(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を回転照射しレーザ基準面を形成する複数の回転レーザ装置と、該回転レーザ装置の平面位置及び高さ位置を測定する測量装置と、該測量装置に接続され、建設機械のブレード刃先からレベルセンサの基準位置迄の距離、地形データ及び施工データを有する制御装置とから構成され、
該制御装置は前記測量装置の測定結果、前記ブレード刃先からレベルセンサの基準位置迄の距離、前記地形データ及び施工データに基づき前記回転レーザ装置それぞれの機械高さを算出し、
前記測量装置は算出された機械高さに関する通信データを前記回転レーザ装置に送信する送信手段を備え、前記回転レーザ装置は受信機能と、装置本体を昇降する昇降手段を有し、前記測量装置からの通信データに基づき所定の高さにレーザ基準面を形成することを特徴とするレーザ基準面形成装置。
【請求項２】
レーザ光を回転照射しレーザ基準面を形成する複数の回転レーザ装置と、該回転レーザ装置の高さ位置、高度角、水平角、距離を測定する測量装置と、該測量装置に接続され、建設機械のブレード刃先からレベルセンサの基準位置迄の距離、地形データ及び施工データを有する制御装置とから構成され、
該制御装置は前記測量装置の測定結果、ブレード刃先からレベルセンサの基準位置迄の距離、地形データ及び施工データに基づき前記回転レーザ装置それぞれの機械高さ、基準方向を算出し、前記測量装置は算出された機械高さ、基準方向に関する通信データを前記回転レーザ装置に送信する送信手段を備え、前記回転レーザ装置が受信機能とレーザ基準面を傾斜させる傾斜手段と回転レーザ装置自体を基準方向に向ける設定手段とを備え、前記回転レーザ装置は前記測量装置から送信された通信データに基づき所定の高さで基準方向に向けて傾いたレーザ基準面を形成することを特徴とするレーザ基準面形成装置。
【請求項３】
前記回転レーザ装置は装置本体を昇降する昇降手段を有し、前記測量装置からの通信データに基づいて所定の高さにレーザ基準面を形成する請求項１及び請求項２のレーザ基準面形成装置。
【請求項４】
前記回転レーザ装置は前記測量装置が位置を測定する為の反射プリズムを有し、該反射プリズムは前記回転レーザ装置の回転軸上に設けられている請求項１及び請求項２のレーザ基準面形成装置。
【請求項５】
前記回転レーザ装置がＧＰＳ受信機を備え、該ＧＰＳの時計機能により複数の回転レーザ装置が同期駆動される請求項１及び請求項２のレーザ基準面形成装置。
【請求項６】
前記回転レーザ装置又は前記測量装置の少なくとも一つが時計機能を備え、該時計機能に基づいて複数の回転レーザ装置が同期駆動される請求項１及び請求項２のレーザ基準面形成装置。
【請求項７】
レーザ光を回転照射しレーザ基準面を形成する複数の回転レーザ装置と、該回転レーザ装置の平面位置及び高さ位置を測定する測量装置と、該測量装置に接続され、建設機械のブレード刃先からレベルセンサの基準位置迄の距離、地形データ及び施工データを有する制御装置と、前記レーザ基準面に基づいて施工作業を行う建設機械とから構成され、
前記制御装置は前記測量装置の測定結果、ブレード刃先からレベルセンサの基準位置迄の距離、地形データ及び施工データに基づき前記回転レーザ装置それぞれの機械高さを算出し、
前記測量装置は算出された機械高さに関する通信データを前記回転レーザ装置に送信する送信手段を備え、前記回転レーザ装置は受信機能と、装置本体を昇降する昇降手段を有し、前記測量装置からの通信データに基づき所定の高さにレーザ基準面を形成し、
前記建設機械が前記回転レーザ装置からのレーザ光を受光するレベルセンサを備え、前記建設機械が前記レベルセンサの検出結果に基づきレーザ基準面を基準として施工作業を行うことを特徴とする建設機械制御システム。
【請求項８】
レーザ光を回転照射しレーザ基準面を形成する複数の回転レーザ装置と、該回転レーザ装置の平面位置及び高さ位置を測定する測量装置と、該測量装置に接続され、建設機械のブレード刃先からレベルセンサの基準位置迄の距離、地形データ及び施工データを有する制御装置と、
前記レーザ基準面に基づいて施工作業を行う建設機械とから構成され、
前記制御装置は前記測量装置の測定結果、ブレード刃先からレベルセンサの基準位置迄の距離、地形データ及び施工データに基づき前記回転レーザ装置それぞれの機械高さ、基準方向を算出し、
前記測量装置は算出された機械高さ、基準方向に関する通信データを前記回転レーザ装置に送信する送信手段を備え、
