專利名稱：用于激光振動體的二線式電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于激光振動體的電路，更具體地涉及一種用于激光振動體的二線式電路。
背景技術(shù)：
本新型激光振動體，如在美國專利申請?zhí)?0/544,976中公開的且合并參考其全文，提供了一種具有用以發(fā)射用于水準測量的激光線的多個激光二極管的激光振動體。這些激光可以以“直線”形式操作，其中只激發(fā)一束激光以產(chǎn)生投射到目標上的直線，或這些激光以“360度”形式操作，其中激發(fā)所有激光束并將其投射為360度弧的水平線。
按上述說明，把激光二極管裝配在重力作用下自由擺動的振動體上。這樣使激光二極管在重力下自然產(chǎn)生水平光線為振動體中心。然而，為了激發(fā)出水準測量激光必須向激光二極管提供動力。以前，一對細絞線從振動體連接激光二極管到一個未安裝在振動體上的電源。然而由于線的硬度，這些絞線可能會影響水準測量的精確度，從而妨礙振動體在重力作用下自由擺動。當要求激光二極管不同時工作時，通常的解決方法是使用第三根線。這第三根線會進一步限制振動體自由擺動的能力，從而進一步降低振動體的精確度。
現(xiàn)在，本發(fā)明的目的就是提出具有用二線式電路來彼此獨立地控制多個激光二極管而不降低振動體的精確度的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于激光水準儀的二線式激光控制電路包括一個裝在外殼上并有電流通過的開關(guān)。這個開關(guān)具有第一位置和第二位置。在振動體上裝有二極管電橋。把多個激光二極管裝配在振動體上并電氣連接到二極管電橋。第一導(dǎo)線從開關(guān)延伸到二極管電橋。第二導(dǎo)線從開關(guān)延伸到二極管電橋。當開關(guān)在第一位置時，來自開關(guān)的電流經(jīng)過第一導(dǎo)線流向二極管電橋和多個激光二極管中的一個。當開關(guān)在第二位置時，來自開關(guān)的電流經(jīng)過第二導(dǎo)線流向二極管電橋和所有的多個激光二極管。
本發(fā)明的進一步的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)南挛闹薪o出的詳細描述中變得顯而易見。我們應(yīng)當明白，詳細的描述和具體的例子在表示本發(fā)明的優(yōu)選實施例的同時僅是為了說明的目的而不是要限制本發(fā)明的范圍。


從詳細的描述和附圖將使本發(fā)明變得更易充分的理解，其中圖1是一個典型的激光水準測量設(shè)備，它并入了依照本發(fā)明的原理而構(gòu)造的二線式激光控制電路；圖2A是在直線模式中依照本發(fā)明的原理而構(gòu)造的二線式激光控制電路的原理圖；圖2B是在360°模式中本發(fā)明的二線式激光控制電路的原理圖；圖3是依照本發(fā)明的原理而構(gòu)造的第二二線式控制電路的原理圖；圖4A是在加鎖狀態(tài)中根據(jù)本發(fā)明的原來構(gòu)造第三二線式控制電路的原理圖；和圖4B是在未加鎖狀態(tài)中本發(fā)明的第三二線式激光控制電路的原理圖。
具體實施例方式
優(yōu)選實施例的下列描述僅是示范性的而并非要限制本發(fā)明、其應(yīng)用或使用。
參考圖1，示出了典型的激光振動體并通常用參考數(shù)字10來標記。激光振動體10包括依照本發(fā)明的原理而構(gòu)造的二線式激光控制電路，并在圖2和圖3中通常以參考數(shù)字100來標記。激光振動體10通常包括一個支持振動體14的外殼12。多個激光二極管16裝在振動體14的頂部。當振動體14自由擺動時，多個激光二極管16停留在一個水平面。電源開關(guān)18和模式選擇開關(guān)20裝在外殼12上，與振動體14分開。開關(guān)18、20可以是按鈕也可是其它已知類型的開關(guān)。電源22，例如多個電池，位于外殼12中。電源22通過電源開關(guān)18和通過模式選擇開關(guān)20與多個激光器16電氣連接。
翻到圖2A，現(xiàn)在將詳細描述二線式激光控制電路100。二線式激光控制電路100主要包括電源22、開關(guān)板102、配電盤104、以及包含第一激光二極管106、第二激光二極管108和第三激光二極管110的多個激光二極管。
