CN109655809B - 一种可旋转的激光测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可旋转的激光测量仪，包括相互可转动连接的第一组件和第二组件，第一组件和第二组件同轴；第一组件包括第一激光组件和第一壳体，第一激光组件的第一发射光路平行于第一壳体的第一端面；第二组件包括第二激光组件和第二壳体，第二激光组件的第二发射光路平行于第二壳体的第二端面；第一端面和第二端面相互平行；激光测量仪还包括转轴组件，转轴组件连接第一组件和第二组件；第一激光组件和第二激光组件均设置有测距激光组件和基准激光组件。第一组件相对于第二组件转动旋转不同角度，激光测量仪根据该角度的不同而处于第一模式、第二模式或第三模式，满足用户的不同测量需求。

Description

一种可旋转的激光测量仪

技术领域

本发明涉及激光测量技术领域，尤其是涉及一种可旋转的激光测量仪。

背景技术

现有的激光测距测量系统包括激光器和接收件，激光器发射激光射束，激光射束指向目标物体，激光射束经目标物体反射和/或散射的光束为接收射束，接收件接收反射和/或散射回来的接收射束，光电传感器将激光射束转换为电信号，处理模块根据电信号计算所测距离。然而，现有激光测距测量系统模式单一，无法同时进行角度与距离的测量，亦无法在测量时同步使用空间定位基准线和基准面，且测量两点之间的距离时需进行多次测量，操作不便。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种便于测量角度及距离且可同时使用空间定位基准线和基准面的可旋转的激光测量仪。

为实现上述的主要目的，本发明提供的可旋转的激光测量仪，包括相互可转动连接的第一组件和第二组件，第一组件和第二组件同轴；第一组件包括第一激光组件和第一壳体，第一激光组件的第一发射光路平行于第一壳体的第一端面；第二组件包括第二激光组件和第二壳体，第二激光组件的第二发射光路平行于第二壳体的第二端面；第一端面和第二端面相互平行；激光测量仪还包括转轴组件，转轴组件连接第一组件和第二组件；激光测量仪还包括角度检测装置，角度检测装置电连接于激光测量仪的主控电路板；第一激光组件和第二激光组件均设置有测距激光组件和基准激光组件，测距激光组件的光轴和基准激光组件所发射的基准面重叠。

由上述方案可见，第一组件相对于第二组件转动旋转不同角度，激光测量仪根据该角度的不同而处于第一模式、第二模式或第三模式，满足用户的不同测量需求。

一个优选的方案是，第一组件包括第一微调组件和第一激光组件，第一微调组件和第一激光组件均装配于第一壳体内，第一微调组件包括第一架、第一微调件，第一微调件可活动地抵接于第一架，第一微调件可拆卸地固定连接于第一激光组件。

一个优选的方案是，第一架可拆卸地连接于第一壳体。

一个优选的方案是，第二组件包括第二微调组件和第二激光组件，第二微调组件和第二激光组件均装配于第二壳体内，第二微调组件包括第二架、第二微调件，第二微调件可活动地抵接于第二架，第二微调件可拆卸地固定连接于第二激光组件。

一个优选的方案是，第二架可拆卸地连接于第二壳体。

一个优选的方案是，第一组件的底盖设置有第一轴孔和限位孔，限位孔沿第一轴孔的周向均匀布置。

一个优选的方案是，第二组件设置有限位组件和第二轴孔，限位组件可拆卸地装配于第二壳体，限位组件的轴线与第二轴孔的轴线的距离等于第一轴孔与限位孔的圆心距。

一个优选的方案是，底盖的外侧壁设置有第一槽，底盖的内侧壁设置有第二槽，第一槽沿第一轴孔的径向朝第一壳体开口，第二槽沿第一轴孔的径向朝第二壳体开口，第一槽与第二槽均装配有密封圈。

一个优选的方案是，转轴组件包括轴承和锁紧螺母，轴承和锁紧螺母均可拆卸地装配于底盖。

一个优选的方案是，第二组件设置有磁铁，磁铁装配于第二壳体内；第二发射光路垂直于第二壳体的前侧面；第一激光组件包括第一套合件，第一套合件扣合于第一激光组件的架体；第二激光组件包括第二套合件，第二套合件扣合于第二激光组件的架体；第二组件的底板设置有第三槽、第四槽和第五槽，第三槽和第四槽均沿第二轴孔的轴向朝第一组件开口，第四槽沿第二轴孔的径向朝第二壳体开口，在第三槽和第四槽之间设置有充电口；第一组件包括固定座、第一导电弹针和第二导电弹针，固定座可拆卸地装配于第一组件内，第一导电弹针和第二导电弹针装配于固定座；第二组件包括第三导电弹针，第三导电弹针装配于第二壳体。

