CN103328924B - 具有测杆和测量设备的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有测杆（12）和测量设备（14）的系统，该测量设备具有至少一个计算单元（16）、一斜度测量器件（18）和一电子距离测量器件（20）。提出了，该系统具有耦合装置（22），该耦合装置设计用于，由操作者以能拆松的方式将测杆（12）和测量设备（14）耦合。

Description

具有测杆和测量设备的系统

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的具有测杆和测量设备的系统。

背景技术

已经提出了一种具有测杆和测量设备的系统，该测量设备具有至少一个计算单元、一斜度测量器件和一电子距离测量器件。测杆和测量设备在此一体构成。

发明内容

本发明涉及一种具有测杆（Messschiene）和测量设备的系统，该测量设备具有至少一个计算单元、一斜度测量器件和一电子距离测量器件。

提出了，该系统具有耦合装置，该耦合装置设计用于，由操作者以能拆松的方式将测杆和测量设备耦合。“测杆”特别是应理解成一种装置，其具有至少两个彼此间隔开的、围成测量平面的接触区域。接触区域优选地设计成平行的、特别是连续的面。特别是，接触区域布置成至少部分地彼此隔开至少20cm、优选至少40cm、特别优选至少60cm。有利地，两个接触面是布置在平面上的、特别是连续的接触面的部分面。优选地，测杆具有至少两个接触面。优选地，测杆至少部分地由本领域技术人员看来合理的材料、然而优选由塑料和/或有利地由铝制成。特别是应将“计算单元”理解成一种具有信息输入端、信息处理装置和信息输出端的单元。有利地，计算单元具有至少一个处理器、输入接口、输出接口和/或有利地在计算单元的存储器中存储的运行程序和/或计算程序。“斜度测量器件”特别是应理解成一种器件，其至少设计用于查明关于至少一个轴相对于重力的方向的取向以及特别优选地以电子形式提供至少一个与此相关的信息。优选地，斜度测量器件测量关于优选彼此垂直的至少两个轴、有利的是三个轴的取向。特别是，“距离测量器件”应理解成一种器件，其设计用于确定基准点和测量对象之间的距离。在此应该将“电子的”特别是理解成，距离测量器件发出至少一个电特征值，其具有关于测得的距离的至少一个信息。计算单元优选地设计用于，读出和/或接收该特征值。特别地，“耦合装置”应理解成一种装置，其设计用于将测杆和测量设备特别在预设位置中相对彼此不能运动地对齐。耦合装置优选地具有本领域技术人员看来合理的耦合器件，然而优选地是一种用于生成力配合和/或形状配合的器件。特别是，耦合器件设计成锁定元件，优选设计成止动元件，特别优选地设计成偏心元件。“设置” 特别应理解成特殊地编程、设计和/或装配。特别是，短语“由操作者以能拆松的方式”应理解成，耦合装置的连接可由操作者无损坏地且有利地无需工具地分开。通过系统的根据本发明的设计方案，测量设备可以舒适地、特别在多方面得到使用。可以特别是在斜度测量时结构简单地实现高的测量准确性。

在另一种设计方案中提出，测杆具有主长度，该主长度至少是测量设备的主长度的两倍，由此可以特别是在斜度测量时实现特别高的测量准确性。特别是，“主长度”应理解成最大长度，更确切地说是有利地平行于至少一个接触面。有利的，测杆的主长度至少是测量设备的主长度的三倍、优选四倍。

此外提出了，测杆具有耦合装置的耦合器件，该耦合器件设计用于，将测量设备固定在测杆上，由此在测量设备中可以省略视觉可见的且结构复杂的耦合器件。优选地，耦合器件设计用于将固定力施加在测量设备的外表面上。特别优选地，耦合装置将固定力施加在外表面的区域上，其与外表面的其它区域不能区分。

