SISTEMA MODULAR PARA GENERAR UN PLANO DE REFERENCIA POR LÁSER.

Sistema modular para determinación de nivel por láser, que incluye en el interior de una carcasa (1) un generador de rayos láser fijado a medios de posicionamiento respecto de un plano paralelo al plano de base (B) de dicha carcasa (1),

encontrándose orientado el rayo láser hacia una cámara central de la carcasa (1), no ocultada por ningún obstáculo y que previamente atraviesa medios de colimación, y un módulo de accionamiento giratorio de un conjunto óptico que comprende al menos un plano de reflexión, estando dispuesto dicho módulo de accionamiento giratorio en una dirección esencialmente coaxial al eje del rayo láser, caracterizado porque el módulo de accionamiento giratorio de dicho conjunto óptico comprende un motor sin escobillas (5) de conmutación electrónica, alineado con la cámara central de la carcasa (1) y el rayo láser, incluyendo el motor sin escobillas (5) un eje hueco (51) y un estator (53), suspendido de un elemento fijo a rotación alrededor de un eje paralelo al del rayo láser, pudiendo inclinarse dicho elemento fijo mediante un módulo de determinación y de ajuste de la inclinación respecto de un plano de referencia paralelo al plano de apoyo de la cubierta de la carcasa (1), estando dotado dicho generador de rayos láser de dos niveles (30, 31) en un cuerpo (3) fijo al motor sin escobillas (5)

La presente invención se refiere al ámbito de los dispositivos de determinación de nivel. Más concretamente, la invención se refiere a un sistema modular para determinación de nivel de tipo láser.

Por lo general, los dispositivos de determinación de nivel se utilizan en la construcción, por ejemplo, al instalar una superficie horizontal fijada en unos pilares o paredes laterales, o para la nivelación de terrenos, o incluso para la realización de medidas por parte de un topógrafo.

Los dispositivos de la técnica anterior comprenden, por lo general, una carcasa de base que integra una fuente láser, que envía un rayo vertical ascendente hacia un pentaprisma (20) giratorio. El pentaprisma (20), que se encuentra girando, redirige entonces el rayo vertical, formando un ángulo esencialmente de 90º, para efectuar un barrido de un plano de nivel horizontal luminoso. En ciertas condiciones, estos dispositivos no pueden colocarse horizontalmente, por lo que presentan planos inclinados. En respuesta a este defecto, se han añadido dispositivos de nivelado para permitir la compensación de las eventuales inclinaciones.

Ya se conocía en la técnica anterior, gracias a la patente US 6014211, un dispositivo que genera un plano de nivel por láser, y que está compuesto por una carcasa que contiene un generador de un rayo láser horizontal y un espejo situado en un tubo vertical, rematado por un conjunto formado por un motor rotativo que hace girar un pentaprisma (20). Con este tipo de dispositivo, no es posible efectuar el ajuste fino de la orientación de los diferentes elementos, tales como el motor, el generador de rayos láser o el tubo que dirige el rayo láser, ya que estos elementos se encuentran relativamente dispersos. La fiabilidad de este dispositivo se reduce notablemente debido al hecho de que los diferentes componentes no están integrados. Además, este tipo de dispositivo, que incorpora un péndulo suspendido de un hilo, puede no ser lo suficientemente robusto como para soportar las difíciles condiciones de una obra.

Así pues, el objeto de la presente invención consiste en paliar uno o más de los inconvenientes de la técnica anterior, definiendo un sistema modular de tipo láser para la determinación del nivel, con una gran precisión y fiabilidad, que está integrado en la misma carcasa que el módulo motorizado, junto a los elementos de nivelado y la fuente láser.

