DE3875332T2

DE3875332T2 - Tiefenfuehler fuer bagger.

Info

Publication number: DE3875332T2
Application number: DE8888311055T
Authority: DE
Inventors: Edward George Nielsen
Original assignee: Laser Alignment Inc
Current assignee: Leica Geosystems AG
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1988-11-23
Publication date: 1993-02-25
Anticipated expiration: 2008-11-24
Also published as: DE3875332D1; EP0323024B1; US4884939A; EP0323024A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Tiefe, bis zu der ein Bagger einen Graben gräbt, und insbesondere eine derartige Vorrichtung, die mit einem entfernten Lasergenerator zusammenwirkt, um die Tiefe des Grabens auf eine festgelegte Entfernung unter der Ebene des durch den Laser erzeugten Lichts zu beziehen.
Es ist bekannt, eine Laserempfängereinheit an den Arm eines Baggers anzubringen und eine derartige Vorrichtung in Verbindung mit einem entfernten stationären Lasergenerator zu betreiben, um die Tiefe der Schnittkante der Schaufel, die sich am Ende des Arms befindet, auf eine feste Referenz, die durch einen Laser erzeugte Lichtebene, zu beziehen. Eine derartige Vorrichtung informiert typischerweise den Baggerführer über ein Kontrollpult in der Kabine, ob sich ein bestimmter Punkt auf dem Empfänger in der Laserebene befindet und, wenn dies nicht der Fall ist, ob sich der Punkt über oder unter der Laserebene befindet. Diese Information wird dem Baggerführer gegeben, um dem Baggerführer zu gestatten, die Höhe des Arms einzustellen, um die Tiefe des Grabens kontrollieren zu können. Ein derartiger Empfänger ist typischerweise in Längsrichtung entlang des Arms einstellbar, um Flexibilität im Verhältnis zwischen der Laserbezugsebene und der Schnittkante zu ermöglichen.
Damit die vom Tiefenfühler ausgeführte Bestimmung genau ist, ist es notwendig, daß der Arm im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Andernfalls liegt die Entfernung vom Punkt auf dem Sensor zur Schnittkante auf einer Diagonalen zum Boden des Grabens anstatt auf einer zur Laserebene senkrechten Linie. Die Position des Arms relativ zur Lotrechten kann durch einen Vertikalitätssensor, wie einen hängend betriebenen Rheostaten oder dergleichen, bestimmt werden und wird dem Baggerführer auf dem gleichen Kontrollpult geliefert, das die Information bezüglich der Position der Laserebene liefert.
Die DE-C1-35 06 326 offenbart eine Laserübertragungsvorrichtung, die auf ein Element einer Reihe von laserempfindlichen Elementen einwirkt, die in einer Reihe auf dem Arm eines Baggers montiert sind. Der Arm muß so positioniert werden, daß die Reihe der Sensoren vertikal ausgerichtet ist. Dann ist es möglich, die Position des Arms relativ zu einem Bezugspunkt durch einen vom Laser erregten besonderen Sensor zu bestimmen.
Die US-A-46 76 634 offenbart einen Detektor für einen rotierenden Lichtstrahl zur Verwendung in Überwachung und Konstruktion. Der Lichtstrahl definiert eine Bezugsebene. Ein Komparator empfängt Signale von hohen und tiefen Detektorelementen im Detektor und bestimmt, ob die Vorrichtung über oder unter der Bezugsebene liegt und zeigt dies entsprechend an.
Somit ist ein laserbetriebener Tiefenfühler mit einem Arm, wobei die Schnittkante an dem Arm angebracht ist, und mit einer Führerkabine, die mit Abstand zu dem Arm angeordnet ist, bekannt, der ein Gehäuse, einen Laserempfänger und einen Neigungsfühler, wobei der Neigungsfühler auf Schwerkraft reagiert, um die Neigung einer dem Gehäuse zugeordneten Ebene bezüglich der Vertikalen zu bestimmen, Anzeigeeinrichtungen, die auf den Laserempfänger und den Neigungsfühler ansprechen, um eine Anzeige zu geben, daß ein Laserstrahl auf dem Laserempfänger auftrifft und daß die genannte Ebene im wesentlichen nach der Vertikalen ausgerichtet ist sowie Sichtanzeigen für die Darstellung der Anzeige umfaßt.
