确定污水井中水道入口和水道出口的位置和方向的装置 【技术领域】
本发明涉及一种用于确定污水系统中水道入口和水道出口的位置和方向的装置，这些水道入口和出口沿水平的平面通向污水井或离开污水井。
背景技术
一般在实践中不对污水井进行精确测量，因为迄今没有适合的能够给出通向污水井或离开污水井的水道的位置和走向的装置或者只有以不成比例的极高费用才可以确定进入或侧面离开污水井的水道的水平方向。因此目前只能探测污水井盖的位置和高度，并通过测竿或一个比例尺近似地确定污水井底的深度和入口/出口的深度。
DE 33 40 317 A1也涉及到这方面的问题，它描述了一种测量仪器，用于在难以接近的空腔尤其是在污水道中同时确定各点的位置和高度。
所建议的这种测量仪器由一个棱柱组成，该棱柱具有两个固定在相应框架上地棱镜，其中，棱柱可以通过不同长度的铝材矩形管借助插接接头改变长度并且可围绕其纵轴线在各自的插接接头中旋转。在这个仪器的下端设置一个锥尖，通过它将棱柱竖立在污水井的基础上或者置入到水道的底上。如果通过视距仪测量相对于棱柱上的两个棱镜的水平角、垂直角和倾斜距离时，则可以借助于计算方法的辅助措施对水道入口的位置进行探测。但是缺陷是，通过这种测量仪器只能探测水道入口和出口的位置，但是不能探测出其方向，即，水道从哪个方向来或向那个方向去。
按照DE 38 04 875 A1，还已知一些采用光电视距仪进行的测量和测图，其中视距仪的可移动的反射体固定在一个铅垂杆上。该铅垂杆可以根据沟渠/井的深度无级地延长。为了准确地测量在沟渠/井中的各管道部分，将铅垂尖放置到待测量的点上并使铅垂杆精确地垂直取向。这个铅垂杆的对准是非常复杂的，同时对于精确的测量铅垂杆必需长时间地保持静止，这只能在一定的条件下才能实现。为了改善这种铅垂杆的操作过程，通过DE 197 11 995 A1已知一个铅垂杆，其中一个视距仪的反射体位于铅垂杆操作段和其上顶端上并且一个铅垂杆固定体与其成直角设置。该铅垂杆固定体由一个铅垂杆延长体、一个操作段和一个固定装置所组成。这个固定装置由夹紧体构成。在铅垂杆延长体上设置一个水准仪滑座，它可以自由定位并且配有一个大的水准仪，由此即使从较远的距离也能够实现可读性。
通过这个解决方案，虽然能够改善铅垂杆的操作性问题，但是通过这个铅垂杆也只能探测水道出口和水道入口的位置，而不能探测其走向，而这在图纸测绘和管道文件中正好是必需的，以避免后续施工造成损害。
此外在DE 296 03 681 U1以及DE-OS 1 623 111中指出，其一方面已知一种用于地形测量仪的光学测深装置，另一方面已知一种用于测量空腔尤其是地下洞穴的方法和装置。通过这种方案也不能探测水道出口和入口的走向。
【发明内容】
因此本发明的目的是，实现一种用于确定污水井中水道入口和水道出口的位置和方向的装置，它相对于一个视距仪可以定位并且通过它能够克服已知解决方案在确定水道入口和水道出口的位置方面的缺陷。
按照本发明的这个目的通过权利要求1的特征得以实现。
本发明装置的有利的解决方案和特别的扩展结构由从属权利要求给出。
这样实现了一种由视距仪瞄准器构成的装置，并通过它能够将视距仪的水平视线通过一个反射镜系统偏转到一个与其平行的在不同深度上的水平视线上。在此这样构成该装置，它相对于视距仪固定连接，但是与视距仪一起围绕视距仪的垂直竖轴可旋转地支承。此外该装置这样相对于视距仪定位，使按照本发明装置的水平轴线平行于视距仪的水平调整的视轴。通过这个精密的布置能够使观察者的视场垂直移动，由此能够使该装置由一种型材管制成，该型材管插进一个空心的中间托架中，该中间托架这样构成，其在视距仪垂直方向且在支架下方的管形延长段指向待测量的污水井方向并过渡到一个伸缩管形式结构的型材管延长段，该伸缩管又通过一个连接器固定在中间托架的下端，在支架上固定视距仪和本装置。所述伸缩管可以伸出和缩进，由此实现管形延长段的垂直长度变化。
也属于本发明的是，通过本装置的布置与结构和本装置与视距仪的连接以及视距仪相对于支架的布置与固定所给出的可能的方法，以实现视距仪与相配的装置在圆周360°上进行调整，由此可以探测所有在水平方向通向或离开污水井的水道。
所述视距仪的这种圆周方向上的旋转或调整通过一个已实现的支承和固定实现。
