CN110806196B - 激光水平仪 - Google Patents

Abstract

一种激光水平仪，用于校准机械臂的执行末端在一竖直面上作业的平面度，机械臂上设有视觉模块，激光水平仪包括第一激光器、第二激光器及间距调节机构，第一激光器与第二激光器用于投射相互平行且竖直的两个激光面，第一激光器与第二激光器安设于间距调节机构上，间距调节机构用于调节第一激光器与第二激光器之间的距离，第一激光器投射的激光面用于提供作业基准面，视觉模块用于感知第二激光器投射的激光面，以使视觉模块保持在第二激光器投射的激光面内，从而保证机械臂的执行末端以第一激光器投射的激光面为基准面进行作业。

Description

激光水平仪

技术领域

本发明涉及一种激光水平仪。

背景技术

在机械臂用于建筑施工如砌砖或打磨墙面等作业时，机械臂工作的平面度无法精准保证，故需要激光面来校准机械臂的作业平面度，为机械臂提供全局参考循迹，但目前市场上没有可以直接并快速投射两个间距可调的平行竖直激光面的产品。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种可以投射两个相互平行且间距可调的竖直激光面的激光水平仪。

一种激光水平仪，用于校准机械臂在一竖直面上作业的平面度，所述机械臂上设有视觉模块，所述激光水平仪包括第一激光器、第二激光器及间距调节机构，所述第一激光器与所述第二激光器用于投射相互平行且竖直的两个激光面，所述第一激光器与所述第二激光器安设于所述间距调节机构上，所述间距调节机构用于调节所述第一激光器与所述第二激光器之间的距离，所述第一激光器投射的激光面用于提供作业基准面，所述视觉模块用于感知所述第二激光器投射的激光面，以使所述视觉模块保持在所述第二激光器投射的激光面内，从而保证所述机械臂在所述第一激光器投射的激光面内作业。

进一步地，所述激光水平仪还包括旋转机构，所述间距调节机构安设于所述旋转机构上，所述旋转机构用于在水平面内旋转所述第一激光器与所述第二激光器。

进一步地，所述激光水平仪还包括基座及支腿，所述基座的顶面用于承载所述旋转机构，所述支腿安装于所述基座的底部用于支撑所述基座，所述支腿设有高度调节器，所述高度调节器用于改变所述支腿的长度。

进一步地，所述间距调节机构包括第一滑块、第二滑块及滑轨，所述第一激光器固定安设于所述第一滑块上，所述第二激光器固定安设于所述第二滑块上，所述第一滑块与所述第二滑块可滑动地安设于所述滑轨上。

进一步地，所述激光水平仪还包括第一支架及第二支架，所述第一支架包括第一底座，所述第二支架包括第二底座，所述第一底座安装于所述第一滑块的顶部，所述第二底座安装于所述第二滑块的顶部，且所述第一底座与所述第二底座在同一平面内。

进一步地，所述第一支架还包括与所述第一底座垂直相连接的第一支板，所述第二支架还包括与所述第二底座垂直相连接的第二支板，所述第一支板用于固定所述第一激光器，所述第二支板用于固定所述第二激光器，所述第一支板与所述第二支板相互平行。

进一步地，所述旋转机构包括转盘，所述转盘的顶部用于承载所述滑轨，所述转盘用于驱动所述滑轨转动，从而带动所述第一激光器及所述第二激光器转动。

进一步地，所述旋转机构还包括微调器，所述微调器用于微调所述转盘的旋转角度。

进一步地，所述基座上还设有水平气泡器，所述水平气泡器安设于所述基座的顶面，所述水平气泡器用于显示所述基座的水平状态。

进一步地，所述第一激光器与所述第二激光器投射的两个面的平行度间距变化在1mm/10m范围内，两个面的夹角小于0.0057°。

上述的激光水平仪通过第一激光器、第二激光器及间距调节机构实现了投射两个相互平行且间距可调的竖直激光面。

附图说明

图1为本发明的一实施方式中激光水平仪的立体示意图。

图2为本发明的一实施方式中激光水平仪的立体示意图。

图3为本发明的一实施方式中激光水平仪用于砌砖作业的立体示意图。

图4本发明的一实施方式中激光水平仪用于打磨墙面作业的立体示意图。

主要元件符号说明

激光水平仪 100

第一激光器 11

第二激光器 12

间距调节机构 20

第一滑块 21

第二滑块 22

滑轨 23

第一支架 31

第二支架 32

第一底座 311

第一支板 312

第二底座 321

第二支板 322

旋转机构 40

转盘 41

微调器 42

基座 50

支腿 60

水平气泡器 70

视觉模块 200

第一激光面 111

第二激光面 121

参考线 300

砖块 400

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为″固定于″另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是″连接″另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是″设置于″另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语″垂直的″、″水平的″、″左″、″右″以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语″或/及″包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

