專利名稱：靜態(tài)遠距離激光平面儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種靜態(tài)遠距離激光平面儀。
背景技術(shù)：
激光平面儀主要用于在建筑工程、大面積土地平整、裝潢、房屋維修、機械物品安放等工作中提供標(biāo)準(zhǔn)的水平激光參考平面和垂直激光參考平面?，F(xiàn)有的激光平面儀通常由水平激光參考平面投射裝置、垂直激光參考平面投射裝置和激光探測器三部分構(gòu)成。其中水平激光參考平面投射裝置用于投射產(chǎn)生水平激光參考平面，而垂直激光參考平面則用于投射產(chǎn)生垂直激光參考平面。然而現(xiàn)有的激光平面儀中的激光探測器無法區(qū)分水平參考平面激光束和垂直參考平面激光束，且抗干擾能力差，常常做出錯誤的響應(yīng)。此外現(xiàn)有的激光探測器均不帶有對自身位置進行偵測識別的裝置，一旦處于不正確的接收位置時，激光探測器將無法工作(如探測器垂直放置，探測到垂直面的激光線時，探測器只能顯示居中狀態(tài)，并且此時探測器對水平線無法做出正確的反應(yīng))，甚至作出錯誤的響應(yīng)。為此只能依靠人工進行糾正，故現(xiàn)有的激光探測器的探測精度比較依賴操作人員的正確操作，但是人工也常常會產(chǎn)生操作失誤，并且假如該操作失誤使得激光探測器偏離水平或垂直狀態(tài)較遠(如3°到5° )時，就會對探測精度造成影響。此外，目前市場上常規(guī)激光平面儀的水平激光參考平面投射裝置往往通過機械方式使一柱狀平行激光束在水平面內(nèi)360°掃射，形成一個360°激光參考平面，可用于1至 300米距離(目前這一距離在增加)的水平面測量，缺點是此類投射裝置內(nèi)部由于機械轉(zhuǎn)動裝置的引入，使得結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，功耗大，成本高，且易產(chǎn)生激光束投射角度的偏差，致使測量精度無法進一步提高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是提供一種帶激光編碼識別的靜態(tài)遠距離激光平面儀，該平面儀中的激光探測器能夠正確識別水平參考平面激光束和垂直參考平面激光束，具有更強的抗干擾能力和更高的探測精度。本實用新型的技術(shù)方案是一種靜態(tài)遠距離激光平面儀，包括水平激光參考平面投射裝置、垂直激光參考平面投射裝置和激光探測器，其中所述水平激光參考平面投射裝置包括水平激光參考平面激光束發(fā)射器，而垂直激光參考平面投射裝置包括垂直激光參考平面激光束發(fā)射器；其特征在于所述水平激光參考平面激光束發(fā)射器和垂直激光參考平面激光束發(fā)射器中分別內(nèi)置有水平激光束編碼調(diào)制模塊和垂直激光束編碼調(diào)制模塊，用于對各自發(fā)出的水平激光參考平面激光束和垂直激光參考平面激光束實施編碼，而激光探測器中則內(nèi)置有用于識別上述兩種激光束編碼信息的編碼識別信號處理模塊。進一步優(yōu)選的，本實用新型中所述激光探測器上還電連接有用于檢測激光探測器自身位置的重力加速度傳感器及用于報警的聲光報警器。[0008]具體的，本實用新型中所述激光探測器內(nèi)部電路包括順序相連的接收模塊、放大模塊、編碼識別信號處理模塊、單片機和顯示模塊，所述重力加速度傳感器和聲光報警器均與單片機電相連。通過加裝重力加速度傳感器對激光探測器自身位置進行檢測，并將檢測信號傳遞給激光探測器內(nèi)部單片機，由單片機計算出激光探測器所處的空間狀態(tài)。例如當(dāng)激光探測器偏離水平或垂直狀態(tài)較遠(如3°到5° )時，由單片機輸出信號給聲光報警器， 對操作人員發(fā)出聲光報警并停止接收，有效避免人員誤操作造成的激光束檢測精度誤差及防止激光探測器探測到錯誤信號而作出錯誤響應(yīng)。