JPS6319514A

JPS6319514A - 建方精度測定用受光器

Info

Publication number: JPS6319514A
Application number: JP16347586A
Authority: JP
Inventors: Takumi Fujii; 卓美藤井; Akio Suzuki; 昭夫鈴木; Mitsutoshi Sato; 佐藤　光寿; Takeo Kawamura; 建夫川村; Masaru Koyama; 勝小山; Takayoshi Tofuji; 隆義東藤
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1986-07-11
Filing date: 1986-07-11
Publication date: 1988-01-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、レーザを応用した鉄骨柱の建方精度測定装置
における建方精度測定用受光器に関する。

「従来の技術の発明が解決しようとする問題点」鉄骨柱
の鉛直精度を測定する方法としては、１）下げ振りを用
いる方法２）トランシフトを用いる方法３）レーザ鉛直器を用いる方法等が行われている。

下げ振りを用いる方法やトラシフトを用いる方法は、従
来から多くの作業所で採用されている方法であるが、測
定のために多大な人数と時間を要し、また、測定値にも
人間が測定することによる誤差が入り易いという欠点が
あった。

一方、レーザ鉛直器を用いる方法は、鉄骨柱の頂部に受
光板を設置し、それに映されるレーザスポットの位置を
目視で読み取ることによって鉛直精度を測定するが、こ
の方法ではレーザスポットの位置を読み取るための作業
者が鉄骨柱の頭部に登らねばならず、測定が危険な高所
作業にならざるを得ない、また、通常のレーザ鉛直器の
レーザビーム径は、１５〜２０龍程度あることが多く、
このレーザスポットを目視で精度よく読み取ることは困
難であった。測定のための高所作業を避けるために、鉄
骨柱頂部にテレビカメラを設面し、受光板に映ったレー
ザスポットの位置を鉄骨柱の足元で読み取ることができ
るようにすることは容易に可能であるが、この方法にお
いても、直径が１５〜２０龍程度あるレーザスポットの
位置を目視で読み取るということから発生する測定精度
上の問題は改善されない。

ところで、同情な考えで、受光素子としてＣＯＤ素子等
を煉用することも可能であるが、Φ　ＣＣＤ　素子は、
非連続的素子であるので、分解能に限界がある。

■　ＣＣＯ素子は、二次的に走査する回路が必要なので
、装置の電気回路が複雑になる。

等の問題点がある。

そこで、本発明は、そのような走査回路を要しないで、
簡単にかつ正確に位置検出できる光位置検出素子を備え
た建方精度測定用受光器を提供しようとするものである
。

「問題点を解決するための手段」本発明は、筒状のハウジングに、入射するレーザスポッ
トの位置を電気的に検出する光位置検出素子を内装する
と共に、外乱光除去手段を講じて成る。

「作用」如上の構成であり、当該受光器は、建入れる鉄骨柱の頂
部に下向きに装着し、また、これに対応させて、その鉄
骨柱の足元に鉛直上方へ向けてレーザ鉛直器を設置する
と共に、指示針を配し、該指示計と受光器とを有線又は
無線伝送手段により電気的に連係させる。

受光器は、レーザ鉛直器からのレーザスポットを受けて
、これを基準に、鉄骨柱の傾きと捩の変位を電気信号と
して挟出し、指示計は、これを表示する。

そこで、その表示に基づき鉄骨柱の建方調整をし、本締
めする。

なお、受光器とレーザ鉛直器は設置位置を逆に用いても
よい。

「実施例」図面は、本発明の実施例を示している。

第１図、第２図は、本発明に係る受光器であり、該受光
器１は、円筒状のハウジングｌｌを設け、該ハウジング
の内側で、後部に光位置検出素子１２を、また、前部に
レーザの波長だけを透過させる光学的フィルタ１３を、
それぞれ垂直に配し、ハウジングの外側で、前部にフー
ド１４を設けている。

