JPH11257954A - Automatic level setting apparatus - Google Patents

Automatic level setting apparatus

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JPH11257954A
JPH11257954A JP8282798A JP8282798A JPH11257954A JP H11257954 A JPH11257954 A JP H11257954A JP 8282798 A JP8282798 A JP 8282798A JP 8282798 A JP8282798 A JP 8282798A JP H11257954 A JPH11257954 A JP H11257954A
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JP
Japan
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horizontal
movable plate
photoelectric element
automatic
light
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JP8282798A
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Japanese (ja)
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Seiichi Harada
整一 原田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus capable of automatic level setting by setting a tripod in the case of survey or the like, improve efficiency and precision of survey, and improve installation work by automatic level setting in the case of installation of a machine tool or the like. SOLUTION: A weight 3 including a light emitting element is fixed to the lower end of an optical waveguide 4 via a free holding tool 2. The optical waveguide 4 always indicates the vertical direction. A light outputted from the optical waveguide 4 forms an optical image on a photoelectric element 1 attached on the lower surface of a movable plate 10. The position of the optical image when the movable plate 10 becomes horizontal is previously specified, and the position is set as a horizontal state reference point. In principle, this may be done once at the time of manufacture. When the movable plate 10 is inclined from the horizontal state, the optical image moves on the photoelectric element 1. By correcting the movement with two servo machanisms, the optical image is returned to the horizontal state reference point. Thereby the movable plate 10 can be returned to the horizontal state.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光電素子と光導管を
持つ、重力を利用した水平センサー部と、自在ナット、
及び静電容量を利用した粗水平センサー部を持ち、測量
機器及び工作機械等の水平設定を自動的に行うことを特
色とする、自動水平設定に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gravity-based horizontal sensor unit having a photoelectric element and an optical conduit, a free nut,
The present invention also relates to an automatic horizontal setting that has a coarse horizontal sensor unit using capacitance and automatically performs horizontal setting of a surveying instrument, a machine tool, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】土木工事に用いるトランシット等の水平
設定は、通常、内蔵する気泡式の水準器を用い、2個の
調整ネジを使って、作業者が手動で行う。この水平設定
は計測者の個人差に加え、三脚の設置条件や外部振動、
衝撃などの外乱によって狂い、計測者がその狂いに気づ
かずに測量を行ってしまうことも、しばしばである。ま
た、工作機械等の設置の際にも水平設定が必要である
が、これも気泡式の水準器を用いているので、同様の問
題を持っている。また、広く実用化されたものは見られ
ないが、従来知られている技術に、磁気を利用した傾斜
センサーからの信号でモータをコンピュータ制御するも
の例えば、測量機自動水平設定器(実開平01−345
06)、LEDの光を視覚によって確認するもの例えば、
水平器付傾斜振動センサー(特開平01−18541
1)、球面反射鏡と光センサを利用したもの例えば、傾
斜検出装置(特開平04−136707)、2個の水準
器により傾斜を電気的に測定するもの例えば、建材の鉛
直設置方法(特開昭63−217212)、鏡による反
射を利用したもの例えば、自動水平垂直器(実開昭61
−19710)、空気バネを利用したもの例えば、自動
水平調整装置(特開昭59−204791)等がある。
2. Description of the Related Art Normally, horizontal setting of a transit or the like used for civil engineering work is manually performed by an operator using a built-in bubble level and using two adjusting screws. This horizontal setting depends on the individual difference of the measurer, the installation condition of the tripod, external vibration,
It is often the case that the disturbance is caused by a disturbance such as an impact, and the measurer conducts surveying without noticing the deviation. In addition, horizontal setting is required when installing a machine tool or the like, but this also has the same problem because a bubble type level is used. Although there has been no widely used technology, there is a conventionally known technology in which a motor is computer-controlled by a signal from a tilt sensor using magnetism. -345
06), one that visually confirms the light of the LED, for example
Inclined vibration sensor with horizontal unit (Japanese Patent Laid-Open No. 01-18541)
1), a device using a spherical reflecting mirror and an optical sensor, for example, a tilt detecting device (Japanese Patent Application Laid-Open No. 04-136707), and a device in which tilt is electrically measured by two levels, for example, a vertical installation method of a building material 63-217212), those utilizing reflection by a mirror, for example, an automatic horizontal / vertical device (Japanese Utility Model Application
-19710), and those using an air spring, for example, an automatic leveling device (Japanese Patent Laid-Open No. 59-204791).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたよ
うに、普通級の測量機器から最高級機器に至るまで、ま
た工作機械等の水平設定においても、すべて手動で水平
設定をしているため、操作性が悪い上に、設定後の狂い
に気づかずに精度の悪い測量をしてしまうという欠点が
あった。もしこの水平設定を自動で行えば、作業の能率
や測量精度が向上する。特に長時間測量を続けるときは
効果が大きい。また、公報等で知られているものについ
ては、精度や構造上の問題で実際に活用されていないと
いう問題点があった。
As described in the description of the related art, the horizontal setting is performed manually from the standard surveying equipment to the highest-grade equipment, and also in the horizontal setting of the machine tool and the like. Therefore, there are disadvantages in that the operability is poor and that the surveying with low accuracy is performed without noticing the deviation after the setting. If this horizontal setting is performed automatically, work efficiency and surveying accuracy are improved. This is particularly effective when surveying is continued for a long time. Further, there is a problem that those known in the gazettes and the like are not actually used due to problems in accuracy and structure.

