JPH09280864A - 自動水準台装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 傾斜角度ゼロの高い水平度が、自動姿勢制御
により確保できる自動水準台装置を提供する。 【解決手段】 表裏面を平面とし且つ中央部に鉛直点照
射用の穴1aを形成した基盤1 に対し、鉛直照射空間を確
保して揺動自在支持手段で結合した計測機器取付け用支
持盤2 の裏面に、水平直交二軸方向の水平度を、交流電
源から得るパルスにより直接電気信号で出力するように
した二軸水平センサS3又は二個の一軸水平センサS4を用
いて実質的に二軸水平センサS3とした水平度感知部3
と、該水平度感知部3 からの電気信号を変換したアナロ
グ信号がゼロとするように制御回転されるモータM と、
該モータM の制御回転により計測機器取付け用支持盤2
を水平に制御する運動伝達手段5 とを備えた水平制御手
段を配設し、自動姿勢制御により傾斜角度ゼロの高い水
平度が確保できる自動水準台装置の構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として一般測量
用に用いられるトランシット、測地測量に用いられる経
緯儀等の測量用機器を完全水平状態に設置するために使
用する自動水準台装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と課題】一般にトランシット、経緯儀等に
は、水準線を求めるための望遠水準器、磁北に対する方
位角を求めるための磁針が付属されたものが多いが、水
平精度は低いことから、水平二軸方向の傾斜を支持脚の
手動による伸縮調整によって補正する必要があり、精度
的にも作業能率的にも低い点に課題がある。

【０００３】また望遠鏡の視準線を水平に保ち、二地点
に垂直に立てた標尺の目盛りを読み取って地点の比高を
求めるレベル装置においては、安価で一般的な気泡水準
管が用いられているが、前記と同様、設置段階において
支持脚の手動による伸縮調整による補正が必要であるこ
と、視覚確認であること等から、精度が低く、水平設定
に時間がかかり、作業能率の点で劣る。

【０００４】さらに、気泡と電解液を封入した検知室内
に複数の電極板を設けて電気的に傾斜度を測定するよう
にしたセンサを付属させたものも開発されているが、測
定すべき軸方向以外の僅かな傾斜、センサの周囲温度の
変化による電解液の膨張、収縮による電極板への電解液
の接触量の変化、電解液の表面張力による接触面の不安
定化等が、精度誤差や再現性の誤差の要因となり、また
電解液の表面張力が大きいために応答速度が遅く、振動
などにより気泡が分割する現象を生じ、大きな誤差を生
じる危険性を含む点に課題がある。

【０００５】このため、最近では気泡管を用いないで高
精度を確保する器械をほぼ水準位置（±１０′程度）に
置くことにより自動的に視準線が精密に整準されるよう
にした機器も実用化されているが、このようなレベル装
置をそれぞれの機器に付属させることによって機器コス
トを高騰させる点に課題がある。

【０００６】本発明は、高い水平精度に設置することが
要求される測量用機器に共通使用でき、しかも気泡と電
解液を利用するものでありながら、誤差要因を解消し、
高い分解能と再現性及び安定検出を高め、自動姿勢制御
により傾斜角度ゼロの高い水平度が確保できるところの
自動水準台装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の自動水準台装置
は、水平精度の要求される測量用計器の台として使用す
るものであって、表裏面を平面とし且つ中央部に鉛直点
照射用の穴(1a)を形成した基盤(1) と計測機器取付け用
支持盤(2) とを、鉛直照射空間を確保した状態において
基盤(1) に対し揺動自在支持手段で結合した計測機器取
付け用支持盤(2) の裏面に、水平直交二軸方向の水平度
を、交流電源から得るパルスにより直接電気信号で出力
するようにした二軸水平センサ(S3)又は二個の一軸水平
センサ(S4)を用いて実質的に二軸水平センサ(S3)とした
水平度感知部(3) と、該水平度感知部(3) からの電気信
号を変換したアナログ信号がゼロとするように制御回転
されるモータ(M) と、該モータ(M) の制御回転により計
測機器取付け用支持盤(2)を水平に制御する運動伝達手
段(5) とを備えた水平制御手段(6) を配設したことを特
徴とする装置である。

