JPS6195207A - Elevation angle reference position setting mechanism of electronic theodolite - Google Patents

Elevation angle reference position setting mechanism of electronic theodolite

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JPS6195207A
JPS6195207A JP21522784A JP21522784A JPS6195207A JP S6195207 A JPS6195207 A JP S6195207A JP 21522784 A JP21522784 A JP 21522784A JP 21522784 A JP21522784 A JP 21522784A JP S6195207 A JPS6195207 A JP S6195207A
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JP
Japan
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reference position
angle
altitude
incremental encoder
theodolite
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JP21522784A
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Akinori Kairin
海琳 昭徳
Hiroshi Okamoto
洋 岡本
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SOTSUKISHIYA KK
Sokkisha Co Ltd
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SOTSUKISHIYA KK
Sokkisha Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enable simultaneous automatic correction of an elevation angle with a non-expensive machine, by installing reference position detecting signal emitter and inclination angle signal emitter on an incremental encoder. CONSTITUTION:A reference position detecting signal emitter 15 is composed of luminous element 4, lend 12, reference position detecting slit 9, reference position detecting mask 6 and reference position detecting light-receiving element 10. Signals from an inclination angle signal emitter 17 connected to a clinometer 14 and from a reference position signal emitter 15 are introduced into an inclination angle data reading and recording apparatus 18 and a counter setting signal is issued. These signals and an output signal from an angle-measuring signal emitter 16 connected to an angle-measuring light-receiving element 5 are calculated by a counter 19 and displayed with an indicator 20 in degrees.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 産業上の利用分骨・・=・・・・・・・・・・・・この
発明は側蓋等に使用さね、インクリメンタルエンコーダ
により高度角および水平角の測定を行なう電子式セオド
ライトの高度角基準位置設定機構に関するもの1ある0 従来の技術・・・・・・・・・・・・・・・測量に使用
されているセオドライドは、望遠鏡が水平に回転する垂
直軸と、望遠鏡を上下方向に回転する水平軸とを具えて
いて、その回転角はそれぞれの軸に設けた目盛盤と該目
盛盤上の目盛線を読み取る光学式マイクロメータにより
、水平角並びtこ高度角を読み取るようにしである。該
マイクロメータの光学系はその一部が望遠鏡鏡筒と平行
に構成され、望遠父君と共に回動する構造になっている
。高凌目盛盤は望遠鏡を水平にして、光学式読み取り顕
微鏡受上記目盛線を請、んだとき、90°もしくは27
0°となるように調整固定されて望遠鏡の回動と共に回
動する構造になっている。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] Industrial use... = This invention is used for side lids, etc., and uses an incremental encoder to measure the altitude angle and Related to the altitude angle reference position setting mechanism of electronic theodolites that measure horizontal angles 1 to 0 Conventional technology・・・・・・・・・・・・Theodolites used for surveying are It has a vertical axis that rotates horizontally and a horizontal axis that rotates the telescope vertically, and the rotation angle is determined by a scale plate provided on each axis and an optical micrometer that reads the scale lines on the scale plate. , horizontal angle arrangement t to read the altitude angle. A part of the optical system of the micrometer is constructed parallel to the telescope barrel, and is structured to rotate together with the telescope. The scale plate is 90° or 27° when the telescope is horizontal and the scale line above the optical reading microscope receiver is read.
The structure is such that it is adjusted and fixed at 0° and rotates with the rotation of the telescope.

又、測置は野外作業のため機械カニ傾くことがあり、そ
の場合には、一般に高度角補正機構、即ち機械が測定中
に傾いても常に鉛直線上の目盛線を読むような補正機構
が働いて、誤差を補正するようになっている。
In addition, the machine may tilt due to outdoor work, and in that case, an altitude angle correction mechanism, that is, a correction mechanism that always reads the vertical scale line even if the machine is tilted during measurement, is activated. It is designed to correct errors.

