CH674108A5 - - Google Patents

Description

  
 

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

 



      PATENTANSPRoCHE   
1. Mobiler Laserstrahl-Empfänger, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Printplatte (P) mehrere Fotodioden   (E;)    versetzt, derart stehend montiert angeordnet sind, dass der aus einem Laser-Nivelliergerät ausgestrahlte, rotierende Laserstrahl aus allen Richtungen empfangen wird.



   2. Laserstrahl-Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotodioden   (F >     auf der Printplatte (P) in einer Ebene angeordnet und zur Erzeugung eines Referenzsignals parallel geschaltet sind und der durch den Laserstrahl periodisch erzeugte Impuls in den elektronischen Komponenten verstärkt, filtriert und verzögert wird, wobei die elektronischen Komponenten mit den Foto dioden und der Printplatte eine elektromechanische Einheit bilden.



   3. Laserstrahl-Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Printplatte   (P)mit    Fotodioden   (Ei),    mit aufbereitetem Signal (2) und mit der Speisung (3) für die elektronischen Komponenten, eine selbständige Funktionsgruppe für den Empfang des Laserstrahles in einer bestimmten Ebene darstellt, wobei der rechtwinklig zur Laserstrahl-Rotationsebene liegende Abtastbereich sowie die Abtaststufen und somit auch die erforderliche Auflösung durch Stapelung mehrerer Printplatten erreicht ist.



   4. Laserstrahl-Empfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere identische Printplatten (P) durch vorzugsweise 3 Metallstangen (S) befestigt sind und für die Abstände der Printplatten (P) Distanzhülsen   (H) verwendet    sind, wobei die Metallstangen (S) mit einem unteren und oberen Abschluss-Deckel verschraubt sind.



   5. Laserstrahl-Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotodioden   (F)    in Sperr-Richtung geschaltet und deren durch den Laserstrahl erzeugte Impulse durch einen Mehrfachverstärker (V1, V2, V3) verstärkt und mit einer Diode (D1) an einen Impulsverlängerer (V4, R7, R8, C4) geschaltet sind, dessen Ausgang mit Widerstand (R9), Kondensator (C5) und Diode (D2) beschaltet, einen Rechteckimpuls (I) definierter Zeitdauer erzeugt.



   BESCHREIBUNG



  Stand der Technik
Es ist bekannt, bei Nivellierungsarbeiten ein Laser-Nivelliergerät einzusetzen, dessen rotierender Laserstrahl eine Referenzebene an einen Laserstrahl-Empfänger überträgt, das beispielsweise im Zürcher Tages-Anzeiger vom 23.2.1980 beschrieben ist.



  Vorteile der Erfindung
Auf einer Printplatte sind mehrere Fotodioden, versetzt und stehend so montiert, dass der aus einem Laser-Nivelliergerät ausgestrahlte, rotierende Laserstrahl aus allen Richtungen empfangen wird.



   Jede Printplatte mit den Fotodioden und den dazugehörenden Verstärkern sowie Impulsverlängerer kann somit als eine selbständige Funktionsgruppe für den Empfang des Laserstrahles in einer bestimmten Ebene verwendet werden. Als eine elektromechanische Einheit ausgeführt, kann die Schnittstelle zu den übrigen Anlageteilen auf den Signal-Ausgang und die Speisung minimalisiert werden, womit verhältnismässig umfangreiche Schaltverbindungen vermieden werden.



   Die   zweckmässig    rechtwinklig zur Laserstrahl-Rotationsebene liegende variable Abtastfläche kann durch Anordnung   meh-    rerer gleichwertiger Printplatten übereinander gewährleistet werden.



   Die je nach Anwendung und Anforderungen verschiedenen Abtastbereiche und Auflösungen können durch geeignete Auswahl von identischen Printplatten abgedeckt werden, womit die Kosten bei der Produktion reduziert werden können.



  Zeichnungen und Schaltplan
Die Erfindung ist in den Zeichnungen Figuren 1 bis 3 und dem Schaltbild Figur 4 dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen mobilen Laserstrahl Empfängers.



  Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
Bei dem in der Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier mit F bezeichnete Fotodioden in Sperrichtung parallel geschaltet. Diese sind einer Laserstrahl-Ebene zugeordnet. Wird ein rotierender Laserstrahl zumindest von einer Fotodiode empfangen, so werden negative Impulse erzeugt und in einem Mehrfachverstärker V1, V2, V3 linear verstärkt. Die einzelnen Verstärkerstufen sind mit RC-Gliedern C1, R1, C2, R3, C3, R5 gekoppelt und die einzelnen Operationsverstärker mit Widerständen R2, R4 und R6 beschaltet.



   Das verstärkte Signal wird über die Diode   D1    an einen Impulsverlängerer V4 geführt, der mit dem RC-Glied R7 und C4 sowie mit R8 beschaltet ist.



   Die Verbindung von Impulsverlängerer zur Auswertelogik läuft über die Ausgangs-Komponenten R9,   C5    und D2.



   Die Anspeisung erfolgt über Widerstand R14 und Stützkondensator C8 sowie über die Spannungsteiler R10,   Ru 1,    und R12, R13 mit Stützkondensatoren C6 und C7.