【０００８】さらに詳細に説明すれば、溶媒として精製
水、溶質として硫酸マグネシウム、溶液として無水メタ
ノール、無水エタノールのいずれかを、電極相互間イン
ピーダンスが40〜50 KΩ程度となる比率で混合し、沸点
を高く又凝固点を低くした電解液(31)と、気泡(32)が封
入され、少なくとも室内壁内面が立体的面粗度が、JIS
Rmax 0.2S 以下の高い球面凹部(33)又は円弧内周面を有
する囲壁(38)に形成された絶縁材料からなる電極配設室
(34)の内底部(35)に、18K(Au) 等のイオン化傾向の低い
金属材料の表面を研磨して表面積を均一としたコモン電
極(36)を、常に電解液(31)に浸漬する高さとして貫通立
設し、該コモン電極(36)を中心とする周囲同一半径線上
に、前記コモン電極(36)と同様、18K(Au) 等のイオン化
傾向の低い金属材料の表面を研磨して表面積を均一とし
た偶数本の周囲電極(37)を、前記コモン電極(36)よりも
高く突出し等間隔でしかも球面凹部(33)の面に可能な範
囲で接近する長さとして貫通立設した二軸水平センサ(S
3)又は二個の一軸水平センサ(S4)を用いて実質的に二軸
水平センサ(S3)とした水平度感知部(3) と、先端を球体
支持部(10)とした固定軸柱(11)と、軸部に軸線方向のガ
イド長孔(12)を径方向に貫設した二本のガイド用中空支
柱(13)内に先端を球体支持部(10)とした直動軸(14)を直
動自在に支持した二組の組柱(15)と、制御用のモータ
(M) を支持した取付金具(16)の二組とを、平面中央に計
測機器取付用の中空アタッチメント(17)を設けた計測機
器取付け用支持盤(2) の裏面に、前記水平度感知部(3)
は気泡(32)を上として固定し、また前記固定軸柱(11)及
び二組の組柱(15)は計測機器取付け用支持盤(2) の中心
が重心となる三角形を形成する位置であってそれぞれの
球体支持部(10)が下方となるように上端部を固定すると
ともに、これら固定軸柱(11)及び二組の組柱(15)の下端
部は、上端が前記中空アタッチメント(17)の下方に臨む
中央円筒体(18)を立設した支持板(19)に、球体支持部(1
0)を下方へ突出させた状態に固定し、該球体支持部(10)
を、中央部に下台連結用アタッチメント(20)を底面へ突
出させることなく取付けた基盤(1) に、揺動のみを許容
する手段で保持結合し、前記水平度感知部(3) の気泡(3
2)の位置による二軸方向の電極相互間のインピーダンス
の変化を直接電気信号に変換してアナログ信号がゼロと
するように前記各モータ(M) の駆動を制御し、それぞれ
の回転を直線運動に変換して前記組柱(15)の各直動軸(1
4)に伝達するようにしたことを特徴とする自動水準台装
置である。

【０００９】

【発明の実施の形態】及び

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基いて
説明すると、図１は本発明に係る自動水準台装置の一部
を破断して示した分解正面図、図２は計測機器取付け用
支持盤を除去して各部の位置関係を示す平面略図、図３
は水平度感知部として使用する二軸水平センサの断面
図、図４は二軸水平センサの横断面図、図５は二軸水平
センサのセンサアップの説明図、図６は水平度感知部と
して使用する一軸水平センサの断面図と平面図、図７は
一軸水平センサの側面図、図８は一軸水平センサのセン
サアップ説明図である。

【００１０】本発明の自動水準台装置は、基盤(1) に対
し揺動自在支持手段で結合された計測機器取付け用支持
盤(2) の裏面に、水平直交二軸方向の水平度を交流電源
から得るパルスにより直接電気信号で出力するようにし
た二軸水平センサ(S3)を用いた水平度感知部(3) と、該
水平度感知部(3) からの電気信号により制御回転される
二個のモータ(M) と、該モータ(M) の制御回転により計
測機器取付け用支持盤(2) を水平に制御する運動伝達手
段(5) とを結合してなる水平制御手段を、計測機器取付
け用支持盤(2) の周面に固定されたカバー筒(W) で囲繞
した構成となっている。

