JP3940977B2

JP3940977B2 - Automatic inclinometer device

Info

Publication number: JP3940977B2
Application number: JP14458898A
Authority: JP
Inventors: 卓郎小澤
Original assignee: 株式会社東京測器研究所
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: JPH11337330A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
測定箇所に埋設されたガイド管に傾斜計を挿入し、該傾斜計を昇降させて該ガイド管の鉛直からの傾斜角を測定することにより、土木施工、地滑り等に伴う測定箇所の水平変位を測定する自動傾斜計装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる自動傾斜計装置の一例が実公平４−１４５１１号公報に提案されている。この自動傾斜計装置においては、傾斜計はケーブルによりガイド管内に吊り下げられており、このケーブルがモータにより駆動されるウインチで巻き取られ又は繰り出されることで傾斜計は昇降される。ウインチと傾斜計との間に設けられたエンコーダはケーブルの巻き取り及び繰り出しに応じて回転し、この回転量に応じた位置信号を発する。エンコーダからの位置信号は地上に設けられたデータ処理手段に逐次伝達されて傾斜計の位置が決定される。一方、傾斜計が発するガイド管の傾斜角に応じた傾斜角信号はケーブルと、ウインチに設けられたスリップリングとを順に通じてデータ処理手段に逐次伝達され、ガイド管の傾斜角が決定される。そして、データ処理手段は傾斜計の位置とガイド管の傾斜角とを関係づけ、測定箇所における水平変位を決定する。
【０００３】
しかし、ケーブルは機械的に弱いため傾斜計の昇降の繰り返しによって損傷を受けたり、また、スリップリングの接触抵抗が変化したりするなどの原因により測定値に無視できないほどの誤差を生じる場合がある。
【０００４】
自動傾斜計装置の他の例が実公平４−３４４０５号公報に提案されている。この自動傾斜計装置においては、傾斜計には電源により駆動されるモータと、このモータにより回転されるギヤよりなるギヤボックスが設けられている。このギヤボックスのギヤがガイド管に垂らされたチェーンに噛合されることにより、傾斜計はガイド管内に吊り下げられている。また、傾斜計にはモータの回転量に応じた位置信号を発するエンコーダと、位置信号を記録する記録手段とが設けられている。モータが回転されると、ギヤが回転して傾斜計が昇降されるとともに、エンコーダにより位置信号が発せられ、この位置信号は記録手段に記録される。このとき同時に傾斜計がガイド管の傾斜角に応じて発した傾斜角信号も記録手段に記録される。
【０００５】
傾斜計には更に記録手段に記録された位置信号及び傾斜信号を赤外線信号に変換して送信する送信手段が設けられている。ガイド管の上部にはこの赤外線信号を受信して地上に設けられたデータ処理手段に伝達する受信手段が設けられている。そして、傾斜計がガイド管上部にあるとき、送信手段から受信手段を経て位置信号及び傾斜角信号がデータ処理手段に伝達される。そして、データ処理手段はこれらの信号より求めた傾斜計の位置とガイド管の傾斜角とを関係づけ、測定箇所における水平変位を決定する。このため、記録手段からデータ処理手段への伝達に際してスリップリングの接触抵抗変化等による誤差が生じることなく測定箇所の水平変位を精度良く測定することができる。
【０００６】
しかし、傾斜計に設けられたモータ、ギヤボックス等は傾斜計とともにガイド管内に挿入される必要からその大きさが制限される。このため、ギヤボックス等の構造を細かく複雑にせざるをえず自動傾斜計の製造コストが高くなる場合がある。また、ギヤボックス等の修理・点検に際しては傾斜計を地上に引き上げなくてはならず、手間及び時間がかかる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる不都合を解消して、測定箇所の水平変位を精度良く測定できるとともに、構造が簡易な自動傾斜計装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の第１態様の自動傾斜計装置は、測定箇所に鉛直方向に埋設されたガイド管内で昇降されて該ガイド管の傾斜角を測定する傾斜計と、該傾斜計による測定値に基づいて測定箇所における水平変位を求めるデータ処理手段とを有する自動傾斜計装置において、前記傾斜計は第１タイマと、該傾斜計が前記ガイド管の傾斜角に応じて発した傾斜角信号を第１タイマの時刻に基づいて時系列的に記録する傾斜角記録手段と、該傾斜角記録手段に記録された傾斜角信号を送信する送信手段とを備えるとともに、ワイヤにより前記ガイド管内に吊り下げられ、該ガイド管外に設けられた昇降手段が該ワイヤを巻き取り又は繰り出すことにより昇降され、該昇降手段に設けられた位置測定手段により前記傾斜計の位置が測定され、前記ガイド管は前記傾斜計が近接したときに前記送信手段が送信した傾斜角信号を受信する受信手段を備え、前記データ処理手段は前記ガイド管外に設けられ、第２タイマを備えるとともに、前記位置測定手段により測定された前記傾斜計の位置を第２タイマの時刻に基づいて時系列的に記録し、この記録と前記受信手段が受信した傾斜角信号とを時系列的に照合して前記測定箇所の水平変位を求めることを特徴とする。
