专利名称：作标记和/或水准测量装置、系统以及方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的作标记和/或水准测量装置、一种 按权利要求8所述的系统以及一种按权利要求11前序部分所述的方法。
背景技术：
为了将测量点传递到壁面上，例如为了将图像、标志系统或者壁面照明装置以合 适的间距安置在水平平面中，已知使用所谓的激光水平仪，该激光水平仪在其水平定向之 后将位于水平平面中的激光束投影到壁面(投影平面)上。如果要用已知的激光水平仪 将测量点标记在两个平行的沿高度方向间隔开的水平平面中，那么首先必须将激光水平仪 沿着在高度方向间隔开的水平平面进行定向，从而将合适的水平的激光束投影到投影平面 上。这种做法特别麻烦，尤其必须事先精确地施加水平平面之间的间距。此外已知，为了将水平的激光束投影到投影平面上使用具有高品质的大多数磁性 缓冲的摆锤系统的水准仪。为了避免投影误差，必须将该仪器以高度区域竖起来，在该高度 区域中要将水平的激光束投影到投影平面上。尤其在要将水平线在不同的高度区域中投影 到投影平面上时，就需要使用专门的附件、如可调节高度的三脚架或者拉杆，并且将所有的 装置布置在不同的工作区域中。
发明内容
本发明的任务是提出一种简单的作标记和/或水准测量装置，用该作标记和/或水准测量装置不必将所有装置例如用三脚架调节到不同的位置中就能在投影平面上在不 同的平行平面中产生标记，尤其在水平平面或者垂直平面中。此外的任务是提出一种具有 这样的作标记和/或水准测量装置的系统，借助于该系统能够将标记施加到投影平面上的 不同的平行平面内。此外的任务是提出一种用于简单地将标记投影到投影平面上的不同的 平行平面内的方法。该任务在作标记和/或水准测量装置方面用权利要求1所述特征得到解决，在系 统方面用权利要求8所述特征得到解决并且在方法方面用权利要求10所述特征得到解决。 本发明的有利的改进方案在从属权利要求中得到说明。由至少两个在说明书、权利要求和/ 或附图中公开的特征组成的所有组合也落入本发明的范围内。为了避免重复，仅仅在装置 方面公开的特征也应该被认为在方法方面公开的特征并且能够得到保护。同样，仅仅在方 法方面公开的特征也应该被认为在装置方面公开的特征并且能够得到保护。本发明意识到，为了在投影平面上的不同的平行平面中产生标记时将图像误差减 小到最低限度或者优选避免该图像误差，需要将用于产生标记的工作光束相对于投影平面 进行定向，使得工作激光束位于垂直于投影平面走向的平面内。为了以简单的方式实现工 作光束、尤其工作激光束的这样的定向，用根据本发明的构思构成的作标记和/或水准测 量装置能够产生与工作光束平行的辅助光束，尤其辅助激光束。在此，优选将辅助光束构 造成点状和/或线状的。点状和/或线状的光束理解为其横截面表面构造成点状和/或线状的光束。通过调节辅助激光束使得该辅助激光束布置在与投影平面正交的平面内，与辅 助光束平行的工作光束自动地调节到与投影平面垂直走向的平面内。为了对辅助光束和工 作光束进行定向，该辅助光束优选与反射元件共同作用，该反射元件能够平行于投影平面 进行布置。该反射元件对于以下情况是优选的，即该反射元件在投影平面是(垂直的)壁 面时在该壁面上悬挂在辅助激光束的工作区域中。为了对辅助光束进行定向，将作标记和 /或水准测量装置或者说具有用于产生辅助光束的光源的功能单元相对于投影平面如此进 行定向，使得辅助光束碰到反射元件上并且由该反射元件反射回来的光束位于与投影平面 垂直走向的平面内。对于辅助激光束(沿横截面)是点状的情况来说，可以通过以下方法来 实现，即由反射元件反射回来的光束与辅助光束重合。然而，当反射回来的光束碰到作标记 和/或水准测量装置上的与辅助光束间隔开布置的标记上时就足够了，其中该标记必须布 置在容纳辅助光束的垂直于投影平面走向的平面内。