DE3602165C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Entfernungsmesser zur direkten Messung und Bestimmung von Längen und Entfernungen auf Zeichnungen, Plänen und Landkarten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein entsprechender Entfernungsmesser ist beispielsweise auch aus der DE-OS 30 25 686, der DE-OS 32 45 864, der DE-OS 27 51 620 sowie der PCT-Veröffentlichung WO 85/05 175 bekannt ge­ worden. Mit Hilfe eines derartigen Entfernungsmessers können beispielsweise Streckenwerte an einem Gegenstand bzw. aus einem Informationsträger, insbesondere einer Straßenkarte ab­ gegriffen werden. Diese auch als Streckenmesser zu bezeich­ nenden Entfernungsmesser bestehen im wesentlichen aus einem stabförmigen Halter, der eine integrierte elektronische Auswert­ und Anzeigeeinrichtung aufweist bzw. an einem separaten Rech­ ner, insbesondere Taschenrechner anschließbar ist.

Um entsprechende Streckenwerte aufnehmen zu können sind alle vorbekannten Streckenmesser mit einem am unteren Ende des stiftartigen Halters angeordneten Meßrad versehen, welches beispielsweise auf der Landkarte aufgesetzt und längs einer bestimmten Streckenführung abgefahren wird. Die Drehwinkel­ änderungen werden dabei über eine geeignete Impulsauswert­ einrichtung erfaßt und in bestimmte Längensignale umgesetzt. Sofern eine Umrechnungseinheit vorgesehen ist, kann nach voriger Eingabe eines Kartenmaßstabes die unmittelbare ge­ messene Entfernung an dem Gerät abgelesen werden.

Die vorbekannten Streckenmesser weisen aber alle einen schwer­ wiegenden Nachteil auf. Es hat sich nämlich in der Praxis gezeigt, daß die mit diesen Streckenmessern auftretende Feh­ lerquote für einen sinnvollen Einsatz dieser Geräte zu groß ist. Dies liegt im wesentlichen aber nicht nur an den vorlie­ genden Straßenkarten, die gegebenenfalls große Verkleinerungs­ maßstäbe aufweisen. Denn naturgegebenermaßen können die Fehler dann geringer ausfallen, wenn Straßenkarten mit gerin­ geren Verkleinerungsmaßstäben verwandt werden, in denen die Straßenführung und die Vielzahl von Kurven exakter und ge­ nauer wiedergegeben sind. Der wesentliche Nachteil der vor­ bekannten Streckenmesser liegt aber darin begründet, daß zum korrekten Abgreifen einer Streckenführung der Halter des Strek­ kenmessers immer so in der Hand gedreht und mitgeführt wer­ den muß, daß das Rad, d. h. das Meßrad in Richtung der je­ weiligen Streckenführung ausgerichtet bleibt. Nur in diesem Falle kann sich nämlich das Meßrad voll abdrehen, eine der Voraussetzungen, um eine weitgehend zumindest ansatzweise genaue Umrechnung der Drehwinkel in ein Längenmaß zu er­ halten.

