CZ303480B6

CZ303480B6 - Odrazný prípravek pro elektronické merení délek

Info

Publication number: CZ303480B6
Application number: CZ20110636A
Authority: CZ
Inventors: Pavel@Martin; Hánek@Pavel
Original assignee: Ceské vysoké ucení technické v Praze - fakulta stavební
Priority date: 2011-10-10
Filing date: 2011-10-10
Publication date: 2012-10-10
Also published as: CZ2011636A3

Abstract

Odrazný prípravek pro elektronické merení délek je tvoren minimálne tremi shodnými deskami (6) ve tvaru pravoúhlého ctyrúhelníka, které jsou opatreny u jedné své bocní hrany odraznou fólií (7) s tercíkem. Odrazná fólie (7) je umístena tak, že svislá osa tercíku leží v této bocní hrane a jedna polovina tercíku je umístena na jedné strane desky (6) a druhá polovina je umístena proti ní na odvrácené strane desky (6). Stredy tercíku na všech deskách (6) leží ve stejné rovine rovnobežné se spodními hranami desek (6). Takto vytvorené desky (6) jsou hranami, u kterých je odrazná fólie (7) s tercíkem, spojeny a tento spoj tvorí podélnou osu odrazného prípravku. Úhly svírané vždy sousedícími deskami (6) jsou shodné a rovnají se 360.degree./n, kde n je pocet použitých desek (6). Variantní rešení odrazového prípravku je tvoreno šesti shodnými deskami (6.2) ve tvaru cásti rovnoramenného trojúhelníku, pricemž odvesny trojúhelníku svírají vrcholový úhel 109,5.degree.. Tyto desky jsou svými odvesnami navzájem spojeny tak, že se stýkají ve svých vrcholových úhlech a tento je težištem takto vzniklého telesa. Desky (6.2) jsou na obou stranách u vrcholového úhlu opatreny odrazovou fólií (7) s cástí tercíku ve tvaru kruhové výsece, pokrývající celou oblast desky (6.2) u jejího vrcholového úhlu, kde stredy techto cástí tercíku leží v težišti vzniklého telesa.

Description

Odrazný přípravek pro elektronické měření délek

Oblast techniky

Předkládané řešení se týká přípravku, který je určen pro elektronické měření délek umožňující cílení z více směrů.

Dosavadní stav techniky

Pro měření délek se v současné době v oblasti geodézie používají přístroje se zabudovanými elektronickými dálkoměry, tzv. totální stanice, které potřebují v módu pro dosažení vyšší přesnosti odrazný prvek. Odraznými prvky jsou koutové odražeče a odrazné fólie, které též umožňují přesné zacílení na měřený bod a odrazné všesměmé odražeče a tvarované fólie, které umožňují měření z více směrů. Současné všesměmé odražeče a tvarované fólie však neumožňují přesné zacílení a proto se používají pouze pri měření s požadavkem na nižší přesnost.

Například na stavbách se ale často setkáváme s tím, že není možné nebo ekonomicky výhodné umístění několika všesměmých odražečů ve skupině nebo několika odrazných fólií případně je nutné měřit stále tentýž bod, avšak z důvodu změny podmínek na staveništi to není možné z jednoho bodu a současně je nevýhodné, případně nebezpečné či nemožné, odrazný systém natáčet. Taková místa se nacházejí například na vrcholech pilířů nebo ve spodní části konstrukcí mostovek, a jsou tudíž velmi obtížně dostupná.

Problémem tedy zůstává měření s dostatečnou přesností v měřené délce a v cílení a zároveň možnost realizovat měření z různých směrů.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje přípravek pro elektronické měření délek, a to pro polohová i výšková měření umožňující cílení zvíce směrů podle předkládaného řešení. Jeho podstatou je, že v nejjednodušším provedení je tvořen minimálně třemi shodnými minimálně třemi shodnými deskami ve tvaru pravoúhlého čtyřúhelníka, které jsou opatřeny u jedné své boční hrany odraznou fólií s terčíkem. Tato fólie je umístěná tak, že svislá osa terčíku leží v této boční hraně a jedna polovina terčíku je umístěna na jedné straně desky a druhá polovina je umístěna proti ní, na odvrácené straně desky. Středy terčíků na všech deskách leží ve stejné rovině rovnoběžné se spodními hranami desek. Takto vytvořené desky jsou hranami, u kterých je odrazná fólie s terčí40 kem, spojeny. Vzniklý spoj tvoří podélnou osu odrazného přípravku. Úhly svírané vždy sousedícími deskami jsou shodné a rovnají se 360°/n, kde n je počet použitých desek.

