JPH04102006A - 路面表面形状測定装置及びその測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は路面表面形状測定装置に関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕スパイク
タイヤ装着車、大型トラック等による路面のはつり、波
打ち（轍）現象等により路面表面に凹凸部が形成された
場合、この凹凸部を修正するためには、その場合、路面
のプロファイルを測定する必要がある。

しかして、路面のプロファイル即ち路面を横切る方向の
路面の外輪郭の形状を測定する場合、従来では、第７図
に示すような測定装置にて測定していた。

即ち、この測定装置は、台車ａと、該台車ａの下面中央
に設けられる高さ検出手段すと、を備えたものであり、
該台車ａを、第８図に示すように、路面Ｃの長手方向と
直交する方向に矢印の如く走行させ、該検出手段すにて
路面Ｃの変位量を検出するものである。ここで、検出手
段すとは、路面Ｃ上を転勤するローラｄを有し、該ロー
ラｄが台車ａの下面に枢着された保持体ｅに保持され、
ローラｄが接触している部位の路面Ｃの高さ位置を検出
するものである。

従って、この場合、検出した高さ位置は、移動用車輪ｆ
・・・が形成する基準面に対するものであり、路面Ｃに
は凹凸が形成されているので、台車ａ・・・の位置によ
り基準面が変動し、検出されるデータは不正確なものと
なり、また、測定部位としては、路面Ｃの長手方向に沿
って所定等ピッチとされ、その測定部位において台車ａ
を該路面Ｃの長手方向と直交する横方向に走行させるも
のであるので、第８図に示すように、所定等ピツチごと
に矢印の如く横方向に台車ａを走行させなければならず
、測定作業に長時間を要していた。なお、第７図におい
て、ｇは台車ａに搭載された記録計であって、検出デー
タが記録される。

そこで、本発明では、高精度にかつ少ない時間で路面の
表面形状を測定できる路面表面形状測定装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するために、本発明に係る−の路面表
面形状測定装置は、測定すべき路面上を走行可能な台車
と；水平保持機構を介して該台車の走行方向と直交する
水平方向に沿って該台車に付設される水平部材と；該水
平部材に該水平部材の長手方向に沿って、所定ピッチに
て複数個配設され、又は往復動自在に配設されて、該水
平部材に対する路面表面の高さ位置を検出する高さ検出
手段と；を備えたものである。

また、他の路面表面形状測定装置は、測定すべき路面上
を走行可能な台車と；水平保持機構を介して該台車の走
行方向と直交する水平方向に沿って該台車に付設される
水平部材と；該水平部材に該水平部材の長手方向に沿っ
て、所定ピッチにて複数個配設され、又は往復動自在に
配設されて、該水平部材に対する路面表面の高さ位置を
検出する高さ検出手段と；設定基準面に対して平行なレ
ーザ光線を上記台車に向けて照射するレーザ光線投光器
と；該レーザ光線投光器からのレーザ光線を受光して、
上記設定基準面に対する上記水平部材の高さ位置を検知
するレベル検知手段と；該レベル検知手段による設定基
準面に対する水平部材の高さ位置と、上記高さ検出手段
による水平部材に対する路面表面の高さ位置とに基づい
て、上記設定基準面に対する路面表面の変位量を演算す
る演算手段と；を備えたものである。

また、別の路面表面形状測定装置は、測定すべき路面上
を該路面の長手方向に沿って走行する台車と；水平保持
機構を介して該台車の走行方向と直交する水平方向に沿
って該台車に付設される水平部材と；該水平部材に該水
平部材の長手方向に沿って、所定ピッチにて複数個配設
され、又は往復動自在に配設されて、該水平部材に対す
る路面表面の高さ位置を検出する高さ検出手段と；上記
台車の走行距離を検出する走行距離検出手段と；を備え
たものである。

