定データを算出することができる。
【００１２】
以上のようにして得られた、橋梁部材２０の測定データと設計段階での設計データとを比べて異同を決定し、橋梁部材２０を修正する。このため、橋梁部材２０を仮組立して更に橋梁部材２０の整合性を確認する必要がなくなり、仮組立工程を省略することができ、作業効率を向上することができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材，配置等は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
【００１４】
図１乃至図１３は、本発明の一実施例を示すものであり、図１は中心座標測定用ターゲットの斜視図、図２は中心座標測定用ターゲットの平面図、図３は中心座標測定用ターゲットの底面図、図４は中心座標測定用ターゲットの縦断面図、図５は再帰反射面の説明図、図６は図５におけるＧ視図、図７は板ばねを示す説明図、図８及び図９は中心座標測定用ターゲットの使用状態を示す説明図、図１０及び図１２は中心座標測定用ターゲットを用いた測定方法を示す説明図、図１１は図１０のＨ部拡大図、図１３は測定における計測ポイントを示す説明図である。
【００１５】
本例の中心座標測定用ターゲット１０は、長尺部材における測点の三次元座標を測定するためのものであり、孔係合部１１と、この孔係合部と一体に形成されてターゲット本体１３を構成する係合部１２と、再帰反射面１６と、を主要構成要素とする。
【００１６】
本例における長尺部材は、橋梁等を構成するＨ鋼からなる橋梁部材２０であり、図１０で示すように、端部には組立時に必要なボルトを挿入するための複数の孔２１が設けられている。
【００１７】
本例の中心座標測定用ターゲット１０における、孔係合部１１は、図１で示すように橋梁部材２０の孔２１内に位置させる円柱状のものであり、橋梁部材２０の孔２１に嵌入可能に形成されている。
【００１８】
また、図４で示すように、孔係合部１１の橋梁部材２０の孔２１に嵌入する側の端部にはテーパ部１１ａが設けられており、孔係合部１１を孔２１に嵌入しやすいように構成されている。
【００１９】
本例の中心座標測定用ターゲット１０の係合部１２は、孔係合部１１と一体に形成されており、図２に示すように、孔２１及び孔係合部１１と同心で、孔係合部１１よりも大きめの径で形成された円１２ａの一部分１２ｂを切り欠いた形状に形成されており、切欠端部１２ｃを有している。この円１２ａの中心をＣとする。
【００２０】
係合部１２の径は孔係合部１１の径より大きめに形成されているので、この係合部１２が橋梁部材２０における孔２１に埋没しないように孔２１の周縁部で係止することにより、ターゲット本体１３が橋梁部材２０の孔２１周縁部において係合する。
【００２１】
本例の係合部１２は開口部１２ｄを有しており、この開口部１２ｄは、前記切欠端部１２ｃにおいて、両側にそれぞれ幅Ｘを残して、孔係合部１１の径よりも若干小さめの幅Ａ及び孔係合部１１の径よりも若干小さめの奥行きＢの大きさで形成されている。
【００２２】
上記開口部１２ｄの周縁部には、ねじを螺合するための孔（図示せず）が形成されており、この孔へねじ１４が螺合されている。この孔は、ねじ１４を螺合したときに、それぞれのねじ１４の中心を結ぶ線が、円１２ａの中心Ｃを通るように形成されている。
【００２３】
また図１及び図４で示すように、係合部１２の上端外周部には円１２ａより大きい径の縁部１２ｅが形成されている。この縁部１２ｅはターゲット本体１３を手で持ったときに作業者の指がかかって滑りにくくし、ターゲット本体１３を円孔２１へ嵌入しやすくするためのものである。
【００２４】
さらに係合部１２にはマグネット１９が設けられている。このマグネット１９は、永久磁石であり、係合部１２において、橋梁部材２０の孔２１周縁部との係合面で周方向等間隔になるように配設されて、係合部１２から露見して孔２１の周縁部に接合し、ターゲット本体１３を橋梁部材２０にマグネット固定する。
【００２５】
前記孔係合部１１と係合部１２とからなるターゲット本体１３には、図４に示すように前記係合部１２の開口部１２ｄと連続して後述するターゲット板１６ａを配設する中空部１５が形成されている。中空部１５は、大きさの違う中空部１５ａと中空部１５ｂが連続して形成されているものであり、中空部１５ａは、前記開口部１２ｄから連続して、係合部１２内から孔係合部内にかけて深さＤで形成されている。
【００２６】
中空部１５ｂは、前記中空部１５ａに連続して、孔係合部１１内において形成されているものであり、前記開口部１２ｄの幅Ａよりも小さめな幅Ａ′及び前記開口部１２ｄの奥行きＢよりも小さめな奥行きＢ′で形成されている。この中空部１５ｂは、中空部全体の深さＤ′が孔係合部１１を貫通しない深さで形成される。
【００２７】
前記中空部１５においては中空部１５ａよりも中空部１５ｂの方が小さめに形成されているので、中空部１５ａと中空部１５ｂとの境目において段差１５ｃが形成される。
【００２８】
さらに中空部１５ａの内壁には、図７で示すように溝１５ｄが設けられている。この溝１５ｄは後述する水平支軸１７，１７を配置するためのものであり、前記ねじ１４のねじ孔に隣接して、係合部１２の開口部１２ｄから段差１５ｃの間において幅Ｙで形成されている。このとき溝１５ｄは、２つのねじ孔を結ぶ直線によって、幅方向に二等分されるように形成される。
