DE19814149C2 - Zweiachslasermeßgerät und Kombination desselben mit einem Messinstrument - Google Patents
Zweiachslasermeßgerät und Kombination desselben mit einem MessinstrumentInfo
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- DE19814149C2 DE19814149C2 DE1998114149 DE19814149A DE19814149C2 DE 19814149 C2 DE19814149 C2 DE 19814149C2 DE 1998114149 DE1998114149 DE 1998114149 DE 19814149 A DE19814149 A DE 19814149A DE 19814149 C2 DE19814149 C2 DE 19814149C2
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Abstract
Um ein Lasermeßgerät bereitzustellen, mit dem ungeachtet der Ausrichtung des Lasermeßgerätes gegenüber der Umgebung eine in zwei Richtungen beliebig geneigte Ebene mit hoher Genauigkeit auch automatisch erzeugbar ist, wird ein Lasermeßgerät vorgeschlagen, mit einer Einrichtung (12) zum Erzeugen mindestens eines Laserstrahls (16, 36), einer Neigeeinrichtung (42, 43, 52, 53) zum Ausrichten der Laserstrahlerzeugungseinrichtung über eine drehbewegliche Neigelagerung auf vorgegebene Neigungswinkel und einer Horizontiereinrichtung (60) zum Ausrichten der Laserstrahlerzeugungseinrichtung und der Neigeeinrichtung über eine drehbewegliche Horizontierlagerung auf einen Horizont; die Horizontierlagerung ist um zwei eine Horizontierebene aufspannende Horizontierachsen (66, 72) drehbeweglich, und die Neigelagerung ist um zwei Neigeachsen (44, 54) drehbeweglich, von denen eine erste (44) parallel zu mindestens einem der Laserstrahlen ist. DOLLAR A Darüber hinaus wird zur Bereitstellung eines vollständigeren Lasermeßsystems eine Kombination des Lasermeßgerätes mit einem Meßinstrument vorgeschlagen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein zweiachsiges
Lasermeßgerät, das sich allgemein zur Bestimmung und zum
Anzeigen von beim Bau benötigten Arbeitsebenen eignet, sowie
eine Kombination des Lasermessgerätes mit einem
Messinstrument 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 eine Ebene bildenden 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
relativ zum Horizont ausrichtbar ist, d. h. ausrichtbar
gegenüber einer absolut horizontal verlaufenden Linie bzw.
Ebene.
Ein Beispiel für ein konventionelles Lasermeßgerät ist aus
der DE 196 51 251 A1 bekannt. Bei dem bekannten Gerät ist
eine Meßplatte an einem Kardanring befestigt. Auf der
Meßplatte ist ein Drehgestell angeordnet, auf dem Mittel zum
Kontrollieren der Drehposition des Drehgestells und eine
Einrichtung zum Neigen einer Optik/Drehkopf-Baugruppe
vorgesehen sind, wodurch die durch den Laserstrahl gebildete
Ebene neigbar ist. Es ruht also die gesamte Optik/Drehkopf-
Baugruppe über die Mittel zum Kontrollieren der Drehposition
auf dem Kardanring.
Aus der CH 584 882 A5 ist eine weitere Einrichtung bekannt,
bei der zwei kollimierte Laserstrahlbündel von bestimmter
Intensitätsverteilung in zueinander parallelen Ebenen
umlaufen. Konstruktive Einzelheiten zur Lagerung der
Komponenten sind nicht offenbart.
Schließlich zeigt die DE 44 42 224 A1 ein Lasermeßgerät mit
einer lediglich einfach nivellierbaren Laserlichtquelle.
Unter Berücksichtigung des Standes der Technik ist es Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein Lasermeßgerät
bereitzustellen, mit dem eine in zwei Richtungen beliebig
geneigte Ebene gegenüber vorbekannten Geräten mit höherer
Genauigkeit erzeugbar ist. Weiterhin ist es Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, ein Lasermeßsystem bereitstellen, das
ein solches Lasermeßgerät und ein Meßinstrument umfasst.
Diese Aufgabe wird vorteilhafterweise durch das in Anspruch 1
beschriebene Lasermeßgerät sowie die in Anspruch 26
beschriebene Kombination des Lasermessgerätes mit einem
Messinstrument gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des
erfindungsgemäßen Lasermeßgerätes und der Kombination mit
einem Messinstrument sind in den jeweiligen Unteransprüchen
beschrieben.
