JPS639815A - 路面計測装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、路面計測装置に係り、とくに測定面に沿って
移動するセンサ部を備えた路面計測装置に関する。

〔従来の技術〕

第７図に従来例を示す。この従来例は、測定時に路面Ｅ
上に停止して設置される本体フレーム１と、この本体フ
レーム１に沿って図の左右に往復移動可能に形成された
スライドフレーム２と、このスライドフレーム２に装備
されたローラ式計測手段３と、このローラ式計測手段３
の上下方向の移動量（ｈの変化）を角度（θ）のデータ
「ｆ（θ）＝ｊ！−ｃｏｓ　θ」として検知しこれを出
力するシャフトエンコーダ４とを備えている。そして、
ローラ式計測手段３を図のＡ又はＢ方向に移動させるこ
とによって路面の凹凸を直接測定することを意図したも
のである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる従来例においては、ローラ式計測
手段の移動範囲を本体フレームの長さ以上に長く設定す
ることができないという不都合があり、これがため、幅
の広い道路の路面計測等に際しては、大型化したものを
使用するか、又は路面の測定範囲を適当に区画したのち
計測作業に入るという状況となっており、可搬性および
作業性が悪いという欠点があった。

〔発明の目的〕 本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、小型
で比較的広い範囲の路面を連続測定することができ、と
くに測定路面全体が傾斜していても、その傾斜面に沿っ
て路面の計測を有効に実行することができ、可搬性およ
び作業性が良好な路面計測装置を提供することを、その
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では、計測面に沿ってセンサ部を往復移動せしめ
るセンサ移送手段と、このセンサ移送手段を装備した移
動フレームと、この移動フレームが計測面に沿って往復
移動するのを案内するガイド手段と、このガイド手段を
装備した本体フレームとを有し、前記センサ移送手段を
介して前記センサ部に往復移動を付勢する駆動手段と、
前記移動フレームに適度のブレーキ力を常時印加するブ
レーキ手段とを、前記本体フレームに装備する等の構成
を採り、これによって前記目的を達成しようとするもの
である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図に基づい
て説明する。

第１図において、Ｅは路面を示し、１１はセンサ部とし
ての超音波送受信部を示し、１２は図の如く左右に延設
された本体フレームを示す。

前記超音波送受信部１１は、本実施例においては超音波
送信部１１Ａと超音波受信部１１Ｂとに分離されたもの
が使用されている。この超音波送受信部１１は、第１図
に示す如く路面已に対向して配設され、搬送手段１３の
一部をなす移動フレーム１４を介して本体フレーム１２
に装備されている。

前記搬送手段１３は、本体フレーム１２と同様に第１図
の左右に延設された移動フレーム１４と、この移動フレ
ーム１４に装備されたセンサ移送手段としての搬送チェ
ーン１５と、この搬送チェーン１５を走行駆動する駆動
手段１６とにより構成されている。

移動フレーム１４は、第１のガイド手段１７を介して本
体フレーム１２に係合され支持されている。この第１の
ガイド手段１７は、本体フレーム１２に沿って配設され
ている。このため、移動フレーム１４は、第１図に示す
如く本体フレーム１２に沿ってＡ、　Ｂ方向に往復移動
可能な構造となっている。

移動フレーム１４には、第２のガイド手段１８を介して
超音波送受信部１１が装備されている。

この第２のガイド手段１８は移動フレーム１４に゛配設
されている。このため、超音波送受信部１１は移動フレ
ーム１４に沿ってＣ，Ｄ方向に往復移動可能な構造とな
っている。

移動フレーム１４に支持された前記超音波送受信部１１
は、前述した搬送チェーン１５に係止され、後述するよ
うにこの搬送チェーン１５に付勢されて移動フレーム１
４上を移動し得るようになっている。

前記超音波送受信部１１の超音波送信部１１Ａには所定
のパルス状超音波を出力せしめるための励振回路部３０
が併設され、また同じく超音波受信部１１Ｂには受信さ
れるパルス状超音波から路面Ｅの凹凸情報を検出し処理
するための信号処理回路部３１が併設されている。

