JPH0569618U - Inclination detection device - Google Patents

Inclination detection device

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Publication number
JPH0569618U
JPH0569618U JP884692U JP884692U JPH0569618U JP H0569618 U JPH0569618 U JP H0569618U JP 884692 U JP884692 U JP 884692U JP 884692 U JP884692 U JP 884692U JP H0569618 U JPH0569618 U JP H0569618U
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JP
Japan
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container
detecting device
optical sensor
sphere
magnet
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Pending
Application number
JP884692U
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Japanese (ja)
Inventor
秀俊 木下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意の方向の傾斜角度を精度良く検出できる
傾斜検出装置を提供することを目的とする。 【構成】 表面が光を反射する磁性体からなる球体1
と、前記球体を格納し中央下部に磁石3を固定した容器
5と、前記容器5の上部に固体された光センサ4を有
し、前記磁石3が前記容器5の傾斜に応じて前記球体1
を所定位置に保持し、かつ、前記光センサ4は前記球体
1の位置に応じて一定の出力電圧を発生する。
(57) [Abstract] [Purpose] It is an object of the present invention to provide a tilt detecting device capable of accurately detecting a tilt angle in an arbitrary direction. [Structure] Sphere 1 whose surface is made of a magnetic material that reflects light
And a container 5 in which the sphere is stored and a magnet 3 is fixed to the lower center, and an optical sensor 4 which is solidified on the upper part of the container 5, and the magnet 3 corresponds to the inclination of the container 5
Is held at a predetermined position, and the optical sensor 4 generates a constant output voltage according to the position of the sphere 1.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、ある部材または構造体などが水平状態から一定角度以上傾斜したと きに、その傾斜を検出するための傾斜検出装置に関する。 このような傾斜検出装置は、たとえば高所作業車が3°以上傾斜したとき、ま たは建設作業車が10°以上傾斜したときに警告を発する場合などに使用される 。 The present invention relates to a tilt detecting device for detecting a tilt of a certain member or structure when it is tilted from a horizontal state by a certain angle or more. Such an inclination detecting device is used, for example, when a warning is issued when a work vehicle tilts at an angle of 3 ° or more or a construction work vehicle tilts at an angle of 10 ° or more.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

この種の従来の傾斜検出装置としては第5(a)図〜第7(b)図に示すもの が知られている。 第5図に示す傾斜検出装置は、密封容器01の中に水銀02と端子03,04 とを封入した水銀スイッチである。この水銀スイッチは第5(a)図に示す水平 状態ではオフであるが、第5(b)図に示す左下がりの傾斜状態では端子03, 04間を水銀02が接続してオンになる。したがって、左下がりに所定角度以上 傾斜した場合には、それを検出することができる。 As this type of conventional inclination detecting device, ones shown in FIGS. 5 (a) to 7 (b) are known. The inclination detecting device shown in FIG. 5 is a mercury switch in which a mercury 02 and terminals 03 and 04 are enclosed in a sealed container 01. This mercury switch is off in the horizontal state shown in FIG. 5 (a), but is turned on when the mercury 02 is connected between the terminals 03 and 04 in the downward tilted state shown in FIG. 5 (b). Therefore, it is possible to detect when the vehicle tilts downward to the left by a predetermined angle or more.