而當(dāng)激光探測器處于正確的水平或者垂直接收位置時，則可正常接收相應(yīng)的垂直激光參考平面或水平激光參考平面的激光束編碼信號。當(dāng)然上述接收模塊、放大模塊、單片機和顯示模塊均為現(xiàn)有激光探測器電路領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)，而本實用新型所述編碼識別信號處理模塊也采用的是目前編碼發(fā)射、接收和信號處理技術(shù)領(lǐng)域中較為成熟的電路模塊，其與單片機之間的連接控制技術(shù)均為常規(guī)技術(shù)，本實用新型中不再多述。同樣的，所述重力加速度傳感器和聲光報警器，及它們與單片機之間的連接控制技術(shù)也為常規(guī)技術(shù)。具體的，本實用新型中所述水平激光參考平面激光束發(fā)射器內(nèi)部電路包括順序相連的水平激光束編碼調(diào)制模塊、驅(qū)動模塊和激光束發(fā)射模塊；而所述垂直激光參考平面激光束發(fā)射器內(nèi)部電路包括順序相連的垂直激光束編碼調(diào)制模塊、驅(qū)動模塊和激光束發(fā)射模塊。所述編碼調(diào)制模塊與激光束發(fā)射器內(nèi)部驅(qū)動模塊的連接控制技術(shù)為本領(lǐng)域人員所熟知。本實用新型中為了減少現(xiàn)有水平激光參考平面投射裝置中機械轉(zhuǎn)動裝置造成的激光束投射角度偏差問題，進一步采取了如下改進方案所述水平激光參考平面投射裝置包括可于豎直方向上產(chǎn)生發(fā)散狀或者收縮狀或者平行狀圓形激光光柱的水平激光參考平面激光束發(fā)射器，還包括一布置于所述激光光柱產(chǎn)生路徑上的光路轉(zhuǎn)換裝置，該光路轉(zhuǎn)換裝置上具有一環(huán)錐狀反射鏡面，該環(huán)錐狀反射鏡面用于將所述激光光柱內(nèi)的各激光束向外反射成同一水平高度的水平激光束，以形成一個水平激光參考平面。進一步優(yōu)選的，本實用新型中所述水平激光參考平面激光束發(fā)射器為產(chǎn)生平行狀圓形激光光柱的一字線激光束發(fā)射器，所述光路轉(zhuǎn)換裝置為一軸線豎直布置并與所述激光光柱中心軸線重合的圓臺形反射鏡，所述圓臺形反射鏡的軸線與母線呈45°角，所述圓臺形反射鏡的側(cè)面涂有反射膜，所述圓臺形反射鏡的上、下底面均為拋光面，所述激光光柱中心處的光束可沿圓臺形反射鏡的軸線穿透圓臺形反射鏡。當(dāng)然針對水平激光參考平面投射裝置，本實用新型中亦可采用下述改進方案所述水平激光參考平面投射裝置包括N個可于水平面內(nèi)發(fā)射扇形激光束的水平激光參考平面激光束發(fā)射器，N ^ 2，這些水平激光參考平面激光束發(fā)射器于水平面內(nèi)發(fā)射頭向外呈環(huán)形排布，它們發(fā)射的扇形激光束經(jīng)校準(zhǔn)于水平面內(nèi)拼接形成360°水平激光參考平面。進一步優(yōu)選的，本實用新型中所述水平激光參考平面激光束發(fā)射器均為一字線激光發(fā)射器，所述N個一字線激光發(fā)射器于環(huán)周上呈等角度間隔分布，并且一字線激光發(fā)射器發(fā)出的扇形激光束均經(jīng)過非球面柱鏡調(diào)整，其出射光強隨發(fā)射角度變化在15%以內(nèi)。更進一步優(yōu)選的，本實用新型中所述N個一字線激光發(fā)射器發(fā)射的扇形激光束的最大發(fā)散角度相同，均為360° /N，或者所述N個一字線激光發(fā)射器發(fā)射的扇形激光束的最CN 202281608 U
說明書
