DE19814149A1 - Zweiachslasermeßgerät - Google Patents

Zweiachslasermeßgerät

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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

TECHNISCHES GEBIET
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.
STAND DER TECHNIK
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.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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.
BESCHREIBUNG EINES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1154233A2 (de) * 2000-05-10 2001-11-14 Quante Baulaser GmbH Lasermessgerät und Verfahren zum Ausrichten eines Laserstrahls
WO2009053308A1 (de) * 2007-10-25 2009-04-30 Robert Bosch Gmbh Markier- und/oder nivelliervorrichtung, system sowie verfahren
DE102010042430A1 (de) * 2010-10-14 2012-04-19 Robert Bosch Gmbh Optimierung eines Kegellinsen-/Kappensystems zum Erzeugen einer Standardlichtebene
US9513121B2 (en) 2010-04-29 2016-12-06 Stabila Messgerate Gustav Ullrich Gmbh Device for capturing a laser beam
DE102010004517B4 (de) * 2009-01-27 2017-05-18 Trimble Kaiserslautern Gmbh Optisches Instrument mit Winkelanzeige und Verfahren zum Betreiben desselben
DE112006004097C5 (de) * 2006-11-03 2017-11-02 Trimble Kaiserslautern Gmbh Winkelmessgerät

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH584882A5 (de) * 1973-10-16 1977-02-15 Aga Ab
DE3321990C2 (de) * 1983-06-18 1986-12-18 Nestle & Fischer, 7295 Dornstetten Meßlatte für ein laseroptisches Nivelliersystem
DE3601179C2 (de) * 1986-01-17 1988-12-01 Nestle & Fischer, 7295 Dornstetten, De
DE4442224A1 (de) * 1994-11-26 1996-05-30 Richard Franke Laser-Meßgerät
DE19651251A1 (de) * 1995-12-21 1997-06-26 Ammann Lasertechnik Laserstrahl-Nivelliergerät sowie Verfahren zum Betrieb eines Laserstrahl-Nivelliergerätes und dazugehöriges Hilfsmittel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH584882A5 (de) * 1973-10-16 1977-02-15 Aga Ab
DE3321990C2 (de) * 1983-06-18 1986-12-18 Nestle & Fischer, 7295 Dornstetten Meßlatte für ein laseroptisches Nivelliersystem
DE3601179C2 (de) * 1986-01-17 1988-12-01 Nestle & Fischer, 7295 Dornstetten, De
DE4442224A1 (de) * 1994-11-26 1996-05-30 Richard Franke Laser-Meßgerät
DE19651251A1 (de) * 1995-12-21 1997-06-26 Ammann Lasertechnik Laserstrahl-Nivelliergerät sowie Verfahren zum Betrieb eines Laserstrahl-Nivelliergerätes und dazugehöriges Hilfsmittel

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Prospekt Quadriga Kaiserslautern 2/96 "Lasermat" *
Prospekt Spectra-Physios, 8/92, Laserplane *
TIS 1/90 "Eine neue Generation Baulaser" *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1154233A2 (de) * 2000-05-10 2001-11-14 Quante Baulaser GmbH Lasermessgerät und Verfahren zum Ausrichten eines Laserstrahls
DE10022796A1 (de) * 2000-05-10 2001-11-22 Quante Baulaser Gmbh Lasermessgerät
DE10022796C2 (de) * 2000-05-10 2002-07-18 Quante Baulaser Gmbh Lasermessgerät
EP1154233A3 (de) * 2000-05-10 2003-03-12 Quante Baulaser GmbH Lasermessgerät und Verfahren zum Ausrichten eines Laserstrahls
DE112006004097C5 (de) * 2006-11-03 2017-11-02 Trimble Kaiserslautern Gmbh Winkelmessgerät
WO2009053308A1 (de) * 2007-10-25 2009-04-30 Robert Bosch Gmbh Markier- und/oder nivelliervorrichtung, system sowie verfahren
DE102010004517B4 (de) * 2009-01-27 2017-05-18 Trimble Kaiserslautern Gmbh Optisches Instrument mit Winkelanzeige und Verfahren zum Betreiben desselben
US9513121B2 (en) 2010-04-29 2016-12-06 Stabila Messgerate Gustav Ullrich Gmbh Device for capturing a laser beam
DE102010042430A1 (de) * 2010-10-14 2012-04-19 Robert Bosch Gmbh Optimierung eines Kegellinsen-/Kappensystems zum Erzeugen einer Standardlichtebene
DE102010042430B4 (de) * 2010-10-14 2017-01-26 Robert Bosch Gmbh Markierungslichtvorrichtung zum Erzeugen einer Standardlichtebene

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