DE19845364C2

DE19845364C2 - Leveling unit

Info

Publication number: DE19845364C2
Application number: DE1998145364
Authority: DE
Inventors: Bernd Nestle; Hannes Weigel
Original assignee: Gottlieb Nestle GmbH
Current assignee: Gottlieb Nestle GmbH
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2018-10-03
Also published as: DE19845364C5; DE19845364A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Nivelliereinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a leveling unit according to the preamble of claim 1.

Die Höhenausrichtung von Maschinen und ähnlichen Geräten ist eine Aufgabe, die in Fabriken oder auf Baustellen häufig vorkommt. Bisher sind zwei Möglichkeiten bekannt, wie eine solche Aufgabe durch geführt werden kann:
Die erste Möglichkeit besteht darin, ein optisches Nivelliergerät einzusetzen. Hierzu werden zwei Personen benötigt. Die eine Person blickt durch die Optik des Nivelliergerätes, während die zweite Person mit Hilfe der Kommandos der ersten Person die Höheneinstel lung des betreffenden Gegenstandes vornimmt. Mit dieser Methode kann eine hohe Genauigkeit erreicht werden, sie hat jedoch den Nachteil, daß sie grundsätzlich nur im 2-Mann-Betrieb durchgeführt werden kann.The height alignment of machines and similar devices is a task that often occurs in factories or on construction sites. So far, two ways are known of how such a task can be carried out:
The first option is to use an optical level. This requires two people. One person looks through the optics of the leveling device, while the second person uses the commands of the first person to adjust the height of the object in question. A high degree of accuracy can be achieved with this method, but it has the disadvantage that it can basically only be carried out in 2-man operation.

Eine zweite Möglichkeit besteht im Einsatz von Rotationslasern. Hierbei wird ein Rotationslaser auf eine vorbestimmte Höhe einge stellt, so daß auf einer definierten Höhe durch den Laser eine Re ferenzlinie an dem zu justierenden Gegenstand erzeugt wird. Eine einzelne Person kann dann anhand dieser Referenzlinie die Höhen justage des Gegenstandes vornehmen. Nachteil dieser Methode ist einerseits die recht geringe Genauigkeit, weiterhin kann diese Me thode nur bei geeigneten Lichtverhältnissen, d. h. bei nicht zu star kem Umgebungslicht, durchgeführt werden.A second option is to use rotary lasers. Here, a rotating laser is turned on to a predetermined height provides so that a Re at a defined height by the laser reference line is generated on the object to be adjusted. A individual person can then use this reference line to determine the heights adjust the object. The disadvantage of this method is on the one hand the rather low accuracy, furthermore this me method only in suitable lighting conditions, d. H. at not too star kem ambient light.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Auf gabe zugrunde, eine Nivelliereinheit zu schaffen, die von einer Person allein bedient werden kann und die dennoch eine hohe Präzi sion ermöglicht. Starting from this prior art, the invention is based on was based on the creation of a leveling unit designed by a Person can be served alone and still high precision sion enables.

Diese Aufgabe wird durch eine Nivelliereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is carried out by a leveling unit with the characteristics of Claim 1 solved.

Die erfindungsgemäße Nivelliereinheit basiert auf einem herkömmli chen Nivelliergerät. Anstelle des Okulars des Nivelliergeräts befindet sich jetzt eine elektronische Abstasteinheit, mit der das dort ankommende Bild in elektronische Signale umgesetzt wird. Diese Signale werden mittels einer Bildsendeeinheit zu einer portablen Bildempfangseinheit gefunkt, welche mit einem Display verbunden ist. Weiterhin weist das Nivelliergerät eine Steuersignal-Empfangseinheit auf, mit der Steuersignale von einer portablen Steuersignal-Sende einheit empfangen werden können.The leveling unit according to the invention is based on a conventional Chen leveling device. Instead of the eyepiece of the leveling device there is now an electronic scanning unit with which the image arriving there is converted into electronic signals. This Signals are made portable by means of an image transmission unit Funk image receiving unit, which is connected to a display. The leveling device also has a control signal receiving unit on, with the control signals from a portable control signal transmission unit can be received.

Im weiteren wird die Erfindung mit Bezug zu den Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be further elucidated with reference to the figures explained. Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Nivelliereinheit, Fig. 1 shows a leveling unit according to the invention,

Fig. 2 ein Nivelliergerät mit einem Aufsatz zur Änderung der optischen Achse. Fig. 2 shows a leveling device with an attachment for changing the optical axis.

