專利名稱：旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器，具體為自補償?shù)男D(zhuǎn)構(gòu)造激光器以及用于測量構(gòu)造激光器的旋轉(zhuǎn)軸線 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有權(quán)利要求1的前序部分中的特征的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器以及用于測 量旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器的旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中已公知旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器。例如，在US 7，370，427中，描述了一種具有 限定一平面的至少一個激光束的構(gòu)造激光器。該構(gòu)造激光器具有激光單元，該激光單元可 相對于殼體繞至少一個轉(zhuǎn)動軸線傾斜。所述構(gòu)造激光器包括至少一個調(diào)平傳感器，該調(diào)平 傳感器對旋轉(zhuǎn)軸線靈敏，用于相對于重力場非常精確地取向。該裝置還包括一個傾斜傳感 器，該傾斜傳感器對轉(zhuǎn)動軸線靈敏，用于直接測量相對于重力場的傾角。該示例的缺點在于需要調(diào)平傳感器和傾斜傳感器，從而以可接受的精確度進行傾 斜測量。此外，激光束單元需要定期地返回到其水平位置，用于重新校準(zhǔn)傾斜傳感器。同樣，WO 2008/052590A1涉及例如在構(gòu)造應(yīng)用中利用激光束示出坡度。激光束從 激光單元射向關(guān)于水平角度具有坡度角的期望方向。水平傳感器設(shè)置為用于調(diào)節(jié)水平角 度，坡度傳感器設(shè)置為用于基于來自水平傳感器的水平角度示出坡度角。本裝置還需要兩個傳感器來正確地示出坡度。根據(jù)US 5，485，沈6，在激光投影儀的軸中央的彼此垂直相交的平面中固定有固 定的傾斜檢測器，并且在相對于激光投影儀的軸中央可傾斜的板上安裝有傾斜的傾斜檢測 器。激光投影儀是水平的，從而固定的傾斜檢測器示出水平方向。傾斜的傾斜檢測器與固 定的傾斜檢測器對準(zhǔn)，并且示出水平方向。因此，獲得水平參考平面。傾斜的傾斜檢測器以 固定的傾斜檢測器為基準(zhǔn)傾斜，并且激光投影儀被調(diào)平，從而傾斜的傾斜檢測器示出水平 方向。因此，獲得以任意角度傾斜的參考平面。該裝置也需要多個傾斜傳感器。如從現(xiàn)有技術(shù)可以看出，兩個傾斜傳感器通常用于高精度地測量旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器 的旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜。這些傳感器中的一種是水平傳感器，該水平傳感器的精度非常高并且 范圍非常有限，并且被用于校準(zhǔn)坡度傳感器或傾斜傳感器，所述坡度傳感器或傾斜傳感器 具有較寬的范圍但精度較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種構(gòu)造激光器，具體地為旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器，并且提供一種 用于測量構(gòu)造激光器的旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜的方法，所述構(gòu)造激光器僅需要一個用于測量用于 產(chǎn)生激光平面的裝置的旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜的傳感器，并且該構(gòu)造激光器能夠使使用者以非常 高的精度測量旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜。此外，所述構(gòu)造激光器應(yīng)該能夠連續(xù)地產(chǎn)生傾斜的激光平 面，而不會定期地返回到水平位置。該目的通過實現(xiàn)獨立權(quán)利要求中的特征來實現(xiàn)。在從屬專利權(quán)利要求中描述了以可選或有利的方式進一步改進本發(fā)明的特征。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器，具體地為自補償?shù)男D(zhuǎn)構(gòu)造激光器包括基部；用于 發(fā)射繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的激光束的激光單元，從而所述旋轉(zhuǎn)激光束限定激光平面，其中，所述 激光單元被形成并且被可傾斜地布置到所述基部，以使所述軸線可沿至少一個方向傾斜； 以及傾斜傳感器，所述傾斜傳感器用于測量所述軸線的傾斜。根據(jù)本發(fā)明，所述傾斜傳感器由傳感器平臺支撐，所述傳感器平臺可相對于所述 激光單元繞所述軸線在至少兩個限定樞轉(zhuǎn)位置之間樞轉(zhuǎn)，使得所述軸線的傾斜可由所述傾 斜傳感器在所述至少兩個樞轉(zhuǎn)位置中測量。其中，所述傳感器平臺是承載所述傾斜傳感器的結(jié)構(gòu)。所述裝置僅需要一個傾斜傳感器來精確地測量所述旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜。這通過測量 在至少兩個不同位置中的傾斜和計算有效的傾斜來實現(xiàn)。由此，消除可能由所述傾斜傳感 器導(dǎo)致的誤差，例如溫度漂移或者滯后誤差。與現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它裝置相比，根據(jù)本發(fā) 明的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器在其設(shè)計方面并不廣泛。此外，其不需要構(gòu)造激光器為了重新校準(zhǔn)傾 斜傳感器而返回到水平位置。作為示例，所述激光單元被形成為使得所述旋轉(zhuǎn)激光束繞所述軸線以至少 120rpm，特別是至少500rpm，尤其至少為IOOOrpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。所述傳感器平臺與所述傾斜傳感器一起可在至少兩個限定樞轉(zhuǎn)位置之間樞轉(zhuǎn)。限 定樞轉(zhuǎn)位置是可由平臺占據(jù)并且在其中進行傾斜測量的樞轉(zhuǎn)位置。這能夠連續(xù)測量所述旋 轉(zhuǎn)軸線的傾斜。因此，所述激光單元和所述旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜可在操作期間調(diào)節(jié)。此外，至少 兩個樞轉(zhuǎn)位置中的兩個位置可相對于所述軸線徑向彼此相對。因此，傾斜傳感器相對于所 述旋轉(zhuǎn)軸線的對準(zhǔn)誤差能以計算的方式消除。因此，所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器可包括計算單元，該計算單元被設(shè)計成使得通過考慮 由所述傾斜傳感器在所述至少兩個樞轉(zhuǎn)位置中的每個位置中獲取的測量值得出所述軸線 的傾斜值。所述計算單元還可被設(shè)計成使得通過考慮由所述傾斜傳感器在所述至少兩個樞 轉(zhuǎn)位置中的每個位置中獲取的測量值校準(zhǔn)，特別是重新校準(zhǔn)所述傾斜傳感器。在另一個實施方式中，所述傳感器平臺可相對于所述激光單元繞所述軸線在至少 三個限定樞轉(zhuǎn)位置之間樞轉(zhuǎn)，特別是在奇數(shù)的限定樞轉(zhuǎn)位置之間樞轉(zhuǎn)。所述平均傾斜可考 慮進行測量的位置進行計算。作為用于產(chǎn)生激光平面的裝置的所述激光單元還可包括與所述旋轉(zhuǎn)軸線同心的 軸，其中，所述傳感器平臺可被樞轉(zhuǎn)地安裝到所述軸。所述軸提供了可供所述傳感器平臺繞 其樞轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)的裝置。所述軸還可被用作所述激光單元的另一部分的軸。在另一個實施方式中，兩個軸承位于傳感器平臺與所述軸之間，其中，所述軸承被 布置成彼此相距至少一個軸承寬度的距離。根據(jù)該實施方式，所述傳感器平臺的所述樞轉(zhuǎn) 運動相對于所述激光束的所述旋轉(zhuǎn)軸線非常穩(wěn)定。因此，所述傾斜傳感器在所述限定位置 以及樞轉(zhuǎn)運動期間始終與所述旋轉(zhuǎn)軸線嚴(yán)密地對準(zhǔn)。這有助于降低由所述傳感器平臺可樞 轉(zhuǎn)地安裝到所述軸導(dǎo)致的誤差?？稍谒鰞A斜傳感器與所述傳感器平臺之間設(shè)置印刷電路板。所述傾斜傳感器可 連接到所述電路板，并且所述電路板又可連接到控制單元。這代表了用于將所述傾斜傳感 器的信號輸出傳遞到所述控制單元的有效設(shè)計。
在另一個具體實施方式
中，所述傾斜傳感器通過接合銷樞轉(zhuǎn)，所述接合銷設(shè)置在 所述激光單元的旋轉(zhuǎn)部上。因此，僅需要一個電機來旋轉(zhuǎn)所述激光束并且樞轉(zhuǎn)所述傾斜傳 感器。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，所述傾斜傳感器可選地可通過樞轉(zhuǎn)電機樞轉(zhuǎn)。所 述樞轉(zhuǎn)電機可通過位置開關(guān)轉(zhuǎn)換。所述位置開關(guān)包括發(fā)光二極管(LED)和光電檢測器，所 述發(fā)光二極管和光電檢測器位于相對于彼此移動的部分上。所述LED被放置在所述傾斜傳 感器的限定位置處。如果光電檢測器檢測到光強度改變，則其恰好在限定位置處關(guān)閉樞轉(zhuǎn) 電機?？蛇x地，所述樞轉(zhuǎn)電機可以是步進電機。所述步進電機被設(shè)計成使所述傳感器平臺 旋轉(zhuǎn)與所述限定位置之間的距離對應(yīng)的預(yù)定步進數(shù)。通過所述位置開關(guān)重設(shè)所述步進電機 的計數(shù)器。所述傾斜傳感器可以是加速計。所述加速計可以是一體電路的一部分。加速計已 示出為提供非常高精度的傾斜測量?？偠灾?，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造激光器，具體地為自補償?shù)男D(zhuǎn)構(gòu)造激光器包括基 部；用于產(chǎn)生激光束平面的裝置，其中，所述激光束平面由繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的激光束形成， 并且其中，用于產(chǎn)生所述激光束平面的裝置可樞轉(zhuǎn)地安裝到所述基部，其中，用于產(chǎn)生所述 激光束平面的裝置可相對于X軸和/或Y軸樞轉(zhuǎn)；以及用于測量所述旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜的傾 斜傳感器。其中，所述傾斜傳感器可繞所述旋轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)，用于測量所述旋轉(zhuǎn)軸線在至少兩 個位置中的傾斜。本發(fā)明還涉及用于確定旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器的旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜的方法，以及該旋轉(zhuǎn)構(gòu) 造激光器。所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器包括基部；用于發(fā)射繞所述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的激光束的激光 單元，使得所述旋轉(zhuǎn)激光束限定激光平面，其中，所述激光單元被形成并被可傾斜地布置到 所述基部，以使所述軸線可傾斜；以及傾斜傳感器，所述傾斜傳感用于測量所述軸線的傾 斜。根據(jù)本發(fā)明，所述傾斜傳感器可相對于所述激光單元繞所述軸線在至少兩個限定 樞轉(zhuǎn)位置之間樞轉(zhuǎn)。此外，通過所述傾斜傳感器在所述至少兩個樞轉(zhuǎn)位置中的每個位置中 獲取所述傾斜的測量值，并且通過考慮由所述傾斜傳感器在所述至少兩個樞轉(zhuǎn)位置中獲取 的測量值得出用于所述軸線的傾斜值。可選地，還可以通過考慮由所述傾斜傳感器在所述 至少兩個樞轉(zhuǎn)位置中獲取的測量值校準(zhǔn)，特別是重新校準(zhǔn)所述傾斜傳感器。作為示例，所述至少兩個樞轉(zhuǎn)位置中的兩個位置可相對于所述軸線彼此相對。此外，所述傾斜傳感器可相對于所述激光單元繞所述軸線在至少三個限定樞轉(zhuǎn)位 置之間樞轉(zhuǎn)，特別是在奇數(shù)個限定樞轉(zhuǎn)位置之間樞轉(zhuǎn)。因此，通過考慮由所述傾斜傳感器在 所述限定樞轉(zhuǎn)位置中的每個位置中獲取的測量值得出用于所述軸線的所述傾斜值。例如，所述構(gòu)造激光器的所述激光束繞所述軸線以至少120rpm，特別是至少 500rpm，尤其至少為IOOOrpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)該方法，所述旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜可利用傾斜傳感器在所述傾斜傳感器的 主位置處和所述傾斜傳感器的至少一個其它位置處測量，其中，可根據(jù)在其它位置處的傾 斜測量產(chǎn)生補償值，以調(diào)節(jié)所述傾斜傳感器在所述主位置處的傾斜測量。所述傾斜傳感器可設(shè)置在至少兩個限定位置處。優(yōu)選地，所述兩個位置相對于所述旋轉(zhuǎn)軸線彼此相對。根據(jù)另一個具體的實施方式，所述傾斜傳感器在奇數(shù)個限定位置之間樞轉(zhuǎn)。在所 述限定位置處的傾斜測量的結(jié)果可被有利地用于校準(zhǔn)所述傾斜傳感器的靈敏度。


現(xiàn)在將結(jié)合附圖參照示例性實施方式詳細(xì)地說明本發(fā)明，附圖中圖1和2是構(gòu)造激光器的兩個圖；圖3是用于限定傳感器平臺的樞轉(zhuǎn)運動的止動盤；圖4是具有步進電機和位置轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的構(gòu)造激光器的實施方式；圖fe至5d是限定位置的各種位置；圖6示出其中樞轉(zhuǎn)電機安裝到軸的構(gòu)造激光器；以及圖7示出其中傳感器平臺通過設(shè)置在頭部組件上的接合銷樞轉(zhuǎn)的構(gòu)造激光器。
具體實施例方式在圖1和2中，在兩個圖中示出構(gòu)造激光器1，一個從前視圖示出，一個從右視圖 示出。構(gòu)造激光器1包括呈殼體形式的基部2。作為用于產(chǎn)生激光平面的裝置的激光單元 3利用樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)4被可樞轉(zhuǎn)地安裝到基部2，樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)4可以是球形接頭或萬向節(jié)。樞轉(zhuǎn)系 統(tǒng)4允許激光單元3繞X軸和Y軸旋轉(zhuǎn)，因此沿兩個方向傾斜。激光單元3包括中空軸5。 樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)4附連到軸5的近似中部。軸5具有下端6和上端7。激光準(zhǔn)直儀單元8位于中 空軸5的內(nèi)部中的下端6處。激光準(zhǔn)直儀單元8包括激光二極管9和準(zhǔn)直儀10。激光準(zhǔn)直 儀單元8產(chǎn)生準(zhǔn)直激光束11，該準(zhǔn)直激光束沿軸5的中心線12指向頭部組件13。頭部組 件13包括透光罩14，透光罩14利用兩個軸承15、16可旋轉(zhuǎn)地安裝到軸5。呈棱柱形式的 激光束轉(zhuǎn)向器17—體形成在罩14中。激光束轉(zhuǎn)向器17將激光束11的方向改變90°角。 由于激光束轉(zhuǎn)向器17隨罩14 一起旋轉(zhuǎn)，因此，產(chǎn)生激光平面，在該激光平面中，激光束11 繞旋轉(zhuǎn)軸線18旋轉(zhuǎn)。所述旋轉(zhuǎn)軸線18與軸5的中心線12同心。頭部組件13還包括旋轉(zhuǎn) 電機，該旋轉(zhuǎn)電機經(jīng)由線帶使罩旋轉(zhuǎn)(參見圖6)。罩14以每分鐘幾千轉(zhuǎn)(rpm)的速度旋 轉(zhuǎn)。在軸5的下端6處，設(shè)置傾斜傳感器19。傾斜傳感器19利用印刷電路板21安裝 到傳感器平臺20。傳感器平臺20利用兩個軸承22、23可樞轉(zhuǎn)地安裝到軸5。軸承22、23 間隔開一個軸承寬度的距離D。因此，傳感器平臺20和傾斜傳感器19可繞旋轉(zhuǎn)軸線18樞 轉(zhuǎn)。軸承22、23之間的距離D使傾斜傳感器19的樞轉(zhuǎn)運動穩(wěn)定。傾斜傳感器19與旋轉(zhuǎn)軸 線18對準(zhǔn)。為了實現(xiàn)該對準(zhǔn)，傳感器平臺20的內(nèi)表面M優(yōu)選與旋轉(zhuǎn)軸線18優(yōu)選平行，并 且還與附連有印刷電路板21的安裝表面25垂直。為了進一步穩(wěn)定傾斜傳感器19的樞轉(zhuǎn) 運動，在印刷電路板21上直接設(shè)置與傾斜傳感器19相對的配重26。在具體的實施方式中， 配重沈可由第二傾斜傳感器取代。該第二傾斜傳感器可與前述的傾斜傳感器19平行地使 用，或者可被用作備用物。傾斜傳感器19被構(gòu)造成測量旋轉(zhuǎn)軸線18相對于X軸和Y軸的 傾斜。在具體的實施方式中，可在傳感器平臺20上設(shè)置兩個傾斜傳感器，其中，一個傾斜傳 感器測量旋轉(zhuǎn)軸線18繞X軸的傾斜，另一個傾斜傳感器測量旋轉(zhuǎn)軸線3繞Y軸的傾斜。這 兩個傾斜傳感器可相對于旋轉(zhuǎn)軸線18被布置成彼此呈直角。
傳感器平臺20通過樞轉(zhuǎn)電機27樞轉(zhuǎn)。樞轉(zhuǎn)電機27為直流(DC)電機。小齒輪觀 安裝到樞轉(zhuǎn)電機27的驅(qū)動軸29，并且與傳感器平臺20上的外齒系統(tǒng)30嚙合。在傳感器 平臺20的底側(cè)31上，設(shè)置銷32來限制傳感器平臺20的樞轉(zhuǎn)運動。銷32與止動件33接 合，止動件33設(shè)置在止動盤34上的兩個徑向限定的相對位置M、55上(參見圖幻。在該 圖中，止動盤示出為與軸5分離。在具體實施方式
中，止動盤34可被設(shè)置成軸5的一體部。 這些限定位置M、55與激光單元3可繞其旋轉(zhuǎn)的X軸和Y軸對準(zhǔn)。在操作時，樞轉(zhuǎn)電機27 始終被供以最小的電流，以產(chǎn)生推動銷32抵靠其中一個止動件33的機械轉(zhuǎn)矩。主印刷電路板35安裝到軸5的下端6。控制單元36、激光二極管9、樞轉(zhuǎn)電機27 和傾斜傳感器19 (經(jīng)由電線37和另外的印刷電路板21)與該主印刷電路板35附連和/或 連接。兩個相互垂直的調(diào)平臂38、39附連到止動盤34。調(diào)平臂38、39設(shè)置有調(diào)平銷40、 41，調(diào)平銷40、41與調(diào)平驅(qū)動裝置接合，用于使激光單元3相對于X軸和Y軸傾斜。調(diào)平驅(qū) 動裝置未在圖中示出。在啟動階段，傾斜傳感器19樞轉(zhuǎn)至作為主位置M的一個限定位置中(參見圖3)。 激光單元3根據(jù)傾斜傳感器19在主位置M中的測量結(jié)果而樞轉(zhuǎn)。為了在激光單元3運轉(zhuǎn) 的同時校準(zhǔn)傾斜傳感器19，傾斜傳感器19根據(jù)觸發(fā)信號樞轉(zhuǎn)到另一限定位置55中，以在該 位置處測量旋轉(zhuǎn)軸線18的傾斜，該傾斜用作對傾斜傳感器19在主位置M中的傾斜測量的 補償值。之后，傾斜傳感器19向后樞轉(zhuǎn)至其主位置M。觸發(fā)信號可以是溫度變化、定時器 的周期信號和/或在構(gòu)造激光器的啟動階段產(chǎn)生的信號。止動盤34在圖3中以俯視圖示出。止動盤34在中間具有孔，用于將其安裝到軸 5。設(shè)置用于銷32的間隙51，銷32安裝到傳感器平臺20的底側(cè)31。間隙51的形狀為環(huán) 形盤的一部分。為了將傳感器平臺20的樞轉(zhuǎn)運動限定在兩個限定位置M、55，設(shè)置可供銷 32抵靠的兩個止動件33、52。在具體的實施方式中，在其中一個止動件33中結(jié)合磁體53，以吸引銷32。一旦銷 32被吸引，則銷32被保持在止動件33處。不再需要利用樞轉(zhuǎn)電機27產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。當(dāng)傳感器 平臺20被樞轉(zhuǎn)時，電機力克服磁力，并使傳感器平臺20移動到另一個限定位置55。通過樞 轉(zhuǎn)電機27施加恒定力，以將傳感器平臺20保持在該限定位置55，直到傾斜測量完成為止。 然后樞轉(zhuǎn)電機27使傳感器平臺20樞轉(zhuǎn)回其主位置M，銷32在主位置M處抵靠磁體53。在圖4中，以側(cè)視圖示出構(gòu)造激光器60的另一個實施方式。在該實施方式中，樞 轉(zhuǎn)電機27是步進電機。步進數(shù)與下一個期望限定位置M、55中的傾斜傳感器19的旋轉(zhuǎn)對 應(yīng)。為了能夠重設(shè)步進電機27的計數(shù)器，使用電氣位置轉(zhuǎn)換系統(tǒng)61。位置轉(zhuǎn)換系統(tǒng)61包 括發(fā)光二極管(LED) 62和光電檢測器63。LED 62位于傳感器平臺19的底側(cè)31，并且與傳 感器平臺20上的印刷電路板21連接。光電檢測器63設(shè)置在主印刷電路板35上。在操作 期間，傳感器平臺21樞轉(zhuǎn)，直到光電檢測器63接收來自LED 62的光為止。這將促使控制 單元36重設(shè)樞轉(zhuǎn)電機27的計數(shù)器。傾斜傳感器19然后樞轉(zhuǎn)到限定位置M、55的其中一 個中。達到限定位置M、55所需要的步進數(shù)存儲在控制單元36中，然后用于將傾斜傳感器 19精確地樞轉(zhuǎn)到限定位置M、55。在這些實施方式中，步進電機27和位置轉(zhuǎn)換系統(tǒng)61取代前述的圖1和2的銷32 和止動盤34。
如圖3所示，傾斜傳感器19可樞轉(zhuǎn)到其中的限定位置M、55可相對于旋轉(zhuǎn)軸線18 彼此完全相反，但限定位置70、71還可彼此成直角(參見圖如)。此外，可設(shè)置兩個以上的 限定位置72，如圖恥至5d所示。如上所述，為了非常精確地對旋轉(zhuǎn)軸線18進行傾斜測量， 限定位置72優(yōu)選為三以上的奇數(shù)。這些限定位置72均勻地分布在與旋轉(zhuǎn)軸線18同心的 基準(zhǔn)圓73上。在圖6的實施方式中，具有頭部組件81的構(gòu)造激光器80設(shè)置有用于改變激光束 83的方向的五棱鏡82。五棱鏡82安裝在罩84的頂部上。激光束83由激光準(zhǔn)直儀單元85 產(chǎn)生，并且通過罩84中的孔99被直接引導(dǎo)到五棱鏡82。傳感器平臺86通過安裝到臂88的樞轉(zhuǎn)電機87樞轉(zhuǎn)，臂88設(shè)置在軸89的中部一 側(cè)上。傳感器平臺86經(jīng)由兩個徑向軸承22、23安裝到軸89，兩個徑向軸承22、23通過兩 個軸襯90、91保持分開，兩個軸襯90、91與軸承22、23的內(nèi)圈和外圈接觸。軸襯90、91的 長度略有不同。軸承22、23通過波形彈簧94和放置在槽中的保持環(huán)95保持在軸89的上 端92處和下端93處。波形彈簧94偏壓抵靠外軸承16、23的內(nèi)圈，以在軸承15、16、22、23
上產(chǎn)生預(yù)載荷。傾斜傳感器96與旋轉(zhuǎn)軸線18對準(zhǔn)。傳感器平臺86的內(nèi)表面97有利地布置成與 旋轉(zhuǎn)軸線18平行，并且被加工成與傾斜傳感器安裝表面98垂直?，F(xiàn)在參照圖7，示出了構(gòu)造激光器100的另一個實施方式，在該實施方式中，罩101 利用帶輪104經(jīng)由線帶103或帶通過旋轉(zhuǎn)電機102旋轉(zhuǎn)。在罩101的底側(cè)105，設(shè)置接合銷 106，該接合銷與固定到傳感器平臺108的機械致動器107接合，以使傾斜傳感器109樞轉(zhuǎn)。 機械致動器107可配置有計數(shù)器，以使傾斜傳感器109僅在接合銷106經(jīng)過某次數(shù)之后才 樞轉(zhuǎn)。在另一個實施方式中，控制單元10被構(gòu)造成將機械致動器107鎖定在接合銷106 中。旋轉(zhuǎn)電機102的轉(zhuǎn)動方向可以被反向，以將傾斜傳感器109樞轉(zhuǎn)到限定位置M、55，并 且轉(zhuǎn)回。在每次樞轉(zhuǎn)運動之后，機械致動器107通過控制單元110與接合銷106分離。之 后，旋轉(zhuǎn)電機102的速度回復(fù)到每分鐘幾千轉(zhuǎn)的正常運轉(zhuǎn)水平，以產(chǎn)生激光平面。在軸112的下端，設(shè)置球接頭113，用于將激光單元114可樞轉(zhuǎn)地安裝到基部115。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器(1)，具體地為自補償?shù)男D(zhuǎn)構(gòu)造激光器，該旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器 包括 基部(2，115)； 激光單元(3，114)，所述激光單元(3，114)用于發(fā)射繞旋轉(zhuǎn)軸線(18)旋轉(zhuǎn)的激光束 (11，83)，使得所述旋轉(zhuǎn)激光束(11，8；3)限定激光平面，其中，所述激光單元(3，114)被形成 并且被可傾斜地布置到所述基部0，115)，以使所述軸線(18)可沿至少一個方向傾斜；以 及 傾斜傳感器(19，96，109)，所述傾斜傳感器用于測量所述軸線(18)的傾斜，所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器的特征在于，所述傾斜傳感器(19，96，109)由傳感器平臺支撐，所述傳感器平臺可相對于所述激光 單元繞所述軸線(18)在至少兩個限定樞轉(zhuǎn)位置(M，55，70-22)之間樞轉(zhuǎn)，使得所述軸線 (18)的傾斜可由所述傾斜傳感器(19，96，109)在所述至少兩個樞轉(zhuǎn)位置(M，55，70_22)測量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器(1)，其特征在于，所述激光單元(3，114)被形成為使得所述激光束(11，8；3)繞所述軸線(18)以至少 120rpm，特別是至少500rpm，尤其至少為IOOOrpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器(1)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器具有計算單元，該計算單元被設(shè)計成使得 通過考慮由所述傾斜傳感器(19，96，109)在所述至少兩個樞轉(zhuǎn)位置(M，55，70-22) 中的每個位置中獲取的測量值得出所述軸線(18)的傾斜值，以及/或者 通過考慮由所述傾斜傳感器(19，96，109)在所述至少兩個樞轉(zhuǎn)位置(M，55，70-22) 中的每個位置中獲取的測量值校準(zhǔn)所述傾斜傳感器(19，96，109)，特別是重新校準(zhǔn)所述傾 斜傳感器(19，96，109)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器(1)，其特征在于，所述至少兩個樞轉(zhuǎn)位置(54，55，70-22)中的兩個位置(M，55)相對于所述軸線(18) 彼此徑向相對。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器(1)，其特征在于，所述傳感器平臺可相對于所述激光單元繞所述軸線(18)在至少三個限定樞轉(zhuǎn)位置 (54,55,70-22)之間樞轉(zhuǎn)，特別是在奇數(shù)個限定樞轉(zhuǎn)位置(7 之間樞轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器(1)，其特征在于，所述激光單元(3，114)包括與所述軸線(18)同心的軸(5，89，112)，其中，所述傳感器 平臺(20,86,108)被可樞轉(zhuǎn)地安裝到所述軸(5,89,112).
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器(1)，其特征在于，兩個軸承(22,23)位于所述傳感器平臺(20,86,108)與所述軸(5,89,112)之間，其 中，所述軸承(22，2；3)被布置成彼此相距至少一個軸承寬度的距離(D)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器(1)，其特征在于，在所述傾斜傳感器(19，96，109)與所述傳感器平臺(20，86，108)之間設(shè)置印刷電路板 01)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器(1)，其特征在于，所述傾斜傳感器(109)通過接合銷(106)樞轉(zhuǎn)，所述接合銷設(shè)置在所述激光單元(114) 的旋轉(zhuǎn)部(101)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器(1)，其特征在于，所述傳感器平臺通過樞轉(zhuǎn)電機(27，87)樞轉(zhuǎn)。
11.一種用于確定旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器(1)的旋轉(zhuǎn)軸線(18)的傾斜的方法，所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)造 激光器⑴包括 基部(2，115)； 激光單元(3，114)，所述激光單元(3，114)用于發(fā)射繞所述旋轉(zhuǎn)軸線(18)旋轉(zhuǎn)的激 光束(11，83)，使得所述旋轉(zhuǎn)激光束(11，8；3)限定激光平面，其中，所述激光單元(3，114)被 形成并被可傾斜地布置到所述基部0，115)，以使所述軸線(18)可傾斜；以及 傾斜傳感器(19，96，109)，所述傾斜傳感器用于測量所述軸線(18)的傾斜，所述方法的特征在于，所述傾斜傳感器(19，96，109)可相對于所述激光單元繞所述軸線(18)在至少兩個限 定樞轉(zhuǎn)位置(M，55，70-22)之間樞轉(zhuǎn)，并且在于， 通過所述傾斜傳感器(19，96，109)在所述至少兩個樞轉(zhuǎn)位置(54，55，70-22)中的每 個位置中獲取所述傾斜的測量值，并且 通過考慮由所述傾斜傳感器(19，96，109)在所述至少兩個樞轉(zhuǎn)位置(M，55，70-22) 中獲取的測量值得出用于所述軸線(18)的傾斜值，以及/或者 通過考慮由所述傾斜傳感器(19，96，109)在所述至少兩個樞轉(zhuǎn)位置(M，55，70-22) 中獲取的測量值校準(zhǔn)所述傾斜傳感器(19，96，109)，特別是重新校準(zhǔn)所述傾斜傳感器(19， 96，109)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述至少兩個樞轉(zhuǎn)位置(54，55，70-22)中的兩個位置(M，5 相對于所述軸線(18) 彼此相對。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述傾斜傳感器(19，96，109)可相對于所述激光單元繞所述軸線(18)在至少三個限 定樞轉(zhuǎn)位置64,55,70-2 之間樞轉(zhuǎn)，特別是在奇數(shù)個限定樞轉(zhuǎn)位置(7 之間樞轉(zhuǎn)，并且 其中，通過考慮由所述傾斜傳感器(19，96，109)在所述限定樞轉(zhuǎn)位置(54，55，70-22)中的 每個位置中獲取的測量值得出用于所述軸線(18)的所述傾斜值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項所述的方法，其特征在于，在所述限定樞轉(zhuǎn)位置處的所述傾斜測量的結(jié)果被用于校準(zhǔn)所述傾斜傳感器(19， 96，109)的靈敏度。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項所述的方法，其特征在于，所述激光束(11，83)繞所述軸線(18)以至少120rpm，特別是至少500rpm，尤其至少為 IOOOrpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器(1)，具體地為自補償?shù)臉?gòu)造激光器。該構(gòu)造激光器(1)包括基部(2，115)；激光單元(3，114)，所述激光單元(3，114)用于發(fā)射繞旋轉(zhuǎn)軸線(18)旋轉(zhuǎn)的激光束(11，83)，使得所述旋轉(zhuǎn)激光束(11，83)限定激光平面。其中，激光單元(3，114)被形成并且被可傾斜地布置到基部(2，115)，以使軸線(18)可沿至少一個方向傾斜。另外，提供傾斜傳感器(19，96，109)，該傾斜傳感器用于測量軸線(18)的傾斜。根據(jù)本發(fā)明，傾斜傳感器(19，96，109)由傳感器平臺支撐，傳感器平臺可相對于激光單元繞軸線(18)在至少兩個限定樞轉(zhuǎn)位置(54，55，70-22)之間樞轉(zhuǎn)，使得軸線(18)的傾斜可由傾斜傳感器(19，96，109)在至少兩個樞轉(zhuǎn)位置(54，55，70-22)測量。
文檔編號G01C15/00GK102089619SQ200980126706
公開日2011年6月8日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者克里斯多佛·科萊扎, 馬丁·溫尼斯托菲爾 申請人:萊卡地球系統(tǒng)公開股份有限公司