前記回転レーザ装置は受信機能とレーザ基準面を傾斜させる傾斜手段と回転レーザ装置自身を基準方向に向ける設定手段とを備え、
前記回転レーザ装置は前記測量装置から送信された通信データに基づき所定の高さで基準方向に向けて傾いたレーザ基準面を形成し、
前記建設機械が前記回転レーザ装置からのレーザ光を受光するレベルセンサを備え、前記建設機械が前記レベルセンサの検出結果に基づきレーザ基準面を基準として施工作業を行うことを特徴とする建設機械制御システム。
【請求項９】
前記建設機械が前記回転レーザ装置からのレーザ光を受光するレベルセンサと、建設機械の位置を測定するＧＰＳと、その位置に於ける施工データとを備え、前記レーザ基準面を基準として所定の計画に沿った施工作業を行う請求項７及び請求項８の建設機械制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は整地作業等の土木工事を行う場合の基準面を形成する回転レーザ装置及び土木工事を行う建設機械を運転する場合の建設機械制御システム、特に整地の高さの制御にレーザ光線の回転照射で形成されるレーザ基準面を利用する建設機械制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブルドーザ、グレーダ等の建設機械を用いて造成地の整地作業、道路舗装工事の整地作業を行う場合、整地の高さの基準となるものが必要である。近年、整地作業の基準となる高さを決定する為、レーザ光線を使用したシステムが普及している。このレーザ光線を使用したシステムとして回転レーザ装置を具備した建設機械制御システムがある。
【０００３】
図７はこの建設機械制御システムが、ブルドーザに対して採用された場合を示している。
【０００４】
図７中、１は回転レーザ装置、２はブルドーザを示し、前記回転レーザ装置１は造成地の所定位置に三脚３を介して設置される。前記回転レーザ装置１は、水平方向にレーザ光線４を照射すると共に回転させ、該レーザ光線４による基準平面を形成するものである。
【０００５】
前記ブルドーザ２は上下動可能に支持したブレード５を有し、該ブレード５にはポール６が立設され、該ポール６にはレベルセンサ７が取付けられている。該レベルセンサ７は前記回転レーザ装置１からのレーザ光線４を受光し、受光位置を検出する様になっており、前記ブルドーザ２は前記レベルセンサ７からの受光信号を基に前記ブレード５の高さ位置を検出し、該検出結果より前記ブレード５の高さを制御する制御装置（図示せず）を具備している。
【０００６】
上記した様に前記レーザ光線４により水平基準面が形成されているので、該水平基準面と前記ブレード５のブレード刃先５′迄の距離を一定にすることで水平に整地することができる。又、前記ブレード刃先５′に対する距離を変えることで、整地面の高さを変えることも可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記回転レーザ装置１から発せられるレーザ光線４は光強度の制限もあり、到達距離は限られている。この為、比較的小規模の施工現場では前記回転レーザ装置１を一度設定すれば、前記レーザ光線４の到達範囲が施工範囲に収まるが、広範囲の施工現場では、前記回転レーザ装置１を設定し直さなければならないという面倒さがあった。
【０００８】
又、道路工事等で道路が曲がっており、前記レーザ光線４が山等の障害物で遮られる場合等も同様に、作業の進行に伴い前記回転レーザ装置１の再設定を行わなければならなかった。又、再設定に伴う煩雑さと共に再設定時の誤差が生じることもあった。
【０００９】
本発明は斯かる実情に鑑み、複数の回転レーザ装置を用い基準面を広範囲に亘り設定可能とし、施工途中で作業を中断し、再設定をする煩雑さを解消すると共に誤差の発生を防止するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レーザ基準面を検出し該基準面を基に整地作業を行うものであり、レーザ光を回転照射しレーザ基準面を形成する複数の回転レーザ装置と、該回転レーザ装置の少なくとも高さ位置を測定する測量装置とから構成され、該測量装置が測定結果に基づき形成すべき基準面に関する通信データを前記回転レーザ装置に送信する送信手段を備え、前記回転レーザ装置が受信機能を備え、該回転レーザ装置は前記測量装置から送信された通信データに基づき所定の高さのレーザ基準面を