【0003】 第6(a)図、第6(b)図に示す傾斜検出装置は、リードスイッチ05と容 器06内に封入された磁性流体07および磁性流体07中に浮かんだ磁石08と から構成されている。この傾斜検出装置を支持する部材が水平な状態(第6(a )図参照)では、リードスイッチ05は磁石08が接近した状態にあるのでオン であるが、傾斜状態(第6(b)図参照)ではリードスイッチ05は磁石08が 離れた遠方位置にあるのでオフである。 第7(a)図、第7(b)図に示す傾斜検出装置は、回動軸09周りに揺動 自在に支持された振子010に所定の形状のスリット011を形成し、このスリ ット011を挟んで発光素子012及び受光素子013を対向配置したものであ る。この第7(a)、第7(b)図に示す傾斜検出装置では、振子010が回動 軸09周りに所定角度以上回転すると受光素子013が発光素子012の光を受 光しなくなる。The inclination detecting device shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) includes a reed switch 05, a magnetic fluid 07 enclosed in a container 06, and a magnet 08 suspended in the magnetic fluid 07. It is configured. In a state in which the member supporting the inclination detecting device is horizontal (see FIG. 6 (a)), the reed switch 05 is on because the magnet 08 is in the approaching state, but in the inclined state (see FIG. 6 (b)). In the reference), the reed switch 05 is off because the magnet 08 is at a remote position apart from it. In the inclination detecting device shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), a slit 011 having a predetermined shape is formed in a pendulum 010 supported so as to be swingable around a rotation shaft 09, and this slit 011 is formed. A light emitting element 012 and a light receiving element 013 are arranged to face each other with 011 in between. In the tilt detecting device shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), when the pendulum 010 rotates about the rotation axis 09 by a predetermined angle or more, the light receiving element 013 does not receive the light of the light emitting element 012.

【0004】[0004]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

ところが、前記第5(a)図、第5(b)図に示した傾斜検出装置は、製品の バラツキが大きく、一定の傾斜角度で固定する(車体などに取り付ける)のが難 しい。また、一方向の傾斜しか検出することができず、水銀による公害を引き起 こすおそれがある。 However, in the tilt detecting device shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), there is a large variation in products, and it is difficult to fix the product at a constant tilt angle (attach it to the vehicle body or the like). In addition, it can detect only one direction of inclination, which may cause pollution by mercury.

【0005】 また、前記第6(a)図、第6(b)図に示した磁性流体を用いた傾斜検出装 置は、リードスイッチの感度のバラツキが大きく、リードスイッチがON、OF Fする動作タイミングのヒステリシスも大きい。したがって、小さな傾斜角度を 正確に検出することは困難である。さらに、磁性流体は温度特性が悪いため温度 が変化するとON、OFFのタイミングが変化してしまう。Further, in the inclination detecting device using the magnetic fluid shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the reed switch has a large variation in sensitivity, and the reed switch is turned on and off. The hysteresis of the operation timing is also large. Therefore, it is difficult to accurately detect a small tilt angle. Further, since the magnetic fluid has poor temperature characteristics, when the temperature changes, the ON / OFF timing changes.

【0006】 また、第7(a)図、第7(b)図に示す傾斜検出装置は、振子を支持する回 転軸周りの傾斜角度は検出できるが、回転軸に垂直な軸周りの傾斜は検出するこ とができないという問題点がある。Further, the tilt detecting device shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b) can detect the tilt angle around the rotation axis that supports the pendulum, but tilts around the axis perpendicular to the rotation axis. Has the problem that it cannot be detected.

【0007】 本考案は、これらの問題点を解決するために創案されたものであり、全周方向 の傾斜角度を精度よく検出できる傾斜検出装置を提供することを目的とする。The present invention was devised to solve these problems, and an object of the present invention is to provide an inclination detection device capable of accurately detecting the inclination angle in the entire circumferential direction.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記の問題点を解決するため、本考案の傾斜検出装置は、次のような構成を有 する。即ち、表面が光を反射する磁性体からなる球体と、前記球体を格納し中央 下部に磁石を固定した容器と、前記容器の上部に固体された光センサを有し、前 記磁石が前記容器の傾斜に応じて前記球体を所定位置に保持し、かつ、前記光セ ンサは前記球体の位置に応じて一定の出力電圧を発生することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the inclination detecting device of the present invention has the following configuration. That is, it has a spherical body made of a magnetic material whose surface reflects light, a container in which the spherical body is housed and a magnet is fixed in the lower central part, and an optical sensor which is solidified in the upper part of the container. The sphere is held at a predetermined position in accordance with the inclination of the sphere, and the optical sensor generates a constant output voltage according to the position of the sphere.

