DE19814149A1 - Zweiachslasermeßgerät - Google Patents
ZweiachslasermeßgerätInfo
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Abstract
Um ein Lasermeßgerät bereitzustellen, mit dem bei einfacherer Bedienung eine Arbeitsebene schneller erzeugbar ist, wird ein zweiachsiges Lasermeßgerät vorgeschlagen, mit einer Einrichtung (12) zum Erzeugen von zumindest einem sich bewegenden Arbeitslaserstrahl (16), der eine Arbeitsebene nach Koordinaten des Lasermeßgeräts abbildet, und einem kollimierten Ziellaserstrahl (36), der parallel zur Arbeitsebene verläuft, und mittels dem die Laserstrahlerzeugungseinrichtung auf vorgegebene Umgebungskoordinaten ausrichtbar ist. Ferner wird ein Meßinstrument zur Benutzung mit einem Lasermeßgerät vorgeschlagen; das Meßinstrument umfaßt eine Meßlatte, die eine Reflexionsfläche aufweist; die Reflexionsfläche ist zumindest bereichsweise mit retroreflektierenden Mitteln versehen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein zweiachsiges
Lasermeßgerät, das sich allgemein zur Bestimmung und zum
Anzeigen von beim Bau benötigten Arbeitsebenen eignet.
Gattungsgemäße Lasermeßgeräte werden bevorzugt im Tiefbau
eingesetzt, beispielsweise im Sportplatzbau, bei Deich- oder
Deponiebauten, und für die Steuerung von
Erdbewegungsmaschinen.
Es sind zweiachsige Lasermeßgeräte aus dem Stand der
Technik bekannt. Derartige Lasermeßgeräte verfügen
üblicherweise über eine gelenkig aufgehängte Einrichtung
zum Erzeugen von zumindest einem Laserstrahl, die ein
beträchtliches Gewicht aufweist und in einem Gehäuse
aufgenommen ist. Diese gelenkige Aufhängung ist über zwei
rechtwinklig zueinander verlaufende Geräteachsen einer
Neigeeinrichtung drehbeweglich einstellbar. Zusätzlich sind
diese konventionellen Geräte mit einer
Horizontiereinrichtung versehen, durch die die
Laserstrahlerzeugungseinrichtung auf den Horizont
ausrichtbar ist, d. h. ausrichtbar gegenüber einem absolut
vertikal verlaufenden Horizont.
Üblicherweise erzeugen die aus dem Stand der Technik
bekannten zweiachsigen Lasermeßgeräte einen, in
Sonderfällen auch zwei sich bewegende Laserstrahlen. Diese
beiden auf diese Weise erzeugten Laserebenen stehen
rechtwinklig aufeinander. Eine dieser Ebenen, die in der
Nullage des konventionellen Geräts horizontal verläuft,
dient zur Abbildung bzw. zur Anzeige der Arbeitsebene. Die
in der Nullage des konventionellen Geräts vertikal
verlaufende Ebene dient zum Auffinden der Richtung von dem
Gerät zu einem von einem Vermesser in das Gelände
gesteckten Referenzpunkt, wobei drei solcher Referenzpunkte
eine Referenzebene definieren, zu der die Arbeitsebene
parallel liegen soll.
Gemäß dem Stand der Technik werden an den Referenzpunkten
Reflexionsprismen aufgestellt, die einen einfallenden
Lichtstrahl zurückreflektieren. Um die Arbeitsebene
erzeugen zu können, muß die wie beschrieben aufgefundene
Richtung um eine Winkelangabe ergänzt werden, damit das
konventionelle Gerät sukzessive auf die genaue Lage der
Referenzpunkte im Raum ausgerichtet werden kann. Diese
Anforderung verhindert bei der Aufstellung der
konventionellen Geräte eine Unabhängigkeit vom Aufstellort
des Geräts. Des weiteren können mit konventionellen Geräten
Höhenlagen von sich im Gelände befindlichen Referenzmarken
nur sehr umständlich ermittelt werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Meßsystem
bereit zustellen, mit dem die Möglichkeiten der
Lagebestimmung von Referenzpunkten verbessert werden und
mit dem bei einfacherer Bedienung eine Arbeitsebene
schneller erzeugbar ist.
Diese Aufgabe wird vorteilhafterweise durch ein
Lasermeßgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch
ein Meßinstrument mit den Merkmalen des Anspruchs 24
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in
den jeweiligen Unteransprüchen beschrieben.
So weist ein zweiachsiges Lasermeßgerät gemäß der
vorliegenden Erfindung eine Einrichtung auf, mit der ein
sich bewegender Arbeitslaserstrahl erzeugbar ist. Der
Arbeitslaserstrahl erzeugt durch seine Fächerung eine
Arbeitsebene. Durch Verändern der Lage der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung als Teil des
erfindungsgemäßen Lasermeßgerätes wird diese Arbeitsebene
entsprechend der Gerätekoordinaten erzeugt. Ferner ist mit
der Laserstrahlerzeugungseinrichtung ein kollimierter
Ziellaserstrahl erzeugbar, der parallel zur Arbeitsebene
verläuft. Die parallele Ausrichtung zur Arbeitsebene
ermöglicht es, daß die Lage des Ziellaserstrahls relativ
zur Arbeitsebene in einem Freiheitsgrad ungeachtet der
Entfernung der Strahlen vom Lasermeßgerät stets definiert
ist. Die Kollimierung des Ziellaserstrahls erlaubt es, ihn
und die Laserstrahlerzeugungseinrichtung unter Ausschalten
der weiteren Freiheitsgrade der Bewegung der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung auszurichten, so daß für
die gewünschte Erzeugung der Arbeitsebene die
Laserstrahlerzeugungseinrichtung auf vorgegebene
Umgebungskoordinaten ausrichtbar ist.
Vorteilhafterweise umfaßt das erfindungsgemäße
Lasermeßgerät weiterhin eine Neigeeinrichtung zum Neigen
der Laserstrahlerzeugungseinrichtung und somit auch der
Arbeitsebene entsprechend der Gerätekoordinaten, so daß die
Laserstrahlerzeugungseinrichtung verneigbar ist.
Um die Übertragung der Umgebungskoordinaten in
Gerätekoordinaten weiter zu vereinfachen, ist die
Neigeeinrichtung vorteilhafterweise um zwei Neigeachsen
drehbeweglich, von denen eine erste rechtwinklig zur
Arbeitsebene ist.
Um die Automatisierung der Erzeugung der Arbeitsebene
entsprechend einer vorgegebenen Referenzebene zu
vereinfachen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das
Lasermeßgerät weiterhin zumindest ein Meßwerk aufweist, mit
dem die Neigung der Laserstrahlerzeugungseinrichtung
erfaßbar ist. Das oder die Meßwerke sollten zusätzlich
geeignet sein, die Laserstrahlerzeugungseinrichtung auf die
gewünschte Neigung zu stellen, so daß eine Duplizierung
zwischen Meßwerk und Stellwerk vermieden wird und der
Platzbedarf des erfindungsgemäßen Lasermeßgerätes sinkt.