電源22和開關(guān)板102電氣連接。電源22最好是提供確定電壓的常規(guī)DC或AC電源。在給出的特例中，電源22給開關(guān)板102提供9伏交流電。
開關(guān)板102和電源22及配電盤104電氣連接。開關(guān)板102裝在外殼12上(圖1)，且包括電源開關(guān)18和模式選擇開關(guān)20。這個電源開關(guān)和電源22及模式選擇開關(guān)20電氣連接。電源開關(guān)18最好是一個單柱雙向開關(guān)。因此，電源開關(guān)18給出了包括“開”位置和“關(guān)”位置的兩個位置。當電源開關(guān)18在“開”位置時，電流從電源22經(jīng)過電源開關(guān)18流向模式選擇開關(guān)20。當電源開關(guān)18在“關(guān)”位置時，從電源開關(guān)18流過的電流被切斷。
模式選擇開關(guān)20是雙柱雙向開關(guān)，具有“直線”位置和“360度”位置。如下列更詳細的描述，“直線”位置僅給第一激光二極管106提供電流而“360度”位置給所有的激光二極管106、108、110提供電流。雖然在給出的特例中，電源開關(guān)18和模式選擇開關(guān)20是分開提供的，應(yīng)當理解它們可結(jié)合為雙柱三向開關(guān)，如圖4、5、6所示。
繼續(xù)參考圖2A，配電盤104和在開關(guān)板102上的模式選擇開關(guān)20電氣連接。然而，配電盤104位于振動體14上。配電盤104包括第一二極管D1和二極管電橋114。二極管電橋114包括四個二極管，記作D2、D3、D4和D5。二極管D2和D3串聯(lián)，二極管D4和D5串聯(lián)，二極管D2、D3和二極管D4、D5并聯(lián)。
二極管D1-5和模式開關(guān)20協(xié)作，以選擇性地給第一激光二極管106或者所有的三個激光二極管106、108和110供電。在給出的例子中，二極管D1與二極管D2和D3之間的位置電氣連接并且與第二和第三激光二極管108、110電氣連接。二極管電橋114依次從二極管D3和D5之間的位置電氣連接到第一激光二極管106。每個激光二極管106、108、110也和二極管電橋114在二極管D2和D4之間的位置上電氣連接。
兩個電氣連接器，最好是導(dǎo)電的絕緣導(dǎo)線，在外殼12上的開關(guān)板102和振動體14上的配電盤104之間的間隔上跨越。標記為參考數(shù)字116的第一導(dǎo)線，在二極管D4和D5之間的位置將模式選擇開關(guān)20和二極管電橋114連接。標記為參考數(shù)字118的第二導(dǎo)線，將模式選擇開關(guān)20連接到二極管電橋114和第一二極管D1之間的位置。
當模式選擇開關(guān)20在“直線”位置并且電源開關(guān)18在“開”位置時，僅對第一激光二極管106給予電壓。在圖2A中用箭頭標出電流通路。特別地，電流經(jīng)過電源開關(guān)18從電源22流向模式選擇開關(guān)20。然后電流通過第一導(dǎo)線116流入二極管電橋114，通過二極管D5流向第一激光二極管106。二極管D3和D4阻止電流通過，這是由于它們僅容許單向(one-way)電流流過。然后給第一激光二極管106電壓并從那里發(fā)出激光線柱。從第一激光二極管106到二極管電橋114，通過二極管D2，通過第二導(dǎo)線118到模式選擇開關(guān)20，通過電源開關(guān)18，最后到達電源22，這樣完成了源自第一激光二極管106的電路。
參考圖2B，當模式選擇開關(guān)在“360度”的位置并且電源開關(guān)在“開”位置，給予所有三個激光二極管106、108和110電壓。在圖2B中用箭頭標出電流通路。特別地，電流從電源22經(jīng)過電源開關(guān)18然后經(jīng)過模式選擇開關(guān)20。電流然后經(jīng)過第二導(dǎo)線118流向二極管D1和二極管電橋114。電流通過二極管D1繼而給第二和第三激光二極管108、110電壓。電流通過二極管電橋114流經(jīng)二極管D3繼而給第一激光二極管106電壓。二極管D2和D5阻止電流通過(therethrough)。從激光二極管106、108、110到二極管電橋114，通過二極管D4，通過第一導(dǎo)線116，通過模式選擇開關(guān)20，通過電源開關(guān)18到達電源22，這樣完成了電路。