電子式セオドライトは後述するようにインクリメンタル
エンコーダによる角度検出方法と、アブソリュートエン
コーダによる角度検出方法とがあり、いずれもと述の目
盛線を読む部分が電子化されたものフ、上記セオPライ
トの読み取り′gR境と、高度角補正機構を除いた部分
は同様な構造となっている。即ちインクリメンタルエン
コーダ、もしくはアゾソリニートエンコーダにより水平
角並びに高度角を読み取り、表示器にデジタル表示され
る構造になっている。アゾソリニートエンコーダの場合
、上記目盛盤占同様に、それ自身が位置情報をもつため
、望遠鏡を水平にした状態フ上記90°もしくは270
°となるよう、あらかじめ調整し設定することが一5g
る。一方インクリメンタルエンコーダはそれ自身が位置
情報を持たないため、望遠鏡の水平位置を900もしく
は270°に設定するためには、望遠簡によりある一点
を規準し、上記鉛直軸を180°回転し、再度上記と同
一の点を規準して、その間の角度計数値と180°との
差の半分と、90°もしくは2700との和をインクリ
メンタルエンコーダの計数器に設定するか、もしくは、
望遠鏡上に設置した気泡管を水平位置に合わせて上記計
数器を90’もしくは270°に設定する必要がある。
Electronic theodolites have angle detection methods using incremental encoders and absolute encoders, as described below.In both cases, the part that reads the scale lines is electronic. The structure is the same except for the 'gR boundary and the altitude angle correction mechanism. That is, the horizontal angle and altitude angle are read by an incremental encoder or an azosoline encoder, and are digitally displayed on a display. In the case of an azosolinet encoder, it has its own position information, just like the scale dial, so when the telescope is horizontal, it is
It is necessary to adjust and set in advance so that the
Ru. On the other hand, the incremental encoder itself does not have position information, so in order to set the horizontal position of the telescope to 900 or 270°, use a telescope to reference a certain point, rotate the vertical axis 180°, and repeat the above steps again. Set the same point as the standard and set the sum of half the difference between the angle count value and 180° and 90° or 2700 in the counter of the incremental encoder, or
It is necessary to align the bubble tube installed on the telescope with the horizontal position and set the counter at 90' or 270°.

また高度角補正機構をもたないため、機械の測定中の傾
きによる誤差を補正できない欠点もある。
Also, since it does not have an altitude angle correction mechanism, it has the disadvantage that it cannot correct errors caused by tilting of the machine during measurement.

発明が解決しようとする問題点・・・・・・・・・・・
・・・・アブソリュートエンコーダは上述の如くそれ自
身が位置情報をもち、インクリメンタルエンコーダの如
き操作は不要である力ζ構造が複雑で高価な欠点がアル
。一方インクリメンタルエンコーダは比較的安価である
が杷対角度測定のためには上述のような操作を必要とす
る。
The problem that the invention aims to solve...
...As mentioned above, the absolute encoder has its own position information and does not require operation like the incremental encoder.The disadvantage is that the force ζ structure is complicated and expensive. On the other hand, an incremental encoder is relatively inexpensive, but requires the above-mentioned operation to measure the angle of rotation.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