【０００９】
前記課題を解決するための本発明の第２態様の自動傾斜計は、測定箇所に鉛直方向に埋設されたガイド管内で昇降されて該ガイド管の傾斜角を測定する傾斜計と、該傾斜計による測定値に基づいて測定箇所における水平変位を求めるデータ処理手段とを有する自動傾斜計装置において、前記傾斜計は第１タイマと、該傾斜計が前記ガイド管の傾斜角に応じて発した傾斜角信号を第１タイマの時刻に基づいて時系列的に記録する傾斜角記録手段と、該傾斜角記録手段に記録された傾斜角信号を送信する送信手段とを備えるとともに、ワイヤにより前記ガイド管内に吊り下げられ、該ガイド管外に設けられた昇降手段が所定のタイムテーブルに従って該ワイヤを巻き取り又は繰り出すことにより昇降され、前記ガイド管は前記傾斜計が近接したときに前記送信手段が送信した傾斜角信号を受信する受信手段を備え、前記データ処理手段は前記ガイド管外に設けられ、第２タイマを備えるとともに、前記タイムテーブル及び第２タイマの時刻に基づいて決定される前記傾斜計の位置と、前記受信手段が受信した傾斜角信号とを時系列的に照合して前記測定箇所の水平変位を求めることを特徴とする。
【００１０】
前記２つの態様の自動傾斜計装置によれば、ガイド管の傾斜角、傾斜計の位置はそれぞれ第１タイマ、第２タイマの時刻に基づいて時系列的に決定される。両タイマを同一時刻に合わせることにより、第１タイマの任意時刻における傾斜角は第２タイマの同一時刻における位置にある傾斜計により測定されたという関係が成立する。この関係に基づいてデータ処理手段は両者を時系列的に照合して測定箇所における水平変位を求めることができる。
【００１１】
昇降手段がワイヤの巻き取り又は繰り出しを行うことにより、傾斜計は昇降される。昇降手段はガイド管外に設けられているので、その大きさ及び構造がガイド管の径により制限を受けることがない。このため、昇降手段を実用に適した大きさとして製造コストを安価にするとともに、保守を容易にして信頼性を向上させることができる。位置測定手段もガイド管外に設けられているため、昇降手段と同様に保守を容易にすることができる等の利点がある。
【００１２】
ガイド管の傾斜角は傾斜角信号として傾斜角記録手段により記録された上で、送信手段及び受信手段を順に経てデータ処理手段に一時に送信される。このためスリッピングに起因する誤差などを回避して、傾斜角記録手段からデータ処理手段に傾斜角信号を伝達することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の自動傾斜計装置の実施形態について図面を用いて説明する。図１は第１実施形態の自動傾斜計装置の説明的構成図であり、図２は第１実施形態の自動傾斜計装置における測定値の時系列的照合の説明図であり、図３は第２実施形態における自動傾斜計装置の説明的構成図であり、図４は第２実施形態の自動傾斜計装置における測定値の時系列的照合の説明図である。
【００１４】
図１に示した自動傾斜計装置において、１は地中に鉛直方向に部分的に埋設された略有底円筒状のガイド管、２はワイヤ３によりガイド管１内に吊り下げられガイド管１の鉛直方向からの傾斜角を測定する略円柱状の傾斜計、４は地上に設けられモータ５により駆動されてワイヤ３の巻き取り及び繰り出しを行う略円盤状のドラム、６は地上に設けられ傾斜計２の測定値から測定箇所の水平変位を求めるデータ処理手段である。
【００１５】
ガイド管１の内周壁には、その径方向に対称かつ軸方向に沿った１対のガイド溝７が刻設されている。ガイド管１は略有底円筒状の下部ガイド管８と、略円筒状の上部ガイド管９とよりなる。下部ガイド管８の上部には上部ガイド管９の外径と略同径の内径を有する環状溝１０が全周にわたって形成されている。上部ガイド管９は環状溝１０に対して滑らかに回転可能なように嵌め込まれ、管回転モータ１１により軸芯回りに回転される。上部ガイド管９の上端には後述するように傾斜計２により発せられ傾斜角記録部１５に記録された傾斜角信号を受信する受信装置１２が設けられている。
【００１６】
傾斜計２はガイド管１より小径の略円柱状であり、径方向に対称に突出して設けられたガイドローラ１３がガイド管１のガイド溝７に嵌められて昇降される。傾斜計２には第１タイマ１４と、傾斜角記録部１５と、送信装置１６とが設けられている。傾斜計２がガイド管１の傾斜角に応じて発した傾斜角信号は、第１タイマ１４の時刻とともに時系列的に傾斜角記録部１５に記録される。傾斜角記録部１５に記録された傾斜角信号は、送信装置１６により赤外線信号に変換されて送信され、受信装置１２により受信される。なお、本実施形態においては傾斜計２としてひずみゲージ式傾斜計を用いたが、必要に応じて差動トランス式傾斜計等を用いてもよい。
【００１７】
ワイヤ３はガイド管１の上方に設けられたプーリ１７を経てドラム４により巻き取られ又は繰り出される。プーリ１７にはその回転量、即ち傾斜計２の位置に応じて位置信号を発するエンコーダ（位置測定手段）１８が設けられている。