Um jederzeit über die Abweichung der Arbeitsebene von der
horizontalen Lage informiert zu sein, umfaßt jedes Meßwerk
gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorteilhafterweise
zumindest einen Lagesensor.
Das oder die Meßwerke sind bevorzugt in einer genau
definierten Ausrichtung relativ zu der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung mit dieser verbunden, so
daß über den von der Laserstrahlerzeugungseinrichtung
erzeugten Ziellaserstrahl Bewegungen der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung unmittelbar auf das oder
die Meßwerke übertragbar sind und die Transformation von
Umgebungskoordinaten in Gerätekoordinaten weiter
vereinfacht wird.
Um die Genauigkeit der Messungen und der Lage der
Arbeitsebene zu verbessern und die Auflösung zu erhöhen,
ist das erfindungsgemäße Lasermeßgerät dahingehend
weitergebildet, daß der zumindest eine Lagesensor ein
Elektrolytsensor ist und die Meßwerke nach dem
Auflichtverfahren und mit Reflexionsscheiben arbeiten.
Die Einstellung der Laserstrahlerzeugungseinrichtung auf
die gewünschte Lage läßt sich erfindungsgemäß nach einer
Fortbildung des Lasermeßgerätes dadurch vereinfachen, daß
die Laserstrahlerzeugungseinrichtung über je ein
Einstellmittel relativ zu jeder Neigeachse einstellbar ist.
Um das Auftreten von falschen Meßergebnissen aufgrund von
einfallendem Fremdlicht zu verringern, ist der
Ziellaserstrahl einer Fortbildung des erfindungsgemäßen
Lasermeßgerätes moduliert. Die Modulation des Laserstrahls
ermöglicht es, dem Ziellaserstrahl eine Codierung
aufzuprägen, so daß bei Empfang von Lichtstrahlen deren
Modulation mit der ausgesendeten verglichen und eindeutig
festgestellt werden kann, ob der ausgesendete Lichtstrahl
empfangen wurde. Des weiteren lassen sich über die
Modulation in einen Lichtstrahl unter Zuhilfenahme
geeigneter Auswertelektronik weitere Messungen integrieren,
z. B. Entfernungsmessungen oder ähnliches.
Um den Anforderungen in den gattungsgemäßen Einsatzgebieten
besser gerecht zu werden, weist erfindungsgemäß der
Ziellaserstrahl eine Reichweite von zumindest 100 Metern
auf.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lasermeßgerätes
sieht vor, daß es ferner eine Horizontiereinrichtung zum
Ausrichten der Laserstrahlerzeugungseinrichtung und der
Neigeeinrichtung über eine drehbewegliche
Horizontierlagerung auf einen Horizont umfaßt. Unter
Horizont wird eine absolut waagerechte Linie verstanden.
Über die Duplizierung einer mehrachsigen Neigeeinrichtung
mittels der Horizontiereinrichtung wird gewährleistet, daß
der Einfluß der Ausrichtung des Lasermeßgerätes relativ zum
Horizont bei den Messungen automatisch unterdrückt werden
kann, ohne daß das Lasermeßgerät mühsam von Hand
ausgerichtet werden muß. Über die Horizontiereinrichtung
ist erfindungsgemäß das Lasermeßgerät innerhalb eines
Selbstnivellierbereiches in eine Nullage verfahrbar, von
der aus über die Neigeeinrichtung die gewünschte Lage der
Arbeitsebene erzeugbar ist.
Diese Horizontiereinrichtung ist vorteilhafterweise um zwei
Achsen drehbeweglich, die eine Horizontierebene aufspannen,
so daß ein möglichst schnelles Ausrichten der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung auf den Horizont
gewährleistet ist.
Die Steuerung der Bewegungen der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung als Teil des
erfindungsgemäßen Lasermeßgerätes wird vereinfacht, wenn
die zweite Neigeachse parallel zur Horizontierebene
verläuft.
Die konstruktive Ausgestaltung wird dadurch vereinfacht,
daß die zweite Neigeachse parallel zu einer der
Horizontierachsen ist, was gemäß einer Weiterbildung der
Erfindung vorgesehen ist.
Der Aufbau des Gerätes ist weniger Restriktionen
unterworfen und es wird eine größere Flexibilität bei der
Gestaltung der Lagerungen bereitgestellt, wenn die beiden
Neigeachsen sich nicht schneiden.
Gemäß einer zusätzlichen Fortbildung der Erfindung umfaßt
das Lasermeßgerät weiterhin ein Prisma zur Ablenkung des
Arbeitslaserstrahls in einer Arbeitsrichtung. Der
Arbeitslaserstrahl tritt aus der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung üblicherweise in einer
Normalenrichtung aus, d. h. er ist zur Horizontierebene
rechtwinklig. Über ein Prisma läßt sich dieser
Arbeitslaserstrahl definiert in eine Arbeitsrichtung
ablenken, wobei die Arbeitsrichtung einem Neigungswinkel
gemäß der vorgegebenen Koordinaten entspricht.
Vorteilhafterweise ist dieses Prisma drehbeweglich
angeordnet und angetrieben, so daß der abgelenkte
Arbeitslaserstrahl bei geringem konstruktiven Aufwand eine
Arbeitsebene erzeugt.
Um die Steuerung und die Berechnungen zur Darstellung
dieser Arbeitsebene zu vereinfachen, ist das Prisma ein
Pentagonprisma, so daß der in der Normalenrichtung aus der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung austretende Laserstrahl
nahezu verlustfrei um 90° abgelenkt werden kann.
Die Gewichtskraft der Laserstrahlerzeugungseinrichtung wird
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von
der Horizontiereinrichtung und deren Lagerung aufgenommen.
Die Neigelagerung ist folglich von einem wesentlichen
Anteil der Gewichtskraft entlastet. Diese Abfuhr der
Gewichtskraft über die Horizontierlagerung wird dadurch
erreicht, daß die Horizontierlagerung einerseits mit dem
Gehäuse des Lasermeßgerätes, andererseits mit der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung gekoppelt ist.
Um einen ortsunabhängigen Einsatz im Gelände zu
gewährleisten, ist gemäß einer weiteren Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Lasermeßgerätes vorgesehen, daß es
weiterhin eine netzunabhängige Stromversorgung umfaßt,
beispielsweise in Form von Batterien.