Zwar ist aus der WO 85/05 175 bekannt, daß das an einer Ho­ rizontalachse drehbar gelagerte Rad an dem stabförmigen Ge­ häuse um eine Vertikalachse bedingt verdreht werden kann. Es handelt sich hierbei um eine nach Art einer geköpften Hal­ terung ausgebildete ein leichtes Nachlaufen des Rades bewir­ kende Verschwenkeinrichtung ähnlich den an einem Rolltisch gehaltenen Rädern. Der Verschwenkbereich geht aber nicht über 180°. Darüber hinaus erfordert dies eine außerhalb des Gerätes verlaufende flexible Welle, wodurch nicht nur die Handhabung, sondern auch der Bauaufwand und die Anfälligkeit beachtlich werden, so daß eine derartige Lösung in der Praxis kaum ver­ wirklichbar ist. Zudem kann ein Verschwenken des Rades nur dann gewährleistet werden, wenn die Halterung exakt vertikal bei einer abzufahrenden kurvigen Linie geführt wird, was sich auch als höchst unangenehm und nicht ohne weiteres und leicht umsetzbar darstellt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher die Nach­ teile nach dem Stand der Technik zu überwinden und einen Ent­ fernungsmesser zur Messung und Bestimmung von Längen und Entfernungen auf Zeichnungen, Plänen und Landkarten zu schaffen, der bei gegenüber dem Stand der Technik leichtere Handhabung eine gute Entfernungsmessung zwischen zwei Punkten auf einer beliebigen Streckenführung erlaubt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die vorliegende Erfindung wird auf dem einschlägigen Gebiet ein ganz beachtlicher Schritt hin zu einer bei weitem verbesserten, d. h. genaueren Längenstreckenmessung vor allem bei kurviger Linienführung erzielt. Erfindungsgemäß wird dies durch Verwendung einer frei drehbaren Rollkugel durchgeführt. Im Gegensatz zu allen nach dem Stand der Technik bekannt­ gewordenen Streckenmessern kann die an einem stabför­ migen Halter vorne untergebrachten frei drehbaren Rollkugel längs einer beliebigen gekrümmtent Streckenführung nachgeführt werden, wobei immer die Kugel auf dieser Streckenführung voll abrollen kann, ohne daß es einer ständigen Nachführung der Halterung und damit einer Ausrichtung einer Drehachse eines radförmigen Rotationsgliedes bedarf. Eine Streckenmessung ist grundsätzlich auch bei schräg gehaltenem Entfernungs­ messer ähnlich einem beim Schreiben schräg gehaltenen Ku­ gelschreiber möglich.

Halter auch schräg gehalten werden, wie ein Kugelschreiber. Die Rollkugel kann dabei beim Abrollen auf einer Linienführung gut beobachtet werden. Die Meßwertgewinnung erfolgt erfindungs­ gemäß also durch eine in zwei Dimensionen abgetastete Rollku­ gel, wobei nur der Absolutbetrag der von der Kugel abgeroll­ ten Strecke erfaßt wird. Zur Abtastung der Bewegung der Roll­ kugel in zwei Dimensionen sind deshalb zwei radförmige Rota­ tionsglieder vorgesehen, deren Rotationsachsen senkrecht zuein­ ander ausgerichtet sind und die jeweils im Inneren des Strek­ kenmessers auf der Rollkugel abrollen. Bei beliebiger Drehbe­ wegung, selbst bei wechselnder Drehbewegung der frei drehba­ ren Rollkugel ergibt sich dadurch eine überlagerte Drehbewe­ gung an einem bzw. in der Regel an beiden radförmigen Rota­ tionsgliedern. Durch entsprechende Berechnung der an beiden Rotationsgliedern abgegebenen Impulsen kann dann die exakte Längenbestimmung der abgefahrenen Strecke erfolgen.

Auch bei enger Kurvenführung beispielsweise auf einer Auto­ karte können damit mit bisher nicht gekannter Genauigkeit eine Streckenführung in ihrer Länge abgefahren und ermittelt wer­ den.

