專利名稱：雙軸自由擺動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種測量裝置，特別是一種用于自動激光水平儀或工程 建筑測量操作時，能使擺動處于高重復(fù)性及高靈敏度狀態(tài)下，便于精確地獲 得水平線基準(zhǔn)或垂直線基準(zhǔn)的雙軸自由擺動裝置。
技術(shù)背景目前公知的測量裝置中的激光測量儀都由軸承支撐懸吊架于機體上，而 激光光東投射器活動軸裝設(shè)置于懸吊架上，以使激光光束投射器可以多角度 地擺動，便于將激光光束投射到目標(biāo)位置上。如上所述的公知激光測量儀已在臺灣M304654號"一種激光測量儀的懸吊機構(gòu)"實用新型專利說明書中公開了，該公知的實用新型專利所涉及的是一種激光測量儀的改進(jìn)懸吊機構(gòu)，其中強調(diào)了具有擺動順暢、組件精簡、使用時省力及提高效率等優(yōu)點。然而，該在先申請專利中所提及的擺動順暢的優(yōu)點實際上僅適用于使用初期，因為這種以軸承支撐懸吊架的結(jié)構(gòu)形式，工 作時構(gòu)件間會產(chǎn)生強大的摩擦力，極易使軸承磨損，而磨損了的軸承必然會導(dǎo)致懸吊架歪斜,從而嚴(yán)重影響測量功效。因此，該公知專利的不足之處所帶來使用上的弊端，有進(jìn)一步加以改進(jìn)的必要。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是要提供一種具有真正意義上的擺動順暢、組件精簡 和測量精確積極技術(shù)效果的雙軸自由擺動裝置。本實用新型的雙軸自由擺動裝置包含有固定構(gòu)件、激光組件和擺動構(gòu)件，特征在于擺動構(gòu)件活動軸裝設(shè)置在固定構(gòu)件內(nèi)，激光組件活動軸裝設(shè)置在擺動構(gòu)件的下方，擺動構(gòu)件可相對于固定構(gòu)件作X軸方向及Y軸方向的 擺動、及相對于激光組件作X軸方向及Y軸方向的擺動；裝置中除包含有固 定構(gòu)件、激光組件和擺動構(gòu)件外，還包含設(shè)置有數(shù)組可以使擺動構(gòu)件相對于 固定構(gòu)件作X軸方向及Y軸方向擺動、相對于激光組件作X軸方向及Y軸方 向擺動的滾動構(gòu)件。其中所述的固定構(gòu)件中包含有一上帶中心貫穿孔的底 座， 一設(shè)置在所述底座上、頂端部上設(shè)置有安裝螺孔的數(shù)根立柱、及設(shè)置在 數(shù)根立柱頂部上、上面設(shè)置有數(shù)個小螺孔的固定安裝件和一設(shè)置在固定安裝 件下方、上面設(shè)置有數(shù)個安裝小螺孔、前后兩側(cè)同軸設(shè)置有一貫穿的縱向螺 孔的"n"形橋接支架；所述的激光組件中包含有一主體， 一設(shè)置在主體上 方、左右兩側(cè)同軸設(shè)置有一橫向貫穿螺孔的U型件，及設(shè)置在主體側(cè)面上的 激光模組；所述的擺動構(gòu)件呈立方體結(jié)構(gòu)形式，左右兩側(cè)設(shè)置有一同軸未貫 穿橫向孔，前后兩側(cè)設(shè)置有一同軸未貫穿縱向孔，所述的未貫穿橫向孔的設(shè) 置位置比未貫穿縱向孔的設(shè)置位置低；所述的滾動構(gòu)件設(shè)置有四組，每組包 含有一個球形珠、二個單端凹面圓柱及一棵裝配螺釘。此外，所述的激光組件中的激光模組可以按需設(shè)置，至少設(shè)置一個，通 ?？梢越M合設(shè)置水平激光模組和垂直激光模組；所述的立柱可按需設(shè)置，至 少設(shè)置二根，立柱也可以由支撐板取代；所述的固定安裝件的形狀可以按需 設(shè)置呈X形、Y形或三角形等；所述的擺動構(gòu)件上也可以依據(jù)工藝需要設(shè)置若干工藝孔；所述的底座上的中心貫穿孔可以按需設(shè)置，也可以不設(shè)。