专利名称：激光铅垂器、长尺寸构件铅垂度修正装置及方法
技术领域：
本发明涉及在建筑物的建设工地等将钢铁支柱等柱形构件和其他长尺寸构件以垂直于水平面的姿势、换言之、是沿铅垂方向竖立时，对已竖立的长尺寸构件进行铅垂度修正时所用的激光铅垂器和采用该激光铅垂器的长尺寸构件铅垂度修正装置以及长尺寸构件铅垂度修正方法。
过去在建筑物的建设工地等进行使钢铁支柱等柱形构件相对水平面垂直竖立的竖立作业时，譬如是先将该柱形构件以大致垂直于水平面的姿势、换言之是以大致铅垂的姿势竖立于要竖立的位置。然后再对该柱形构件进行铅垂度修正作业。
过去进行该铅垂度修正作业的方法，有的用铅锤，有的用设置于地面的经纬仪等测量设备，还有的是在柱形构件的脚部设置激光发射器，同时在柱形构件的上部设置内装电视摄象机的靶子。
然而，采用铅锤进行铅垂度修正时，要使铅锤静止相当费时，且铅锤易受风的影响而摆动，因此实施铅垂度修正相当麻烦。在使用经纬仪等测量设备时，要从2个方向进行测量，因此也很费时，而且建设工地上临时摆放的障碍物较多，往往不易找到设置测量设备的场所。在使用激光发射器和内装电视摄象机的靶子时，是从设置在柱形构件脚部的激光发射器将激光束沿铅垂方向照射在设于柱形构件上部的内装电视摄象机的靶子上，再用该电视摄象机一边监视该激光束一边进行铅垂度修正，故铅垂度修正的精度较高，但内装电视摄象机的靶子价格昂贵，而且将其安装于柱形构件也很费时，费用较高。
这类问题不只发生在柱形构件上，只要是将长尺寸物体沿铅垂方向竖立于规定位置，都会碰到上述问题。
为此本发明的目的在于提供一种可用于在将柱形构件等长尺寸构件沿铅垂方向竖立的作业中对已竖立的长尺寸构件实施铅垂度修正的激光铅垂器，是一种容易操作、在用于长尺寸构件铅垂度修正作业时可简单高精度地实施该作业的激光铅垂器。
本发明的目的还在于提供一种用于在将柱形构件等长尺寸构件沿铅垂方向竖立的作业中对已竖立的长尺寸构件实施铅垂度修正的铅垂度修正装置，是一种容易操作、在用于长尺寸构件的铅垂度修正作业时可简单高精度地实施该作业的铅垂度修正装置。
本发明的目的还在于提供一种在将柱形构件等长尺寸构件沿铅垂方向竖立的作业中可简单高精度地对已竖立的长尺寸构件实施铅垂度修正的长尺寸构件铅垂度修正方法。
为了实现上述目的，本发明提供以下的激光铅垂器、长尺寸构件铅垂度修正装置及方法。
(1)激光铅垂器是在将长尺寸构件沿铅垂方向竖立的作业中对已竖立的长尺寸构件实施铅垂度修正用的激光铅垂器，具有激光发射装置；对设置成向下方发射激光姿势的该激光发射装置进行支承、可沿横切激光发射方向的第1方向往返摆动、同时可沿横切激光发射方向且与该第1方向正交的第2方向往返摆动的支承装置；可分别驱动前述激光发射装置向前述第1方向及第2方向摆动的双向驱动装置；对前述激光发射方向相对铅垂方向的倾斜角度进行检测的倾斜角检测装置；根据前述倾斜角度检测装置的检测角度使前述双向驱动装置控制该激光发射装置的姿势、以使该激光发射方向向着铅垂方向的控制部。
(2)长尺寸构件铅垂度修正装置包括本发明的前述激光铅垂器；设定使该激光铅垂器上的激光发射装置的激光发射口面对的基准位置、可使前述激光发射口面对该基准位置后装载该激光铅垂器、同时可固定在前述长尺寸构件上部的支臂构件。
(3)长尺寸构件铅垂度修正方法是在将长尺寸构件沿铅垂方向竖立的作业中对已竖立的长尺寸构件实施铅垂度修正的方法，包括本发明的前述激光铅垂器的准备工序；将可装载该激光铅垂器的支臂构件、即设定了使该铅垂器上的激光发射装置的激光发射口应面对的基准位置的支臂构件固定在长尺寸构件的上部、以使前述基准位置位于从该长尺寸构件的中心轴线起沿垂直于该中心轴线的规定方向X相隔规定距离α、同时沿垂直于该中心轴线及前述方向X双方的方向Y相隔规定距离β的位置上的工序；使前述激光发射装置的激光发射口面对前述基准位置后将前述激光铅垂器装载于前述支臂构件上的工序；在与前述长尺寸构件的下部相连的水平面上或在比该水平面更下方的水平面上、在从该长尺寸构件的前述中心轴线应处的位置点P起沿规定的水平方向X’相隔前述距离α、同时沿垂直于前述方向X’的水平方向Y’相隔前述距离β的位置上设置地面标记(下侧基准标记)的工序；在使前述长尺寸构件的中心轴线与前述点P一致后竖立的状态下从前述激光铅垂器的激光发射装置向下方发射激光、并调节长尺寸构件的姿势以使该激光投射到前述地面标记上的长尺寸构件铅垂度修正工序。