励振回路部３０は、具体的には第２図に示す如く信号発
振回路３２と分周器３３と送信回路３４とにより構成さ
れている。

この内、信号発振回路３２は、後述するエンコーダ（前
記駆動モータ２０に付勢されて回転する）によって、そ
の出力信号である励振信号の繰り返し回数が規制される
という構成が採られている。また、分周器３３は、本実
施例では複数の分周器３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃによって
構成され、必要に応じて切換え使用し得るようになって
いる。

このため、超音波送受信部１１から出力されるパルス状
超音波の繰り返し出力の時間間隔を必要に応じて適宜変
えることができるようになっている。

また、信号処理回路部３１は、受信回路３５と信号処理
回路３６とメモリ３７とにより構成されている。この内
、信号処理回路３６は、前述した分周器３３の出力を入
力するとともに、この分周器３３からの信号に同期して
作動し、受信回路３５から送られてくる受信信号より所
定の距離情報および凹凸情報を検出し、これをメモリ３
７へ格納するように機能する。

更に、第１図において、４０Ａ、４０Ｂはブレーキ手段
を示す、このブレーキ手段４ＱＡ、４０Ｂは、本体フレ
ーム１２上に固着装備され、通常は移動フレーム１４に
対しゆるやかにブレーキ力を印加する機能を有している
。このため、超音波送受信部１１を移動フレーム１４に
沿って搬送せしめる場合には当該移動フレーム１４を停
止せしめるようになっている。また、例えば傾斜面の凹
凸計測に際しても、移動フレーム１４の下方への自由な
滑動を阻止する作用をなしている。４１Ａ。

４１Ｂは移動フレーム１４の有無を常時検出するセンサ
を示す。このセンサ４１Ａ、４１Ｂからの出力に付勢さ
れて前記ブレーキ手段４０Ａ又は４０Ｂが直ちに作動し
、これによって移動フレーム１４の移動が停止されるよ
うになっている。ここで、４１ＣはＡＮＤゲートを示し
、４１Ｄは選択駆動制御部を示す。４２および４３は、
各々本体フレーム１２に装備された脚部を示す。この脚
部４２．４３には、本実施例ではローラを付したものを
例示したがこのローラは必要に応じて取りはずしてもよ
い。又、脚部４２．４３は、高さ調整可能な構造として
もよい。また、４４および４５は、それぞれ超音波送受
信部１１の移動を係止せしめるため移動フレーム１４に
装備されたストッパを示す。このストッパ４４．４５に
はシ田フクアブソーバが併設されている。更に６０は駆
動チェーン２１Ａ用の張力調整手段を示す。

ここで、前述した搬送チェーン１５および駆動手段１６
等を、第１図、第３図および第４図に基づいて更に詳細
に説明する。

搬送チェーン１５は、第１図および第４図に示すように
、移動フレーム１４上に装備されたガイドプーリ１５Ａ
、１５Ｂに架設されている。移動フレーム１４は、第３
図に示すようにその断面が本実施例では下方が開放され
た箱型状に形成され、その内側の第１図における両端部
に、前述した如くガイドプーリ１５Ａ、１５Ｂが回転自
在に装備されている。

この移動フレーム１４の第３図における両側面に、前述
した第１のガイド手段１７と第２のガイド手段１８とが
各々装着されている。

この第１および第２の各ガイド手段１７．１８は、実際
には第３図に示すように、移動フレーム１４の両側面に
等間隔をおいて平行に固着されたガイドレール１７Ｂ、
１８Ｂと、この各ガイドレール１７Ｂ、１８Ｂの上下端
に係合された各２個１組のガイドローラ１７Ａ、１７Ａ
、・・・・・・１８Ａ。

１８Ａ、・・・・・・によって構成されている。そして
、移動フレーム１４用の２個１組のガイドローラ１７Ａ
、１７Ａは、本実施例では第１図に示すように本体フレ
ーム１２上のＳ＋　、Ｓｔ、Ｓ３．Ｓａ＋ＳＳの５ケ所
に装備され、これによって移動フレーム１４の移動に際
し、２ケ所以上で移動フレーム１４を支持し且つ案内し
得る構成となっている。また、他方の２個１組のガイド
ローラ１８Ａ。

