距離測量儀的製作方法

2023-05-14 04:42:21 1

專利名稱：距離測量儀的製作方法
背景技術：
本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分所述的距離測量儀。
由公開文本DE 101 42 166 A1公開了一種用於非接觸式測量距離的距離測量儀，用此儀器可以實施三種形式的距離測量。通過將一個線狀的第一測量定位面貼緊在一個面向所要測量物體的角線上並通過將一個平面的第二測量定位面緊貼在一個面向該物體的面上就可以測定物體和角線和該面之間的距離。通過第三測量定位面就可以測定物體和一個背離物體的面之間的距離。為了將第三測量定位面緊貼在背離物體的面上可以在一個形成該第二測量定位面的擺動部件上使一個擺動板轉出來，其中在擺動部件和擺動板的一個固定的擺動位置上，該第三個測量定位面指向測量方向，並位於用來測量距離的參照平面裡，所有這三個測量定位面在它們各自激活之後都位於該參照平面內。每個測量定位面都布置在另一個測量定位體上。

發明內容
本發明涉及一種距離測量儀，它具有一個測量裝置和至少一個測量定位體，該定位體可從一個外殼裡移動出來並在一個參照平面裡具有至少一個測量定位面用於測量參照平面和所要測量物體之間的距離。
建議使測量定位體的第一面形成第一和第二測量定位面。第一面優選相對於外殼來說佔據不同的位置。通過從距離測量儀的外殼裡，最好是平行於測量方向拉出測量定位體就可以將測量基準轉換至不同的測量定位面上。為此適宜的是一方面設有一個計算單元和/或分析處理單元，它們在一定條件下根據測量定位體的一個規定位置來校正測量裝置的信號，並且另一方面設有探測裝置用來識別測量定位體的規定的位置。可以設有傳感器，它們可以自動地識別測量定位體相對於外殼，尤其是相對於測量方向的位置以及可能的話擺角位置，或者可以通過配屬於距離測量儀的輸入單元，例如鍵盤來人工輸入這些數據。可以用一個唯一的測量定位體來測定角、槽、例如在測量窗口時稜邊以及面向和背離所要測量物體的面的距離。這就可以取消用於各種不同測量任務的附加的尾端件或適配體。更為有利的是使儀器背面平行於參照平面。作為測量裝置優選用一種光學測量裝置，尤其是雷射測量裝置，其中將發射信號發向所要測量的物體並測量與物體和參照平面之間距離相關的運行時間。作為替代方案也可以使用一種超聲測量裝置，或者也可以高頻測量裝置。
優選的是，若測量定位體位於外殼裡的一個縮回位置上，那麼測量定位體的第一面就構成第一測量定位面。但第一面在縮回位置上也可能位於外殼邊界之內，而並不形成測量定位面。第一面最好是測量定位體的窄面。該定位體完全處於外殼裡，而窄面與外殼的儀器背面齊平。儀器背面的整個面可以作為固定的接觸面緊貼在面向物體的一個面上。通常垂直於測量方向的參照平面與儀器背面的面重合。第一面在這個位置上優選形成用於一個面向所要測量物體的面的測量定位面。
如果測量定位體的第一面構成第二測量定位面，當測量定位體處於一個從外殼裡伸出的位置上，那麼可以通過簡單地拉出測量定位體而用測量定位體相同的面進行另一種測量配置，它例如可以緊貼在面向所要測量物體的角上和槽上。更適宜地可以設置卡槽裝置，以便使測量定位體在這伸出位置上能夠在規定的位置上鎖住。參照平面則與儀器背面隔開距離。關於改變了的參照平面的測量信號可以高的精度來校正。這優選藉助於一種相應的計算單元來進行，該計算單元與測量裝置共同作用。為此將測量定位體的當前的位置信號傳輸給該計算單元。
如果測量定位體處於一個相對於外殼翻轉出的位置上，那麼測量定位體的第一平面可以形成第三測量定位面。為此可以使測量定位體在伸出狀態時圍繞一個轉動軸，尤其是圍繞一個恆定的擺動點擺動並置於儀器背面前。第一平面可以貼靠在一個背離所要測量物體的面上。如果參照平面位於對峙的平面上，那麼就可以相應地對測量定位體厚度進行校正。
如果測量定位體的第二平面構成第四測量定位面，當測量定位體位於相對於外殼翻轉出來的位置上，那麼在測量定位體的同一個位置上可以與一個面向所要測量的物體的面接觸。由此得到一個特別大的、穩定的支承面，其面積大於儀器背面的面積。
