經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 318〇85 A7 B7 五、發明説明（l ) 發明背景： 本發明係相'關於一種標示水平的儀器，尤其詳盡地敘 說了此項雷射水平儀的多種功能和不同型號的操作。新發 明命名爲雷射水平儀，優先備案文件號碼爲： 366475 ，備案時間爲1994年12月8日。 雷射水平儀在建築中使用已有好多年。它們專門用於 建築工程的水平面參考，在商業建設的拓建，輔設基礎， 安裝天花板等大規模工程中廣泛運用。它們在基礎輪廓建 設中與其它的測量工具如：光線水平儀，粉線水平，或信 號水平儀相比’效果好、節省了很多校正測量時間。因此 ’許多工作都可使用雷射水平儀，包括舖砌瓷磚、安裝櫃 櫥、吊平頂部天棚和裝置戶外甲板、平台。由於現在市場 上出售的雷射水平儀要賣幾千美金，因此衹有那些大規模 工程建設者才買得起。雖然節省時間、效果好，但要花去 雇主很多錢’因而它們並不能被普遍採用。花費高的原因 是因爲他們選用了那些高價位的雷射源，如HU — NEON雷射器，精密的光學組合和棱鏡系統。 發明概要： 本發明係關於一種雷射水平儀。一方面，這一發明採 用了固體雷射發光二級管爲雷射源和光學系統，來產生一 個水平面或水平線，顯示給使用者作爲標準基線，以代替 以往用昂貴的光學系統和棱鏡來產生雷射線的純光學途徑 0 。本發明能夠有上述光學系統相似的效果卻價格低廉，因 本紙張尺度逋用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 —4 - A7 B7 8cS5 五、發明説明（2 ) 爲所採用的是雷射發光二級管組合。另一方面，本發明提 供了 一種新的方法，使價格低廉的發光二級管經過特殊的 〇水平校準能克服發光軸和機械軸的不同心的偏差。這個方 法能極大地減低雷射水平儀光學系統的價格。這樣使得雷 射水平儀可以作爲一種一般性的普及型大眾工具被採用， 因價格高昂造成的障礙大大地降低了。 本發明的特點： 從雷射發光二級管的光源中調整其不同心偏差，使雷 射線垂直于旋轉的主軸。這一方法使得低價格的雷射發光 二級管被固定安裝在一個連接著主軸的發光器殼體上，而 這個主軸的軸心是和旋轉的雷射水平儀的軸同心，同時主 軸的頂端上鑲嵌著雷射發光二級管的殼體，牢牢地將發光 二級管固定在那裏。當主軸心被置定後，它將垂直于外殼 頂端的平面。在內殼裏，一方面主軸心被安裝在一個含油 的軸承上，與電動機軸心皮帶輪連在一起。電動機使得雷 射組合件外殼旋轉。一個圓環型的水準器能被用作外殼頂 端平面的水平參考。一旦外殼的頂端平面達到水平標準， 雷射旋轉光線就能產生一道水平面的參考線。此外殼被鑲 嵌在一個可調整的底座上，可進行一系列方位調整，如水 平的、垂直的和參考的鉛垂直平面的。 由於本發明使雷射1合件外殼旋轉或擺動’因而產生 了一道擺動的水平線。它比前面提到的平面參考線更清晰 ，亮度更高。這道參照線的點在雷射水平旋轉軸線周圍旋 本紙張尺度逋用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 -5 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明（3 ) 轉。此擺動的水平參照線可由人操縱旋轉或通過遙控使其 跟隨著使用者移動。 又因本發明把兩個或更多的雷射二級管組合裝進組合 件外殼內，當雷射組合件外殼旋轉或擺動時，其產生的平 面或參照線就比組合件外殼內衹有一個雷射二級管產生的 平面圖或參照線更顯清晰，更加明亮。使用者也可以用雷 射儀投射出數個雷射點在任何平面目標上，然後連接光點 畫一條水平直線。 本發明的另一個特點是同時產生一條與平面參照線相 垂直的十字參照線。這條線作爲雷射水平的輔助線，由兩 面鏡子組成，用來反射部分參照的雷射束。第一面鏡子以 九十度將雷射束反射到第二面鏡子中。第二面鏡子再將雷 射束反射九十度，產生與原始水平參照線垂直的參照十字 線。如果旋轉在雷射水平儀上的輔助線發生器，這個參照 十字線就能在沿原始平面的任何位置出現，供使用者參考 〇 附圖簡述： 圖一.不精確光線的效果； 圖二.單一精準的光學系統； 圖三.基本準線和偏差在普通廉價雷射發光二級管中 的圖解； 圖四.基本雷射線在標準廉價發光二級管中的圖解； 圖五.從標準廉價發光二級管中射出的隨意雷射光束 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 -6 - olδ〇85 Α7 _Β7 五、發明説明（4 ) 和光著點； 圖六.