CN210570678U - 一种投线仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种投线仪，涉及光电设备技术领域，以解决测量不准确、操作复杂的技术问题；本实用新型提供的投线仪包括：机体；摆体，可自由摆动的安装在所述机体内；激光发射器，固定在所述摆体上，用于发射激光光束；角度测量模块，固定在所述摆体上，用于检测所述摆体的倾角；本实用新型实施例的投线仪中，通过角度测量模块可以直接测量摆体与水平面之间的夹角，进而能够直接测得激光光束与水平面或者垂直线之间的夹角，从而有效避免了角度传感器在机体上间接测量产生的误差，且免去了繁杂的校准操作。

Description

一种投线仪

技术领域

本实用新型涉及光电设备技术领域，尤其涉及一种投线仪。

背景技术

投线仪指的是可发出垂直或水平的可见激光的设备，用于在目标面上投射出水平线或垂直线，通常用于各种施工测量中。

投线仪中的主要功能部件包括机壳和安装在机壳上的摆体，摆体中安装有用于投射激光的激光发射器；摆体能够相对机壳自由摆动，且能够在自身重力作用下自动处于平衡状态，从而使得激光发射器能够发出水平或者垂直的激光光线。为了保护摆体在运输过程中不晃动，同时使激光发射器能够发射出任意倾角的激光光线，现有技术中的投线仪，有些还配备了锁紧机构，用于实现机壳和摆体之间的相对固定；在具体操作时，可将平衡状态下的摆体和机壳进行锁紧后，通过改变机壳角度来实现倾斜激光光线的投射。为了获取激光的倾角的角度，目前有些投线仪在机壳上安装有角度传感器，用于测量机壳的倾斜角度，从而间接测得激光光线的倾角。

由于锁紧机构和摆体之间锁紧位置是不确定的，因此，锁紧后需要校准才能保证激光光学角度和角度传感器的角度对应。校准操作大大增加了仪器使用的难度。

实用新型内容

本实用新型提供了一种测量准确、使用简便的投线仪。

一方面，本实用新型提供了一种投线仪，包括：

机体；

摆体，可自由摆动的安装在所述机体内；

激光发射器，固定在所述摆体上，用于发射激光光束；

角度测量模块，固定在所述摆体上，用于检测所述摆体的倾角。

作为示例，所述机体包括壳体和固定在所述壳体内的支架；

所述摆体可自由摆动的安装在所述支架上。

作为示例，所述角度测量模块包括信号连接的加速度传感器和控制器；

所述加速度传感器用于感测所述摆体的加速度信息；

所述控制器用于根据所述加速度信息计算所述摆体的加速度值和角度值。作为示例，所述投线仪还包括十字形转轴；

所述十字形转轴包括第一转轴、第二转轴、第三转轴和第四转轴，所述第一转轴与所述第二转轴相对设置，所述第三转轴和所述第四转轴相对设置；

所述第一转轴和所述第二转轴可转动的设置在所述支架上，所述第三转轴和所述第四转轴可转动的设置在所述摆体的顶端。

作为示例，所述投线仪还包括轴承；

所述第一转轴和所述第二转轴通过轴承设置在所述支架上，所述第三转轴和所述第四转轴可转动通过轴承设置在所述摆体的顶端。

作为示例，所述壳体包括透视窗，所述透视窗对应于所述激光发射器设置，用于透射所述激光发射器的激光光束。

作为示例，所述投线仪还包括显示屏，所述显示屏与所述角度测量模块信号连接，用于显示所述摆体的倾角信息。

作为示例，所述投线仪还包括锁紧机构；

所述锁紧机构安装在所述机体上，用于锁定所述摆体和所述机体之间的相对位置，或解除锁定所述摆体和所述机体之间的相对位置。

作为示例，所述锁紧机构包括滑动开关；

所述滑动开关可滑动地设置在所述机体上，用于当滑动至第一位置时，锁定所述摆体和所述机体之间的相对位置；当滑动至第二位置时，解除锁定所述摆体和所述机体之间的相对位置。