当辅助光束(沿横截面)呈线状时， 辅助光束的定向是特别简单的。当从反射平面反射回来的(沿横截面)线状的光束与辅助 光束重合时、或者碰到作标记和/或水准测量装置的标记时，该辅助光束和工作光束就正 确定向了，所述标记布置在垂直于投影平面走向的容纳辅助光束的平面内。所述标记优选处于辅助光束源的垂直上方和/或下方或者说位于作标记和/或水 准测量装置上的辅助光束的出发点并且/或者位于与之垂直走向的平面内。尤其在(沿横截面)线状的辅助光束用于定向工作光束时，必须为了能够尽可能 无投影误差地用作标记和/或水准测量装置将校平的水平或者垂直的标记在不同的水平 平面或者说垂直平面中施加到投影平面上而设置机构，从而能够水平地或者说垂直地定向 所述工作光束必须围绕着偏转的相应的回转轴线。这在最简单的情况下能够通过设置至少 一个水准器、优选通过设置至少两个相互直角布置的水准器来实现。按本发明的构思构造 的作标记和/或水准测量装置在将工作光束相对于投影平面通过简单的围绕平行于投影 平面走向的回转轴线进行偏转这种做法进行定向之后能够将标记施加到投影平面上的不 同的平行平面中，由此能够放弃用于将作标记和/或水准测量装置定位在不同的高度位置 和/或横向位置中的麻烦的三脚架或者拉杆。在本发明的改进方案中，有利地为了产生工作光束并且为了产生辅助光束相应地 设置了光源，优选相应地设置激光光源。作为其替代方案，也可以考虑通过合适的光学系统 (射线导体)将辅助光束从工作光束中分支出来并且与该工作光束(永久)平行地进行定 向。在设置两个独立的光源时要注意，将所述两个光源相互进行定向使得辅助光束平行于 工作光束走向。为了将投影误差降低到最低限度，有利地将两个光源以相互间较小的间距 进行布置。为了简化辅助光束相对于投影平面的定向并且为了将工作光束优选连同辅助光 束一起相对于投影平面进行偏转从而在不同的平行平面中产生标记，有利的实施方式是， 其中作标记和/或水准测量装置具有带有三个相互垂直走向的回转轴线的回转装置。对于 要在投影平面上的不同的水平平面内产生标记这种情况来说，横向于投影平面走向的Y轴 必须位于水平的平面内并且平行于投影平面走向。类似地，为了在不同的垂直平面内产生 标记，Z轴(高度轴线)必须平行于投影平面定向并且在垂直平面内走向。特别有利的实 施方式是，其中实现至少一个回转轴线的回转装置能够可松开地固定在功能单元上，该功 能单元容纳用于产生工作激光束的机构以及用于产生辅助激光束的机构。在此特别有利的是，在回转装置和功能单元之间实现了旋转90°的配属关系。在所述工作光束和/或辅助 光束(沿横截面)构造成线状时，该实施方式是特别有利的。所述功能单元能够在两个相 互错开90°的固定位置中布置在回转装置上，由此能够以简单的方式在水平和垂直的标记 之间进行变换。如前面提到的，为了能够将位于平行的水平平面或者说垂直平面中的标记施加在 投影平面上，需要将Y轴或者说Z轴平行于投影平面进行定向并且布置在水平平面或者说 垂直平面中。优选将对此合适的机构布置在回转装置或者说功能单元上，例如以水准器的 形式。为了能够相应地定向所述作标记和/或水准测量装置，优选为作标记和/或水准测 量装置分配三脚架、尤其是具 有至少一个长度可变的三脚架支撑脚的三脚架。特别有利的实施方式是，其中在所述装置上设置至少一个标记，如此布置该标记， 从而在由反射元件反射的光束碰到该标记时辅助激光束容纳在垂直于也就是正交于投影 平面布置的平面内，也就是将作标记和/或水准测量装置进行定向。本发明也涉及一种系统，该系统包括前面描述的作标记和/或水准测量装置以及 能够平行于投影平面布置的反射元件。特别有利的实施方式是，其中反射元件能够悬挂在投影平面内或者投影平面上。 也可以考虑将反射元件构造成作标记和/或水准测量装置的组成部分。