【００１１】基盤(1) は、表裏面を平面として中央部に
鉛直点照射用穴(1a)を穿設するとともに、前記鉛直点照
射用穴(1a)を中心を重心として同一半径線上に形成され
る正三角形の頂点位置に球体支持穴(1b)を表面側に穿設
し、後記球体支持部(10)の上下方向の動きを押える押え
板(1c)が固定され、また前記鉛直点照射用穴(1a)には、
連結用雌螺子(20a) を設けた下台連結用アタッチメント
(20)が固定された構成となっている。

【００１２】計測機器取付け用支持盤(2) は、表裏面を
水平面として中央部に座付き貫通穴(2a)を穿設して、周
囲の雄螺子(17a) に取付け用操作ナット(17b) を具備し
た計測機器取付用の中空アタッチメント(17)が固定され
ている。

【００１３】基盤(1) に対する計測機器取付け用支持盤
(2) の揺動自在支持手段は、先端を球体支持部(10)とし
た固定軸柱(11)と、軸部に軸線方向のガイド長孔(12)を
径方向に貫設した二本のガイド用中空支柱(13)内に先端
を球体支持部(10)とした直動軸(14)を直動自在に支持し
長さ方向に伸縮するようにした二組の組柱(15)と、上端
が前記中空アタッチメント(17)の下方に臨む中央円筒体
(18)を立設した支持板(19)とによって行う。

【００１４】すなわち、支持板(19)と計測機器取付け用
支持盤(2) の裏面との間へ、前記固定軸柱(11)と二組の
組柱(15)とを、その球体支持部(10)を支持板(19)の下方
へ突出させた状態で介在させて固定し、突出させた球体
支持部(10)を基盤(1) のそれぞれの球体支持穴(1b)に支
持させて、その球体支持部(10)の頸部を押え板(1c)によ
って揺動のみを許容するように固定するのである。

【００１５】また二組の組柱(15)に対応させて前記計測
機器取付け用支持盤(2) の裏面に取付け金具(21)で支持
固定した二個のモータ(M) の回転の計測機器取付け用支
持盤(2) への伝達は、前記二組の組柱(15)の上下に固定
された支軸部(15a) で回転自在に保持し、移動ナット(2
2)を具備した回転螺子軸(23)に固定した従動側固定傘歯
車(24)へ、モータ軸(25)に固定された主動側傘歯車(26)
からの回転を伝達する構成と、組柱(15)を構成する直動
軸(14)と移動ナット(22)とを連結棒(27)で一体化し、移
動ナット(22)の移動に応じて組柱(15)を伸縮するように
した構成とによって行う。

【００１６】このよう基盤(1) に結合された計測機器取
付け用支持盤(2) は、基盤(1) の鉛直点照射用穴(1a)の
中心を重心として同一半径線上に形成される正三角形の
頂点位置の三個の球体支持穴(1b)の内の二個に、組柱(1
5)を構成する直動軸の先端の球体支持部(10)が、また他
の一個の球体支持穴(1b)に固定軸柱(11)の球体支持部(1
0)がそれぞれ支持されているから、固定軸柱(11)を基準
高さとして他の二組の組柱(15)が以下に説明する水平度
感知部(3) による制御信号によって個別に伸縮制御調整
されて水平が確保できるようになる。なお図示省略した
が、移動ナット(22)の上下動制限は、計測機器取付け用
支持盤(2) の裏面と支持板(19)上に設けたリミットスイ
ッチを、移動ナット(22)から張出した操作片によって行
う。

【００１７】次に、水平直交二軸方向の水平度を、交流
電源から得るパルスにより直接電気信号で出力するよう
にした水平度感知部(3) を構成する二軸水平センサ(S3)
について図３、図４を参照して説明すると、電解液(31)
と気泡(32)が封入され、少なくとも室内上壁内面が立体
的面粗度の高い球面凹部(33)に形成された電極配設室(3
4)内の内底部(35)に、常に電解液(31)に浸漬する高さの
コモン電極(36)を貫通立設し、該コモン電極(36)を中心
とする周囲同一半径線上には、前記コモン電極(36)より
も高く突出してする偶数本の周囲電極(37)を等間隔でし
かも球面凹部(33)に貫通立設した構成である。