此外提出，测量设备具有杆识别器件，其在至少一种运行状态中提供了至少一个关于与测杆耦合的信息，由此能实现特别舒适的且通过改进的校准进行的准确的斜度测量。“杆识别器件”特别是应理解成一种器件，其具有本领域技术人员看起来是合理的、用于检测与测杆的连接的传感器，然而有利地具有电容传感器、电镀触点、电感传感器、特别是霍尔传感器和/或光学传感器。优选地，杆识别器件具有至少一个计算程序，其在至少一种运行状态中由计算单元执行。特别优选地，杆识别器件设计成计算程序，其在至少一种运行状态中由计算单元执行。特别是，“关于耦合的信息”应理解成一种信息，该信息至少部分地和测杆与测量设备的连接有关。术语“提供”应该特别理解成，杆识别器件设计用于，发送和/或可读出地发出信息。

此外提出，距离测量器件设计用于，借助激光束来确定距离，由此能够实现高准确性和高舒适性。“激光束”特别应理解成具有小于2度、有利地小于1度、特别有利地小于0.5度的张角的激光束。激光束在所述张角中优选地具有其射出能量的75%。

在本发明的一种有利的设计方案中提出，杆识别器件设计用于，至少利用激光束查明信息，由此能够放弃特别是仅用于检测在测量设备和测杆之间的耦合的、附加的传感器。短语“至少利用激光束查明信息”特别是应理解成，杆识别器件的信息与通过激光束查明的特征值有关。

此外提出，计算单元设计用于，根据斜度测量器件的特征值来确定接触面，由此能以结构简单的方式实现特别舒适的运行。有利地，测量设备和/或优选测杆具有至少两个、有利地至少三个不同取向的接触面。“接触面”特别是应理解成一种面，其在测量对象处的斜度测量中接触测量对象。优选地，接触面围成一个测量平面，其取向被斜度测量器件确定。有利地，斜度测量器件在测量时确定了测量平面相对于重力方向的斜度。“确定”在此特别是应理解成，计算单元从特别是斜度测量器件的至少一个特征值中确定测量平面，斜度测量器件相对于该测量平面查明取向。

此外提出，计算单元设计用于，根据关于与测杆耦合的信息来激活角度测量模式，由此操作者不必用手激活角度测量模式。“角度测量模式”特别应理解成一种模式，其中评估和/或有利地特别优先发出给操作者至少一个关于计算单元取向的信息。优选地，计算单元除了角度测量模式之外还具有距离测量模式，其中优先发出测得的距离。

此外提出，计算单元具有至少一个存储器，该存储器在至少一种运行状态中包括至少一个用于校准斜度测量器件的校准数据组，由此能够实现特别准确的斜度测量。“存储器”特别是应理解成一种器件，其设计用于有利地与电流供给无关地存储至少一个信息。 “校准数据组”特别是应理解成至少一个信息，其描述了在由传感器确定的重力方向和实际重力方向之间的区别。

此外提出，计算单元具有至少一个校准程序，该校准程序设计用于，生成斜度测量器件的校准数据组，由此能够在不同的使用条件下实现特别准确的斜度测量。特别是可以有利地识别和/或补偿斜度测量器件的功能干扰。“校准程序”特别是应理解成一种可由计算单元的处理器执行的程序。特别是，概念“检查”应理解成，校准程序确定了在由传感器确定的重力方向和实际重力方向之间的区别并且将其与校准数据组进行比较。优选地，校准程序在检查之后改变校准数据组。替代地或附加地，该程序可能未经检验地改变校准数据组。

此外提出，测杆具有光学器件，该光学器件设计用于，引导激光束以用于识别耦合，由此能以很低的结构投入实现舒适的操作。“光学器件”特别是应理解成一种设计用于改变激光束的线路的工具。优选地，光学器件具有至少一个反射器。特别是，短语“用于识别耦合”应理解成，光学器件在耦合时改变激光束的线路，由此能检测更确切地说在测杆和测量设备之间的耦合。