【００２９】
そして上記溝１５ｄには、板ばね１８が配設されている。この板ばね１８は、図７に示すように係合部１２におけるねじ１４に固定されて、前記溝１５ｄ内に配設されているものであり、ねじ１４で固定することができるように、ねじ１４の孔よりも大きめに形成された端部１８ａと、この端部１８ａから連続して形成される長尺の本体１８ｂと、本体１８ｂから連続して形成される、端部１８ｃとから構成されている。そして水平支軸１７，１７を圧接している。また端部１８ａにはねじ１４の孔と同一径の孔（図示せず）が形成されている。
【００３０】
そして板ばね１８の端部１８ａを係合部１２におけるねじ１４でねじ止めし、本体１８ｂを溝１５ｄ内に沿って配設する。このとき、端部１８ｃは中空部１５側へ向くように配設される。
【００３１】
次に本例における再帰反射面１６について説明する。再帰反射面１６は、図５で示すように矩形のターゲット板１６ａに反射プリズムシートが貼着されて形成されており、この反射プリズムシートには孔中心対応指標１６ｂが設けられている。
【００３２】
本例におけるターゲット板１６ａは、中空部１５ｂの幅Ａ′と略同一幅の辺Ｅ及び、中空部１５の深さＤ′よりも小さめの長さの辺Ｆで矩形に形成されており、周囲２箇所において、水平支軸１７，１７を有している。
【００３３】
本例の水平支軸１７，１７は、ターゲット板１６ａの辺Ｅと平行になるように形成される。また、水平支軸１７，１７は前記溝１５ｄの幅Ｙと略同一の幅に形成されて、溝１５ｄに隙間なく嵌合されるような構成となっている。また水平支軸１７，１７は溝１５ｄに配置するときに、それぞれの水平支軸１７の端部１７ａと溝１５ｄとの間に隙間ができないような長さに形成されている。さらに、水平支軸１７，１７の長尺方向の中心線は、前記２つのねじ１４，１４を結んだ線と一致するように形成されている。
【００３４】
図６はターゲット板１６ａの図５におけるＧ視図である。図６に示すように、水平支軸１７，１７の長尺方向の中心線、即ち前記２つのねじ１４の中心を結んだ線は、ターゲット板１６ａの孔中心対応指標１６ｂを形成する側の面と一致するように形成されている。
【００３５】
本例の反射プリズムシートは、マイクロプリズムが密集状態に形成された可撓性の透明な反射体で、入射した光を入射方向に向けてそのまま反射する性質がある。
【００３６】
この反射プリズムシートの平滑な表面に設けられた孔中心対応指標１６ｂは、十字線１６ｃと円形１６ｄからなる。そして反射プリズムシートを前記ターゲット板１６ａに貼着する事で再帰反射面１６を形成する。このとき反射プリズムシートは、反射プリズムシートに付された孔中心対応指標１６ｂの十字線１６ｃの中心が、ターゲット板１６ａをターゲット本体１３に配置したときに、孔２１の形成された橋梁部材２０の表面と同一面になるように配設される。
【００３７】
また孔中心対応指標１６ｂの十字線１６ｃ中心が、ターゲット板１６ａにおいて、水平支軸１７，１７の端部１７ａ，１７ａからそれぞれ同一の距離に位置するように配設される。
【００３８】
次に再帰反射面１６をターゲット本体１３へ組付けて中心座標測定用ターゲット１０を形成し、この中心座標測定用ターゲット１０を橋梁部材２０の孔２１へ配置する方法について説明する。
【００３９】
まず再帰反射面１６を構成する反射プリズムシートを貼着したターゲット板１６ａをターゲット本体１３の中空部１５に位置させる。このときターゲット板１６ａに形成された水平支軸１７，１７を中空部１５の溝１５ｄに配設し、段差１５ｃ上に配置する。
【００４０】
そして溝１５ｄに配設された板ばね１８の端部１８ｃと段差１５ｃで水平支軸１７，１７を圧接して保持する。
【００４１】
ターゲット板１６ａは辺Ｅが中空部１５ｂの幅Ａ′と略同一に形成されているので、ターゲット板１６ａの中空部１５ｂ内に位置する部分が、中空部１５ｂの内周壁と摺動して、この摺動による摩擦によりターゲット板１６ａを保持する。
【００４２】
上記のように構成されているので、ターゲット本体１３において、ターゲット板１６ａは、段差１５ｃ上の水平支軸１７，１７によって傾動可能に配設される。
【００４３】
このとき、ターゲット板１６ａの孔中心対応指標１６ｂを形成する側の面と、２つのねじ１４の中心を結んだ線とは、一致するように形成されている。即ち、孔中心対応指標１６ｂ上に、円１２ａの中心Ｃが位置している。円１２ａは橋梁部材２０における孔２１と同心であるから、孔中心対応指標１６ｂ上には孔２１の中心が位置していることになる。
【００４４】
また孔中心対応指標１６ｂの十字線１６ｃの中心が孔２１の形成された橋梁部材２０の表面と同一面上にあり、さらに十字線１６ｃ中心は、水平支軸１７，１７のそれぞれの端部１７ａ，１７ａから同一の距離に位置するように形成されているので、十字線１６ｃ中心は、橋梁部材２０の孔２１の中心に一致する。
【００４５】
図１３において橋梁部材２０の孔２１における中心は、測点Ｐとして示されている。本例の中心座標測定用ターゲット１０を視準して、測点Ｐの三次元座標を求め、この三次元座標より橋梁部材２０上の２つの測点間距離を算出する。
【００４６】