１８Ａは、超音波送受信部１１のケース部１１Ｇに第１
図および第３図に示す如く回転自在に装着されている。

駆動手段１６は、減速ギヤ機構５０を装備した駆動モー
タ２０と、前記減速ギヤ機構５０の出力軸に係合された
駆動チェーン機構２１と、この駆動チェーン機構２１に
連結された同期駆動部としての駆動用チェーン車５２Ａ
、５２Ｂとにより構成されている。この内、駆動チェー
ン機構２１は、本実施例では、駆動チェーン２１Ａと、
この駆動チェーン２１Ａに走行力を付勢する原動チェー
ン車２１Ｂと、前記駆動チェーン２１Ａの走行を第１図
に示す如く案内する３つのガイドチェーン車２１Ｇ、２
１Ｄ、２１Ｅとにより構成されている。

この内、ガイドチェーン車２１Ｃおよび２１Ｄは本体フ
レーム１２の両端部下方に配設され、原動チェーン車２
１Ｂおよびガイドチェーン車２１Ｅは本体フレーム１２
の両端部上方に配設されている。

更に、第１図および第３図に示すようにガイドチェーン
車２１Ｄ、２１Ｅには、搬送チェーン１５に走行力を付
勢する同期駆動部としての駆動用チェーン車５２Ａ、５
２Ｂが各々同軸に装備され、これによって駆動チェーン
機構２１の駆動力が搬送チェーン１５に円滑に伝達され
るようになっている。

この搬送チェーン１５には、第３図に示すように超音波
送受信部１１のケース１１Ｃが連結部１１Ｂを介して係
着されている。

更に、前記減速ギヤ機構５０の出力軸には、前述した励
振回路部３０から出力される励振用パルス信号の繰り返
し時間を規制するエンコーダ６０が装備されている。３
２Ａはエンコーダ６０から所定の信号を入力する信号発
振回路３２用のセンサ部を、又、３２Ｂは信号発振回路
３２を収納したケース部を各々示す。

次に、上記実施例の全体的な動作について説明する。

まず、通常の状態においては、ブレーキ手段４０Ａまた
は４０Ｂが移動フレーム１４をゆるやかに係止している
ことから、かかる点において移動フレーム１４の移動は
停止されている。今、駆動手段１６を作動させ、駆動用
チェーン車５２Ａ。

５２Ｂを介して搬送チェーン１５を第１図の左回り方向
に回動走行せしめると、超音波送受信部１１は搬送チェ
ーン１５と一体的にＣ方向（第１図の右方向）に移動す
る。ここで、超音波送受信部１１が移動フレーム１４の
ストッパ４５に当接した場合でも前記駆動手段１６は何
ら停止しないようになっている。このため、超音波送受
信部１１がストッパ４５に当接すると、その後は、移動
フレーム１４も超音波送受信部１１の第１図における右
方向への移動とともに一体的に第１図の右方向へ移動す
る。

この場合、超音波送受信部１１がストッパ４５−（又は
４４）に当接する直前に、図示しないセンサ及び制御機
構が機能して前述したブレーキ手段４０Ａ又は４０Ｂは
、移動フレーム１４に対するゆるやかな係止動作から解
放されるようになっている。このため、超音波送受信部
１１とともに移動フレーム１４の全体を移動させる過程
においては、前述したブレーキ手段４０Ａ、４０Ｂは何
ら作動しないようになっている。このため、ブレーキ手
段４０Ａ、４０Ｂは、その動作が必要最小限に抑えられ
、これによって駆動モータの小型化及び省エネルギ化が
図られている。

第４図は、移動フレーム１４が第１図の左方から右方へ
移動する様子を示したものである。ここで、移動フレー
ム１４は、本体フレーム１２の８３に位置するガイドロ
ーラ１７Ａに案内されて右方へ移行し、続いてＳ４．Ｓ
Ｓの各ガイドローラ１７Ａに案内されて更に右方へ移行
する。