廉價發光二級管的光著點在準線目標的前視圖 解； 圖七.校正廉價發光二級管的標準，測驗台前視圖解； 圖八.無蓋雷射水平側視剖面圖； 圖九（Α).帶發生十字線輔助器的雷射水平的前視 剖面圖， 圖九（Β).發生十字線輔助器圖解； 圖+·裝有振動短水平線掃描的第一代雷射水平儀頭 帽側視剖面圖； 圖十一 ·裝有6 0度擺動水平線掃描及水平線自動跟 踪使用者移動的第二代雷射水平儀頭帽前視剖面圖； 圖十二.有蓋和無蓋的雷射水平.儀頂部半切視圖； 圖十三（Α).機殼水平放置在托架上的位置圖； 圖十三（Β).機殼水平轉九十度放置在托架上的位 置圖；和 圖十四（A — D).雷射水平儀擺動運轉示意圖。 正確安裝詳解 一台雷射水平儀包括一道圍繞轉動軸旋轉的雷射光朿 *光學系統對雷射水平儀極爲重要，因爲它精準地校正了 雷射光束，使雷射水平儀的旋轉軸能與其成精確的垂直角 。雷射光束能被精確地與旋轉軸校正成直角是很重要的。 雷射水平儀將產生一個與參照物同樣高的水平面’無論它 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） — -H — I I I 一 II ^ I H 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梂準局員工消費合作杜印製 -7 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 ^18685 A7 _____B7___ 五、發明説明（5 ) 離目標有多遠或近。但是當一雷射線不與旋轉軸成垂直排 列時，它將產生出一條參照線，這條線高度的變更主要取 決於目標與雷射水平儀的遠近。 圖一顯示了雷射線1 2 2的適當組合和雷射線1 2 4 的不適當組合》雷射線1 2 2垂直於旋轉軸線Z。雷射線 122射出兩個點：點128和點130。點128是從 雷射源1 26到"X，的距離。點1 30是從點1 28出 發外加的距離。從光源1 2 2與點1 2 8相交和從雷射束 122與點130相交，所產生的垂直高度數差是零。雷 射束1 2 4是不垂直於旋轉軸線z的。雷射束1 2 4與垂 直線成一個角度。124雷射束被射向128和130同 樣的目標。點與點間高度的不同，如光束1 2 4與目標 1 28的相交點、光束1 24與目標1 30的相交點，都 將出現差異"ΔΗ"。這將造成很大的問題。例如，若將 —台雷射水平儀放在正方形的屋子中間，而光束被調整成 光束1 2 4，雷射水平儀將不可能在牆的四壁畫出一條正 確的水平參照線。這就使雷射水平儀不能使用了。 要想保持旋轉軸Ζ並適當地調整雷射束，就需採用比 較昂貴的光學部件，花時調整校準。圖二是這一典型系統 的概述。光學軸0是透鏡1 2 0的中心軸。機械軸Μ是外 殼1 1 6的中心軸。在外殼1 1 6中有雷射二級管發光光 源1 14和組合透鏡120。從實際角度來看，機械軸Μ 必須與旋轉軸Ζ相垂直，而光束1 1 8必須與機械軸Μ平 行。然而’嚴密的調整過程對產生平行光束1 1 8是很必 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公廣) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 —8 — 318885 經 濟 部 t 央 橾 準 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 B7 五、 發明説明（ 6 ) 1 I 要 的 〇 透 AiV 鏡 1 2 0 的 光 學 軸 0 需 要 eta 與 外 殼 1 1 6 的 機 械 軸 1 1 I Μ 調 成 一 線 〇 雷 射 二 級 管 光 源 1 1 4 必 須 與 光 學 軸 〇 調 成 1 1 I 一 線 0 簡 言 之 、 雷 射 二 級 管 發 光 光 源 1 1 4 和 透 鏡 1 2 0 請 1 必 須 調 成 . 