JPH0444207B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、路面計測装置に係り、とくに測定面
に沿つて移動するセンサ部を備えた路面計測装置
に関する。

〔従来の技術〕

第７図に従来例を示す。この第７図に示す従来
例は、測定時に路面Ｅ上に停止して設置される本
体フレーム１と、この本体フレーム１に沿つて図
の左右に往復移動可能に形成されたスライドフレ
ーム２と、このスライドフレーム２に装備された
ローラ式計測手段３と、このローラ式計測手段３
の上下方向の移動量（ｈの変化）を角度（θ）の
データ「ｆ（θ）＝ｌ・cosθ」として検知しこれを
出力するシヤフトエンコーダ４とを備えている。
そして、ローラ式計測手段３を図のＡ又はＢ方向
に移動させることによつて路面の凹凸を直接測定
することを意図したものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる従来例においては、ロー
ラ式計測手段３のセンサ部のピツクアツプである
ローラ３Ａが路面に対して接触し且つ回転移動す
る構造となつていることから、高速測定が不可
能であり、また、測定向きを一方から他方へ切
換えるに際しては、ローラ式計測手段３を操作す
るか又は本体フレーム全体を反対方向へ180゜配置
替えをしなければならない等、手間がかかるとい
う欠点があつた。更に、上記従来例において
は、ローラ式計測手段の移動範囲を本体フレーム
の長さ以上に長く設定することができないという
不都合があり、これがため、幅の広い道路の路面
計測等に際しては、大型化したものを使用する
か、又は路面の測定範囲を適当に区画したのち計
測作業に入るという状況となつており、可搬性お
よび作業性が悪いという欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する不都合に鑑
み、とくに、小型で且つ広範囲の路面を連続的に
測定することができ、これによつて可搬性および
作業性が大幅に改善された路面計測装置を提供す
ることを、その目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では、路面等の計測面に沿つて配設され
た本体フレームと、この本体フレームに支持され
計測面に沿つて移動可能に装備されたセンサ用搬
送手段と、このセンサ用搬送手段に装備されたセ
ンサ部とを有する路面計測装置において、センサ
用搬送手段を、計測面に沿つて往復移動可能に装
備された移動フレームと、この移動フレーム上に
装備されセンサ部が計測面に沿つての往復移動を
案内するセンサ用ガイド手段と、このセンサ用ガ
イド手段に沿つて装備されセンサ部に移動力を付
勢するセンサ移送手段とを備えた構成としてい
る。そして、センサ移送手段を外部駆動する同期
駆動部を移動フレームに沿つて且つ所定間隔を隔
てて本体フレーム上の少なくとも二箇所に装備す
ると共に、この各同期駆動部の装備間隔を前記セ
ンサ部の移動ストロークとほぼ同等に設定する、
等の構成を採つている。これによつて前述した目
的を達成しようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図
に基づいて説明する。

第１図において、記号Ｅは路面を示す。また、
符号１１はセンサ部としての超音波送受信部を示
し、符号１２は図の如く左右に延設された本体フ
レームを示す。

超音波送受信部１１は、本実施例においては超
音波送信部１１Ａと超音波受信部１１Ｂとに分離
されたものが使用されている。この超音波送受信
部１１は、第１図に示す如く路面Ｅに対向して配
設され、センサ用搬送手段１３の一部をなす移動
フレーム１４を介して本体フレーム１２に装備さ
れている。

センサ用搬送手段１３は、本体フレーム１２と
同様に第１図の左右に延設された移動フレーム１
４と、この移動フレーム１４に装備されたセンサ
移送手段としての搬送チエーン１５と、この搬送
チエーン１５を走行駆動する駆動手段１６とによ
り構成されている。

移動フレーム１４は、第１のガイド手段１７を
介して本体フレーム１２に係合され支持されてい
る。この第１のガイド手段１７は、本体フレーム
１２に沿つて配設されている。このため、移動フ
レーム１４は、第１図に示す如く本体フレーム１
２に沿つてＡ，Ｂ方向に往復移動可能な構造とな
つている。

移動フレーム１４には、第２のガイド手段１８
を介して超音波送受信部１１が装備されている。
この第２のガイド手段１８は移動フレーム１４上
に装備されている。このため、超音波送受信部１
１は移動フレーム１４に沿つてＣ，Ｄ方向に往復
移動可能な構造となつている。

移動フレーム１４に支持された超音波送受信部
１１は、前述した搬送チエーン１５に係止され、
後述するようにこの搬送チエーン１５に付勢され
て移動フレーム１４上を移動し得るようになつて
いる。