【００１８】
データ処理手段６は、モータ駆動制御部１９と、第２タイマ２０と、位置記録部２１と、演算部２２とを備えている。モータ駆動制御部１９はモータ５及び管回転モータ１１の回転駆動を制御する。位置記録部２１は、エンコーダ１８から発せられた位置信号を第２タイマ２０の時刻とともに時系列的に記録する。演算部２２は、受信装置１２が受信した傾斜角信号と位置記録部２１が記録した位置信号とから地中の水平変位を求める。
【００１９】
図１に示した自動傾斜計により、ガイド管１の傾斜角と傾斜計２の位置とを時系列的に照合する方法について図２を用いて説明する。まず測定に先立って第１タイマ１４の時刻と第２タイマ２０の時刻とを一致させておく。時刻ｔ_iにおけるガイド管１の傾斜角をθ（ｔ_i）、傾斜計２の位置をｘ（ｔ_i）とする。傾斜計２はその基準位置となるガイド管１の底部まで下降されてから上昇され、所定間隔Δｘ_iだけ上昇されるごとに一定時間Δｔ_iだけ静止される。そして、図２（ａ）に示したように傾斜計２の上昇、停止が繰り返され、この停止・上昇がｎ回繰り返されると傾斜計２はガイド管１の上部に至る。傾斜計２を上昇させるとき、ワイヤ３の巻き取りに応じて回転したエンコーダ１８が発した位置信号は、図２（ａ）に示したように第２タイマ２０の時刻に基づいて位置記録部２１に時系列的に記録される。傾斜計２は停止されたときにガイド管１の傾斜角に応じた傾斜角信号を発し、この傾斜角信号は図２（ｂ）に示したように、第１タイマ１４の時刻に基づいて傾斜角記録部１５に時系列的に記録される。このとき、基準位置以外においては傾斜計２が停止してからΔｔ_i／２だけ経過した時刻での傾斜角を測定している。これは傾斜角を正確に求めるためには傾斜角信号が時間的に安定している必要があり、傾斜計２の上昇停止直後に傾斜角信号が時間的に安定になるために一定時間を要する場合があるからである。この傾斜角信号は送信装置１６から受信装置１２を経て演算部２２に送信される。ここでは示さないが、他の実施形態として傾斜角信号が準静的に変化するような低速度で傾斜計２を停止させることなく上昇させ、連続的にガイド管１の傾斜角を測定するようにしてもよい。
【００２０】
前述したように測定開始時に第１タイマ１４及び第２タイマ２０は同時刻に合わせられている。このため、ｔ_i−Δｔ_i／２≦ｔ_i≦ｔ_i＋Δｔ_i／２なるｔ_iについてｘ（ｔ_i) に位置する傾斜計２により測定されたガイド管１の傾斜角はθ（ｔ_i) であるという関係が成立する。この関係に基づいて演算部２２は、ガイド管１の傾斜角θ（ｔ_i) と傾斜計２の位置ｘ（ｔ_i) とを図２（ｃ）に示したように時系列的に照合させる。
【００２１】
傾斜計２がガイド管１の上部にあるとき、モータ駆動制御部１９はモータ５の駆動を停止させて傾斜計２の昇降を停止させ、管回転モータ１１を駆動して上部ガイド管９を半回転させる。これにより傾斜計２も軸回りに半回転され、この状態から上述した測定、照合がもう１回繰り返される。こうして傾斜計２の半回転を伴ってガイド管１の傾斜角は２回測定され、演算部２２は２回の測定値の平均をもって該位置における傾斜角とする。これは傾斜計２自身の径方向に対する非対称性から生じる測定誤差を無くすためである。そして、演算部２２は以上の測定結果に基づいて水平変位を求める。
【００２２】
図３に示した第２態様の自動傾斜計装置において、第１態様の自動傾斜計装置と同一の構成については共通の番号付けを行うとともに説明を省略する。第２実施形態においては第１実施形態におけるエンコーダ１８及び位置記録部２１が省略された構成となっている。データ処理手段２３のモータ駆動制御部２４は図４（ａ）に示したタイムテーブルに従って傾斜計２が上昇されるようにモータ５の回転量を制御する。演算部２５はこのタイムテーブル及び第２タイマ２０の時刻に基づいて傾斜計２の位置を求めるとともに、ガイド管１の傾斜角と時系列的に照合する。
【００２３】
図３に示した自動傾斜計により、ガイド管１の傾斜角と傾斜計２の位置とを時系列的に照合する方法について図４を用いて説明する。測定に先立ち第１タイマ１４の時刻と第２タイマ２０の時刻とを一致させる。傾斜計２はその基準位置となるガイド管１の底部まで下降されてから図４（ａ）に示したタイムテーブルに従って上昇される。傾斜計２の傾斜角信号は図４（ｂ）に示したように、第１タイマ１４の時刻に基づいて傾斜角記録部１５に時系列的に記録される。この傾斜角信号は送信装置１６から受信装置１２を経て演算部２５に送信される。
【００２４】
前述したように測定開始時に第１タイマ１４及び第２タイマ２０は同時刻に合わせられている。傾斜計２は図４（ａ）に示したタイムテーブルに従って昇降するように制御されている。このため、時刻ｔ_i（ｉ＝１〜ｎ）において傾斜計２はｘ（ｔ_i) に位置し、この位置の傾斜計２により測定されたガイド管１の傾斜角はθ（ｔ_i) であるという関係が成立する。この関係に基づいて演算部２５は、ガイド管１の傾斜角θ（ｔ_i) と傾斜計２の位置ｘ（ｔ_i) とを図４（ｃ）に示したように時系列的に照合させる。傾斜計２の半回転を伴って１つの位置において傾斜角が２回測定され、演算部２５は２回の測定の平均をもって該位置における傾斜角とし、以上の測定結果から水平変位を求める。
