JPS5935767Y2

JPS5935767Y2 - 姿勢角検出装置

Info

Publication number: JPS5935767Y2
Application number: JP1978098165U
Authority: JP
Inventors: 弘典楠木
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1978-07-17
Filing date: 1978-07-17
Publication date: 1984-10-03
Also published as: JPS5514570U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は小口径管理設機等の姿勢角検出装置に関する。

小口径の管を埋設する場合土中に所定径の孔を掘削挿通
させる小口径管理設機がある。

これは第１図に示すように埋設機のパイロットヘッド１
内に姿勢角検出器２を配設する一方、埋設機の後方には
レーザトランシット３０を配置して所定方向ニレーサヒ
ームＬを投光する。

このレーザビームＬは姿勢角検出器２の目盛板３を通過
した後レンズ４により収束され、ハーフミラ−５を介し
てポジションセンサ６に照射され、このポジションセン
サ６から受光位置に応じた信号が出力される。

信号処理回路７はポジションセンサからの入力信号に基
いて方位角α、ピッチ角βに応じた信号Ｅａ、Ｅβが出
力され１表示器８がこれらの信号に応じた方位角α、ピ
ッチ角βを表示する。

また、ハーフミラ−５０反射方向で光軸と直角方向に且
つレンズ４の焦点位置に配されたランプ９から投光され
た光はハーフミラ−５で反射された後レンズ４により平
行光線となり目盛板３を裏面から照明する。

オペレータはレーザトランシット３０により目盛板３を
規準し、目盛板３へのレーザビームＬの照射位置を検出
し、この照射位置と前記表示器８の表示値とに基いて所
定の掘削方向に対するパイロットヘッド１の平行移動量
（位置の変化）と姿勢角を検出するようにしている。

このような埋設機は油圧により作動するようになってお
り、パイロットヘッド１内に配された各種の掘進用油圧
機器（図示せず）へ作動油を供給するための油圧ホース
（図示せず）がパイロット管４０を通して後方基地に配
された油圧供給装置（図示せず）に連結されている。

しかしながら、ポジションセンサ６は受光位置が同一点
であっても受光量によって出力値が変化するために、受
光量が変化した場合には受光位置と出力との間に線形の
対応がなくなってしまう。

しかも、パイロット管４０内は漏れた作動油や潤滑剤、
また、パイロット管４０の継ぎ目より侵入した汚水など
で汚れた環境にあり油圧ホース等によって跳ね返された
りして目盛板３には汚物が附着して汚れ易い。

また、パイロット管４０内は高湿度であり目盛板３０表
面に水滴が附着し易い。

従って、このように目盛板３に汚物や水滴等が附着する
と、ポジションセンサ６へ照射されルレーザビームＬが
遮断されたり或は光量が減少してしまう。

このため、測定値に誤差が生じ、姿勢角検出の信頼性が
低くなってしまうという欠点があった。

本考案は上述の欠点を除去する目的でなされたもので、
ポジションセンサに照射される光量を検出し不足した場
合には警報を発してオペレータに知らせるようにした姿
勢角検出装置を提供するものである。

以下本考案を添附図面の一実施例に基いて詳述する。

尚、ポジションセンサとしてショットキバリヤダイオー
ドを使用する場合について説明する。

ショットキバリヤダイオードの先着−出力電流の関係は
、先着があるレベル以上のときほぼ比例関係にある。

しかし、光計があるレベル以下になると、信号処理回路
では補正できなくなり、測定値に誤差を生じ信頼性が低
くなってしまう。

第３図において、ポジションセンサ６は例えば５端子の
ショットキバリヤダイオードで、ケース６ｅは電源Ｅに
負にバイアスされており、各出力端子６ａ〜６ｄには夫
々外部抵抗Ｒ８が接続されている。

そして、これらの各外部抵抗Ｒ８の相互接続点ａは抵抗
Ｒｍを介して接地されている。

この抵抗Ｒｍは本考案に係る光量モニタ抵抗である。

そして、このモニタ抵抗Ｒｍの両端に発生する電圧をモ
ニタ電圧ｅｍとする。

尚、従来は、各外部抵抗Ｒ８の相互接続点ａを直接接地
して使用していた。

さて、光がショットキバリヤダイオード６の任意の一点
に照射されると、各出力端子６ａ〜６ｄの各抵抗Ｒ８に
は受光位置に応じた電流ｉＢ〜ｉ（１が流れ、従って、
各出力端子６ａ〜６ｄには対応した電圧ｅａ”ｅｄが発
生する。

