DE202007010475U1

DE202007010475U1 - Gerät zur Verwendung als 3D-Aufmasssystem für das Handwerk

Info

Publication number: DE202007010475U1
Application number: DE200720010475
Authority: DE
Original assignee: Rosch Christian
Current assignee: Rosch Christian
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2017-07-28

Abstract

Gerät zur Verwendung als 3D-Aufmasssystem für das Handwerk dadurch gekennzeichnet, das ein Laserdistanzmessgerät und eine Dreh-Schwenkeinheit zu Vermessungszwecken eingesetzt wird

Description

Der Tachymeter – ein Theodolit mit Entfernungsmesser – ist das traditionelle Messinstrument im Vermessungswesen. Es handelt sich hierbei um ein Winkel-Distanzmessgerät. Elektronische Tachymeter sind Instrumente, die im Gelände eingesetzt werden, zur Erfassung der Topographie für die Herstellung großmaßstäbiger Karten, zur Absteckung von Bauwerken wie z.B. Gleisanlagen, Brücken, Talsperren, Funktürme sowie Wohn- und Industriebauten. Veränderungen von Bauwerken durch Ausweichen aus der Lotrechten oder Durchhänge von Brücken, Setzungserscheinungen usw. werden ebenfalls hochgenau erfasst. Hersteller solcher Tachymeter sind z.B. die Firmen Bosch, Hilti, Nikon und Leica. Kostengünstige Tachymeter sind in einer Preisklasse ab ca. 7000.-EUR zu haben (z.B. Leica Builder). Tachymeter in dieser Preisklasse sind nicht mit einer Motorik ausgestattet und können nur von Hand bewegt werden. Motorische Tachymeter sind erst ab ca. 20000.- EUR zu bekommen.
Der wesentliche Nachteil dieser Tachymeter besteht darin, dass Sie in der Regel nur von hoch qualifiziertem Personal bedient werden können. Diese Geräte bieten viele Funktionen für die oben genannten Einsatzgebiete. Für Messaufgaben, die von Tischlern, Schreinern, Steinmetzen, Messe- und Treppenbauer, also dem allgemeinen Handwerk, durchgeführt werden müssen, bieten diese Geräte kaum Funktionalitäten. Weiterhin gibt es keinen Tachymeter in der Preisklasse um die 10000.-EUR, der sich nicht nur manuell, sondern auch motorisch bewegen lässt. Eine automatische Vermessung einer beliebigen Fläche, die Bewegung des Gerätes mit einer Fernbedienung oder die Projektion von Konstruktionspunkten aus einer CAD-Software sind mit den Geräten aufgrund der fehlenden Motorik nicht möglich. Selbst motorisierte Geräte besitzen oftmals nicht diese Möglichkeiten: Die Motorik dieser Geräte wird überwiegend zur Zielerfassung und zur Zielverfolgung eingesetzt. Herkömmliche Tachymeter, ob manuell oder motorisch, sind für die täglichen Messaufgaben des Handwerkers nicht bzw. nur sehr eingeschränkt einsetzbar.
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Gerät in einer erschwinglichen Preisklasse für die 3D-Aufmassermittlung im handwerklichen Bereich zu schaffen. Dieses Gerät soll als Messinstrument für Aufmassermittlungen verwendet werden können, die von allgemeinen Handwerken benötigt werden. Hierzu stellt das Gerät speziell auf das Handwerk zugeschnittene Messfunktionen zur Verfügung.
Die zu erfassenden Messpunkte sollen motorisch und manuell per Hand anzufahren sein. Weiterhin soll das Gerät mit einer Fernbedienung zu bedienen sein, so dass auch entfernte Messpunkte exakt gemessen werden können. Das Gerät muss es ebenfalls ermöglichen, so genannte Messreihen zu erstellen. Mit diesen Messreihen wird z.B. ein kompletter Wandverlauf automatisch vom Gerät erfasst. Es soll ebenfalls möglich sein, 3 dimensionale Objekte zu vermessen, die dann in Form einer Punktewolke erfasst werden. Um exakte Messungen zu erreichen, muss das Stativ, auf dem sich das Gerät befindet, exakt horizontal ausgerichtet sein. Um diese zeitaufwändige Ausrichtung zu umgehen, muss eine Möglichkeit geschaffen werden, diese Ausrichtung zu umgehen.
Dieses Problem wird mit der im Schutzanspruch 1 aufgeführten Kombination einer Drehschwenkeinheit und eines herkömmlichen Laserdistanzmessgerätes gelöst.
Die Drehschwenkeinheit wird in der Drehachse und in der Schwenkachse mit jeweils einem hochpräzisen Drehgeber ausgestattet. An der Schwenkachse wird ein handelsübliches Laserdistanzmessgerät angebracht, welches den Abstand zum Zielpunkt misst. Anhand des Dreh- und Schwenkwinkels der Dreh-Schwenkeinheit und der gemessenen Distanz des Laserdistanzmessgerätes kann man einen drei dimensionalen Raumvektor (x, y, z) berechnen. Somit können beliebige, drei dimensionale Objekte vermessen werden. Dies entspricht der Funktionsweise eines Tachymeters. Zusätzlich werden für die beiden Achsen 2 Schrittmotoren angebracht, so dass sich das Gerät auch motorisch bedienen lässt. In dem Gerät befindet sich ein Neigungssensor, der die Neigung des Stativs bzw. des Gerätes ermittelt. Die Verrechnung dieser Neigung erfolgt in der Software auf dem PC. Somit kann auf eine horizontale Ausrichtung des Stativs verzichtet werden.
