DE7305185U - Vorrichtung zur feststellung der relativen lage einer vorrichtung bezueglich einer lichtbezugsebene - Google Patents
Vorrichtung zur feststellung der relativen lage einer vorrichtung bezueglich einer lichtbezugsebeneInfo
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61014
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Bahrpatente Hern· Τ·Ι·χ 08 ίίί663
8000 München 40,
Elsenacher Strnlt» 17
Pal.-Anw. Beblor
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Telegriimmiinechrlti:
Babotzpnt München
Telex 5 215 340
tmiif)Q ΛξΜ ΚΛ
R.(.: MO 4054 B/hr
München
Abholfach
Abholfach
Laser Alignment, Inc., 633Ο - 28th Street, S,E.
Grand Rapids, Michigan (USA)
Vorrichtung zur Feststellung der relativen Lage einer Vorrichtung bezüglich einer Lichtbezugsebene
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Keßeinrichtung und richtet sich insbesondere auf eine
neue Ortungseinrichtung welche aine Lichtbezugsebene
aufnimmt, um visuell anzuzeigen, ob das Ziel zu hoch, zu niedrig oder zentriert liegt.
Die Verfahren zur genauesten Steuerung bei den verschiedensten Umgebungsbedingungen, beispielsweise
beim Ziehen von Gräben, wurden in den letzten Jahren weiter entwickelt mit dem Vorzug der Verwendung hochgebündelter
Lichtquellen, wie sie beispielsweise als Laser bekannt sind. Bei der Entwicklung des Laser wurde
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j 2ό
dieses Verfahren im weitesten Umfange eingeführt. Weitere Verbesserungen befassen sich mit der Projektion einer
Lichtbezugsebene anstelle eines einzigen stationären Strahles zur Verbesserung der Anpassungsfähigkeit und
Genauigkeit im Ortungsteil dos Systems.
Es gibt drei Hauptnachteile der vorhandenen Ortungssysterne,
nämlich
1) man kann sie nicht ausreichend genau einstellen;
2) sie sind hinsichtlich der Ablesung nicht einfach genug zu handha' en und ermöglichen keine genauen Zwischeneln··
Stellungen, beispielsweise bei Grabenziehanlagen, auf
denen die übungsvorrichtung montiert ist; und
3) sie sind zu kompliziert und damit zu teuer.
Es gibt somit auf diesem Gebiete der Technik ein Bedürfnis nach einer verbesserten Ortungsvorrichtung, die
einen beweglichen Lichtstrahl von einem Lichtgenerator aufnimmt und ihn auf ein einfaches Ablesesystera überträgt,
welches dem das Gerät steuernden unmittelbar anzeigt, ob das Ziel zu hoch, zu niedrig oder zentriert bezüglich der
Lichtbezugsebene liegt.
Da-s 0rtungssy3teß) gemäß der vorliegenden Erfindung eignet
sich insbeisondere im Zusammenhang mit einer Laserfächervorrichtung, bei der ein oszillierender Last:strahl dazu
Verwendung findet, eine genaue Lichtbezugsebene zu entwickeln. Das System arbeitet Jedoch gleich gut mit Jeder
anderen Lichtquelle, welche eine Lichtbezugsebene definiert.
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Das Ortungssystem gernäß der Erfindung liefert eine Anzeige,
ob das Ziel in der Mitte liegt oder zur Seite oder in anderer Richtung bezüglich der Bezugsebene
verschoben ist.
Gemäß der Erfindung ist ein Orbungsgerät mit einer
Ortungsfläche auf einem Träger montiert und er enthält wenigstens zwei Fotodetektcren auf der Ortimgsf
lache, die mit einer Anzeigevorrichtung du rc Vi eino
elektrische Einrichtung verbunden sind, welche die Anzeigevorrichtung
so betätigt, daß ein Signal entsteht, das die relative-Lage der; Ortungsgeräte·;.* bezüglich der
Lichtebene 3r.~e.igt. Dan Ortungegerät i;.--L drohbar, uns
einen Teil der Fotodetektoren derart einzustellen, daß der Empfang dos Lichtsignals durch nur einen oder den
anderen Fotodetektor anzeigt, daß das Ziel nach der
einen oder anderen Seite der Beaugsebene verschoben ist.