V dalším možném provedení jsou desky svými spodními hranami připevněny k držáku, který je uzpůsoben pro připojení k měřicí stanici. Desky a držák mohou být vytvořeny jako jeden celek nebo oddělitelně. V tomto případě je držák opatřen zářezy pro zasunutí desek.

V případě použití čtyř desek je kolmo na tyto desky umístěna v rovině, kde se nacházejí středy terčíků na deskách, horizontální deska, její tvar je souměrný podle podélné osy přípravku. Tato horizontální deska je opatřena na spodní i homí ploše odraznou fólií, na které je umístěn terčík.

Střed terčíku leží v podélné ose odrazného přípravku, kde leží i středy terčíků umístěných na deskách.

Ve výhodném provedení se největší rozměry horizontální desky rovnají maximálně dvojnásobku rozměru desek ve směru rovnoběžném s danou hranou horizontální desky.

- 1 CZ 303480 B6

Odrazný přípravek může být také vytvořen tak, že je sestaven ze šesti shodných desek ve tvaru alespoň části rovnoramenného trojúhelníka, jehož přímé odvěsny svírají vrcholový úhel 109,5°.

Tyto desky jsou svými odvěsnami navzájem spojeny tak, že se stýkají ve svých vrcholových úhlech a tento spoj je těžištěm vzniklého tělesa je jehlanovitého tvaru. Desky jsou na obou stra5 nách u vrcholového úhlu opatřeny odraznou fólií s částí terčíku ve tvaru kruhové výseče pokrývající celou oblast desky u jejího vrcholového úhlu. Středy těchto částí terčíků leží v těžišti vzniklého tělesa. Jednotlivé desky mohou být tvořeny skutečnými trojúhelníky, tedy jejich přeponu tvoří přímka, nebo může být přepona tvořena libovolnou křivkou. Vždy je ale nutné dodržet podmínku shodnosti všech desek.

Kromě základního provedení, může být odrazný přípravek opatřen také držákem, který je uzpůsoben pro připojení k měřicí stanici. V tomto případě je svislá osa držáku totožná s jednou, zvolenou, průsečnicí desek, která je také ve svislé poloze.

Výhodou uvedeného řešení je univerzálnost použití i při strmých záměrách a volba, zda bude prvek připojen k měřicí stanici. Při připojení prvku k měřicí stanici bude zachována poloha i v delším časovém horizontu, bez připojení je zase možné prvek umísťovat i tam, kam se nedá běžně dosáhnout.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady provedení odrazného přípravku pro elektronické měření délek, umožňující cílení z více směrů, jsou uvedeny na přiložených výkresech. Příklad přípravku pro měření délek umožňující cílení zvíce směrů upevnitelný na teodolitovou trojnožku je schematicky uveden na obr. 1 až 4, a to pro připevnění na tm typu Leica. Obr. 1 a 3 jsou pohledy shora a na obr. 2 a 4 jsou boční pohledy. Na obr. 5 a 6 je uveden způsob použití přípravku pro variantu uvedenou na obr. 3 a 4. Na obr. 7 až 10 jsou znázorněny varianty pro upevnění na trojnožku typu Zeiss, a to opět v pohledu shora a z boku. Na obr. 11 až 16 jsou znázorněny v pohledu shora a z boku varianty s prosto30 rovým členěním a bez použití troj nožek.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 a 2 je uveden příklad odrazného přípravku pro elektronické měření délek, který je obecně tvořen minimálně třemi shodnými deskami 6 ve tvaru pravoúhlého čtyřúhelníka. V tomto prvním příkladě je odrazný přípravek tvořen čtyřmi deskami 6 ve tvaru čtverce. Desky 6 mohou být vyrobeny z kovu nebo plastu tak, aby byla zachována jejich rovinnost. Jejich velikost je například 120 x 120 mm. Každá z desek 6 je opatřena u jedné své boční hrany odraznou fólií 7, například o rozměru 30 x 30 mm, s natištěným terčíkem umístěnou tak, že svislá osa terčíku leží v této boční hraně a tedy jedna polovina terčíku je umístěna na jedné straně desky 6 a druhá polovina je umístěna proti ní, na odvrácené straně desky 6. Středy terčíků na všech deskách 6 leží ve stejné rovině rovnoběžné se spodními hranami desek 6. Terčíky jsou umístěny ve výšce h, která je s výhodou shodná s výškou točné osy dalekohledu, měřeno od trojnožky přístrojů Leica respektive Zeiss. Tyto desky 6 jsou hranami, u kterých je odrazná fólie 7 s terčíkem, spojeny a tento spoj tvoří podélnou osu odrazného přípravku. Úhly svírané vždy sousedícími deskami 6 jsou shodné a rovnají se 360°/n, kde n je počet použitých desek 6, v tomto příkladě je tedy úhel 90°. Velikost a barevné provedení desek 6 musí umožňovat jednoznačné cílení na střed fólie 7 i na kraje desek 6, tedy desky 6 by měly být např. bílé s černými záměrnými značkami, například trojúhelníky, na okrajích, jak je tomu běžně u cílových desek u používaných hranolů, nebo v jiné značně rozdílné barevné kombinaci.

