WO2011118511A1 - 回転レーザ装置及び回転レーザシステム - Google Patents

回転レーザ装置及び回転レーザシステム Download PDF

Info

Publication number
WO2011118511A1
WO2011118511A1 PCT/JP2011/056501 JP2011056501W WO2011118511A1 WO 2011118511 A1 WO2011118511 A1 WO 2011118511A1 JP 2011056501 W JP2011056501 W JP 2011056501W WO 2011118511 A1 WO2011118511 A1 WO 2011118511A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tilt
unit
inclination
reference axis
light receiving
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/056501
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
古平 純一
Original Assignee
株式会社 トプコン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社 トプコン filed Critical 株式会社 トプコン
Priority to US13/634,256 priority Critical patent/US8857068B2/en
Priority to EP11759317.8A priority patent/EP2551637B1/en
Priority to CN201180015892.7A priority patent/CN102812327B/zh
Publication of WO2011118511A1 publication Critical patent/WO2011118511A1/ja

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002Active optical surveying means
    • G01C15/004Reference lines, planes or sectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002Active optical surveying means
    • G01C15/008Active optical surveying means combined with inclination sensor

Definitions

  • the present invention relates to a rotary laser device that forms a reference surface by rotating and irradiating a laser beam, and in particular, a rotating laser device and a rotating laser that can match the direction of a main body that rotates and irradiates a laser beam with the direction of a target reflector It is about the system.
  • the rotating laser device rotates and irradiates a laser beam to form a horizontal reference plane or an inclined reference plane inclined with respect to a horizontal plane. Furthermore, since the inclination angle of the inclined surface is set with respect to a horizontal reference line, it is necessary to first set the direction of the reference line (hereinafter referred to as the inclination direction). Conventionally, a method for setting an inclination direction of an inclined surface will be described with reference to FIG. In FIG. 15, reference numeral 1 denotes a rotary laser device, and 2 denotes a light receiving device.
  • the rotary laser device 1 deflects a laser beam in a horizontal direction to rotate and irradiates the rotating unit 3, emits the laser beam, and rotates the laser beam.
  • a main body part 4 having a function of tilting the moving part 3 and tilting the irradiation direction, and a main body rotating part 5 for rotating the main body part 4 in the horizontal direction are provided.
  • the reference plane 6 is formed by rotating the laser beam from the rotating unit 3.
  • the light receiving device 2 includes a light receiving unit 7 and detects the laser beam passing through the light receiving unit 7. In order to set the tilt direction, the light receiving device 2 is installed and leveled in the tilt direction. Thereafter, the reference surface 6 formed by the laser beam is largely inclined in the forward and reverse directions, and the main body portion 4 is oriented so that the point (cross point) that does not move in the direction is the direction of the light receiving device 2. Match.
  • the main body part 4 is rotated by 90 ° by the main body rotating part 5, the main body part 4 is correctly oriented in the tilt direction. In this state, a desired tilt reference plane can be set by setting the tilt angle.
  • an angle detector is required to detect the orientation of the rotating unit 3 and the main body unit 4 in the rotary laser device 1, and the manufacturing cost of the rotary laser device 1 increases. .
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 9-257478
  • the light receiving device 2 reflects the laser beam
  • the rotary laser device 1 detects the reflected light to detect the rotary laser device. 1 detects the direction of the light receiving device 2 with respect to 1, and directs the rotary laser device 1 in the direction of the light receiving device 2.
  • the function of detecting the reflected light from the light receiving device 2 the function of detecting the orientation of the rotating laser device 1 at the time of detection, and the orientation of the rotating laser device 1 are as follows.
  • the present invention can easily set the tilt direction and can easily set the tilt reference plane by using an inexpensive rotary laser device having a simple structure.
  • the present invention includes a light emitting unit that emits a laser beam, a rotating unit that rotates and irradiates the laser beam to form a reference surface, a tilt driving unit that tilts the reference surface, and a control that controls light emission of the light emitting unit. And a tilt axis indicating means for turning off the laser beam so as to form the tilt reference axis indicating range in the direction of the tilt setting reference axis for setting the tilt.
  • the present invention also includes an angle detector that detects a rotational position of the rotating unit, and the control unit controls the light emitting unit based on a detection result of the angle detector to form an inclination reference axis instruction range.
  • the present invention relates to a rotating laser device that turns off the laser beam.
  • the present invention relates to a rotary laser device that controls the light emitting unit so that the control unit turns off the laser beam in the tilt reference axis designation range.
  • the present invention also relates to a rotary laser device that controls the light emitting unit so that the laser beam is extinguished before and after the tilt reference axis indicating range.
  • the present invention also relates to the rotary laser device, wherein the tilt setting reference axis direction is a tilt direction or a direction orthogonal to the tilt direction.
  • the tilt driving unit includes a first tilt driving unit that tilts the rotating unit in a first tilt direction, and a second tilting unit that tilts in a second tilt direction orthogonal to the first tilt direction.
  • the present invention relates to a rotary laser device having an inclination driving unit. Further, the present invention relates to a rotary laser device that controls the light emission of the light emitting unit so that the control unit changes the direction of the tilt reference axis instruction range based on the detection result from the angle detector. According to the present invention, the control unit drives the first tilt driving unit and the second tilt driving unit to tilt the reference surface in two directions to form a tilt reference surface having a compound tilt angle. In addition, the present invention relates to a rotary laser device that turns off the laser beam so as to form a tilt reference axis indicating range in the tilt setting reference axis direction with respect to the tilt reference plane.
  • the control unit is configured to set the drive amount of the first tilt drive unit based on the tilt setting reference axis set in a desired direction and the tilt angle set with respect to the tilt setting reference axis, and the second
  • the present invention relates to a rotary laser device that calculates the drive amount of the tilt drive unit and controls the first tilt drive unit and the second tilt drive unit based on the calculation result to form a composite tilt reference plane.
  • the control unit drives the first tilt drive unit and the second tilt drive unit, changes the direction of the gradient of the reference plane, and drives the first tilt drive unit;
  • a rotary laser device that calculates a temporary tilt setting reference axis based on a drive amount of the second tilt driving unit and turns off the laser beam so as to form a tilt reference axis indicating range in the direction of the temporary tilt setting reference axis It is.
  • the present invention also includes a rotating laser device and a light receiving device, the rotating laser device emitting a laser beam, a rotating unit for rotating the laser beam to form a reference plane, and the reference
  • a tilt driving unit for tilting the surface
  • a control unit for controlling light emission of the light emitting unit
  • a tilt axis for turning off the laser beam so as to form a tilt reference axis indicating range in a tilt setting reference axis direction for setting the tilt
  • the light receiving device is installed in a tilt direction or a direction orthogonal to the tilt direction, and relates to a rotary laser system that detects the laser beam from the rotary laser device.
  • the rotating laser device further includes an angle detector that detects a rotational position of the rotating unit, and the control unit controls the light emitting unit based on a detection result of the angle detector, and an inclination reference
  • the present invention relates to a rotating laser system that turns off the laser beam so as to form an axis indicating range.
  • the present invention also includes an angle detector that detects a rotational position of the rotating unit, wherein the tilt driving unit includes a first tilt driving unit that tilts the rotating unit in a first tilt direction; A second tilt drive unit that tilts in a direction perpendicular to the tilt direction of the first tilt, the control unit has a temporary tilt setting reference axis in an arbitrary direction, and the light emitting unit based on a detection result of the angle detector
  • the laser beam is turned off so as to form a tilt reference axis indicating range including the provisional tilt setting reference axis, and the direction of the tilt reference axis indicating range can be changed to the installation position of the light receiving device
  • the control unit relates to a rotating laser system that sets an inclination angle based on the temporary inclination setting reference axis after the change of the inclination reference axis instruction range.
  • the light receiving device includes a light receiving sensor and a detection notification unit, and the detection notification unit generates a notification sign when the light reception sensor detects the tilt reference axis indication range.
  • the rotating laser device includes a first communication unit
  • the light receiving device includes a light receiving sensor and a second communication unit
  • the light receiving sensor detects the tilt reference axis indicating range. Relates to a rotating laser system configured to be transmitted to the first communication unit via the second communication unit.
  • the present invention relates to a rotating laser system in which the light receiving device includes a light receiving device operation unit, and the rotating laser device can be remotely operated by the light receiving device operation unit.
  • FIG. 1 is an elevational sectional view of a rotary laser device used in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a control system diagram of the rotary laser device used in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of the light receiving device used in the first embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the first embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the operation of the first embodiment, and shows a state in which the ear axis matches the direction of the light receiving device.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the operation of the first embodiment, and shows a state in which the inclination angle is set in a state where the ear axis coincides with the direction of the light receiving device.
  • FIG. 1 is an elevational sectional view of a rotary laser device used in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a control system diagram of the rotary laser device used in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of
  • FIG. 7 is an elevational sectional view of a rotary laser device used in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
  • FIG. 9 is a control system diagram of the rotary laser device used in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic block diagram of a light receiving device used in the second embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the operation of the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing a light reception signal of the light receiving device.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining the operation of the second embodiment, and shows a state in which the inclination angle is set in a state where the ear axis matches the direction of the light receiving device.
  • FIG. 10 is a schematic block diagram of a light receiving device used in the second embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the operation of the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing a light reception signal of the light receiving device.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing the relationship between the compound inclination angle, the inclination direction, and the inclination of the inclination arm 24a and the inclination arm 24b.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram showing the setting of the ear axis and the setting of the compound inclination angle in the conventional example.
  • FIG. 1 shows a rotary laser device 1 used in the first embodiment.
  • the rotating laser device 1 will be described below.
  • the rotary laser device 1 includes a casing 10 and a laser projector 12 having a projection optical axis 11 (described later), and the laser projector 12 can be tilted to the casing 10 (at least in a direction parallel to the paper surface). It is stored in.
  • the rotary laser device 1 includes a leveling unit for installing the rotary laser device 1 horizontally.
  • An inverted frustoconical recess 13 is formed at the center of the upper surface of the casing 10, and the laser projector 12 penetrates the center of the recess 13 in the vertical direction.
  • the laser projector 12 is supported by the concave portion 13 via a spherical seat 14 so that the laser projector 12 can be inclined.
  • a rotating part 15 is rotatably provided on the laser projector 12, and a deflecting member such as a pentaprism 16 is provided on the rotating part 15.
  • the rotating unit 15 is provided with a scanning gear 17, the laser projector 12 is provided with a scanning motor 18, and an output shaft of the scanning motor 18 is provided with a driving gear 19.
  • the gear 17 meshes with the scanning motor 18, and the rotation unit 15 is rotationally driven by the scanning motor 18 through the driving gear 19 and the scanning gear 17.
  • An inclination mechanism 20 is accommodated in the casing 10, and the inclination mechanism 20 includes an inclination motor 21, an inclination screw 22 having a rotation center in a direction parallel to the laser projector 12, and the inclination screw 22. And an inclined nut 23 to be screwed onto the head.
  • the laser projector 12 has an inclined arm 24 extending in a direction orthogonal to the light projecting optical axis 11 (a direction parallel to the paper surface in the drawing), and the tip of the inclined arm 24 has a circular cross section.
  • a pin 25 is protruded, and the inclined arm 24 is engaged with the inclined mechanism 20 via the pin 25.
  • the laser projector 12 has a hollow structure, a light emitting element (not shown) that emits a laser beam 34 inside the laser projector 12, and the laser beam 34 emitted from the light emitting element is used as the light projecting optical axis.
  • a projection optical system (not shown) that emits light onto 11 is built in, and the emitted laser beam 34 is deflected in the horizontal direction by the pentaprism 16.
  • the tilting motor 21 can rotate the tilting screw 22 via a gear train 26. As the tilting screw 22 rotates, the tilting nut 23 moves up and down, and when the tilting nut 23 moves up and down, the tilting arm 24 tilts via the pin 25 and the laser projector 12 tilts.
  • the tilting motor 21 is provided with an encoder 27 so that the amount of rotation of the tilting motor 21 is detected.
  • the tilt motor 21 may be a stepping motor, and the encoder 27 may be omitted. In the following description, the tilting motor 21 is described as a stepping motor.
