JPS62197712A - 全方位傾斜角計 - Google Patents
全方位傾斜角計Info
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- JPS62197712A JPS62197712A JP3906886A JP3906886A JPS62197712A JP S62197712 A JPS62197712 A JP S62197712A JP 3906886 A JP3906886 A JP 3906886A JP 3906886 A JP3906886 A JP 3906886A JP S62197712 A JPS62197712 A JP S62197712A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
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- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は構造体や移動体の傾斜角並びに傾斜方位角を検
出する全方位傾斜角計に関する。
出する全方位傾斜角計に関する。
（従来の技術）
産業用ロボット、船舶、土木建設工事用、特殊車両等で
、常時全方位傾斜角度を検知したいという要請があるが
、この場合最大傾斜角と方位角を同時に検知されなけれ
ば検出値を自動制御その他に利用できない場合が極めて
多い。従来の傾斜角測定装置としては、−軸方向のみの
傾斜角度を表示するものがある、このような装置ではあ
る平面の傾斜を計るとき、その平面上に装置を置き測定
点を中心にして３６０度回転し、仰角または俯角の最大
方向にレットしてから、そのとぎ示す傾斜角度を読みと
り、ヒラ１〜した方位角と読みとった傾斜角を合せてｆ
−タとして利用している、このように手動による作業は
、広範囲の方位角に対応するとしても時間的に難しいた
め分解能に制約される、近来特に電気的出力による自動
制御信号への利用要求が多い。
、常時全方位傾斜角度を検知したいという要請があるが
、この場合最大傾斜角と方位角を同時に検知されなけれ
ば検出値を自動制御その他に利用できない場合が極めて
多い。従来の傾斜角測定装置としては、−軸方向のみの
傾斜角度を表示するものがある、このような装置ではあ
る平面の傾斜を計るとき、その平面上に装置を置き測定
点を中心にして３６０度回転し、仰角または俯角の最大
方向にレットしてから、そのとぎ示す傾斜角度を読みと
り、ヒラ１〜した方位角と読みとった傾斜角を合せてｆ
−タとして利用している、このように手動による作業は
、広範囲の方位角に対応するとしても時間的に難しいた
め分解能に制約される、近来特に電気的出力による自動
制御信号への利用要求が多い。
（発明が解決しようとする問題点）
前記の一般的な従来の方法では、手動により読みとるた
め広範囲の方位角に対応することが難しく、従来の安価
な装置では到底応じられないという欠点があった。本発
明は前記の問題点を解決する為に、計測する面の傾斜方
向の変化に応じて水平平衡を保とうとして変化する回転
体回転軸の回転変位と回転体を支持するジンバル機構の
回転軸の回転変位を検知し２、この合成信号により全方
位の傾斜角と傾斜方位角を検出することによって、電気
的出力による自動制御信号として利用できる等、簡単で
操作が容易であり、しかも構造が堅牢で安価な全方位顛
斜角計を提供することにある。
め広範囲の方位角に対応することが難しく、従来の安価
な装置では到底応じられないという欠点があった。本発
明は前記の問題点を解決する為に、計測する面の傾斜方
向の変化に応じて水平平衡を保とうとして変化する回転
体回転軸の回転変位と回転体を支持するジンバル機構の
回転軸の回転変位を検知し２、この合成信号により全方
位の傾斜角と傾斜方位角を検出することによって、電気
的出力による自動制御信号として利用できる等、簡単で
操作が容易であり、しかも構造が堅牢で安価な全方位顛
斜角計を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
ｉ６記問題点を解決するために本発明による全方位傾斜
角針は、常に水平平衡を保つようにおもりをｉ＋２けた
回転体を支持するジンバル機構において、計測する而に
対して回動自在に支持される前記回転体と前記ジンバル
機構と、該ジンバル機構の各自由回転軸に備えた角度セ
ンサからなり、前記各角度センサから出力される信号に
よって計測面の傾斜角並びに傾斜方位角を検出するよう
に構成されている。
角針は、常に水平平衡を保つようにおもりをｉ＋２けた
回転体を支持するジンバル機構において、計測する而に
対して回動自在に支持される前記回転体と前記ジンバル
機構と、該ジンバル機構の各自由回転軸に備えた角度セ
ンサからなり、前記各角度センサから出力される信号に
よって計測面の傾斜角並びに傾斜方位角を検出するよう
に構成されている。
（作 用〉
以下、図面を参照し動作原理を説明する。
