FI79906C - Anordning foer angivande av en vinkel eller riktning. - Google Patents

Description

79906

LAITE KULMAN TAI SUUNNAN ILMAISEMISEKSI - ANORDNING FÖR ANGI -VANDE AV EN VINKEL ELLER RIKTNING

Tämän keksinnön kohteena on laite halutun kulman tai suunnan ilmaisemiseksi, johon laitteeseen kuuluu pitkänomainen runko-osa sekä ainakin yksi siihen kiinnitetty kallistusherkkä libelli.

Erityisesti rakennustyömailla käytetään paljon pystymittaus-laitteita seinien ja rakenteiden pystysuoruuden tarkistamiseksi ja linjojen määrittämiseksi. Tavallisimpia laitteita ovat vesivaaka eli "vatupassi" ja luotilanka. Uusinta tekniikkaa edustaa lasersovellutukset, jotka perustuvat etäi-syysmittaukseen.

Kaikki tunnetut ratkaisut ovat käyttöalueiltaan suppeita. Ve-sivaa'an tarkkuus riippuu voimakkaasti sen käyttäjästä, lisäksi se ei sovellu linjojen määrittämiseen, joka taas on luotilangalle sopiva tehtävä, mutta joka yleensä (katto- lattia- linjaus) vaatii kaksi ihmistä onnistuakseen. Tavallisesti voidaan vesivaa'alla tarkistaa korkeintaan pysty- ja vaakatasot, kun taas luotilanka ei sovellu muuhun kuin pystysuunnan tarkistamiseen. Laserlaitteet ovat kalliita ja hankalia käyttää. Niiden käyttö ei ole mielekäs muussa tapauksessa kuin pystysuunnan tarkistuksessa (oltava sileät pinnat!), ja : jokainen tarkistus vaatii ainakin kaksi mittausta (etäisyys- mittaus) .

Tämän keksinnön tarkoituksena aikaansaada yksinkertainen, monipuolinen ja yhden ihmisen käytettäväksi soveltuva suunnan-tarkistuslaite, jolla ei ole edellämainittuja haittoja. Keksinnön mukaiselle laitteelle, johon laitteeseen kuuluu pitkänomainen runko-osa sekä ainakin yksi siihen kiinnitetty kallistusherkkä libelli, jossa libellin asentoa on järjestetty tarkkailtavaksi ilmaisinelektroniikan avulla, ja joka siihen kytketyllä ääni-, valo- tai muun vastaavan merkinanto-- laitteen avulla ilmoittaa koska libellissä oleva kaasukupla on kesiasennossaan ja haluttu suunta saavutettu, on siten 2 79906 pääasiassa tunnusomaista se, että libellissä olevan kaasukuplan tarkkailemiseksi on libellin keskelle tietystä kulmasta sen pystyakselin suhteen suunnattu valolähde (Dl), jonka antaman valon heijastuman intensiteettiä on detektoitavissa valolähteen kanssa pystyakseliin nähden symmetrisesti sijoitetulla valoherkällä anturilla (Tl) ilmaisine1 e k troniikan avulla .

Keksinnön mukaisen laitteen etuna on ensinnäkin se, että sen käyttäjän ei tarvitse tarkkailla jotain elintä arvioidakseen koska haluttu suunta on saavutettu, vaan laite ilmoittaa sen itse ja tarkasti. Tällöin työntekijä voi yksin käsitellä laitetta ja keskittyä laitteen asettamiseen oikein. Toiseksi mittaustulokset ovat paremmin vertailukelpoisia, ja oikein valmisteltujen mittausten tulokset eivät riipu käyttäjän ammatti taidosta.

Käytännön kokeet ovat osoittaneet, että kaasukuplan nesteeseen muodostama heijastuspinta toimii varsin tarkkana peilinä, jolloin pienikin kuplan liikehdintä tasapainopisteen ympärillä vaikuttaa heijastuneen valon intensiteettiin merkit-• tävästi. Libellin kaasukuplan tarkkailuun voidaan edullisesti käyttää yhdysrakenteis ta komponenttia, jossa on valoa emittoiva diodi ja valoherkkä transistori esim. 45° kulmassa. Tä-mäntyyppisellä mittause1ime 11ä aikaansaadaan siis varsin :* tarkka i lmaisinlaite .

