CN116507881A - 激光工具和系统 - Google Patents

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CN116507881A CN202180063255.0A CN202180063255A CN116507881A CN 116507881 A CN116507881 A CN 116507881A CN 202180063255 A CN202180063255 A CN 202180063255A CN 116507881 A CN116507881 A CN 116507881A
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阿米特·兰
阿米特·罗滕伯格
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Abstract

一种激光工具，包括至少一个激光发射器、外壳和支撑件。激光发射器用于从工具发射至少一条激光束外壳。外壳支撑激光发射器并至少部分地容纳激光发射器，并且外壳和激光发射器可以包括激光单元。支撑件在外壳的外部，用于支撑外壳，并且支撑件是能调节的以用于定向外壳并由此定向和定位激光束。支撑件优选地是万向节支撑件，具有至少两个、优选地至少三个、例如正好三个非平行的旋转轴线，以用于调节支撑件以定向外壳并由此定向激光束。激光工具系统可以包括两个或更多个激光单元和支撑件。

Description

激光工具和系统
技术领域
本发明涉及激光工具，例如激光水平仪(laser level)、激光距离测量器(laserdistance measurer)、激光测距仪(laser rangefinder)激光测量扫描仪、LIDAR工具等。
背景技术
本发明寻求提供改进的激光工具和改进的激光工具系统，例如在功能性、多功能性和使用方便性方面进行了改进。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种根据所附权利要求书中的权利要求1所述的激光工具。
本发明的第二方面提供了一种根据权利要求42所述的激光工具系统。
本发明的第三方面提供了一种根据权利要求43所述的激光工具系统。
本发明的优选的和其他可选的特征在从属权利要求中进行限定和描述。
因此，本发明的第一方面提供了一种激光工具，包括：(a)至少一个激光发射器，其用于从工具发射至少一条激光束；(b)外壳，其支撑激光发射器并至少部分地容纳激光发射器；以及(c)支撑件，其在外壳的外部，用于支撑外壳，其中支撑件是能调节的以用于定向外壳并由此定向和定位激光束。
所述激光发射器或每个激光发射器优选地包括激光二极管。所述激光发射器或每个激光发射器例如可以包括组件，该组件包括激光二极管和至少一个光学部件，例如透镜，优选地为准直透镜。所述激光发射器组件或每个激光发射器组件可以包括壳体，该壳体保持激光二极管和所述光学部件或每个光学部件并且包括至少一个开口以允许激光束从组件被发射出来。
外壳优选地完全容纳所述激光发射器或每个激光发射器，例如所述激光发射器组件或每个激光发射器组件。外壳优选地包括一个或多个窗口，以允许所述激光束或每条激光束从外壳被发射出来。附加地或替代地，优选地对于激光工具是旋转激光工具的本发明的实施例来说，至少一个激光发射器可以至少部分地延伸到外壳的外部，例如以便能够相对于外壳旋转。外壳优选地由塑料材料形成。
支撑件，例如，可以是万向节支撑件(gimbal support)。支撑件优选地具有至少两个、优选地至少三个、更优选地正好三个非平行的旋转轴线，以用于调节支撑件以定向外壳并由此定向和定位激光束。非平行的旋转轴线基本上相互垂直。
优选地，支撑件的用于定向外壳并由此定向和定位激光束的调节被配置成借助于以下方式来进行：围绕基本上竖直轴线的基本上水平旋转(例如，在左右之间摇摆(panning)，或者称为“偏转(yaw)”)和/或围绕基本上水平轴线的基本上竖直旋转(例如，在上下之间倾斜(tilting)；或者称为“俯仰(pitch)”)和/或围绕基本上水平轴线的基本上扭转旋转(例如，顺时针或逆时针滚动(rolling))。
外壳和支撑件优选地被构造成使得外壳能够被能拆卸地安装至支撑件。
支撑件优选地包括至少一个臂，并且优选地包括单个臂。例如，支撑件可以包括万向节臂(gimbal arm)、和/或机器臂(robotic arm)、和/或稳定器臂。稳定器形式的支撑件(或者是单臂形式，或者是其他形式)，优选地被构造成使外壳稳定以抵抗振动和/或冲击。
