МАРКИРОВОЧНОЕ И/ИЛИ НИВЕЛИРНОЕ УСТРОЙСТВО
MARKING AND/OR LEVELLING DEVICE

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.