專利名稱：傾斜檢測(cè)設(shè)備和激光測(cè)量?jī)x器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傾斜檢測(cè)設(shè)備，其可以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)水平狀態(tài)，以及還可按期望檢測(cè)任意角度。本發(fā)明還涉及激光測(cè)量?jī)x器，其可通過(guò)旋轉(zhuǎn)照射來(lái)投射激光束以按期望形成水平面或傾斜面。
背景技術(shù)：
激光測(cè)量?jī)x器被用來(lái)通過(guò)旋轉(zhuǎn)照射來(lái)投射激光束，并形成為建設(shè)工程和土木工程所需的參考線或參考平面。為了形成水平參考平面和設(shè)置傾斜參考平面的目的，激光測(cè)量?jī)x器具有傾斜檢測(cè)設(shè)備。在過(guò)去，激光測(cè)量?jī)x器已經(jīng)是已知的，其可形成水平參考平面并且可形成具有期望的傾斜角度的參考平面，如在專利公開(kāi)JP-A-2007-132716 (專利文獻(xiàn)I)中和在專利公開(kāi) JP-A-2006-308592 (專利文獻(xiàn)2)中所公開(kāi)的。如在專利文獻(xiàn)I中所公開(kāi)的傾斜檢測(cè)設(shè)備是用于以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)水平狀態(tài)的傾斜傳感器和用于檢測(cè)離參考位置的傾斜角度的編碼器的組合。該傾斜傳感器檢測(cè)水平狀態(tài)，以及該編碼器以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)離水平狀態(tài)的角度。傾斜傳感器以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)水平狀態(tài)以及編碼器檢測(cè)離如由該傾斜傳感器所設(shè)置的水平狀態(tài)的角度，并且可檢測(cè)離該水平狀態(tài)的任意傾斜角度。如專利文獻(xiàn)2中所公開(kāi)的傾斜檢測(cè)設(shè)備是用于以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)水平狀態(tài)的傾斜傳感器和用于檢測(cè)相對(duì)于重力場(chǎng)的傾斜角度的重力傳感器的組合。該水平狀態(tài)由該傾斜傳感器所準(zhǔn)確地檢測(cè)，以及傾斜角度由該重力傳感器所直接檢測(cè)。通過(guò)如專利文獻(xiàn)I中所公開(kāi)的傾斜檢測(cè)設(shè)備，可由編碼器以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)角度。因此，通過(guò)專利文獻(xiàn)I中所公開(kāi)的激光測(cè)量?jī)x器，可以高準(zhǔn)確度來(lái)設(shè)置水平參考平面和傾斜參考平面。然而，在專利文獻(xiàn)I中所公開(kāi)的傾斜檢測(cè)設(shè)備中，存在的問(wèn)題是，編碼器的機(jī)制是復(fù)雜的，并且需要更高的成本。在如專利文獻(xiàn)2中所公開(kāi)的傾斜檢測(cè)設(shè)備中，能以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)水平狀態(tài)，但通過(guò)使用重力傳感器來(lái)檢測(cè)傾斜角度，并且該重力傳感器具有更低的分辨率(更低的檢測(cè)準(zhǔn)確度)。由于這個(gè)緣故，根據(jù)專利文獻(xiàn)2的傾斜檢測(cè)設(shè)備具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，但存在的問(wèn)題在于，檢測(cè)傾斜角度的檢測(cè)準(zhǔn)確度是低的。