JPH11211475A - 水平レベル保持装置 - Google Patents

水平レベル保持装置

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JPH11211475A
JPH11211475A JP10011695A JP1169598A JPH11211475A JP H11211475 A JPH11211475 A JP H11211475A JP 10011695 A JP10011695 A JP 10011695A JP 1169598 A JP1169598 A JP 1169598A JP H11211475 A JPH11211475 A JP H11211475A
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JP
Japan
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horizontal level
laser beam
laser
passive device
detecting means
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Withdrawn
Application number
JP10011695A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideyuki Takada
秀行 高田
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Kumagai Gumi Co Ltd
Original Assignee
Kumagai Gumi Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kumagai Gumi Co Ltd filed Critical Kumagai Gumi Co Ltd
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Publication of JPH11211475A publication Critical patent/JPH11211475A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水平レベルを自動的に保持する。 【解決手段】 レーザ発信器1がレーザ光2を基準点K
を含む水平面R内に回転照射し、不整地面3を走行する
受動装置4の可動台6に設けた前後の反射プレート1
6,17からのレーザ光2の反射光を受信すると、回転
照射を止めてレーザ光2を前後方向に揺動照射する。可
動台6に設けた前後の位置検出手段14,15がレーザ
光2の受光位置を検出すると、可動台6を走行台車5に
対して昇降可能に連結した前後のアクチュエータ7,8
が位置検出手段14,15の受光位置検出信号により伸
縮動作する。この動作は位置検出手段14,15の中心
点がレーザ光2と整合したら停止し、可動台6が基準レ
ベルKと平行な水平レベルとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ発信器よ
り照射されるレーザ光を利用して水平レベルを保持する
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、打設されたコンクリートの打設
高さのような水平レベルを設計図で示された所定の値に
仕上げるには、基準レベル線を糸により形成し、左官工
のような作業者が基準レベル線を参考に鏝やとんぼのよ
うな均し工具で打設されたコンクリートの天端押さえを
実施している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の方
法では、水平レベルを人為操作により形成しているの
で、水平レベルを形成するのに多大な労力と時間を要す
ることを否めない。
【0004】そこで、この発明は、水平レベルを自動的
に保持できる水平レベル保持装置を提供しようとするも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明にあって
は、レーザ光を水平レベルに対する基準点に合致するよ
うに照射するレーザ発信器と、このレーザ発信器から照
射されたレーザ光を受光して水平レベルを維持するよう
に動作する受動装置とを備えたことを特徴としている。
請求項2の発明にあっては、請求項1に記載の受動装置
が上下方向に揺動可能な駆動部を備えたことを特徴とし
ている。請求項3の発明にあっては、請求項1に記載の
受動装置が、走行台車と、走行台車に前後の昇降用のア
クチュエータにより取り付けられて水平レベルを形成し
ようとする可動台と、可動台に設けられレーザ光の受光
位置を検出する前後の位置検出手段と、前後の位置検出
手段からの受光位置検出信号により前後の昇降用のアク
チュエータを制御する演算制御装置とを備えたこことを
特徴としている。請求項4の発明にあっては、請求項1
に記載の受動装置がレーザ光を反射する前後の反射プレ
ートを備え、レーザ発信器が前後の反射プレートより反
射したレーザ光の反射光を受信することにより予め設定
された揺動範囲でレーザ光を前後方向に揺動するように