一方、駆動手段１６では、駆動用チェーン車５２Ａを介
して搬送チェーン１５に走行力を付勢していたが移動フ
レーム１４の移動に伴って他方の駆動用チェーン車５２
Ｂから搬送チェーン１５に対し走行力を付勢するように
なっている。この場合、他方の駆動用チェーン車５２Ｂ
は、搬送チェーン１５に対して第４図に示す如く、その
噛合および離合が掻く容易になされるようになっている
。

即ち、搬送チェーン１５は、前述したようにガイドブー
ｌ７１５Ａ、１５Ｂに架設されているため、今ガイドプ
ーリ１５Ａ、１５Ｂの回転を止めたとしても、当該ガイ
ドプーリ１５Ａ、１５Ｂに架設された搬送チェーン１５
はその状態を維持しつつ全体的に往復走行又は回動走行
し得る構造となっている。

同時に、この搬送チェーン１５には、ガイドブー１７１
５Ａ、１５Ｂ側に係止用噛合手段が何ら配設されていな
い。このため、搬送チェーン１５は、いかなる位置にお
いても外部のチェーン車と掻く容易に噛合し得る状態と
なっている。

そして、移動フレーム１４の第１図における左端部が位
置センサ４１Ｂよりも右側に入り込むと、その情報を受
けた選択駆動制御部４１Ｄは、直ちに作動して駆動モー
タ２０を電源から開放するとともに移動フレーム１４を
停止せしめるようになっている。

次に、図示しない制御手段を操作して駆動モータ２０の
回転を逆転させてみる（この操作で、ブレーキ手段４０
Ｂは移動フレーム１４に対する完全停止動作から開放さ
れるようになっている）。

この場合、第１図の右端部に位置する超音波送受信部１
１がまず図の左方（Ｄ方間）へ移動を開始する。

一方、移動フレーム１４は、ブレーキ手段４０Ｂのゆる
やかな係止作用によって何ら移動しないようになってい
る。このため、超音波送受信部１１は、移動フレーム１
４の第１図における左端部に装備されたストッパ４４に
当接するまで単独で図のＤ方向へ移動する。そして、ス
トッパ４４に当接した超音波送受信部１１は移動フレー
ム１４とともに図の左方へ移動する。そして、移動フレ
ーム１４の第１図における右端部が位置センサ４１Ａよ
りも左方へ移行した場合、その情報を受けたブレーキ手
段４０Ａは直ちにモータ２ｏを電源から開放するととも
に移動フレーム１４を停止せしめる。

以下、前述したのと同様の操作を行うことにより、超音
波送受信部１１は、前述したのと同様の動作が繰り返し
行われ、この間に路面の凹凸を有効に測定することがで
きるようになっている。

ここで、前記超音波送受信部１１の移動速度が一定の場
合、前述した励振回路部３０は予めエンコーダ６０およ
び分周器３０によって定められた繰り返し周期によって
励振信号を出力していることから、超音波送受信部１１
から出力されるパルス状超音波の繰り返し周期は一定と
なっている。

一方、駆動モータ２０の回転数を上昇せしめて超音波送
受信部１１の移動速度を上昇せしめると、これに比例し
てエンコーダ６０の回転数も増大することから、パルス
状超音波の繰り返し出力信号も増加する。このため、路
面の凹凸を高速測定しても、低速測定した場合と路面上
の距離のきざみが全く同一となり、従って測定精度を変
えることなく高速測定が可能となるという利点がある。

また、分周器３３を適当に切換えることによりパルス状
超音波の繰り返し送信時間の間隔を変化させることがで
き、かかる点は建設工事等において行われる広い範囲の
掘削に際し、その底面の凹凸を計測する場合等には好適
なものとなる。

尚、上記実施例において超音波送受信部１１の超音波送
信部１１Ａと超音波受信部１１Ｂとを、当該超音波送受
信部１１の移動方向に対して平行な面内に配置した場合
を例示したが、これとは別に超音波送受信部１１の移動
方向に直交する面内に配置したものであってもよい。ま
た、各駆動手段として本実施例ではチェーン機構を使用
した場合を例示したが、同等に機能するものであれば他
の手段で置き換えてもよい。

