專利名稱:水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型是關(guān)于一種建筑裝修及其他工程用的小型激光儀,更特別的是關(guān)于一種水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀。
自激光器件進(jìn)入工程技術(shù)實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域以來,已有一些儀器產(chǎn)品將激光技術(shù)應(yīng)用于建筑、裝修及其他類似工作中的定向、定位等方面。
初期的激光水平儀(激光水準(zhǔn)儀、激光回轉(zhuǎn)儀等)使用氣體或固體激光器,但這些激光水平儀體積較大,功能單一,且價(jià)格高昂,使用時(shí)性能受到很大限制。1976年我國(guó)建設(shè)毛主席紀(jì)念堂時(shí)已使用了當(dāng)時(shí)的科研成果激光回轉(zhuǎn)儀,以控制工地平面抄平;這當(dāng)然較之過去的普通水平儀抄平快速,而且方便了一些;但由于種種原因(技術(shù)及經(jīng)濟(jì)方面),該類儀器在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間中,在我國(guó)沒有批量生產(chǎn)和推廣。
國(guó)外出現(xiàn)同類儀器比這要更早一些,并且在80年代已初步形成批量,并且在建筑工程應(yīng)用中得到初步的推廣。90年代前期,國(guó)外出現(xiàn)的使用條碼技術(shù)的激光自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀,主要是用于測(cè)繪及大型工程建設(shè)中的水準(zhǔn)線路測(cè)量,在建筑施工、裝修及安裝施工使用并不方便;由于價(jià)格高昂,優(yōu)點(diǎn)并不突出,在我國(guó)直到現(xiàn)在仍很少使用。
半導(dǎo)體激光器件的出現(xiàn)和逐步大量使用,為工程用的激光儀器的小型化和普及創(chuàng)造了一定條件;因此90年代國(guó)外不少?gòu)S商陸續(xù)成批生產(chǎn)了激光回轉(zhuǎn)水平儀類型的工程用抄平儀器產(chǎn)品,其價(jià)格亦有所下降;因而在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū),普及面有所擴(kuò)大。這些儀器功能亦有某些改進(jìn),某些品種附帶了指向天頂?shù)墓恻c(diǎn),(例如美國(guó)DavidWhite的產(chǎn)品)。某些廠商還曾就其該類產(chǎn)品在中國(guó)登記了專利(例如日本TOPCON),但由于這類型儀器的技術(shù)早已擴(kuò)散,因而可以作專利保護(hù)的內(nèi)容范圍很有限。近幾年,國(guó)際市場(chǎng)上出現(xiàn)了用于裝修的小型激光回轉(zhuǎn)水平儀,其價(jià)格折合人民幣約數(shù)千元。其中美國(guó)富山公司(Momentum Laser-Inc.)曾為其產(chǎn)品在我國(guó)申請(qǐng)專利;但其設(shè)計(jì)除了使用同向的兩個(gè)半導(dǎo)體激光器以增加亮度這一點(diǎn)非本質(zhì)的特點(diǎn)外,其余并無什么大改進(jìn)。我國(guó)的一些光學(xué)儀器廠商(如北光、西北光等)于近年亦仿制國(guó)外同類產(chǎn)品生產(chǎn)了較小型的激光回轉(zhuǎn)水平儀,但這些產(chǎn)品在技術(shù)上并無重大的改進(jìn);其最低價(jià)格仍停留在二千元人民幣上下,對(duì)于我國(guó)的建筑、裝修業(yè)仍是太貴了;但更重要的是,這些激光抄平儀器功能單一,使用不夠方便,還不能真正滿足建筑、裝修及類似工程工作的需要。
按我國(guó)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì),1998年我國(guó)僅民用裝修(尚不含大型工商建筑裝修)已共用資金2,000億元,其中工具、設(shè)備、量具(含儀器)所占資金比例頗大。綜觀遍布全國(guó)各大、中、小城鎮(zhèn)的裝修工具商店,即可見一斑。橫平、豎直是建筑裝修最基本,也是最重要的質(zhì)量要求;但作為保證建筑裝修質(zhì)量最基本的要求橫平、豎直的儀器及量具仍十分落后;我國(guó)至今仍主要是使用精度低,使用不便,已沿用了幾百年甚至幾千年的垂球、墨斗、水平尺;仍然用“彈墨線”的方法來施工,甚至仍使用塑料管裝水來測(cè)水平,因而不僅大大影響了生產(chǎn)率的提高,亦難保質(zhì)量。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能在建筑裝修工作及類似工作中,在不同高度進(jìn)行水平方向定位,并迅速地提供水平基準(zhǔn)及保證所提供的水平線有一定精度,以及所提供的水平線能按工作的需要不斷調(diào)整高度;其次,儀器能簡(jiǎn)單地安置,不用腳架等專用附件,并且水平線高度調(diào)整時(shí)不需要來回搬動(dòng)儀器,更不需要升高降低整個(gè)儀器;在提供水平線的同時(shí),提供鉛垂線和/或傾斜線,并且鉛垂線和/或傾斜線的位置同樣可調(diào);而且使用方便,置平穩(wěn)定可靠,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于推廣,價(jià)格便宜。
本實(shí)用新型的這些以及其它目的將通過下列詳細(xì)說明和描述來進(jìn)一步闡述。
本實(shí)用新型的水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀,包括底座、基座、立柱、按鈕開關(guān),還包括輪盤組件、橫軸組件、垂直激光器組件、水平激光器組件等,其中垂直激光器組件、水平激光器組件安在輪盤組件上,輪盤組件通過橫軸組件與立柱連接。
其中,本實(shí)用新型的水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀,基座在底座之上,基座上有置平水平器組件和置平螺絲,底座之下有支點(diǎn),基座與底座通過支承件與拉力彈簧連接,在基座上有電池盒蓋與電池;垂直激光器組件、水平激光器組件可以安在輪盤組件上的任何位置,可以在一起或分開安裝,在輪盤組件上的橫桿上有0位水準(zhǔn)器;橫軸組件包括固定軸套、中間軸套、硅橡膠圈和主橫軸,中間軸套在固定軸套與主橫軸之間,硅橡膠圈套在主橫軸上,傾斜微動(dòng)螺絲與中間軸套連接并帶動(dòng)主橫軸轉(zhuǎn)動(dòng);在立柱的頂端可安裝傾斜線附件,傾斜線附件包括激光器組件和調(diào)節(jié)器;垂直激光器組件、水平激光器組件和傾斜線附件中的激光器組件包括激光管、凸透鏡和柱面透鏡,凸透鏡安在激光管和柱面透鏡之間,激光管通過電路與開關(guān)及電源連接。
本實(shí)用新型的水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀能在建筑裝修工作及類似工作中,在不同高度進(jìn)行水平方向定位,并迅速地提供水平基準(zhǔn)及保證所提供的水平線有一定精度,所提供的水平線能按工作的需要不斷調(diào)整高度;并且儀器能簡(jiǎn)單地安置,不用腳架等專用附件,水平線高度調(diào)整時(shí)不需要來回搬動(dòng)儀器,更不需要升高降低整個(gè)儀器;在提供水平線的同時(shí),提供鉛垂線和/或傾斜線,并且鉛垂線和/或傾斜線的位置同樣可調(diào);而且使用方便,置平穩(wěn)定可靠,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于推廣,價(jià)格便宜。
以下通過附圖及其說明來進(jìn)一步說明和描述本實(shí)用新型。
圖1是本實(shí)用新型的局部剖視圖。
圖2是本實(shí)用新型的右視圖。
圖3是本實(shí)用新型的俯視圖。
圖4是本實(shí)用新型的立體圖。
圖5是本實(shí)用新型的激光器簡(jiǎn)單電路圖。
圖6是本實(shí)用新型的光路簡(jiǎn)圖。
圖7是本實(shí)用新型的主橫軸剖視圖。
圖8是本實(shí)用新型的傾斜線附件中調(diào)節(jié)器的簡(jiǎn)視圖。
在圖1至圖8中,符號(hào)1代表傾斜線附件,符號(hào)2代表立柱組件,符號(hào)3代表橫軸組件,符號(hào)4代表按鈕開關(guān),符號(hào)5代表置平螺絲,符號(hào)6代表基座組件,符號(hào)7代表底座組件,符號(hào)8代表傾斜微動(dòng)螺絲,符號(hào)9代表套筒彈簧組件,符號(hào)10代表置平水平器組件,符號(hào)11代表輪盤組件,符號(hào)12代表水平激光器組件,符號(hào)13代表垂直激光器組件,符號(hào)14代表支承件,符號(hào)15代表電池盒蓋,符號(hào)16代表電池,符號(hào)17代表拉力彈簧組件,符號(hào)18代表0位水準(zhǔn)器,符號(hào)19代表支點(diǎn),符號(hào)20代表柱面透鏡,符號(hào)21代表凸透鏡,符號(hào)22代表激光管,符號(hào)23代表電路,符號(hào)24代表固定軸套,符號(hào)25代表中間軸套,符號(hào)26代表硅橡膠圈,符號(hào)27代表主橫軸,符號(hào)28代表蝸輪,符號(hào)29代表蝸桿。
本實(shí)用新型的水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀,包括底座(7)、基座(6)、立柱(2)、按鈕開關(guān)(4),還包括輪盤組件(11)、橫軸組件(3)、垂直激光器組件(13)、水平激光器組件(12)等,其中垂直激光器組件(13)、水平激光器組件(12)安在輪盤組件(11)上,輪盤組件(11)通過橫軸組件(3)與立柱(2)連接。
其中,本實(shí)用新型的水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀,基座(6)在底座(7)之上,基座(6)上有置平水平器組件(10)和置平螺絲(5),底座(7)之下有支點(diǎn)(19),基座(6)與底座(7)通過支承件(14)與拉力彈簧(17)連接,在基座(6)上有電池盒蓋(15)與電池(16);垂直激光器組件(13)、水平激光器組件(12)可以安在輪盤組件(11)上的任何位置,可以在一起或分開安裝,在輪盤組件(11)上的橫桿上有0位水準(zhǔn)器(18);橫軸組件(3)包括固定軸套(24)、中間軸(25)套、硅橡膠圈(26)和主橫軸(27),中間軸套(25)在固定軸套(24)與主橫軸(27)之間,硅橡膠圈(26)套在主橫軸(27)上,傾斜微動(dòng)螺絲(8)與中間軸套(25)連接并帶動(dòng)主橫軸(27)轉(zhuǎn)動(dòng);在立柱(2)的頂端可安裝傾斜線附件(1),傾斜線附件(1)包括激光器組件和調(diào)節(jié)器;垂直激光器組件(13)、水平激光器組件(12)和傾斜線附件(1)中的激光器組件包括激光管(22)、凸透鏡(21)和柱面透鏡(20),凸透鏡(21)安在激光管(22)和柱面透鏡(20)之間,激光管(22)通過電路(23)與開關(guān)(4)及電源連接。
本實(shí)用新型將建筑、裝修及類似工作中水平與鉛垂定向、定位的工作集中于一臺(tái)儀器,并且水平定向線高度可調(diào),鉛垂線位置可移動(dòng),還可提供傾斜線,實(shí)現(xiàn)了建筑裝修及類似工作中一直沒有妥善解決的問題;從而大大加快了裝修等工作的速度,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,大大改善質(zhì)量。使裝修工作擺脫用水管、水平尺定水平,用垂球定垂線,用墨斗彈墨線的原始落后狀況,為裝修等工作大大提高一步,創(chuàng)造了條件。盡管本產(chǎn)品功能比現(xiàn)有背景技術(shù)中的水準(zhǔn)儀、激光回轉(zhuǎn)儀水平等功能強(qiáng)得多;但與背景技術(shù)中已有的激光回轉(zhuǎn)水平儀等相比,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)較低(大約為目前價(jià)格最低的激光回轉(zhuǎn)水平儀價(jià)格的四分之一至三分之一,為進(jìn)口激光回轉(zhuǎn)水平儀價(jià)格的幾十分之一,其價(jià)格相當(dāng)于一般電動(dòng)工具的水平,因而很易普及推廣。
本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體激光管作為激光光源,激光光線經(jīng)過一個(gè)凸透鏡會(huì)聚,提高了光線的平行度,(出射光投射成接近圓形的小光斑);出射光線再經(jīng)過一個(gè)圓柱面透鏡,展開成與柱面透鏡軸線垂直(正交)的一個(gè)扇形面,當(dāng)投射到某工作平面(例如墻面)上時(shí),形成鮮明的激光紅線(直線),改變柱面透鏡的軸線方向,可得水平方向及鉛垂方向和傾斜方向的投射線,見附圖6。
本實(shí)用新型采用兩組激光器及光學(xué)鏡頭分別產(chǎn)生水平線和鉛垂線。兩組激光器投射的水平線及鉛垂線(面)之間的互相垂直關(guān)系,用調(diào)整兩組激光器組件(含鏡頭)的柱面透鏡軸線方向而達(dá)到。激光發(fā)光管用干電池供電,為保證穩(wěn)定供電,在電池與激光管間有簡(jiǎn)單的電源裝置,這類電源電路,在一些如激光教鞭、激光電子玩具及VCD、DCD的激光頭部件等產(chǎn)品中已普遍使用。儀器亦可根據(jù)用戶需要,提供外接電池和充電器附件或交流電供電附件,以便于長(zhǎng)期時(shí)間連續(xù)工作。整機(jī)電路很簡(jiǎn)單,電路原理示意簡(jiǎn)圖如附圖5。
在本實(shí)用新型中,產(chǎn)生水平射線的激光器(含鏡頭)組件,可繞與其主光軸垂直的儀器主橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)工作面與主橫軸平行時(shí),(亦即工作面與激光器光軸繞橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)生成的平面正交;或者說,與該激光器光軸水平位置垂直時(shí)),當(dāng)該激光器轉(zhuǎn)動(dòng)到不同位置,就在工作面(例如墻面)上投射出不同高度的水平線。該激光器組件繞主橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)的具體結(jié)構(gòu),可以有多種方式,例如將該激光器組件裝在繞主橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪盤形手輪沿上,或裝在繞主橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)的其他形狀構(gòu)件上。
在本實(shí)用新型中,產(chǎn)生鉛垂線的激光器組件與產(chǎn)生水平線的激光器組件一起,安裝在繞儀器主橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件上,并調(diào)整至光線相互垂直。該兩組激光器可安裝在輪盤的同一側(cè),或裝在兩側(cè)(反向);當(dāng)輪盤從0位置轉(zhuǎn)動(dòng)180°時(shí),鉛垂線面轉(zhuǎn)到儀器的背面;當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí),則在天頂方向的工作面上,產(chǎn)生正、背面兩面鉛垂線面的連線;而水平線激光器組件此時(shí)則產(chǎn)生了與之垂直的橫線;轉(zhuǎn)動(dòng)儀器底座,可產(chǎn)生不同位置的鉛垂線面。
在本實(shí)用新型中,儀器用水準(zhǔn)泡提供水平基準(zhǔn),并用手動(dòng)置平。儀器出廠時(shí)調(diào)整至下列狀態(tài)儀器在零位置上時(shí),激光器光軸水平,此時(shí)水平激光組件射出的水平面與水準(zhǔn)器提供的水平基準(zhǔn)線平行。在此狀態(tài)下,水平激光器射出的激光光線平面在主橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)至不同位置時(shí),仍以一定精度保持與水準(zhǔn)器提供的水平基準(zhǔn)線平行。水準(zhǔn)器裝在相對(duì)于儀器底座可以微傾的基座上,由于基座只需單向置平,因此只需一個(gè)置平螺絲,其他部件則隨同基座一起被置平。底座與基座間,用兩個(gè)半球面支承及強(qiáng)力拉力彈簧連接;因而在置平時(shí),儀器中心高不變,且使用方便。該部分具體結(jié)構(gòu)均較經(jīng)典(現(xiàn)有技術(shù)已有),因而說明從簡(jiǎn)。為了準(zhǔn)確地提供所需高度的水平線,需為繞主橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)提供準(zhǔn)確的微動(dòng),故主橫軸設(shè)置微動(dòng)螺絲,為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)及使主橫軸粗動(dòng)時(shí)動(dòng)作簡(jiǎn)單,主橫軸可以不采用一般精密儀器上所用的制動(dòng)螺絲,而使用了能360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)的摩擦制動(dòng)軸系(見附圖7)。主橫軸與中間軸套(微動(dòng)套)間為間隙0.01~0.03mm的動(dòng)配合,兩(或3)個(gè)硅橡膠圈(外徑略大于中間軸套內(nèi)徑),提供了摩擦制動(dòng)所需的固緊力。微動(dòng)螺絲帶動(dòng)中間軸套微動(dòng)時(shí),主橫軸隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。隨主橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)的部件很輕,并且經(jīng)過平衡調(diào)整,在自然狀態(tài)下沒有偏墮,因而此制動(dòng)力已足夠。
在本實(shí)用新型中,繞主橫軸轉(zhuǎn)動(dòng),并裝有激光器組件的部件(例如輪盤)上,設(shè)置另一個(gè)水準(zhǔn)器,該水準(zhǔn)器的水平基準(zhǔn)線在出廠時(shí)調(diào)至與水平激光器組件的主光軸平行。因此,當(dāng)置平儀器基座之后,再轉(zhuǎn)動(dòng)主橫軸至該水準(zhǔn)器置平時(shí),水平線激光器主光軸及其展開的光線平面處于水平狀態(tài)。我們定義此位置為“儀器的0位置”,并稱此水準(zhǔn)器為“0位水準(zhǔn)器”。在某些工作中,可利用儀器在這種狀態(tài)下提供的水平平面,控制工作地點(diǎn)的地面抄平等工作。投射水平線的激光器的主光軸繞儀器主橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),形成的與主橫軸軸線垂直的平面,我們將其定名為本儀器的“主平面”。為投射在工作面(例如墻面)上的水平方向射線始終水平,需將儀器安置到主平面與工作面正交。
在本實(shí)用新型中,還可使用可以繞其自己的主光軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第三組激光器,以產(chǎn)生傾斜角度可調(diào)的傾斜線,并投射到工作面上??梢杂糜诶@激光器主光軸轉(zhuǎn)動(dòng)激光器的機(jī)構(gòu)非常多。例如蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu),如用18齒蝸輪、單頭蝸桿時(shí),蝸桿每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,傾斜線傾斜20°,通過讀取刻度即可方便操作。傾斜線附件有另一附帶用途當(dāng)儀器在零位置時(shí),調(diào)整傾斜線至與水平線平行,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)水平線激光器改變水平線高時(shí),可以檢查水平線是否仍水平(或者說主平面與工作面是否正交)。利用鉛垂線激光器出射后激光鉛垂面還可以檢查工作面(例如墻面)是否鉛垂及平直置平儀器,在0位置時(shí),在工作面上投射水平線,轉(zhuǎn)動(dòng)儀器底座至儀器激光鉛垂面與工作面同向,并檢查儀器置平;用小標(biāo)尺或普通尺子檢查在水平線上儀器近端與遠(yuǎn)端處兩面的距離,并調(diào)至相等;此時(shí)可以用小標(biāo)尺(或普通尺子)以激光鉛垂面為準(zhǔn),檢查工作面是否平直及是否鉛垂。
權(quán)利要求1.一種水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀,包括底座、基座、立柱、按鈕開關(guān),其特征在于還包括輪盤組件、橫軸組件、垂直激光器組件、水平激光器組件等,其中垂直激光器組件、水平激光器組件安在輪盤組件上,輪盤組件通過橫軸組件與立柱連接。
2.如權(quán)利要求1所述的水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀,其特征在于基座在底座之上,基座上有置平水平器組件和置平螺絲,底座之下有支點(diǎn),基座與底座通過支承件與拉力彈簧連接。
3.如權(quán)利要求1所述的水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀,其特征在于在基座上有電池盒蓋與電池。
4.如權(quán)利要求1所述的水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀,其特征在于垂直激光器組件、水平激光器組件可以安在輪盤組件上的任何位置,可以在一起或分開安裝。
5.如權(quán)利要求1所述的水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀,其特征在于在輪盤組件上的橫桿上有0位水準(zhǔn)器。
6.如權(quán)利要求1所述的水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀,其特征在于橫軸組件包括固定軸套、中間軸套、硅橡膠圈和主橫軸,中間軸套在固定軸套與主橫軸之間,硅橡膠圈套在主橫軸上。
7.如權(quán)利要求1所述的水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀,其特征在于傾斜微動(dòng)螺絲與中間軸套連接并帶動(dòng)主橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求1所述的水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀,其特征在于在立柱的頂端可安裝傾斜線附件,傾斜線附件包括激光器組件和調(diào)節(jié)器。
9.如權(quán)利要求1所述的水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀,其特征在于垂直激光器組件、水平激光器組件和傾斜線附件中的激光器組件包括激光管、凸透鏡和柱面透鏡,凸透鏡安在激光管和柱面透鏡之間。
10.如權(quán)利要求9所述的水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀,其特征在于激光管通過電路與開關(guān)及電源連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水平線高度可調(diào)的萬(wàn)用激光垂準(zhǔn)水平儀,包括底座、基座、立柱、輪盤組件、橫軸組件、垂直激光器組件、水平激光器組件和/或傾斜激光器組件等,其中垂直激光器組件、水平激光器組件安在輪盤組件上,輪盤組件通過橫軸組件與立柱連接。本實(shí)用新型的產(chǎn)品能在建筑裝修工作及類似工作中,在不同高度進(jìn)行水平和垂直及傾斜方向定位,并且使用方便,置平穩(wěn)定可靠,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于推廣,價(jià)格便宜。
文檔編號(hào)G01C9/00GK2400780SQ99258129
公開日2000年10月11日 申請(qǐng)日期1999年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月29日
發(fā)明者李曙英 申請(qǐng)人:李曙英