為克服以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種傾斜檢測(cè)設(shè)備，其具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并且能以更低的成本來(lái)生產(chǎn)，并且其可以更高的準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)傾斜角度。而且，本發(fā)明提供了一種以更低成本生產(chǎn)的激光測(cè)量?jī)x器，其可通過(guò)在該激光測(cè)量?jī)x器中采用如以上所描述的傾斜檢測(cè)設(shè)備，來(lái)以高準(zhǔn)確度設(shè)置水平參考平面或傾斜參考平面?，F(xiàn)有技術(shù)參考
[專利文件I] JP-A-2007-132716專利公開(kāi) [專利文件2] JP-A-2006-308592專利公開(kāi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種傾斜檢測(cè)設(shè)備，包括第一傾斜傳感器，用于以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)相對(duì)于重力方向的傾斜，第二傾斜傳感器，用于檢測(cè)相對(duì)重力方向的傾斜，以及用于以比該第一傾斜傳感器的準(zhǔn)確度更低的準(zhǔn)確度和在比該第一傾斜傳感器的范圍更寬的范圍中檢測(cè)傾斜，其中該第一傾斜傳感器和該第二傾斜傳感器彼此相對(duì)地被固定，以及通過(guò)使用作為參考的如由該第一傾斜傳感器檢測(cè)的參考位置和檢測(cè)方向來(lái)由該第二傾斜傳感器檢測(cè)該傾斜。而且，本發(fā)明提供了如以上所描述的傾斜檢測(cè)設(shè)備，其中該第二傾斜傳感器可被設(shè)置在多個(gè)小檢測(cè)范圍中，其中傾斜的檢測(cè)范圍彼此部分重疊或連續(xù)，以及在該多個(gè)小檢測(cè)范圍之間，由該第一傾斜傳感器設(shè)置第一小檢測(cè)范圍的參考，并且第二小檢測(cè)范圍的參考是在該第一小檢測(cè)范圍中獲得的預(yù)定值，該第一小檢測(cè)范圍與該第二小檢測(cè)范圍重疊或連續(xù)。進(jìn)一步，本發(fā)明提供了如以上所描述的傾斜檢測(cè)設(shè)備，進(jìn)一步包括第三小檢測(cè)范圍，
并且在該第三小檢測(cè)范圍中的參考是在該第二小檢測(cè)范圍中所檢測(cè)的檢測(cè)結(jié)果。而且，本發(fā)明提供了如以上所描述的傾斜檢測(cè)設(shè)備，其中該第二傾斜傳感器可被設(shè)置在更大的檢測(cè)范圍和更小的檢測(cè)范圍中，該更大的檢測(cè)范圍包括由該第二傾斜傳感器可檢測(cè)的所有傾斜角度范圍，該更小的檢測(cè)范圍是該更大的檢測(cè)范圍的一部分，且該更小的檢測(cè)范圍的分辨率被設(shè)置成比該更大的檢測(cè)范圍的分辨率更高的分辨率，以及基于作為參考的在該更大的檢測(cè)范圍中所檢測(cè)的檢測(cè)結(jié)果來(lái)執(zhí)行該更小的檢測(cè)范圍中的傾斜檢測(cè)。進(jìn)一步，本發(fā)明提供了如以上所描述的傾斜檢測(cè)設(shè)備，包括多個(gè)第一傾斜傳感器，用彼此不同的傾斜來(lái)安裝該多個(gè)第一傾斜傳感器，以及該第二傾斜傳感器基于由該第一傾斜傳感器之一所檢測(cè)的參考位置來(lái)檢測(cè)傾斜。而且，本發(fā)明提供了如以上所描述的傾斜檢測(cè)設(shè)備，其中該第二傾斜傳感器包括傾斜位移傳感器、用于放大來(lái)自該傾斜位移傳感器的檢測(cè)信號(hào)的放大器、用于在該放大器上設(shè)置參考位置的參考設(shè)置器、和用于設(shè)置該放大器的增益的增益設(shè)置器，以及其中可根據(jù)所檢測(cè)的傾斜角度來(lái)使該參考偏移，并且該放大器的動(dòng)態(tài)范圍與預(yù)置的更小的檢測(cè)范圍相匹配。進(jìn)一步，本發(fā)明提供了如以上所描述的傾斜檢測(cè)設(shè)備，其中，該第一傾斜傳感器是傾斜傳感器，以及該第二傾斜傳感器是加速度傳感器。