Die Bedienung und die Steuerung des erfindungsgemäßen
Lasermeßgerätes am Ort seines Einsatzes wird dadurch
vereinfacht, daß es gemäß einer Fortbildung der Erfindung
weiterhin Peripheriegeräte, insbesondere ein Display und
eine Tastatur umfaßt, die bevorzugt in ein im wesentlichen
wasserdichtes Gehäuse integriert sind, so daß beim Einsatz
des Lasermeßgerätes auf Witterungsbedingungen keine
Rücksicht genommen werden muß. Es ist weiterhin vorgesehen,
das Lasermeßgerät über eine drahtlose Fernsteuereinrichtung
zu bedienen, was den Komfort erhöht und die Genauigkeit der
Messungen verbessert.
Die innerhalb des Gehäuses angeordneten Bauteile des
erfindungsgemäßen Lasermeßgerätes lassen sich um mehrere
Achsen verneigen. Diese Neigewinkel sind jedoch begrenzt,
was üblicherweise durch die jeweilige konstruktive
Ausgestaltung der Lagerungen und die Abmessungen der
jeweiligen Bauteile bedingt ist. Dieser begrenzte Bereich
wird als Selbstnivellierbereich bezeichnet, da sich das
Lasermeßgerät innerhalb dieses Bereichs automatisch selbst
nivellieren kann. Um diesen Selbstnivellierbereich für
Bedingungen zu vergrößern, bei denen der Winkel, unter dem
das Lasermeßgerät abgestellt wird, extrem groß ist, ist
gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, daß das Lasermeßgerät
mit einer Vorneigeeinrichtung versehen ist, so daß sich die
Nullage des Selbstnivellierbereichs verändern läßt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein
Meßinstrument bereitgestellt, was insbesondere zur
Benutzung in Kombination mit einem Lasermeßgerät geeignet
ist. Dieses Meßinstrument weist eine Meßlatte mit einer
Reflexionsfläche auf. Die Reflexionsfläche ist zumindest
bereichsweise mit retroreflektierenden Mitteln versehen.
Durch das Versehen der Reflexionsfläche mit
retroreflektierenden Mitteln in Bereichen ist
gewährleistet, daß ein einfallender Lichtstrahl in dieselbe
Richtung seines Einfalls wieder abgestrahlt wird. Diesem
Lichtstrahl stehen als Ziel flächig ausgedehnte
retroreflektierende Mittel zur Verfügung, so daß eine exakt
auf einen Punkt gezielte Ausrichtung der einfallenden
Lichtstrahlen nicht mehr notwendig ist.
Um vorteilhafterweise den Zielbereich über die gesamte
Länge der Meßlatte verlagern zu können, erstreckt sich
gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die
Reflexionsfläche über im wesentlichen die gesamte Länge der
Meßlatte.
Um die Zielfläche der einfallenden Lichtstrahlen in
üblicherweise vertikaler Richtung zur weiteren
Vereinfachung der Handhabung zu vergrößern, ist die
Reflexionsfläche über im wesentlichen ihre gesamte Länge
mit retroreflektierenden Mitteln versehen.
Die Übertragung der Lage des Zielbereichs relativ zu
Umgebungskoordinaten wird erfindungsgemäß dadurch
vereinfacht, daß die Meßlatte eine Meßskala umfaßt, die
beispielsweise eine Höhe über dem Erdboden angibt. Die
Meßskala ist erfindungsgemäß für Längenmessungen
ausgebildet. Die Ermittlung, ob die einfallenden
Lichtstrahlen ihr Ziel gefunden haben, wird zusätzlich
dadurch vereinfacht, daß gemäß einer vorteilhaften
Fortbildung des erfindungsgemäßen Meßinstruments eine
Detektoreinheit bereitgestellt wird, mit der Laserstrahlen
automatisch detektierbar und deren Einfall anzeigbar ist.
Es lassen gemäß dieser Weiterbildung sich ebenfalls
Höhendifferenzen von Referenzpunkten feststellen und
ausgleichen.
Es ist erfindungsgemäß nach einer Weiterbildung möglich,
den Arbeitslaserstrahl auch optisch über den
Ziellaserstrahl auszurichten, wofür ein Reflexionsbereich
vorgesehen ist, der bevorzugt in Streifenform rechtwinklig
zu der Reflexionsfläche der Meßlatte verläuft.
Um die Flexibilität der Messungen zu erhöhen, und den
Zielbereich der einfallenden Lichtstrahlen verlagern zu
können, ist erfindungsgemäß das Meßinstrument dahingehend
fortgebildet, daß die Detektoreinheit lösbar an der
Meßlatte befestigt ist. Auf diese Weise läßt sie sich
entlang der Meßlatte bewegen und an dieser festsetzen. Die
Meßlatte läßt sich somit ebenfalls zum Abtragen von
konstanten Stichmaßen verwenden.
Das erfindungsgemäße Meßinstrument weist des weiteren nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Auswerteeinheit auf,
mit der die Lage der Detektoreinheit relativ zu
Umgebungskoordinaten auswertbar ist, so daß die
unmittelbare Transformation der Umgebungskoordinaten in
Gerätekoordinaten vereinfacht wird.
Im folgenden wird zur weiteren Erläuterung und zum besseren
Verständnis der Erfindung unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel näher
beschrieben und ausgeführt. Es zeigt:
Fig. 1 eine Vorderansicht eines Lasermeßgerätes im
Teilschnitt;
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung eine Vorderansicht
der Horizontiereinrichtung, der Neigeeinrichtung,
der Laserstrahlerzeugungseinrichtung, sowie der
Meßwerke der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Draufsicht auf die
genannten Bauteile;
Fig. 4 eine Vorderansicht der Zielstrahloptik und der
Peilanordnung des Lasermeßgerätes;
Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Draufsicht;
Fig. 6 eine Vorderansicht eines weiteren
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung
mit einer Vorneigeeinrichtung; und
Fig. 7 eine retroreflektierende Meßlatte der
vorliegenden Erfindung für die Nutzung in
Kombination mit dem erfindungsgemäßen
Lasermeßgerätes.
Die Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt des Lasermeßgerätes
gemäß der vorliegenden Erfindung. Aus der rechten Seite der
Fig. 1 ist entnehmbar, daß das Gehäuse 10 des
Lasermeßgerätes von oben nach unten im wesentlichen aus
einem Griff 1, einer Kuppel 2, einem Mittelabschnitt 3 und
einem Boden 4 besteht. Der Griff 1 dient zur Handhabung des
Geräts bei der Aufstellung. Die Kuppel 2 ist aus einem
transparenten Material, vorzugsweise Glas, so daß der
Durchtritt der Laserstrahlen gewährleistet ist. Der
Mittelabschnitt 3 besteht vorzugsweise aus Aluminium, kann
aber auch aus einem anderen Metall oder einem
widerstandsfähigen Kunststoffmaterial gebildet sein. Der
Boden 4 ist mit einer Standardaufnahme für in Stativ
versehen. Die Verbindungen zwischen den Gehäuseteilen sind
in bekannter Weise wasserdicht ausgebildet.
