JPH0527612U - 自動整準装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 傾斜センサ５Ｘの検出範囲以上に傾いている
測量機本体１を整準することのできる自動整準装置を得
ることを目的とする。 【構成】 センサ５Ｘの出力に基づき測量機１を整準す
るモータ６Ｘを有する自動整準装置において、モータ６
Ｘの駆動制御装置７が、センサ５Ｘの検出範囲以上に測
量機１が傾斜している時、センサ５Ｘで検出した傾斜方
向に基づき、Ｌ（ｎ）＝Ｌ／２ⁿ ：（ｎ＝1,2,3 …) で
表した距離Ｌ（ｎ）に相当する量だけ（つまり、調整さ
れる量が１／２づつ減少するようにして）調節脚４ａを
駆動させて、台座２の傾斜をセンサ５Ｘの検出範囲内に
追い込む１／２漸近駆動制御部（ステップ３〜５）と、
前記検出範囲内の時、センサ５Ｘで検出した傾斜方向と
傾斜角度に基づいて所定角度分だけ傾斜調節する角度駆
動制御部（ステップ９〜１０）とを有するものとした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動整準装置に関し、特に、分解能は高いが傾斜角度を検出できる 検出範囲が比較的狭い傾斜角度検出センサを用いた自動整準装置に関する。

【０００２】

【従来技術】

従来の自動整準装置は、例えば、特開平２−１７９４１３に示すようなものが 知られている。このような自動整準装置は、被駆動部材である台座または台座に 取り付ける測量機本体に傾斜角度検出センサを設け、前記傾斜角度検出センサで 検出した台座（または測量機本体）の傾斜角度に基づいて傾斜調節することによ って、測量機本体を整準するものである。このような自動整準装置の整準精度は 高いものが要求されるため、前記傾斜角度検出センサは、高い分解能が必要とな る。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、高分解能の傾斜角度検出センサは、傾斜角度を検出できる範囲 が狭く、このことが自動整準装置の整準調節範囲を制限してしまう。したがって 、このような自動整準装置は、前記被駆動部材（測量機本体）の傾斜が前記整準 調節範囲内の傾きになるまで操作者が調整することが必要になり、前記傾斜角度 検出センサの検出範囲が狭いので、操作者が手動で整準する場合とあまり変わら なくなってしまう。

【０００４】 また、検出範囲の広い傾斜角度検出センサは分解能が低いため、このようなセ ンサを用いた自動整準装置は、十分な精度で整準させることができないと言う欠 点を有する。 本考案は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本考案の目的は、傾 斜角度検出センサの検出範囲に制限されることなく、被駆動部材を整準させるこ とができる自動整準装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するために本考案の自動整準装置は、被駆動部材（２）と、前 記被駆動部材の傾斜方向と傾斜角度とを検出する傾斜角度検出手段（５Ｘ，５Ｙ ；５Ｙは不図示）と、前記被駆動部材を傾斜調節する駆動手段（６Ｘ，６Ｙ）と 、前記駆動手段を制御する駆動制御手段（７）とを有する自動整準装置において 、前記駆動制御手段は、前記被駆動部材の傾斜角度が、前記傾斜角度検出手段に おける検出範囲内か否かを判断する判断部（ステップ２，７）と、前記判断部で 否の時、被駆動部材を駆動させる駆動手段における駆動可能な距離を初期値Ｌ、 駆動回数をｎとして、前記傾斜角度検出手段の検出範囲内になるまで、前記傾斜 角度検出手段で検出した前記被駆動部材の傾斜方向に、数１に示す距離に相当す る量だけ、駆動手段を駆動させる１／２漸近駆動制御部（ステップ４，５）と、 前記判断部で前記検出範囲内の時は、前記傾斜角度検出手段で検出した前記被駆 動部材の傾斜方向と傾斜角度に基づいて、検出した傾斜方向に、検出した傾斜角 度に相当する量だけ、前記駆動手段を駆動させる角度駆動制御部（ステップ９） とを有するものである。

【０００６】

【作用】

本考案の自動整準装置によれば、傾斜角度検出手段の検出範囲外つまり被駆動 部材が大きく傾斜している時は、駆動制御手段の１／２漸近駆動制御部が、傾斜 角度検出手段で検出した傾斜方向に、数１に示す距離に相当する量だけ、駆動手 段を駆動させるように制御し、かつ、傾斜角度検出手段の検出範囲内つまり傾斜 角度検出手段で傾斜角度が測定できる範囲になった時は、駆動制御手段の角度駆 動制御部が、前記傾斜角度検出手段で検出した傾斜角度と傾斜方向に基づいて前 記傾斜角度分だけ駆動させるように駆動手段を制御することによって、被駆動部 材を整準する。