超音波送受信部１１の超音波送信部１１Ａには
所定のパルス状超音波を出力せしめるための励振
回路部３０が併設され、また同じく超音波受信部
１１Ｂには受信されるパルス状超音波から路面Ｅ
の凹凸情報を検出し処理するための信号処理回路
部３１が併設されている。

励振回路部３０は、具体的には第２図に示す如
く信号発振回路３２と分周器３３と送信回路３４
とにより構成されている。

この内、信号発振回路３２は、後述するエンコ
ーダ（前記駆動モータ２０に付勢されて回転す
る）によつて、その出力信号である励振信号の繰
り返し回数が規制されるという構成が採られてい
る。また、分周器３３は、本実施例では複数の分
周器３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃによつて構成され、
必要に応じて切換え使用し得るようになつてい
る。このため、超音波送受信部１１から出力され
るパルス状超音波の繰り返し出力の時間間隔を必
要に応じて適宜変えることができるようになつて
いる。

また、信号処理回路部３１は、受信回路３５と
信号処理回路３６とメモリ３７とにより構成され
ている。この内、信号処理回路３６は、前述した
分周器３３の出力を入力するとともに、この分周
器３３からの信号に同期して作動し、受信回路３
５から送られてくる受信信号より所定の距離情報
および凹凸情報を検出し、これをメモリ３７へ格
納するように機能する。

更に、第１図において、符号４０Ａ，４０Ｂは
ブレーキ手段を示す。このブレーキ手段４０Ａ，
４０Ｂは、本体フレーム１２上に固着装備され、
通常は移動フレーム１４に対しゆるやかにブレー
キ力を印加する機能を有している。このため、超
音波送受信部１１を移動フレーム１４に沿つて搬
送せしめる場合には当該移動フレーム１４を停止
せしめるようになつている。また、例えば傾斜面
の凹凸計測に際しても、移動フレーム１４が下方
へ自由に滑動するのを阻止する作用をなしてい
る。

符号４１Ａ，４１Ｂは、移動フレーム１４の有
無を常時検出するセンサを示す。このセンサ４１
Ａ，４１Ｂからの出力に付勢されてブレーキ手段
４０Ａ又は４０Ｂが直ちに作動し、これによつて
移動フレーム１４の移動が停止されるようになつ
ている。ここで、符号４１ＣはANDゲートを示
し、符号４１Ｄは選択駆動制御部を示す。また、
符号４２および４３は、各々本体フレーム１２に
装備された脚部を示す。この脚部４２，４３に
は、本実施例ではローラを付したものを例示した
が、このローラは必要に応じて取りはずしてもよ
い。また、脚部４２，４３は、高さ調整可能な構
造としてもよい。更に、符号４４および４５は、
それぞれ超音波送受信部１１の移動を係止せしめ
るため移動フレーム１４に装備されたストツパを
示す。このストツパ４４，４５にはシヨツクアブ
ソーバが併設されている。また、符号６０は駆動
チエーン２１Ａ用の張力調整手段を示す。

ここで、前述した搬送チエーン１５および駆動
手段１６等を、第１図、第３図および第４図に基
づいて更に詳細に説明する。

搬送チエーン１５は、第１図および第４図に示
すように、移動フレーム１４上に装備されたガイ
ドプーリ１５Ａ，１５Ｂに架設されている。移動
フレーム１４は、第３図に示すようにその断面が
本実施例では下方が開放された箱型状に形成さ
れ、その内側の第１図における両端部に、前述し
た如くガイドプーリ１５Ａ，１５Ｂが回転自在に
装備されている。

この移動フレーム１４の第３図における両側面
に、前述した第１のガイド手段１７と第２のガイ
ド手段１８とが各々装着されている。

この第１および第２の各ガイド手段１７，１８
は、実際には第３図に示すように、移動フレーム
１４の両側面に等間隔をおいて平行に固着された
ガイドレール１７Ｂ，１８Ｂと、この各ガイドレ
ール１７Ｂ，１８Ｂの上下端に係合された各２個
１組のフレームガイド部としてのガイドローラ１
７Ａ，１７Ａ，……１８Ａ，１８Ａ，……によつ
て構成されている。

そして、移動フレーム１４用の２個１組のガイ
ドローラ１７Ａ，１７Ａは、本実施例では第１図
に示すように本体フレーム１２上のS₁，S₂，S₃，
S₄，S₅の５ケ所に装備され、これによつて移動フ
レーム１４の移動に際し、２ケ所以上で移動フレ
ーム１４を支持し且つ案内し得る構成となつてい
る。また、他方の２個１組のガイドローラ１８
Ａ，１８Ａは、超音波送受信部１１のケース部１
１Ｃに第１図および第３図に示す如く回転自在に
装着されている。

