专利名称：距离测量仪的制作方法
背景技术：
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的距离测量仪。
由公开文本DE 101 42 166 A1公开了一种用于非接触式测量距离的距离测量仪，用此仪器可以实施三种形式的距离测量。通过将一个线状的第一测量定位面贴紧在一个面向所要测量物体的角线上并通过将一个平面的第二测量定位面紧贴在一个面向该物体的面上就可以测定物体和角线和该面之间的距离。通过第三测量定位面就可以测定物体和一个背离物体的面之间的距离。为了将第三测量定位面紧贴在背离物体的面上可以在一个形成该第二测量定位面的摆动部件上使一个摆动板转出来，其中在摆动部件和摆动板的一个固定的摆动位置上，该第三个测量定位面指向测量方向，并位于用来测量距离的参照平面里，所有这三个测量定位面在它们各自激活之后都位于该参照平面内。每个测量定位面都布置在另一个测量定位体上。
发明内容
本发明涉及一种距离测量仪，它具有一个测量装置和至少一个测量定位体，该定位体可从一个外壳里移动出来并在一个参照平面里具有至少一个测量定位面用于测量参照平面和所要测量物体之间的距离。
建议使测量定位体的第一面形成第一和第二测量定位面。第一面优选相对于外壳来说占据不同的位置。通过从距离测量仪的外壳里，最好是平行于测量方向拉出测量定位体就可以将测量基准转换至不同的测量定位面上。为此适宜的是一方面设有一个计算单元和/或分析处理单元，它们在一定条件下根据测量定位体的一个规定位置来校正测量装置的信号，并且另一方面设有探测装置用来识别测量定位体的规定的位置。可以设有传感器，它们可以自动地识别测量定位体相对于外壳，尤其是相对于测量方向的位置以及可能的话摆角位置，或者可以通过配属于距离测量仪的输入单元，例如键盘来人工输入这些数据。可以用一个唯一的测量定位体来测定角、槽、例如在测量窗口时棱边以及面向和背离所要测量物体的面的距离。这就可以取消用于各种不同测量任务的附加的尾端件或适配体。更为有利的是使仪器背面平行于参照平面。作为测量装置优选用一种光学测量装置，尤其是激光测量装置，其中将发射信号发向所要测量的物体并测量与物体和参照平面之间距离相关的运行时间。作为替代方案也可以使用一种超声测量装置，或者也可以高频测量装置。
优选的是，若测量定位体位于外壳里的一个缩回位置上，那么测量定位体的第一面就构成第一测量定位面。但第一面在缩回位置上也可能位于外壳边界之内，而并不形成测量定位面。第一面最好是测量定位体的窄面。该定位体完全处于外壳里，而窄面与外壳的仪器背面齐平。仪器背面的整个面可以作为固定的接触面紧贴在面向物体的一个面上。通常垂直于测量方向的参照平面与仪器背面的面重合。第一面在这个位置上优选形成用于一个面向所要测量物体的面的测量定位面。
如果测量定位体的第一面构成第二测量定位面，当测量定位体处于一个从外壳里伸出的位置上，那么可以通过简单地拉出测量定位体而用测量定位体相同的面进行另一种测量配置，它例如可以紧贴在面向所要测量物体的角上和槽上。更适宜地可以设置卡槽装置，以便使测量定位体在这伸出位置上能够在规定的位置上锁住。参照平面则与仪器背面隔开距离。关于改变了的参照平面的测量信号可以高的精度来校正。这优选借助于一种相应的计算单元来进行，该计算单元与测量装置共同作用。为此将测量定位体的当前的位置信号传输给该计算单元。
如果测量定位体处于一个相对于外壳翻转出的位置上，那么测量定位体的第一平面可以形成第三测量定位面。为此可以使测量定位体在伸出状态时围绕一个转动轴，尤其是围绕一个恒定的摆动点摆动并置于仪器背面前。第一平面可以贴靠在一个背离所要测量物体的面上。如果参照平面位于对峙的平面上，那么就可以相应地对测量定位体厚度进行校正。
如果测量定位体的第二平面构成第四测量定位面，当测量定位体位于相对于外壳翻转出来的位置上，那么在测量定位体的同一个位置上可以与一个面向所要测量的物体的面接触。由此得到一个特别大的、稳定的支承面，其面积大于仪器背面的面积。