さらに別の路面表面形状測定装置は、測定すべき路面上
を該路面の長手方向に沿って走行する台車と；水平保持
機構を介して該台車の走行方向と直交する水平方向に沿
って該台車に付設される水平部材と；該水平部材に該水
平部材の長手方向に沿って、所定ピッチにて複数個配設
され、又は往復動自在に配設されて、該水平部材に対す
る路面表面の高さ位置を検出する高さ検出手段と；設定
基準面に対して平行なレーザ光線を上記台車に向けて照
射するレーザ光線投光器と；該レーザ光線投光器からの
レーザ光線を受光して、上記設定基準面に対する上記水
平部材の高さ位置を検知するレベル検知手段と；上記台
車の走行距離を検出する走行距離検出手段と：該走行距
離検出手段にて検出された走行距離が所定値に達するご
とに、上記レベル検知手段ムこよる設定基準面に対する
水平部材の高さ位置と、上記高さ検出手段による水平部
材に対する路面表面の高さ位置とに基づいて、上記設定
基準面に対する路面表面の変位量を演算する演算手段と
；を備えたものである。

そして、本発明に係る路面表面形状測定方法は、測定す
べき路面上を該路面の長手方向に沿って走行する台車に
、水平部材を走行方向と直交する水平方向に沿って付設
すると共に、設定基準面に対して平行なレーザ光線を該
台車に照射し、がっ、該レーザ光線に基づいて、上記水
平部材の上記基準面に対する高さ位置を検出すると共に
、該水平部材に該水平部材の長手方向に沿って所定ピッ
チにて複数個配設され又は該長手方向に沿って往復動自
在に配設された高さ検出手段にて、該水平部材に対する
上記路面表面の高さ位置を検出し、水平部材に対する路
面表面の高さ位置と基準面に対する水平部材の高さ位置
とに基づいて、該基準面に対する路面表面の変位量を演
算するものである。

〔作　用〕

上述の−の装置によれば、常時水平に保持される水平部
材に対する路面表面の高さ位置を、該水平部材の長手方
向に沿って所定ピッチごと又は連続状に検出することが
でき、路面の横方向（長手方向と直交する方向）の表面
形状を測定してゆくことができる。

また、上述の他の装置によれば、上述の−の装置と同様
、路面の横方向の表面形状を測定してゆくことができ、
しかも、測定された測定値は、変更することのない基準
面を基準としているので、路面が傾斜している場合には
、基準面からの高さ位置を検出することによって傾斜の
度合も測定することができ、正確なものとなる。

また、上述の別の装置によれば、台車を路面上をその長
手方向に沿って走行させ所定の走行距離ごとに横方向の
表面形状を測定してゆくことができる。

さらに別の装置によれば、所定の走行距離ごとに横方向
の表面形状を測定してゆくことができ、しかも、測定さ
れた測定値は、変更することのない基準面を基準として
いるので、路面が傾斜している場合には、基準面からの
高さ位置を検出することによって傾斜の度合も測定する
ことができ、正確なものとなる。

また、上述の測定方法によれば、台車を、測定すべき路
面上をその長手方向に沿って走行させて走行距離検出手
段にてその走行距離を検出し、所定距離だけ走行したと
きに、レベル検知手段からの信号及び高さ検出手段から
の信号に基づいて、基準面に対する路面表面の変位量を
演算することができるので、台車を長手方向に沿って走
行させてゆけば、所定間隔ごとに長手方向と直交する方
向に沿って路面の表面形状（設定基準面に対する高さ位
置）を検出することができる。また、測定された測定値
は、変動することがない基準面を、基準としているので
、路面が傾斜している場合には、基準面からの高さ位置
を検出することによって傾斜の度合も測定することがで
き、正確なものとなる。

（実施例） 以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を詳説する。

第１図は本発明に係る測定装置を示し、この装置は、測
定すべき路面１上を走行する台車２と、レーザ光線を台
車２に向けて照射するレーザ光線投光器３と、を備え、
該台車２が路面１上を第４図に示すように長手方向に沿
って矢印入方向に走行し、所定間隔ごとの横方向（矢印
Ｂ方向）（長手方向と直交する方向）の路面１の表面形
状を測定するものである。

しかして、台車２には、水平保持機構４を介して常時水
平に保持される水平部材５が付設され、該水平部材５に
は、該水平部材５に対する路面１の表面の高さ位置を検
出する高さ検出手段２１が設けられている。

ここで、水平部材５とは、台車２の走行方向と直交する
方向に配設される梁状体からなり、その一端部５ａが台
車２に設けられた枢支軸７に揺動自在に枢着されるもの
であって、該水平部材５は一端部５ａを中心に矢印Ｃ２
Ｄの如く揺動する。