また、上記実施例では、とくに路面Ｅ上に脚部４２．４
３を介して定置した場合を例示したが、本発明は必ずし
もこれに限定されず、例えば第１　　図の脚部４２．４
３を取り除いて第５図に示すように自動車に装備するよ
うにしてもよい。このようにすると測定位置の移動に迅
速に対処し得るという利点がある。

更に、本発明は、路面以外の面或いは地表等の凹凸測定
についてもそっくりそのまま適用することができる。

また、上記実施例では、ブレーキ手段として摩擦ブレー
キを使用した場合を例示したが、本発明は必ずしもブレ
ーキ手段を摩擦ブレーキに限定するものではない。例え
ば移動フレーム１４の長手方向にチェーンを固着し、こ
れに噛合するチェーン車を本体フレーム１２に装着し、
このチェーン車の車軸部分に適当なブレーキ手段を装備
する構成としてもよい。このようにすると、広範囲にわ
たってブレーキ力を調整できるので、固定チェーンを介
して移動フレーム１４に必要に応じて適度のブレーキを
印加することができるという利点がある。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成され機能するので、これによ
ると、移動フレームの作用により、路面等の面の凹凸状
況を連続的に計測するセンサ部を広範囲にわたって連続
的に往復移送することができ、従来と同一の測定領域を
対象とした場合は従来例の本体フレームの１／２以下に
小型化することが可能となり、従って、可搬性および作
業性が大幅に改善され、作業能率を著しく向上せしめる
ことができ、ブレーキ手段の作用により、傾斜面の凹凸
等に対しても移動フレームが位置づれをおこすことなく
平坦面の場合と全く同様に対応することができるという
従来にない優れた路面計測装置を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図は第１
図内に示す超音波送受信部に接続される回路部分の一例
を示すブロック図、第３図は第１図のｍ−ｍ線に沿った
一部省略した断面図、第４図はガイドプーリに架設した
搬送チェーンと駆動用チェーン車との係合または離脱の
状況を示す説明図、第５図は移動フレームの移動状況を
示す説明図、第６図は本発明の応用例を示す説明図、第
７図は従来例を示す構成図である。 しての搬送チェーン、１４・・・・・・移動フレーム、
４０Ａ、４０Ｂ・・・・・・ブレーキ手段、４４．４５
・・・・・・センサ用ストッパ、５２Ａ、５２Ｂ・・・
・・・同期駆動部としての駆動用チェーン車、Ｅ・・・
・・・路面。 第２図 第３図 第４図 第６図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、計測面に沿ってセンサ部を往復移動せしめるセ
   ンサ移送手段と、このセンサ移送手段を装備した移動フ
   レームと、この移動フレームが計測面に沿って往復移動
   するのを案内するガイド手段と、このガイド手段を装備
   した本体フレームとを有し、 前記センサ移送手段を介して前記センサ部に往復移動を
   付勢する駆動手段と、前記移動フレームの走行に際し必
   要に応じて当該移動フレームに適度のブレーキ力を印加
   するブレーキ手段とを、前記本体フレームに装備したこ
   とを特徴とする路面計測装置。
2. （２）、計測面に沿ってセンサ部を往復移動せしめるセ
   ンサ移送手段と、このセンサ移送手段を装備した移動フ
   レームと、この移動フレームが計測面に沿って往復移動
   するのを案内するガイド手段と、このガイド手段を装備
   した本体フレームとを有し、 前記センサ移送手段を介して前記センサ部に往復移動を
   付勢する駆動手段と、前記移動フレームの走行に際し必
   要に応じて当該移動フレームに適度のブレーキ力を印加
   するブレーキ手段とを、前記本体フレームに装備し、 前記移動フレームの両端部にセンサ部用ストッパを設け
   、 前記駆動手段の駆動力を、前記センサ移送手段及びセン
   サ用ストッパを介して移動フレームに伝達する構成とし
   たことを特徴とする路面計測装置。