如果测量定位体处于一个摆动出去的位置上，那么第二平面就构成了第五测量定位面。那么就可以测定倾斜面的一个点和面向所要测量的物体的面之间的距离。在测量定位体的相对于其在测量方向上的纵向长度上的中间部位里设有一个转动轴，它规定了一个确定的摆动点并且也允许使对峙的平面贴靠在一个背离所要测量物体的倾斜面上。按照所谓的毕达哥拉斯原理的测量能够附加地间接测定在两个点之间的距离，其方法是从一个测量点出发至两个点中的每一个点测定一个等效测量距离，并且通过这三个距离所形成的三角形的至少一个角是已知的。如果一个等效距离垂直于所求解的距离，那就可以使用毕达哥拉斯公式来确定距离。如果已知这两个等效测量距离之间的角度，那就可以借助于已知的余弦定理来测定。这可以通过一种三脚架测量来进行，此时距离测量仪放在一个三脚架上，可以围绕一个三脚架轴线回转，或者通过测量定位体回转一个规定的转角。可以有利地用三脚架和不用三脚架间接地测定距离。用一个或多个所检测到的转角和距离按照需要就可以在一个所属的计算单元里进行各种不同的计算运算。可以测定某些角度和/或壁、底、盖等等的坡度，距离、面积和/或各种体积，例如通过乘法、减法、积分、应用余弦定理。为此可以使测量定位体围绕该转动轴回转不同的转角。
如果测量定位体具有至少一个垂直于测量定位体的拉出方向的转动轴用于使测量定位体摆动和/或锁定位，那么就可以使测量定位体保持在规定的倾斜位置上。最好设有用来检测和/或输入转角的装置。可以实现高的测量精度。若设有两个转动轴，那么测量定位体就可以伸出不同的长度并通过与转动轴共同作用的锁定装置固定住，这样即使是难于靠近的面，例如深的槽也可以达到。
若测量定位体的外形尺寸从外壳的一个侧面延伸至另一个侧面，那么即使在小的距离测量仪时也有最大的支承面积。这就允许使小的轻便的距离测量仪实现紧凑的结构。
若测量定位体是平板，那就提供了一种特别稳定的支承面并且可以在缩回位置上起到外壳部件的作用。平板优选由金属制成。但如果合适的话，专业人员也可以选择另外的材料。
若测量定位体是U形件，那就可以节省重量并且同时实现U形件围绕该位于距离测量仪内部的测量装置的有利而且特别节省位置的布置，该测量装置也可以包括一个计算单元和/或分析处理单元。
在该距离测量仪里优选在第一仪器平面中设有一个边缘侧的缺口，通过该缺口可以使测量定位体的支腿摆动。U形件可以有利地例如大致围绕一个中心转动轴摆动。距离测量仪可以在结构长度上变得较短。
如果设置有用于检测测量定位体的位置和/或摆动角的装置的话，那就使距离测量仪的操纵更加容易。作为替代方案也可以将位置和/或摆角人工地输入距离测量仪里。
有利的是也可以设有多个轴用于摆动以及多个导向装置用于测量定位体导向，以便影响测量定位体的运动可能性和锁定。这锁定装置和/或导向装置允许使测量定位体固定在规定的位置上。弹簧予紧可以有选择地用于使测量定位体方便地迅动锁定在这些位置上。按照本发明的距离测量仪可以特别有利地用作为手动仪器。
其它的优点见以下对附图的说明。附图中示出了本发明的三种实施例。附图、说明和权利要求书包含了许多特征的组合。专业人员也可以有利地单个地来考察这些特征也可以归纳出其它合理的组合。所示为图1一种优选的距离测量仪的示意侧视图，该距离测量仪具有第一个优选的测量定位体，(a)在缩回位置上；(b)在伸出位置上；(c)在转出的位置上；(d)在翻转出的位置上；图2一种优选的距离测量仪的倾斜俯视图，该距离测量仪具有第二个优选的U形的测量定位体，(a)在缩回位置上和伸出位置上(虚线)；(b)U形测量定位体的细部；(c)测量定位体在翻转出位置上；图3示意示出了一种优选的距离测量仪的侧视图，该距离测量仪有一个带有两个摆动轴的测量定位体。
具体实施例方式
在附图中尽可能对相同的或相应的零部件都用相同的附图标记。图1a-d中的一种优选的距离测量仪示出了一个与外壳10相连的测量定位体12处在各不相同的规定的位置上。距离测量仪的细部结构，如具有例如用来分析处理和在必要时输出测量信号的计算单元和/或分析处理单元的测量装置没有示出。外壳10有一个前面38，它面向未示出的所要测量的物体并从该前面沿测量方向50发出一个发射信号，并有一个仪器背面36，它面向一个参照平面14，用此参照平面将测量定位体12进行定位。使仪器背面36平行于参照平面14是有利的。另外还设有一个上平面40和一个下平面42。测量定位体12用第一平面18大面积地面向外壳10。在外壳10的下平面42中测量定位体12的第二平面20形成此下平面42的一个组成部分并与之齐平。第二个平面20然而也可以是布置成与平面42有一个距离。测量定位体12在一个处于外壳10里的缩回位置上优选构成外壳10的一个部分。垂直于平面18，20的第一面16，测量定位体12的一个窄面与外壳10的仪器背面36齐平(图1a)并且作为第一测量定位面与仪器背面36一起大面积地贴靠在面向所要测量物体的面44上，面44与参照平面14重合。