In den Mittelabschnitt 3 ist ein Display 5 und eine
Tastatur 6 - beide in der Figur nur schematisch
dargestellt - integriert. Das Display 5 stellt eine
Schnittstelle zwischen Benutzer und Meßgerät dar und zeigt
alle zur Dateneingabe, Datenerfassung und Datenauswertung
und sonstige auch zur Steuerung notwendigen Werte an. Die
Tastatur 6 stellt eine weitere Schnittstelle zwischen
Benutzer und Lasermeßgerät dar und dient zur Eingabe von
Daten und Steuerungsbefehlen. Es ist ebenfalls möglich, das
Lasermeßgerät über eine (nicht dargestellte) Fernbedienung
zu bedienen.
Aus der linken Hälfte des Teilschnitts ist die
Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12 entnehmbar, die über
eine Horizontiereinrichtung 60 in dem Gehäuse gelagert ist,
und mittels der Horizontiereinrichtung innerhalb des
Selbstnivellierbereichs des Geräts ungeachtet der
Geräteaufstellung absolut waagerecht ausgerichtet werden
kann. Die Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12 erzeugt einen
ersten Ziellaserstrahl 36 und einen zweiten
Arbeitslaserstrahl 16. Der Ziellaserstrahl tritt in der
Fig. 1 seitlich nach links aus der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12 aus. Der
Arbeitslaserstrahl 16 tritt senkrecht nach oben aus der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung aus und wird über ein
Pentagonprisma 14 zweimal abgelenkt, so daß der
Arbeitslaserstrahl 16 zwischen Eintritt in das Prisma und
Austritt aus dem Prisma insgesamt um 90° umgelenkt wird.
Das Prisma 14 ist motorisch angetrieben, so daß es auf der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12 derart rotiert, daß der
kollimierte Arbeitslaserstrahl 16 eine Arbeitsebene
abbildet. Die Anordnung der jeweiligen Optiken für den
Ziellaserstrahl 36 und den Arbeitslaserstrahl 16 ist dabei
dergestalt, daß die Gerade, die durch den Ziellaserstrahl
36 erzeugt wird, unter einem geringen Höhenversatz ständig
parallel zu der Arbeitsebene liegt, die durch den
Arbeitslaserstrahl 16 erzeugt wird. Um bei der Benutzung
die Erstausrichtung des Geräts zu erleichtern, ist im
Bereich der für den Benutzer einsehbaren Kuppel ebenfalls
eine Peilanordnung 20 vorgesehen, die weiter unten unter
Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 näher erläutert wird.
Die transparente Kuppel 2 ist durch mehrere Streben 7
eingefaßt und mit dem Mittelabschnitt 3 des Gehäuses 10
verbunden.
Aus der Vorderansicht der Fig. 2 und der Draufsicht der
Fig. 3 geht insbesondere folgendes hervor. In der Fig. 2
oben dargestellt ist die Laserstrahlerzeugungseinrichtung
12. Die Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12 ist in einer
Trommel 13 befestigt. Die Trommel 13 trägt ebenfalls das
erste Meßwerk 40 und das zweite Meßwerk 50. Zur Ausrichtung
der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Bauteile auf eine
absolut vertikale Ebene, d. h. auf einen Horizont, dient
die Horizontiereinrichtung 60.
Im folgenden werden Einzelheiten der Horizontiereinrichtung
60 beschrieben. Die Horizontiereinrichtung 60 ist um zwei
Horizontierachsen 66, 72 drehbeweglich aufgehängt. Sie ist
über konventionelle Lagerungen mit fest mit dem Gehäuse
verbundenen Trägern 10 gekoppelt. Die Aufhängung relativ zu
den Gehäuseträgern 10 (Fig. 3) ist über einen
Längsneigungsträger 61 und einen Querneigungsträger 67
verwirklicht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist
die Längsneigungsachse 66 rechtwinklig zur
Querneigungsachse 72 ausgerichtet. Der Schnittpunkt der
beiden Achsen liegt in der Mitte der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12, so daß der aus dieser
Laserstrahlerzeugungseinrichtung mittig austretende
Arbeitslaserstrahl durch den Koordinatenursprung der
Horizontiereinrichtung verläuft.
Die Ausrichtung der Horizontiereinrichtung wird durch
Motoren 62, 68 vorgenommen, die jeweils auf Zahnsegmente
64, 70 wirken. In den Fig. 2 und 3 tritt der (nicht
dargestellte) Ziellaserstrahl parallel zur Achse 72 nach
rechts aus. Der Ziellaserstrahl bestimmt in der
dargestellten Anordnung eine Längsrichtung. Horizontierung
in der Längsrichtung findet folglich durch den Motor 62
statt, der auf das Zahnsegment 64 wirkt. Bei Betätigung des
Motors 62 wird das Zahnsegment 64 in der Fig. 3 nach oben
bzw. unten bewegt, so daß der Längsneigungsträger 61 um die
Horizontierachse 66 gedreht wird. Entsprechend wird die
Horizontierung in der Querneigungsrichtung über den Motor
68 vorgenommen, der auf das Zahnsegment 70 wirkt. Bei
Betätigen des Motors 68 wird das Zahnsegment 70 ebenfalls
in der Fig. 3 nach oben und unten bewegt, wodurch der
Querneigungsträger 77 relativ zum Längsneigungsträger 61 um
die Horizontierachse 72 gedreht wird. Bei anderer
Ausrichtung des Ziellaserstrahls wird die
Horizontiereinrichtung über eine entsprechend kombinierte
Betätigung der jeweiligen Antriebe ausgerichtet. Mit dem
Querneigungsträger 67 und dem Längsneigungsträger 61 werden
die Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12 und die ersten und
zweiten Meßwerke 40, 50 mit den dazugehörigen Bauteilen
horizontiert.
Im folgenden wird die Neigeeinrichtung des
erfindungsgemäßen Lasermeßgerätes erläutert werden. Auch
die Neigeeinrichtung wird über zwei Achsen 44, 54
drehbeweglich verstellt. Die Verstellung wird um die Achse
44 über einen Motor 42 vorgenommen, der auf ein Zahnsegment
43 wirkt. Die Verstellung um die Achse 54 wird über einen
Motor 52 vorgenommen, der auf ein Zahnsegment 53 wirkt. Der
Motor 42 ist an einem Motorträger 41 aufgehängt, wobei der
Motorträger 41 mit dem Querneigungsträger 67 der
Horizontiereinrichtung verbunden ist. Der Motor 52 zur
Neigungseinstellung um die Achse 54 ist an einem
Motorträger 51 (Fig. 2) befestigt. Zur Vereinfachung der
Darstellung sind in der Fig. 3 der Motorträger 51, der
Motor 52 und das Zahnsegment 53 nicht dargestellt.