また、水平部材５の他端部５ｂには、該他端部５ｂを上
下に揺動させる上下動機構８が連設され、該水平部材５
が水平面に対して傾いた状態となったときに、該上下動
機構８が駆動して他端部５ｂを上下動させ該水平部材５
を水平とする。即ち、上下動機構８は、台車２に付設さ
れるモータ９と、該モータ９の出力軸の回転により回転
するシャフトＩＯと、該シャフト１０に螺合するナツト
部材１１と、を備え、該ナツト部材１１と水平部材５の
他端部５ｂとは連結体１２を介して枢結される。そして
、モータ９の出力軸にはプーリー１３が付設され、シャ
フト１０の基端にはプーリー１４が付設され、該プーリ
ー１３．１４にはベルト等の連結部材１５が係止されて
いる。

従って、モータ９が駆動して出力軸が回転すれば、シャ
フト１０が回転してそれにより該シャフト１０に螺合し
ているナツト部材１１が上下動し、水平部材５は一端部
５ａを中心に矢印Ｃ，Ｄの如く揺動する。

また、この水平部材５には該水平部材５の水平面に対す
る傾きを検出する検出器１６が付設され、該検出器１６
からの検出信号が上下動機構８に入力され、この検出信
号に基づいでモータ９の出力軸を回転させ、水平部材５
を揺動させる。即ち、第６図のフローチャート図に示す
ように、検出器１６にて水平部材５の水平面に対する傾
きを検出し、傾いていれば、上下動機構８を駆動させて
水平部材５を水平とし、傾いていなければ、上下動機構
８を駆動させずに、続いて検出器１６による検出を行な
う、従って、検出器１６と上下動機構８にて水平保持機
構４が形成され、この水平保持機構４によって水平部材
５は常に水平とされる。

また、高さ検出手段２１は、この場合、垂直方向に上下
動する複数のスライド体６・・・を備えている。

該スライド体６は、第２図に示すように、水平部材５の
垂直方向貫通孔１７にスライド自在として挿通されるス
ライドパー１８と、該スライドパー１８の下端に付設さ
れるローラ１９と、該スライドパー１８の上端に付設さ
れる重り部２０と、スライドバー位置検出器２２と、を
備え、該スライドパー１８が常時路面１に接触するもの
である。即ち、この高さ検出手段２１は、設定基準値に
対するスライドパー１８の変位量を検出することができ
るものであって、第５図に示すように、基準値を記憶す
る記憶手段２３と、該スライドバー位置検出器２２から
のデータと記憶手段２３に記憶されている基準値とを比
較して該基準値に対する変位量を演算する演算器２４と
、をさらに備えている。

しかして、水平部材５には、レーザ光線投光器３からの
設定基準面Ｓ（第３図参照）に対して平行なレーザ光線
を受光して該水平部材５の設定基準面Ｓに対する高さ位
置を検知するレベル検知手段２５が設けられている。即
ち、レベル検知手段２５は、レーザ光線を受光する受光
部２６と、該受光部２６を該受光部２６からの信号によ
り自動的に上下動させる上下移動機構２７と、を備え、
レーザ光線を常に受光部２６の中心に照射させている。

また、受光部２６は、例えばフォトトランジスタ等の受
光素子を複数個上下方向に配列したものであり、上下移
動機構２７は、シャフト２８と、該シャフト２８を保持
する保持枠２９と、該シャフト２８を回転させるモータ
３０と、シャフト２８の一端部に付設されるロータリー
エンコーダ等の検出器３１と、を備えたものであり、水
平部材５から立設された支持脚３２にて支持されている
。即ち、シャフト２８の回転にて上下動する受光部２６
の位１を、検出器３１（受光部位置検出器）にて検出す
るものであって、第５図に示すように、検出器３１から
の出力信号と、基準面Ｓ設定値を記憶している記憶手段
３４からの該設定値とを、演算器３３に入力し、該演算
器３３にて、該基準面Ｓに対する水平部材５の高さ位置
を演算する。