本实用新型实施例的有益效果在于：

本实用新型实施例的投线仪中，通过角度测量模块可以直接测量摆体与水平面之间的倾角，进而能够直接测得激光光束与地之间的倾角，从而有效避免了误差的产生，同时在自平衡状态下进行自校准操作，免去了用户繁杂的校准操作。

附图说明

图1为本实用新型实施例的投线仪的第一视角的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的投线仪的另一视角的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例的投线仪的部分结构的分解结构示意图；

图4为本实用新型实施例的滑动开关与摆体锁紧时的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的滑动开环与摆体未锁紧时的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的角度测量方法的流程图。

附图标记：

1-机体；11-壳体；111-第一壳体；112-第二壳体；113-透视窗；114-电源按键；12-支架；2-摆体；21-限位凹槽；3-激光发射器；4-角度测量模块；5-滑动开关；51-限位凸起；6-十字形转轴；61-第一转轴；62-第二转轴；63-第三转轴；64-第四转轴；7-第一轴承；8-第二轴承；9-显示屏。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合说明书附图对本实用新型实施例进行详细的描述。

如图1至图3所示，本实用新型实施例提供了一种投线仪，包括：机体1以及安装在机体1内的摆体2、激光发射器3和角度测量模块4；其中，摆体2可自由摆动的安装在机体1内，在重力作用下，摆体2可处于静止状态；激光发射器3固定在摆体2上，能够随摆体2摆动；角度测量模块4固定在摆体2上，用于检测摆体2的倾角，从而能够检测激光发射器3所发射的激光光束的倾角。

在本实用新型实施例提供的投线仪中，角度测量模块4固定在摆体2上，从而可以直接测量摆体2与水平面之间的倾角，进而能够直接测得激光光束与地之间的倾角，从而有效避免了误差的产生，且免去了繁杂的校准操作。

具体来说，在一些情况下，摆体2的姿态可以不因机体1姿态的变化而产生变化，即在重力作用下，摆体2可以自行保持水平状态，激光发射器3可以是水平设置在摆体2上的，以使激光发射器3能够发出水平的激光光束；激光发射器3也可以是竖直设置在摆体2上的，以使激光发射器3能够发出竖直的激光光束；当然，在另一些情况下，为了使得激光发射器3能够发出任意角度的光束，投线仪中还可以设置锁紧机构，以实现摆体2和机体1支架12的固定连接，使得当机体1的姿态发生变化(如倾斜)时，摆体2能够随机体1姿态变化而产生变化。

在实际应用中，锁紧机构的形态及实现原理可以为多种。例如，如图1和图2所示，在本实用新型提供的一个实施例中，锁紧机构包括滑动开关5；滑动开关5可滑动地设置在机体1上，用于当滑动至第一位置时(如图2中所示的位置)，锁定摆体2和机体1之间的相对位置；当滑动至第二位置时(如图1中所示的位置)，解除锁定摆体2和机体1之间的相对位置。

具体来说，如图4和图5所示，在本实用新型提供的一个实施例中，滑动开关5中设有限位凸起51，摆体2中设有与限位凸起51滑动配合的限位凹槽21，如图4所示，当滑动开关5滑动至第一位置时，限位凸起51滑动至限位凹槽21内部，并与限位凹槽21紧密抵接，从而防止摆体2相对机体1(或滑动开关5)运动，从而实现摆体2与机体1之间的锁紧；如图5所示，当滑动开关5滑动至第二位置时，限位凸起51与限位凹槽21相脱离，此时，摆体2能够相对机体1摆动，从而接触锁定摆体2和机体1支架12的相对位置，当机体1在一定范围内转动时，摆体2不会随机体1而倾斜。