本例における橋梁部材２０は、図１０で示すように、測距測角儀３０を用いて測定する。本例の測距測角儀３０は光波を利用して、反射光と、参照光との相差により距離を測定するものであり、距離計測を行う光波の軸とターゲット１０の再帰反射面１６を視準する軸とが同軸となっている。また高度角水平角は測定エンコーダにより行われている。そして測距測角儀３０にはＣＰＵが内蔵されており、得られた測定値を気象条件などにより補正して、測定距離をデジタル表示する。なお、この測距測角儀３０は三脚３１上に載置される。
【００４７】
まず測距測角儀３０を三脚３１上に載置して整準作業を行う。そして中心座標測定用ターゲット１０を橋梁部材２０の孔２１に係合させて測距測角儀３０に対向させる。このとき中心座標測定用ターゲット１０の再帰反射面１６が測距測角儀３０側を向くようにする。
【００４８】
このとき、本例に於ける中心座標測定用ターゲット１０は、ターゲット１３内の中空部１５において、再帰反射面１６が水平支軸１７によって傾動可能に配設されているので、橋梁部材２０上におけるいずれの孔２１に、中心座標測定用ターゲット１０を設置しても、再帰反射面１６を自由な角度で設定できるため、測距測角儀３０に対向させることができる。
【００４９】
上記のように橋梁部材２０上に配設した中心座標測定用ターゲット１０の再帰反射面１６からの反射光を測距測角儀３０が受光し中心座標測定用ターゲット１０の三次元座標、即ち孔の中心座標を測定する。
【００５０】
次に上記構成からなる中心座標測定用ターゲット１０を用いた橋梁部材２０における測定方法について説明する。
【００５１】
まず測定すべき中心座標測定用ターゲット１０をそれぞれ別の孔２１に位置させる。そしてそれぞれの中心座標測定用ターゲット１０の三次元座標、即ち孔２１の中心座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）及び（ｘ２，ｙ２，ｚ２）の２点を測定し、これらの三次元座標から孔２１の中心間の距離ｌが次の式によって算出できる。
【００５２】
【式１】
【００５３】
このように橋梁部材２０上に数カ所の測点を設置し、測点に配された中心座標測定用ターゲット１０を測距測角儀３０で視準することにより、視準された測点の位置データを三次元座標系で取り込み、座標計算により測点２間の距離を求めることができる。
【００５４】
上記実施例において、再帰反射面１６を構成するターゲット板１６ａを矩形にした例を示したが、中空部１５内で傾動可能な大きさであれば円形その他自由な形に形成して良い。
【００５５】
上記実施例において、係合部１２においてマグネット１９を３箇所設けた例を示したが、３箇所に限らず１箇所以上であれば良い。
【００５６】
また上記実施例において、中空部１５がターゲット本体１３を貫通しない例を示したが、これに限らず貫通していても良い。
【００５７】
また、上記実施例における橋梁部材２０上のボルト孔である孔２１は、円孔の他、楕円形或いは多角形等中心座標測定用ターゲット１０が嵌入可能な形であればどのような形に形成されていても良い。
【００５８】
次に上記実施例によって橋梁部材を測定し、橋梁を完成するまでの流れについて説明する。
【００５９】
まず、橋梁建設のために必要な橋梁部材２０についての設計データを作成し、この設計データに基づいて橋梁部材２０を作成する。
【００６０】
次に、橋梁部材２０の孔２１に中心座標測定用ターゲット１０を配置させて、測距測角儀３０によりこの中心座標測定用ターゲット１０の再帰反射面１６を視準し、孔２１の中心における三次元座標値を求めることにより橋梁部材２０の測定データを作成する。
【００６１】
そして設計データと、測定データとを比較して、異同を決定する。設計データと測定データが異なれば、必要に応じて橋梁部材２０を修正する。
【００６２】
上記測定データを使用して異同を決定することにより、橋梁部材２０を仮組立して更に橋梁部材２０の整合性を確認する必要がなくなり、仮組立工程を省略することができる。そして、修正済みの橋梁部材２０を直接現場に運搬して、実際の組立作業を行うことができる。
【００６３】
なお、本例においては、橋梁部材２０に中心座標測定用ターゲット１０を配設して、橋梁部材２０上における２つの孔２１の中心間距離ｌを求める例を示したが、橋梁部材２０に限らず複数の孔２１を有する長尺部材の孔２１の中心間距離を測定するのにも好適に用いることができる。
【００６４】
即ち、本例の中心座標測定用ターゲット１０は、長尺部材における測定システムに用いられる。この測定システムは、長尺部材の設計データの作成工程と、この工程において作成された設計データに基づいて長尺部材を作成する工程と、作成された長尺部材の測定データを作成する工程と、この長尺部材の測定データと前記設計データの異同を決定する工程と、を備えている。
【００６５】
本例の中心座標測定用ターゲット１０は作成された長尺部材の孔２１に配置され、中心座標測定用ターゲット１０に傾動可能に配設された再帰反射面１６を測距測角儀３０に対面させて視準し、孔２１中心における三次元座標を求める。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、橋梁部材等の長尺部材上の２点間の距離測定において、それぞれの測点であるボルト孔にターゲットを用い、測距測角儀でターゲットに形成された再帰反射面を視準してボルト孔における三次元座標を求め、この三次元座標より測点２点間の正確な距離を得ることができるので、正確な橋梁部材の測定データを得ることができ、橋梁部材における仮組立等の工程を省略して作業効率を向上することができる。
