包括基座及大地测量勘测和/或投影模块的大地测量仪器制造技术

本发明专利技术涉及包括基座及大地测量勘测和/或投影模块的大地测量仪器，尤其是涉及例如用于建筑工程的具有基座模块及勘测和/或投影模块的大地测量仪器。控制仪器的处理器位于基座模块中。勘测和/或投影模块可通过基座的驱动单元绕两个轴线旋转。仪器包括将勘测和/或投影模块连接至基座模块的机械接口以及在基座模块与大地测量勘测和/或投影模块之间的光学和/或电接触接口。接口被设计成使得勘测和/或投影模块可由用户安装至基座模块且从基座模块拆卸，从而大地测量仪器用于安装不同大地测量类型的各种勘测和/或投影模块，并执行相应的不同大地测量勘测和/或投影功能。

【技术实现步骤摘要】
包括基座及大地测量勘测和/或投影模块的大地测量仪器
本专利技术涉及特别是用于诸如布局或放样任务(“设计到现实”)或竣工数据捕获(“现实到设计”)之类的建筑工程的大地测量勘测和/或投影仪器、大地测量仪器基座以及大地测量勘测和/或投影模块。
技术介绍
用于例如点坐标的勘测或投影的大地测量仪器在本领域中是已知的。用于跟踪或标记以及勘测结构或对象的表面上的空间点的这种勘测设备特别用于周围环境或工件(尤其是诸如机身的大型实体)的测量或者建筑物的建造或检查，例如，在BIM(建筑信息模型)到现场分配或对建筑元件(诸如MEP(机械电气管道)安装、墙壁、锚点等)进行布局的过程中。从这样的测量设备到要勘测的一个或更多个目标点的距离和角度可以被记录成空间标准数据。在另一方面，计划的位置数据(例如，基于数字建筑平面图或CAD数据)可以通过激光束以真实位置方式(positiontruemanner)将其投影在对象表面上，以用于布局或放样目的。这样的仪器用于传统的大地测量(土地勘测)或工业中的大地测量(例如，对工件进行3D坐标采集以进行质量控制)以及街道、隧道或房屋等建筑物的精确建造和内部建造或组装任务，例如由建筑师、厨房制造商、玻璃工、瓷砖工或楼梯建造工等设计师使用模板例如进行竣工数据捕获。要强调的是，在本申请中，术语“大地测量学”和“大地测量”不限于处理地球表面和海底的测量和表示的科学学科，而是在广义上涉及对象点的测量、勘测和位置确定或投影，以便获取数字对象坐标或在空间中标记数字对象坐标。通用类型的已知大地测量仪器(诸如，建筑勘测设备)通常包括：基座；上部，该上部被安装成能够在基座上绕旋转轴线旋转；以及瞄准单元，该瞄准单元被安装成能够绕旋转轴线旋转，该瞄准单元具有被设计成发射激光束的激光源；以及成像检测器，该成像检测器例如配备有取向指示功能，以指示瞄准单元相对于作为瞄准点的空间点的取向，并且该瞄准单元还具有距离确定检测器，该距离确定检测器用于提供测距功能。举例来说，取向指示功能可以是作为成像检测器的取景器或相机中的十字线。现代自动化建筑勘测设备还包括：旋转驱动器，该旋转驱动器使上部和/或瞄准单元能够以电动方式驱动；测角仪；以及倾斜传感器(如果适用)，该倾斜传感器用于确定瞄准单元的空间取向；并且还包括评估和控制单元，该评估和控制单元连接至激光源、距离确定检测器以及测角仪和倾斜传感器(如果适用)。在这种情况下，作为示例，评估和控制单元配备有显示器，该显示器具有用于由用户在显示器(例如，触摸屏)上输入控制命令的输入装置或者所谓的可定向的操纵杆，用于通过定向操纵杆来改变瞄准单元的取向的目的，并且评估和控制单元用于在显示器上呈现来自成像检测器或相机的图像，其中，瞄准单元的取向可以借助于显示器上的取向指示功能来指示，例如借助叠加(overlaying)。已知显示器上的输入装置为箭头形式的功能，其标记和触摸使得用户能够改变瞄准单元在水平方向或竖直方向上的取向。在另一方面，使用可见或不可见的点或线的投影来提供位置参照点或线，以作为人眼或电子系统的参照并且还允许自动定位或机器引导。在此，参照线通常是通过加宽激光束(特别是可以用于直线)或通过旋转激光点的投影来创建的。适用于此的大地测量仪器的实例是旋转激光器或者线或点激光器，它们用于使用可见或不可见激光束来固定平面，并且现在已经例如在建筑行业或工业中使用了很多年。它们是在水平、竖直或限定的斜置平面上标记建造线的有价值辅助工具。然而，先前的旋转激光器是不利的，因为它们仅能够产生包含激光束的起始点的那些投影平面。因此，为了在预定水平面内沿着线投影空间点，常规旋转激光器的光发射点必须精确地定位在该平面上，并且激光器模块必须精确地被调整成水平发光(并且旋转轴线必须精确地竖直对齐)。因此，使用旋转激光器标记水平面的工作区域被限制为安装有旋转激光器的基座的高度的调节区域。借助于传统旋转激光器在非水平(例如，倾斜向上定向)方向上投影绕竖直轴线线旋转的激光束会导致较近定位的空间点被投影到比较远定位的空间点更低的高度。DE4443413公开了一种用于在间隔的线或区域上进行测量和标记的方法和设备。