線 使 之 共 有 一 個 中 心 0 雷 射 二 級 管 發 光 光 源 先 閲 1 I 讀 1 I 1 1 4 必 須 通 過 透 鏡 1 2 0 沿 光 學 軸 0 聚 焦 於 長 度 F 〇 透 背 面 1 鏡 1 2 0 要 求 一 個 調 整 系 統 > 它 相 對 地 比 較 貴 〇 因 爲 它 需 注 意 1 I 事 1 要 擺 脫 透 鏡 的 一 些 毛 病 如 球 形 透 鏡 的 偏 差 像 散 現 象 再 1 填 1 〇 寫 本 頁 Γ 爲 了 使 消 費 者 買 得 起 雷 射 水 平 儀 光 學 系 統 > 包 括 透 1 鏡 和 調 整 光 學 系 統 的 費 用 必 須 降 低 〇 此 項 發 明 通 過 將 要 1 1 求 不 那 麼 精 確 的 光 學 器 件 用 於 高 精 度 的 雷 射 水 平 儀 而 成 功 1 地 降 低 了 成 本 0 在 裝 備 上 此 發 明 利 用 了 低 價 雷 射 二 級 管 訂 I 0 這 些 雷 射 二 級 管 包 括 一 個 雷 射 發 光 光 源 和 光 學 組 合 件 0 1 1 它 們 統 統 被 裝 在 一 個 外 殼 裏 〇 光 學 組 件 價 廉 調 整 m 程 簡 1 1 | 單 便 捷 0 — 個 標 準 的 廉 價 雷 射 二 級 管 組 合 件 由 -* 個 雷 射 二 1 1 線 級 管 一 塊 線 路 板 —. 個 廉 價 的 聚 焦 透 鏡 和 —- 個 外 殼 組 成 〇 一 個 成 品 的 雷 射 二 級 管 組 件 V L Μ — 6 7 0 取 白 台 灣 台 1 1 北 的 Qua r t on 公司 1 圖 二 顯 示 了 廉 價 標 準 雷 射 二 級 管 組 合 1 3 1 所 出 現 的 1 I 不 同 心 圓 偏 差 的 狀 況 〇 在 製 作 雷 射 二 級 管 的 CJH, 過 程 中 雷 射 1 1 I 二 級 管 1 3 2 是 被 粘 在 線 路 板 1 3 4 上 的 而 雷 射 二 級 管 1 1 1 3 2 的 線 路 板 1 3 4 是 與 透 鏡 1 4 0 — 起 被 安 裝 在 外 殼 1 1 3 6 中 的 〇 爲 此 透 鏡 1 4 0 和 雷 射 二 級 管 1 3 2 可 被 1 1 調 整 以 便 把 雷 射 束 1 3 8 校 準 巨 標 〇 有 ——* 點 需 注 意 雷 1 1 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ____B7 五、發明説明（7 ) 射二級管1 3 2應距雷射透鏡一個焦距遠，或調整雷射二 級管’使之對準透鏡1 4 0 »機械軸Μ與光學軸不在一線 ’光束1 3 8不能與機械軸μ平行。 圖四顯示了雷射束1 4 6在標準廉價雷射發光二級管 組件中的圖。代之與機械軸Μ平行，光束1 4 6將能集焦 於從機械軸Μ到點147的光束距離R。 ’人們通常認爲廉價.雷射組合件中的光學器件不可用於 雷射水平儀。每個雷射組合件將產生一道雷射光束，而這 道光束與機械軸Μ有著無法預測的角度變更關係。圖五展 示了這種關係與三個雷射二級管組合件1 5 6、1 5 8、 1 6 0和機械軸Ml、M2、M3的組合，以及雷射線 150、152、154 的散布。 此項發明爲調整從標準廉價雷射二級管發射出的雷射 束’並使之與雷射水平儀的旋轉軸相垂直，提供了新方法 。在安裝中’可用一個校準目標8 1和校準台8 3 ，如圖 6 _ 7所展示的那樣。在安裝時，如圖6所示，校準目標 8 1在一張平面圖上，使它垂直地放置在牆面上。此目標 有兩條相互垂直的線’一條是垂直參照線8 0，另一條是 水平參照線8 2。校正目標8 1的直徑尺寸大小約爲4英 尺，但精確的程度不是很嚴格。 圖七展示了校準台8 3的安裝，如準線位置包括了一 張精確的桌子8 4和一個能被調整水平面的高平面8 9 ， 外加一個嚴密的準線固定物8 6。這個固定物8 6是被架 置在堅固的桌子8 4上的。它有一個孔與桌子8 4垂直。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）" -10 - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
tT 線 318585 Α7 ________Β7 五、發明説明（8 ) 雷射組合件外殼3 6包括一個圓柱形的主軸3 7。它延伸 入孔8 8 ’使主軸3 7垂直于地面。線路通過主軸3 7， 連接雷射二級管組合件3 8和3 9。組合件外殼3 6和主 軸3 7的树料以不銹鋼爲佳。主軸3 7確定了一條旋轉的 Z軸。一個細長的孔被固定在雷射組合件外殼3 6的中心 ’與Z軸組合。雷射組合件外殼有兩個加工極爲精準的圓 柱形孔9 1和9 3 ’以便放置兩個雷射二級管3 8和3 9 。如圖所示，旋轉軸Z被主軸3 7固定而垂直於水平Η軸 ° Η軸則與圓柱形孔9 1和9 3的中心相交。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 儘管對其的精確度要求不很高，但校準目標81和校 準台8 3最好至少相距十五公尺。