Die Fotodetektoren sind außerdem relativ zu ι Lichtquelle
ausrichtbar derart, daß bei zentrierter Ort.ungse.inrichtung relativ zur Bezugsebene der Lichtstrahl gleichzeitig
von beiden Detektoren aufgenommen wird odo:- auf einen Raum zwischen den beiden Detektoren trifft»
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ortungsvorrichtung auf einer Einrichtung, beispielsweise einer
Grabenzieheinrichtung derart montiert, daß die Ortimgsflache
in Richtung d<=r Lichtquelle gerichtet ist, die
im Abstand von der Ortungsvorrichtung angeordnet ist. Zeigt die Orcungsvorrichturig on, daß sie zentriert ists
dann beginnt die Grabenzieharbeit und der Arbeiter
richtet sieheinfach nach einen Liit dre.i I,wuchten o?~
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stückten .Ablesepult, welches ihm anzeigt, ob das Ziel
zentriert, zu hoch oder zu niedrig ist. In Abhängigkeit von der von der Ortungsvorrichtung gewünschten Genauigkeit
wird die Ortungsfläche gedreht, um die Dicke des Spaltes zwischen den beiden Fotodetektoren oder ihren
überlappenden Teil zu ändern. Die Einfachheit der Vorrichtung wird begünstigt, durch das Fehlen von verhältnismässig
teueren Bauteilen, da nur zwei Fotozellen, ein verhältnismässig einfacher elektrischer
Schaltkreis und Batterien als Stromquelle sowie nur drei Lainp-en auf dem. Ablesepult erforderlich sind.
Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert v/erden.
Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgeniäßen Ortungsvorrichtung;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 3 vier alternative Lagen der Ortungsvorrichtung
relativ zu einer Lichtbezugsebene zur Angabe, ob das Ziel zu hoch, zentriert oder zu niedrig
liegt;
Fig. 4 zwei andere Alternativen z\i Fig. J3>
Fig. 5 ein Blockschaltbild des elektrischen Schaltkreises;
„
Fig. 6 eine Alternative zu den Fig. 3 und 4 unter Verwendung
von drei Fotodetektorzellen; und in
Fig. 7 ein auseinandergezogenes Blockschaltbild der
Signalkoordinierungseinheit, die Verwendung findet, damit nur auf einen einzigen pulsierenden
Lichtstrahl angesprochen werden muß.
Die Fig. 1und 2 zeigen eine Ortungseinrichtung 10 bestehend aus einem zylindrischen Gehäuse 12, welches
von einem Rahmen 14 gehalten wird, der die Seitenwände 16 des Gehäuses umgibt. Der Rahmen 14 ist an einem
Träger 18, beispielsweise dem Aufbau einer nicht gezeichneten geraden Ziehmaschine befestigt. Der Rahmen
14 legt sich klammernd um die Ortungsvorrichtung und kann gelöst werden, so daß eine Drehung der Ortungsvorrichtung
relativ zum Rahmen zur Einstellung des Zielbereiches möglich wird, wie spätechoen näher erläutert
werden sol].
Die folgende Beschreibung bezieht sich allgemein nur auf eine Grabenziehvorrichtung, so daß die Terminologie
"hoch", "zentriert" und "niedrig" aus Gründen der Zweckmässigkeit gewählt wurde. Es ist jedoch selbstverständlich,
daß die erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung
die relative Lage eines Zieles nach der einen oder anderai Seite der Bezugslichtebene liefert und daher die Ausdrücke
"hoch" und "niedrig" keineswegs im Sinne einer Einschränkung der Erfindung verstanden werden können.