当然，在其他实施方式中，还可以通过电磁铁等元件实现摆体2与机体1之间的锁紧或解除锁紧，本实用新型在此不作赘述。

在一些实施例中，如图1至图3所示，机体1可以包括壳体11和支架12；其中，支架12可以提供较强的受力性能，摆体2可自由摆动的安装在支架12上，从而能够提升摆体2与机体1之间的稳定性；壳体11可以为密闭式结构，从而能够形成密闭的空间，以提升投线仪的防尘及防水性能。

在具体实施时，为了提升装配时的便利性，壳体11可以包括相互扣合的第一壳体111和第二壳体112。其中，第一壳体111与第二壳体112之间的连接方式可以为卡接、螺纹连接、粘接等，本领域技术人员可根据不同需求对第一壳体111和第二壳体112之间的连接方式作适应性选择，本实用新型实施例对此不作具体限定。

另外，为了使得摆体2能够相对与机体1实现全方位的摆动，如图3所示，在本实用新型提供的一个实施例中，摆体2通过十字形转轴6可摆动的安装在支架12上。

具体来说，十字形转轴6包括第一转轴61、第二转轴62、第三转轴63和第四转轴64，第一转轴61与第二转轴62相对设置，第三转轴63和第四转轴64相对设置；第一转轴61和第二转轴62可转动的设置在支架12上，第三转轴63和第四转轴64可转动的设置在摆体2的顶端。

进一步的，为了降低摆体2相对支架12摆动时的摩擦阻力，在本实用新型提供的实施例中，十字形转轴6通过轴承与支架12转动连接，摆体2也通过轴承与十字形转轴6转动连接。

具体来说，第一转轴61和第二转轴62通过第一轴承7设置在支架12上，第三转轴63和第四转轴64通过第二轴承8设置在摆体2的顶端。

由于激光发射器3位于壳体11内部，为了保证激光发射器3产生的激光光束能够射出壳体11外部，在本实用新型提供的实施例中，壳体11还包括透视窗113，透视窗113对应于激光发射器3设置，用于透射激光发射器3的激光光束。

另外，为了便于工作人员进行使用，在本实用新型提供的实施例中，如图3所示，投线仪还包括显示屏9，显示屏9与角度测量模块4信号连接，用于显示摆体2的倾角角度。在具体实施时，角度测量模块4中可以包括信号连接的加速度传感器和控制器等，加速度传感器用于感测摆体的加速度信息，控制器获得加速度传感器的信息，通过处理可以获得摆体的振动(或摆动)状态，倾角信息等。

为了便于准确的进行测量，本实用新型实施例还提供了一种应用于上述投线仪的角度测量方法，如图6所示，该方法包括：S1、响应于测量操作；判断测量模式，当测量模式为解锁模式时，则进行步骤S2、在预设时间段内获取加速度传感器的至少两个加速度信息，并计算至少两个加速度信息的差值；当差值小于预设值时，则进行步骤S3、根据至少两个加速度信息的平均值计算出测量值。当测量模式为锁定模式时，则进行步骤S4、根据当前加速度信息计算出当前角度值，将当前角度值与参考值进行差值计算，得出测量值。

具体来说，当测量模式为解锁模式时，表示摆体2与机体1之间处于未锁紧状态，摆体2在自身惯性力及重力作用下，可能会不断摆动，导致激光发射器3所发射的激光光束处于不稳定状态，因此，不能实现准确的测量；为此，本实用新型提供的一个实施例中，在滑动开关5处于第二位置时，则为解锁模式，当用户进行测量操作(如开启电源按键114)时，在预设时间段内(如1s、2s等)控制器可获取加速度传感器的两个加速度信息，计算出两个加速度信息的差值，并将该差值与预设值进行比对，当该差值小于预设值时，表示摆体2处于静止或大致处于静止状态，然后可以根据两个加速度信息的平均值计算出测量值，从而得到激光光束与地之间的夹角。