8 3和8 1被組合，使 得8 1的水平參照線8 2和雷射組合件外殻3 6的水平軸 Η相互平行’並在同—水平面上。一種能適當調整水平軸 Η和水平線8 2的方法是採用俄亥俄州得敦光譜物理公司 生產的精密1 1 4 2XL雷射水平儀。目標8 1的垂直參 考線與調整台8 3的圖表8 4垂直，並與主軸3 7平行。 雷射二級管組合件3 8和3 9被插入雷射組合件3 6的孔 9 1和9 3中》組合件3 8和3 9的尺寸正好適合組合件 外殻3 6中的孔，但能仍在雷射組合件外殼內旋轉。雷射 二級管組合件38被推動，其使雷射束射準目標81(見 圖六）’使雷射束點85出現於目標81上。由雷射二級 管組合件射出的雷射光束點8 5都可被隨意放在目標8 1 的任何位置。要指出的是，在雷射二級管組合件3 8被起 動前，點在組合件3 8的精確位置將不可能預測，其因有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） -11 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（9 ) H :在雷射源和聚焦透鏡間沒有中心，在雷射源和聚焦透 鏡間有隨意距離，光學軸的隨意調整與機械軸相關。當雷 /射二級管組合件3 8在組合件外殼3 8中旋轉時，雷射束 點8 5相應地旋轉。雷射二級管組合件3 8將旋轉，使雷 射束點8 5對準目標8 1的水平參照線8 2。在這一點上 ’將是雷射二級管組合件3 8的正確位置，將被用俄亥俄 州克利夫蘭的勞克泰特公司生產的勞克泰特牌強力膠水， 牢牢地固定在組合件外殻裏。兩個雷射二級管組合件3 8 和3 9將旋轉，使由雷射二級管組合件3 8和3 9射出的 雷射束點的位置沿水平參照線8 2排列。當由組合件3 8 和3 9射出的雷射束點被調整好後，它們將與主軸3 7垂 直》 圖八展示了無蓋側視雷射水平剖面圖和圖12的A— A線。圖八的雷射水平儀1有四個主要部件：上箱2、下 箱4、底座54和固定座50。上箱2和下箱4都是中間 凹凸對接。四個主要部件都需用A B S塑料那樣的堅固材 料注射成形製作。如圖10-11所示。兩種可替換的安 裝在一個金屬精加工平面3上的蓋帽將可放在上箱2上。 一個圓形的孔5被鑽在上箱2的頂面9上。孔5垂直於上 層面3。一個無油的軸承2 8正好被插入孔口 5，使軸承 2 8安裝在上箱2上。一個選用的軸承是含油青銅軸套， 編號爲B6 — 54，製造於加州聖他克拉的機械工業公司 。雷射二級管組合件外殼3 6內裝雷射發光二級管組合件 3 8和3 9 ，它們與前面提到的主軸3 7組合。一種適合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 x 297公釐） ----------------tr---------.^- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -12 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 〇18635 A7 _______B7 五、發明説明（1〇 ) 做主軸的材料是不銹鋼3 0 3。主軸3 7的外表要機械加 工和拋光，使之光滑。儘管無油2 8與主軸3 7正好吻合 ’但主軸3 7必須在無油軸承2 8中自由旋轉。一個護圈 3 0被用來檔:主皮帶輪2 4與無油軸承2 8的底部。可用 的護圈3 0由加州聖他克拉的機械工業公司生產，爲3 / 8英寸的不銹鋼’編號Q 2 — 3 7 »皮帶輪可用尼龍做。 它環繞在無油軸承2 8的外圈。 主皮帶輪2 4固定著磁鐵2 5。那組磁鐵2 5採用的 是新澤西州巴林敦的埃得蒙科學公司生產的直徑爲1 /4 ’厚3/16的M35 ，500磁鐵。主皮帶輪2 4由傳 動帶2 2將小皮帶輪2 0連在一起。傳動帶採用的是紐約 東羅可威的溫藩若得M.伯格公司生產的直徑爲1/16 英寸的圈，STS-70 — 226。小皮帶輪20 由尼龍製造》它正好裝在一個DC馬達14的軸100上 。DC馬達的貨號爲273 — 273，是65mA， 1 - 5 v到4 _ 5 v的馬達，由加州米爾皮他斯的無線電 薩克公司提供。框架16 (見圖九A)用螺釘17和 1 0 1固定在上箱2的內壁上，與D C馬達連接。框架採 用AB S塑料注射成形。自由輪3 2 (如圖八所示）是用 尼龍螺絲3 4緊密的與主軸3 7連在一起的。自由輪3 2 是甩尼龍做成。尼龍螺絲3 4爲6/3 2 — 1 /2英寸長 ，其爲空心，以便電線1 9能通過。電線與球形接觸器 3 5用螺釘3 4的頭支撐著焊接起來。球形接觸器用銅做 成。