Die Ortungsfläche 20 enthält ein Paar von Fotozellen 22a und 22b, die auf der Fläche 20 derart angeordnet sind, daß
eine Laserlichtebene L (Fig. 3 und 4), die durch die oszillierende Bewegung eineu Laserstrahles erzeugt wird,
eine, beide 'oder zwischen beide Fotozellen auf treffen
kann, so daß ein Sichtsignal entsteht, das dem Arbeiter angibt, ob die Ortung svor rieht'ing zu hoch, zu niedrig
oder zentriert ist. Die Abtastung der Fotozellen wird durch einen elektrischen Kreis 24 (Fig. 5) in ein Ausgangssignal
übertragen, welches eine der drei Lampen 34a, 34b oder 34c auf dein Dreilatnpenpult 26 betätigt,
so daß für den Arbeiter eine einfache Ablesungsmöglichkeit entsteht. Die L^chtebene, die durch den oszillierenden
Leserstrahl oder eine andere Lichtquelle erzeugt
wird, h?vt eine endliche Dicke.
Die Ortungsfläche £0 der Ortungsvorrichtung 10 kann einer nicht gezeichneten Lichtquelle ausgesetzt werden,
die eine gebündelte Lichtebene erzeugt. Die verwendete Lichtquelle ist vorzugsweise ein Laserstrahlgenerator,
der auf einem Uberwachungsniveau oberhalb eines Überwachungsbereiches
montiert ist, um den Laserstrahl in die gewählte Richtung auszusenden. Im allgemeinen sind
die Achse des Bereiches und des Laserstrahles parallel und daher ist, obwohl die Mitte des Lichtstrahles auf
die Mitte 28 der Ortungsfläche 20 gerichtet ist, wie sich aus Fig. 1 ergibt, der Richtung 30 auf der Ortungsflache
20 vertikal unter di^ Richtstrahlmitte 2β versetzt,
um den senkrechten Abstand zwischen Lasergenerator und Durchgangsbereich zu kompensieren.
Ein Paar lichtempfindlicher fotoelektr.lscher Zellen 22a
und 22b ist auf der Ortungsfläche 20 des Ortungsgerätes
ι μ α f· Λ r\ τ*
_ 7 „
10 zum Empfang des Laserstrahles montiert. Vorzugsweise hat jed3 Zelle eine in vertikaler Richtung langgestreckte
rechteckige Gestalt und ist von der anderen Fotozelle seitlich bezüglich der Mitte 28 vorsetzt.
' Die normale "Sinstellung dieser Zellen ist derart, daß
die linke Zelle 22a (Fig. 1) mit einein wesentlichen Teil
im unteren linken Quadranten der Ortungaüäche 20 liegt,
• wobei sich der restliche Teil durch und über die Ebene
\ der Mitte des Ortungsgerätes in den oberen linken
Quadranten erstreckt. Umgekehrt liegt die rechte Fotozelle 22b ini Asresentlichen im oberen rechten Quadranten,
\ · wobei der restliche Teil sich "bis in den unteren
|.j rechten Quadranten erstreckt. Ist somit der Laserstrahl
Ί zentriert oder im Ziel, dann wird er von beiden Fotozellen
22a und 22b empfangen, wie man aus Fig. 3A er-" . kernen kann. Es ist ferner erkennbar, daß die Zielmitte
in diesem Falle die durch die überlappenden vertikalen
Teile der Zellen 22a und 22b definiert ist, eine endliche Dicke oberhalb und unterhalb des Mittelpunktes dee
Ortungsgerätes aufweist. Darüber hinaus sind mit der einzigen DreLeinstellmöglichkeit, die später noch näher
beschrieben werden soll, die überlappenden senkrechten Teile der Zellen 22a und 22b in Dim-ensionshinsicht nicht
kritisch oder ein absolutes Erfordernis. Die Überlappung findet jedoch Verwendung, um die ursprüngliche Einstellung
der Abtastvorrichtung für die Bequemlichkeit des Arbeiters zu unterstützen.
Wird der Laserstrahl nur durch die Zelle 22b empfangen, wie es in Fig. J5B dargestellt \st, dann ist das Ziel
und niedriger, was bedeutet, daß die Ortungs-
vori-ichtung und das zugeordnete Instrument angehoben
werden müssen, um sie wieder mittig zu machen. Nimmt man an, daß die Ortungsvorrichtung auf einer Grabenziehvorrichtung
montiert ist, dann muß, wenn der Arbeiter feststellt, daß die Ortung zu niedrig ist,
die Grabenziehvorrichtung nach oben gestellt werden. Wird der Laserstrahl nur von der Fotoselle 22a empfangen,
wie man aus Fig. 3C erkennt, dann zeigt die Ortungsvorrichtung
an, daß die Grabenziehvorrichtung abgseenkt
werden muß, um die Ortungsvorrichtung· zurück in die Ebene des Lichtstrahles zu bringen.
