JPH0560561A - 自動整準装置 - Google Patents

自動整準装置

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JPH0560561A
JPH0560561A JP22305491A JP22305491A JPH0560561A JP H0560561 A JPH0560561 A JP H0560561A JP 22305491 A JP22305491 A JP 22305491A JP 22305491 A JP22305491 A JP 22305491A JP H0560561 A JPH0560561 A JP H0560561A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で自動的に傾斜台を水平にするこ
とができ、作業能率を向上することができる測量機等用
自動整準装置を得る。 【構成】 架台33上においてY軸を傾斜可能に支持さ
れた傾斜台31、この上に固定された架台25上におい
て前記Y軸と直交するX軸を傾斜可能に支持された傾斜
台21と、前記Y軸及びX軸方向にそれぞれスライド可
能で傾斜台31、21の下面に滑り込ませて傾斜台3
1、21を各傾動させる楔部材34等と、楔部材34等
をそれぞれスライドするステッピングモータ50Y等
と、傾斜台21に設置され傾斜台31、21の傾斜量を
検出するX−Y傾斜検出器60と、その検出値に応じて
ステッピングモータ50Y等により楔部材34等をスラ
イドし傾斜台21を水平状態にする制御手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、測量機等に用いられる
自動整準装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば測量機を使用するには、水平状態
に設置することが必要で、この測量機を水平に保持する
装置として整準装置がある。従来の整準装置は傾斜台が
3本の支柱で支持され、支柱による傾斜台の高さをそれ
ぞれ手動で調整することにより傾斜台を傾斜調整するよ
うになっている。傾斜台には気泡管が設けられ、この気
泡管を見て傾斜台を水平状態とするものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の整準装
置によれば、機械が少し傾くと、作業者がいちいち手動
で整準しなければならないので、面倒であり、また、初
心者や扱いなれていない作業者では、3本の調整ネジで
気泡を気泡管の中央にする操作は大変判りにくく、調整
に時間がかかるという課題があった。
【0004】本発明は従来のこのような課題を解決する
ことをその目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願発明は、上記の目的
を達成するために、傾斜角を検出する傾斜検出器と該傾
斜検出器の出力により光学系の光軸を垂直又は水平にす
る自動傾斜装置とから成ることを特徴とする。
【0006】
【作用】傾斜検出器が傾斜角を検出すると、その検出し
た傾斜角に応じて自動傾斜装置を制御し、光軸を垂直又
は水平にする。
【0007】
【実施例】以下本発明の実施例を図面につき説明する。
図1乃至図3はレーザプレーナに適用された本発明の一
実施例を示す。同図において、1は手動整準装置2上に
設けた自動整準装置で、これはレーザプレーナ本体10
を担持するX軸傾動機構(以下X傾動機構という)20
と、該機構20を担持するY軸傾動機構(以下Y傾動機
構という)30とから成る。レーザプレーナ本体10
は、ベース11上に無接触(ブラシレス)モータ12に
よって回転可能に支承された回転台13が設けられ、該
回転台13にはペンタプリズム14が設けられている。
13aは軸受けベアリングであるベース11には開口1
6(図3)が開けられ、ベース11下方の下部ベース1
1bにはレーザ光源17が設けられ、レーザ光源17か
らのレーザ光(矢印で示す)は開口16を通って楔プリ
ズム15(図1、3)、ペンタプリズム14から水平方
向(符号l1)に出射する。この楔プリズム15はベー
ス11に設けられ、その作用はレーザ光の回転で形成さ
れる平面がコウニングによって傘型になるのを補正する
機能をもったものである。尚、レーザ光源17からの出
射光は後述のX傾斜台21に対して垂直方向に出射する
ようになっている。
【0008】X傾斜機構20は、レーザプレーナ本体1
0を担持するX傾斜台21と、このX傾斜台21の一側
