專利名稱：一種水平儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水平儀，特別是涉及一種機構簡單，可適用于不同環(huán)境并且可自動校正的水平儀。
背景技術：
在進行建筑或裝潢施工的過程中，常需使用水平儀以進行定位校準的工作。一般而言，傳統(tǒng)的方式是以線繩綁縛于墻面兩端作為其基準線，然而此方式不僅耗費人力與工時，并且難以精確地校正而達到精準的定位。
此外，一般的水平儀是將一雷射組件設置于水平儀內部，發(fā)射光線經(jīng)反射鏡反射后投影于目標物上，可形成一定位點，并作為水平校準及測量之用；然而，上述方式一般僅能發(fā)出一個光點，且光線經(jīng)反射鏡反射后容易產(chǎn)生偏折誤差，因此具有不易校正的缺點，且無法達到一較高精度。
尤其，當水平儀置放于不平的地面上時，必須透過一校正程序調整投射光線的姿態(tài)以達到應有的水平度。
相關內容請參照美國專利US Patent5754582或中國臺灣專利公報第491349號。

發(fā)明內容
鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種水平儀，能夠自動校正投射光線方向而產(chǎn)生一精準的水平基準面。
本發(fā)明是按以下技術方案實現(xiàn)的一種水平儀，投射出大體與一水平面平行的一平面光，其包括一殼體；一光源發(fā)射器，旋轉地投射出該平面光；一主軸，與該光源發(fā)射器結合，并垂直于該平面光，其一端具有一旋轉部，另一端具有一對突出部；一萬向軸承，設于該殼體，可供該主軸旋轉并傾擺地穿設其中；一水平傳感器，用以感測該平面光與水平面的夾角，并輸出一調整訊號；一主軸調制機構，設置于該殼體，包含交叉設置的一第一移動桿及一第二移動桿，其中該第一移動桿推動該主軸的一突出部沿著一第一軸方向移動，該第二移動桿推動該主軸的另一突出部沿著一第二軸方向移動，且該第一軸方向大體垂直于該第二軸方向。
因此，該主軸調制機構根據(jù)上述調整訊號推動該突出部及該主軸，使得該主軸大體垂直于水平面，且使該平面光大體平行于該水平面。
本發(fā)明的水平儀，其中該主軸調制機構還具有一第一導槽與一第二導槽，該第一移動桿的一自由端穿設于該第一導槽內，該第二移動桿的一自由端穿設于該第二導槽內。
本發(fā)明的水平儀，其中該第一移動桿與該第一軸夾一第一角度且沿著該第一軸方向移動，該第二移動桿與該第二軸夾一第二角度且沿著該第二軸方向移動，使得該第一移動桿與該第二移動桿保持在該第一軸與該第二軸構成的平面上移動。
本發(fā)明的水平儀，其中該對突出部，分別設置于該第一移動桿與該第二移動桿的兩側。
本發(fā)明的水平儀，其中該主軸調制機構還包括一第一導桿，平行于該第一軸方向，且該第一移動桿的一端套設于該第一導桿，這樣，該第一導桿帶動該第一移動桿沿著該第一軸方向移動；以及一第二導桿，平行于該第二軸方向，且該第二移動桿的一端套設于該第二導桿，這樣，該第二導桿帶動該第二移動桿沿著該第二軸方向移動。
本發(fā)明的水平儀，其中該第一導桿、第二導桿為一螺桿且該第一移動、第二移動桿具有跨設于該第一導桿、第二導桿的齒部，分別轉動該第一導桿、第二導桿帶動該第一移動桿、第二移動桿移動。
本發(fā)明的水平儀，其中該第一移動桿與該第二移動桿是互相垂直的。
本發(fā)明的水平儀，其中該主軸調制機構還包括根據(jù)上述調整訊號驅動該第一導桿轉動的一第一馬達，和根據(jù)上述調整訊號驅動該第二導桿轉動的一第二馬達。
本發(fā)明的水平儀，還包括一第三馬達，提供電源予該旋轉部產(chǎn)生旋轉，并予該光源，使該準直光束形成一平面光。