形成するレーザ基準面形成装置に係るものであり、又レーザ光を回転照射しレーザ基準面を形成する複数の回転レーザ装置と、該回転レーザ装置の少なくとも高さ位置を測定する測量装置とから構成され、該測量装置が測定結果に基づき形成すべき基準面に関する通信データを前記回転レーザ装置に送信する送信手段を備え、前記回転レーザ装置が受信機能とレーザ基準面を傾斜させる傾斜手段と回転レーザ装置自体を基準方向に向ける設定手段とを備え、前記回転レーザ装置は前記測量装置から送信された通信データに基づき所定の高さで基準方向に向けて傾いたレーザ基準面を形成するレーザ基準面形成装置に係るものであり、又前記回転レーザ装置は装置本体を昇降する昇降手段を有し、前記測量装置からの通信データに基づいて所定の高さにレーザ基準面を形成するレーザ基準面形成装置に係るものであり、又前記回転レーザ装置は前記測量装置が位置を測定する為の反射プリズムを有し、該反射プリズムは前記回転レーザ装置の回転軸上に設けられているレーザ基準面形成装置に係るものであり、又前記回転レーザ装置がＧＰＳ受信機を備え、該ＧＰＳの時計機能により複数の回転レーザ装置が同期駆動されるレーザ基準面形成装置に係るものであり、又前記回転レーザ装置又は前記測量装置の少なくとも一つが時計機能を備え、該時計機能に基づいて複数の回転レーザ装置が同期駆動されるレーザ基準面形成装置に係るものであり、更に又レーザ光を回転照射しレーザ基準面を形成する複数の回転レーザ装置と、該回転レーザ装置の少なくとも高さ位置を測定する測量装置と、前記レーザ基準面に基づいて施工作業を行う建設機械とから構成され、前記測量装置は測定結果に基づき形成すべき基準面に関する通信データを前記回転レーザ装置に送信する送信手段を備え、前記回転レーザ装置は受信機能を備え、前記建設機械が前記回転レーザ装置からのレーザ光を受光する受光センサを備え、前記回転レーザ装置は前記測量装置から送信された通信データに基づき所定の高さのレーザ基準面を形成し、前記建設機械がレーザ基準面を基準として施工作業を行う建設機械制御システムに係るものであり、又レーザ光を回転照射しレーザ基準面を形成する複数の回転レーザ装置と、該回転レーザ装置の少なくとも高さ位置を測定する測量装置と、前記レーザ基準面に基づいて施工作業を行う建設機械とから構成され、測量装置は測定結果に基づき形成すべき基準面に関する通信データを前記回転レーザ装置に送信する送信手段を備え、前記回転レーザ装置は受信機能とレーザ基準面を傾斜させる傾斜手段と回転レーザ装置自身を基準方向に向ける設定手段とを備え、前記建設機械が前記回転レーザ装置からのレーザ光を受光する受光センサを備え、前記回転レーザ装置は前記測量装置から送信された通信データに基づき所定の高さで基準方向に向けて傾いたレーザ基準面を形成し、前記建設機械がレーザ基準面を基準として施工作業を行う建設機械制御システムに係るものであり、又前記建設機械が前記回転レーザ装置からのレーザ光を受光する受光センサと、建設機械の位置を測定するＧＰＳと、その位置に於ける施工データとを備え、前記レーザ基準面を基準として所定の計画に沿った施工作業を行う建設機械制御システムに係るものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１〜図３に於いて、図７で示したものと同様のものには同符号を付しその説明は省略する。
【００１３】
本実施の形態では、複数台（図示では３台）の回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃと１台の自動測量装置１０により広範囲をカバーする基準面１１ａ，１１ｂ，１１ｃを形成し、該基準面１１ａ，１１ｂ，１１ｃを基準としてブルドーザ２による土木作業が行われる。
【００１４】
施工予定の範囲に、複数の回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃを配置する。複数の回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃ間の距離は、形成される基準面１１ａ，１１ｂ，１１ｃが所定量オーバラップする程度とする。施工範囲から離れた位置で且つ既知点に前記自動測量装置１０を配置する。該自動測量装置１０にはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に代表される制御装置１２が接続されている。
【００１５】