Die Abtastung einer kurvigen Linienbahn über eine Rollkugel, auf der wiederum zwei mit senkrechter Achse zueinander ausge­ richtete radförmige Drehglieder abrollen, ist grundsätzlich bei an einem Computer anschließbaren und unter dem Begriff "Maus" bekannten X-Y-Eingabevorrichtung bekannt, wie dies beispiels­ weise auch in der DE 34 25 948 A1 dargestellt ist. Aber der­ artige X-Y-Eingabevorrichtungen unterscheiden sich sowohl in konstruktiver wie auch im Verwendungszweck völlig von einem Entfernungsmesser. Mit einer derartigen "Maus" kann zwar eine beliebige Kurvenbahn abgefahren werden. Mit ihr kann aber eine vorgegebene Linienführung nicht abgetastet werden, da die Ab­ rollkugel im Vorrichtungsgehäuse völlig verdeckt liegt. Zudem wird hierüber nur in der Regel ein sogenannter Courser auf dem Monitor verstellt, ohne daß es auf die absolute Länge der zurückgelegten Wegstrecke ankommt. Zudem würde - wenn eine derartige Maus von einem Ausgangspunkt ausgehend über eine beliebige Wegstrecke zu diesem Ausgangspunkt zurückgeführt würde, auch der Courser wieder an der ursprünglichen Aus­ gangsstelle auf dem Monitor stehen, was übertragen auf einen Entfernungsmesser die Wegangabe "0" ergeben würde. Bei einem Erfindungsmesser soll demgegenüber völlig konträr gerade die Länge der zurückgelegten Wegstrecke "aufaddiert" werden.

Bei dem besonders bevorzugten Entfernungsmesser gemäß An­ spruch 2 wird eine besonders gute Übersichtlichkeit erzielt, was das Abfahren beliebiger Linienführungen bei guter optischer Sichtbarkeit der abzufahrenden Kurvenlinie sowie der Abroll­ kugel gewährleistet.

Bevorzugte Impulseerfassungssysteme zur Ermittlung der zurück­ gelegten Wegstrecke sind in den bevorzugten Ausführungsformen gemäß den Ansprüchen 3 bis 6 zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnen Fig. 1 einen an einem Taschenrechner angeschlossenen Entfernungsmesser gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Detaildarstellung eines Entfer­ nungsmessers mit dem kugelförmigen Rotations­ glied;

Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung einer weite­ ren Abwandlung eines Entfernungsmessers.

Nachfolgend wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Ent­ fernungsmesser 1 in Form eines stabförmigen Gehäuses 3 mit einer unteren sich konisch verjüngenden Spitze 5 gezeigt ist, an derem unteren Ende ein kugelförmiges Rotationsglied in Form einer Rollkugel 31 angebracht ist.

Im Inneren des Entfernungsmessers 1 ist eine Impulserzeugungs­ einheit 9 vorgesehen, über die der Drehbewegung der Rollkugel 31 entsprechende Impulse erzeugt werden, die einen Maßstab für die abgerollte Entfernung der Rollkugel 31 bilden, worauf später noch eingegangen wird.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist ferner eine Eingabeeinheit 11 zur Eingabe des Kartenmaßstabes sowie eine Umrechnungseinheit 13 zur Umrechnung auf Grund des eingege­ benen Wertes für den Kartenmaßstab in die tatsächliche Entfer­ nung sowie zur Darstellung der errechneten Entfernung die not­ wendige Anzeigeeinheit 15 in Form eines separarten Taschenrech­ ners 17 vorgesehen, an welchem der Entfernungsmesser 1 über ein Kabel 19 anschließbar ist. Nachdem also ein bestimmter Kar­ tenmaßstab eingegeben worden ist, kann durch Abfahren des Ent­ fernungsmessers 1 an der gewünschten Streckenführung durch Abrollen der Rollkugel 31 die tatsächliche Entfernung an der Anzeigeeinheit 15 dargestellt und abgelesen werden. Das stab­ förmige Gehäuse 3 muß beim Abfahren auch einer kurvigen Strek­ ke in den Fingern nicht gedreht werden, da die Rollkugel 31 auf der zu messenden Streckenführung ähnlich wie die Kugel in einem Kugelschreiber abrollen kann. Mit anderen Worten kann der Entfernungsmesser immer gleichmäßig festgehalten und braucht nicht entsprechend der Laufrichtung des radförmigen Rotations­ gliedes ausgerichtet und zwischen den Fingern nicht ständig verdreht zu werden.

Natürlich kann anstelle des gezeigten Taschenrechners 17, der zumindest die vier Grundrechnungsarten beherrschen sollte, auch ein anderer Taschenrechner oder Mikrocomputer oder Rechner all­ gemein angeschlossen werden.

