作標記和/或水準測量裝置、系統以及方法

2023-09-23 20:26:30

專利名稱：作標記和/或水準測量裝置、系統以及方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1前序部分所述的作標記和/或水準測量裝置、一種 按權利要求8所述的系統以及一種按權利要求11前序部分所述的方法。
背景技術：
為了將測量點傳遞到壁面上，例如為了將圖像、標誌系統或者壁面照明裝置以合 適的間距安置在水平平面中，已知使用所謂的雷射水平儀，該雷射水平儀在其水平定向之 後將位於水平平面中的雷射束投影到壁面(投影平面)上。如果要用已知的雷射水平儀 將測量點標記在兩個平行的沿高度方向間隔開的水平平面中，那麼首先必須將雷射水平儀 沿著在高度方向間隔開的水平平面進行定向，從而將合適的水平的雷射束投影到投影平面 上。這種做法特別麻煩，尤其必須事先精確地施加水平平面之間的間距。此外已知，為了將水平的雷射束投影到投影平面上使用具有高品質的大多數磁性 緩衝的擺錘系統的水準儀。為了避免投影誤差，必須將該儀器以高度區域豎起來，在該高度 區域中要將水平的雷射束投影到投影平面上。尤其在要將水平線在不同的高度區域中投影 到投影平面上時，就需要使用專門的附件、如可調節高度的三腳架或者拉杆，並且將所有的 裝置布置在不同的工作區域中。

發明內容
本發明的任務是提出一種簡單的作標記和/或水準測量裝置，用該作標記和/或水準測量裝置不必將所有裝置例如用三腳架調節到不同的位置中就能在投影平面上在不 同的平行平面中產生標記，尤其在水平平面或者垂直平面中。此外的任務是提出一種具有 這樣的作標記和/或水準測量裝置的系統，藉助於該系統能夠將標記施加到投影平面上的 不同的平行平面內。此外的任務是提出一種用於簡單地將標記投影到投影平面上的不同的 平行平面內的方法。該任務在作標記和/或水準測量裝置方面用權利要求1所述特徵得到解決，在系 統方面用權利要求8所述特徵得到解決並且在方法方面用權利要求10所述特徵得到解決。 本發明的有利的改進方案在從屬權利要求中得到說明。由至少兩個在說明書、權利要求和/ 或附圖中公開的特徵組成的所有組合也落入本發明的範圍內。為了避免重複，僅僅在裝置 方面公開的特徵也應該被認為在方法方面公開的特徵並且能夠得到保護。同樣，僅僅在方 法方面公開的特徵也應該被認為在裝置方面公開的特徵並且能夠得到保護。本發明意識到，為了在投影平面上的不同的平行平面中產生標記時將圖像誤差減 小到最低限度或者優選避免該圖像誤差，需要將用於產生標記的工作光束相對於投影平面 進行定向，使得工作雷射束位於垂直於投影平面走向的平面內。為了以簡單的方式實現工 作光束、尤其工作雷射束的這樣的定向，用根據本發明的構思構成的作標記和/或水準測 量裝置能夠產生與工作光束平行的輔助光束，尤其輔助雷射束。在此，優選將輔助光束構 造成點狀和/或線狀的。點狀和/或線狀的光束理解為其橫截面表面構造成點狀和/或線狀的光束。通過調節輔助雷射束使得該輔助雷射束布置在與投影平面正交的平面內，與輔 助光束平行的工作光束自動地調節到與投影平面垂直走向的平面內。為了對輔助光束和工 作光束進行定向，該輔助光束優選與反射元件共同作用，該反射元件能夠平行於投影平面 進行布置。該反射元件對於以下情況是優選的，即該反射元件在投影平面是(垂直的)壁 面時在該壁面上懸掛在輔助雷射束的工作區域中。為了對輔助光束進行定向，將作標記和 /或水準測量裝置或者說具有用於產生輔助光束的光源的功能單元相對於投影平面如此進 行定向，使得輔助光束碰到反射元件上並且由該反射元件反射回來的光束位於與投影平面 垂直走向的平面內。對於輔助雷射束(沿橫截面)是點狀的情況來說，可以通過以下方法來 實現，即由反射元件反射回來的光束與輔助光束重合。