CN105698775A - 一种快速精确定位激光标记的棱镜杆系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种快速精确定位激光标记的棱镜杆系统，包括三脚架、设置于所述三脚架上的连接平台、以及设置于所述连接平台上并依次连接的十字精调装置、水平调节台和双层支架，在所述双层支架的上层上设置有棱镜或激光放线仪，且在其下层上相应设置有激光放线仪或棱镜，使所述激光放线仪竖直向上或向下发出的激光恰好被所述棱镜挡住；所述十字精调装置包括上下设置的两个调节底座、以及分别设于两个调节底座上且互相垂直的两个精调导轨；所述水平调节台包括多个水平调节件。该系统通过整合对中杆、精调装置和激光放线仪，可在定位好棱镜后通过激光一次完成对需施工位置的标记，避免了因仪器移动带来的人工误差，提高了现场定位的速度和精度。

Description

一种快速精确定位激光标记的棱镜杆系统

技术领域

本发明涉及基于BIM技术的现场3D定位放线领域，具体地，涉及一种快速精确定位激光标记的棱镜杆系统。

背景技术

在现代建筑施工过程中，工程师常使用基于BIM(BuildingInformationModeling，建筑信息模型)技术的现场3D定位放线技术，即在施工现场建立起一个由全站仪、棱镜和移动终端组成的数据关系网，全站仪通过激光来定位棱镜的位置坐标，并通过网络传输将其显示在移动终端上的应用程序所建立的数字模型中，且该虚拟坐标会随着棱镜的真实位置改变而发生同步变化，实现施工现场的真实空间坐标系与3D模型的虚拟空间坐标系间的整合，利用该项技术可以将棱镜的定位精确到毫米级。

现有技术中，棱镜一般设置在对中杆(相当于图1中的三脚架的垂直杆11)的顶部，而激光放线仪则与棱镜杆系统分离设置。在进行定位放线时，先将需定位点(位于建筑物的天花或地面上)的位置坐标输入3D模型中，然后将棱镜固定设置于对中杆的顶部并确保对中杆处于竖直状态，不断移动对中杆使棱镜位于需定位点位置的正下方或正上方，此时在地面上标记出对中杆底端对应的位置，若需定位点位于地面上，则该标记位置就是需定位点的位置。若需定位点位于天花上，则移开对中杆并将激光放线仪放置于被标记位置的正上方，因为激光放线仪可向上下方向分别发出两道垂直于水平面且共线的激光光束，所以当向下发出的激光正好与该标记位置重合时，其向上发出的激光在天花上投射的坐标位置即为需定位点的位置，由于需要分两次操作才能对需定位点进行标记，不仅不便于现场操作，而且还增大了人工误差。

专利CN201320145446公开了一种全站仪配套装置，包括用于调节平行的横向调平装置、用于标记点位的标记装置和用于反射检测光线的棱镜，所述横向调平装置包括用于固定支撑的空心棱镜杆和用于调节水平的水准气泡装置，所述水准气泡装置设置于所述空心棱镜杆的一端且与其绝对垂直，所述标记装置设置于所述空心棱镜杆的另一端且包括用于支撑和固定的自喷漆固定架及设置于所述自喷漆固定架上的自喷漆瓶，所述棱镜也设置于所述自喷漆固定架上，所述棱镜与所述自喷漆瓶喷嘴均与所述空心棱镜杆保持绝对垂直且二者间同轴设置。该专利通过将棱镜支撑杆由竖直改为横向，使操作人员可在不易进入的环境外设置全站仪配套装置，且通过加装自喷漆装置，利用棱镜光学中心与自喷漆喷嘴锥尖平面坐标一致原理，使在标记测量点位时不需移动棱镜装置，避免了标记易出错的问题，但该专利无法对棱镜位置进行调节，而且由于喷漆时要求的距离很近，大大限制了该专利的应用范围。

专利CN201420366489公开了一种全站仪点位放样激光投点装置，由棱镜杆支架、三维可伸缩式棱镜杆、可调平激光投点棱镜构成，所述三维可伸缩式棱镜杆包括上、中、下三节棱镜杆，上、中节杆端部设有四通接头，下节杆通过棱镜杆支架竖立在地面上，中节杆插入下节杆四通接头的径向通路，上节杆插入中节杆四通接头的径向通路，所述上节杆、中节杆、下节杆之间通过锁紧螺丝定位，可调平激光投点棱镜通过棱镜支架固定在上节杆的接头上，从而组成点位放样激光投点装置。在该专利中，由于无法对上、中节杆的水平位置进行调整，因此根据观测员提供的偏离值伸缩节杆时仍会存在一定误差，而且其长度调节方法较为粗糙，精准度不高；由于将激光发射器和棱镜结合在一起，存在着不便于收纳和放置激光电源的问题，而且一旦激光发射器出现故障，更换和维修难度大；同时该专利不能用于对位于上方的需定位点进行标记，使用范围受限。

