JPH0212561Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0212561Y2 JPH0212561Y2 JP6301984U JP6301984U JPH0212561Y2 JP H0212561 Y2 JPH0212561 Y2 JP H0212561Y2 JP 6301984 U JP6301984 U JP 6301984U JP 6301984 U JP6301984 U JP 6301984U JP H0212561 Y2 JPH0212561 Y2 JP H0212561Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- receiving element
- light receiving
- laser beam
- receiving
- Prior art date
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は位置計測装置に関するもので、とくに
レーザ光線を用いて計測対象物の位置を計測する
位置計測装置を提供することを目的とするもので
あり、トンネルのシールド工法等における掘削機
の位置や方向の計測または構造物等の変位計測に
利用することができる位置計測装置である。
レーザ光線を用いて計測対象物の位置を計測する
位置計測装置を提供することを目的とするもので
あり、トンネルのシールド工法等における掘削機
の位置や方向の計測または構造物等の変位計測に
利用することができる位置計測装置である。
すなわち、本考案の位置計測装置は、レーザ光
線の発光部を微少角で回転せしめ、その回転角と
測定物との距離により位置を計測するものであ
る。
線の発光部を微少角で回転せしめ、その回転角と
測定物との距離により位置を計測するものであ
る。
以下、本考案の位置計測装置と該位置計測装置
による計測方法を図面にしたがつて説明する。第
１図は本考案位置計測装置の計測原理を示す説明
図である。１は一端から所定の極細光束を投光す
るようになるレーザ発光器であり、該レーザ発光
器１は水平方向旋回自在になる微少角旋回盤２に
対して光束軸芯Ｌが微少角旋回盤２の回転軸芯Ｏ
と交差する位置に固設するとともに、適宣回動伝
達機構を介してステツプモータ３と該微少角旋回
盤２を回動連結してなる。４は被計測物ａの一部
に固設する受光台であり、該受光台４の上面には
異なつた二点に上記レーザ光を受光感知するよう
になる第一受光素子５と第二受光素子群６を設
け、該第二受光素子群６は受光台４と直交する方
向に多数の受光素子６ａ，６ｂ，６ｃ…を連続し
て並設してなる（第２図参照）。該第一受光素子
５、第二受光素子群６の各受光素子６ａ，６ｂ，
６ｃ…受光出力と前記ステツプモータ３のステツ
プ数出力をマイクロコンピユータ７に入力するよ
うになる。
による計測方法を図面にしたがつて説明する。第
１図は本考案位置計測装置の計測原理を示す説明
図である。１は一端から所定の極細光束を投光す
るようになるレーザ発光器であり、該レーザ発光
器１は水平方向旋回自在になる微少角旋回盤２に
対して光束軸芯Ｌが微少角旋回盤２の回転軸芯Ｏ
と交差する位置に固設するとともに、適宣回動伝
達機構を介してステツプモータ３と該微少角旋回
盤２を回動連結してなる。４は被計測物ａの一部
に固設する受光台であり、該受光台４の上面には
異なつた二点に上記レーザ光を受光感知するよう
になる第一受光素子５と第二受光素子群６を設
け、該第二受光素子群６は受光台４と直交する方
向に多数の受光素子６ａ，６ｂ，６ｃ…を連続し
て並設してなる（第２図参照）。該第一受光素子
５、第二受光素子群６の各受光素子６ａ，６ｂ，
６ｃ…受光出力と前記ステツプモータ３のステツ
プ数出力をマイクロコンピユータ７に入力するよ
うになる。
つぎに、上記構成の位置計測装置によつて被計
測物ａの位置を計測する方法を説明する。
測物ａの位置を計測する方法を説明する。
たとえば第一受光素子５までの距離がL1の位
置にレーザ発光器１の回転軸芯Ｏをセツトし、こ
のときの上記距離L1方向の受光素子５と受光素
子群６間の長さがL2であることをあらかじめ計
測して既知値L1，L2を得る。この状態で微少角
旋回盤２を旋回してレーザ光束Ｌを受光素子５と
受光素子群６間に位置せしめ、この位置からステ
ツプモータ３を駆動して微少角旋回盤２を左右方
向に旋回し、レーザ発光器１から投光される極細
