МАРКИРОВОЧНОЕ И/ИЛИ НИВЕЛИРНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2012 года по МПК G01C15/00 

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к маркировочному и/или нивелирному устройству согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Маркировочные и/или нивелирные устройства с имеющими различное конструктивное исполнение маятниковыми системами для выравнивания источника света в вертикальном или горизонтальном направлении достаточно хорошо известны. В маятниковой системе первой известной конструкции маятник, несущий источник света, выполнен в виде нити или шнура. Недостаток такой маятниковой системы состоит в том, что она исключительно чувствительна к сотрясениям и ее сложно стабилизировать, соответственно приводить в устойчивое состояние. Маятниковая система второй известной конструкции имеет жесткий маятник, установленный на ножевой или точечной опоре. Недостаток такой маятниковой системы состоит в ее чувствительности к толчкам. Маятниковая система третьей известной конструкции имеет жесткий маятник, установленный на опоре в виде универсального (карданного) шарнира с крестовиной. Недостаток такой в принципе надежной в работе маятниковой системы состоит в сложности и высокой стоимости изготовления карданного шарнира, который должен работать с исключительно малыми потерями на трение.

Общий же недостаток всех известных маятниковых лазерных систем состоит, кроме того, в том, что они имеют сравнительно большую конструктивную высоту и обычно требуют применения отдельного успокоителя маятника во избежание слишком продолжительного процесса его стабилизации.

Краткое изложение сущности изобретения

Задача изобретения

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать маркировочное и/или нивелирное устройство с имеющей альтернативное исполнение маятниковой системой, которая, во-первых, имела бы малую конструктивную высоту, а во-вторых, характеризовалась бы максимально коротким временем стабилизации.

Решение положенной в основу изобретения задачи

В отношении маркировочного и/или нивелирного устройства положенная в основу изобретения задача решается с помощью отличительных признаков, представленных в п.1 формулы изобретения. Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения. В объем изобретения включены также все возможные комбинации из по меньшей мере двух его отличительных особенностей, представленных в описании, в формуле изобретения и/или на чертежах.

Основная идея изобретения состоит в снабжении маятника, который несет источник света, выполненный прежде всего в виде источника лазерного излучения, и который позволяет поворачивать находящийся на нем источник света относительно корпуса маркировочного и/или нивелирного устройства в по меньшей мере одном пространственном направлении, а предпочтительно во всех пространственном направлениях, и таким путем устанавливать источник света в вертикальное положение, средствами для импульсного ускорения, соответственно перемещения. Дополнительно к этому или вместо этого подобными средствами для импульсного ускорения согласно изобретению можно снабжать опору маятника. Маятник благодаря его импульсному ускорению и/или импульсному ускорению его опоры может исключительно быстро поворачиваться в вертикально выровненное положение. Помимо этого использование средств для импульсного ускорения маятника и/или его опоры позволяет выполнять маятник, преимущественно жесткий маятник, сравнительно коротким и тем не менее обеспечивает возможность установки маятника в точное вертикальное положение. В особенно предпочтительном варианте жесткий маятник, несущий по меньшей мере один источник света, предпочтительно своей концевой частью установлен на соответствующем опорном элементе (опоре), который с фрикционным замыканием прилегает к маятнику. Маятник благодаря его импульсному ускорению и/или импульсному ускорению его опорного элемента импульсно перемещается относительно этого своего опорного элемента и при этом постепенно вертикально выравнивается до окончательной установки в свое центрированное положение. Наряду с малой конструктивной высотой и быстрым успокоением маятника еще одно преимущество предлагаемого в изобретении маркировочного и/или нивелирного устройства состоит в простоте и надежности его конструкции, благодаря которой обеспечивается длительный срок его службы.

В неожиданно простом варианте выполнения средств для импульсного ускорения они имеют вибрационное устройство с эксцентриком, приводимым в движение электродвигателем. Иными словами, средства для импульсного ускорения маятника и/или его опоры имеют (небольшой) электродвигатель с дебалансной массой. Такая дебалансная масса вследствие своей инерционности обеспечивает вибрацию маятника и/или его опоры. Вместо этого для импульсного приведения маятника и/или его опоры в вибрацию можно использовать звуковые волны, прежде всего низкочастотные звуковые волны.

В еще одном альтернативном варианте средства для импульсного ускорения маятника и/или его опоры имеют по меньшей мере одно струйное воздуходувное устройство, позволяющее создавать импульсные воздушные потоки. При этом возможен вариант с созданием импульсного воздушного потока, направленного на маятник и/или его опору. Дополнительно к этому или вместо этого маятник можно устанавливать на воздушной опоре, через которую он опирается на корпус маркировочного и/или нивелирного устройства и которая может быть реализована в виде воздушной щели изменяемой ширины. Путем изменения, прежде всего быстрого изменения ширины, воздушной щели, т.е. толщины воздушной подушки, прежде всего изменением давления воздуха и/или его объемного расхода, обеспечивается импульсное ускорение маятника и тем самым его вертикальное выравнивание.