请参阅图1，激光水平仪100包括第一激光器11、第二激光器12、间距调节机构20、第一支架31、第二支架32。间距调节机构20包括第一滑块21、第二滑块22及滑轨23。第一激光器11与第二激光器12用于各自投射一个竖直激光面。第一支架31及第二支架32分别用于将第一激光器11及第二激光器12固定在第一滑块21及第二滑块22上。滑轨23水平放置。第一滑块21与第二滑块22均可滑动地安设于滑轨23上，用于调节第一激光器11与第二激光器12之间的距离。

在本发明的一实施方式中，第一支架31及第二支架32大致呈T型。第一支架31包括相连接的第一底座311及第一支板312，第一底座311水平且第一支板312垂直于第一底座311。第二支架32包括相连接的第二底座321及第二支板322，第二底座321水平且第二支板322垂直于第二底座321。

具体地，第一激光器11固定安设于第一支板312上，第一底座311固定连接到第一滑块21的顶面上；第二激光器12固定安设于第二支板322上，第二底座321固定连接到第二滑块22的顶面上。此外，第一滑块21、第二滑块22、第一支架31、第二支架32及滑轨23的加工平行度精度为±0.05mm，使得第一支板312与第二支板322相互之间的夹角(即第一激光器11及第二激光器12投射的两个激光面的夹角)小于0.0057°，以保证第一激光器11及第二激光器12投射的两个激光面之间的平行度远高于实际所需。

同时，在本发明的一实施方式中，当第一滑块21与第二滑块22在滑轨23上相互接触时(距离最近时)，第一激光器11与第二激光器12投射的两个激光面之间的距离为110mm；当第一滑块21与第二滑块22在滑轨23的两末端时(距离最远时)，第一激光器11与第二激光器12投射的两个激光面之间的距离为220mm。

请参阅图2，在本发明的一实施方式中，激光水平仪100还包括旋转机构40、基座50及三个支腿60。旋转机构40包括转盘41。转盘41安装于基座50的顶面，支腿60安装于基座50的底部以支撑。

滑轨23安装于转盘41的顶面。转盘41可以转动360度。转盘41用于驱动滑轨23转动，进而带动第一激光器11及第二激光器12转动，从而使得第一激光器11及第二激光器12投射的两个激光面转动，方便与施工对象面对齐。旋转机构40还包括微调器42，微调器42用于微调转盘41的旋转角度。

每个支腿60均设有高度调节器(图中未显示)，高度调节器用于将基座50调节至水平。调节水平时，三个支腿60对基座50的高度差调节最大可达11.5mm，即可以满足在11.28°的斜坡上实现基座50的调平。另外，支腿60还设有内阻尼调节螺丝(图中未显示)，内阻尼调节螺丝用于抵消地面的微小震动，避免激光线的晃动。

值得注意的是，基座50上还设有两个水平气泡器70。水平气泡器70安设于基座50的顶面。水平气泡器70用于显示基座50的水平状态。

本发明的一工作方式为，将激光水平仪100放置于地面，通过手动调节支腿60的高度调节器，将基座50调节到水平；根据需要在滑轨23上调节第一激光器11与第二激光器12之间的距离；将第一激光器11投射的激光面大致与参考面(或参考线)平行放置，然后通过转盘41的微调器42进行微调，使第一激光器11投射的激光面与参考面基本重合(或平行)；此时第二激光器12投射的激光面即与参考面(或参考线)平行。