   Die 4 Fotodioden F sind nach Figur 1 und 3 auf eine Printplatte P stehend, jeweils um 90 Grad versetzt angeordnet und mit dazugehörigen Komponenten gemäss Figur 4 funktionell, elektrisch und mechanisch verbunden.



   Somit ist die Printplatte P gemäss Figur 1 eine in sich abgeschlossene Funktionseinheit mit Anspeisung 3 und Ausgang 2.



   Die Messwertverarbeitung und die Weiterleitung des Digitalsignals I gemäss Figur 1 und 4 wird von einer integrierten Schaltung übernommen. Diese ist nicht Gegenstand der Erfindung daher hier auch nicht näher beschrieben.



   Der Laserstrahl-Empfänger besteht nach Figur 2 aus 15 übereinander angeordneten identischen Printplatten P, die durch drei Metallstangen S befestigt sind. Der, rechtwinklig zu dem in einer bestimmten Ebene ausgestrahlten Laserstrahl definierte Abtastbereich, wird durch die Anzahl identischer Printplatten P erreicht. Die Printplatten P, Metallstangen S, Distanzhülsen H sowie weitere, hier nicht näher beschriebene Komponenten wie z.B. die logische Signalauswertung etc. werden in einem Plexiglasrohr untergebracht, welches oben und unten durch O-Ringe luftdicht abgedichtet ist, indem die Metallstangen S mit dem unteren und oberen Abschlussdeckel verschraubt sind.



   Die Wirkungsweise des Laserstrahl-Empfängers ist wie folgt:
Am Rande eines Baugeländes (Planierung, Strassen-, Kanalbau etc.) wird ein Laser-Nivelliergerät auf einem Stativ aufgestellt. Der rotierende Laser-Strahl wird mit einer bestimmten Höhenangabe und wenn erforderlich mit einer Flächenneigung programmiert.

 

   Die Baumaschine z.B. Bagger oder Planiermaschine, wird mit dem mobilen Laserstrahl-Empfänger ausgerüstet. Die Laserstrahl-Höhe, bzw. geneigte Ebene wird von den Fotodioden F des Laserstrahl-Empfängers auf dem gesamten Baugelände empfangen. Die an den Fotodioden erzeugten Impulse werden  nach Figur 4 aufbereitet und anschliessend über eine digitale Auswerte-Schaltung auf Anzeigeelemente (Lampen oder Leuchtdioden) geleitet. Damit wird dem Maschinenführer die genaue Arbeitshöhe seiner Schaufel oder seines Planierschildes angezeigt.



   Mit einer zusätzlichen elektronischen Schaltung können die Signale parallel zur optischen Anzeige gleichzeitig auf die Hydraulik der   Planierschild-Vestellung    geführt werden, wodurch eine automatische Verstellung des Planierschildes auf die gewünschte Arbeitshöhe erreicht wird. 

Claims (5)

1. PATENTANSPRoCHE 1. Mobiler Laserstrahl-Empfänger, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Printplatte (P) mehrere Fotodioden (E;) versetzt, derart stehend montiert angeordnet sind, dass der aus einem Laser-Nivelliergerät ausgestrahlte, rotierende Laserstrahl aus allen Richtungen empfangen wird.
2. 2. Laserstrahl-Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotodioden (F > auf der Printplatte (P) in einer Ebene angeordnet und zur Erzeugung eines Referenzsignals parallel geschaltet sind und der durch den Laserstrahl periodisch erzeugte Impuls in den elektronischen Komponenten verstärkt, filtriert und verzögert wird, wobei die elektronischen Komponenten mit den Foto dioden und der Printplatte eine elektromechanische Einheit bilden.
3. 3. Laserstrahl-Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Printplatte (P)mit Fotodioden (Ei), mit aufbereitetem Signal (2) und mit der Speisung (3) für die elektronischen Komponenten, eine selbständige Funktionsgruppe für den Empfang des Laserstrahles in einer bestimmten Ebene darstellt, wobei der rechtwinklig zur Laserstrahl-Rotationsebene liegende Abtastbereich sowie die Abtaststufen und somit auch die erforderliche Auflösung durch Stapelung mehrerer Printplatten erreicht ist.
4. 4. Laserstrahl-Empfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere identische Printplatten (P) durch vorzugsweise 3 Metallstangen (S) befestigt sind und für die Abstände der Printplatten (P) Distanzhülsen (H) verwendet sind, wobei die Metallstangen (S) mit einem unteren und oberen Abschluss-Deckel verschraubt sind.
5. 5. Laserstrahl-Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotodioden (F) in Sperr-Richtung geschaltet und deren durch den Laserstrahl erzeugte Impulse durch einen Mehrfachverstärker (V1, V2, V3) verstärkt und mit einer Diode (D1) an einen Impulsverlängerer (V4, R7, R8, C4) geschaltet sind, dessen Ausgang mit Widerstand (R9), Kondensator (C5) und Diode (D2) beschaltet, einen Rechteckimpuls (I) definierter Zeitdauer erzeugt.