本發(fā)明涉及一種激光測(cè)量?jī)x器，包括激光束投射器，具有用于發(fā)射激光束的光源和用于將該激光束以旋轉(zhuǎn)照射進(jìn)行投射的旋轉(zhuǎn)器，驅(qū)動(dòng)單元，用于使該激光束投射器傾斜，以及傾斜檢測(cè)設(shè)備，用于檢測(cè)該激光束投射器的傾斜，其中該傾斜檢測(cè)設(shè)備具有第一傾斜傳感器和第二傾斜傳感器，該第一傾斜傳感器用于以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)相對(duì)于重力方向的傾斜，該第二傾斜傳感器與該第一傾斜傳感器相對(duì)地被固定，用于檢測(cè)相對(duì)于重力方向的傾斜，以及用于以比該第一傾斜傳感器的準(zhǔn)確度更低的準(zhǔn)確度，在比該第一傾斜傳感器的范圍更寬的范圍中檢測(cè)傾斜，以及基于作為參考的由該第一傾斜傳感器檢測(cè)的參考位置和檢測(cè)方向來(lái)由該第二傾斜傳感器檢測(cè)該傾斜，以及由該驅(qū)動(dòng)單元來(lái)設(shè)置該傾斜。而且，本發(fā)明提供了如以上所描述的激光測(cè)量?jī)x器，其中該傾斜檢測(cè)設(shè)備相對(duì)于該激光束投射器被可傾斜地安裝，由所述第二傾斜傳感器基于來(lái)自所述第一傾斜傳感器檢測(cè)水平狀態(tài)的狀況的檢測(cè)結(jié)果來(lái)將所述檢測(cè)設(shè)備設(shè)置成預(yù)定傾斜，以及該激光束投射器被傾斜，使得該第一傾斜傳感器通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元來(lái)檢測(cè)該水平狀態(tài)，以及設(shè)置該傾斜。進(jìn)一步，本發(fā)明提供了如以上所描述的激光測(cè)量?jī)x器，其中該第一傾斜傳感器和該第二傾斜傳感器被安裝在該激光束投射器上，并且該第一傾斜傳感器和該第二傾斜傳感器通過(guò)該激光束投射器來(lái)彼此相對(duì)地被固定，以及基于來(lái)自該第一傾斜傳感器檢測(cè)水平狀態(tài)的狀況的該第二傾斜傳感器的檢測(cè)結(jié)果來(lái)傾斜該激光束投射器，以及設(shè)置該傾斜。


圖I是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的傾斜檢測(cè)設(shè)備的示意性框 圖2是要被用在傾斜檢測(cè)設(shè)備中的第二傾斜傳感器的示意性框 圖3是用于解釋第二傾斜傳感器的分辨率的附 圖4是示出了第二實(shí)施例中的第二傾斜傳感器的分辨率的附 圖5是第二實(shí)施例的第二傾斜傳感器的示意性框圖；
圖6是根據(jù)第三實(shí)施例的傾斜檢測(cè)設(shè)備的框 圖7是示出了第三實(shí)施例中的第二傾斜傳感器的分辨率的附 圖8是具有根據(jù)本發(fā)明的傾斜檢測(cè)設(shè)備的激光測(cè)量?jī)x器的第一實(shí)施例的主要部分的透視 圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的激光測(cè)量?jī)x器的控制系統(tǒng)的示意性框 圖10 (A)和圖10 (B)是示出了激光測(cè)量?jī)x器的操作的說(shuō)明性附圖。圖10 (A)示出了傾斜角度設(shè)定的狀況，以及圖10 (B)示出了傾斜參考平面設(shè)定的狀況；以及
圖11是示出了具有根據(jù)本發(fā)明的傾斜檢測(cè)設(shè)備的激光測(cè)量?jī)x器的第二實(shí)施例的主要部分的透視圖。參考數(shù)字的圖例 I傾斜檢測(cè)設(shè)備
2第一傾斜傳感器 3第二傾斜傳感器 4傾斜計(jì)算單元 11激光束投射器 12旋轉(zhuǎn)器 14激光束 26 X軸調(diào)平馬達(dá) 31 Y軸調(diào)平馬達(dá) 33 X軸傾斜傳感器 39 X軸傾斜設(shè)置馬達(dá) 41 Y軸傾斜傳感器
47Y軸傾斜設(shè)置馬達(dá)
48X軸傾斜角度檢測(cè)器
49Y軸傾斜角度檢測(cè)器 51控制系統(tǒng)