應(yīng)用上述構(gòu)造，僅需要兩根導(dǎo)線(116和118)來選擇性地給激光二極管106、108、110電壓。這樣降低了外殼12(圖1)和振動體14(圖1)之間的干擾，從而使得振動體14在重力作用下能自由擺動，實現(xiàn)精確水準測量。
參考圖3，二線式激光控制電路的第二個實施例通常由參考數(shù)字200來表示。二線式激光控制電路200基本等同于在圖2A和2B中說明的控制電路100。然而，控制電路200用開關(guān)202將電源開關(guān)18(圖2A、2B)和模式選擇開關(guān)(圖2A、2B)結(jié)合起來。而且，相應(yīng)于垂直激光和水平激光僅提供兩個激光二極管106、108。最后，控制電路200包括第一電阻R1和第二電阻R2。
開關(guān)202是二柱四向開關(guān)，包括開和關(guān)的位置以及用于單個或者一起激活二極管106、108的位置。電阻R2安在二極管電橋114和激光二極管106之間，而電阻R1位于二極管電橋114和激光二極管108之間。二線式激光控制電路200的工作和電流流動基本上等同于圖2A和2B中所顯示和描述的二線式激光控制電路100的工作。特別地，如圖3所示，當開關(guān)202在水平和垂直激光、振動體鎖定位置時，開關(guān)202在連接器206A和206B之間以及在連接器204A和204B之間連接。因此，電流從電源22經(jīng)過連接器204A、204B通過導(dǎo)線118到達二極管電橋114和二極管D1。電流然后流經(jīng)二極管D3、電阻R2、和激光二極管106。流經(jīng)二極管D1的電流也經(jīng)過垂直激光二極管108并且返回二極管電橋114的二極管D4，然后經(jīng)過導(dǎo)線116返回到達開關(guān)202并且返回到電源22。
當開關(guān)被移至“開鎖(offlock)”的位置時，電極被置于連接器204B、204C以及電極連接器206B和206C之間。因此，未有任何電流供給導(dǎo)線116、118。當移動開關(guān)202至水平激光振動體解鎖位置時，電極不但被置于連接器204C和204D之間而且被置于電極206C和206D之間。因此，電流從電源22經(jīng)過開關(guān)202通過導(dǎo)線116到達二極管電橋114，且在這個橋中電流流經(jīng)二極管D5、電阻R2和水平激光二極管106。接著電流流回二極管電橋114，經(jīng)過二極管D2，經(jīng)過導(dǎo)線118，返回經(jīng)過開關(guān)202到達電源22。當移動開關(guān)至垂直和水平振動體的解鎖位置時，電極被置于連接器204D、204E和連接器206D和206E之間的位置。因此，電流從電源22流經(jīng)開關(guān)202，通過導(dǎo)線118，其中電流在電阻R1和二極管電橋114之間分流。當流經(jīng)二極管電橋114的電流流經(jīng)二極管D3、經(jīng)過電阻R2、經(jīng)過水平激光二極管106返回二極管電橋114并由此經(jīng)二極管D4到達導(dǎo)線116接著返回經(jīng)過開關(guān)202到達電源22時，流經(jīng)電阻R1的電流流經(jīng)二極管D1和垂直激光二極管108。
參考圖4A，二線式激光控制電路的第三個實施例通常由參考數(shù)字300來表示。圖中的箭頭以基于開關(guān)位置而改變電流方向來標出電流。二線式激光控制電路300基本上等同于在圖3中說明的二線式激光控制電路200。但是第二激光二極管108并不與開關(guān)302直接電氣連接而是與二極管電橋114上的二極管D4和D5之間的位置電氣連接。另外，來自第二激光二極管108的返回電流流經(jīng)振動體14和外殼12(圖1)之間的連接器304。特別地，通過鎖住振動體14以致振動體14不能在外殼12內(nèi)自由擺動，從而在連接器304上創(chuàng)建機械溝(mechanical gap)以使返回電流不能通過連接器304。如圖4B由箭頭所代表的電流所示，將振動體14移至解鎖位置會關(guān)閉機械連接(mechanical connection)304，從而使流經(jīng)第二激光二極管108的返回電流可以通過以致僅有水平激光二極管108被給予電壓。