然而，當反射回來的光束碰到作標記 和/或水準測量裝置上的與輔助光束間隔開布置的標記上時就足夠了，其中該標記必須布 置在容納輔助光束的垂直於投影平面走向的平面內。當輔助光束(沿橫截面)呈線狀時， 輔助光束的定向是特別簡單的。當從反射平面反射回來的(沿橫截面)線狀的光束與輔助 光束重合時、或者碰到作標記和/或水準測量裝置的標記時，該輔助光束和工作光束就正 確定向了，所述標記布置在垂直於投影平面走向的容納輔助光束的平面內。所述標記優選處於輔助光束源的垂直上方和/或下方或者說位於作標記和/或水 準測量裝置上的輔助光束的出發點並且/或者位於與之垂直走向的平面內。尤其在(沿橫截面)線狀的輔助光束用於定向工作光束時，必須為了能夠儘可能 無投影誤差地用作標記和/或水準測量裝置將校平的水平或者垂直的標記在不同的水平 平面或者說垂直平面中施加到投影平面上而設置機構，從而能夠水平地或者說垂直地定向 所述工作光束必須圍繞著偏轉的相應的迴轉軸線。這在最簡單的情況下能夠通過設置至少 一個水準器、優選通過設置至少兩個相互直角布置的水準器來實現。按本發明的構思構造 的作標記和/或水準測量裝置在將工作光束相對於投影平面通過簡單的圍繞平行於投影 平面走向的迴轉軸線進行偏轉這種做法進行定向之後能夠將標記施加到投影平面上的不 同的平行平面中，由此能夠放棄用於將作標記和/或水準測量裝置定位在不同的高度位置 和/或橫向位置中的麻煩的三腳架或者拉杆。在本發明的改進方案中，有利地為了產生工作光束並且為了產生輔助光束相應地 設置了光源，優選相應地設置雷射光源。作為其替代方案，也可以考慮通過合適的光學系統 (射線導體)將輔助光束從工作光束中分支出來並且與該工作光束(永久)平行地進行定 向。在設置兩個獨立的光源時要注意，將所述兩個光源相互進行定向使得輔助光束平行於 工作光束走向。為了將投影誤差降低到最低限度，有利地將兩個光源以相互間較小的間距 進行布置。為了簡化輔助光束相對於投影平面的定向並且為了將工作光束優選連同輔助光 束一起相對於投影平面進行偏轉從而在不同的平行平面中產生標記，有利的實施方式是， 其中作標記和/或水準測量裝置具有帶有三個相互垂直走向的迴轉軸線的迴轉裝置。對於 要在投影平面上的不同的水平平面內產生標記這種情況來說，橫向於投影平面走向的Y軸 必須位於水平的平面內並且平行於投影平面走向。類似地，為了在不同的垂直平面內產生 標記，Z軸(高度軸線)必須平行於投影平面定向並且在垂直平面內走向。特別有利的實 施方式是，其中實現至少一個迴轉軸線的迴轉裝置能夠可鬆開地固定在功能單元上，該功 能單元容納用於產生工作雷射束的機構以及用於產生輔助雷射束的機構。在此特別有利的是，在迴轉裝置和功能單元之間實現了旋轉90°的配屬關係。在所述工作光束和/或輔助 光束(沿橫截面)構造成線狀時，該實施方式是特別有利的。所述功能單元能夠在兩個相 互錯開90°的固定位置中布置在迴轉裝置上，由此能夠以簡單的方式在水平和垂直的標記 之間進行變換。如前面提到的，為了能夠將位於平行的水平平面或者說垂直平面中的標記施加在 投影平面上，需要將Y軸或者說Z軸平行於投影平面進行定向並且布置在水平平面或者說 垂直平面中。優選將對此合適的機構布置在迴轉裝置或者說功能單元上，例如以水準器的 形式。為了能夠相應地定向所述作標記和/或水準測量裝置，優選為作標記和/或水準測 量裝置分配三腳架、尤其是具 有至少一個長度可變的三腳架支撐腳的三腳架。特別有利的實施方式是，其中在所述裝置上設置至少一個標記，如此布置該標記， 從而在由反射元件反射的光束碰到該標記時輔助雷射束容納在垂直於也就是正交於投影 平面布置的平面內，也就是將作標記和/或水準測量裝置進行定向。本發明也涉及一種系統，該系統包括前面描述的作標記和/或水準測量裝置以及 能夠平行於投影平面布置的反射元件。特別有利的實施方式是，其中反射元件能夠懸掛在投影平面內或者投影平面上。 