駆動手段１６は、減速ギヤー機構５０（第３図
参照）を装備した駆動モータ２０と、減速ギヤー
機構５０の出力軸に係合された駆動チエーン機構
２１と、この駆動チエーン機構２１に連結された
同期駆動部としての駆動用チエーン車５２Ａ，５
２Ｂとにより構成されている。

この内、駆動チエーン機構２１は、本実施例で
は、駆動チエーン２１Ａと、この駆動チエーン２
１Ａに走行力を付勢する原動チエーン車２１Ｂ
と、駆動チエーン２１Ａの走行を第１図に示す如
く案内する３つのガイドチエーン車２１Ｃ，２１
Ｄ，２１Ｅとにより構成されている。そして、ガ
イドチエーン車２１Ｃおよび２１Ｄは本体フレー
ム１２の両端部下方に配設され、原動チエーン車
２１Ｂおよびガイドチエーン車２１Ｅは本体フレ
ーム１２の両端部上方に配設されている。

更に、第１図および第３図に示すようにガイド
チエーン車２１Ｄ，２１Ｅには、搬送チエーン１
５に走行力を付勢する同期駆動部としての駆動用
チエーン車５２Ａ，５２Ｂが各々同軸に装備さ
れ、これによつて駆動チエーン機構２１の駆動力
が搬送チエーン１５に円滑に伝達されるようにな
つている。ここで、同期駆動部としての駆動用チ
エーン車５２Ａ，５２Ｂは、第１図に示すよう
に、本実施例ではその装備間隔が、前述したセン
サ部としての超音波送受信部１１の移動ストロー
クとほぼ同等の距離に設定されている。

この搬送チエーン１５には、第３図に示すよう
に超音波送受信部１１のケース１１Ｃが連結部１
１Ｂを介して係着されている。

更に、減速ギヤー機構５０の出力軸には、前述
した励振回路部３０から出力される励振用パルス
信号の繰り返し時間を規制するエンコーダ６０が
装備されている。符号３２Ａはエンコーダ６０か
ら所定の信号を入力するための信号発振回路３２
用の同期信号検出器を示す。又、符号３２Ｂは信
号発振回路３２を収納したケース部を各々示す。

次に、上記実施例の全体的な動作について説明
する。

まず、通常の状態においては、ブレーキ手段４
０Ａまたは４０Ｂが移動フレーム１４をゆるやか
に係止していることから、かかる点において移動
フレーム１４の移動は停止されている。今、駆動
手段１６を作動させ、駆動用チエーン車５２Ａ，
５２Ｂを介して搬送チエーン１５を第１図の左回
り方向に回動走行せしめると、超音波送受信部１
１は搬送チエーン１５と一体的にＣ方向（第１図
の右方向）に移動する。

ここで、超音波送受信部１１が移動フレーム１
４のストツパ４５に当接した場合でも駆動手段１
６は何ら停止しないようになつている。このた
め、超音波送受信部１１がストツパ４５に当接す
ると、その後は、移動フレーム１４も超音波送受
信部１１の第１図における右方向への移動ととも
に一体的に第１図の右方向へ移動する。

この場合、超音波送受信部１１がストツパ４５
（又は４４）に当接する直前に、図示しないセン
サ及び制御機構が機能して前述したブレーキ手段
４０Ａ又は４０Ｂは、移動フレーム１４に対する
ゆるやかな係止動作から解放されるようになつて
いる。このため、超音波送受信部１１とともに移
動フレーム１４の全体を移動させる過程において
は、前述したブレーキ手段４０Ａ，４０Ｂは何ら
作動しないようになつている。このため、ブレー
キ手段４０Ａ，４０Ｂは、その動作が必要最小限
に抑えられ、これによつて駆動モータの小型化及
び省エネルギ化が図られている。

第４図は、移動フレーム１４が第１図の左方か
ら右方へ移動する様子を示したものである。ここ
で、移動フレーム１４は、本体フレーム１２のS₃
に位置するガイドローラ１７Ａに案内されて右方
へ移行し、続いてS₄，S₅の各ガイドローラ１７Ａ
に案内されて更に右方へ移行する。