該制御装置１２は演算部１３、記憶部１４、表示部１５、入力部１６を具備し、前記記憶部１４には演算処理に必要な種々のプログラムが設定入力されていると共に施工図に基づく地形データ、即ち平面座標に対する地面の高さデータ、更に、前記ブルドーザ２の位置を演算する為のプログラムが設定入力され、更に前記回転レーザ装置１の機械高、及び前記ブレード刃先５ａから前記レベルセンサ７の基準位置迄の距離等が設定入力されている。
【００１６】
前記自動測量装置１０について説明する。
【００１７】
三脚１７に基盤部１８を介して托架部１９が鉛直軸心を中心に回転可能に設けられ、該托架部１９には水平軸心を中心に回転可能に望遠鏡部２１が設けられている。前記基盤部１８に水平モータ２２が設けられ、前記托架部１９に高度モータ２３が設けられている。
【００１８】
前記托架部１９には制御部２４、回転駆動部２５、測距部２９が設けられている。前記回転駆動部２５は前記制御部２４により制御され、前記回転駆動部２５により前記水平モータ２２、高度モータ２３が駆動される。前記基盤部１８の回転支持部、前記望遠鏡部２１の回転支持部にはそれぞれ水平角エンコーダ２６、高度角エンコーダ２７が設けられ、これら水平角エンコーダ２６、高度角エンコーダ２７からの回転角検出信号は測角部２８に入力され、前記托架部１９の水平回転角及び基準方向に対する水平角が検出され、又前記望遠鏡部２１の高度回転角及び高度角が検出される。前記測角部２８からの回転角検出信号は前記制御部２４にフィードバックされ、該制御部２４は前記回転角検出信号に基づき前記回転駆動部２５を介して前記水平モータ２２、高度モータ２３の回転量を制御する。
【００１９】
前記望遠鏡部２１には発光部３１、変調回路３２、受光部３３が設けられ、前記発光部３１は対象物即ち前記回転レーザ装置１に向け追尾光３４又は測距光３０を発し、前記変調回路３２は前記追尾光３４又は測距光３０のいずれかについて通信データに基づく変調をするものであり、該変調により受光側に光通信を可能とする。
【００２０】
前記受光部３３は前記回転レーザ装置１に設けられたプリズム４５からの反射測距光を受光し、受光信号を前記測距部２９に出力し、該測距部２９は対象物迄の距離を測量し、測量結果は前記制御部２４に入力される。
【００２１】
同様に受光部３３はプリズム４５から反射された追尾光３４を受光し、受光信号に基づいて制御部はプリズム４５が視準中心となる様に回転駆動部を制御する。尚、追尾光は別の発光部、受光部としてもよい。
【００２２】
前記回転レーザ装置１について、図４、図５を参照して説明する。
【００２３】
回転レーザ装置１はレーザ光線４の照射方向を傾斜させる傾斜機構、及び該傾斜機構を制御する制御部を有し、レーザ光線４の照射方向を傾斜させることができ、レーザ光線４を回転させることにより水平基準面又は傾斜した基準面が形成される。
【００２４】
回転レーザ装置１は回転照射装置本体３５、該回転照射装置本体３５からのレーザ光線４を検出すると共に該レーザ光線４を前記回転照射装置本体３５に向かって反射する前記レベルセンサ７とを具備し、更に前記回転照射装置本体３５は下位に位置する整準部３６を介して三脚３７に設置される。
【００２５】
更に、前記回転照射装置本体３５は前記レーザ光線４を射出する発光部３８、前記レーザ光線４を基準平面内に回転照射する回動部３９、前記発光部３８を垂直軸心を中心に回転させる回転部４１と、前記発光部３８を水平軸を中心に傾動させ、前記レーザ光線４が形成する基準面の傾斜を設定する傾斜設定部４２と、傾斜角を検出する傾斜検出部４３、入射光を受光すると共に入射光の方向を検出する受光部４４、前記回転照射装置本体３５の整準を行う前記整準部３６から主に構成される。
【００２６】
前記回転照射装置本体３５の上面には更に、前記回動部３９の回転中心延長上に再帰反射プリズム４５、信号受信部４６が設けられ、図３に示す様に前記再帰反射プリズム４５は前記発光部３１からの追尾光３４及び測距光３０を前記受光部３３に向け反射し、前記信号受信部４６は前記測距光３０を受光し、該測距光３０の変調を検出し、該測距光３０に重合された通信データを検出する様になっている。
【００２７】
前記回転照射装置本体３５は上部に前記回動部３９から前記レーザ光線４が射出される受光窓４７を具備し、自動測量装置１０からの追尾光３４又は測距光３０は前記受光窓４７を通って入射し、前記回転照射装置本体３５内部に設けられた前記受光部４４に受光される様になっている。