Eine Betätigung des Motors 42 bewirkt, daß sich das
Zahnsegment 43 mitsamt der Trommel 13, der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12, dem Motorträger 51 mit
Motor 52 und Zahnsegment 53 für die Einstellung um die
andere Achse 54 mitbewegt. Das Zahnsegment 43 ist als
kreissegmentförmige Plattform ausgebildet, wobei das
Kreissegment sich über einen Winkelbereich von <180°
erstreckt. Dieser Bereich gewährleistet dem Bediener bei
geeigneter Aufstellung des Lasermeßgeräts, daß der gesamte
Bereich vor dem Lasermeßgerät erfaßbar ist. In dem
dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt
der Winkelbereich ca. 193°.
Das Auslenken der Arbeitsebene aus der horizontalen Lage um
die jeweiligen Neigeachsen 44, 54 oder die
Horizontierachsen 66, 72 wird durch Sensoren 48, 58 erfaßt.
Eine 44 der Neigeachsen ist vertikal zur Arbeitsebene, die
andere 54 parallel zu ihr angeordnet. Die Sensoren 48, 58
sind in zueinander unveränderlicher Lage an einem
Sensorträger 59 befestigt. In dem Ausführungsbeispiel sind
sie unter einem rechten Winkel zueinander an dem
Sensorträger 59 befestigt, der sich zusammen mit der
Horizontiereinrichtung bewegt. Bei einer Bewegung der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12 um eine der
Horizontierachsen 66, 72 bleibt also die Lage der Sensoren
48, 58 relativ zueinander unverändert.
Die Auslenkung der durch die Horizontiereinrichtung
getragenen Bauteile mittels der Horizontiereinrichtung wird
in zwei Richtungen durch je einen Sensor pro Richtung
erfaßt. Die Längserstreckung der Sensoren 48, 58 bestimmt
die Richtung, in der der jeweilige Sensor eine Abweichung
von der Horizontalen erfassen kann. Durch die Art der
Befestigung der Zielstrahloptik an der Trommel, die weiter
unten unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 näher erläutert
wird, ist es möglich, die Richtung des austretenden
Ziellaserstrahls exakt auf die Erfassungsrichtungen der
Sensoren auszurichten.
Einerseits sind die beiden Sensoren 48, 58 relativ
zueinander in einer bestimmten Winkellage angeordnet,
andererseits verbleibt der Sensorträger 59 durch die
kombinierte Betätigung der Neigeeinrichtung und der
Horizontiereinrichtung immer in der Horizontalen, während
sich die Lage der Trommel 13 relativ zur Horizontalen
verändert. Die Trommel wiederum trägt die
Laserstrahlerzeugungseinrichtung, die die Richtung des
Ziellaserstrahls und des Arbeitslaserstrahls bestimmt.
Bei Verneigen der Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12 durch
die Neigeeinrichtung um die Achse 54 durch Betätigen des
Motors 52 bewegen sich in dem Meßwerk 50 eine (nicht
dargestellte) Reflexionsscheibe 56 und der Sensorträger 59
relativ zueinander. Durch auf der Reflexionsscheibe
aufgebrachte Teilungsstriche wird ein innerhalb des
Meßwerks 50 ausgesendeter Lichtstrahl reflektiert und von
einem Lesekopf wieder aufgefangen. Der Verneigewinkel bei
dieser Relativbewegung um die Achse 54 wird durch Auswerten
von beim Verneigen periodisch erzeugten Signalen erhalten,
wobei die geforderte Genauigkeit durch Interpolation dieser
Signale erreicht wird. Die Genauigkeit dieser Interpolation
liegt im Bereich von wenigen Winkelsekunden, vorzugsweise
in einem Bereich kleiner als 3 Winkelsekunden.
Auf entsprechende Weise wird eine Drehung um die Achse 44,
die durch Betätigen des Motors 42 erzeugt wird, von dem
Meßwerk 40 bestimmt. Die Relativbewegung findet hier
zwischen der Trommel 13 und somit auch dem
Querneigungsträger 67 und der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung statt.
Die Lagesensoren 48, 58 sind Elektrolytfühler, die vor
einer Erstinbetriebnahme des Lasermeßgeräts durch eine
geeignete Kalibrierung über EEPROMs auf einen Nullpunkt in
der absoluten Horizontalen programmiert werden können, der
unabhängig von der Stromversorgung des Geräts erhalten
bleibt. Folglich sind die Lagesensoren 48, 58 geeignet,
innerhalb des Selbstnivellierbereiches des Lasermeßgeräts
die Abweichung der Arbeitsebene von der Horizontalen
automatisch zu bestimmen. In der dargestellten
Ausführungsform beträgt der Selbstnivellierbereich ±15%.
Die Motorbewegungen der Motoren 42, 52 der Neigeeinrichtung
und der Motoren 62, 68 der Horizontiereinrichtung werden
über eine geeignete Prozessorsteuerung geregelt. Die
Prozessorsteuerung regelt ebenfalls die Zustandsverwaltung
der Laserstrahlen und signalisiert dem Benutzer die
wichtigen Gerätezustände.
Aus den Fig. 4 und 5 gehen Einzelheiten der
Peilanordnung 20 besser hervor. In der Vorderansicht der
Fig. 4 ist in der Mitte die
Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12 erkennbar, die in der
Trommel befestigt ist. An der Trommel ist ebenfalls über
eine Höhenverstellung 32 und eine Parallelitätsverstellung
34 eine rohrförmige Zielstrahloptik 30 befestigt. Mit der
Höhenverstellung 32 läßt sich durch Hineinschrauben und
Herausschrauben einer Schraube am schematisch angedeuteten
unteren Befestigungspunkt ein Kippen der Zielstrahloptik um
die oberen beiden Befestigungspunkte erreichen. Somit läßt
sich der austretende Ziellaserstrahl 36 parallel zu der
Achse des Lagesensors 58 (Fig. 2, 3) bringen. Durch die
Parallelitätsverstellung 34 ist sichergestellt, daß der
austretende Ziellaserstrahl 36 parallel dieser Achse des
Lagesensors 58 und senkrecht zum Sensor 48 ausgerichtet
ist. Der Ziellaserstrahl gibt also zu jedem Zeitpunkt exakt
sowohl die Richtung als auch den Neigungswinkel der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung nach außen an, so daß eine
eindeutige äußere Anzeige der Gerätekoordinaten gegeben
ist.
Die Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12 umfaßt bevorzugt
zwei (nicht dargestellte) Laserdioden, von denen eine den
Arbeitslaserstrahl, die andere den Ziellaserstrahl erzeugt.