发明内容

为了克服上述棱镜定位精度不高、标记位置与棱镜偏离、不能单人操作、不能同时用于标记上下方需定位点位置的技术问题，本发明提供一种结构简单、操作方便、可有效提高现场定位的速度和精度的棱镜杆系统。

一种快速精确定位激光标记的棱镜杆系统，包括三脚架、设置于所述三脚架上的连接平台、以及设置于所述连接平台上并依次连接的十字精调装置、水平调节台和双层支架，在所述双层支架的上层上设置有棱镜或激光放线仪，且在所述双层支架的下层上相应设置有激光放线仪或棱镜，使所述激光放线仪竖直向上或向下发出的激光恰好被所述棱镜挡住。

所述三脚架包括竖直设置的垂直杆以及设置于所述垂直杆下部的三角支架，所述三角支架的每一条支腿均为伸缩结构且其上还设置有用于调节支腿长度的调节卡扣。

所述连接平台包括用于与所述垂直杆固定连接的固定卡扣、用于连接所述十字精调装置的第一安装螺栓、以及可供所述第一安装螺栓滑动的第一卡槽。

所述十字精调装置包括上下设置的X轴调节底座和Y轴调节底座，且在两个调节底座上均设有可水平滑动的精调导轨、以及分别用于调节和固定所述精调导轨的滑动距离的精调旋钮和固定旋钮，两个精调导轨间为垂直设置，且在位置较高的精调导轨上还设置有一个放置平台，所述放置平台上设置有用于连接所述水平调节台的第二安装螺栓以及可供所述第二安装螺栓滑动的第二卡槽。

根据本发明的一个优选实施例，所述十字精调装置上的X轴精调导轨和Y轴精调导轨的长度相等，二者的取值范围为10～20cm，更优地，两个精调导轨的长度为15cm。

所述水平调节台包括上下设置的水平顶板和调节台底座、以及设置于二者间的多个水平调节件，所述水平调节件通过调节其自身高度使所述水平顶板保持水平状态。

根据本发明的一个优选实施例，所述水平调节件为旋钮结构且其数量为三个。

所述双层支架为竖直设置的方框结构，其上下两对面即为上下层，在其上下层的对应位置处分别设置有第三卡槽和第四卡槽，且在两个卡槽内还分别设置有可滑动的第三安装螺栓和第四安装螺栓，用于安装所述棱镜和所述激光放线仪，所述激光放线仪发射激光的位置正好与卡槽位置对应，可透过激光。

所述棱镜为与全站仪配套的棱镜，其位置可通过全站仪激光定位，且所述棱镜上下两端的对应光学中心的位置处分别设置有用于安装的螺栓和螺孔。

根据本发明的一个优选实施例，所述第一安装螺栓、第二安装螺栓、第三安装螺栓以及第四安装螺栓均为1/4英寸标准螺栓。

所述三角支架和所述水平顶板上均设置有用于检测自身位置是否水平的水泡仪，当所述水泡仪中的气泡与位于透明表层中央的圆圈重合时，所述水泡仪所在的部件处于水平状态。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1、所述棱镜杆系统将对中杆、精调装置和激光放线仪整合在一起，可在定位好棱镜后通过激光一次完成对需施工位置的标记，简化了原定位放线的工艺，避免了因仪器移动带来的人工误差；同时可通过旋钮对棱镜的位置在横向、纵向和竖向上进行精调，提高了施工现场定位的速度和精度。

2、所述棱镜杆系统可用于标记位于上方或下方需定位点的位置，适用范围广；所述棱镜杆系统适用于各种型号的棱镜和激光放线仪，其通过滑动用于固定棱镜和激光放线仪的螺栓来改变二者间的位置，以确保激光定位的坐标与棱镜的光学中心位置是一致的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明优选实施例的立体结构示意图(当需定位点位于地面时)；