【００１８】より具体的には、底面(43)を水平面として
基板用凹部(40)を形成し、平面中心部に液室用凹部(42)
を形成した絶縁材料（例えば、ポリカーボネイト製等）
から形成した電極保持体(30)の前記液室用凹部(42)の内
底の中心にコモン電極(36)を、また内底の中心を通る水
平直交二軸線(X)、(Y) （図４参照）と所定半径円の交点
位置に前記コモン電極(36)よりも高く突出し且つ後記窓
板(41)の球面凹部(33)の面に可能な範囲で接近する長さ
で表面積をコモン電極(36)と均一とした４本の周囲電極
(37)を、それぞれポリオキシメチレン製（例えば、デル
リン・・デュポン社の登録商標）の植設体(44)に保持さ
せて液密に且つ鉛直に立設して規制体(45)で拘束するこ
とにより、それぞれの先端を液室用凹部(42)内へ突出さ
せ、後端は基板用凹部(40)から底面側へ突出させるとと
もに、中心部または全面を面粗度の高い球面凹部(33)に
形成したガラス等の絶縁材料からなる窓板(41)で、該窓
板(41)の球面凹部(33)を内面とし且つ中心を前記コモン
電極(36)の中心軸線に一致させ且つパッキン(46)を介
し、押え螺子枠(47)で押えるようにして、電極保持体(3
0)の開口部を液密状態に閉塞し、該閉塞された液室用凹
部(42)内に、気泡(32)及び表面張力が小さく電極相互間
のインピーダンスが水平状態において所定値となる比率
に混合された電解液(31)とを、コモン電極(36)が常に電
解液(31)に浸漬する量だけ封入口(48)から封入閉塞した
構成である。

【００１９】上記二軸水平センサ(S3)において、コモン
電極(36)及び周囲電極(37)としては、18K(Au) 等のイオ
ン化傾向の低い金属材料の表面を研磨して表面積を均一
として使用し、電解液(31)としては、溶媒として精製
水、溶質として硫酸マグネシウム、溶液として無水メタ
ノール、無水エタノールのいずれかを、電極相互間イン
ピーダンスが40〜50 KΩ程度となる比率で混合し、表面
張力を小さく、沸点を高く又凝固点を低くしたものを用
い、さらに前記球面凹部(33)の内面粗度は、JISRmax 0.
2S 以下とすることが、誤差要因を解消し、高い分解能
と再現性及び安定検出を高める上で最適であるが、これ
らに限定するものではない。

【００２０】この二軸水平センサ(S3)は図５に示すよう
に、交流を発振器(OSC) で４KHz の基本パルスを構成
し、分周器( F/F)でデューティ50％の１KHz と２KHz の
二種のパルスとし、それぞれのパルスをバッファアンプ
(SP1〜SP4)により逆相交流パルス（Ｘ＋，Ｘ−，Ｙ＋，
Ｙ−）として周囲電極(37)に印加し、これから情報を引
き出すために、コモン電極(36)から信号増幅回路(AMP1)
に信号を引き込み、その出力を可変抵抗(VR1)、(VR2) よ
りゼロドリフト修正機能を有する２個の増幅回路(AMP
2)、(AMP3) を介してアナログスイッチ(MP)に引き込むと
ともに、前記、分周器 (F/F)からの異なる二種のパルス
のそれぞれを論理回路(G) において二軸方向に同期させ
てアナログスイッチ(MP)に引き込み、該アナログスイッ
チ(MP)において分離した二軸方向のアナログ信号を、そ
れぞれサンプル＆ホールド回路(SH1)、(SH2) を介して増
幅器(AMP4)、(AMP5) に送り、該増幅器(AMP4)、 (AMP5)か
ら各軸方向に応じたアナログ信号として個別に出力し、
該アナログ信号を利用して既述したようなメカニカル制
御手段により、アナログ信号をゼロに制御することによ
り、傾斜角度ゼロの精度の高い水平度を得ることができ
る。