So umfaßt das erfindungsgemäße Lasermeßgerät eine Einrichtung
zum Erzeugen zumindest eines Laserstrahls. Einer dieser
Laserstrahlen dient zum Darstellen einer durch
Umgebungskoordinaten vorgegebenen Arbeitsebene, ein weiterer
bevorzugt zum Übertragen der Gerätekoordinaten auf die
Umgebungskoordinaten und andersherum. Es können weitere
Hilfslaserstrahlen vorgesehen sein. Das erfindungsgemäße
Lasermeßgerät umfaßt weiterhin eine Neigeeinrichtung zum
Ausrichten der Laserstrahlerzeugungseinrichtung über eine
drehbewegliche Neigelagerung auf vorgegebene, die der Lage
der zu erzeugenden Arbeitsebene entsprechenden
Neigungswinkel. Die Neigeeinrichtung ist in einer festen
relativen Ausrichtung zu dem oder den erzeugten Laserstrahlen
gekoppelt. Die vorgegebenen Neigungswinkel entsprechen
üblicherweise den Angaben in Umgebungskoordinaten, mit Hilfe
derer die gewünscht geneigte Ebene erzeugt werden soll.
Ferner umfaßt das Lasermeßgerät eine Horizontiereinrichtung
zum Ausrichten der Laserstrahlerzeugungseinrichtung und der
Neigeeinrichtung über eine drehbewegliche Horizontierlagerung
relativ zu einem Horizont. Folglich sind innerhalb des
Selbstnivellierbereiches des Lasermeßgerätes über die
Horizontiereinrichtung die erzeugten Laserstrahlen ungeachtet
des Neigungswinkels der Aufstellung des Lasermeßgerätes
relativ zu einem Horizont ausrichtbar. Unter Horizont wird
eine absolut horizontale Linie verstanden, d. h. eine Linie,
die rechtwinklig zur Richtung der Erdanziehungskraft
verläuft. Die drehbewegliche Horizontierlagerung stellt die
Schnittstelle der Laserstrahlerzeugungseinrichtung zur
Umgebung dar. Erfindungsgemäß trägt sie sowohl die
Laserstrahlerzeugungseinrichtung als auch die
Neigeeinrichtung, so daß die Neigeeinrichtung die
Gewichtskraft der Laserstrahlerzeugungseinrichtung nicht
aufnehmen muß und von einem wesentlichen Anteil der
Gesamtgewichtskraft befreit ist. Durch diese im wesentlichen
kraftfreie Aufhängung der Neigeeinrichtung werden nachteilige
Effekte vermieden, so daß sich eine genaue Ausrichtung der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung in kleinen Inkrementen
erzeugen laßt. Durch die Duplizierung einer zweiachsigen
Verstellmöglichkeit und die Entkoppelung der beiden
Lagerungen wird erfindungsgemäß eine wesentlich verbesserte
Genauigkeit des Lasermeßgerätes erzielt.
Die Horizontierlagerung ist bevorzugt um zwei
Horizontierachsen drehbeweglich. Diese beiden
Horizontierachsen spannen eine Horizontierebene auf. Auch die
sich mit der Horizontiereinrichtung mitbewegende
Neigeeinrichtung ist typischerweise um zwei Achsen, zwei
Neigeachsen, drehbeweglich gelagert. Eine erste dieser
Neigeachsen ist
parallel zu zumindest einem der erzeugten Laserstrahlen bei
dessen Austritt aus der Laserstrahlerzeugungseinrichtung.
Diese parallele Anordnung ermöglicht es, die übliche
iterative Annäherung an die gewünschten vorgegebenen
Neigungswinkel vorteilhaft zu umgehen, so daß die Bedienung
des erfindungsgemäßen Lasermeßgerätes im Vergleich zu der
Bedienung von vorbekannten Meßgeräten weniger zeit- und somit
weniger arbeitsintensiv ist. Ferner entfallt hierdurch die
sonst notwendige Ausrichtung des gesamten Lasermeßgerätes
relativ zur Umgebung. Erfindungsgemäß laßt sich folglich das
Lasermeßgerät im wesentlichen unabhängig von seiner
Aufstellung bedienen.
Um die Steuerung bei der Ausrichtung der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung zu vereinfachen, ist gemäß
einer Weiterbildung der Erfindung die zweite Neigeachse
parallel zur Arbeitsebene.