如果測量定位體處於一個擺動出去的位置上，那麼第二平面就構成了第五測量定位面。那麼就可以測定傾斜面的一個點和面向所要測量的物體的面之間的距離。在測量定位體的相對於其在測量方向上的縱向長度上的中間部位裡設有一個轉動軸，它規定了一個確定的擺動點並且也允許使對峙的平面貼靠在一個背離所要測量物體的傾斜面上。按照所謂的畢達哥拉斯原理的測量能夠附加地間接測定在兩個點之間的距離，其方法是從一個測量點出發至兩個點中的每一個點測定一個等效測量距離，並且通過這三個距離所形成的三角形的至少一個角是已知的。如果一個等效距離垂直於所求解的距離，那就可以使用畢達哥拉斯公式來確定距離。如果已知這兩個等效測量距離之間的角度，那就可以藉助於已知的餘弦定理來測定。這可以通過一種三腳架測量來進行，此時距離測量儀放在一個三腳架上，可以圍繞一個三腳架軸線迴轉，或者通過測量定位體迴轉一個規定的轉角。可以有利地用三腳架和不用三腳架間接地測定距離。用一個或多個所檢測到的轉角和距離按照需要就可以在一個所屬的計算單元裡進行各種不同的計算運算。可以測定某些角度和/或壁、底、蓋等等的坡度，距離、面積和/或各種體積，例如通過乘法、減法、積分、應用餘弦定理。為此可以使測量定位體圍繞該轉動軸迴轉不同的轉角。
如果測量定位體具有至少一個垂直於測量定位體的拉出方向的轉動軸用於使測量定位體擺動和/或鎖定位，那麼就可以使測量定位體保持在規定的傾斜位置上。最好設有用來檢測和/或輸入轉角的裝置。可以實現高的測量精度。若設有兩個轉動軸，那麼測量定位體就可以伸出不同的長度並通過與轉動軸共同作用的鎖定裝置固定住，這樣即使是難於靠近的面，例如深的槽也可以達到。
若測量定位體的外形尺寸從外殼的一個側面延伸至另一個側面，那麼即使在小的距離測量儀時也有最大的支承面積。這就允許使小的輕便的距離測量儀實現緊湊的結構。
若測量定位體是平板，那就提供了一種特別穩定的支承面並且可以在縮回位置上起到外殼部件的作用。平板優選由金屬製成。但如果合適的話，專業人員也可以選擇另外的材料。
若測量定位體是U形件，那就可以節省重量並且同時實現U形件圍繞該位於距離測量儀內部的測量裝置的有利而且特別節省位置的布置，該測量裝置也可以包括一個計算單元和/或分析處理單元。
在該距離測量儀裡優選在第一儀器平面中設有一個邊緣側的缺口，通過該缺口可以使測量定位體的支腿擺動。U形件可以有利地例如大致圍繞一個中心轉動軸擺動。距離測量儀可以在結構長度上變得較短。
如果設置有用於檢測測量定位體的位置和/或擺動角的裝置的話，那就使距離測量儀的操縱更加容易。作為替代方案也可以將位置和/或擺角人工地輸入距離測量儀裡。
有利的是也可以設有多個軸用於擺動以及多個導向裝置用於測量定位體導向，以便影響測量定位體的運動可能性和鎖定。這鎖定裝置和/或導向裝置允許使測量定位體固定在規定的位置上。彈簧予緊可以有選擇地用於使測量定位體方便地迅動鎖定在這些位置上。按照本發明的距離測量儀可以特別有利地用作為手動儀器。


其它的優點見以下對附圖的說明。附圖中示出了本發明的三種實施例。附圖、說明和權利要求書包含了許多特徵的組合。專業人員也可以有利地單個地來考察這些特徵也可以歸納出其它合理的組合。所示為圖1一種優選的距離測量儀的示意側視圖，該距離測量儀具有第一個優選的測量定位體，(a)在縮回位置上；(b)在伸出位置上；(c)在轉出的位置上；(d)在翻轉出的位置上；圖2一種優選的距離測量儀的傾斜俯視圖，該距離測量儀具有第二個優選的U形的測量定位體，(a)在縮回位置上和伸出位置上(虛線)；(b)U形測量定位體的細部；(c)測量定位體在翻轉出位置上；圖3示意示出了一種優選的距離測量儀的側視圖，該距離測量儀有一個帶有兩個擺動軸的測量定位體。
具體實施例方式