照射する自動追尾型として形成されたことを特徴として
いる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1〜図4はこの発明の一実施形
態を示し、図1は水平レベル保持装置の全体を示し、図
2は受動装置4の側面を示し、図3は位置検出手段1
4,15に相当する位置検出手段18を示し、図4は受
動装置4の姿勢制御のフローチャートを示し、図5は受
動装置4の姿勢制御の動作を示す。
【0007】図1において、レーザ発信器1は、自動追
尾型であって、水平レベルを形成しようとする作業対象
部分Pより離れた場所に設置され、レーザ光2が作業対
象の水平レベルに対する基準点Kに合致するように高さ
調整される。そして、レーザ発信器1は、電源投入によ
り、レーザ光2が基準点Kを含む水平面R内に所定周期
を以て一方向W1に回転するように照射する。そして、
レーザ発信器1は、回転するレーザ光2が作業対象部分
Pの上面又は近傍に沿い走行路として設けられた不整地
面3を走行する受動装置4の前後の縦長な反射プレート
16,17により反射し、これらの反射光をレーザ発信
器1の図外の受光部が受信することにより、レーザ光2
の一方向への回転運動を止めて前後の反射プレート1
6,17の前後間隔よりも大きな予め設定された揺動範
囲θでレーザ光2を前後に所定周期を以て揺動するよう
に照射する。受動装置4は、作業対象部分Pに対し所望
の作業を行うための工具Tを、可動台6に搭載してい
る。
【0008】図2にも示すように、受動装置4は、自走
型の走行台車5の上に可動台6を前後の昇降用アクチュ
エータ7,8により取り付けている。走行台車5は、搭
載したバッテリ9より走行駆動用モータ10に電力を供
給し、走行駆動用モータ10により走行台車5の前輪1
1又は後輪12の一方又は両方を無端状のベルトやチェ
ーンのような動力伝達部材13を介して回転駆動するこ
とにより、走行方向W2に自走する。可動台6は、前後
の縦長な位置検出手段14,15(PSD)と前後の反
射プレート16,17とを、互いに近傍で平行となるよ
うに且つレーザ光2の側に向けて立設した形態に装備し
ている。各位置検出手段14,15は、レーザ光2を検
出する複数のCCD素子が上下方向に所定間隔を以て一
列配置された形態であって、レーザ発信器1より照射さ
れたレーザ光2が或る位置のCCD素子に入射される
と、その入射位置のCCD素子が入射した光エネルギに
比例した電荷に相当する光電流を出力する。そして、光
電流の電流値を次式(1)のように演算することによ
り、レーザ光2が入射した位置を示す信号を得られる仕
組みになっている。 (I1−I2)/(I1+I2)=(2/L)×X………(1) 式(1)中の電流値I1、電流値I2、上記各位置検出
手段14,15に相当する位置検出手段18の受光範囲
L、L/2からの距離Xは、図3に示したとおりであ
る。この実施形態の場合、図2の前後の位置検出手段1
4,15のそれぞれの受光範囲Lにおける下端点Aでは
ゼロ、上下方向の中心点BではI/2、上端点CではI
の電流値を出力する。
【0009】前後の位置検出手段14,15の上下端の
出力部14a,14b,15a,15bは、走行台車5
に搭載されたマイクロコンピュータが内蔵された演算制
御装置19の入力ポートに電線18a,18b,18
c,18dを介して接続されている。演算制御装置19
は、バッテリ9からの電力供給により起動して、図4の
フローチャートに示す処理を実行することにより、前後
の位置検出手段14,15のレーザ光2を受光した位置
の信号処理と、その信号処理により計算した電流値から
前後のアクチュエータ7,8をバッテリ9を介して制御
する。これらのアクチュエータ7,8の制御により、可
動台6が基準レベルと平行な水平な状態に維持される。
【0010】前後のアクチュエータ7,8は、筒状の固
定部としてのケーシング7a,8aを走行台車5に固定
的に立設し、ケーシング7a,8aに内蔵された図外の
昇降駆動用モータによりボルト・ナット機構やピニオン
・ラック機構等のような回転運動を直線運動に変換する
図外の運動変換機構を介して可動部としてのシリンダロ
ッド7b,8bを昇降する、電動ネジシリンダとして形
成されている。前後のシリンダロッド7b,8bは、可
動台6にヒンジ20,21を介して個別に回転可能に連
結されている。
【0011】演算制御装置19の姿勢制御処理について
図4を参照して説明する。演算制御装置19が起動し、
ステップ101において姿勢制御処理が開始すると、ス
テップ102において前後の位置検出手段14,15が
共に受光しているか否かを判断する。そして、前後の位
置検出手段14,15が共に受光した場合には、ステッ
プ103において前後の位置検出手段14,15のそれ
ぞれの受光位置を電流値に変換し、ステップ104に進
む。ステップ104において、前後の位置検出手段1
4,15に対応する各電流値がI/2であるか否かを判
断する。そして、前後の位置検出手段14,15に対応
する各電流値が共にI/2である場合は、ステップ10
5において可動台6が基準レベルと平行な水平な状態に
維持されたものと推定してステップ102に戻る。逆
に、前後の位置検出手段14,15に対応する各電流値
が共に又は何れか一方がI/2でない場合は、ステップ