第１図は本発明の基本原理を示す図であり同図は角度セ
ンサ（Ｘ軸）１と、角度センサ（ＹＩＩＩＩ） ２と、
回転体３と、重り４と、ジンバル５と、軸受６および枠
組７で構成され計測するあらゆる方向の傾斜に応じて回
転体３の回転変位を角度センナ（Ｘ軸）１で検知し、ジ
ンバル５の回転変位を角度センＦｊ′（Ｙ軸）２で検知
する。
ンサ（Ｘ軸）１と、角度センサ（ＹＩＩＩＩ） ２と、
回転体３と、重り４と、ジンバル５と、軸受６および枠
組７で構成され計測するあらゆる方向の傾斜に応じて回
転体３の回転変位を角度センナ（Ｘ軸）１で検知し、ジ
ンバル５の回転変位を角度センＦｊ′（Ｙ軸）２で検知
する。
傾斜角ｅｋは、次式 ｅｋ＝ −ｘ”＋ｙ’によって定
められ、全方位傾斜角針の原理を説明する図式である。
められ、全方位傾斜角針の原理を説明する図式である。
第２図は回転体３におもりと浮きを付けて容器内に液体
を充填し地軸に対する鉛直度を向上させている。ざらに
同図は方位角センサ１０を組合せ、傾斜方位角を方位角
専用センサで検出する構成とした図を示している。今現
在ではＸ軸とＹ軸との合成信号から傾斜方位角を検出す
るよりも、方位角専用センサを組合わけた方が、部品、
材料入手と共に安価に出来るため実用的応用例として示
した図である。
を充填し地軸に対する鉛直度を向上させている。ざらに
同図は方位角センサ１０を組合せ、傾斜方位角を方位角
専用センサで検出する構成とした図を示している。今現
在ではＸ軸とＹ軸との合成信号から傾斜方位角を検出す
るよりも、方位角専用センサを組合わけた方が、部品、
材料入手と共に安価に出来るため実用的応用例として示
した図である。
第２図のスリップリング９は、回転体３の回転変位を検
出する角度センサ（×１噛）１の信号をジンバルより外
部との電気信号出入口として、ジンバル機構の自由回転
軸にスリップリング９を備えた図を示している。
出する角度センサ（×１噛）１の信号をジンバルより外
部との電気信号出入口として、ジンバル機構の自由回転
軸にスリップリング９を備えた図を示している。
（実 施 例）
以下、図面を参照し本発明の詳細な説明する。
第３図は本発明による第１実施例を示した図であり、容
器の一部を切り欠いて内部が見えるようにした実装図で
おる。図において回転体３は巾り４を設けてありシンバ
ル機構５により回転自在に１咄受６で支持されている、
従って計測する面の傾斜に応じて、構成した容器が傾斜
すれば回転体３に備えた徂り４は常に鉛直線になるよう
に回転体３を回動させ平衡を保つ、さらに回転体３を支
持するジンバル機構５は、傾斜に応じ回転体３の平衡を
保つために回動する、即ちいかなる傾斜の変化に対して
も重り４は地軸に対する鉛直性を保持しようとするため
回転体３とジンバル機構５を回動させる。該ジンバル機
構５の各自由回転軸に備えた角度センサはＸ、Ｙ軸とも
、アブソリュートエンコーダを使用していて角度センサ
（Ｘ’ｋｌｌ）１は回転体３の回転変位を検知し、ジン
バル自由軸に備えた角度センナ（Ｙ軸〉２はジンバル機
構５の回転変位を検知し、各角度センナからの出力を合
成することにより傾斜角ｅｋを検出しさらに傾斜角θに
より傾斜方位角θｈを検出することができる。図より各
部品は軸受６、枠組７、平衡バランサ１１、容器１２か
ら構成されている。また必要に応じて容器１２の中にシ
リコン等の液体を充填し運動物体のダンパ効果を持たぜ
る場合もある。
器の一部を切り欠いて内部が見えるようにした実装図で
おる。図において回転体３は巾り４を設けてありシンバ
ル機構５により回転自在に１咄受６で支持されている、
従って計測する面の傾斜に応じて、構成した容器が傾斜
すれば回転体３に備えた徂り４は常に鉛直線になるよう
に回転体３を回動させ平衡を保つ、さらに回転体３を支
持するジンバル機構５は、傾斜に応じ回転体３の平衡を
保つために回動する、即ちいかなる傾斜の変化に対して
も重り４は地軸に対する鉛直性を保持しようとするため
回転体３とジンバル機構５を回動させる。該ジンバル機
構５の各自由回転軸に備えた角度センサはＸ、Ｙ軸とも
、アブソリュートエンコーダを使用していて角度センサ
（Ｘ’ｋｌｌ）１は回転体３の回転変位を検知し、ジン
バル自由軸に備えた角度センナ（Ｙ軸〉２はジンバル機
構５の回転変位を検知し、各角度センナからの出力を合
成することにより傾斜角ｅｋを検出しさらに傾斜角θに
より傾斜方位角θｈを検出することができる。図より各
部品は軸受６、枠組７、平衡バランサ１１、容器１２か
ら構成されている。また必要に応じて容器１２の中にシ
リコン等の液体を充填し運動物体のダンパ効果を持たぜ
る場合もある。
第５図（イ）は第１実施例を使用してＮｔ測するときの
電気回路構成図例であり、角［σセンサ（Ｘ軸）」の出
力と角［良しンサ（Ｙ軸）２の出力は各増幅器１３で増
幅されＸ軸と、Ｙ軸の各出力は論理演算器１４ ’（、
’−合成信号となり傾斜角θｌくは傾斜角表示器１５で
表示される。また傾斜角Ｏｋより次の論理演算器１４で
締出された方位角ｅｈは、傾斜方位角表示器１６で表示
