CN109540111A - 自动追踪投线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自动追踪投线装置，其包括用于发射光束的投线仪、用于安装所述投线仪的底座及用于测量所述光束的信息以发送控制指令至所述底座的投线控制器；所述底座根据所述控制指令调节所述投线仪发射光束的位置；所述底座设有用于容置所述投线仪的安装槽。因此，在本发明中，投线仪用于发射光束，底座用于安装及控制投线仪发射光束的位置，投线控制器对光束进行测量后发送控制指令至底座以调节投线仪发射光束的位置。因此，本发明的自动追踪投线装置可以测量光束的信息并调节投线仪发射光束的位置，从而可以自动追踪调节投线。

Description

自动追踪投线装置

技术领域

本发明涉及测距的领域，具体而言，涉及自动追踪投线装置。

背景技术

现有技术的投线仪主要用于建筑、装饰、装簧、测绘等行业中。其包括能够发射出光束的投线发射装置，投线仪主要可以用于测量物体是否水平或垂直，另一方面，还可以投射出投线，用以替代传统的使用墨斗弹出黑线形成的基线。

但是，现有技术的投线仪功能单一，在进行投线测量时缺乏对于投线仪投射的光束的位置信息的检测。

发明内容

有鉴于此，本发明的自动追踪投线装置，其目的一方面在于增加在投线测量时对投线仪发射的光束的位置信息进行检测，另一方面可以对投线仪发射的光束的位置进行调节。

具体地，本发明提出了以下具体的实施例：

自动追踪投线装置，其包括用于发射光束的投线仪、用于安装所述投线仪的底座及用于测量所述光束的信息以发送控制指令至所述底座的投线控制器；所述底座根据所述控制指令调节所述投线仪发射光束的位置；所述底座设有用于容置所述投线仪的安装槽。

进一步地，在本发明中，所述投线仪包括投线仪本体、激光发射电路、安装于所述投线仪本体内腔的投线控制开关及第一通讯模块；

所述激光发射电路用于发射激光光束；

所述投线控制开关用于通过所述第一通讯模块接收所述底座的控制信号并根据所述控制信号控制所述激光发射电路的开关；

所述激光发射电路设于所述投线仪壳体的顶部。

进一步地，在本发明中，所述底座包括底座本体及安装于所述底座本体内腔的第二通讯模块、底座控制模块、驱动模块；

所述底座控制模块用于通过所述第二通信模块接收所述投线控制器的控制指令并控制所述驱动模块调节所述投线仪的发射光束的位置；

所述底座控制模块还通过所述第二通讯模块发送所述控制信号至所述第一通讯模块；

所述驱动模块齿接于所述投线仪。

进一步地，在本发明中，所述驱动模块包括投线仪安装台、用于控制所述投线仪安装台水平及垂直运动的水平面电机模块、用于控制所述投线仪安装台俯仰角运动的俯仰角电机驱动模块。

进一步地，在本发明中，所述投线仪安装台为圆柱形，所述投线仪安装台的侧面设有水平绕所述侧面一圈的齿轮圈、垂直于所述安装台的底面的齿轮条，所述水平面驱动模块包括用于驱动所述齿轮圈的第一电机及用于驱动所述齿轮条的第二电机。

进一步地，在本发明中，所述投线控制器包括光路系统、光位置传感器、投线控制模块及第三通讯模块；

所述光路系统用于生成表示与参照物之间的距离的电信号；

所述光位置传感器用于接收所述投线仪的光束以获取所述光束当前的位置并生成投线信息；

所述投线控制模块用于接收所述投线信息并与预设投线值比较，以生成调节所述投线仪发射光束的位置的控制指令；所述投线控制模块还用于接收光路系统的电信号并将所述电信号转化成表示距离的数据以确定所述投线控制器当前的位置；

所述投线控制模块通过所述第三通讯模块将所述控制指令至第二通讯模块。

进一步地，在本发明中，所述光路系统包括激光管发射电路、发射透镜、接收透镜及光传感器；

所述激光管发射电路发射光信号，所述光信号经过发射透镜到达参照物后形成反射光线；

所述光传感器通过所述接收透镜接收所述反射光线并根据所述反射光线生成表示距离的电信号。

进一步地，在本发明中，所述投线控制器还包括调理电路，所述投线控制模块通过所述调理电路接收所述光路系统的电信号；

所述投线控制器还包括用于显示所述投线信息的显示屏。

进一步地，在本发明中，所述投线控制器还包括用于确定所述投线控制器当前所处的角度姿态的角度传感器。

进一步地，在本发明中，所述投线控制器还包括用于确定所述投线控制器当前所处的水平状态的水平仪。

本发明的自动追踪投线装置，其包括用于发射光束的投线仪、用于安装所述投线仪的底座及用于测量所述光束的信息以发送控制指令至所述底座的投线控制器；所述底座根据所述控制指令调节所述投线仪发射光束的位置；所述底座设有用于容置所述投线仪的安装槽。因此，在本发明中，投线仪用于发射光束，底座用于安装及控制投线仪发射光束的位置，投线控制器对光束进行测量后发送控制指令至底座以调节投线仪发射光束的位置。因此，本发明的自动追踪投线装置可以测量光束的信息并调节投线仪发射光束的位置，从而可以自动追踪调节投线。