支撑件优选地能够手动地被调节和/或能够通过电力来调节(例如，借助于电源和一个或多个马达，如下所述)，以便定向外壳并由此定向和定位(一条或多条)激光束。
支撑件优选地进一步包括基座，臂从基座延伸，优选地臂从基座能枢转地延伸。
优选地，外壳能安装在或被安装在臂的与基座相反的端部区域处，优选地借助于臂的安装部进行安装。
支撑件优选地包括关节臂，臂的至少一个关节包括枢轴(pivot)，枢轴使得臂的两个部分之间能够围绕相应旋转轴线做相对旋转。有利地，例如，臂可以具有两个或更多个这样的关节。
例如，支撑件可以包括基座，支撑件的关节臂从基座延伸，并且其中，关节臂借助于枢轴被接合至基座，使得关节臂和基座之间能够围绕相应旋转轴线做相对旋转，旋转轴线优选地为基本上竖直轴线。
至少一个枢轴并且优选地每个枢轴被提供动力，优选地借助于马达被提供动力，使得相对旋转被提供动力。
被提供动力的枢轴或每个被提供动力的枢轴可以包括马达，优选地为无刷马达和/或电子换向马达。所述马达或每个马达优选地被容纳在支撑件内。
所述支撑件或至少其结构部件和/或重量支承部件优选地由塑料材料形成；然而，支撑件可以另外地或替代地包含例如金属。
本发明的激光工具，优选地进一步包括：被构造成使得能够实现激光束的定向、例如相对于重力的定向的一个或多个加速度计和/或陀螺仪和/或至少一个惯性测量单元(IMU)。优选地，至少一个加速度计和/或陀螺仪和/或惯性测量单元位于臂和/或外壳中或者位于臂和/或外壳上。优选地，对于其中支撑件包括臂的实施例，至少一个加速度计(accelerometer)和/或陀螺仪(gyroscope)和/或至少一个惯性测量单元(IMU)在臂的与基座相反的端部区域处位于臂中或臂上。有利地，至少一个加速度计和/或陀螺仪和/或至少一个惯性测量单元(IMU)位于至少一个臂的枢轴中或至少一个臂的枢轴上。
激光工具优选地进一步包括至少一个微处理器，其优选地位于支撑件和/或外壳中，并且被构造成利用由至少一个加速度计和/或陀螺仪和/或惯性测量单元提供的定向和/或移动信息来控制支撑件的用于定向激光束的调节。
激光工具优选地进一步包括一个或多个能供人使用的控制器，其用于控制和/或设定支撑件的调节和/或用于控制激光发射器。控制器或每个控制器可以位于支撑件上、优选地位于基座上、和/或位于外壳上，和/或包括远程控制器，例如呈安装在移动设备上的软件应用的形式，优选地被构造成通过无线电磁波通信、例如通过蓝牙与工具的其余部分通信。远程控制器(如果存在)可以可拆卸地被附接至或能被附接至支撑件，优选地附接至基座。
激光工具优选地进一步包括安装在或能安装在激光工具中或激光工具上的至少一个电源，优选地为至少一个电池组和/或电池单元。有利地，例如，单个电源可以被构造成向激光发射器和所述枢轴或每个枢轴供电。电源优选地被安装在支撑件中或能够被安装在支撑件上，优选地电源被安装在基座中或能够被安装在基座上，并且电源优选地能移除地被安装或能够被安装。
远程控制器(如果存在)优选地包括能充电的电池，能充电的电池被构造成当远程控制器被附接至支撑件并且电源被安装在支撑件中或支撑件上时能够由电源充电。
在本发明的一些实施例中，支撑件的基座可以包括或包含手柄，可以通过该手柄保持激光工具，例如以定位和/或使用和/或携带激光工具。基座可以被构造为将激光工具支撑在表面上，例如经由底表面，或一个或多个支腿和/或经由附接件将工具支撑在表面上，附接件被构造成将工具附接至例如三脚架或支架或其他安装座。
在本发明的优选实施例中，激光工具包括激光水平仪。激光水平仪优选地是点激光器(光斑激光器)和/或线激光器和/或旋转激光器，所述点激光器和/或线激光器和/或旋转激光器被构造成发射一条或多条激光束以将一个或多个激光点和/或激光线投射在外表面上，外表面例如为墙壁和/或地板和/或天花板。例如，所述激光发射器或每个激光发射器可以包括基本上柱面透镜或基本上锥形反射器，以将一条或多条激光线投射到外表面上。替代地或附加地，至少一个激光发射器可以被构造成借助于激光工具的至少一个马达旋转或振荡或者将激光束发射到旋转或振荡的反射器上，以将一条或多条激光线投射到外表面上。
激光水平仪优选地被构造成以相对于重力水平和/或竖直的定向发射一条或多条激光束。
附加地或可选择地，激光工具，例如激光水平仪，可以被构造成以相对于重力在任何预定的定向和/或能调节的定向发射一条或多条激光束。
