CN1965210B - 标记仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种标记仪，特别是标记定位用的手提式标记工具，包括：第一工具(50、52、54、56)，可用来把仪器(10)布置在一个基准面(16)的一个预定的第一位置上；以及第二个工具(44、46)，用来相对于基准面(16)进行仪器(10)的校平；以及一个行程记录系统(13)，用来确定一个仪器(10)相对于仪器(10)的第一位置所移动过的距离，其特征为，行程记录系统(13)在两个正交方向(18、20)内探测基准面(16)上的测量仪(10)的运动。

Description

标记仪

本发明涉及按权利要求1前序部分所述的一种标记仪。

背景技术

标记定位用的仪器或从第一参考标记出发进行标记的水准测量用的仪器主要是在建筑激光器领域内广泛应用。例如一个典型的用途在于，在一个预先确定的水准面上，在一个预先确定的距离内产生两个钻削孔。假定第一个标记与稍后的第一个钻削孔是一致的，则对许多使用者来说是颇有帮助的，他们由此知道要确定和要钻削孔的第二钻削孔的精确位置。它包括在第一孔的标记或钻削孔后第二个或全部其它钻削孔的距离和位置的确定。

市售的建筑激光器有各种不同的类型，例如有所谓旋转激光器，这种激光器通过一个不断旋转的可见激光束展开室内的一个平面。其中有例如通过调节螺旋或气泡水准器用人工校平，半自动校平的水准测量仪，也有自动校平的水准测量仪。根据这种校平可用相应仪器产生光信号的精确的水平或垂直对准。

此外，还有所谓线性激光器，这种线性激光器利用一束在平面内明显发散的激光束，当该激光束与一个基准面的平面相交时，它就把一条线投影在该基准面，例如墙、地板或天花板上，而不需要激光信号的旋转。

此外，带有水准测量可能性的简单的激光器，例如带有装入激光器功能的水准器也是众所周知的，这类水准器也象上述的仪器那样，或者直接安装在地基上或者固定在可旋转的辅助支架上和/或固定在三脚架上。

线性激光器也是众所周知的，这种激光器借助诸如钉子、螺栓或钻削孔嵌件之类的辅助工具可固定在墙上并在该处或者通过装入的水准器用手工调平或按激光摆锤的方式自动校平。这种仪器可把激光束投影到事先校平的平面例如墙上，以便能够使相应的标记定位。

EP 1367364 A2提出一种可用其外壳布置在一个基准面上的激光束水准仪，在该外壳中设置了一个摆锤，该摆锤与该外壳可摆动地连接并带有至少一个光源。受重力作用的摆锤水平对准至少一个光源，于是一个从该光源发出的光信号便产生一条精确的水平延伸的直线。

本发明的优点

本发明的标记仪是一种有利于在诸如墙、天花板或地板构成的表面上的标记定位用的手持式标记工具，它配有可把仪器布置在上述一种基准面的一个预定的第一位置上的工具，这类工具例如可以设计成钩爪、销钉、夹子、卡子、钉子、螺钉形式的固定工具或粘接剂或别的公知的固定方式，用它们可把仪器例如固定在一个钻削孔中。此外，本发明的测量仪配有用来将仪器精确地定位在基准面的一个预定的第一位置上的装置。该装置例如可以是一个光指示器，它保证标记仪精确布置在一个参考位置上方。本发明的标记仪还配有仪器相对于它所安装的基准面的校平装置。这种仪器具有一个行程记录系统，用该系统可探测并定量确定一个该仪器相对于仪器的第一位置所移动过的距离。

该行程记录系统按有利的方式在两个相互正交的方向内探测该基准面上的测量仪的运动。通过这两个正交方向内的第一预定位置的移动路程的探测和距离值的确定，便可用本发明的标记仪相对于第一参考标记设置一个第二标记或其它标记，它们精确水平地、垂直地或倾斜地位于相对于参考标记确定的距离内。从第一参考标记例如从第一钻削孔出发，使用者可用本发明的标记仪快速而精确地设置其它标记，例如在确定距离和确定位置内的其它钻削孔的标记，而无须别人的帮助。

用各项从属权利要求中列出的措施可实现本发明标记仪的有利改进。

在本发明标记仪的一种有利的实施方式中，确定由基准面上的仪器相对于仪器的第一位置移动的距离用的行程记录系统做成机械测量系统。其中，仪器赖以通过基准面移动用的一个或多个球的运动尤其可在两个正交方向内用机械方式进行询问，所以由仪器移动的行程可提供给测量仪的运算单元。