【0004】これらの問題を解決するために、将来にわ
たって精度を向上させ得る素材と、構成を考えた。ま
た、本発明の利用にあたっては、従来使われていた三脚
と測量機器の間に、本装置を挿入し、三脚着脱装置(1
2)、機器着脱装置(13)を介して一体化すれば、従
来の機器や三脚はそのままの形で使用でき、利用が広が
ることが予想される。また本発明は、初めから測量機器
に組み込んでもよい。また、駆動部(6,7,8)、可
動板(10)、固定板(9)の強度を適当にすることに
より、工作機械等の水平設定を容易にすることができ
る。
[0004] In order to solve these problems, a material and a configuration that can improve the accuracy in the future have been considered. In using the present invention, this device is inserted between a conventionally used tripod and a surveying instrument, and a tripod attaching / detaching device (1) is used.
2) If integrated via the device attachment / detachment device (13), conventional devices and tripods can be used as they are, and their use is expected to expand. Further, the present invention may be incorporated into a surveying instrument from the beginning. Further, by appropriately setting the strengths of the driving units (6, 7, 8), the movable plate (10), and the fixed plate (9), horizontal setting of a machine tool or the like can be facilitated.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、錘による鉛直を基本原理とし、微細化する光電素
子と、モータエンコーダのスリット数の増加によって、
将来ますます精度の向上が期待でき得る、原理的な機構
を考えた。
In order to solve the above-mentioned problem, the vertical principle by the weight is used as a basic principle, and the photoelectric element to be miniaturized and the number of slits of the motor encoder are increased.
We considered a principle mechanism that can be expected to improve accuracy more and more in the future.

【0006】光電素子(1)は精度を決する大きな要素
となる。光電素子上の光像をメモリーに取り込むについ
ては、アナログ式とディジタル式が考えられる。よく知
られているNTSC方式はアナログ式でありこの方式の
精度はAD変換のビット数と掃引周波数で決まる。ディ
ジタル式では光電素子の画素の大きさで決まる。
[0006] The photoelectric element (1) is a major factor that determines accuracy. An analog type and a digital type can be considered for taking in the optical image on the photoelectric element into the memory. The well-known NTSC system is an analog system, and the accuracy of this system is determined by the number of AD conversion bits and the sweep frequency. In the digital type, it is determined by the size of the pixel of the photoelectric element.

【0007】発光素子(3)例えばレーザーダイオード
から発せられ、光導管を通って光電素子上に結ぶ光像の
大きさは直接精度に関係しない。図2において、光像が
矢印方向に画素の大きさだけ動けば、例えば(い)では
「0」の信号となり(ろ)では「1」の信号となるの
で、画素の大きさに依存した精度となる。
[0007] The size of the light image emitted from the light emitting element (3), for example a laser diode, and passing through the light conduit onto the photoelectric element is not directly related to accuracy. In FIG. 2, if the light image moves by the size of the pixel in the direction of the arrow, for example, a signal of “0” is obtained in (i) and a signal of “1” in (b), so that the accuracy depends on the size of the pixel. Becomes

【0008】自在保持具(2)は図3のように、可動板
のあらゆる傾きに対し、水平になるように作成する。光
導管はグラスファイバーがよく、錘は電池で兼用するこ
ともできる。発光素子(3)はレーザーダイオードがよ
い。
As shown in FIG. 3, the free holder (2) is formed so as to be horizontal with respect to any inclination of the movable plate. The optical conduit is preferably made of glass fiber, and the weight can be shared by a battery. The light emitting element (3) is preferably a laser diode.