Die in Anspruch 1 definierte vorliegende Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, daß der Laserempfänger, der Neigungsfühler und die Anzeigeeinrichtungen insgesamt in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei die Anzeigeeinrichtungen genügend groß sind, daß sie aus einer beträchtlichen Entfernung vom Gehäuse beobachtet werden können, wobei der Fühler so angeordnet ist, daß, wenn das Gehäuse auf dem Arm angebracht ist, der Baggerführer die Anzeigeeinrichtungen von der Führerkabine aus sehen und die Stellung des Arms einstellen kann, während er gleichzeitig auf diesen schaut.
Die abhängigen Ansprüche betreffen besondere Ausführungsformen der Erfindung.
Eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt einen laserbetriebenen Tiefenfühler für einen Bagger bereit, der in einer Einheit vollständig in sich geschlossen ist, die am Arm dieses Baggers angebracht werden kann. Statt eines herkömmlichen Kontrollpults in der Kabine, auf das der Baggerführer hinabsehen muß, um die Position des Arms zu bestimmen, stellt die vorliegende Erfindung eine optische Anzeige bereit, die im Sichtfeld des Baggerführers, der die Grabzone einsieht, angeordnet ist. Der Sensor stellt gleichzeitige optische Anzeigen der Position der Einheit in Bezug auf die Laserebene und die Ausrichtung des Arms relativ zur Lotrechten bereit. Da die dem Baggerführer gelieferten Informationen in der Richtung des Arms, in der gerade gegraben wird, geliefert werden, muß der Baggerführer nicht ständig zwischen dem Arbeitsbereich und dem Kontrollpult nach hinten und nach vorn sehen.
Zusätzlich zur vereinfachten Bedienung stellt die vorliegende Erfindung eine robustere, kostengünstigere und zuverlässigere Einrichtung bereit, da kein Steuerkabel von der auf dem Arm montierten Einheit zur Kabine und keine getrennte Anzeigeeinheit in der Kabine benötigt wird. Des weiteren sind alle Komponenten des Systems in einem Gehäuse dicht eingeschlossen, was eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Verschmutzung im Arbeitsbereich zur Folge hat.
Somit stellt eine besondere Ausführungsform der Erfindung einen laserbetriebenen Tiefenfühler zum Anbringen am Arm eines Baggers bereit, mit einem Arm, wobei eine Schnittkante an dem Arm angebracht ist, und mit einer Führerkabine, die mit Abstand zu dem Arm angebracht ist, wobei der Tiefenfühler aufweist:
ein Gehäuse;
mindestens eine Zelle in dem Gehäuse, die auf das Auftreffen eines Laserstrahls anspricht, um ein erstes Signal zu erzeugen;
erste Anzeigemittel in dem Gehäuse, die auf das erste Signal ansprechen, wenn ein Laserstrahl auf die Zelle auftrifft, zum Darstellen einer ersten optischen Information für den Baggerführer auf einem ersten Anzeiger, die die Tiefe der Schnittkante anzeigt;
einen Neigungsfühler in dem Gehäuse, der auf die Ausrichtung des Gehäuses anspricht, um ein zweites Signal zu erzeugen, wenn das Gehäuse im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, und um entweder ein drittes oder viertes Signal zu erzeugen, wenn das Gehäuse nicht im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist;
zweite Anzeigemittel mit zweiten, dritten und vierten optischen Anzeigern, wobei der zweite Anzeiger auf den Neigungsfühler anspricht, um auf dem zweiten optischen Anzeiger eine zweite optische Anzeige darzustellen, wenn das zweite Signal vorhanden ist, und um entweder auf einem dritten oder vierten optischen Anzeiger entweder eine dritte oder vierte optische Anzeige darzustellen, wenn entweder das dritte oder das vierte Signal vorhanden ist;
wobei die Zelle, die ersten Anzeigemittel, die zweiten Anzeigemittel und der Neigungsfühler alle in dem Gehäuse eingeschlossen sind;
wobei das zweite Anzeigemittel ständig entweder die zweite, die dritte oder die vierte optische Anzeige darstellt; und wobei die ersten bis vierten optischen Anzeiger groß genug sind, um von einer beträchtlichen Entfernung von dem Gehäuse sichtbar zu sein, wobei der Baggerführer aufgrund des auf den Arm montierten Gehäuses die Anzeiger von der Führerkabine sehen und die Position des Arms einstellen kann, während er ihn und den Arbeitsbereich gleichzeitig sehen und beobachten kann, welches der Grundsignale, der dritten oder vierten Signale vom zweiten Anzeigemittel dargestellt wird.