附图说明

图1是本发明的激光测量仪实施例发射激光的结构图。

图2是本发明的激光测量仪实施例的结构剖视图。

图3是本发明的激光测量仪实施例的第一组件的结构剖视图。

图4是本发明的激光测量仪实施例的第一组件的结构剖切示意图。

图5是本发明的激光测量仪实施例的第一组件的局部结构图。

图6是本发明的激光测量仪实施例的第一架的结构图。

图7是本发明的激光测量仪实施例的第一激光组件的结构剖视图。

图8是本发明的激光测量仪实施例的第一组件的底盖的结构剖视图。

图9是本发明的激光测量仪实施例的第一组件的底盖的结构图。

图10是本发明的激光测量仪实施例的开关弹针的结构剖视图。

图11是本发明的激光测量仪实施例的第二组件的结构剖视图。

图12是本发明的激光测量仪实施例的第二组件的局部结构图。

图13是本发明的激光测量仪实施例发射激光的示意图。

图14是本发明的激光测量仪实施例处于第一模式时的工作示意图。

图15是图14所示工作的立体示意图

图16是本发明的激光测量仪实施例处于第二模式时的工作示意图。

图17是图16所示工作的立体示意图

图18是本发明的激光测量仪实施例处于第三模式时的工作示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1与图2，可旋转的激光测量仪10包括相互可转动连接的第一组件1和第二组件2，第一组件1和第二组件2同轴设置。第一组件1包括第一激光组件3和第一壳体5，第一激光组件3的第一发射光路6平行于第一壳体5的第一端面7；第二组件2包括第二激光组件8和第二壳体9，第二激光组件8的第二发射光路12平行于第二壳体9的第二端面11；第一端面7和第二端面11相互平行；激光测量仪10还包括转轴组件13，转轴组件13连接第一组件1和第二组件2。第一激光组件3和第二激光组件8均设置有测距激光组件和基准激光组件，测距激光组件的光轴和基准激光组件所发射的基准面重叠。基准激光组件所发射的基准面投射于目标物体时，在目标物体形成基准线。转轴组件13包括轴承18和锁紧螺母100，轴承18和锁紧螺母100可拆卸地装配于底盖19。第一组件1的底盖19设置有转轴部32，转轴部32穿过轴承18，锁紧螺母100螺纹连接于转轴部32以将轴承18可活动地装配于转轴部32，轴承18的外圈102抵接于第二壳体9的顶盖，内圈101抵接于底盖19的转轴部32。滑环导线组件20装配于底盖19，滑环导线组件20是第一组件1和第二组件2的电信号控制连接件，滑环导线组件20的导线穿过转轴部32，滑环导线组件20的滑环部装配于第一组件1的滑环座内。第一壳体5为圆柱体，第二壳体9为棱柱，第二壳体9的侧面数量为正偶数，第一壳体5的轴线与第二壳体9的轴线重合，第一端面7为第一壳体5的上端面，第二端面11为第二壳体9的上端面。在本实施例中，第二壳体为长方体。第一壳体5的侧面设置有腰型孔45，第一发射光路6穿过腰型孔45。第二壳体9的前侧面设置有腰型孔46，第二发射光路12穿过腰型孔46，第二发射光路垂直于第二壳体9的前侧面49，腰型孔46贯穿前侧面49。激光测量仪10还包括角度检测装置，角度检测装置电连接于激光测量仪的主控电路板，角度检测装置可选用电阻式角度传感器，角度检测装置为MPU－6500角度传感器，电阻式角度传感器电连接于主控电路板的处理器，电阻式角度传感器检测第一组件1相对于第二组件的旋转角度a并将该旋转角度a转化为发送至处理器的可传输信号。

参见图3至图5，第一组件1包括第一微调组件15和第一激光组件3，第一微调组件15和第一激光组件3均装配于第一壳体5内，第一微调组件15包括第一架16、第一微调件17，第一微调件17可活动地抵接于第一架16，第一微调件17可拆卸地固定连接于第一激光组件3，第一架16可拆卸地连接于第一壳体5。