【0009】可動板を標準水準器により、水平状態と
し、その時の光像の光電素子(1)上の座標を求めて、
水平状態基準点として記憶する。これは原則として製造
時1回でよい。
The movable plate is set in a horizontal state by a standard level, and the coordinates of the optical image at that time on the photoelectric element (1) are obtained.
It is stored as a horizontal state reference point. This may in principle be performed once at the time of manufacture.

【0010】可動板(10)と固定板(9)は、図4の
ように3点で接続されている。リンクボール(14)は
可動板と固定板の距離を一定にしたまま、可動板がその
回りを一定の角度内で球面運動できるようになってい
る。また自在ナット(8)はボールネジとの交わりを直
角に保ちながら、2つのモータが正転、逆転することに
より可動板を一定の角度内で、固定板に対し任意の方向
に傾けることができる構造になっている。
The movable plate (10) and the fixed plate (9) are connected at three points as shown in FIG. With the distance between the movable plate and the fixed plate kept constant, the link ball (14) can move around the movable plate spherically within a certain angle. The universal nut (8) can tilt the movable plate in any direction with respect to the fixed plate within a certain angle by rotating the two motors forward and backward while maintaining the intersection with the ball screw at a right angle. It has become.

【0011】自在ナット(8)は図5のように、回転の
軸が直角に交わるように組み合わせた、2組の方形の枠
からなり、軸受けにはボールベアリングを用い、中央に
はボールネジのナットを、ボルト締めして取り付ける。
可動板(10)に、はめ込む部分は図5Aのように、段
をつけて取り付け、測量機器等の重量を支えるようにす
る。
As shown in FIG. 5, the free nut (8) is composed of two sets of rectangular frames in which the axes of rotation intersect at right angles, a ball bearing is used for the bearing, and a ball screw nut is provided in the center. With bolts.
The portion to be fitted to the movable plate (10) is attached stepwise as shown in FIG. 5A so as to support the weight of the surveying instrument and the like.

【0012】現在の測量機器は三脚とネジで結合してい
るものが多い。図6において、三脚着脱装置(12)は
三脚のネジと雌雄対応するようにネジを固定板(9)に
取り付けたものである。また、機器着脱装置は測量機器
等のネジと雌雄対応するようにネジを可動板(10)に
取り付けたもので、現在使用されている測量機器と三脚
の間に、本発明の自動水平設定装置を簡単に取り付ける
ことが可能である。
Many current surveying instruments are connected to a tripod and a screw. In FIG. 6, a tripod attachment / detachment device (12) has screws attached to a fixing plate (9) so as to correspond to the screws of the tripod. Further, the device attaching / detaching device has a screw attached to the movable plate (10) so as to correspond to the screw of the surveying device or the like, and the automatic leveling device of the present invention is provided between the currently used surveying device and the tripod. Can be easily attached.

【0013】粗水平センサー(11)は、図8のように
内外両円筒からなり、外筒は金属で作り可動板に固定し
て、電気的に接地する。内筒は絶縁物で表面に例えば4
枚のアルミ箔を張り、可動板から吊り下げ、外筒との間
に4個の静電容量を形成する。プログラムにより、4個
の静電容量がバランスするように、CPUが駆動部を操
作すると、可動板は水平に近づき、光像が光電素子
(1)の中に入ってくる。次にCPUは水平センサー部
(1,2,3,4)に切り替えて水平設定の精度をあげ
る。
The coarse horizontal sensor (11) is made up of inner and outer cylinders as shown in FIG. 8, and the outer cylinder is made of metal, fixed to a movable plate, and electrically grounded. The inner cylinder is made of insulating material,
A piece of aluminum foil is stretched and hung from a movable plate to form four electrostatic capacitances with the outer cylinder. When the CPU operates the drive unit so that the four capacitances are balanced by the program, the movable plate approaches the horizontal, and the light image enters the photoelectric element (1). Next, the CPU switches to the horizontal sensor unit (1, 2, 3, 4) to increase the accuracy of the horizontal setting.