Die jeweiligen Laserstrahlen werden nach dem Austreten aus
den Dioden durch geeignete Optiken und einen Umlenkspiegel
für den Ziellaserstrahl und das Prisma für den
Arbeitslaserstrahl in die gewünschten Richtungen gelenkt.
In den Darstellungen der Fig. 4 und 5 tritt der
Arbeitslaserstrahl 16 genau über dem Ziellaserstrahl 36
parallel und geringfügig höhenversetzt zu diesem aus dem
Pentagonprisma 14 aus.
An der rohrförmigen Zielstrahloptik 30, die idealerweise
koaxial zur Mittelachse der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12 verläuft, ist weiterhin
ein Diopterfuß 24 befestigt. Der Diopterfuß 24 trägt zwei
Diopter 22. Die Diopter 22 geben eine Längsrichtung vor,
die der Richtung des Ziellaserstrahls 36 entspricht.
Zugleich liegt der Mittelpunkt der Diopter auf Höhe des
Ziellaserstrahls 36. Es ist also über die Diopter jederzeit
möglich, dem Verlauf des Ziellaserstrahls zu folgen.
Über die Diopter 22 kann das Bedienpersonal des
Lasermeßgerätes den Ziellaserstrahl grob auf das zu
treffende Ziel ausrichten, so daß das Lasermeßgerät zur
optimalen Ausnutzung des gesamten Meßbereichs ohne
erheblichen Aufwand ausgerichtet werden kann.
Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, weist die
Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12 in Verbindung mit den
Meßwerken 40, 50 eine gewisse Erstreckung unterhalb der
Querneigungsachse 72 und der Längsneigungsachse 66 der
Horizontiereinrichtung auf. Sollte das Lasermeßgerät
gegenüber dem Horizont beispielsweise in
Querneigungsrichtung schräg aufgestellt sein, wird die
Horizontierung die Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12 und
die Meßwerke 40, 50 um die Querneigungsachse 72 der
Horizontiereinrichtung verschwenken, um sie horizontal
auszurichten. Diese Verstellung ist möglich, solange die
Laserstrahlerzeugungseinrichtung nicht an dem Gehäuse 10
anschlägt.
Dieser aufgrund der konstruktiven Ausgestaltung dieser
Bauteile bezüglich ihren Abmessungen relativ zum Gehäuse
maximal mögliche Schwenkbereich wird als
Selbstnivellierbereich des Lasermeßgerätes bezeichnet. Bei
Aufstellung des Lasermeßgerätes unter extremen
Neigungswinkeln kann es vorkommen, daß der
Selbstnivellierbereich des Geräts überschritten wird. Um
den Bereich zu vergrößern, ist eine Vorneigeeinrichtung 80
(Fig. 6) vorgesehen.
Die Vorneigeeinrichtung ist lose mit dem Gehäuse 10 des
Lasermeßgerätes gekoppelt. Sie weist einen Fuß 90 auf, der
aus zwei rechtwinkligen Platten besteht. Eine dieser
Platten ist mit einer Aufnahme 94 für ein Stativ oder
ähnliches versehen, die andere am entgegengesetzten Ende
des Fußes mit einer Kurvenbahn 82 ausgestattet. In dieser
Kurvenbahn 82 bewegt sich ein Gleitelement 84, wobei das
Gleitelement lösbar mit dem Gehäuse 10 verbunden ist. Auf
dem Gleitelement 84 ist ein Peilstrich aufgebracht, der an
einer der Gleitfläche 82 unmittelbar benachbarten Skala 92
vorbei streicht, wenn sich das Gehäuse 10 des
Lasermeßgerätes relativ zum Fuß 90 bewegt.
Zur Einstellung der Vorneigung des Lasermeßgeräts bei einer
extrem geneigten Oberfläche 98 wird zunächst der Fuß 90
ggf. auf einem Stativ abgestellt. Dann wird das
Lasermeßgerät mit dem Gleitelement 84 auf die Kurvenbahn 82
eingesetzt, wobei eine mit dem Gleitelement 84 verbundene
Klemmschraube 96 gelöst ist. Das Gehäuse 10 des
Lasermeßgerätes kann sich nun über das Gleitelement 84 in
der Kurvenbahn 82 bewegen, wobei die Schwerkraft dazu
dient, das Gehäuse 10 in einer annähernd vertikalen
Position auszurichten, so daß das Gerät seinen
größtmöglichen Arbeitsbereich ausnutzen kann. Nach
Ausrichten des Lasermeßgerätes 10 läßt sich über die
Klemmschraube 96 das Gleitelement 84 relativ zur Kurvenbahn
82 fixieren.
Obwohl dies in dem Ausführungsbeispiel nicht dargestellt
ist, wurde daran gedacht, auch die untere Platte mit einer
Kurvenbahn zu versehen, wobei an der unteren Platte
zugleich eine Dosenlibelle befestigt ist. Auf diese Weise
ließe sich in der Kombination der Kurvenbahnen bei
Verwendung eines Stativs dessen eventuelle Schrägstellung
in jede Richtung ausgleichen.
Die Abmessungen der Vorneigeeinrichtung sind dergestalt,
daß der Drehmittelpunkt der Kurvenbahn 82 exakt im
Mittelpunkt des rotierenden Pentagon-Prismas 14, d. h. im
Austrittspunkt des Arbeitslaserstrahls 16 und die
Stativaufnahme 94 in der Flucht dieser beiden Punkte liegt,
so daß der Austritt des Arbeitslaserstrahls über dem
Mittelpunkt des Stativs liegt. Hierdurch wird die
Aufstellung und exakte Ausrichtung des Lasermeßgeräts über
einem Fluchtpunkt mittels Lot ermöglicht.
Fig. 7 schließlich zeigt ein Meßinstrument 100, das im
wesentlichen aus einer Meßlatte 102 mit einer
Detektoreinheit 108 besteht. Die Detektoreinheit 108
gleitet auf der Meßlatte 102, und kann über eine
Klemmschraube 110 relativ zur Meßlatte 102 festgesetzt
werden.
Sie ist mit einer Auswerteeinheit 116 versehen, die eine
Empfangsfläche 122 und ein Display 120 aufweist. Die
Empfangsfläche besteht aus zwei übereinander angeordneten,
lichtempfindlichen Sensoren, beispielsweise Fotodioden. Die
Fotodioden sind geeignet verschaltet, um zu erfassen, ob
der einfallende Arbeitslaserstrahl lediglich eine der
Dioden trifft, oder mittig zwischen beiden Dioden und somit
zugleich mittig auf der Detektoreinheit einfällt.