【００２１】なお上記実施例においては水平度感知部
(3) を二軸水平センサ(S3)で構成したが、一軸水平セン
サ(S4)の二個を使用して実質的に二軸水平センサ(S3)と
して使用することができるものであり、その一軸水平セ
ンサ(S4)の構成を図６、図７において説明する。

【００２２】この一軸水平センサ(S4)は、電解液(31)と
気泡(32)を封入する電極配設室(34)の内壁が、中心を通
る垂直線(V) 上の点(P) を中心とする所定半径で且つ該
垂直線(V) で二等分される円弧線(A) を、垂直線 (V)と
直交する水平中心線(C) の回りに回転することにより得
られる回転体形状であって、水平中心線(C) 直角断面を
円形に形成し、立体的面粗度の高いJIS Rmax 0.2S 以下
とした囲壁(38)と、密閉用端体(39)とで形成された絶縁
材料（例えば、ポリカーボネイト製等）からなる電極保
持体(30)に、18K(Au) 等のイオン化傾向の低い金属材料
の表面を研磨して表面積を均一とした、前記垂直線(V)
に一致する位置に電極配設室(34)内の径方向へ貫通突設
するコモン電極(36)と、該コモン電極(36)を中心として
水平中心線(C) に沿う左右対称位置において前記コモン
電極(36)よりも電極配設室(34)内の径方向へ高く突出し
且つ表面積を均一とした周囲電極(37)とを、それぞれ液
密状態で貫設するとともに、電極配設室(34)内に、気泡
(32)及び表面張力が小さく電極相互間のインピーダンス
が水平状態において所定値となる比率に混合された電解
液(31)とを、前記コモン電極(36)が常に電解液(31)に浸
漬し気泡(32)に触れず、また水平状態において周囲電極
(37)が気泡(32)に触れない状態となるようにそれぞれ封
入口(48)から封入し密栓(49)した構成である。

【００２３】なお前記電解液(31)としては、前記二軸セ
ンサの場合と同様、溶媒として精製水、溶質として硫酸
マグネシウム、溶液として無水メタノール、無水エタノ
ールのいずれかを、電極相互間インピーダンスが40〜50
KΩ程度となる比率で混合し、沸点を高く又凝固点を低
くしたものを使用する。

【００２４】上記一軸水平センサ(S4)は、図８のセンサ
アップの説明図に示すように、交流を発振器(OSC) で所
定の４KHz の基本パルスに構成し、分周器(F/F) でデュ
ーティ50％の２KHz のパルスとし、このパルスをバッフ
ァアンプ(SP1) とその逆相パルスのバッファアンプ(SP
2) により一軸水平センサ(S4)の周囲電極(37)に印加
し、これから情報を引き出すために、コモン電極(36)か
ら信号増幅回路(AMP1)に信号を引き込み、その出力を可
変抵抗(VR1) によりゼロドリフト修正機能を有する増幅
回路(AMP2)を介してアナログスイッチ(MP)に引き込むと
ともに、前記分周器(F/F) からの同期信号をアナログス
イッチに引き込み、該アナログスイッチにおいて同期し
たアナログ信号をサンプル＆ホールド回路(SH1) を介し
て増幅器(AMP3)に送り、該増幅器(AMP3)において傾斜に
応じた所定のアナログ信号を出力し、このアナログ信号
により制御のモータ(M) を正逆回転駆動する手段を採用
することができるが、これに限定されるものではなく、
公知の変換手段に置換できるものである。