Este objetivo se consigue mediante un sistema modular para determinación de nivel por láser, que incluye en el interior de una carcasa un generador de rayos láser junto a medios de posicionamiento respecto de un plano paralelo al plano de base de dicha carcasa, encontrándose orientado el rayo láser hacia una cámara central de la carcasa, no ocultada por ningún obstáculo y que previamente atraviesa medios de colimación, un módulo de accionamiento giratorio de un conjunto óptico que comprende al menos un plano de reflexión, estando dispuesto dicho módulo de accionamiento giratorio en una dirección esencialmente coaxial al eje del rayo láser, caracterizado por el hecho de que el módulo de accionamiento giratorio de dicho conjunto óptico comprende un motor sin escobillas de conmutación electrónica, alineado con la cámara central de la carcasa y el rayo láser, comprendiendo el motor sin escobillas un eje hueco y un estator, suspendido de un elemento fijo a rotación alrededor de un eje paralelo al del rayo láser, pudiendo inclinarse dicho elemento fijo mediante un módulo de determinación y de ajuste de la inclinación respecto de un plano de referencia paralelo al plano de apoyo de la cubierta de la carcasa, incorporando dicho generador de rayos láser con dos dispositivos de nivelación en una carcasa acoplada al motor sin escobillas.

De acuerdo con otra peculiaridad de la invención, dicho motor sin escobillas comprende un estator bobinado, un rotor de imán permanente y un codificador óptico conectado al rotor a través del eje hueco del motor, siendo dicho codificador óptico de tipo incremental, que está asociado a medios electrónicos de detección de la posición del rotor, permitiendo conocer con precisión la posición del rotor y la posición del rayo láser, así como controlar la rotación o las oscilaciones entre dos posiciones del motor.

De acuerdo con otra peculiaridad de la invención, dichos medios electrónicos de detección de la posición del rotor comprenden al menos una tarjeta electrónica de detección de la posición del codificador y de control del motor.

De acuerdo con otra peculiaridad de la invención, dicho módulo de determinación y de ajuste de la inclinación comprende medios manuales de ajuste de la inclinación de dicho elemento fijo a rotación.

De acuerdo con otra peculiaridad de la invención, dicho módulo de determinación y de ajuste de la inclinación comprende un dispositivo con al menos dos elementos de nivelado de dicho elemento fijo a rotación, incluyendo concretamente dichos medios de nivelado un micromotor que sirve para ajustar al menos un tornillo que se rosca siguiendo un eje vertical de la carcasa.

De acuerdo con otra peculiaridad, dicho módulo de determinación y de ajuste de la inclinación comprende un dispositivo con dos gatos elevadores fijados a dos esquinas de dicho elemento fijo a rotación y de dicho módulo de accionamiento giratorio, sirviendo los dos gatos elevadores para efectuar un desplazamiento respecto del eje de inclinación de dicho módulo de accionamiento giratorio respecto del eje vertical de la carcasa.

De acuerdo con otra peculiaridad, dichos gatos elevadores son eléctricos, y el control de dichos gatos se realiza mediante al menos una tarjeta electrónica de control.

De acuerdo con otra peculiaridad, dos niveles perpendiculares entre sí, y situados en un plano paralelo al plano de base sobre el que descansa el zócalo de la carcasa se encuentran incorporados a un cuerpo que incluye el generador de rayos láser, orientándose la dirección del rayo láser respecto de dicho plano de base, detectando ambos niveles la posición relativa del generador de rayos láser respecto de un plano de referencia.

De acuerdo con otra peculiaridad, un tercer nivel, denominado vertical, y que es perpendicular a los otros dos, está incorporado a la carcasa que incluye el generador de rayos láser para detectar la posición relativa del generador de rayos láser respecto de un plano de referencia.

De acuerdo con otra peculiaridad, los niveles incorporados con el generador de rayos láser son unos niveles electrónicos de lectura óptica, efectuándose la lectura óptica mediante al menos una tarjeta electrónica.

De acuerdo con otra peculiaridad, dicho módulo de determinación y ajuste de la inclinación del elemento fijo a rotación comprende un circuito impreso, foto-detectores y medios de accionamiento que determinan la inclinación de este módulo respecto del zócalo de la carcasa.

