NO851833L - DEVICE FOR INDICATING AN ANGLE OR DIRECTION. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for angivelse The present invention relates to a device for indication

av en ønsket vinkel eller ønsket retning, til hvilken anordning det hører en avlang basisdel samt i det minste et til denne festet helningsfølsomt organ. of a desired angle or desired direction, to which device belongs an elongated base part and at least one tilt-sensitive member attached to this.

Særlig på byggefelt benyttes ofte vertikalmåleanordninger for kontroll av veggers og konstruksjoners lodd og for å bestemme linjer. Vanlige forekommende anordninger er vaterpass og lodd. Den nye teknikken representeres av laseranordninger som baserer seg på avstandsmåling. Especially on construction sites, vertical measuring devices are often used to check the plumb line of walls and structures and to determine lines. Common devices are spirit levels and plumb bobs. The new technique is represented by laser devices that are based on distance measurement.

Alle kjente løsninger har et begrenset anvendelsesområde. Vaterpassets nøyaktighet er meget avhengig av brukeren, dessuten egner det seg ikke for bestemmelse av linjer, noe som igjen er en hensiktsmessig oppgave for loddet, men som i alminnelighet (tak- gulvlinjering) krever to personer for å kunne benyttes. Vanligvis kan man med et vaterpass bare kontrollere vertikal- og horisontalplanet, mens loddet bare kan benyttes for å kontrollere vertikalretningen. Laseranordninger er kostbare og kompliserte å bruke. Bruken av disse er ikke forsvarlig i annet enn ved kontroll av vertikalretningen (bør benyttes bare på slette flater), og hver kontroll krever i det minste to målinger (avstandsmåling) . All known solutions have a limited area of application. The accuracy of the spirit level is very dependent on the user, moreover it is not suitable for determining lines, which again is an appropriate task for the plumb line, but which generally (roof-floor alignment) requires two people to be able to use it. Usually, a spirit level can only be used to check the vertical and horizontal plane, while the plumb line can only be used to check the vertical direction. Laser devices are expensive and complicated to use. The use of these is not justifiable other than when checking the vertical direction (should only be used on flat surfaces), and each check requires at least two measurements (distance measurement).

Foreliggende oppfinnelse går ut på å anskaffe en enkel, universal og for enmannsbruk tilpasset retningskontroll-anordning som ikke er beheftet med de ovennevnte ulempene. Karakteristisk for anordningen ifølge oppfinnelsen, til hvilken anordning det hører en avlang basisdel samt i det minste et til denne festet helningsfølsomt måleorgan,såsom en libelle, der organets posisjon er anordnet for å iakttas ved hjelp av detektorelektronikk, og som ved hjelp av en til denne koplet lyd-, lys- eller annen tilsvarende signalanordning angir når måleorganet er i sin midtposi-sjon og den ønskede retning oppnådd, og erkarakterisertved at det helningsfølsomme organet består av en i og for seg kjent libelle der det for å iaktta gassblæren er rettet en lyskilde mot midten av libellen, der intensiteten på refleksjonen av det avgitte lyset kan detekteres med en lysfølsom giver ved hjelp av detektorelektronikk. The present invention aims to acquire a simple, universal and suitable for one-person use directional control device which is not affected by the above-mentioned disadvantages. Characteristic of the device according to the invention, which device includes an elongated base part and at least one tilt-sensitive measuring device attached to it, such as a spirit level, where the position of the device is arranged to be observed by means of detector electronics, and which by means of a to this coupled sound, light or other similar signaling device indicates when the measuring device is in its middle position and the desired direction has been achieved, and is characterized by the fact that the tilt-sensitive device consists of a level known per se where a light source is directed to observe the gas bladder towards the center of the vial, where the intensity of the reflection of the emitted light can be detected with a light-sensitive sensor using detector electronics.