在各种情况下，使用安装在万向型支架中的激光测距单元，关于两个空间角度和相对于参照点的距离来测量一个或更多个相关空间点。激光测距单元可以绕两个相互垂直的轴线旋转，这些轴线配备有测角仪。根据这些文献中描述的一个实施方式，手动地对准要测量的空间点，基于测量与标记之间的预定相对关系从测量数据计算标记点，然后通过测量和标记设备独立地瞄准这些标记点。作为另一示例，EP2053353公开了一种具有电光测距单元的参照线投影单元。根据该申请文献的教导，基准光束(特别是激光束)沿着限定参照路径被路由。通过集成测距单元，在EP2053353中公开的系统还使得能够基于所建立的表面形貌来控制投影。DE19648626公开了一种利用具有激光发射器和激光接收器的激光测距仪进行区域勘测的方法和装置。激光测距仪安装在支架上。该装置还包括用于取向和方向测量的倾斜和旋转设备、望远镜瞄准器以及用于角度数据捕获、距离数据捕获和将数据传输到计算机的电子评估单元。为了对空间进行勘测，将设备定位在空间的中央位置。然而，通常不可能仅从一个位置就可以看到并通过激光束撞击要检测的所有空间和/或区域拐角点，而是需要多个站点覆盖要勘测的所有点，因此移动和定位装置麻烦且耗时。如可以看出的，已知用于在建筑物的建造或开发过程中测量和/或标记空间点的许多技术布置和方法。同样，为了完成复杂的勘测任务，特别是在自由地形中，如在大地测量的现有技术中已知的大地测量全站仪或经纬仪已经使用了很多年。原则上，这种设备在技术上也适用于实现垂准点发现功能，例如在建筑物的内部装修期间。然而，它们是在技术上相对复杂且昂贵的设备。另外，必须提供许多不同的大地测量仪器来进行不同勘测或投影任务是麻烦且昂贵的。另一缺点是，即使在粗略测量或补充测量时，这种笨重的仪器也必须随身携带。除此之外，利用现有技术的大型仪器，即使不是不可能到达也难以到达诸如扭曲的房间边缘或非常靠近表面的一些位置(例如，直接在天花板下方)。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种改进的大地测量仪器。本专利技术的另一目的是提供一种有助于不同大地测量勘测和/或投影任务的改进的大地测量仪器。通过实现独立权利要求的特征化特征来实现该目的。可以从从属专利权利要求以及包括附图描述的具体实施方式收集以另选方式或有利方式开发本专利技术的特征。除非另有明确说明，否则在本文献中以其它方式例示或公开的本专利技术的所有实施方式可以彼此组合。本专利技术涉及一种具有基座模块以及勘测和/或投影模块的例如用于建筑工程的大地测量仪器。大地测量仪器包括将勘测和/或投影模块连接至基座模块的机械接口、以及适于在两个模块之间传输数据和/或能量的光学接口和/或电接触接口。勘测和/或投影模块包括至少一个传感器(例如，电子距离传感器)和/或投影仪(例如，点激光器)，以获取和/或投影对象数据。基座模块包括：电力单元，该电力单元用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大地测量仪器(1)，特别是用于建筑工程，所述大地测量仪器(1)包括由基座模块(2)支撑的勘测和/或投影模块(4、4a-4d)，其中，所述勘测和/或投影模块(4、4a-4d)包括采集和/或投影对象数据的至少一个传感器(18、24)和/或投影仪(18、11a、11b)，并且/n所述基座模块(2)包括/n·电力单元(14)，所述电力单元(14)用于为所述大地测量仪器(1)供电，/n·第一处理器(15)，所述第一处理器(15)由所述电力单元(14)供电，用于处理大地测量数据并控制所述大地测量仪器(1)，/n·驱动器(12、13)，所述驱动器(12、13)由所述电力单元(15)供电，适于绕两个旋转轴线(H、V)驱动所述大地测量勘测和/或投影模块，所述两个旋转轴线(H、V)具体是水平轴线(H)和竖直轴线(V)，/n·至少一个角度编码器，所述至少一个角度编码器用于测量所述勘测和/或投影模块(4、4a-4d)关于所述两个旋转轴线(H、V)的旋转位置，/n其中，所述大地测量仪器(1)包括/n·光学接口和/或电接触接口(5、5b、5c)，所述光学接口和/或电接触接口(5、5b、5c)适于在所述基座模块(2)与所述勘测和/或投影模块(4、4a-4d)之间传输数据和/或能量，以及/n·机械接口(5、5a)，所述机械接口(5、5a)适于将所述勘测和/或投影模块(4、4a-4d)机械地连接至所述基座模块(2)，/n从而/n·所述接口(5、5a-5c)被设计成使得所述勘测和/或投影模块(4、4a-4d)能够由用户(3)安装至所述基座模块(2)并从所述基座模块(2)拆卸，并且/n·所述大地测量仪器(1)被设计成将不同大地测量类型的各种勘测和/或投影模块(4、4a-4d)安装至所述基座模块(2)，并执行相应的不同大地测量勘测和/或投影功能。/n...