  • reference numeral 30 denotes a spring that maintains the engaged state between the pin 25 and the tilt mechanism 20.
  • Tilt sensors 28 and 29 are provided in the axis of the laser projector 12, that is, in a plane perpendicular to the light projecting optical axis 11, and one tilt sensor 28 is parallel to the tilt arm 24, and another tilt sensor. 29 is orthogonal to the inclined arm 24.
  • the tilt sensor 28 and the tilt sensor 29 form a tilt detection unit 31.
  • the tilt sensor 28 and the tilt sensor 29 can detect the tilt angle of the laser projector 12 in an arbitrary direction. Based on the detection result of the tilt sensor 28, the tilt projector 20 causes the laser projector to pass through the tilt arm 24. 12 can be tilted so that the laser projector 12 is vertical and can be tilted at a predetermined tilt angle.
  • the tilt setting is achieved by driving the tilt motor 21 at an angle converted to the number of pulses for driving the tilt motor 21.
  • a rotating part cover 32 is liquid-tightly provided on the upper surface of the casing 10, and the rotating part cover 32 accommodates the rotating part 15.
  • the rotating portion cover 32 has a transparent and cylindrical laser beam transmission window 33, and the laser beam 34 deflected by the pentaprism 16 is irradiated through the laser beam transmission window 33.
  • the scanning motor 18 is controlled to rotate at a constant speed, and the tilting motor 21 is set to a set drive amount (a value obtained by converting a set angle into a rotation amount). ) Is provided to control so as to be driven.
  • An operation unit 36 is provided outside the casing 10, and the operation unit 36 is used to start / stop the measurement or set the inclination angle of the reference plane.
  • a control system 37 including the control unit 35 will be briefly described with reference to FIG.
  • the scanning motor 18 is driven and controlled via a scanning motor driving unit 38, the tilting motor 21 is driven and controlled via a tilting motor driving unit 39, and the light emitting element 41 that emits the laser beam 34 is a light emitting driving unit 42.
  • the light emission is controlled via.
  • the light emitting element 41 and the light emission driving unit 42 constitute a light emitting unit.
  • the detection results of the tilt sensors 28 and 29 are input to the control unit 35, and measurement start and measurement end command signals and tilt angle setting signals are input to the control unit 35 from the operation unit 36.
  • the operating state of the rotary laser device 1 or the set inclination angle is displayed on the display unit 43.
  • the display unit 43 may be provided in the operation unit 36 or may be provided separately in the casing 10.
  • a reference position detection sensor 44 for detecting the rotation reference position of the rotating unit 15 is provided.
  • the reference position detection sensor 44 is a proximity sensor provided between the rotating part of the scanning gear 17 and the casing 10 and the photo sensor provided on the optical path of the laser beam 34 or on the branch optical path. Or may be obtained by calculation based on the driving pulse of the tilting motor 21.
  • the rotational position detected by the reference position detection sensor 44 is the position of the ear axis, which will be described later, or a position associated with the position of the ear axis.
  • the control unit 35 drives and emits the light emitting element 41 through the light emission driving unit 42, drives the scanning motor 18 through the scanning motor driving unit 38, and drives the laser through the pentaprism 16.
  • the light beam 34 is rotated and irradiated.
  • a reference plane is formed by rotational irradiation of the laser beam 34.
  • the control unit 35 drives the tilting motor 21 via the tilting motor driving unit 39 to rotate the tilting screw 22, and the tilting arm 24 tilts via the tilting nut 23. Further, the laser projector 12 tilts integrally with the tilt arm 24. By the tilting of the laser projector 12, the emission direction of the laser beam 34 is tilted with respect to the horizontal, and the reference plane is tilted around the tilt center line (ear axis).
  • the ear axis passes through the center of the spherical surface of the spherical seat 14 and is perpendicular to the inclined arm 24 (in the drawing, the center line passes through the center of the spherical surface of the spherical seat 14 and is perpendicular to the paper surface).
  • the control unit 35 Based on the detection signal from the reference position detection sensor 44, the control unit 35 lights up in a predetermined range (ear axis designation range 51) (see FIG. 4) centered on the ear axis, and the ear axis designation range 51.
  • the light emission of the light emitting element 41 is controlled so as to form extinguishing ranges 52 and 52 that extinguish the laser beam 34 on both sides.
  • FIG. 3 shows an example of the light receiving device 46 used in the present rotating laser system.
  • the light receiving device 46 includes a light receiving sensor 47, a control unit 48, and a detection notification unit 49.
  • the light receiving sensor 47 receives and detects the laser beam 34 from the rotating laser device 1 and sends a detection signal to the control unit 48.
  • the control unit 48 drives the detection notification unit 49 based on the detection signal, and the detection notification unit 49 uses a drive signal from the control unit 48 to notify a notification sign, for example, light or sound, or It emits both light and sound.
  • the controller 48 continuously outputs a drive signal for a predetermined time, for example, for one rotation period or more of the laser beam 34.
  • the detection notification unit 49 is configured to output a notification sign for a predetermined time, for example, for one or more rotation cycles of the laser beam 34.
  • the rotation speed scanned by the laser beam 34 is a predetermined rotation speed (for example, 25 rotations / second) or more, the scanning locus of the laser beam 34 is visually recognized as continuous light.
  • a notification sign may be blinked.
  • the operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the rotating laser device 1 is placed at a reference position (or a known point) and leveled. Further, the light receiving device 46 is installed in a direction perpendicular to the direction in which the light receiving device 46 is desired to be inclined (the direction of the ear axis 8).
  • the installation state is such that the light receiving sensor 47 faces the rotating laser device 1 so that the laser beam 34 radiated from the rotating laser device 1 can be received, and the height of the light receiving sensor 47 is set to the laser.
  • the scanning height of the light beam 34 is adjusted.
  • the operation of the rotary laser device 1 is started by an operation from the operation unit 36 by an operator, and the laser beam 34 is rotated and irradiated.
  • a horizontal reference plane is formed by rotational irradiation of the laser beam 34.
  • the control unit 35 Based on the detection signal from the reference position detection sensor 44, the control unit 35 turns on the laser beam 34 in the ear axis indicating range 51 centered on the ear axis and sandwiches the ear axis indicating range 51.
  • the light emission of the light emitting element 41 is controlled so that the laser beam 34 is extinguished in the extinguishing ranges 52, 52 and the remaining range (continuous emission range 53) emits light continuously.
  • the direction of the ear shaft 8 of the rotary laser device 1 does not coincide with the installation position of the light receiving device 46 (see FIG. 4)
  • the light receiving device 46 is located in the continuous light emission range 53, and the laser beam 34 passes through the light receiving sensor 47 every rotation. For this reason, a notification sign is continuously issued from the detection notification unit 49. If the notification sign is continuously issued, the direction of the ear shaft 8 does not coincide with the installation position of the light receiving device 46 as shown in FIG.
  • the inclination direction of the reference plane is set (see FIG. 5).
  • the rotating laser device 1 is further rotated in the same direction.
  • the light extinction range 52 on the opposite side is reached, and the notification sign disappears again.
  • the notification sign disappears again, it is confirmed that it is appropriate to detect the ear axis indicating range 51.
  • Installation of the rotary laser device 1 is completed by installing the rotary laser device 1 so that the light receiving sensor 47 detects the ear axis instruction range 51.
  • the control motor 35 drives the tilt motor driving unit 39 by a predetermined amount, and the reference surface is inclined about the ear shaft 8.
  • the reference inclined surface is set at a predetermined inclination angle ⁇ (see FIG. 6).
  • the extinguishing ranges 52 and 52 are formed with the ear axis indicating range 51 interposed therebetween, but the ear axis indicating range 51 may be extinguished and the extinguishing ranges 52 and 52 may be omitted.
  • the notification from the detection notification unit 49 when the light receiving sensor 47 is in the ear axis indicating range 51 that is, in a state where the laser beam 34 is not received. You may make it a sign blink.
  • masking may be attached to the laser beam transmitting window 33 so that the ear axis indicating range 51 can be more easily formed.
  • the masking forms the ear axis indicating range 51 with the same effect as when the rotationally irradiated laser beam 34 is locally blocked and partially turned off.
  • the notification sign is set to be emitted in the direction of the ear axis 8, but the notification sign may be issued in the direction of the axis orthogonal to the ear axis 8, that is, the inclination direction.
  • the light receiving device 46 is installed in an inclined direction.
  • the masking may be applied in a direction perpendicular to the ear axis 8, that is, a direction perpendicular to the axis of the inclined arm 24.
  • the ear axis 8 and the axis perpendicular to the ear axis 8 are inclination setting reference axes when setting the inclination angle, and are not limited to the direction of the ear axis 8 but are orthogonal to the ear axis 8.
  • the tilt reference axis indicating means may be provided so that the notification sign is issued.
  • the orientation of the apparatus can be confirmed with a simple configuration, and only one direction of tilt motor is required for setting the gradient. Furthermore, the work procedure is simplified, and the setting time in the tilt direction can be significantly shortened.
  • a rotating device for rotating the rotating laser device 1 about the vertical axis may be provided, and the orientation of the rotating laser device 1 may be changed by the rotating device.
  • the reference plane can be tilted in two orthogonal directions, and a tilted reference plane having a compound tilt angle can be set.
  • the first tilting mechanism 20a is provided in the same manner as the tilting mechanism 20 of the first embodiment.
  • a is attached as a subscript to the element which comprises this 1st inclination mechanism 20a.
  • a second tilt mechanism 20b is provided at a position rotated by 90 ° with respect to the first tilt mechanism 20a.
  • the second tilting mechanism 20b is attached to the element which comprises this 2nd inclination mechanism 20b as a subscript.
  • an inclined arm 24b extending in a direction perpendicular to the inclined arm 24a (a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 7 and protruding to the back side of the paper surface).
  • the second tilt mechanism 20b is engaged with the tilt arm 24b via a pin 25b. Since the second tilt mechanism 20b and the first tilt mechanism 20a have the same configuration, detailed description of the structure is omitted. Further, the laser projector 12 is tilted by the first tilt mechanism 20a and the second tilt mechanism 20b, respectively.
  • the tilt sensor 28 detects the tilt direction in the tilt direction of the first tilt mechanism 20a.
  • the direction in which the second tilt mechanism 20b is tilted is the same as the tilt direction detected by the tilt sensor 29 (see FIG. 8).
  • An angle detector is provided for detecting the direction (rotational position) of the rotating unit 15, that is, the direction in which the laser beam 34 is emitted.
  • An encoder 55 is used as the angle detector, and the encoder 55 is provided between the rotating unit 15 and the laser projector 12.
  • the encoder 55 is preferably an absolute encoder capable of detecting an absolute rotation angle or an incremental encoder having a zero position detecting function and capable of detecting an angle from the zero position.
  • the position of the angle 0 detected by the encoder 55 is preferably in the direction of the axis of the inclined arm 24a or the inclined arm 24b.
  • the position of the angle 0 may be a known angle with respect to the direction of the axis of the inclined arm 24a or the inclined arm 24b.
  • the rotation speed of the rotating unit 15 can be detected and the reference point (zero position) can be detected.
  • the time is detected from the zero position detection, and the detection time and the rotation speed are detected.
  • the angle may be obtained from
  • a first communication unit 56 is provided inside the casing 10 and can communicate with the light receiving device 46. With reference to FIG. 9, the control system 37 in the second embodiment will be described. In FIG. 9, parts that are the same as those shown in FIG.
  • reference numeral 57 denotes a storage unit.
  • various storage devices such as a semiconductor memory, an HDD, and a memory card are used.
  • Reference numeral 56 denotes the first communication unit, and the first communication unit 56 performs wireless communication with the light receiving device 46.
  • the storage unit 57 stores a program necessary for driving the rotary laser device 1.
  • the program includes a sequence program, a light emission control program for controlling the light emission of the light emitting element 41 by the light emission drive unit 42, and a tilting motor so as to set a compound inclination reference plane by setting an inclination angle in two directions.
  • FIG. 10 shows the light receiving device 46 in the second embodiment.
  • the light receiving device 46 receives and detects the laser beam 34, a light receiving sensor 47, a second communication unit 59 that performs wireless communication with the first communication unit 56 of the rotary laser device 1, and the light receiving device.
  • a control unit 48 that controls communication of the second communication unit 59 based on a laser beam detection signal from the sensor 47 and a light receiving device operation unit 61 that can remotely operate the rotary laser device 1 are provided.
  • the light receiving sensor 47, the light receiving device operation unit 61, the first communication unit 56, and the like constitute light receiving device detection means.
  • the rotating laser device 1 is placed at a reference position (or a known point) and leveled.
  • the mechanical reference direction of the rotary laser device 1 (for example, the axial direction of the inclined arm 24a or the inclined arm 24b) is set to a known azimuth angle.
  • the light receiving device 46 is installed in a direction orthogonal to the direction in which the light receiving device 46 is desired to be inclined (the direction of the ear axis 8).
  • the installation state is such that the light receiving sensor 47 faces the rotating laser device 1 so that the laser beam 34 radiated from the rotating laser device 1 can be received, and the height of the light receiving sensor 47 is set to the laser.
  • the scanning height of the light beam 34 is adjusted.
  • the operation of the rotary laser device 1 is started by an operation from the light receiving device operation unit 61 by an operator, and the laser beam 34 is rotated and irradiated.
  • a horizontal reference plane is formed by rotational irradiation of the laser beam 34.