综上所述，本发明特殊的结构，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的方法公开发表或使用而确属创新，产生了好用且实用的效果，较现有的技术具有增进的多项功效，从而较为适于实用，并具有广泛的产业价值。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1为本发明的自动追踪投线装置的一实施例结构示意图；

图2为本发明的自动追踪投线装置一实施例的投线仪的结构示意图；

图3为本发明的自动追踪投线装置一实施例的底座的结构示意图；

图4为本发明的自动追踪投线装置一实施例的投线控制器的结构示意图；

图5为本发明的自动追踪投线装置一实施例的底座的连接示意图；

图6为本发明的自动追踪投线装置一实施例的光路系统的一连接示意图；

图7为本发明的自动追踪投线装置一实施例的投线控制器的连接示意图；

图8为本发明的自动追踪投线装置一实施例的水平面电机模块的结构示意图。

附图标号说明：

100-自动追踪投线装置；

10-投线仪；11-激光发射电路；12-投线控制开关；13-第一通讯模块； 14-投线仪本体；

20-底座；21-安装槽；22-第二通讯模块；23-底座控制模块；24-驱动模块；241-水平面电机模块；242-俯仰角电机驱动模块；25-底座本体；26- 投线仪安装台；261-齿轮圈；262-齿轮条；263-第一电机；264-第二电机；

30-投线控制器；

31-光路系统；311-激光管发射电路；312-发射透镜；313-接收透镜； 314-光传感器；

32-光位置传感器；33-投线控制模块；34-第三通讯模块；35-调理电路；36-显示屏；37-角度传感器；38-水平仪；39-按键；

40-参照物。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本发明的各种实施例。本发明可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“A或/和B”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合，例如，可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：在本发明中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

实施例

请参阅图1-8。

自动追踪投线装置100，其包括用于发射光束的投线仪10、用于安装述投线仪10的底座20及用于测量所述光束的信息以发送控制指令至所述底座20的投线控制器30；所述底座20根据所述控制指令调节所述投线仪10发射光束的位置；

所述底座20设有用于容置所述投线仪10的安装槽21。

上述，投线仪10用于发射光束，也即是投线，底座20用于安装及控制投线仪10发射光束的位置，投线控制器30对发射光束的位置进行测量后发射控制指令至底座20以调节投线仪10发射的光束的位置。从而，自动追踪投线装置100不仅可以进行投线，还可以对该光束进行测量对比，若不符合要求时，可以通过投线控制器30发送控制指令至底座20，从而调节投线仪10的发射光束的位置。

在某一具体的实施例中，所述投线仪10包括投线仪本体14、激光发射电路11、安装于所述投线仪本体内腔的投线控制开关12及第一通讯模块13；

所述激光发射电路11用于发射激光光束；

所述投线开关12用于通过所述第一通讯模块13接收所述底座20的控制信号并根据所述控制信号控制所述激光发射电路11的开关；

所述激光发射电路11设于所述投线仪壳体14的顶部。

上述，投线开关12可以用于激光发射电路11的投线的开或关。

在某一具体的实施例中，所述底座20包括底座本体25及安装于所述底座本体25内腔的第二通讯模块22、底座控制模块23及驱动模块24；

所述底座控制模块23用于通过所述第二通信模块接收所述控制指令并控制所述驱动模块24调节所述投线仪10的发射光束的位置；

所述底座控制模块23还通过所述第二通讯模块22发送所述控制信号至所述第一通讯模块；

所述驱动模块齿接于所述投线仪。

上述，底座20控制调节投线仪10发射的光束的位置，具体地，底座 20接收投线控制器30的控制指令，在完成控制指令中的预设位置的调节后，将控制指令中调节发射光束的开或关的部分转换成控制信号，并将该控制信号通过第二通讯模块22发送至第一通讯模块，由包括第一通讯模块的投线仪10完成发射光束的开或关的调节。