問題点を解決するための手段・・・・・・・・・・・・
・・・本発明では第1図に示すように機械内部に望遠鏡
規準方向の傾き角を検出する市気式傾斜計QJを設ける
と共に、高変角目盛fl(1)上に測角用スリット(8
)とは別に基準位置検出用スリット(9)を設け、第2
図に示すように、発光累子(4)、レンズαり、基準位
置検出用マスク(6)、基掌位ti検出用受光框子翰を
配置し、望遠鏡を一回転する間に発生するl゛・準位置
信号を取り邑し、+J’4j号の発生時点での傾斜計の
出力信号を検出し、該信号と900もしくは270°と
の差を第4図に示すインクリメンタルエンコーダの計数
器a9に設定する。なお王妃基準位置検出用スリット(
9)と基準位置検出用マスク(6)は望遠鏡が水平にな
った位置で基準位置信号を発生するようにあらかじめ調
整しである。また望遠鏡の水平位置を90°もしくは2
70°に設定した後、機械の傾きに対する角度を傾斜計
04からの信号と、インクリメンタルエンコーダの計数
器Q1の内容とを演算させ、機械の傾きに対する高度角
を刻々自動補正して高度角を表示させるもの1ある。
Means to solve problems・・・・・・・・・・・・
...In the present invention, as shown in Fig. 1, a city air type inclinometer QJ for detecting the inclination angle in the reference direction of the telescope is provided inside the machine, and an angle measurement slit ( 8
) is provided with a reference position detection slit (9) separately from the second
As shown in the figure, the light emitter (4), the lens α, the mask for detecting the reference position (6), and the light receiving frame for detecting the cardinal position ti are arranged, and the l - Take the quasi-position signal, detect the output signal of the inclinometer at the time when +J'4j occurs, and calculate the difference between this signal and 900° or 270° to the counter a9 of the incremental encoder shown in Figure 4. Set. The queen reference position detection slit (
9) and the reference position detection mask (6) are adjusted in advance so that the reference position signal is generated when the telescope is in a horizontal position. Also, adjust the horizontal position of the telescope to 90° or 2
After setting the angle to 70°, the angle with respect to the machine's inclination is calculated by the signal from the inclinometer 04 and the contents of the counter Q1 of the incremental encoder, and the altitude angle with respect to the machine's inclination is automatically corrected moment by moment and the altitude angle is displayed. There is one thing that makes me do it.

実施例・・・・・・・・・・・・・・・第1図に示すよ
うに高度角目盛盤(1)は望遠′J(3)に設けた回転
軸(2)を中心として取り付けてあり、望遠鏡(3)が
回転すると高度角目盛盤0)も共に回転する。高度角目
盛盤(1)には円周を21600等分lこ等分側角用ス
リット(8)が設けられている。また高度角目盛盤(1
)の内周又は外周に測角用スリット(8)とは別に、基
準位置検出用スリット(9)が設けられており、基準位
置検出用スリット(9)は1本又は複数本の光を透過す
るスリットにより構成されている。
Example: As shown in Figure 1, the altitude angle scale (1) is mounted around the rotation axis (2) provided on the telephoto lens (3). When the telescope (3) rotates, the altitude angle dial (0) also rotates. The altitude angle dial (1) is provided with side angle slits (8) that divide the circumference into 21,600 equal parts. Also, the altitude angle scale (1
) is provided with a reference position detection slit (9) in addition to the angle measurement slit (8), and the reference position detection slit (9) transmits one or more rays of light. It is made up of slits.

上記測角用スリット(8)を計数するエンコーダの構成
は第2図に示す如くである。第2図は第1図のY−Y’
におけるエンコーダの拡大断面図1あって、高度角目盛
盤(1)を挾んフ片側に発光素子(4)、反対側に測角
検出用受光素子(5)が置かれている。
The configuration of the encoder for counting the angle measurement slits (8) is as shown in FIG. Figure 2 is Y-Y' in Figure 1.
There is an enlarged sectional view 1 of the encoder in which an altitude angle dial (1) is placed, a light emitting element (4) is placed on one side, and a light receiving element for angle measurement detection (5) is placed on the opposite side.

αaは発光素子(4)からの光を平行光にするためのレ
ンズ1ある。高度角目、盛盤(1)と測角検出用受光素
子(5)との間には第3図に示すような測角スリット検
出用マスク(7)と、基準位置検出用マスク(6)とが
置かれている。上記マスク(6)および(7)はマスク
枠(図示せず)に入っていて測角スリット検出用マスク
(7)は測角用スリット(8)と、わずかな間隙をもっ
て対向している。基準位置検出用マスク(6)も同様に
基準位置検出用スリット(9)と対向する位置にある。
αa is a lens 1 for converting the light from the light emitting element (4) into parallel light. As shown in Fig. 3, a mask for angle measurement slit detection (7) and a mask for reference position detection (6) are installed between the height angle eye, plate (1) and the light receiving element for angle measurement detection (5). is placed. The masks (6) and (7) are contained in a mask frame (not shown), and the angle measurement slit detection mask (7) faces the angle measurement slit (8) with a slight gap therebetween. The reference position detection mask (6) is also located at a position facing the reference position detection slit (9).