在本发明标记仪的另一种实施方式中，采用一个光学机械系统来记录行程信息。这时测量仪器赖以通过基准面移动用的一个或多个球的运动例如可传递到一些光栅上，这些光栅例如通过光中断的数目而可提供移动路程的尺寸。

本发明装置的行程记录系统通过至少一个在基准面上滚动的球来记录行程信息。在一种特别有利的实施方式中，本发明测量仪具有三个在该基准面上滚动的球体，以便测量仪可在基准面上安全运动而不倾斜。其中，可对一个、两个或全部球进行探测。一方面，测量仪的复杂性随探测传感器的数目的增加而增，但另一方面，特别是在粗糙和不规则的基准面的情况下可比较精确地进行距离测量。至少一个球的运动的探测可用机械的、光学机械的或纯光学的方式进行。在纯光学的行程记录的情况中，可以不用球作为移动辅助工具。在本发明测量仪的这种实施方式中可用别的辅助工具例如毛毡滑板或干脆只用仪器的外壳底部使测量仪在参考表面上移动。

本发明的标记仪配有显示装置来显示至少在正交方向之一内仪器离第一预定位置的实际距离值。在本发明标记仪的一种有利的实施方式中，通过一个输出装置来显示仪器在两个正交方向内离预定第一位置的实际距离。使用者按这种方式可轻易地检验出他是否例如位于第一位置的精确的相同高度上。

在本发明标记仪的一种实施方式中，通过测量仪的一个输出单元定量地只给出一个正交方向内的距离值，并通过光学或声学的手段告知使用者相对于第一预定位置的第二正交方向内的误差。

本发明的标记仪以有利的方式配有用来产生至少一个方向信息的光学信号装置。这类光学信号装置例如可通过一个或多个光源、特别是例如半导体激光二极管形式的激光器来构成。这类信号装置以有利的方式可单个接线并例如在测量仪的两个对应边上从仪器的外壳中引出，其中光信号最好在一个平面内。

本发明的测量仪配有能够相对于基准面的方向信息产生用的光学信号装置进行水准测量的装置，其中例如可用机械的水准测量装置例如一个或多个气泡水准仪来调节基准面上的标记仪。

在本发明标记仪的一种特别有利的实施方式中，光学信号装置是自动校准的。这样就确保了从测量仪发出的光信号是自动校准的，所以避免了测量仪的错误使用。这样，例如具有一个或多个激光二极管的摆锤激光器之类的光学信号装置就可布置在测量仪的外壳内。

此外，本发明标记仪配有作标记的装置，该装置可在基准面上的第二位置作标记，该位置相当于到预定的第一位置求出的距离。这种作标记的装置例如可设计成集成的冲头或集成的喷墨器，它可按机械的、电子的、热的、气动的或压电陶瓷的方式类似于一个喷墨打印器把相应的标记以墨渍的形式打印到要求的位置上。此外可以设想，本发明的标记仪还可具有一个集成的孔，该孔作为标记工具使用，并通过它例如可用一根划针把一个记号划到基准面上。这种作标记的工具以有利的方式可与余下的仪器分开，因而在这里类似于一个自动对准的摆锤那样，也是一种自动校准装置，所以省去了借助一或多个气泡水准仪由使用者进行的人工调节。

本发明标记仪可用简单而可靠的方式相对于第一预定的参考标记在一个基准面上设置第二标记，这个第二标记精确地水平、垂直或倾斜地位于到第一参考标记的确定距离内。

本发明仪器的其它优点可从一个实施例的下列说明中得知。

附图

附图示出了本发明标记仪的一个实施例，该实施例将在下面的说明中进行详细说明。附图及其说明以及权利要求含有很多组合特征。业内人士也可把这些特征视为单独的并将其归纳成别的有意义的组合，这些组合同样被视为是公开的内容。

附图表示：

图1  本发明标记仪的一个实施例的示意俯视图，

图2  图1标记仪的横截面图。

图1  表示本发明标记仪10的一个实施例。图1的标记仪具有一个状如矩形的外壳12，该外壳通过滚动的球14可在一个基准面16上移动，这些可滚动的球从外壳的下侧露出(见图2)。在图1的例子中，这个基准面与图面平行。