图2是图1所示实施例中连接平台、十字精调装置、水平调节台、双层支架、棱镜和激光放线仪的组装结构示意图(当需定位点位于地面时)；

图3是图1所示实施例中三脚架的立体结构示意图；

图4是图1所示实施例中连接平台的立体结构示意图；

图5是图1所示实施例中十字精调装置的立体结构示意图；

图6是图1所示实施例中水平调节台的立体结构示意图；

图7是图1所示实施例中双层支架和激光放线仪的组装结构示意图(当需定位点位于地面时)；

图8是图1所示实施例中双层支架和激光放线仪的组装结构示意图(当需定位点位于天花时)；

图中：01水泡仪，1三脚架，2连接平台，3十字精调装置，4水平调节台，5双层支架，6棱镜，7激光放线仪；11垂直杆，12三角支架，13调节卡扣；21固定卡扣，22第一安装螺栓，23第一卡槽；31X轴调节底座，32X轴精调导轨，33X轴精调旋钮，34X轴固定旋钮，35Y轴调节底座，36Y轴精调导轨，37Y轴精调旋钮，38Y轴固定旋钮，39放置平台；41水平顶板，42调节台底座，43水平调节件；51第三安装螺栓，52第三卡槽，53第四安装螺栓，54第四卡槽；391第二安装螺栓，392第二卡槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1和图2，一种快速精确定位激光标记的棱镜杆系统，包括三脚架1、设置于所述三脚架1上的连接平台2、以及设置于所述连接平台2上并依次连接的十字精调装置3、水平调节台4和双层支架5，在所述双层支架5的上层上设置有棱镜6或激光放线仪7，且在所述双层支架5的下层上相应设置有激光放线仪7或棱镜6，使所述激光放线仪竖直向上或向下发出的激光恰好被所述棱镜挡住。

参见图3，所述三脚1包括竖直设置的垂直杆11以及设置于所述垂直杆11下部的三角支架12，所述三角支架12上设置有水泡仪01，所述三角支架12的每一条支腿均为伸缩结构且其上还设置有用于调节支腿长度的调节卡扣13。

参见图4，所述连接平台2包括用于与所述垂直杆11固定连接的固定卡扣21、用于连接所述十字精调装置3的第一安装螺栓22、以及可供所述第一安装螺栓22滑动的第一卡槽23。

参见图5，所述十字精调装置3包括上下设置的X轴调节底座31和Y轴调节底座35，在X轴调节底座31的上表面设有可水平滑动的X轴精调导轨32，其两侧面上设置有用于调节和固定该导轨滑动距离的X轴精调旋钮33和X轴固定旋钮34，同样在Y轴调节底座35的上表面设有可水平滑动的Y轴精调导轨36，其两侧面上设置有用于调节和固定该导轨滑动距离的Y轴精调旋钮37和Y轴固定旋钮38。所述X轴精调导轨32与所述Y轴精调导轨36间为垂直设置且二者的长度均为15cm，而在位置较高的X轴精调导轨32上还设置有一个放置平台39，所述放置平台39上设置有用于连接所述水平调节台4的第二安装螺栓391以及可供所述第二安装螺栓391滑动的第二卡槽392。

参见图6，所述水平调节台4包括上下设置的水平顶板41和调节台底座42、以及设置于二者间的三个相互呈三角形设置的水平调节件43，所述水平调节件43为旋钮结构，其可通过旋转来调节其自身的高度并使所述水平顶板41保持水平状态，所述水平顶板41上设置有三个可检测自身水平的水泡仪01。

参见图7和图8，所述双层支架5为竖直设置的方框结构，其上下两对面即为上下层，在其上下层的对应位置处分别设置有第三卡槽52和第四卡槽54，且在两个卡槽内还分别设置有可滑动的第三安装螺栓51和第四安装螺栓53，用于安装所述棱镜6和所述激光放线仪7。

为了便于安装和拆卸，所述第一安装螺栓22、第二安装螺栓391、第三安装螺栓51以及第四安装螺栓53均为1/4英寸标准螺栓。

该棱镜杆系统的使用过程如下：

1、将现场数据输入软件并生成模型，并在模型中定位好与需定位点对应的棱镜位置，现场架设好全站仪；

2、按顺序组装好棱镜杆系统，并根据需定位点所处的位置将棱镜6和激光放线仪7安装在相应的螺栓上；

3、打开激光放线仪7并调节其位置，确保向棱镜6一方发出的激光正好被棱镜6挡住，此时向另一方发出的激光所投射的位置正好位于棱镜6的正上方或正下方；

4、将棱镜杆移动至需定位点附近(水平距离±15cm以内)，通过检查水泡仪01确保垂直杆11的垂直和双层支架5的水平，通过调节十字精调装置3上的旋钮对棱镜6的位置进行精调，使其与模型中的虚拟位置重合；