【００６７】
また、いつでも測定が可能であり、必要に応じて適宜取り外しかつ再度同じ位置に復元することも容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る中心座標測定用ターゲットの斜視図である。
【図２】本発明に係る中心座標測定用ターゲットの平面図である。
【図３】本発明に係る中心座標測定用ターゲットの底面図である。
【図４】本発明に係る中心座標測定用ターゲットの縦断面図である。
【図５】本発明に係る再帰反射面を示す説明図である。
【図６】図５におけるＧ視図である。
【図７】本発明に係る板ばねを示す説明図である。
【図８】本発明に係る中心座標測定用ターゲットの使用状態を示す説明図である。
【図９】本発明に係る中心座標測定用ターゲットの使用状態を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る中心座標測定用ターゲットを用いた測定方法を示す説明図である。
【図１１】図１０のＨ部拡大図である。
【図１２】本発明に係る中心座標測定用ターゲットを用いた測定方法を示す説明図である。
【図１３】円孔中心座標測定用ターゲットを用いた測定における計測ポイントを示す説明図である。
【図１４】従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 中心座標測定用ターゲット
１１ 孔係合部
１２ 係合部
１３ ターゲット本体
１４ ねじ
１５ 中空部
１６ 再帰反射面
１７，１７ 水平支軸
１８ 板ばね
１９ マグネット
２０ 橋梁部材
２１ 孔
３０ 測距測角儀
３１ 三脚
Ｃ 中心
Ｐ 計測ポイント
【発明の属する技術分野】
本発明は、測量用のターゲットに関し、特に橋梁部材の測定において、測点にターゲットを配し測距測角儀で視準することにより測点の三次元座標を求める中心座標測定用ターゲットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、橋梁を完成させるためには、まず橋梁を構成する橋梁部材の設計データを作成し、前記データに基づいて橋梁部材を作成し、この橋梁部材を巻尺またはノギスにより測定して設計データと測定データの異同を決定し、必要に応じて橋梁部材を修正している。
【０００３】
橋梁部材を測定するためには、上記のように巻尺またはノギスを使用して作業を行っている。このとき、図１４に示すように、複数あるボルト穴１２１のうち測定するボルト穴、例えば１２１ａ，１２１ｂ間の中心距離ｌを測定するために、まず全長Ｌを巻尺を用いて測定し、次に橋梁端部１２２からボルト穴１２１ａと１２１ｂとの中心までの距離ｌ１，ｌ２をノギスによって測定して、橋梁端部１２２，１２２間の長さから橋梁端部１２２とボルト穴１２１ａとの距離ｌ１及び橋梁端部１２２とボルト穴１２１ｂとの距離ｌ２を差し引くことによりボルト穴１２１ａ，１２１ｂ中心間における距離ｌを求めている。
【０００４】
以上のようにして得られた測定データと設計データとの異同を決定し、必要に応じて修正された橋梁部材を、さらに仮組立することにより不整合な箇所を特定し、橋梁部材の修正を行っていた。そして一度仮組立した橋梁部材を解体してから現場に運搬し、実際の組立作業を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のような橋梁部材における測定作業では、測定に巻尺またはノギスを使用しているため、測定精度が悪く、また長い距離を測りにくいため正確な値を測定することが不可能であった。さらに測定作業が手作業であるため、効率化が図れないという不都合があった。
【０００６】
また、それぞれの橋梁部材は非常に大きな部材であるため、これらの橋梁部材で実際の状態の仮組立を行うには、広い組立てスペースが必要であり、かつ組立て及び解体は大がかりで時間を要するものになるという不都合があった。
【０００７】
本発明の目的は、橋梁部材を仮組立する工程を省略して、作業効率を向上することができる、中心座標測定用ターゲットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本例請求項１の中心座標測定用ターゲットは、長尺部材の所定位置に設けられた孔の中心位置を計測するための中心座標測定用ターゲットであって、該中心座標測定用ターゲットは、前記孔と係合する孔係合部及び前記孔の周縁部に当接する係合部を一体に形成したターゲット本体と、前記孔の中心位置を示すための孔中心対応指標を設けた再帰反射面と、を備え、該再帰反射面を前記ターゲット本体に対して傾動可能に支持する支軸回りに傾動できるように配設し、該支軸の中心線と、前記孔中心対応指標上における前記孔の中心位置を示す点は、前記孔が形成された前記長尺部材の表面と同一の面上に位置することを特徴とする。
【０００９】