【0009】[0009]

【作用】 前述の構成を備えた本考案の傾斜検出装置は、前記容器を建設車両の車体等の 構造体に固定して使用される。 水平時、前記球体は前記容器下部の磁石に吸引され容器の中央にある。前記光 センサは前記容器の上部に固定されており、このとき球体との距離は最短である 。前記容器が前記車体などとともに傾斜した場合、前記球体は傾斜方向に転がろ うとするが前記磁石により容器中央に吸引されているため力がつりあう点までし か動かない。このとき、球体と光センサの相対位置関係が変化し、光センサの検 出信号が変化する。この検出信号の変化により、前記容器を固定した車体等の傾 斜が検出される。The tilt detecting device of the present invention having the above-described structure is used by fixing the container to a structure such as a vehicle body of a construction vehicle. When horizontal, the sphere is in the center of the container as it is attracted by the magnet below the container. The optical sensor is fixed to the upper part of the container, and at this time, the distance from the sphere is the shortest. When the container tilts together with the vehicle body or the like, the sphere tends to roll in the tilting direction, but since it is attracted to the center of the container by the magnet, it moves only to the point where the forces are balanced. At this time, the relative positional relationship between the sphere and the optical sensor changes, and the detection signal of the optical sensor changes. The change in the detection signal detects the tilt of the vehicle body or the like to which the container is fixed.

【0010】[0010]

【実施例】【Example】

本考案の一実施例を第1図および第2図を用いて説明する。 第1図(a)は傾斜検出装置が水平な状態にある場合を、第1図(b)はこの ときのA−A断面図を示す。また、第2図は傾斜検出装置が傾斜した状態にある 場合を示す。第1図、第2図において1は表面がある程度光を反射するように磨 かれた鉄球、2は鉄球1を回動自在に収納した内容器、5は鉄製の外容器、3は 内容器2の中央下部に埋設され下部が外容器5に接している円柱形状の永久磁石 、4は内容器2の中央上部に外容器5の凸部に接して固定された光センサである 。ここで、当該光センサ4は第3図に示すように発光回路4aと光検出回路4b 及び発光回路4aと光検出回路4b上にそれぞれ備え付けられた光学レンズ4c 、4dから構成されている。第4図は光センサ4を構成する発光回路4aと光検 出回路4bの具体的な回路構成を示すものである。同図に示すように発光回路4 aは抵抗と発光ダイオ−ドからなり、発光ダイオ−ドに所定の電流が流れること により外部に対して光を発する。また光検出回路4bは抵抗とフォトトランジス タからなり、当該フォトトランジスタに入射するの光の量に応じて出力端に発生 する電圧を変化させる。本実施例は外容器5を図示しない車両等に固定して使用 される。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 (a) shows a case where the inclination detecting device is in a horizontal state, and FIG. 1 (b) shows a sectional view taken along the line AA at this time. Further, FIG. 2 shows a case where the inclination detecting device is in an inclined state. In FIGS. 1 and 2, 1 is an iron ball whose surface is polished to reflect light to some extent, 2 is an inner container in which the iron ball 1 is rotatably accommodated, 5 is an iron outer container, and 3 is contents A cylindrical permanent magnet embedded in the lower central part of the container 2 and having the lower part in contact with the outer container 5 is an optical sensor fixed to the upper central part of the inner container 2 in contact with the convex part of the outer container 5. Here, as shown in FIG. 3, the photosensor 4 is composed of a light emitting circuit 4a, a photodetecting circuit 4b, and light emitting circuit 4a and optical lenses 4c, 4d provided on the photodetecting circuit 4b, respectively. FIG. 4 shows a specific circuit configuration of the light emitting circuit 4a and the photodetection circuit 4b which constitute the optical sensor 4. As shown in the figure, the light emitting circuit 4a is composed of a resistor and a light emitting diode, and emits light to the outside when a predetermined current flows through the light emitting diode. The photodetector circuit 4b includes a resistor and a phototransistor, and changes the voltage generated at the output end according to the amount of light incident on the phototransistor. In this embodiment, the outer container 5 is used by being fixed to a vehicle or the like not shown.