测量定位体12可以从外壳10里移动出来(图1b)并在用于测距的参照平面14里具有第二测量定位面24。测量定位体12最好可以平行于测量方向50从仪器背面36里拉出来。第一面16贴靠在一个面向物体的角46里。在所示的伸出位置上设有卡槽装置52，以便使测量定位体12按规定锁定在该位置上。参照平面14与仪器背面36有间距，优选平行于仪器背面36。
测量定位体12具有第三测量定位面26用于一个背离物体的面48，如果该测量定位体12从外壳10里足够远地移出来，以致于它能够围绕一个转动轴32摆动90°并置于仪器背面36的前面(图1d)。测量定位体12比外壳10的高度更长，因此测量定位体12的两侧都伸出一部分。测量定位体12的第一平面8因此可以紧靠在一个背离所测量物体的面48上。参照平面14与第二平面20重合，并且可以校正测量信号一个测量定位体12的厚度。除了按照软件的修正之外也可以考虑一种机械的修正。同样也可以使第二平面20整个面都贴靠在一个面向物体的面44上。
在图1c中第二平面20构成第五测量定位面30，其中测量定位体12在一个转出的位置上以一个0°至90°的摆动角突出于仪器背面，其中测量定位体12围绕转动轴32转动并贴靠在一个倾斜面44上。参照平面14与仪器背面36重合。测量定位体12是平板是有利的，它优选与下平面42一样宽。板可以通过未示出的导向槽在距离测量仪里导向，优选这样的导向槽，与第一平面固定的转动轴32就在此槽里导向。最好设有传感器，它们未示出，它们可以识别出调整好的转角并输送给一个未示出的计算单元。作为替代方案可以在已知的转角时将相应的值通过键盘来输入。
图2a-c表示了测量定位体12的一种优选改进方案，它是扁平U形件，具有两个支腿68、70和连接它们的横撑72，其中横撑72布置在仪器背面36上并且支腿68、70在缩回位置上都指向所要测量的物体。U形件可以在拉出方向62上从仪器背面36里拉出来。测量定位体12布置在仪器平面40、42之间的大致中间。设有一个导向槽54作为导向装置。导向槽54具有一个后定位面78和前定位面80用于最好是焊上的转动轴32，测量定位体12在缩回或者伸出位置上用转动轴32靠在定位面上。在第一仪器平面40上可以设有未详细示出的指示和输入单元76。在外壳10里在仪器的上平面40里设有一个深的在边缘侧的缺口56，通过这缺口可以使测量定位体12的支腿68、70能够围绕转动轴32摆动，如果该测量定位体处于伸出位置上的话。横撑72占据外壳10的整个宽度，使测量定位体12以从距离测量仪12的一个侧面64至另一个侧面66的尺寸大小延伸。仪器背面36在窄面上优选具有侧面的缺口，从而使测量定位体12用支腿68、70和横撑72靠放在仪器背面36周围。仪器背面36可以与U形件一起构成支承面。
平面18、20和第一面16可以与对应的面和结构相接触，如图1所示。可以在测量定位体12伸出的位置上进行毕达哥拉斯测量。作为替代方案可以使测量定位体12类似于图1所示进入一个仪器的平面40、42里。
图3a-f表示了一种方案，此时测量定位体12具有两个相互平行的、相互间距开的转动轴32、34，它们垂直于测量定位体12的拉出方向62，用于使测量定位体12摆动和/或锁定住。可以在仪器侧在仪器背面36上设有卡槽装置58、60，它们与测量定位体12的转动轴32、34共同作用，从而使它们在翻转出的状态下(图3f)用它们锁定住并固定在仪器背面36上。图3a、b表示测量定位体12位于缩回位置上，在图3c中测量定位体12沿拉出方向62一直伸出直至前转动轴34，而在图3d中则一直伸出至后转动轴32。在此位置上阻止了测量定位体的转动，这就是说使该定位体还局部地伸入外壳10里并被该外壳阻止转动。在该位置上测量定位体12可以转动到外壳10的仪器背面36前，使两个转动轴32、34能够用两个卡槽装置58、60保持住(图3f)。测量定位体12可以在两个位置上围绕各自的转动轴32、34转动，例如用于进行毕达哥拉斯测量或者用于检测角度。图3e表示测量定位体12的一个位置，此时该定位体可以围绕前转动轴34转动一个角度，以便接触一个倾斜面74。这里也可以设有自动的或人工的装置用于检测测量定位体12的位置和/或转动角。