のレーザ光束Ｌをそれぞれ受光素子５と受光素子
群６のいずれかの受光素子により受光するととも
に、その受光信号時のステツプモータ３の入力信
号をマイクロコンピユータ７で読みとると同時
に、ステツプ数と１ステツプ当りの微少角旋回盤
２の旋回角度から第一受光素子５側の旋回角度θ
１と第二受光素子６側の旋回角度θ２が演算計測
される。
置にレーザ発光器１の回転軸芯Ｏをセツトし、こ
のときの上記距離L1方向の受光素子５と受光素
子群６間の長さがL2であることをあらかじめ計
測して既知値L1，L2を得る。この状態で微少角
旋回盤２を旋回してレーザ光束Ｌを受光素子５と
受光素子群６間に位置せしめ、この位置からステ
ツプモータ３を駆動して微少角旋回盤２を左右方
向に旋回し、レーザ発光器１から投光される極細
のレーザ光束Ｌをそれぞれ受光素子５と受光素子
群６のいずれかの受光素子により受光するととも
に、その受光信号時のステツプモータ３の入力信
号をマイクロコンピユータ７で読みとると同時
に、ステツプ数と１ステツプ当りの微少角旋回盤
２の旋回角度から第一受光素子５側の旋回角度θ
１と第二受光素子６側の旋回角度θ２が演算計測
される。
したがつて第一受光素子５と第二受光素子６の
レーザ光束Ｌから距離x1，x2は x1＝L1tanθ1 x2＝（L1＋L2）tanθ2 によつて計出され、また上記x1とx2の値からレー
ザ光束Ｌと両受光素子５，６を結ぶ線分の角度θ
が θ＝tan-1x1+x2／L2 によつて計出される。
レーザ光束Ｌから距離x1，x2は x1＝L1tanθ1 x2＝（L1＋L2）tanθ2 によつて計出され、また上記x1とx2の値からレー
ザ光束Ｌと両受光素子５，６を結ぶ線分の角度θ
が θ＝tan-1x1+x2／L2 によつて計出される。
すなわち、上記計出値x1，x2およびθは被計測
物ａに固着した受光台の絶対位置を検出するもの
で、この検出値から被計測物ａの水平方向の絶対
位置を計測される。
物ａに固着した受光台の絶対位置を検出するもの
で、この検出値から被計測物ａの水平方向の絶対
位置を計測される。
また被計測物ａの鉛直方向の絶対位置はレーザ
投光器１からレーザ光束Ｌを投光したとき、第二
受光素子群６の並列した受光素子６ａ，６ｂ，６
ｃ…のうちの一個が受光するようになるからあら
かじめ配設ピツチをマイクロコンピユータ７に入
力しておく事により水平方向の計測と同時に計測
されるものである。
投光器１からレーザ光束Ｌを投光したとき、第二
受光素子群６の並列した受光素子６ａ，６ｂ，６
ｃ…のうちの一個が受光するようになるからあら
かじめ配設ピツチをマイクロコンピユータ７に入
力しておく事により水平方向の計測と同時に計測
されるものである。
上記位置計測装置は第３図に示すようにトンネ
ルシールド工法の自動掘削機の位置および姿勢制
御の検出手段に利用するもので自動掘削機１０の
一部に受光台４を固設するとともに、トンネル穴
１１の後方にレーザ発光器１を設置し、常時レー
ザ光を旋回照射しながら位置計測装置を検出し、
該計測値により上記自動掘削機１０の姿勢を修正
制御することができる。
ルシールド工法の自動掘削機の位置および姿勢制
御の検出手段に利用するもので自動掘削機１０の
一部に受光台４を固設するとともに、トンネル穴
１１の後方にレーザ発光器１を設置し、常時レー
ザ光を旋回照射しながら位置計測装置を検出し、
該計測値により上記自動掘削機１０の姿勢を修正
制御することができる。
また第４図は構造物１２の変位計測の実施例を
示すもので、この計測の場合微少角旋回盤２が垂
直面内で旋回するように支持するとともに、構造
物１２の計測部位に受光台４を両受光素子５，６
面が垂直方向になるように固設することにより、
該計測部位の変位および傾倒を計測することがで
きる。
示すもので、この計測の場合微少角旋回盤２が垂
直面内で旋回するように支持するとともに、構造
物１２の計測部位に受光台４を両受光素子５，６
面が垂直方向になるように固設することにより、
該計測部位の変位および傾倒を計測することがで
きる。
以上述べたように本考案の位置計測装置によれ
ば被計測物の絶対位置と姿勢（向き）を経時的に
測定することができるので各種自動機器等の位置
姿勢制御や、構造物等の経時変位計測を行なうこ
とができるもので、きわめて利用範囲の広いもの
である。また本考案の位置計測装置は構造がきわ
めて簡単でありレーザ光を使用しているため、建
設現場等の悪い雰囲気においても利用可能であ