在裝配狀態(tài)下，所述"n"形橋接支架固定設(shè)置在所述的固定安裝件的 下表面上，所述的滾動構(gòu)件設(shè)置有四組，其中的二個單端凹面圓柱凹面向內(nèi)、對應(yīng)設(shè)置在"n"形橋接支架上的縱向螺孔內(nèi)，另外二個單端凹面圓柱凹 面向內(nèi)、對應(yīng)設(shè)置在U型件的橫向貫穿螺孔內(nèi)，其余四個單端凹面圓柱凹面 向外、對應(yīng)分別設(shè)置在擺動構(gòu)件左右兩側(cè)的未貫穿橫向孔內(nèi)和前后兩側(cè)的未 貫穿縱向孔內(nèi)，四棵球形珠分別活動設(shè)置在由單端凹面圓柱上的相對凹面形成的圓球形限位空間內(nèi)，可以自由轉(zhuǎn)動，并由旋入設(shè)置于u型件的橫向貫穿 螺孔內(nèi)及"n"形橋接支架上的縱向螺孔內(nèi)的各裝配螺釘加以限位。所述的擺動構(gòu)件上的二個未貫穿橫向孔和u型件上的二個橫向貫穿螺孔相對準(zhǔn)構(gòu)成 所述的X軸，而擺動構(gòu)件上的二個未貫穿縱向孔和u型件上的二個縱向螺孔相對準(zhǔn)構(gòu)成所述的Y軸。工作時，當(dāng)用于工程測量的操作中時，所述的構(gòu)成固定構(gòu)件的圓形底座、固定安裝件及"n"形橋接支架都處于固定不動狀態(tài)，而其它組件(如激光 組件及擺動構(gòu)件)可以隨測量儀底部所處基準(zhǔn)面的復(fù)雜情況在自身重力作用 下作自由偏擺，確保提供準(zhǔn)確的垂直線基準(zhǔn)或水平線基準(zhǔn)。它們的任一偏擺 角度都可以分解成一個水平分量(即相對于X軸而言偏轉(zhuǎn)第一個角度)和一 個垂直分量(即對于Y軸而言偏轉(zhuǎn)第二個角度)，實現(xiàn)所述的擺動構(gòu)件可相 對于固定構(gòu)件作X軸方向及Y軸方向的擺動、及相對于激光組件作X軸方向 及Y軸方向的擺動。基于上述構(gòu)思的本實用新型的雙軸自由擺動裝置，由于擺動構(gòu)件是通過滾動構(gòu)件與"n"形橋接支架間的裝配相連實現(xiàn)活動軸裝設(shè)置在固定構(gòu)件內(nèi)， 并通過滾動構(gòu)件與U型件間的裝配相連實現(xiàn)激光組件活動軸裝設(shè)置在擺動構(gòu) 件的下方，從而實現(xiàn)使擺動構(gòu)件相對于固定構(gòu)件作X軸方向及Y軸方向的擺 動、相對于激光組件作X軸方向及Y軸方向的擺動。當(dāng)用于自動激光水平儀或工程建筑測量操作中時，可使所述的擺動工作于高重復(fù)性及高靈敏度的狀 態(tài)下，便可精確地取得水平線基準(zhǔn)及垂直線的基準(zhǔn)。明顯具有結(jié)構(gòu)簡單且合 理、工作可靠且重復(fù)性強、使用方便且各結(jié)構(gòu)件不易磨損的優(yōu)點和名符其實 的擺動順暢、組件精簡和測量精確的積極技術(shù)效果。因而其技術(shù)上的先進(jìn)性、 功能上的實用性是十分明顯的，必將擁有廣闊的巿場應(yīng)用前景。

圖l是本實用新型實施例l的總體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型實施例l的結(jié)構(gòu)分解示意圖； 圖3是圖l所示實施例1的局部立體剖視圖； 圖4是圖1所示實施例1的頂視圖； 圖5是圖4中沿5-5線的局部剖視圖；圖6與圖5相類似，是激光組件已相對于X軸作偏擺的狀態(tài)示意圖； 圖7是圖4中沿7-7線的局部剖視圖；圖8與圖7相類似，是激光組件已相對于Y軸作偏擺的狀態(tài)示意圖； 圖中10.固定構(gòu)件 11.底座 111.中心對穿孔 12.立柱121.安裝螺孔 20.激光組件 21.激光模組21A.水平激光模組 21B.垂直激光模組22.主體 23. U型件 231.橫向貫穿螺孔30.滾動構(gòu)件 31.球形珠 32.單端凹面圓柱 33.裝配螺釘40.擺動構(gòu)件 41.未貫穿橫向孔42.未貫穿縱向孔50.橋接支架 51.縱向螺孔 52.安裝小螺孔60.固定安裝件61.上下貫穿螺孔 70.裝配螺釘具體實施方式