【００２５】
前記２つの実施形態においては、傾斜計２がガイド管１の上部に上昇される度に傾斜角信号の送受信が行われた。他の実施形態として、傾斜計２の半回転を伴う計２回の傾斜角測定を行ってから初めて傾斜角信号の送受信を行うようにしてもよい。また、傾斜角信号の送受信方法としては赤外線信号による送受信方法を用いたが、他の実施形態として傾斜計２が上昇したときに送受信装置をコネクタ−コネクタレセプタクルのように電気的に接続される構成として電気信号による送受信方法を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の自動傾斜計装置の説明的構成図
【図２】第１実施形態の自動傾斜計装置における測定値の時系列的照合の説明図
【図３】第２実施形態の自動傾斜計装置の説明的構成図
【図４】第２実施形態の自動傾斜計装置における測定値の時系列的照合の説明図
【符号の説明】
１‥ガイド管、２‥傾斜計、３‥ワイヤ、４‥モータ（昇降手段）、５‥ドラム（昇降手段）、６、２３‥データ処理手段、１２‥受信装置（受信手段）、１４‥第１タイマ、１５‥傾斜角記録部（傾斜角記録手段）、１６‥送信装置（送信手段）、１７‥プーリ（昇降手段）、１８‥エンコーダ（位置測定手段）、１９、２４‥モータ駆動制御部（昇降手段）、２０‥第２タイマ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
By inserting an inclinometer into the guide tube embedded in the measurement location and measuring the inclination angle from the vertical of the guide tube by raising and lowering the inclinometer, horizontal displacement of the measurement location due to civil engineering work, landslides, etc. The present invention relates to an automatic inclinometer device for measuring.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an example of such an automatic inclinometer device has been proposed in Japanese Utility Model Publication No. 4-14511. In this automatic inclinometer device, the inclinometer is suspended in a guide tube by a cable, and the inclinometer is moved up and down by being wound or fed out by a winch driven by a motor. An encoder provided between the winch and the inclinometer rotates in response to winding and unwinding of the cable, and generates a position signal corresponding to the amount of rotation. The position signal from the encoder is sequentially transmitted to data processing means provided on the ground to determine the position of the inclinometer. On the other hand, the tilt angle signal corresponding to the tilt angle of the guide tube emitted by the inclinometer is sequentially transmitted to the data processing means through the cable and the slip ring provided on the winch in order to determine the tilt angle of the guide tube. . The data processing means relates the position of the inclinometer and the inclination angle of the guide tube, and determines the horizontal displacement at the measurement location.