Nachfolgend wird anhand von Fig. 2 eine einfache Möglich­ keit einer Impulserzeugungseinheit 9 für die Rollkugel 31 näher erläutert.

Dazu ist an der unteren Spitze 5 in einer Käfighalterung 33 die Rollkugel 31 gehalten, die über die Spitze 5 übersteht und einer zu messenden Karte längs einer beliebigen Kurve ge­ führt werden kann. Da die Kugel 31 um zwei senkrecht zu­ einander stehende Achsen beliebig verdrehbar ist, muß auch bei einer kurvigen Linienführung das stabförmige Gehäuse 3 mit den Fingern nicht ständig um dessen Längsachse verdreht werden.

Die Impulserzeugung entsprechend der gemessenen Entfernung kann ähnlich wie bei einer an den Mikrocomputer anschließbaren Maus derart erfolgen, daß im Inneren des stabförmigen Gehäu­ ses zwei radförmige Rotationsglieder 7 so angeordnet sind, daß sie jeweils auf der Kugel 35 mit senkrecht aufeinander stehenden Achsen abrollen. Die Impulse können so erzeugt wer­ den, daß für die beiden an der Rollkugel 31 abrollenden rad­ förmigen Rotationsglieder 7 Rasterräder verwendet werden, an denen jeweils ein über eine Feder vorgespannt gehaltener Ra­ sterstift so angreift, daß dieser bei jedem Hub über einen Ra­ sterzahn einen elektrischen Kontakt zur Erzeugung eines Impul­ ses betätigt.

Möglich ist aber auch eine Impulserzeugung mittels Sensoren 37, wobei beispielsweise in den Rasterrädern 7 anstelle einer am Außenumfang vorgesehenen Rasterung 21 in der Nabe auf einem Kreisumfang mehrere Löcher 39 angeordnet sein können, wobei in gleicher Höhe beidseitig einmal ein Sender 41 und zum anderen ein Empfänger 43 angeordnet sind. Möglich ist es aber ebenso, daß eine Umdrehung der Sensorrädchen, also der sog. Rasterrädchen im stabförmigen Gehäuse auf ein separates Loch­ rad übertragen wird, auf dessen einer Seite eine Leuchtdiode für Infrarot-Licht und auf der anderen Seite ein Fotosensor sitzt. Hier entstehen bei der Drehung des Rädchens elektrische Impulse, die jeweils einem bestimmten Winkelweg entsprechen.

Über einen noch möglichen zweiten Sensor kann festgestellt werden, in welche Richtung sich das Rasterrädchen 7 dreht. So sind dies im Endeffekt vier verschiedene Signale, die zur Ermittlung der auf der Karte gemessenen Wegstrecke dem Um­ setzter zur Ermittlung der bei gegebenem Maßstab tatsächlich zugrunde liegenden Entfernung übermittelt werden, obgleich die zwei Signale des ersten Sensors ohne weitere Richtungs­ erkennung des zweiten Sensors ausreichend sind. In Fig. 3 ist schematisch das radförmige Rotationsglied 7 selbst als Lochrad ausgebildet.

Anhand von Fig. 3 wird nur schematisch gezeigt, daß der Entfernungsmesser 1 als kompakte Baueinheit in Form eines stabförmigen Gehäuses mit allen notwendigen elektronischen Bauteilen ausgestattet sein kann, also insbesondere auch eine separate Eingabe- und Anzeigeeinrichtung aufweist. Über eine separat auswechselbare Batterie ist beispielsweise der gemäß Fig. 3 erläuterte Entfernungsmesser ständig betriebsbereit.

Als Rollkugel 31 eignet sich vor allem eine mit einer Gummi­ auflage versehene Stahlkugel, damit ein möglichst hoher Reib­ wert sowohl auf der abzufahrenden Landkarte oder dem abzu­ fahrendem Plan wie auch im Zusammenspiel mit den radför­ migen Sensoren erzielt wird.