以下結(jié)合附圖及典型實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。在圖1、圖2、圖3和圖4中，本實用新型的雙軸自由擺動裝置包含有 固定構(gòu)件IO、激光組件20和擺動構(gòu)件40，特征在于擺動構(gòu)件40活動軸 裝設(shè)置在固定構(gòu)件10內(nèi)，激光組件20活動軸裝設(shè)置在擺動構(gòu)件40的下方， 擺動構(gòu)件40可相對于固定構(gòu)件10作X軸方向及Y軸方向的擺動、及相對于 激光組件20作X軸方向及Y軸方向的擺動；裝置中除包含有固定構(gòu)件IO、 激光組件20和擺動構(gòu)件40外，還包含設(shè)置有數(shù)組可以使擺動構(gòu)件40相對 于固定構(gòu)件10作X軸方向及Y軸方向擺動、相對于激光組件40作X軸方向 及Y軸方向擺動的滾動構(gòu)件30。其中所述的固定構(gòu)件IO中包含有一上帶階梯狀中心貫穿孔111的底座11, 一設(shè)置在所述底座ll上、頂端部上設(shè)置 有安裝螺孔121的四根立柱12、及設(shè)置在四根立柱12頂部上、上面設(shè)置有 八個上下貫穿螺孔61的固定安裝件60和一設(shè)置在固定安裝件60下方、上 面設(shè)置有數(shù)個安裝小螺孔52、前后兩側(cè)同軸設(shè)置有一貫穿的縱向螺孔51的 "n，，形橋接支架50;所述的激光組件20中包含有一主體22， 一設(shè)置在主 體22上方、左右兩側(cè)同軸設(shè)置有一橫向貫穿螺孔231的U型件23，及設(shè)置 在主體22前側(cè)面上、由一個水平激光模組21A和一個垂直激光模組21B組 成的激光模組21;所述的擺動構(gòu)件40呈立方體結(jié)構(gòu)形式，左右兩側(cè)設(shè)置有 一同軸未貫穿橫向孔41，前后兩側(cè)設(shè)置有一同軸未貫穿縱向孔42，所述的 未貫穿橫向孔41的設(shè)置位置比未貫穿縱向孔42的設(shè)置位置低；所述的滾動 構(gòu)件30設(shè)置有四組，每組包含有一個球形珠31、 二個單端凹面圓柱32及一 棵裝配螺釘33。在裝配狀態(tài)下，所述"n"形橋接支架50固定設(shè)置在所述的固定安裝 件60的下表面上，所述的四組滾動構(gòu)件30中的二個單端凹面圓柱32凹面 向內(nèi)、對應(yīng)設(shè)置在"n"形橋接支架50上的縱向螺孔51內(nèi)，另外二個單 端凹面圓柱32凹面向內(nèi)、對應(yīng)設(shè)置在U型件23的橫向貫穿螺孔231內(nèi)，其 余四個單端凹面圓柱32凹面向外、對應(yīng)分別設(shè)置在擺動構(gòu)件40左右兩側(cè)的 未貫穿橫向孔41內(nèi)和前后兩側(cè)的未貫穿縱向孔42內(nèi)，四棵球形珠31分別 活動設(shè)置在由單端凹面圓柱32上的相對凹面形成的圓球形限位空間內(nèi)，可 以自由轉(zhuǎn)動，并由旋入設(shè)置于U型件23的橫向貫穿螺孔231內(nèi)及"n"形 橋接支架50上的縱向螺孔51內(nèi)的各裝配螺釘33加以限位。裝配時，先將激光組件20的主體22置于圓形底座11的中心對穿孔111 上；然后，將四組滾動構(gòu)件30中的二個單端凹面圓柱32凹面向外、定位設(shè) 置在擺動構(gòu)件40上的各未貫穿橫向孔41及未貫穿縱向孔42內(nèi)，并將各滾 動構(gòu)件30中的球形珠31安置在帶凹面的圓柱32的外側(cè)凹面上；再將擺動 構(gòu)件40安置于U型件23之中；然后，將滾動構(gòu)件30的另二個單端凹面圓 柱32凹面向內(nèi)、對應(yīng)安裝于U型件23的橫向貫穿螺孔231內(nèi)，使位于橫向 貫穿螺孔231內(nèi)的單端凹面圓柱32的內(nèi)側(cè)凹面對應(yīng)地位于球形珠31的另一 半上，并將滾動構(gòu)件30中的裝配螺釘33分別旋入橫向貫穿螺孔231內(nèi)加以 