Die Empfangsfläche 122 erfaßt den rotierenden Laserstrahl
und zeigt über das Display an, in welcher Richtung der
einfallende Laserstrahl von der Mitte der Detektoreinheit
abweicht. Die Detektoreinheit ist ebenfalls mit einem
Tongeber ausgestattet, der bei z. B. aufgrund der Höhe
schlecht einsehbarem Display 122 die Höhenlage des
einfallenden Laserstrahls mit sich unterscheidenden
Signalen indiziert.
Die Länge der Meßlatte 102 beträgt ca. 2 m. Sie ist mit
einer Skala 104, und die Detektoreinheit 108 mit einem
entsprechenden Sichtfenster 118 versehen, so daß im
montierten Zustand von Meßlatte 102 und Detektoreinheit 108
die Skala 104 der Meßlatte 102 durch das Sichtfenster 118
der Detektoreinheit 108 erkennbar ist. Die untere Kante des
Sichtfensters liegt auf gleicher Höhe wie die Spitze eines
Indikatorpfeils und stimmt mit der Mitte der
Detektoreinheit in dieser Richtung überein.
Die Meßlatte 102 ist weiterhin auf im wesentlichen der
gesamten Länge einer ihrer Flächen mit einer
retroreflektierenden Folie 106 beschichtet. Die
retroreflektierende Folie bewirkt, daß auf sie auftreffende
Lichtstrahlen in derselben Richtung wieder abgestrahlt
werden, unter der sie eingefallen sind. Wird also der von
der Laserstrahlerzeugungseinrichtung ausgesendete
Ziellaserstrahl 36 auf die Meßlatte gerichtet, erscheint
ein deutlicher Rückreflex und zeigt dem Benutzer die
Ausrichtung der Ziellaserstrahlachse in Richtung dieser
Meßlatte an. Es wird folglich einerseits möglich, auf
Plänen oder Karten vorgegebene Umgebungskoordinaten auf die
Gerätekoordinaten zu übertragen, andererseits sind
Winkelmessungen zwischen verschieden aufgestellten
Meßlatten möglich. Die Ergebnisse der Messungen werden dem
Benutzer auf dem Display 5 des Lasermeßgeräts angezeigt.
Zusätzlich zu dem Indikatorpfeil 112 ist die
Detektoreinheit 108 mit einem Reflexstreifen 114 versehen.
Indikatorpfeil 112 und Reflexstreifen 114 sind dabei
relativ zueinander derart angeordnet, daß der
Höhenunterschied zwischen dem oberen Rand des
Reflexstreifens 114 und der Spitze des Indikatorpfeils 112
dem Höhenunterschied zwischen dem Ziellaserstrahl 36 und
dem Arbeitslaserstrahl 16 bzw. der Arbeitslaserstrahlebene
entspricht. Es ist somit die Höhenpositionen des
Arbeitslaserstrahl auch mit dem Ziellaserstrahl 16
bestimmbar, indem dieser auf die obere Kante des
Reflexstreifens 114 ausgerichtet wird.
Im folgenden wird der Betrieb der einzelnen Bauteile des
aus Lasermeßgerät und Meßinstrument 100 bestehenden
Meßsystems anhand eines typischen Arbeitsablaufs erläutert
werden, in dem eine zur horizontalen Ebene windschiefe
Ebene dargestellt werden soll.
Zu Beginn liegen dem Benutzer üblicherweise Pläne vor, auf
denen relativ zu den Achsen eines kartesischen
Koordinatensystems der Umgebung xU, yU entsprechende
Neigungswinkel αU, βU angegeben sind. Zusätzlich ist das
Gelände üblicherweise vermessen worden, und es wurden drei
Referenzmarken gesteckt, die eine Referenzebene aufspannen.
Die Referenzebene besitzt entlang der Umgebungsachsen xU,
yU die gewünschten Neigungswinkel αU, βU.
Zu Beginn der Tätigkeit wird das Lasermeßgerät unter
Beachtung seines Selbstnivellierbereichs in dem Gelände auf
einem Stativ relativ zu einer Referenzmarke derart
aufgestellt, daß der Austritt des Ziellaserstrahls auf
einer Referenzmarke liegt, und sich die verbleibenden
Referenzmarken in einem Winkelbereich von 180° vor dem
Gerät befinden. Danach wird ein Meßinstrument 100 mit der
Mitte des Sichtfensters auf eine weitere Referenzmarke
ausgerichtet. Sollte sich der Austritt des Ziellaserstrahls
um einen bestimmten Betrag oberhalb oder unterhalb der
Referenzmarke befinden, kann mit Hilfe der Skala 104 die
Detektoreinheit 108 des Meßinstruments 100 um den gleichen
Wert versetzt werden.
Nach dem Anschalten des Lasermeßgeräts werden der
Prozessorsteuerung die Koordinaten der drei Referenzmarken
in Umgebungskoordinaten xU, yU und der Lage der
Referenzebene in Umgebungskoordinaten αU, βU eingegeben.
Hiernach wird die Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12 mit
der Prozessorsteuerung über die Motoren 62, 68 der
Horizontiereinrichtung 60 in die horizontale Lage gefahren.
Anschließend wird mit der Prozessorsteuerung der
Ziellaserstrahl über die Motoren 42, 52 der
Neigeeinrichtung so lange verfahren, bis er die
retroreflektierende Folie 106 der Meßlatte 102 in der Mitte
des Sichtfensters trifft. Diese Lage wird mit der
Prozessorsteuerung quittiert. Derselbe Vorgang wird mit der
verbleibenden Referenzmarke wiederholt, womit durch die
Ausrichtung des kollimierten Ziellaserstrahls auf die
Referenzmarken in der Prozessorsteuerung ein Abbild der
Umgebungskoordinaten xU, yU in Gerätekoordinaten geschaffen
wurde. Die Gerätekoordinaten liegen der Prozessorsteuerung
in Form von je zwei Drehwinkeln für jede Referenzmarke
gegenüber der Horizontalen vor, die während des Betätigens
der Neigeeinrichtung über die Meßwerke 40, 50 aufgezeichnet
wurden. Ein Drehwinkel wird um die erste Neigeachse 44, der
andere um die zweite Neigeachse 54 gemessen.
Die Prozessorsteuerung errechnet nun anhand der Daten die
Richtung der größten Steigung in Gerätekoordinaten,
verfährt den Ziellaserstrahl in diese Richtung und auf die
größte Steigung. Über den Arbeitslaserstrahl wird nun die
Arbeitsebene erzeugt.
Es ist möglich, die zuvor sequentiell geschilderten
Vorgänge gleichzeitig auszuführen, insbesondere gilt dies
für die Betätigung der Horizontiereinrichtung einerseits
und der Neigeeinrichtung andererseits.