V praxi lze fólii s terčíkem v podélné ose terčíku přehnout podle boční hrany desky 6 na obě její strany nebo je možné nejprve desky 6 sestavit do požadovaného tvaru a pak na ně z obou stran odraznou fólii 7 nalepit.

- 2 CZ 303480 B6

V nejjednodušším případě je takto proveden odrazný přípravek jako samostatný samonosný díl.

Ve většině případů však jsou desky 6 svými spodními hranami připevněny k držáku 5, který je uzpůsoben pro připojení k měřicí stanici a který zajišťuje neměnnost polohy desek 4. Svislá osa držáku 5 je totožná se svislou osou odrazného přípravku. Desky 6 a držák 5 mohou být vytvořeny jako jeden celek nebo samostatně s tím, že pak je držák 5 opatřen například zářezy pro pevné zasunutí desek 6, Držák 5 může být vyroben například z kovu nebo tvrzeného plastu tak, aby zajišťoval zachování stejné polohy desek 6, a aby zároveň zajišťoval, že průsečík desek 6 bude tvořit svislou osu celého přípravku. Držák 5 je možné použít k upevnění na klasické měřicí stániio ce jako jsou trojnožky typu Leica nebo Zeiss. V případě použití zařízení Leica je držák 5 upevněn do umělohmotného držáku 2 se středovým otvorem J_0 pro umístění na klasický čep i, odpovídající řešení Leica. Tento čep 1 je pro udržení stability a výškové dorovnání vybaven pojistkou 3, která je zajištěna pružinou 4. Pojistka 3 zapadá v zajištěné pozici do otvoru 9 v čepu 1. V uvolňující pozici při stisknuté pojistce 3 a stlačené pružině 4 dovoluje vyhloubení 8 v pojistce 3 uvolně15 ní přípravku z čepu i. Dále je možné držák 2 nahradit válcovým čepem s drážkou odpovídající rozměru otvoru v trojnožce typu Zeiss, jak je to zobrazeno na obr. 7 až 10. V tom případě je držák 5 desek 6 připevněn na válcovém čepu 10 vyrobeném nejlépe z kovu, do kterého je vyfrézována drážka TL

Na obr. 3 a 4 je uvedeno obdobné provedení, avšak zde jsou použity jen tri desky 6, takže úhel, který navzájem svírají, je 120°.