Keksinnön mukaisen menetelmän eräälle edulliselle sovellutus-muodolle on myös tunnusomaista se, että kai1istusherkkä elin on kiinnitetty runko-osaan niveltyvästä siten, että mittaus-elinyksikkö on käännettävissä ja lukittavissa paikalleen halutussa kulmassa runko-osaan nähden sekä erilaisten kalte-vuuksien että pysty- ja vaakatason ilmaisemiseksi.

Tällaisella yksinkertaisella toimenpiteellä saadaan ilmaisin-laitteesta todella monipuolinen. Hyvin usein esim. suurempia muotteja ja malleja valmistettaessa on tasoja ja kannatti- 3 79906 mia, joiden kaltevuudet ovat täysin mielivaltaisia ja joille asetetaan korkeat tarkkuusvaatimukset. Ennen näitä kulmia on jouduttu tarkistamaan epäsuorasti laskemalla jo valmistetusta kappaleesta, jolloin korjaukset ovat hankalia suorittaa.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräälle edulliselle sovellutus-muodolle on lisäksi tunnusomaista se, että laitteen runko-osaan kuuluu ainakin yksi ulosvedettävä pidennysosa eli jatko-varsi, ja että näin muodostetun runko- osan toisessa päässä on taivutettu levyjousi, jousitettu pyörä tai vastaava liukuelin. Siirrettäessä esim. linjaa huoneen katolta lattialle, on aikaisemmin tarvittu kaksi henkilöä ja luotilanka. Pidentämällä keksinnön mukaista laitetta riittävästi, asettamalla laitteen toisessa päässä oleva mittauskärki katon linjamerkkiin ja siirtelemällä laitteen alapäätä lattiaa pitkin liukuelintä käyttäen kunnes ääni- tai valomerkki annetaan, voidaan linjaus helposti ja tarkasti suorittaa yksi henkilö.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräälle edulliselle sovellutus-muodolle on vielä tunnusomaista se, että runko- osan mittaus-pinnalla on kaksi tai useampia pinnasta ulkonevia talloja, ja että sen toisessa päässä mittauspinnan puolella on järjestetty ripustussanka, joka pitää runko- osan painettuna tarkistettavaa pintaa vastaan. Tämä versio sopii erityisesti talonrakennuksen aikana suoritettavien, pinnaltaan karheiden betoni- ym. elementtien pystyasennon tarkistukseen.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin esimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa

Kuv. 1 esittää keksinnön mukaisen pystymittauslaitteen erästä sovellutusmuotoa,

Kuv. 2 esittää keksinnön mukaisen suuntailmaisimen erästä toista sovellutusmuotoa,

Kuv. 3a esittää keksinnön mukaisessa laitteessa käytettävän anturin erästä sovellutusmuotoa.

4 79906

Kuv. 3b esittää kuvion 3a mukaisen anturin kulmamuutosvaste-käyrää.

Kuv. 4 esittää esimerkin keksinnön mukaisessa laitteessa käytettävästä ilmaisinelektroniikasta.