5、标记激光投射的位置，完成一个定位点的定位，重复上述操作，完成各定位点的精确定位放线；

具体来说，当需定位点位于天花上时，将激光放线仪7和棱镜6对应放置于双层支架5的上、下两层(参见图8)，并调节棱镜6的位置与模型中的虚拟位置重合，打开激光放线仪7，使其向下发出的激光正好被设置于棱镜6上方的螺栓挡住，此时其向上发出的激光对应打在天花上的位置，就是需定位点的位置。

当需定位点位于地面上时，将棱镜6和激光放线仪7对应放置于双层支架5的上、下两层(参见图7)，并调节棱镜6的位置与模型中的虚拟位置重合，打开激光放线仪7，使其向上发出的激光正好被用于固定棱镜6的第三安装螺栓51挡住，此时其向下发出的激光对应打在地面上的位置，就是需定位点的位置。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。在本发明的精神和原则之内，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种快速精确定位激光标记的棱镜杆系统，其特征在于，包括三脚架(1)、设置于所述三脚架(1)上的连接平台(2)、以及设置于所述连接平台(2)上并依次连接的十字精调装置(3)、水平调节台(4)和双层支架(5)，在所述双层支架(5)的上层上设置有棱镜(6)或激光放线仪(7)，且在所述双层支架(5)的下层上相应设置有激光放线仪(7)或棱镜(6)，使所述激光放线仪(7)竖直向上或向下发出的激光恰好被所述棱镜(6)挡住；

所述十字精调装置(3)包括上下设置的X轴调节底座(31)和Y轴调节底座(35)，且在两个调节底座上均设有可水平滑动的精调导轨(32或36)、以及分别用于调节和固定所述精调导轨(32或36)滑动距离的精调旋钮(33或37)和固定旋钮(34或38)，两个精调导轨(32和36)间为垂直设置；

所述水平调节台(4)包括上下设置的水平顶板(41)和调节台底座(42)、以及设置于二者间的多个水平调节件(43)，所述水平调节件(43)通过调节其自身高度使所述水平顶板(41)保持水平状态。

2.根据权利要求1所述的快速精确定位激光标记的棱镜杆系统，其特征在于，所述三脚架(1)包括竖直设置的垂直杆(11)以及设置于所述垂直杆(11)下部的三角支架(12)，所述三角支架(12)的每一条支腿均为伸缩结构且其上还设置有用于调节支腿长度的调节卡扣(13)。

3.根据权利要求1所述的快速精确定位激光标记的棱镜杆系统，其特征在于，所述连接平台(2)包括用于与所述垂直杆(11)固定连接的固定卡扣(21)、用于连接所述十字精调装置(3)的第一安装螺栓(22)、以及可供所述第一安装螺栓(22)滑动的第一卡槽(23)。

4.根据权利要求1所述的快速精确定位激光标记的棱镜杆系统，其特征在于，所述十字精调装置(3)上的X轴精调导轨(32)和Y轴精调导轨(36)的长度相等，二者的取值范围为10～20cm。

5.根据权利要求3所述的快速精确定位激光标记的棱镜杆系统，其特征在于，所述十字精调装置(3)还包括放置平台(39)，所述放置平台(39)设置在位置较高的精调导轨上。

6.根据权利要求5所述的快速精确定位激光标记的棱镜杆系统，其特征在于，所述放置平台(39)上设置有用于连接所述水平调节台(4)的第二安装螺栓(391)以及可供所述第二安装螺栓(391)滑动的第二卡槽(392)。

7.根据权利要求1所述的快速精确定位激光标记的棱镜杆系统，其特征在于，所述水平调节件(43)为旋钮结构且其数量为三个。

8.根据权利要求6所述的快速精确定位激光标记的棱镜杆系统，其特征在于，所述双层支架(5)在其上下层的对应位置处分别设置有第三卡槽(52)和第四卡槽(54)，且在两个卡槽内还分别设置有可滑动的第三安装螺栓(51)和第四安装螺栓(53)。

9.根据权利要求8所述的快速精确定位激光标记的棱镜杆系统，其特征在于，所述第一安装螺栓(22)、第二安装螺栓(391)、第三安装螺栓(51)以及第四安装螺栓(53)均为1/4英寸标准螺栓。

10.根据权利要求1所述的快速精确定位激光标记的棱镜杆系统，其特征在于，所述三角支架(12)和所述水平顶板(41)上均设置有用于检测自身位置是否水平的水泡仪(01)。