CN1514204A - 激光基准显示仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光基准显示仪，包括外壳(1)、基座(2)、激光发生装置(3)、电源(4)、自动补正装置(5)和制动装置(6)，自动补正装置包括轴承组件和振子，其特征在于：还包括消灯装置(7)，消灯装置(7)包括固定在振子上的反射板和与之相向放置并固定在基座上的消灯基板，消灯基板上安装有光电传感器。另外还改进了锁定装置、增加了回转点装置(8)。本发明的有益效果是：与现有技术相比，由于消灯装置具有自动切断电源的设计，因而可以防止仪器在非正常使用状态下的误操作，保证使用者及时纠正，而回转点的设计解决了在使用中寻找参考点的难题，可以更快捷地进入测量工作，另外，微调装置可以更精确地调节纵向和铅直组激光线的位置，锁定装置的设计则巧妙地将机械和电路锁定结合在一起。

Description

激光基准显示仪

技术领域

本发明属于光电子领域，尤其涉及集光、电、机为一体的显示基准精密仪器。

背景技术

随着科学技术的不断发展，建筑及装潢领域对使用工具，尤其对基准仪的要求越来越高，最初那种利用墨斗人工划线的方法已经成为历史，继而出现了一些利用激光作为光源的精密仪器，如专利02225128公开了一种带重力安平机构的激光基准仪，但这种仪器只能显示水平和纵向两种方向的光线，专利00267853则公开了可以显示水平、纵向和铅直三种方向的激光三维基准仪，然而除了能显示三向光束外并不能显示回转中心点，因此当现场需要参照某一固定点来测量时就捉襟见肘了。而最明显的缺陷在于，目前出现的基准仪都没有消灯功能。仪器在设计时有一定的倾斜范围，当超出该范围时，产品便处于非正常使用状态，最通用的解决方案是安装报警装置，但报警装置只能发出响声，不能自动切断电路，不能从根本上解决问题，而且还带来不必要的噪声。

发明内容

本发明所需要解决的技术问题在于提供一种激光基准仪，以克服现有技术无消灯装置、使用时难以初始定位等缺陷。

本发明的技术方案包括外壳、基座、激光发生装置、电源、自动补正装置和制动装置，自动补正装置包括轴承组件和振子，另外还包括消灯装置，消灯装置包括固定在振子上的反射板和与之相向放置并固定在基座上的消灯基板，消灯基板上安装有光电传感器。

所述振子上安装有集中基板，外壳上固定有LB基板(稳压基板)，集中基板作为仪器电路部分的枢纽，LB基板上的电源通过集中基板供给三组激光装置工作，而消灯基板通过电源线与LB基板电连接，并接入LB基板与集中基板的通路中。

作为对本发明的改进，在振子下端安装有回转点装置，即下部发光组件，包括LED、消光管和透镜。LED、消光管、透镜由上向下固定在振子上，LED通过LED基板与集中基板电连接，从而为LED提供电源，而消光管则可吸收LED散发在管壁上的光，以使光束经过透镜后成为点状而不是分散的。在测量过程中，如果需要以地面上某一点作为参考点的话，将LED投射的光对准参考点即可。

所述激光发生装置包括水平、纵向和铅直三组并安装在振子上，水平和铅直两组由激光二级管、准直仪和圆柱镜组成，准直仪安装在激光二级管前面，圆柱镜安装在准直仪前面；激光二级管通过APC基板(功率调节基板)与集中基板电连接，而集中基板与LB基板电连接，这样便可供给激光二级管工作电源；纵向组的激光线产生与水平、铅直类同，出于结构上的考虑，使准直仪与圆柱镜间存在较大距离且有方向差异，然后在准直仪与圆柱镜间增加全反射镜来传递平行激光束并改变方向，全反射镜将平行的水平光束反射成纵向光束射出。

本发明的激光发光装置光源采用635nm可视光半导体激光，回转点装置的LED光源采用650nm可视光半导体激光。

作为对本发明的改进，APC基板上设计有可调电阻用来调节激光二级管的功率，使出射激光线的亮度和宽度控制在要求范围内，在产品的组装调试过程中完成功率的设定调整。

作为对本发明的改进，所述准直仪为双曲面镜，双曲面镜为非球面镜，可将发射光束收敛为平行光束。

所述基座包括座体、支撑脚、支撑台、旋转环、止动环、支撑杆，支撑台相对旋转环可作360度旋转，同时带动与其固定为一体的振子回转(振子通过四个支撑杆与支撑台连接)，作为对本发明的改进，基座上安装有微调装置，通过微调装置带动振子作小范围旋转，而振子旋转实际上是纵向和铅直激光线的回转，因而可用于纵向线和铅直线水平周向位置的调节。

作为对本发明的改进，基座的三只支撑脚可通过螺纹调节水平、高低，增强产品对地面的适应性。

作为对本发明的改进，基座上固定有锁定装置，锁定装置包括机械锁定和电路锁定两部分，因为锁定装置中的开关电源线与LB板连接，因而可将振子的锁定、解除与仪器电源开关的断开、接通结合为一体，振子锁定时开关断开，锁定解除时开关接通。。