Kuten kuviossa 1 on esitetty, koostuu keksinnön mukaisen laitteen perusratkaisu pitkänomaisesta runko- osasta 1, siihen kiinnitetystä kallistusherkästä mittauselimestä 2 sekä sovel-lutuskohtaisista lisärakenteista, tässä tapauksessa ripustus-sangasta 3 ja talloista 4. Laitetta käytetään kuvion mukaisesti vesivaa'an tavoin asettamaan esim. betonielementtiä 5 pystysuoraan. Pienessä libellissä olevan kuplan liikkeiden seuraamisen sijasta odotetaan nyt keksinnön mukaista laitetta käytettäessä äänimerkkiä, jolloin elementin 5 asennon säätäminen lopetetaan.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukainen laite, johon on lisätty useampia välineitä laitteen käytön monipuolistamiseksi. Kuvion mukaisesti laitetta on mahdollista käyttää linjan siirtoon esim. katolta lattialle lattialle asettamalla terävä piikki 10 linjamerkkiä vastaan katossa 6, pidentämällä runkoa 1 tarvittava määrä teleskooppisella pidennysosalla 8 lukitus-ruuvilla 11 siten, että liukujousi 9 ylettyy lattiapintaan 7, sekä siirtelemällä liukuelintä lattiaa pitkin pitämällä piikkiä 10 koko ajan painettuna linjamerkkiä vastaan, kunnes ääni-merkki kuuluu. Tällöin on suuntauslaite pystysuorassa ja linja siirretty katolta lattialle. Pidennysosa 8 voi myös muodostua useammasta sisäkkäin olevista osista (ei esitetty). Jos halutaan siirtää pistettä, on linjaus suoritettava kahdessa eri suunnassa, jolloin siirrettyjen linjojen leikkauskohta on haluttu piste, tai varustamalla mittauselin 3 kahdella, esim. toisiaan vastaan samassa tasossa kohtisuorassa olevilla kal-listusherkillä anturilla.

Kuvion 2 mukaisessa keksinnön sovellutusmuodossa on mittaus-elin 3 saranoitu käännettäväksi saranalla 12 runkoon 1 kiin- 5 79906 riitettyyn asteikolla varustetun puoliympyrälevyn 13 keskipisteeseen siten, että mittauselimen 3 muodostama kulma ja samalla tarvittava rungon 1 poikkeama pystyasennosta, jotta kallistusherkkä anturi olisi keskiasennossaan, on suoraan luettavissa mittauselimen 3 toisen sivun asemasta asteikkole-vyyn 13 nähden. Mittauselin on lukittavissa haluttuun asentoon mittauksen ajaksi. Näin varustettuna voidaan keksinnön mukaista laitetta käyttää määrittämään minkä suuntaista tason kulmaa tahansa vaaka- tai pystytasoon nähden.

Kuviossa 3a on esitetty eräs ratkaisu kallistuman ilmaisemiseksi, joka perustuu traditionaalisesti vesivaa1oissa käytettyyn libelliin 14. Libellissä oleva ilmakupla 15 muodostaa peilipinnan, joka heijastaa heijastuspiirissä 16 olevan infra-punadiodilta tulevan valon. Ilmakuplan 15 keskipisteen ollessa heijastuspiirin lähettimen (esim. infrapunadiodi) ja vastaanottimen (esim. fototransistori) valon optimikulkulinjojen leikkauspisteessä, peili heijastaa lähettimeltä tulevan valon symmetrisesti peilipinnan normaaliin nähden, jolloin voimakas heijastusvalo osuu vastaanottimen valoherkkään pintaan. Jos taas ilmakuplan 15 keskipiste vähänkin poikkeaa mainittujen suuntien leikkaus pisteestä, heijastuu valo olennaisesti ohi vastaanottimen.

Heijastuneen valon intensiteetti rekisteröidään elektroniikka-yksikössä 17, joka päättelee onko kupla 15 keskellä libelliä 14 vai ei. Jos kupla on libellin keskellä, tämä ilmaistaan antamalla ääni-, valo tms. merkki. Libelli 14, heijastuspiiri 16, elektroniikkayksikkö 17 ja sen merkinantolaite 18 voivat yhdessä muodostaa edellä mainitun ilmaisinpiirin 2.

Kuvio 3b esittää kuvion 3a mukaisen anturin kokeellisesti saatua kulmamuutosvastekäyrää. On havaittu, että vaikka laitteen erotuskyky rajoittuisi pelkästään intensiteettihuippuun, on tarkkuus silti ainakin 0.5 astetta. Ilmaisuraja on kuitenkin helposti valittavissa halutuksi, voidaan myös kuvion mukaisesti valita kaksi ilmaisurajaa I ja II, jotka vastaavat kulmavä- 6 79906 lejä oCi ja OCII* Tällöin mahdollistetaan esim. lähestymismer-kin antamista tihenevän katkoäänen muodossa lähestyttäessä kulma-aluetta oCi alueelta oCn» Da signaalitason U saavutettua ilmaisurajaa I annetaan jatkuva signaali. Ilmaisurajat voidaan myös tulkita kahdeksi hyväksymisrajaksi, jotka vastaavat eri tarkkuusluokkia.