Um den konstruktiven Aufwand der
Laserstrahlerzeugungseinrichtung gering zu halten und das
Lasermeßgerät mit der zur komfortablen automatischen
Bedienung notwendigen Anzahl von Laserstrahlen auszustatten,
erzeugt bevorzugt die Laserstrahlerzeugungseinrichtung einen
ersten Arbeitslaserstrahl und einen zweiten Ziellaserstrahl.
Der Arbeitslaserstrahl dient üblicherweise zur Darstellung
der gewünscht geneigten Arbeitsebene und der Ziellaserstrahl
zur Übertragung der Gerätekoordinaten auf die
Umgebungskoordinaten.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung verlauft idealerweise
die erste Neigeachse rechtwinklig zu der Arbeitsebene. Der
Arbeitslaserstrahl tritt idealerweise ebenfalls rechtwinklig
zur Arebitsebene aus der Laserstrahlerzeugungseinrichtung.
Die Orthogonalität von erster Neigeachse und Horizontierebene
erleichtert das Übertragen der Gerätekoordinaten auf die
Umgebungskoordinaten bzw. der Umgebungskoordinaten auf die
Gerätekoordinaten.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung schneiden die
zwei Neigeachsen sich nicht. Der Aufbau des Gerätes ist somit
weniger Restriktionen unterworfen und es wird eine größere
Flexibilität bei der Gestaltung der Lagerungen
bereitgestellt.
Zur einfacheren Erfassung eines von dem Lasermeßgerät
entfernten Ziels ist erfindungsgemäß der Ziellaserstrahl
kollimiert, so daß die Mantellinien des erzeugten Strahls im
wesentlichen parallel zueinander verlaufen und bei Bewegen
der Laserstrahlerzeugungseinrichtung zum Auffinden eines
Ziels, wie z. B. einer Reflexionsmarkierung, dieses Ziel mit
größtmöglicher Sicherheit erfaßt wird. Es wird sowohl eine
Zielsuche durch manuelle Steuerung der Suchbewegung, als auch
durch automatische Steuerung der Suchbewegung ermöglicht.
Gemäß einer Fortbildung der Erfindung umfaßt das
Lasermeßgerät weiterhin ein Prisma zur Ablenkung des
Arbeitslaserstrahls in eine Arbeitsrichtung. Der Laserstrahl
tritt aus der Laserstrahlerzeugungseinrichtung bevorzugt in
einer Normalenrichtung aus, d. h. er ist üblicherweise zur
Arbeitsebene rechtwinklig. Über ein Prisma laßt sich dieser
Arbeitslaserstrahl definiert in eine Arbeitsrichtung
ablenken, wobei die Arbeitsrichtung einem Neigungswinkel
gemäß der vorgegebenen Koordinaten entspricht.
Dieses Prisma ist vorteilhafterweise ein drehbeweglich
angeordnetes Pentagonprisma, so daß der abgelenkte
Arbeitslaserstrahl eine Arbeitsebene erzeugt, in der die
Arbeitsrichtung liegt. Erfindungsgemäß wird folglich
vorteilhafterweise eine plastische Darstellung der gewünscht
geneigten Ebene erzielt und der in der
Normalenrichtung aus der Laserstrahlerzeugungseinrichtung
austretende Laserstrahl nahezu verlustfrei um 90°
abgelenkt.
Um eine automatische Steuerung des erfindungsgemäßen
Lasermeßgerätes weiter zu vereinfachen, ist vorgesehen, daß
die Bewegungen der Neigeeinrichtung über Meßwerke erfaßt
werden. Eine weitere Vereinfachung wird dadurch erzielt,
daß über die Meßwerke die Bewegungen der Neigeeinrichtung
auch gestellt werden.
Idealerweise ist für jede der Achsen, um die die
Laserstrahlerzeugungseinrichtung gedreht bzw. geschwenkt
wird, gemäß einer Fortbildung der Erfindung jeweils ein
Meßwerk zum Erfassen und/oder Stellen der entsprechenden
Bewegungen vorgesehen, so daß die Ansteuerung und die
Verarbeitung der zur Steuerung notwendigen Daten einfacher
gestaltet wird.