Durch die Kollimierung des Ziellaserstrahls wird es darüber
hinaus ermöglicht, den Ziellaserstrahl zu modulieren und
ihn somit derart zu kodieren, daß bei Empfang von
Lichtsignalen mit einer an dem Lasermeßgerät in
unmittelbarer Nähe des Ziellaserstrahlaustritts
angebrachten Auswertelektronik überprüft werden kann, ob
das dort einfallende Licht tatsächlich das von der
Referenzmarke reflektierte Licht des Ziellaserstrahls und
nicht etwa z. B. einfallendes Fremdlicht oder eine Reflexion
des Arbeitslaserstrahls ist.
Die vorliegende Erfindung erzielt u. a. die Vorteile,
horizontale und geneigte Arbeitsebenen in einer oder
parallel zu einer Referenzebene auch im schiefwinkligen
Koordinatensystem darstellen zu können. Es wird möglich,
geneigte Flächen längs einer gemeinsamen Geraden zu
spiegeln, Planwinkel auf Fluchtstangen im Gelände zu
übertragen, und resultierende Steigungen zu errechnen und
anzuzeigen.
Claims (33)
1. Zweiachsiges Lasermeßgerät mit
- - einer Einrichtung (12) zum Erzeugen von zumindest einem sich bewegenden Arbeitslaserstrahl (16),
- - der eine Arbeitsebene nach Koordinaten des Lasermeßgeräts abbildet, und
- - einem kollimierten Ziellaserstrahl (36),
- - der parallel zur Arbeitsebene verläuft, und
- - mittels dem die Laserstrahlerzeugungseinrichtung (12) auf vorgegebene Umgebungskoordinaten ausrichtbar ist.
2. Lasermeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es weiterhin eine Neigeeinrichtung (40, 42, 50,
52) zum Neigen der Laserstrahlerzeugungseinrichtung
(12) und somit der Arbeitsebene nach Gerätekoordinaten
umfaßt.
3. Lasermeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Neigeeinrichtung um zwei Neigeachsen (44, 54)
drehbeweglich ist, von denen eine erste (44)
rechtwinklig zur Arbeitsebene ist.
4. Lasermeßgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß es weiterhin zumindest ein Meßwerk
(40, 50) aufweist, mit dem die Neigung der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung erfaßbar und/oder
stellbar ist.
5. Lasermeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Meßwerk zumindest einen Lagesensor (48, 58)
umfaßt.
6. Lasermeßgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der zumindest eine Lagesensor (40,
50) in bestimmter Ausrichtung mit der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung (12) verbunden ist.
7. Lasermeßgerät nach mindestens einem der Ansprüche 4
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine
Meßwerk (40, 50) auflichtausgewertete
Reflexionselemente umfaßt.
8. Lasermeßgerät nach mindestens einem der Ansprüche 3
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Laserstrahlerzeugungseinrichtung (12) über je ein
Einstellmittel (42, 52) relativ zu jeder Neigeachse
(44, 54) einstellbar ist.
9. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ziellaserstrahl (36) moduliert ist.
10. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ziellaserstrahl (36) eine Reichweite von zumindest
100 m besitzt.
11. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine
Horizontiereinrichtung (60) zum Ausrichten der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung und der
Neigeeinrichtung über eine drehbewegliche
Horizontierlagerung auf einen Horizont umfaßt.
12. Lasermeßgerät nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Horizontierlagerung um zwei
eine Horizontierebene auf spannende Horizontierachsen
(66, 72) drehbeweglich ist.
13. Lasermeßgerät nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Neigeachse (54)
parallel zur Horizontierebene verläuft.
14. Lasermeßgerät nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Neigeachse (54)
parallel zu einer der Horizontierachsen (66) ist.
15. Lasermeßgerät nach mindestens einem der Ansprüche 3
bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei
Neigeachsen (44, 54) sich nicht schneiden.
16. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin
ein drehbewegliches Prisma (14) umfaßt, mit dem durch
Ablenkung des Arbeitslaserstrahls (16) in eine
Arbeitsrichtung die Arbeitsebene erzeugbar ist.
17. Lasermeßgerät nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß das Prisma ein Pentagonprisma (14)
ist.
18. Lasermeßgerät nach mindestens einem der Ansprüche 11
bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtskraft
der Laserstrahlerzeugungseinrichtung (12) über die
Horizontiereinrichtung (61, 67) aufgenommen wird.
19. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin
eine netzunabhängige Stromversorgung umfaßt.
20. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin
Peripheriegeräte, insbesondere ein Display (5) und
eine Tastatur (6) umfaßt.
21. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin
ein im wesentlichen wasserdichtes Gehäuse (10) mit
einer Austrittsmöglichkeit für die Laserstrahlen (16,
36) umfaßt.
22. Lasermeßgerät nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, daß alle Bestandteile des
Lasermeßgeräts in dem Gehäuse (10) angeordnet sind, so
daß ein im wesentlichen ortsunabhängiger Einsatz des
Lasermeßgeräts ermöglicht ist.
23. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin
eine Vorneigeeinrichtung (80) aufweist.
24. Meßinstrument (100) zur Benutzung mit einem
Lasermeßgerät;
- - das Meßinstrument umfaßt eine Meßlatte (102), die eine Reflexionsfläche aufweist;
- - die Reflexionsfläche ist zumindest bereichsweise mit retroreflektierenden Mitteln (106) versehen.
25. Meßinstrument nach Anspruch 24, dadurch
gekennzeichnet, daß die Reflexionsfläche sich über im
wesentlichen die gesamte Länge der Meßlatte (102)
erstreckt.
26. Meßinstrument nach Anspruch 24 oder 25, dadurch
gekennzeichnet, daß die Reflexionsfläche über im
wesentlichen ihre gesamte Länge mit
retroreflektierenden Mitteln (106) versehen ist.
27. Meßinstrument nach mindestens einem der Ansprüche 24
bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßlatte (102)
eine Meßskala (104) umfaßt.
28. Meßinstrument nach mindestens einem der Ansprüche 24
bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine
Detektoreinheit (108) aufweist; mit der
Detektoreinheit sind Laserstrahlen detektierbar.
29. Meßinstrument nach mindestens einem der Ansprüche 24
bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin einen
Reflexionsbereich (114) aufweist, der zumindest
bereichsweise mit retroreflektierenden Mitteln
versehen ist.
30. Meßinstrument nach Anspruch 29, dadurch
gekennzeichnet, daß der Reflexionsbereich (114)
rechtwinklig zu der Reflexionsfläche (106) angeordnet
ist.
31. Meßinstrument nach mindestens einem der Ansprüche 29
oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß der
Reflexionsbereich (114) an der Detektoreinheit (108)
angeordnet ist.
32. Meßinstrument nach mindestens einem der Ansprüche 28
bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die
Detektoreinheit (108) lösbar an der Meßlatte (102)
befestigt ist.
33. Lasermeßsystem, bestehend aus einem Lasermeßgerät nach
mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23 und einer
Meßlatte nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis
32.
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