り、本考案の実用的効果は大きい。
ば被計測物の絶対位置と姿勢（向き）を経時的に
測定することができるので各種自動機器等の位置
姿勢制御や、構造物等の経時変位計測を行なうこ
とができるもので、きわめて利用範囲の広いもの
である。また本考案の位置計測装置は構造がきわ
めて簡単でありレーザ光を使用しているため、建
設現場等の悪い雰囲気においても利用可能であ
り、本考案の実用的効果は大きい。
第１図は本考案位置計測装置の一実施例の平面
図とその計測方法を示す説明図、第２図は第１図
における−線断面図、第３図は自動掘削機の
位置および姿勢計測の実施態様を示す説明図、第
４図は構造物の変位計測の実施態様を示す説明図
である。 １……レーザ発光器、２……微少角旋回盤、３
……ステツプモータ、４……受光台、５，６……
受光素子、７……マイクロコンピユータ、Ｌ……
レーザ光束。
図とその計測方法を示す説明図、第２図は第１図
における−線断面図、第３図は自動掘削機の
位置および姿勢計測の実施態様を示す説明図、第
４図は構造物の変位計測の実施態様を示す説明図
である。 １……レーザ発光器、２……微少角旋回盤、３
……ステツプモータ、４……受光台、５，６……
受光素子、７……マイクロコンピユータ、Ｌ……
レーザ光束。
Claims (1)
- ステツプモータにより旋回駆動し、光束軸芯を
該旋回軸芯と直交するようになり、一端からレー
ザ光を投光するレーザ発光器から構成されるレー
ザ光投光部と、被計測物の一部に取り付けられる
受光台の異なる２点に上記レーザ光を受光感知す
る受光素子と受光素子群をそれぞれ設け該受光素
子群が上記２点を含む面と直交方向に並列した多
数の受光素子からなる受光部と、上記ステツプモ
ータのステツプ数からレーザ発光器の微少旋回角
度を演算すると同時に上記受光素子からの入力信
号により、該旋回角度を計出する数値制御部とか
らなり、受光台の絶対位置と方向を計測するよう
にしたことを特徴とする位置計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6301984U JPS60176110U (ja) | 1984-05-01 | 1984-05-01 | 位置計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6301984U JPS60176110U (ja) | 1984-05-01 | 1984-05-01 | 位置計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60176110U JPS60176110U (ja) | 1985-11-21 |
| JPH0212561Y2 true JPH0212561Y2 (ja) | 1990-04-09 |
Family
ID=30592775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6301984U Granted JPS60176110U (ja) | 1984-05-01 | 1984-05-01 | 位置計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60176110U (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62231116A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-09 | Kumamoto Tekunoporisu Zaidan | 物体移動検知装置 |
| JP2505010Y2 (ja) * | 1989-08-01 | 1996-07-24 | 石川島播磨重工業株式会社 | 位置測定用のコ―ナ―タ―ゲット |
| JP2524535B2 (ja) * | 1990-01-16 | 1996-08-14 | 五洋建設株式会社 | シ―ルド掘削機の位置測量方法 |
-
1984
- 1984-05-01 JP JP6301984U patent/JPS60176110U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60176110U (ja) | 1985-11-21 |
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