Jedes dieser Meßwerke umfaßt hierbei zumindest einen
Lagesensor, mit dem die Abweichung der Lage der Sensoren
von einer Horizontalen bestimmbar ist. Diese Lagesensoren
sind bevorzugt Elektrolytsensoren. Die Meßwerke arbeiten
bevorzugt über Reflexionsscheiben und nach dem
Auflichtverfahren, womit sich eine Genauigkeit beim Stellen
und Erfassen von Winkeln erreichen läßt, die im Bereich von
wenigen Winkelsekunden liegt.
Die Lagesensoren sind bevorzugt entlang je einer
Sensorrichtung ausgerichtet. Um die Zuordnung der Richtung
des Ziellaserstrahls zu den einzelnen Lagesensoren fest zu
definieren und um den Steuerungsaufwand gering zu halten,
ist erfindungsgemäß nach einer Weiterbildung vorgesehen,
daß zwei Sensoren für je eine Sensorrichtung vorgesehen
sind und die beiden Sensorrichtungen ein rechtwinkliges
Koordinatensystem aufspannen. Des weiteren kann zu diesem
Zweck der Ziellaserstrahl parallel zu einer dieser
Sensorrichtungen und rechtwinklig zur anderen verlaufen.
Die Gewichtskraft der Laserstrahlerzeugungseinrichtung wird
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ausschließlich von der Horizontiereinrichtung, insbesondere
deren Lagerung aufgenommen. Die Neigelagerung ist folglich
im wesentlichen kraftfrei. 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 des Lasermeßgerätes wird erfindungsgemäß
dadurch vereinfacht, daß es ebenfalls mit Peripheriegeräten
versehen ist, wie z. B. mit einem Display zur Anzeige der
eingegebenen und der gemessenen Daten und mit einer
Tastatur zum Steuern des Lasermeßgerätes. Es ist ebenfalls
möglich, das erfindungsgemäße Lasermeßgerät über eine
Fernbedienung zu steuern.
Da gattungsgemäße Lasermeßgeräte auch unter widrigen
Witterungsbedingungen eingesetzt werden müssen, sieht eine
Weiterbildung der Erfindung vor, daß es weiterhin ein im
wesentlichen wasserdichtes Gehäuse mit einer
Austrittsmöglichkeit für die Laserstrahlen umfaßt, so daß
eine Unabhängigkeit von den Witterungsbedingungen erzielt
ist. Es ist darüber hinaus bevorzugt, daß alle Bestandteile
des Lasermeßgerätes in dem Gehäuse angeordnet sind, so daß
einerseits ein ortsunabhängiger Einsatz des
erfindungsgemäßen Lasermeßgerätes möglich ist, andererseits
zugleich sämtliche Bauteile des Lasermeßgerätes geschützt
sind.
Die innerhalb des Gehäuses angeordneten Bauteile des
erfindungsgemäßen Lasermeßgerätes lassen sich, wie bereits
geschildert, um mehrere Achsen verneigen. Diese Neigewinkel
sind jedoch begrenzt, was üblicherweise durch die jeweilige
konstruktive Ausgestaltung der Lagerungen bedingt ist. Dieser
begrenzte Bereich wird als Selbstnivellierbereich bezeichnet,
da sich das Lasermeßgerät innerhalb dieses Bereichs
automatisch selbst nivelliert. Um diesen
Selbstnivellierbereich für Bedingungen zu vergrößern, bei
denen der Winkel, unter dem das Lasergerät, 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.
Erfindungsgemäß ist es überdies vorteilhaft, das
Lasermeßgerät in Kombination mit Mitteln zum Reflektieren des
zumindest einem erzeugten Laserstrahls zu verwenden, wie in
Anspruch 26 bestimmt, so daß ein vollständiges Lasermeßsystem
bereitgestellt wird. Derartige Messgeräte sind z. B. aus der
DE 33 21 990 C2 bekannt.
Im folgenden wird zur weiteren Erläuterung und zum besseren
Verständnis der Erfindung unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel naher
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 ein 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 tragt ebenfalls das erste Meßwerk
40 und das zweite Meßwerk 50. Zur Ausrichtung der in den
Fig. 2 und 3 dargestellten Bauteile relativ zu einer
absolut horizontalen Ebene, d. h. einem 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 verlauft.