De acuerdo con otra peculiaridad de la invención, dicho conjunto óptico giratorio comprende un pentaprisma giratorio y el generador de rayos láser, dotado de un diodo láser, que está alineado con dicho eje hueco y dicho pentaprisma según un eje orientado en función de la verticalidad de la carcasa, orientándose dicho pentaprisma para reflejar el rayo láser con un ángulo de esencialmente 90º.

De acuerdo con otra peculiaridad, dichos medios de posicionamiento respecto de un plano paralelo al plano de base de dicha carcasa comprenden al menos un elemento de atornillado que se regula manualmente.

De acuerdo con otra peculiaridad, dichos medios de posicionamiento respecto de un plano paralelo al plano de base de dicha carcasa comprenden al menos un gato elevador eléctrico.

De acuerdo con otra peculiaridad, el sistema de la invención comprende un dispositivo de doble pendiente, estando compuesta cada una de las pendientes por dos placas, siendo al menos una de dichas placas móvil, y estando articulada al menos mediante dos rodamientos, constituyendo los dos rodamientos una generatriz de un plano, que son solicitados a lo largo de otra generatriz de este plano por un elemento elástico hacia una posición de retorno, y en dirección contraria, por un dispositivo electromecánico que permite regular la inclinación de la pendiente.

De acuerdo con otra peculiaridad, una de las placas del dispositivo de doble pendiente es común a ambas pendientes.

De acuerdo con otra peculiaridad, las placas móviles del dispositivo de doble... [Seguir leyendo]

1. Sistema modular para determinación de nivel por láser, que incluye en el interior de una carcasa

(1) un generador de rayos láser fijado a medios de posicionamiento respecto de un plano paralelo al plano de base (B) de dicha carcasa (1), encontrándose orientado el rayo láser hacia una cámara central de la carcasa (1), no ocultada por ningún obstáculo y que previamente atraviesa medios de colimación, y un módulo de accionamiento giratorio de un conjunto óptico que comprende al menos un plano de reflexión, estando dispuesto dicho módulo de accionamiento giratorio en una dirección esencialmente coaxial al eje del rayo láser, caracterizado porque el módulo de accionamiento giratorio de dicho conjunto óptico comprende un motor sin escobillas (5) de conmutación electrónica, alineado con la cámara central de la carcasa (1) y el rayo láser, incluyendo el motor sin escobillas (5) un eje hueco (51) y un estator (53), suspendido de un elemento fijo a rotación alrededor de un eje paralelo al del rayo láser, pudiendo inclinarse dicho elemento fijo mediante un módulo de determinación y de ajuste de la inclinación respecto de un plano de referencia paralelo al plano de apoyo de la cubierta de la carcasa (1), estando dotado dicho generador de rayos láser de dos niveles (30, 31) en un cuerpo

(3) fijo al motor sin escobillas (5).

2. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho motor sin escobillas (5) comprende un estator bobinado (53), un rotor (50) de imán permanente y un codificador óptico (52) conectado al rotor mediante el eje hueco (51) del motor (5), en el que dicho codificador óptico (52), es de tipo incremental y está asociado a medios electrónicos de detección de la posición del rotor (50), que permiten conocer con precisión la posición del rotor (50), y la posición del rayo láser, así como controlar la rotación o las oscilaciones entre dos posiciones del motor (5).

3. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dichos medios electrónicos de detección de la posición del rotor (50) comprenden al menos una tarjeta electrónica de detección de la posición del codificador óptico (52) y de control del motor (5).

4. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho módulo de determinación y de ajuste de la inclinación comprende medios manuales de ajuste de la inclinación de dicho elemento fijo a rotación.

5. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho módulo de determinación y de ajuste de la inclinación comprende un dispositivo con al menos dos órganos de nivelado de dicho elemento fijo a rotación, incluyendo concretamente dichos medios de nivelado un micromotor (9) que sirve para el ajuste de un tornillo (9) que se rosca siguiendo un eje vertical de la carcasa (1).

6. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho módulo de determinación y de ajuste de la inclinación comprende un dispositivo con dos gatos elevadores (11) fijados a dos esquinas de dicho elemento fijo a rotación y de dicho módulo de accionamiento giratorio, sirviendo los dos gatos elevadores (11) para efectuar un desplazamiento relativo del eje de inclinación de dicho módulo de accionamiento de giro respecto del eje vertical de la carcasa (1).

7. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con la reivindicación 6, en el que dichos gatos elevadores (11) son eléctricos, realizándose el control de dichos gatos (11) por medio de, al menos, una tarjeta electrónica de control (4).

8. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dos niveles (30) perpendiculares entre sí, y situados en un plano paralelo al plano de base (B) sobre el que descansa el zócalo de la carcasa (1) se encuentran incorporados a un cuerpo (3) que incluye el generador de rayos láser, orientándose la dirección del rayo láser respecto de dicho plano de base (B), detectando ambos niveles (30) la posición relativa del generador de rayos láser respecto de un plano de referencia.

9. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con la reivindicación 8, en el que un tercer nivel, denominado vertical (31), y que es perpendicular a los otros dos (30), está incorporado a la carcasa (3) que incluye el generador de rayos láser para detectar la posición relativa del generador de rayos láser respecto de un plano de referencia.

10. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, en el que los niveles (30, 31) incorporados con el generador de rayos láser son unos niveles electrónicos de lectura óptica, efectuándose la lectura óptica mediante, al menos, una tarjeta electrónica (4).

11. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que dicho módulo de determinación y ajuste de la inclinación del elemento fijo a rotación comprende un circuito impreso, foto-detectores y medios de accionamiento que determinan la inclinación de este módulo respecto del zócalo de la carcasa (1).

12. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicho conjunto óptico giratorio comprende un pentaprisma (20) giratorio y el generador de rayos láser, dotado de un diodo láser, está alineado con dicho eje hueco (51) y dicho pentaprisma (20) según un eje orientado en función de la verticalidad de la carcasa (1), orientándose dicho pentaprisma (20) para reflejar el rayo láser con un ángulo de esencialmente 90º.

13. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que dichos medios de posicionamiento respecto de un plano paralelo al plano de base (B) de dicha carcasa (1) comprenden al menos un elemento de atornillado que se regula manualmente.

14. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que dichos medios de posicionamiento respecto de un plano paralelo al plano de base (B) de dicha carcasa (1) comprenden al menos un gato elevador eléctrico

15. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que incluye un dispositivo de doble pendiente (8), estando compuesta cada una de las pendientes por dos placas, siendo al menos una de dichas placas (81, 82) móvil, y estando articulada al menos mediante dos rodamientos, (80) constituyendo los dos rodamientos (80) una generatriz de un plano, que son solicitados a lo largo de otra generatriz de esta plano por un elemento elástico (800) hacia una posición de retorno, y en dirección contraria, por un dispositivo electromecánico que permite regular la inclinación de la pendiente.

16. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con la reivindicación 15, en el que una de las placas (81) del dispositivo de doble pendiente (8) es común a ambas pendientes.

17. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15 y 16, en el que las placas móviles (81, 82) del dispositivo de doble pendiente

(8) se montan de forma giratoria respecto de dichos dos rodamientos (80), estando los ejes de rotación de las placas móviles (81, 82) orientados perpendicularmente.

18. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15, 16 o 17, en el que dicho dispositivo electromecánico comprende al menos dos motores paso a paso (9) controlados por medios electrónicos de control, que tienen en cuenta los valores representativos de ángulos de giro de las placas móviles (81, 82) seleccionados por el usuario mediante un interfaz y al menos una tabla de corrección.

19. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14, que comprende un dispositivo de pendiente única situado entre dicho motor sin escobillas (5) y el emplazamiento de los niveles (30, 31).

20. Sistema modular para determinación de nivel por láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en el que la carcasa (1) comprende medios de agarre (10) y un compartimiento destinado a una batería (100), que se cierra mediante una tapa móvil, estando asociada a dicha carcasa (1) una consola con pantalla de presentación (13) y teclas de control (14), para efectuar el control de dicho módulo de determinación y de ajuste de la inclinación y la tarjeta electrónica de detección de la posición del codificador (52) y de control del motor (5).