【０００７】

【実施例】

本考案を測量機用整準台に用いた実施例の自動整準装置を図面を参照して説明 する。図１は実施例の自動整準装置の構成を示す正面図、図２は駆動制御装置７ の構成を示す図、図３は駆動制御装置７の制御動作を示すフローチャート図、図 ４は実施例の自動整準装置の動作概念を示す状態図である。

【０００８】 図１に示すように、実施例の自動整準装置は、測量機本体１を取付ける台座２ と、三脚に取り付けられる基台３と、台座２と基台３とを支持する支持部材４ａ ，４ｂ，４ｃ，４５，４６と、台座２の傾斜角度を検出する傾斜角度検出センサ （以下傾斜センサと呼ぶ）５Ｘ，５Ｙ（５Ｙは不図示）と、前記支持部材の支持 脚４ｂ，４ｃに設けられたモータ６Ｘ，６Ｙと、モータ６Ｘ，６Ｙの動作を制御 する駆動制御装置７とから構成される。前記台座２は、台座２の基準となる水準 面Ｈに対し測量機本体１の中心軸Ｖが垂直に成るように測量機本体１を取り付け る連結凹部を有し、この基準面Ｈを整準することにより、この連結凹部に取りつ けられた測量機本体１も整準される。前記支持部材は、１つの支点支持脚（以下 支点脚と呼ぶ）４ａと、高さ調節可能な２つの調節支持脚（以下調節脚と呼ぶ） ４ｂ，４ｃと、連結部材４５，４６とからなる。前記２つの調節脚は、雌ねじ４ １ｂ，４１ｃと雄ねじ４２ｂ，４２ｃとから構成され、さらに、雄ねじ４２ｂ， ４２ｃに手動つまみ４３ｂ，４３ｃが取り付けられており、手動で高さを調節す ることができる。また、このような３つの支持脚４ａ，４ｂ，４ｃは、一方の端 が台座２に直接固定され、他方の端は、連結部材４５，４６によって球面座が基 台３に押しつけられることにより、基台３に支持脚の先端が当接している。この ようにして、支持部材は、台座２と基台３とを相対的に傾斜可能に連結している 。さらに、前記３つの支持脚４ａ，４ｂ，４ｃは、前記支点脚４ａを原点として 、支点脚４ａと調節脚４ｂとを結ぶ方向（以下Ｘ方向とする）と、支点脚４ａと 調節脚４ｂとを結ぶ方向（以下Ｙ方向とする）とが直交するように配置されてい る。また、傾斜センサ５Ｘ，５Ｙは、棒状の気泡管の外周に電極を有し、気泡管 内の気泡の位置により静電容量が変化することを利用して、傾斜角度、傾斜方向 を検出するものであり、このような傾斜センサ５Ｘ，５Ｙは、それぞれ台座２の 下部であって、センサ５Ｘが支点脚４ａと調節脚４ｂとの中間、センサ５Ｙが支 点脚４ａと調節脚４ｃとの中間となるように設けられ、傾斜センサ５Ｘ，５Ｙは 、それぞれ支持脚４ａと４ｂとを結ぶ直線Ｘ及び支持脚４ａと４ｃとを結ぶ直線 Ｙの傾斜角度と傾斜方向を検出する。したがって、傾斜センサ５Ｘ，５Ｙは、基 準支持脚４ａを中心として直交する方向（水準面Ｈと平行な面）の傾斜が検出で きることになり、これを利用して台座２の水準面Ｈの傾斜角度，傾斜方向を検出 する。図２に示すように、駆動制御装置７は、前記傾斜センサ５Ｘ，５Ｙの出力 信号２２Ｘ，２２Ｙを検出するセンサ検出部１１Ｘ，１１Ｙと、操作部からの制 御信号１２及び前記出力信号２２Ｘ，２２Ｙを入力し、演算処理を行うＣＰＵ８ と、このＣＰＵ８からの制御信号２４Ｘ，２４Ｙに基づいてモータ６Ｘ，６Ｙを 制御するモータドライバ１０Ｘ，１０Ｙとからなる。