Die Ortungsvorrichtung ist durch Drehen der Gesamtvorrichtung
10 relativ zum Rahmen 14 einstellbar. \I?.e
bereits früher erv/ähnt, umgibt der Rahmen 14 die Seitenwände
16 des Gehäuses 12. Der Rahmen ist zweiteilig, wobei jeder Teil einen nach oben vorstehenden Flansch
14a und 14b aufweist. Eine Gewindebefestigungsvorrichtung
28 liefert die Einrichtung zum Festklemmen
des Rahmens 14 um die Ortungsvorrichtung 10, Um die Ortungsvorrichtung um eine im allgemeinen hor-'.aurvfcale
Achse relativ zum Rahmen 14 und zum Träger 18 verdrehen zu können, wird die Befestigungsvorrichtung 22 gelöst,
so daß nunmehr die Ortungsvorrichtung von Hand bewegt werden kann.
Zur Erhöhung der Genauigkeit der Ortung, wird die Ortungsvorrichtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht,
wie es durch den Pfeil A in Fig. 1 angedeutet ist. Diese Drehung vermindert die Überlappung zwischen den
Fotozellen 22a und 22b über die horizontale Ebene der Strahlenmitte. Yie man aus Fig. 4a erkennt, erzeugt die
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richtige Einstellung in dieser Hinsicht einen extrem schmalen Bereich oder ein genaues Ziel derart, daß
der Laserstrahl L gleichzeitig die Fotozellen 22a und 22b nur in einer besonders genauen oder feinen Stellung
trifft. Ist andererseits eine solche Genauigkeit nicht erwünscht, dann kann die Genauigkeit wesentlich gesenkt
werden, indem man die Ortungsvorrichtung im Uhrzeigersinn dreht, wie es durch den Pfeil B in Fig. 1 angedeutet ist,
so daß ein immer größer werdender Teil der Fotozellen 22a und 22b sich über die horizontale Ebene des Strahles erstrecken,
in welchem Fall, wie aus Fig. 4b ersichtlich, eine extreme Breite· für den Laserstrahl zur Verfügung
zeitig treffen kann.
Man erkennt, daß eine weitere Drehung der Ortun?;svorrichtung
10 gegen d?n Uhrzeigersinn über den in Fig. 4a
wiedergegebenen Punkt hinaus die Fotozellen 22a und 22t εο einstellt, daß keine der Zellen gleichzeitig den
Laserstrahl L empfangen kann. Es gibt somit einen vertikalen Spalt oder Abstand G zwischen den Zellen
(Fig. 3D), welcher die Dicke der Lichtbezugsebene über»
schreitet. Diese Form der Orientierung kann als Alternativanzeige verwendet werden, wenn die Ortungsvorrichtung
zentriert ist, in welchem FaIIe5 wie im folgenden noch
beschrieben werden wird, die Ortungsvorrichtung so modifiziert wird, daß sie "mittig" anzeigt, wenn der
Lichtstrahl L zwischen die Zellen 22a und 22b im Spa3.t B auftrifft. Gleichzeitig zeigt der Empfang des Strahles
nur durch die Zelle 22a an, daß die Ortungsvorrichtung zu hoch liegt, während der Empfang des Signals nur durch die
Zelle 22b noch anzeigt, daß das Ziel zu niedrig liegt, wie
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sich aus den Fig. 3B und 3C entnehmen läßt. Wiederum
vergrößert oder verringert eine Drehung der Ortungsvorrichtung den Genauigkeitsbereich, auf den die
Ortungsvorrichtung zentriert ist.
Im allgemeinen wird die Ortungsvorrichtung so angeordnet, daß die Ortungsfläche 26 auf den Arbeiter zu weist. Bei
einem normalen Gr'Abenziehvorgang beginnt der Arbeiter diesen Vorgang an einer Stelle in enger Nachbarschaft
zur Lichtquelle und entfernt sich von ihr. Bei in richtige] Tiefe stehender Grabenziehvorrichtung leuchtet das Pultlicht 34b auf, da der Laserstrahl es erregt, wodurch angezeigtwird;
daß die Ortunesvorrichtung zentriert ist.