Im folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in beispielhafter Weise mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 stellt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen, auf einen Bagger montierten Tiefenfühlers dar;
Fig. 2 stellt eine Rückansicht einer erfindungsgemäßen Einheit mit der daraufliegenden Anzeigekonsole dar;
Fig. 3 stellt eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2 dar;
Fig. 4 stellt ein elektrisches Schema der Einheit in Fig. 2 dar; und
Fig. 5 stellt eine Ansicht im Teilschnitt entlang der Linien V-V in Fig. 3 dar.
Unter besonderer Bezugnahme auf die Zeichnungen und die darin dargestellten erläuternden Ausführungsformen ist ein verkapselter Tiefenfühler 20 in Fig. 1 gezeigt, der auf den Arm 22 eines Baggers 24 montiert ist. Der Bagger 24 besitzt eine getrennte Führerkabine 23. Um Flexibilität der Ausgrabungstiefe zu erhalten, ist eine Montagestange 26 fluchtend mit der Längsachse des Arms 22 ausgerichtet und an der Seite des Arms angebracht. Der Tiefenfühler 20 ist durch Befestigungsmittel 27 (Fig. 3) verstellbar an der Montagestange 26 befestigt, um dem Fühler eine einstellbare Montage an jedem Ort entlang Stange 26 zu gestatten. Der Tiefenfühler 26 wird in Verbindung mit einem entfernten Laser 28 betrieben. Da die Höhe Y des Lasers 28 (Fig. 1) über einer Niveaulatte bekannt ist, kann der Fühler 20 derart justiert werden, daß ein Mittenreferenzpunkt darauf um X+Y von der Schnittkante 29 des Baggers beabstandet ist, um ein Endniveau zu erhalten, das sich eine gewünschte Tiefe X unter der Niveaulatte befindet.
Einteilungen 25 (Fig. 2) können auf der Stange 26 vorgesehen sein, um den Tiefenfühler 20 die gewünschte Entfernung x+Y von der Schnittkante 29 zu beabstanden zu helfen.
Gemäß Fig. 2 und 3 besitzt der Tiefenfühler 20 eine in einem mit 34 bezeichneten Gehäuse montierte elektronische Einrichtung 32, das ein Seitenwandelement 36 aufweist, das einen ungefähr elliptischen Querschnitt besitzt und an seinen Seiten und der Rückseite 35 durchsichtig ist. Die Rückseite 35 ist diejenige, die dem Baggerführer zugewandt ist und ist in Fig. 2 gezeigt. Ein Paar Endkappen 38a und 38b steht über und ist gegen die Seitenwand 36 durch einen O-Ring oder dergleichen (nicht gezeigt) abgedichtet.
