CN108458695A - 一种投线仪 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种投线仪，包括送电模块、第一信号传输模块、安平系统、控制系统、受电模块、发射模块、第二信号传输模块；所述送电模块通过无线输电的方式向所述受电模块传输电能，所述外部信号传输模块通过无线传输方式与第二信号传输模块进行信号交换。本发明解决了传统投线仪悬丝的对安平效果的影响和易损坏的问题，提高了测量精度。

Description

一种投线仪

技术领域

本发明涉及投线仪领域，尤其涉及一种无线输电或者无线信号传输的投线仪的结构组成。

背景技术

投线仪是一种非常常用的指示水平与垂直线条的激光指示工具。它可以投射出水平线、垂直线、或者水平重直同时出现的指示线，在机械加工、建筑、家装等领域是不可缺少的重要工具。在位置的测量应用中占有重要地位。但随着精密制造技术的发展，已有的投线仪不能满足精度要求。

在自动控制和工程设计中，常常需要对某一个平面或基准进行倾角测量，或进行自动水平调节；在某些高精度的测量系统中，还要求对系统进行快速调平或对某些装置与水平面的倾斜角进行快速高精度的测量。传统的投线仪多以陀螺仪找平，电能和信号的传输通过线路进行传输，而有线传输，需要线路附着在陀螺仪上，影响了陀螺仪的找平精度。通常为了减少线路对找平结果的影响，也会采用悬丝供电，而悬丝的强度不高，仪器在使用过程中难免会出来现跌落或碰撞的情况，所以仪器很容易损坏。我们通过对投线仪内部结构的调整，取消了内核与外壳部分的硬性连接，能使测量的精度和速度大大提高，同时也减小损坏率。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提出用无线输电的方式代替有线供电的方式，用无线信号传输代替有线信号传输的方式，采用非固体物质连接内外部配件等方式，从而提出一种新的投线仪的结构，主要方案：

一种投线仪，包括送电模块、安平系统、控制系统、受电模块、激光发射模块；所述送电模块通过无线输电的方式向所述受电模块传输电能。

一种投线仪，包括第一信号传输模块、安平系统、控制系统、激光发射模块、第二信号传输模块；所述第一信号传输模块以无线传输信号的方式与所述第二信号传输模块传输信号。

一种投线仪，包括外部配件和内部部件，其中内部部件包括自动安平系统、控制系统、激光发射模块；所述外部配件与所述内部部件通过非固体物质连接。

进一步地，还包括第一信号传输模块和第二信号传输模块，所述第一信号传输模块以无线传输信号的方式与所述第二信号传输模块传输信号。

进一步地，还包括送电模块和受电模块，所述送电模块通过无线输电的方式向所述受电模块传输电能。

进一步地，所述外部配件包括外壳或基座。

进一步地，所述无线输电方式包括电磁感应、磁共振、微波、电场耦合中的一种或几种。

进一步地，所述无线传输信号的方式包括蓝牙(Bluetooth)、Wi—Fi、ZigBee、NFC技术。

进一步地，所述非固体物质包括液体、气体或磁力，使内部部件悬浮于外部配件的内部或附近。

进一步地，所述安平系统包括采用液浮、磁悬浮或者陀螺仪找平。

本发明的主要改进如下：

1.更改了投线仪的输电方式，对内部模块的供电采用无线输电的方式，由受电模块接收到电能后传递给其它模块。输电方式可以通过电磁感应、磁共振、微波、电场耦合等方式中任何一种或几种。

2.采用无线传输进行信号的传递，取代了以往用线路进行信号传输的方式。无线信号传输的方式可以采用红外传输、光电组合传输(可见光)、磁场传输、声场传输等。

3.由无线输电模块传输电能的投线仪，可以采用独立调制信号的方式进行信号的无线传输。

4.为了解决悬丝的对安平效果的影响和易损坏的情况，我们将与安平系统连接的核心部件称为投线仪的内核部分，内核包括：安平系统、控制模块、受电模块等。其它的外部配件称为投线仪的外壳或基座部分，包括：送电模块、外部信号传输模块、控制系统等。内核与外核通过非固体物质连接，电能可以由无线输电的方式进行供电，取代用线路(或悬丝)传输电能的方式，信号由无线信号传输模块进行传输，投线仪的内核与外壳或基座通过液体、气体或磁力等非固体物质的方式连接，使内核悬浮于外壳或基座的内部或附近。由于取消投线仪的内核部分与外壳或基座部分的硬性(固体物质)连接，避免了连接线路对仪器精度的影响。