【0014】演算制御部(5)は、図9に示すように、
映像信号入力、画像処理、CPU、駆動部、粗水平セン
サー入力からなっている映像信号入力はCCD,AD変換、同
期分離からなり、粗水平センサー入力は並列IF(インタ
ーフェース)、静電容量、Rの電圧から成っている。映
像信号入力はアナログ、ディジタルそれぞれの方式によ
って異なる。光電素子(例えばCCD)からの光像は映像信
号入力を経て、画像処理部に送られ、光像の座標がCP
Uによって記憶装置に記憶される。CPUは光像の座標
が予め設定した水平状態基準点と一致するように駆動部
を操作し、可動板(10)を水平に導く。
As shown in FIG. 9, the arithmetic control unit (5)
The video signal input consisting of video signal input, image processing, CPU, drive unit, and coarse horizontal sensor input consists of CCD, AD conversion, and sync separation. The coarse horizontal sensor input consists of parallel IF (interface), capacitance, R Voltage. Video signal input differs depending on the analog and digital systems. An optical image from a photoelectric element (for example, a CCD) is sent to an image processing unit via a video signal input, and the coordinates of the optical image are represented by CP.
U stores in the storage device. The CPU operates the drive unit such that the coordinates of the light image coincide with a preset horizontal state reference point, and guides the movable plate (10) horizontally.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例にもと
づき、図面を参照しながら説明する。図1において、水
平センサー部(1,2,3,4)は、光電素子(1)と
してモノクロCCDを使用する。自在保持具の中心には
2mmの穴があり、これに光導管としては金属細管の中
に光ファイバーを通してネジ止めし、下端に発光素子及
び錘(3)としてレーザーダイオードを取り付け、安定
抵抗を通して電源を接続する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings. In FIG. 1, the horizontal sensor units (1, 2, 3, 4) use a monochrome CCD as the photoelectric element (1). At the center of the universal holder, there is a 2mm hole, into which an optical fiber is screwed through a metal tube as a light pipe, a laser diode is attached at the lower end as a light emitting element and a weight (3), and a power supply is supplied through a stable resistor. Connecting.

【0016】自在保持具の材質はステンレスがよいが、
工作しやすいのは真鍮である。回転の軸、軸受けは、針
状の突起と凹型としてもよいが、ボールベアリングがよ
い。自在保持具の水平のバランスがよいように仕上げ
る。
The material of the universal holder is preferably stainless steel.
Brass is easy to work with. The rotation shaft and bearing may be of a needle-like projection and concave type, but a ball bearing is preferred. Finish so that the horizontal balance of the universal holder is good.

【0017】光電素子(1)例えばCCDからの信号
を、NTSC方式で演算制御部に取り込むための接続を
する。
The photoelectric device (1) is connected so that a signal from, for example, a CCD is taken into an arithmetic control unit by the NTSC system.

【0018】自在ナット(8)は、図5に示すように、
ボールネジ(7)のナットを水平面に対し、自在に傾く
二つの枠の中に取り付けたもので、軸受けはボールベア
リングがよい。自在ナットは,測量機器等の重量負荷に
耐えるものでなければならない。
The universal nut (8) is, as shown in FIG.
The nut of the ball screw (7) is mounted in two frames that are freely inclined with respect to the horizontal plane, and the bearing is preferably a ball bearing. The universal nut must be able to withstand the weight load of surveying equipment.

【0019】自在ナット(8)は、図5Aのように、可
動板(10)の取り付け部を切り欠き段をつけて取り付
ける。
As shown in FIG. 5A, the universal nut (8) is attached by attaching a notch to a mounting portion of the movable plate (10).

【0020】三脚着脱装置は、従来使用されている三脚
の測量機器取り付け部分はネジになっている。この部分
の型をとって雌雄対応するネジを作り、固定板(9)の
下面に取り付ける。大量生産の場合は固定板(9)とと
もに、アルミダイキャスト等で鋳造することもできる。
In a tripod mounting / removing device, a conventionally used tripod is provided with a screw at a mounting portion of a surveying instrument. The male and female screws are made by taking the mold of this part and attached to the lower surface of the fixing plate (9). In the case of mass production, it can be cast by aluminum die casting or the like together with the fixing plate (9).