Další možné provedení odrazného přípravku je uvedeno na obr. 11 až 14. Jedná se o variantu, kdy je kolmo na desky 6 v rovině, kde se nacházejí středy terčíků na deskách 6, umístěna hori25 zontální deska 6.1, jejíž tvar je souměrný podle podélné osy přípravku. Tato horizontální deska 6.1 je opět opatřena na spodní i homí ploše odraznou fólii 7, na které je umístěn terčík. Střed terčíků leží v podélné ose odrazného přípravku, tedy v místě, kde leží i středy terčíků umístěných na deskách 6. Je vhodné, aby se rozměry horizontální desky 6.1 rovnaly maximálně dvojnásobku rozměru desek 6 ve směru rovnoběžném s danou hranou horizontální desky 6.1, tedy aby nepřeč30 nívaly a neztěžovaly tak cílení a umisťování přípravku na měřicí stanici.

Konečně je možné vytvořit odrazný přípravek tak, jak je uvedeno na obr. 15 až 16. Přípravek je zde tvořen šesti shodnými deskami 6.2 ve tvaru rovnoramenného trojúhelníka. Lze ho však vytvořit i deskami, majícími tvar alespoň části rovnoramenného trojúhelníka, to znamená, že mají přeponu tvořenou nějakou obecnou křivkou. Přímé odvěsny těchto desek 6.2 svírají vrcholový úhel 109,5°. Desky 6.2 jsou svými odvěsnami navzájem spojeny tak, že se stýkají ve svých vrcholových úhlech. Tento spoj je těžištěm takto vzniklého tělesa jehlanovitého tvaru. Desky 6.2 jsou na obou stranách u vrcholového úhlu opět opatřeny odraznou fólií 7 s částí terčíku ve tvaru kruhové výseče pokrývající celou oblast desky 6.2 u jejího vrcholového úhlu. Středy těchto částí terčíků leží v těžišti vzniklého tělesa.

I tento typ odrazného přípravku může být samonosný nebo je upevněn v držáku 5, který je uzpůsoben pro připojení k měřicí stanici. Svislá osa držáku 5 je totožná s jednou průsečnicí desek 6.2, která je také ve svislé poloze. Vzhledem k tomu, že přípravek je souměrný, je jedno, která průsečnice je zvolena. Držák 5 může být připevněn například tak, že bude vrchol jehlanu přímo zasunut do držáku 5 napevno. Na tvaru desek 6,2, pokud se jedná o jejich přeponu nezáleží, ale v případě použití přípravku bez držáku 5 je výhodný tvar s ostrými vrcholy, aby nebyl náchylný k překlopení a klouzání po umístění odhodem.

Příklad použití přípravku je naznačen na obr. 6 a 7 a je stejný pro všechny varianty. Při měření se na odrazný přípravek cílí v pořadí záměry 100 na střed terčíku viditelné odrazné fólie 7, která je právě nejvíce natočena směrem k přístroji. Dále se měří vodorovný směr 200 na levý kraj desky 6, na níž je fólie 7 nalepena a nakonec vodorovný směr 300 na pravý kraj desky 6, na níž je fólie nalepena. Elektronický teodolit je možné vybavit přímo SW produktem pro měření na přípravek neboje možné výsledné hodnoty registrovat a délky vypočítat až při zpracování dat.

-3CZ 303480 B6

Vzhledem ktomu, zeje možné měření na fólie 7, respektive na terčíky na nich, až se sklonem

45°, je zaručeno pro každý případ natočení odrazného přípravu vůči směru měření, že bude možné měření provést. V žádném případě se nestane, že nebude vidět žádný terčík v úhlu umožňují5 cím měření. Měření se provádí vždy na viditelný terč na fólii 7 na přípravku. Délka změřená na přípravek, je však závislá na jeho natočení a proto se po změření délky ještě měří směr na levý a pravý okraj desky, na které je nalepena fólie, na kterou bylo měřeno. Pro známé úhly natočení přípravku vůči záměrné přímce je hodnota změřené délky přepočítána, neboť rozdíl měřené délky a přípravek je proti skutečné délce funkčně závislý na natočení přípravku.