また、台車２には、該台車２の走行距離を検出する走行
距離検出手段３５が付設され、該台車２の走行距離を検
出することができる。即ち、走行路１ｉｉｌ検出手段３
５は、路面ｌ上を転動するローラ３６と、該ローラ３６
の回転数を検出するロータリーエンコーダ３７と、を備
えたものであり、該ローラ３６の回転数を検出すること
により台車２の走行距離を検出している。なお、ローラ
３６は、台車２に取付けられる揺動体３８に付設され、
路面ｌに凹凸部を有している場合においても、該凹凸部
に対応して上下動し、常時路面１に接触する。

しかして、レベル検知手段２５、高さ検出手段２１及び
走行距離検出手段３５の出力信号は、第５図に示すよう
に演算手段３９に入力され、該演算手段３９にて、走行
距離検出手段３５にて検出された走行距離が所定債に達
したときに、レベル検知手段２５からの信号と高さ検出
手段２１からの信号とに基づいて、基準面Ｓに対する路
面１表面の変位量、つまり、各スライド体６・・・の路
面接触点Ｋ・・・（第２図参照）の基準面Ｓに対する高
さ位置が演算される。

即ち、第３図に示すように、路面１の横方向に沿って所
定等ピツチごとの路面ｌの基準面Ｓに対する高さ寸法Ｈ
・・・を検出することができ、路面１の表面形状の測定
をすることができる。この場合、レベル検知手段２５と
高さ検出手段２１の読込みタイミングは、走行距離検出
手段３５よりとることができる。例えば、５０１ピツチ
で路面１の表面形状を測定したい場合、台車２が５０ｃ
ｍ走行するごとに、走行距離検出手段３５から信号を送
り、この信号が送り込まれた時点でレベル検知手段２５
と高さ検出手段２１の検出信号を読込んで演算を行なう
。

また、演算された測定値は、表示記憶手段４０にて、記
憶され表示される。

従って、上述の如く構成された測定装置によれば、台車
２を路面１の長手方向（第４図に示す矢印Ａ方向）に走
行させつつ、所定等ピッチごとに、路面１の横方向（矢
印Ｂ方向）の表面形状を測定することができる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されず、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で設計変更自由であり、例えば、ス
ライド体６の配設ピッチ、配設数の変更は自由であり、
また、実施例ではスライド体６は、重り部２０及びスラ
イドパー１８の自重によりローラ１９が路面１に接触さ
せているが、該スライド体６にバネ等の弾発部材を付設
して、該スライド体６を常時下方へ押圧するようにして
、該ローラ１９を常時路面１に接触させるようにするも
自由である。さらに、ローラ１９に代えて路面１を摺動
するスベリ部材とするも自由である。また、高さ検出手
段２１としては、スライド体６を使用せずに、路面１に
向けて光を投光し、該路面１にて反射された光を受光し
、それにより、路面１の表面の水平部材５に対する上下
方向位置を検出する光学変位センサ等の数個を並列又は
１個をトラバース（路面１を横切る方向の往復動）させ
て使用するも好ましい、さらに、台車２としては、手押
し式でもよいが、好ましくは自走式として基準線４１（
第４図参照）に沿って長手方向（矢印六方向）に走行す
るように設定する。