光位置検出素子１２は、レーザスポットの位置信号取出
し用のＸ軸方向とＹ軸方向の４つの電極Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄと、共通電極Ｅとを有し、これらの電極には
ケーブル５を結線し、ゴムブツシュ１５に通してハウジ
ング１１の後方へ引き出している。この光位置検出素子
１２は、受光面にレーザビーム（スボン１）を受けると
、その部分で光起電効果により電流が発生する０発生し
た電流は、４つの電極Ａ、Ｂ、Ｃ，ｐに流れるが、その
分配の比率は、レーザスポットの位置から各電極までの
抵抗値に反比例する。つまり、光位置検出素子の受光面
は、均一な抵抗層によって形成されているので、スポッ
ト位置から各電橋までの抵抗値は、スポットの中心から
各電極までの距離に比例する。したがって、Ｘ軸方向の
電極ＡとＢ及びＹ軸方向の電極ＣとＤか、ら取り出され
る電流の差ｌ＾−ＩＢ及びｉａ　−Ｉｎを測定すること
により、レーザスポットの位置を測定することができる
。

ここで、４つの各電極Ａ、Ｂ、Ｃ，りから取り出される
電流ｉ＾、　ｉｎ、　Ｉｃ、　Ｉｎは、レーザスポット
の位置によって変化する池に、光の入射エネルギーにも
比例して変化する。したがって、入射エネルギーが変動
する場合には、次式に示すように正規化することにより
、レーザスポットの位置を求めることができる。

レーザスポットの位置をＸ軸方向においてＸｐ、Ｙ軸方
向においてＹｌｌとすると、２Ｌ：電極Ａ、Ｂ間及びＣ，Ｄ間の距離これらの手段は
、後記指示計内で適宜に講ずればよい、勿論、受光器１
内でもよい。

受光器ｌは、第３図に示すように、建入れる鉄骨柱（イ
１の頂部に、取付は治具６を以て取外し可能に下向きに
装着し、また、その鉄骨柱（イ］の足元において、受光
器１に対応させて、レーザ鉛直器２を鉛直上方へ向けて
設置すると共に、その近傍に指示計４を配し、上記ケー
ブル５を該指示計に接続する。

これにより、上述のようにして、鉄骨柱（イ］の変位を
知り、建方調整を行うのである。

ところで、自然界には、レーザ光と同波長の光も存在す
るので、光学的フィルタ１３を使用しても、外乱光は、
わずかではあるが光学的フィルタを透過して、影響を与
える。また、フード１４は、長いほど効果的であるが、
実用上は、取扱い上の制約で無制限には長くできない。

そこで、フード１４や光学的フィルタ１３を用いても外
乱光の影響が無視できないほど高精度の測定を行うとき
には、次の手段を講ずればよい。

すなわち、レーザ鉛直器２において、第３図に示すよう
に、投光部の直前に回転羽根３を曖け、レーザ光を断続
させる。

また、これに対応させて、受光器１において、第４図に
示すように、光位置検出素子１２に、増幅回路１２１、
加°減算回路１２２、除算回路１２３ｘ　、１２３Ｙ　
。

バイパスフィルタ１２４ｘ　、１２４Ｙ　、パルス立上
す検出回路１２５ｘ　、　１２５　Ｙ及び同期ホールド
回路１２６ｘ　。

１２６Ｙを付帯させる。詳しくは、光位置検出素子１２
の位置信号取出し用の４つの電極Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄからの検出信号ｉＡ、＋Ｂ、ｉｃ、＋Ｄを、それぞれ
増幅回路１２１　Ａ　、１２１　Ｂ、１２１　ｃ　、１
２１　ｏにより増幅し、その内のＸ軸方向の一方の電極
Ａと４１方の電極Ｂ　　　゛の出力を、−組の加算回路
１２２Ａと減算回路１２２Ｂに、また、Ｙ軸方向の一方
の電極Ｃと他方の電極りの出力を、他の一組の加算回路
１２２　ｃと減算回路１２２Ｄに送って、それぞれ加算
出力ｌ＾＋ｉＢ、Ｉｃ＋Ｉｎと減算出力＋Ａ　−ｆＢ　
ｌ　ｉｃ　　ｉＤを得、次いで、それぞれの加算出力と
減算出力を除算回路１２３ｘ　。