[0003]
However, since the cable is mechanically weak, it may be damaged by repeated ups and downs of the inclinometer, and the measured value may have a negligible error due to changes in the contact resistance of the slip ring. .
[0004]
Another example of an automatic inclinometer device is proposed in Japanese Utility Model Publication No. 4-34405. In this automatic inclinometer device, the inclinometer is provided with a gear box comprising a motor driven by a power source and a gear rotated by the motor. The inclinometer is suspended in the guide tube by engaging the gear of the gear box with a chain suspended from the guide tube. The inclinometer is provided with an encoder that generates a position signal corresponding to the amount of rotation of the motor, and a recording means that records the position signal. When the motor rotates, the gear rotates to raise and lower the inclinometer, and a position signal is generated by the encoder, and this position signal is recorded in the recording means. At the same time, an inclination angle signal generated by the inclinometer according to the inclination angle of the guide tube is also recorded in the recording means.
[0005]
The inclinometer is further provided with transmission means for converting the position signal and inclination signal recorded in the recording means into an infrared signal and transmitting it. Receiving means for receiving this infrared signal and transmitting it to the data processing means provided on the ground is provided at the upper part of the guide tube. When the inclinometer is at the upper part of the guide tube, the position signal and the inclination angle signal are transmitted from the transmitting unit to the data processing unit via the receiving unit. The data processing means associates the position of the inclinometer obtained from these signals with the inclination angle of the guide tube, and determines the horizontal displacement at the measurement location. Therefore, it is possible to accurately measure the horizontal displacement of the measurement location without causing an error due to a change in the contact resistance of the slip ring during transmission from the recording means to the data processing means.
[0006]
However, the size of the motor, gear box, and the like provided in the inclinometer are limited because they need to be inserted into the guide tube together with the inclinometer. For this reason, the structure of the gear box or the like must be made fine and complicated, and the manufacturing cost of the automatic inclinometer may increase. In addition, when repairing or inspecting a gear box or the like, the inclinometer must be lifted to the ground, which takes time and effort.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide an automatic inclinometer device that can eliminate such inconvenience and can accurately measure the horizontal displacement of a measurement location and has a simple structure.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The automatic inclinometer device according to the first aspect of the present invention for solving the above-described problems is an inclinometer that is moved up and down in a guide tube embedded in a vertical direction at a measurement location to measure the inclination angle of the guide tube, and the inclinometer In an automatic inclinometer device having a data processing means for obtaining a horizontal displacement at a measurement location based on a measured value by a meter, the inclinometer is a first timer and the inclinometer is emitted in accordance with an inclination angle of the guide tube Inclination angle recording means for recording the inclination angle signal in time series based on the time of the first timer; and transmission means for transmitting the inclination angle signal recorded in the inclination angle recording means; Lifting means suspended in the tube and lifted and lowered by winding or unwinding the wire are moved up and down, and the position measuring means provided in the lifting means measures the position of the inclinometer. The guide tube includes a receiving unit that receives an inclination angle signal transmitted from the transmitting unit when the inclinometer approaches, and the data processing unit is provided outside the guide tube and includes a second timer. The position of the inclinometer measured by the position measuring means is recorded in time series based on the time of the second timer, and this record and the inclination angle signal received by the receiving means are collated in time series. Then, the horizontal displacement of the measurement location is obtained.