縁部下面に滑り込んでX軸方向の前後にスライド可能な
X楔部材22と、このX楔部材22をスライド駆動させ
るボールネジ機構23とから成る。X楔部材22は先端
程厚さが薄くなっており、X傾斜台21の一側縁部は図
2に拡大して示すように、板ばね24によってX架台2
5に支持され、X傾斜台21とX架台25間には隙間d
xがあいており、したがって、X楔部材22のX軸方向
の前後へのスライドによってX傾斜台21は図2の矢印
Aに示すように傾動することができるようになってい
る。尚、X傾斜台21は、X架台25から突設されてX
傾斜台21を貫通して上方に延びるピン26に装着され
た圧縮コイルばね27によりX楔部材22に押圧されて
いる。ボールネジ機構23はX軸方向に沿って延びるボ
ールねじ23aと、このボールネジ23aに組付き、X
楔部材22と一体化されているスライドユニット23b
とから成り、ボールネジ23aはカップリング28を介
してステッピングモータ50Xによって駆動されるよう
になっており、かくてX楔部材22はX軸方向に移動
し、X傾斜台21を傾動する。図1において、29a、
29bはX楔部材22のスライド方向の前後位置に設け
たリミットスイッチで、X傾斜台21の傾動調整範囲を
設定するためのものである。X傾斜台21にはX−Y傾
斜検出器60が設置されており、これはX傾斜台21の
X軸、Y軸傾斜量を読み取りマイクロコンピュータ40
(図6)に出力するようになっている。
【0009】Y傾動機構30は図3に明示するように、
X架台25を担持するY傾斜台31の1側縁部が板ばね
32によってY架台33上に支持され、他側縁部がY楔
部材34によって担持されている。Y楔部材34はボー
ルネジ機構35の一部であるスライドユニット35bに
一体化され、ステッピングモータ50Yによりカップリ
ング36を介してボールネジ35aが回転し、これによ
ってY楔部材34がY軸方向の前後にスライドしてY傾
斜台31がY軸を傾動するようになっている。図3にお
いて、37a、37bはY傾斜台31のY軸傾動調整可
能範囲を設定するリミットスイッチである。
【0010】前記X−Y傾斜検出器60は、図4(a)
(b)に示すように、上部内面が球状の凹面に形成され
た透明容器601に気泡602と透明液体603とを封
入してなる気泡管604と、気泡管604に向けて下方
より(上方よりでもよい)光を照射する送光部605
と、該気泡管604を透過した光を電気信号に変換する
受光素子606と、該受光素子606の出力より傾斜角
を演算する演算部607とを備え、受光素子606は、
例えば、4個の位置検出用受光部606aと気泡影60
2aの可動範囲外に配置された参照用受光部606bと
で構成されたもの(特開平2−42310号、特開平2
−42311号公報参照)である。これによると、気泡
が枠の端に接するまで使用できるが、気泡管604の凹
面の曲率半径の大きさによって精度及び傾斜範囲が決ま
る。即ち、曲率半径が大きくなると精度は高くなるが、
傾斜範囲は小さくなり、曲率半径が小さくなると精度は
悪くなるが、傾斜範囲は大きくなる。今、精度を±2″
程度とすると、約7.5′の傾斜で気泡が枠に接し、そ
れから約15′まで気泡がつぶれて変形し、出力が変化
するから、自動整準させるには15′の範囲内に手動で
装置を水平にする必要がある。そこで、気泡が中心から
移動して枠体に接する位置になる場合と、接してから更
に傾斜した場合とに分けて考える。前者の場合は、傾斜
が約7.5′以内に相当し、後者の場合、気泡が枠体に
接してからさらに約7.5′の傾斜でX楔部材22、Y
楔部材34がリミットスイッチ29a、29b及び37
a、37bに接触する。それ以上傾いているとき更にX
楔部材22、Y楔部材34を移動したいが前述のリミッ
トスイッチがあるため傾けられない。そこで手動で1
5′以内に気泡を移動するようにする。気泡が15′以
内に入るとX−Y傾斜検出器60が気泡の位置を検出し
マイクロコンピュータ40の出力により気泡が中心に移
動するように、X、Y楔部材22、34を移動する。そ
して前記検出器60の出力が零の時ステッピングモータ
50X、50Yの回転を止める。
【0011】X、Y楔部材22、34は、一端から他端
まで移動すると、X傾斜台21、Y傾斜台31は30′
傾斜する。したがって中心からであると±15′の傾斜
をさせることができる。即ち、例えばX軸のみについて
説明すると、図5に示すように、±7.5′以内ではほ
ぼリニアに電圧が変化する(実際は例えば3′から変化
が緩やかになる)が、7.5′傾斜すると気泡が管の端
