CN2348353Y - 自调式自动激光水平仪 - Google Patents

Abstract

一种自调式自动激光水平仪,其特点是机壳及其内的激光发生装置上设开口,且两者通过刀口支撑。激光发生装置底部固定与机壳底部之阻尼块构成磁阻尼的阻尼摆,内设电机驱动一扫描筒,使扫描筒内之激光发生器产生的激光经反射镜反射形成水平旋转激光束从壳体开口中射出。其优点是能产生精准的水平激光在需定位或标示之空间背景上产生激光水平线或面,且能自动调整激光之水平。可广泛用于建筑、装璜等行业中空间水平基准或面的定位和标示。

Description

自调式自动激光水平仪

本实用新型涉及一种定位标示设备，特别是指一种用激光定位标示的水平仪。

目前，建筑业、装修业中用来确定基准水平线、水平面或铅垂线、铅垂面等大多采用水平仪、水平线来定位一个基准水平面或水平线，用铅垂或线垂来确定铅垂面或铅垂线。这种定位方式中所使用的水平仪为一长方体式的尺体，在该尺体上有一个经过加工好的基准水平面，在该水平面内装有一个水珠泡，利用该水珠泡的位置来确定所要标示的水平面或水平线。其缺点是由于受水平仪的长度限制，当所标示的水平线或水平面过长时，需要多次利用水平仪找出同一水平面或水平线，利用拉线的方式来确定，这种定位方式定位麻烦、定位精度差，影响施工质量。而且利用水平仪来定位水平线或水平面时，往往需要利用铅垂、角尺等配合进行，操作麻烦。

本实用新型的目的是提供一种利用激光束进行水平定位、定位精度高、操作简单方便且能自动调整水平的自动激光水平仪。

本实用新型的技术解决方案如下：

本实用新型所述的自调式自动激光水平仪，由机壳、激光发生装置、阻尼摆构成，其特点是机壳的壳体内腔的上部侧壁上设有若干对称分布且向腔内伸出的刀口，激光发生装置的壳体外壁上也设有若干与之相对应的刀口，该刀口与机壳内腔中的刀口成垂直支撑，将激光发生装置支于机壳的内腔中；机壳的上盖部分通过若干均布的连接筋与壳体相连，该连接筋将机壳的壳体与上盖之间分隔成若干沿周向分布的水平开口，以利激光发生装置产生的激光束从中透出；相应地，激光发生装置的壳体上也设有若干沿周向分布的、位置与上述水平开口相对应的水平开口，以利激光发生装置中的激光发生器产生的激光从中透出；阻尼摆的摆杆与激光发生装置壳体的底部或侧壁相固定，以将阻尼摆固定在机壳内，且其中轴线与激光发生装置的中轴线相重合或相平行，与阻尼摆的摆锤相对应，在机壳的底部装有阻尼块使摆锤与阻尼块之间形成磁阻尼；激光发生装置的壳体内腔中，其底端装有一电机，电机的主轴与位于壳体中的中轴线与壳体之中轴线相重合或相平行的扫描筒的下底面上的中轴孔相固定，扫描筒的下部内腔中装有一中轴线与扫描筒中轴线相重合或相平行的激光发生器，扫描筒上部内腔中装有一与激光发生器的中轴线成45°夹角的平面反射镜，在与该反射镜位置相对应的扫描筒侧壁上开有透光孔，以使激光发生器产生的激光束经该镜反射后形成一水平线并能透过该透光孔从激光发生装置壳体上开设的水平开口中射出，扫描筒的上底面上设有一短中轴并通过轴承固定在壳体内，电机、激光发生器的工作电源由安装于机壳内的电池供电。

本实用新型的另一特点是：在上述的技术解决方案中，所述的激光发生装置，其壳体的顶部固装电机，电机轴与位于其壳体上部内腔中的反射镜架相固定，安装在反射镜架上的反射镜的镜面与直接固定于激光发生装置壳体的下部内腔中的激光发生器的中轴线成45°夹角，使激光发生器产生的激光束经其反射后形成一水平线，从激光发生装置壳体上开设的水平开口、机壳壳体上之水平开口中射出。