本发明的激光铅垂器可以直接安装在已竖立在规定位置上的钢铁支柱等柱形构件及其他长尺寸构件或将要竖立在规定位置上的钢铁支柱等柱形构件及其他长尺寸构件的上部(典型的为顶部)，或可将譬如适当的支臂构件等固定在长尺寸构件的上部，并在其上装载激光铅垂器。
在进行上述安装时，使激光发射装置的激光发射口的位置面对基准位置。该基准位置设定在从长尺寸构件的长度方向中心轴线起沿垂直于该中心轴线的规定方向X相隔规定距离α、同时沿垂直于该中心轴线及方向X双方的方向Y相隔规定距离β的位置上。
在采用本发明的铅垂度修正装置和铅垂度修正方法时，使用已设定了使前述激光发射装置的激光发射口面对的基准位置的支臂构件，将其固定在长尺寸构件的上部。在该场合，支臂构件要固定在使支臂构件上的前述基准位置位于从长尺寸构件的长度方向中心轴线起沿垂直于该中心轴线的规定方向X相隔规定距离α、同时沿垂直于该中心轴线及前述方向X双方的方向Y相隔规定距离β的位置上。
另外，在将该支臂构件固定于长尺寸构件之后，或在此之前，在该支臂构件上装载激光铅垂器。这时，使激光发射装置的激光发射口面对前述基准位置后装载。
另一方面，在与长尺寸构件的下部(典型的为长尺寸构件的脚部)相连的水平面上，在从长尺寸构件的前述中心轴线应处的位置点P起沿规定的水平方向X’相隔规定距离α、同时沿垂直于前述方向X’的水平方向Y’相隔规定距离β的位置上设置地面标记(下侧基准标记)。
另外，当在已经沿铅垂方向竖立完毕的长尺寸构件上再接上一根长尺寸构件并沿铅垂方向竖立时，前述地面标记可设在与该接长的长尺寸构件的下部(典型的是该长尺寸构件的脚部)相连的水平面上，也可设置在更下方的水平面上(通常是与最初竖立的长尺寸构件的下部相连的水平面上)。在这种场合，竖立最初的长尺寸构件所用的地面标记也可用于接长的长尺寸构件的竖立。
于是，可以在长尺寸构件的中心轴线与前述点P一致、且距离前述长尺寸构件中心轴线α、β的、前述激光发射口所面对的基准装置(上侧基准位置)位于地面标记(下侧基准标记)的大致铅垂上方的状态下竖立长尺寸构件。
这里，在激光铅垂器上从激光发射装置向下方发射激光，使该激光投射到地面标记上，以这样的状态实施铅垂度修正。
当要在该铅垂度修正作业中调节长尺寸构件的姿势、同时改变激光铅垂器的姿势时，在该激光铅垂器上，根据控制部的指令，双向驱动装置工作，控制激光发射装置的姿势，以使激光向着铅垂方向。即，激光铅垂器的控制部对双向驱动装置发出指令来控制激光发射装置的姿势，以使倾斜角度检测装置检测到的倾斜角度接近0，从而使激光向着铅垂方向。这样，激光发射装置的姿势就受到控制，使激光始终向着铅垂下方。即，与传统的铅锤始终向着铅垂方向一样，使激光向着铅垂下方。从而，通过铅垂度修正，使该激光投射到地面标记，就可简单高精度地对长尺寸构件实施铅垂度修正。
在本发明铅垂度修正方法中，只要无不便之处，则可任意变换①将前述支臂构件固定在长尺寸构件上部的工序、②将本发明的激光铅垂器装载于该支臂构件的工序、③设置前述地面标记的工序的实施顺序，也可同时实施几个工序。
另外，支臂构件固定工序①及激光铅垂器装载工序②可以在已竖立于规定位置上的长尺寸构件的上部实施，而为了便于实施这些工序，也可以在地面上在竖立前的长尺寸构件上实施。这样，可使铅垂度修正作业省力、简单、成本低。
本发明的激光铅垂器上的激光发射装置的支承装置只要支承该激光发射装置、可沿横切激光发射方向的第1方向往返摆动、同时也可沿横切激光发射方向且与该第1方向正交的第2方向往返摆动的支承装置即可，但也可采用一种简单结构，譬如设置安装激光发射装置的校平台；设在该校平台上且向上方凸出且上端面形成球面或球面状的球面构件；该球面构件的上端面所抵接的处于校平台上方的球面抵接构件；从下方弹力地上推支承该校平台、以使该球面构件的上端面与前述球面抵接构件压接、且可使该校平台以该球面构件与球面抵接构件之间的接触部为中心分别向前述第1方向和第2方向往返摆动的弹簧。