【００２８】
信号受信部４６の受信により受光部４４が自動測量装置１０の方向を検知し、自動測量装置１０からの通信データにより基準方向に回転照射装置本体の向きを合わせる。
【００２９】
前記回転照射装置本体３５のケーシング４８の底部に垂直軸部４９を介して垂直軸心を中心に本体フレーム５１が回転自在に設けられ、前記垂直軸部４９と同心に回転部ギア５２が取付けられると共に回転部エンコーダ５３が設けられている。又前記ケーシング４８側には回転部モータ５４が設けられ、該回転部モータ５４の出力軸は前記回転部ギア５２に噛合している。前記回転部モータ５４を駆動することで前記回転部ギア５２を介して前記本体フレーム５１が回転し、回転角は前記回転部エンコーダ５３により検知され、該検出結果は制御部（ＣＰＵ）７２に入力される。
【００３０】
前記ケーシング４８の底部には前記整準部３６が設けられている。該整準部３６は、前記三脚３７に固定される固定基板５５と前記ケーシング４８の底面との間には整準螺子５６を有している。該整準螺子５６は三角形の頂点に位置する様３本設けられており、上端部は前記ケーシング４８に螺合し、下端は前記固定基板５５に回転自在に嵌合している。又、前記整準螺子５６はそれぞれギア列５７を介して整準モータ５８に連結されている。而して、該整準モータ５８により前記ギア列５７を介して前記整準螺子５６が回転することで、前記ケーシング４８と固定基板５５との間隙が変化し、前記回転照射装置本体３５を整準の為所望の傾きに傾斜させることができる。
【００３１】
該回転照射装置本体３５の傾きは前記本体フレーム５１に設けられた傾斜センサ５９，６０により検出され、該傾斜センサ５９，６０の検出結果を前記整準モータ５８の駆動にフィードバックさせることで整準が行われる。尚、３本の整準螺子５６の内１本を省略して、１つを傾動可能な単なる支点としてもよい。
【００３２】
前記本体フレーム５１に水平な傾動軸６１を介して前記発光部３８が回転自在に設けられ、前記本体フレーム５１には傾動モータ６２が設けられ、該傾動モータ６２と前記傾動軸６１とはギア列６３を介して連結している。又、前記傾動軸６１には前記発光部３８の傾動角を検出する前記傾斜検出部４３が取付けられている。該傾斜検出部４３は例えばエンコーダによって構成されている。前記傾動モータ６２を駆動し、前記ギア列６３を介して前記発光部３８を傾斜させることができ、傾斜角は前記傾斜検出部４３により検出される。
【００３３】
前記発光部３８の上端には前記回動部３９が回転自在に設けられ、該回動部３９には走査ギア６４が設けられ、該走査ギア６４は走査モータ６５の駆動ギア６６に噛合し、前記走査モータ６５は前記発光部３８に固着されている。前記走査モータ６５による前記駆動ギア６６の駆動により、前記走査ギア６４を介して前記回動部３９が回転する。
【００３４】
前記回動部３９は前記発光部３８から入射された前記レーザ光線４の光軸をペンタプリズム６７により９０°変向して投射窓６８を通してレーザ平面を形成する様に回転するものである。前記ペンタプリズム６７は前記発光部３８の光軸を中心に回転する回転支持体６９に設けられ、該回転支持体６９は前記走査ギア６４、駆動ギア６６を介して前記走査モータ６５に連結されている。前記回転支持体６９の回転状態は、該回転支持体６９に設けられたエンコーダ７１により検出され、該エンコーダ７１の検出信号は前記制御部７２に入力される。
【００３５】
又、前記発光部３８の傾斜角は前記発光部３８の傾動軸６１に設けられた前記傾斜検出部４３により検出される。該傾斜検出部４３はエンコーダを具備し、該エンコーダからの出力信号は前記制御部７２に入力される。該制御部７２は前記傾斜検出部４３からの信号を基に所定の傾斜角迄の前記発光部３８の傾斜を演算する。前記傾動モータ６２は傾動モータ駆動部７３により駆動され、傾斜設定は前記傾斜検出部４３の出力が所定の傾斜角になる迄前記傾動モータ６２を駆動することで達成される。
【００３６】
前記受光部４４は前記ケーシング４８に固定されてもよいが、好ましくは前記発光部３８に設け、該発光部３８と一体に傾動可能とする。
【００３７】
前記受光部４４について説明する。
【００３８】
前記受光窓４７に対峙して集光レンズ７５が設けられ、該集光レンズ７５からの入射光は受光素子７７上に集光される。該受光素子７７からの受光信号は検出部８１に入力され、該検出部８１で検出された前記自動測量装置１０からの入射光は前記制御部７２に入力される。又、該制御部７２には前記回転部エンコーダ５３からの信号が入力される。
