CN2430668Y - 磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪,包括底座、立柱、垂直激光器组件和水平激光器组件等,还包括机身、磁性关节,其中垂直激光器组件、水平激光器组件安在机身上,底座与立柱连接,立柱通过磁性关节与机身连接,机身可大角度倾斜及360°旋转,本实用新型的产品能在建筑装修工作及类似工作中,在不同高度和方向进行水平和垂直及倾斜方向定位,并且使用灵活方便,置平稳定可靠,结构简单,易于推广,价格便宜。

Description

磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪

本实用新型是关于一种用于建筑装修及其他工程用途的小型激光仪器，更特别的是关于一种有万向磁性关节的水平线高度可调的万用激光垂准水平仪。

自激光器件进入工程技术实际应用领域以来，已有一些仪器产品将激光技术用于建筑、装修及其他类似工作中的定向、定位等方面。

初期的激光水平仪(激光水准仪、激光回转仪等)使用气体或固体激光器，这些激光水平仪体积较大，功能单一，且价格高昂，使用时性能受到很大限制。1976年，我国建设毛泽东纪念堂时，已使用了当时的科研成果激光回转仪，以控制工地平面抄平；这当然较之过去的普通水平仪抄平快速，而且方便了一些；但由于种种原因(技术及经济方面)，该类仪器在相当一段时间中，在我国没有批量生产和推广。

国外出现同类仪器比这要更早一些，并且在80年已初步形成批量，在建筑工程应用中得到初步的推广。90年代前期，国外出现的使用条码技术的激光自动安平水准仪，主要是用于测绘及大型工程建设中的水准线路测量，在建筑施工、装修及安装施工使用并不方便；由于价格高昂，优点并不突出，在我国直到现在仍很少使用。

半导体激光器件的出现和逐步大量使用，为工程用激光仪器的小型化和普及创造了一定的条件；因此90年代不少厂商陆续成批生产了激光回转水平仪类型的工程用抄平仪器产品，其价格亦有所下降；因而在经济发达国家和地区，普及面有所扩大。(例如美国DavidWhite的产品)。某些厂商还曾就其该类产品在中国登记了专利(例如日本TOPCON)，但由于这类型仪器的技术早已扩散，因而可以作专利保护的内容范围很有限。近几年，国际市场上出现了用于装修的小型激光回转水平仪，其价格折合人民币约数千元。其中美国富山公司(Momentum Laser-Inc．)曾为其产品在我国申请专利；但其设计除了使用同向的两个半导体激光器以增加亮度这一点非本质的特点外，其余并无重大改进。我国的一些光学仪器厂商(如北光、西北光等)于近年亦仿制国外同类产品，生产了较小型的激光回转水平仪，但这些产品在技术上并无重大的改进；其最低价格仍停留在2000元人民币上下，对于我国的建筑、装修业仍是太贵了；但重要的是，这些激光抄平仪器功能单一，使用不够方面，还不能真正满足建筑、装修及类似工程工作的需要。

按我国有关部门统计，1998年我国仅民用装修(尚不含大型工商建筑装修)已共用资金2，000亿元，其中工具，设备，量具(含仪器)所占资金比例颇大。综观遍布全国各大、中、小城镇的装修工具商店，即可见一斑。横平、竖直；应倾斜的倾斜，应水平的水平，这是建筑装修最基本，也是最重要的质量要求；但作为保证建筑装修质量最基本的要求横平、竖直的仪器及量具仍十分落后；我国至今仍主要是使用精度低，使用不便，已沿用了几百年甚至几千年的垂球、墨斗、水平尺；仍然用“弹墨线”的方法来施工，甚至仍使用塑料管装水来测水平，因而不仅大大影响了生产率的提高，亦难保质量。

本实用新型的设计人，于1999年12月29日申报的专利号为：ZL99258129·X的实用新型(水平线高度可调的万用激光垂准水平仪)提供了一种能在建筑装修工作及类似工作中，在不同高度进行水平方向定位，提供水平基准及所提供的水平线能按工作的需要调整高度；能简单地安置，不用脚架等附件，并且水平线高度调整时不需要来回搬动仪器，也不需要升高降低整个仪器；在提供水平线的同时，可提供铅垂线和／或倾斜线的新型仪器。

在本实用新型的目的是提供一种保留了专利号为ZL99258129·X的实用新型的所有主要功能和优点，并且采用了强力磁铁和钢球组成的万向关节作为支承，使用了在绕其自身轴线转动时可在不同位置工作的特殊水准器，从而大大简化了仪器结构、并且使用也更加方便、功能更强、成本更低、更容易推广，有创新的磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪。

本实用新型的这些以及其他目的的通过下列详细说明和描述来进一步阐述。

本实用新型的磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪，包括底座(含立柱及磁铁吸盘)，磁性关节(由强力磁铁和钢球组成的万向关节)组件，机身组件，水平线激光器，垂直线激光器，

