JP3930941B2 - セオドライトの配向用駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、目標にセオドライトを配向するための駆動装置に関するものであって、さらに詳しくは、請求項１の上位概念、すなわち、セオドライトが水平方向に回転可能にセオドライト脚部に支承されており、操作ノブと該操作ノブに接続されたエンコーダとを有し、該エンコーダは前記操作ノブにおける回転運動に応じて制御信号を後置の制御回路に出力し、該制御回路が調整モータを制御する形式のセオドライトの配向用駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現代的なセオドライトは、例えば刊行物“Prospekt, Vermessungsinstrumente, Leica AG, Liste G1 916d, Schweiz 1993”に記載されているように、水平方向（ＨＺ）および垂直方向（Ｖ）での高い調整精度を特徴とする。それぞれのセオドライトの精度等級に応じて、標準偏差が０．３“にまで達することがある。これは１００ｍの距離で０．２ｍｍ未満の調整精度に相当する。
【０００３】
この例から明らかなように、この精度は非常に高い精密機械コストによってのみ達成することができる。これを保証するために、手動で操作すべき調整駆動部（通常は回転ノブ）にエンコーダを装備し、エンコーダ信号によって調整モータを制御するようにしている。したがってセオドライトの手動配向は純粋な精密機械駆動部のみによって行われるのではなく、電子的駆動要素と機械的駆動要素との組合せによって行われる。
【０００４】
実際にはこの形式の駆動部でうまく行っている。しかし回転ノブを操作する際に振動およびねじれがセオドライトに伝達されてしまうことが判明した。このことにより、とくに、最高の精度等級のセオドライトでは目標を正確に狙うことが困難になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の課題は、公知のセオドライトから出発して、セオドライトの操作の際の操作力の影響を最小にするため、駆動部を振動およびねじれのないように構成することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明により、請求項１の特徴部分に記載されている特徴、すなわち、セオドライト脚部に回転皿が配置され、該回転皿は操作ノブを備え、セオドライトと前記回転皿との間に電気接点部が設けられ、該電気接点部はエンコーダと調整モータとの間の電気接続を保証する、構成によって解決される。
【０００７】
本発明のさらに有利な構成は、従属請求項に記載されている。なお各請求項に付記した図面参照符号は専ら理解を助けるためであり、本発明を図示の態様に限定することを意図しない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施の形態を概説する。
【０００９】
調整モータは、セオドライトケーシングに配置されると共に、伝動装置およびすべり連結器を介してセオドライト脚部と連結されている。伝動装置は、ウォーム歯車とウォームとを有することが好ましい。電気接点部は、スリップリングとして構成されることが好ましい。
【００１０】
また調整モータは、セオドライトの水平方向調整のための駆動部として構成されていることが好ましい。さらに垂直調整モータは、セオドライトテレスコープの垂直方向調整のための駆動部として構成されて設けられていることが好ましい。
【００１１】
回転皿には、水平調整モータと垂直調整モータのそれぞれに対して別個の操作ノブが設けられていること、また回転皿には、セオドライトの制御および/またはデータの記憶のための付加的な操作要素が配置されていることが好ましい。
【００１２】
操作要素は、キーボードにまとめられていること、さらにキーボードは、表示装置を有することが好ましい。
【００１３】
回転皿とセオドライト脚部との間には、摩擦ブレーキが設けられていることが好ましい。
【００１４】
回転皿とセオドライトとの間には、コードディスクが配置されると共に、該コードディスクを介して前記セオドライトの前記回転皿に対する位置が検出可能であることが好ましい。
【００１５】
さらに、目標にセオドライトを手動で粗く配向するために、回転皿が目標方向に回転可能に支承され、セオドライトが水平調整モータによって前記回転皿の位置に電動的に追従制御されることが好ましい。
【００１６】
本発明の実施例を図式的な図に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
【実施例】
図１はセオドライト１を示し、このセオドライトはそのケーシング９によって垂直軸２３を中心に水平方向Ｈｚに回転可能に、セオドライト脚部２の上に支承されている。セオドライト脚部２は取付ピン２７を有し、このピン２７を介してセオドライト１は公知の方法で三脚２８を有する図示されない三脚スタンドの上に据えつけられる。
【００１８】
水平方向の調整のための駆動部として、水平調整モータ６がセオドライトケーシング９に配置され、すべり連結器（Rutschkupplung）１１及び従属する伝導装置１０を介してセオドライト脚部２と連結されている。伝動装置１０は駆動ウォーム１３並びにウォーム歯車１２を有する。水平調整モータ６は電気制御回線２５を介してセオドライトケーシング９に配置された制御回路５と接続されている。