此外，本发明涉及一种优选在使用前面描述的系统或者说在使用前面描述的作标 记和/或水准测量装置的情况下用于将尤其点状的或者线状的标记投影在投影平面上的 方法。根据所述方法的构思，设置至少两个光束，也就是用于产生标记的工作光束以及 平行于该工作光束走向的辅助光束，这两个光束优选以相互间微小的间距进行布置。所述 辅助光束相对于投影平面调节得如此之远，直到由平行于投影平面走向的反射平面反射回 来的光束要么与辅助光束重合并且/或者碰到位于作标记和/或水准测量装置上的标记， 该标记布置在垂直于投影平面走向的容纳辅助光束的平面内。在如此定向所述光束和工作 光束之后，必要时在额外地垂直或者说水平定向回转轴线之后，该工作光束优选连同辅助 光束一起围绕该回转轴线相对于投影平面进行偏转。特别有利的实施方式是，其中辅助光束构造成(沿横截面)点状的。当在反射平 面上反射回来的光束与辅助激光束重合时，(至少部分地)对作标记和/或水准测量装置 进行定向，
本发明的其它优点、特征和细节从下面对优选实施例的描述中以及根据附图获 得。在唯一的视图中示出图1是一种系统，该系统包括作标记和/或水准测量装置以及平行于投影平面布 置的反射元件。
具体实施例方式在图1中示出了包括作标记和/或水准测量装置1以及反射元件2的系统。该反 射元件2撑开了一个反射平面3，该反射平面平行于投影平面4进行布置，在该实施例中线状的标记5应该施加在该投影平面上。所述作标记和/或水准测量装置1包括功能单元6，该功能单元具有没有详细示出 的用于产生(沿横截面)线状的工作光束8的机构7以及用于产生在该实施例中(沿横截 面)点状的辅助光束10的机构9。所述机构7、9如此相对于彼此进行布置，使得工作光束 8和辅助光束10相互平行走向。所述作标记和/或水准测量装置1除了功能单元6之外还包括回转装置11用于 将功能单元6围绕三个相互直角布置的回转轴线、也就是围绕X轴、Y轴和Z轴进行回转。 所述功能单元6—方面在示出的固定位置中可松开地与回转装置11进行固定，并且能够在 与之90°错开的固定位置中固定在回转装置11上。为此，不仅在功能单元6的图纸平面下 方的一侧12上而且在功能单元6的与之成90°角度的一侧13上分别设置了长形的倒圆的 凹处14、15用于包围回转装置11的与Y轴同心走向的回转支架16。
借助于没有示出的蓄电池来确保向机构7、9进行供电以产生工作光束8和辅助光 束10。如果用所示出的装置1在投影平面4上在不同的平行平面中产生水平的没校平的 标记5，那么必须首先将功能单元6围绕X轴和Y轴进行定向，从而基于反射平面3的照射 借助于反射平面3的辅助光束将光束17沿着作标记和/或水准测量装置1的方向进行反 射，如此定向该光束17，使得其要么与辅助光束10重合，要么碰到功能单元6上的标记18。 在此，该标记18布置在容纳辅助光束10的垂直于投影平面4走向的平面内。在功能单元 6相对于投影平面4进行这种定向之后，该功能单元6以及工作光束8能够围绕Y轴进行 偏转，由此在作标记和/或水准测量装置1的工作区域(回转区域)内的任意平行平面中 能够在投影平面上产生标记。代替(沿横截面)点状的辅助光束10，也能够使用(沿横截 面)线状的辅助光束，该辅助光束优选相对于由线状的工作光束8撑开的平面垂直地走向。如果标记要沿着校平的平行的水平平面投影到投影平面4上，那么功能单元6必 须一方面如上面所描述的那样进行定向，其中必须额外地借助于水准仪19对功能单元6进 行定向，使得Y轴位于水平平面内。如果要用所示出的作标记和/或水准测量装置1在投影平面4上产生垂直定向的 标记5，那么必须将功能单元6相对于回转装置11旋转90°并且以侧面13在图纸平面中向 下指向地固定在回转装置11上。随后，将功能单元6相对于投影平面4如此进行定向，使 得(沿横截面)点状的反射的光束17与辅助光束10重合或者碰到标记18上。代替(沿 横截面)点状的辅助光束10，也可以使用(沿横截面)线状的辅助光束。在辅助光束10和 工作光束8进行所描述的定向之后，可以将功能单元6围绕Z轴进行偏转。为了能够在投影平面4的平行的垂直平面中产生校平的标记，必须额外地借助于 水准仪20将功能单元6进行定向，使得Z轴位于垂直平面中。