Fordelen med anordningen ifølge oppfinnelsen er først og fremst at brukeren ikke behøver å iaktta noe organ for å oppfatte når den ønskede retningen er oppnådd, men anordningen meddeler selv nøyaktig dette. Derved kan brukeren håndtere anordningen alene, og konsentrere seg på å plassere den på riktig måte. For det andre er måleresul-tatene bedre sammenlignbare, og måleresultatet er ikke avhengig av brukerens fagkunnskap. The advantage of the device according to the invention is primarily that the user does not need to observe any organ to perceive when the desired direction has been achieved, but the device itself notifies exactly this. Thereby, the user can handle the device alone, and concentrate on placing it in the right way. Secondly, the measurement results are better comparable, and the measurement result does not depend on the user's specialist knowledge.

Praktiske forsøk har vist at refleksjonsflaten som dannes Practical tests have shown that the reflection surface that is formed

i væsken av gassblæren fungerer som et meget nøyaktig speil, idet også en mindre bevegelse på blæren omkring sitt likevektspunkt merkbart innvirker på det reflekterte lysets intensitet. For iakttagelse av libellens gassblære kan det fortrinnsvis anvendes en sammenbygd komponent i hvilken det inngår en lysemitterende diode og en lysfølsom transistor i f.eks. 45° vinkel. Med måleorganer av denne typen oppnås altså en meget nøyaktig signalanordning. in the liquid of the gas bladder functions as a very accurate mirror, as even a minor movement of the bladder around its equilibrium point noticeably affects the intensity of the reflected light. For observation of the spirit level's gas bladder, a combined component can preferably be used in which a light-emitting diode and a light-sensitive transistor are included in e.g. 45° angle. With measuring devices of this type, a very accurate signaling device is thus achieved.

Karakteristisk for en hensiktsmessig utførelsesform for oppfinnelsens anordning er at det helningsfølsomme organet på leddbar måte er festet til basisdelen, slik at måle-organenheten er svingbar og låsbar i ønsket vinkel mot basisdelen for angivelse av både forskjellige helninger og vertikal- og horisontalplanet. Characteristic of a suitable embodiment of the device of the invention is that the tilt-sensitive member is hingedly attached to the base part, so that the measuring device unit is pivotable and lockable at the desired angle to the base part for indicating both different slopes and the vertical and horizontal plane.

En slik enkel foranstaltning gjør signalanordningen Such a simple measure makes the signaling device

meget mangesidig. Svært ofte ved fremstilling av f.eks. større former og maller forekommer plan og bærekonstruk-sjoner, der helningene kan være hva som helst og til hvilke very versatile. Very often when producing e.g. larger forms and templates occur plan and supporting constructions, where the slopes can be anything and to which

det stilles høye presisjonskrav. Tidligere har man måttet kontrollere disse vinklene indirekte ved beregning av et allerede fremstilt eksemplar, hvorved korrigeringer er vanskelig å utføre. high precision requirements are made. In the past, these angles have had to be checked indirectly by calculating an already produced specimen, whereby corrections are difficult to carry out.

Karakteristisk for en hensiktsmessig utførelsesform for oppfinnelsen er at det til anordningens basisdel hører i det minste en uttrekkbar forlengelsesdel, dvs. forlengelses-skaft, og at det i den således dannede basisdelens andre ende finnes en bøyd bladfjær, et fjærbelastet hjul eller tilsvarende glideorgan. Ved overføring av f.eks. en linje fra taket i et rom til gulvet, har det tidligere vært nød-vendig med to personer og et lodd. Ved å forlenge anordningen ifølge oppfinnelsen tilstrekkelig, ved å plassere den i anordningens ene ende beliggende målespissen ved takets linjemerke og ved å bevege anordningens nedre ende langs gulvet ved hjelp av glideorganet til et lyd- eller lyssignal avgis, kan loddelinjen lett og nøyaktig utføres av en person. Characteristic of an appropriate embodiment of the invention is that the base part of the device includes at least one extendable extension part, i.e. extension shaft, and that at the other end of the thus formed base part there is a bent leaf spring, a spring-loaded wheel or similar sliding device. When transferring e.g. a line from the ceiling in a room to the floor, two people and a plumb bob have previously been necessary. By extending the device according to the invention sufficiently, by placing the measuring tip located at one end of the device at the ceiling line mark and by moving the lower end of the device along the floor with the aid of the sliding device until a sound or light signal is emitted, the plumb line can be easily and accurately performed by a person.