【0021】機器着脱装置は、従来使用されている測量
機器の三脚への取り付け部分の型をとって雌雄対応する
ネジを作り、可動板(10)の上面に取り付ける。大量
生産の場合は、可動板(10)とともにアルミダイキャ
ストで鋳造することもできる。
The device attaching / detaching device takes a model of a portion of a conventionally used surveying instrument to be attached to a tripod, makes screws for both sexes, and attaches it to the upper surface of the movable plate (10). In the case of mass production, it can be cast by aluminum die casting together with the movable plate (10).

【0022】粗水平センサー部(11)は、通常三脚を
無造作に開いてスイッチを入れたとき、可動板(10)
の水平との傾きが大きいときは、光導管からでる光像は
水平センサー(1,2,3,4)の光電素子(1)から
はみ出てしまうことがある。このようなとき光像を光電
素子の上に結ばせるのが、粗水平センサー(11)の機
能である。
The coarse horizontal sensor unit (11) usually includes a movable plate (10) when the tripod is opened casually and the switch is turned on.
When the inclination with respect to the horizontal is large, the light image emitted from the light pipe may protrude from the photoelectric element (1) of the horizontal sensor (1, 2, 3, 4). In such a case, the function of the coarse horizontal sensor (11) is to form a light image on the photoelectric element.

【0023】粗水平センサー部(11)は、図8のよう
に内外一組の円筒と発信回路から成る。外側の円筒はア
ルミ等の金属を使用し、可動板(10)に固定して接地
する。内側の円筒は絶縁体を以て作成し、円筒の側面に
例えば、4枚のアルミ箔を箔間を絶縁して張り、外側の
円筒との間に静電容量を形成させる。 内側の円筒は、
重力の方向を指すので、可動板が水平に対して傾いてい
れば、二つの円筒の断面は同心円にならない。即ち例え
ば四つのコンデンサーはバランスしていない。可動板
(10)が水平になったとき、二つの円筒の断面は同心
円となり、また4つの静電容量は同一容量となる。
The coarse horizontal sensor section (11) comprises a pair of inner and outer cylinders and a transmission circuit as shown in FIG. The outer cylinder is made of metal such as aluminum, and is fixed to the movable plate (10) and grounded. The inner cylinder is made of an insulator, and, for example, four aluminum foils are stretched on the side surfaces of the cylinder with insulation between the foils, and a capacitance is formed between the inner cylinder and the outer cylinder. The inner cylinder is
Since it indicates the direction of gravity, if the movable plate is inclined with respect to the horizontal, the cross section of the two cylinders will not be concentric. That is, for example, the four capacitors are not balanced. When the movable plate (10) is horizontal, the cross sections of the two cylinders are concentric, and the four capacitances are the same.

【0024】図8において、4つの静電容量を切り替え
て、LC同調回路のトリマーコンデンサーの働きをさせ
る。可動板を上下することにより、4つのコンデンサー
の静電容量が同じになったとき、即ち可動板(10)が
水平になったとき、同調するように調整しておくと、抵
抗Rには同じ電圧が得られる。
In FIG. 8, four capacitances are switched to act as a trimmer capacitor of the LC tuning circuit. When the capacitance of the four capacitors becomes the same by moving the movable plate up and down, that is, when the movable plate (10) becomes horizontal, the resistance R is the same as that of the four capacitors. A voltage is obtained.

【0025】可動板(10)が水平に対し傾いている
と、4つのコンデンサーを切り替えたとき、前述の抵抗
Rの電圧がそれぞれ異なるので、この電圧を並列IF
(インターフェース)からCPUへ取り込んで、同じ電
圧になるように、即ち可動板(10)が水平になるよう
に駆動部を操作するようプログラムする。
When the movable plate (10) is inclined with respect to the horizontal, when the four capacitors are switched, the voltages of the resistors R are different from each other.
(Interface) and taken into the CPU, and programmed to operate the drive unit so that the same voltage is obtained, that is, the movable plate (10) is horizontal.