上記モニタ抵抗Ｒｍには各抵抗Ｒ６に流れた電流ｉＢ
＝ｉ（１０合算電電流量流れる。

従って、このモニタ抵抗Ｒｍの両端には電流Ｈに応じた
モニタ電圧ｅｍが発生する。

なおこの種のポジションセンサは、周知のようにＸ方向
の位置信号を出力させる２つの出力端子とＹ方向の位置
信号を出力させる２つの出力端子とを備え、第２図に示
したポジションセンサではたとえば出力端子６ａ。

６ｂが上記各Ｘ方向出力端子に、また出力端子６ｃ、６
ｄが上記各Ｙ方向出力端子に各々対応している。

そして、上記Ｘ方向についての受光位置（方位角を示す
）は上記端子６ａ、６ｂより出力される信号の差より検
出され、またＹ方向についての受光位置（ピッチ角を示
す）は上記端子６ｃｔ６ｄより出力される信号の差より
検出される。

なお、上記差信号は後記する信号処理回路７（第３図参
照）により算出される。

上記モニタ電圧ｅｍは、上記ポジションセンサ６に入射
する光の置を示唆しており、該ポジションセンサに対す
る光の入射位置によってその値が変化することはない。

しかしてこのモニタ電圧ｅｍは、第３図に示す比較器１
０に加えられ、また上記ポジションセンサ６の各出力電
圧ｅａ〜ｅｄは上記モニタ電圧ｅｍとともに同図に示す
信号処理回路７に入力される。

そしてこの処理回路７は、電圧ｅａとｅｂとの差および
電圧ｅｃとｅｄとの差を演算し、それらの差に対応する
方位角信号Ｅαおよびピッチ角信号Ｅβを各々出力する
。

比較器１０はモニタ電圧ｅｍと基準電圧ｅ。とを比較し
、ｅｍ＜ｅｏの場合には信号ｅｓを出力する。

この基準信号ｅｏは目盛板３に汚物や水滴等が附着して
いない状態にある場合にこの目盛板３を通してポジショ
ンセンサ６に照射されるレーザビームの光量を基準とし
て適宜の値に設定されている。

例えば、目盛板３に何も附着していない状態においてシ
ョットキバリヤダイオード６の任意の一点にレザービー
ムＬが照射された場合に発生するモニタ電圧１ｍに対し
光量を減じて出力信号が初期値より１０％変化する値に
基準電圧ｌｏを設定する。

従って、目盛板３に何も附着していない綺麗な状態にお
いてはレーザビームＬは減衰せず１ｍ＞ｌｏとなる。

また、目盛板３が汚れ、レーザビームＬの透過量が減少
して１ｍ＜ｌ。

となると、光量不足による。

出力に１０％以上の誤差を生じた異常な状態となる。

切換スイッチ１１は比較器１０から信号ｌｓが加えられ
ない（信号ｌｓが”ロウ”）ときには。

信号処理回路７から出力された方位角信号Ｅα。

ピッチ角信号Ｅβを表示部１３に加える。

表示部１３は例えば広角度の０センタ目盛電圧計１３ａ
、１３ｂで構成されており、これらの電圧計１３ａ、１
３ｂに夫々信号Ｅα、Ｅβが加えられるようになってい
る。

そして、各電圧計１３ａ１３ｂ等は入力信号の大きさ及
び極性に応じてプラス目盛側またはマイナス極性側に振
れる。

従って、オペレータはこれらの電圧計１３ａｔ１
３ｂの指示値によりパイロットヘッド（第１図）の方
位角α、ピッチ角βを検知することができる。

目盛板３に汚物が附着し、レーザビームＬのショットキ
バリヤダイオード６への照射光量が減少し、１ｍ＜ｌｏ
になると、比較器１０が信号ｌｓを出力する（信号ｌｓ
が”ハイ”となる）。

