一種點式雷射抄平筆的製作方法

2023-05-24 18:47:16

本發明涉及一種雷射筆，特別是涉及一種建築安裝用點式雷射抄平筆。

背景技術：

在建築安裝工程中，各個不同位置的標高點、垂直點等需要由同一個基準點來進行抄測，為保證測量的精度，目前使用的許多儀器採用雷射作為抄平的基準線，雷射以其波長短、不發散、方向性好、精度高的優點而在此類的儀器中使用非常廣泛。目前工程中經常使用的到的此類儀器有雷射墨線儀、雷射水準儀、雷射側位儀等，這類儀器的功能穩定、精度很高，一般不受海拔、溫度的影響；但也有一定的局限性，一是：成本較高，一般在1000～10000元之間，即使是以最便宜的一線一點雷射墨線儀為例，其價格也在500元左右，不便於大範圍對每個工人進行配備(如不能向每個工人均可配備一把鋼捲尺一樣配備此類儀器)；二是：儀器使用前需要進行調整，即使用前需要把三腳架(儀器基座)進行調平、調正，以保證其測量精度，在使用上需要具備足夠大的空間，在空間、位置不便的地方不便於工人的使用；三是：儀器本身體積較大，配置有較大的儀器裝備箱，不便於一線作業工人攜帶，特別是狹小空間部位的測量容易受限制。基於以上缺點，如能有一種簡單的儀器，能像配備鋼捲尺一樣每人配備一件，既成本低廉，又體積小、方便攜帶，這將大大改善工程的測量精度和提高工程的效率。點式雷射抄平筆能夠很好的解決以上問題。

技術實現要素：

發明目的：本發明目的在於針對現有技術的不足，提供一種點式雷射抄平筆，能夠以低成本解決建築安裝過程的抄平問題。

技術方案：本發明所述的點式雷射抄平筆，包括筆體，所述筆體包括筆尖段、水平管段、雷射發射段，筆尖段為椎體結構、椎體平面側通過牽引線與拉環連接，水平管段中部為一觀察視窗、內部裝有水平管泡，水平管段一端與筆尖段相連且連接處為空腔結構用於收納所述牽引線、另一端與雷射發射段相連且連接處設有彈簧作為雷射發射段電池負極的接觸點。

進一步完善上述技術方案，還包括筆帽，所述筆帽包括水平泡22、掛鈎磁鐵、筆帽筒；水平泡22為鐵皮封裝的雙面可視水平泡22，水平泡22以鐵皮封裝側邊與掛鈎磁鐵的延長軸相連且能繞延長軸旋轉，掛鈎磁鐵與筆帽筒相連且連接處設有扁圓形磁 鐵，筆帽筒為帶內螺紋的管體。

進一步地，所述水平管段一端為內螺紋空腔，用於連接所述筆尖段、收納所述牽引線；所述水平管段另一端為外螺紋，用於連接所述雷射發射段。

進一步地，所述牽引線為0.8～1.2m的魚線或直徑為0.4～0.6mm的尼龍線。

進一步地，所述雷射發射段為雷射二極體發射器。

進一步地，所述水平管的規則為直徑8mm、長度31mm或規格為直徑10mm、長度40mm。

進一步地，所述筆尖段採用不鏽鋼材質，所述水平管段採用鐵材質。

進一步地，所述水平泡22為10*6的圓形玻璃水平泡22，精度為25′/2mm，所述扁圓形磁鐵直徑為12mm、厚度為3mm。

進一步地，所述掛鈎磁鐵與所述筆帽筒的管體外壁相連。

有益效果：(1)相對於市場上常見的用於實現抄平功能的儀器，本發明提供的點式雷射抄平筆，成本低廉，能夠人均配備，在大面積配備的基礎上也是作業隊能夠承受的成本。

(2)本發明全部重量只有100克左右，簡單輕便，且形體成筆形，便於隨身攜帶。

(3)本發明精確度較高，因雷射的方向性好、不發散，作為基準線有較高的精度。

(4)本發明操作簡單，省時省力，可以單人測量，也可雙人配合；現有技術中為節省成本，作業人員抄平採用長塑料管灌水，即採用連通器原理，用灌滿水的長塑料管進行抄平，不但費時費力，並且有可能因塑料管的阻斷、扭結而造成較大誤差，採用本發明提供的點式雷射抄平筆，能夠很好的解決該問題。