[0009]
An automatic inclinometer according to a second aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is an inclinometer that is moved up and down in a guide tube embedded in a vertical direction at a measurement location to measure an inclination angle of the guide tube, and the inclinometer In the automatic inclinometer device having a data processing means for obtaining a horizontal displacement at a measurement location based on the measured value by the first inclinometer, the inclinometer is a first timer, and the inclination that the inclinometer emits according to the inclination angle of the guide tube Inclination angle recording means for recording the angle signal in time series based on the time of the first timer; and transmission means for transmitting the inclination angle signal recorded in the inclination angle recording means; The lifting / lowering means provided outside the guide tube is lifted / lowered by winding or unwinding the wire according to a predetermined timetable, and the guide tube is close to the inclinometer Receiving means for receiving the tilt angle signal transmitted by the transmitting means, wherein the data processing means is provided outside the guide tube, includes a second timer, and based on the time table and the time of the second timer The position of the inclinometer to be determined and the tilt angle signal received by the receiving means are collated in time series to obtain the horizontal displacement of the measurement location.
[0010]
According to the automatic inclinometer device of the two aspects, the inclination angle of the guide tube and the position of the inclinometer are determined in time series based on the times of the first timer and the second timer, respectively. By setting both timers to the same time, the relationship that the tilt angle at an arbitrary time of the first timer is measured by an inclinometer located at the same time of the second timer is established. Based on this relationship, the data processing means can collate both in time series to obtain the horizontal displacement at the measurement location.
[0011]
The inclinometer is moved up and down by the lifting and lowering means winding or unwinding the wire. Since the elevating means is provided outside the guide tube, its size and structure are not limited by the diameter of the guide tube. For this reason, it is possible to reduce the manufacturing cost by setting the lifting means to a size suitable for practical use, to facilitate maintenance, and to improve the reliability. Since the position measuring means is also provided outside the guide tube, there are advantages such as easy maintenance as with the lifting means.
[0012]
The inclination angle of the guide tube is recorded as an inclination angle signal by the inclination angle recording means, and is then transmitted to the data processing means through the transmission means and the reception means in order. Therefore, an inclination angle signal can be transmitted from the inclination angle recording means to the data processing means while avoiding errors caused by slipping.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the automatic inclinometer device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory configuration diagram of the automatic inclinometer device of the first embodiment, FIG. 2 is an explanatory diagram of time-series collation of measured values in the automatic inclinometer device of the first embodiment, and FIG. It is explanatory drawing of the automatic inclinometer apparatus in 2 embodiment, FIG. 4 is explanatory drawing of time-series collation of the measured value in the automatic inclinometer apparatus of 2nd Embodiment.
[0014]
In the automatic inclinometer device shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substantially bottomed cylindrical guide tube partially embedded in the vertical direction in the ground, 2 is suspended in the guide tube 1 by a wire 3, and the guide tube 1 A substantially cylindrical inclinometer for measuring the inclination angle from the vertical direction 4 is provided on the ground and is driven by a motor 5 to take up and feed out the wire 3, and a substantially disc-shaped drum 6 is provided on the ground. This is data processing means for obtaining the horizontal displacement of the measurement location from the measured value of the inclinometer 2.
[0015]
A pair of guide grooves 7 that are symmetrical in the radial direction and along the axial direction are formed in the inner peripheral wall of the guide tube 1. The guide tube 1 includes a substantially bottomed cylindrical lower guide tube 8 and a substantially cylindrical upper guide tube 9. An annular groove 10 having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the upper guide tube 9 is formed over the entire circumference of the lower guide tube 8. The upper guide tube 9 is fitted into the annular groove 10 so as to be able to rotate smoothly, and is rotated around the axis by a tube rotation motor 11. A receiving device 12 is provided at the upper end of the upper guide tube 9 to receive an inclination angle signal emitted from the inclinometer 2 and recorded in the inclination angle recording unit 15 as will be described later.
[0016]
The inclinometer 2 has a substantially cylindrical shape with a smaller diameter than the guide tube 1, and a guide roller 13 provided so as to project symmetrically in the radial direction is fitted in the guide groove 7 of the guide tube 1 and is moved up and down. The inclinometer 2 is provided with a first timer 14, an inclination angle recording unit 15, and a transmission device 16. The tilt angle signal generated by the inclinometer 2 according to the tilt angle of the guide tube 1 is recorded in the tilt angle recording unit 15 in time series with the time of the first timer 14. The tilt angle signal recorded in the tilt angle recording unit 15 is converted into an infrared signal by the transmitting device 16 and transmitted, and is received by the receiving device 12. In the present embodiment, a strain gauge type inclinometer is used as the inclinometer 2, but a differential transformer type inclinometer or the like may be used as necessary.
[0017]
The wire 3 is wound or fed out by the drum 4 through a pulley 17 provided above the guide tube 1. The pulley 17 is provided with an encoder (position measuring means) 18 that generates a position signal in accordance with the amount of rotation, that is, the position of the inclinometer 2.