在本发明测量仪的另一些实施方式中，外壳形状以及球14的数目和布置方式都可不同于图1所示的实施例。

在标记仪10的外壳12中，设置有一个带有行程记录系统13的控制和处理单元，该单元探测分别用箭头18和20表示的两个正交方向内的至少一个球14的运动并确定标记仪10在相应方向上走过的距离。标记仪在两个正交方向18或20内相对于一个坐标x＝0和y＝0的参考点移动过的距离在本发明定位仪内通过一个输出单元22告知使用者，该输出单元在图1实施例中包括两个光学显示器24和26。

作为预先确定的参考标记的参考点被定为仪器侧的一个贯通标记仪10的外壳12的圆柱形孔30的中心点28，该孔形成一个用来在基准面上定位一个标记的做标记的工具47。但这个做标记的工具47例如也可设计成集成的冲头或集成的喷墨器，它以机械的、电子的、热的、气动的或压电陶瓷的方式类似于一个喷墨打印器以墨渍的形式把相应的记号打印到要求的位置上。

标记仪10具有产生方向信息的光学信号装置，在图1实施例中，这种方向信息是以许多从仪器射出的激光线来实现的，这些激光线被投影到基准面16的表面上。激光线32例如可在标记仪10的两个背对背的侧面34或36射出，或在本发明标记仪的另一种实施方式中，也可在外壳12的全部四侧射出。相应的激光线同样也可通过测量仪10的孔30这样引出，使其相交于孔30的中心28。按此方式，标记仪10的使用者就能清楚地看见距离测量的零点，所以他可把测量仪精确地布置，即定位在一个预定的、他所希望的基准面的第一位置上。

通过相应的操作元件38可单个地或整个地接通或断开激光线32。除了光学信号手段32的操作元件38外，仪器具有至少一个闭路器或断路器40以及一个复位键42，用该键可将光显示器24或26复位到零值或起始值。在这种复位时重要的是标记仪10的精确的水平校准，以便精确地确定参考点。否则，特别是在仪器围绕自己的轴旋转时会产生错误的测量结果。所以在复位时，测量仪应借助一个水准测量装置44校准，该水准测量装置在图1中只示意地作为水准仪46的气泡水准器示出。特别是，这种校准必须在两个分别用箭头18或20示出的正交方向内进行。这种校准可用手工即用使用者的一只眼睛例如借助两个正交布置的气泡水准器或借助水准器的光学的电子的读出系统通过方位的自动识别或相应构成的倾角传感器来实现。

在测量仪10校准后，可借助球14握住仪器并使之在基准面16例如墙上自由运动，其中从参考点(x＝0，y＝0)移动的距离的x和y分量分别在显示器24或26内显示。通过使用多个行程传感器例如通过两个或多个球的探测，标记仪的控制和处理单元的智能电子装置或一个相应的软件可识别并校正一个或多个行程传感器时的误差，所以仪器移动到边缘或倾斜的移动或仪器围绕自己的轴旋转都可被校正。然后测量仪10可移动到基准面16的要求位置，并通过仪器配备的做标记的工具或通过测量仪的孔30把相应的标记设置在选出的位置上。

如果使用者例如要在一个确定的距离x＝L处找出与第一参考标记(x＝0，y＝0)在相同高度(y＝0)上的第二个钻削孔或标记，则可按本发明标记仪的一种实施方式，测量仪在移动时标记仪在y分量20内产生的误差不通过相应的显示器26定量地显示，而是只以光学或声学的方式告知使用者在y方向上有误差。

在不是涉及两个或多个参考点的精确距离、而是仅涉及其水准测量即例如相同高度的使用场合中，可接通仪器10的一个激光器、尤其是一个线激光器31，该激光器或者在一个方向内或者在多个方向内把一个清楚可见的条形线信号投影到该基准面上。

图2表示在按图1本发明标记仪的一个简化的横截面中一条激光线32上基准面16的表面48上的投影。在本发明标记仪10的外壳12中，一个未详细示出的激光器31把一个呈面积扩大的光信号33投到基准面16上，所以在该基准面上给出一条清晰可见的线32。这样，借助仪器10内的水准测量装置44就可得到一个简单的水准激光器，借助于它可在一个表面上标出相应的标记。