   BESCHREIBUNG

   Stand der Technik Es ist bekannt, bei Nivellierungsarbeiten ein Laser-Nivelliergerät einzusetzen, dessen rotierender Laserstrahl eine Referenzebene an einen Laserstrahl-Empfänger überträgt, das beispielsweise im Zürcher Tages-Anzeiger vom 23.2.1980 beschrieben ist.

   Vorteile der Erfindung Auf einer Printplatte sind mehrere Fotodioden, versetzt und stehend so montiert, dass der aus einem Laser-Nivelliergerät ausgestrahlte, rotierende Laserstrahl aus allen Richtungen empfangen wird.

   Jede Printplatte mit den Fotodioden und den dazugehörenden Verstärkern sowie Impulsverlängerer kann somit als eine selbständige Funktionsgruppe für den Empfang des Laserstrahles in einer bestimmten Ebene verwendet werden. Als eine elektromechanische Einheit ausgeführt, kann die Schnittstelle zu den übrigen Anlageteilen auf den Signal-Ausgang und die Speisung minimalisiert werden, womit verhältnismässig umfangreiche Schaltverbindungen vermieden werden.

   Die zweckmässig rechtwinklig zur Laserstrahl-Rotationsebene liegende variable Abtastfläche kann durch Anordnung meh- rerer gleichwertiger Printplatten übereinander gewährleistet werden.

   Die je nach Anwendung und Anforderungen verschiedenen Abtastbereiche und Auflösungen können durch geeignete Auswahl von identischen Printplatten abgedeckt werden, womit die Kosten bei der Produktion reduziert werden können.

   Zeichnungen und Schaltplan Die Erfindung ist in den Zeichnungen Figuren 1 bis 3 und dem Schaltbild Figur 4 dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen mobilen Laserstrahl Empfängers.

   Beschreibung eines Ausführungsbeispieles Bei dem in der Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier mit F bezeichnete Fotodioden in Sperrichtung parallel geschaltet. Diese sind einer Laserstrahl-Ebene zugeordnet. Wird ein rotierender Laserstrahl zumindest von einer Fotodiode empfangen, so werden negative Impulse erzeugt und in einem Mehrfachverstärker V1, V2, V3 linear verstärkt. Die einzelnen Verstärkerstufen sind mit RC-Gliedern C1, R1, C2, R3, C3, R5 gekoppelt und die einzelnen Operationsverstärker mit Widerständen R2, R4 und R6 beschaltet.

   Das verstärkte Signal wird über die Diode D1 an einen Impulsverlängerer V4 geführt, der mit dem RC-Glied R7 und C4 sowie mit R8 beschaltet ist.

   Die Verbindung von Impulsverlängerer zur Auswertelogik läuft über die Ausgangs-Komponenten R9, C5 und D2.

   Die Anspeisung erfolgt über Widerstand R14 und Stützkondensator C8 sowie über die Spannungsteiler R10, Ru 1, und R12, R13 mit Stützkondensatoren C6 und C7.

   Die 4 Fotodioden F sind nach Figur 1 und 3 auf eine Printplatte P stehend, jeweils um 90 Grad versetzt angeordnet und mit dazugehörigen Komponenten gemäss Figur 4 funktionell, elektrisch und mechanisch verbunden.

   Somit ist die Printplatte P gemäss Figur 1 eine in sich abgeschlossene Funktionseinheit mit Anspeisung 3 und Ausgang 2.

   Die Messwertverarbeitung und die Weiterleitung des Digitalsignals I gemäss Figur 1 und 4 wird von einer integrierten Schaltung übernommen. Diese ist nicht Gegenstand der Erfindung daher hier auch nicht näher beschrieben.

   Der Laserstrahl-Empfänger besteht nach Figur 2 aus 15 übereinander angeordneten identischen Printplatten P, die durch drei Metallstangen S befestigt sind. Der, rechtwinklig zu dem in einer bestimmten Ebene ausgestrahlten Laserstrahl definierte Abtastbereich, wird durch die Anzahl identischer Printplatten P erreicht. Die Printplatten P, Metallstangen S, Distanzhülsen H sowie weitere, hier nicht näher beschriebene Komponenten wie z.B. die logische Signalauswertung etc. werden in einem Plexiglasrohr untergebracht, welches oben und unten durch O-Ringe luftdicht abgedichtet ist, indem die Metallstangen S mit dem unteren und oberen Abschlussdeckel verschraubt sind.

   Die Wirkungsweise des Laserstrahl-Empfängers ist wie folgt: Am Rande eines Baugeländes (Planierung, Strassen-, Kanalbau etc.) wird ein Laser-Nivelliergerät auf einem Stativ aufgestellt. Der rotierende Laser-Strahl wird mit einer bestimmten Höhenangabe und wenn erforderlich mit einer Flächenneigung programmiert.

   Die Baumaschine z.B. Bagger oder Planiermaschine, wird mit dem mobilen Laserstrahl-Empfänger ausgerüstet. Die Laserstrahl-Höhe, bzw. geneigte Ebene wird von den Fotodioden F des Laserstrahl-Empfängers auf dem gesamten Baugelände empfangen. Die an den Fotodioden erzeugten Impulse werden **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.