Karakteristisk for en hensiktsmessig utførelsesform for oppfinnelsen er videre at det på basisdelens måleflate finnes to eller flere fra flatene utstikkende innretninger, og at det ved dens ene ende på måleflatens side er anordnet en opphengningsskjerm som holder basisdelen trykket mot flaten som skal måles. Denne utførelsesformen egner seg spesielt for ved husbygging å utføre kontroll av vertikalstillingen på grove betongelementer og lignende. It is also characteristic of a suitable embodiment of the invention that on the base part's measuring surface there are two or more devices protruding from the surfaces, and that at one end on the side of the measuring surface a suspension screen is arranged which keeps the base part pressed against the surface to be measured. This embodiment is particularly suitable for checking the vertical position of rough concrete elements and the like during house construction.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved hjelp av et eksempel som er vist på tegningen, der In the following, the invention will be described in more detail with the help of an example shown in the drawing, there

fig. 1 viser en utførelsesform for en vertikalmålean-ordning ifølge oppfinnelsen, fig. 1 shows an embodiment of a vertical measuring device according to the invention,

fig. 2 viser en annen utførelsesform for en retningsan-giver ifølge oppfinnelsen, fig. 2 shows another embodiment of a direction indicator according to the invention,

fig.3a viser en utførelsesform for en giver som benyttes i en anordning ifølge oppfinnelsen, fig.3a shows an embodiment of a sensor used in a device according to the invention,

fig. 3b viser responskurven for vinkelendringer ved en giver ifølge fig. 3a, og fig. 3b shows the response curve for angle changes at a sensor according to fig. 3a, and

fig. 4 viser et eksempel på detektorelektronikk som benyttes i anordningen ifølge oppfinnelsen. fig. 4 shows an example of detector electronics used in the device according to the invention.

Som vist i fig. 1 utgjøres grunnløsningen av en anordning ifølge oppfinnelsen av en avlang basisdel 1, et til denne tilsluttet helningsfølsomt organ 2 samt av tilleggs-konstruksjoner avhengig av bruken, i dette tilfellet en opphengningsskjerm 3 og avstandsholdere 4. Anordningen benyttes ifølge figuren som et vaterpass, f.eks. for å plassere betongelementet 5 vertikalt. I stedet for å følge blærens bevegelser i den lille libellen, venter man ved bruk av anordningen ifølge oppfinnelsen på et lydsignal, hvorved justeringen av elementets 5 stilling avsluttes. As shown in fig. 1, the basic solution of a device according to the invention consists of an oblong base part 1, a tilt-sensitive member 2 connected to this and additional structures depending on the use, in this case a suspension screen 3 and spacers 4. According to the figure, the device is used as a spirit level, e.g. e.g. to place the concrete element 5 vertically. Instead of following the movements of the bladder in the small spirit level, when using the device according to the invention, one waits for an audio signal, whereby the adjustment of the position of the element 5 ends.

I fig. 2 vises en anordning ifølge oppfinnelsen der det In fig. 2 shows a device according to the invention where it

er tilsluttet flere redskaper for å gjøre bruken mere universal. Ifølge figuren er det mulig å benytte anordningen for overføring av en linje f.eks. fra tak til gulv ved å plasser den skarpe spissen 10 mot linjemerker i taket 6, ved å forlenge basisdelen 1 den nødvendige strek-ningen med den teleskopiske forlengningsdelen 8 og med en låseskrue 11, slik at glidefjæren 9 når ned til gulvflaten 7, samt ved å forflytte glideorganet langs gulvet mens spissen 10 hele tiden holdes trykket mot merket i taket, inntil lydsignalet høres. Da er retningsanordningen i loddrett stilling, og linjen er blitt overført fra gulv til tak. Forlengelsesdelen 8 kan også bestå av flere inne i hverandre beliggende deler (ikke vist). Dersom man vil overføre et punkt, kan loddingen utføres i to forskjellige retninger, idet skjæringspunktet for de overførte linjene is connected to several tools to make use more universal. According to the figure, it is possible to use the device for transferring a line, e.g. from ceiling to floor by placing the sharp tip 10 against line marks in the ceiling 6, by extending the base part 1 the required distance with the telescopic extension part 8 and with a locking screw 11, so that the sliding spring 9 reaches down to the floor surface 7, as well as by to move the sliding member along the floor while the tip 10 is constantly kept pressed against the mark on the ceiling, until the sound signal is heard. Then the direction device is in a vertical position, and the line has been transferred from floor to ceiling. The extension part 8 can also consist of several parts located inside each other (not shown). If you want to transfer a point, the soldering can be carried out in two different directions, the intersection of the transferred lines