5.由于外部部件和内部核心部件的信号、电力等的传输都采用无线连接的方法，如果仪器发生了跌落或者碰撞，则可以避免由线路损坏而造成的机器无法正常工作。

6.投线仪的安平系统，可以采用液浮找平原理、或者陀螺仪原理、或者磁悬浮原理生成。

无线输电的方式、无线信号传输及无硬性连接的投线仪的结构，尚未在现有的投线仪仪器中使用。

附图说明

图1为本发明其中一实施例的无线输电投线仪示意图；

图2为本发明其中一实施例的无线信号传输投线仪示意图；

图3为本发明其中一实施例的液浮式投线仪结构示意图；

图4为本发明其中一实施例的磁浮式投线仪结构示意图；

图中：11无线输电投线仪、12控制系统、13安平系统、14激光发射模块、15受电模块、16送电模块、17无线信号传输投线仪、18第二信号传输模块、19第一信号传输模块、20液浮式投线仪、21内部控制系统、22外部控制界面、23非固体介质、24磁悬浮式投线仪核心球体、25内部磁悬浮模块、26外部磁悬浮模块、27基座。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

实施例1

无线输电投线仪

如图1所示，打开投线仪11的开关，送电模块16开始工作，受电模块15接收到送电模块16以无线输电方式输送的电能以后，将电能提供给投线仪的其它模块，控制系统12、安平系统13、激光发射模块14启动工作。本实施例中，以无线输电的方式代替传统的有线输电，使得投线仪的核心部件在工作时，没有导线与输电线路相连接，所以不会受到输电线路的牵拉，避免了最终的输出结果受输电线路导线的影响而造成精度的偏差。

在本实施例中，送电模块16采用无线输电方式对受电模块输送电能，其中，无线输电方式包括电磁感应式、磁共振式、无线电波式、电场耦合式等方式。

在本实施例中，还可以包括信号传输模块。

电磁感应式无线输电的原理是电流通过线圈，线圈产生磁场，对附近线圈产生感应电动势，从而产生电流；其使用频率范围22KHz，适合短距离充电，转换效率较高。

磁共振式无线输电是通过发送端能量遇到共振频率相同的接收端，由共振效应进行电能传输，适合远距大功率充电，转换效率适中。使用频率范围13.56MHz。

无线电波式无线输电的原理是将环境电磁波转换为电流，通过电路传输电流。可随时随地流电，但是转换效率较低。使用频率范围2.45GHz。

电场耦合式无线输电是利用通过沿垂直方向耦合两组非对称偶极子而产生的感应电场来传输电力。适合短距离充电，转换效率较高。使用频率范围560-700kHz。

实施例2

无线信号传输投线仪

如图2所示，打开无线信号传输投线仪17的开关后，投线仪的各模块开始工作，当投线仪的外部控制面板接收到工作指令后，通过第一信号传输模块19传递给第二信号传输模块18，第二信号传输模块18将接收到的工作指令传输到控制系统12，投线仪执行工作指令，进行投线状态切换、关闭等操作。在该实施例中，第一信号传输模块19通过无线传输的方式将外部信号传递给内部，完成信号的传递，完全取代由导线作为信号传递的载体，避免了核心部件因信号传递导线的牵拉而对仪器精度造成的影响。

在本实施例的投线仪结构中，其电能传输系统，可以采用内部电池供电，适用的电池包括纽扣干电池等；也可以采用实施1中的，无线输电方式，还可以包括传统的有线输电方式。

无信线号的传输方式可以为蓝牙(Bluetooth)、Wi—Fi、ZigBee、NFC技术。

其中，蓝牙是一种短距的无线通讯技术，电子装置彼此可以透过蓝牙而连接起来，省去了传统的电线。透过芯片上的无线接收器，配有蓝牙技术的电子产品能够在十公尺的距离内彼此相通，传输速度可以达到每秒钟1兆字节。蓝牙技术的系统结构分为三大部分：底层硬件模块、中间协议层和高层应用。底层硬件部分包括无线跳频(RF)、基带(BB)和链路管理(LM)。无线跳频层通过2.4GHz无需授权的ISM频段的微波，实现数据位流的过滤和传输，本层协议主要定义了蓝牙收发器在此频带正常工作所需要满足的条件。基带负责跳频以及蓝牙数据和信息帧的传输。链路管理负责连接、建立和拆除链路并进行安全控制。

Wi-Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网(WLAN)的技术，通常使用2.4GUHF或5G SHF ISM射频频段。通过无线电波来连网。