【００１９】
セオドライト１は、垂直方向Ｖに旋回可能なテレスコープ２１を有し、このテレスコープ２１は、伝導装置２４と、セオドライトテレスコープ２１の垂直方向調整のための駆動部として構成される垂直調整モータ２０とにより駆動される。
【００２０】
セオドライト脚部２には回転皿７が配置されており、回転皿７には水平調整モータ６と垂直調整モータ２０のそれぞれに対して別個の操作ノブ３及び１４が設けられている。具体的には、操作ノブ３には水平エンコーダ４が、操作ノブ１４には垂直エンコーダ１５が配属されており、エンコーダ１４ないし１５によって所属の操作ノブ３、１４での回転運動が電気信号に変換され、該電気信号が制御回線２５を介して制御回路５に供給される。すなわち、回転ノブ３、１４に対応して、２つの調整モータ６と２０が制御される。
【００２１】
エンコーダ４、１５と制御回路５との電気接点を維持しながら、回転皿７ないしセオドライト脚部２に対してセオドライトケーシング９を回転可能にするため、セオドライトケーシング９と回転皿７との間には電気接点部８が配置されている。この接点部８はエンコーダ４、１５と制御回路５との電気接続を行い、スリップリングによって構成されている。
【００２２】
セオドライト１の外部制御と、下位の図示しないコンピュータとのデータ伝送のために、セオドライト脚部２には外部制御回線２６が設けられている。
【００２３】
セオドライト１を目標に配向するため、セオドライト１はまず取付ピン２７を介して三脚スタンドの三脚２８に取り付けられ、公知の方法で垂直に配向される。その後、粗く照準合わせする（目標に配向する）ために、セオドライトケーシング９は手動で目標方向に回転される。この手動の回転運動が水平調整モータ６および伝動装置１０により阻止されないように、水平調整モータ６と伝動装置１０との間にはすべり連結器（スライド式カップリング）１１が設けられている。
【００２４】
この粗い照準合わせは、セオドライトテレスコープ２１に対しても同様に類似の方法で行われ得るが、その後、正確な照準合わせが操作ノブ３および１４を介して行われる。このノブ３、１４での回転運動はエンコーダ４、１５を介して電気信号に変換され、該電気信号が制御回線２５と接点部（コンタクト部）８を介して制御回路５に伝送される。この制御回路５は調整モータ６と２０とを電流で作動させる。
【００２５】
その時、セオドライト１は目標方向に回転し、その際に手動で操作すべき構成部材から機械的に分離される。これにより、操作要素を介していかなる振動ないしねじれもセオドライトケーシング９に伝達されることがない。
【００２６】
本発明のさらなる構成では、回転皿７が摩擦ブレーキ１８を介して回転可能にセオドライト脚部２に配置されている。すなわち、回転皿７とセオドライト脚部２との間に摩擦ブレーキ１８が設けられている。さらにセオドライトケーシング９（すなわちセオドライト１）と回転皿７との間にコードディスク１９が設けられており、このコードディスク１９を介してセオドライトケーシング９（セオドライト１）に対する回転皿７の位置が一義的に検出可能である。
【００２７】
この手段によってセオドライト１の粗い照準合わせが簡単になる。回転皿７を目標方向へ回転させると、コードディスク１９によりセオドライトケーシング９の回転皿７に対する位置変化が記録される。制御回路５を介して、水平調整モータ６が、水平調整のために、回転皿７に対するセオドライトケーシング９の所定の出発位置が再び合致するまで、電流で作動される。セオドライトケーシング９はこのようにして回転皿７の位置に電動的に追従制御される。これによりセオドライト１を照準合わせすべき目標への前記の手動による配向が省略される。
【００２８】
図２は、三脚２８に取り付けられたセオドライト１の正面図である。セオドライト１にはキーボード１７が設けられており、キーボード１７は回転皿７に固定されている。キーボード１７は表示装置２２並びにキーとして構成された複数の操作要素１６を有する。この操作要素１６は、セオドライト１の制御および／またはデータの記憶のための付加的なものであり、回転皿７に、キーボード１７としてまとめられて配置されることが好ましい。操作要素１６を介して、例えば測定された角度の値や、場合により距離の値が記憶される。これらの値は外部データ／制御回線２６を介して接続された計算器に伝送されることができる。
【００２９】
本発明の対象では、手動で操作すべき要素はすべて、セオドライトケーシング９から機械的に分離される。このことによって、セオドライト１によって達成可能な測定精度が、目標への手動照準合わせの場合でも簡単な態様で達成することが可能になる。
【００３０】
セオドライト１に水平調整モータ６または垂直調整モータ２０だけを装備することも本発明の枠内である。付加的に距離測定装置の設けられたセオドライトの場合は（トータルステーション）、テレスコープの焦点調整のために調整モータを設けることもでき、この調整モータも水平および垂直調整モータと同じように、回転皿のエンコーダ／操作ノブ結合体（アセンブリ）を介して操作される。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の構成によれば、セオドライトの操作の際の操作力の精度への影響を最小にし、駆動部を振動およびねじれのないように構成できる。即ち、セオドライトが目標方向に回転する際に、手動で操作すべき構成部材を機械的に分離することができるため、操作要素を介しての振動ないしねじれが、セオドライトに伝達されることがない。このことによって、セオドライトによって達成可能な測定精度が、目標への手動照準合わせの場合でも簡単な態様で達成することが可能になる。