52控制運(yùn)算單元 53調(diào)平單元 54傾斜設(shè)置單元56X軸驅(qū)動(dòng)控制單元
57Y軸驅(qū)動(dòng)控制單元
58X軸傾斜設(shè)置控制單元
59Y軸傾斜設(shè)置控制單元 61溫度傳感器
62定時(shí)器。
具體實(shí)施例方式將在以下通過(guò)參考附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例給出描述。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的傾斜檢測(cè)設(shè)備的概要。在圖I中，參考數(shù)字I表示傾斜檢測(cè)設(shè)備，數(shù)字2表示第一傾斜傳感器，其檢測(cè)相對(duì)于重力方向的傾斜，并且其具有用于以高準(zhǔn)確度檢測(cè)例如水平狀態(tài)或垂直狀態(tài)的參考位置的高分辨率。例如，第一傳感器2是光電傾斜傳感器。參考數(shù)字3表示用于梯度設(shè)置的第二傾斜傳感器。該第二傾斜傳感器具有比第一傾斜傳感器2的分辨率更低的分辨率，并且在比該第一傾斜傳感器2的范圍更寬的范圍中檢測(cè)傾斜。例如，第二傾斜傳感器3是用于檢測(cè)相對(duì)重力方向的傾斜(即，相對(duì)于垂直狀態(tài)的傾斜，或相對(duì)于水平狀態(tài)的傾斜)的加速度傳感器。在圖I中，參考數(shù)字4表示傾斜計(jì)算單元，用于基于來(lái)自該第一傾斜傳感器2和該第二傾斜傳感器3的信號(hào)來(lái)計(jì)算水平狀態(tài)或傾斜角度，以及用于輸出計(jì)算結(jié)果作為傾斜角度信號(hào)。第一傾斜傳感器2和第二傾斜傳感器3被集成在一起，或者這些傳感器可被分離地安裝在要被檢查的物體上，在那里傾斜要被檢測(cè)。在第一傾斜傳感器2和第二傾斜傳感器3彼此相分離地被安裝的情況下，第一傾斜傳感器2和第二傾斜傳感器3在彼此相對(duì)地固定的狀況下被安裝，使得第一傳感器2和第二傳感器3以集成的方式被傾斜。要由第一傾斜傳感器2所檢測(cè)的傾斜方向與要由第二傾斜傳感器3所檢測(cè)的傾斜方向相一致。第二傾斜傳感器3通過(guò)使用作為參考的由該第一傾斜傳感器2檢測(cè)的水平狀態(tài)，來(lái)檢測(cè)要由第一傾斜傳感器2所檢測(cè)的方向上的傾斜，并且還檢測(cè)要由第一傾斜傳感器2所檢測(cè)的傾斜范圍外的傾斜。 第一傾斜傳感器2以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)水平狀態(tài)，并且還檢測(cè)在水平狀態(tài)周?chē)?'的范圍內(nèi)的傾斜角度，并且輸出該傾斜角度作為第一傾斜檢測(cè)信號(hào)5。例如，第一傾斜傳感器2的檢測(cè)準(zhǔn)確度為±1"。第二傾斜傳感器3檢測(cè)在垂直狀態(tài)周?chē)?0°的范圍內(nèi)的傾斜角度。例如，第二傾斜傳感器3的檢測(cè)準(zhǔn)確度為±1'。進(jìn)一步，在圖2中示出了第二傾斜傳感器3。第二傾斜傳感器3具有用于感測(cè)和檢測(cè)相對(duì)于重力方向的傾斜位移的傾斜位移傳感器6、用于放大來(lái)自傾斜位移傳感器6的信號(hào)的放大器7、以及用于在放大器7處設(shè)置參考電壓的參考設(shè)置器8。例如，傾斜位移傳感器6是加速度傳感器，以及位移傳感器6檢測(cè)相對(duì)于重力方向(即，相對(duì)垂直線)的傾斜位移，并且發(fā)出與該傾斜位移相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。例如，微型計(jì)算機(jī)被用作為參考設(shè)置器8。在如由傾斜位移傳感器6所檢測(cè)的任意傾斜角度下，參考(即參考位置)被如此偏移，使得來(lái)自放大器7的輸出將是0V。來(lái)自放大器7的輸出被輸入到傾斜計(jì)算單元4，作為第二傾斜檢測(cè)信號(hào)9?；诘诙A斜檢測(cè)信號(hào)9，傾斜角度由傾斜計(jì)算單元4所計(jì)算。