上記マスク(6)および(7)は本体Iに取り付けられ
調整可能に構成されている。この基準位置検出用マスク
(6)と基準位置検出用スリット(9)とが一致したと
き基準位置検出信号を得るようになっており、この基準
位置検出信号は望遠鏡が鉛直軸に対して直角になったと
き得られるよう調整されている。実施例では光学式イン
クリメンタルエンコーダを使用しているが、電磁vl導
式エンコーダ(インダクトシン〕その他の磁気式エンコ
ーダなどインクリメンタルエンコー/1あればよく、実
施例に限定させるものではない。又傾斜計a◆は機械a
υの傾きの信号を得るために望遠鏡規準方向の傾きが検
出されるような方向に固定しておく。傾斜計としては振
子の傾きを測定する方式、気泡管内に電解液を入ね、そ
の移動を利用する方式など   。
The masks (6) and (7) are attached to the main body I and configured to be adjustable. When the reference position detection mask (6) and the reference position detection slit (9) match, a reference position detection signal is obtained. It has been adjusted so that it can be obtained when the situation arises. Although an optical incremental encoder is used in the embodiment, an incremental encoder such as an electromagnetic VL conductive encoder (inductosin) or other magnetic encoder is sufficient, and is not limited to the embodiment. a◆ is machine a
In order to obtain a signal of the inclination of υ, the telescope is fixed in a direction such that the inclination in the reference direction is detected. Inclinometers include a method that measures the inclination of a pendulum, and a method that uses electrolyte solution in a bubble tube and its movement.

があるが、いずれの方式のもの1も本発明の実施例に適
用fきる。
However, either method can be applied to the embodiment of the present invention.

以上説明したように発光素子(4)、レンズ11基準位
置検出用スリット(9)、基準位賃検出用マスク(6)
、受光素子a0により構成される基準位置検出信号発生
器(至)から出力される信号、インクリメンタルエンニ
ーダの出力信号と、傾斜計a41からの角度信号は第4
図で示すブロックダイヤグラムで処理される。即ち第4
図において、aStま基準位置検出信号発生器であり、
基準位置検出用受光素子QGに結合されており、αQは
測角用信号発生器であり、測角検出用受光素子(5)に
結合されている。aηは傾斜角信号発生器フあり傾斜計
Iに結合されている0傾斜角信号発生器aηと基準位置
信号発生器a勃1らの信号は傾斜角データ読み出し、書
き入み器ttSによって計数器セット信号を得て、この
信号と測角用信号発生器αeからの出力信号とを計数器
0によって演算させ、表示器(至)1角度表示させるも
のである。
As explained above, the light emitting element (4), the slit for detecting the reference position of the lens 11 (9), and the mask for detecting the reference position (6)
, the signal output from the reference position detection signal generator (to) constituted by the light receiving element a0, the output signal of the incremental enneader, and the angle signal from the inclinometer a41 are the fourth
Processing is performed using the block diagram shown in the figure. That is, the fourth
In the figure, aSt is a reference position detection signal generator,
It is coupled to the reference position detection light receiving element QG, and αQ is an angle measurement signal generator, which is coupled to the angle measurement detection light receiving element (5). aη is an inclination angle signal generator, and the signals from the inclination angle signal generator aη and the reference position signal generator a, which are coupled to the inclinometer I, are counted by the inclination angle data reading and writing device ttS. A set signal is obtained, this signal and the output signal from the angle measurement signal generator αe are calculated by the counter 0, and the display (to) 1 angle is displayed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述した如く、従来のインクリメンタルエンコーダに基
準位置検出信号発生器と傾斜角信号発生器とを設けるこ
とによって機械の傾きに対して高度角が鉛直線を基準と
した絶対角に固定さね、アブソリュートエンコーダと同
等の効果を与えることができ、安価な機械を提供するこ
とが1きる。
As mentioned above, by providing a reference position detection signal generator and an inclination angle signal generator to a conventional incremental encoder, the altitude angle is fixed to an absolute angle with respect to the vertical line with respect to the inclination of the machine. It is possible to provide an inexpensive machine that can provide the same effect as

また傾斜角信号発光器を併設することにより高度角の自
動補正も同時に1きる効果もある。
Additionally, by providing an inclination angle signal emitter, automatic correction of the altitude angle can be performed at the same time.