也可以考慮將反射元件構造成作標記和/或水準測量裝置的組成部分。此外，本發明涉及一種優選在使用前面描述的系統或者說在使用前面描述的作標 記和/或水準測量裝置的情況下用於將尤其點狀的或者線狀的標記投影在投影平面上的 方法。根據所述方法的構思，設置至少兩個光束，也就是用於產生標記的工作光束以及 平行於該工作光束走向的輔助光束，這兩個光束優選以相互間微小的間距進行布置。所述 輔助光束相對於投影平面調節得如此之遠，直到由平行於投影平面走向的反射平面反射回 來的光束要麼與輔助光束重合併且/或者碰到位於作標記和/或水準測量裝置上的標記， 該標記布置在垂直於投影平面走向的容納輔助光束的平面內。在如此定向所述光束和工作 光束之後，必要時在額外地垂直或者說水平定向迴轉軸線之後，該工作光束優選連同輔助 光束一起圍繞該迴轉軸線相對於投影平面進行偏轉。特別有利的實施方式是，其中輔助光束構造成(沿橫截面)點狀的。當在反射平 面上反射回來的光束與輔助雷射束重合時，(至少部分地)對作標記和/或水準測量裝置 進行定向，


本發明的其它優點、特徵和細節從下面對優選實施例的描述中以及根據附圖獲 得。在唯一的視圖中示出圖1是一種系統，該系統包括作標記和/或水準測量裝置以及平行於投影平面布 置的反射元件。
具體實施例方式在圖1中示出了包括作標記和/或水準測量裝置1以及反射元件2的系統。該反 射元件2撐開了一個反射平面3，該反射平面平行於投影平面4進行布置，在該實施例中線狀的標記5應該施加在該投影平面上。所述作標記和/或水準測量裝置1包括功能單元6，該功能單元具有沒有詳細示出 的用於產生(沿橫截面)線狀的工作光束8的機構7以及用於產生在該實施例中(沿橫截 面)點狀的輔助光束10的機構9。所述機構7、9如此相對於彼此進行布置，使得工作光束 8和輔助光束10相互平行走向。所述作標記和/或水準測量裝置1除了功能單元6之外還包括迴轉裝置11用於 將功能單元6圍繞三個相互直角布置的迴轉軸線、也就是圍繞X軸、Y軸和Z軸進行迴轉。 所述功能單元6—方面在示出的固定位置中可鬆開地與迴轉裝置11進行固定，並且能夠在 與之90°錯開的固定位置中固定在迴轉裝置11上。為此，不僅在功能單元6的圖紙平面下 方的一側12上而且在功能單元6的與之成90°角度的一側13上分別設置了長形的倒圓的 凹處14、15用於包圍迴轉裝置11的與Y軸同心走向的迴轉支架16。
藉助於沒有示出的蓄電池來確保向機構7、9進行供電以產生工作光束8和輔助光 束10。如果用所示出的裝置1在投影平面4上在不同的平行平面中產生水平的沒校平的 標記5，那麼必須首先將功能單元6圍繞X軸和Y軸進行定向，從而基於反射平面3的照射 藉助於反射平面3的輔助光束將光束17沿著作標記和/或水準測量裝置1的方向進行反 射，如此定向該光束17，使得其要麼與輔助光束10重合，要麼碰到功能單元6上的標記18。 在此，該標記18布置在容納輔助光束10的垂直於投影平面4走向的平面內。在功能單元 6相對於投影平面4進行這種定向之後，該功能單元6以及工作光束8能夠圍繞Y軸進行 偏轉，由此在作標記和/或水準測量裝置1的工作區域(迴轉區域)內的任意平行平面中 能夠在投影平面上產生標記。代替(沿橫截面)點狀的輔助光束10，也能夠使用(沿橫截 面)線狀的輔助光束，該輔助光束優選相對於由線狀的工作光束8撐開的平面垂直地走向。如果標記要沿著校平的平行的水平平面投影到投影平面4上，那麼功能單元6必 須一方面如上面所描述的那樣進行定向，其中必須額外地藉助於水準儀19對功能單元6進 行定向，使得Y軸位於水平平面內。如果要用所示出的作標記和/或水準測量裝置1在投影平面4上產生垂直定向的 標記5，那麼必須將功能單元6相對於迴轉裝置11旋轉90°並且以側面13在圖紙平面中向 下指向地固定在迴轉裝置11上。隨後，將功能單元6相對於投影平面4如此進行定向，使 得(沿橫截面)點狀的反射的光束17與輔助光束10重合或者碰到標記18上。代替(沿 橫截面)點狀的輔助光束10，也可以使用(沿橫截面)線狀的輔助光束。在輔助光束10和 工作光束8進行所描述的定向之後，可以將功能單元6圍繞Z軸進行偏轉。為了能夠在投影平面4的平行的垂直平面中產生校平的標記，必須額外地藉助於 水準儀20將功能單元6進行定向，使得Z軸位於垂直平面中。