被拋光後，電刷1 8持續地保持電接觸器的光滑和導 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線： 13 - A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 五、 發明説明（ 11 ) 1 1 通 〇 1 I 白 由 輪 3 2 擁 有 —· 組 下 層 磁 鐵 2 6 〇 這 組 磁 鐵 2 6 爲 1 1 | Μ 3 5 5 0 0 » 由 新 澤 西 州 巴 林 敦 的 埃 得 蒙 科 學 公 司 生 請 ! 產 其 直 徑 爲 1 / 4 * 厚 3 / 1 6 英 寸 〇 下 層 磁 鐵 2 6 與 先 閲 1 I 讀 1 I 主 皮 帶 輪 2 4 的 上 層 磁 鐵 2 5 相 應 地 組 合 在 起 〇 上 層 磁 背 面 1 鐵 2 5 與 下 層 磁 鐵 2 6 的 極 性 位 置 正 好 相 吸 〇 當 D C 電 動 意 金 I 機 1 4 旋 轉 時 小 皮 帶 輪 2 0 通 過 皮 帶 2 2 帶 動 皮 帶 輪 爭 項 再 1 1 填 1 2 4 運 轉 〇 皮 帶 輪 2 4 的 旋 轉 和 上 層 磁 鐵 2 5 與 下 層 磁 鐵 本 1 2 6 的 相 互 吸 引 將 引 起 白 由 輪 3 2 的 旋 轉 從 而 使 得 主 頁 1 1 軸 3 7 和 雷 射 發 光 二 級 管 組 合 件 外 殼 3 6 旋 轉 0 1 1 另 —* 種 安 裝 方 法 是 將 磁 鐵 2 5 和 2 6 的 位 置 同 向 使 I I 它 們 相 互 排 斥 從 而 在 彈 簧 片 的 作 用 下 產 生 擺 振 〇 1 訂 I 如 圖 八 所 示 球 狀 接 觸 器 3 5 安 裝 在 電 刷 1 8 的 頂 部 1 > 與 電 刷 相 比 它 可 以 白 由 旋 轉 P 彈 簧 1 6 2 支 撐 著 電 刷 1 1 1 8 螺 釘 1 6 4 支 撐 著 彈 簧 1 6 2 〇 在 選 擇 安 裝 時 電 1 | 刷 用 了 ~ 個 豌 狀 光 滑 的 上 層 盤 而 非 — 個 平 面 這 使 它 不 斷 線 與 球 狀 接 觸 器 接 觸 〇 電 刷 1 8 與 球 狀 接 觸 器 3 5 間 的 電 流 1 I 通 過 電 線 1 9 向 雷 射 發 光 二 級 管 組 合 件 3 8 和 3 9 供 電 0 1 1 雷 射 發 光 二 級 管 組 合 件 型 號 爲 V L Μ — 6 7 0 由 台 灣 台 1 北 的 Q ua rt on 公司生產< 用- -根電線將與- -個電池] L 2 I 相 連 的 電 刷 1 8 連 接 0 雷 射 發 光 二 級 管 組 合 3 8 和 3 9 的 1 1 地 線 是 由 雷 射 發 光 二 級 管 組 合 件 3 8 和 3 9 的 不 銹 鋼 外 殼 1 1 提 供 的 0 地 線 是 通 過 不 銹 鋼 主 軸 3 7 不 銹 鋼 Abc m 油 軸 承 1 1 2 8 和 電 池 1 2 連 接 的 電 路 所 建 立 〇 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 一— ---^ 1 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 A7 —_._____. i、發明説明（12 ) —個L E D指示器1 0裝在上箱2的前面。它的型號 爲276 — 025 ，由加州密爾皮他斯的無線電薩克公司 供貨。電源接通時，LED指示器就會亮。開關8也安裝 在上箱2的前面。開關在無線電薩克公司有賣，型號爲 2 7 5 — 6 3 4。開關8接通電於雷射發光二級管組合件 3 8和3 9。第二個開關（沒有顯示在圖上）用來通電於 D C電動機1 4。下箱4用螺釘把上箱2連在一起。下箱 4的底部表面是平面的。下箱4的底部與上箱2的頂部表 面是平行的。下箱4有一組6個電池1 2，其被用於雷射 水平儀1的電源。這組電池以、A A "碱性高能電池爲好 。下箱4的可移動底蓋6是電池12的裝入口。 圖九A是帶一個十字線輔助器9 0的雷射水平儀1的 前視剖面圖。雷射水平儀1的剖面圖沿圖1 2的B — B線 展開。底盤5 4由兩個軌道5 5和5 9安裝，使之相互平 行並在一個平面上。下箱4的底座有兩個長槽5 7和6 1 。它們相互平行，在一個水平面上，並平行於上箱2的上 部表面3。下箱4被安裝在底盤5 4上，用長槽5 7和 6 1以及平行軌5 5和5 9作相互銜接。