电源开关、水平水准器、0位水准器等。水平线、垂直线两激光器均装在机身上；水平、0位两水准器亦固定在机身上。机身与底座的立柱间由磁性关节连接。机身及其上的各组件可在很大的活动范围随机身一起倾斜、旋转(倾斜±60°以上；旋转360°无限制)；安置停留在上述范围内的任意位置。

本实用新型的磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪，其磁性(万向)关节的钢球，连接在底座的立柱上端，磁性关节可以固定在机身上或立柱上，也可以通过连接件与机身或立柱连接，其间可以装设或不装设微动机构。底座下方有磁性吸盘，在需要时可以将底座吸附在钢、铁物件上。磁性万向关节的强力磁铁，固定在机身上；机身可以以钢球心为中心，相对于底座在任意方向作±60°或更大的倾斜，并停留在该范围内的任何位置上，同时亦可绕钢球中心作360°平面旋转，并停留在任何位置上，垂直激光器、水平激光器包括激光管、凸透镜和柱面镜，凸透镜安在激光管和柱面透镜之间，激光管通过电路与开关及电源连接。水平激光器的主光轴(激光管出射线光轴)，通过磁性关节的中心(即钢球中心)。

机身上同时装有水平线水准器，水平线水准器是可以在绕其自身轴线旋转(360°范围)时在不同位置均可工作的水准器，其水准轴线与水平线激光器出射的激光线平面平行。0位水准器是普通水准器，当其置平时，垂直激光器提供铅垂的射线平面。

本实用新型的磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪能在建筑装修工作及类似工作中，在不同高度进行水平方向、铅垂方向定位，迅速地提供水平基准、铅垂基准及保证所提供的水平线、铅垂线有一定精度；所提供的水平线能按工作的需要不断调整高度；并且仪器能简单地安置，不用脚架等专用附件；水平线高度调整时不需要移动或转动底座，更不需要升高降低整个仪器，即可在不同方向，不同高度提供水平线，同时并提供铅垂线；在需要时可以随时提供倾斜线而不需再增加附件，而且使用方便，置平稳定可靠，结构简单，易于推广，价格便宜。

以下通过附图及其说明来进一步说明和描述本实用新型。

图1是本实用新型的剖视图。

图2是本实用新型的俯视图。

图3是本实用新型的激光器简单电路图。

图4是本实用新型的光路简图。

在图1至图4中，符号1代表垂直激光器组件，符号2代表电源开关，符号3代表电池，符号4代表水平线激光器组件，符号5代表底座(带有立柱及磁铁)，符号6代表磁性关节(由强力磁铁和钢球组成)，符号7代表机身(带有电池盒)，符号8代表水平水准器，符号9代表0位水准器，符号10代表柱面镜，符号11代表凸透镜，符号12代表激光管，符号13代表驱动电路板。

本实用新型的磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪，包括底座5，电源开关2，带有电池盒的机身7，磁性关节6，水平激光器组件4，垂直激光器组件1，水平水准器8，0位水准器9等。水平激光器组件4，垂直激光器组件1，水平水准器8和0位水准器9，安装在机身7上，机身上还装有电源开关2和电池盒。机身通过磁性关节6和底座5上的立柱连接。

其中，本实用新型的磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪，其由钢球和强力磁铁组成的磁性关节6，在带有立柱和磁铁的底座5上。机身7与磁性关节6的磁铁固定连接，带有立柱和磁铁的底座5与磁性关节6的钢球连接，其连接可以是直接固定，也可以通过连接件连接并可装设微动机构。机身上有电池盒和电源开关2。垂直激光器组件1，水平激光器组件4，水平水准器8，0位水准器9均装在机身上。并可装在机身上的任何位置，可以一起或分开安装。水平激光组件4和垂直激光器组件1，可以同向也可反向安装，垂直激光器组件在水平激光器组件的上方，机身可以是附图1、附图2所示形状，亦可以是其他任何形状。

水平激光器4的主光轴(激光管及透镜组的光轴)通过磁性关节6的旋转中心。而垂直激光器1的激光线平面亦通过磁性关节6的中心。水平水准器8的水平轴线与水平激光器的激光线平面平行。而0位水准器9和水平水准器8同时置平时，水平激光器激光线平面处于水平(0位置)。

垂直激光器组件1、水平激光器组件4中的激光器组件包括激光管12、凸透镜11和柱面透镜10，凸透镜11安在激光管12和柱面镜10之间；激光管12通过驱动电路13与开关2及电源连接。

本实用新型将建筑、装修及类似工作中水平与铅垂定向、定位的工作集中于一台仪器，并且水平定向线高度可调，铅垂线位置可移动，还可在不使用附件的情况下提供倾斜线，实现了建筑装修及类似工作中一直没有妥善解决的问题；从而大大加快了装修等工作的速度，提高劳动生产率，大大改善了质量。使装修工作摆脱用水管、水平尺定水平，用垂球定垂线的原始落后状况，为装修等工作大大提高一步创造了条件。尽管本产品功能比现有背景技术中的水准仪、激光回转水平仪等功能强得多，使用也方便得多；但与背景技术中已有的激光回转水平仪等相比，结构简单，造价较低(甚至比专利号为：ZL99258129·X的万用激光垂准水平仪结构也更为简单，造价更低)；大约为目前价格最低的激光回转水平仪价格的五分之一至六分之一，为进口激光回转水平仪价格的几十分之一，其价格仅相当于一般电动工具的水平，因而很易普及推广。