返回參考圖4A，開關(guān)302包含連接器306A-306F和連接器308A-308F。當開關(guān)302置于垂直和水平激光鎖定位置，如圖4A所示時，開關(guān)電極連接在連接器308A、308B之間和在連接器306A和306B之間。因此，源自電源22的電流流經(jīng)連接器306A、306B，通過與水平激光二極管108相連的導(dǎo)線116。隨著連接機構(gòu)(connection)304由于振動體在鎖定位置而分離，伴隨著電流流經(jīng)二極管D5、垂直激光二極管106而返回二極管電橋114，電流繼續(xù)流向二極管電橋114。接著電流流經(jīng)二極管D2并且返回通過導(dǎo)線118到達開關(guān)302和電源22。當開關(guān)302在“開鎖”的位置時，電極連接在連接器308B和308C之間以及在連接器306B和306C之間從而使自電源沒有電流被提供給任一激光二極管。當開關(guān)302被移至水平(“H”)激光器位置時，由此電極連接在連接器308C和308D之間以及在連接器306C和306D之間，如圖4B所示。然后電流按箭頭的方向流動以致電流流經(jīng)電阻R2并通過導(dǎo)線116、水平激光二極管108并伴隨著振動體在解鎖位置，完成連接304從而使電流通過連接器304返回電源22。隨著開關(guān)302移至垂直(“V”)位置，開關(guān)的電極連接在連接器308D和308E之間以及在連接器306D和306E之間。電流接著從電源22流經(jīng)開關(guān)302并伴隨著電流從連接器306D流入連接器308，以致電流接著流經(jīng)電阻R1和導(dǎo)線118到達二極管電橋114。然后電流流經(jīng)二極管D3到達激光二極管106，接著返回二極管電橋114，流經(jīng)二極管D4并通過關(guān)閉的連接器304返回電源22。
隨著開關(guān)302置于水平和垂直激光二極管(“H&V”)的位置，電極連接在連接器308E和308F之間以及在連接器306E和306F之間，從而使源自電源22的電流從連接器306E流向連接器306F并因此經(jīng)過電阻R2，該電阻R2將電流經(jīng)由導(dǎo)線116傳給水平激光二極管108。該電流也同時通過對角(diagonal)開關(guān)連接310，從連接器306D到達連接器308E并且隨后到達連接器308F。因此，電流也流經(jīng)電阻R1，通過導(dǎo)線118到達二極管電橋114。電流接著流經(jīng)二極管D3到達垂直激光二極管106，然后返回二極管電橋114，經(jīng)過二極管D4并通過關(guān)閉的連接器304返回電源22。因此，隨著電流并行流過，水平和垂直激光器都被給予了電壓。
本發(fā)明的描述本質(zhì)上僅是示例性的，因此，未離本發(fā)明要旨的變體也要歸于本發(fā)明的范圍內(nèi)。這類變體并不被視作背離了本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于激光水準儀的激光控制電路，包括與電源相連的裝在外殼上的開關(guān)，該開關(guān)有第一位置和第二位置；裝在振動體上的二極管電橋；與二極管電橋電連接且裝在振動體上的多個激光器；從開關(guān)延伸至二極管電橋的第一導(dǎo)線；和從開關(guān)延伸至二極管電橋的第二導(dǎo)線；其中當開關(guān)在第一位置時來自開關(guān)的電流流經(jīng)第一導(dǎo)線到達二極管電橋并且到達多個激光器中的一個，當開關(guān)在第二位置時，來自開關(guān)的電流流經(jīng)第二導(dǎo)線通過二極管電橋并且到達所有的多個激光器。
2.如權(quán)利要求1所述的激光控制電路，其中當所述開關(guān)在所述第一位置時，所述開關(guān)通過所述第一導(dǎo)線給所述二極管電橋提供電流，并且當所述開關(guān)在所述第二位置時，所述開關(guān)通過所述第二導(dǎo)線給所述橋提供電流。