3/5頁 大發(fā)散角度相同，而相鄰一字線激光發(fā)射器發(fā)射出的扇形激光束相互交疊。具體的，本實用新型中所述垂直激光參考平面投射裝置同常規(guī)技術(shù)一樣，其具體采用一個或多個垂直激光參考平面激光束發(fā)射器，所述垂直激光參考平面激光束發(fā)射器是可于垂直平面內(nèi)產(chǎn)生扇形激光光束的一字線激光束發(fā)射器。本實用新型的優(yōu)點是1.本實用新型提供的這種靜態(tài)遠距離激光平面儀，其通過采用編碼發(fā)射、接收和信號處理技術(shù)，對水平激光參考平面激光束和垂直激光參考平面激光束實施編碼，并確保激光探測器能夠識別上述兩種激光束編碼信息，從而避免激光探測器因無法正確接收和識別上述兩種激光束而作出錯誤的響應(yīng)，或產(chǎn)生誤動作。2.本實用新型提供的這種靜態(tài)遠距離激光平面儀，其在激光探測器一端進一步加裝了重力角度傳感器和聲光報警器，通過重力加速度傳感器對激光探測器自身位置進行檢測，并將檢測信號傳遞給激光探測器內(nèi)部單片機，由單片機計算出激光探測器所處的空間狀態(tài)，當(dāng)激光探測器偏離水平或垂直狀態(tài)較遠(如3°到5° )時，由單片機輸出信號給聲光報警器，對操作人員發(fā)出聲光報警并停止接收，有效避免人員誤操作造成的激光束檢測精度誤差及防止激光探測器探測到錯誤信號而作出錯誤響應(yīng)。3.本實用新型提供的這種靜態(tài)遠距離激光平面儀，其無論是水平激光參考平面投射裝置還是垂直激光參考平面投射裝置均是靜態(tài)連續(xù)的激光投射裝置，相比現(xiàn)有技術(shù)，沒有機械轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)造成的投射角度偏差，故投射精度更高。并且使得各激光光源的光強分布均勻，不同投射角度最大光強差在15%以內(nèi)，同時抗干擾能力強，能夠有效避免其他光源干擾帶來的測量信號誤識別。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述

圖1為本實用新型靜態(tài)遠距離激光平面儀一種具體實施例的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示靜態(tài)遠距離激光平面儀的水平激光參考平面激光束發(fā)射器內(nèi)部電路連接框圖；圖3為圖1所示靜態(tài)遠距離激光平面儀的垂直激光參考平面激光束發(fā)射器內(nèi)部電路連接框圖；圖4為圖1所示靜態(tài)遠距離激光平面儀的激光探測器內(nèi)部電路連接框圖。圖5為本實用新型靜態(tài)遠距離激光平面儀第二種具體實施例的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5實施例中水平激光參考平面投射裝置的俯視結(jié)構(gòu)布置示意圖。其中1、水平激光參考平面激光束發(fā)射器；2、垂直激光參考平面激光束發(fā)射器； 3、激光探測器；4、圓臺形反射鏡。
具體實施方式
實施例1 首先如圖1所示為本實用新型靜態(tài)遠距離激光平面儀的一種具體實施方式
，它由水平激光參考平面投射裝置、垂直激光參考平面投射裝置、激光探測器3、重力加速度傳感器(圖中未畫出)和聲光報警器(圖中未畫出)五部分組成，其中水平激光參考平面投射裝置具體由一個可于豎直方向上產(chǎn)生平行狀圓形激光光柱的水平激光參考平面激光