本实用新型采用半导体激光管作为激光光源，激光光线经过一个凸透镜会聚，提高了光线的平行度，(出射光投射成接近圆形的小光斑)；出射光线再经过一个圆柱面透镜，展开成与柱面透镜轴线垂直(正交)的一个扇形平面，当投射到某工作平面(例如墙面)上时，形成鲜明的激光红线(直线)，改变柱面透镜的轴线方向，可得水平方向及铅垂方向和倾斜方向的投射线，见附图4。

本实用新型采用两组激光器及光学镜头分别产生水平线和铅垂线。两组激光器投射的水平线(面)及铅垂线(面)之间的互相垂直关系，用调整两组激光器组件(含镜头)的柱面透镜轴线方向而达到。激光发光管用充电电池供电，为保证稳定供电，在电池与激光管间有简单的驱动电源电路板。这类电源电路，在一些激光教鞭、激光电子玩具及VCD、DCD的激光头部件等产品中已普遍使用，其细节从略。仪器亦可根据用户需要，提供外接电池附件或交流电供电附件，以便于长时间连续工作。整机电路很简单，电路原理示意简图如附图3。

本实用新型中，水平激光器组件射出的激光光线平面与垂直激光器组件射出的激光光线平面正交，其交线正好是水平激光器的主光轴轴线，此轴线并通过球心(但亦可不通过球心)。水平水准器水准轴线与水平线激光器出射激光平面平行，与垂直激光器激光平面垂直，而0位水准器轴线同时与水平水准器水准轴线垂直及与水平激光平面平行。当机身倾斜转动到不同的位置时就在不同位置，不同高度，投射出相互垂直的两个激光射线平面。置平水平水准器和0位水准器，则水平、垂直两激光器组件投射出水平和垂直的两个基准平面(0位置)；由于机身可以在360°范围内转动，因而水平垂直两激光线平面可以不移动及转动底座而朝向任何方向。保持水平水准器水平而倾斜机身，则垂直激光器射出的激光线平面保持垂直，而水平线激光器组件在与垂直激光光线平面正交的平面(例如墙面)上投射出水平的激光线。

绕水平、垂直两激光线平面的交线(水平激光器的立光轴)倾斜机身，则可射出不同角度的倾斜线。

利用垂直线激光器或水平线激光器出射的激光线平面还可以检查工作面是否平直。例如检查墙面是否铅垂平直：具体为：置平仪器，在0位置时，在工作面上投射水平线，转动仪器底座至仪器激光铅垂面与工作面同向，并检查仪器置平；用小标尺或普通尺子检查在水平线上仪器近端与远端处两面的距离，并调至相等；此时可以用小标尺(或普通尺子)以激光铅垂面为准，检查工作面是否平直及是否铅垂。

底座可以放置在地面或任何平稳的物体(例如桌子)上，亦可利用其磁性吸盘吸附在钢铁物品上(例如钢支架)；底座的底面可以水平放置，亦可垂直吸附在钢铁物品的垂直面上；即使吸在倾斜的钢铁件上仪器也能工作。

Claims (10)

1、一种磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪，包括底座，立柱、垂直激光器组件和水平激光器组件等，其特征在于还包括机身、磁性关节，其中垂直激光器组件、水平激光器组件安在机身上，底座与立柱连接，立柱通过磁性关节与机身连接。

2、如权利要求1所述的磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪，其特征在于磁性关节可以固定在机身上或立柱上；也可以通过连接件与机身或立柱连接，并装设微动机构。

3、如权利要求1所述的磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪，其特征在于机身的前段放置垂直激光器组件和水平激光器组件，垂直激光器组件在水平激光器组件的上方，垂直激光器组件与水平激光器组件可以同向或反向安装。

4、如权利要求1所述的磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪，其特征在于在机身上还放置水平水准器和0位水准器。

5、如权利要求1所述的磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪，其特征在于磁性关节由强力磁铁与钢球组成。

6、如权利要求1所述的磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪，其特征在于底座下有吸附磁铁。

7、如权利要求1所述的磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪，其特征在于机身上有电池盒盖与电池以及开关。

8、如权利要求1所述的磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪，其特征在于垂直激光器组件和水平激光器组件中的激光器组件包括激光管、凸透镜和柱面透镜，凸透镜安在激光管和柱面镜之间。

9、如权利要求1所述的磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪，其特征在于激光管通过电路与开关及电源连接。

10、如权利要求1所述的磁性关节水平线高度可调的万用激光垂准水平仪，其特征在于水平水准器在绕其轴线转动时可在任意位置工作。

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