【００３９】
前記制御部７２は前記反射光検出部８１からの信号、回転部エンコーダ５３からの信号に基づき前記自動測量装置１０の方向を検知し、前記回転照射装置本体３５がどの方向にどの程度の角度回転しているか算出する。
【００４０】
前記三脚３７について説明する。
【００４１】
前記回転照射装置本体３５は前記固定基板５５を介して昇降機構部８７に固定されており、該昇降機構部８７は前記回転照射装置本体３５を昇降する。前記昇降機構部８７は高低モータ８８、該高低モータ８８を回転駆動する駆動部８９、前記回転照射装置本体３５の高さを検出する高低検出エンコーダ９１等を具備し、前記回転照射装置本体３５の高さ方向の位置を調整可能であると共に高さ位置を検出可能となっている。
【００４２】
前記レベルセンサ７を図６に於いて説明する。
【００４３】
レーザ光を受光する受光部９４はレベルセンサ７の側面に上下に延びる帯状に配設され、又該受光部９４は角度を持って設けられている。前記受光部９４は受光素子を上下に連設したものであり、受光している受光素子の位置から該受光部９４のどの部分で前記レーザ光線４を受光しているかを判断できる様になっている。又、背面には前記ポール６が嵌合する溝９５が設けられ、該溝９５に前記ポール６を嵌合した状態で前記レベルセンサ７は取付けられる。
【００４４】
前記ブルドーザ２は前記ブレード５の位置を制御する為の演算部９６、電気／油圧回路９７、油圧シリンダ９８とを有している。
【００４５】
前記レベルセンサ７は前記ポール６に取付けられ、前記ブレード５のブレード刃先５ａと前記レベルセンサ７の基準位置との距離は既知の値となっている。該レベルセンサ７による前記レーザ光線４の検出信号は前記演算部９６に入力され、該演算部９６では前記ブレード刃先５ａの高さが演算され、前記演算部９６は前記電気／油圧回路９７に駆動制御信号を発する。該電気／油圧回路９７は電気信号を油圧に変換して前記油圧シリンダ９８を駆動し、該油圧シリンダ９８は前記ブレード５を上下動させ位置を決定する。前記演算部９６には表示部９９が接続され、該表示部９９には前記ブレード５の位置或は該ブレード５による掘削の状態が表示される。
【００４６】
１０１は前記演算部９６に接続された操作部であり、前記表示部９９の表示に基づき直接手動操作をすることができる。前記表示部９９の表示を見ながら手動で前記ブレード５を昇降させ、位置決め操作をするものであり、前記操作部１０１からの信号は前記演算部９６に入力され、該演算部９６は入力信号に基づき前記電気／油圧回路９７を介して前記油圧シリンダ９８を駆動する。
【００４７】
尚、表示はレベルセンサ７に直接設けられていてもよく、表示を見ながら操作してもよい。
【００４８】
以下作用を説明する。
【００４９】
施工予定の範囲に複数の回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃを配置し、施工予定範囲から外れた位置で且つ既知点に前記自動測量装置１０を配置する。施工前に設置される回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃ、自動測量装置１０の高さは、一致せず異なっている。
【００５０】
前記制御装置１２より前記自動測量装置１０を作動させ、該自動測量装置１０と前記回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃそれぞれとの距離（測距）、位置（測角）を測定する。
【００５１】
前記自動測量装置１０の前記制御部２４が前記制御装置１２からの指令を受け前記発光部３１を駆動し、前記追尾光３４を照射する。更に、前記制御部２４は前記回転駆動部２５を介して前記水平モータ２２、高度モータ２３を駆動し、高低角を変えながら前記追尾光３４を回転走査し、前記回転照射装置本体３５を探査する。前記追尾光３４が前記回転照射装置本体３５の再帰反射プリズム４５によって反射され、反射光を前記受光部３３が検出すると、前記再帰反射プリズム４５が望遠鏡の視準中心になる様に制御される。該再帰反射プリズム４５が視準中心になると前記変調回路３２を介して前記発光部３１より測距光３０が照射され、前記受光部３３により反射光が受光されると、前記測距部２９により、距離が測定され、前記測角部２８により、水平角、高度角が検出される。又、前記自動測量装置１０と前記回転照射装置本体３５との距離、前記回転照射装置本体３５の高度角に基づき、該回転照射装置本体３５の高さ位置が測定される。