【００２５】以上説明した実施例においては、基盤(1)
に対する計測機器取付け用支持盤(2) の揺動自在支持手
段として、先端を球体支持部(10)とした固定軸柱(11)
と、モータ(M) により運動変換して駆動される直動軸(1
4)を直動自在に支持して長さ方向に伸縮するようにした
二組の組柱(15)とを、その先端の球体支持部(10)を基盤
(1) で保持し、各柱の他端を計測機器取付け用支持盤
(2) の裏面に固定した構成について説明したが、球体支
持部(10)を計測機器取付け用支持盤(2) の裏面に保持さ
せてもよく、また、計測機器取付け用支持盤(2) の裏面
に水平軸回りに回動自在に揺動ナットに、縦軸となるよ
うにしたモータ軸に直結した螺子軸を螺合させる手段等
の公知の運動伝達手段を採用することができるが、計測
機器取付け用支持盤の表面である載置面には、計測器取
付け用部材以外の部材が突出しないようにすることが必
要である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した本発明の自動水準台装置
は、水平精度の要求される測量用計器の台として使用で
きるようにしたものであって、表裏面を平面とし且つ中
央部に鉛直点照射用の穴(1a)を形成した基盤(1) と計測
機器取付け用支持盤(2) とを、鉛直照射空間を確保した
状態において基盤(1) に対し揺動自在に結合した計測機
器取付け用支持盤(2) の裏面に、水平直交二軸方向の水
平度を、交流電源から得るパルスにより直接電気信号で
出力するようにした二軸水平センサ(S3)又は二個の一軸
水平センサ(S4)を用いて実質的に二軸水平センサ(S3)と
した水平度感知部(3) と、該水平度感知部(3) からの電
気信号を変換したアナログ信号がゼロとするように制御
回転されるモータ(M) と、該モータ(M) の制御回転によ
り計測機器取付け用支持盤(2) を水平に制御する運動伝
達手段(5) とを備えた水平制御手段(6) を配設したか
ら、揺動自在に支持された計測機器取付け用支持盤(2)
の裏面に支持固定された二軸水平センサ(S3)又は二個の
一軸水平センサ(S4)の気泡(32)の位置によって変化する
電極相互間のインピーダンスの変化を、直接電気信号に
変換し角度情報信号としてアナログ信号で出力し、該ア
ナログ信号を利用してメカニカル制御手段により、アナ
ログ信号をゼロとするように計測機器取付け用支持盤
(2) が、自動的且つ正確にしかも迅速に水平制御される
ようになり、これに支持固定されたトランシット、経緯
儀等の測量用機器を、完全水平状態に自動的に制御し調
整し、正確な計測が能率良く実施となる。

【００２７】特に水平度感知部(3) を構成する二軸水平
センサ(S3)又は二個の一軸水平センサ(S4)を、コモン電
極(36)を中心としてその左右又は同一半径線上の(X)、
(Y) 方向に周囲電極(37)を設け、いずれも18K(Au) 等の
イオン化傾向の低い金属材料の表面を研磨して表面積を
均一とし、且つ電解液(31)として、溶媒として精製水、
溶質として硫酸マグネシウム、溶液として無水メタノー
ル、無水エタノールのいずれかを、電極相互間インピー
ダンスが40〜50 KΩ程度となる比率で混合し、表面張力
を小さく、沸点を高く又凝固点を低くしたものを用い、
さらに球面凹部(33)又は囲壁(38)の内面の面粗度をJIS
Rmax 0.2S 以下とする構成としたものを使用することに
よって、誤差要因であった、測定すべき軸方向以外の僅
かな傾斜、センサの周囲温度の変化による電解液(31)の
膨張、収縮による電極板への電解液(31)の接触量の変
化、電解液(31)の表面張力による接触面の不安定化等が
解消され、また応答速度の遅延、振動などによる気泡(3
2)の分割現象の発生が阻止されることから、大きな誤差
を生じる危険性、精度誤差や再現性の誤差も解消され
て、トランシット、測地測量に用いられる経緯儀等の測
量用機器の傾斜角度ゼロの完全水平の状態を迅速に設定
し、高い作業能率のもとで正確な計測を可能とすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動水準台装置の一部を破断して
示した分解正面図である。