接下來(lái)，參照?qǐng)D3，將對(duì)由根據(jù)第一實(shí)施例的傾斜檢測(cè)設(shè)備I所進(jìn)行的傾斜檢測(cè)操作給出描述。在第一實(shí)施例中，要被施加到放大器7的參考電壓(偏移電壓)被如此設(shè)置，使得每當(dāng)由傾斜位移傳感器6所檢測(cè)的角度超出預(yù)定角度時(shí)，在每個(gè)預(yù)定角度下的來(lái)自放大器7的輸出電壓將為0V。例如，如圖3中所示的，假設(shè)傾斜位移傳感器6檢測(cè)-10°至+10°范圍中的傾斜，并且放大器7的輸出電壓為最大5V (S卩，動(dòng)態(tài)范圍為最大5V)。每當(dāng)?shù)诙A斜傳感器3檢測(cè)1°，參考設(shè)置器8設(shè)置要被施加到放大器7的參考電壓，使得來(lái)自放大器7的輸出電壓將為0V。
例如，當(dāng)1° 15/的角度要被檢測(cè)時(shí)，要被施加到放大器7的參考電壓被如此設(shè)置，使得在第一傾斜傳感器2檢測(cè)水平狀態(tài)的位置處來(lái)自放大器7的輸出電壓將是0V。當(dāng)傾斜檢測(cè)設(shè)備I被傾斜并且傾斜位移傳感器6的檢測(cè)角度達(dá)到I °時(shí)，放大器7的輸出將是5V。在傾斜位移傳感器6的檢測(cè)角度變?yōu)?°時(shí)，要被施加到放大器7的參考電壓由參考設(shè)置器8所再次設(shè)置，使得來(lái)自放大器7的輸出將是0V。傾斜位移傳感器6被進(jìn)一步傾斜，并且在與15'相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)被輸出的時(shí)刻，該檢測(cè)角度將是1° 15'。這里，在1°的角度位移被看作是5V的情況下
1° X3600" +5000mV-0. 72" /mV。這表示的意思是，分辨率具有足夠的值。如以上所描述的，在第一實(shí)施例中，在每個(gè)所需角度下，S卩，每當(dāng)角度超過(guò)1°，下一個(gè)1°被精細(xì)地劃分并檢測(cè)。這種更精細(xì)的劃分以這樣的方式被設(shè)置，使得更精細(xì)劃分的范圍的一部分將彼此重疊。例如，在檢測(cè)范圍為1°的情況下，更精細(xì)劃分的范圍應(yīng)當(dāng)被設(shè)為 I。I'。通過(guò)精細(xì)劃分，即使當(dāng)在溫度系數(shù)上未發(fā)現(xiàn)線性時(shí)，其有利的是，可進(jìn)行更精細(xì)的修改。在由傾斜檢測(cè)設(shè)備I來(lái)設(shè)置角度的情況下，例如，在角度被設(shè)置成3° 30'的情況下，偏移被如此進(jìn)行，使得傾斜檢測(cè)設(shè)備I被傾斜，以及每當(dāng)傾斜檢測(cè)設(shè)備被傾斜1°，來(lái)自第二傾斜檢測(cè)信號(hào)9的輸出將為O。每當(dāng)進(jìn)行偏移，傾斜計(jì)算單元4計(jì)算角度，其中增加了1°的角度。所增加的角度將是3°的位置，以及進(jìn)一步，30'的角度被檢測(cè)的位置將是要被設(shè)置的角度。因此，檢測(cè)范圍與要被偏移的值是連續(xù)的，并且作為偏移的0值將是用于下一個(gè)檢測(cè)范圍的參考。接下來(lái)，參照?qǐng)DI、圖2、圖4和圖5，將對(duì)第二實(shí)施例給出描述。該布置的概要與第一實(shí)施例的概要相同。在第二實(shí)施例中，提供了增益設(shè)置器10。要被施加到放大器7的增益由該增益設(shè)置器10設(shè)置成兩個(gè)值。在增益的兩個(gè)值之一中，與第一實(shí)施例相似地，相對(duì)于離預(yù)定角度的預(yù)定角度的變化(更精細(xì)劃分的范圍)，變化后的預(yù)定角度被設(shè)置成0V，以及該增益(在下文指的是“用于更精細(xì)檢測(cè)的增益”)被如此施加，使得在(例如，離該預(yù)定的角度)1°的角度變化下從放大器7輸出5V的電壓。