在本发明标记仪的另一些实施例中，激光器可做成摆锤激光器，所以通过激光器产生的激光线32总是水平地延伸。

同样在图2中示意地示出了例如在一个钻削孔58内的标记仪的固定工具50。在图2中一个状如钩爪52的固定工具50也可例如做成销钉、夹子、卡子、钉子、螺钉或用粘接剂。这种固定工具50以有利的方式这样构成在标记仪10的外壳12之内或之上，使测量仪的孔30的中心28的定中心在固定工具50插入的钻削孔58中产生。借助这种固定工具50可把本发明标记仪10牢固地固定在基准面的一个预定的第一位置内。标记仪10在基准面16的一个预定的第一位置的另一种布置方式在于，仪器只用它的中心28精确地移到基准面16的要求的第一位置，而无须用辅助工具50把仪器10固定在这个位置上，该中心例如通过两条激光线54或56来确定，而且使用者能看得见。然后借助复位键42可在这个第一参考位置上把标记仪的输出装置22或光学显示器24或26复位到零或一个要求的起始值。从这个第一参考标记出发，测量仪可自由地在基准面16上方移到要求的第二位置。在这个第二位置上，只有已提及的做标记的工具47可把一个标记设置到基准面16的表面上。

此外，本发明标记仪10也可用来定位第一标记，该第一标记例如离墙的一个角或边缘有一定距离。为此，仪器10用其外壳一边紧贴在墙的角或边缘上。在一种有利的实施方式中，为此在外壳边缘装有传感器60，这些传感器探测与角或边缘元素的接触并把距离测量的参考点从标记仪的外壳12的孔30的中心28移到紧贴在该边缘的一侧例如图1或2的外壳12的一侧36的平面内，且这个测量零点的移动自动地在标记仪的输出装置中示出。

按相似的方式，行程记录系统13的球14也可做成接触开关，该开关探测标记仪10是否置于基准面16上，并在是的情况中自动地接通仪器。另一种方式也可通过光学传感器60来进行，这种传感器做成墙接触传感器并可向本发明标记仪10的控制和处理单元发出墙接触的肯定应答信号。

这类光学传感器同样也可用于行程记录系统13，以便探测和确定标记仪10移动过的距离。在这种情况下，可用图2所示的球作为移动辅助工具，但也可用别的辅助工具如毛毡滑板，或干脆只用面向基准面的仪器的外壳底部。

标记仪10的整个电子控制和处理装置以及供电单元最好集成在仪器的外壳12中，这样，就可向使用者提供独立的、自由移动的标记仪。

本发明仪器不限于附图所示的实施方式。

Claims (11)

1.标记仪，包括：第一工具(50、52、54、56)，可用来把仪器(10)布置在一个基准面(16)的一个预定的第一位置上，以及第二工具(44、46)，用来相对于基准面(16)进行仪器(10)的校平；以及一个行程记录系统(13)，用来确定仪器相对于仪器(10)的第一位置所移动过的距离，其特征为，行程记录系统(13)在两个正交方向(18、20)内探测基准面(16)上的测量仪(10)的运动。

2.按权利要求1的标记仪，其特征为，行程记录系统(13)是一个机械式测量系统。

3.按权利要求1的标记仪，其特征为，行程记录系统(13)是一个光学-机械式测量系统。

4.按权利要求1到3中任一项的标记仪，其特征为，行程记录系统(13)配有至少一个可在该基准面上滚动的球(14)。

5.按权利要求1的标记仪，其特征为，仪器(10)配有光学信号装置(31、32、54、56)来产生至少一个方向信息。

6.按权利要求5的标记仪，其特征为，该仪器配有可相对于基准面(16)进行用来产生一个方向信息的光学信号装置(31、32、54、56)的水准测量的装置(44、46)。

7.按权利要求5的标记仪，其特征为，光学信号装置(31、32、54、56)是自动校平的。

8.按权利要求5的标记仪，其特征为，光学信号装置(31、32、54、56)至少包括一个激光器(31)。

9.按权利要求1的标记仪，其特征为，标记仪(10)配有显示装置(22、24、26)，它们可显示仪器(10)在至少一个正交方向(18、20)内离第一位置的距离值。

10.按权利要求1的标记仪，其特征为，仪器(10)配有做标记的工具(30、47、54、56)，它们可在基准面(16)上标出第二位置，该位置相应于到预定的第一位置的算出的距离。

11.按权利要求1所述的标记仪，其特征为，所述标记仪是在墙上、天花板上和地板上的标记定位用的手提式标记工具。