レーザスポ７）の光度の変動に伴う各電極に流れる電流
ｉ＾＋　ｆＢ　＋　ＩＯ＋　１０の変動を排除して、信
頼度の高い信号を得、更に、バイパスフィルタ　１２４
ｘ。

１２４ｙにより外乱光の影響を除去して、断続するレー
ザスポットに適合したパルスを得、同期ボールド回路１
２６ｘ　、１２６ｙへ送る。これと同時に、上記各加算
出力■＾＋ｉＢ＋Ｉｃ”ｉｏをそれぞれパルス立上り検
出回路１２５ｘ　、１２５ｙへ送って、立上りの検出信
号を得て、同期ホールド回路１２６ｘ　、１２６ｙへ送
る。而して、同期ホールド回路にて、バイパスフィルタ
１２４ｘ　、１２４ｙを経たパルスを、その立上りの検
出信号で同期ホールドすることにより、レベルがパルス
波高に従かう直流化した信号に変換し、これをＸ軸方向
とＹ軸方向のレーザスポットの位置信号として、換言す
れば、建入れた鉄骨柱の変位信号として、出方させる。

この受光器１における各部の信号を図示すると、第５図
のようになる。なお、第５図は、Ｘ軸方向についてのみ
示しているが、Ｙ軸方向についても同様である。

第５図において、（１）は、レーザスポットが光位置検
出素子１２の一方の電極Ａ側に位置する場合、（■）は
、レーザスポットが光位置検出素子１２の中央に位置す
る場合、（ＩＩＩ）は、レーザスポットが先位ｉ？ｉ！
検出素子１２の他方の電極Ｂ側に位置る場合である。

加算回路１２２　Ａの出力ｉＡ＋Ｉｎ及び減算回路１２
２Ｂの出力ｉ＾−ＩＢは、レーザスポットにょるパルス
と外乱光による出方とが重なったものとして現れるが、
先位ｒ！を検出素子１２は、上述のように、レーザスポ
ットの当たった位置によって抵抗値が変るものであるか
ら、レーザスポットの当たった位置によりパルスの波高
値と極性が異なる。また、バイパルスフィルタ　１２４
ｘの出力は、外乱光の影響を除去してそのパルスのみを
抽出したものとなる。

「発明の効果」本発明によれば、外乱光を排除でき、また、光位置検出
素子を用いるので、レーザスポットの位置をレーザビー
ム径に無関係にスポットの中心位置で求めることができ
、測定精度を著しく向上させることができ、また、測定
は電気的に行えるので、従来のような測定者による読取
り誤差を除去でき、そして、この・ようにして建方時に
鉄骨柱の建方精度を高精度で測定することが可能になる
ので、建方精度の修正作業の精度が向上し、したがって
、最終的な建方ネｎ度を向上させることができる。

更に、従来、測定者が鉄骨柱の頂部に登って行りていた
建方精度の測定作業が不要になり、鉄骨柱の足元で測定
作業が行えるので、高所作業がなくなり、作業の安全性
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例で、第１図は、縦断側面図、第
２図は、正面図、第３図は、使用説明図、第４図は、回
路のブロック図、第５図は、波形説明図である。１・・・受光器　　　　　２・・・レーザ鉛直器３・・
・回転羽根　　　　４・・・指示針５・・・ケーブル　
　　　６・・・取付は治具１１・・・ハウジング　　　
１２・・・光位置検出素子１３・・・光学的フィルタ　
１４・・・フード１５・・・ゴムブツシュ第１図第２図第５図 ■　　　　　　　　　　　　■

Claims

【特許請求の範囲】

筒状のハウジングに、入射するレーザスポットの位置を
電気的に検出する光位置検出素子を内装すると共に、外
乱光除去手段を講じたことを特徴とする建方精度測定用
受光器。