  • the light emission state of the laser beam 34 emitted from the light emitting element 41 is controlled by the control unit 35 via the light emission driving unit 42.
  • the ear axis indicating range 51 is turned off.
  • the center line of the ear axis indicating range 51 is the provisional ear axis 8 '.
  • the provisional ear shaft 8 ' is set in the control unit 35 with a reference direction as an initial setting in advance.
  • the reference direction is, for example, the axial direction of the inclined arm 24a or the inclined arm 24b, which is the machine reference direction.
  • the light receiving device 46 that is, the light receiving sensor 47 receives the laser beam 34
  • a light receiving signal is sent from the light receiving sensor 47 to the control unit 48
  • the control unit 48 sends the light receiving signal to the second communication unit 59.
  • the first communication unit 56 receives the light reception signal and inputs the reception result to the control unit 35.
  • the controller 35 reads the angle of the encoder 55 at the time of input. An angle detection result is called in and the direction (angle) of the light receiving device 46 is determined.
  • the rotation speed of the laser beam 34 may be slowed during alignment.
  • the control unit 35 calculates a difference (angle difference) between the direction (angle) of the temporary ear shaft 8 ′ and the direction of the light receiving device 46, and the light emission state of the light emitting element 41 via the light emission drive unit 42. And the direction of the provisional ear axis 8 '(position where the ear axis instruction range 51 is formed) is gradually changed.
  • the temporary ear shaft 8 ′ moves and reaches the light receiving range of the light receiving sensor 47, the light receiving signal from the light receiving sensor 47 disappears. It is determined by the control unit 35 that the light reception signal from the light receiving device 46 has been interrupted, and the angle at the time of the interruption is read from the encoder 55.
  • the disappearance state of the light reception signal continues while the temporary ear shaft 8 ′ passes through the light reception sensor 47. Further, when the provisional ear shaft 8 ′ moves and deviates from the light receiving range of the light receiving sensor 47, the light receiving sensor 47 receives the laser beam 34 again and emits a light receiving signal. As described above, the light reception signal is transmitted to the rotary laser device 1 through the second communication unit 59 and received by the first communication unit 56. 55 is read. The state of the light receiving signal from the light receiving sensor 47 at this time is shown in FIG. The respective angles at the time when the received light signal disappears and the time when the received light signal is emitted again are read from the encoder 55.
  • the center of the range in which the received light signal disappears is the ear shaft 8, and the angle of the ear shaft 8, that is, the angle of the center O of the range in which the signal disappears is calculated by the two angles read from the encoder 55. be able to.
  • the angle of the temporary ear shaft 8 ′ is known by the control of the light emission state by the light emission driving unit 42, and the control unit is configured so that the angle of the temporary ear shaft 8 ′ matches the angle of the ear shaft 8.
  • the light emission driving unit 42 is controlled by 35 to move the temporary ear shaft 8 '.
  • a notification sign is issued from the rotary laser device 1 or the light receiving device 46, and the operator determines that the setting of the ear shaft 8 is completed.
  • the relationship between the temporary ear axis 8 ′ and the ear axis instruction range 51 does not require the temporary ear axis 8 ′ to be at the center of the ear axis instruction range 51. It is only necessary that the relationship with the ear axis indicating range 51 is included.
  • An operator sets an inclination angle from the light receiving device operation unit 61 or the operation unit 36.
  • the set tilt angle is a composite tilt angle in which the tilt angle is set by each of the first tilt mechanism 20a and the second tilt mechanism 20b.
  • the control unit 35 analyzes and calculates the set tilt angle into the tilt angle in the direction of the tilt arm 24a and the tilt angle in the direction of the tilt arm 24b, and the angle obtained by the calculation.
  • the control unit 35 calculates the drive amount of each of the tilt motor drive units 39a and 39b by calculation, and based on the calculated drive amount, The tilt motors 21a and 21b are driven to set the composite tilt angle.
  • the relationship between the compound inclination angle ⁇ , the inclination direction (horizontal angle with respect to the machine reference direction) ⁇ , the inclination angle ⁇ of the inclination arm 24a, and the inclination angle ⁇ of the inclination arm 24b explain.
  • the compound inclination angle ⁇ and the inclination direction angle ⁇ , and the inclination angles ⁇ and ⁇ of the inclination arm 24a and the inclination arm 24b in the compound gradient surface have the following relationship.
  • tan -1 (Cos ⁇ ⁇ tan ⁇ )
  • tan -1 (-Tan ⁇ ⁇ cos (90 ° - ⁇ ))
  • the light receiving device detection means of the above embodiment the result of receiving the laser beam 34 by the light receiving sensor 47 is communicated by the communication means.
  • the light receiving device 46 is used as a reflection target, and the rotating laser device 1 is used.
  • a light receiving sensor that detects reflected light from the reflection target may be provided, and the light receiving device may be detected based on a light receiving signal from the light receiving sensor.
  • the light receiving device operation unit 61 can be attached to and detached from the light receiving device 46, and the light receiving device operation unit 61 may be a single remote controller, and is connected to the light receiving device 46 wirelessly or by wire.
  • the light receiving state of the laser beam 34 of the light receiving device 46 may be communicated to and displayed on the light receiving device operation unit 61 so that the rotary laser device 1 can be remotely operated while checking the light receiving state. According to the present invention, it is not necessary to rotate the rotary laser device 1 itself in order to detect the ear shaft 8, the device is simple, the work is simple, and no work error occurs.
  • the working time can be greatly shortened.
  • the notification sign may be emitted in the tilt direction.
  • the light receiving device 46 is installed in an inclined direction.
  • the installation posture that is, the orientation (azimuth angle) of the rotary laser device 1
  • the inclination direction (azimuth) to be set and the inclination angle to be set are known in advance by construction data or the like.
  • a desired tilt reference plane can be set without the light receiving device 46.
  • the control unit 35 is set as the machine reference direction of the rotary laser device 1 by inputting the tilt direction (azimuth angle of the ear axis 8) and the tilt angle of the reference plane to be set from the light receiving device operation unit 61.
  • the angle between the ear shaft 8 is calculated, and the drive amounts of the tilt motors 21a and 21b are calculated based on the angle of the ear shaft 8 and the inclination angle of the reference plane to be set. Based on the calculated drive amounts of the tilt motors 21a and 21b, the tilt motors 21a and 21b are driven and controlled via the tilt motor drive units 39a and 39b, thereby obtaining a desired tilt reference plane. .
  • the tilt motors 21a and 21b are driven and controlled via the tilt motor drive units 39a and 39b, thereby obtaining a desired tilt reference plane.
  • the setting of the tilt reference plane described above is performed after setting the horizontal reference, but the tilt angle and tilt direction of the reference plane in a state where the reference plane is tilted are reset.
  • the inclination direction is reset and the inclination angle is reset.
  • the inclination direction may be reset by inputting an absolute angle (azimuth angle) or an angle based on the current inclination direction.
  • the angle of the ear axis 8 that is, the temporary ear axis 8 '(the ear axis recognized inside the rotary laser apparatus 1) is known and reset.
  • the reset new ear axis 8 ' is calculated, and based on the new ear axis 8', the reset tilt angle is the tilt angle in the tilt direction of the first tilt mechanism 20a and the second tilt mechanism 20b.
  • the first tilt mechanism 20a and the second tilt mechanism 20b are driven, the reference plane is set with the reset tilt angle in the reset tilt direction, and the laser beam 34 is rotated and irradiated again.
  • An inclined reference plane after setting is formed.
  • a light emitting unit that emits a laser beam
  • a rotating unit that rotates and irradiates the laser beam to form a reference surface
  • an inclination driving unit that tilts the reference surface
  • a tilt axis indicating means for turning off the laser beam so as to form a tilt reference axis indicating range in the direction of the tilt setting reference axis for setting the tilt.
  • the tilt reference axis indication range of the laser beam can be easily set with respect to the direction in which it is desired to be tilted, the work procedure for setting the tilt direction is simplified, and the setting time for the tilt direction can be significantly shortened.
  • an angle detector that detects a rotational position of the rotating unit
  • the control unit controls the light emitting unit based on a detection result of the angle detector, and sets an inclination reference axis instruction range. Since the laser beam is extinguished so as to form, the direction of the formed tilt reference axis indicating range is detected by the angle detector, so that the direction of the tilt reference axis indicating range formed for the rotating laser device is defined. be able to.
  • the control unit controls the light emitting unit to turn off the laser beam within the tilt reference axis indication range, and according to the present invention, the control unit includes the tilt reference axis.
  • the tilt driving unit tilts the rotating unit in a first tilt direction and a second tilt direction orthogonal to the first tilt direction. Since the second tilt driving unit is included, the reference plane can be tilted in an arbitrary direction without changing the direction of the rotating laser device.
  • the control unit controls the light emission of the light emitting unit so as to change the direction of the tilt reference axis instruction range based on the detection result from the angle detector.
  • the inclination direction can be set in an arbitrary direction without causing it.
  • the control unit drives the first tilt drive unit and the second tilt drive unit, and tilts the reference plane in two directions to provide a tilt reference plane having a compound tilt angle. Since the laser beam is extinguished so that the tilt reference axis indicating range is formed in the tilt setting reference axis direction with respect to the tilt reference plane, the laser beam is extinguished without changing the direction of the rotating laser device, in any direction, at any angle It is possible to form a reference plane that is inclined to the angle.
  • the control unit is configured to determine the drive amount of the first tilt drive unit based on the tilt setting reference axis set in a desired direction and the tilt angle set with respect to the tilt setting reference axis, The driving amount of the second tilt driving unit is calculated, and the composite tilt reference plane is formed by controlling the first tilt driving unit and the second tilt driving unit based on the calculation result. It is possible to form a reference plane inclined at an arbitrary angle in an arbitrary direction without changing.
  • the control unit drives the first tilt driving unit and the second tilt driving unit, changes the direction of the gradient of the reference plane, and drives the first tilt driving unit.
  • the provisional tilt setting reference axis is calculated based on the drive amount of the second tilt drive unit, and the laser beam is turned off so as to form the tilt reference axis indicating range in the direction of the temporary tilt setting reference axis. It is possible to form a reference plane inclined at an arbitrary angle in an arbitrary direction without changing the orientation of the apparatus.
  • the rotary laser device includes a rotating laser device and a light receiving device, and the rotating laser device emits a laser beam, and a rotating unit that irradiates the laser beam to form a reference surface.
  • the laser beam is extinguished so as to form a tilt reference axis indicating range in the tilt setting reference axis direction for setting the tilt, a tilt driving unit for tilting the reference plane, a control unit for controlling light emission of the light emitting unit
  • An inclination axis indicating means, and the light receiving device is installed in an inclination direction or a direction orthogonal to the inclination direction, and detects the laser beam from the rotary laser device.
  • the rotating laser device includes an angle detector that detects a rotational position of the rotating unit, and the control unit controls the light emitting unit based on a detection result of the angle detector, Since the laser beam is turned off so as to form the tilt reference axis indicating range, the relationship between the rotating laser device and the tilt reference axis indicating range can be easily confirmed, and any direction can be achieved without rotating the rotating laser device.
  • an angle detector for detecting a rotational position of the rotating unit
  • the tilt driving unit includes a first tilt driving unit that tilts the rotating unit in a first tilt direction; A second tilt drive unit that tilts in a direction orthogonal to the first tilt direction, the control unit has a temporary tilt setting reference axis in an arbitrary direction, and based on a detection result of the angle detector
  • the laser beam is extinguished so as to form a tilt reference axis indicating range including the provisional tilt setting reference axis by controlling the light emitting unit, and the direction of the tilt reference axis indicating range can be changed to the installation position of the light receiving device.
  • the controller sets the tilt angle based on the temporary tilt setting reference axis after changing the tilt reference axis instruction range, so that the tilt direction can be arbitrarily set and set without changing the direction of the rotating laser device.
  • the light receiving device includes a light receiving sensor and a detection notification unit, and the detection notification unit generates a notification sign when the light reception sensor detects the tilt reference axis instruction range. Since it is configured, the inclination direction of the reference plane can be set only by installing the light receiving device in the inclination direction or in a direction orthogonal to the inclination direction.
  • the rotating laser device has a first communication unit
  • the light receiving device has a light receiving sensor and a second communication unit
  • the light receiving sensor detects the tilt reference axis indicating range. Since the received signal is transmitted to the first communication unit via the second communication unit, there is no need for an operator to recognize the tilt reference axis instruction range on the light receiving device side, and the rotary laser device One person can work on the side.
  • the light receiving device includes a light receiving device operation unit, and the rotation laser device can be remotely operated by the light receiving device operation unit, so that the tilt reference plane can be automatically set by remote operation. Become.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