【図２】本発明に係る自動水準台装置の計測機器取付け
用支持盤を除去して各部の位置関係を示す平面略図であ
る。

【図３】水平度感知部として使用する二軸水平センサの
断面図である。

【図４】水平度感知部として使用する二軸水平センサの
横断面図である。

【図５】二軸水平センサのセンサアップの説明図であ
る。

【図６】水平度感知部として使用する一軸水平センサの
断面図である。

【図７】水平度感知部として使用する一軸水平センサの
側面図である。

【図８】一軸水平センサのセンサアップ説明図である。

【符号の説明】

(1) 基盤 (2) 計測機器取付け用支持盤 (3) 水平度感知部 (S3) 二軸水平センサ (S4) 一軸水平センサ (M) モータ (5) 運動伝達手段 (10) 球体支持部 (11) 固定軸柱 (12) ガイド長孔 (13) ガイド用中空支柱 (14) 直動軸 (15) 組柱 (16) 取付金具 (17) 中空アタッチメント (18) 中央円筒体 (19) 支持板 (20) 下台連結用アタッチメント (21) 取付け金具 (22) 移動ナット (23) 回転螺子軸 (24) 従動側固定傘歯車 (25) モータ軸 (26) 主動側傘歯車 (27) 連結棒 (30) 電極保持体 (31) 電解液 (32) 気泡 (33) 球面凹部 (34) 電極配設室 (35) 内底部 (36) コモン電極 (37) 周囲電極 (38) 囲壁 (39) 密閉用端板 (40) 基板用凹部 (41) 窓板 (42) 液室用凹部 (43) 底面 (44) 植設体 (45) 規制体 (46) パッキン (47) 押え螺子枠 (48) 封入口 (49) 密栓 (V) 垂直線 (A) 円弧線 (C) 水平中心線 (P) 点

