JPH0712624A - 大型治工具の水準面監視装置 - Google Patents

大型治工具の水準面監視装置

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JPH0712624A
JPH0712624A JP15892093A JP15892093A JPH0712624A JP H0712624 A JPH0712624 A JP H0712624A JP 15892093 A JP15892093 A JP 15892093A JP 15892093 A JP15892093 A JP 15892093A JP H0712624 A JPH0712624 A JP H0712624A
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和英 田辺
Katsuo Fuchi
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英治 浜
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春男 箕浦
Hironori Mitsuda
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型治工具の変形を高い精度、かつリアルタ
イムで監視することができる大型治工具の水準面監視装
置を提供する。 【構成】 大型治工具1の各脚部1aには、光センサな
どの変位センサ3が取付けられており、各変位センサ3
の測定領域に対応して連通管4の鉛直管5が設けられ
る。各変位センサ3から出力される信号は、信号中継器
20に集められ、さらにデータ処理装置21に入力され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大型治工具が設置され
た地盤に経時変化によって不同沈下が生じて、大型治工
具に公差範囲を超える変形が生じたか否かを監視するた
めの大型治工具の水準面監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、航空機や船舶などの大型構造物を
組立てる際に、各部品を高精度で位置決めするための大
型治工具が用いられている。このような大型治工具は、
設置面積が大きくなるため、地盤変動の影響を受けやす
く、特に地盤の不同沈下によって大型治工具の脚部が部
分的に沈下して、大型治工具が時間経過とともに変形す
る傾向にある。
【0003】そのため、たとえば年1回毎の定期検査を
行って、トランシットなどの測量機器を用いて大型治工
具の変形具合を測定しながら、各脚部に設けられたスク
リュージャッキを調整することによって、地盤沈下によ
る変形を修正している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、部品の
組立精度が高くなると、定期検査による修正だけでは大
型治工具の精度を維持することが難しいという課題があ
る。そのため、大型構造物の組立前、またはリアルタイ
ムで大型治工具の変形を監視したいという要求がある。
【0005】また、従来の測量機器を用いて変形を監視
する場合、多数の人手と時間を必要とし、しかも測定精
度および再現性があまり良好でないという課題がある。
【0006】本発明の目的は、前述した課題を解決する
ため、大型治工具の変形を高い精度、かつリアルタイム
で監視することができる大型治工具の水準面監視装置を
提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、大型治工具の
各支持部に設置された複数の変位センサと、各変位セン
サの測定領域に対応した複数の開口部を有し、内部に流
体を保持する連通管と、各変位センサから出力される信
号を処理するための信号処理装置とを具備することを特
徴とする大型治工具の水準面監視装置である。
【0008】また本発明は、前記連通管の開口部におい
て、流体の液面高さに応じて上下移動するフロートが設
けられることを特徴とする。
【0009】さらにまた本発明は、前記変位センサが光
学的センサであって、前記フロートの上面に光反射性部
材が設けられることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明に従えば、大型治工具の各支持部に複数
の変位センサが設置され、各変位センサに対応した複数
の開口部を有する連通管が設けられ、この連通管の内部
には、たとえば水や油などの流体が保持されている。し
たがって、連通管の各開口部から臨む流体の液面高さが
全て同一になって基準面が得られ、この液面高さに対す
る距離変動を各変位センサが測定することによって、当
該基準面に対する大型治工具の局所変形をリアルタイム
で計測することができる。また、各変位センサから出力
される信号に対して信号処理装置が記憶や各種演算など
の処理を行うことによって、多量のデータの統計処理や
数値分析を高速に行うことが可能になる。