レーザ光線を発する発光部(41,42)と、前記レーザ光線を回転照射して基準面を形成する回動部と、前記基準面を傾斜させる傾斜駆動部(21)と、前記発光部の発光を制御する制御部(35)と、傾斜を設定する為の傾斜設定基準軸の方向で傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させる傾斜軸指示手段(35,44)とを具備する。

Description

回転レーザ装置及び回転レーザシステム
 本発明は、レーザ光線を回転照射して基準面を形成する回転レーザ装置、特にレーザ光線を回転照射する本体の向きを、対象反射体の方向と一致させることが可能な回転レーザ装置及び回転レーザシステムに関するものである。
 回転レーザ装置は、レーザ光線を回転照射して水平基準面、或は水平面に対して傾斜した傾斜基準面を形成する。更に傾斜面の傾斜角は水平な基準線に対して設定される為、先ず基準線の方向(以下傾斜方向)を設定する必要がある。
 従来、傾斜面の傾斜方向を設定する方法について、図15を参照して説明する。
 図15中、1は回転レーザ装置、2は受光装置を示し、前記回転レーザ装置1は、レーザ光線を水平方向に偏向し、回転照射する回動部3、前記レーザ光線を射出し、前記回動部3を傾動させ、照射方向を傾斜させる機能を有する本体部4、該本体部4を水平方向に回転させる本体回転部5を具備している。前記回動部3より前記レーザ光線が回転照射されることで基準面6が形成される。
 又、前記受光装置2は、受光部7を有し、該受光部7を通過する前記レーザ光線を検知する。
 傾斜方向を設定する為に傾斜方向に前記受光装置2を設置し、整準する。その後前記レーザ光線により形成される前記基準面6を正逆方向に大きく傾斜させ、その際に動かない点(クロスポイント)が前記受光装置2の方向になる様に、前記本体部4の向きを合わせる。
 前記回動部3の回転中心と基準面6,6′のクロスポイントとを結ぶ線が、傾斜面の傾斜中心線(耳軸8)となる。従って、該耳軸8と直交する方向が傾斜方向となる。
 前記本体回転部5により、前記本体部4を90°回転させると、該本体部4は正しく傾斜方向に向けられる。
 この状態で、傾斜角を設定することで、所望の傾斜基準面を設定することができる。
 上記した従来の方法では、前記回転レーザ装置1に前記回動部3、前記本体部4の向きを検出する為の、角度検出器が必要になり、前記回転レーザ装置1の製作コストが増大する。
 又、前記受光装置2でクロスポイントを正確に検出することは、大変難しい作業であり、時間が掛り、作業効率が悪く、又作業者の負担も大きかった。
 又、日本国特開平9−257478号公報(特許文献1)に示される様に、前記受光装置2が前記レーザ光線を反射し、前記回転レーザ装置1が反射光を検出して前記回転レーザ装置1に対する前記受光装置2の方向を検出し、前記回転レーザ装置1を前記受光装置2の方向に向けるものがある。
 然し乍ら、特許文献1に示されるものでは、前記受光装置2からの反射光を検出する機能と、検出した際の前記回転レーザ装置1の向きを検出する機能と、該回転レーザ装置1の向きを前記受光装置2に向ける機能を必要とし、やはり、回転レーザ装置1の製作コストが増大する問題を有している。
 本発明は斯かる実情に鑑み、構造の簡単な安価な回転レーザ装置により、簡単に傾斜方向を設定でき、又簡単に傾斜基準面の設定を可能とするものである。
特開平9−257478号公報 特開平11−257960号公報
 本発明は、レーザ光線を発する発光部と、前記レーザ光線を回転照射して基準面を形成する回動部と、前記基準面を傾斜させる傾斜駆動部と、前記発光部の発光を制御する制御部と、傾斜を設定する為の傾斜設定基準軸の方向で傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させる傾斜軸指示手段とを具備する回転レーザ装置に係るものである。
 又本発明は、前記回動部の回転位置を検出する角度検出器を具備し、前記制御部は前記角度検出器の検出結果に基づき前記発光部を制御し、傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させる回転レーザ装置に係るものである。
 又本発明は、前記制御部は、前記傾斜基準軸指示範囲で前記レーザ光線を消灯させる様に前記発光部を制御する回転レーザ装置に係るものである。
 又本発明は、前記制御部は、前記傾斜基準軸指示範囲の前後で前記レーザ光線を消灯させる様に前記発光部を制御する回転レーザ装置に係るものである。
 又本発明は、前記傾斜設定基準軸方向は、傾斜方向又は傾斜方向に直交する方向である回転レーザ装置に係るものである。
 又本発明は、前記傾斜駆動部は、前記回動部を第1の傾斜方向に傾斜させる第1傾斜駆動部と、前記第1の傾斜方向と直交する第2の傾斜方向に傾斜させる第2傾斜駆動部とを有する回転レーザ装置に係るものである。
 又本発明は、前記制御部は、前記角度検出器からの検出結果に基づき、傾斜基準軸指示範囲の方向を変更する様、前記発光部の発光を制御する回転レーザ装置に係るものである。
 又本発明は、前記制御部は、前記第1傾斜駆動部と、前記第2傾斜駆動部とを駆動し、2方向に前記基準面を傾斜させて複合傾斜角を有する傾斜基準面を形成すると共に該傾斜基準面についての傾斜設定基準軸方向で傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させる回転レーザ装置に係るものである。
 又本発明は、前記制御部は、所望の方向に設定された傾斜設定基準軸及び該傾斜設定基準軸に関して設定された傾斜角に基づき、前記第1傾斜駆動部の駆動量と、前記第2傾斜駆動部の駆動量を演算し、演算結果に基づき前記第1傾斜駆動部と、前記第2傾斜駆動部とを制御して複合傾斜基準面を形成する回転レーザ装置に係るものである。
 又本発明は、前記制御部は、前記第1傾斜駆動部と、前記第2傾斜駆動部とを駆動し、基準面の勾配の方向を変更し、前記第1傾斜駆動部の駆動量と、前記第2傾斜駆動部の駆動量に基づき仮傾斜設定基準軸を演算し、該仮傾斜設定基準軸の方向で傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させる回転レーザ装置に係るものである。
 又本発明は、回転レーザ装置と受光装置とを具備し、前記回転レーザ装置は、レーザ光線を発する発光部と、前記レーザ光線を回転照射して基準面を形成する回動部と、前記基準面を傾斜させる傾斜駆動部と、前記発光部の発光を制御する制御部と、傾斜を設定する為の傾斜設定基準軸方向で傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させる傾斜軸指示手段とを有し、前記受光装置は、傾斜方向又は傾斜方向と直交する方向に設置され、前記回転レーザ装置からの前記レーザ光線を検出する回転レーザシステムに係るものである。
 又本発明は、前記回転レーザ装置は、前記回動部の回転位置を検出する角度検出器を具備し、前記制御部は前記角度検出器の検出結果に基づき前記発光部を制御し、傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させる回転レーザシステムに係るものである。
 又本発明は、前記回動部の回転位置を検出する角度検出器を有し、前記傾斜駆動部は、前記回動部を第1の傾斜方向に傾斜させる第1傾斜駆動部と、前記第1の傾斜方向と直交する方向に傾斜させる第2傾斜駆動部とを有し、前記制御部は任意の方向に仮傾斜設定基準軸を有し、前記角度検出器の検出結果に基づき前記発光部を制御し、前記仮傾斜設定基準軸を含む傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させると共に前記傾斜基準軸指示範囲の方向を前記受光装置の設置位置に変更可能であり、前記制御部は前記傾斜基準軸指示範囲変更後の仮傾斜設定基準軸に基づき傾斜角の設定を行う回転レーザシステムに係るものである。
 又本発明は、前記受光装置は、受光センサと、検出告知部とを具備し、前記受光センサが前記傾斜基準軸指示範囲を検知することで、前記検出告知部が告知サインを発する様構成した回転レーザシステムに係るものである。
 又本発明は、前記回転レーザ装置は第1通信部を有し、前記受光装置は、受光センサと、第2通信部とを有し、前記受光センサが前記傾斜基準軸指示範囲を検知した信号が前記第2通信部を介して前記第1通信部に送信される様構成された回転レーザシステムに係るものである。
 又本発明は、前記受光装置は、受光装置操作部を具備し、該受光装置操作部により前記回転レーザ装置を遠隔操作可能とした回転レーザシステムに係るものである。
 図1は本発明の第1の実施例に用いられる回転レーザ装置の立断面図である。
 図2は第1の実施例に用いられる回転レーザ装置の制御系統図である。
 図3は第1の実施例に用いられる受光装置の概略ブロック図である。
 図4は第1の実施例の作用を説明する説明図である。
 図5は第1の実施例の作用を説明する説明図であり、耳軸が受光装置の方向に合致した状態を示す。
 図6は第1の実施例の作用を説明する説明図であり、耳軸が受光装置の方向に合致した状態で、傾斜角を設定した状態を示す。
 図7は本発明の第2の実施例に用いられる回転レーザ装置の立断面図である。
 図8は図7のA矢視図である。
 図9は第2の実施例に用いられる回転レーザ装置の制御系統図である。
 図10は第2の実施例に用いられる受光装置の概略ブロック図である。
 図11は第2の実施例の作用を説明する説明図である。
 図12は受光装置の受光信号を示す図である。
 図13は第2の実施例の作用を説明する説明図であり、耳軸が受光装置の方向に合致した状態で、傾斜角を設定した状態を示す。
 図14は複合傾斜角と傾斜方向と傾斜アーム24a、傾斜アーム24bの傾斜との関係を示す説明図である。
 図15は従来例での耳軸の設定、複合傾斜角の設定を示す説明図である。
 1       回転レーザ装置
 11      投光光軸
 12      レーザ投光器
 15      回動部
 18      走査モータ
 20      傾斜機構
 21      傾斜用モータ
 24      傾斜アーム
 28      傾斜センサ
 29      傾斜センサ
 31      傾斜検出部
 34      レーザ光線
 35      制御部
 36      操作部
 39      傾斜用モータ駆動部
 41      発光素子
 42      発光駆動部
 44      基準位置検出センサ
 46      受光装置
 47      受光センサ
 48      制御部
 49      検出告知部
 51      耳軸指示範囲
 53      連続発光範囲
 55      エンコーダ
 56      第1通信部
 59      第2通信部
 61      受光装置操作部
 以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