参见图3至图6，第一架16包括第一面21、定位柱23和连接孔24，第一面21为圆弧面，定位柱23为圆柱体，连接孔24为圆孔。定位柱23插入第一壳体5，螺钉57穿过连接孔24并螺旋连接位于第一壳体5内的螺母58以将第一架16可拆卸地连接于第一壳体5。第一微调件17的柱部螺旋连接于第一激光组件3内的螺母，第一微调件17的圆头部22抵接于第一面21和第一壳体5，第一壳体5抵接于圆头部22的面为圆弧面。第一微调件17设置有圆头部22，可通过调整圆头部22抵接于第一面21和第一壳体5的角度，保证第一发射光路6平行于第一壳体5的第一端面7。

参见图5与图7，第一激光组件3设置有测距激光组件25、基准激光组件26、接收组件27和架体28，测距激光组件25、基准激光组件26和接收组件27均装配于架体28，架体28包括光路孔29、基准线孔30和接收孔31，光路孔29和接收孔31均为圆孔，基准线孔为十字状的通孔，第一发射光路6穿过光路孔29，基准激光组件26所发射的基准线穿过基准线孔30。第一组件1既有测距功能，亦有基准线投射功能。第一激光组件3包括第一套合件50，第一套合件50的球面扣合于第一激光组件3的架体28。第一套合件50的圆头设置有球面，第一套合件50的球面扣合于架体28的容纳部，架体28的容纳部的内壁为圆弧面，架体28的容纳部弹性扣合第一套合件50的圆头。

参见图2、图3、图8和图9，第一组件1的底盖19设置有转轴部32和限位孔33，转轴部32的第一部321设置有螺纹，转轴部32为中空的阶梯状圆柱，转轴部32内设置有第一轴孔322，第一轴孔322贯穿转轴部32，第一轴孔322为圆柱孔，第一轴孔322与转轴部32同轴。转轴部32穿过轴承18，锁紧螺母100螺纹连接于第一部321以将轴承18可活动地装配于转轴部32，限位孔33沿第一轴孔322的周向均匀布置，限位孔33的数量为四个，限位孔33沿第一轴孔322的轴线延伸至底盖19内，限位孔33未贯穿底盖19，限位孔33的抵接面为圆弧面。底盖19的外侧壁设置有第一槽35，底盖19的内侧壁设置有第二槽36，第一槽35沿第一轴孔的径向朝第一壳体5开口，第二槽36沿第一轴孔322的径向朝第二壳体9开口，第一槽35与第二槽36均装配有密封圈37，位于第一槽35的密封圈37紧接第一壳体5，第一轴孔322与第一壳体5同轴。

参见图10，第一组件1包括固定座200、第一导电弹针和210第二导电弹针211，第一导电弹针210和第二导电弹针211装配于第一组件1的固定座200，螺钉201将固定座200锁紧装配于底盖19以实现将固定座200可拆卸地装配于第一组件1内。第二组件2包括第三导电弹针220，第三导电弹针220装配于第二壳体9。第一导电弹针210和第二导电弹针211并联为一个开关控制点，第三导电弹针220作为第二个开关控制点。当第一组件1相对于第二组件2旋转时，第三导电弹针220可触碰第一导电弹针210或第二导电弹针211以开启激光测量仪10。

参见图2与图11，第二组件2包括第二微调组件和第二激光组件8，第二微调组件和第二激光组件8均装配于第二壳体9内，第二微调组件包括第二架、第二微调件，第二微调件可活动地抵接于第二架，第二微调件可拆卸地固定连接于第二激光组件8。第二激光组件8设置有测距激光组件和基准激光组件。第二激光组件8包括第二套合件，第二套合件扣合于第二激光组件8的架体。第二架可拆卸地连接于第二壳体9。第一激光组件3和第二激光组件8均设置有测距激光组件和基准激光组件，测距激光组件的光轴和基准激光组件的光轴相互平行，第一激光组件3和第二激光组件8结构相同，第二微调组件与第一微调组件17的结构相同，第二架与第一架16结构相同，第一套合件与第二套合件的结构相同，第一激光组件3的架体和第二激光组件8的架体结构相同。通过调整第二架抵接于第二微调件时的角度，保证第二发射光路12与第二壳体9的第二端面11相互平行。