本例請求項２の中心座標測定用ターゲットは、橋梁部材の設計データの作成工程と、該工程において作成された設計データに基づいて橋梁部材を作成する工程と、前記作成された橋梁部材の測定データを作成する工程と、該橋梁部材の測定データと前記設計データの異同を決定する工程と、を備えた測定システムに用いられる中心座標測定用ターゲットであって、該中心座標測定用ターゲットは前記橋梁部材の所定位置に設けられた孔に配置されて、前記中心座標測定用ターゲットにおいて前記橋梁部材の表面と同一の面上に位置する傾動軸まわりに傾動可能に配設された再帰反射面を傾動させ、該再帰反射面に設けた孔中心対応指標上における前記孔の中心位置を示す点が、前記橋梁部材の表面と同一の面上に位置された状態で前記再帰反射面を測距測角儀に対面させ、前記再帰反射面を測距測角儀で視準し、前記孔の中心における三次元座標を求めることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る中心座標測定用ターゲット１０は、長尺部材の所定位置に設けられた孔２１の中心間を計測するための中心座標測定用ターゲット１０である。この中心座標測定用ターゲット１０は、ターゲット本体１３と、孔中心対応指標１６ｂを設けた再帰反射面１６と、を備えている。この再帰反射面１６をターゲット本体１３において水平支軸回りに傾動できるように配設する。このとき孔中心対応指標１６ｂは孔２１が形成された長尺部材の表面と同一の面上に位置する。
【００１１】
橋梁部材２０の測定において、従来のような巻尺またはノギスによる手作業に代わって、任意に座標の原点及び第２測定点を特定し、三次元座標系を設定した後、測距測角儀３０で測定点に配置した中心座標測定用ターゲット１０の再帰反射面１６を視準して原点からの測定点の座標を求め、正確な橋梁部材の測定データを算出することができる。
【００１２】
以上のようにして得られた、橋梁部材２０の測定データと設計段階での設計データとを比べて異同を決定し、橋梁部材２０を修正する。このため、橋梁部材２０を仮組立して更に橋梁部材２０の整合性を確認する必要がなくなり、仮組立工程を省略することができ、作業効率を向上することができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材，配置等は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
【００１４】
図１乃至図１３は、本発明の一実施例を示すものであり、図１は中心座標測定用ターゲットの斜視図、図２は中心座標測定用ターゲットの平面図、図３は中心座標測定用ターゲットの底面図、図４は中心座標測定用ターゲットの縦断面図、図５は再帰反射面の説明図、図６は図５におけるＧ視図、図７は板ばねを示す説明図、図８及び図９は中心座標測定用ターゲットの使用状態を示す説明図、図１０及び図１２は中心座標測定用ターゲットを用いた測定方法を示す説明図、図１１は図１０のＨ部拡大図、図１３は測定における計測ポイントを示す説明図である。
【００１５】
本例の中心座標測定用ターゲット１０は、長尺部材における測点の三次元座標を測定するためのものであり、孔係合部１１と、この孔係合部と一体に形成されてターゲット本体１３を構成する係合部１２と、再帰反射面１６と、を主要構成要素とする。
【００１６】
本例における長尺部材は、橋梁等を構成するＨ鋼からなる橋梁部材２０であり、図１０で示すように、端部には組立時に必要なボルトを挿入するための複数の孔２１が設けられている。
【００１７】
本例の中心座標測定用ターゲット１０における、孔係合部１１は、図１で示すように橋梁部材２０の孔２１内に位置させる円柱状のものであり、橋梁部材２０の孔２１に嵌入可能に形成されている。
【００１８】
また、図４で示すように、孔係合部１１の橋梁部材２０の孔２１に嵌入する側の端部にはテーパ部１１ａが設けられており、孔係合部１１を孔２１に嵌入しやすいように構成されている。
【００１９】
本例の中心座標測定用ターゲット１０の係合部１２は、孔係合部１１と一体に形成されており、図２に示すように、孔２１及び孔係合部１１と同心で、孔係合部１１よりも大きめの径で形成された円１２ａの一部分１２ｂを切り欠いた形状に形成されており、切欠端部１２ｃを有している。この円１２ａの中心をＣとする。
【００２０】
係合部１２の径は孔係合部１１の径より大きめに形成されているので、この係合部１２が橋梁部材２０における孔２１に埋没しないように孔２１の周縁部で係止することにより、ターゲット本体１３が橋梁部材２０の孔２１周縁部において係合する。
【００２１】
本例の係合部１２は開口部１２ｄを有しており、この開口部１２ｄは、前記切欠端部１２ｃにおいて、両側にそれぞれ幅Ｘを残して、孔係合部１１の径よりも若干小さめの幅Ａ及び孔係合部１１の径よりも若干小さめの奥行きＢの大きさで形成されている。
【００２２】
上記開口部１２ｄの周縁部には、ねじを螺合するための孔（図示せず）が形成されており、この孔へねじ１４が螺合されている。この孔は、ねじ１４を螺合したときに、それぞれのねじ１４の中心を結ぶ線が、円１２ａの中心Ｃを通るように形成されている。
【００２３】
また図１及び図４で示すように、係合部１２の上端外周部には円１２ａより大きい径の縁部１２ｅが形成されている。この縁部１２ｅはターゲット本体１３を手で持ったときに作業者の指がかかって滑りにくくし、ターゲット本体１３を円孔２１へ嵌入しやすくするためのものである。