 図1~図6により、本発明の第1の実施例を説明する。
 図1は、第1の実施例に使用される回転レーザ装置1を示している。以下回転レーザ装置1について説明する。
 該回転レーザ装置1はケーシング10と、投光光軸11(後述)を有するレーザ投光器12とを具備し、該レーザ投光器12は前記ケーシング10に傾動可能(少なくとも紙面に対して平行な方向に)に収納されている。尚、図示していないが前記回転レーザ装置1は、該回転レーザ装置1を水平に設置する為の整準部を具備している。
 倒立円錐台形の凹部13が前記ケーシング10の上面中央に形成され、前記レーザ投光器12が前記凹部13の中央を上下方向に貫通する。前記レーザ投光器12は傾斜することができる様に、球面座14を介して前記凹部13に支持される。前記レーザ投光器12の上部に回動部15が回転自在に設けられ、該回動部15には偏向部材、例えばペンタプリズム16が設けられている。
 前記回動部15には走査ギア17が設けられ、前記レーザ投光器12には走査モータ18が設けられ、該走査モータ18の出力軸には駆動ギア19が設けられ、該駆動ギア19と前記走査ギア17とが噛合し、前記走査モータ18により前記駆動ギア19、前記走査ギア17を介して前記回動部15が回転駆動される。
 前記ケーシング10の内部には、傾斜機構20が収納され、該傾斜機構20は傾斜用モータ21と、前記レーザ投光器12と平行な方向の回転中心を有する傾斜用スクリュー22と、該傾斜用スクリュー22に螺合する傾斜ナット23とを有する。
 前記レーザ投光器12は前記投光光軸11に対して直交する方向(図示では紙面に対して平行な方向)に延出する傾斜アーム24を有し、該傾斜アーム24の先端には断面円形のピン25が突設され、前記傾斜アーム24は前記ピン25を介して前記傾斜機構20と係合している。前記レーザ投光器12は中空構造となっており、該レーザ投光器12の内部にはレーザ光線34を発する発光素子(図示せず)、該発光素子から発せられた前記レーザ光線34を前記投光光軸11上に射出する投光光学系(図示せず)を内蔵し、射出された前記レーザ光線34は前記ペンタプリズム16によって水平方向に偏向される様になっている。
 前記傾斜用モータ21はギア列26を介して前記傾斜用スクリュー22を回転させることができる。該傾斜用スクリュー22の回転により前記傾斜ナット23が上下に移動し、該傾斜ナット23が上下動することによって前記ピン25を介して前記傾斜アーム24が傾動し、前記レーザ投光器12が傾斜する。又、前記傾斜用モータ21にはエンコーダ27が設けられ、前記傾斜用モータ21の回転量が検出される様になっている。又、前記傾斜用モータ21をステッピングモータとして、前記エンコーダ27を省略してもよい。以下の説明は、前記傾斜用モータ21をステッピングモータとして説明する。
 尚、図1中、30は、前記ピン25と前記傾斜機構20との係合状態を維持するスプリングである。
 前記レーザ投光器12の軸心、即ち前記投光光軸11と垂直な平面内に傾斜センサ28,29が設けられ、1つの傾斜センサ28は前記傾斜アーム24に平行であり、もう1つの傾斜センサ29は前記傾斜アーム24に対して直交する。前記傾斜センサ28、前記傾斜センサ29は傾斜検出部31を形成する。
 前記傾斜センサ28、傾斜センサ29により前記レーザ投光器12の任意な方向の傾斜角を検出でき、又前記傾斜センサ28の検出結果に基づき、前記傾斜機構20により前記傾斜アーム24を介して前記レーザ投光器12を傾斜させ、該レーザ投光器12を鉛直とし、又所定の傾斜角で傾斜させることができる。又、傾斜設定は前記傾斜用モータ21を駆動するパルス数に換算した角度で前記傾斜用モータ21を駆動することで達成される。
 前記ケーシング10の上面には、回動部カバー32が液密に設けられ、該回動部カバー32は前記回動部15を収納する。又、前記回動部カバー32は透明で円筒状のレーザ光線透過窓33を有し、前記ペンタプリズム16で偏向された前記レーザ光線34が前記レーザ光線透過窓33を透過して照射される様になっている。
 前記ケーシング10の内部には、前記発光素子の発光を制御し、前記走査モータ18を定速で回転制御し、前記傾斜用モータ21を設定された駆動量(設定角度を回転量に換算した量)で駆動する様に制御する制御部35が設けられている。又、前記ケーシング10の外部には操作部36が設けられ、該操作部36より、測定の開始/停止、或は基準面の傾斜角の設定を行う様になっている。
 前記制御部35を含む制御系37について図2を参照して略述する。
 前記走査モータ18は走査モータ駆動部38を介して駆動制御され、前記傾斜用モータ21は傾斜用モータ駆動部39を介して駆動制御され、前記レーザ光線34を発する発光素子41は発光駆動部42を介して発光が制御される。ここで、前記発光素子41、前記発光駆動部42は発光部を構成する。
 又、前記傾斜センサ28,29の検出結果は前記制御部35に入力され、前記操作部36からは測定開始、測定終了の指令信号、傾斜角の設定信号が前記制御部35に入力される。又、前記回転レーザ装置1の運転状態、或は設定した傾斜角等は、表示部43に表示される。尚、該表示部43は前記操作部36に設けてもよく、或は、前記ケーシング10に別途設けてもよい。
 又、前記回動部15の回転基準位置を検出する基準位置検出センサ44が設けられる。該基準位置検出センサ44は、前記走査ギア17等の回転部と前記ケーシング10との間に設けられた近接センサ、或は前記レーザ光線34の光路上、或は分岐光路上に設けたフォトセンサ等であってもよく、或は前記傾斜用モータ21の駆動パルスに基づき演算により求めるものであってもよい。尚、前記基準位置検出センサ44の検出する回転位置は、後述する耳軸の位置であり、或は該耳軸の位置と関連付けられた位置である。
 前記制御部35が、前記発光駆動部42を介して前記発光素子41を駆動、発光させると共に前記走査モータ18を前記走査モータ駆動部38を介して駆動し、前記ペンタプリズム16を介して前記レーザ光線34を回転照射する。該レーザ光線34の回転照射によって基準面が形成される。
 又前記制御部35は、前記傾斜用モータ駆動部39を介して前記傾斜用モータ21を駆動することで前記傾斜用スクリュー22が回転され、前記傾斜ナット23を介して前記傾斜アーム24が傾動し、更に該傾斜アーム24と一体に前記レーザ投光器12が傾動する。該レーザ投光器12の傾動により、前記レーザ光線34の射出方向が水平に対して傾斜し、又基準面は、傾斜中心線(耳軸)を中心とし、傾斜する。本実施例の場合、前記耳軸は、前記球面座14の球面の中心を通り、前記傾斜アーム24と直交する中心線(図示では前記球面座14の球面の中心を通り紙面に垂直な中心線)となる。
 前記制御部35は、前記基準位置検出センサ44からの検出信号に基づき、前記耳軸を中心とした所定範囲(耳軸指示範囲51)(図4参照)で点灯し、該耳軸指示範囲51を挾んで両側で前記レーザ光線34を消灯する消灯範囲52,52を形成する様に、前記発光素子41の発光を制御する。前記制御部35、前記基準位置検出センサ44等は、耳軸指示手段を形成する。尚、前記耳軸指示範囲51は、図示の様に1箇所でもよく、或は対称の位置の計2箇所に設けてもよい。
 図3は、本回転レーザシステムに用いられる受光装置46の一例を示している。
 該受光装置46は、受光センサ47、制御部48、検出告知部49を具備し、前記受光センサ47は前記回転レーザ装置1からの前記レーザ光線34を受光検出し、検出信号を前記制御部48に発し、該制御部48は前記検出信号に基づき前記検出告知部49を駆動するものであり、該検出告知部49は前記制御部48からの駆動信号により告知サイン、例えば光又は音、或は光と音の両方を発する様になっている。
 前記制御部48は、前記受光センサ47からの検出信号が入力されると所定時間、例えば、前記レーザ光線34の1回転周期以上の間、駆動信号を継続して出力する様になっている。或は、前記検出告知部49は、前記制御部48から駆動信号を受信すると、所定時間、例えば前記レーザ光線34の1回転周期以上継続して、告知サインを出力する様に構成されている。尚、前記レーザ光線34が走査する回転数を所定回転数(例えば25回転/秒)以上とした場合、視覚的には前記レーザ光線34の走査軌跡は連続光として認識されるので、前記受光センサ47の前記レーザ光線34の検出に対応して、告知サインを点滅してもよい。
 図4~図6により、第1の実施例の作用について説明する。
 前記回転レーザ装置1を基準位置(或は既知点)に設置し、整準する。又、前記受光装置46を傾斜したい方向と直交する方向(耳軸8方向)に設置する。設置の状態は、前記回転レーザ装置1から回転照射される前記レーザ光線34を受光し得る様、前記受光センサ47を前記回転レーザ装置1に対峙させ、又前記受光センサ47の高さを前記レーザ光線34の走査高さに合わせる。
 作業者による前記操作部36からの操作で、前記回転レーザ装置1が運転開始され、前記レーザ光線34が回転照射される。該レーザ光線34の回転照射によって、水平基準面が形成される。
 前記制御部35は、前記基準位置検出センサ44からの検出信号に基づき、前記耳軸を中心とした前記耳軸指示範囲51で前記レーザ光線34を点灯し、該耳軸指示範囲51を挾んで消灯範囲52,52で前記レーザ光線34を消灯し、残りの範囲(連続発光範囲53)で連続発光する様に前記発光素子41の発光を制御する。
 前記回転レーザ装置1の前記耳軸8の方向が前記受光装置46の設置位置と合致していない場合(図4参照)は、該受光装置46が前記連続発光範囲53に位置し、前記レーザ光線34が1回転毎に前記受光センサ47を通過する。この為、前記検出告知部49からは継続して告知サインが発せられる。
 尚、継続して告知サインが発せられる場合は、図4で示される様な、前記耳軸8の方向が前記受光装置46の設置位置と合致していない場合か、或は前記受光装置46が前記耳軸8上に設置され、前記受光センサ47が前記耳軸指示範囲51を検出している場合である。従って、前記回転レーザ装置1を少し回転させ、前記耳軸8を少し振ってみることで、前記受光センサ47が前記耳軸指示範囲51を検出しているかが分る。
 作業者は、前記受光装置46の告知状態を確認しながら、前記回転レーザ装置1を徐々に回転させる。やがて、前記消灯範囲52が前記受光センサ47に到達すると、前記受光装置46からの告知サインが消滅する。更に回転させると、再び前記受光装置46から告知サインが発せられる。この状態が、前記受光センサ47により前記耳軸指示範囲51を検出している状態である。この状態に、前記回転レーザ装置1を設置することで、基準面の傾斜方向が設定されたことになる(図5参照)。
 尚、前記受光センサ47が前記耳軸指示範囲51を検出したかどうかを確認する為、再び前記受光装置46から告知サインが発せられた後、更に回転レーザ装置1を同方向に継続して回転させると、反対側の前記消灯範囲52に至り、再び告知サインが消滅する。この、再び告知サインが消滅することで、先の前記耳軸指示範囲51を検出したことが適正であったことが確認される。