6束發(fā)射器1和一個布置于所述激光光柱產(chǎn)生路徑上的光路轉(zhuǎn)換裝置共同構(gòu)成。本實施例中所述水平激光參考平面激光束發(fā)射器1為一字線激光束發(fā)射器。所述光路轉(zhuǎn)換裝置為一軸線豎直布置并與所述圓柱形激光光柱中心軸線重合的圓臺形反射鏡4，該圓臺形反射鏡 4的軸線與母線呈45°角，同時該圓臺形反射鏡4的側(cè)面涂有反射膜，并且所述圓臺形反射鏡4的上、下底面均為拋光面，所述激光光柱中心處的光束可沿圓臺形反射鏡4的軸線穿透圓臺形反射鏡4，而所述圓臺形反射鏡4的側(cè)面可將激光光柱內(nèi)各光束向外反射形成同一水平高度的水平激光束。當(dāng)由水平激光參考平面激光束發(fā)射器1產(chǎn)生的豎直方向的圓形激光光柱被該圓臺形反射鏡4的側(cè)面反射后，將形成一個由在水平面內(nèi)向四周360°方向投射的激光束組合而成的激光參考平面。同時本實施例中激光光柱的中心光束亦會沿圓臺形反射鏡4的軸線向上透射出去，形成一個豎直向上的參考光柱。本實施例中所述的垂直激光參考平面投射裝置為一個可于垂直平面內(nèi)產(chǎn)生扇形激光光束的垂直激光參考平面激光束發(fā)射器2，該垂直激光參考平面激光束發(fā)射器2也為一字線激光束發(fā)射器，具體布置時，該垂直激光參考平面激光束發(fā)射器2相對于水平面向上傾斜30°角度布置，其發(fā)射的扇形激光光束的最大發(fā)散角為120°。進一步結(jié)合圖2、圖3和圖4所示，本實用新型中具體所述水平激光參考平面激光束發(fā)射器1和垂直激光參考平面激光束發(fā)射器2中分別內(nèi)置有水平激光束編碼調(diào)制模塊和垂直激光束編碼調(diào)制模塊，用于對各自發(fā)出的水平激光參考平面激光束和垂直激光參考平面激光束實施編碼，而激光探測器3中則內(nèi)置有用于識別上述兩種激光束編碼信息的編碼識別信號處理模塊。所述激光探測器3上電連接有用于檢測激光探測器3自身位置的重力加速度傳感器及用于報警的聲光報警器。具體如圖2、3所示，所述水平激光參考平面激光束發(fā)射器1內(nèi)部電路包括順序相連的水平激光束編碼調(diào)制模塊、驅(qū)動模塊和激光束發(fā)射模塊；而所述垂直激光參考平面激光束發(fā)射器2內(nèi)部電路包括順序相連的垂直激光束編碼調(diào)制模塊、驅(qū)動模塊和激光束發(fā)射模塊。具體如圖4所示，所述激光探測器3內(nèi)部電路包括順序相連的接收模塊、放大模塊、 編碼識別信號處理模塊、單片機和顯示模塊，所述重力加速度傳感器和聲光報警器均與單片機電相連。本實用新型提供的這種靜態(tài)遠距離激光平面儀，其通過采用編碼發(fā)射、接收和信號處理技術(shù)，對水平激光參考平面激光束和垂直激光參考平面激光束實施編碼，并確保激光探測器3能夠識別上述兩種激光束編碼信息，從而避免激光探測器3因無法正確接收和識別上述兩種激光束而作出錯誤的響應(yīng)，或產(chǎn)生誤動作。同時，本實用新型通過加裝重力加速度傳感器對激光探測器3自身位置進行檢測，并將檢測信號傳遞給激光探測器3內(nèi)部單片機，由單片機計算出激光探測器所處的空間狀態(tài)。例如當(dāng)激光探測器3偏離水平或垂直狀態(tài)較遠(如3°到5° )時，由單片機輸出信號給聲光報警器，對操作人員發(fā)出聲光報警并停止接收，有效避免人員誤操作造成的激光束檢測精度誤差及防止激光探測器3探測到錯誤信號而作出錯誤響應(yīng)。而當(dāng)激光探測器3 處于正確的水平或者垂直接收位置時，則可正常接收相應(yīng)的垂直激光參考平面或水平激光參考平面的激光束編碼信號。本實用新型提供的這種靜態(tài)遠距離激光平面儀，其無論是水平激光參考平面投射裝置還是垂直激光參考平面投射裝置均是靜態(tài)連續(xù)的激光投射裝置，相比現(xiàn)有技術(shù)，沒有機械轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)造成的投射角度偏差，故投射精度更高。并且使得各激光光源的光強分布均勻，不同投射角度最大光強差在15%以內(nèi)。并且相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型抗干擾能力強， 能夠有效避免其他光源干擾帶來的測量信號誤識別。