因为支撑件能够实现从外壳发射的(一条或多条)激光束的定向和定位，所以在本发明的至少一些实施例中，外壳及其内容物例如可以是相对简单、小且轻的。在本发明的至少一些优选实施例中，外壳不包括用于使(一条或多条)激光束相对于重力对准的摆动件(pendulum)。例如，外壳可以基本上仅包括(一个或多个)激光发射器和电导体以向(一个或多个)发射器提供电流，并且可选地包括(一个或多个)任何其他电子和/或光学装置，例如一个或多个照相机和/或电子电路(例如，一个或多个微处理器和/或一个或多个加速度计)。然而，在本发明的其他实施例中，外壳可以包括用于使(一条或多条)激光束相对于重力对准的摆动件。
在本发明的一些优选实施例中，激光工具可以附加地或可选择地包括，例如，激光距离测量器(LDM)和/或激光测距仪和/或LIDAR工具和/或激光扫描仪。
在本发明的至少一些优选实施例中，激光工具可以包括照相机，其在外壳中或外壳上和/或在支撑件中或支撑件上。
在本发明的至少一些优选实施例中，激光工具可以被构造成测量和/或扫描和/或测绘房间或其他空间。
在本发明的至少一些优选实施例中，激光工具可以被构造成例如借助于激光工具的照相机来跟踪激光工具外部的运动，和/或使激光工具的运动稳定。
在本发明的至少一些优选实施例中，激光工具是能编程的。例如，在本发明的一些实施例中，激光工具可以是可编程的，以设定和/或保存外壳的特定定向和/或移动和/或(一条或多条)激光束的特定定向和/或位置和/或移动。在一些可编程的或被编程的移动中，一个或多个枢轴可能不旋转(例如，它们可能被“锁定”而不旋转)，例如，以能够围绕仅一个或两个轴线旋转，尤其是纯水平或纯竖直的旋转。
在本发明的至少一些优选实施例中，至少一个激光发射器和外壳包括激光单元(例如，第一激光单元)，并且其中，激光单元和支撑件被构造成使得激光单元能够被能拆卸地安装至支撑件。
优选地，激光单元不包括用于相对于重力对准的摆动件。
本发明的第三方面提供了一种激光工具系统，包括：(a)第一激光单元，其包括：至少一个第一激光发射器，用于从第一激光单元发射至少一条激光束；以及第一外壳，第一外壳支撑第一激光发射器并至少部分地容纳第一激光发射器；(b)至少第二激光单元，其包括：至少一个第二激光发射器，用于从第二激光单元发射至少一条激光束；以及第二外壳，第二外壳支撑第二激光发射器并至少部分地容纳第二激光发射器；以及(c)支撑件，其用于选择性地支撑第一激光单元和第二激光单元中的每一个中的一个，其中，支撑件是能调节的以用于定向所支撑的激光单元的外壳，并且由此在使用中定向和定位所发射的激光束；并且其中，激光单元和支撑件被构造成使得激光单元能够选择性地被能拆卸地安装至支撑件。
第一激光单元和第二激光单元优选地彼此不同。
根据本发明的第二和/或第三方面的激光工具系统使例如系统的多个激光单元中的一个、优选地使不同类型的激光单元，能够在任何特定时候(这取决于当时的特定用户需要)可拆卸地安装到支撑件。因为该支撑件能够实现从被支撑的激光单元发射的(一条或多条)激光束的定向和定位，所以每个激光单元可以是例如相对简单、小且轻的。如上所述，在本发明的至少一些优选实施例中，激光单元不包括用于相对于重力对准的摆动件。例如，激光单元可以基本上仅包括(一个或多个)激光发射器和电导体以向(一个或多个)发射器提供电流，并且可选地包括(一个或多个)任何其他电子和/或光学装置，例如一个或多个照相机和/或电子电路(例如，一个或多个微处理器)。
有利地，激光工具系统优选地进一步包括：至少第三激光单元，第三激光单元优选地不同于第一激光单元和第二激光单元中的每一个，第三激光单元包括用于从第三激光单元发射至少一条激光束的至少一个第三激光发射器；以及第三外壳，第三外壳支撑第三激光发射器并至少部分地容纳第三激光发射器；其中，第三激光单元和支撑件被构造成使得第三激光单元能够被能拆卸地安装至支撑件。
有利地，激光工具系统的每个激光单元可以包括选自以下各项的激光单元：点激光单元(spot-laser unit)；线激光单元；交叉线激光单元；组合的点和线激光单元(combination spot-and line-laserunit)；360度线激光单元；旋转激光单元；振荡激光单元；红色激光单元；绿色激光单元；激光距离测量器(LDM)激光单元；激光扫描仪激光单元。
附图说明
现在将参考附图通过实例的方式描述本发明的实施例，其中：
图1示出了根据本发明的激光工具的第一实施例；
图2示出了图1的激光工具的第一实施例的第二视图；
图3示出了图1的激光工具的第一实施例的第三视图；
图4示出了图1的激光工具的第一实施例的第四视图；
图5示出了根据本发明的激光工具的第二实施例，其形成根据本发明的激光工具系统的一部分；
图6示出了根据本发明的激光工具的第三实施例的视图；以及