当然，在其他实施方式中，在预设时间段内控制器还可以获取角速度传感器的三个或者更多个加速度信息，并计算出每个加速度信息之间的差值，并将最大差值与预设值进行比对，当最大差值小于预设值(可以由厂家设定，也可以由用户设定)时，表示摆体2处于静止或大致处于静止状态，然后可以根据多个加速度信息的平均值计算出测量值，从而得到激光光束与地之间的夹角。

当测量模式为锁定模式时，表示摆体2与机体1之间处于锁紧状态，此时，可通过改变机体角度来实现倾斜激光光线的投射。为了计算激光光线与水平面或竖直面之间的夹角，控制器可以根据加速度传感器的当前加速度信息计算出当前角度值，然后计算当前角度值与参考值之间的差值，该差值即为激光光线与水平面之间的夹角。其中，参考值具体为激光光线处于水平状态时的值，当然，该参考值可以是由厂家设定，也可以由用户自行校准，本实用新型实施例对此不作具体限定。

在具体实施时，为了获知测量模式为锁定模式还是解锁模式，可以在投线仪中设置位置开关，控制器与位置开关信号连接，用于感测位置开关的工作状态；例如，当滑动开关5处于第一位置时，滑动开关5不会触发位置开关；此时，控制器根据位置开关的工作状态判定为锁定模式。当滑动开关5处于第二位置时，滑动开关5触碰位置开关，使位置开关的供断电状态产生变化；此时，控制器根据位置开关的工作状态判定为解锁模式。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种投线仪，其特征在于，包括：

机体；

摆体，可自由摆动的安装在所述机体内；

激光发射器，固定在所述摆体上，用于发射激光光束；

角度测量模块，固定在所述摆体上，用于检测所述摆体的倾角。

2.根据权利要求1所述的投线仪，其特征在于，所述机体包括壳体和固定在所述壳体内的支架；

所述摆体可自由摆动的安装在所述支架上。

3.根据权利要求1所述的投线仪，其特征在于，所述角度测量模块包括信号连接的加速度传感器和控制器；

所述加速度传感器用于感测所述摆体的加速度信息；

所述控制器用于根据所述加速度信息计算所述摆体的加速度值和角度值。

4.根据权利要求2所述的投线仪，其特征在于，所述投线仪还包括十字形转轴；

所述十字形转轴包括第一转轴、第二转轴、第三转轴和第四转轴，所述第一转轴与所述第二转轴相对设置，所述第三转轴和所述第四转轴相对设置；

所述第一转轴和所述第二转轴可转动的设置在所述支架上，所述第三转轴和所述第四转轴可转动的设置在所述摆体的顶端。

5.根据权利要求4所述的投线仪，其特征在于，所述投线仪还包括轴承；

所述第一转轴和所述第二转轴通过轴承设置在所述支架上，所述第三转轴和所述第四转轴可转动通过轴承设置在所述摆体的顶端。

6.根据权利要求2所述的投线仪，其特征在于，所述壳体包括透视窗，所述透视窗对应于所述激光发射器设置，用于透射所述激光发射器的激光光束。

7.根据权利要求1所述的投线仪，其特征在于，所述投线仪还包括显示屏，所述显示屏与所述角度测量模块信号连接，用于显示所述摆体的倾角信息。

8.根据权利要求3所述的投线仪，其特征在于，所述投线仪还包括锁紧机构；

所述锁紧机构安装在所述机体上，用于锁定所述摆体和所述机体之间的相对位置，或解除锁定所述摆体和所述机体之间的相对位置。

9.根据权利要求8所述的投线仪，其特征在于，所述锁紧机构包括滑动开关；

所述滑动开关可滑动地设置在所述机体上，用于当滑动至第一位置时，锁定所述摆体和所述机体之间的相对位置；当滑动至第二位置时，解除锁定所述摆体和所述机体之间的相对位置。

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