此外提出，测杆具有凹部，该凹部设计用于，在至少一种运行状态中接纳测量设备，由此在斜度测量时有利地保护该测量设备。“凹部”特别是应理解成一种由测杆限定的区域，其在至少一种运行状态中在至少一个有利地平行于主长度取向的平面上以大于180度、有利地大于270度包围测量设备。优选地，凹部接纳测量设备至大于50%、特别优选至大于75%。

附图说明

由下面的附图说明中得出其它优点。在附图中示出了本发明的一个实施例。附图、说明书和权利要求包含大量组合特征。对于本领域技术人员而言，这些特征可以适宜地单独考虑或组成合理的其它组合。

图中示出了：

图1以俯视图示出了具有测杆和测量设备的根据本发明的系统，和

图2以透视图示出了图1中的系统。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本发明的系统10，该系统具有测杆12和测量设备14。测量设备14具有计算单元16、斜度测量器件18、电子距离测量器件20、显示器38和操作装置40。距离测量器件20在测量距离时检测在距离测量器件20和未详细示出的测量对象之间的距离。为此，其具有未详细示出的激光器，该激光器发出激光束32。在测量距离时，测量对象反射一部分激光束32。距离测量器件20的未详细示出的传感器检测激光束32的一部分被反射的光线。

计算单元16具有计算程序，其借助激光束32来确定距离。在此，计算单元16分析激光束32的被反射光线的部分的传播时间、相位和/或振幅。计算单元16在显示器38上为操作者显示距离值。操作者借助操作装置40来控制测量设备14。为了测量距离，测量设备14能与测杆12分开地使用。替代地或附加地，测杆能以下述方式设计：能与耦合的测量设备14一起来测量距离。

斜度测量器件18在运行时检测测量设备14和必要时测杆12相对于重力方向的取向。为此，斜度测量器件18检测在三个彼此垂直取向的方向上的加速度值。替代地，斜度测量器件也可仅确定在两个彼此垂直取向的方向上的加速度值。斜度测量器件18通过以下方式来确定重力的方向：它检测对质量（体）起作用的重力。计算单元16评估由斜度测量器件18确定的取向。在距离测量过程中，计算单元16通知操作者激光束32的水平的、垂直的和/或另一个预先确定的取向。

该系统具有耦合装置22。为了在测量对象处的斜度测量，耦合装置22至少由操作者在没有工具的情况下且能以无损坏地拆松的方式来耦合测杆12和测量设备14。测杆12具有主长度24，该主长度大约是测量设备14的主长度26的四倍。测杆12的主长度24约为60cm。测杆12具有三个平行于主长度26的接触面34。第一和第二接触面34垂直于第三接触面34取向。接触面34基本上沿测杆12的整个主长度24延伸。

测杆12具有凹部42和耦合装置22的耦合器件28。耦合器件28至少在测量对象处的斜度测量中将测量设备14固定在测杆12上。在耦合的运行状态中，测量设备14布置在测杆12的凹部42中，由此测量设备14有利地得到保护。耦合器件28在此在凹部42中固定测量设备14。耦合器件28具有一在此未详细示出的、能旋转地支承的偏心元件和操作元件44，操作者可以利用该操作元件转动偏心元件。操作元件44的转动引起了通过偏心元件作用于测量设备14上的固定力发生变化，该固定力至少力配合地固定测量设备14。测杆12具有两个水准仪46，由此测杆12在没有测量设备14的情况下可以被用作传统的水平仪。

测量设备14具有杆识别器件30。杆识别器件30在运行时提供了关于与测杆12耦合的信息。该信息表明，测杆12是否与测量设备14耦合。计算单元16根据该信息激活了角度测量模式。在角度测量模式中，计算单元16首先在显示器38上显示出系统10的取向。