Durch die gewählte Größe des rad- bzw. kugelförmigen Rota­ tionsgliedes bzw. der an der Kugel abrollenden zwei radför­ migen Rotationsglieder läßt sich beim "Abrollen" des Entfer­ nungsmessers z. B. auf Landkarten ein dem abgerollten Weg entsprechendes Signal erzielen, welches z. B. digital anzeig­ bar ist. Durch eine interne Umrechnungseinheit ist gewährlei­ stet, daß z. B. die an der Anzeigeeinheit dargestellte Größe exakt dem auf der Landkarte abgerollten Weg entspricht. Bei Kenntnis des Kartenmaßstabes kann dann die tatsächliche Ent­ fernung errechnet werden.

lst zudem eine Umrechnungseinheit mit einer Eingabeeinheit für den Kartenmaßstab vorhanden, so wird nach Eingabe des Verkleineru ngsmaßstabes sofort die tatsächliche Entfernung errechnet und dargestellt.

Dies gilt allgemein auch bei Bestimmung von Abständen z. B. auf Plänen mit vergrößerten Darstellungen.

Claims (6)

1. Entfernungsmesser zur direkten Messung und Bestimmung von Längen und Entfernungen auf Zeichnungen, Plänen und Landkarten, mit einem auf diesen zum Abfahren der jeweili­ gen Streckenwerte aufsetzbaren Rotationsglied und mit einer, die dabei erfolgende Umdrehung des Rotationsgliedes in ein Längensignal umsetzenden Impulserzeugungseinheit für eine integrierte oder anschließbare Auswert- und Anzeigeeinrich­ tung, wobei das Rotationsglied beim Abfahren der jeweili­ gen Streckenwerte zumindest von einer Seite frei sichtbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationsglied aus einer frei drehbaren Rollkugel (31) besteht, mit der zwei mit senkrecht zueinander stehenden Rotationsachsen ausge­ richtete drehbare radförmige Rotationsglieder (7) zusammen­ wirken, die auf der Oberfläche der Rollkugel abrollen und die die Wegstrecken in beiden Koordinaten erfassen, und an denen direkt oder mittelbar jeweils zumindest eine Impuls­ erzeugungseinheit (9) zur drehrichtungsunabhängigen Weger­ fassung bzw. -ermittlung an den beiden Rotationsgliedern (7) angebracht ist.

2. Entfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die in einer Käfighalterung (33) gehaltene Rollku­ gel (31) über eine sich konisch verjüngende untere Spitze (5) eines schreibstiftähnlichen Gehäuses (3) übersteht.

3. Entfernungsmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die mit der Rollkugel (31) zusammenwir­ kenden radförmigen Rotationsglieder (7) aus einem mit einer am Umfangsrand vorgesehenen Rasterung versehenen Raster­ rad bestehen, in das jeweils ein über eine Feder vorgespannt gehaltener Rasterstift so angreift, daß dieser bei jedem Hub über einen Rasterzahn einen elektrischen Kontakt zur Erzeu­ gung eines Impulses betätigt.

4. Entfernungsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß in den als Rasterrädern ausge­ bildeten radförmigen Rotationsgliedern (7) selbst bzw. in damit verbundenen Lochrädern auf einem Kreisumfang in de­ ren Nabe im gleichen Abstand mehrere Löcher (39) vorge­ sehen sind, die über einen seitlich sitzenden Sensor (37) unter gleichzeitiger Erzeugung von Impulsen erfaßbar sind.

5. Entfernungsmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Sensor aus einem jeweils beidseitig der Löcher (39) sitzenden Sender (41) bzw. Empfänger (43) besteht, so daß bei einem jeweils zwischen Sender (41) und Empfänger (43) liegenden Loch (39) ein Impuls für die Entfernungs­ messung erzeugbar ist.

6. Entfernungsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß für eine induktive Messung der Drehung des radförmigen Rotationsgliedes (7) Magnete vor­ gesehen sind.