【0011】 次に本実施例の作用について説明する。図示しない車両等が傾斜すると第2図 のように外容器5が傾斜し、鉄球1は傾斜方向に転がろうとするが、前記磁石に より容器中央に吸引されるため、結局、鉄球1は重力と磁気吸引力がつりあう点 まで移動することとなる。そして、このつりあい点は傾斜の大きさに比例して容 器中央から遠ざかるため、鉄球1と光センサ4の相対位置関係も傾斜の大きさに 比例して変化する。一方、発光回路4aからでた光はレンズ4cを通り鉄球1の 反射面に当たって反射し、レンズ4dを通って光検出回路4bに入射するが、そ の光の量は鉄球1と光センサ4の相対位置関係によって変化する。即ち、鉄球1 が光センサ4の真下にある場合は当該光センサに入射する光の量が多く、また鉄 球1が光センサ4から遠ざかるほど入射する光の量は少なくなる。かかる場合第 4図に示すように構成された光検出回路4bを用いることによって入射した光の 量に応じた、従って鉄球の位置に応じた電圧を取り出すことが可能となる。Next, the operation of this embodiment will be described. When a vehicle (not shown) tilts, the outer container 5 tilts as shown in FIG. 2 and the iron ball 1 tries to roll in the tilting direction, but the magnet attracts the iron ball 1 to the center of the container, so that the iron ball 1 is eventually drawn. Will move to the point where gravity and magnetic attraction force balance. Since this balance point moves away from the center of the container in proportion to the inclination, the relative positional relationship between the iron ball 1 and the optical sensor 4 also changes in proportion to the inclination. On the other hand, the light emitted from the light emitting circuit 4a passes through the lens 4c, strikes the reflecting surface of the iron ball 1, is reflected, and passes through the lens 4d and is incident on the light detecting circuit 4b. 4 varies depending on the relative positional relationship. That is, when the iron ball 1 is directly under the optical sensor 4, the amount of light incident on the optical sensor is large, and as the iron ball 1 is farther from the optical sensor 4, the amount of incident light is smaller. In such a case, by using the photodetector circuit 4b configured as shown in FIG. 4, it becomes possible to extract a voltage according to the amount of incident light, that is, according to the position of the iron ball.

【0012】 なお、本実施例の傾斜検出器をある設定角度以上傾斜したときにONするよう な傾斜検出器として用いる場合、その回路構成としては、光検出回路4bの出力 電圧をある設定電圧と比較する比較回路を設け、光検出回路4bの出力電圧が設 定電圧より小さくなったとき、比較回路からの出力をONとするように構成すれ ばよい。When the tilt detector of this embodiment is used as a tilt detector that is turned on when tilted by a certain set angle or more, the circuit configuration is such that the output voltage of the photodetector circuit 4b is set to a certain set voltage. A comparison circuit for comparison may be provided so that the output from the comparison circuit is turned on when the output voltage of the photodetector circuit 4b becomes lower than the set voltage.

【0013】 上記実施例では発光回路として発光ダイオ−ドを用いたが、これは発光ダイオ −ドに限るものではなくレ−ザ−等、光を発生されるものであればよい。また、 鉄球1が急峻な振動などに敏感に反応し過ぎると困るような用途には、ダンパ効 果を持たせるために鉄球1の動く空間にシリコンオイルなどの流体を満たしてお けば良い。Although the light emitting diode is used as the light emitting circuit in the above embodiment, the light emitting diode is not limited to the light emitting diode, and any light emitting device such as a laser may be used. For applications where the iron ball 1 is too sensitive to sudden vibrations, etc., fill the space in which the iron ball 1 moves with a fluid such as silicone oil to have a damper effect. good.

【0014】 さらに、本実施例では永久磁石を使用しているが、磁石として電磁石を用いて も良く、また球体は磁石で構成してもよい。Furthermore, although a permanent magnet is used in this embodiment, an electromagnet may be used as the magnet, and the sphere may be formed of a magnet.