另外，本发明的激光铅垂器上的双向驱动装置只要是对激光发射装置分别向前述第1方向及第2方向进行摆动驱动的装置即可，譬如可以设置使前述校平台沿前述第1方向往返摆动用的第1电动机、将该第1电动机的驱动力传递到前述校平台以使该校平台沿前述第1方向摆动用的第1传动机构、使前述校平台沿前述第2方向往返摆动用的第2电动机、将该第2电动机的驱动力传递到前述校平台以使该校平台沿前述第2方向摆动用的第2传动机构。
前述控制部在前述倾斜角度检测装置检测的角度小于规定角度时允许激光发射装置亮灯，同时允许双向驱动装置对激光发射装置进行姿势控制，而当该倾斜角度检测装置检测的角度大于前述规定角度时就禁止激光发射装置及双向驱动装置工作。
在这种场合，当从激光发射装置发射的激光方向偏离铅垂方向而倾斜的角度超过前述规定角度时，激光发射装置就不亮灯，或即使暂时亮灯也会熄灭。而且双向驱动装置也不工作。这样，激光方向偏离铅垂方向而倾斜的角度超过前述规定角度时，就是已竖立的长尺寸构件大大偏离铅垂方向而倾斜之时。从而，禁止在长尺寸构件大大偏离铅垂方向的状态下开始费时费力的铅垂度修正作业，而是在更接近铅垂方向的竖立状态下开始铅垂度修正作业。另外，即使是将激光铅垂器安装于横躺在地上的长尺寸构件后再将该长尺寸构件竖立，激光铅垂器在处于横躺的姿势时也不工作。或者即使暂时工作也会停止。
本发明的长尺寸构件铅垂度修正装置中装载激光铅垂器的支臂构件和装载前述铅垂度修正方法中所用的激光铅垂器的支臂构件，为了便于在长尺寸构件(尤其是钢铁支柱一类由磁性材料构成的柱形构件等长尺寸构件)上安装和取下，也可安装能吸附在长尺寸构件上的磁铁装置。磁铁装置既可是永久磁铁，也可是公知的可用杠杆的切换操作将磁力的吸附力接通和断开的磁铁装置。
另外，支臂构件上可设置在长尺寸构件上固定时定位用的刻度尺。
以下是对附图的简单说明。
图1是本发明的激光铅垂器的局部切除主视图。
图2是从图1的右侧表示激光发射装置、其支承装置及双向驱动装置等的图。
图3是图1的激光铅垂器的仰视图。
图4是将钢铁支柱竖立在规定位置并对之进行铅垂度修正的示例的俯视图。
图5是钢铁支柱竖立前的地面的俯视图。
图6是图4的钢铁支柱铅垂度修正作业的侧视图。
图7是表示在已竖立完毕的支柱上接上另一支柱时的铅垂度修正作业示例的侧视图。
图8(A)是图1所示激光铅垂器电路的示意方块图，图8(B)是表示激光铅垂器上控制部动作一例的流程图，图8(C)是表示控制部动作又一示例的流程图。
图9是将H型钢材构成的钢铁支柱竖立在规定位置上并对其进行铅垂度修正时的俯视图。
以下结合
本发明的实施形态。
图1是本发明的铅垂器一例的局部切除主视图。图3是该激光铅垂器的仰视图。
图示的激光铅垂器1具有激光发射装置11(包括省略图示的激光振荡器、透镜等)、支承该装置11的支承装置12、对支承装置12向2个方向作摆动驱动的双向驱动装置13、倾斜角度检测装置14、根据来自倾斜角度检测装置14的检测角度信息控制双向驱动装置13的动作、以控制激光发射装置11的姿势的控制部15。上述装置均装于壳体16中。图2是从图1的右侧表示激光发射装置11、其支承装置12及双向驱动装置13等。
壳体16设有电池盒17、将电源接通和断开的开关18。壳体16具有3根支脚161，在各支脚161的下侧面设有螺纹孔161a(见图3)。
如图1及图2所示，支承装置12设有安装激光发射装置11的校平台121。装置11为竖长形状，贯穿固定于校平台121的中央部。支承装置12还设有通过装置11的顶部而设于校平台121的球面构件122，该球面构件122向上方伸出，其上端面122a做成球面。该球面构件的上端球面122a因弹簧124的弹力而与处于校平台上方固定位置的球面抵接构件123压接。
在壳体16内有固定位置的框架162，它位于校平台121的下方，固定在校平台121上的激光发射装置11以充分的间隙贯穿该框架162，该装置11的激光发射口111面对壳体下侧面的窗口163。
前述弹簧124设置在校平台121下侧面与框架162上侧面之间并围绕着激光发射装置11的躯干部分。于是弹簧124就从下方弹性地上推支承校平台121，同时将前述球面构件122的上端球面122a与球面抵接构件123压接。