實施例2 本實施例提供的這種靜態(tài)遠距離激光平面儀，同實施例1 一樣，同樣由水平激光參考平面投射裝置、垂直激光參考平面投射裝置、激光探測器3、重力加速度傳感器(圖中未畫出)和聲光報警器(圖中未畫出)五部分組成，并且電路連接部分及工作原理同實施例1，具體可參加圖2、圖3和圖4。同實施例1所不同的是，本實施例中的水平激光參考平面投射裝置由三個水平激光參考平面激光束發(fā)射器1組成，它們均是可于水平面內(nèi)發(fā)射扇形激光束的一字線激光發(fā)射器。具體結(jié)合圖5、6所示，這三個水平激光參考平面激光束發(fā)射器1于水平面內(nèi)發(fā)射頭向外呈等角度間隔環(huán)形排布，間隔角度均為120°。同時這三個水平激光參考平面激光束發(fā)射器1發(fā)射的扇形激光束的最大發(fā)散角度經(jīng)過校準(zhǔn)均為 120°，它們相互拼接形成360°水平激光參考平面。并且本實施例中三個水平激光參考平面激光束發(fā)射器1發(fā)出的扇形激光束均經(jīng)過非球面柱鏡調(diào)整，其出射光強隨發(fā)射角度變化在15%以內(nèi)。本實施例中的垂直激光參考平面投射裝置同實施例1。本實施例的工作原理和有益效果參見實施例1。當(dāng)然上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型主要技術(shù)方案的精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種靜態(tài)遠距離激光平面儀，包括水平激光參考平面投射裝置、垂直激光參考平面投射裝置和激光探測器(3)，其中所述水平激光參考平面投射裝置包括水平激光參考平面激光束發(fā)射器(1 )，而垂直激光參考平面投射裝置包括垂直激光參考平面激光束發(fā)射器 (2);其特征在于所述水平激光參考平面激光束發(fā)射器(1)和垂直激光參考平面激光束發(fā)射器(2)中分別內(nèi)置有水平激光束編碼調(diào)制模塊和垂直激光束編碼調(diào)制模塊，用于對各自發(fā)出的水平激光參考平面激光束和垂直激光參考平面激光束實施編碼，而激光探測器(3)中則內(nèi)置有用于識別上述兩種激光束編碼信息的編碼識別信號處理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)遠距離激光平面儀，其特征在于所述激光探測器(3)上還電連接有用于檢測激光探測器(3)自身位置的重力加速度傳感器及用于報警的聲光報警ο
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜態(tài)遠距離激光平面儀，其特征在于所述激光探測器(3)內(nèi)部電路包括順序相連的接收模塊、放大模塊、編碼識別信號處理模塊、單片機和顯示模塊， 所述重力加速度傳感器和聲光報警器均與單片機電相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)遠距離激光平面儀，其特征在于所述水平激光參考平面激光束發(fā)射器(1)內(nèi)部電路包括順序相連的水平激光束編碼調(diào)制模塊、驅(qū)動模塊和激光束發(fā)射模塊；而所述垂直激光參考平面激光束發(fā)射器(2)內(nèi)部電路包括順序相連的垂直激光束編碼調(diào)制模塊、驅(qū)動模塊和激光束發(fā)射模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)遠距離激光平面儀，其特征在于所述水平激光參考平面投射裝置包括可于豎直方向上產(chǎn)生發(fā)散狀或者收縮狀或者平行狀圓形激光光柱的水平激光參考平面激光束發(fā)射器(1)，還包括一布置于所述激光光柱產(chǎn)生路徑上的光路轉(zhuǎn)換裝置， 