【0015】[0015]

【効果】【effect】

本考案の傾斜検出装置は次のような効果を有する。 1.リードスイッチなどの接触によるON,OFF動作がないので、動作が確 実で、ヒステリシスも小さい。 2.1つの光センサで全周方向の傾斜を検出できる。 3.傾斜の検出に光を利用しているため、公害の恐れがなく温度特性も良い。 4.構造が簡単なため、生産しやすく安価である。 5.球体と容器との間に軸受けなどの複雑な接合機構を有していないので、球 体がスムーズに動き、ON,OFF動作タイミングのヒステリシスが少な い。 The inclination detecting device of the present invention has the following effects. 1. Since there is no ON / OFF operation due to contact with a reed switch, the operation is accurate and the hysteresis is small. 2. One optical sensor can detect the tilt in all directions. 3. Since light is used to detect the inclination, there is no fear of pollution and the temperature characteristics are good. 4. The simple structure makes it easy to produce and inexpensive. 5. Since there is no complicated joining mechanism such as bearings between the sphere and the container, the sphere moves smoothly and there is little hysteresis in ON / OFF operation timing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の傾斜検出装置の一実施例を示し、
(a)はその水平状態に於ける縦断面図、(b)は
(a)に於けるA−A断面図である。
FIG. 1 shows an embodiment of the inclination detecting device of the present invention,
(A) is a longitudinal sectional view in the horizontal state, and (b) is an AA sectional view in (a).

【図2】本考案の傾斜検出装置の一実施例を示し、左方
向に傾斜した状態を示す図である。
FIG. 2 is a view showing an embodiment of a tilt detecting device of the present invention, showing a state of tilting to the left.

【図3】球体の位置により異なる検出信号を出力する光
センサの一実施例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of an optical sensor that outputs different detection signals depending on the position of a sphere.

【図4】光センサを構成する発光回路及び光検出回路の
一実施例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a light emitting circuit and a photodetector circuit which form an optical sensor.

【図5】水銀スイッチを用いた従来の傾斜検出装置を表
し、(a)はその水平状態における縦断面図、(b)は
その傾斜状態における縦断面図である。
5A and 5B show a conventional inclination detection device using a mercury switch, FIG. 5A is a vertical sectional view in a horizontal state, and FIG. 5B is a vertical sectional view in a inclined state.

【図6】リードスイッチと磁性流体を用いた従来の傾斜
検出装置を表し、(a)はその水平状態における縦断面
図、(b)はθだけ傾斜させたときの縦断面図である。
6A and 6B show a conventional inclination detecting device using a reed switch and a magnetic fluid, where FIG. 6A is a vertical sectional view in a horizontal state thereof, and FIG. 6B is a vertical sectional view when inclined by θ.

【図7】振子と発光素子および受光素子を用いた従来の
傾斜検出装置を表し、(a)はその正面図、(b)はそ
の側面図である。
7A and 7B show a conventional inclination detecting device using a pendulum, a light emitting element, and a light receiving element. FIG. 7A is a front view thereof, and FIG. 7B is a side view thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:鉄球 2:内容器 3:永久磁石 4:光センサ 5:外容器 1: Iron ball 2: Inner container 3: Permanent magnet 4: Optical sensor 5: Outer container

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 表面が光を反射する磁性体からなる球体
と、前記球体を格納し中央下部に磁石を固定した容器
と、前記容器の上部に固定され、前記球体の位置により
異なる検出信号を出力する光センサを備えたことを特徴
とする傾斜検出装置。
1. A spherical body made of a magnetic material whose surface reflects light, a container in which the spherical body is housed and a magnet is fixed to the lower central part, and a detection signal which is fixed to the upper part of the container and varies depending on the position of the spherical body. An inclination detecting device comprising an optical sensor for outputting.
JP884692U 1992-02-27 1992-02-27 Inclination detection device Pending JPH0569618U (en)

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