限位；然后，將橋接支架50安置于擺動構(gòu)件4G上，通過將滾動構(gòu)件30中 的另二個單端凹面圓柱32凹面向內(nèi)、對應(yīng)安裝于橋接支架50的縱向螺孔51 內(nèi)，使位于縱向螺孔51內(nèi)的單端凹面圓柱32的內(nèi)側(cè)凹面對應(yīng)地位于球形珠 31的另 一半上，并將滾動構(gòu)件30中的裝配螺釘33分別旋入縱向螺孔51內(nèi)， 以使球形珠31可限位活動旋轉(zhuǎn)；再將數(shù)個裝配螺釘70通過固定安裝件6上的各上下貫穿螺孔61旋入"n"形橋接支架50上的各頂部安裝小螺孔52 內(nèi)及立柱12上的頂部安裝螺孔121內(nèi)、限位裝配固定安裝件60;最后再將 垂直激光模組21B和水平激光模組21A安裝設(shè)置在主體22的前側(cè)面上，完 成本實用新型的組裝。其中所述的二個未貫穿橫向孔41和二個橫向貫穿螺 孔231相對準(zhǔn)構(gòu)成所述的X軸，而二個未貫穿縱向孔42和二個縱向螺孔51 相對準(zhǔn)構(gòu)成所述的Y軸。經(jīng)這樣組裝構(gòu)成的本實用新型雙軸自由擺動裝置，當(dāng)用于工程測量的偏 擺操作中時，所述的圓形底座11、固定安裝件60及"n"形橋接支架50 都是不動的，而其它元件(如激光組件20及擺動構(gòu)件40)可以隨測量儀底 部所處基準(zhǔn)面的復(fù)雜情況在自身重力作用下作自由偏擺，確保提供準(zhǔn)確的垂 直線基準(zhǔn)或水平線基準(zhǔn)。它們偏擺的角度可以分解成一個水平分量(即相對 于X軸而言偏轉(zhuǎn)第一個角度)和一個垂直分量(即對于Y軸而言偏轉(zhuǎn)第二個 角度)。參閱圖5和圖6，其中圖5顯示的是偏擺前擺動構(gòu)件40與激光組件 20上的U型件23之間的狀態(tài)，而圖6顯示的是激光組件20相對于Y軸偏擺 后擺動構(gòu)件40與激光組件20上的U型件23之間的偏擺位置，此時設(shè)置在 激光組件20上的垂直激光模組21B及水平激光模組21A已相對于Y軸偏擺 了一個角度。圖7顯示的是偏擺前激光組件20與"n"形橋接支架50之間的狀態(tài)， 圖8顯示的是激光組件20相對于X軸偏擺后，擺動構(gòu)件40和激光組件20 與"n，，形橋接支架50之間的相對偏擺位置，此時設(shè)置在激光組件20上的 垂直激光模組21B及水平激光模組21A已相對于X軸偏擺了一個角度。這樣 便可獲得工程測量操作中所需的水平線基準(zhǔn)及垂直線基準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種雙軸自由擺動裝置，包含有固定構(gòu)件(10)、激光組件(20)和擺動構(gòu)件(40)，其特征在于擺動構(gòu)件(40)活動軸裝設(shè)置在固定構(gòu)件(10)內(nèi)，激光組件(20)活動軸裝設(shè)置在擺動構(gòu)件(40)的下底部上的；裝置中除包含有固定構(gòu)件(10)、激光組件(20)和擺動構(gòu)件(40)外，還包含有數(shù)組滾動構(gòu)件(30)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙軸自由擺動裝置，其特征在于所述的固定 構(gòu)件(10)中包含有一底座(11)， 一設(shè)置在所述底座(11)上、 頂端部上設(shè)置有安裝螺孔(121)的數(shù)根立柱(12)、及設(shè)置在數(shù)根 立柱(12 )頂部上、上面設(shè)置有數(shù)個小螺孔(61 )的固定安裝件(60 ) 和一設(shè)置在固定安裝件(60)下方、上面設(shè)置有數(shù)個安裝小螺孔(52)、前后兩側(cè)同軸設(shè)置有一貫穿的縱向螺孔(51)的"n"形 橋接支架(50)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙軸自由擺動裝置，其特征在于所述的激光 