にぶつかり、それより気泡は移動しないがつぶれ始める
ので、僅かではあるが出力電圧が変化する。リミットス
イッチ29a、29bは15′で作動するので、15′
以内に装置全体を水平になるようにレーザプレーナ本体
を設置する。15′以内にするには、手動整準装置2に
よりこの範囲内に気泡を位置させる必要があり、X傾斜
台21の最大傾斜量を15′に設定しておけば、自動整
準を行なわせることができる。
【0012】気泡管の凹面の曲率半径と楔の傾斜を変え
ることによって更に大きな傾斜も自動整準できる。
【0013】また、手動整準装置の2本の調整ネジに歯
車を設け、該歯車と螺合し且つモータ軸に設けた歯車を
介してモータで2本の調整ネジを回わすことにより自動
整準をさせることができる。この自動整準を精度よくさ
せるには調整ネジのピッチを0.5mmまたは0.3mmに
しておけばよい。
【0014】図5において、±7.5′の範囲内では、
傾斜角と出力電圧との関係はほぼリニアな変化なので、
内挿法により秒まで内挿できるが、メモリを必要とする
ので、例えば±3′以内を密に内挿し、その外側を疎に
内挿するようにすればメモリ容量を少なくでき計算も早
くなる。±3′の信号は基準電圧と比較すれば容易に得
られる。
【0015】図6はレーザプレーナに適用された本発明
自動整準装置の一実施例のブロック図である。前記X−
Y傾斜検出器60、リミットスイッチ29a、29b、
37a、37bはいずれも制御手段としてのマイクロコ
ンピュータ40に接続され、マイクロコンピュータ40
にX軸及びY軸傾斜量及びリミットスイッチ29a、2
9b、37a、及び37bの作動信号が入力するように
なっており、マイクロコンピュータ40はX、Y傾斜台
21、31の傾斜に応じてX、Y傾斜台21、31が水
平になるように駆動ユニット51を介してステッピング
モータ50X、50Yを駆動する。
【0016】前記レーザ光源17及びビームモータ12
はそれぞれ出射制御部17a及び回転制御部12aを介
してマイクロコンピュータ40に接続されており、また
ブザー41及び警報ランプ42もマイクロコンピュータ
40に接続されている。
【0017】この装置の作動を図7に示すフローチャー
トで更に詳細に説明すると、まずステップ70で内蔵蓄
電池(図示しない)をチェックし、その電圧が適正値な
らステップ71でリミットスイッチ29a、29b、3
7a、37bがオンか否かをチェックする。否のときに
は、ステップ72でX軸、Y軸の傾斜量が±3′より大
きいか否かを判別する。否であるときはステップ73に
移ってステッピングモータ50X、50Yの駆動ユニッ
ト51に信号を出力し、ステッピングモータ50X、5
0Yを回転させる。そしてステップ74においてX軸、
Y軸の傾斜が2″以内か否かを判別し、否であるときは
ステップ73に戻り、傾斜が2″以内になるまでステッ
ピングモータ50X、50YによってX、Y傾斜台2
1、31の傾動調整を行なう。ステップ74でX、Y傾
斜台21、31の傾斜が2″以内になると、ステップ7
5に移って無接触モータ12を駆動させるとともにレー
ザ17を作動する。次いでステップ76に移り、無接触
モータ12が適正回転か否かをチェックし、適正回転で
あればステップ70に戻り、無接触モータ12が停止等
適正回転でないときはステップ77で無接触モータ12
が停止し、かつレーザ光源17の点灯も停止し、ステッ
プ76に戻る。
【0018】X軸、Y軸の傾斜量が±3′より大きく±
15′未満であるときは、傾斜量が3′より小さくなる
までステップ85−86−87−85の循環を行なわ
せ、3′より小さくなるとステップ73に移り、以後、
傾斜量が3′より小さいときと同様に作動する。尚、±
3′より大きく±15′未満で、リミットスイッチ29
a、29b、37a、37bのどれかが故障してオンの
ままであるときは、ステップ86−83−71−82に
移り、警報ランプ42を点灯させる。
【0019】ステップ70で蓄電池電圧が低いときはス
テップ81に移り蓄電池充電不足表示の警報ランプ42
を点灯し、ステップ70に戻る。
【0020】レーザプレーナ本体10の傾斜がX、Y楔
部材22、24により調整できない15′以上であっ
て、リミットスイッチ29a、29b、37a、37b
のどれかがオンのときは、ステップ71から82に移っ
て無接触モータ12を回転させないまま警報ランプ42
を点灯し、リミットスイッチ29a、29b、37a、
37bのどれかがオンをオフにする方向(逆回転方向)
にステッピングモータ50X、50Yを逆回転する(ス