本發(fā)明的水平儀，其中該第三馬達還包括一可轉動的一轉子；一第一導線、第二導線，彼此絕緣設置并貼附于該旋轉部的一導電軸；
其中，由該轉子驅動該導電軸轉動，使得該第一導線、第二導線伴隨轉動，并且該第一導線、第二導線與上述光源電性連結；以及一第一、第二電刷，分別與上述第一、第二導線接觸，其中，電源經(jīng)由該第一電刷輸入，導通該光源，并經(jīng)由該第二電刷輸出。
本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明提供一種水平儀，包括一光源發(fā)射器、一萬向軸承、一主軸、及一主軸調制機構。主軸穿過萬向軸承并連接光源發(fā)射器，其中光源發(fā)射器繞主軸旋轉。又，上述光源發(fā)射器平行于主軸。此外，主軸調制機構與之接觸并帶動主軸以及光源發(fā)射器繞萬向軸承中心點旋轉。
此外，本發(fā)明的水平儀還包括一第三馬達，一第一電刷以及一第二電刷，其中第一電刷電性連接外部正電極，第二電刷電性連接外部負電極。
此外，前述主軸具有一導電軸，又導電軸與主軸電性隔絕，其中導電軸與第一電刷電性接觸，且主軸與第二電刷電性接觸。特別地是，上述導線依序連接導電軸、光源發(fā)射器以及主軸，并與外部正電極以及外部負電極形成一回路，以驅動光源發(fā)射器發(fā)射光線，同時使主軸帶動光源發(fā)射器旋轉。
本發(fā)明的一水平儀，可自動校正并調整投射光線的姿態(tài)以產(chǎn)生一精準的水平基準面，然而水平儀亦可倒臥90°而變換提供一鉛垂方向的基準面。本發(fā)明不僅構造簡單，不需要反射鏡的設計即可提高精度且成本低廉，此外透過本發(fā)明不僅可改善熟知當水平儀置放于不平的地面時所產(chǎn)生的誤差，并可克服不同的地形地物而適用于各種不同的環(huán)境。


圖1a、圖1b為表示本發(fā)明的水平儀示意圖；圖2為表示主軸20與光源發(fā)射器10繞萬向軸承30的中心點301轉動及傾擺的示意圖；圖3為表示主軸調制機構T與突出部22連動的示意圖；圖4為表示本發(fā)明中第三馬達50結構的示意圖。
圖中符號說明1-殼體10-光源發(fā)射器20-主軸21-旋轉部
22-突出部30-萬向軸承41-XY軸傳感器42-Z軸傳感器50-第三馬達71-第一馬達72-第二馬達81-第一導桿810-第一移動桿82-第二導桿820-第二移動桿S1-第一導槽S2-第二導槽T-主軸調制機構24-第一導線25-第二導線26-轉子211-導電軸51-第一電刷52-第二電刷具體實施方式
下面結合附圖進一步說明本發(fā)明，但并非用以限定本發(fā)明的范圍。
首先請參閱圖1a以及圖1b，該二圖為表示本發(fā)明的水平儀示意圖。如圖所示，本發(fā)明的水平儀主要系包括一殼體1、一主軸調制機構T、一光源發(fā)射器10、一主軸20、一萬向軸承30、一第三馬達50，其中萬向軸承30與主軸調制機構T為固接于一殼體1，主軸20具有一旋轉部21，可由萬向軸承30任意地轉動與傾擺(如圖2所示)。此外，上述旋轉部21是穿過萬向軸承30并連接上述光源發(fā)射器10，透過第三馬達50驅動旋轉部21轉動而使得光源發(fā)射器10可繞Z軸360°旋轉。本發(fā)明由光源發(fā)射器10發(fā)射一垂直于主軸20的雷射光線，并透過光源發(fā)射器10于旋轉時投影所造成的視覺殘留影像，可定義出一垂直于鉛垂線的水平掃描軌跡。