ZigBee使用2.4GHz波段，采用跳频技术的数传网络平台，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个Zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信；整个Zigbee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。Zigbee网络主要是为自动化控制数据传输而建立。

NFC是由Philips、NOKIA和Sony主推的一种类似于RFID(非接触式射频识别)的短距离无线通信技术标准。和RFID不同，NFC采用了双向的识别和连接。在20cm距离内工作于13.56MHz频率范围，NFC的短距离交互大大简化了整个认证识别过程，使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚。

红外通信的原理：有发送和接收两个组成部分，发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。红外接收完成对红外信号的接收、放大、检波、整形，并解调出遥控编码脉冲。

实施例3

液浮式投线仪结构

液浮式投线仪的结构分为内核和外壳，内核部分包括安平系统13、受电模块15、激光发射模块14、内部控制模块21、第二信号传输模块18等；外壳包括送电模块16、第一信号传输模块19等，内核由非固体介质23浮托，该非固体介质可以是液体、气体或者磁力场，悬浮于外壳内部。由于是运用非固体介质悬浮水平的原理，仪器只要摆放在相对水平的平面上即可。

在选用液体作为非固体介质时，打开液浮式投线仪控制开关后，外部控制界面接收到工作命令时，通过无线输电模块来传输电能。送电模块送电，受电模块负责接收电能，接收到的电能供给内核中的激光发射模块等其它组件。当投线仪内部的液体完全静止后，仪器自动找平结束，控制系统根据外部输入的控制信号，控制激光发射模块发出对应的水平激光线和垂直激光线。

在本实施例中，输电方式可以是多种，也可以采用传统的有线供电方式或者内部电池供电方式。

在本实施例中，也可以不包括第一、第二信号传输模块。

实施例4

磁浮式投线仪

如图4所示，磁悬浮式投线仪的球体部分通过磁力悬浮于基座的上方，内核部分包括安平系统13、内部控制系统21、受电模块15、第二信号传输模块18、激光发射模块14等；基座包括送电模块16、第一信号传输模块19等。将磁悬浮式投线仪放在平面上，打开磁浮式投线仪控制开关后，外部控制界面接收到工作命令时，由无线输电模块来传输电能，送电模块16送电，受电模块15将接收到的电能传输给内部控制系统21、第二信号传输模块18、激光发射模块14等。第一信号传输模块将接收到的工作命令信号传递给第二信号传输模块，第二信号传输模块将接收到的命令传递给控制模块，由控制模块控制各模块的工作状态，当仪器自动找平结束，控制模块控制激光发射模块发出相应的水平激光线和垂直激光线。

在本实施例中，输电方式可以是多种，也可以采用传统的有线供电方式或者内部电池供电方式。

在本实施例中，也可以不包括内外部信号传输模块。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种投线仪，包括送电模块、安平系统、控制系统、受电模块、激光发射模块；其特征在于：所述送电模块通过无线输电的方式向所述受电模块传输电能。

2.一种投线仪，包括第一信号传输模块、安平系统、控制系统、激光发射模块、第二信号传输模块；其特征在于：所述第一信号传输模块以无线传输信号的方式与所述第二信号传输模块传输信号。

3.一种投线仪，包括外部配件和内部部件，其中内部部件包括安平系统、控制系统、激光发射模块；其特征在于：所述外部配件与所述内部部件通过非固体物质连接。

4.根据权利要求1或3所述的投线仪，其特征在于：还包括第一信号传输模块和第二信号传输模块，所述第一信号传输模块以无线传输信号的方式与所述第二信号传输模块传输信号。

5.根据权利要求2或3所述的投线仪，其特征在于：还包括送电模块和受电模块，所述送电模块通过无线输电的方式向所述受电模块传输电能。

6.根据权利要求3所述的投线仪，其特征在于：所述外部配件包括外壳或基座。

7.根据权利要求1或5所述的投线仪，其特征在于：所述无线输电方式包括电磁感应、磁共振、微波、电场耦合中的一种或几种。

8.根据权利要求2或4所述的投线仪，其特征在于：所述无线传输信号的方式包括蓝牙(Bluetooth)、Wi—Fi、ZigBee、NFC或者红外传输。

9.根据权利要求3所述的投线仪，其特征在于：所述非固体物质包括液体、气体或磁力，使内部部件悬浮于外部配件的内部或附近。

10.根据权利要求3所述的投线仪，其特征在于：所述安平系统包括采用液浮、磁悬浮或者陀螺仪找平。