底座5 〇和底盤 5 4的頂部表面被安裝成平面。兩根有螺紋的螺柱1 〇 2 和1 04分別被護圈連接到底盤54上。螺紋柱1 〇2被 連在底盤5 4左外邊的中心。螺紋柱1 〇 4被連在底盤 5 4前外邊的中心。螺紋柱1 0 2和1 〇 4都由不绣鋼製 作*可作調整的輪子5 8和6 0分別被螺絲固定在柱子 1 02和1 04上，以用於調整底盤54的水平。調整輪 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 15 - 318685 Α7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 _Β7_五、發明説明（13 ) 的型號爲9 3 3 0，聖荷西的拉特闌工業公司有貨。萬向 接頭5 2的尾端與底盤5 4的右邊底部相連接。而它的另 一頭與底座5 0相連接，使底盤5 4在調整輪5 8和6 0 作高度調整旋轉時能圍繞接頭5 2轉動。接頭5 2爲球形 萬向軸承，型號R J S _ 4，加州聖他克拉的機械工業公 司有售。爲連接普通照像機三角架之用的螺紋孔5 6被安 置在底座5 0的底部表面。它使得安裝標準照像機三角架 很方便。兩個底架孔5 1和5 3被鑽孔在底座5 0的上邊 。這使得雷射水平儀1能方便地掛在牆上。底架孔5 1和 5 3的中心線界定了一條在平面之內的由雷射水平線畫定 的線，（此線未在圖中顯示）例如：如果用雷射水平儀1 在牆上掃描一條水平線，雷射水平儀1可被掛在釘在這條 水平線上的兩個釘子上。釘孔5 1和5 3正好在這條水平 線上。 如圖9 A所示’十字線輔助器9 0裝在上箱2的上部 表面3上。輔助器9 0的第一面鏡子9 2被調整在雷射束 9 6的高度。第一面鏡子呈4 5度，將雷射束9 6反射到 第二面鏡子9 4。圖9 B顯示了十字線輔助器沿f — F線 的前視圖，第二面鏡子呈4 5度，反射雷射束9 0度。鏡 子9 2和9 4型號爲M3 1 ，〇 1 1 ，新澤西州巴林敦的 埃得蒙科學公司有售。雷射水平儀1把一道旋轉的水平雷 射束9 6射入十字線輔助器9 0，將畫出—條與水平面相 交的垂直線。 圖十顯示了蓋7 6的安裝剖面圖。蓋7 6裝置在上箱 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
Ο JL 8〇85 Α7 Β7 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 五、發明説明（14 ) 2的上層表面3上（見圖八）’其呈圓形，由6 0 6 1型 鋁合金切削製造。當C軸被安裝在上層表面3時（見圖十 )，它將與軸Z重合（見圖八）。蓋76的內壁緊靠中央 梯台1 7 0的外壁1 7 2。蓋7 6繞中央梯旋轉。中央梯 最好用像上層表面3那樣堅固的材料製造。蓋7 6的頂部 和底部都是平面，上下平行。一圓形水珠準直顯示器4 2 被安放在蓋7 6的頂部。水珠準直顯示器4 2的型號爲Μ 4 2，7 6 3 ，由新澤西州巴林敦的埃得蒙科學公司出品 。蓋76扣在雷射發光二級管組合件外殼36的外面，這 使它能與上箱2的上層表面3緊密相連。彈簧7 2垂直地 緊壓在軸7 5的一邊。它正對雷射發光組合件外殼的中心 ，並與槽7相交連。它由0.1毫米厚的彈簧鋼製成。主 軸亦需用不銹鋼製作。彈簧7 2的長度從主軸7 5延伸到 靠近蓋7 6的內壁之處，並被緊附在蓋7 6內壁上的間隔 接觸器7 4所阻隔。間隔接觸器需用鋁製作。 本發明可採用不同型號蓋7 6。如圖十所示，蓋7 6 被安裝在雷射水平儀1上（見圖八）。用水珠準直 顯示 器4 2爲參照，雷射水平儀1用調整輪5 8和6 0來精確 地調整與地面的位置。可選擇的安裝方法是把一個水珠準 直顯示器或一系列這種顯示器安放在上箱2的上層表面3 上（見圖八）。在雷射水平儀1被安裝好後，蓋7 6可以 拿掉。當打開僅供雷射發光二級管工作的電源開關時，雷 射發光二級管組合件3 8和3 9會射出兩個水平的雷射點 。依照兩點可以確定一條直線的原理，兩個雷射水平光點 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 17 - A7