如圖1a、圖1b圖所示，主軸20下方具有兩突出部22，又突出部22，平行于主軸20，和下方的主軸調制機構T連動。如此，當主軸調制機構T帶動突出部22，可連動主軸20的旋轉部21帶動光源發(fā)射器10繞著萬向軸承30中心點301轉動(如圖2所示)的同時并作傾擺，以適當?shù)馗淖児饩€投射的角度，而達成校正的目的。
接著請參閱圖2，該圖為表示主軸20與光源發(fā)射器10繞萬向軸承30的中心點301轉動及傾擺的示意圖。如圖所示，本發(fā)明是可透過使旋轉部21繞萬向軸承30的中心點301轉動以及連動突出部22而調整主軸20的姿態(tài)，以校正光源發(fā)射器10投射光線的方向及角度。如圖2所示，當光源發(fā)射器10處于不同姿態(tài)時，分別于目標物P上產(chǎn)生不同的投影位置(P0、P1以及P2)。
本發(fā)明由上述的機構設計，光線可直接由光源發(fā)射器10投射于目標物P，避免因透過反射鏡反射所產(chǎn)生的誤差偏折，同時機構更為簡單；此外，于該水平儀上具有一XY軸傳感器41以及一Z軸傳感器42，校正時可透過傳感器41、42偵測光線投射的水平度或垂直度，并傳送一控制訊號至主軸調制機構T，以校正光源發(fā)射器10的投射姿態(tài)。舉例而言，當水平儀放置于不平坦的地面時，可透過主軸調制機構T帶動主軸20一端的突出部22，使光源發(fā)射器10繞萬向軸承30轉動而調整其投射姿態(tài)，以校正并確保投射出的雷射光線保持水平。
圖3為表示本發(fā)明中主軸調制機構T與突出部22連動的示意圖。如圖所示，主軸調制機構T為包括一第一馬達71、一第二馬達72、一第一導桿81、一第二導桿82、一第一移動桿810以及一第二移動桿820。其中第一移動桿810跨設于第一導桿81，透過第一馬達71驅動第一導桿81可控制第一移動桿810于第一軸方向上移動。此外，第二移動桿820跨設于第二導桿82，透過第二馬達72驅動第二導桿82可控制第二移動桿820于第二軸方向上移動。
如圖所示，主軸調制機構T更設有第一導槽S1與第二導槽S2，上述第一移動桿810以及第二移動桿820的一端分別穿設于導槽S內，以精確地于一包含第一軸與第二軸的平面上移動。此外，兩突出部22分別設置于第一移動桿810與第二移動桿820的兩側。這樣，主軸調制機構T可于包含第一軸與第二軸的平面上任意方向上與兩突出部22連動，進而適當?shù)卣{整光源發(fā)射器10的姿態(tài)，以達成校正的目的。
接著再請參閱圖4，該圖為表示本發(fā)明中第三馬達50結構的示意圖。如圖所示，主軸20的旋轉部21穿設于第三馬達50中央，其中第三馬達50內部具有一第一電刷51以及一第二電刷52，又第一電刷51與第二電刷52分別連接一外部電源的正電極V+以及負電極V-。特別地是，旋轉部21中央具有一導電軸211，與上述第一電刷相接觸，而第二電刷則與旋轉部21本體下方相接觸。
此外，導電軸211透過一內層絕緣體(未圖示)與主軸20電性隔絕，第一導線24以及第二導線25分別連接上述導電軸211以及旋轉部21。其中，透過第一導線24、第二導線25與上方光源發(fā)射器10連接并形成一回路，不僅可驅動旋轉部21轉動，同時可提供光源發(fā)射器10發(fā)射雷射光線的所需電能。又，由于第一導線24、第二導線25穿設于轉子26中，因此當旋轉部21轉動時，第一導線24、第二導線25以及轉子26與旋轉部21同步轉動，因此可有效地避免旋轉時導線纏繞糾結的情形發(fā)生。
權利要求