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

第1図は本発明の正面図、第2図は第1図Y−Y′の拡
大断面図、第3図は基準位置検出マスクと測角スリット
検出用マスクの正面図、第4図は高度角基準位置設定機
構のブロック図1ある。 (1)・・・高度角目盛盤、(4)・・・発光素子、(
7)・・・測角スリット検出マスク、(8)・・・測角
用スリット、(9)・・・基準位置検出用スリット、6
ト・受光素子、■・・・傾斜計、αe・・・測角用信号
発生器。
Fig. 1 is a front view of the present invention, Fig. 2 is an enlarged sectional view taken along Y-Y' in Fig. 1, Fig. 3 is a front view of the reference position detection mask and the angle measurement slit detection mask, and Fig. 4 is the altitude. There is a block diagram 1 of the corner reference position setting mechanism. (1)...Altitude angle dial, (4)...Light emitting element, (
7)...Angle measurement slit detection mask, (8)...Angle measurement slit, (9)...Reference position detection slit, 6
- Light receiving element, ■... Inclinometer, αe... Signal generator for angle measurement.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)インクリメンタルエンコーダを高度角検出用とし
て設けた電子式セオドライトにおいて、高度目盛盤の測
角用スリットと別に上記セオドライトの基準位置を検出
するための基準位置検出器を設けると共に、上記セオド
ライトの鉛直面からの傾きを検出するための傾斜計を設
けて、上記高度角目盛盤からの基準位置信号と、傾斜計
の信号との演算結果をエンコーダの計数器に設定するこ
とにより高度角を鉛直線を基準とした絶対角に固定する
ことを特徴とした電子式セオドライトの高度角基準位置
設定機構。
(1) In an electronic theodolite equipped with an incremental encoder for altitude angle detection, a reference position detector for detecting the reference position of the theodolite is provided separately from the angle measurement slit of the altitude scale, and the vertical angle of the theodolite is An inclinometer is installed to detect the inclination from the surface, and the altitude angle is set to the vertical line by setting the calculation result of the reference position signal from the altitude angle dial and the inclinometer signal in the counter of the encoder. An altitude angle reference position setting mechanism for electronic theodolites, which is characterized by fixing to an absolute angle based on .
(2)高度目盛盤は、磁気式インクリメンタルエンコー
ダを設けると共に、上記エンコーダの基準位置を検出す
るための機構を設け、かつ上記磁気式インクリメンタル
エンコーダを用いたセオドライトの鉛直面からの傾きを
検出するための傾斜計を設けてなる特許請求の範囲第1
項記載の電子式セオドライトの高度角基準位置設定機構
(2) The altitude dial is equipped with a magnetic incremental encoder and a mechanism for detecting the reference position of the encoder, and also for detecting the inclination of the theodolite from the vertical plane using the magnetic incremental encoder. Claim 1, comprising: an inclinometer;
The altitude angle reference position setting mechanism of the electronic theodolite described in .
(3)高度目盛盤は、電磁誘導式インクリメンタルエン
コーダを設けると共に、上記インダクトシン型インクリ
メンタルエンコーダの基準位置を検出するための機構を
設け、かつ上記電磁誘導式インクリメンタルエンコーダ
を用いたセオドライトの鉛直面からの傾きを検出するた
めの傾斜計を設けてなる特許請求の範囲第1項記載の電
子式セオドライトの高度角基準位置設定機構。
(3) The altitude dial is equipped with an electromagnetic induction type incremental encoder, and a mechanism for detecting the reference position of the above-mentioned inductosin type incremental encoder, and the vertical surface of the theodolite using the above-mentioned electromagnetic induction type incremental encoder. An altitude angle reference position setting mechanism for an electronic theodolite according to claim 1, further comprising an inclinometer for detecting an inclination from an angle.
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Citations (3)

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US4097734A (en) * 1977-02-09 1978-06-27 Keuffel & Esser Company Zero index for electro-optical measuring device
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