【0026】演算制御部(5)の実施例について説明す
る。図9において、CCDからのコンポジット信号は、
光像と同期信号が含まれておるので、先ず同期信号を取
り除いた後AD変換され、ディジタル信号に変えられ
て、画像処理に送られる。
An embodiment of the arithmetic control unit (5) will be described. In FIG. 9, the composite signal from the CCD is
Since the optical image and the synchronizing signal are included, the synchronizing signal is first removed, AD-converted, converted into a digital signal, and sent to image processing.

【0027】画像処理では光像の濃淡画像がX軸、Y軸
のメモリーに記憶される。
In the image processing, the light and shade image of the light image is stored in the X-axis and Y-axis memories.

【0028】CPUはX,Y軸のメモリーを読み出して
光像の位置を知り、予め定めた水平状態基準点と比較
し、それと一致するようにモータ1,モータ2に制御信
号を並列IF(インターフェース)を通して送る。
The CPU reads out the X and Y axis memories to know the position of the optical image, compares it with a predetermined horizontal state reference point, and sends control signals to the motor 1 and the motor 2 in parallel IF (interface Send through).

【0029】モータと同じ軸にあるエンコーダは、回転
数に対応したパルスを並列IF(インターフェース)を
通して、CPUにフィードバックし、速やかに水平状態
基準点へ光像を導くようプログラムする。
An encoder on the same axis as the motor feeds back a pulse corresponding to the number of revolutions to the CPU through a parallel IF (interface), and is programmed to quickly guide the light image to the horizontal state reference point.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下のような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0031】土木工事等で測量機器を使用するとき、必
ず先ずしなければならない水平の設定は、気泡式の水準
器と2個の調整ネジを使って、手動で行っていたもの
が、三脚を開くだけで、自動で水平設定ができるから仕
事の能率が上がる。
When using surveying equipment in civil engineering work, etc., the horizontal setting that must be performed first must be manually performed using a bubble level and two adjustment screws. Just open it and you can automatically set the horizontal level, which will increase your work efficiency.

【0032】手動で水平設定する場合は、設定の個人差
がつきものであるが、自動で水平設定できるので、一定
の精度を保つことができる。
In the case where the horizontal setting is performed manually, there is a great deal of individual difference in the setting, but since the horizontal setting can be performed automatically, a certain level of accuracy can be maintained.

【0033】いったん設定した水平も、従来の場合は三
脚の設置条件や外部振動、衝撃によって水平設定が狂っ
ても、それを気づかずに測定を続けてしまうことがある
が、本発明の場合は前述のような理由で、水平が狂った
場合でも自動で水平設定できるので、精度の高い安定し
た測定ができる。
In the conventional case, even if the horizontal setting is once set, even if the horizontal setting is incorrect due to the installation condition of the tripod, the external vibration and the impact, the measurement may be continued without noticing it. For the reasons described above, even if the level is out of order, the level can be automatically set, so that highly accurate and stable measurement can be performed.

【0034】本発明による自動水平設定装置の精度は、
光電素子の画素の大きさ、駆動部のエンコーダのスリッ
ト数、画像データの伝送方法に依存するが、今後ますま
す精度の向上が期待できる。
The accuracy of the automatic leveling device according to the present invention is:
Depending on the size of the pixel of the photoelectric element, the number of slits in the encoder of the drive unit, and the method of transmitting image data, further improvements in accuracy can be expected in the future.

【0035】本発明は測量機器本体に組み込むこともで
きるが、現在市中で使用されている三脚と測量器の間
に、そのまま挿入して使用することができるので、利用
の範囲が広がることが期待される。
Although the present invention can be incorporated into a surveying instrument body, it can be used as it is between a tripod currently used in the city and a surveying instrument, so that the range of use can be expanded. Be expected.

【0036】また工作機械等の設置にあたって、水平設
定を気泡式の水準器を使って手動で行っていたものが、
自動で水平設定ができるので、現在の設置工法が大きく
改善される。
When setting the machine tools, etc., the horizontal setting was manually performed using a bubble level.
Since the horizontal setting can be performed automatically, the current installation method is greatly improved.

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

【図1】自動水平設定装置の概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an automatic horizontal setting device.

【図2】光像と光電素子の画素マトリックスとの関係を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an optical image and a pixel matrix of a photoelectric element.

【図3】自在保持具の構造を示す図である。FIG. 3 is a view showing a structure of a universal holder.