本实用新型的又一特点是：在前述的技术解决方案中，所述的激光发生装置，其壳体的内腔底端装有一电机，电机的主轴与位于壳体内的且中轴线与壳体之中轴线相重合或平行的一扫描筒的下底面上的中轴孔相固定，该扫描筒的上底面上有一短中轴并通过轴承固定在壳体内，在该扫描筒的侧壁上设有位置与壳体上之开口相对应的透光孔，与该透光孔相对应在扫描筒内腔中装有一中轴线与扫描筒之中轴线相垂直的且可绕其固定轴转动的激光发生器，激光发生器产生的激光束正好能透过扫描筒侧壁上之透光孔。

本实用新型的再一特点是：在前述的技术解决方案中，所述的激光发生装置，其壳体的上部内腔中固定一中轴线与壳体之中轴线相重合或相平行的轴流风扇，在风扇的轴上固定一位于其叶片之上方的平面反射镜，使该反射镜的镜面与轴流风扇的中轴成45°之夹角，在壳体内腔位于轴流风扇的下方固定激光发生器。平面反射镜的位置正好处于激光发生器产生的激光束经其反射后形成的水平激光束能从机壳上沿周向分布的水平开口中透出。与该激光发生装置相对应，在机壳的上盖内固定一电机，使电机的主轴与激光发生装置中的轴流风机的主轴之轴心线相重合，在该电机的主轴上也装有一个位置与前述轴流风扇相对应的轴流风扇。

本实用新型的优点是：当用其来标示并确定一个水平面或一条水平线时，只须将其置于欲标示或确定水平面或水平线的空间内，开启电源，即能在背景上产生清晰并且十分精确的水平激光线，由该水平线所确定的平面即为水平面。因为当开启本仪后，则激光发生装置中的电机即带动其内的扫描筒平稳旋转，位于扫描筒内之激光发生器产生的激光束也产生旋转，并从激光发生装置及机壳上的开口中向外射出。这样就在其所在空间的背景上产生了一束清晰的旋转激光，这束旋转的激光在空间各方向的背景上将产生水平的投影线，各背景上的投影线即为水平线，由这些水平线组成的平面为水平面。之所以本仪产生的线或面能保持水平，这是因为它的激光发生装置是通过刀口架支在机壳内的，当机壳的底座放置不水平即有设计范围内的倾斜角时，则在激光发生装置下面所装的阻尼摆的作用下，摆锤将由地心引力的作用在磁阻尼下迅速稳定地指向铅垂位置，从而带动激光发生装置在刀架上转动，调整其位置。由于阻尼摆的中轴线、激光发生装置的中轴线、激光发生器的中轴线三者平行或重合，且处于铅垂位置，而激光发生器中的反射镜与之成45°夹角，故从光学原理可知，经其反射出的激光束与激光发生器的中轴线(也即激光发生装置、阻尼摆之中轴线)相垂直。因此，本仪产生的激光束将始终保持水平。可见，本实用新型利用激光定位，不仅有定位精度高，能迅速标定水平线、水平面的优点，而且本实用新型还有自动调整的功能，且操作十分简便。