在另一個(gè)情況下，增益(在下文指的是“用于粗糙檢測(cè)的增益”)被如此施加，使得將5V的電壓輸出到由傾斜位移傳感器6可檢測(cè)的角度范圍，即，以滿標(biāo)度(粗糙檢測(cè)范圍)。在第二實(shí)施例中，用于粗糙檢測(cè)的增益和用于更精細(xì)檢測(cè)的增益被選擇性地施加到放大器7。從而，能在高速下并且以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)傾斜角度?，F(xiàn)在參照?qǐng)D4和圖5，將對(duì)第二實(shí)施例的操作給出描述。首先，用于粗糙檢測(cè)的增益由增益設(shè)置器10施加在放大器7上。當(dāng)用于粗糙檢測(cè)的增益被施加時(shí)，來(lái)自放大器7的輸出電壓將在滿標(biāo)度(即-10°至+10°的范圍)中的OV至5V的范圍中。要被施加到放大器7的參考電壓由參考設(shè)置器8所如此設(shè)置，使得在水平狀態(tài)由第一傾斜傳感器2所檢測(cè)的位置處的來(lái)自放大器7的輸出電壓將是2. 5V。通過(guò)此過(guò)程，該參考位置被偏移。例如，當(dāng)相對(duì)于水平狀態(tài)的1° 15/的傾斜角度要被檢測(cè)時(shí)，1°的角度在用于粗糙檢測(cè)的增益的狀況下被檢測(cè)，以及在角度1°被檢測(cè)的時(shí)刻(即，當(dāng)輸出電壓為2. 75V 時(shí))，由參考設(shè)置器8進(jìn)行重置，使得該參考電壓將是0V。接著，用于更精細(xì)檢測(cè)的增益由該增益設(shè)置器10施加到放大器7。當(dāng)用于更精細(xì)檢測(cè)的增益被施加時(shí)，來(lái)自放大器7的輸出電壓將被如此設(shè)置，使得在傾斜位移傳感器6的1°的角度變化下，輸出電壓將是5V。當(dāng)傾斜檢測(cè)設(shè)備I從所檢測(cè)的角度為1°的位置進(jìn)一步傾斜時(shí)，以及所檢測(cè)的角度為15'的位置將是要被檢測(cè)的1° 15'的角度的位置。如以上所描述的，當(dāng)該15'的角度被檢測(cè)時(shí)，傾斜位移傳感器6的分辨率為0.72" /mV，以及可實(shí)現(xiàn)以高準(zhǔn)確度的檢測(cè)。就是說(shuō)，在第二實(shí)施例中，檢測(cè)范圍可被設(shè)置成用于粗糙檢測(cè)的范圍，以及被設(shè)置成用于更精細(xì)劃分的范圍。通過(guò)使用作為參考的由第一傾斜傳感器2所檢測(cè)的參考位置(例如，水平位置)，第二傾斜傳感器3在粗糙檢測(cè)范圍模式中檢測(cè)粗糙的傾斜角度(即粗略的傾斜角度)。在更精細(xì)劃分的范圍模式中，通過(guò)使用作為參考的所檢測(cè)的粗糙傾斜角度來(lái)檢測(cè)更精細(xì)劃分的范圍中的傾斜角度。接下來(lái)，當(dāng)在第二實(shí)施例中通過(guò)使用傾斜檢測(cè)設(shè)備來(lái)進(jìn)行角度設(shè)置時(shí)，例如，在設(shè)置成3° 30'的情況下，在用于粗糙檢測(cè)的增益的狀況中進(jìn)行3°的傾斜檢測(cè)，以及小于或等于1°的30'的傾斜檢測(cè)通過(guò)轉(zhuǎn)換到用于更精細(xì)檢測(cè)的增益來(lái)被實(shí)現(xiàn)。因此，一直到3°的傾斜，可在更高的速度下進(jìn)行該設(shè)置。在需要準(zhǔn)確度的30'的傾斜檢測(cè)中，可在更低的速度下進(jìn)行該設(shè)置。從而，可通過(guò)保持高準(zhǔn)確度來(lái)更快地進(jìn)行角度設(shè)置。圖6示出了第三實(shí)施例，在圖6中，如圖I中所示的相同的部件由相同的符號(hào)所引用，并且這里未給出詳細(xì)描述。在第三實(shí)施例中，提供了具有高分辨率的多個(gè)第一傾斜傳感器2。在圖中，示出了三個(gè)傾斜傳感器第一傾斜傳感器2a、第一傾斜傳感器2b、以及第一傾斜傳感器2c。