er det ønskede punktet, eller ved å forsyne måleorganet 3 med to f.eks. vinkelrett i samme plan mot hverandre stående helningsfølsomme givere. is the desired point, or by supplying the measuring device 3 with two e.g. tilt-sensitive transducers standing perpendicular to each other in the same plane.

I utførelsesformen ifølge fig. 2 er måleorganet 3 leddbart svingbart med et hengsel 12 ved en til basisdelen 1 festet gradert halvsirkelskives 13 midtpunkt, slik at vinkelen som måleorganet 3 danner og samtidig basisdelens 1 nødvendige avvikelse fra vertkalstillingen for at den helningsfølsomme giveren skal være i sin midtstilling, er direkte utlesbar fra måleorganets 3 ene sides stilling i forhold til grad-skiven 13. Måleorganet kan låses i ønsket stilling under målingen. Utstyrt på denne måte kan anordningen ifølge oppfinnelsen benyttes for å bestemme et hvilket som helst plans vinkel i forhold til horisontal- eller vertikalplanet. In the embodiment according to fig. 2, the measuring device 3 is articulated and pivotable with a hinge 12 at the center of a graduated semicircular disk 13 attached to the base part 1, so that the angle formed by the measuring device 3 and at the same time the necessary deviation of the base part 1 from the vertical position for the inclination-sensitive sensor to be in its center position, can be directly read from the position of the measuring device 3 on one side in relation to the protractor 13. The measuring device can be locked in the desired position during the measurement. Equipped in this way, the device according to the invention can be used to determine the angle of any plane in relation to the horizontal or vertical plane.

I fig. 3a er det vist en løsning på detektering av helning-en, som baserer seg på en tradisjonell libelle 14 som benyttes i et vaterpass. Den luftblæren 15 som befinner seg i libellen danner en speilflate som reflekterer lyset som kommer fra den i refleksjonskretsen 16 beliggende, infra-rødt lys emitterende dioden. Når luftblærens 15 midtpunkt ligger på refleksjonskretsens senders (f.eks. infrarød diode) og mottagerens (f.eks. fototransistor) optimale lysbaners skjæringspunkt, reflekterer speilet det fra senderen utkommende lyset symmetrisk i forhold til speil-flatens normal, hvorved et kraftig reflektert lys treffer mottagerens lysfølsomme flate. Dersom luftblærens 15 midtpunkt avviker bare en anelse fra de nevnte banenes skjæringspunkter, reflekteres lyset vesentlig forbi mot-tageren . In fig. 3a shows a solution for detecting the slope, which is based on a traditional spirit level 14 which is used in a spirit level. The air bladder 15 which is located in the spirit level forms a mirror surface which reflects the light coming from the infra-red light emitting diode located in the reflection circuit 16. When the center of the air bladder 15 lies at the intersection of the optimal light paths of the reflection circuit's transmitter (e.g. infrared diode) and receiver (e.g. phototransistor), the mirror reflects the light coming from the transmitter symmetrically in relation to the normal of the mirror surface, whereby a strong reflected light hits the receiver's light-sensitive surface. If the center point of the air bladder 15 deviates only slightly from the intersection points of the aforementioned paths, the light is reflected substantially past the receiver.