經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 五、發明説明（15 ) 可連出一條水平線，供使用者參照。 在這個平面圖裏’第二個開關沒有在圖上顯示出來， 其目標是驅動電動機D C1 4轉動。電動機的旋轉帶動主 皮帶輪2 4。在皮帶輪的上面是上層磁鐵2 5，如圖八所 示。因下層磁鐵2 6與上層磁鐵相吸引，自由輪3 2與下 層磁鐵連接一起，同時轉動。又因自由輪3 2與主軸3 7 連在一起，故雷射發光二級管組合件外殼3 6也將旋轉。 由雷射發光二級管組合件外殼3 6裏的雷射發光二級管組 合件3 8和3 9發射出的雷射束，被調整成垂直於主軸 3 7，因而雷射水平儀1將產生一條水平參照線。 在這一簡圖中，蓋7 6被安置在雷射水平儀1上。因 軸頂端7 7 (見圖十）延伸進組合件外殼3 6中的槽7 ( 見圖八），組合件外殼36與短軸75連在一起。當短軸 頂端7 7與孔槽7合適地連接，雷射發光二級管組合件 3 8和3 9將雷射束從蓋7 6的一個開口 1 1 〇發射出來 。雷射發光二級管組合件外殼3 6旋轉時，彈簧7 2會受 到接觸器7 4的阻隔。一當出現此現象，雷射發光二級管 組合件外殼3 6將暫時向相反方向旋轉，因爲彈簧7 2產 生了足夠的強力把下層磁鐵2 6與上層磁鐵2 5分離。當 上層磁鐵2 5和下層磁鐵2 6相反互協諷並一起旋轉時， 雷射發光二級管組合件外殻3 6將回到原來的方向，作旋 轉。這種旋轉方向的逆轉會在平面目標表面產生非常短而 亮的參照線，即一條擺振的線。若沒有蓋7 6 ，雷射發光 水平儀1會產生3 6 0度的參照平面。加上蓋7 6，雷射 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） f碕先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂_ 線 18 - A7 B7 五、發明説明（16 ) 水平儀1將產生一條短而 圖+—展示的是另一 。這一 上。這 部表面 7 8的 新澤西 發光二 面與上 用卡圈 。軸7 箱2連 如 圖十四 安裝包 樣軸線 是平面 頂部相 州巴林 級管組 箱2的 7 1與 0末是 接，軸 圖十
D 括蓋7 8， D將與軸線 ，相互平行 連。顯示器 敦的埃得蒙 合件外殼3 上層表面緊 蓋7 8的底 軸頂端偏嘴 頂端偏嘴7 和十四A所 展示了雷射 亮的線 種頭蓋 它正好 Z重疊 。圓形 4 3的 科學公 6的外 密相連 部相連 7 9。 9正好 示，擺 水平儀 ，其對使 結構形影 裝在上箱 一起。蓋 水珠準直 型號爲Μ 司有貨。 面。這使 (見圖八 的。軸7 當蓋7 8 與槽7吻 軸柄9 8 1的擺動 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 是沿圖十一的G — G線展示的部分剖面圖 安置於擺軸柄9 8中。圓釘9 9被固定在 。偏心輪6 6和圓釘9 9都用尼龍做成。 外圈有齒。帶齒的偏心圓輪6 6中心與第 而第二軸6 7用卡圈7 3與蓋7 8的頂端 第二軸6 7可用不銹鋼製作。 如圖十一所示，電馬達6 2帶動一個 如齒輪總成6 4按順時針方向與偏心圓輪 相連。電馬達6 2和齒輪6 4是D C馬達 號爲S — 1 4 8的齒輪總成，日本東京的 用者十分 式的安裝 2的上層 7 8的頂 顯示器4 4 2，7 蓋7 8扣 蓋7 8的 )。主軸 0與軸線 恰到好處 合（見圖 與軸7 0 方式。圖 。凹槽1 偏心輪6 偏心圓輪 二軸6 7 表面連接 齒輪總成 6 6的外 組合，其 Futaba 有用。 剖面圖 表面3 部和底 3與蓋 6 3， 在雷射 底部表 7 0是 D重疊 地與上 八）。 相連。 十四A 0 6被 6上面 6 6的 相連。 起來· 6 4， 部齒輪 是 型 公司有 -----------.------、#------線一- (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -1 Ω _ 19 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 -^ Ο ^ Ο r ^χοοοο Α7 Β7 五、發明説明（17 ) 貨。圖十四A — D顯示了偏心圓輪6 6的旋轉運動：它怎 樣將由雷射發光二級管組合件3 8和3 9發射的光束 1 0 8轉爲擺動運動的。當偏心圓輪6 6作逆時針方向旋 轉時，擺軸柄9 8隨軸7 0轉動。圖十四a顯示了擺軸柄 9 8的最初位置與軸7 0的關係。凹槽1 〇 6裏的圓釘 9 9在三點鐘的位置’當偏心圓輪6 6繞著第二主軸6 7 作9 0度逆時針旋轉時’擺軸柄9 8的末端移動到左邊， 圓針9 9相對應地移到十二點鐘的位置（如圖十四B )。 圖十四C顯示’當齒輪6 6旋轉另一個逆時針9 0度後， 圓釘9 9移到九點鐘的位置。圖+四D顯示齒輪6 6又轉 了逆時針9 0度後，圓釘9 9移到六點鐘的位置。