【００３２】
さらに、回転皿を回転可能にセオドライト脚部に配置し、セオドライトと回転皿との間にコードディスクを設けてセオドライトに対する回転皿の位置が一義的に検出可能な構成とすれば、回転皿を目標方向へ回転させた場合に、コードディスクによる回転皿の位置変化を記録し、制御回路及び水平調整モータによってセオドライトを回転皿の位置に電動的に追従制御させることができる。これにより、セオドライトを目標へ手動で照準合わせ（配向）するのが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転皿を有するセオドライトの一実施例の断面図である。
【図２】回転皿およびキーボードを有するセオドライトの一実施例の正面図である。
【符号の説明】
１ セオドライト
２ セオドライト脚部
３ 操作ノブ
４ 水平エンコーダ
５ 制御回路
６ 水平調整モータ
７ 回転皿
８ 電気接点部
９ セオドライトケーシング
１０ 伝動装置
１１ すべり連結器
１２ ウォーム歯車
１３ ウォーム
１４ 操作ノブ
１５ 垂直エンコーダ
１６ 操作要素
１７ キーボード
１８ 摩擦ブレーキ
１９ コードディスク
２０ 垂直調整モータ
２１ セオドライトテレスコープ
２２ 表示装置
２３ 垂直軸
２４ 伝動装置
２５ 制御回線
２６ 外部データ/制御回線
２７ 取付ピン
２８ 三脚

Claims (13)

1. 目標にセオドライトを配向するための駆動装置であって、セオドライト（１）が水平方向に回転可能にセオドライト脚部（２）に支承されており、操作ノブ（３）と該操作ノブに接続されたエンコーダ（４）とを有し、該エンコーダ（４）が前記操作ノブ（３）における回転運動に応じて制御信号を後置の制御回路（５）に出力し、該制御回路（５）が調整モータ（６）を制御する形式の駆動装置において、
   セオドライト脚部（２）に回転皿（７）が配置され、
   該回転皿（７）は操作ノブ（３）を備え、
   セオドライト（１）と前記回転皿（７）との間に電気接点部（８）が設けられ、
   該電気接点部（８）はエンコーダ（４）と調整モータ（６）との間の電気接続を保証する、ことを特徴とするセオドライトの配向用駆動装置。
2. 調整モータ（６）が、セオドライト（１）の水平方向調整のための駆動部として構成されていることを特徴とする請求項１記載のセオドライトの配向用駆動装置。
3. 調整モータ（６）が、セオドライトケーシング（９）に配置されると共に、伝動装置（１０）およびすべり連結器（１１）を介してセオドライト脚部（２）と連結されていることを特徴とする請求項２記載のセオドライトの配向用駆動装置。
4. 伝動装置（１０）が、ウォーム歯車（１２）とウォーム（１３）とを有することを特徴とする請求項３記載のセオドライトの配向用駆動装置。
5. 電気接点部（８）が、スリップリングとして構成されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載のセオドライトの配向用駆動装置。
6. さらに、垂直調整モータ（２０）が、セオドライトテレスコープ（２１）の垂直方向調整のための駆動部として構成されて設けられていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載のセオドライトの配向用駆動装置。
7. 回転皿（７）には、前記調整モータ（６）と前記垂直調整モータ（２０）のそれぞれに対して別個の操作ノブ（３、１４）が設けられていることを特徴とする請求項６記載のセオドライトの配向用駆動装置。
8. 回転皿（７）には、セオドライト（１）の制御および/またはデータの記憶のための付加的に設けられる操作要素（１６）が配置されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項記載のセオドライトの配向用駆動装置。
9. 操作要素（１６）が、キーボード（１７）にまとめられていることを特徴とする請求項８記載のセオドライトの配向用駆動装置。
10. キーボード（１７）が、表示装置（２２）を有することを特徴とする請求項９記載のセオドライトの配向用駆動装置。
11. 回転皿（７）とセオドライト脚部（２）との間には、摩擦ブレーキ（１８）が設けられていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項記載のセオドライトの配向用駆動装置。
12. 回転皿（７）とセオドライト（１）との間には、コードディスク（１９）が配置されると共に、該コードディスク（１９）を介して前記セオドライト（１）の前記回転皿（７）に対する位置が検出可能であることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項記載のセオドライトの配向用駆動装置。
13. 目標にセオドライト（１）を手動で粗く配向するために、回転皿（７）が目標方向に回転可能に支承され、セオドライト（１）が調整モータ（６）によって前記回転皿（７）の位置に電動的に追従制御されることを特徴とする請求項１２記載のセオドライトの配向用駆動装置。

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