當(dāng)假設(shè)傾斜位移傳感器6處于滿標(biāo)度(S卩，在-10°至+10°的范圍中)時(shí)，第一傾斜傳感器2b被如此安裝，使得第一傾斜傳感器2b可檢測(cè)水平狀態(tài)，以及當(dāng)?shù)谝粌A斜傳感器2b檢測(cè)水平狀態(tài)時(shí)，另一個(gè)第一傾斜傳感器2a在第一傾斜傳感器2a以-5°的角度被傾斜的狀況下被安裝，以及另外一個(gè)第一傾斜傳感器2c在第一傾斜傳感器2c以+5°的角度被傾斜并且第一傾斜傳感器2b檢測(cè)水平狀態(tài)的狀況下被安裝。就是說(shuō)，第一傾斜傳感器2a、2b和2c彼此之間以5°的相等的角距離被安裝。而且，要由增益設(shè)置器10所施加的增益被如此設(shè)置，使得在傾斜位移傳感器6的5°的角度變化下，該增益將是5V。參考圖7，將在以下對(duì)第三實(shí)施例的操作給出描述。由第一傾斜傳感器2b以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)水平狀態(tài)。例如，基于來(lái)自第二傾斜傳感器3的第二傾斜檢測(cè)信號(hào)9來(lái)檢測(cè)從0°到5°的傾斜。在這種情況下，增益被如此設(shè)置，使得針對(duì)5°的角度變化在放大器7上發(fā)生5V變化，以及與一個(gè)傾斜位移傳感器6的情況下的分辨率相比，該傾斜位移傳感器6的分辨率增加到4倍。當(dāng)傾斜角度達(dá)到5°時(shí)，傾斜角度5°由第一傾斜傳感器2c以高準(zhǔn)確度所檢測(cè)。第一傾斜傳感器2c的檢測(cè)信號(hào)被輸出到傾斜計(jì)算單元4，并且第一傾斜傳感器2c的檢測(cè)信號(hào)也被輸出到第二傾斜傳感器3。來(lái)自第一傾斜傳感器2c的檢測(cè)信號(hào)被輸入到第二傾斜傳感器3。由此該參考設(shè)置器8和增益設(shè)置器10使放大器7的參考電壓偏移，使得放大器7的輸出電壓在傾斜角度5°下將是0V，并且增益被如此設(shè)置，使得在傾斜角度5°和傾斜角度10°之間的5°的角度變化將是放大器7的5V的輸出。因此，傾斜位移傳感器6檢測(cè)從傾斜角度5°的傾斜變化，并將該變化輸出到傾斜計(jì)算單元4。傾斜計(jì)算單元4進(jìn)行相加，并且當(dāng)由傾斜位移傳感器6所檢測(cè)的角度變化達(dá)到如由第一傾斜傳感器2c所檢測(cè)的傾斜角度5°時(shí)，并計(jì)算該傾斜角度。在第三實(shí)施例中，具有高準(zhǔn)確度的第一傾斜傳感器2適于均以預(yù)定的角度被安裝，并且由第一傾斜傳感器2所劃分的角度范圍適于由傾斜位移傳感器6所檢測(cè)。因此，傾斜位移傳感器6的檢測(cè)準(zhǔn)確度被增加了由第一傾斜傳感器2所劃分的數(shù)量。每當(dāng)由第一傾斜傳感器2檢測(cè)角度時(shí)，傾斜位移傳感器6的誤差被修正。從而，整個(gè)傾斜檢測(cè)設(shè)備I的準(zhǔn)確度被顯著地改善?？梢砸詢蓚€(gè)或四個(gè)或更多個(gè)的數(shù)量來(lái)安裝該第一傾斜傳感器2。如以上所描述的，使用了例如加速度傳感器的更低分辨率和更低成本的傾斜位移傳感器6,并且放大器7的最大輸出電壓(動(dòng)態(tài)范圍)被分配為傾斜位移傳感器6的滿標(biāo)度的一部分。從而，傾斜位移傳感器6的分辨率被改善，并且可獲得具有更高準(zhǔn)確度的傾斜檢測(cè)。接下來(lái)，參考圖8，將對(duì)具有如以上所描述的傾斜檢測(cè)設(shè)備I的激光測(cè)量?jī)x器的第一實(shí)施例給出描述。圖8示出了激光測(cè)量?jī)x器的主要部分。在圖8中，參考數(shù)字11表示激光束投射器。該激光束投射器11包括諸如激光二極管的光源以發(fā)射激光束，以及用于投射從該光源發(fā)射的激光束的投射光光學(xué)系統(tǒng)。該激光束投射器11在上端處具有旋轉(zhuǎn)器12。該旋轉(zhuǎn)器12圍繞垂直軸(Z軸)13可旋轉(zhuǎn)地被安裝。該旋轉(zhuǎn)器12具有偏轉(zhuǎn)光學(xué)構(gòu)件，例如，五角棱鏡。從激光束投射器11投射的激光束14在水平方向上被偏轉(zhuǎn)，并以旋轉(zhuǎn)照射被投射，并且由該激光束14形成參考平面。