 前記耳軸指示範囲51を前記受光センサ47に検出させる様、前記回転レーザ装置1を設置することで、該回転レーザ装置1の設置が完了する。
 次に、前記操作部36から、基準面の傾斜角を設定することで、前記制御部35により前記傾斜用モータ駆動部39が所定量駆動され、前記耳軸8を中心に基準面が傾斜し、所定の傾斜角θで基準傾斜面が設定される(図6参照)。
 尚、前記レーザ光線34に可視光を使用することで、前記受光装置46は、前記レーザ光線34の受光が確認できるものであればよく、単に反射率のよい、例えば白色の板、或は拡散板であってもよい。又、上記実施例では、耳軸指示範囲51を挾んで、前記消灯範囲52,52を形成したが、前記耳軸指示範囲51を消灯させ、前記消灯範囲52,52を省略してもよい。この場合、作業者の認識を容易にする為、前記受光センサ47が前記耳軸指示範囲51にある場合、即ち、前記レーザ光線34を受光していない状態で、前記検出告知部49からの告知サインが点滅される様にしてもよい。
 又、前記耳軸指示範囲51を形成する耳軸指示手段として、より簡便に、前記耳軸指示範囲51が形成される様、マスキングを前記レーザ光線透過窓33に貼付けてもよい。該マスキングは、回転照射される前記レーザ光線34を局部的に遮断して、部分的に消灯としたと同等の効果を発揮して前記耳軸指示範囲51を形成する。
 又、上記実施例では、前記耳軸8の方向で告知サインが発せられる様に設定したが、前記耳軸8と直交する軸の方向、即ち傾斜方向で告知サインが発せられる様にしてもよい。この場合、前記受光装置46は傾斜方向に設置される。同様に、前記マスキングは、前記耳軸8と直交する方向、即ち前記傾斜アーム24の軸心と直交する方向に貼付けられてもよい。即ち、前記耳軸8及び該耳軸8と直交する軸心は、傾斜角度を設定する場合の傾斜設定基準軸であり、前記耳軸8の方向に限らず、前記耳軸8と直交する方向で前記告知サインが発せられる様に傾斜基準軸指示手段が設けられればよい。
 本実施例によれば、簡単な構成で装置の向きを確認でき、又勾配設定の為の傾斜モータは1方向のみでよい。更に、作業手順が簡略化され、傾斜方向の設定時間を著しく短縮できる。
 尚、前記回転レーザ装置1を垂直軸心を中心として回転させる為の、回動装置を設け、前記回転レーザ装置1の向きの変更を前記回動装置により行ってもよい。
 次に、図7~図10により、第2の実施例を説明する。尚、図7~図10中、図1~図6中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
 第2の実施例に係る回転レーザ装置1では、基準面を直交する2方向に傾斜設定でき、複合傾斜角を有する傾斜基準面の設定が可能となっている。
 図8にも示される様に、第1の実施例の傾斜機構20と同様に第1傾斜機構20aが設けられる。尚、該第1傾斜機構20aを構成する要素には、添字としてaを付している。
 前記第1傾斜機構20aに対して、90°回転させた位置に第2傾斜機構20bが設けられる。以下、第2傾斜機構20bについて説明する。尚、該第2傾斜機構20bを構成する要素には、添字としてbを付している。
 傾斜アーム24aに対して直交する方向(図7に於いて紙面に対して垂直な方向で、紙面の裏側に突出する方向)に延出する傾斜アーム24bが設けられる。該傾斜アーム24bにピン25bを介して前記第2傾斜機構20bが係合している。
 尚、該第2傾斜機構20bと前記第1傾斜機構20aとは、同様な構成であるので、構造の詳細な説明については省略する。
 又、前記第1傾斜機構20a、前記第2傾斜機構20bによりそれぞれ、レーザ投光器12を傾斜させるが、この場合の傾斜方向は、前記第1傾斜機構20aに傾斜させる方向は傾斜センサ28が検出する傾斜方向と同一であり、前記第2傾斜機構20bに傾斜させる方向は傾斜センサ29が検出する傾斜方向と同一である(図8参照)。
 回動部15の向き(回転位置)、即ちレーザ光線34が射出される方向を検出する為の角度検出器が設けられる。該角度検出器として、エンコーダ55が用いられ、該エンコーダ55は前記回動部15と前記レーザ投光器12との間に設けられる。前記エンコーダ55は、回転角の絶対角度を検出可能なアブソリュートエンコーダ、或はゼロ位置検出機能を有し、ゼロ位置からの角度を検出可能なインクレメンタルエンコーダが用いられることが好ましい。
 ここで、前記エンコーダ55が検出する角度0の位置は、前記傾斜アーム24a又は傾斜アーム24bの軸心の方向とするのが好ましい。或は、角度0の位置を前記傾斜アーム24a又は傾斜アーム24bの軸心の方向に対して、既知の角度としてもよい。
 又、角度検出器の他の例としては、前記回動部15の回転速度を検出すると共に基準点(ゼロ位置)を検出可能であり、ゼロ位置検出から時間を検出し、検出時間及び回転速度から角度を求めるものでもよい。
 ケーシング10内部には第1通信部56が設けられ、受光装置46と相互通信可能となっている。
 図9により、第2の実施例に於ける制御系37について説明する。尚、図9中、図2中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
 図9中、57は記憶部を示し、該記憶部57としては半導体メモリ、HDD、メモリカード等種々の記憶装置が用いられる。56は前記第1通信部であり、該第1通信部56は、前記受光装置46との間で無線通信を行う。
 前記記憶部57には、前記回転レーザ装置1を駆動する為に必要なプログラムが格納されている。プログラムとしては、シーケンスプログラム、発光駆動部42による発光素子41の発光を制御する為の発光制御プログラム、2方向の傾斜角を設定することで、複合傾斜基準面を設定する様に、傾斜用モータ駆動部39a,39bの駆動を制御し、更に任意の方向での任意の傾斜角(複合角)を設定することで、複合角を2方向の傾斜角に分析演算し、前記傾斜用モータ駆動部39a,39bの駆動を制御する傾斜角設定プログラム、更に傾斜角の設定をマニュアルで設定するマニュアルモード、自動で設定するオートモードの選択実行を行うモード選択プログラム、前記受光装置46との間で無線通信を行う通信プログラム等である。
 図10は、第2の実施例に於ける、前記受光装置46を示している。
 該受光装置46は、前記レーザ光線34を受光検出する為の、受光センサ47、前記回転レーザ装置1の前記第1通信部56との間で無線通信を行う第2通信部59と、前記受光センサ47からのレーザ光線検出信号に基づき前記第2通信部59の通信を制御する制御部48と、前記回転レーザ装置1を遠隔操作可能な受光装置操作部61とを有している。
 前記受光センサ47、前記受光装置操作部61、前記第1通信部56等は、受光装置検出手段を構成する。
 以下、第2の実施例に於ける作用について図11~図13を参照して説明する。
 前記回転レーザ装置1を基準位置(或は既知点)に設置し、整準する。尚、好ましくは、前記回転レーザ装置1の機械基準方向(例えば、前記傾斜アーム24a又は前記傾斜アーム24bの軸心方向)を既知の方位角に設定する。
 前記受光装置46を傾斜したい方向と直交する方向(耳軸8方向)に設置する。設置の状態は、前記回転レーザ装置1から回転照射される前記レーザ光線34を受光し得る様、前記受光センサ47を前記回転レーザ装置1に対峙させ、又前記受光センサ47の高さを前記レーザ光線34の走査高さに合わせる。
 作業者による前記受光装置操作部61からの操作で、前記回転レーザ装置1が運転開始され、前記レーザ光線34が回転照射される。該レーザ光線34の回転照射によって水平基準面が形成される。
 前記発光素子41から発せられる前記レーザ光線34の発光状態は、制御部35により前記発光駆動部42を介して制御される。発光状態の制御の一例として、図11に示される様に、耳軸指示範囲51が消灯される。第2の実施例に於いては、前記耳軸指示範囲51の中心線が仮耳軸8′となる。尚、該仮耳軸8′は、予め基準方向が初期設定として、前記制御部35に設定されている。基準方向としては、例えば、前記機械基準方向である前記傾斜アーム24a又は前記傾斜アーム24bの軸心方向である。
 前記耳軸8の設定を行う場合は、前記受光装置操作部61により前記回転レーザ装置1をオートアライメントモードに切替えておく。
 前記受光装置46、即ち前記受光センサ47が前記レーザ光線34を受光すると、前記受光センサ47から受光信号が前記制御部48に送出され、該制御部48は受光信号を前記第2通信部59を介して前記回転レーザ装置1に送信する。前記第1通信部56が受光信号を受信し、受信結果を前記制御部35に入力する。該制御部35は、入力時点の前記エンコーダ55の角度を読取る。角度検出結果を呼込み、前記受光装置46の方向(角度)を判断する。尚、無線通信によるタイムラグ、信号処理によるタイムラグを考慮して、アライメント時には、前記レーザ光線34の回転速度を遅くしてもよい。
 前記制御部35は、前記仮耳軸8′の方向(角度)と前記受光装置46との方向の違い(角度差)を演算し、前記発光駆動部42を介して前記発光素子41の発光状態を制御し、前記仮耳軸8′の方向(前記耳軸指示範囲51が形成される位置)を漸次変更していく。
 前記仮耳軸8′が移動し、前記受光センサ47の受光範囲に到達すると、該受光センサ47からの受光信号が消失する。前記受光装置46からの受光信号が途絶えたことは前記制御部35によって判断され、途絶えた時点の角度が前記エンコーダ55から読取られる。前記受光信号の消失状態は、前記仮耳軸8′が前記受光センサ47を通過する間中、継続する。更に、前記仮耳軸8′が移動し、前記受光センサ47の受光範囲から逸脱すると、前記受光センサ47は、再び前記レーザ光線34を受光し、受光信号を発する。該受光信号は、上記したと同様、前記第2通信部59を介して前記回転レーザ装置1に送信され、前記第1通信部56によって受信されると、受信された時点の角度が、前記エンコーダ55から読取られる。
 この時の、前記受光センサ47からの受光信号の様子は、図12に示されている。前記受光信号が消失した時点、及び再び受光信号が発せられた時点のそれぞれの角度は前記エンコーダ55から読取られる。受光信号の消失した範囲の中心が、前記耳軸8であり、該耳軸8の角度、即ち信号の消失した範囲の中心Oの角度は、前記エンコーダ55から読取った2つの角度によって、算出することができる。
 前記仮耳軸8′の角度は、前記発光駆動部42による発光状態の制御で分っており、前記仮耳軸8′の角度が前記耳軸8の角度と合致する様に、前記制御部35により前記発光駆動部42を制御し、前記仮耳軸8′を移動させる。
 前記仮耳軸8′と前記耳軸8が合致すると、前記回転レーザ装置1又は前記受光装置46から告知サインが発せられ、作業者は前記耳軸8の設定が完了したと判断する。尚、前記仮耳軸8′と前記耳軸指示範囲51との関係は、前記仮耳軸8′が前記耳軸指示範囲51の中心にある必要はなく、前記耳軸指示範囲51の範囲に含まれ、該耳軸指示範囲51との関係が既知となっていればよい。