Die elektronische Einrichtung 32 beinhaltet einen Laserempfänger 40, der eine Vielzahl von entlang der Seiten des Tiefenfühlers 20 gleichmäßig beabstandeten lichtempfindlichen Zellen 42a bis 42e enthält. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist jede Zelle an einem Ende elektrisch mit der positiven Gleichspannung +V und an einem entgegengesetzten Ende mit einer Logikund LED-Treiberschaltung 44 verbunden. Die Ausgänge der Logik- und der Treiberschaltung 44 sind mit LED-Anzeigern 46a- 46e verbunden.
Ein derartiger Laserempfänger ist herkömmlicher Bauart und wird von Laser Alignment Inc., Grand Rapids, Michigan unter Modellnummer 38.888 verkauft. Der Empfänger 40 arbeitet durch Untersuchen jeder der Zellen 42 und Bestimmen, ob irgendeine Zelle Lichtimpulse über dem Niveau des Umgebungslichts empfängt. Wenn dies der Fall ist, wird eine der Anzeigen 46a- 46e, die der die Lichtimpulse empfangenden Zelle entspricht, durch die Schaltung 44 beleuchtet. In dieser Weise ist der Baggerführer in der Lage, das Verhältnis des Tiefenfühlers 20 zur Laserebene und somit das Verhältnis von der Schnittkante der Schaufel zur gewünschten Tiefe durch die Beobachtung zu bestimmen, welcher Anzeiger 46a-46e beleuchtet ist.
Ist beispielsweise Anzeiger 46a beleuchtet, befindet sich die Schnittkante fünf Zentimeter unterhalb der gewünschten Tiefe. Wenn Anzeiger 46b beleuchtet ist, befindet sich die Schnittkante auf der gewünschten Grabentiefe. Wenn einer der Anzeiger 46c-46e beleuchtet ist, befindet sich die Schnittkante fünf Zentimeter, zehn Zentimeter bzw. fünfzehn Zentimeter über der gewünschten Tiefe. Die Anzeigeeinrichtung 48a ist um den Anzeiger 46a herum angebracht und ist groß genug, um von der Kabine aus sichtbar zu sein, um dem Baggerführer anzuzeigen, daß die Schnittkante zu tief ist, wenn jener Anzeiger beleuchtet ist. Die um die Anzeiger 46c-46e herum angeordnete Anzeigeeinrichtung 48c zeigt dem Baggerführer, daß die Schnittkante zu hoch ist, wenn eine von der Anzeigeeinrichtung umschlossene Lampe beleuchtet ist. Eine rechteckige um den Anzeiger 46b herum angeordnete Anzeigeeinrichtung 48b informiert den Baggerführer, daß die gewünschte Tiefe erreicht ist und keine weitere Nachstellung benötigt wird, wenn jener Anzeiger beleuchtet ist.
Um zu bestimmen, ob der Arm im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist und die von den Anzeigern 46a-46e angegebenen Anzeigen somit gültig sind, ist ein Neigungsfühler zum Erfassen der Neigung des Arms relativ zur Lotrechten vorgesehen. Der Neigungsfühler weist eine Neigungsfühleranordnung 30, eine logische Schaltung 50 und Anzeiger 58a-58c auf. Die Neigungsfühleranordnung 30 (Fig. 3 und 5) weist eine Basis 52 mit sich schneidenden geneigten Flächen 54a und 54b darauf auf. Die Fläche 54a ist abwärts zur Rückseite 35 hin geneigt. Die Fläche 54b ist abwärts von der Rückseite 35 weg geneigt. Quecksilberschalter 56a und 56b sind jeweils auf den Flächen 54a und 54b montiert. Wenn deshalb der Arm und die daran angebrachte Schaufel von der Kabine weggeschwenkt werden, wird sich die Fläche 54b der Horizontalen nähern, und der Schalter 56b wird von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand übergehen. Wenn der Arm und die Schaufel alternativ zur Kabine hin geschwenkt werden, wird sich die Fläche 54a der Horizontalen nähern, und der Schalter 56a wird von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand übergehen.
