JPH05264269A - レーザ測量機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】レーザ測量機の整準作業の進行状態の情報を作
業者に与える。 【構成】レーザ光により基準平面を形成するレーザ測量
機に於いて、レーザ光を投光するレーザ投光器と、該投
光器を整準する駆動機構と、表示器とを有し、前記駆動
機構の整準状態の進行に対応させ、前記表示器に表示さ
せる内容を変更する様構成し、作業者は表示器の内容に
より整準状態の進行を知る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を測定基準平
面を形成させるレーザ測量機である。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光により基準平面を得る装置とし
て、レーザ光を同一面内で走査させる、或は、円錐プリ
ズムで光束を拡げ、レーザ光により基準平面を形成する
レーザ測量機がある。

【０００３】斯かるレーザ測量機はレーザ測量機が如何
なる状態に設置されても、レーザ光により形成される基
準平面を常に水平面にする様に、或は、水平面から所定
の傾き角に設定する為レーザ投光器を傾動可能に制御す
る機構を有し、該レーザ測量機では測定開始前レーザ投
光器の姿勢を調整する整準作動を行わせる。

【０００４】前記レーザ測量機に於いては、前記した整
準作動をモータ、駆動機構を設けて自動的に行わせてい
るものがある。従来の自動整準調整機構のものは、作業
者が整準開始ボタンを押すことで整準作動が開始し、整
準作動が完了すると完了ランプが点灯していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この整準作動を自動的
に行わせた場合、整準作動開始から、完了迄若干の時間
を要している。測定作業者は、レーザ測量機に整準作動
開始の支持を与えた後は、整準作動完了迄待機するが、
整準時間はレーザ投光器の最初の姿勢によりまちまちで
あり、従来のものは整準作動の進行状態が分からなかっ
た為、整準の為の動作が適当に行われているか否か作業
者が知ることができず、作業者に不安を与える様なこと
があった。

【０００６】本発明は斯かる実情に鑑み、整準作動の進
行状態の情報を作業者に与え、作業者が快適にレーザ測
量機を取扱いできる様にしようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ光より
基準平面を形成するレーザ測量機に於いて、レーザ光を
投光するレーザ投光器と、該投光器を整準する駆動機構
と、表示器とを有し、前記駆動機構の整準状態の進行に
対応させ、前記表示器に表示させる内容を変更する様構
成したことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】駆動機構を作動させ、レーザ投光器の整準を行
うと、整準の進行状態に応じた表示がなされ、作業者は
表示が順次変更されていくことで整準の状況を知ること
ができる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。

【００１０】図１は、本発明の一実施例を示す断面図を
示している。

【００１１】ケーシング５の中央には切頭円錐形の凹部
６が形成され、該凹部６の中央に支持座７が形成してあ
る。該支持座７は、円形の貫通孔８の内周の３等分した
位置に３次曲面で滑らかに隆起させた突起９を形成した
ものである。

【００１２】前記貫通孔８にレーザ光を発するレーザ投
光器１０を落込み、該レーザ投光器１０の頭部１１を前
記支持座７に係合支持させる。該頭部１１は下部が球面
形状をしており、この球面部１１ａが前記３つの突起９
に当接する。而して、前記レーザ投光器１０は垂線に対
して如何なる方向にも自在に傾動可能に支持される。前
記頭部１１にモータ座１４を設け、該モータ座１４には
走査モータ１５を設け、該走査モータ１５の出力軸には
ギア１６を嵌着する。該ギア１６は後述する走査ギア１
７に噛合させる。

【００１３】前記レーザ投光器１０の頭部１１には該レ
ーザ投光器１０の軸心に合致させ軸受１２を介して、ミ
ラー保持体１３を回転自在に設ける。該ミラー保持体１
３には走査ギア１７を嵌着し、前記した様にギア１６に
噛合させ、前記走査モータ１５によってミラー保持体１
３が垂直軸心を中心に回転される様にする。又、ミラー
保持体１３にはペンタプリズム１８を設け、前記レーザ
投光器１０から発せられるレーザ光を投光窓１９を通し
て水平方向に射出する様になっている。