采用上述支承装置12的结构，校平台121及受其支承的激光发射装置11在如图1那样设置成激光发射装置11向下方发射激光的姿势时，就可以球面构件上端面122a与球面抵接构件123之间的相互接触部位为中心、沿横切激光发射方向的第1方向X1往返摆动、同时可沿横切激光发射方向且与该第1方向X1正交的第2方向Y2往返摆动。
如图1及图2所示，双向驱动装置13包括第1电动机M1、将第1电动机M1的驱动力传递到校平台121的第1传动机构131、第2电动机M2、将第2电动机M2的驱动力传递到校平台121的第2传动机构132。电动机M1及第1传动机构131的组合与电动机M2及第2传动机构132的组合以90度的中心角度间隔设置在校平台121的外侧，都装载于固定位置的框架162上。
第1传动机构131包括竖设在框架162上的轴承单元1311、旋转自如地支承于该单元的纵螺杆1312，与该螺杆螺纹结合的内螺纹构件1313、将该内螺纹构件与校平台121的周缘部连接的联杆机构1314。纵螺杆1312的顶部通过齿轮传动机构1315而与电动机M1的轴连接。
第2传动机构132包括竖设在框架162上的轴承单元1321、旋转自如地支承于该单元的纵螺杆1322，与该螺杆螺纹结合的内螺纹构件1323、将该内螺纹构件与校平台121的周缘部连接的联杆机构1324。纵螺杆1322的顶部通过齿轮传动机构1325而与电动机M2的轴连接。
于是双向驱动装置13就可通过电动机M1的运转而使内螺纹构件1313升降，由此通过联杆机构1314使校平台121、从而使受其支承的激光发射装置11克服弹簧124的弹力而沿前述第1方向X1往返摆动。另外，可通过电动机M2的运转而使内螺纹构件1323升降，由此通过联杆机构1324使校平台121、从而使受其支承的激光发射装置11克服弹簧124的弹力而沿前述第2方向Y1往返摆动。
对激光发射方向相对铅垂方向的倾斜角度进行检测的倾斜角度检测装置14由2个角度检测传感器141、142构成，均装载于校平台121上。传感器141检测在前述第1方向X1的倾斜角度θ1(见图1)，传感器142检测在前述第2方向Y1的倾斜角度θ2(见图2)。
对传感器141、142并无限制，这里用的是公知的一般称为电解液检测器的那种，与水平仪同样，液珠根据偏离水平面的倾斜角度而移动，但它可将液珠的移动位置作为电气信号输出，可高精度地检测倾斜角度。
如图8(A)所示，传感器141、142的检测角度信息被输入控制部15，双向驱动装置13的各电动机M1、M2根据控制部15的指示工作。
控制部15根据倾斜角度检测装置14的各传感器141、142所检测到的、来自激光发射装置11的激光发射方向相对铅垂方向而在前述第1方向X1的倾斜角度θ1以及在前述第2方向Y1的倾斜角度θ2，为了使所有倾斜角度都成为0、换言之、使来自激光发射装置11的激光发射方向向着铅垂方向，对该装置11的姿势控制量(修正量)进行计算，并根据其计算结果驱动双向驱动装置13的电动机M1、M2，由此而控制激光发射装置11的姿势，以使该激光发射方向向着铅垂方向。
通过在壳体16的电池盒17中装入电池B且将开关18接通，如后所述，就可将上述的激光铅垂器1用于长尺寸构件的铅垂度修正作业。
以下说明本发明的长尺寸构件铅垂度修正装置一例及使用该例的本发明的长尺寸构件铅垂度修正方法示例。
图4是表示将钢铁支柱3竖立在固定位置上且对其进行铅垂度修正的状态的俯视图，图5是钢铁支柱3竖立前的地面俯视图。图6是图4所示的钢铁支柱铅垂度修正作业的侧视图。另外，图9是将H型钢材构成的钢铁支柱4竖立在固定位置上并对其进行铅垂度修正时的俯视图。
如图4～图6及图9所示，钢铁支柱铅垂度修正装置A由前述的激光铅垂器1和支臂构件2组成。
支臂构件2是在一个侧面设有刻度尺S(见图6)的长直尺构件21的一端连接相互正交的2块激光铅垂器装载板22、23。板22、23相互正交设置，且使该正交棱角线大致处于直尺构件21的延长线上并与直尺构件21连接。直尺构件21设有磁铁装置24。该磁铁装置24在这里是用永久磁铁构成。
各板22、23分别在中央设有表示基准位置的贯通基准孔221、231。各板22、23还具有三个螺栓通孔h。