【0011】さらに、連通管の開口部において、流体の
液面高さに応じて上下移動するフロートを設けることに
よって、測定誤差となる流体の流れや振動がフロートの
慣性によって平均化されるとともに、液面を直接測定す
る場合に比べて検出能力が向上する。
【0012】また、変位センサとして光学的センサを用
いることにより、測定対象物への影響が少ない非接触方
式で測定することが可能になり、フロートの上面に光反
射性部材を設けることによって、変位センサでの受光量
が増加して、測定分解能やS/N比を向上させることが
できる。
【0013】
【実施例】図1は、本発明の一実施例である大型治工具
の水準面監視装置の構成を示す斜視図である。大型治工
具1は、多数の軸状部材が格子状に枠組みされ、たとえ
ば長さ12m、高さ7mという大きさになり、複数の脚
部1aを介して平坦な床面上に設置されている。なお、
理解容易のため、一部省略して図示している。
【0014】各脚部1aには、光センサなどの変位セン
サ3が固定されており、各変位センサ3の測定領域に対
応して、連通管4の鉛直管5が設けられる。連通管4の
内部には、水や油などの流体が注入されており、各鉛直
管5の上部付近に液面が位置するように全体の流体量が
調整される。なお、流体の蒸発や漏出を補うため、連通
管4の一部に一定量の流体を貯留するリザーブタンク6
が接続されている。
【0015】各変位センサ3から出力される信号は、大
型治工具1毎に信号中継器20に集められ、さらにコン
ピュータ、キーボードおよびモニタ装置などから成るデ
ータ処理装置21に入力される。
【0016】大型治工具1の定期検査や測定校正を行う
場合は、トランシット40による目視測量を行って、大
型治工具1の基準位置を設定している。
【0017】図2は、図1に示した脚部1a付近の部分
拡大図である。角柱状の脚部1aの底板13とボルト1
1とが互いに螺合しており、さらに六角形状のボルト頭
部12が床面に接地している円形プレート10の上に搭
載され、全体としてスクリュージャッキを構成してい
る。脚部1aを上下動させる場合は、ボルト頭部12を
スパナなどの工具を用いて回転させる。
【0018】この脚部1aの所定位置に、取付片14を
介して変位センサ3が取付けられる。一方、床面に連通
管4が配置され、その鉛直管5の開口部5aが各変位セ
ンサ3の測定領域に対応して設置される。こうして、変
位センサ3は、鉛直管5内の液面高さAと変位センサ3
の基準高さBとの間の距離Dを測定することができる。
なお、鉛直管5内に流体の液面高さに応じて上下移動す
るフロートを設けることが好ましく、このフロートの存
在によって液面の微少振動が平均化され、しかも変位セ
ンサの検出能力が高まる。
【0019】図3は図2の鉛直管5の部分断面図であ
り、図4はその部分斜視図である。鉛直管5の中に保持
されている流体9の液面近傍に、ポリプロピレンなど比
重が1より小さく、かつ揆水性の材質から成るフロート
7が浮かんでおり、姿勢安定のために円柱の下端部が円
錐状に形成された形状を有している。フロート7の上面
には、たとえば白色のアルミナセラミックなどから成る
光反射性板8が固定されている。
【0020】変位センサ3として光センサが用いられる
例を説明すると、半導体レーザなどの光源31からレン
ズなどの光学系を介して光ビーム32が、フロート7の
光反射性板8に向かって略垂直に照射される。そして、
光反射性板8での散乱光33がレンズなどの光学系を介
して、PSD(光位置検出素子)やCCD(電荷結合素
子)などの受光素子34で受光される。次に、処理回路
35が受光素子34で受光したスポット光の重心座標を
演算して、アナログ信号またはデジタル信号として出力
する。ここで、変位センサ3の全体またはフロート7の
少なくとも一方が上下方向に相対的に変位すると、受光
素子34でのスポット光が移動するため、この移動量を
三角法を用いて換算することによって、図2中の距離D
を算出することができる。
【0021】図5は、フロート7の他の例を示す部分断
面図である。図5のフロート7は、図3のものと比べ
て、下端部の円錐部分に円形の鍔7aが形成されている
点が相違する。この鍔7aの外径は、鉛直管5の内径よ
り若干小さくなるように設計されており、流体9の液面
が振動したりフロート7と流体9との表面張力によっ
て、フロート7の中心と鉛直管5の中心との位置ずれが
生ずることを防止することができる。
【0022】図6は、本発明に係る大型治工具の水準面
監視装置の動作を説明するための概略図である。先ず、
図6(a)において、床面高さFLが一様な地盤の上に
大型治工具1を設置した場合、連通管4の液面高さAか
ら各変位センサまでの距離Dが測定され、各変位センサ
毎に図1のデータ処理装置21に入力され、このときの
値を各変位センサ毎の基準距離として記憶しておく。
【0023】次に、経時変化により地盤が局所的に沈下
した場合、床面高さFLが曲面に変化して、大型治工具
1が自重によって変形することになる。床面の上に設置