106に進む。ステップ106において、電流値がいく
らかを判断し、判断した電流値がI/2より小さい場合
はステップ107に進み、判断した電流値がI/2より
大きい場合はステップ108に進む。ステップ107で
はステップ106で判断した電流値に相当する伸長指令
によりバッテリ9からアクチュエータ7,8の一方又は
両方に電力を供給して当該アクチュエータ7,8を伸ば
してステップ104に戻る。ステップ108ステップ1
06で判断した電流値に相当する縮小指令により電源か
らアクチュエータ7,8の一方又は両方に電力を供給し
て当該アクチュエータ7,8を縮めてステップ104に
戻る。
【0012】この実施形態によれば、図5のa図に示す
ように、受動装置4が不整地面3を走行中において、走
行台車5が上り坂にかかり、前後のアクチュエータ7,
8が同一な伸縮状態であり、可動台6が走行台車5に対
し平行であるがレーザ光2に対し傾斜したことから、前
後の位置検出手段14,15の中心点Bが基準点Kを含
む水平面R(図1参照)内に照射されたレーザ光2と不
整合となり、前後の位置検出手段14,15がレーザ光
2の受光位置X1,X2のぞれぞれに相当する電流値を
演算制御装置19に出力する。そして、受光位置X1が
中心点Bより下端側に位置し、受光位置X2が中心点B
より上側に位置しており、前後の位置検出手段14,1
5からの電流値が共にI/2ではない。このため、演算
制御装置19が前側のアクチュエータ7に受光位置X1
に相当する電流値に応じた縮小指令を出力し、後側のア
クチュエータ8に受光位置X2に相当する電流値に応じ
た伸長指令を出力する。
【0013】よって、図5のb図に示すように、前側の
アクチュエータ7が縮小指令に対応する量だけ縮まり、
後側のアクチュエータ8が伸長指令に対応する量だけ伸
びる。これらのアクチュエータ7,8の動作により、可
動台6が走行台車5に対し前傾状となり、前後の位置検
出手段14,15の中心点Bがレーザ光2の受光位置X
1,X2に整合する。そして、中心点Bが受光位置X
1,X2に整合することにより、前後の位置検出手段1
4,15からの電流値が共にI/2となることから、演
算制御装置19は受動装置4の可動台6が基準点Kを含
む水平面R(図1参照)と水平に維持されたと推定し、
演算制御装置19は前後のアクチュエータ7,8の伸縮
動作を停止させ、その停止状態を保持する。結果とし
て、前後の位置検出手段14,15の中心点Bがレーザ
光2の受光位置X1,X2と整合するように、受動装置
4が姿勢制御される。
【0014】従って、この実施形態では、図1に示す可
動台6に搭載された工具Tが、受動装置4の走行に伴
い、作業対象部分Pをレーザ光2と平行な水平レベルを
形成する作業を適切に行うことができる。例えば、工具
Tを鏝やとんぼのような均し工具とすれば、打設したコ
ンクリートの天端押さえを作業者の熟練度に左右されず
に精度良く形成できる。又、工具Tを墨出しペンとすれ
ば、構造体や構造体を作るための付帯設備等の壁として
の作業対象部分Pに墨出し線をレーザ光2と平行な水平
レベルを以て書くことができる。又、工具Tを回転カッ
タや回転クラインダとすれば、構造体や構造体を作るた
めの付帯設備等の壁として作業対象部分Pに切断溝や仕
上面をレーザ光2と平行な水平レベルを以て施すことが
できる。
【0015】前記実施形態では受動装置4を電力で走行
する形態としたが、走行駆動用モータ10に代えて石化
燃料によるエンジンを用いても良い。
【0016】前記実施形態では可動台6を電力で伸縮す
る形態としたが、アクチュエータ7,8として油圧や空
気圧によるシリンダを用いても良い。
【0017】前記実施形態ではバッテリ9及び演算制御
装置19を走行台車5に搭載したが、バッテリ9及び演
算制御装置19の一方又は両方を可動台6に搭載しても
良い。
【0018】前記実施形態では工具Tを可動台6より側
方に突出させたが、工具Tは可動台6の前方又は後方に
突出させても良い。
【0019】前記実施形態では受動装置4を不整地面3
に走行させたが、走行路を作業対象部分Pの側方に沿い
架設し、その走行路に作業走行4を走行させても良い。
この場合、走行路は、不整地面3のような形態であって
も良いので、走行路は容易に架設できる。
【0020】前記実施形態ではレーザ発信器1と受動装
置4との双方を地上に設けたが、レーザ発信器1を水平
レベル出しを行う際の基地に設け、受動装置4を基地周
囲の海や川或いは池等の水面に浮かせた船や台船に設け
ても良い。この場合、船や台船が水面の波動に伴い上下
に浮動するが、この浮動は前記実施形態において受動装
置4が不整地面3の凹凸に沿い上下動することに対応す
る。又、この場合、受動装置4をリフトタワーとして形
成し、このリフトタワーの基部を船や台船に固定的に取
り付け、リフトタワーがレーザ発信器1から照射された
レーザ光を受光することにより、リフトタワーの可動部
が昇降して基準点Kと平行な水平レベルを維持するよう
に動作するような形態も可能である。
【0021】前記実施形態では受動装置4が走行機能を
有したが、受動装置4が設置型であっても良い。
【0022】前記実施形態では前後のアクチュエータ
7,8の伸縮により可動台6を水平面Rと水平に維持さ
せたが、受動装置4が1点を支点として上下方向に揺動