采用该铅垂度修正装置A时，激光铅垂器1被载放于板22或23，将螺栓b(图6)穿过各螺栓通孔h后螺合紧固于铅垂器壳体16的3根支脚161下侧面的螺纹孔161a中，这样安装固定在支臂构件2上。在此安装状态下，激光铅垂器1上的激光发射装置11的激光发射口111隔着铅垂器壳体16的窗口163而面对基准孔221或231。
在图4～图6所示的铅垂度修正作业中，激光铅垂器1装载于板22上，直尺构件21用磁铁装置24固定在预先连接在圆柱3上部的截面为H形状的梁连接用构件31的上侧面。这时可利用刻度尺S来决定支臂构件2在圆柱上部的安装位置。
在图9所示的铅垂度修正作业中，激光铅垂器1装载在板23上，直尺构件21用磁铁装置24固定在H形钢铁支柱4上部的一个侧面41上。这时也可利用刻度尺S来决定支臂构件2在支柱上部的安装位置。
如上所述，支臂构件2可根据要安装它的长尺寸构件上部的形状等分别使用板22、23。
以下继续说明图4-图6所示的铅垂度修正作业，将前述的铅垂度修正装置A搬入工地，并固定于横躺在地面上的钢铁圆柱3上。在圆柱3的上部周面预先以90度的中心角度间隔向4个方向凸出设有梁连接用构件31。在譬如一个梁连接用构件31的上侧面固定装置A。在这种场合，可利用在该上侧面的预定位置上画出的定位线、刻度等，或利用支臂构件2的直尺构件21上的刻度尺S简便地进行。
支臂构件2的固定如图4所示，要使设在激光铅垂器装载板22上的前述基准孔221(更确切地说是其中心)位于从钢铁支柱3的中心轴线30起沿垂直于该中心轴线的预定方向X相隔规定距离α、同时沿垂直于该中心轴线30及前述方向X双方的方向Y相隔规定距离β的位置上。
如前所述，激光铅垂器1以其激光发射装置11的激光发射口11面对基准孔221的状态安装在板22上。
在电池盒17中放入电池B。
另外如图5所示，在地面L一侧，在与钢铁支柱脚部(此处为钢铁支柱脚板)32相连的水平面上(此处为地面L上)，在从钢铁支柱3的中心轴线30应处的位置点P起沿预定的水平方向X’相隔与前述相同的距离α、同时沿垂直于方向X’的水平方向Y’相隔与前述相同的距离β的位置上设置地面标记5。另外如图6所示，在地面L上预先形成上面为球面形的隆起部300，同时在该隆起部300的外侧预先竖立多根(此处为4根)地脚螺栓33，以大致处于相同水平面上的状态将承力螺帽34与螺栓33螺合。
将已安装有装置A的钢铁支柱3的脚板32载放在隆起部300上，将钢铁支柱3竖立，使其中心轴线30与前述地面上的位置P一致，且使从支柱3的中心轴线30相隔距离为α、β的基准孔221大致位于地面标记5的铅垂上方。这时将激光铅垂器1的开关18接通。
另外，将地脚螺栓33嵌入脚板32四个角上的螺栓孔中。将上侧螺帽35与向脚板32上方伸出的地脚螺栓部分松松地螺合。
这样，支柱3的脚板32就支承在与地脚螺栓33螺合的承力螺帽34及隆起部300上，将支柱3竖立成可作铅垂度修正的大致铅垂姿势。
这里，在激光铅垂器1上从激光发射装置11向下方发射激光Lb，并进行铅垂度修正，以使该激光投射到地面标记5上。铅垂度修正在这里是根据需要来升降地脚33上的各承力螺帽34。另外，设有隆起部300时可以使该处支承支柱重量的大部分，便于铅垂度修正作业的进行，但并非一定要设置。
当要在该铅垂度修正作业中调节支柱3的姿势、同时改变激光铅垂器1的姿势时，在激光铅垂器1上，根据控制部15的指示，双向驱动装置13工作并控制校平台121的姿势，以使激光向着铅垂方向。即，激光铅垂器1的控制部15指示双向驱动装置13对校平台121、进而对载于其上的激光发射装置11的姿势进行控制，以使倾斜角度检测装置14检测到的倾斜角度接近0，从而使激光向着铅垂方向。这样就使激光发射装置11的姿势受到控制，使激光始终向着铅垂下方。即，与传统的铅锤始终向着铅垂下方一样，激光始终向着铅垂下方。从而通过修正铅垂度，使该激光投射于地面标记5，就可简单高精度地对支柱3按铅垂方向修正铅垂度。修正铅垂度后一边保持着该姿势一边将地脚螺栓33上的上下螺帽34、35拧紧在脚板32上，就完成了支柱3的竖立。
控制部15包含计算机，以下结合图8(B)说明其动作。