在某一具体的实施例中，所述驱动模块24包括投线仪安装台26、用于控制所述投线仪安装台26水平及垂直运动的水平面电机模块241及用于控制所述投线仪安装台26俯仰角运动的俯仰角电机驱动模块242。

上述，水平面电机模块241用于控制安装在投线仪安装台26的投线仪10水平面360°旋转，可以有多种实现方式。本实施例中可以采用恒流斩波电路驱动，例如四相步进电机八拍方式通电换相原理，准确控制电机的停止位置。

俯仰角电机驱动模块242用于调整安装于投线仪安装台26上的投线仪10的俯仰角，可以有多种实现方式。在本实施例中可以采用恒流斩波电路驱动，例如四相步进电机八拍方式通电换相原理，准确控制电机的停止位置。

在某一具体的实施例中，所述投线仪安装台26为圆柱形，所述投线仪安装台26的侧面设有水平绕所述侧面一圈的齿轮圈261、垂直于所述安装台的底面的齿轮条262，所述水平面驱动模块242包括用于驱动所述齿轮圈的第一电机263及用于驱动所述齿轮条的第二电机264。

上述，用以安装投线仪的投线仪安装平台26可以为圆柱形，该圆柱形投线仪安装台26的外周设有一圈平行于上下面的齿轮圈261及一垂直于上下面的齿轮条262，第一电机263通过齿轮与齿轮圈261齿接，以驱动所述圆柱形投线仪安装台26沿水平面自转，第二电机264通过齿轮与齿轮条262齿接，以驱动所述圆柱形投线仪安装台26垂直于水平面上下位移。从而可以调节投线仪10在水平面及垂直于水平面的垂面移动。

在某一具体的实施例中，所述投线控制器30包括光路系统31、光位置传感器32、投线控制模块33及第三通讯模块34；

所述光路系统31用于生成表示与参照物40之间的距离的电信号；

所述光位置传感器32光位置传感器用于接收所述投线仪的光束以获取所述光束当前的位置并生成投线信息；

所述投线控制模块33用于接收所述投线信息并与预设投线值比较，以生成调节所述投线仪10发射光束的位置的控制指令；所述投线控制模块33还用于接收光路系统31的电信号并将所述电信号转化成表示距离的数据以确定所述投线控制器30当前的位置；

所述投线控制模块33通过所述第三通讯模块34将所述控制指令至第二通讯模块22。

上述，光路系统31用于对参照物40发射光线以确定与参照物之间的距离，投线控制模块33接收光路系统31发送的电信号，以确定及生产投线控制器30与参照物之间的距离，具体地，主要是相对于参照物的位置。例如，当需要投线仪10在距离地面一米的高度投射一束水平线时，由于投线仪10发射的光束需要以投线控制器30为基准，因此首先需确定投线控制器30自身与地面之间的距离。光路系统31可以对地面发射光线，以令投线控制模块33测量投线控制器30与地面之间高度差，若此时投线控制器30与地面之间的距离不为1米，使用者可以手动对投线控制器30的高度进行调节，直至该高度差为1米时为止。此时，本实施例中的参照物 40就是地面。在本实施例中，光路系统31生成表示距离的电信号。

需要进一步说明的是，投线控制模块33接收光路系统的电信号，并将该电信号转化成表示距离的距离数据。进一步地，投线控制模块33还可以控制显示屏36将该距离数据进行显示。

光位置传感器32接收投线仪10发射的光线，并将投线仪10发射的光束转化成表示该光束的位置的投线信息，并将该投线信息发送至投线控制模块33。投线控制模块33将该投线信息与预设投线值对比，并根据对比结果生成控制指令，以控制投线仪10发射的光束与预设投线值一致。具体地，投线控制模块33通过第三通讯模块34将该控制指令发送至第二模块，以使底座20执行该控制指令。

在本实施例中，预设投线值是指投线仪发射的光束所需的位置信息，投线控制器30可以当前光束的投线信息通过第三控制模块34发送至外接终端，投线控制器30也可以通过第三通讯模块34接收外接终端的预设投线值，或者通过按键39输入预设投线值。

需要进一步说明的是，投线控制模块33接收到当前投线的投线信息后，将该投线信息转换成对应的视频信息，并控制显示屏36将该视频信息读出并展示。

在某一具体的实施例中，所述光路系统31包括激光管发射电路311、发射透镜312、接收透镜313及光传感器314；

所述激光管发射电路311发射光信号，所述光信号经过发射透镜312 到达参照物40后形成反射光线；

所述光传感器314通过所述接收透镜313接收所述反射光线并根据所述反射光线生成表示距离的电信号。

在某一具体的实施例中，所述投线控制器30还包括调理电路35，所述投线控制模块33通过所述调理电路35接收所述光路系统31的电信号；

所述投线控制器30还包括用于显示所述投线信息的显示屏36。

上述，是指投线控制模块33接收光路系统31的电信号时，由于可能光路系统31与参照物40的距离过远，所以光路系统31生成的电信号比较微弱，而为了保证该电信号的准确性，调理电路35先对该电信号进行处理，具体可以为放大或减少该电信号。