在附圖中儘可能對相同的或相應的零部件都用相同的附圖標記。圖1a-d中的一種優選的距離測量儀示出了一個與外殼10相連的測量定位體12處在各不相同的規定的位置上。距離測量儀的細部結構，如具有例如用來分析處理和在必要時輸出測量信號的計算單元和/或分析處理單元的測量裝置沒有示出。外殼10有一個前面38，它面向未示出的所要測量的物體並從該前面沿測量方向50發出一個發射信號，並有一個儀器背面36，它面向一個參照平面14，用此參照平面將測量定位體12進行定位。使儀器背面36平行於參照平面14是有利的。另外還設有一個上平面40和一個下平面42。測量定位體12用第一平面18大面積地面向外殼10。在外殼10的下平面42中測量定位體12的第二平面20形成此下平面42的一個組成部分並與之齊平。第二個平面20然而也可以是布置成與平面42有一個距離。測量定位體12在一個處於外殼10裡的縮回位置上優選構成外殼10的一個部分。垂直於平面18，20的第一面16，測量定位體12的一個窄面與外殼10的儀器背面36齊平(圖1a)並且作為第一測量定位面與儀器背面36一起大面積地貼靠在面向所要測量物體的面44上，面44與參照平面14重合。
測量定位體12可以從外殼10裡移動出來(圖1b)並在用於測距的參照平面14裡具有第二測量定位面24。測量定位體12最好可以平行於測量方向50從儀器背面36裡拉出來。第一面16貼靠在一個面向物體的角46裡。在所示的伸出位置上設有卡槽裝置52，以便使測量定位體12按規定鎖定在該位置上。參照平面14與儀器背面36有間距，優選平行於儀器背面36。
測量定位體12具有第三測量定位面26用於一個背離物體的面48，如果該測量定位體12從外殼10裡足夠遠地移出來，以致於它能夠圍繞一個轉動軸32擺動90°並置於儀器背面36的前面(圖1d)。測量定位體12比外殼10的高度更長，因此測量定位體12的兩側都伸出一部分。測量定位體12的第一平面8因此可以緊靠在一個背離所測量物體的面48上。參照平面14與第二平面20重合，並且可以校正測量信號一個測量定位體12的厚度。除了按照軟體的修正之外也可以考慮一種機械的修正。同樣也可以使第二平面20整個面都貼靠在一個面向物體的面44上。
在圖1c中第二平面20構成第五測量定位面30，其中測量定位體12在一個轉出的位置上以一個0°至90°的擺動角突出於儀器背面，其中測量定位體12圍繞轉動軸32轉動並貼靠在一個傾斜面44上。參照平面14與儀器背面36重合。測量定位體12是平板是有利的，它優選與下平面42一樣寬。板可以通過未示出的導向槽在距離測量儀裡導向，優選這樣的導向槽，與第一平面固定的轉動軸32就在此槽裡導向。最好設有傳感器，它們未示出，它們可以識別出調整好的轉角並輸送給一個未示出的計算單元。作為替代方案可以在已知的轉角時將相應的值通過鍵盤來輸入。
圖2a-c表示了測量定位體12的一種優選改進方案，它是扁平U形件，具有兩個支腿68、70和連接它們的橫撐72，其中橫撐72布置在儀器背面36上並且支腿68、70在縮回位置上都指向所要測量的物體。U形件可以在拉出方向62上從儀器背面36裡拉出來。測量定位體12布置在儀器平面40、42之間的大致中間。設有一個導向槽54作為導向裝置。導向槽54具有一個後定位面78和前定位面80用於最好是焊上的轉動軸32，測量定位體12在縮回或者伸出位置上用轉動軸32靠在定位面上。在第一儀器平面40上可以設有未詳細示出的指示和輸入單元76。在外殼10裡在儀器的上平面40裡設有一個深的在邊緣側的缺口56，通過這缺口可以使測量定位體12的支腿68、70能夠圍繞轉動軸32擺動，如果該測量定位體處於伸出位置上的話。橫撐72佔據外殼10的整個寬度，使測量定位體12以從距離測量儀12的一個側面64至另一個側面66的尺寸大小延伸。儀器背面36在窄面上優選具有側面的缺口，從而使測量定位體12用支腿68、70和橫撐72靠放在儀器背面36周圍。儀器背面36可以與U形件一起構成支承面。
平面18、20和第一面16可以與對應的面和結構相接觸，如圖1所示。可以在測量定位體12伸出的位置上進行畢達哥拉斯測量。作為替代方案可以使測量定位體12類似於圖1所示進入一個儀器的平面40、42裡。