【００２４】
さらに係合部１２にはマグネット１９が設けられている。このマグネット１９は、永久磁石であり、係合部１２において、橋梁部材２０の孔２１周縁部との係合面で周方向等間隔になるように配設されて、係合部１２から露見して孔２１の周縁部に接合し、ターゲット本体１３を橋梁部材２０にマグネット固定する。
【００２５】
前記孔係合部１１と係合部１２とからなるターゲット本体１３には、図４に示すように前記係合部１２の開口部１２ｄと連続して後述するターゲット板１６ａを配設する中空部１５が形成されている。中空部１５は、大きさの違う中空部１５ａと中空部１５ｂが連続して形成されているものであり、中空部１５ａは、前記開口部１２ｄから連続して、係合部１２内から孔係合部内にかけて深さＤで形成されている。
【００２６】
中空部１５ｂは、前記中空部１５ａに連続して、孔係合部１１内において形成されているものであり、前記開口部１２ｄの幅Ａよりも小さめな幅Ａ′及び前記開口部１２ｄの奥行きＢよりも小さめな奥行きＢ′で形成されている。この中空部１５ｂは、中空部全体の深さＤ′が孔係合部１１を貫通しない深さで形成される。
【００２７】
前記中空部１５においては中空部１５ａよりも中空部１５ｂの方が小さめに形成されているので、中空部１５ａと中空部１５ｂとの境目において段差１５ｃが形成される。
【００２８】
さらに中空部１５ａの内壁には、図７で示すように溝１５ｄが設けられている。この溝１５ｄは後述する水平支軸１７，１７を配置するためのものであり、前記ねじ１４のねじ孔に隣接して、係合部１２の開口部１２ｄから段差１５ｃの間において幅Ｙで形成されている。このとき溝１５ｄは、２つのねじ孔を結ぶ直線によって、幅方向に二等分されるように形成される。
【００２９】
そして上記溝１５ｄには、板ばね１８が配設されている。この板ばね１８は、図７に示すように係合部１２におけるねじ１４に固定されて、前記溝１５ｄ内に配設されているものであり、ねじ１４で固定することができるように、ねじ１４の孔よりも大きめに形成された端部１８ａと、この端部１８ａから連続して形成される長尺の本体１８ｂと、本体１８ｂから連続して形成される、端部１８ｃとから構成されている。そして水平支軸１７，１７を圧接している。また端部１８ａにはねじ１４の孔と同一径の孔（図示せず）が形成されている。
【００３０】
そして板ばね１８の端部１８ａを係合部１２におけるねじ１４でねじ止めし、本体１８ｂを溝１５ｄ内に沿って配設する。このとき、端部１８ｃは中空部１５側へ向くように配設される。
【００３１】
次に本例における再帰反射面１６について説明する。再帰反射面１６は、図５で示すように矩形のターゲット板１６ａに反射プリズムシートが貼着されて形成されており、この反射プリズムシートには孔中心対応指標１６ｂが設けられている。
【００３２】
本例におけるターゲット板１６ａは、中空部１５ｂの幅Ａ′と略同一幅の辺Ｅ及び、中空部１５の深さＤ′よりも小さめの長さの辺Ｆで矩形に形成されており、周囲２箇所において、水平支軸１７，１７を有している。
【００３３】
本例の水平支軸１７，１７は、ターゲット板１６ａの辺Ｅと平行になるように形成される。また、水平支軸１７，１７は前記溝１５ｄの幅Ｙと略同一の幅に形成されて、溝１５ｄに隙間なく嵌合されるような構成となっている。また水平支軸１７，１７は溝１５ｄに配置するときに、それぞれの水平支軸１７の端部１７ａと溝１５ｄとの間に隙間ができないような長さに形成されている。さらに、水平支軸１７，１７の長尺方向の中心線は、前記２つのねじ１４，１４を結んだ線と一致するように形成されている。
【００３４】
図６はターゲット板１６ａの図５におけるＧ視図である。図６に示すように、水平支軸１７，１７の長尺方向の中心線、即ち前記２つのねじ１４の中心を結んだ線は、ターゲット板１６ａの孔中心対応指標１６ｂを形成する側の面と一致するように形成されている。
【００３５】
本例の反射プリズムシートは、マイクロプリズムが密集状態に形成された可撓性の透明な反射体で、入射した光を入射方向に向けてそのまま反射する性質がある。
【００３６】
この反射プリズムシートの平滑な表面に設けられた孔中心対応指標１６ｂは、十字線１６ｃと円形１６ｄからなる。そして反射プリズムシートを前記ターゲット板１６ａに貼着する事で再帰反射面１６を形成する。このとき反射プリズムシートは、反射プリズムシートに付された孔中心対応指標１６ｂの十字線１６ｃの中心が、ターゲット板１６ａをターゲット本体１３に配置したときに、孔２１の形成された橋梁部材２０の表面と同一面になるように配設される。
【００３７】
また孔中心対応指標１６ｂの十字線１６ｃ中心が、ターゲット板１６ａにおいて、水平支軸１７，１７の端部１７ａ，１７ａからそれぞれ同一の距離に位置するように配設される。
【００３８】
次に再帰反射面１６をターゲット本体１３へ組付けて中心座標測定用ターゲット１０を形成し、この中心座標測定用ターゲット１０を橋梁部材２０の孔２１へ配置する方法について説明する。
【００３９】
まず再帰反射面１６を構成する反射プリズムシートを貼着したターゲット板１６ａをターゲット本体１３の中空部１５に位置させる。このときターゲット板１６ａに形成された水平支軸１７，１７を中空部１５の溝１５ｄに配設し、段差１５ｃ上に配置する。
【００４０】