下面将结合实施例，对本实用新型的技术解决方案作进一步详细说明：

图1是本实用新型一个实施例的主体结构示意图；

图2是图1中的激光发生装置及阻尼摆的结构剖视示意图；

图3给出的是图1中的激光发生装置的另一种结构关系示意图；

图4给出的是图1中的激光发生装置的又一种结构关系示意图；

图5给出的是图1中的激光发生装置的再一种结构关系示意图。

在图1中，33是本实用新型的机壳的壳体。在壳体的内腔上部侧壁上设有4个(也可以是多个)沿壳体33之内腔均匀分布且向腔内伸出的刀口19(参见图2)，并通过定座30固定在壳体内腔中。与之相对应，激光发生装置35的壳体18(参见图2)的外壁上也设有4个(或多个)均匀分布并与刀口19相对应的刀口20，并通过一万向圈21固定在壳体18的外壁上，该刀口20与刀口19成垂直相交，支撑于刀口19上，以将整个激光发生装置35悬支在壳体33的内腔中(参见图2)。壳体33的上盖29通过3个或4个(也可以是多个)均匀分布的连接筋28与壳体33相连接，该连接筋将壳体33与上盖29之间的空间分隔成3个或4个(或多个)沿周向分布的水平开口28’，以利激光发生装置35产生的激光束从中射出。图中27是装于壳体33上的指示二极管，26是电源开关，25是装于壳体底部且与阻尼摆16之摆锤相对应的阻尼块25，它与摆锤之间形成磁阻尼。32是装于壳体中的电池，31是连接电池与导线的弹簧片，该电池为激光发生装置35中的电机、激光发生器及指示二极管提供电流。36表示与水平面34成一定倾角θ的任一支面。

图2给出了本实用新型的激光发生装置35、阻尼摆16的结构详图。在图中，激光发生装置35的壳体18上设有刀口20并通过万向圈21固定，它支于机壳壳体33内的刀口19上。壳体18的底部通过连接件17与阻尼摆16的摆杆16’相固定，当然阻尼摆16的摆杆也可直接固定在壳体18侧壁上。阻尼摆的摆锤16”与位于机壳底部的阻尼块25位置相对应(参见图1)，相互间形成磁阻尼，以利当本实用新型放置有倾角θ时，能使激光发生装置35迅速稳定。摆锤上还设有二只垂直分布的调节螺丝，用以调整阻尼摆与激光发生装置的中心轴的同轴度或平行度。激光发生装置壳体18的底部内腔中固定有一电机01，电机的主轴与位于壳体18内的扫描筒03的底部端盖02之中心孔相固定。扫描筒内的激光发生器05由激光发光二极管及其驱动电路04、聚光透镜06所组成，为已有市售组件，它固定在扫描筒的下方。在扫描筒03内顶部固定有一平面反射镜座08，其上固定平面反射镜07，该平面反射镜与激光发生器05的中轴线成45°之夹角。12是与反射镜位置相对应而开设在扫描筒上的透光孔，以使激光发生器05产生的激光束径反射镜07反射后形成的水平激光束13能从该透光孔中射出。11是用来调整反射镜的反射角的调节螺丝。09是装在扫描筒上顶面上的短中轴，它通过轴承10固定在激光发生装置的壳体18内。22是壳体18上开设的水平开口，该开口与机壳壳体33上的水平开口28’的位置相对应(即为3个、4个或多个)，分隔该开口的连接筋将壳体18的上部和下部连为一体。图中14是扫描筒内的激光发生器05的负极引线，它绝缘固定于电机轴端并与电源负极相接通，24是固定于壳体18顶端的电刷，23是固定电刷的螺丝及螺孔，电源的正极引线与该电刷相接，以通过该电刷为激光发生器05的正极引线供电。其中，激光发生装置的中轴线、阻尼摆的中心线、激光发生器的中轴线三者相互重合或平行。

本实用新型的工作原理如下：当需要在某一空间标定一个水平面或水平线时，将其置于该空间内，按电源开关26接通电源，则电机01将带动扫描筒03旋转，同时激光发生器05工作，生产激光束13，该激光束由平面反射镜07反射后形成水平激光束，穿过透光孔12及激光发生器壳体18上的水平开口22和机壳壳体33上水平开口28’向外射出。由于该束激光为一旋转的激光束，故在该空间的背景上将产生一束清晰而精确的水平线。该水平线即为需要标示的水平线，由该水平线组成的面即为一水平面。利用该水平线或面，即可作为该空间内需要进行装修或其他作业的基准水平线或水平面。同时也可用来校准既成空间的水平度。本实用新型能保证激光束的水平度是既于下述原理：当本实用新型底座所放置的面不水平时，即有与水平面成倾角θ时(如图1示)，则其摆锤16”将在地心引力之作用下产生摆动，并在阻尼块25作用下迅速停摆而成铅垂，此时阻尼摆16将带动激光发生装置35上的刀口20在机壳壳体33的刀口19上摆动而迫使其中轴线处于铅垂位置，而激光发生器05的中轴线又与之平行或重合，反射镜07与其中轴线成45°之夹角，故从光学原理可知，其反射出的激光束必然处于水平。