【図4】可動板の上面図である。FIG. 4 is a top view of the movable plate.

【図5】自在ナットの上面図である。FIG. 5 is a top view of the universal nut.

【図5A】自在ナットの取りつけ図である。FIG. 5A is a mounting view of a universal nut.

【図6】三脚着脱装置、及び機器着脱装置を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a tripod attachment / detachment device and a device attachment / detachment device.

【図7】工作機械の水平設定に本発明を利用する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram for utilizing the present invention for horizontal setting of a machine tool.

【図8】粗水平センサーの構造図である。FIG. 8 is a structural diagram of a coarse horizontal sensor.

【図9】演算制御部のブロック図である。FIG. 9 is a block diagram of an arithmetic control unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光電素子 2 自在保持具 3 発光素子及び錘(電池) 4 光導管 5 演算制御部 6 モータ 7 ボールネジ 8 自在ナット 9 固定板 10 可動板 11 粗水平センサー部 12 三脚着脱装置 13 機器着脱装置 14 リンクボール 15 AD変換 16 同期分離 17 画像処理 18 CPU 19 並列IF(インターフェース) 20 エンコーダ REFERENCE SIGNS LIST 1 photoelectric element 2 universal holder 3 light emitting element and weight (battery) 4 optical conduit 5 arithmetic control unit 6 motor 7 ball screw 8 free nut 9 fixing plate 10 movable plate 11 coarse horizontal sensor unit 12 tripod attaching / detaching device 13 device attaching / detaching device 14 link Ball 15 AD conversion 16 Synchronous separation 17 Image processing 18 CPU 19 Parallel IF (interface) 20 Encoder

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光電素子(1)、自在保持具(2),発
光素子及び錘(3)、光導管(4)からなる、水平セン
サー部と、演算制御部(5)と、駆動部(6,7,8)
と、固定板(9)、可動板(10)、粗水平センサー部
(11)とからなる、自動水平設定装置。
1. A horizontal sensor unit comprising a photoelectric element (1), a universal holder (2), a light emitting element and a weight (3), and an optical conduit (4), an arithmetic control unit (5), and a driving unit ( 6,7,8)
And an automatic horizontal setting device comprising a fixed plate (9), a movable plate (10), and a coarse horizontal sensor unit (11).
【請求項2】 自在保持具(2)の中心に取り付けら
れ、下端に発光素子及び錘を垂下し、常に鉛直の方向を
指す光導管(4)と、その光像を結ばせる光電素子
(1)(例えばCCD)からなる水平センサー部(1,
2,3,4)を持つ、請求項1記載の自動水平設定装
置。
2. A light pipe (4) attached to the center of the universal holder (2) and having a light-emitting element and a weight hanging down from a lower end thereof and always pointing in a vertical direction, and a photoelectric element (1) for forming an optical image thereof. ) (For example, CCD)
2. The automatic horizontal setting device according to claim 1, wherein the automatic horizontal setting device has (2, 3, 4).
【請求項3】 ボールネジと直角に交わりながら、可動
板の傾きとの整合を円滑にする、自在ナット(8)を持
つ、請求項1記載の自動水平設定装置。
3. The automatic leveling device according to claim 1, further comprising a free nut (8) which intersects the ball screw at a right angle to smoothly adjust the inclination of the movable plate.
【請求項4】 請求項1及び請求項2記載の水平センサ
ー部の光電素子は、小さいので固定板(9)の傾きが大
きいときは、光電素子上に光像を結ばないことがある。
従って、先ず粗水平センサー部(11)の信号を受け
て、CPUが駆動部を操作して、可動板を水平に近づ
け、光像を光電素子上に導いた後、水平センサーに切り
替えて精密な水平制御を行う請求項1記載の粗水平セン
サー部(11)を持つ自動水平設定装置。
4. The photoelectric element of the horizontal sensor section according to claim 1 or 2, wherein a small image may not be formed on the photoelectric element when the inclination of the fixing plate (9) is large.
Accordingly, first, upon receiving a signal from the coarse horizontal sensor unit (11), the CPU operates the drive unit to bring the movable plate closer to the horizontal, guide the light image onto the photoelectric element, and then switch to the horizontal sensor to perform a precise operation. An automatic horizontal setting device having a coarse horizontal sensor section (11) according to claim 1, which performs horizontal control.
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