〔発明の効果〕

本発明は上述の如く構成されているので、次に記載する
効果を奏する。

台車２を路面１の長手方向に沿って走行させることによ
り、所定ピッチごとの路面１の横方向（長手方向と直交
する方向）の表面形状を測定することができ、測定時間
を従来に比べて大幅に短縮することができる。また、測
定値は、台車２の走行にともなって変更することがない
基準面Ｓに対するものとすることができ、この場合極め
て高精度の測定値を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の簡略斜視図、第２図は要部
拡大断面図、第３図は路面の断面図、第４図は路面の簡
略平面図、第５図はブロック図、第６図はフローチャー
ト図である。第７図は従来例の簡略正面図、第８図は路
面の簡略平面図である。 ｌ・・・路面、２・・・台車、３・・・レーザ光線投光
器、４・・・水平保持機構、５・・・水平部材、６・・
・スライド体、２１・・・高さ検出手段、２５・・・レ
ベル検知手段、３５・・・走行距離検出手段、３９・・
・演算手段、Ｋ・・・路面接触点、Ｓ・・・基準面。 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、測定すべき路面１上を走行可能な台車２と、水平保
   持機構４を介して該台車２の走行方向と直交する水平方
   向に沿って該台車２に付設される水平部材５と、 該水平部材５に該水平部材５の長手方向に沿って、所定
   ピッチにて複数個配設され、又は往復動自在に配設され
   て、該水平部材５に対する路面１表面の高さ位置を検出
   する高さ検出手段２１と、 を備えたことを特徴とする路面表面形状測定装置。 ２、測定すべき路面１上を走行可能な台車２と、水平保
   持機構４を介して該台車２の走行方向と直交する水平方
   向に沿って該台車２に付設される水平部材５と、 該水平部材５に該水平部材５の長手方向に沿って、所定
   ピッチにて複数個配設され、又は往復動自在に配設され
   て、該水平部材５に対する路面１表面の高さ位置を検出
   する高さ検出手段２１と、 設定基準面Ｓに対して平行なレーザ光線を上記台車２に
   向けて照射するレーザ光線投光器３と、 該レーザ光線投光器３からのレーザ光線を受光して、上
   記設定基準面Ｓに対する上記水平部材５の高さ位置を検
   知するレベル検知手段２５と、該レベル検知手段２５に
   よる設定基準面Ｓに対する水平部材５の高さ位置と、上
   記高さ検出手段２１による水平部材５に対する路面１表
   面の高さ位置とに基づいて、上記設定基準面Ｓに対する
   路面１表面の変位量を演算する演算手段３９と、を備え
   たことを特徴とする路面表面形状測定装置。 ３、測定すべき路面１上を該路面１の長手方向に沿って
   走行する台車２と、 水平保持機構４を介して該台車２の走行方向と直交する
   水平方向に沿って該台車２に付設される水平部材５と、 該水平部材５に該水平部材５の長手方向に沿って、所定
   ピッチにて複数個配設され、又は往復動自在に配設され
   て、該水平部材５に対する路面１表面の高さ位置を検出
   する高さ検出手段２１と、 上記台車２の走行距離を検出する走行距離検出手段３５
   と、 を備えたことを特徴とする路面表面形状測定装置。 ４、測定すべき路面１上を該路面１の長手方向に沿って
   走行する台車２と、 水平保持機構４を介して該台車２の走行方向と直交する
   水平方向に沿って該台車２に付設される水平部材５と、 該水平部材５に該水平部材５の長手方向に沿って、所定
   ピッチにて複数個配設され、又は往復動自在に配設され
   て、該水平部材５に対する路面１表面の高さ位置を検出
   する高さ検出手段２１と、 設定基準面Ｓに対して平行なレーザ光線を上記台車２に
   向けて照射するレーザ光線投光器３と、 該レーザ光線投光器３からのレーザ光線を受光して、上
   記設定基準面Ｓに対する上記水平部材５の高さ位置を検
   知するレベル検知手段２５と、上記台車２の走行距離を
   検出する走行距離検出手段３５と、 該走行距離検出手段３５にて検出された走行距離が所定
   値に達するごとに、上記レベル検知手段２５による設定
   基準面Ｓに対する水平部材５の高さ位置と、上記高さ検
   出手段２１による水平部材５に対する路面１表面の高さ
   位置とに基づいて、上記設定基準面Ｓに対する路面１表
   面の変位量を演算する演算手段３９と、 を備えたことを特徴とする路面表面形状測定装置。 ５、測定すべき路面１上を該路面１の長手方向に沿って
   走行する台車２に、水平部材５を走行方向と直交する水
   平方向に沿って付設すると共に、設定基準面Ｓに対して
   平行なレーザ光線を該台車２に照射し、かつ、該レーザ
   光線に基づいて、上記基準面Ｓに対する上記水平部材５
   の高さ位置を検出すると共に、該水平部材５に該水平部
   材５の長手方向に沿って所定ピッチにて複数個配設され
   又は該長手方向に沿って往復動自在に配設された高さ検
   出手段２１にて、該水平部材５に対する上記路面１表面
   の高さ位置を検出し、水平部材５に対する路面１表面の
   高さ位置と基準面Ｓに対する水平部材５の高さ位置とに
   基づいて、該基準面Ｓに対する路面１表面の変位量を演
   算することを特徴とする路面表面形状測定方法。