图7示出了根据本发明的激光工具的第三实施例的第二视图。
具体实施方式
在附图和以下描述中，相同的或在功能上相同或相似的特征共享相同的附图标记。图1、图2、图3和图4示出了根据本发明的激光工具1的第一示例性实施例的四个视图。(为了清楚起见，还参考图5、图6和图7中示出的一些特征，这些图示出了根据本发明的激光工具1的第二和第三示例性实施例。)第一示例性实施例的激光工具1包括至少一个激光发射器3，并且优选地包括多个激光发射器3，如图4中示意性示出的，激光发射器3用于从工具发射出一条或两条激光束2，如下面更详细描述的。(激光束在图1至图4中未示出，但在图7中示意性地示出)。激光工具1还包括外壳5，该外壳5支撑并容纳(一个或多个)激光发射器3。激光工具1进一步包括支撑件7，该支撑件7位于外壳5的外部并被构造成支撑外壳。如下面详细描述的，并且如图中所示，支撑件7是可调节的，用于定向外壳5，并且由此定向和定位(一条或多条)激光束2。外壳5和(一个或多个)激光发射器3一起形成激光单元10。
该激光发射器3或每个激光发射器3包括至少一个激光二极管，并且优选地包括组件，该组件包括激光二极管和至少一个或多个光学部件，优选地包括至少准直透镜。在本发明的至少一些实施例中，该激光发射器3或每个激光发射器3可以例如包括大体柱面透镜(cylindrical lens)或大体锥形的反射器(conical reflector)，该大体柱面透镜或大体锥形反射器被构造成将“点”截面激光束转换成“线”截面激光束，从而将激光线(以期望的定向，例如水平或竖直定向，或另一种定向)投射到外表面上。该激光发射器组件或每个激光发射器组件通常包括壳体，该壳体保持激光二极管和(一个或多个)光学部件并且包括至少一个开口以允许激光束从该组件被发射出去。在附图所示的本发明的示例性实施例中，外壳完全容纳该激光发射器3或每个激光发射器3。然而，在本发明的其他实施例中，该激光发射器3或每个激光发射器3可以例如从外壳中部分地延伸出来，这取决于设计和使用要求，例如对于激光工具是旋转激光器的那些实施例。(一个或多个)激光发射器3将不作进一步详细描述，因为它们是激光工具领域的技术人员所熟知和使用的。
如已经指出的，图1至图4中所示的本发明的第一实施例包括两个激光发射器3，这两个激光发射器3被构造成投射相互垂直的激光线4和8(例如，如用于本发明第三实施例的图7中所示)。为此目的，第一实施例的激光发射器3各自包括柱面透镜，并且外壳5包括两个相互垂直的长形窗口9，以允许两条激光束从工具被发射出去。在使用期间，可以同时发射出两条激光束2，以将两条线4和8的交叉投射在墙壁6或其他表面上，或者用户可以选择仅发射一条激光束2，以例如生成单条激光线4或8。外壳5可以可选地包括一个或多个照相机和/或激光距离测量器(LDM)，由附图标记12表示。
图示的支撑件7是从支撑件的基座13可枢转地延伸的、呈单个关节臂11形式的万向节支撑件。基座13包括底表面15，激光工具1可以以该底表面15被支撑在表面上。基座13的底表面15还包括常规的附接孔16，以使得支撑件7并因此使得激光工具1能够被安装在三脚架或其他支架或安装座(未示出)上。另外，基座13包括磁体18，该磁体18用于将基座附接至含铁金属安装座或其他结构上。基座13还可以用作手柄或保持器，以用于在使用期间保持激光工具1和/或用于定位/定向工具和/或用于携带工具。
支撑件7的关节臂11借助于第一枢轴17被接合至基座13，该第一枢轴17使得关节臂11和基座13之间能够围绕第一旋转轴线A相对旋转。旋转轴线A优选地(但不总是必须地)在使用中大体或基本上竖直。关节臂的第一部分19从第一枢轴17经由弯曲部分21大体向上延伸。臂11的第一部分19的远端包括第二枢轴23，该第二枢轴23具有第二旋转轴线B。臂11的第二部分25从第二枢轴23延伸到第二部分25的远端区域，该远端区域具有第三枢轴27。第三枢轴27具有第三旋转轴线C，臂的安装部29在使用中能够围绕该第三旋转轴线C旋转。安装部29例如可以包括一个或多个夹子和/或棘爪和/或磁体(未示出)，该安装部29被构造成使得能够将外壳5可拆卸地安装至支撑件7。
枢轴17、23和27中的每一个都包括马达31，马达31被容纳在支撑件7内、优选地为电子换向无刷马达(electronically commutated brushless motor)并且被构造成在使用中向围绕轴线A、B和C的相应相对旋转提供动力，以调节支撑件7来定向外壳5，并由此定向和定位(一条或多条)激光束2。可选地，枢轴也可以被手动旋转，从而手动调节支撑件来定向外壳5，从而定向和定位(一条或多条)激光束2。旋转轴线A、B和C在使用期间大体彼此近似垂直，但是轴线通常不是必须彼此精确垂直。关于用于支撑件7的这种类型实施例的旋转轴线的定向，所有必要的是支撑件7的旋转轴线相互定向，并且存在枢轴的旋转范围，使得(一条或多条)激光束2的定向和投射位置的全部期望范围(对于任何特定要求)是可能的。