そして溝１５ｄに配設された板ばね１８の端部１８ｃと段差１５ｃで水平支軸１７，１７を圧接して保持する。
【００４１】
ターゲット板１６ａは辺Ｅが中空部１５ｂの幅Ａ′と略同一に形成されているので、ターゲット板１６ａの中空部１５ｂ内に位置する部分が、中空部１５ｂの内周壁と摺動して、この摺動による摩擦によりターゲット板１６ａを保持する。
【００４２】
上記のように構成されているので、ターゲット本体１３において、ターゲット板１６ａは、段差１５ｃ上の水平支軸１７，１７によって傾動可能に配設される。
【００４３】
このとき、ターゲット板１６ａの孔中心対応指標１６ｂを形成する側の面と、２つのねじ１４の中心を結んだ線とは、一致するように形成されている。即ち、孔中心対応指標１６ｂ上に、円１２ａの中心Ｃが位置している。円１２ａは橋梁部材２０における孔２１と同心であるから、孔中心対応指標１６ｂ上には孔２１の中心が位置していることになる。
【００４４】
また孔中心対応指標１６ｂの十字線１６ｃの中心が孔２１の形成された橋梁部材２０の表面と同一面上にあり、さらに十字線１６ｃ中心は、水平支軸１７，１７のそれぞれの端部１７ａ，１７ａから同一の距離に位置するように形成されているので、十字線１６ｃ中心は、橋梁部材２０の孔２１の中心に一致する。
【００４５】
図１３において橋梁部材２０の孔２１における中心は、測点Ｐとして示されている。本例の中心座標測定用ターゲット１０を視準して、測点Ｐの三次元座標を求め、この三次元座標より橋梁部材２０上の２つの測点間距離を算出する。
【００４６】
本例における橋梁部材２０は、図１０で示すように、測距測角儀３０を用いて測定する。本例の測距測角儀３０は光波を利用して、反射光と、参照光との相差により距離を測定するものであり、距離計測を行う光波の軸とターゲット１０の再帰反射面１６を視準する軸とが同軸となっている。また高度角水平角は測定エンコーダにより行われている。そして測距測角儀３０にはＣＰＵが内蔵されており、得られた測定値を気象条件などにより補正して、測定距離をデジタル表示する。なお、この測距測角儀３０は三脚３１上に載置される。
【００４７】
まず測距測角儀３０を三脚３１上に載置して整準作業を行う。そして中心座標測定用ターゲット１０を橋梁部材２０の孔２１に係合させて測距測角儀３０に対向させる。このとき中心座標測定用ターゲット１０の再帰反射面１６が測距測角儀３０側を向くようにする。
【００４８】
このとき、本例に於ける中心座標測定用ターゲット１０は、ターゲット１３内の中空部１５において、再帰反射面１６が水平支軸１７によって傾動可能に配設されているので、橋梁部材２０上におけるいずれの孔２１に、中心座標測定用ターゲット１０を設置しても、再帰反射面１６を自由な角度で設定できるため、測距測角儀３０に対向させることができる。
【００４９】
上記のように橋梁部材２０上に配設した中心座標測定用ターゲット１０の再帰反射面１６からの反射光を測距測角儀３０が受光し中心座標測定用ターゲット１０の三次元座標、即ち孔の中心座標を測定する。
【００５０】
次に上記構成からなる中心座標測定用ターゲット１０を用いた橋梁部材２０における測定方法について説明する。
【００５１】
まず測定すべき中心座標測定用ターゲット１０をそれぞれ別の孔２１に位置させる。そしてそれぞれの中心座標測定用ターゲット１０の三次元座標、即ち孔２１の中心座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）及び（ｘ２，ｙ２，ｚ２）の２点を測定し、これらの三次元座標から孔２１の中心間の距離ｌが次の式によって算出できる。
【００５２】
【式１】
このように橋梁部材２０上に数カ所の測点を設置し、測点に配された中心座標測定用ターゲット１０を測距測角儀３０で視準することにより、視準された測点の位置データを三次元座標系で取り込み、座標計算により測点２間の距離を求めることができる。
【００５４】
上記実施例において、再帰反射面１６を構成するターゲット板１６ａを矩形にした例を示したが、中空部１５内で傾動可能な大きさであれば円形その他自由な形に形成して良い。
【００５５】
上記実施例において、係合部１２においてマグネット１９を３箇所設けた例を示したが、３箇所に限らず１箇所以上であれば良い。
【００５６】
また上記実施例において、中空部１５がターゲット本体１３を貫通しない例を示したが、これに限らず貫通していても良い。
【００５７】
また、上記実施例における橋梁部材２０上のボルト孔である孔２１は、円孔の他、楕円形或いは多角形等中心座標測定用ターゲット１０が嵌入可能な形であればどのような形に形成されていても良い。
【００５８】
次に上記実施例によって橋梁部材を測定し、橋梁を完成するまでの流れについて説明する。
【００５９】
まず、橋梁建設のために必要な橋梁部材２０についての設計データを作成し、この設計データに基づいて橋梁部材２０を作成する。
【００６０】
次に、橋梁部材２０の孔２１に中心座標測定用ターゲット１０を配置させて、測距測角儀３０によりこの中心座標測定用ターゲット１０の再帰反射面１６を視準し、孔２１の中心における三次元座標値を求めることにより橋梁部材２０の測定データを作成する。
【００６１】
そして設計データと、測定データとを比較して、異同を決定する。設計データと測定データが異なれば、必要に応じて橋梁部材２０を修正する。