Bewegt sich di_ Grabenziehr ^?hine und beginnt sie zu
tief zu graben, dar;n wird das Licht 34c betätigt, während das Licht 34b erlöscht. Wird der Graben zu flach, dann
leuchtet das Licht 34a auf, während die beiden Lichter 34b und 34c erloschen sind. Dies bedeutet in anderen
Worten, daß die Lichter 34a, 34b und 34c einander so ausschließen, daß immer nur eines dieser Lichter zu irgendeinem
bestimmten Zeitpunkt leuchtet.
In Fig. 5 ist ein Blockschaltbild des elektrischen Kreises wiedergegeben. Man erkennt die Fotozellen 22a
,und 22b, die so gewählt sind, daß sie auf die verwendete Lichtquelle ansprechen. Vorzugsweise verwendet
man eine Schaltung, die nur auf Änderungen in der Lichtstärke wie sie durch die Lichtbezugsebene erzeugt wird,
die wiederum durch einen sich bewegenden Lichtstrahl hergestellt wird, anspricht. Eine solche Anordnung erlaubt
die Verwendung eines stabileren, billigeren Wechselstrorakreises, da sie keine Korrektion zur Verhinderung
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oder Eliminierung des Ansprechens auf Umgebungslicht, beispielsweise Sonnenlicht benötigt. Andererseits kann
man teuerere Zellen verwenden, in welchem Fall die Zellen 22a und 22b nur auf eins hoch intensive Lichtquelle,
beispielsweise einen Laserstrahl ansprechen. Bei der wiedergegebenen Ausführungsform sind Koordinierungskreise
25 an jede der Zollen 22a und 22b angeschlossen. Dia Signalkoorclinierun^skreise 23, die in!
einzelnen in Fig. 7 dargestellt sind, haben die Aufgabe, ein Signal nur dann passieren zu lassen, v/erm ein sich
bewegender Lichtstrahl, beispielsweise ein pulsierende:; Licht auf die Zellen 22a und 22b trifft. Von hier wird
der elektrisch^ Ausgang auch ein logisches System 3ö
übertragen, welches festlegt, welche der Lichter 34a, 34b und 34c erregt wird. Die Einzelheiten der Fotodetektoren
und deo logischen Systems sind nicht beschrieben,
da iie allgemein üblich sind und es eine Vielzahl von Einrichtungen zur Aufnahme eines Lichteinganges
und zur Verwandlung desselben in eine ablesbare Anzeige gibt. So kann man beispielsweise Y/idsrstandsfotodetektoren
oder ,Cadmiumsulfid-Fotodetektoren verwenti/n,
bei denen der Empfang eines Lichtsignals den wirksamen W -derstand in einem elektrischen Kreis ändert» Es ist
auch selbstverständlich, daß offensichtliche Änderungen im logischen System es ermöglichen $ daß die nim Ziel"-Lampe
34b erregt wird., wenn beide Fotozellen 22a und
22b gleichzeitig einen Laserstrahl empfangen oder gleichzeitig einen solchen nicht aufnehmen.
-o
Der Signalkoordinierungskreis 25 für die Betätigung des Ausfluchtsystems ist im Blockschaltbild in Fig. 7 wiedergegeben.
Man erkennt, daf3 der Kreis 25 einen ersten Kanal
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40 aufweist. Außerdem ist ein zweiter Kanal 40a vorgesehen. Die beiden in der Fig. 5 wiedergegebenen Blöcke
40 und 40a sind in Fig. 7 im einzelnen näher dargestellt. Da der obere Kanal dem unteren Kanal ähnlich ist, braucht
nur der obere Kanal in seiner Wirkungsweise beschrieben zu werden.