优选地，支撑件7的用于定向外壳5并由此定向和定位激光束的调节被配置成借助于以下方式来进行：围绕大体或基本上竖直轴线的大体或基本上水平旋转(例如，在左右之间摇摆)；和/或围绕大体或基本上水平轴线的大体或基本上竖直旋转(例如，在上下之间倾斜)和/或围绕大体或基本上水平轴线的大体或基本上扭转旋转(例如，顺时针或逆时针滚动)。然而，为了达到发射的(一条或多条)激光束的期望定向和位置，至少在本发明的一些实施例中，安装部29和外壳5的摇摆和/或倾斜和/或滚动的优选运动可以通过运动的组合来执行，以达到合成运动。
本发明的激光工具优选地进一步包括一个或多个加速度计和/或陀螺仪，和/或至少一个惯性测量单元(IMU，通常包括至少一个加速度计和至少一个陀螺仪)，上述加速度计和/或陀螺仪和/或惯性测量单元被构造成使得能够实现(一条或多条)激光束的定向，例如相对于重力的定向。因此，这样的(一个或多个)加速度计和/或(一个或多个)陀螺仪和/或(一个或多个)IMU优选地包括激光工具的控制系统的至少一部分，以用于控制支撑件的调节，并因此控制外壳的定向，并因此控制发射的(一条或多条)激光束的位置和定向。优选地，至少一个加速度计和/或陀螺仪和/或惯性测量单元位于臂和/或外壳中或臂和/或外壳上。例如，图1至图4所示的实施例包括位于臂11的第二部分25中和位于外壳5中的加速度计单元33。然而，如本领域技术人员将理解的，用于确定相对于重力的定向的一个或多个加速度计的其他位置是可能的。加速度计单元33可以包括多个加速度计，例如三个相互垂直的加速度计。
另外地或替代地，本发明的激光工具的支撑件的每个枢轴的转速和/或旋转度数可以被测量和/或被控制，以便控制支撑件的调节，并且因此控制外壳的定向，并且由此控制发射的(一条或多条)激光束的位置和定向。例如，对于每个枢轴包括马达31、尤其是包括无刷和/或电子换向马达31的本发明的实施例(例如，诸如图1至图4所示的实施例)，支撑件7的调节可以借助于每个马达31的旋转度数(量)来控制。这种旋转度数例如可以借助于马达31中或马达31上的霍尔效应传感器(未示出)或其他已知的旋转或位置传感器来测量和控制，和/或可以借助于无刷和/或电子换向马达31的电子控制来实现，如本领域技术人员所理解的。
根据本发明的激光工具优选地还包括至少一个微处理器和/或其他电子器件，上述微处理器和/或其他电子器件优选地位于支撑件和/或外壳中并且被构造成控制支撑件的调节以定向和定位(一条或多条)激光束，例如利用由至少一个加速度计33和/或陀螺仪和/或惯性测量单元和/或旋转或位置传感器(例如，霍尔效应传感器)提供的定向和/或移动信息进行控制。例如，图1至图4所示的激光工具1包括位于支撑件7的基座13中的微处理器35。在本发明的至少一些优选实施例中，微处理器35是可编程的或预编程的，以执行例如各种对准和/或测量和/或扫描操作中的任何一种。
如上所述，本发明的激光工具优选地还包括至少一个电源，该至少一个电源优选地为至少一个电池组和/或电池单元并且被安装或可安装在激光工具中或激光工具上。如图1至图4所示，在这些图中所示的本发明的实施例的基座13具有安装在其上的可再充电的且可移除的电动工具电池组39。包括基座13的支撑件7容纳有电导体，该电导体被构造成将电池组39与激光工具1的每个消耗电力的装置电连接。电池组39是被构造成向多个不同类型的电动工具(包括根据本发明的激光工具1)供电的类型，并且如图所示优选地是“滑动”型电池组(“slide”type battery pack)，即，其具有滑动附接/分离运动。电池组39被构造成向激光发射器3和每个枢轴马达31供电。另外，电池组39被构造成向例如该工具(即，整个工具)中的微处理器35和/或其他电子器件供电。电池组39包括弹簧加载的可压下的按钮45，用于从基座13上松开和移除电池组。