一方、駆動手段１６では、駆動用チエーン車５
２Ａを介して搬送チエーン１５に走行力を付勢し
ていたが移動フレーム１４の移動に伴つて他方の
駆動用チエーン車５２Ｂから搬送チエーン１５に
対し走行力を付勢するようになつている。この場
合、他方の駆動用チエーン車５２Ｂは、搬送チエ
ーン１５に対して第４図に示す如く、その噛合お
よび離合が極く容易になされるようになつてい
る。

即ち、搬送チエーン１５は、前述したようにガ
イドプーリ１５Ａ，１５Ｂに架設されているた
め、今仮りにガイドプーリ１５Ａ，１５Ｂの回転
を止めたとしても、当該ガイドプーリ１５Ａ，１
５Ｂに架設された搬送チエーン１５はその状態を
維持しつつ全体的に往復走行又は回動走行し得る
構造となつている。

同時に、この搬送チエーン１５には、ガイドプ
ーリ１５Ａ，１５Ｂ側に係止用噛合手段が何ら配
設されていない。このため、搬送チエーン１５
は、いかなる位置においても外部のチエーン車と
極く容易に噛合し得る状態となつている。

そして、移動フレーム１４の第１図における左
端部が位置センサ４１Ｂよりも右側に入り込む
と、その情報を受けた選択駆動制御部４１Ｄは、
直ちに作動して駆動モータ２０を電源から開放す
るとともに移動フレーム１４を停止せしめるよう
になつている。

次に、図示しない制御手段を操作して駆動モー
タ２０の回転を逆転させてみる（この操作で、ブ
レーキ手段４０Ｂは移動フレーム１４に対する完
全停止動作から開放されるようになつている）。
この場合、第１図の右端部に位置する超音波送受
信部１１がまず図の左方（Ｄ方向）へ移動を開始
する。

一方、移動フレーム１４は、ブレーキ手段４０
Ｂのゆるやかな係止作用によつて何ら移動しない
ようになつている。このため、超音波送受信部１
１は、移動フレーム１４の第１図における左端部
に装備されたストツパ４４に当接するまで単独で
図のＤ方向へ移動する。そして、ストツパ４４に
当接した超音波送受信部１１は移動フレーム１４
とともに図の左方へ移動する。そして、移動フレ
ーム１４の第１図における右端部が位置センサ４
１Ａよりも左方へ移行した場合、その情報を受け
たブレーキ手段４０Ａは直ちにモータ２０を電源
から開放するとともに移動フレーム１４を停止せ
しめる。

以下、前述したのと同様の操作を行うことによ
り、超音波送受信部１１は、前述したのと同様の
動作が繰り返し行われ、この間に路面の凹凸を有
効に測定することができるようになつている。

ここで、前記超音波送受信部１１の移動速度が
一定の場合、前述した励振回路部３０は予めエン
コーダ６０および分周器３０によつて定められた
繰り返し周期によつて励振信号を出力しているこ
とから、超音波送受信部１１から出力されるパル
ス状超音波の繰り返し周期は一定となつている。

一方、駆動モータ２０の回転数を上昇せしめて
超音波送受信部１１の移動速度を上昇せしめる
と、これに比例してエンコーダ６０の回転数も増
大することから、パルス状超音波の繰り返し出力
信号も増加する。このため、路面の凹凸を高速測
定しても、低速測定した場合と路面上の距離のき
ざみが全く同一となり、従つて測定精度を変える
ことなく高速測定が可能となるという利点があ
る。また、分周器３３を適当に切換えることによ
りパルス状超音波の繰り返し送信時間の間隔を変
化させることができ、かかる点は建設工事等にお
いて行われる広い範囲の掘削に際し、その底面の
凹凸を計測する場合等には好適なものとする。

尚、上記実施例において超音波送受信部１１の
超音波送信部１１Ａと超音波受信部１１Ｂとを、
当該超音波送受信部１１の移動方向に対して平行
な面内に配置した場合を例示したが、これとは別
に超音波送受信部１１の移動方向に直交する面内
に配置したものであつてもよい。また、各駆動手
段として本実施例ではチエーン機構を使用した場
合を例示したが、同等に機能するものであれば他
の手段で置き換えてもよい。

また、上記実施例では、とくに路面Ｅ上に脚部
４２，４３を介して定置した場合を例示したが、
本発明は必ずしもこれに限定されず、例えば第１
図の脚部４２，４３を取り除いて第６図に示すよ
うに自動車に装備するようにしてもよい。このよ
うにすると測定位置の移動に迅速に対処し得ると
いう利点がある。