Det reflekterte lysets intensitet registreres i elektronikkenheten 17 som avgjør hvorvidt blæren 15 er i midten av libellen 14 eller ikke. Dersom blæren er i midten av libellen, angis dette ved å avgi et lys-, lyd- eller lignende signal. Libellen 14, refleksjonskretsen 16, elektronikkenheten 17 og dens signalanordning 18 kan The intensity of the reflected light is recorded in the electronics unit 17 which determines whether the bladder 15 is in the middle of the spirit level 14 or not. If the bladder is in the middle of the spirit level, this is indicated by emitting a light, sound or similar signal. The spirit level 14, the reflection circuit 16, the electronics unit 17 and its signal device 18 can

sammen danne nevnte helningsfølsomme organ 2. together form said tilt-sensitive organ 2.

Fig. 3b viser en på empirisk måte oppnådd responskurve på vinkelendringer for giveren i fig. 3a. Det er observert at selv om anordningens utskillingsevne skulle begrense seg bare til intensitetstoppen, er nøyaktigheten likevel i det minste 0,5 grader. Detekteringsgrensen kan likevel lett velges til ønsket verdi. Man kan også ifølge figuren velge to detekteringsgrenser I og II som motsvarer vinkelområdene al og all. Derved muilggjøres f.eks. avgivelse av tilnærmingssignaler i form av et brutt lydsignal når man nærmer seg vinkelområdet al fra området all, og når signalnivået har oppnådd detekteringsnivået I, angis et kontinuerlig signal. Detekteringsgrensene Fig. 3b shows an empirically obtained response curve to angle changes for the sensor in fig. 3a. It has been observed that even if the separation capability of the device were to be limited only to the intensity peak, the accuracy is still at least 0.5 degrees. The detection limit can nevertheless be easily selected to the desired value. According to the figure, one can also choose two detection limits I and II which correspond to the angular ranges al and all. This enables e.g. emission of approach signals in the form of a broken sound signal when approaching the angular range al from the range al, and when the signal level has reached the detection level I, a continuous signal is indicated. The detection limits

kan også tolkes som to forskjellige aksepteringsgrenser som motsvarer forskjellige nøyaktighetsklasser. can also be interpreted as two different acceptance limits corresponding to different accuracy classes.

I fig. 4 er det vist eksempel på den i fig. 3a forekommende detekteringskretsens elektronikkenhet 17. Dennes funksjon er følgende: Når luftblæren i libellen ikke ligger innen refleksjonskretsens rekkevidde, er refleksjonen lav av det fra lys-dioden Dl utgående lyset til fototransistoren Tl. Når blæren forflytter seg innen rekkevidden, forsterkes reflek-sjonene, hvorved spenningsnivået ved punktet X synker og underskrider spenningsnivået ved punkt Y. Derved gir for-sterkeren 21 en styring til oscillatoren 19 som forsterket av transistoren T2 genererer et brutt lydsignal i summeren 18 (se også fig. 3b, nøyaktighetsområde II). Når blæren forflytter seg enda mere mot libellens midtpunkt, forbedres refleksjonsvinkelen, og spenningsnivået i punkt X underskrider spenningsnivået i punkt Z. Derved gir operasjonsforsterkeren 20 til transistoren T2 en styring for kontinuerlig summesignal (nøyaktighetsområde I). In fig. 4 shows an example of the one in fig. 3a the electronic unit of the detection circuit 17. Its function is as follows: When the air bubble in the spirit level is not within the range of the reflection circuit, the reflection is low of the light coming from the light-emitting diode Dl to the phototransistor Tl. When the bubble moves within the range, the reflections are amplified, whereby the voltage level at point X drops and falls below the voltage level at point Y. The amplifier 21 thereby provides a control to the oscillator 19 which, amplified by the transistor T2, generates a broken sound signal in the buzzer 18 (see also fig. 3b, accuracy range II). When the bladder moves even more towards the midpoint of the spirit level, the reflection angle improves, and the voltage level at point X falls below the voltage level at point Z. Thereby, the operational amplifier 20 provides the transistor T2 with a control for a continuous sum signal (accuracy range I).

Ved å velge spenningsnivåene i punktene Y og Z hensikts messig, oppnås den ønskede nøyaktigheten for detekterings-anordningen. Kondensatorene Cl og C2 eliminerer virkning-ene av de mekaniske vibrasjonene ved påkoplingstrinnet. By choosing the voltage levels at points Y and Z appropriately, the desired accuracy for the detection device is achieved. The capacitors Cl and C2 eliminate the effects of the mechanical vibrations at the switching stage.