【００１４】前記レーザ投光器１０の下部に水平を検知
するレベルセンサ２０、レベルセンサ２１を設け、前記
レーザ投光器１０の下端には傾斜検知体２３を固着し、
該傾斜検知体２３は逆カップ状で周辺に反射鏡フランジ
２２を形成してある。

【００１５】又、前記ケーシング５の底部、前記傾斜検
知体２３と対峙した位置に、又前記ケーシング５とレー
ザ投光器１０とが垂直状態の時の該レーザ投光器１０の
軸心を中心に同一円周上に所要数（本実施例では４つ）
の発光素子と受光素子の組から成る光センサ２４ａ，２
４ｂ，２４ｃ，２４ｄを設ける。

【００１６】前記レーザ投光器１０の頭部１１から水平
方向に傾動アーム２５、傾動アーム２６を直交させて延
出し、それぞれ前記凹部６の円錐面を貫通させて、前記
ケーシング５の内部に位置させ、両傾動アーム２５、傾
動アーム２６の先端に係合ピン２７、係合ピン２８を突
設する。

【００１７】前記ケーシング５の内壁に棚板２９、棚板
３０を設け、該棚板２９にレベル調整モータ３１、前記
棚板３０にレベル調整モータ３２を設け、前記レベル調
整モータ３１の回転軸に駆動ギア３３、前記レベル調整
モータ３２に駆動ギア３４を嵌着する。前記係合ピン２
７に直交し、ケーシング５の天井部と前記棚板２９とに
掛渡るスクリューシャフト３５を回転自在に設け、該ス
クリューシャフト３５に被動ギア３６を嵌着し、該被動
ギア３６は前記駆動ギア３３に噛合させる。前記スクリ
ューシャフト３５にスライドナット３７を螺合し、該ス
ライドナット３７にピン３８を突設し、該ピン３８と前
記係合ピン２７とを摺動可能に当接させる。

【００１８】同様に、前記係合ピン２８に直交し、ケー
シング５の天井部と前記棚板３０とに掛渡るスクリュー
シャフト３９を回転自在に設け、該スクリューシャフト
３９に被動ギア４０を嵌着し、該被動ギア４０は前記駆
動ギア３４に噛合させる。前記スクリューシャフト３９
にスライドナット４１を螺合し、該スライドナット４１
にピン４２を突設し、該ピン４２と前記係合ピン２８と
を摺動可能に当接させる。

【００１９】前記ケーシング５の天井部、前記スクリュ
ーシャフト３５と前記スクリューシャフト３９との間に
スプリング受け４３を設け、該スプリング受け４３と前
記レーザ投光器１０との間にスプリング４４を張設し、
該レーザ投光器１０を図１中前記支持座７を中心に時計
方向に付勢する。

【００２０】図中、４５はレーザ測量機を駆動する為の
電池を収納する電池ボックスである。又、上記したレー
ザ測量機の本体部４はレベル出しボルト４６を介して図
示しない３脚に設けられる。又、４７は前記ミラー保持
体１３の周囲を囲繞するガラス窓である。

【００２１】次に、図４は本実施例の制御装置を示す。

【００２２】前記レベルセンサ２０、レベルセンサ２１
の検出結果は、それぞれ角度検出回路５１，角度検出回
路５２に入力され、又該角度検出回路５１，角度検出回
路５２には基準角度（通常は基準面が水平で基準角度は
０°）５０が設定入力されており、両角度検出回路５
１，角度検出回路５２で前記基準角度５０を基に角度偏
差を演算し、演算された角度偏差はそれぞれモータ制御
器５３、モータ制御器５４に入力され、該モータ制御器
５３、モータ制御器５４は前記偏差が０となる様に前記
レベル調整モータ３１、レベル調整モータ３２を駆動す
る。