Das Nivelliergerät besteht aus einem Trägerteil 3, beispielsweise ein Stativ, und einem Kopf 8, welcher sich auf dem Trägerteil 3 be findet. Meist beinhaltet das Trägerteil 3 auch Mittel, welche eine automatische Horizontalausrichtung des Kopfes 8 bewirken. Der Kopf beinhaltet die nach dem Stand der Technik bekannten optischen Mittel. An der Stelle, an der sich bei einem Nivelliergerät nach dem Stand der Technik das Okular befindet, befindet sich jetzt eine op tische Abtasteinheit 2. Diese Abtasteinheit 2 kann beispielsweise eine CCD-Kamera sein. Die von der Abtasteinheit 2 generierten elek tronischen Signale werden der Bildsendeeinheit 20 zugeführt. Diese erzeugt ein erstes Funkensignal S1. Dieses erste Funkensignal S1 kann mittels einer Bildempfangseinheit 21 empfangen werden. An die Bildempfangseinheit 21 ist ein Display 10 angeschlossen. Bei Betrieb erscheint auf diesem sowohl das Bild B des Objekts 0, das von dem Nivelliergerät gesehen wird, als auch das Fadenkreuz F, welches sich im Strahlengang des Kopfes 8 des Nivelliergeräts 1 befindet. Auf dem Display 10 erscheint somit genau das, was der Bediener bei einem bisherigen Nivelliergerät durch das Okular sieht. Als Display kann beispielsweise auch ein Computerbildschirm dienen.The leveling device consists of a carrier part 3 , for example a tripod, and a head 8 , which can be found on the carrier part 3 . Usually, the carrier part 3 also includes means which bring about an automatic horizontal alignment of the head 8 . The head contains the optical means known from the prior art. At the point where the eyepiece is in a leveling device according to the prior art, there is now an optical scanning unit 2 . This scanning unit 2 can be a CCD camera, for example. The electronic signals generated by the scanning unit 2 are fed to the image transmission unit 20 . This generates a first spark signal S1. This first spark signal S1 can be received by means of an image receiving unit 21 . A display 10 is connected to the image receiving unit 21 . During operation, image B of object 0, which is seen by the leveling device, and crosshair F, which is located in the beam path of head 8 of leveling device 1 , appear on the latter. The display 10 thus shows exactly what the operator sees through the eyepiece in a previous leveling device. A computer screen can also serve as a display, for example.

Die Nivelliereinheit umfaßt weiterhin eine Steuersignal-Sendeeinheit 30. Mit dieser können zweite Funksignale S2 erzeugt werden, welche von einer Steuersignal-Empfangseinheit 31 empfangbar sind. Diese Steuersignal-Empfangseinheit 31 befindet sich am Nivelliergerät 1, in diesem Ausführungsbeispiel am Kopf 8. Die von der Steuersignal- Empfangseinheit 31 empfangenen Signale werden an die Steuerelek tronik 6 weitergeleitet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden mittels der Steuerelektronik 6 die beiden Stellmotoren 7a und 7b gesteuert. Der erste Stellmotor 7a ist am Trägerteil 3 angebracht und dient der Drehung des Kopfes 8 um die vertikale Achse v-v. Der zweite Stellmotor 7b dient zur Verschiebung einer oder mehrerer Linsen im Strahlengang, so daß eine Scharfstellung des Bildes er folgen kann. Die Scharfstellung des Bildes kann natürlich auch durch eine Autofocusvorrichtung vorgenommen werden.The leveling unit further comprises a control signal transmission unit 30 . This can be used to generate second radio signals S2 which can be received by a control signal receiving unit 31 . This control signal receiving unit 31 is located on the leveling device 1 , in this exemplary embodiment on the head 8 . The signals received by the control signal receiving unit 31 are passed on to the control electronics 6 . In the present exemplary embodiment, the two servomotors 7 a and 7 b are controlled by means of the control electronics 6 . The first servomotor 7 a is attached to the carrier part 3 and serves to rotate the head 8 about the vertical axis vv. The second servomotor 7 b is used to shift one or more lenses in the beam path so that he can follow a focus of the image. The image can of course also be focused using an autofocus device.

Eine solche Nivelliereinheit kann von einer einzigen Person bedient werden. Sie kann beispielsweise gleichzeitig die Einstellschrauben an einem Maschinenfuß bedienen und die Höhe der Maschine mittels des Displays 10 kontrollieren. Für manche Anwendungen kann es zweckmäßig sein, die Bildempfangseinheit 21, das Display 10 und die Steuersig nalsendeeinheit 30 in ein einziges Gerät zusammenzufassen.Such a leveling unit can be operated by a single person. For example, you can simultaneously operate the adjusting screws on a machine base and control the height of the machine using the display 10 . For some applications, it may be appropriate to combine the image receiving unit 21 , the display 10 and the control signal transmission unit 30 into a single device.