[0018]
The data processing means 6 includes a motor drive control unit 19, a second timer 20, a position recording unit 21, and a calculation unit 22. The motor drive control unit 19 controls the rotation drive of the motor 5 and the tube rotation motor 11. The position recording unit 21 records the position signal emitted from the encoder 18 along with the time of the second timer 20 in time series. The calculation unit 22 determines the horizontal displacement in the ground from the tilt angle signal received by the receiving device 12 and the position signal recorded by the position recording unit 21.
[0019]
A method for collating the inclination angle of the guide tube 1 and the position of the inclinometer 2 in time series using the automatic inclinometer shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. First, prior to measurement, the time of the first timer 14 and the time of the second timer 20 are matched. The inclination angle of the guide tube 1 at time t _i is θ (t _i ), and the position of the inclinometer 2 is x (t _i ). The inclinometer 2 is raised after being lowered to the bottom of the guide tube 1 to be the reference position and stands still for a certain time Delta] t _i each time it is raised by a predetermined distance [Delta] x _i. Then, as shown in FIG. 2A, the inclinometer 2 is repeatedly raised and stopped, and when this stop / rise is repeated n times, the inclinometer 2 reaches the upper portion of the guide tube 1. When the inclinometer 2 is raised, the position signal generated by the encoder 18 rotated according to the winding of the wire 3 is based on the time of the second timer 20 as shown in FIG. Are recorded in time series. When the inclinometer 2 is stopped, it emits an inclination angle signal corresponding to the inclination angle of the guide tube 1, and the inclination angle signal is inclined based on the time of the first timer 14, as shown in FIG. It is recorded in the angle recording unit 15 in time series. At this time, at a position other than the reference position, the inclination angle at a time when Δt _i / 2 has elapsed since the inclinometer 2 stopped is measured. This is because the tilt angle signal needs to be stable in time in order to accurately determine the tilt angle, and it takes a certain time for the tilt angle signal to be stable in time immediately after the inclinometer 2 stops rising. Because there are cases. This tilt angle signal is transmitted from the transmission device 16 to the calculation unit 22 via the reception device 12. Although not shown here, as another embodiment, the inclinometer 2 is raised without stopping at a low speed such that the inclination angle signal changes quasi-statically, and the inclination angle of the guide tube 1 is continuously measured. It may be.
[0020]
As described above, the first timer 14 and the second timer 20 are set at the same time when the measurement is started. _{_{Thus, t i -Δt i / 2 ≦}} t i ≦ t i + Δt i / 2 becomes t _i inclination angle of the measured guide tube 1 by inclinometer 2 located x (t _i) For theta (t _i ) Is established. Based on this relationship, the calculation unit 22 collates the inclination angle θ (t _i ) of the guide tube 1 and the position x (t _i ) of the inclinometer 2 in time series as shown in FIG. .
[0021]
When the inclinometer 2 is above the guide tube 1, the motor drive control unit 19 stops driving the motor 5 to stop raising and lowering the inclinometer 2, and drives the tube rotation motor 11 to move the upper guide tube 9 halfway. Rotate. As a result, the inclinometer 2 is also rotated halfway around the axis, and the measurement and verification described above are repeated once more from this state. In this way, the inclination angle of the guide tube 1 is measured twice with the half rotation of the inclinometer 2, and the calculation unit 22 takes the average of the two measurements as the inclination angle at that position. This is to eliminate a measurement error caused by asymmetry with respect to the radial direction of the inclinometer 2 itself. And the calculating part 22 calculates | requires a horizontal displacement based on the above measurement result.
[0022]
In the automatic inclinometer device of the second aspect shown in FIG. 3, the same components as those of the automatic inclinometer device of the first aspect are numbered in common and the description thereof is omitted. In the second embodiment, the encoder 18 and the position recording unit 21 in the first embodiment are omitted. The motor drive control unit 24 of the data processing means 23 controls the rotation amount of the motor 5 so that the inclinometer 2 is raised according to the time table shown in FIG. The calculation unit 25 obtains the position of the inclinometer 2 based on the time table and the time of the second timer 20, and collates with the inclination angle of the guide tube 1 in time series.
[0023]
A method for collating the inclination angle of the guide tube 1 and the position of the inclinometer 2 in time series using the automatic inclinometer shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. Prior to the measurement, the time of the first timer 14 and the time of the second timer 20 are matched. The inclinometer 2 is raised to the bottom of the guide tube 1 serving as the reference position and then raised according to the time table shown in FIG. The tilt angle signal of the inclinometer 2 is recorded in the tilt angle recording unit 15 in time series based on the time of the first timer 14 as shown in FIG. This tilt angle signal is transmitted from the transmission device 16 to the calculation unit 25 via the reception device 12.