В следующем альтернативном варианте средства для импульсного ускорения маятника, прежде всего жесткого маятника, и/или его опоры имеют магнитное устройство, позволяющее создавать действующие на маятник и/или его опору импульсные магнитные силы. В этом отношении особенно предпочтителен вариант с опиранием маятника на корпус маркировочного и/или нивелирного устройства через магнитную опору, магнитную силу на которой можно импульсно изменять, приводя таким путем маятник в вибрацию.

Предпочтителен вариант, в котором маятник снабжен тормозом, который позволяет прежде всего после вертикального выравнивания маятника с помощью средств для его импульсного ускорения фиксировать его, предпочтительно с фрикционным замыканием, относительно корпуса.

Касательно конструктивного исполнения тормоза существуют различные возможности. В первом альтернативном варианте тормоз длительно взаимодействует с маятником таким образом, что относительное движение между маятником и тормозом происходит исключительно в результате импульсного ускорения маятника и/или его опоры, при этом тормоз оказывает тормозящее действие на маятник в паузах между импульсами. Наиболее предпочтителен при этом вариант, в котором тормоз одновременно образует опору, прежде всего единственную опору, для маятника.

Во втором альтернативном варианте тормоз имеет по меньшей мере один активно перемещаемый относительно маятника между растормаживающим и затормаживающим положениями (тормозной) элемент. При этом такой тормозной элемент в затормаживающем положении соединен с маятником, соответственно прилегает к нему с геометрическим замыканием или предпочтительно с фрикционным замыканием.

В следующем предпочтительном варианте в том случае, когда тормоз оснащен активно перемещаемым тормозным элементом, он выполнен с возможностью автоматического перевода в растормаживающее положение при активизации или перед активизацией средств для импульсного ускорения маятника и/или его опоры. В другом варианте возможно ручное перемещение тормозного элемента между растормаживающим и затормаживающим положениями.

В еще одном предпочтительном варианте в затормаживающем положении активно перемещаемый элемент тормоза с фрикционным замыканием прилегает к маятнику, предпочтительно к его шаровой головке. При выполнении тормозного элемента в виде неперемещаемого (пассивного) тормозного элемента он может образовывать опору для маятника. В этом случае тормозной элемент предпочтительно выполнять в виде кольца, которое при этом прилегает к выполненному предпочтительно в форме шаровой головки (головки в виде шарового сегмента) концу или участку маятника, который в результате его приведения в вибрацию, соответственно в результате приведения в вибрацию тормозного элемента может перемещаться относительно него или корпуса маркировочного и/или нивелирного устройства.

Краткое описание чертежей

Другие преимущества и отличительные особенности изобретения более подробно рассмотрены в последующем описании на примере предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:

на фиг.1 - схематичный вид маркировочного и/или нивелирного устройства с пассивным тормозом и

на фиг.2 - изображенное на фиг.1 маркировочное и/или нивелирное устройство с тормозом, имеющим активно перемещаемый тормозной элемент.

Описание вариантов осуществления изобретения

На чертежах одинаковые по своей конструкции и выполняющие одинаковую функцию детали и элементы обозначены одними и теми же позициями.

На фиг.1 схематично показано маркировочное и/или нивелирное устройство 1. Такое устройство имеет корпус 2, а также подвешенный с возможностью поворота относительно него во всех пространственных направлениях маятник 3. Маятник 3 выполнен в виде жесткого стержневого элемента и на своем нижнем в плоскости чертежа конце несет выполненный в виде лазерного диода источник 4 света для формирования точечного или линейного в поперечном сечении лазерного луча 5, проецируемого в виде точечных, соответственно линейных нивелированных лазерных линий на плоскость проекции.

На обращенном от источника 4 света, верхнем в плоскости чертежа конце жесткий маятник 3 имеет шаровую головку 6, которая совместно с кольцевым опорным элементом 7 образует опору 8 маятника. Опорный элемент 7 жестко соединен с корпусом 2, и через этот опорный элемент вниз в плоскости чертежа проходит маятник 3. Иными словами, шаровая головка 6 опирается на опорный элемент 7.

На фиг.1 маятник 3 показан находящимся в не выровненном, отклоняющемся от вертикали положении. Для установки маятника 3 в строго вертикальное положение предусмотрены показанные на чертеже лишь схематично средства 9 для его импульсного ускорения. В показанном на чертеже варианте такие средства 9 расположены непосредственно на маятнике 3. Дополнительно к этому или вместо этого подобные средства 9 можно размещать на источнике 4 света или на опорном элементе 7, т.е. на опоре 8 (см. обозначенные штриховыми линиями средства 9). Возможно также снабжение всех вышеуказанных деталей отдельными средствами 9 для импульсного ускорения. В простейшем случае средства 9 для импульсного ускорения маятника 3 выполнены в виде электродвигателя с дебалансной массой. При активизации средств 9 для импульсного ускорения маятника 3 он приводится в вибрацию и импульсно перемещается относительно опорного элемента 7 и корпуса 2, занимая тем самым вместе с источником 4 света свое центрированное положение, т.е. устанавливается в выровненное положение, в котором источник 4 света проецирует на плоскость проекции нивелированные маркировочные отметки.