Eine Fotodetektorzelle 22b ist auf der Ortungsvorrichtung angeordnet und eiapfängt einen Lichtimpuls von der Laserlichtquelle,
wenn die Ortungsvorrichtung in der Bahn, dos
Laserstrahles liegt, so daß das Licht auf ν en Fotodetektor
22b auf trifft« Das elektrische Ausgängen! r-rial
vom Fotodetektor 22b wird auf einen Breitbandverstärker 42 aufgegeben, der den empfangenen Signalimpuls verstärkt
und ihn an einen monostabilen Multivibrator 44 weiterleitet. Das Signal an der Auagangsklcmme 45 des
Multivibrators 44 ist durch die Wellenform 48 angedeutet und besteht aus konstant breiten Impulsen mit einer Impulsfolge
j, die der Impulswiederholungsfolj>;e der· von
der Zelle 22b aufgenommenen Liclitircpulse entspricht.
Die Impulse 48 vom Multivibrator 44 werden dann auf einen
Spannungssägezahngenerator 50 aufgegeben. Der Generator
50 enthält einen Kondensator, der linear über eine hohe Impedanz von einer Spannungsquelle aufgeladen und dann
durch einai Silicon gesteuerten Gleichrichter (SCR) rasch entladen wird, der mit einem Gitter Wechselstrom
an die Ausgangsklemme 46 des Multivibrators Uh gekoppelt ist. Die Einzelheiten des Generators 40 sind in dtr
Zeichnung nicht dargestellt. Bei Jedem empfangener) Impuls
48 wird somit der Kondensator im Generator 50 entladen, -so daß eine Sägez&hnspannunßswelle 52 an der
Ausgangsklemme 54 des Generators entsteht. Das
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signal 52 wird einer Trennstufe 56 aufgegeben, welche
den Kondensator von einem die Ebene feststellenden Kreis 58. isoliert. Der Kreis 58 kann beispielsweise
ein Schmitt-Trigger sein, welcher ein Ausgangssignal an den Ausgangsschaltkreis 60 nur liefert, wenn das
Generatorsignal 52 eine Amplitude unterhalb der Schwelle des Schmitt-Triggerkreises aufweist.
Wird kontinuierliches Umgebungslicht empfangen, dann steigt das Ausgangssignal an der Klemme 54 des
Generators über die Auslöseschwelle des Schmitt-Triggers, da der SCR nicht leitend gemacht ist, so daß das Ausgangssignal
vom Kreis 58 seinen Zustand ändert und kein Ausgangssignal an den Ausgangsschalter 60 liefert. Das
gleiche Ei'gebnis erhält man, wenn kein Licht empfangen
wird. Während des Empfangs der festgestellten Lichtimpulse von der Laserquelle jedoch liefert der Schmitt-Trigger
normalerweise ein Ausgangssignal an den Ausgangsschalter 60, der dadurch betätigt wird und somit
ein Ausgangssignal auf die Eingangsklemme 62 eines logischen Kreises 36 aufgibt.
Der monostabile Multivibrator 44 liefert Auslöseimpulse konstanter Spannung und konstanter Zeitbrei^e auf das
Gitter des SCR im Generator 50, xim den SCR konstant
leitend zu machen unabhängig von der Impulsbreite des Signals, das vom Verstärker 42 geliefert wird. Die Aufladezcitkonstanten
des Sägezahngenerators 50 werden so eingestellt, daß sich ein geringer Spannungsanstieg an
der Ausgangsklemme 54 ergibt. Die vom entladenen Kondensator zur Wiederaufladung auf die Umschaltschwelle
des Detektors 58 erforderliche Zeit ist viel länger als
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das Impulssignal 48, so daß ein Signal ausreichender Zeitdauer auf den Ausgangsschalter 60 aufgebracht wird und damit
auf den Eingang 62 des logischen Kreises gelangt. Dieses Signa.lzeitst'reckung erlaubt es dem logischen Kreis so lange
j angeschaltet zu sein, um die Lichter 34a, 34b oder 34c
\ " zu erleuchten und erlaubt außerdem die kontinuierliche Be-
J triebsweise der Lampen, wenn der nächste Eingangssignal
impulse von der Fotozelle empfangen wird, bevor der Sägezahnspannungsgenerator
50 die Abschaltschv/elle des Detektorkreises 58 erreicht hac.