根据本发明的激光工具优选地还包括一个或多个可供人使用的控制器，该一个或多个可供人使用的控制器用于控制和/或设定支撑件的调节和/或用于控制激光发射器。该控制器或每个控制器可以位于所述支撑件上，优选地位于基座上，和/或位于外壳上，和/或可以包括远程控制器，该远程控制器例如呈安装在移动设备上的软件应用的形式、并且优选地被构造成通过无线电磁波通信与该工具的其余部分通信。例如，图1至图4中所示的激光工具1的基座13具有可移除地附接到其上的远程控制装置43。该远程控制装置包括多个控制器37，该多个控制器37用于开启和关闭(一条或多条)激光束，用于定向外壳5以投射竖直和/或水平的激光线，以及用于使外壳摇摆和倾斜以定位竖直和水平的激光线。可以在远程控制装置附接至基座13时使用控制器37，或者可以从基座13上移除远程控制装置43，使得可以远程地控制激光工具1。远程控制装置43被构造成通过电磁波通信(例如，蓝牙)与激光工具1的支撑件7通信。
如已经提到的，对于本发明的至少一些实施例，诸如图1至图4、图6和图7中所示的实施例，激光工具1是交叉线激光水平仪(cross-line laser level)，这意味着激光工具大体被构造成将竖直激光线和/或水平激光线投射到激光工具外部的表面(例如，墙壁和/或天花板和/或地板)上。例如，图7示出了根据本发明的另一交叉线激光工具1，其将竖直激光线4投射到墙壁6上，并且还示出了激光工具1将水平激光线8投射到墙壁6上，以形成垂直交叉的激光线。然而，当然有必要针对不同的任务使用不同类型的激光工具，并且本发明还提供了一种用于该目的的激光工具系统。图5示出了根据本发明的激光工具1的第二实施例，其包括与图1至图4所示的第一实施例相同的支撑件7、电池组39和远程控制装置43，但是图1至图4的激光单元10已经从支撑件7上移除并被替换为不同的激光单元10。图5的激光单元10包括具有锥形反射器的激光发射器3，以用于产生360度的激光线。图1至图4中所示的本发明的实施例和图5中所示的本发明的实施例一起包括根据本发明的激光工具系统的实例，该激光工具系统包括单个支撑件7和两个不同的激光单元10，该两个不同的激光单元10可以根据需要选择性地(例如，代替地或作为一种选择地)安装在支撑件7上。
图6和图7示出了本发明的激光工具1的第三实施例，其包括激光单元10、支撑件7和安装在支撑件7上的电池组39。在本发明的该实施例中，支撑件7包括呈可手动调节的三角架47形式的可调节支撑部。在该实施例中，三角架47的每个支腿49包括一系列球窝关节(ball-joint)元件51，该一系列球窝关节元件51可被操纵以调节支腿的形状，从而定向激光单元10的外壳5，以在使用期间定向和定位从激光工具发射的(一条或多条)激光束2。如上所述，图6和图7的激光单元10的实施例包括两个激光发射器3，这两个激光发射器3被构造成投射相互垂直的激光线4和8。在使用期间，可以同时发射两条激光束2，以将两条线4和8的交叉投射在墙壁6或其他表面上，或者用户可以选择仅发射一条激光束2，以产生例如单条激光线4或8。
如上所述，根据本发明的激光工具和激光工具系统可以另外地或替代地包括例如激光距离测量器(LDM)和/或激光测距仪和/或LIDAR工具和/或激光扫描仪。
在本发明的至少一些实施例中，激光工具或激光工具系统可以进一步包括例如在外壳中或外壳上、在激光单元中或激光单元上、和/或在支撑件中或支撑件上的照相机。
在本发明的至少一些实施例中，激光工具或激光工具系统可以被构造成测量和/或扫描和/或测绘房间或其他空间。
在本发明的至少一些实施例中，激光工具或激光工具系统可以被构造成例如借助于激光工具的照相机来跟踪激光工具外部的运动，和/或使激光工具的运动稳定。
应当理解，所描述和图示的本发明的实施例是实例，并且其他实施例落入所要求保护的本发明的范围内。

Claims (46)

1.一种激光工具，包括：
(a)至少一个激光发射器，其用于从所述激光工具发射至少一条激光束；
(b)外壳，其支撑所述激光发射器并至少部分地容纳所述激光发射器；以及
(c)支撑件，其在所述外壳的外部且用于支撑所述外壳，其中所述支撑件是能调节的以用于定向所述外壳并由此定向和定位所述激光束。
2.根据权利要求1所述的激光工具，其中，所述支撑件是万向节支撑件。
3.根据权利要求1或2所述的激光工具，其中，所述支撑件具有至少两个、优选地至少三个、更优选地正好三个非平行的旋转轴线，以用于调节所述支撑件以定向所述外壳并由此定向所述激光束。
4.根据权利要求3所述的激光工具，其中，所述非平行的旋转轴线基本上相互垂直。
5.根据权利要求4所述的激光工具，其中，所述支撑件的用于定向所述外壳并由此定向所述激光束的调节被配置成借助于以下方式来进行：围绕基本上竖直轴线的基本上水平旋转(例如，摇摆)和/或围绕第一基本上水平轴线的基本上竖直旋转(例如，倾斜)和/或围绕第二基本上水平轴线的基本上扭转旋转(例如，滚动)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的激光工具，其中，所述支撑件包括至少一个臂，优选地包括单个臂。