該光路轉(zhuǎn)換裝置上具有一環(huán)錐狀反射鏡面，該環(huán)錐狀反射鏡面用于將所述激光光柱內(nèi)的各激光束向外反射成同一水平高度的水平激光束，以形成一個水平激光參考平面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜態(tài)遠距離激光平面儀，其特征在于所述水平激光參考平面激光束發(fā)射器(1)為產(chǎn)生平行狀圓形激光光柱的一字線激光束發(fā)射器，所述光路轉(zhuǎn)換裝置為一軸線豎直布置并與所述激光光柱中心軸線重合的圓臺形反射鏡(4)，所述圓臺形反射鏡(4)的軸線與母線呈45°角，所述圓臺形反射鏡(4)的側(cè)面涂有反射膜，所述圓臺形反射鏡(4)的上、下底面均為拋光面，所述激光光柱中心處的光束可沿圓臺形反射鏡(4)的軸線穿透圓臺形反射鏡(4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)遠距離激光平面儀，其特征在于所述水平激光參考平面投射裝置包括N個可于水平面內(nèi)發(fā)射扇形激光束的水平激光參考平面激光束發(fā)射器(1)， N ^ 2，這些水平激光參考平面激光束發(fā)射器(1)于水平面內(nèi)發(fā)射頭向外呈環(huán)形排布，它們發(fā)射的扇形激光束經(jīng)校準(zhǔn)于水平面內(nèi)拼接形成360°水平激光參考平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的靜態(tài)遠距離激光平面儀，其特征在于所述水平激光參考平面激光束發(fā)射器(1)均為一字線激光發(fā)射器，所述N個一字線激光發(fā)射器于環(huán)周上呈等角度間隔分布，并且一字線激光發(fā)射器發(fā)出的扇形激光束均經(jīng)過非球面柱鏡調(diào)整，其出射光強隨發(fā)射角度變化在15%以內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的靜態(tài)遠距離激光平面儀，其特征在于所述N個一字線激光發(fā)射器發(fā)射的扇形激光束的最大發(fā)散角度相同，均為360° /N，或者所述N個一字線激光發(fā)射器發(fā)射的扇形激光束的最大發(fā)散角度相同，而相鄰一字線激光發(fā)射器發(fā)射出的扇形激光束相互交疊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)遠距離激光平面儀，其特征在于所述垂直激光參考平面投射裝置包括一個或多個垂直激光參考平面激光束發(fā)射器(2)，所述垂直激光參考平面激光束發(fā)射器(2)是可于垂直平面內(nèi)產(chǎn)生扇形激光光束的一字線激光束發(fā)射器。
專利摘要本實用新型公開了一種靜態(tài)遠距離激光平面儀，包括水平激光參考平面投射裝置、垂直激光參考平面投射裝置和激光探測器，水平激光參考平面投射裝置包括水平激光參考平面激光束發(fā)射器，而垂直激光參考平面投射裝置包括垂直激光參考平面激光束發(fā)射器；所述水平激光參考平面激光束發(fā)射器和垂直激光參考平面激光束發(fā)射器中分別內(nèi)置有水平激光束編碼調(diào)制模塊和垂直激光束編碼調(diào)制模塊，用于對各自發(fā)出的水平激光參考平面激光束和垂直激光參考平面激光束實施編碼，而激光探測器中內(nèi)置有用于識別上述兩種激光束編碼信息的編碼識別信號處理模塊。本實用新型中激光探測器能夠正確識別水平和垂直兩個參考平面的激光束，具有更強的抗干擾能力和更高的探測精度。
文檔編號G01C15/00GK202281608SQ201120357568
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者唐運海, 徐文, 薛群鶯 申請人:蘇州億帝電子科技有限公司, 薛群鶯