 作業者により、前記受光装置操作部61、又は操作部36から傾斜角度の設定が行われる。ここで、設定された前記耳軸8の方向、即ち前記仮耳軸8′の方向は、発光状態の制御で移動させたので、初期設定の方向、即ち前記傾斜アーム24a,24bの方向(機械基準方向)と一致していない。この為、設定される傾斜角(設定傾斜角)は、前記第1傾斜機構20a、前記第2傾斜機構20bそれぞれにより傾斜角が設定される複合傾斜角となる。
 傾斜角が設定されると、前記制御部35は、設定傾斜角を前記傾斜アーム24aの方向の傾斜角度、前記傾斜アーム24bの方向の傾斜角度に分析、演算し、演算して得られた角度及び機械基準方向と前記耳軸8の方向との角度差に基づき、前記制御部35は、前記傾斜用モータ駆動部39a,39bそれぞれの駆動量を演算により求め、求められた駆動量に基づき前記傾斜用モータ21a,21bを駆動し、複合傾斜角の設定を行う。
 次に、図14を参照して、複合傾斜角θと、傾斜方向(前記機械基準方向に対する水平角)α、前記傾斜アーム24aの傾斜角度β、前記傾斜アーム24bの傾斜角度γとの関係について説明する。
 複合勾配面に於ける、複合傾斜角θと傾斜方向角α及び前記傾斜アーム24a、前記傾斜アーム24bの傾斜角度β,γは下記の関係になる。
 β=tan−1(cosα・tanθ)
 γ=tan−1(−tanθ・cos(90°−α))
 尚、上記実施例の受光装置検出手段として、前記受光センサ47でのレーザ光線34受光結果を通信手段で通信することで行ったが、前記受光装置46を反射ターゲットとし、前記回転レーザ装置1に反射ターゲットからの反射光を検出する受光センサを設け、該受光センサからの受光信号を基に受光装置を検出する様にしてもよい。
 又、前記受光装置操作部61は、前記受光装置46に対して着脱可能とし、該受光装置操作部61を単体でリモートコントローラとしてもよく、前記受光装置46とは無線、或は有線で接続され、前記受光装置46の前記レーザ光線34の受光状態が、前記受光装置操作部61に通信されると共に表示され、受光状態を確認しながら、前記回転レーザ装置1を遠隔操作可能としてもよい。
 本発明によれば、前記耳軸8を検出する為に、前記回転レーザ装置1自体を回転させる必要がなく、装置が簡潔となると共に作業が簡単で、作業誤差が発生しない。又、作業時間を大幅に短縮できる。
 第2の実施例に於いても、告知サインが傾斜方向で発せられる様にしてもよい。この場合も、前記受光装置46は傾斜方向に設置される。
 尚、前記回転レーザ装置1の設置姿勢、即ち向き(方位角)が既知の場合で、施工データ等により、設定する傾斜方向(方位)、設定する傾斜角が事前に分っている場合は、前記受光装置46無しで所望の傾斜基準面の設定ができる。
 前記受光装置操作部61より、傾斜方向(耳軸8の方位角)及び設定する基準面の傾斜角を入力することで、前記制御部35が前記回転レーザ装置1の機械基準方向と設定された前記耳軸8との間の角度を演算し、前記耳軸8の角度と設定する基準面の傾斜角に基づき、前記傾斜用モータ21a,21bの駆動量を演算する。
 演算された前記傾斜用モータ21a,21bの駆動量に基づき、前記傾斜用モータ駆動部39a,39bを介して前記傾斜用モータ21a,21bを駆動制御することで、所望の傾斜基準面が得られる。
 次に、傾斜基準面の設定の他の実施例について説明する。
 上記した傾斜基準面の設定は、水平基準を設定した後、行ったが、基準面が傾斜した状態での基準面の傾斜角、傾斜方向を再設定する場合である。
 前記受光装置操作部61、又は前記操作部36から、傾斜方向の再設定、傾斜角の再設定を行う。傾斜方向の再設定としては、絶対角(方位角)を入力しても、或は現在の傾斜方向を基準とした角度であってもよい。
 傾斜基準面が形成されている状態では、前記耳軸8、即ち前記仮耳軸8′(回転レーザ装置1内部で認識している耳軸)の角度は、既知となっており、再設定した傾斜方向に基づき再設定後の新耳軸8′が演算され、該新耳軸8′に基づき、再設定傾斜角が前記第1傾斜機構20a,前記第2傾斜機構20bの傾斜方向の傾斜角に分析され、前記第1傾斜機構20a,前記第2傾斜機構20bが駆動され、再設定傾斜方向の、再設定傾斜角で基準面設定され、前記レーザ光線34が回転照射されることで、再設定後の傾斜基準面が形成される。
 他の実施例では、基準面を水平に設定する必要がなく、又前記受光装置46を前記耳軸8の方向に再設置する必要がないので、傾斜基準面の再設定作業が、極めて迅速に設定できる。
 本発明によれば、レーザ光線を発する発光部と、前記レーザ光線を回転照射して基準面を形成する回動部と、前記基準面を傾斜させる傾斜駆動部と、前記発光部の発光を制御する制御部と、傾斜を設定する為の傾斜設定基準軸の方向で傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させる傾斜軸指示手段とを具備するので、容易に回転レーザ装置の向きを確認でき、容易に前記レーザ光線の傾斜基準軸指示範囲を傾斜させたい方向に関して設定することができ、傾斜方向を設定する作業手順が簡略化され、傾斜方向の設定時間を著しく短縮できる。
 又本発明によれば、前記回動部の回転位置を検出する角度検出器を具備し、前記制御部は前記角度検出器の検出結果に基づき前記発光部を制御し、傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させるので、形成した傾斜基準軸指示範囲の方向が前記角度検出器により検出されるので、回転レーザ装置に対して形成される傾斜基準軸指示範囲の方向を規定することができる。
 又本発明によれば、前記制御部は、前記傾斜基準軸指示範囲で前記レーザ光線を消灯させる様に前記発光部を制御するので、又本発明によれば、前記制御部は、前記傾斜基準軸指示範囲の前後で前記レーザ光線を消灯させる様に前記発光部を制御するので、前記レーザ光線の発光状態を確認することで、容易に傾斜基準軸を検出することができる。
 又本発明によれば、前記傾斜駆動部は、前記回動部を第1の傾斜方向に傾斜させる第1傾斜駆動部と、前記第1の傾斜方向と直交する第2の傾斜方向に傾斜させる第2傾斜駆動部とを有するので、回転レーザ装置の向きを変えることなく、任意の方向に基準面を傾斜させることができる。
 又本発明によれば、前記制御部は、前記角度検出器からの検出結果に基づき、傾斜基準軸指示範囲の方向を変更する様、前記発光部の発光を制御するので、回転レーザ装置を回転させることなく、任意の方向に傾斜方向を設定することができる。
 又本発明によれば、前記制御部は、前記第1傾斜駆動部と、前記第2傾斜駆動部とを駆動し、2方向に前記基準面を傾斜させて複合傾斜角を有する傾斜基準面を形成すると共に該傾斜基準面についての傾斜設定基準軸方向で傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させるので、回転レーザ装置の向きを変えることなく、任意の方向で、任意の角度に傾斜させた基準面を形成することができる。
 又本発明によれば、前記制御部は、所望の方向に設定された傾斜設定基準軸及び該傾斜設定基準軸に関して設定された傾斜角に基づき、前記第1傾斜駆動部の駆動量と、前記第2傾斜駆動部の駆動量を演算し、演算結果に基づき前記第1傾斜駆動部と、前記第2傾斜駆動部とを制御して複合傾斜基準面を形成するので、回転レーザ装置の向きを変えることなく、任意の方向で、任意の角度に傾斜させた基準面を形成することができる。
 又本発明によれば、前記制御部は、前記第1傾斜駆動部と、前記第2傾斜駆動部とを駆動し、基準面の勾配の方向を変更し、前記第1傾斜駆動部の駆動量と、前記第2傾斜駆動部の駆動量に基づき仮傾斜設定基準軸を演算し、該仮傾斜設定基準軸の方向で傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させるので、回転レーザ装置の向きを変えることなく、任意の方向で、任意の角度に傾斜させた基準面を形成することができる。
 又本発明によれば、回転レーザ装置と受光装置とを具備し、前記回転レーザ装置は、レーザ光線を発する発光部と、前記レーザ光線を回転照射して基準面を形成する回動部と、前記基準面を傾斜させる傾斜駆動部と、前記発光部の発光を制御する制御部と、傾斜を設定する為の傾斜設定基準軸方向で傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させる傾斜軸指示手段とを有し、前記受光装置は、傾斜方向又は傾斜方向と直交する方向に設置され、前記回転レーザ装置からの前記レーザ光線を検出するので、前記受光装置を傾斜面を設定したい所要の位置に設定することで容易に傾斜基準面の設定が行え、作業手順が簡略化され、傾斜方向の設定時間を著しく短縮できる。
 又本発明によれば、前記回転レーザ装置は、前記回動部の回転位置を検出する角度検出器を具備し、前記制御部は前記角度検出器の検出結果に基づき前記発光部を制御し、傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させるので、前記回転レーザ装置と傾斜基準軸指示範囲との関係を容易に確認でき、又前記回転レーザ装置を回転させることなく、任意の方向に傾斜方向を設定することができる。
 又本発明によれば、前記回動部の回転位置を検出する角度検出器を有し、前記傾斜駆動部は、前記回動部を第1の傾斜方向に傾斜させる第1傾斜駆動部と、前記第1の傾斜方向と直交する方向に傾斜させる第2傾斜駆動部とを有し、前記制御部は任意の方向に仮傾斜設定基準軸を有し、前記角度検出器の検出結果に基づき前記発光部を制御し、前記仮傾斜設定基準軸を含む傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させると共に前記傾斜基準軸指示範囲の方向を前記受光装置の設置位置に変更可能であり、前記制御部は前記傾斜基準軸指示範囲変更後の仮傾斜設定基準軸に基づき傾斜角の設定を行うので、回転レーザ装置の向きを変えることなく、傾斜方向を任意に設定でき、又設定した傾斜方向での傾斜基準面の形成が容易に行え、作業手順が簡略化される。
 又本発明によれば、前記受光装置は、受光センサと、検出告知部とを具備し、前記受光センサが前記傾斜基準軸指示範囲を検知することで、前記検出告知部が告知サインを発する様構成したので、前記受光装置を傾斜方向、或は傾斜方向に直交する方向に設置するだけで、基準面の傾斜方向の設定を行える。
 又本発明によれば、前記回転レーザ装置は第1通信部を有し、前記受光装置は、受光センサと、第2通信部とを有し、前記受光センサが前記傾斜基準軸指示範囲を検知した信号が前記第2通信部を介して前記第1通信部に送信される様構成されたので、前記受光装置側で前記傾斜基準軸指示範囲を認識する作業者が必要なく、前記回転レーザ装置側での1人作業が可能となる。
 又本発明によれば、前記受光装置は、受光装置操作部を具備し、該受光装置操作部により前記回転レーザ装置を遠隔操作可能としたので、遠隔操作による傾斜基準面の自動設定が可能となる。