切換スイッチ１１は信号ｌｓが加えられると。

信号処理回路Ｔの出力信号Ｅα、Ｅβに替えて低周波発
振器１２からの低周波信号ｆＬを表示部１３の各電圧計
１３ａｙ１３ｂに加える。

従って。これらの各電圧計１３ａｔ１３ｂは夫々入力信
号ｆＬに応じてＯ目盛を中心にプラス、マイナス目盛側
に振れる。

従って、オペレータは、これらの電圧計１３ａｔ１３ｂ
の振れにより、光量不足を感知することができる。

一方、第５図に示すようにパイロットヘッド１の後部１
ａにはフード１５が固設されており、このフード１５に
はノズル１６が配設されている。

そして、このノズル１６はホース１７を介して洗浄装置
１８に接続されている。

洗浄装置１８は例えば洗浄水タンク（図示せず）、真水
タンク（図示せず）、ポンプ（図示せず）、コンプレッ
サ（図示せず）等を備えており、切換弁（図示せず）を
操作することにより、洗浄水、真水、圧縮空気等を適宜
にノズル１６に送ることができるようになっている。

また、ノズル１６は前記洗浄水等を目盛板３に噴射する
ようになっている。

さて、オペレータが前述したように光量不足を感知した
場合には、洗浄装置１８を操作し、ノズル１３から洗浄
水を噴射させて目盛板３を洗浄し。

附着している汚物等を洗い落す。

次いで、真水を噴射させて目盛板３に附着している洗浄
水を洗い流す。

そして、最後に圧縮空気を噴射させて目盛板３に附着し
ている水分を除去する。

このようにして、目盛板３を綺麗にする。

従って、再び目盛板３を透過するレーザビームＬの光量
が元の状態に復帰する。

そして、モニタ電圧／１ｍが基準値１ｏを越えると、切
換スイッチ１１が切換えられ、信号処理回路７からの信
号Ｅα、Ｅβが表示部１３に加えられる。

従って、正確な信号Ｅα、Ｅβを検出することができ、
オペレータはパイロットヘッド１の姿勢角を正確に検知
することができる。

なおポジションセンサ６の受光量が低下すると、該セン
サより出力される受光位置信号の値が低下して正確な方
位角およびピッチ角が測定できなくなる。

そこで、この実施例では上記処理回路７に受光量を示す
上記モニタ電圧ｅｍを入力し、受光量低下による上記方
位角信号Ｅαおよびピッチ角信号Ｅβの誤差を補正する
ようにしている。

ただし、前記したように、上記処理回路７の補正回路７
の補正作用には限度があり、したがって上記したように
光量不足を検出表示して、光量不足の状態下での測定を
さげる必要がある。

本考案によればポジションセンサの受光量が所定以上低
下して方位角およびピッチ角が精度よく検出できなくな
った状態を低周波によるメータの振れ動作でオペレータ
に表示することができるので従来の方位角検出装置に比
して実用性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は埋設機の概略説明図、第２図は本考案に係る姿
勢角検出装置に使用するポジションセンサの接続態様の
一実施例を示す図、第３図は光量不足の警報回路の一実
施例を示すブロック図、第４図は目盛板の洗浄装置の一
実施例を示す概略図である。１・・・パイロットヘッド、２・・・姿勢角検出器、３
・・・目盛板、６・・・ポジションセンサ、７・・・信
号処理回路、１０・・・比較器、１１・・・切換スイッ
チ、１２・・・低周波発振器、１３・・・表示部、１５
・・・フード。１６・・・ノズル、１８・・・洗浄装置、３０・・・レ
ーザトランシット、４０・・・パイロット管。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】レーザビームを収束してポジションセンサに照射し対応
する位置信号を得、該信号を表示部のメータに加えて姿
勢角を検出するようにした姿勢角検出装置において、前
記ポジションセンサの各信号出力端より取出される電流
の合算電流を流すモニター抵抗を上記ポジションセンサ
に接続するとともに該ポジションセンサの受光量に対応
する上記モニター抵抗の端子電圧を基準電圧と比較する
比較器と、低周波信号を出力する低周波発振器と。前記比較器の出力信号に基づいて上記モニター抵抗の端
子電圧が上記基準電圧よりも小さいときに前記位置信号
に代えて前記低周波信号を前記メータに加える切換えス
イッチとを設け、照射光の光量が不足したときに前記メ
ータを低周期で振らせるようにした姿勢角検出装置。