される。
電気回路構成図例であり、角［σセンサ（Ｘ軸）」の出
力と角［良しンサ（Ｙ軸）２の出力は各増幅器１３で増
幅されＸ軸と、Ｙ軸の各出力は論理演算器１４ ’（、
’−合成信号となり傾斜角θｌくは傾斜角表示器１５で
表示される。また傾斜角Ｏｋより次の論理演算器１４で
締出された方位角ｅｈは、傾斜方位角表示器１６で表示
される。
第４図は本発明による第２実施例を示した図で容器の一
部を切り欠いて内部が見えるようにした実装図である。
部を切り欠いて内部が見えるようにした実装図である。
図より各部は角度センサ（Ｘ軸）１、角度センサ（Ｙ軸
）２、回転体３、重り４、ジンバル機構５、軸受６、枠
組７、浮き８、方位角センサ１０、平衡バランサ１１、
容器１２より構成されていて特に角度センサはＸ、Ｙ軸
ともにシンクロを取付けて検出している。
）２、回転体３、重り４、ジンバル機構５、軸受６、枠
組７、浮き８、方位角センサ１０、平衡バランサ１１、
容器１２より構成されていて特に角度センサはＸ、Ｙ軸
ともにシンクロを取付けて検出している。
計測する面のあらゆる傾斜に応じ回転体３の平衡を保つ
ため重り４と、浮き８を設けて回転体３の回転変位を角
度セン’＋（Ｘ＠＞１で検知する、ざらに回転体３の平
衡を保つためジンバル機構はシンバル自山軸に取付けた
角度センサ（Ｙ４１＋＞２でジンバルの回転変位を検知
する。本実施例では水平平衡の’１．ｌｉ度を向上させ
るためと、運動物体を♀く安定さけるため容器内にシリ
コ１ン液を充填してあり回転体３に設けたおもり４と、
淫ぎ８で、鉛直性を高めている。
ため重り４と、浮き８を設けて回転体３の回転変位を角
度セン’＋（Ｘ＠＞１で検知する、ざらに回転体３の平
衡を保つためジンバル機構はシンバル自山軸に取付けた
角度センサ（Ｙ４１＋＞２でジンバルの回転変位を検知
する。本実施例では水平平衡の’１．ｌｉ度を向上させ
るためと、運動物体を♀く安定さけるため容器内にシリ
コ１ン液を充填してあり回転体３に設けたおもり４と、
淫ぎ８で、鉛直性を高めている。
第５図（ロ）は第２実施例を使用し計測するときの電気
回路構成図例であり、角度センサ（Ｘ軸）１の出力と角
度センＩす（Ｙ＠＞２の出力は各増幅器１３で増幅され
Ｘ軸と、Ｙ（’ｌｉｔの各出力は論理演算器１４で合成
信月となり傾斜角θには傾斜角表示器１５で表示される
。方位角専用センサで検知した信号は増幅器１３を通り
論理演専器１４で傾斜方位角ｅｈを検出し、傾斜方位角
表示器１６で表示される。
回路構成図例であり、角度センサ（Ｘ軸）１の出力と角
度センＩす（Ｙ＠＞２の出力は各増幅器１３で増幅され
Ｘ軸と、Ｙ（’ｌｉｔの各出力は論理演算器１４で合成
信月となり傾斜角θには傾斜角表示器１５で表示される
。方位角専用センサで検知した信号は増幅器１３を通り
論理演専器１４で傾斜方位角ｅｈを検出し、傾斜方位角
表示器１６で表示される。
第１、第２実施例では適用していないが計測する傾斜角
が大きい場合、例えば全方位傾斜角９０度以上となれば
、角度センサ（Ｘ軸）１からの配線取出しがジンバル機
構の自由回動に影響を与える傾向があるため、ジンバル
支持の回転軸にスリップリング９を設けて配線体抵抗の
影響をなくした。他の応用例として本発明の各角度セン
サはシンクロからポテンショメータまで必らゆる機種の
角度センサを設定することによりＸ、Ｙ軸を検知するこ
とができる。
が大きい場合、例えば全方位傾斜角９０度以上となれば
、角度センサ（Ｘ軸）１からの配線取出しがジンバル機
構の自由回動に影響を与える傾向があるため、ジンバル
支持の回転軸にスリップリング９を設けて配線体抵抗の
影響をなくした。他の応用例として本発明の各角度セン
サはシンクロからポテンショメータまで必らゆる機種の
角度センサを設定することによりＸ、Ｙ軸を検知するこ
とができる。
（発明の効果）
以上説明してきたように、本発明による全方位傾斜角計
は、全方位の傾斜角出力と傾斜方位角出力を電気信号と
して利用することができる。
は、全方位の傾斜角出力と傾斜方位角出力を電気信号と
して利用することができる。
今まで述べた原理、ならびに実施例等より明らかなよう
に各角度センサ自体は、従来の実績ある角度センサを取
付けることが可能な構造であるため適用例が多く汎用性
を兼備えた全方位傾斜角計を提供することができる。
に各角度センサ自体は、従来の実績ある角度センサを取
付けることが可能な構造であるため適用例が多く汎用性
を兼備えた全方位傾斜角計を提供することができる。
効果は全方位傾斜角と傾斜方位角を包括し、性能、及び
分解能も従来の実績ある一１袖角度センサに準する。
分解能も従来の実績ある一１袖角度センサに準する。
第１図は本発明の基本原理を示す図でおる。
第２図は第１図の応用原理を示した図でおる。
第３図は本発明による第１実施例を示した図であり、容
器の一部を切り欠いて内部が見えるようにした実装図で
ある。 第４図は本発明による第２実施例を示した図であり、容
器の一部を切り欠いて内部が見えるようにした実装図で
ある。応用例として方位角専用センサを備えた構成図を