【０００９】 つぎに、図３に示す駆動制御装置７の制御動作に沿って、実施例の自動整準装 置の動作を説明する。尚、Ｘ方向、Ｙ方向の整準の過程は同一のものとし、Ｘ方 向についてのみ説明する。まず、傾斜センサ５Ｘの出力信号２２Ｘを読み込み、 台座２の傾斜角度を検出する（ステップ１）。検出した傾斜角度に基づいて、台 座２の傾斜角度が傾斜センサ５Ｘの検出範囲内にあるか否かを判断し（ステップ ２）、検出した傾斜角度が、前記センサ５Ｘの検出範囲内であればステップ９へ 進み、前記センサ５Ｘの検出範囲外であれば、ステップ３へ進む。このステップ ２の判断は、傾斜センサ５Ｘの出力信号２２Ｘの最大値に基づいた基準値と、検 出した傾斜角度とを比較して行う。つぎに、前記傾斜センサの出力信号から、台 座２の傾斜方向を検出し（ステップ３）、検出した傾斜方向と、数１に示す距離 Ｌ（ｎ）とに基づいて、モータの回転方向，回転量と回転速度を定めた制御信号 ２４Ｘをモータドライバ１０Ｘに出力し（ステップ４）、モータドライバ１０Ｘ は、前記制御信号２４Ｘに基づいてモータ６Ｘを制御することにより、モータ６ Ｘがステップ３で定めた回転方向に，定めた回転量だけ、定めた回転速度で回転 した後停止する（ステップ５）。モータ６Ｘが停止すると、前記ステップ１，２ のように、台座２の傾斜角度を検出し（ステップ６）、センサ５Ｘの検出範囲内 か否かを判断し（ステップ７）、センサ５の検出範囲外であれば、検出範囲内に なるまで、ステップ３〜７を繰り返し行う。ステップ７で検出範囲内になると、 傾斜センサ５Ｘの出力信号から、台座２の傾斜角度と傾斜方向とを検出し（ステ ップ８）、検出した台座２の傾斜角度と傾斜方向とに基づいてモータ回転量Ｍ、 回転方向、回転速度を定めた制御信号をモータドライバ１０Ｘに出力し（ステッ プ９）、モータドライバ１０Ｘは、前記制御信号に基づいて、前記モータ回転量 Ｍだけ回転させた後、モータ６Ｘを停止させる（ステップ１０）。モータ６Ｘを 停止させた後、傾斜センサ５Ｘから台座２の傾斜角度を検出する（ステップ１１ ）。ステップ１１で検出した台座２の傾斜角度が所定の許容範囲内にあるか否か を判断し（ステップ１２）、前記判断で否の時は、ステップ９〜１２を繰り返し 、許容範囲内ならば、整準終了とし、制御を終了する。

【００１０】 前記実施例の自動整準装置の動作において、ステップ３で傾斜センサの検出範 囲内の時に行うステップ４について、図４を用いて詳細に説明する。尚、図４に おいて、Ａ，Ｂは調節脚４ｂ，４ｃにおける調節限界、Ｌは調節脚４ｂ，４ｃの 調節可能範囲を表し、また、ｘは傾斜センサの検出範囲、ｙは整準される台座２ の整準誤差許容範囲を表し、傾斜センサの検出範囲ｘは調節可能範囲の中心とす る。まず、図４（１）のように、ステップ３で検出された台座２の傾斜角度がａ １だった場合、まず、数１にｎ＝１を代入し、Ｌ(1) を求める。このＬ(1) は、 Ｌ(1) ＝Ｌ／２、つまり調節可能範囲Ｌの１／２の距離である。ＣＰＵ８は、こ の距離Ｌ(1) だけ調節脚を駆動するのに必要な回転数、回転方向と、回転速度と を求め、求めた回転数、回転方向、回転速度を指示する制御信号をモータドライ バに出力し、モータドライバが、前記制御信号に基づいて、ＡからＢの方向に距 離Ｌ(1) に相当する量だけモータ６Ｘを駆動することにより、調節脚４ａの長さ が変化し、台座２の傾斜がｂ１に変化する。このｂ１においても、傾斜センサの 検出範囲外なので、前記Ｌ(1) の場合のように、数１に前記ｎ→ｎ＋１つまり、 ｎ＝２を代入してＬ(2) を求め、ＣＰＵ８は、この距離Ｌ(2) に相当する量だけ 調節脚を駆動するのに必要な回転数、回転方向と、回転速度とを求め制御信号を 出力し、モータドライバが前記制御信号に基づいて、ＢからＡの方向に、距離Ｌ (2) に相当する量だけモータ６Ｘを駆動することにより、台座２の傾斜がｃ１に 変化する。さらに、このｃ１においても検出範囲外なので、前記Ｌ(1) 、Ｌ(2) と同様にＬ(3) を求めて、台座２の傾斜をＢからＡの方向に、距離Ｌ(3) に相当 する量だけ調節して、台座２の傾斜角度を傾斜センサの検出範囲に追い込む。ま た、図４（２）に示すように、台座２の傾斜が大きく傾いている場合も、前記（ １）の場合と同様に、数１を用いて距離Ｌ（ｎ）を求め、このＬ（ｎ）と台座２ の傾斜方向から、モータの回転数、回転方向と、回転速度を設定して、傾斜セン サの検出範囲内になるまで、繰り返し行う。このように、駆動回数が増すにつれ 、その前の調整量の１／２となるように、調整される量が１／２づつ減少するよ うにして調整することにより、台座２の傾斜角度が傾斜センサの検出範囲以上に 傾斜しているために台座２の傾斜角度が測定できなくても、傾斜センサの測定範 囲まで台座２の傾斜を追い込むことができる。