Gemäß Fig. 2 stellt der LED-Anzeiger 58a eine optische Anzeigeeinrichtung zur Verfügung, um dem Baggerführer mitzuteilen, daß der Schalter 56b von einem offenen in einen geschlossenen Zustand übergegangen ist und daß der Arm entsprechend von der Kabine weggeschwenkt ist. Der LED-Anzeiger 58c stellt eine optische Anzeigeeinrichtung zur Verfügung, um dem Baggerführer mitzuteilen, daß der Schalter 56a von einem offenen in einen geschlossenen Zustand übergegangen ist und daß der Arm entsprechend zur Kabine hin geschwenkt ist. Der LED-Anzeiger 58b in der Mitte stellt eine optische Anzeigeeinrichtung zur Verfügung, um dem Baggerführer mitzuteilen, daß beide Schalter 56a und 56b in einem offenen Zustand sind und daß entsprechend der Arm im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Eine Anzeigeeinrichtung 60 ist nahe den Anzeigern 58a-58c in ausreichend großer Abmessung vorgesehen, um dem Baggerführer die Bedeutung jedes Anzeigers mitzuteilen.
Gemäß Fig. 4 sind die Anzeiger 58a-58c und 46a-46e als einzelne Dioden oder Paare von Dioden gezeigt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch jeder Anzeiger ein Bündel von sieben in einem Kreis angeordneten LEDs, um eine deutlichere optische Anzeige bereitzustellen. Jedes Anzeigerbündel 58a-58c wird durch einen entsprechenden Treiber- Transistor angesteuert, der eine Anzeige beleuchtet, wenn ein Basistreiberstrom fließt.
Ein NOR-Gatter 64 mit einem mit der Basis des Transistors 62a verbundenen Ausgang empfängt ein Eingangssignal auf einer mit einem Anschluß des Schalters 56b verbundenen Leitung 66. Ein entgegengesetzter Anschluß des Schalters 56b ist mit einer gemeinsamen Masse verbunden. Ein NOR-Gatter 68 mit einem mit der Basis von Transistor 62c verbundenen Ausgang empfängt ein Eingangssignal von einer mit einem Anschluß des Schalters 56a verbundenen Leitung 70. Ein entgegengesetzter Anschluß des Schalters 56a ist mit Masse verbunden. Die Leitungen 66 und 70 sind beide durch pull-up-Widerstände 72a bzw. 72b mit einer Gleichspannung +V verbunden.
Demzufolge ist die Leitung 66 auf positivem Spannungspegel, wenn sich der Schalter in offenem Zustand befindet. Wenn sich der Schalter 56b in geschlossenem Zustand befindet, befindet sich die Leitung 66 auf Null Volt. Ähnlich ist die Leitung 70 auf einer positiven Spannung, wenn sich der Schalter 56a in offenem Zustand befindet, und auf Massepotential, wenn sich der Schalter 56a in geschlossenem Zustand befindet. Wenn sich der Schalter 56b in offenem Zustand befindet, veranlaßt die positive Spannung auf Leitung 66 das Gatter 64, ein Niedrigpegel-Ausgangssignal zu erzeugen, und der Anzeiger 58a wird nicht beleuchtet. Ähnlich veranlaßt die Gleichspannung auf Leitung 70 das Gatter 68, ein niedriges Ausgangssignal zu erzeugen, wenn sich der Schalter 56a in offenem Zustand befindet, und der Anzeiger 58c wird nicht beleuchtet.