[0024]
As described above, the first timer 14 and the second timer 20 are set at the same time when the measurement is started. The inclinometer 2 is controlled to move up and down according to the time table shown in FIG. Therefore, the inclinometer 2 is located at x (t _i ) at time t _i (i = 1 to n), and the inclination angle of the guide tube 1 measured by the inclinometer 2 at this position is θ (t _i ). The relationship that there is. Based on this relationship, the calculation unit 25 collates the inclination angle θ (t _i ) of the guide tube 1 and the position x (t _i ) of the inclinometer 2 in time series as shown in FIG. . The tilt angle is measured twice at one position with half rotation of the inclinometer 2, and the calculation unit 25 obtains the tilt angle at the position by taking the average of the two measurements, and obtains the horizontal displacement from the above measurement results.
[0025]
In the two embodiments, the tilt angle signal is transmitted and received each time the inclinometer 2 is raised to the upper part of the guide tube 1. As another embodiment, the tilt angle signal may be transmitted and received only after the tilt angle measurement is performed twice in total with the half rotation of the inclinometer 2. Moreover, although the transmission / reception method by an infrared signal was used as the transmission / reception method of an inclination angle signal, as another embodiment, when the inclinometer 2 is raised, the transmission / reception device is electrically connected like a connector-connector receptacle. A transmission / reception method using electrical signals may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory configuration diagram of an automatic inclinometer device according to a first embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram of time-series collation of measured values in the automatic inclinometer device according to the first embodiment. FIG. 4 is an explanatory configuration diagram of the automatic inclinometer device of FIG. 4. FIG. 4 is an explanatory diagram of time-series verification of measured values in the automatic inclinometer device of the second embodiment.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Guide tube, 2 ... Inclinometer, 3 ... Wire, 4 ... Motor (elevating means), 5 ... Drum (elevating means), 6, 23 ... Data processing means, 12 ... Receiving device (receiving means), 14 ... 1 timer, 15... Tilt angle recording section (tilt angle recording means), 16... Transmitter (transmitting means), 17. Pulley (elevating means), 18. Encoder (position measuring means), 19, 24. (Elevating means), 20 ... second timer

Claims

An inclinometer that moves up and down in a guide pipe embedded in a vertical direction at a measurement location to measure the inclination angle of the guide tube, and a data processing means that obtains a horizontal displacement at the measurement location based on a measurement value by the inclinometer In automatic inclinometer device,
The inclinometer includes a first timer, an inclination angle recording means for recording an inclination angle signal generated by the inclinometer in accordance with an inclination angle of the guide tube in time series based on a time of the first timer, and the inclination Transmitting means for transmitting the tilt angle signal recorded in the angle recording means, and suspended by the wire in the guide tube, and the lifting means provided outside the guide tube winds or feeds the wire. The position of the inclinometer is measured by the position measuring means provided on the lifting means.
The guide tube includes a receiving unit that receives an inclination angle signal transmitted by the transmitting unit when the inclinometer approaches.
The data processing means is provided outside the guide tube and includes a second timer, and records the position of the inclinometer measured by the position measuring means in time series based on the time of the second timer, An automatic inclinometer device that obtains a horizontal displacement of the measurement location by collating a record and an inclination angle signal received by the receiving means in time series.

An inclinometer that moves up and down in a guide pipe embedded in a vertical direction at a measurement location to measure the inclination angle of the guide tube, and a data processing means that obtains a horizontal displacement at the measurement location based on a measurement value by the inclinometer In automatic inclinometer device,
The inclinometer includes a first timer, an inclination angle recording means for recording an inclination angle signal generated by the inclinometer in accordance with an inclination angle of the guide tube in time series based on a time of the first timer, and the inclination Transmitting means for transmitting the tilt angle signal recorded in the angle recording means, suspended by the wire in the guide tube, and lifting means provided outside the guide tube wind the wire in accordance with a predetermined time table. Lifted by taking or feeding
The guide tube includes a receiving unit that receives an inclination angle signal transmitted by the transmitting unit when the inclinometer approaches.
The data processing means is provided outside the guide tube and includes a second timer, and the position of the inclinometer determined based on the time table and the time of the second timer, and the inclination angle received by the receiving means. An automatic inclinometer device, wherein a horizontal displacement of the measurement location is obtained by comparing signals with each other in time series.