Die Datenerfassung, Auswertung und Steuerung des Gerätes erfolgt mit einer speziellen Software, die auf einem externen PC bzw. Laptop läuft. Damit die Bewegungsfreiheit des Gerätes garantiert wird, erfolgt die Datenübertragung zwischen Gerät und externen PC über eine kabellose Bluetooth-Verbindung.
1 zeigt die Dreh-Schenkeinheit mit den Drehgebern, dem Laser und den Schrittmotoren schematisch.
Die Vermessung eines Punktes gestaltet sich folgendermaßen: Das Laserdistanzmessgerät wird eingeschaltet. Dieses erzeugt dann einen permanent, hell leuchtenden Laserstrahl. In der Software auf dem PC wählt man nun einen Zeichenbefehl, wie z.B. Linie, Bogen, Polyline usw. an. Mit einer Fernbedienung oder per Hand kann das Gerät geschwenkt und gedreht und somit der Laserstrahl auf den zu vermessenden Punkt gefahren werden. Hat der Anwender den zu vermessenden Punkt exakt fixiert, wird die Messung am Gerät, über eine Taste am PC oder über die Fernsteuerung ausgelöst. Die Software empfängt die beiden Winkelpositionen der Drehgeber, die vom Laserdistanzmessgerät ermittelte Distanz und die Neigung des Gerätes. Anhand dieser Werte berechnet die Software die Punktkoordinaten (x, y, z). Mit der zuvor angewählten Zeichenfunktion in der Software auf dem PC entstehen so Linien, Bögen und letztendlich eine vollständige 3 dimensionale Aufmasszeichnung. Die Software bietet die Möglichkeit diese Zeichnung in andere Formate zu exportieren, so dass die Daten von anderen Programmen weiter verarbeitet werden können.
Es besteht ebenfalls die Möglichkeit einen ganzen Streckenzug automatisch zu vermessen. Der Anwender legt Start- und Endpunkt und Anzahl der Messungen über diese Strecke fest. Jetzt wählt er den Zeichenbefehl, z.B. Punkt, Linie oder Polylinie in der Software auf dem PC. Das Gerät fährt nun automatisch alle Messpunkte auf der Linie an und löst die Messung automatisch die Messung aus. Somit kann man beispielsweise den Wandverlauf einer ganzen Wand automatisch vermessen. Auf ähnliche Weise kann man über die Definition zweier Punkte eine ganze Fläche vermessen lassen. Es entsteht dann eine 3 dimensionale Punktewolke.
Der Anwender hat ebenfalls die Möglichkeit, sich definierte Punkte durch den Laser anzeigen zu lassen. Diese Punkte können beispielsweise konstruktiv in der Software ermittelt worden sein (z.B. den Mittelpunkt einer vermessenen Linie). Das Gerät fährt die entsprechende Position an und der Laserstrahl projiziert diesen Punkt auf einer Oberfläche. Weiterhin ist es mit dem Gerät möglich, zuvor gemessene Höhenpunkte auf andere Flächen zu übertragen.
Mit diesem Gerät können die verschiedensten vermessungstechnischen Aufgaben, vornehmlich für den handwerklichen Bereich gelöst werden. Fassaden- und Innenraumaufmaß, Gebäudeaufmaß, Grundrisse, Anlagenvermessung, Treppen, Türen, Schablonen, Küchenarbeitsplatten usw. können mit dem Gerät komfortabel vermessen werden. Weiterhin kann das System auch als Projektionssystem verwendet werden, d.h. in der Software berechnete oder konstruierte Punkte können mit dem Gerät angefahren und angezeigt werden.
Die digitale Aufmasstechnik wird sich durch diese Erfindung weiter verbreiten, da mit dieser Erfindung ein Aufmasssystem angeboten werden kann, das auch in handwerklichen Betrieben Einsatz findet kann. Somit wird auch kleineren Firmen der Einstieg in diese Technik ermöglicht.

Claims

Gerät zur Verwendung als 3D-Aufmasssystem für das Handwerk dadurch gekennzeichnet, das ein Laserdistanzmessgerät und eine Dreh-Schwenkeinheit zu Vermessungszwecken eingesetzt wird
Gerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Laserdistanzmessgerät an der Drehachse der Dreh-Schwenkeinheit angebracht ist
Gerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Dreh- und Schwenkwinkels präzise Drehgeber verwendet werden
Gerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung eines Raumpunktes aufgrund des Dreh- und Schwenkwinkels und das Laserabstandsmaßes durchgeführt wird.
Gerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Dreh- und Schwenkbewegung auch motorisch erfolgen kann
Gerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass zur Datenerfassung, Auswertung und Steuerung des Systems ein externer PC mit einer entsprechenden Software Einsatz findet
Gerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät einen Neigungssensor besitzt damit eine Ausrichtung des Stativs nicht notwendig ist
Gerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation des Gerätes und des externen PC's drahtlos erfolgt