Wenn die Schalterbasis 52 im wesentlichen eben ist, d. h., der Arm ist vertikal ausgerichtet, befinden sich beide Schalter 56a und 56b in offenem Zustand, und folglich sind die Anzeiger 58a und 58c nicht beleuchtet. Mit den Leitungen 66 und 70 entsprechend auf +V Volt veranlaßt ein an +V angeschlossener pull-up-Widerstand 72c eine Verbindung 74 zwischen einer mit der Leitung 66 verbundenen Diode 76 und einer mit der Leitung 70 verbundenen Diode 78, auf positiver Spannung zu sein. Die Verbindung 74 liefert ein Eingangssignal an ein Paar in Serie geschalteter Inverter 80a und 80b, deren Ausgangssignal zur Verbindung 82 geliefert wird. Die Verbindung 82 ist über eine Diode 84 mit der Basis des Transistors 62b verbunden. Folglich wird der Transistor 62b in einen leitenden Zustand gebracht und die Anzeige 58b beleuchtet, wenn sich die Leitung 82 auf positiver Spannung befindet, was der Tatsache entspricht, daß sich beide Schalter 56a und 56b in offenem Zustand befinden.
Die Verbindung 82 ist zusätzlich mit dem Eingang eines monostabilen Multivibrators 86 mit positiver Flankentriggerung verbunden, der eine festgelegte Zeitspanne lang eine positive Ausgangsspannung auf eine Leitung 88 liefert, nachdem die Spannung auf von einem niedrigen auf einen hohen (positive Spannung) Pegel wechselt. Die Leitung 88 wiederum ist mit den NOR-Gattern 64 und 68 und, über eine Diode 90, mit der Basis des Transistors 62b verbunden. Wenn die Spannung an der Verbindung 82 von einem niedrigen auf einen hohen Pegel umschaltet, wird die Anzeige 58b somit durch den Weg über Diode 84 angesteuert. Darüber hinaus geht das Ausgangssignal des Multivibrators 86 sofort auf den hohen Pegel und liefert über Diode 90 einen Strom, um den Transistor 62b während der Zeitspanne leitend zu halten, auf die das Element 86 gesetzt ist, selbst wenn die Spannung auf der Leitung 82 während dieses Intervalls auf einen niedrigen Pegel geht. Außerdem hält ein hoher Signalpegel auf der Leitung 88 das Ausgangssignal der NOR-Gatter 64 und 68 unabhängig vom Pegel der Leitungen 66 und 70 auf einem niedrigen Pegel fest.
Wenn im Betrieb der Arm vertikal und die Neigungsfühlereinrichtung entsprechend horizontal ausgerichtet ist, werden sich die Schalter 56a und 56b in offenem Zustand befinden. Entsprechend werden die Leitungen 66 und 70 auf hohem Pegel sein, und die Ausgangssignale der Gatter 64 und 68 werden niedrig sein. Die Anzeiger 58a und 58c werden somit ausgeschaltet sein. Der Pegel der Verbindungen 74 und 82 wird hoch sein, und der Transistor 62b wird leitend sein und die Beleuchtung des Anzeigers 58b bewirken. Wenn der Arm von der Kabine weggeschwenkt wird, wird der Schalter 56b von einem offenen auf einen geschlossenen Zustand umschalten. Außerdem wird die Leitung 74 über die Diode 76 auf einen niedrigen Pegel gezogen, und die Leitung 82 wird auf einen niedrigen Pegel gehen. Vorausgesetzt, daß genügend Zeit verstrichen ist, seit die Leitung 82 zuletzt für die Zeitsperre des Multivibrators 86 auf einen hohen Pegel geschaltet hat, wird das niedrige Signal auf der Leitung 82 den Transistor 62b dazu bringen, nichtleitend zu werden und den Anzeiger 58b dazu auszuschalten. Weiterhin wird das Ausgangssignal des NOR-Gatters 64 auf einen hohen Pegel gehen, und der Anzeiger wird beleuchtet werden. Wenn in ähnlicher Weise der Arm und die Schaufel zur Kabine hin gedreht werden, wird Schalter 56a von einem offenen in einen geschlossenen Zustand übergehen und Leitung 70 auf einen niedrigen Pegel ziehen und die Verbindungen 74 und 82 dazu veranlassen, durch die Diode 78 auf einen niedrigen Pegel gezogen zu werden. Wenn genügend Zeit verstrichen ist, seit die Leitung 82 zum letzten Mal auf einen hohen Pegel umgeschaltet hat, wird das NOR-Gatter 68 ein positives Ausgangsspannungssignal liefern, das den Anzeiger 58c beleuchten wird, und der Transistor 62b wird ausgeschaltet werden und somit den Illuminator 58b ausschalten.