一旦开关18闭合、电源接通，程序便启动，进行初始设定(步骤S1)。这里激光发射装置11亮灯。接着用倾斜角度检测装置14对激光发射方向偏离铅垂方向而倾斜的角度进行检测处理(步骤S2)，并根据其检测角度计算激光发射装置11的姿势控制量(步骤S3)。根据该计算结果用双向驱动装置13实行角度修正处理(姿势控制处理)(步骤S4)。在铅垂度修正作业过程中，反复进行步骤2到步骤4的过程。
控制部15可以做成如下结构，即，在倾斜角度检测装置14检测到的倾斜角度(这里是各传感器141、142检测到的倾斜角度中至少一方)小于规定角度(这里是2.5度)时允许激光发射装置11亮灯，同时允许双向驱动装置13对激光发射装置11进行姿势控制，而在检测到的倾斜角度超过前述规定角度时，则禁止激光发射装置11及双向驱动装置工作。
在这种场合，当从激光发射装置11发射的激光的方向偏离铅垂方向而倾斜的角度超过规定角度时，激光发射装置11不亮灯，双向驱动装置13也不工作。从而，当将激光铅垂器1如前述那样安装在横躺于地面上的支柱3后再将该支柱竖立时，激光铅垂器1在处于横躺姿势时不工作。另外，即使支柱3已竖立，激光方向偏离铅垂方向而倾斜的角度超过规定角度时，就是竖立的支柱3相对铅垂方向而大大倾斜之时。从而，就可禁止在支柱3相对铅垂方向大大倾斜的状态下开始费时费力的铅垂度修正作业，而是在更接近铅垂方向的竖立状态下开始铅垂度修正作业。
控制部15用上述结构时，控制装置15的动作如图8(C)的流程图所示。
即，一旦开关18闭合、电源接通，程序就启动并进行初始设定(步骤S11)。接着用倾斜角度检测装置14对激光发射方向偏离铅垂方向而倾斜的角度进行检测处理(步骤S12)，如果该检测角度小于2.5度，就将激光发射装置11点亮(步骤S13、S14)，再根据该检测角度计算激光发射装置11的姿势控制量(步骤S15)。根据该计算结果用双向驱动装置13实行角度修正处理(姿势控制处理)(步骤S16)。当在步骤S13检测到的角度超过2.5度时，就实行激光发射装置11的熄灯处理及双向驱动装置13(其电动机M1、M2)停转处理，并返回到步骤12。在铅垂度修正作业中，反复实行这种处理。
不过，控制部15的动作并不受上述所限，总之，只要是根据倾斜角度检测装置14的各传感器141、142所检测到的、来自激光发射装置11的激光发射方向相对铅垂方向而在前述第1方向X1的倾斜角度θ1及在前述第2方向Y1的倾斜角度θ2来计算该装置11的姿势控制量(修正量)，并根据其计算结果驱动双向驱动装置13的电动机M1、M2，并由此控制激光发射装置11的姿势，使所有的倾斜角都成为0，换言之，使来自激光发射装置11的激光发射方向向着铅垂方向即可。
以上所述为在地面L上竖立支柱3的示例，而如图7所示，当要在已沿铅垂方向竖立的支柱3上再接着沿铅垂方向竖立另一根接长支柱3时，是在接长的支柱3上部装载铅垂度修正装置A。地面标记也可设置在与该接长的支柱3的下部相连的水平面上，也可将竖立最初的支柱3时所用的地面标记5用于竖立接长支柱3。在该支柱竖立作业中，将已沿铅垂方向竖立完毕的支柱3的上端部与接长的支柱3的下端部用图7所示的螺栓螺帽和利用了连接板的接头J进行临时固定连接，并在上下支柱之间的适当位置上打入楔子等，再实施铅垂度修正。当铅垂度修正完毕后，就将接头J上的螺栓螺帽紧固。需要时也可在上下支柱之间进行焊接。
以上说明的随着圆柱3的竖立进行的铅垂度修正作业也适用于图9所示的截面为H形的支柱4或其他长尺寸构件。
如上所述，本发明是可用于将柱形构件等长尺寸构件沿铅垂方向竖立时对已竖立的长尺寸构件实施铅垂度修正的激光铅垂器，是一种容易操作，可简单高精度地实施长尺寸构件的铅垂度修正作业的激光铅垂器。
另外，本发明是用于将柱形构件等长尺寸构件沿铅垂方向竖立时对已竖立的长尺寸构件实施铅垂度修正的铅垂度修正装置，是一种容易操作，可简单高精度地实施长尺寸构件的铅垂度修正作业的铅垂度修正装置。
另外，本发明是一种在将柱形构件等长尺寸构件沿铅垂方向竖立的作业中可简单高精度地对已竖立的长尺寸构件实施铅垂度修正的长尺寸构件的铅垂度修正方法。
权利要求