Průmyslová využitelnost

Kromě využití na stavbách je možné přípravek užívat ve všech oblastech geodézie, kde je nemož15 né, nevýhodné nebo nebezpečné natáčet odrazné přípravky. Dále je možné požívat přípravku i bez upevnění na trojnožku např. jako vlícovací body pro metodu laserového skenování na místech, která není možné přesně identifikovat (cílení není jednoznačné) a je nebezpečné do nich vstupovat, např. v místech sesuvů hornin nebo v kráterech. V takovém případě se přípravek zcela bez držáků pouze odhodí zhruba na požadované místo s odchylkou i několika metrů, zaměří se, provede se skenování a po něm se novým měřením ověří jeho původní poloha. Jediným požadavkem je viditelnost přípravku a neměnnost jeho polohy mezi časem měření a skenování. Po skončení prací je vzhledem k jeho násobně nižší ceně oproti současným odražečům a možnému použití na těžko přístupných nebo nebezpečných místech možné jej ponechat na místě.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Odrazný přípravek pro elektronické měření délek, vyznačující se tím, že je tvořen minimálně třemi shodnými deskami (6) ve tvaru pravoúhlého Čtyřúhelníka, které jsou opatřeny u jedné své boční hrany odraznou fólii (7) s terčíkem umístěnou tak, že svislá osa terčíku leží v této boční hraně a jedna polovina terčíku je umístěna na jedné straně desky (6) a druhá polovina

35 je umístěna proti ní na odvrácené straně desky (6), přičemž středy terčíků na všech deskách (6) leží ve stejné rovině rovnoběžné se spodními hranami desek (6) a takto vytvořené desky (6) jsou hranami, u kteiých je odrazná fólie (7) s terčíkem, spojeny a tento spoj tvoří podélnou osu odrazného přípravku, přičemž úhly svírané vždy sousedícími deskami (6) jsou shodné a rovnají se 360°/n, kde n je počet použitých desek (6).
2, Odrazný přípravek podle nároku 1, vyznačující se tím, že desky (6) jsou svými spodními hranami připevněny k držáku (5), který je uzpůsoben pro připojení k měřicí stanici.
3. Odrazný přípravek podle nároku 2, 45 jsou vytvořeny jako jeden celek.
4. Odrazný přípravek podle nároku 2, zářezy pro zasunutí desek (6).

vyznačující se tím, že desky (6) a držák (
5) vyznačující se tím. že držák (5) je opatřen

Odrazný přípravek podle nároku a kteréhokoli z nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že v případě použití čtyř desek (6) je kolmo na tyto desky (6) umístěna v rovině, kde se nacházejí středy terčíků na deskách (6), horizontální deska (6.1), jejíž tvar je souměrný podle podélné osy přípravku, tato horizontální deska (6.1) je opatřena na spodní i horní ploše odraznou fólií (7), na které je umístěn terčík, jehož střed leží v podélné ose odrazného přípravku, kde leží i středy terčíků umístěných na deskách (6).

-4CZ 303480 B6
6. Odrazný přípravek podle nároku 5, vyznačující se tím, že největší rozměry horizontální desky (6.1) se rovnají maximálně dvojnásobku rozměru desek (6) ve směru rovnoběžném s danou hranou horizontální desky (6.1).
7. Odrazný přípravek pro elektronické měření délek, vyznačující se tím, že je tvořen šesti shodnými deskami (6.2) ve tvaru alespoň části rovnoramenného trojúhelníka, jehož přímé odvěsny svírají vrcholový úhel 109,5° tyto desky (6.2) jsou svými odvěsnami navzájem spojeny tak, že se stýkají ve svých vrcholových úhlech a tento spoj je těžištěm takto vzniklého tělesa io jehlanovitého tvaru, přičemž desky (6.2) jsou na obou stranách u vrcholového úhlu opatřeny odraznou fólií (7) s částí terčíku ve tvaru kruhové výseče pokrývající celou oblast desky (6.2) u jejího vrcholového úhlu, kde středy těchto částí terčíků leží v těžišti vzniklého tělesa.
8. Odrazný přípravek podle nároku 7, vyznačující se tím, že přepona desek (6.2) je

15 přímka.
9. Odrazný přípravek podle nároku 7, vyznačující se tím, že přepona desek (6.2) je křivka libovolného tvaru.

20 10. Odrazný přípravek podle nároku 7 a kteréhokoli z nároků 8 nebo 9, vyznačující se tím, že je opatřen držákem (5) uzpůsobeným pro připojení k měřicí stanici, kde svislá osa držáku (5) je totožná s jednou průsečnicí desek (6,2).