作为对本发明的改进，所述制动装置上采用了高磁通密度的稀土磁铁，这样切割磁力线时产生更大的感应电流，有利于振子快速静止，本发明的振子可在三秒内静止。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，由于消灯装置具有自动切断电源的设计，因而可以防止仪器在非正常使用状态下的误操作，保证使用者及时纠正，而回转点的设计解决了在使用中寻找参考点的难题，可以更快捷地进入测量工作，另外，微调装置可以更精确地调节纵向和铅直组激光线的位置，锁定装置的设计则巧妙地将机械和电路锁定结合在一起。

附图说明

图1为本发明的结构示意总图；

图2为本发明的电路总图；

图3为本发明的消灯装置和回转点装置结构示意图；

图4为本发明的基座结构示意图；

图5为本发明基座上微调装置结构示意图；

图6表示本发明中锁定装置在整个仪器中的位置示意图；

图7为本发明锁定装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1，本发明包括外壳1、基座2、激光发生装置3、电源4、自动补正装置5和制动装置6，自动补正装置包括轴承组件和振子，其特征在于：还包括消灯装置7，消灯装置7包括固定在振子上的反射板10和与之相向放置并固定在基座上的消灯基板11，消灯基板11上安装有光电传感器，并通过电源线与稳压电路板连接。

图2为整个仪器的电路部分示意图。其中集中基板固定在振子上，LB基板(稳压基板)固定在外壳上，三组APC基板(功率调节基板)分别安装在三组激光发生装置的镜组中，并与激光二级管电连接。LB基板与电源(本例为四节1.5V干电池)、锁定装置上的ON/OFF开关、切换开关、集中基板和消灯基板连接。LB基板通过三根电源线与集中基板连接，各组激光二级管的三根接线焊接在相应APC板上，每组APC基板通过三根导线与集中基板连接，因而LB基板上的电源通过集中基板和APC基板供给各激光二级管工作的，集中基板除了与APC基板和LB基板连接之外，还连接LED基板以供给回转点装置的LED工作电源；另外LB板连接的切换开关负责选择三组或者两组激光装置工作，切换开关旋钮固定在外壳上，当选择三组激光装置时，切换开关放在一档，即使得LB板与集中基板连接的一正两负三根电源线导通，其中有一根负线是用于导通铅直和纵向两组的，而另一根负线则用于导通水平组的，当将切换开关而放在二档时，只有一正一负两根电源线导通，另一根负责水平组的负线断开，所以只有铅直和纵向两组激光装置工作。

如图3，消灯装置包括消灯基板11和反射板10，反射板10安装在振子上，消灯基板11固定在基座上的支撑台上。消灯基板11上安装有光电传感器，光电传感器通过电源线与仪器的LB基板(稳压基板)电连接，并接入LB基板与仪器集中基板的通路中，而LB板通过集中基板给各组激光二级管和回转装置中的LED提供电源，因此当基准仪倾斜角度超出一定范围时，安装在振子上的反射板和光电传感器的相对位置发生变化，反射的光线将不被光电传感器接收，光电传感器与LB板的电路处于断路状态，继而使LB基板不能与集中基板导通，这样激光发生装置因未被提供电源无法发光，即灯灭，从而可以避免由于操作不当引起的误差。

图3还绘出了安装在振子下端的回转点装置(图1中的8)，即下部发光组件，包括LED33、消光管34和透镜35，LED、消光管、透镜由上向下固定在振子上，回转点装置通过LED基板与集中基板连接从而获得工作电源，。同样地，当仪器发生倾斜时，由于LB基板和集中基板的通路被切断，所以LED基板也不能通过集中基板为LED供给工作电源，因此下部发光点消失。

如图4，基座部分为整个基准仪的支撑部分，基座包括座体12、安装在座体下并可通过螺纹调节高度的三只支撑脚13、位于座体中心的旋转环14、置于旋转环中的支撑台15、将支撑台和旋转环一并压在基座座体上的止动环16、连接基座和自动补正装置并固定在支撑台上的支撑杆17，止动环16通过螺钉与座体连接固定。支撑台15相对旋转环14可做360度回转，同时带动与其固定为一体的振子回转(振子通过四个支撑杆与支撑台连接)；如图5，基座上固定有微调装置，微调装置包括固定在旋转环上的微调块18、安装在基座体上并置于微调块两侧的微调螺钉20和微调杆19以及固定在微调杆一端的微调弹簧21，微调弹簧起复位作用。当需要对纵向线进行精确定位时，旋转微调螺钉20，微调螺钉使微调杆19带动微调块18移动，从而使旋转环小范围转动，又由于旋转环与支撑台之间小间隙配合，并在其间涂有粘度较高的润滑脂，所以旋转环小范围转动时可带动支撑台旋转，从而实现振子旋转，实际上是实现安装在振子上的纵向组或铅直组激光线位置的移动。而在对支撑台进行360度大范围旋转时，旋转环被微调弹簧与微调螺钉限位，几乎不做转动。仪器外壳固定在支撑台上，通过支撑台侧面的螺纹孔固定。