【００５２】
次に、前記変調回路３２は前記回転レーザ装置１を整準させる為の通信データを前記測距光３０に重合させ、該測距光３０を前記信号受信部４６に向け照射する。該信号受信部４６が前記測距光３０を受光し、通信データを検出すると前記回転照射装置本体３５の前記制御部７２は前記整準部３６を駆動して前記回転照射装置本体３５の整準を行う。整準は前記傾斜センサ５９，６０からの信号を基に前記整準モータ５８を駆動して行われる。
【００５３】
この時回転照射装置本体３５は自動測量装置１０の方向を検出し、更に、前記回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃの各制御部７２はそれぞれを基準方向に向かせる様に前記回転部モータ５４を駆動する。
【００５４】
前記回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃ自体に関する測量が行われると、前記演算部１３は前記回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃの測量データ（位置データ）と前記記憶部１４に記憶された施工データと建設機械のレベルセンサ７の高さから建設機械を制御する為の前記回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃ各位置に於ける回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃそれぞれの機械高、基準方向を算出する。該機械高は前記回転レーザ装置１の高さを同じとする場合に使用され、前記基準方向は各回転レーザ装置の回転の同期と、基準面の傾斜を設定をする場合に使用される。
【００５５】
前記演算部１３の演算結果は前記制御部２４に入力され、該制御部２４は演算結果を基に前記変調回路３２を介して、前記発光部３１を駆動し演算結果を通信データとして測距光３０に重合させる。尚、データの送信は光通信に限らず、前記自動測量装置１０側に無線送信機、前記回転レーザ装置１側に無線受信機を設け、無線通信を行ってもよい。
【００５６】
前記回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃそれぞれに対して演算結果が送信される。前記信号受信部４６からの受光信号は前記制御部７２に入力され、該制御部７２は測距光３０に重合された通信データを分離演算し前記回転照射装置本体３５を基準方向に向けると共に、各回転レーザ装置が前記レーザ光線４により形成する基準面が同一となり、建設機械を制御するのに適した高さとなる様に前記駆動部８９を介して前記高低モータ８８を駆動し、前記高低検出エンコーダ９１からの信号を基に高さ偏差を解消する。
【００５７】
又、前記測距光３０に重合された通信データとしては、基準面の傾斜角があり、前記制御部７２は前記傾斜設定部４２を作動させる。該傾斜設定部４２は前記傾動モータ６２を駆動し、前記ギア列６３を介して前記発光部３８を傾動させ、単一の傾斜面を形成する様に前記回動部３９の回転軸を所要の方向に所定角傾斜させる。この時高さ方向も調整される。
【００５８】
前記回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃそれぞれの機械高調整、基準面傾斜角設定、基準方向設定が完了すると前記発光部３８が駆動され、前記レーザ光線４が照射され、更に同期回転される。同期回転されることで前記回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃからのレーザ光線４が同時に前記レベルセンサ７に入射することがなく、受光するタイミングを識別することにより、前記ブルドーザ２側で前記回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃが形成する基準面１１ａ，１１ｂ，１１ｃの判別を行うことができる。
【００５９】
尚、前記回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃが発するレーザ光線４を個別に変調させ、前記ブルドーザ２側で変調の態様を識別することで、前記基準面１１ａ，１１ｂ，１１ｃの判別を行う様にしてもよい。
【００６０】