Die Sigralkoor-dinierungselektroniken liefern somit ein
kontinuierliches Ablesemuster bis zu d^m Zeitpunkt, in
dem eine Änderung in diesem Muster erforderlich ist« van eine Änderung der Lage der Ortungsvorrichtung relativ ziir
Bezugslichtebene anzuzeigen.
Der Kanal 40a enthält ähnliche Kreise, die mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung von'fa" angedeutet sind und
weist einen Ausgangsschalter 60a auf, dessen Ausgang an die Eingangsklemme 62.a des logischen Kreises 35 geschaltet
ist.
Der logische Kreis 36 betätigt die Ableseanzeige 34a nur, wenn an der Eingangsklemme 62 ein Ausgangssignal empfangen
wird; die Ableseanzeige 34c nur dann, wenn ein Ausgangssignal an der Singangsklemme 62a vorliegt; und die Anzeige
34b nur dann, wenn beide Eingangsklemmen 60 und 62a Ausgangssignale von den Kreisen 60 bzw. 60a empfangen. Der
logische Kreis 36 enthält Zwangsaussperrkreise um sicher ·■· zustellen, daß bei betätigte!" Eingangsklemme. 62 die Ableseanzeige
3Ac nicht betätigt wird und alternativ, wenn
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die Eingangsklemme 62 a betätigt ist, die Ablescanzeige
34a nicht betätigt ist. Der logische Kreis 36 enthält außerdem ein-"UND"-Tor zur Betätigung der Ableseanzeige
34b, wenn beide Eingangsklemmen 62 und CPa durch Signale von den Ausgangsschaltern 60 bzw. 60a betätigt sind.
In Fig. 6 ist eine abgeänderte Ausführvm^sform unter Verwendung
von drei Fotozellen 40a, 40b und 40c wiedergegeben. Die Verwendung von drei Zellen ermöglicht die
Steigerung der Anzahl der AbleseStellungen. Die Ortungcvorrichtung
ist einstellbar, so daß die Bezugslichtebe:i·:; unabhängig von jeder getrennten Zelle (drei Ablesestellungen)
oder gleichzeitig durch zwei benachbarte Zellen (zwei Stellungen) empfangen werden kann. Wi rd
jedes Anzeigelicht 34a, 34b oder 34c einer entsprechenden
Zelle zugeordnet, dann zeigt das Pult eine der fünf Stellungen der Ortungsvorrichtung relativ zur Lichtebens
an. Wenn beispielsweise nach Fig. 6 der Lichtstrahl L bei einem Planierungövorgang zentriert ist, leuchtet, nur
dao der Zelle 40b zugeordnete Licht auf. Wenn jedoch
der Lichtstrah? .von beiden Zellen 40a und 40b bzw, 40b
und 40c empfangen wird, dann sich zwei der drei Lichter angeschaltet. Dies kann dazu verwendet worden, urn den
Arbeiter zu warnen, daß die Planiervorrichtung ö.Lch einer
nicht annehmbaren Planierarbeit annähert, was schließlich die Folge wäre, wenn entweder die Zelle 40a oder die
Zelle 40c ausschließlich den Strahl L aufnehmen. Somit
liefert die dreizeilige Ortungsvorrichtung eine größere Flexibilität durch Steigerung der Anzahl der Ablese-
! Stellungen. Obwohl die drei Fotozellen nach Fig, 6 in
vertikal und seitlich versetzter Abstandanordnuvi,;; vi.oo.rrgegeben
sind, lassen sich eine Vielzahl von verc.cvczten und/
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oder überlappenden Orientierungen entsprechend der vorhergehenden Beschreibung denken.
Aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der
Erfindungergibt sich, daß die Ortungsvorrichtung gemäß
der Erfindung sehr einfach auf einer Tragkonstruktion, beispielsweise einer Grabenziehmaschine oder Planiereinrichtung
montiert werden kann, wobei die Ortungsflache
in Richtung eines schwingenden Lichtstrahles, beispielsweise eines Laserstrahles gerichtet ist. Βίε-Auf
nahmovorrichtung- nimmt das oszillierende Laserlicht
von der Quelle auf und überträgt es in ein Dreilampen-Ablesesystem.
Der Arbeiter braucht nur das Dreilampen-Pult zu beobachten um den richtigen Planierwinkel aufrechtzuerhalten.