權利要求
作標記和/或水準測量裝置，具有用於產生尤其點狀和/或線狀的工作光束(8)以便將標記(5)投影在投影平面(4)上的不同的平行平面內的機構(7)，其特徵在於，設置了用於產生與工作光束(8)平行的尤其點狀和/或線狀的輔助光束(10)的機構(9)。
2.按權利要求1所述的裝置， 其特徵在於，為了產生工作光束(8)設置了工作光源尤其雷射光源，並且為了產生輔助光束(10)設 置了輔助光源尤其雷射光源。
3.按權利要求1或2中任一項所述的裝置， 其特徵在於，設置了迴轉裝置(11)以用於使得所述用於產生工作光束(8)的機構(7)尤其連同所 述用於產生輔助光束(10)的機構(9)圍繞X軸、圍繞垂直於X軸布置的Y軸以及圍繞既垂 直於X軸又垂直於Y軸走向的Z軸偏轉。
4.按權利要求3所述的裝置， 其特徵在於，所述迴轉裝置(11)能夠可鬆開地與容納所述用於產生工作雷射束(8)的機構(7)和 所述用於產生輔助光束(10)的機構(9)的功能單元(6)連接。
5.按權利要求4所述的裝置， 其特徵在於，所述功能單元(6)能夠在兩個相互錯開90°的固定位置中固定在迴轉裝置(11)上。
6.按權利要求3到5中任一項所述的裝置， 其特徵在於，設置了用於水平定向Y軸和/或用於垂直定向Z軸的機構。
7.按權利要求4到6中任一項所述的裝置， 其特徵在於，在所述裝置(1)上布置至少一個標記(5、18)，該標記布置在由X軸和Z軸撐開的、容納 輔助雷射束(10)的平面內或者與該平面平行的平面內，並且/或者布置在由X軸和Y軸撐 開的、容納輔助雷射束(10)的平面內或者與該平面平行的平面內。
8.系統，包括按上述權利要求中任一項所述的作標記和/或水準測量裝置(1)以及能 夠平行於投影平面(4)布置的反射元件(2)。
9.按權利要求8所述的系統， 其特徵在於，所述反射元件(2)能夠懸掛在形成投影平面(4)的壁面上。
10.用於優選在使用按權利要求8或9中任一項所述的系統的情況下將尤其點狀和/ 或線狀的標記(5、18)投影在投影平面(4)上的不同的平行平面中的方法，其特徵在於，如此定向平行於工作光束(8)走向的輔助光束(10)連同工作雷射束(8)，使得由平行 於投影平面(4)的反射平面(3)反射回來的光束布置在垂直於投影平面(4)走向的、容納輔助光束(10)的平面內，並且隨後所述工作雷射束(8)圍繞著平行於投影平面(4)定向的 迴轉軸線偏轉。
11.按權利要求10所述的方法， 其特徵在於，所述輔助光束(10)是點狀的並且連同所述工作光束(8) —起如此定向，使得在反射平 面(3)上反射回來的光束與輔助雷射束(10)重合。
12.按權利要求10或11中任一項所述的方法， 其特徵在於，所述Z軸垂直定向並且/或者所述Y軸水平定向。
全文摘要
本發明涉及一種作標記和/或水準測量裝置(1)，該裝置具有用於產生尤其點狀和/或線狀的工作光束(8)以用於將標記(5、18)投影在投影平面(4)上的不同的平行平面內的機構(7)。按本發明提出，設置用於產生與工作光束(8)平行的尤其點狀和/或線狀的輔助光束(10)的機構(9)。此外，本發明涉及一種系統以及一種方法。
文檔編號G01C15/00GK101836078SQ200880113616
公開日2010年9月15日 申請日期2008年10月17日 優先權日2007年10月25日
發明者H·盧卡斯, R·富克斯, S·蒂德 申請人:羅伯特.博世有限公司