1.一种激光铅垂器，是在将长尺寸构件沿铅垂方向竖立的作业中对已竖立的长尺寸构件实施铅垂度修正用的激光铅垂器，其特征在于，具有激光发射装置；对设置成向下方发射激光姿势的该激光发射装置进行支承、可沿横切激光发射方向的第1方向往返摆动、同时可沿横切激光发射方向且与该第1方向正交的第2方向往返摆动的支承装置；可分别驱动所述激光发射装置向所述第1方向及第2方向摆动的双向驱动装置；对所述激光发射方向相对铅垂方向的倾斜角度进行检测的倾斜角检测装置；根据所述倾斜角度检测装置的检测角度使所述双向驱动装置控制该激光发射装置的姿势、以使该激光发射方向向着铅垂方向的控制部。
2.根据权利要求1所述的激光铅垂器，其特征在于，所述激光发射装置的支承装置设有安装该激光发射装置的校平台；设在该校平台上且向上方伸出、上端面形成球面或球面状的球面构件；该球面构件的上端面所抵接的处于校平台上方的球面抵接构件；从下方弹力地上推支承该校平台、使该球面构件的上端面与所述球面抵接构件压接、且可使该校平台以该球面构件与球面抵接构件之间的接触部为中心分别向所述第1方向和第2方向往返摆动的弹簧。
3.根据权利要求2所述的激光铅垂器，其特征在于，所述双向驱动装置设有使所述校平台沿所述第1方向往返摆动用的第1电动机、将该第1电动机的驱动力传递到所述校平台以使该校平台沿所述第1方向摆动用的第1传动机构、使所述校平台沿所述第2方向往返摆动用的第2电动机、将该第2电动机的驱动力传递到所述校平台以使该校平台沿所述第2方向摆动用的第2传动机构。
4.根据权利要求1所述的激光铅垂器，其特征在于，所述控制部在所述倾斜角度检测装置检测到的角度小于规定角度时允许所述激光发射装置亮灯，同时允许所述双向驱动装置对所述激光发射装置进行姿势控制，当所述倾斜角度检测装置检测到的角度超过所述规定角度时禁止所述激光发射装置及所述双向驱动装置工作。
5.一种长尺寸构件铅垂度修正装置，其特征在于，包括激光铅垂器和支臂构件，所述激光铅垂器是在将长尺寸构件沿铅垂方向竖立的作业中对已竖立的长尺寸构件实施铅垂度修正用的激光铅垂器，具有激光发射装置；对设置成向下方发射激光的姿势的该激光发射装置进行支承、可沿横切激光发射方向的第1方向往返摆动、同时可沿横切激光发射方向且与该第1方向正交的第2方向往返摆动的支承装置；可分别驱动所述激光发射装置向所述第1方向及第2方向摆动的双向驱动装置；对所述激光发射方向相对铅垂方向的倾斜角度进行检测的倾斜角检测装置；根据所述倾斜角度检测装置的检测角度使所述双向驱动装置控制该激光发射装置的姿势、以使该激光发射方向向着铅垂方向的控制部，所述支臂构件设定使该激光铅垂器上的激光发射装置的激光发射口面对的基准位置，可将所述激光发射口面对该基准位置后装载该激光铅垂器、同时可固定在所述长尺寸构件的上部。
6.根据权利要求5所述的长尺寸构件铅垂度修正装置，其特征在于，所述激光铅垂器上的所述激光发射装置的支承装置设有安装该激光发射装置的校平台；设在该校平台上且向上方凸出且上端面形成球面或球面状的球面构件；该球面构件的上端面所抵接的处于校平台上方的球面抵接构件；从下方弹力地上推支承该校平台、以使该球面构件的上端面与所述球面抵接构件压接、且可使该校平台以该球面构件与球面抵接构件之间的接触部为中心分别向所述第1方向和第2方向往返摆动的弹簧。
7.根据权利要求6所述的长尺寸构件铅垂度修正装置，其特征在于，所述双向驱动装置设有使所述校平台沿所述第1方向往返摆动用的第1电动机、将该第1电动机的驱动力传递到所述校平台以使该校平台沿所述第1方向摆动用的第1传动机构、使所述校平台沿所述第2方向往返摆动用的第2电动机、将该第2电动机的驱动力传递到所述校平台以使该校平台沿所述第2方向摆动用的第2传动机构。
8.根据权利要求5所述的长尺寸构件铅垂度修正装置，其特征在于，所述激光铅垂器上的所述控制部在所述倾斜角度检测装置检测到的角度小于规定角度时允许所述激光发射装置亮灯，同时允许所述双向驱动装置对所述激光发射装置进行姿势控制，当所述倾斜角度检测装置检测到的角度超过所述规定角度时禁止所述激光发射装置及所述双向驱动装置工作。
9.根据权利要求5所述的长尺寸构件铅垂度修正装置，其特征在于，所述支臂构件设有将该支臂构件固定在长尺寸构件上用的磁铁装置。
10.根据权利要求6、7、或8所述的长尺寸构件铅垂度修正装置，其特征在于，所述支臂构件设有将该支臂构件固定在长尺寸构件上用的磁铁装置。
