JPH0610614B2 - 測量機の自動追尾装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は電子セオドライト、トータルステーション等の
測量機の自動追尾装置に関するものである。

＜従来の技術＞ 近時、測量機の高性能化とコンピュータとのインターフ
ェースが可能となった事により、測点の移動中でも測量
機からのレーザ光線をターゲットに追随させて自動測量
を行う測量技術がシールドの自動測量等の他各種工事に
採用されている。

従来この種の測量に使用される測量機を第３図に示す。

この測量機Ａは例えば公知の測角測距儀であり、測点の
移動に合わせて水平方向および鉛直方向にレーザ光線の
発進方向と視準方向を常にターゲットの中心に自動制御
できる構造である。

具体的には、測量機Ａの本体の側部に鉛直方向と水平方
向の微調整用のつまみＥ、ＦにそれぞれアダプタＤを介
して制御モータＢ、Ｃが二つ取り付けられている。

そして、測点に取り付けたターゲットの移動に合わせて
遠隔操作またはコンピュータからの駆動指令を各制御モ
ータＢ、Ｃが受けて駆動することにより、測量機Ａの水
平方向または鉛直方向の微調整用のつまみＥ、Ｆを回転
させて望遠鏡Ｇの視準方向を測点の移動に追随させる構
造である。

＜本発明が解決しようとする問題点＞ 上記した測量機Ａの測量方向の制御技術には次のような
問題点が存在する。

（イ）制御モータＢ、Ｃの装着は、測量機Ａの機種やメ
ーカの製品に合わせてすべて個別に設計、加工しなけれ
ばならず多くの手数と経費を要する。

（ロ）制御モータＢ、Ｃは、一般にパルスモータ等が使
用されており、測量機Ａに直接固定されている。

そのため、制御モータＢ、Ｃの回転時に発生する震動が
測量機Ａに直接伝わる。

測量機Ａは微妙な精密機械であることから、制御モータ
Ｂ、Ｃの微小な震動が直接伝達する結果測量精度が低下
する。

（ハ）制御モータＢ、Ｃは測量機Ａの側部に突出した状
態で取り付けられる。

そのため、測量機Ａには回転中心軸に対して常に偏心し
て荷重がかかり続けることになる。

従って、測量機Ａを水平回転させた際に正確な精度が出
にくい。

（ニ）測量機Ａに組み込まれた鉛直、水平方向の微調整
用のつまみＥ、Ｆの調整能力はわずか６°程度である。

従って、後方を視準するときのように１８０°近く水平
回転を必要とするときには自動測定はまったく不可能で
あって、測量者が測量機Ａをセットしなおさなければな
らない。

同様に、ターゲットの移動距離が調整範囲の６°を越え
る場合には測量機Ａの追随が不可能となる。

＜本発明の目的＞ 本発明は以上のような問題点を解決するためになされた
もので、簡単な構造であって測量機の制御方向の範囲が
広く、かつ、測定精度の低下を防止できる測量機の自動
追尾装置を提供することを目的とする。

＜実施例＞ 以下、図面を参照しながら測量機の自動追尾装置（以
下、「制御装置」という）の一実施例について説明す
る。

＜イ＞制御装置の全体の説明 本発明の制御装置を第１図に示す。

この制御装置は、２枚の基板上でトランシット等の測量
基１を水平度を維持して支持する水平度調整機能と、測
量機１を水平方向に旋回する水平旋回機能および測量機
１の望遠鏡１１に鉛直方向の揺動機能を付与する鉛直旋
回機能より構成した装置である。

＜ロ＞水平度調整機能 ［基板］ 例えば、三角形の下部基板２と上部基板３を二枚平行に
配置する。

両基板２、３の頂部付近にはナット４１を環装した調整
ボルト４を植設する。

この調整ボルト４を調節することにより上部基板３の水
平度を調節できるよう構成する。

＜ロ＞水平旋回機能 上部基板３の上面中央に測量機１を載置して、上部基板
３の下面側から定着ボルト４２等の定着具で測量機１の
底部を締め付けて上部基板３に一体化させる。

測量機１は上部基板３上に中心軸を正確に固定されるだ
けで、回転は自由である。

［ターンテーブル］ さらに、上部基板３の上面にはベアリング５１を介して
ターンテーブル５を回転自在に登載する。

ターンテーブル５は中心に開口を有する円盤であり、中
心の開口は測量機１の底部を内挿可能な寸法に形成す
る。

ターンテーブル５の上面に突設した突起体５２と測量機
１の下部間を板体もしくは棒体等の連結体５３で連結
し、ターンテーブル５の回転を測量機１に伝達できるよ
う構成する。