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表裏面を平面とし且つ中央部に鉛直点照
   射用の穴(1a)を形成した基盤(1) と計測機器取付け用支
   持盤(2) とを、鉛直照射空間を確保した状態において基
   盤(1) に対し揺動自在支持手段で結合した前記計測機器
   取付け用支持盤(2) の裏面に、 水平直交二軸方向の水平度を、交流電源から得るパルス
   により直接電気信号で出力するようにした二軸水平セン
   サ(S3)又は二個の一軸水平センサ(S4)を用いて実質的に
   二軸水平センサ(S3)とした水平度感知部(3) と、 該水平度感知部(3) からの電気信号を変換したアナログ
   信号がゼロとするように制御回転されるモータ(M) と、 該モータ(M) の制御回転により計測機器取付け用支持盤
   (2) を水平に制御する運動伝達手段(5) とからなる水平
   制御手段を具備させたことを特徴とする自動水準台装
   置。
2. 【請求項２】 電解液(31)と気泡(32)が封入され、少な
   くとも室内上壁内面が立体的面粗度の高い球面凹部(33)
   に形成された絶縁材料からなる電極配設室(34)を形成し
   た電極保持体(30)の内底部(35)に、常に電解液(31)に浸
   漬する高さのコモン電極(36)を貫通立設するとともに、
   該コモン電極(36)を中心とする周囲同一半径線上に、前
   記コモン電極(36)よりも高く突出する偶数本の周囲電極
   (37)を等間隔で、しかも球面凹部(33)の面に可能な範囲
   で接近する長さとして貫通立設した二軸水平センサ(S3)
   又は二個の一軸水平センサ(S4)を用いて実質的に二軸水
   平センサ(S3)とした水平度感知部(3) と、先端を球体支
   持部(10)とした固定軸柱(11)と、軸部に軸線方向のガイ
   ド長孔(12)を径方向に貫設した二本のガイド用中空支柱
   (13)内に先端を球体支持部(10)とした直動軸(14)を直動
   自在に支持した二組の組柱(15)と、制御用のモータ(M)
   を支持した取付金具(16)の二組とを、平面中央に計測機
   器取付用の中空アタッチメント(17)を設けた計測機器取
   付け用支持盤(2) の裏面に、前記水平度感知部(3) は気
   泡(32)を上として固定し、また前記固定軸柱(11)及び二
   組の組柱(15)は計測機器取付け用支持盤(2) の中心が重
   心となる三角形を形成する位置であってそれぞれの球体
   支持部(10)が下方となるように上端部を固定するととも
   に、これら固定軸柱(11)及び二組の組柱(15)の下端部
   は、上端が前記中空アタッチメント(17)の下方に臨む中
   央円筒体(18)を立設した支持板(19)に、球体支持部(10)
   を下方へ突出させた状態に固定し、該突出した球体支持
   部(10)を、中央部の鉛直点照射用の穴(1a)に下台連結用
   アタッチメント(20)を底面へ突出させることなく取付け
   た基盤(1) に、揺動のみを許容する手段で保持結合し、
   前記水平度感知部(3) の気泡(32)の位置による二軸方向
   の電極相互間のインピーダンスの変化を直接電気信号に
   変換してアナログ信号がゼロとするように前記各モータ
   (M) の駆動を制御し、それぞれの回転を直線運動に変換
   して前記組柱(15)の各直動軸(14)に伝達し伸縮制御する
   ようにしたことを特徴とする自動水準台装置。
3. 【請求項３】 二軸水平センサ(S3)は、底面(41)を水平
   面とし、平面中心部に液室用凹部(42)を形成した絶縁材
   料からなる電極保持体(30)の前記液室用凹部(42)の内底
   中心に、コモン電極(36)を液密状態に貫通して鉛直に貫
   設するとともに、前記液室用凹部(42)の内底の中心を点
   とする所定半径円と前記中心を通る水平直交二軸線(X)、
   (Y) との交点位置に、表面積を均一とした外周電極(37)
   を前記コモン電極(36)よりも高く突出させてそれぞれ液
   密状態の鉛直に貫設し、前記電極保持体(30)の上開口部
   を、中心部または全面を面粗度の高い球面凹部(33)に形
   成したガラス等の絶縁材料からなる窓板(41)で、該窓板
   (41)の球面凹部(33)を内面とし且つ中心を前記コモン電
   極(36)の中心軸線に一致させて液密状態に閉塞し、該閉
   塞された液室用凹部(42)内に、気泡(32)と、表面張力が
   小さく電極相互間のインピーダンスが水平状態において
   所定値となる比率に混合された電解液(31)とを、前記コ
   モン電極(36)が常に電解液(31)に浸漬して気泡(32)に触
   れず、また水平状態において周囲電極(37)も気泡(32)に
   触れない状態でそれぞれ封入された構成である請求項２
   記載の自動水準台装置。
4. 【請求項４】 一軸水平センサ(S4)は、垂直線(V) 上の
   点(P) を中心とする所定半径で且つ該垂直線(V) で二等
   分される円弧線(A) を、該円弧線(A) の垂直線(V) 上の
   半径と直交する水平中心線(C) の回りに回転することに
   より得られる回転体形状であって、前記水平中心線(C)
   の直角断面形状を円形とした立体的面粗度の高い内周壁
   面の囲壁(38)と、その両端開口部を閉塞する密閉用端板
   (39)とで、電解液(31)と気泡(32)を封入する電極配設室
   (34)を形成した絶縁材料からなる電極保持体(30)に、前
   記垂直線(V) と一致する位置に電極配設室(34)内の径方
   向へ貫通突設するコモン電極(36)と、該コモン電極(36)
   を中心として水平中心線(C) に沿う左右対称位置で前記
   コモン電極(36)よりも電極配設室(34)内の径方向へ高く
   突出し且つ表面積を均一とした周囲電極(37)とを、それ
   ぞれ液密状態で貫設し、前記電極配設室(34)内には、気
   泡(32)及び表面張力が小さく電極相互間のインピーダン
   スが水平状態において所定値となる比率に混合された電
   解液(31)とが、前記コモン電極(36)が常に電解液(31)に
   浸漬して気泡(32)に触れず、また水平状態において周囲
   電極(37)も気泡(32)に触れない状態でそれぞれ封入され
   た構成である請求項２記載の自動水準台装置。
5. 【請求項５】 コモン電極(36)及び周囲電極(37)は、18
   K(Au) 等のイオン化傾向の低い金属材料の表面を研磨し
   て表面積を均一としたものである請求項２、３又は４記
   載の自動水準台装置。
6. 【請求項６】 電解液(31)は、溶媒として精製水、溶質
   として硫酸マグネシウム、溶液として無水メタノール、
   無水エタノールのいずれかを、電極相互間インピーダン
   スが40〜50 KΩ程度となる比率で混合し、沸点を高く又
   凝固点を低くしたものである請求項２、３、４又は５記
   載の自動水準台装置。
7. 【請求項７】 球面凹部(33)又は囲壁(38)の内周壁面の
   面粗度を、JIS Rmax0.2S 以下とした請求項２、３、
   ４、５又は６記載の自動水準台装置。