7.根据权利要求6所述的激光工具，其中，所述支撑件包括稳定器，所述稳定器例如被构造成使所述外壳稳定以抵抗振动和/或冲击，和/或所述支撑件包括机器臂。
8.根据前述权利要求中任一项所述的激光工具，其中，所述支撑件能够手动地被调节和/或能够通过电力来调节。
9.根据权利要求3或从属于权利要求3的任一项权利要求所述的激光工具，其中，所述支撑件包括关节臂，所述臂的至少一个关节包括枢轴，所述枢轴使得所述臂的两个部分之间能够围绕旋转轴线做相对旋转，所述旋转轴线优选地为基本上水平轴线。
10.根据权利要求6或从属于权利要求6的任一项权利要求所述的激光工具，其中，所述支撑件进一步包括基座，所述臂从所述基座延伸，优选地所述臂从所述基座能枢转地延伸。
11.根据权利要求9所述的激光工具，其中，所述支撑件进一步包括基座，所述关节臂从所述基座延伸，并且其中，所述关节臂借助于枢轴被接合至所述基座，所述枢轴使得所述关节臂和所述基座之间能够围绕旋转轴线做相对旋转，所述旋转轴线优选地为基本上竖直轴线。
12.根据前述权利要求中任一项所述的激光工具，其中，所述外壳和所述支撑件被构造成使得所述外壳能够被能拆卸地安装至所述支撑件。
13.根据从属于权利要求10或11时的权利要求12所述的激光工具，其中，所述支撑件被构造成使得所述外壳能够在所述臂的与所述基座相反的端部区域处能拆卸地安装至所述支撑件。
14.根据权利要求9或11所述的激光工具，其中，至少一个枢轴并且优选地每个枢轴被提供动力，优选地借助于马达被提供动力，使得所述相对旋转被提供动力。
15.根据权利要求14所述的激光工具，其中，被提供动力的所述枢轴或每个枢轴包括马达，所述马达优选地为无刷马达和/或电子换向马达。
16.根据前述权利要求中任一项所述的激光工具，进一步包括：被构造成使得能够实现所述激光束的定向、例如相对于重力的定向的一个或多个加速度计和/或陀螺仪和/或至少一个惯性测量单元(IMU)。
17.根据权利要求16所述的激光工具，其中，至少一个所述加速度计和/或陀螺仪和/或惯性测量单元位于所述支撑件和/或所述外壳中或者位于所述支撑件和/或所述外壳上。
18.根据从属于权利要求10时的权利要求17所述的激光工具，其中，至少一个所述加速度计和/或陀螺仪和/或惯性测量单元在所述臂的与所述基座相反的端部区域处位于所述臂中或所述臂上。
19.根据从属于权利要求9时的权利要求17所述的激光工具，其中，至少一个所述加速度计和/或陀螺仪和/或惯性测量单元位于至少一个所述枢轴中或至少一个所述枢轴上。
20.根据权利要求16或17所述的激光工具，进一步包括至少一个微处理器，所述至少一个微处理器优选地位于所述支撑件和/或所述外壳中并且被构造成利用由所述至少一个加速度计和/或陀螺仪和/或惯性测量单元提供的定向和/或移动信息来控制所述支撑件的用于定向所述激光束的调节。
21.根据前述权利要求中任一项所述的激光工具，进一步包括一个或多个能供人使用的控制器，所述一个或多个能供人使用的控制器用于控制和/或设定所述支撑件的调节和/或用于控制所述激光发射器。
22.根据权利要求21所述的激光工具，其中，所述控制器或每个控制器位于所述支撑件上、优选地位于所述基座上、和/或位于所述外壳上，和/或包括远程控制器，所述远程控制器例如呈安装在移动设备上的软件应用的形式并且优选地被构造成通过无线电磁波通信、例如通过蓝牙与所述激光工具的其余部分通信。
23.根据权利要求22所述的激光工具，其中，所述远程控制器能移除地附接至或能附接至所述支撑件，优选地附接至所述基座。
24.根据前述权利要求中任一项所述的激光工具，进一步包括安装在或能安装在所述激光工具中或所述激光工具上的至少一个电源，优选地为至少一个电池组和/或电池单元。
25.根据从属于权利要求14时的权利要求24所述的激光工具，其中，单个电源被构造成向所述激光发射器和所述枢轴或每个枢轴两者供电。
26.根据权利要求24或25所述的激光工具，其中，所述电源被安装在所述支撑件中或能够被安装在所述支撑件上，优选地所述电源被安装在所述基座中或能够被安装在所述基座上，并且所述电源优选地能移除地被安装或能够被安装。
27.根据从属于权利要求23时的权利要求26所述的激光工具，其中，所述远程控制器包括能充电的电池，所述能充电的电池被构造成当所述远程控制器被附接至所述支撑件并且所述电源被安装在所述支撑件中或所述支撑件上时能够由所述电源充电。