这个支承/固定由一种本身已知的三脚架、一个下托架和一个上托架和一个在其间可旋转支承的中间托架组成。在与支架固定连接的三脚架中夹紧下托架，该下托架又可以通过一个锁紧装置与上托架固定连接。在上托架上放置视距仪并根据其典型的结构形式相对于视距仪可旋转地设置。
本发明的装置的型材管通过一个框架与视距仪连接，另一方面型材管的一个水平延伸的部分卡接中间托架的一个缺口，中间托架的管形垂直延长段卡接三脚架的中间孔和支架的中间孔并且型材管延长段(伸缩管)的连接器位于中间托架的下端。所述型材管相对于中间托架的布置和固定设计成形锁合且力锁合形式的，由此保证，在圆周方向上调整视距仪时使用于确定位置和方向的装置同时一起旋转/摆动。
本发明的另一重要特征是，这个型材管在更广泛意义上发挥双重功能，即，一方面相对于视距仪固定整个装置，另一方面在型材管中容纳反射体，使视距仪的视线在整个系统中偏转。在此型材管在视距仪光学瞄准器处构成一个开孔，使从视距仪发出的视线可以进入并穿过测量装置的系统。型材管中的另一开孔位于视距仪竖轴处，在那里视线垂直向下偏转到位于其下的中间支架和其管形延长段。在最下面的管中具有一个固定装入的反射体，它将视线又偏转到水平方向，然后视线通过一个侧面开孔在一个方向上离开按照本发明的装置，该方向平行于视距仪的水平调整的视轴。
此外按照本发明，由垂直的型材管延长段构成的各伸缩管通过一个驱动装置可以从这个延长段伸缩地伸出和缩进，其中通过各伸缩管横截面给出的受局限的视场可以通过一个在最小的管的伸缩管端部上的镜组放大并且一个安置在伸缩管端部上的光源彻底改善视野条件。
合乎目的的是，按照本发明的用于确定水道入口和水道出口位置和方向的装置设有一个用于操纵各伸出或缩进的伸缩管的伸缩移动的控制装置。为此使用一个直流电机和一个与其耦联的齿带传动装置。所述直流电机固定在最上面的伸缩管上，各齿带粘贴到各伸缩管上。一个蜗轮传动机构将旋转运动通过一个齿轮传递到齿带并由此影响其垂直移动性。
属于本发明的是，最内部的和最小的管在端部配备有一个偏心靴，该偏心靴由一个固定的长度构成或者在一个优选实施例中在其长度上变化地构成，其中偏心靴长度的变化通过相互拼接的且伸缩设置的伸缩管实现。
通过已实现的按照本发明的装置保证在污水井中的圆周视野，并且可以在视距仪的水平调整光学瞄准器中看到入口或出口。深度可以通过伸缩长度读出并结合视距仪的安置点高度以及污水井盖的水平高度和仪器高度得出在所选高度参考系统中水道入口或水道出口的高度。同时可以在视距仪上读出或测量水平方向。在水道的延长段直接进入到视距仪竖轴上的情况下，能够精确地确定水道的水平方向。如果不是这种情况，则可以不移动视距仪只是通过一个偏心的测量就可以确定水道的准确水平方向。即，伸缩管端部必需从竖轴伸出来移动到水道的延长段上。
按照本发明，这一点通过一个设置在伸缩管端部的偏心靴实现，该偏心靴设置在伸出的伸缩管端部上。一个固定设置在偏心靴中的反射体/反射镜负责视线的水平偏转，根据偏心靴的安装结构实现向左或向右偏转90°。偏转的方向和大小在水道水平方向的计算中应该考虑。
在一个优选的实施例中这个偏心靴伸缩式地构成，因此存在使这个偏心靴在其长度上变化调整的可能性，以便也能够对错开延伸的水道入口和水道出口确定其方向和长度。
【附图说明】
通过下面的实施例详细描述本发明。附图中：
图1本装置相对于一个视距仪和一个定位在污水井上方的支架的布置，
图2图1的俯视图，
图3本装置在工作位置，伸缩管伸出，
图4用于偏心测量的偏心靴的布置结构的原理图。
【具体实施方式】
由在图1中所示的总图直接得到本装置相对于视距仪1的结构和布置，也包括视距仪与装置相对于支架3的布置和固定，该支架定位在一个污水井4上方。所述支架3在此是本装置以及视距仪1的各功能部件的支架，这些部件相互间这样设置在支架3的中或上，使得能够在污水井4中实现一个完整的水平圆周视野。由此在支架3上固定设置一个三脚架8，它是下托架24、中间托架7和上托架6的支架。在上托架6上可旋转地支承着视距仪1，按照本发明的装置相对于视距仪和中间托架7设置和定位。这一点通过一个框架10实现，该框架由一个型材管11构成，该型材管最好具有一种正方形横截面并这样构成，使其可以通过一个缺口固定在中间托架7中并且还这样构成，使型材管11向下与视距仪1竖轴叠合地具有一个开孔，一个反射体位于开孔上方。位于其下面的中间托架7向下具有一个管形延长段23，它穿过三脚架8和支架3的中心。在中间托架7的管形延长段23的下方，通过一个连接器14可更换地固定一个由各个伸缩支承的伸缩管15构成的延长段。