11.一种长尺寸构件铅垂度修正方法，是在将长尺寸构件沿铅垂方向竖立的作业中对已竖立的长尺寸构件实施铅垂度修正的方法，其特征在于，包括下列工序激光铅垂器的准备工序，该激光铅垂器具有激光发射装置；对设置成向下方发射激光姿势的该激光发射装置进行支承、可沿横切激光发射方向的第1方向往返摆动、同时可沿横切激光发射方向且与该第1方向正交的第2方向往返摆动的支承装置；可分别驱动所述激光发射装置向所述第1方向及第2方向摆动的双向驱动装置；对所述激光发射方向相对铅垂方向的倾斜角度进行检测的倾斜角检测装置；根据所述倾斜角度检测装置的检测角度使所述双向驱动装置控制该激光发射装置的姿势、以使该发射方向向着铅垂方向的控制部，将可装载该激光铅垂器的支臂构件、即设定了使该铅垂器上的激光发射装置的激光发射口应面对的基准位置的支臂构件固定在长尺寸构件的上部、以使所述基准位置位于从该长尺寸构件的中心轴线起沿垂直于该中心轴线的规定方向X相隔规定距离α、同时沿垂直于该中心轴线及所述方向X双方的方向Y相隔规定距离β的位置上的工序，使所述激光发射装置的激光发射口面对所述基准位置后将所述激光铅垂器装载于所述支臂构件上的工序，在与所述长尺寸构件的下部相连的水平面上或在比该水平面更下方的水平面上、在从该长尺寸构件的所述中心轴线应处的位置点P起沿规定的水平方向X’相隔所述距离α、同时沿垂直于所述方向X’的水平方向Y’相隔所述距离β的位置上设置地面标记的工序，在使所述长尺寸构件的中心轴线与所述点P一致后竖立的状态下从所述激光铅垂器的激光发射装置向下方发射激光、并调节长尺寸构件的姿势以使该激光投射到所述地面标记上的长尺寸构件铅垂度修正工序。
12.根据权利要求11所述的长尺寸构件铅垂度修正方法，其特征在于，所述激光铅垂器上的所述激光发射装置的支承装置设有安装该激光发射装置的校平台；设在该校平台上且向上方伸出且上端面形成球面或球面状的球面构件；该球面构件的上端面所抵接的处于校平台上方的球面抵接构件；从下方弹力地上推支承该校平台、以使该球面构件的上端面与所述球面抵接构件压接、且可使该校平台以该球面构件与球面抵接构件之间的接触部为中心分别向所述第1方向和第2方向往返摆动的弹簧。
13.根据权利要求12所述的长尺寸构件铅垂度修正方法，其特征在于，所述双向驱动装置设有使所述校平台沿所述第1方向往返摆动用的第1电动机、将该第1电动机的驱动力传递到所述校平台以使该校平台沿所述第1方向摆动用的第1传动机构、使所述校平台沿所述第2方向往返摆动用的第2电动机、将该第2电动机的驱动力传递到所述校平台以使该校平台沿所述第2方向摆动用的第2传动机构。
14.根据权利要求11所述的长尺寸构件铅垂度修正方法，其特征在于，所述激光铅垂器上的所述控制部在所述倾斜角度检测装置检测到的角度小于规定角度时允许所述激光发射装置亮灯，同时允许所述双向驱动装置对所述激光发射装置进行姿势控制，当所述倾斜角度检测装置检测到的角度超过所述规定角度时禁止所述激光发射装置及所述双向驱动装置工作。
15.根据权利要求11所述的长尺寸构件铅垂度修正方法，其特征在于，所述支臂构件设有将该支臂构件固定在长尺寸构件上用的磁铁装置。
16.根据权利要求12、13、或14所述的长尺寸构件铅垂度修正方法，其特征在于，所述支臂构件设有将该支臂构件固定在长尺寸构件上用的磁铁装置。
全文摘要
一种激光铅垂器,用于对已竖立的长尺寸构件实施铅垂度修正,具有:激光发射装置;支承该激光发射装置、可沿横切激光发射方向的第1方向往返摆动、同时可沿横切激光发射方向且与第1方向正交的第2方向往返摆动的支承装置;可驱动激光发射装置向第1及第2方向摆动的双向驱动装置;对激光发射方向相对铅垂方向的倾斜角度进行检测的倾斜角检测装置;根据检测角度使双向驱动装置控制激光发射装置的姿势、以使发射方向向着铅垂方向的控制部。本发明可简单高精度地实施长尺寸构件的铅垂度修正作业。
文档编号E04G21/18GK1249385SQ9911048
公开日2000年4月5日 申请日期1999年7月13日 优先权日1998年7月14日
发明者松本有司, 南达成, 依田修, 田边昭 申请人:株式会社松本工务店