3.如權(quán)利要求2所述的激光控制電路，其中所述二極管電橋包括與第一導(dǎo)線相連的第一二極管，當開關(guān)在第一位置時，使得電流流向所述多個激光器中的一個；和與所述多個激光器中的一個相連的第二二極管，使得電流從所述多個激光器中的所述一個流經(jīng)所述第二二極管、所述第二導(dǎo)線及所述開關(guān)返回所述電源。
4.如權(quán)利要求3所述的激光控制電路，其中所述二極管電橋包括與所述第二導(dǎo)線相連的第三二極管，當開關(guān)在所述第二位置時，使得電流流向所述多個激光器中的所述一個，和與所述多個激光器中的所述一個相連的第四二極管，使得電流從所述多個激光器中的所述一個流經(jīng)所述第四二極管、所述第一導(dǎo)線及所述開關(guān)返回所述電源。
5.如權(quán)利要求4所述的激光控制電路，其中當開關(guān)在所述第二位置時，所述第二導(dǎo)線與第五二極管相連，其使得電流從所述第二導(dǎo)線流向所述多個激光器中余下的那些激光器。
6.如權(quán)利要求5所述的激光控制電路，進一步包括了在所述第二導(dǎo)線和所述第五二極管之間設(shè)置的電阻。
7.如權(quán)利要求4所述的激光控制電路，進一步包括了在所述第三二極管和所述多個激光器中的所述一個之間設(shè)置的電阻。
8.如權(quán)利要求1所述的激光控制電路，其中所述開關(guān)包括了一個第三位置，在該位置電源與所述第一和第二導(dǎo)線斷開。
9.一種用于激光水準儀的激光控制電路，包括與電源相連的裝在外殼上的開關(guān)，該開關(guān)有第一位置和第二位置；裝在振動體上的二極管電橋；與二極管電橋電氣連接且裝在振動體上的多個激光器；從開關(guān)延伸至所述多個激光器中的一個的第一導(dǎo)線，所述多個激光器中的所述一個與二極管電橋電連接；和從開關(guān)延伸至二極管電橋的第一導(dǎo)線；其中當開關(guān)在第一位置時，電流從開關(guān)流經(jīng)第一導(dǎo)線到所述多個激光器中的所述一個并返回所述電源，其中當開關(guān)在第二位置時，電流從開關(guān)流經(jīng)第一導(dǎo)線到所述多個激光器中的所述一個并返回所述電源，同時電流從開關(guān)通過第二導(dǎo)線流經(jīng)二極管電橋到達所述多個激光器中剩余的一個并返回所述二極管電橋和所述電源。
10.如權(quán)利要求9所述的激光控制電路，其中所述開關(guān)包含第三位置，其中當所述開關(guān)在所述第三位置時，所述開關(guān)將電流提供給第二導(dǎo)線，該電流流經(jīng)二極管電橋到達所述多個激光器中所述剩余的一個并返回所述二極管電橋和電源。
11.如權(quán)利要求9所述的激光控制電路，進一步包括了在所述多個激光器中所述一個和所述二極管電橋之間設(shè)置的并與電源相連的電氣連接。
12.如權(quán)利要求11所述的激光控制電路，其中當所述振動體在以相對于所述外殼自由運動的未加鎖的情形下時，所述電氣連接是閉合的，當所述振動體處于阻止所述振動體相對于所述外殼運動的鎖定的情形下時，所述電氣+連接是斷開的。
全文摘要
一種用于激光水準儀的二線式激光控制電路，包括裝在外殼上并有電流通過的開關(guān)。開關(guān)有第一位置和第二位置。在振動體上裝有二極管電橋。多個激光二極管裝在振動體上并和二極管電橋電氣連接。第一導(dǎo)線從開關(guān)延伸到二極管電橋。第二導(dǎo)線從開關(guān)延伸到二極管電橋。當開關(guān)在第一位置時，電流從開關(guān)經(jīng)過第一導(dǎo)線流向二極管電橋和多個激光二極管中的一個。當開關(guān)在第二位置時，電流從開關(guān)經(jīng)過第二導(dǎo)線經(jīng)過二極管電橋并流向所有的多個激光二極管。
文檔編號G01C15/00GK1699923SQ20051007412
公開日2005年11月23日 申請日期2005年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者奧萊克西·P·瑟奇延科, 詹姆斯·D·馬歇爾, 戴維·M·謝弗 申請人:布萊克和戴克公司