所述型材管11由各分部件通过相应插接接头构成，因此使型材管11易于装配和拆卸。该型材管11与视距仪1的光学瞄准器2的水平轴线叠合地具有一个开孔12。在型材管11内部在偏转点上具有最好由反射镜构成的反射体13，以致通过该系统能够实现一种无阻碍的透视。
这样选择相互间伸缩设置的伸缩管15的结构，使得最小的管16在端部具有一个出孔18，它与视距仪1的竖轴成90°角。同样在管16的端部配有一个光源17并在伸缩管的折弯区内部配有一个反射体13。
所述视距仪1与相配的装置的圆周旋转活动性和无阻碍地调整通过中间托架7实现，该托架可旋转地设置在下托架24与上托架6之间。这一点又由此实现，即，所述下托架24与上托架6通过一个固定销9相互间固定连接，由此能够实现中间托架与放置于其上的视距仪1和相配的型材管11的环绕旋转运动。这一点也不受固定销9的限制，因为这个固定销9在需要时可以置于一个第二止锁位置。
因为中间托架7的管形延长段23使型材管11通过支架3的中心导引并且该型材管11相对于视距仪1设置在支架3上方，因此如图2所示，支架3的各脚不会产生干扰并且不会妨碍视距仪1在360°圆周上的圆周旋转。
按照图3的视图清楚地示出了视距仪1与相配的装置的工作位置。示出各伸缩管15的伸出状态，它们伸进到污水井4中并定位在其相对于一个第一水道出口或水道入口5的位置上。由这个视图可以看出，当观察者通过视距仪1的光学瞄准器2看去时，型材管11的结构和布置如何使观察者的视场垂直地移动到管16的出孔18上，这一点通过观察方向19表示。所述视距仪1的圆周旋转通过手动调整实现。各伸缩管15的垂直伸出和缩进以受控方式通过一个具有相配的齿带传动的直流电机实现，其中也可以使用其它的驱动和传动部件。在本实施例中，所规定的直流电机固定在最上面的管15上并与一个耦联的齿带传动处于作用连接。这一点这样实现，即，在每个管15上粘贴一个齿带，并且一个规定的蜗轮减速器将直流电机的旋转运动通过一个齿轮传递到各自的齿带上。通过电机的换极可以实现前进和后退移动。一个位于伸缩支承的伸缩管15上的止挡用于使伸缩管15从最小的、最内部的管16开始伸出并分别以紧接着的较大的管继续向前移动。所述传动装置和止挡悬挂在伸缩管15的另一侧并通过一个反压弹簧相连接，使得由此保证在缩进和伸出时在各自的管15上所需的顶压力。
在图4中所示的两个视图直接示出通向或离开污水井4的水道5的偏心测量原理，在此示出，水道5如何与井壁20相互错置，而视距仪1通过伸缩管15在中心定位于污水井开孔21。
由图4的左侧视图可以看出，按规定只能对水道出口或水道入口5的方向进行测量。不能精确地确定水道出口或水道入口5’的方向。为了实现这一点，给伸缩管16的端部在其出孔18上附设一个偏心靴22，它在出口侧同样配有一个与偏心靴22轴线错置90°的出孔，因此能够实现在水道出口或水道入口5’上沿视野方向19的观察。在此主要优点是，所述偏心靴22同样可以伸缩地构成，因此能够确定到各水道出口或水道入口5；5’的距离或长度变化。
如图4中右侧视图所示，在具有固定长度的偏心靴22的结构和布置中，这个偏心靴通过一个卡箍与管16上的一根橡胶轴夹紧。在橡胶轴一侧的一个配重平衡单侧起作用的、通过偏心靴22的质量调整的倾翻转矩。通过一个与管连接的横向接头防止所述偏心靴22向下倾翻。固定设在偏心靴22中的反射体13负责视线的偏转，根据偏心靴22的安装实现向左或向右偏转90°。偏转的方向和大小在计算各水道5；5’的水平方向时应该考虑。一般也可以设想和实现向上或向下的偏转。在使用可调整不同长度的偏心靴22时，这个偏心靴以类似的方式固定在管16上。根据伸出长度的大小产生的垂直转矩通过配重进行平衡。在此配重的移动与偏心靴22各伸缩管的移动和伸出耦联，其操作和功能作用同样自动地实现。
除了通过视距仪1的光学瞄准器2相对于伸缩管16的各自的出孔或偏心靴22的出孔垂直移动观察者的视场以外，同样可以使从视距仪1发出的激光相应偏转并置于待测量的位置上。即，通过本发明的反射镜系统的偏转可以使激光用于长度测量，由此与确定高度和水平方向相结合也可以确定在水道5中的一个反射点的三维位置。