Wenn der Arm von einer von der Kabine weggeschwenkten Position über die im wesentlichen vertikale Position in eine zur Kabine geschwenkten Position oder umgekehrt in rascher Folge bewegt wird, wird der Multivibrator 86 fortfahren, ein Ausgangssignal auf die Leitung 88 zu geben, selbst nachdem die Leitung 82 auf einen niedrigen Pegel geht. Die Leitung 88 wird den mittleren Anzeiger 58b zur Beleuchtung und die Anzeiger 58a und 58c die festgelegte Zeitspanne zum Erlöschen bringen, die die von der Vorrichtung 86 benötige Zeit für die Zeitsperre darstellt. Es ist Zweck des Elements 86, den mittleren Anzeiger 58b beleuchtet und die Anzeiger 58a und 58c eine bestimmte Zeitspanne erloschen zu halten, selbst wenn sich der Arm schnell durch die vertikale Position bewegt. Dies gibt dem Baggerführer genügend Zeit, die Beleuchtung des mittleren Lichts zu beobachten, um ein "Gefühl" für die vertikale Position des Arms zu haben. Die Zeitspanne für das Element 86 wird vorzugsweise auf ungefähr eine Sekunde gesetzt.
Um die vorliegende Vorrichtung beispielsweise zum Graben eines Grabens einer Tiefe "X" unter der Niveaulatte zu benutzen, wird ein Lasergenerator an einer beliebigen geeigneten Höhe "Y" über der Niveaulatte aufgestellt. Die Position des Tiefenfühlers 20 entlang der Montagestange 26 wird derart justiert, daß er exakt X+Y von der Schnittkante 29 der Schaufel entfernt ist. Der Baggerführer fährt dann fort, in herkömmlicher Weise zu baggern, bis er oder sie schätzt, daß er sich der gewünschten Grabentiefe nähert. Dann fährt der Baggerführer die Schaufel auf eine festgelegte Position und positioniert den Arm mit der Schnittkante auf dem Grabenboden. Der Kontrollhebel des Arms (nicht gezeigt) wird justiert, während der Baggerführer den Zustand der Vertikalitätsanzeiger 58a- 58c beobachtet, bis der mittlere Anzeiger 58b beleuchtet ist. Dann beobachtet der Baggerführer, welcher der Laserempfänger- Anzeiger 46a-46c beleuchtet wird, um die Tiefe des Grabens relativ zur gewünschten Tiefe oder zum Endniveau zu bestimmen. Dieser Vorgang wird so oft wie nötig wiederholt, bis die Tiefe des Grabens gleich der gewünschten Tiefe ist. Der gesamte Grabvorgang einschließlich der Bestimmung der Grabentiefe kann durchgeführt werden, ohne daß der oder die Baggerführer(in) den Blick von der Grabzone abwenden muß. Somit wird mit der Erfindung eine fortgesetzte Augenbewegung nach hinten und nach vorn zwischen der Grabzone und einer in der Kabine montierten Instrumentenkonsole vermieden, was Ursache von Ermüdung und Überanstrengung des Baggerführers sein kann.
Änderungen und Abwandlungen der ausführlich beschriebenen Ausführungsformen können ausgeführt werden, ohne die Prinzipien der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise könnte ein Pendel-Rheostat und geeignete Interface-Schalttechnik anstatt der Quecksilberschaltereinrichtung als Mittel zur Bestimmung der Neigung des Arms eingesetzt werden.