For en fagmann på området er det klart at oppfinnelsens forskjellige bruksområder ikke begrenser seg til det oven-for anførte eksemplet, men kan variere innen rammen for de etterfølgende patentkrav. For a person skilled in the field, it is clear that the various areas of use of the invention are not limited to the above example, but can vary within the scope of the subsequent patent claims.

Claims (5)

1. Anordning for avgivelse av en ønsket vinkel eller retning, omfattende en avlang basisdel (1) samt i det minste et til denne festet helningsfølsomt organ, såsom en libelle (14), der organets (14,18) stilling er anordnet for å iakttas ved hjelp av en detektorelektronikk (17,20), og som ved hjelp av en til denne koplet lyd-, lys- eller annen tilsvarende signalanordning (24) angir når måleorganet er i sin midtstilling, og den ønskede retning er oppnådd,karakterisert vedat det helningsfølsomme organet består av en i og for seg kjent libelle (14), for hvis gassblæres (15) iakttagelse mot libellens midtpunkt er rettet en lyskilde (Dl), der intensiteten i refleksjonen av det avgitte lyset kan detekteres med en lysfølsom giver (Tl) ved hjelp av detektorelektronikk (17).1. Device for giving a desired angle or direction, comprising an elongated base part (1) as well as at least one tilt-sensitive device attached to it, such as a spirit level (14), where the position of the device (14,18) is arranged to be observed by means of a detector electronics (17,20), and which by means of a connected sound, light or other corresponding signal device (24) indicates when the measuring device is in its middle position, and the desired direction has been achieved, characterized in that the tilt-sensitive organ consists of a level (14) known per se, for whose observation of the gas bladder (15) towards the midpoint of the level is directed a light source (Dl), where the intensity of the reflection of the emitted light can be detected with a light-sensitive sensor (Tl) by means of detector electronics (17). 2. Anordning ifølge krav 1,karakterisertved at det for iakttagelse av libellens (14) gassblære (15) benyttes en sammenbygd komponent (16) i hvilken det inngår en lysemitterende diode (Dl) og en lysfølsom transistor (Tl).2. Device according to claim 1, characterized in that for observing the gas bladder (15) of the spirit level (14) an assembled component (16) is used which includes a light-emitting diode (Dl) and a light-sensitive transistor (Tl). 3. Anordning ifølga krav 1 eller 2,karakterisert vedat det helningsfølsomme organet er festet til basisdelen (1) med et hengsel (12), slik at måle-organenheten (2) er svingbar langs vinkelgraderingen (13) i ønsket vinkel mot basisdelen (1) for angivelse av forskjellige vinkler.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the tilt-sensitive device is attached to the base part (1) with a hinge (12), so that the measuring device unit (2) is pivotable along the angle graduation (13) at the desired angle to the base part (1) ) for specifying different angles. 4. Anordning ifølge krav 1,2 eller 3,karakterisert vedat det til anordningens basisdel (1) hører i det minste en uttrekkbar forlengelsesdel (8), dvs. for-lengelsesskaft, og at det i den således dannede basisdelens andre ende er anordnet en bøyd bladfjær (9), et fjærbelastet hjul eller tilsvarende glideorgan.4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the base part (1) of the device includes at least one extendable extension part (8), i.e. extension shaft, and that at the other end of the thus formed base part there is arranged a bent leaf spring (9), a spring-loaded wheel or equivalent sliding device. 5. Anordning ifølge et eller flere av kravene fra 1-4,karakterisert vedat det på basisdelens måleflate er to eller flere fra flaten utstikkende avstandsholdere (4), og at det ved dens ende på måleflatens side er anordnet en opphengningsskjerm (3) som holder basisdelen (1) trykket mot flaten som skal granskes.5. Device according to one or more of the claims from 1-4, characterized in that on the measuring surface of the base part there are two or more spacers (4) protruding from the surface, and that at its end on the side of the measuring surface a suspension screen (3) is arranged which holds the base part (1) pressed against the surface to be examined.