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
Arbeitslaserstrahls auch mit dem Ziellaserstrahl 36
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, uU 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 (31)
1. Zweiachsiges Lasermeßgerät mit
einer Einrichtung (12) zum Erzeugen von zumindest einem Laserstrahl (16, 36), der eine Arbeitsebene abbildet,
einer Neigeeinrichtung (40, 42, 50, 52) zum Ausrichten der Laserstrahlerzeu gungseinrichtung und damit der Arbeitsebene über eine drehbewegliche Neige lagerung auf vorgegebene Neigungswinkel, und
einer Horizontiereinrichtung (60) zum Ausrichten der Laserstrahlerzeugungsein richtung und damit der Arbeitsebene über eine drehbewegliche Horizontierlage rung relativ zu einem Horizont;
die Horizontierlagerung ist um zwei eine Horizontierebene aufspannende Hori zontierachsen (66, 72) drehbeweglich, und
die Neigelagerung ist um zwei Neigeachsen (44, 54) drehbeweglich, von denen eine erste (44) parallel zu zumindest einem der erzeugten Laserstrahlen ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Laserstrahlerzeugungseinrichtung (12) und die Neigeeinrichtung (40, 42, 50, 52) über die Horizontiereinrichtung (60) in dem Gehäuse gelagert sind,
so dass über die Horizontiereinrichtung (60) auch die Neigeeinrichtung (40, 42, 50, 52) relativ zu einem Horizont ausrichtbar und
die Gewichtskraft der Laserstrahlerzeugungseinrichtung (12) über die Horizon tiereinrichtung (61, 67) aufgenommen ist und die Neigeeinrichtung (40, 42, 50, 52) von einem wesentlichen Anteil der Gewichtskraft entlastet ist.
einer Einrichtung (12) zum Erzeugen von zumindest einem Laserstrahl (16, 36), der eine Arbeitsebene abbildet,
einer Neigeeinrichtung (40, 42, 50, 52) zum Ausrichten der Laserstrahlerzeu gungseinrichtung und damit der Arbeitsebene über eine drehbewegliche Neige lagerung auf vorgegebene Neigungswinkel, und
einer Horizontiereinrichtung (60) zum Ausrichten der Laserstrahlerzeugungsein richtung und damit der Arbeitsebene über eine drehbewegliche Horizontierlage rung relativ zu einem Horizont;
die Horizontierlagerung ist um zwei eine Horizontierebene aufspannende Hori zontierachsen (66, 72) drehbeweglich, und
die Neigelagerung ist um zwei Neigeachsen (44, 54) drehbeweglich, von denen eine erste (44) parallel zu zumindest einem der erzeugten Laserstrahlen ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Laserstrahlerzeugungseinrichtung (12) und die Neigeeinrichtung (40, 42, 50, 52) über die Horizontiereinrichtung (60) in dem Gehäuse gelagert sind,
so dass über die Horizontiereinrichtung (60) auch die Neigeeinrichtung (40, 42, 50, 52) relativ zu einem Horizont ausrichtbar und
die Gewichtskraft der Laserstrahlerzeugungseinrichtung (12) über die Horizon tiereinrichtung (61, 67) aufgenommen ist und die Neigeeinrichtung (40, 42, 50, 52) von einem wesentlichen Anteil der Gewichtskraft entlastet ist.
2. Lasermeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Neige
achse (54) parallel zur Arbeitsebene ist.
3. Lasermeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Neigeachse (54) rechtwinklig zur ersten Neigeachse (44) verläuft.
4. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Laserstrahlerzeugungseinrichtung (12) einen ersten Ar
beitslaserstrahl (16) und einen zweiten Ziellaserstrahl (36) erzeugt.
5. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Neigeachse (44) rechtwinklig zur Arbeitsebene ver
läuft.
6. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die zwei Neigeachsen (44, 54) sich nicht schneiden.
7. Lasermeßgerät nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ziellaserstrahl (36) kollimiert ist.
8. Lasermeßgerät nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ziellaserstrahl (36) moduliert ist.
9. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß Bewegungen der Neigeeinrichtung über zumindest ein Meß
werk (40, 50) erfaßt werden.
10. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß Bewegungen der Neigeeinrichtung über zumindest ein Meß
werk (40, 50) gestellt werden.
11. Lasermeßgerät nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß für die Neigeeinrichtung zwei Meßwerke vorgesehen sind, die Dre
hungen um die Neigeachsen (44, 54) erfassen und/oder stellen.
12. Lasermeßgerät nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß eines der Meßwerke (50) zumindest einen Sensor (48, 58) umfaßt, so
daß eine Abweichung von dem Horizont in zwei Sensorrichtungen erfaßbar ist.
13. Lasermeßgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei
Sensorrichtungen eine Ebene aufspannen.
14. Lasermeßgerät nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine der beiden Sensorrichtungen parallel, die andere rechtwink
lig zum Ziellaserstrahl (16) ist.
15. Lasermeßgerät nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekenn
zeichnet, dass auch das zumindest eine Meßwerk (40, 50) über die Horizontierein
richtung (60) in dem Gehäuse gelagert ist.
16. Lasermeßgerät nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß das zumindest eine Meßwerk (40, 50) auflichtausgewertete Reflexi
onselemente umfaßt.
17. Lasermessgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Laserstrahlerzeugungseinrichtung (12) über je ein Ein
stellmittel (42, 52) relativ zu jeder Neigeachse (44, 54) einstellbar ist.
18. Lasermeßgerät nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ziellaserstrahl (36) eine Reichweite von zumindest 100 m besitzt.
19. 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 Ar
beitsebene erzeugbar ist.
20. Lasermeßgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma ein
Pentagonprisma (14) ist.
21. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß es weiterhin eine netzunabhängige Stromversorgung umfaßt.
22. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß es weiterhin Peripheriegeräte, insbesondere ein Display (5)
und eine Tastatur (6) umfaßt.
23. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß es weiterhin ein wasserdichtes Gehäuse (10) mit einer Aus
trittsmöglichkeit für die Laserstrahlen (16, 36) umfaßt.
24. Lasermeßgerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bestandteile
des Lasermeßgeräts in dem Gehäuse (10) angeordnet sind, so daß ein ortsunabhän
giger Einsatz des Lasermeßgeräts ermöglicht ist.
25. Lasermeßgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß es weiterhin eine Vorneigeeinrichtung (80) aufweist, die Ver
schwenken um eine Vorneigeachse ermöglicht, und der Austrittspunkt des Arbeits
laserstrahls (36) aus dem Lasermeßgerät in der Vorneigeachse liegt.
26. Meßinstrument (100) in Kombination mit einem Lasermessgerät nach mindestens
einem dei Ansprüche 2 bis 25.
27. Messinstrument nach Anspruch 26, mit folgenden Merkmalen:
das Meßinstrument umfaßt eine Meßlatte (102), die eine Reflexionsfläche auf weist; die Reflexionsfläche ist zumindest bereichsweise mit retroreflektierenden Mitteln (106) versehen;
das Meßinstrument umfaßt ferner eine Detektoreinheit (108), mittels der der ers te Arbeitslaserstrahl (16) detektierbar ist;
die Detektoreinheit (108) weist einen Reflexionsstreifen (114) und einen Indika torpfeil (112) auf;
der Reflexionsstreifen (114) und der Indikatorpfeil (112) sind relativ zueinander derart angeordnet, daß ihr Versatz einem Versatz zwischen dem Arbeitslaser strahl (16) und dem Ziellaserstrahl (36) entspricht, und die Position des Arbeits laserstrahls (16) auch mit dem Ziellaserstrahl (36) bestimmbar ist.
das Meßinstrument umfaßt eine Meßlatte (102), die eine Reflexionsfläche auf weist; die Reflexionsfläche ist zumindest bereichsweise mit retroreflektierenden Mitteln (106) versehen;
das Meßinstrument umfaßt ferner eine Detektoreinheit (108), mittels der der ers te Arbeitslaserstrahl (16) detektierbar ist;
die Detektoreinheit (108) weist einen Reflexionsstreifen (114) und einen Indika torpfeil (112) auf;
der Reflexionsstreifen (114) und der Indikatorpfeil (112) sind relativ zueinander derart angeordnet, daß ihr Versatz einem Versatz zwischen dem Arbeitslaser strahl (16) und dem Ziellaserstrahl (36) entspricht, und die Position des Arbeits laserstrahls (16) auch mit dem Ziellaserstrahl (36) bestimmbar ist.
28. Meßinstrument nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsflä
che sich über die gesamte Länge der Meßlatte (102) erstreckt.
29. Meßinstrument nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Re
flexionsfläche über ihre gesamte Länge mit retroreflektierenden
Mitteln (106) versehen ist.
30. Meßinstrument nach mindestens einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Meßlatte (102) eine Meßskala (104) umfaßt.
31. Meßinstrument nach mindestens einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Detektoreinheit (108) lösbar an der Meßlatte (102) befestigt ist.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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