し得る駆動部を備え、受動装置4がレーザ発信器1から
照射されたレーザ光を受光することにより、受動装置4
の駆動部が上下方向に揺動して基準点Kと平行な水平レ
ベルを維持するように動作する形態でも良い。
【0023】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、レーザ発信器がレーザ光を水平レベルに対する基準
点に合致するように照射し、受動装置がレーザ発信器か
ら照射されたレーザ光を受光して水平レベルを維持する
ように動作することにより、レーザ光を利用して水平レ
ベルを自動的に精度良く保持できる。請求項2の発明に
よれば、受動装置の駆動部が上下方向に揺動することに
より、駆動部が水平レベルを精度良く保持できる。請求
項3の発明によれば、受動装置の可動台に設けた前後の
位置検出手段がレーザ発信器から照射されたレーザ光の
受光位置を検出すると、受動装置に設けた演算装置が前
後の位置検出手段からの受光位置検出信号により可動台
を走行台車に対して昇降可能に連結した前後のアクチュ
エータを制御することにより、位置検出手段の中心位置
がレーザ光と整合し、可動台が基準点と平行な水平レベ
ルを維持することができる。請求項4の発明によれば、
レーザ発信器が走行する受動装置の可動台に設けた前後
の反射プレートからのレーザ光の反射光を受信すると、
回転照射を止めてレーザ光を予め設定された揺動範囲で
前後方向に揺動照射する自動追尾型として形成されたこ
とにより、受動装置の姿勢制御動作の応答性を向上でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 発明の実施形態の全体を示す斜視図。
【図2】 同実施形態の受動装置の側面図。
【図3】 同実施形態の位置検出手段の模式図。
【図4】 同実施形態の姿勢制御のフローチャート。
【図5】 同実施形態の姿勢制御の動作を示す側面図。
【符号の説明】
1 レーザ発信器 2 レーザ光 4 受動装置 5 走行台車 6 可動台 7,8 アクチュエータ 14,15 位置検出手段 16,17 反射プレート 19 演算制御装置 K 基準点

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光を水平レベルに対する基準点に
    合致するように照射するレーザ発信器と、このレーザ発
    信器から照射されたレーザ光を受光して水平レベルを維
    持するように動作する受動装置とを備えたことを特徴と
    する水平レベル保持装置。
  2. 【請求項2】 受動装置が上下方向に揺動可能な駆動部
    を備えたことを特徴とする請求項1記載の水平レベル保
    持装置。
  3. 【請求項3】 受動装置が、走行台車と、走行台車に前
    後の昇降用のアクチュエータにより取り付けられて水平
    レベルを形成しようとする可動台と、可動台に設けられ
    レーザ光の受光位置を検出する前後の位置検出手段と、
    前後の位置検出手段からの受光位置検出信号により前後
    の昇降用のアクチュエータを制御する演算制御装置とを
    備えたことを特徴とする請求項1記載の水平レベル保持
    装置。
  4. 【請求項4】 受動装置がレーザ光を反射する前後の反
    射プレートを備え、レーザ発信器が前後の反射プレート
    より反射したレーザ光の反射光を受信することにより予
    め設定された揺動範囲でレーザ光を前後方向に揺動する
    ように照射する自動追尾型として形成されたことを特徴
    とする請求項1記載の水平レベル保持装置。
JP10011695A 1998-01-23 1998-01-23 水平レベル保持装置 Withdrawn JPH11211475A (ja)

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JP10011695A JPH11211475A (ja) 1998-01-23 1998-01-23 水平レベル保持装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1308725A1 (en) * 2001-10-31 2003-05-07 Addtek Research & Development Oy Ab Method for moisture measurement in concrete with the help of electromagnetic fields
CN113441479A (zh) * 2020-03-25 2021-09-28 中移(上海)信息通信科技有限公司 激光清洗装置和设备

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EP1308725A1 (en) * 2001-10-31 2003-05-07 Addtek Research & Development Oy Ab Method for moisture measurement in concrete with the help of electromagnetic fields
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Effective date: 20050405