附圖說明

圖1為筆體的結構示意圖；

圖2為筆尖段的結構示意圖；

圖3為水平管段的結構示意圖；

圖4為筆帽的結構示意圖。

具體實施方式

下面通過附圖對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護範圍不局限於所述實施例。

實施例1：本發明提供的點式雷射抄平筆，包括筆體和筆帽，外形為筆管式，全長約140mm、直徑約12.5mm；筆體依次由筆尖段11、水平管段12、雷射發射段13組 成，筆帽包括筆帽端水平泡22、筆帽筒21和掛鈎磁鐵。

一、筆尖部分

(1)筆尖段11：筆尖段11為不鏽鋼椎體，採用外螺紋111與水平管段12連接，其功能在測量時可以作為與基準點的接觸點使用；旋下筆尖段11脫離開水平管段12後，椎體平面部分有一個小型拉環112，採用1米長的魚線(或直徑0.5mm的尼龍線)與筆體相連，此時筆尖部分可以作為一個磁力線墜使用；將筆尖段旋上水平管段12後，魚線可以隱藏在水平管段12內。

(2)水平管段12：水平管段12為鐵皮製，外部噴塗，中部為一長橢圓孔視窗，內裝一水平管泡，主要功能是測量時使筆體保持水平；水平管段12一端為一段內螺紋空腔，作為隱藏魚線用，另一端為外螺紋121，與雷射發射段13螺紋相連。該段其端面中間設置一小彈簧122，作為發射段電池負極的接觸點。以北方精密水準儀器實業有限公司的產品為例，水平管的選用可參照下圖表：

本發明採用的水平管一般可採用PT-0831型或PT-1035型。

(3)雷射發射段13：雷射發射段13是一簡易的雷射二極體發射器，為本發明產生一基準光線，類似目前市場上使用的小型雷射二極體手電筒或紅雷射教鞭筆。雷射二極體一般有國產封裝和進口封裝兩類，根據雷射的顏色還可分為紅雷射、綠雷射、黃雷射等顏色。

本發明產品的雷射點光源採用國產封裝紅雷射二極體(也可採用進口封裝紅雷射二極體，但價格差別較大)，光斑為紅色圓點雷射點，一束光(圓點))可以照幾十米到上百米，工作壽命＞8000小時，結構簡單，一致性好，抗震動，光斑模式均勻良好，驅動電路穩定優良。使用優良材質的塑膠或多層玻璃透鏡片保證良好的透過率，光斑發散角最小設計可＜0.1mrad。

雷射二極體的常用技術參數：

波長：532nm、635nm、650nm、658nm、780nm、808nm、980nm；

出瞳功率：0.3mW～2000mW；

發散角：0.1mrad～0.6mrad；

學系統：光學鍍膜玻璃或塑膠透鏡；

光斑描述：最小光斑直徑Φ0.3mm，光斑大小可以根據使用距離調節。

工作電壓：DC 3V、4.5V、5V、9V、12V(可選)

雷射二極體的雷射級別：Ⅱ、Ⅲa、Ⅲb

雷射二極體的工作溫度：－10℃～50℃；部分可達：－10℃～70℃；

雷射二極體的存儲溫度：－40℃～80℃；

雷射二極體的外形尺寸：Φ7mm×11mm、Φ10mm×28mm、Φ10mm×40mm、Φ12mm×45mm、Φ14mm×60mm、Φ16mm×70mm、Φ20mm×80mm、Φ32mm×125mm。

本發明產品的技術參數一般選用：波長650nm、出瞳功率5.0mW、發散角0.5mrad以下、工作電壓DC4.5V、外型尺寸Φ10mm×45mm。發射開關15為按壓觸髮式開關15，位於本段側壁靠近雷射頭的一端，當第一次按壓時，雷射發射，第二次按壓式，關閉雷射發射。

二、筆帽部分

(1)筆帽端水平泡22：筆帽的端部為一鐵皮封裝的圓形雙面可視的水平泡22，鐵皮封裝外部噴塗。圓形水平泡22的鐵皮封裝側邊與中心線平行固定在筆帽掛鈎的延長軸23上，並可沿此軸進行180°的旋轉。此部分的功能是在測量垂直方向上時候，提供筆體和雷射線的垂直基準。以北方精密水準儀器實業有限公司的產品為例，常見的水 平泡22規格和測量精度見下圖表：