权利要求
作标记和/或水准测量装置，具有用于产生尤其点状和/或线状的工作光束(8)以便将标记(5)投影在投影平面(4)上的不同的平行平面内的机构(7)，其特征在于，设置了用于产生与工作光束(8)平行的尤其点状和/或线状的辅助光束(10)的机构(9)。
2.按权利要求1所述的装置， 其特征在于，为了产生工作光束(8)设置了工作光源尤其激光光源，并且为了产生辅助光束(10)设 置了辅助光源尤其激光光源。
3.按权利要求1或2中任一项所述的装置， 其特征在于，设置了回转装置(11)以用于使得所述用于产生工作光束(8)的机构(7)尤其连同所 述用于产生辅助光束(10)的机构(9)围绕X轴、围绕垂直于X轴布置的Y轴以及围绕既垂 直于X轴又垂直于Y轴走向的Z轴偏转。
4.按权利要求3所述的装置， 其特征在于，所述回转装置(11)能够可松开地与容纳所述用于产生工作激光束(8)的机构(7)和 所述用于产生辅助光束(10)的机构(9)的功能单元(6)连接。
5.按权利要求4所述的装置， 其特征在于，所述功能单元(6)能够在两个相互错开90°的固定位置中固定在回转装置(11)上。
6.按权利要求3到5中任一项所述的装置， 其特征在于，设置了用于水平定向Y轴和/或用于垂直定向Z轴的机构。
7.按权利要求4到6中任一项所述的装置， 其特征在于，在所述装置(1)上布置至少一个标记(5、18)，该标记布置在由X轴和Z轴撑开的、容纳 辅助激光束(10)的平面内或者与该平面平行的平面内，并且/或者布置在由X轴和Y轴撑 开的、容纳辅助激光束(10)的平面内或者与该平面平行的平面内。
8.系统，包括按上述权利要求中任一项所述的作标记和/或水准测量装置(1)以及能 够平行于投影平面(4)布置的反射元件(2)。
9.按权利要求8所述的系统， 其特征在于，所述反射元件(2)能够悬挂在形成投影平面(4)的壁面上。
10.用于优选在使用按权利要求8或9中任一项所述的系统的情况下将尤其点状和/ 或线状的标记(5、18)投影在投影平面(4)上的不同的平行平面中的方法，其特征在于，如此定向平行于工作光束(8)走向的辅助光束(10)连同工作激光束(8)，使得由平行 于投影平面(4)的反射平面(3)反射回来的光束布置在垂直于投影平面(4)走向的、容纳辅助光束(10)的平面内，并且随后所述工作激光束(8)围绕着平行于投影平面(4)定向的 回转轴线偏转。
11.按权利要求10所述的方法， 其特征在于，所述辅助光束(10)是点状的并且连同所述工作光束(8) —起如此定向，使得在反射平 面(3)上反射回来的光束与辅助激光束(10)重合。
12.按权利要求10或11中任一项所述的方法， 其特征在于，所述Z轴垂直定向并且/或者所述Y轴水平定向。
全文摘要
本发明涉及一种作标记和/或水准测量装置(1)，该装置具有用于产生尤其点状和/或线状的工作光束(8)以用于将标记(5、18)投影在投影平面(4)上的不同的平行平面内的机构(7)。按本发明提出，设置用于产生与工作光束(8)平行的尤其点状和/或线状的辅助光束(10)的机构(9)。此外，本发明涉及一种系统以及一种方法。
文档编号G01C15/00GK101836078SQ200880113616
公开日2010年9月15日 申请日期2008年10月17日 优先权日2007年10月25日
发明者H·卢卡斯, R·富克斯, S·蒂德 申请人:罗伯特.博世有限公司