Kuviossa 4 on esimerkinomaisesti esitetty kuviossa 3a esiintyvän ilmaisinpiirin elektroniikkayksikkö 17. Sen toiminta on seuraava:

Kun ilmakupla libellissä ei ole heijastuspiirin säteessä, on valodiodista D1 lähtevän valon heijastuminen vähäistä valo-transistoriin T1. Kuplan siirtyessä säteen alueelle heijastus voimistuu, jolloin pisteen X jännitetaso alenee ja alittaa jännitetason pisteessä Y. Tällöin operaatiovahvistin 21 antaa ohjauksen oskillaattorille 19, joka transistorin T2 vahvistamana synnyttää summerissa 18 katkotun äänen (vrt. kuv. 3b, tarkkuusalue II). Kuplan siirtyessä lisää kohti libellin keskikohtaa, paranee heijastuskulma ja jännitetaso pisteessä X alittaa jännitetason pisteessä Z. Tällöin operaatiovahvistin 20 antaa transistorille T2 ohjauksen jatkuvaa summerisignaalia varten (tarkkuusalue I).

Valitsemalla jännitetasot pisteissä Y ja Z sopivasti, saadaan ilmaisinlaitteelle haluttu tarkkuus. Kondensaattorit C1 ja C2 eliminoivat mekaanisten värähtelyjen vaikutukset kytkentävai-heessa.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellu-tusmuodot eivät rajoitu ainoastaan yllä esitettyyn esimerkkiin, vaan voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (5)

7 79906

1. Laite halutun kulman tai suunnan ilmaisemiseksi, Johon laitteeseen kuuluu pitkänomainen runko-osa (1) sekä ainakin yksi siihen kiinnitetty kai1istusherkkä libelli (14), Jossa libel Iin (14) asentoa on järjestetty tarkkailtavaksi ilmai-sinelektroniikan (17) avulla, joka siihen kytketyllä ääni-, valo- tai muun vastaavan merkinantolaitteen (24) avulla ilmoittaa koska libelIissä oleva kaasukupla (15) on keskiasen-nossaan ja haluttu suunta saavutettu, tunnettu siitä, että libellissä (14) olevan kaasukuplan (15) tarkkailemiseksi on libellin keskelle tietystä kulmasta sen pystyakselin suhteen suunnattu valolähde (Dl), jonka antaman valon heijastuman intensiteettiä on detektoitavissa valolähteen kanssa pystyakseliin nähden symmetrisesti sijoitetulla valoherkällä anturilla (Tl) ilmaisinelektroniikan (17) avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että libellin (14) kaasukuplan (15) tarkkailuun käytetään yhdysrakenteista komponenttia (16), jossa on valoa emittoiva diodi (D1) ja valoherkkä transistori (T1).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että kallistusherkkä elin on kiinnitetty runko-osaan (1) saranalla (12) siten, että mittauselinyksikkö (2) on käännettävissä pitkin kulma-asteikkoa (13) haluttuun kulmaan runko-osaan (1) nähden erilaisten kulmien ilmaisemiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteen runko-osaan (1) kuuluu ainakin yksi ulosvedettävä pidennysosa (8) eli jatkovarsi, ja että näin muodostetun runko-osan toisessa päässä on taivutettu levyjousi (9), jousitettu pyörä tai vastaava liukuelin.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että runko-osan mittauspinnalla on kaksi tai useampia pinnasta ulkonevia talloja (4), ja että sen toisessa päässä mittauspinnan puolella on järjestetty ripustussanka (3), joka pitää runko-osan (1) painettuna tarkistettavaa pintaa vastaan. 8 7 9 9 06