1.一種水平儀，其特征在于包括一殼體；一光源發(fā)射器，旋轉地投射出該平面光；一主軸，與該光源發(fā)射器結合，并垂直于該平面光，其一端具有一旋轉部，另一端具有一對突出部；一萬向軸承，設于該殼體，可供該主軸旋轉地及傾擺地穿設其中；一水平傳感器，用以感測該平面光與水平面的夾角，并輸出一調整訊號；以及一主軸調制機構，設置于該殼體，包含交叉設置的一第一移動桿及一第二移動桿，其中該第一移動桿推動該主軸的一突出部沿著一第一軸方向移動以及該第二移動桿推動該主軸的另一突出部沿著一第二軸方向移動，且該第一軸方向大體垂直于該第二軸方向。
2.如權利要求1所述的水平儀，其特征在于所述的主軸調制機構還具有一第一導槽與一第二導槽，所述的第一移動桿的一自由端穿設于該第一導槽內以及所述的第二移動桿的一自由端穿設于該第二導槽內。
3.如權利要求1所述的水平儀，其特征在于所述的第一移動桿與第一軸夾一第一角度且沿著該第一軸方向移動，所述的第二移動桿與第二軸夾一第二角度且沿著該第二軸方向移動，使得該第一移動桿與該第二移動桿保持在該第一軸與該第二軸構成的平面上移動。
4.如權利要求1所述的水平儀，其特征在于所述的對突出部，分別設置于第一移動桿與第二移動桿的兩側。
5.如權利要求1或3所述的水平儀，其特征在于所述的主軸調制機構還包括一第一導桿，平行于第一軸方向，且第一移動桿的一端套設于該第一導桿，這樣，第一導桿帶動第一移動桿沿著第一軸方向移動；以及一第二導桿，平行于第二軸方向，且第二移動桿的一端套設于該第二導桿，這樣，第二導桿帶動第二移動桿沿著第二軸方向移動。
6.如權利要求5所述的水平儀，其特征在于第一導桿、第二導桿為一螺桿且第一移動桿、第二移動桿具有跨設于該第一導桿、第二導桿的齒部，分別由轉動第一導桿、第二導桿帶動第一移動桿、第二移動桿移動。
7.如權利要求1所述的水平儀，其特征在于所述的第一移動桿與所述的第二移動桿是互相垂直的。
8.如權利要求1或4所述的水平儀，其特征在于所述的主軸調制機構還包括根據(jù)調整訊號驅動第一導桿轉動的一第一馬達，及根據(jù)調整訊號驅動第二導桿轉動的一第二馬達。
9.如權利要求1所述的水平儀，其特征在于還包括一第三馬達，提供電源予旋轉部產(chǎn)生旋轉，并予光源，使該準直光束形成一平面光。
10.如權利要求9所述的水平儀，其特征在于所述的第三馬達還包括一可轉動的一轉子；一第一導線、第二導線，彼此絕緣設置并貼附于旋轉部的一導電軸；轉子驅動導電軸轉動，使得第一導線、第二導線伴隨轉動，并且第一導線、第二導線與所述光源電性連結；以及一第一電刷、第二電刷，分別與第一導線、第二導線接觸，其中，電源經(jīng)由第一電刷輸入，導通光源，并經(jīng)由第二電刷輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水平儀，特別是涉及一種機構簡單，可適用于不同環(huán)境并且可自動校正的水平儀。本發(fā)明的目的在于提供一種水平儀，能夠自動校正投射光線方向而產(chǎn)生一精準的水平基準面。包括一光源發(fā)射器、一萬向軸承、一主軸、及一主軸調制機構。主軸穿過萬向軸承并連接光源發(fā)射器，其中光源發(fā)射器繞主軸旋轉。上述光源發(fā)射器平行于主軸。此外，主軸調制機構與之接觸并帶動主軸以及光源發(fā)射器繞萬向軸承中心點旋轉。本發(fā)明的水平儀常用在建筑或裝潢施工過程中的定位校準的工作。本發(fā)明構造簡單，不需要反射鏡的設計即可提高精度且成本低廉，還可克服不同的地形地物所產(chǎn)生的誤差而適用于各種不同的環(huán)境。
文檔編號G01C15/00GK1661325SQ20041000471
公開日2005年8月31日 申請日期2004年2月24日 優(yōu)先權日2004年2月24日
發(fā)明者江友斌, 黃建龍, 林書宏 申請人:亞洲光學股份有限公司