更に、本発明は路面以外の面或いは地表等の凹
凸測定についてもそつくりそのまま適用すること
ができる。

また、上記実施例では、ブレーキ手段として摩
擦ブレーキを使用した場合を例示したが、本発明
は必ずしもブレーキ手段を摩擦ブレーキに限定す
るものではない。例えば、移動フレーム１４の長
手方向にチエーンを固着し、これに噛合するチエ
ーン車を本体フレーム１２に装着し、このチエー
ン車の車軸部分に適当なブレーキ手段を装備する
構成としてもよい。このようにすると、広範囲に
わたつてブレーキ力を調整できるので固定チエー
ンを介して移動フレーム１４に必要に応じて適度
のブレーキを印加することができるという利点が
ある。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成され機能するので、
これによると、移動フレームの作用により、路面
等の面の凹凸状況を連続的に計測するセンサ部を
広範囲にわたつて連続的に往復移送することがで
き、従来と同一の測定領域を対象とした場合は本
体フレームの路面に沿つた長さを従来例の1/2以
下に小型化することが可能となり、従つて、可搬
性および作業性が大幅に改善され、作業能率を著
しく向上せしめることができるという従来にない
優れた路面計測装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２
図は第１図内に示す超音波送受信部に接続される
回路部分の一例を示すブロツク図、第３図は第１
図の−線に沿つた一部省略した断面図、第４
図はガイドプーリに架設した搬送チエーンと駆動
用チエーン車との係合または離脱の状況を示す説
明図、第５図は移動フレームの移動状況を示す説
明図、第６図は本発明の応用例を示す説明図、第
７図は従来例を示す構成図である。 １１……センサ部としての超音波送受信部、１
２……本体フレーム、１３……センサ用搬送手
段、１４……移動フレーム、１５……センサ移送
手段としての搬送チエーン、１８……センサ用ガ
イド手段としての第２のガイド手段、４０Ａ，４
０Ｂ……ブレーキ手段、５２Ａ，５２Ｂ……同期
駆動部としての駆動用チエーン車、Ｅ……路面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 路面等の計測面に沿つて配設された本体フレ
   ームと、この本体フレームに支持され前記計測面
   に沿つて移動可能に装備されたセンサ用搬送手段
   と、このセンサ用搬送手段に装備されたセンサ部
   とを有する路面計測装置において、 前記センサ用搬送手段を、前記計測面に沿つて
   往復移動可能に装備された移動フレームと、この
   移動フレーム上に装備され前記センサ部が前記計
   測面に沿つての往復移動を案内するセンサ用ガイ
   ド手段と、このセンサ用ガイド手段に沿つて装備
   され前記センサ部に移動力を付勢するセンサ移送
   手段とを備えた構成とし、 前記センサ移送手段を外部駆動する同期駆動部
   を、前記移動フレームに沿つて前記本体フレーム
   上の少なくとも二箇所に装備すると共に、この各
   同期駆動部の装備間隔を前記センサ部の移動スト
   ロークとほぼ同等に設定したことを特徴とする路
   面計測装置。 ２ 路面等の計測面に沿つて配設された本体フレ
   ームと、この本体フレームに支持され前記計測面
   に沿つて移動可能に装備されたセンサ用搬送手段
   と、このセンサ用搬送手段に装備されたセンサ部
   とを有する路面計測装置において、 前記センサ用搬送手段を、前記計測面に沿つて
   往復移動可能に装備された移動フレームと、この
   移動フレーム上に装備され前記センサ部が前記計
   測面に沿つての往復移動を案内するセンサ用ガイ
   ド手段と、このセンサ用ガイド手段に沿つて装備
   され前記センサ部に移動力を付勢するセンサ移送
   手段とを備えた構成とし、 前記センサ移送手段を外部駆動する同期駆動部
   を、前記移動フレームに沿い前記本体フレーム上
   の少なくとも二箇所に装備すると共に、この各同
   期駆動部の装備間隔を前記センサ部の移動ストロ
   ークとほぼ同等に設定し、 前記移動フレーム上に、前記センサ部の往復移
   動のストロークを設定するストツパ４４，４５を
   設けたことを特徴とする路面計測装置。 ３ 前記センサ移送手段を、前記移動フレームの
   両端部に装備されたガイドチエーン車と該ガイド
   チエーン車に巻回されたエンドレスのチエーンと
   により構成すると共に、前記同期駆動部が前記セ
   ンサ移送手段に係合する原動チエーン車を備えた
   構成とし、前記ガイドチエーン車をプーリ状のガ
   イドチエーン車としたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の路面計測装置。