Fig. 2 zeigt eine Neigungseinheit 40, mit der die optische Achse 0-0, welche die Abtasteinheit 2 "sieht", gegenüber der horizontalen Achse H-H geneigt werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Neigungseinheit ein Pentaprisma 42 auf. Dieses Pentaprisma 42 befindet sich in einem Gehäuse 46, welches auf das Objektiv 12 auf setzbar ist. Das Pentaprisma 42 befindet sich somit in einer defi nierten Position gegenüber dem Objektiv 12. Unterhalb des Penta prismas 42 befindet sich ein Spiegel 44. Dieser ist um eine hori zontale Achse schwenkbar. Durch eine definierte Verschwenkung des Spiegels 44 kann die optische Achse 0-0 gegenüber der horizontalen Achse H-H definiert in der Vertikalebene verschwenkt werden. Die Verschwenkung des Spiegels 44 kann beispielsweise mittels eines weiteren Stellmotors erfolgen, der über die Steuerelektronik 6 steuerbar ist. In der hier gezeigten Ausführungsform erscheint das Bild auf dem Kopf. Dies kann jedoch im Bedarfsfall durch weitere optische Mittel korrigiert werden. Der Einsatz einer solchen Nei gungseinheit kann häufig dann sinnvoll sein, wenn verschiedene Objekte auf einer schiefen Ebene ausgerichtet werden sollen. Fig. 2 shows a tilt unit 40, with which the optical axis 0-0, which can be tilted, the scanning unit 2 will "see", with respect to the horizontal axis HH. In this exemplary embodiment, the inclination unit has a pentaprism 42 . This pentaprism 42 is located in a housing 46 which can be placed on the lens 12 . The pentaprism 42 is thus in a defi ned position relative to the lens 12th A mirror 44 is located below the penta prism 42 . This can be swiveled around a horizontal axis. By a defined pivoting of the mirror 44 , the optical axis 0-0 can be pivoted in a defined manner in the vertical plane with respect to the horizontal axis HH. The pivoting of the mirror 44 can take place, for example, by means of a further servomotor which can be controlled via the control electronics 6 . In the embodiment shown here, the image appears on the head. If necessary, however, this can be corrected by additional optical means. The use of such a tilt unit can often be useful when different objects are to be aligned on an inclined plane.

Die hier gezeigte Ausführungsform einer Neigungseinheit ist ledig lich als beispielhaft zu betrachten. Hier ist prinzipiell eine beliebige Anzahl von optischen Anordnungen denkbar, welche den gleichen Effekt haben.The embodiment of an inclination unit shown here is single Lich to be regarded as exemplary. Here is basically one any number of optical arrangements possible, which the have the same effect.

Claims

1. leveling unit with a leveling device which comprises:

- a carrier part ( 3 ),
- A head ( 8 ) which is held at least horizontally pivotable on the carrier part ( 3 ) and has optical devices for optically detecting a measuring point,

marked by

- An electronic scanning unit ( 2 ) which converts the image generated by the optical devices into electronic signals,
- An image transmission unit ( 20 ) which converts the electrical signals generated by the electronic scanning unit ( 2 ) into a first radio signal (S1),
an image receiving unit ( 21 ) with which the first radio signal (S1) can be received,
- A control signal transmission unit ( 30 ) and a control signal capture unit ( 31 ), so that control information can be transmitted to the leveling device ( 1 ) by means of a second radio signal (S2).

2. Leveling unit according to claim 1, characterized in that the electronic scanning unit ( 2 ) contains a CCD camera.

3. leveling unit according to claim 1, characterized by a control signal receiving unit ( 31 ) which converts the control information of the second radio signal (S2) via control electronics ( 6 ) into control pulses for actuators with power output stages, which pivot the head ( 8 ) and the setting of cause optical parameters of the leveling unit ( 1 ), in particular to focus the image (B).

4. leveling unit according to claim 3, characterized in that the actuator for the head ( 8 ) on the carrier part ( 3 ) arranged, the first servomotor ( 7 a).

5. leveling unit according to claim 3, characterized in that the actuator for image focus is a second servomotor ( 7 b).

6. Leveling unit according to claim 1, characterized in that the image receiving unit ( 21 ) contains a display ( 10 ) for showing the image received via the main channel (B) of the electronic scanning unit ( 2 ).

7. leveling unit according to claim 1, characterized in that the carrier part ( 3 ) of the leveling device ( 1 ) is also adjustable in its inclination via the second radio signal.

8. leveling unit according to claim 1, characterized in that the leveling device ( 1 ) is associated with an inclination unit ( 40 ) which adjusts the optical axis (0-0).