请参阅图3，图3为激光水平仪100配合机械臂(图中未显示)用于砌砖作业的原理图。地面设有参考线300。砖块400用于砌墙。机械臂上固定安设有视觉模块200，视觉模块200随机械臂移动。第一激光面111为第一激光器11投射的激光面，第二激光面121为第二激光器12投射的激光面。第一激光面111与第二激光面121竖直且相互平行。第一激光面111作为放线人员对齐砌砖面的基准面，保证第一激光面111和待砌砖面的平行度。视觉模块200用于感知第二激光面121，以使视觉模块200保持在第二激光面121内，从而保证砌砖面的平面度。

请参阅图4，图4为激光水平仪100配合机械臂打磨墙面的作业原理图。第一激光面111为第一激光器11投射的激光面，第二激光面121为第二激光器12投射的激光面。第一激光面111与第二激光面121竖直且相互平行。机械臂上固定安设有视觉模块200，视觉模块200随机械臂移动。第一激光面111作为放线人员对齐墙面的基准面，保证第一激光面111和待打磨墙面的平行度。视觉模块200用于感知第二激光面121，以使视觉模块200保持在第二激光面121内，从而保证墙面的水平度。

可以理解的是，在其他实施方式中，激光水平仪100可以设有其他数量的支腿60及其他数量的水平气泡器70。且激光水平仪100还可以用于其他情景的施工作业中。

激光水平仪100通过第一激光器11、第二激光器12及间距调节机构20实现了投射两个相互平行且间距可调的竖直激光面。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种激光水平仪，用于校准机械臂的执行末端在一竖直面上作业的平面度，所述机械臂上设有视觉模块，其特征在于：所述激光水平仪包括第一激光器、第二激光器及间距调节机构，所述第一激光器与所述第二激光器用于投射相互平行且竖直的两个激光面，所述第一激光器与所述第二激光器安设于所述间距调节机构上，所述间距调节机构用于调节所述第一激光器与所述第二激光器之间的距离，所述第一激光器投射的激光面用于提供作业基准面，所述视觉模块用于感知所述第二激光器投射的激光面，以使所述视觉模块保持在所述第二激光器投射的激光面内，从而保证所述机械臂的执行末端以所述第一激光器投射的激光面为基准面进行作业；

所述间距调节机构包括第一滑块、第二滑块及滑轨，所述第一激光器固定安设于所述第一滑块上，所述第二激光器固定安设于所述第二滑块上，所述第一滑块与所述第二滑块可滑动地安设于所述滑轨上。

2.如权利要求1所述的激光水平仪，其特征在于：所述激光水平仪还包括旋转机构，所述间距调节机构安设于所述旋转机构上，所述旋转机构用于在水平面内旋转所述第一激光器与所述第二激光器。

3.如权利要求2所述的激光水平仪，其特征在于：所述激光水平仪还包括基座及支腿，所述基座的顶面用于承载所述旋转机构，所述支腿安装于所述基座的底部用于支撑所述基座，所述支腿设有高度调节器，所述高度调节器用于改变所述支腿的长度。

4.如权利要求1所述的激光水平仪，其特征在于：所述激光水平仪还包括第一支架及第二支架，所述第一支架包括第一底座，所述第二支架包括第二底座，所述第一底座安装于所述第一滑块的顶部，所述第二底座安装于所述第二滑块的顶部，且所述第一底座与所述第二底座在同一平面内。

5.如权利要求4所述的激光水平仪，其特征在于：所述第一支架还包括与所述第一底座垂直相连接的第一支板，所述第二支架还包括与所述第二底座垂直相连接的第二支板，所述第一支板用于固定所述第一激光器，所述第二支板用于固定所述第二激光器，所述第一支板与所述第二支板相互平行。

6.如权利要求2所述的激光水平仪，其特征在于：所述旋转机构包括转盘，所述转盘的顶部用于承载所述间距调节机构，所述转盘用于驱动所述间距调节机构转动，从而带动所述第一激光器及所述第二激光器转动。

7.如权利要求6所述的激光水平仪，其特征在于：所述旋转机构还包括微调器，所述微调器用于微调所述转盘的旋转角度。

8.如权利要求3所述的激光水平仪，其特征在于：所述基座上还设有水平气泡器，所述水平气泡器安设于所述基座的顶面，所述水平气泡器用于显示所述基座的水平状态。

9.如权利要求1所述的激光水平仪，其特征在于：所述第一激光器与所述第二激光器投射的两个面的平行度间距变化在1mm/10m范围内，两个面的夹角小于0.0057°。

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