如图6，基座的支撑台上还固定有锁定装置9，如图7，锁定装置包括锁芯杆22、锁芯23、O形圈24、硬球25、固定座26、R-开关板27、R-压环28、R-销29、R-旋钮30、ON/OFF开关31和R-支架32。锁芯杆22装在锁芯23内，并通过R-销29连接，锁芯23装在固定座26内，同时R-销29的一端被固定座26内直槽限位；硬球25装在固定座26的小孔内(通孔)，并通过R-压环28、O形圈24压紧，使硬球25紧压在锁芯23上。固定座26和R-支架32固定在一起，R-支架32固定在支撑台上。锁定装置将振子的锁定、解除与仪器开关的断开、接通结合为一体，旋钮30、R-开关板27与锁芯23固定连接，ON/OFF开关31固定在R-支架32上，ON/OFF开关电源线与LB基板连接。从机械结构来说，转动旋钮30，驱使锁芯23转动，由于R-销29的一端被固定座26内直槽限位，所以通过R-销29在锁芯23斜槽内运动实现锁芯杆22的伸出和收缩，从而实现振子的锁定和解除，锁定状态时，锁芯杆伸出顶住振子使之偏移，此时振子下部的O形圈也由于倾斜抵住基座侧面，从而锁定。解除锁定时，锁芯杆收缩，振子可以自由摆动。另外在锁芯杆表面有对应与振子锁定、解除位置的两个小球窝，在振子锁定、解除时通过锁定装置O形圈24的弹力使球落在球窝内，使振子的锁定、解除准确定位。锁芯23和R-支架32固定在一起，R-支架固定在支撑台上，从而可以防止在运输过程中可能引起的仪器损伤。而电路方面，因为ON/OFF开关电源线连接在LB基板上，当旋转R-旋钮时，可带动R-开关板闭合或打开ON/OFF开关，从而接通或切段给激光发生装置的供电。

Claims (10)

1.一种激光基准显示仪，包括外壳(1)、基座(2)、激光发生装置(3)、电源(4)、自动补正装置(5)和制动装置(6)，自动补正装置包括轴承组件和振子，其特征在于：还包括消灯装置(7)，消灯装置(7)包括固定在振子上的反射板(10)和与之相向放置并固定在基座上的消灯基板(11)，消灯基板(11)上安装有光电传感器。

2.如权利要求1所述的基准显示仪，其特征在于：在振子下端安装有回转点装置(8)，回转点装置包括由上至下固定在振子上的LED(33)、消光管(34)和透镜(35)。

3.如权利要求1或2所述的基准显示仪，其特征在于：所述基座包括座体(12)、安装在座体下并可通过螺纹调节高度的三只支撑脚(13)、位于座体中心的旋转环(14)、置于旋转环中的支撑台(15)、将支撑台和旋转环一并压在基座座体上的止动环(16)、连接基座和自动补正装置并固定在支撑台上的支撑杆(17)，止动环(16)通过螺钉与座体连接固定；所述消灯基板固定在基座的支撑台上。

4.如权利要求3所述的基准显示仪，其特征在于：所述基座上固定有微调装置，微调装置包括固定在旋转环上的微调块(18)、安装在基座体上并置于微调块两侧的微调螺钉(20)和微调杆(19)以及固定在微调杆一端的微调弹簧(21)。

5.如权利要求1或2所述的基准显示仪，其特征在于：激光发生装置固定在振子上，包括水平、纵向和铅直三组，水平和铅直两组由激光二级管、准直仪和圆柱镜组成，准直仪安装在激光二级管前面，圆柱镜安装在准直仪前面，纵向组激光发生装置还在准直仪与圆柱镜间增加全反射镜。

6.如权利要求5所述的基准显示仪，其特征在于：所述准直仪为双曲面镜。

7.如权利要求5所述的基准显示仪，其特征在于：所述激光二级管通过功率调节基板提供工作电源，功率调节基板上设置有调节激光二级管功率的可调电阻。

8.如权利要求1或2所述的基准显示仪，其特征在于：基座上固定有锁定装置(9)，包括锁芯杆(22)、锁芯(23)、O形圈(24)、硬球(25)、固定座(26)、R-开关板(27)、R-压环(28)、R-销(29)、R-旋钮(30)、ON/OFF开关(31)和R-支架(32)；锁芯杆(22)装在锁芯(23)内，并通过R-销(29)连接，锁芯(23)装在固定座(26)内，硬球(25)装在固定座的小孔内，并通过R-压环(28)、O形圈(24)紧压在锁芯(23)上，固定座(26)和R-支架(32)固定在一起，R-支架固定在支撑台上；旋钮(30)、R-开关板(27)与锁芯(23)固定连接，ON/OFF开关(31)固定在R-支架(32)上，ON/OFF开关电源线与仪器的稳压基板连接，而稳压基板又与电源连接。

9.如权利要求1所述的基准显示仪，其特征在于：所述制动装置上采用了高磁通密度的稀土磁铁。

10.如权利要求1所述的基准显示仪，其特征在于：外壳上设置有负责选通激光发生装置工作组数的切换开关。

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