【００２３】又、前記角度検出回路５１、角度検出回路
５２の角度偏差は、判別器５５に入力され、該判別器５
５は角度検出回路５１、角度検出回路５２の角度偏差の
うち大きな方の角度偏差を選択し、該選択した角度偏差
の変化に応じた出力を表示器駆動器５６に出力し、該表
示器駆動器５６は表示器５７に偏差の値に応じた表示を
させる様になっている。

【００２４】以下に於いて上記レーザ測量機の整準作動
を説明する。

【００２５】本体部４が接地され、無調整の状態ではレ
ーザ投光器１０の軸心は一般に鉛直線と合致してなく、
前記レベルセンサ２０、レベルセンサ２１は水平ではな
い。前記した基準角度５０が０°とすると前記角度検出
回路５１、角度検出回路５２からは角度偏差信号が出力
される。この角度偏差信号が出力されると前記モータ制
御器５３、モータ制御器５４はこの角度偏差信号が０と
なる様に前記レベル調整モータ３１、レベル調整モータ
３２を所要の方向に駆動する。

【００２６】この両レベル調整モータに関連する作動を
一方、例えばレベル調整モータ３１について説明する。

【００２７】該レベル調整モータ３１が駆動されると、
該レベル調整モータ３１の回転は、前記駆動ギア３３、
被動ギア３６を介して前記スクリューシャフト３５に伝
達され、該スクリューシャフト３５の回転でスライドナ
ット３７が昇降する。該スライドナット３７の昇降動
は、前記ピン３８、前記係合ピン２７を介して前記傾動
アーム２５に伝達され、前記レーザ投光器１０を傾動さ
せる。

【００２８】尚、前記レーザ投光器１０はスプリング４
４によって図１中時計方向に付勢されているので、レー
ザ投光器１０は前記スライドナット３７の動きに正確に
追従する。

【００２９】該レーザ投光器１０の傾動作動について、
前記した様にレーザ投光器１０の球面部１１ａが前記突
起９により３点支持されているので、該レーザ投光器１
０の支持は安定でぐらつくことはなく、又球面部１１ａ
と円滑な曲面で形成された前記突起９との接触であるの
で、前記レーザ投光器１０はあらゆる傾動方向に円滑に
自在に動き得、レーザ投光器１０の姿勢調整は容易に行
える。

【００３０】該レーザ投光器１０が傾動し、整準が進む
と、前記レベルセンサ２０、レベルセンサ２１からの検
出値も水平に近づき、最終的には前記モータ制御器５３
とモータ制御器５４の出力する角度偏差が０となって、
整準作動が完了する。

【００３１】尚、前記レベルセンサ２０、レベルセンサ
２１は検出範囲が狭く、所定の範囲を越えると飽和状態
となり、傾き方向は検出できるが傾斜角の値を検出する
ことができなくなる。従って、機械的な調整範囲を越え
て前記レベル調整モータ３１，３２、駆動ギア３３，３
４、被動ギア３６，４０、前記スクリューシャフト３
５，３９、スライドナット３７，４１、傾動アーム２
５，２６等から成る調整機構が動作しない様、前記光セ
ンサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが設けられてい
る。即ち、機械的調整範囲の限界に達すると光センサ２
４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄのいずれか１つから発す
る光が前記反射鏡フランジ２２に反射して再び光センサ
で受光され機械的調整範囲の限界に達したことが検知さ
れ、前記レベル調整モータ３１，３２が停止され、或は
表示装置に機械的調整範囲の限界であることが表示さ
れ、或はブザー等による警報が発せられる。

【００３２】斯かる状態になった場合は、前記レベル出
しの為のネジボルト４６を利用して、調整範囲となる様
粗調整し、再度整準作動を開始させる。

【００３３】整準作動が完了すると、前記レーザ投光器
１０からレーザ光を発光し、更に前記走査モータ１５を
駆動して前記レーザ投光器１０を鉛直軸心を中心に回転
させ、前記ペンタプリズム１８からレーザ光を水平方向
に射出し、更に回転させることでレーザ光による水平基
準面が形成される。