Claims (16)

  1. レーザ光線を発する発光部と、前記レーザ光線を回転照射して基準面を形成する回動部と、前記基準面を傾斜させる傾斜駆動部と、前記発光部の発光を制御する制御部と、傾斜を設定する為の傾斜設定基準軸の方向で傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させる傾斜軸指示手段とを具備する回転レーザ装置。
  2. 前記回動部の回転位置を検出する角度検出器を具備し、前記制御部は前記角度検出器の検出結果に基づき前記発光部を制御し、傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させる請求項1の回転レーザ装置。
  3. 前記制御部は、前記傾斜基準軸指示範囲で前記レーザ光線を消灯させる様に前記発光部を制御する請求項1の回転レーザ装置。
  4. 前記制御部は、前記傾斜基準軸指示範囲の前後で前記レーザ光線を消灯させる様に前記発光部を制御する請求項1の回転レーザ装置。
  5. 前記傾斜設定基準軸方向は、傾斜方向又は傾斜方向に直交する方向である請求項1の回転レーザ装置。
  6. 前記傾斜駆動部は、前記回動部を第1の傾斜方向に傾斜させる第1傾斜駆動部と、前記第1の傾斜方向と直交する第2の傾斜方向に傾斜させる第2傾斜駆動部とを有する請求項1の回転レーザ装置。
  7. 前記制御部は、前記角度検出器からの検出結果に基づき、傾斜基準軸指示範囲の方向を変更する様、前記発光部の発光を制御する請求項2の回転レーザ装置。
  8. 前記制御部は、前記第1傾斜駆動部と、前記第2傾斜駆動部とを駆動し、2方向に前記基準面を傾斜させて複合傾斜角を有する傾斜基準面を形成すると共に該傾斜基準面についての傾斜設定基準軸方向で傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させる請求項6の回転レーザ装置。
  9. 前記制御部は、所望の方向に設定された傾斜設定基準軸及び該傾斜設定基準軸に関して設定された傾斜角に基づき、前記第1傾斜駆動部の駆動量と、前記第2傾斜駆動部の駆動量を演算し、演算結果に基づき前記第1傾斜駆動部と、前記第2傾斜駆動部とを制御して複合傾斜基準面を形成する請求項6の回転レーザ装置。
  10. 前記制御部は、前記第1傾斜駆動部と、前記第2傾斜駆動部とを駆動し、基準面の勾配の方向を変更し、前記第1傾斜駆動部の駆動量と、前記第2傾斜駆動部の駆動量に基づき仮傾斜設定基準軸を演算し、該仮傾斜設定基準軸の方向で傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させる請求項6の回転レーザ装置。
  11. 回転レーザ装置と受光装置とを具備し、前記回転レーザ装置は、レーザ光線を発する発光部と、前記レーザ光線を回転照射して基準面を形成する回動部と、前記基準面を傾斜させる傾斜駆動部と、前記発光部の発光を制御する制御部と、傾斜を設定する為の傾斜設定基準軸方向で傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させる傾斜軸指示手段とを有し、前記受光装置は、傾斜方向又は傾斜方向と直交する方向に設置され、前記回転レーザ装置からの前記レーザ光線を検出する回転レーザシステム。
  12. 前記回転レーザ装置は、前記回動部の回転位置を検出する角度検出器を具備し、前記制御部は前記角度検出器の検出結果に基づき前記発光部を制御し、傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させる請求項11の回転レーザシステム。
  13. 前記回動部の回転位置を検出する角度検出器を有し、前記傾斜駆動部は、前記回動部を第1の傾斜方向に傾斜させる第1傾斜駆動部と、前記第1の傾斜方向と直交する方向に傾斜させる第2傾斜駆動部とを有し、前記制御部は任意の方向に仮傾斜設定基準軸を有し、前記角度検出器の検出結果に基づき前記発光部を制御し、前記仮傾斜設定基準軸を含む傾斜基準軸指示範囲を形成する様前記レーザ光線を消灯させると共に前記傾斜基準軸指示範囲の方向を前記受光装置の設置位置に変更可能であり、前記制御部は前記傾斜基準軸指示範囲変更後の仮傾斜設定基準軸に基づき傾斜角の設定を行う請求項11の回転レーザシステム。
  14. 前記受光装置は、受光センサと、検出告知部とを具備し、前記受光センサが前記傾斜基準軸指示範囲を検知することで、前記検出告知部が告知サインを発する様構成した請求項11の回転レーザシステム。
  15. 前記回転レーザ装置は第1通信部を有し、前記受光装置は、受光センサと、第2通信部とを有し、前記受光センサが前記傾斜基準軸指示範囲を検知した信号が前記第2通信部を介して前記第1通信部に送信される様構成された請求項11の回転レーザシステム。
  16. 前記受光装置は、受光装置操作部を具備し、該受光装置操作部により前記回転レーザ装置を遠隔操作可能とした請求項11の回転レーザシステム。
PCT/JP2011/056501 2010-03-25 2011-03-11 回転レーザ装置及び回転レーザシステム WO2011118511A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/634,256 US8857068B2 (en) 2010-03-25 2011-03-11 Rotary laser irradiating system and rotary laser system
EP11759317.8A EP2551637B1 (en) 2010-03-25 2011-03-11 Rotating laser device and rotating laser system
CN201180015892.7A CN102812327B (zh) 2010-03-25 2011-03-11 旋转激光照射系统与旋转激光系统

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-070983 2010-03-25
JP2010070983A JP5456532B2 (ja) 2010-03-25 2010-03-25 回転レーザ装置及び回転レーザシステム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011118511A1 true WO2011118511A1 (ja) 2011-09-29

Family

ID=44673066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/056501 WO2011118511A1 (ja) 2010-03-25 2011-03-11 回転レーザ装置及び回転レーザシステム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8857068B2 (ja)
EP (1) EP2551637B1 (ja)
JP (1) JP5456532B2 (ja)
CN (1) CN102812327B (ja)
WO (1) WO2011118511A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2453205A1 (de) * 2010-11-11 2012-05-16 Leica Geosystems AG Konstruktionsvermessungsgerät zum Vermessen und Markieren von Raumpunkten entlang von auf einer Oberfläche horizontal verlaufenden Höhenlinien
DE102010061725A1 (de) 2010-11-22 2012-05-24 Hilti Aktiengesellschaft Rotationslasergerät mit einer geneigten Laserebene und Verfahren zur Ausrichtung eines Rotationslasergerätes
CN104700592A (zh) * 2013-12-06 2015-06-10 上海诺司纬光电仪器有限公司 一种扫平仪控制系统
JP6680628B2 (ja) * 2016-06-15 2020-04-15 株式会社トプコン レーザスキャナ
EP3674658A1 (de) * 2018-12-31 2020-07-01 Hilti Aktiengesellschaft Verfahren zum überprüfen und/oder kalibrieren einer horizontalachse eines rotationslasers
US11320263B2 (en) * 2019-01-25 2022-05-03 Stanley Black & Decker Inc. Laser level system
CN112033384A (zh) * 2020-09-03 2020-12-04 珠海镭沃科技有限公司 具有角度检测功能的激光投线仪
US20230049076A1 (en) 2021-08-10 2023-02-16 Topcon Corporation System, device, and control method
CN114964153B (zh) * 2022-06-16 2024-04-12 广东工业大学 一种基于激光定位的地基沉降监测装置及其测量方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09257478A (ja) 1996-03-19 1997-10-03 Topcon Corp レーザ測量機
JPH10206157A (ja) * 1997-01-21 1998-08-07 Topcon Corp レーザ測量機
JPH11166832A (ja) * 1997-12-08 1999-06-22 Nikon Corp レーザ測量システム
JPH11257960A (ja) 1998-03-15 1999-09-24 Topcon Corp レーザー照射装置
JP3582918B2 (ja) * 1995-02-14 2004-10-27 株式会社トプコン レーザ測量機

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4221483A (en) * 1978-11-20 1980-09-09 Spectra-Physics, Inc. Laser beam level instrument
US4993161A (en) * 1990-01-04 1991-02-19 David White, Inc. Laser beam level instrument
JP3226970B2 (ja) * 1992-07-09 2001-11-12 株式会社トプコン レーザ測量機
JP4090119B2 (ja) * 1998-06-17 2008-05-28 株式会社トプコン 回転レーザ装置
JP4416925B2 (ja) * 2000-07-19 2010-02-17 株式会社トプコン 位置測定設定システム及びそれに使用する受光センサ装置
JP4531965B2 (ja) * 2000-12-04 2010-08-25 株式会社トプコン 振れ検出装置、振れ検出装置付き回転レーザ装置及び振れ検出補正装置付き位置測定設定システム
JP3816807B2 (ja) * 2002-01-21 2006-08-30 株式会社トプコン 位置測定装置及びそれに使用する回転レーザ装置
JP3816806B2 (ja) * 2002-01-21 2006-08-30 株式会社トプコン 建設機械制御システム
US6763595B1 (en) * 2002-06-21 2004-07-20 Pls - Pacific Laser Systems Laser-based tool for indicating level, plumb and square
JP4913388B2 (ja) * 2005-11-08 2012-04-11 株式会社トプコン レーザ測量装置
JP4920467B2 (ja) * 2007-03-22 2012-04-18 株式会社トプコン レーザ測定システムに於ける省電力制御方法及びレーザ測定システム
JP5207665B2 (ja) * 2007-06-08 2013-06-12 株式会社トプコン 測定システム
EP2144037A1 (en) * 2008-07-10 2010-01-13 Leica Geosystems AG Construction laser, in particular a self-compensating rotating construction laser, and method for measuring a tilt of an axis of rotation of a construction laser
US8307562B2 (en) * 2010-04-29 2012-11-13 Black & Decker Inc. Laser line generator having three intersecting light planes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3582918B2 (ja) * 1995-02-14 2004-10-27 株式会社トプコン レーザ測量機
JPH09257478A (ja) 1996-03-19 1997-10-03 Topcon Corp レーザ測量機
JPH10206157A (ja) * 1997-01-21 1998-08-07 Topcon Corp レーザ測量機
JPH11166832A (ja) * 1997-12-08 1999-06-22 Nikon Corp レーザ測量システム
JPH11257960A (ja) 1998-03-15 1999-09-24 Topcon Corp レーザー照射装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2551637A4 (en) 2017-10-04
US8857068B2 (en) 2014-10-14
JP5456532B2 (ja) 2014-04-02
CN102812327A (zh) 2012-12-05
JP2011203130A (ja) 2011-10-13
CN102812327B (zh) 2015-05-20
US20130000133A1 (en) 2013-01-03
EP2551637B1 (en) 2020-05-06
EP2551637A1 (en) 2013-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011118511A1 (ja) 回転レーザ装置及び回転レーザシステム
JP3710112B2 (ja) レーザ測量機
JP5469843B2 (ja) レーザ測量装置及び距離測定方法
US7433028B2 (en) Laser surveying instrument
JP6963936B2 (ja) 測量システム
JP5301228B2 (ja) ライン状レーザー光束照射装置
JP4354343B2 (ja) 位置測定システム
JP4328654B2 (ja) レーザ測定方法及びレーザ測定システム
JP5320447B2 (ja) 建築用回転レーザ装置
JP2005121393A (ja) 測定方法及び測定システム
JP2015040831A (ja) 測量機及び測量作業システム
EP1380812B1 (en) Laser irradiating system
JP3897322B2 (ja) レーザ照射装置
JP4281907B2 (ja) レーザ照射装置
JP2829912B2 (ja) レーザ測量機
JP2001074457A (ja) レーザ測量機
JP2005121386A (ja) レーザ照射装置
JP4328653B2 (ja) レーザ測定システム
JP4824212B2 (ja) レーザ照射装置
JPH05322563A (ja) レーザ測量機
JPH0942965A (ja) レーザ測量装置
JPH05322564A (ja) レーザ測量機
JPH08145675A (ja) レーザ測量装置
JPH08136257A (ja) レーザ測量装置
JPH08180702A (ja) スポットライト及びスポットライトの駆動制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180015892.7

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11759317

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13634256

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011759317

Country of ref document: EP