［ターンテーブルの駆動技術］ 本実施例ではターンテーブル５の回転駆動技術として、
ターンテーブル５の周面に接触させて回転制御モータ５
４を配備する場合について説明する。

回転制御モータ５４は公知のパルスモータであり、上部
基板３の上面に植設した取り付け具５５上に垂下させて
取り付ける。

そして、回転制御モータ５４の回転軸にはゴム製の摩擦
ローラ５６を取り付け、ターンテーブル５の周面に圧着
状態で接触させる。

以上のように、回転制御モータ５４の回転をターンテー
ブル５に伝達して、測量機１を水平方向に旋回できるよ
う構成する。

なお、ターンテーブル５のその他の回転手段としてギア
の噛合によるものやベルトを巻掛する等公知の方法も採
用することができる。

＜ニ＞鉛直方向の揺動機能 本実施例では測量機１の望遠鏡１１等の仰角を制御する
ために次のような手段を採用する。

ターンテーブル５上には水平回転軸を有する仰角制御モ
ータ６を登載する。

仰角制御モータ６の回転軸の先端には円盤６１を取り付
ける。

そして、望遠鏡１１の一端と円盤６１の周縁部間を連結
棒６２で連結して、仰角制御モータ６の回転運動を上下
方向の往復運動に変換して望遠鏡１１の仰角を調整可能
に構成する。

なお、望遠鏡１１の仰角の制御手段としてボールねじ等
の公知の位置決め手段を採用することも可能である。

次に測量機の測量方向の制御方法について説明する。

＜イ＞ターゲットの作用 ターゲットの全面のスクリーンを照射しているレーザの
位置座標を、ＣＣＤ固体素子が検出し、センサから外れ
ているかどうか、コンピュータが判断する。

仮にレーザスポットがセンタから外れていれば、ＣＣＤ
固体素子の固有のＸＹ軸座標信号がコンピュータに入力
する。

コンピュータでレーザスポットのずれた方向と距離を演
算し、レーザスポットをセンタ内に修正するために測量
機１の二つの制御モータ５４、６に出力する。

＜ロ＞水平角の制御 ターゲットのコンピュータからの出力信号が回転制御モ
ータ５４に伝えられる。

回転制御モータ５４はコンピュータからのパルス信号の
カウント数だけ所定の方向に回転を開始してターンテー
ブル５を回転させる。

ターンテーブル５が修正方向に回転すると、ターンテー
ブル５と一体の測量機１が修正方向に旋回されて、ター
ゲットの中心に測量方向が修正される。

＜ハ＞仰角の制御 コンピュータからの出力信号が仰角制御モータ６に入力
すると、仰角制御モータ６はコンピュータからの出力信
号に従って回転を開始して、円盤６１と連結棒６２との
連結位置を上昇または降下させる。

その結果、望遠鏡１１は測量機本体の軸支点１２を中心
として揺動して、ターゲットの中心に測量方向が修正さ
れる。

＜効果＞ 本発明は以上説明したようになるから次のような効果を
期待することができる。

（イ）回転制御モータも仰角制御モータも直接測量機に
固定していない構造である。

従って、両制御モータの駆動時にも回転震動はほとんど
測量機に伝達せず、震動を大幅に低減できる。

その結果、両制御モータの震動による測量精度の低下を
著しく改善できる。

（ロ）回転制御モータと仰角制御モータを基板やターン
テーブル上に登載することにより、両制御モータを直接
測量機に固定する事が回避できた。

そのため、測量機本体に偏心した荷重がかかることを防
止でき、高精度の測量を行うことができる。

（ハ）測量機はターンテーブルと連結して回転自由であ
り、ターンテーブルは３６０°何回転でも無制限に回転
を続けることができる。

従って、従来の微調整タイプでは不可能であったバック
サイトを視準する場合も、測量機を再セットせずにター
ンテーブルを回転させることにより容易に行うことがで
きる。

（ニ）通常の測量機をそのまま制御装置に登載するだけ
であり、加工、ねじ切り、溶接等をまったく必要としな
い。

従って、測量機の機種やメーカに制限を受けずにどんな
ものでも直ちに取り付けて使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明に係る制御装置の一実施例の斜視説明図 第２図：その側面図 第３図：従来技術の説明図 １：測量機、２：下部基板、３：上部基板 ５：ターンテーブル、１１：望遠鏡

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平性の調整機能を有する基板上に、この
   基盤から独立して自由に回転する測量機を載置すると共
   に、 前記基板上に測量機と同軸で、かつ、基板から独立して
   回転自在の円盤状のターンテーブルを載置し、 ターンテーブルは基板上の測量機と接続可能に構成し、 ターンテーブル上には測量機の望遠鏡に連接して望遠鏡
   に鉛直方向の運動を付与する駆動手段を配置してなる、 測量機の自動追尾装置。