本發明採用規格為Φ10*6的圓形玻璃水平泡22，精度為25′/2mm。

(2)掛鈎磁鐵：掛鈎磁鐵類似於筆體的掛鈎，唯一不同的是掛鈎與筆帽的連接部位的外側邊固定有一扁圓形磁鐵24，直徑12mm，厚度為3mm，其功能為配合筆尖的椎體做磁力線墜使用，另外其上端延長為軸，作為筆帽端水平泡22部分的固定轉軸使用。

(3)筆帽筒21部分：筆帽部分類似於一般筆體的筆帽，下端筒內部有內螺紋；筆帽筒21部分作用之一是作為掛鈎和筆帽端水平泡22部分的支撐體，二是平時蓋住筆體的椎體尖端部分，以防止平時椎體尖部刺傷使用人。

三、本發明的功能與使用方法

點式雷射抄平筆的主要功能有三個：一是水平方向上的抄平，二是找垂直方向上的垂直點，三是作為一種簡易的磁力線墜。下面就這三種功能的使用方法結合一定的實例分別做一下描述。

1)水平方向的抄平功能：在使用此項功能時，只用本儀器的筆體部分即可。一般情況下，在樓層或基準位置上將提供一個基準點或原始標高點，使用儀器的步驟為：首先按壓一下雷射發射段13的開關15，此時雷射發射段13從雷射發射孔14發出一束筆直的紅色細雷射束；其次將筆體的椎體尖端對準基準點(或原始標高點)，將雷射束的照射方向對準將要測量和安裝的部位；第三保持椎體尖端不動，調平水平泡使筆體保持水平，此時雷射光斑的位置即是基準點(或原始標高點)的抄平位置，然後使配合測量 的另外一人用記號筆記下此位置即完成測量工作。如果測量只有一人，也可反向使用此儀器完成測量工作，此時將雷射光斑對準基準點，調平筆體使水平泡22水平，此時筆體椎體尖端所指的部位即是基準點(或原始標高點)的抄平位置，然後記下該位置即可。用此方法可以測量水平方向幾十米甚至上百米範圍內的任何抄平點，只要該點與基準點之間沒有擋住雷射的障礙物就可以。例如在電氣工程預留預埋階段，需要安裝開關15、插座線盒時，此時土建只在柱子鋼筋上給出一個50mm基準點，此時就可以方便的利用該儀器將此基準點引至安裝位置。

2)在垂直方向上找垂直點：在使用此功能時，需要使用筆帽上的圓形水平泡22。一般情況是在某層樓的一個位置(基準位置)，需要上下的其他樓層的同一位置進行安裝或測量，此時使用儀器的步驟是：首先將筆帽的圓形水平泡22旋轉180°，然後將通透的筆帽筒21自筆體的雷射發射端旋入，直至露出雷射發射段13的按鈕，打開開關15使雷射發射；其次將椎體尖端頂在樓層的基準位置上，向上(或向下)發射雷射束，調整圓形水平泡22，使筆體保持垂直，此時雷射光斑的位置即是安裝位置。例如需要在已完成的不同樓層上安裝一根垂直立管時，需要在各樓層板上開洞，此時可以使用該儀器測定開洞的準確位置。

3)作為一種簡易的磁力線墜使用，此功能不再贅述。

四、本發明成本分析：本發明主要部件是雷射二極體、水平管、水平泡22、以及其它附件。雷射二極體的市場價(以國產件為例)為2.3元/件，水平管市場價(以北方精密為例)為0.15元/件，水平泡22市場價(以北方精密為例)為0.8元/件，其他附件合計價格為6元，總計成本價為：2.3+0.15+0.8+6.0＝9.25(元)，如此低廉的價格，完全可以大面積進行配備，做到人手一件。

⑵本發明的精度分析：本發明的精度主要取決於水平管的測量精度、雷射線的精度、以及儀器本身製作精度(即雷射線中心、水平管中心、錐尖中心的三線合一的同心度)。本發明的精度＝A1(水平管精度)*A2(雷射線精度)*A3(同心度製作精度)。因A2、A3非常小，可以忽略不計，所以本發明的主要誤差主要決定於A1，以水平管PT-1035型為例，其精度為25′/2mm，則本發明的誤差為2mm。

如上所述，儘管參照特定的優選實施例已經表示和表述了本發明，但其不得解釋為對本發明自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的本發明的精神和範圍前提下，可對其在形式上和細節上作出各種變化。