【００６２】
上記測定データを使用して異同を決定することにより、橋梁部材２０を仮組立して更に橋梁部材２０の整合性を確認する必要がなくなり、仮組立工程を省略することができる。そして、修正済みの橋梁部材２０を直接現場に運搬して、実際の組立作業を行うことができる。
【００６３】
なお、本例においては、橋梁部材２０に中心座標測定用ターゲット１０を配設して、橋梁部材２０上における２つの孔２１の中心間距離ｌを求める例を示したが、橋梁部材２０に限らず複数の孔２１を有する長尺部材の孔２１の中心間距離を測定するのにも好適に用いることができる。
【００６４】
即ち、本例の中心座標測定用ターゲット１０は、長尺部材における測定システムに用いられる。この測定システムは、長尺部材の設計データの作成工程と、この工程において作成された設計データに基づいて長尺部材を作成する工程と、作成された長尺部材の測定データを作成する工程と、この長尺部材の測定データと前記設計データの異同を決定する工程と、を備えている。
【００６５】
本例の中心座標測定用ターゲット１０は作成された長尺部材の孔２１に配置され、中心座標測定用ターゲット１０に傾動可能に配設された再帰反射面１６を測距測角儀３０に対面させて視準し、孔２１中心における三次元座標を求める。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、橋梁部材等の長尺部材上の２点間の距離測定において、それぞれの測点であるボルト孔にターゲットを用い、測距測角儀でターゲットに形成された再帰反射面を視準してボルト孔における三次元座標を求め、この三次元座標より測点２点間の正確な距離を得ることができるので、正確な橋梁部材の測定データを得ることができ、橋梁部材における仮組立等の工程を省略して作業効率を向上することができる。
【００６７】
また、いつでも測定が可能であり、必要に応じて適宜取り外しかつ再度同じ位置に復元することも容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る中心座標測定用ターゲットの斜視図である。
【図２】本発明に係る中心座標測定用ターゲットの平面図である。
【図３】本発明に係る中心座標測定用ターゲットの底面図である。
【図４】本発明に係る中心座標測定用ターゲットの縦断面図である。
【図５】本発明に係る再帰反射面を示す説明図である。
【図６】図５におけるＧ視図である。
【図７】本発明に係る板ばねを示す説明図である。
【図８】本発明に係る中心座標測定用ターゲットの使用状態を示す説明図である。
【図９】本発明に係る中心座標測定用ターゲットの使用状態を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る中心座標測定用ターゲットを用いた測定方法を示す説明図である。
【図１１】図１０のＨ部拡大図である。
【図１２】本発明に係る中心座標測定用ターゲットを用いた測定方法を示す説明図である。
【図１３】円孔中心座標測定用ターゲットを用いた測定における計測ポイントを示す説明図である。
【図１４】従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 中心座標測定用ターゲット
１１ 孔係合部
１２ 係合部
１３ ターゲット本体
１４ ねじ
１５ 中空部
１６ 再帰反射面
１７，１７ 水平支軸
１８ 板ばね
１９ マグネット
２０ 橋梁部材
２１ 孔
３０ 測距測角儀
３１ 三脚
Ｃ 中心
Ｐ 計測ポイント
Claims (2)
- 長尺部材の所定位置に設けられた孔の中心位置を計測するための中心座標測定用ターゲットであって、該中心座標測定用ターゲットは、前記孔と係合する孔係合部及び前記孔の周縁部に当接する係合部を一体に形成したターゲット本体と、前記孔の中心位置を示すための孔中心対応指標を設けた再帰反射面と、を備え、該再帰反射面を前記ターゲット本体に対して傾動可能に支持する支軸回りに傾動できるように配設し、該支軸の中心線と、前記孔中心対応指標上における前記孔の中心位置を示す点は、前記孔が形成された前記長尺部材の表面と同一の面上に位置することを特徴とする中心座標測定用ターゲット。
- 橋梁部材の設計データの作成工程と、該工程において作成された設計データに基づいて橋梁部材を作成する工程と、前記作成された橋梁部材の測定データを作成する工程と、該橋梁部材の測定データと前記設計データの異同を決定する工程と、を備えた測定システムに用いられる中心座標測定用ターゲットであって、該中心座標測定用ターゲットは前記橋梁部材の所定位置に設けられた孔に配置されて、前記中心座標測定用ターゲットにおいて前記橋梁部材の表面と同一の面上に位置する傾動軸まわりに傾動可能に配設された再帰反射面を傾動させ、該再帰反射面に設けた孔中心対応指標上における前記孔の中心位置を示す点が、前記橋梁部材の表面と同一の面上に位置された状態で前記再帰反射面を測距測角儀に対面させ、前記再帰反射面を測距測角儀で視準し、前記孔の中心における三次元座標を求めることを特徴とする橋梁部材を測定するための中心座標測定用ターゲット。
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