【００１１】 実施例の自動整準装置は、以上のように、自動整準装置の傾斜調節範囲より狭 い検出範囲しかない傾斜センサを用いて、台座２しいては台座部２に取り付けた 測量機本体１を整準することができる。また、傾斜センサの検出範囲以上に傾斜 した台座２を整準することができるので、調節脚による調節可能範囲Ｌを傾斜セ ンサの検出範囲に制限されることなく広くとることができる。

【００１２】 ただし、本考案の自動整準装置は、実施例の自動整準装置に何ら制限されるも のでなく、前記傾斜センサの検出範囲に対して、調節可能範囲がそれほど広くな い場合など、例えば、１／２づつ漸近するのでなく、１／３づつ漸近させてもよ い。また、１／２漸近駆動制御中は、図４に示すように、傾斜センサの検出範囲 をオーバーして行き来するので、駆動後にステップ６，７を行うのではなく、駆 動中に断続的にステップ６，７を行い、検出範囲内になった時にモータを停止さ せるか、あるいは、検出範囲内であることを検出した位置を記憶して、漸近駆動 後に、前記記憶した位置まで駆動させることにより、台座２の傾斜角度を傾斜セ ンサの検出範囲内に追い込むようにしてもよい。

【００１３】

【考案の効果】

本考案の自動整準装置は、前記したように、傾斜センサの検出範囲外の時と検 出範囲内の時とで、１／２漸近駆動制御部と角度駆動制御部とを切替える構成に することによって、検出範囲は狭いが分解能が高い傾斜角度検出手段を用いて、 被駆動部材を十分な精度で整準させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の構成を示す正面図である。

【図２】 実施例の駆動制御装置の構成を示すブロック
図である。

【図３】 実施例の自動整準台の駆動制御装置の制御手
順を示すフローチャート図である。

【図４】 実施例の自動整準装置の動作概念を示す図で
ある。

【符号の説明】

１、２…被駆動部材 ５Ｘ…傾斜角度検出手段 ６Ｘ、６Ｙ…駆動手段 ７…駆動制御手段 ステップ２，７…判断部 ステップ３〜５…１／２漸近駆動制御部 ステップ９，１０…角度駆動制御部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被駆動部材と、 前記被駆動部材の傾斜方向と所定の検出範囲内での傾斜
   角度とを検出可能な傾斜角度検出手段と、 前記被駆動部材を所定の調節範囲内で傾斜調節する駆動
   手段と、 前記駆動手段を制御する駆動制御手段とを有し、前記傾
   斜角度検出手段で検出した傾斜方向，傾斜角度に基づい
   て被駆動部材を整準する自動整準装置において、 前記駆動制御手段は、 前記被駆動部材の傾斜角度が、前記傾斜角度検出手段に
   おける前記検出範囲内か否かを判断する判断部と、 前記判断部で否の時、前記駆動手段のおける前記調節範
   囲内で傾斜調節可能な調節量を初期値Ｌ、駆動回数をｎ
   として、前記傾斜角度検出手段の検出範囲内になるま
   で、前記傾斜角度検出手段で検出した前記被駆動部材の
   傾斜方向に、数１に示す調節量Ｌ（ｎ）に相当する量だ
   け、駆動手段を駆動させる１／２漸近駆動制御部と、 【数１】Ｌ（ｎ）＝Ｌ／２ⁿ （ｎ＝1,2,3,…) 前記判断部で前記検出範囲内の時、前記傾斜角度検出手
   段で検出した前記被駆動部材の傾斜方向と傾斜角度に基
   づいて、検出した傾斜方向に、検出した傾斜角度に相当
   する量だけ、前記駆動手段を駆動させる角度駆動制御部
   とを有することを特徴とする自動整準装置。