Claims

1. Laserbetriebener Tiefenfühler (20) zur Bestimmung der Tiefe einer Schnittkante (29) eines Baggers mit einem Arm (22), wobei die Schnittkante (29) an dem Arm (22) angebracht ist, und mit einer Führerkabine (23), die mit Abstand zu dem Arm (22) angeordnet ist, wobei der Fühler (20) ein Gehäuse (34), einen Laserempfänger (42) und einen Neigungsfühler (52), der auf Schwerkraft reagiert, um die Neigung einer dem Gehäuse (34) zugeordneten Ebene bezüglich der Vertikalen zu bestimmen, Anzeigeeinrichtungen (46, 48), die auf den Laserempfänger (42) und den Neigungsfühler (52) ansprechen, um eine Anzeige zu geben, daß ein Laserstrahl auf dem Laserempfänger (42) auftrifft und daß die geneigte Ebene im wesentlichen nach der Vertikalen ausgerichtet ist, sowie Sichtanzeigen für die Darstellung der Anzeige umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserempfänger (42), der Neigungsfühler (52) und die Anzeigeeinrichtungen insgesamt in dem Gehäuse (34) angeordnet sind, wobei die Anzeigeeinrichtungen genügend groß sind, daß sie aus einer beträchtlichen Entfernung vom Gehäuse beobachtet werden können, wobei der Fühler so angeordnet ist, daß, wenn das Gehäuse (34) auf dem Arm (22) angebracht ist, der Baggerführer die Anzeigeeinrichtungen von der Führerkabine (23) aus sehen und die Stellung des Arms (22) einstellen kann, während er gleichzeitig auf diesen schaut.

2. Tiefenfühler nach Anspruch 1, bei dem die Gehäusevorrichtungen durch Befestigungseinrichtungen auf dem Arm angebracht sind, die Einstelleinrichtungen (27) zur verstellbaren Positionierung des Gehäuses bezüglich der Ebene umfassen.

3. Tiefenfühler nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Neigungsfühler zwei Oberflächen (54a, 54b) umfaßt, die so angeordnet sind, daß sie bezüglich der Ebene geneigt sind, sowie einen Schwerkraftschalter (56a und 56b) auf jeder Oberfläche.

4. Tiefenfühler nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Anzeigeeinrichtungen optische Anzeigeeinrichtungen (46a-e, 58a-c) umfassen und die Sichtanzeigen einen durchsichtigen Bereich (35) der Wand, der neben den Anzeigeeinrichtungen liegt, umfassen.

5. Tiefenfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Anzeigeeinrichtung einen ersten Anzeiger (46a-e), der so angeordnet ist, daß er aufleuchtet, wenn sich der Empfänger in der Bahn eines Laserstrahls befindet, und einen zweiten Anzeiger umfaßt, der so angeordnet ist, daß er aufleuchtet, wenn die Ebene nach der Vertikalen (58b) ausgerichtet ist.

6. Tiefenfühler nach Anspruch 5, bei dem die Anzeigeeinrichtung ferner einen dritten Anzeiger (58a), der so angeordnet ist, daß er aufleuchtet, wenn die Ebene in eine Richtung von der Vertikalen weggeschwenkt wird, und einen vierten Anzeiger (58c) umfaßt, der so angeordnet ist, daß er aufleuchtet, wenn die Ebene in eine andere Richtung von der Vertikalen weggeschwenkt wird.

7. Tiefenfühler nach Anspruch 5 oder 6, der desweiteren eine Verzögerungseinrichtung (86) aufweist, die vorgesehen ist, um zu verhindern, daß der zweite Anzeiger kürzer als eine vorgegebene Zeit aufleuchtet.

8. Tiefenfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem jede der Anzeigeeinrichtung ein Feld von Luminiszenzdioden (46a-e, 58a-c) aufweisen.

9. Tiefenfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der desweiteren neben den Anzeigeeinrichtungen angeordnete Markierungen aufweist, welche die Bedeutung des jeweiligen Anzeigers veranschaulichen.