具体地，调理电路35采用可调增益放大器设计，当光路系统31与参照物40的距离较远时，调整电阻值大小，进而增加增益，提高放大倍数，也即是放大电信号的倍数。当调理电路35与参照物40的距离较近时，减少放大倍数，保证电信号始终拥有均衡合适的幅度大小，达到获取到最优电信号的目的。

在某一具体的实施例中，所述投线控制器30还包括用于确定所述投线控制器30当前所处的角度姿态的角度传感器37。

在某一具体的实施例中，所述投线控制器30还包括用于确定所述投线控制器30当前所处的水平状态的水平仪38。

尽管以上较多使用了表示结构的术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.自动追踪投线装置，其特征在于，包括用于发射光束的投线仪、用于安装所述投线仪的底座及用于测量所述光束的信息以发送控制指令至所述底座的投线控制器；所述底座根据所述控制指令调节所述投线仪发射光束的位置；

所述底座设有用于容置所述投线仪的安装槽。

2.根据权利要求1所述的自动追踪投线装置，其特征在于，所述投线仪包括投线仪本体、激光发射电路、安装于所述投线仪本体内腔的投线控制开关及第一通讯模块；

所述激光发射电路用于发射激光光束；

所述投线控制开关用于通过所述第一通讯模块接收所述底座的控制信号并根据所述控制信号控制所述激光发射电路的开关；

所述激光发射电路设于所述投线仪壳体的顶部。

3.根据权利要求2所述的自动追踪投线装置，其特征在于，所述底座包括底座本体及安装于所述底座本体内腔的第二通讯模块、底座控制模块、驱动模块；

所述底座控制模块用于通过所述第二通信模块接收所述控制指令并控制所述驱动模块调节所述投线仪发射的光束的位置；

所述底座控制模块还通过所述第二通讯模块发送所述控制信号至所述第一通讯模块；

所述驱动模块齿接于所述投线仪。

4.根据权利要求3所述的自动追踪投线装置，其特征在于，所述驱动模块包括投线仪安装台、用于控制所述投线仪安装台水平及垂直运动的水平面电机模块、用于控制所述投线仪安装台俯仰角运动的俯仰角电机驱动模块。

5.根据权利要求4所述的自动追踪投线装置，其特征在于，所述投线仪安装台为圆柱形，所述投线仪安装台的侧面设有水平绕所述侧面一圈的齿轮圈、垂直于所述安装台的底面的齿轮条，所述水平面驱动模块包括用于驱动所述齿轮圈的第一电机及用于驱动所述齿轮条的第二电机。

6.根据权利要求1所述的自动追踪投线装置，其特征在于，所述投线控制器包括光路系统、光位置传感器、投线控制模块及第三通讯模块；

所述光路系统用于生成表示与参照物之间的距离的电信号；

所述光位置传感器用于接收所述投线仪的光束以获取所述光束当前的位置并生成投线信息；

所述投线控制模块用于接收所述投线信息并与预设投线值比较，以生成调节所述投线仪发射光束的位置的控制指令；所述投线控制模块还用于接收光路系统的电信号并将所述电信号转化成表示距离的数据以确定所述投线控制器当前的位置；

所述投线控制模块通过所述第三通讯模块将所述控制指令至第二通讯模块。

7.根据权利要求6所述的自动追踪投线装置，其特征在于，所述光路系统包括激光管发射电路、发射透镜、接收透镜及光传感器；

所述激光管发射电路发射光束信号，所述光束信号经过发射透镜到达参照物后形成反射光线；

所述光传感器通过所述接收透镜接收所述反射光线并根据所述反射光线生成表示距离的电信号。

8.根据权利要求6所述的自动追踪投线装置，其特征在于，所述投线控制器还包括调理电路，所述投线控制模块通过所述调理电路接收所述光路系统的电信号；

所述投线控制器还包括用于显示所述投线信息的显示屏。

9.根据权利要求6所述的自动追踪投线装置，其特征在于，所述投线控制器还包括用于确定所述投线控制器当前所处的角度姿态的角度传感器。

10.根据权利要求6所述的自动追踪投线装置，其特征在于，所述投线控制器还包括用于确定所述投线控制器当前所处的水平状态的水平仪。