テップ83)。リミットスイッチ29a、29b、37
a、37bのどれもがオフになると、ステップ71から
ステップ72に移る。レーザプレーナ本体10の傾斜は
15′以上であるので、ステップ84に移り、無接触モ
ータ12を回転させないまま、警報ランプ42を点灯
し、ステップ85において傾斜を調整する方向にステッ
ピングモータ50X、50Yを回転するので、リミット
スイッチ29a、29b、37a、37bのどれかがオ
ンになり、ステップ86を経てステップ83に移りステ
ップ71−72−84−85−86−83の繰り返しが
行なわれる。警報ランプ42の点灯により傾斜量が1
5′以上であることを知ったときは手動整準装置2によ
り15′以内にする。
【0021】レーザプレーナ本体10の傾斜が15′以
上であってリミットスイッチ29a、29b、37a、
37bがどれもオフのときは、ステップ71−72−8
4−85−86−83−71の繰り返しが行なわれ、警
報ランプ42の点灯により傾斜量が15′以上であるこ
とを知ることができるので、手動整準装置2により1
5′以内にする。
【0022】かくしてレーザプレーナ本体10の傾斜が
手動整準装置2により15′以内になった後は前述のよ
うに自動整準が行なわれる。
【0023】
【発明の効果】本発明は上述の通り構成されているの
で、簡単な構成で自動的に傾斜台を水平にすることがで
き、作業能率が向上する等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 レーザプレーナに適用された本発明の一実施
例を正面から見た一部截断側面図
【図2】 図1に示す一実施例の一部拡大図
【図3】 図1の右方から見た断面図
【図4】 (a)はX−Y傾斜検出器の概略説明図、
(b)はその受光素子と気泡影の位置関係図
【図5】 図4に示すX−Y傾斜検出器の傾斜角一出力
特性図
【図6】 図1に示す一実施例のブロック図
【図7】 図1に示す一実施例のフローチャート
【符号の説明】
1 自動整準装置 2 手動整準装置 10 レーザプレーナ本体 20 X傾動機構 21 X傾斜台 22 X楔部材 25 X架台 30 Y傾動機構 31 Y傾斜台 33 Y架台 34 Y楔部材 40 マイクロコンピュ
ータ 50X、50Y ステッピングモータ 60 X−Y
傾斜検出器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 傾斜角を検出する傾斜検出器と該傾斜検
    出器の出力により光学系の光軸を垂直又は水平にする自
    動傾斜装置とから成ることを特徴とする自動整準装置。
  2. 【請求項2】 前記傾斜検出器は光学的手段で構成され
    たことを特徴とする請求項1記載の自動整準装置。
  3. 【請求項3】 前記光学的手段は上部内面が球状の凹面
    に形成された透明容器に気泡と透明液体とを封入してな
    る気泡管と該気泡管に向けて上方又は下方より光を照射
    する送光部と該気泡管を透過した光を電気信号に変換す
    る受光素子と該電気信号により傾斜角を算出する演算部
    とを備え、該受光素子を気泡影の可動範囲内の位置検出
    用受光部と可動範囲外の参照用受光部とで構成した請求
    項2記載の自動整準装置。
  4. 【請求項4】 前記自動傾斜装置は互いに直角方向に傾
    斜可能な第1の傾斜台と第2の傾斜台とを有することを
    特徴とする請求項1記載の自動整準装置。
  5. 【請求項5】 第1の架台上において一軸を傾斜可能に
    支持された第1の傾斜台と、該第1の傾斜台の上に固定
    された第2の架台上において前記一軸と直交する他軸を
    傾斜可能に支持された第2の傾斜台と、前記他軸方向及
    び一軸方向にそれぞれスライド可能で前記第1及び第2
    の傾斜台の下面に滑り込ませて第1及び第2の傾斜台を
    各傾動させる第1及び第2の楔部材と、第1及び第2の
    楔部材をそれぞれスライドさせる第1及び第2の駆動手
    段と、前記第2の傾斜台に設置され、第1及び第2の傾
    斜台の傾斜量を検出する傾斜検出器と、該傾斜検出器の
    検出値に応じて前記第1及び第2の駆動手段を介して第
    1及び第2の楔部材のスライド量を制御し第2の傾斜台
    を水平状態にする制御手段とを備えたことを特徴とする
    請求項1記載の自動整準装置。
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