示した。 第５図（イ）は本発明による第１実施例を使用し、全方
位傾斜角計を計測するときの電気回路構成ブロック図例
を示す図である。 第５図（ロ）は本発明による第２実施例を使用し、全方
位傾斜角を計測するときの電気回路構成ブロック図例を
示す図でおる。 １：角度セン９−（Ｘ軸） ２：角度センサ（Ｙ軸） １０：方位角センサ １３：増幅器１４：論理演算
器 １５：傾斜角表示器１６：傾斜方位角表示器
器の一部を切り欠いて内部が見えるようにした実装図で
ある。 第４図は本発明による第２実施例を示した図であり、容
器の一部を切り欠いて内部が見えるようにした実装図で
ある。応用例として方位角専用センサを備えた構成図を
示した。 第５図（イ）は本発明による第１実施例を使用し、全方
位傾斜角計を計測するときの電気回路構成ブロック図例
を示す図である。 第５図（ロ）は本発明による第２実施例を使用し、全方
位傾斜角を計測するときの電気回路構成ブロック図例を
示す図でおる。 １：角度セン９−（Ｘ軸） ２：角度センサ（Ｙ軸） １０：方位角センサ １３：増幅器１４：論理演算
器 １５：傾斜角表示器１６：傾斜方位角表示器
Claims (4)
- （１）常に水平平衡を保つようにおもりを設けた回転体
を支持するジンバル機構において、計測する面に対して
回動自在に支持される前記回転体と前記ジンバル機構と
、該ジンバル機構の各自由回転軸に取付けた角度センサ
からなり、前記各角度センサから出力される信号によっ
て計測面の傾斜角並びに傾斜方位角を検出するようにし
たことを特徴とする全方位傾斜角計。 - （２）前記回転体におもりと浮きあるいは浮きを設けた
構造とし、前記運動物体のダンパ効果を作り早く安定さ
せる手段として、前記構造の容器内に液体を充填したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の全方位傾斜
角計。 - （３）前記ジンバル機構の自由回転軸にスリップリング
を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
全方位傾斜角計。 - （４）計測する前記構造に固定される方位角センサによ
り傾斜方位角を検出する手段として構成することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の全方位傾斜角計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3906886A JPS62197712A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 全方位傾斜角計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3906886A JPS62197712A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 全方位傾斜角計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62197712A true JPS62197712A (ja) | 1987-09-01 |
Family
ID=12542808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3906886A Pending JPS62197712A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 全方位傾斜角計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62197712A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01170890A (ja) * | 1987-12-26 | 1989-07-05 | Mitsuru Harada | 角度計 |
| CN110170977A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-27 | 江南造船(集团)有限责任公司 | 可调式磁性垂直定位及划线测量装置 |
-
1986
- 1986-02-26 JP JP3906886A patent/JPS62197712A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01170890A (ja) * | 1987-12-26 | 1989-07-05 | Mitsuru Harada | 角度計 |
| CN110170977A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-27 | 江南造船(集团)有限责任公司 | 可调式磁性垂直定位及划线测量装置 |
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