附图标记10外壳42 第二仪器平面12测量定位体 44 面向的面14参照平面46 面向的角16窄面48 背离的面18第一平面50 测量方向20第二平面52 卡槽装置22第一测量定位面 54 导向槽24第二测量定位面 56 缺口26第三测量定位面 58、60 卡槽装置28第四测量定位面 62 拉出方向30第五测量定位面 64、66 侧面32第一转动轴 68、70 支腿34第二转动轴 72 横撑36仪器背面74 倾斜面38仪器前面76 指示和输入单元40第一仪器平面78、80 定位面
权利要求
1.距离测量仪，具有一个测量装置和至少一个测量定位体(12)，后者可以从外壳(10)里移动出来并在一个参照平面(14)里具有至少一个测量定位面(22、24、26、28、30)用于测量参照平面(14)和一个所要测量的物体之间的距离，其特征在于，测量定位体(12)的第一面(16)构成了第一和第二测量定位面(22、24)。
2.按权利要求1所述的距离测量仪，其特征在于，如果测量定位体(12)位于一个在外壳(10)里的缩回位置上，那么测量定位体(12)的第一面(16)构成了第一测量定位面(22)。
3.按权利要求1或2所述的距离测量仪，其特征在于，如果测量定位体(12)位于一个由外壳(10)里伸出的位置上，那么测量定位体(12)的第一面就构成第二测量定位面(24)。
4.按上述权利要求之一所述的距离测量仪，其特征在于，如果测量定位体(12)位于一个相对于外壳(10)翻转出的位置上，那么测量定位体(12)的第一平面(18)就构成第三测量定位面(26)。
5.按上述权利要求之一所述的距离测量仪，其特征在于，如果测量定位体(12)位于一个相对于外壳(10)来说翻转出去的位置上，那么测量定位体(12)的第二平面(20)就构成第四测量定位面(28)。
6.按权利要求5所述的距离测量仪，其特征在于，如果测量定位体(12)位于一个向外转出的位置上，那么第二平面(20)就形成第五测量定位面(30)。
7.按上述权利要求之一所述的距离测量仪，其特征在于，所述测量定位体(12)具有至少一个转动轴(32、34)，其垂直于测量定位体(12)的拉出方向(62)，用于使测量定位体(12)摆动和/或锁定住。
8.按上述权利要求之一所述的距离测量仪，其特征在于，所述测量定位体(12)以从外壳(10)的一个侧面(64)至另一个侧面(66)的尺寸大小延伸。
9.按上述权利要求之一所述的距离测量仪，其特征在于，所述测量定位体(12)是平板。
10.按上述权利要求之一所述的距离测量仪，其特征在于，所述测量定位体(12)是U形件。
11.按权利要求10所述的距离测量仪，其特征在于，在外壳(10)的第一仪器平面(40)里设有一个在边缘侧的缺口(56)，通过该缺口可以使测量定位体(12)的支腿(68、70)能够摆动。
12.按上述权利要求之一所述的距离测量仪，其特征在于，设有用于检测测量定位体(12)的位置和/或转角的装置。
全文摘要
本发明涉及一种距离测量仪，它具有一个测量装置和至少一个测量定位体(12)，该定位体可以从外壳(10)里移动出来并在一个参照平面(14)里至少具有一个测量定位面(22、24、26、28、30)用于测量参照平面(14)和一个所要测量的物体之间的距离。使测量定位体(12)的第一面(16)构成第一和第二测量定位面(22、24)。
文档编号G01S17/08GK1856695SQ200480027805
公开日2006年11月1日 申请日期2004年7月28日 优先权日2003年9月25日
发明者C·舒尔特 申请人:罗伯特·博世有限公司