图3中给出了本实用新型的激光发生装置35的扫描筒03(即图中的37)的另一种结构形式。与上述实施例不同的是，它取消了扫描筒的反射镜07及其镜座08，而直接将激光发生器05装于反射镜位置(如图中38所示)，使其产生的激光束能从透光孔12中直接射出。为达此目的，只需将激光发生器05用一支轴39支于扫描筒内，并使其能沿该支轴转动。正常状态时使其中心轴与扫描筒03的中心轴相垂直。此时，激光发生器05的驱动电路可与激光二极管组件分开设计(如图中的40)。当整机在水平面放置状态工作时为正常工作状态，而当整机在非水平面放置状态工作时，此为非正常工作状态(即整机机座放置面与水平面有倾角θ时)，此时只须调整激光发生器05，使其中心轴与水平线41之间有向上的仰角θ即可。同样可达到产生旋转激光束，实现前述功能的目的。

图4给出了本实用新型的激光发生装置35的又一种结构形式。如图所示，它是将前述实施例中的电机01(即图中的42)装于壳体18(即图中的45)的上部，将电机轴直接与平面反射镜07(即图中的43)的反射镜座08相固定而驱动反射镜旋转，激光发生器05(即图中的44)仍装在壳体18的下部。同时将阻尼摆的摆杆用螺丝46直接固定在壳体18的外壁上。图中47即为阻尼摆的摆锤16”。采用上述结构时本机工作原理如前所述，只不过是激光发生器05不旋转，而是反射镜旋转，同样能产生旋转的激光束，达到同前述相同的目的。

图5给出了本实用新型激光发生装置的再一种结构形式。如图所示，它是在激光发生装置壳体18的上部内腔中安装一轴流风扇53，将风扇的主轴用轴承50固定在壳体18内，在风扇的扇叶上方安装平面反射镜07(即图中的52)，将其固定在风扇主轴上，在风扇主轴的下方安装激光发生器05(即图中的51)。其中反射镜的安装位置是使其产生的反射激光束正好能从机壳壳体33的水平开口28’中射出。为保证产生的激光束处于水平，反射镜与轴流风扇53的主轴轴心线、激光发生器的中心线成45°之夹角。与之相对应，在机壳壳体的上盖29中固定电机01(即图中的48)，使电机的主轴与轴流风扇的主轴在同一轴线上，在电机与风扇相对应的轴端上安装另一个轴流风扇49。而将阻尼摆直接安装在激光发生装置的壳体18侧壁上。图中的54是调整阻尼摆与轴流风扇同轴度的调整螺丝。55是阻尼摆的摆锤16”。本机工作原理与前述略有不同的是利用电机驱动轴流风扇49，使其产生轴向气流56，从而推动轴流风扇53旋转，利用风扇53的旋转带动反射镜旋转，从而产生旋转的激光束，实现本实用新型的目的。

Claims (6)