杆识别器件30利用激光束32查明信息。为此，杆识别器件30执行距离测量。杆识别器件30在接通测量设备14时执行杆识别。替代地，杆识别器件30可以周期性地执行杆识别。测杆12具有光学器件36，该光学器件引导激光束32以用于识别耦合。光学器件36具有两个反射面48、50。反射面48、50在耦合的运行状态中引导激光束32经过从激光器到传感器的、特别为小于8cm的被定义的距离。计算单元16根据接收到的激光束32识别出测杆12和测量设备14是否耦合。为此，计算单元16除了距离之外还有利地评估接收到的激光束32的振幅。

计算单元16在斜度测量时根据斜度测量器件18的特征值确定了所应用的接触面34。计算单元16根据所应用的接触面34确定了显示器38的显示的取向。附加地，操作者可以借助于操作装置40来改变显示器38的显示的取向。

计算单元16具有在此未详细示出的存储器，其包括两个用于校准斜度测量器件18的校准数据组。两个校准数据组中的第一个校准数据组用于当测杆12和测量设备14未耦合时进行校准。两个校准数据组中的第二个校准数据组用于当测杆12和测量设备14耦合时进行校准。计算单元16自动装载相应的校准数据组。计算单元16具有校准程序。校准程序在校准过程中生成两个校准数据组。为此，校准程序应用对于本领域技术人员来说视为合理的方法，然而有利的是180度反向测量、已知的特别是水平的取向的测量和/或“振荡（Shaking）”校准。

Claims (10)

1.具有测杆（12）和测量设备（14）的系统，其中所述测杆（12）具有两个彼此间隔开的、围成测量平面的接触区域，其中所述测量设备（14）具有至少一个计算单元（16）、一斜度测量器件（18）和一电子距离测量器件（20），并且所述系统设置一耦合装置（22），所述耦合装置设计用于，由操作者以能拆松的方式将所述测杆（12）和所述测量设备（14）耦合，其特征在于，所述测量设备（14）具有杆识别器件（30），其在至少一种运行状态中提供至少一个关于所述耦合装置（22）与所述测杆（12）耦合的信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测杆（12）具有主长度（24），所述主长度至少是所述测量设备（14）的主长度（26）的两倍。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述测杆（12）具有所述耦合装置（22）的耦合器件（28），所述耦合器件设计用于，将所述测量设备（14）固定在所述测杆（12）上。

4.根据前述权利要求中任一项所述系统的测量设备，其中所述测量设备（14）具有至少一个计算单元（16）、一斜度测量器件（18）和一电子距离测量器件（20），并且设置一耦合装置（22），所述耦合装置设计用于，由操作者以能拆松的方式将所述测杆（12）和所述测量设备（14）耦合，其特征在于，所述测量设备（14）具有杆识别器件（30），其在至少一种运行状态中提供至少一个关于所述耦合装置（22）与所述测杆（12）耦合的信息。

5.根据权利要求4所述的测量设备，其特征在于，所述杆识别器件（30）设计用于，利用所述距离测量器件（20）来查明所述信息。

6.至少根据权利要求4所述的测量设备，其特征在于，所述计算单元（16）设计用于，根据所述斜度测量器件（18）的特征值来确定接触面（34）。

7.至少根据权利要求4所述的测量设备，其特征在于，所述计算单元（16）设计用于，根据所述信息来激活角度测量模式。

8.至少根据权利要求4所述的测量设备，其特征在于，所述计算单元（16）具有至少一个存储器，所述存储器在至少一种运行状态中包括至少一个用于校准所述斜度测量器件（18）的校准数据组。

9.根据权利要求1至3中任一项所述系统的测杆，其特征在于，其中所述测杆（12）具有两个彼此间隔开的、围成测量平面的接触区域，并具有耦合装置（22），所述耦合装置设计用于，由操作者以能拆松的方式将所述测杆（12）和所述测量设备（14）耦合，其中所述测杆（12）还具有光学器件（36），所述光学器件设计用于，引导测量设备的激光束（32）以用于识别耦合装置（22）的耦合。

10.根据权利要求9所述的测杆，其特征在于，设置一凹部（42），所述凹部设计用于，在至少一种运行状态中接纳所述测量设备（14）。