В показанном на фиг.1 варианте опорный элемент 7 опоры 8 одновременно образует не перемещаемый элемент 10 (пассивного) тормоза 11. Благодаря фрикционному замыканию в соединении между шаровой головкой 6 и элементом 10 (опорный элемент 7) в паузах между импульсами обеспечивается быстрое торможение маятника 3, стабилизация которого до установки в вертикальное положение продолжается вследствие этого короткое время.

В показанном на фиг.2 варианте дополнительно к опоре 8 маятника предусмотрен отдельный от нее тормоз 11. Он состоит из (тормозного) элемента 12, активно - вручную или автоматически - перемещаемого относительно шаровой головки 6 маятника 3 в обозначенных двунаправленной стрелкой 13 направлениях между показанным на чертеже растормаживающим положением и затормаживающим положением, в котором элемент 12 с фрикционным замыканием прилегает к шаровой головке 6. Путем перемещения перемещаемого элемента 12 в показанное на чертеже растормаживающее положение автоматически активизируются средства 9 для импульсного ускорения маятника 3, который вследствие этого приводится в вибрацию и поворачивается относительно корпуса 2 в своей опоре 8. Вибрация маятника 3, в которую он приводится средствами 9 для его импульсного ускорения, условно обозначена двунаправленной стрелкой 14. Маятник 3 вследствие его приведения в вибрацию преодолевает силу трения в своей опоре 8 и под действием достаточного по величине возвращающего усилия 15, обусловленного силой тяжести, устанавливается в вертикальное положение, в котором источник света 4 может световым лучом 5 проецировать световую отметку в горизонтальном и/или вертикальном направлении на не показанную на чертеже плоскость проекции. Дополнительно к этому или вместо этого возможно размещение средств 9 на опоре 8 маятника (см. обозначенные штриховыми линиями средства 9).

Показанные на фиг.1 и 2 маркировочные и/или нивелирные устройства 1 обладают по сравнению с известными из уровня техники маркировочными и/или нивелирными устройствами гораздо более высокой надежностью в работе. Помимо этого маятник 3 имеет сравнительно небольшую длину, благодаря чему и все маркировочное и/или нивелирное устройство 1 в целом имеет сравнительно небольшую конструктивную высоту.

Маркировочное и/или нивелирное устройство является маятниковой системой для выравнивания источника света в горизонтальном или вертикальном положении. Техническим результатом настоящего изобретения является разработка маркировочного и/или нивелирного устройства с имеющей альтернативное исполнение маятниковой системой, которая имела бы малую конструктивную высоту и характеризовалась максимально коротким временем стабилизации. Маятник маркировочного и/или нивелирного устройства, на котором установлен источник света, выполненный в виде источника лазерного излучения, позволяет поворачивать находящийся на нем источник света относительно корпуса в по меньшей мере одном пространственном направлении, а предпочтительно во всех пространственных направлениях, и таким образом устанавливать источник света в вертикальное положение средствами для импульсного ускорения. Средства импульсного ускорения могут устанавливаться на опору маятника. Исполнение средств для импульсного ускорения может быть как в виде вибрационного устройства с эксцентриком, приводимым в движение электродвигателем, в виде струйного импульсного воздуходувного устройства, так и в виде магнитной опоры, на которой можно изменять магнитную силу. Маятник маркировочного и/или нивелирного устройства снабжен тормозом, который позволяет после вертикального выравнивания маятника с помощью средств для его импульсного ускорения фиксировать его с фрикционным замыканием относительно корпуса. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Маркировочное и/или нивелирное устройство, имеющее источник (4) света, расположенный на поворачиваемом относительно корпуса (2) маятнике (3), отличающееся тем, что предусмотрены средства (9) для импульсного ускорения маятника (3) и/или его опоры (8).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства (9) для импульсного ускорения имеют вибрационное устройство с эксцентриком, приводимым в движение электродвигателем.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства (9) для импульсного ускорения имеют струйное воздуходувное устройство для создания импульсных воздушных потоков.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства (9) для импульсного ускорения имеют магнитное устройство для создания импульсных магнитных сил.

5. Устройство по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что средства (9) для импульсного ускорения расположены непосредственно на маятнике (3).

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что маятник (3) снабжен тормозом (11).

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что маятник (3) выполнен с возможностью перемещения относительно тормоза (11) исключительно в результате импульсного ускорения.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что тормоз (11) имеет активно перемещаемый относительно маятника (3) между растормаживающим и затормаживающим положениями элемент (12).

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что элемент (12) выполнен с возможностью автоматического перевода в растормаживающее положение при активизации или перед активизацией средств (9) для импульсного ускорения маятника (3).

10. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что в затормаживающем положении элемент (12) с фрикционным замыканием прилегает к маятнику (3), предпочтительно к его шаровой головке (6).