圖十四 A — D顯示了雷射線1 0 8所作的鐘擺似的運動。 圖十二展示的是雷射水平儀1的蓋7 8的頂視圖。圖 十二的A - A線上半部展示了蓋7 8中的機械狀況。偏心 圓輪6 6的外部齒輪與齒輪總成6 4連在一起。它由D C 電動馬達6 2帶動。如圖所示，馬達6 2被安放在蓋7 8 的左上邊。如前面提到的，當D C電動馬達6 2轉動時， 它使得擺軸柄9 8隨軸7 0 —起擺動。 當蓋7 8與上箱2的頂部表面3裝在一起時，軸頂端 偏嘴7 9 (見圖十一）將安裝在槽7裏（見圖八），並與 雷射發光二極管組合件外殼3 6 —起擺動》另一個D C電 動馬達4 4和齒輪4 6裝在一起。齒輪4 6的D C電動馬 達4 4的型號是S — 1 4 8，日本東京的 Futaba公司有 供應。當蓋7 8被安裝在上箱2的上層表面3上時’齒輪 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格( 210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 -20 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（18 ) 4 6將與裏面的內齒圈4 8相互咬住。內齒圈4 8的型號 爲SIE632 — 048A120，紐約州新海德公園的 德塞內特若尼克公司有貨。當蓋7 8被裝在雷射水平儀1 上，D C電動馬達4 4開始運轉時，蓋7 8將繞D軸線旋 轉（見圖十一）。另一種安裝是：雷射光平儀1可由一個 印刷電路板（P C B )遙控接收器4 0遠距離控制。這個 接受器裝在蓋7 8裏。它由加州洛杉磯Ming工程公司生 產，可接收遙控發射器發射的3 OMh z的RF信號。這 個遙控發射器也由同一家公司生產。其信號由接收器4 0 譯解。D C電動馬達4 4通過一個小的普通的繼電器來控 制。另一種蓋7 8的安裝方式是：P CB接收器4 0和齒 輪4 6的D C電動馬達4 4可以不用。在此情況下，使用 者可用人工來轉動蓋7 8。 如圖十二所示，電源是通過一個金屬電壓圈1 7 6和 與上層表面3相連的金屬地圈1 7 4提供給蓋7 8的。兩 根導管（沒在圖中顯示出來）與電壓圈1 7 6和地圈 1 7 4的電池1 2相連。另一對導管連著7 8的底部表面 ’並提供電源給DC電動馬達6 2和4 4 (見圖十一）》 圖十一展示蓋7 8是被安裝在雷射水平儀1上的（見 圖八）。圖八顯示軸頂端7 9延伸進槽7 »因此，主軸 7 0與雷射發光二級管組合件外殼3 6栓在一起，同時雷 射發光二級管組合件3 8和3 9從蓋7 8內的一個開口處 向外發射雷射束。用水珠準直顯示器作參照，當雷射水卒 儀1用調整輪5 8和6 0調平後，雷射發光二級管組合件 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-° 練 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ί8385 Α7 _____Β7_ 五、發明説明（19 ) 3 8和3 9套上電開關8通電》DC電動馬達6 2啓動。 這使得偏心輪6 6來回擺動軸7 0，如前面提到的圖十四 A — D。因軸7 0是栓在雷射發光二級管組合件外殼3 6 上的’雷射發光二級管組合件外殻3 6也將隨之來回擺動 。伴著雷射發光二級管組合件3 8和3 9的運作，這個擺 動將在平面目標表面產生一條長的參照線》通過人工旋轉 蓋78 ’這條參照線可以圍繞軸Z作360度旋轉。一種 自動旋轉蓋7 8的方法是通過第二D C電動機4 4的運轉 提供的。小齒輪4 6將與固定在雷射水平儀1上層表面的 內齒圈4 8作反向旋轉，從而帶動蓋7 8的旋轉。第二 D C電動機4 4也能用遙控裝置P C B接受器和發射器來 實施遙控。 圖十三A和十三B顯示了雷射水平儀1的兩個相互垂 直方向。所有的上箱2和下箱4的邊都是水平的，與上層 表面3垂直。底座5 4被安裝爲水平面。上箱2和下箱4 被安置在圖十三A和十三B所顯示的位置上。這使使用者 能在除水平線外再畫出兩條參照線。例如，雷射水平儀1 能提供一個垂直於水平參照面的垂直參照面和一個同時垂 直於垂直參照面和水平面的另一垂直參照面。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 29"7公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線； -22 -