而して、前記回転レーザ装置１ａ，１ｂ，１ｃにより施工予定範囲全域に所望の基準面を形成することができる。
【００６１】
基準面が形成されると前記ブレード５の位置合わせが行われる。
【００６２】
前記レベルセンサ７からの受光信号により前記演算部９６は前記レベルセンサ７に於ける受光位置を検出し、受光位置と基準位置とを比較演算して、偏差があれば該偏差を修正する様に前記電気／油圧回路９７に駆動制御信号を発する。該電気／油圧回路９７は前記油圧シリンダ９８を駆動して前記ブレード５を上下させる。前記レベルセンサ７は前記ブレード５と一体に上下するので、該ブレード５の上下量は前記レベルセンサ７の上下量と一致し、該レベルセンサ７での受光位置が基準位置に合致することで前記ブレード５の位置が決定される。
【００６３】
前記ブルドーザ２を移動させ整地作業が行われる。該ブルドーザ２の移動により、前記レベルセンサ７での受光位置が変化するが、受光位置を基準位置となる様に前記電気／油圧回路９７を介して前記ブレード５の位置を制御すれば施工予定範囲全域亘り、施工データに合致した整地が行える。
【００６４】
尚、前記ブルドーザ２側に該ブルドーザ２の位置を測定するＧＰＳ（汎地球測位システム）１０２（図２参照）を設けると共に、前記演算部９６の記憶部に地形データ等を含む施工データ及び基準面に対する施工位置の高さ偏差を演算する施工プログラム等を設定入力しておき、前記演算部９６が基準面に対し高さ偏差を含む制御を前記電気／油圧回路９７に対して行えば、基準面に対して凹凸のある施工、湾曲した面の施工も或は施工範囲が帯状に延びている場合に所定の進路での施工も可能となる。
【００６５】
尚、前記ブレード５の高さ調整は前記ブルドーザ２に搭乗した整地作業者が前記表示部９９に表示される前記レベルセンサ７の受光状態を基に前記操作部１０１から前記電気／油圧回路９７を介して手動制御してもよい。
【００６６】
尚、上記実施の形態では前記レベルセンサ７は前記ブレード５に設けたが、前記油圧シリンダ９８の伸縮状態、或は前記ブレード５を支持するアームの位置を介して前記ブレード刃先５ａの位置を検出する様にすれば、前記レベルセンサ７は前記ブルドーザ２の車体に設けることも可能である。
【００６７】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、複数の回転レーザ装置を用い基準面を設定可能としたので、広範囲に亘るレーザ基準面の形成が可能であり、同一施工場所での基準面の再設定作業が省略でき、又レーザ光線を遮る障害物がある様な施工場所でも基準面の再設定作業無しで施工が行え、施工途中で作業を中断し、再設定をする煩雑さを解消でき、作業能率が向上すると共に再設定時の誤差の発生を防止するという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す説明図である。
【図２】同前本発明の実施の形態を示す平面配置図である。
【図３】同前本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態で使用される回転照射装置本体の断面概略図である。
【図５】本発明の実施の形態で使用される回転照射装置本体のブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態で使用されるレベルセンサの斜視図である。
【図７】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１          回転レーザ装置
２          ブルドーザ
５          ブレード
７          レベルセンサ
１０        自動測量装置
１２        制御装置
１３        演算部
２４        制御部
３５        回転照射装置本体
３７        三脚
４２        傾斜設定部
４５        再帰反射プリズム
４６        信号受信部
７２        制御部
８７        昇降機構部
８８        高低モータ
８９        駆動部
９６        演算部
９７        電気／油圧回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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