【００３４】この整準作動の過程に於いて、整準開始か
ら整準完了迄、若干の時間が要される。この間、整準作
動の進行状態を表示器５７に表示し、作業者は表示が順
次変更されていくことで、整準動作状況を知ることがで
き、作業者の不安が解消する。

【００３５】前記判別器５５によって前記角度検出回路
５１、角度検出回路５２から出力される角度偏差の大小
を判断し、角度偏差の大きい方を選択し、選択した角度
偏差の変化の状態を前記表示器駆動器５６に出力し、更
に角度偏差の変化に応じ表示内容を変化させ表示器５７
表示させる。

【００３６】尚、角度偏差の大きい方を選択したのは、
該角度偏差の大きい方の角度調整により多くの時間を要
するということによる。角度偏差の大小の選択の代わり
に、前記角度検出回路５１、角度検出回路５２から出力
される角度偏差の和を求め、角度偏差の和の値に応じて
表示内容を変化させてもよい。

【００３７】角度偏差と時間の関係を示せば、図５の通
りであり、この関係から表示内容を変更する位置を予め
設定しておき、角度偏差が設定した位置となると表示を
切替える。

【００３８】表示内容としては、図６〜図８に示すもの
が例示される。

【００３９】図６で示すものは、表示器５７の表示パネ
ル５８に水平方向に並ぶ複数の矢印５９が表示される様
にし、整準作動の進行に応じて、点灯する矢印５９が左
方に移動するものであり、整準作動が完了すると、［Ｓ
ＴＡＲＴ］が点灯して、次の作動に移行するものであ
る。

【００４０】又、図７で示すものは、整準に要する残り
時間を表示器６０等により示す様にしたものである。

【００４１】又、図８に示すものは、表示灯６１を点滅
する様にし、整準に要する残り時間に対応させ、点滅時
間のスピードを変える様にしたものである。

【００４２】尚、上記した実施例では球面部１１ａを３
点の突起９で支持したが、４点以上の突起で支持しても
良い。又、突起９は支持座７の内周面より隆起せしめた
が、鋼球等の別部品を埋設してもよい。或は、埋設した
鋼球を自在に回転し得る様にしてもよい。又、上記説明
は基準面を水平面としたが傾斜した面を基準面とするこ
とも可能であることは言う迄もない。又、上記した実施
例ではレーザ光を走査させることにより基準平面を形成
しているが、レーザ光を円錐状のプリズムに照射し円錐
プリズムの反射面により全周にレーザ光を拡げ、基準平
面を形成してもよい。更に、上記した実施例では、レー
ザ光を上方に向け投影しているが下方に向けて投影して
もよい。

【００４３】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、駆動機
構を作動させ、レーザ投光器の整準を行うと、整準の進
行状態に応じた表示がなされるので、作業者は整準の状
況を知ることができ、快適に作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。

【図４】本実施例の制御ブロック図である。

【図５】角度偏差と整準時間との関係を示す線図であ
る。

【図６】整準状態の推移を表示する表示例の一例を示す
説明図である。

【図７】整準状態の推移を表示する表示例の一例を示す
説明図である。

【図８】整準状態の推移を表示する表示例の一例を示す
説明図である。

【図９】従来例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ レーザ投光器 １５ 走査モータ ２０ レベルセンサ ２１ レベルセンサ ２５ 傾動アーム ２６ 傾動アーム ３１ レベル調整モータ ３２ レベル調整モータ ３５ スクリューシャフト ３７ スライドナット ４１ スライドナット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光により基準平面を形成するレー
   ザ測量機に於いて、レーザ光を投光するレーザ投光器
   と、該投光器を整準する駆動機構と、表示器とを有し、
   前記駆動機構の整準状態の進行に対応させ、前記表示器
   に表示させる内容を変更する様構成したことを特徴とす
   るレーザ測量機。