Die Einstellung der Genauigkeit erfolgt außerordentlich einfach durch Lösen der Klaumer am
Tragrahmen und Drehen der Ortungsvorrichtung im Uhrzeiger»
sinn oder gegen den Uhrzeigersinn zur Einstellung des vertikalen Bereiches, innerhalb dess-en die Übungsvorrichtung
anzeigt, daß sie zentriert ist. Die Verwendung üblicher Fotozellen, elektrischer Schaltkreise und Anzeigelampen
führt zu einer außerordentlich einfachen und billigen Ortungsvorrichtung, die darüber hinaus extrem
genau arbeitet.
Obwohl nur zwei Ausführurigsformen im einzelnen beschrieben
worden sind, ergibt sich für denEachiaann von selbst, daß
sich Einzelheiten der Konstruktion dieser besonderen Ausführungsformen vielfach ändern lassen, ohne daß der
Rahmen ö.?r Erfindung verlassen wird.
-Mn Sprüche;
Claims (8)
- Laser Alignment 7. August 1973■Schutz ensprüchev-y 1. Vorrichtung zur Feststellung der relativen Lage einer Vorrichtung bezüglich eher Licht-Bezugsebene mit einem an der Vorrichtung zu befestigenden Träger, einer Orientierungsvorrichtung und einer Ortungsfläche, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Fotodetektoren (22a, ?.Z'b) auf der Ortungsfläche; durch auf der Ortungsfläche vorgesehene, mit den Fotodetekt->ren zusammenwirkende Anzeigevorrichtungen zur Anzeige der Relativstellung der Ortungsfläche bezüglich der Lichtebene, v/enn wenigstens einer der Fotodetektoren ein Lichtsignal aufnimmt, wobei die Fotodetektoren längs einer vorbestimmten Ebene im Abstand angeordnet und Einrichtungen zum Drehen der Detektoren um eine gemeinsame Achse zur Änderung der Stellung der Detektoren relativ zueinander und zum Ortungsträger vorgesehen sind.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortungsvorrichtung (10) bezüglich der Licht-Bezugs- ebene (L)a) zentriert ist, wenn die Fotodetektoren (22a, 22b) gleichzeitig das Lichtsignal empfangen,b) auf einer Ebene der Bezugsebene (L) liegt, wenn nur ein — Fotodetektor (22a) Licht empfängt, und730518525.10.73c) auf der anderen Seite der Bezugsebene (L) liegt, wenn nur der andere Fotodetektor (22b) Licht empfängt.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorenanordnung (22a, 22bv um die gemeinsame Achse (28* zur Änderung des Bereichs, in welchem beide Detektoren Licht empfangen, verdrehbar ist.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotodetektoren (22a, 22b) auf jeder Seite der Lichtbezugsebene (L) unter Bildung eines Zwischenraumes zwischen ihnen versetzt sind, wobei die Ortungsvorrichtung (10)a) zentriert ist, wenn die Fotodetektoren (22a, 22b) gleichzeitig das Lichtsignal empfangen,b) auf einer Seite der Bezugsebene (L) liegt, wenn nur ein Fotodetektor (22a) Licht empfängt undc) auf der anderen Seite der Bezugsebene (L) liegt, wenn nur der andere Fotodetektor (22b) Licht empfängt.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (22as 22b) um die gemeinsame Achse» zur Änderung der Dicke des Abstandes zwischen den beiden Fotodetektoren verdr^hbar ist.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der wenigstensdrei Fotodetektoren auf der Ortungsfläche vorgesehen sind und die Reletivstellung der Ortungsfläche bezüglich deri ι730518525.10.73Lichtbezugsebene durch die Anzeigevorrichtung angegeben ist, wenn nur einer der drei Fotodetektoren Licht von Lichtsignal aufnimmt, zwei Fotodetektoren gleichzeitig Licht vom Lichtsignal empfangen oder alle drei Detektoren gleichzeitig das Lichtsignal aufnehmen.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotodetektoren koplanar sind.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortungsfläche um die Achse drehbar ist und damit die Stellung der Detektoren zueinander und zum Ortungsflächenträger veränderbar ist.730518525.10.73
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