組件(20)中包含有一主體(22)， 一設(shè)置在主體(22)上方、左 右兩側(cè)同軸設(shè)置有一橫向貫穿螺孔(231)的U型件(23),及設(shè)置 在主體(22)前側(cè)面上由水平激光模組(21A)及垂直激光模組(21B) 組成的激光模組(21)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙軸自由擺動裝置，其特征在于所述的擺動 構(gòu)件(40)呈立方體結(jié)構(gòu)形式，左右兩側(cè)設(shè)置有一同軸未貫穿橫向 孔(41),前后兩側(cè)設(shè)置有一同軸未貫穿縱向孔(42),所述的未貫 穿橫向孔(41)的設(shè)置位置低于未貫穿縱向孔(42)的設(shè)置位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙軸自由擺動裝置，其特征在于所述的滾動 構(gòu)件(30)設(shè)置有四組，每組包含有一個球形珠(31)、 二個單端 凹面圓柱(32)及一棵裝配螺釘(33)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的雙軸自由擺動裝置，其特征在于所述的四組滾動構(gòu)件(30)中的二個單端凹面圓柱(32)凹面向內(nèi)、對應(yīng) 設(shè)置在"n"形橋接支架(50)上的縱向螺孔(51)內(nèi)，另外二個 單端凹面圓柱(32)凹面向內(nèi)、對應(yīng)設(shè)置在U型件(23)的橫向貫 穿螺孔(231)內(nèi)，其余四個單端凹面圓柱(32)凹面向外、對應(yīng) 分別設(shè)置在擺動構(gòu)件(40)左右兩側(cè)的未貫穿橫向孔(41)內(nèi)和前 后兩側(cè)的未貫穿縱向孔(42)內(nèi)，四棵球形珠(31)分別活動設(shè)置 在由單端凹面圓柱(32)上的相對凹面形成的圓球形限位空間內(nèi)， 并由旋入設(shè)置于U型件(23)的橫向貫穿螺孔(231)內(nèi)及"n" 形橋接支架(50 )上的縱向螺孔(51)內(nèi)的各裝配螺釘(33 )限位。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙軸自由擺動裝置，其特征在于所述的激光 組件(20)中的激光模組(21)至少包含設(shè)置有一個。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軸自由擺動裝置，其特征在于所述的立柱U2)至少設(shè)置有二根。
專利摘要本實用新型涉及一種雙軸自由擺動裝置，包含有一個固定結(jié)構(gòu)件，一個軸裝設(shè)置在固定結(jié)構(gòu)件內(nèi)的擺動構(gòu)件，一個軸裝設(shè)置在擺動構(gòu)件的下底部上、能相對于擺動構(gòu)件作X軸方向及Y軸方向的擺動的激光組件，及每組包含有一球形珠、二個帶凹面圓柱及一裝配螺釘?shù)臄?shù)組滾動構(gòu)件，激光組件中設(shè)置有水平激光模組和垂直激光模組，由于本實用新型的雙軸自由擺動裝置以萬向軸承方式工作，當(dāng)用于自動激光水平儀或工程建筑測量操作中時，可在擺動獲得高重復(fù)性及高靈敏度的狀態(tài)下，精確地取得水平線基準(zhǔn)及垂直線基準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)科學(xué)合理且簡單，工作可靠且使用方便，具有名符其實的擺動順暢、組件精簡和測量精確的積極技術(shù)效果。
文檔編號G01C15/14GK201096496SQ200720076590
公開日2008年8月6日 申請日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者李能焯 申請人:順陽激光儀器(上海)有限公司