【技术特征摘要】
20200122 EP 20153248.81.一种大地测量仪器(1)，特别是用于建筑工程，所述大地测量仪器(1)包括由基座模块(2)支撑的勘测和/或投影模块(4、4a-4d)，其中，所述勘测和/或投影模块(4、4a-4d)包括采集和/或投影对象数据的至少一个传感器(18、24)和/或投影仪(18、11a、11b)，并且
所述基座模块(2)包括
·电力单元(14)，所述电力单元(14)用于为所述大地测量仪器(1)供电，
·第一处理器(15)，所述第一处理器(15)由所述电力单元(14)供电，用于处理大地测量数据并控制所述大地测量仪器(1)，
·驱动器(12、13)，所述驱动器(12、13)由所述电力单元(15)供电，适于绕两个旋转轴线(H、V)驱动所述大地测量勘测和/或投影模块，所述两个旋转轴线(H、V)具体是水平轴线(H)和竖直轴线(V)，
·至少一个角度编码器，所述至少一个角度编码器用于测量所述勘测和/或投影模块(4、4a-4d)关于所述两个旋转轴线(H、V)的旋转位置，
其中，所述大地测量仪器(1)包括
·光学接口和/或电接触接口(5、5b、5c)，所述光学接口和/或电接触接口(5、5b、5c)适于在所述基座模块(2)与所述勘测和/或投影模块(4、4a-4d)之间传输数据和/或能量，以及
·机械接口(5、5a)，所述机械接口(5、5a)适于将所述勘测和/或投影模块(4、4a-4d)机械地连接至所述基座模块(2)，
从而
·所述接口(5、5a-5c)被设计成使得所述勘测和/或投影模块(4、4a-4d)能够由用户(3)安装至所述基座模块(2)并从所述基座模块(2)拆卸，并且
·所述大地测量仪器(1)被设计成将不同大地测量类型的各种勘测和/或投影模块(4、4a-4d)安装至所述基座模块(2)，并执行相应的不同大地测量勘测和/或投影功能。


2.根据权利要求1所述的大地测量仪器(1)，
其特征在于
所述大地测量仪器(1)按以下方式设计：使得所有能够安装的各种勘测和/或投影模块(4、4a-4d)参照同一坐标原点。


3.根据权利要求1或2所述的大地测量仪器(1)，
其特征在于
所述勘测和/或投影模块(4、4a-4d)被设计成具有电池(16)、数据存储部和第二处理器(17)的便携式独立勘测和/或投影模块(4、4a-4d)，使得能够实现利用从所述基座模块(2)拆卸的所述勘测和/或投影模块(4、4a-4d)进行临时的、特别是徒手的勘测和/或投影，特别是其中，所述勘测和/或投影模块(4、4a-4d)的所述电池(16)用作整个大地测量仪器(1)的电力储备。


4.根据前述权利要求中任一项所述的大地测量仪器(1)，
其特征在于
所述接口(5、5a-5c)被设计成使得通过所述用户(3)的单次手动操作就能实现将所拆卸的勘测和/或投影模块(4、4a-4d)可操作地安装至所述基座模块(2)，并类似地拆卸所安装的勘测和/或投影模块(4、4a-4d)，所述单次手动操作特别是
·恰好一次基本线性或旋转的手移动，和/或
·由此所述机械接口(5、5a)被设计成免工具地安装和拆卸所述勘测和/或投影模块(4、4a-4d)，和/或
·所述机械接口以及所述光学接口和/或电接触接口(5、5a-5c)被设计成接合接口(5)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的大地测量仪器(1)，
其特征在于
所述机械接口(5、5a)被设计成使得所述勘测和/或投影模块(4、4a-4d)到所述基座模块(2)的机械稳定安装通过以下中的至少一者来固定，特别是通过恰好一者来固定，
·磁体(29a、29b)，
·一个螺钉(30b)，
·一个装载有弹簧的爪(31b、31c)，
·一个可扭转爪(33b)，
·卡口紧固件(32、32a、32b)，
·一个球形锁销(34b)。


6.根据前述权利要求中任一项所述的大地测量仪器(1)，
其特征在于
所述机械接口(5、5a)按以下方式设计：使得各个勘测和/或投影模块(4、4a-4d)的安装位置能够精确地再现并且是热稳定的。


7.根据权利要求6所述的大地测量仪器(1)，
其特征在于
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·霍茨，T·博世，J·马勒，
申请(专利权)人：莱卡地球系统公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH