雷射基準顯示儀的製作方法

2023-04-26 04:19:16 2

專利名稱：雷射基準顯示儀的製作方法
技術領域：
本發明屬於光電子領域，尤其涉及集光、電、機為一體的顯示基準精密儀器。
背景技術：
隨著科學技術的不斷發展，建築及裝潢領域對使用工具，尤其對基準儀的要求越來越高，最初那種利用墨斗人工劃線的方法已經成為歷史，繼而出現了一些利用雷射作為光源的精密儀器，如專利02225128公開了一種帶重力安平機構的雷射基準儀，但這種儀器只能顯示水平和縱向兩種方向的光線，專利00267853則公開了可以顯示水平、縱向和鉛直三種方向的雷射三維基準儀，然而除了能顯示三向光束外並不能顯示迴轉中心點，因此當現場需要參照某一固定點來測量時就捉襟見肘了。而最明顯的缺陷在於，目前出現的基準儀都沒有消燈功能。儀器在設計時有一定的傾斜範圍，當超出該範圍時，產品便處於非正常使用狀態，最通用的解決方案是安裝報警裝置，但報警裝置只能發出響聲，不能自動切斷電路，不能從根本上解決問題，而且還帶來不必要的噪聲。

發明內容
本發明所需要解決的技術問題在於提供一種雷射基準儀，以克服現有技術無消燈裝置、使用時難以初始定位等缺陷。
本發明的技術方案包括外殼、基座、雷射發生裝置、電源、自動補正裝置和制動裝置，自動補正裝置包括軸承組件和振子，另外還包括消燈裝置，消燈裝置包括固定在振子上的反射板和與之相向放置並固定在基座上的消燈基板，消燈基板上安裝有光電傳感器。
所述振子上安裝有集中基板，外殼上固定有LB基板(穩壓基板)，集中基板作為儀器電路部分的樞紐，LB基板上的電源通過集中基板供給三組雷射裝置工作，而消燈基板通過電源線與LB基板電連接，並接入LB基板與集中基板的通路中。
作為對本發明的改進，在振子下端安裝有迴轉點裝置，即下部發光組件，包括LED、消光管和透鏡。LED、消光管、透鏡由上向下固定在振子上，LED通過LED基板與集中基板電連接，從而為LED提供電源，而消光管則可吸收LED散發在管壁上的光，以使光束經過透鏡後成為點狀而不是分散的。在測量過程中，如果需要以地面上某一點作為參考點的話，將LED投射的光對準參考點即可。
所述雷射發生裝置包括水平、縱向和鉛直三組並安裝在振子上，水平和鉛直兩組由雷射二級管、準直儀和圓柱鏡組成，準直儀安裝在雷射二級管前面，圓柱鏡安裝在準直儀前面；雷射二級管通過APC基板(功率調節基板)與集中基板電連接，而集中基板與LB基板電連接，這樣便可供給雷射二級管工作電源；縱向組的雷射線產生與水平、鉛直類同，出於結構上的考慮，使準直儀與圓柱鏡間存在較大距離且有方向差異，然後在準直儀與圓柱鏡間增加全反射鏡來傳遞平行雷射束並改變方向，全反射鏡將平行的水平光束反射成縱向光束射出。
本發明的雷射發光裝置光源採用635nm可視光半導體雷射，迴轉點裝置的LED光源採用650nm可視光半導體雷射。
作為對本發明的改進，APC基板上設計有可調電阻用來調節雷射二級管的功率，使出射雷射線的亮度和寬度控制在要求範圍內，在產品的組裝調試過程中完成功率的設定調整。
作為對本發明的改進，所述準直儀為雙曲面鏡，雙曲面鏡為非球面鏡，可將發射光束收斂為平行光束。
所述基座包括座體、支撐腳、支撐臺、旋轉環、止動環、支撐杆，支撐臺相對旋轉環可作360度旋轉，同時帶動與其固定為一體的振子迴轉(振子通過四個支撐杆與支撐臺連接)，作為對本發明的改進，基座上安裝有微調裝置，通過微調裝置帶動振子作小範圍旋轉，而振子旋轉實際上是縱向和鉛直雷射線的迴轉，因而可用於縱向線和鉛直線水平周向位置的調節。
作為對本發明的改進，基座的三隻支撐腳可通過螺紋調節水平、高低，增強產品對地面的適應性。
作為對本發明的改進，基座上固定有鎖定裝置，鎖定裝置包括機械鎖定和電路鎖定兩部分，因為鎖定裝置中的開關電源線與LB板連接，因而可將振子的鎖定、解除與儀器電源開關的斷開、接通結合為一體，振子鎖定時開關斷開，鎖定解除時開關接通。。
作為對本發明的改進，所述制動裝置上採用了高磁通密度的稀土磁鐵，這樣切割磁力線時產生更大的感應電流，有利于振子快速靜止，本發明的振子可在三秒內靜止。
本發明的有益效果是與現有技術相比，由於消燈裝置具有自動切斷電源的設計，因而可以防止儀器在非正常使用狀態下的誤操作，保證使用者及時糾正，而迴轉點的設計解決了在使用中尋找參考點的難題，可以更快捷地進入測量工作，另外，微調裝置可以更精確地調節縱向和鉛直組雷射線的位置，鎖定裝置的設計則巧妙地將機械和電路鎖定結合在一起。


圖1為本發明的結構示意總圖；圖2為本發明的電路總圖；圖3為本發明的消燈裝置和迴轉點裝置結構示意圖；圖4為本發明的基座結構示意圖；圖5為本發明基座上微調裝置結構示意圖；圖6表示本發明中鎖定裝置在整個儀器中的位置示意圖；圖7為本發明鎖定裝置的結構示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。
如圖1，本發明包括外殼1、基座2、雷射發生裝置3、電源4、自動補正裝置5和制動裝置6，自動補正裝置包括軸承組件和振子，其特徵在於還包括消燈裝置7，消燈裝置7包括固定在振子上的反射板10和與之相向放置並固定在基座上的消燈基板11，消燈基板11上安裝有光電傳感器，並通過電源線與穩壓電路板連接。
圖2為整個儀器的電路部分示意圖。其中集中基板固定在振子上，LB基板(穩壓基板)固定在外殼上，三組APC基板(功率調節基板)分別安裝在三組雷射發生裝置的鏡組中，並與雷射二級管電連接。LB基板與電源(本例為四節1.5V乾電池)、鎖定裝置上的ON/OFF開關、切換開關、集中基板和消燈基板連接。LB基板通過三根電源線與集中基板連接，各組雷射二級管的三根接線焊接在相應APC板上，每組APC基板通過三根導線與集中基板連接，因而LB基板上的電源通過集中基板和APC基板供給各雷射二級管工作的，集中基板除了與APC基板和LB基板連接之外，還連接LED基板以供給迴轉點裝置的LED工作電源；另外LB板連接的切換開關負責選擇三組或者兩組雷射裝置工作，切換開關旋鈕固定在外殼上，當選擇三組雷射裝置時，切換開關放在一檔，即使得LB板與集中基板連接的一正兩負三根電源線導通，其中有一根負線是用於導通鉛直和縱向兩組的，而另一根負線則用於導通水平組的，當將切換開關而放在二檔時，只有一正一負兩根電源線導通，另一根負責水平組的負線斷開，所以只有鉛直和縱向兩組雷射裝置工作。
如圖3，消燈裝置包括消燈基板11和反射板10，反射板10安裝在振子上，消燈基板11固定在基座上的支撐臺上。消燈基板11上安裝有光電傳感器，光電傳感器通過電源線與儀器的LB基板(穩壓基板)電連接，並接入LB基板與儀器集中基板的通路中，而LB板通過集中基板給各組雷射二級管和迴轉裝置中的LED提供電源，因此當基準儀傾斜角度超出一定範圍時，安裝在振子上的反射板和光電傳感器的相對位置發生變化，反射的光線將不被光電傳感器接收，光電傳感器與LB板的電路處於斷路狀態，繼而使LB基板不能與集中基板導通，這樣雷射發生裝置因未被提供電源無法發光，即燈滅，從而可以避免由於操作不當引起的誤差。
圖3還繪出了安裝在振子下端的迴轉點裝置(圖1中的8)，即下部發光組件，包括LED33、消光管34和透鏡35，LED、消光管、透鏡由上向下固定在振子上，迴轉點裝置通過LED基板與集中基板連接從而獲得工作電源，。同樣地，當儀器發生傾斜時，由於LB基板和集中基板的通路被切斷，所以LED基板也不能通過集中基板為LED供給工作電源，因此下部發光點消失。
如圖4，基座部分為整個基準儀的支撐部分，基座包括座體12、安裝在座體下並可通過螺紋調節高度的三隻支撐腳13、位於座體中心的旋轉環14、置於旋轉環中的支撐臺15、將支撐臺和旋轉環一併壓在基座座體上的止動環16、連接基座和自動補正裝置並固定在支撐臺上的支撐杆17，止動環16通過螺釘與座體連接固定。支撐臺15相對旋轉環14可做360度迴轉，同時帶動與其固定為一體的振子迴轉(振子通過四個支撐杆與支撐臺連接)；如圖5，基座上固定有微調裝置，微調裝置包括固定在旋轉環上的微調塊18、安裝在基座體上並置於微調塊兩側的微調螺釘20和微調杆19以及固定在微調杆一端的微調彈簧21，微調彈簧起復位作用。當需要對縱向線進行精確定位時，旋轉微調螺釘20，微調螺釘使微調杆19帶動微調塊18移動，從而使旋轉環小範圍轉動，又由於旋轉環與支撐臺之間小間隙配合，並在其間塗有粘度較高的潤滑脂，所以旋轉環小範圍轉動時可帶動支撐臺旋轉，從而實現振子旋轉，實際上是實現安裝在振子上的縱向組或鉛直組雷射線位置的移動。而在對支撐臺進行360度大範圍旋轉時，旋轉環被微調彈簧與微調螺釘限位，幾乎不做轉動。儀器外殼固定在支撐臺上，通過支撐臺側面的螺紋孔固定。
如圖6，基座的支撐臺上還固定有鎖定裝置9，如圖7，鎖定裝置包括鎖芯杆22、鎖芯23、O形圈24、硬球25、固定座26、R-開關板27、R-壓環28、R-銷29、R-旋鈕30、ON/OFF開關31和R-支架32。鎖芯杆22裝在鎖芯23內，並通過R-銷29連接，鎖芯23裝在固定座26內，同時R-銷29的一端被固定座26內直槽限位；硬球25裝在固定座26的小孔內(通孔)，並通過R-壓環28、O形圈24壓緊，使硬球25緊壓在鎖芯23上。固定座26和R-支架32固定在一起，R-支架32固定在支撐臺上。鎖定裝置將振子的鎖定、解除與儀器開關的斷開、接通結合為一體，旋鈕30、R-開關板27與鎖芯23固定連接，ON/OFF開關31固定在R-支架32上，ON/OFF開關電源線與LB基板連接。從機械結構來說，轉動旋鈕30，驅使鎖芯23轉動，由於R-銷29的一端被固定座26內直槽限位，所以通過R-銷29在鎖芯23斜槽內運動實現鎖芯杆22的伸出和收縮，從而實現振子的鎖定和解除，鎖定狀態時，鎖芯杆伸出頂住振子使之偏移，此時振子下部的O形圈也由於傾斜抵住基座側面，從而鎖定。解除鎖定時，鎖芯杆收縮，振子可以自由擺動。另外在鎖芯杆表面有對應與振子鎖定、解除位置的兩個小球窩，在振子鎖定、解除時通過鎖定裝置O形圈24的彈力使球落在球窩內，使振子的鎖定、解除準確定位。鎖芯23和R-支架32固定在一起，R-支架固定在支撐臺上，從而可以防止在運輸過程中可能引起的儀器損傷。而電路方面，因為ON/OFF開關電源線連接在LB基板上，當旋轉R-旋鈕時，可帶動R-開關板閉合或打開ON/OFF開關，從而接通或切段給雷射發生裝置的供電。
權利要求
1.一種雷射基準顯示儀，包括外殼(1)、基座(2)、雷射發生裝置(3)、電源(4)、自動補正裝置(5)和制動裝置(6)，自動補正裝置包括軸承組件和振子，其特徵在於還包括消燈裝置(7)，消燈裝置(7)包括固定在振子上的反射板(10)和與之相向放置並固定在基座上的消燈基板(11)，消燈基板(11)上安裝有光電傳感器。
2.如權利要求1所述的基準顯示儀，其特徵在於在振子下端安裝有迴轉點裝置(8)，迴轉點裝置包括由上至下固定在振子上的LED(33)、消光管(34)和透鏡(35)。
3.如權利要求1或2所述的基準顯示儀，其特徵在於所述基座包括座體(12)、安裝在座體下並可通過螺紋調節高度的三隻支撐腳(13)、位於座體中心的旋轉環(14)、置於旋轉環中的支撐臺(15)、將支撐臺和旋轉環一併壓在基座座體上的止動環(16)、連接基座和自動補正裝置並固定在支撐臺上的支撐杆(17)，止動環(16)通過螺釘與座體連接固定；所述消燈基板固定在基座的支撐臺上。
4.如權利要求3所述的基準顯示儀，其特徵在於所述基座上固定有微調裝置，微調裝置包括固定在旋轉環上的微調塊(18)、安裝在基座體上並置於微調塊兩側的微調螺釘(20)和微調杆(19)以及固定在微調杆一端的微調彈簧(21)。
5.如權利要求1或2所述的基準顯示儀，其特徵在於雷射發生裝置固定在振子上，包括水平、縱向和鉛直三組，水平和鉛直兩組由雷射二級管、準直儀和圓柱鏡組成，準直儀安裝在雷射二級管前面，圓柱鏡安裝在準直儀前面，縱向組雷射發生裝置還在準直儀與圓柱鏡間增加全反射鏡。
6.如權利要求5所述的基準顯示儀，其特徵在於所述準直儀為雙曲面鏡。
7.如權利要求5所述的基準顯示儀，其特徵在於所述雷射二級管通過功率調節基板提供工作電源，功率調節基板上設置有調節雷射二級管功率的可調電阻。
8.如權利要求1或2所述的基準顯示儀，其特徵在於基座上固定有鎖定裝置(9)，包括鎖芯杆(22)、鎖芯(23)、O形圈(24)、硬球(25)、固定座(26)、R-開關板(27)、R-壓環(28)、R-銷(29)、R-旋鈕(30)、ON/OFF開關(31)和R-支架(32)；鎖芯杆(22)裝在鎖芯(23)內，並通過R-銷(29)連接，鎖芯(23)裝在固定座(26)內，硬球(25)裝在固定座的小孔內，並通過R-壓環(28)、O形圈(24)緊壓在鎖芯(23)上，固定座(26)和R-支架(32)固定在一起，R-支架固定在支撐臺上；旋鈕(30)、R-開關板(27)與鎖芯(23)固定連接，ON/OFF開關(31)固定在R-支架(32)上，ON/OFF開關電源線與儀器的穩壓基板連接，而穩壓基板又與電源連接。
9.如權利要求1所述的基準顯示儀，其特徵在於所述制動裝置上採用了高磁通密度的稀土磁鐵。
10.如權利要求1所述的基準顯示儀，其特徵在於外殼上設置有負責選通雷射發生裝置工作組數的切換開關。
全文摘要
本發明公開了一種雷射基準顯示儀，包括外殼(1)、基座(2)、雷射發生裝置(3)、電源(4)、自動補正裝置(5)和制動裝置(6)，自動補正裝置包括軸承組件和振子，其特徵在於還包括消燈裝置(7)，消燈裝置(7)包括固定在振子上的反射板和與之相向放置並固定在基座上的消燈基板，消燈基板上安裝有光電傳感器。另外還改進了鎖定裝置、增加了迴轉點裝置(8)。本發明的有益效果是與現有技術相比，由於消燈裝置具有自動切斷電源的設計，因而可以防止儀器在非正常使用狀態下的誤操作，保證使用者及時糾正，而迴轉點的設計解決了在使用中尋找參考點的難題，可以更快捷地進入測量工作，另外，微調裝置可以更精確地調節縱向和鉛直組雷射線的位置，鎖定裝置的設計則巧妙地將機械和電路鎖定結合在一起。
文檔編號G01C15/00GK1514204SQ0315044
公開日2004年7月21日 申請日期2003年8月19日 優先權日2003年8月19日
發明者須田義一, 石渡一成, 成, 須田 一 申請人:上海田島工具有限公司