圖3a-f表示了一種方案，此時測量定位體12具有兩個相互平行的、相互間距開的轉動軸32、34，它們垂直於測量定位體12的拉出方向62，用於使測量定位體12擺動和/或鎖定住。可以在儀器側在儀器背面36上設有卡槽裝置58、60，它們與測量定位體12的轉動軸32、34共同作用，從而使它們在翻轉出的狀態下(圖3f)用它們鎖定住並固定在儀器背面36上。圖3a、b表示測量定位體12位於縮回位置上，在圖3c中測量定位體12沿拉出方向62一直伸出直至前轉動軸34，而在圖3d中則一直伸出至後轉動軸32。在此位置上阻止了測量定位體的轉動，這就是說使該定位體還局部地伸入外殼10裡並被該外殼阻止轉動。在該位置上測量定位體12可以轉動到外殼10的儀器背面36前，使兩個轉動軸32、34能夠用兩個卡槽裝置58、60保持住(圖3f)。測量定位體12可以在兩個位置上圍繞各自的轉動軸32、34轉動，例如用於進行畢達哥拉斯測量或者用於檢測角度。圖3e表示測量定位體12的一個位置，此時該定位體可以圍繞前轉動軸34轉動一個角度，以便接觸一個傾斜面74。這裡也可以設有自動的或人工的裝置用於檢測測量定位體12的位置和/或轉動角。
附圖標記10外殼42 第二儀器平面12測量定位體 44 面向的面14參照平面46 面向的角16窄面48 背離的面18第一平面50 測量方向20第二平面52 卡槽裝置22第一測量定位面 54 導向槽24第二測量定位面 56 缺口26第三測量定位面 58、60 卡槽裝置28第四測量定位面 62 拉出方向30第五測量定位面 64、66 側面32第一轉動軸 68、70 支腿34第二轉動軸 72 橫撐36儀器背面74 傾斜面38儀器前面76 指示和輸入單元40第一儀器平面78、80 定位面
權利要求
1.距離測量儀，具有一個測量裝置和至少一個測量定位體(12)，後者可以從外殼(10)裡移動出來並在一個參照平面(14)裡具有至少一個測量定位面(22、24、26、28、30)用於測量參照平面(14)和一個所要測量的物體之間的距離，其特徵在於，測量定位體(12)的第一面(16)構成了第一和第二測量定位面(22、24)。
2.按權利要求1所述的距離測量儀，其特徵在於，如果測量定位體(12)位於一個在外殼(10)裡的縮回位置上，那麼測量定位體(12)的第一面(16)構成了第一測量定位面(22)。
3.按權利要求1或2所述的距離測量儀，其特徵在於，如果測量定位體(12)位於一個由外殼(10)裡伸出的位置上，那麼測量定位體(12)的第一面就構成第二測量定位面(24)。
4.按上述權利要求之一所述的距離測量儀，其特徵在於，如果測量定位體(12)位於一個相對於外殼(10)翻轉出的位置上，那麼測量定位體(12)的第一平面(18)就構成第三測量定位面(26)。
5.按上述權利要求之一所述的距離測量儀，其特徵在於，如果測量定位體(12)位於一個相對於外殼(10)來說翻轉出去的位置上，那麼測量定位體(12)的第二平面(20)就構成第四測量定位面(28)。
6.按權利要求5所述的距離測量儀，其特徵在於，如果測量定位體(12)位於一個向外轉出的位置上，那麼第二平面(20)就形成第五測量定位面(30)。
7.按上述權利要求之一所述的距離測量儀，其特徵在於，所述測量定位體(12)具有至少一個轉動軸(32、34)，其垂直於測量定位體(12)的拉出方向(62)，用於使測量定位體(12)擺動和/或鎖定住。
8.按上述權利要求之一所述的距離測量儀，其特徵在於，所述測量定位體(12)以從外殼(10)的一個側面(64)至另一個側面(66)的尺寸大小延伸。
9.按上述權利要求之一所述的距離測量儀，其特徵在於，所述測量定位體(12)是平板。
10.按上述權利要求之一所述的距離測量儀，其特徵在於，所述測量定位體(12)是U形件。
11.按權利要求10所述的距離測量儀，其特徵在於，在外殼(10)的第一儀器平面(40)裡設有一個在邊緣側的缺口(56)，通過該缺口可以使測量定位體(12)的支腿(68、70)能夠擺動。
12.按上述權利要求之一所述的距離測量儀，其特徵在於，設有用於檢測測量定位體(12)的位置和/或轉角的裝置。
全文摘要
本發明涉及一種距離測量儀，它具有一個測量裝置和至少一個測量定位體(12)，該定位體可以從外殼(10)裡移動出來並在一個參照平面(14)裡至少具有一個測量定位面(22、24、26、28、30)用於測量參照平面(14)和一個所要測量的物體之間的距離。使測量定位體(12)的第一面(16)構成第一和第二測量定位面(22、24)。
文檔編號G01S17/08GK1856695SQ200480027805
公開日2006年11月1日 申請日期2004年7月28日 優先權日2003年9月25日
發明者C·舒爾特 申請人:羅伯特·博世有限公司