第二组件2设置有限位组件38和第二轴孔39，限位组件38可拆卸地装配于第二壳体9，第二轴孔39为圆孔，限位组件38的轴线与第二轴孔39的轴线的距离等于第一轴孔322与限位孔33的圆心距，第二轴孔39与第一轴孔322同轴。限位组件38包括限位头40、固定套和弹簧，弹簧位于固定套内，限位头40抵接弹簧，限位头40的一部分外露于固定套，限位头40为球状，固定套为阶梯状圆柱体，固定套的轴线与限位头40的轴线重合，固定套的轴线为限位组件38的轴线。限位组件38的数量为两个，限位组件38沿第二轴孔39的径向相对布置。第二组件2的第二端面11形成有圆台部43，圆台部43自第二端面11沿第二轴孔39的轴线凸出于第二端面11，第二轴孔39位于圆台部43，圆台部43的侧面紧接位于第二槽36的密封圈37。第二组件2的底板51设置有第三槽、第四槽和第五槽，第三槽和第四槽均沿第二轴孔的轴向朝第一组件1开口，第五槽沿第二轴孔39的径向朝第二壳体9开口，在第三槽和第四槽之间设置有充电口56。第三槽装配有密封圈52，第四槽装配有密封圈53，第五槽装配有密封圈54，密封圈54紧接第二壳体9，密封圈52和密封圈53紧接第二组件2的主控板55。在本实施例中，设置有四列充电口56，每列的充电口56的数量为四个，每列的充电口56沿第二轴孔39的径向均匀布置，四列充电口56沿第二轴孔39的周向均匀布置。

参见图12，第二组件2设置有磁铁41，磁铁41装配于第二壳体9内。第二组件2设置有支架42，支架42位于第二壳体9内，磁铁41被夹持于支架42内。

参见图1与图13，第一激光组件3的测距激光组件25发射的测距激光经准直镜整形后形成平行光束并沿第一发射光路6穿过第一激光组件3的光路孔29，第一激光组件3所发射的测距激光的光轴与第一发射光路6重合，第一激光组件3的基准激光组件26发射的基准激光经柱面镜整形后并穿过第一激光组件3的基准线孔30以形成基准面47，第一激光组件3所发射的基准面47重叠于第一发射光路6，基准面47穿过腰型孔45。第二激光组件8的测距激光组件25发射的激光经准直镜整形后形成平行光束并沿第二发射光路12穿过第二激光组件8的光路孔29，第二激光组件8所发射的测距激光的光轴与第二发射光路12重合，第二激光组件8的基准激光组件26发射的基准激光经柱面镜整形后穿过第二激光组件8的基准线孔30以形成基准面48，第二激光组件8所发射的基准面48重叠于第二发射光路12，基准面48穿过腰型孔46。

参见图14与图15，激光测量仪10处于第一模式，第一组件1与第二组件2既可进行测距，亦可进行基准线投射。第一组件1的测距激光沿第一发射光路6发射至第一测点，第二组件2的测距激光沿第二发射光路12发射至第二测点。激光测量仪10可测得第一测点与激光测量仪10之间的距离L1，亦可测得第二测点与激光测量仪10之间的距离L2。电阻式角度传感器检测第一组件1相对于第二组件的旋转角度a，激光测量仪10内置的处理器根据距离L1、距离L2和旋转角度a计算第一测点与第二测点之间的距离L3，计算距离L3的方法为余弦定理，距离L3、距离L1、距离L2和旋转角度a均可在测量仪10的屏幕显示。激光测量仪10处于第一模式时，第一组件1的基准激光组件26可投射基准线至第一测点，第二组件2的基准激光组件26可投射基准线至第二测点。因此，当激光测量仪10处于第一模式时，激光测量仪既可测量距离、角度，亦可把基准线投射在L3范围里作为定位基准使用。

参见图16与图17，第一发射光路6与第二发射光路12的夹角为90度，角度传感器检测到第一组件1相对于第二组件2旋转90度时，激光测量仪处于第二模式。此时，第一组件1只进行基准线投射作为测量起始基准位，第一组件1的基准线投射光路平行于第一发射光路6，第二组件2发射的测距激光沿第二发射光路12投射至被测物体上，激光测量仪10以第一组件1投射的基准线为测距起始基准位而测量与被测物体之间的距离并显示于屏幕上。因此，当激光测量仪10处于第二模式时，激光测量仪10测量距离并进行基准线投射。

参见图18，第一发射光路6与第二发射光路12的夹角为180度，角度传感器检测到第一组件1相对于第二组件2旋转180度时，激光测量仪10处于第三模式。此时，第一组件1与第二组件2均只进行测距功能，激光测量仪10可测得两相对布置的测量面之间的距离并显示于屏幕上，从而得到两个测量面之间的中点位置。