された連通管4も地盤沈下に応じて変形するが、各開口
部における流体の液面高さAは常に水準面を保つ。一
方、大型治工具1の脚部に取付けられた変位センサの位
置は、地盤沈下に応じて変化するため、各変位センサは
図6(a)の状態で記憶された基準距離とは異なる測定
値D1〜D5を出力する。したがって、各測定値D1〜
D5と各変位センサ毎の基準距離とを比較してそれぞれ
差を演算することによって、各脚部での上下変位量を計
測することができる。計測された上下変位量のうち最大
変位と最小変位の差が、閾値としてたとえば250μm
を超えた場合に、音やランプ表示で警報を出すことによ
って、作業者に異常を告知することも可能である。
【0024】なお、各変位センサ3の出力がデータ処理
装置21にデジタル値として入力される場合、一定周期
毎にサンプリングされて取込まれる。したがって、連通
管4内の液面振動の影響を避けるため、たとえば20個
のサンプリング値を移動平均することが好ましい。ま
た、計測されたデータの経時変化や分布を統計的に分析
することによって、地盤沈下の傾向を推定することも可
能である。
【0025】また、環境の温度変動によって脚部が熱膨
張することが想定されるが、大型治工具1の近傍に温度
センサを設けるとともに、大型治工具1の材質に応じた
熱膨張係数に基づいて熱膨張量を算出して、各変位セン
サの出力を補正することによって、高精度の計測を実現
することができる。
【0026】こうして、各脚部における上下変位量が計
測された後、図2に示すスクリュージャッキを調整し
て、各上下変位量が全て一定の値、たとえば零に設定す
ることによって、床面高さFLは曲面状に変化した状態
であっても、大型治工具1の脚部の水準面を全て一定に
保つことができる。
【0027】なお、以上の実施例において変位センサが
光センサである例を説明したが、液面またはフロートか
らの距離を測定できるものであれば足り、たとえば静電
容量や磁界などの変化を用いた変位センサでも構わな
い。
【0028】
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、基
準面に対する大型治工具の変形をリアルタイムで、かつ
高精度で監視することができるため、大型治工具の精度
を常に維持することができる。また、計測された上下変
位量をデータ処理することによって、地盤沈下の傾向を
把握することが可能になり、大型治工具の精度向上に役
立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である大型治工具の水準面監
視装置の構成を示す斜視図である。
【図2】図1に示した脚部1a付近の部分拡大図であ
る。
【図3】図2の鉛直管5の部分断面図である。
【図4】図2の鉛直管5の部分斜視図である。
【図5】フロート7の他の例を示す部分断面図である。
【図6】本発明に係る大型治工具の水準面監視装置の動
作を説明する概略図である。
【符号の説明】
1 大型治工具 1a 脚部 3 変位センサ 4 連通管 5 鉛直管 5a 開口部 6 リザーブタンク 7 フロート 7a 鍔 8 光反射性板 9 流体 10 円形プレート 11 ボルト 12 ボルト頭部 13 底板 14 取付片 20 信号中継器 21 データ処理装置 31 光源 34 受光素子 35 処理回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泓 勝夫 岐阜県各務原市川崎町1番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内 (72)発明者 浜 英治 岐阜県各務原市川崎町1番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内 (72)発明者 箕浦 春男 岐阜県各務原市川崎町1番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内 (72)発明者 満田 博宣 岐阜県各務原市川崎町1番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大型治工具の各支持部に設置された複数
    の変位センサと、 各変位センサの測定領域に対応した複数の開口部を有
    し、内部に流体を保持する連通管と、 各変位センサから出力される信号を処理するための信号
    処理装置とを具備することを特徴とする大型治工具の水
    準面監視装置。
  2. 【請求項2】 前記連通管の開口部において、流体の液
    面高さに応じて上下移動するフロートが設けられること
    を特徴とする請求項1に記載の大型治工具の水準面監視
    装置。
  3. 【請求項3】 前記変位センサが光学的センサであっ
    て、前記フロートの上面に光反射性部材が設けられるこ
    とを特徴とする請求項2に記載の大型治工具の水準面監
    視装置。
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