28.根据权利要求10或从属于权利要求10的任一项权利要求所述的激光工具，其中，所述基座被构造为将所述激光工具支撑在表面上，例如经由一个或多个支腿和/或经由附接件将所述激光工具支撑在表面上，所述附接件被构造成将所述激光工具附接至三脚架或支架或其他安装座。
29.根据前述权利要求中任一项所述的激光工具，包括激光水平仪。
30.根据权利要求29所述的激光工具，其中，所述激光水平仪是点激光器和/或线激光器和/或旋转激光器，所述点激光器和/或线激光器和/或旋转激光器被构造成发射一条或多条激光束以将一个或多个激光点和/或激光线投射在外表面上，所述外表面例如为墙壁和/或地板和/或天花板。
31.根据权利要求29或30所述的激光工具，其中，所述激光发射器或每个激光发射器包括基本上柱面透镜或基本上锥形反射器，或者至少一个激光发射器被构造为包括马达以便旋转或者以便将激光束发射到旋转的反射器上，以将所述一条或多条激光线投射到外表面上。
32.根据权利要求29至31中任一项所述的激光工具，其中，所述激光水平仪被构造成以相对于重力水平和/或竖直的定向发射一条或多条激光束。
33.根据权利要求29至32中任一项所述的激光工具，不包括用于相对于重力对准的摆动件。
34.根据前述权利要求中任一项所述的激光工具，包括激光距离测量器(LDM)和/或激光测距仪和/或LIDAR工具和/或激光扫描仪。
35.根据前述权利要求中任一项所述的激光工具，进一步包括照相机，所述照相机在所述外壳中或所述外壳上和/或在所述支撑件中或所述支撑件上。
36.根据前述权利要求中任一项所述的激光工具，被构造成以相对于重力任何预定的定向和/或能调节的定向发射一条或多条激光束。
37.根据前述权利要求中任一项所述的激光工具，被构造成测量和/或扫描和/或测绘房间或其他空间。
38.根据前述权利要求中任一项所述的激光工具，被构造成跟踪所述激光工具外部的运动和/或使所述激光工具的运动稳定。
39.根据前述权利要求中任一项所述的激光工具，所述激光工具是能编程的。
40.根据前述权利要求中任一项所述的激光工具，其中，所述至少一个激光发射器和所述外壳包括第一激光单元，并且其中，所述第一激光单元和所述支撑件被构造成使得所述第一激光单元能够被能拆卸地安装至所述支撑件。
41.根据权利要求40所述的激光工具，其中，所述第一激光单元不包括用于相对于重力对准的摆动件。
42.一种激光工具系统，包括：
(a)根据权利要求40或41所述的激光工具；以及
(b)至少第二激光单元，其包括：至少一个第二激光发射器，用于从所述第二激光单元发射至少一条激光束；以及第二外壳，所述第二外壳支撑所述第二激光发射器并至少部分地容纳所述第二激光发射器；
其中，所述第二激光单元和所述支撑件被构造成使得所述第二激光单元能够被能拆卸地安装至所述支撑件。
43.一种激光工具系统，包括：
(a)第一激光单元，其包括：至少一个第一激光发射器，用于从所述第一激光单元发射至少一条激光束；以及第一外壳，所述第一外壳支撑所述第一激光发射器并至少部分地容纳所述第一激光发射器；
(b)至少第二激光单元，其包括：至少一个第二激光发射器，用于从所述第二激光单元发射至少一条激光束；以及第二外壳，所述第二外壳支撑所述第二激光发射器并至少部分地容纳所述第二激光发射器；以及
(c)支撑件，其用于选择性地支撑所述第一激光单元和所述第二激光单元中的每一个中的一个，其中，所述支撑件是能调节的以用于定向所支撑的激光单元的外壳，并且由此在使用中定向和定位所发射的激光束；
并且其中，所述激光单元和所述支撑件被构造成使得所述激光单元能够选择性地被能拆卸地安装至所述支撑件。
44.根据权利要求42或43所述的激光工具系统，其中，所述第一激光单元和所述第二激光单元彼此不同。
45.根据权利要求42至44中任一项所述的激光工具系统，进一步包括：至少第三激光单元，所述第三激光单元优选地不同于所述第一激光单元和所述第二激光单元中的每一个，所述第三激光单元包括用于从所述第三激光单元发射至少一条激光束的至少一个第三激光发射器；以及第三外壳，所述第三外壳支撑所述第三激光发射器并至少部分地容纳所述第三激光发射器；
其中，所述第三激光单元和所述支撑件被构造成使得所述第三激光单元能够被能拆卸地安装至所述支撑件。
46.根据权利要求42至45中任一项所述的激光工具系统，其中，每个激光单元包括选自以下各项的激光单元：点激光单元；线激光单元；交叉线激光单元；组合的点和线激光单元；360度线激光单元；旋转激光单元；振荡激光单元；红色激光单元；绿色激光单元；激光距离测量器(LDM)激光单元；激光扫描仪激光单元。
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