用户也可通过激光测量仪10的按键选取第二组件2的前侧面49或后侧面59为测距基准，前侧面49与后侧面59相对设置，用户将激光测量仪10放置于前侧面重合基准点处或后侧面重合基准点处，第二组件2实现单独的激光测距功能，第一组件1不工作。

第一激光组件3和第二激光组件8均设置有测距激光组件和基准激光组件，第一组件1相对于第二组件2旋转不同角度，激光测量仪10根据该角度的不同而处于第一模式、第二模式或第三模式，满足用户的不同测量需求，可旋转的激光测量仪10便于测量角度及距离。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种可旋转的激光测量仪，其特征在于：所述激光测量仪包括相互可转动连接的第一组件和第二组件，所述第一组件和所述第二组件同轴设置；

所述第一组件包括第一激光组件和第一壳体，所述第一激光组件的第一发射光路平行于所述第一壳体的第一端面；

所述第二组件包括第二激光组件和第二壳体，所述第二激光组件的第二发射光路平行于所述第二壳体的第二端面；

所述第一端面和所述第二端面相互平行；

所述激光测量仪还包括转轴组件，所述转轴组件连接所述第一组件和所述第二组件；

所述激光测量仪还包括角度检测装置，所述角度检测装置电连接于所述激光测量仪的主控电路板；

所述第一激光组件和所述第二激光组件均设置有测距激光组件和基准激光组件，所述测距激光组件的光轴和所述基准激光组件所发射的基准面重叠。

2.根据权利要求1所述的激光测量仪，其特征在于：

所述第一组件包括第一微调组件和第一激光组件，所述第一微调组件和所述第一激光组件均装配于所述第一壳体内，所述第一微调组件包括第一架、第一微调件，所述第一微调件可活动地抵接于所述第一架，所述第一微调件可拆卸地固定连接于所述第一激光组件。

3.根据权利要求2所述的激光测量仪，其特征在于：

所述第一架可拆卸地连接于所述第一壳体。

4.根据权利要求1所述的激光测量仪，其特征在于：

所述第二组件包括第二微调组件和第二激光组件，所述第二微调组件和所述第二激光组件均装配于所述第二壳体内，所述第二微调组件包括第二架、第二微调件，所述第二微调件可活动地抵接于所述第二架，所述第二微调件可拆卸地固定连接于所述第二激光组件。

5.根据权利要求4所述的激光测量仪，其特征在于：

所述第二架可拆卸地连接于所述第二壳体。

6.根据权利要求1所述的激光测量仪，其特征在于：

所述第一组件的底盖设置有第一轴孔和多个限位孔，多个所述限位孔沿所述第一轴孔的周向均匀布置。

7.根据权利要求6所述的激光测量仪，其特征在于：

所述第二组件设置有限位组件和第二轴孔，所述限位组件可拆卸地装配于所述第二壳体，所述限位组件的轴线与所述第二轴孔的轴线的距离等于所述第一轴孔与所述限位孔的圆心距。

8.根据权利要求6所述的激光测量仪，其特征在于：

所述底盖的外侧壁设置有第一槽，所述底盖的内侧壁设置有第二槽，所述第一槽沿所述第一轴孔的径向朝所述第一壳体开口，所述第二槽沿所述第一轴孔的径向朝所述第二壳体开口，所述第一槽与所述第二槽均装配有密封圈。

9.根据权利要求6所述的激光测量仪，其特征在于：

所述转轴组件包括轴承和锁紧螺母，所述轴承和所述锁紧螺母均可拆卸地装配于所述底盖。

10.根据权利要求7所述的激光测量仪，其特征在于：

所述第二组件设置有磁铁，所述磁铁装配于所述第二壳体内；

所述第二发射光路垂直于所述第二壳体的前侧面；

所述第一激光组件包括第一套合件，所述第一套合件扣合于所述第一激光组件的架体；

所述第二激光组件包括第二套合件，所述第二套合件扣合于所述第二激光组件的架体；

所述第二组件的底板设置有第三槽、第四槽和第五槽，所述第三槽和所述第四槽均沿所述第二轴孔的轴向朝所述第一组件开口，所述第四槽沿所述第二轴孔的径向朝所述第二壳体开口，在所述第三槽和所述第四槽之间设置有充电口；

所述第一组件包括固定座、第一导电弹针和第二导电弹针，所述固定座可拆卸地装配于所述第一组件内，所述第一导电弹针和所述第二导电弹针装配于所述固定座；

所述第二组件包括第三导电弹针，所述第三导电弹针装配于所述第二壳体。