1、自调式自动激光水平仪，由机壳(33)、激光发生装置(35)、阻尼摆(16)所组成，其特征在于机壳的壳体(33)内腔之上部侧壁上设有若干对称分布且向腔内伸出的刀口(19)，激光发生装置的壳体(18)外壁上也设有若干与之相对应的刀口(20)，该刀口(20)与壳体内腔中的刀口(19)成垂直支撑将激光发生装置悬支于壳体的内腔中；机壳的上盖部分(29)通过若干均布的连接筋(28)与壳体相连，该连接筋(28)将壳体与上盖之间的空间分隔成若干沿周向分布的水平开口(28’)，与之相对应，激光发生装置的壳体(18)上也设有若干沿周向均布的，位置与上述水平开口(28’)相对应的水平开口(22)；阻尼摆(16)的摆杆(16’)与激光发生装置(35)之壳体(18)的底部或侧壁相固定，将阻尼摆固定在机壳内，且阻尼摆(16)的中轴线与激光发生装置(35)的中轴线相重合或平行，与该阻尼摆的摆锤(16”)相对应，在机壳壳体(33)的底部装有阻尼块(25)，它与摆锤(16”)之间形成磁阻尼；激光发生装置壳体(18)的内腔中，其底端装有一电机(01)，电机的主轴与一位于其壳体(18)中且中轴线与壳体之中轴线相重合或平行的扫描筒(03)之下底面上之中轴孔相固定；扫描筒之内腔下部装有一中轴线与扫描筒中轴线相重合或平行的激光发生器(05)，上部内腔中装有一与激光发生器(05)成45°夹角的平面反射镜(07)，在与该反射镜位置相对应之扫描筒(03)的侧壁上设有透光孔(12)，且该透光孔(12)与激光发生装置(35)之壳体(18)的水平开口(22)、机壳壳体(33)上的水平开口(28’)位置相对应，扫描筒(03)之上底面上设有一短中轴(09)并通过轴承(10)固定在激光发生装置之壳体(18)中；固定在机壳壳体中的电池(32)分别与电机(01)、激光发生器的电源线相接。

2、根据权利要求1所述的激光水平仪，其特征在于所述的激光发生装置(35)的壳体(18)外壁上所设刀口(20)至少为4个，与之相应的机壳壳体内壁上所设刀口(19)也至少为4个。

3、根据权利要求1或2所述之激光水平仪，其特征在于所述之机壳壳体(33)上连接筋至少为2个，最好为3个或4个；相应地激光发生装置(35)壳体上开设的水平开口(22)至少为2个，最好为3个或4个。

4、根据权利要求1所述之激光水平仪，其特征在于所述之激光发生装置(35)其壳体(18)的顶部固装一电机(01)，电机轴与位于该壳体(18)内腔上部的一反射镜架(08)相固定，固定在该镜架上的平面反射镜(07)与直接固定于激光发生装置(35)之下部内腔中的激光发生器(05)的中轴线成45°之夹角，且该反射镜(07)与激光发生装置壳体(18)上的水平开口(22)及机壳壳体上的水平开口(28’)位置相对应。

5、根据权利要求1所述的激光水平仪，其特征在于所述的激光发生装置(35)其壳体(18)的内腔底部装有一电机(01)，该电机之主轴与位于该壳体内且中轴线与该壳体之中轴线相重合或平行的一扫描筒(03)之下底面上的中轴孔相固定；在该扫描筒的上底面上有一短中轴(09)并通过一轴承(10)固定在该壳体(18)内，在该扫描筒(03)的侧壁上设有位置与该壳体(18)上之开口(22)相对应的透光孔(12)；与该透光孔相对应，在扫描筒(03)的内腔中装有一中轴线与该扫描筒之中轴线相垂直且可绕其支轴转动的激光发生器(05)，该激光发生器透光孔与扫描筒(03)上的透光孔(12)及激光发生装置之壳体(18)上的水平开口(22)的位置相对应。

6、根据权利要求1所述的激光水平仪，其特征在于所述的激光发生装置(35)其壳体(18)的上部内腔中固定有一中轴线与该壳体之中轴线相重合或平行的轴流风扇(53)，该风扇的轴上固定有一位于其叶片之上方的平面反射镜(07)，该平面反射镜与轴流风扇(53)之中轴线成45°之夹角；其壳体(18)的下部内腔中位于轴流风扇的下方固定一激光发生器(05)，且其中轴线与轴流风扇(53)之中轴线相平行或重合；平面反射镜(07)的安装位置与机壳壳体(33)上开设的水平开口(28’)相对应；与该激光发生装置相对应，在机壳的上盖(29)内固定有一电机(01)，该电机的主轴与激光发生装置(35)中的轴流风扇(53)的主轴之轴心线相重合，且该电机的主轴上也装有一位置与所述轴流风扇(53)相对应的轴流风扇(49)。

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