激光束投射器11通過(guò)第一支撐軸(X軸)15被可旋轉(zhuǎn)地安裝在第一支撐構(gòu)件17上。第一支撐構(gòu)件17通過(guò)第二支撐軸(Y軸)18被可旋轉(zhuǎn)地提供在第二支撐構(gòu)件19上。因此，第一支撐構(gòu)件17可圍繞第二支撐軸(Y軸)18旋轉(zhuǎn)，以及激光束投射器11可圍繞第一支撐軸(X軸)15旋轉(zhuǎn)，以及激光束投射器11可以在兩個(gè)方向上傾斜X軸方向上、和Y軸方向上。這里，X軸在水平方向上延伸并且正交地跨越Z軸。Y軸在水平方向上延伸并且正交地跨越X軸和Z軸。在激光束投射器11上，提供了第一傾斜驅(qū)動(dòng)杠桿21和第二傾斜驅(qū)動(dòng)杠桿22，其分別在Y軸方向上和X軸方向上延伸。在第一傾斜驅(qū)動(dòng)杠桿21的前端處，安裝了第一螺母單元23，并且該第一螺母單元23被擰入第一螺桿24。該第一螺桿24通過(guò)第一齒輪系25被連接到X軸調(diào)平馬達(dá)26。在第二傾斜驅(qū)動(dòng)杠桿22的前端，安裝了第二螺母單元27。該第二螺母單元27被擰入第二螺桿28，并且該第二螺桿28通過(guò)第二齒輪系29被連接到Y(jié)軸調(diào)平馬達(dá)31。第一傾斜驅(qū)動(dòng)杠桿21、第一螺母單元23、第一螺桿24、第一齒輪系25、和X軸調(diào)平馬達(dá)26—起組成了 X軸傾斜驅(qū)動(dòng)單元30。第二傾斜驅(qū)動(dòng)杠桿22、第二螺母單元27、第二螺桿28、第二齒輪系29、和Y軸調(diào)平馬達(dá)31 —起組成了 Y軸傾斜驅(qū)動(dòng)單元32。 作為X軸調(diào)平馬達(dá)26和Y軸調(diào)平馬達(dá)31，可使用具有可控制的旋轉(zhuǎn)角度的馬達(dá)，例如，脈沖馬達(dá)、伺服馬達(dá)等。在激光束投射器11的需要的部分上，例如，在下部上，安裝了用作第一傾斜傳感器的X軸傾斜傳感器33，并且該X軸傾斜傳感器33可圍繞中心線(未示出)旋轉(zhuǎn)，該中心線與第一支撐軸(X軸)15相平行地行進(jìn)。X軸傾斜傳感器33是具有高分辨率的傾斜傳感器，例如，光電傾斜傳感器，并且該X軸光電傾斜傳感器可以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)水平狀態(tài)。X軸傾斜傳感器33由X軸傾斜設(shè)置單元34相對(duì)于激光束投射器11而相對(duì)地傾斜，并且該X軸傳感器33可相對(duì)于垂直軸(Z軸)13或相對(duì)于水平狀態(tài)被設(shè)置成預(yù)定的傾斜角度。X軸傾斜設(shè)置單元34包括從X軸傾斜傳感器33在水平方向上延伸的傾斜設(shè)置杠桿35、安裝在傾斜設(shè)置杠桿35的前端上并被擰入了傾斜設(shè)置螺桿36的螺母37、以及X軸傾斜設(shè)置馬達(dá)39，該X軸傾斜設(shè)置馬達(dá)39通過(guò)第一傾斜設(shè)置齒輪系38被連接到傾斜設(shè)置螺桿36。而且，Y軸傾斜傳感器41作為第一傾斜傳感器被提供在激光束投射器11的所需要的部分上，例如，在下部上，并且Y軸傾斜傳感器41可以圍繞中心線(未示出)旋轉(zhuǎn)，該中心線與第二支撐軸(Y軸)18相平行地行進(jìn)。與X軸傾斜傳感器33相類似，Y軸傾斜傳感器41是具有高分辨率的傾斜傳感器，例如，光電傾斜傳感器，并且Y軸傾斜傳感器41能以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)水平狀態(tài)。Y軸傾斜傳感器41由Y軸傾斜設(shè)置單元42相對(duì)激光束投射器11而相對(duì)地傾斜，并且該Y軸傾斜傳感器41可相對(duì)于垂直軸(Z軸)13或相對(duì)于水平狀態(tài)以預(yù)定傾斜角度被設(shè)置。Y軸傾斜設(shè)置單元42包括從Y軸傾斜傳感器41在水平方向上延伸的傾斜設(shè)置杠桿43、安裝在傾斜設(shè)置杠桿43的前端上并被擰入了傾斜設(shè)置螺桿44的螺母45、以及Y軸傾斜設(shè)置馬達(dá)47，該Y軸傾斜設(shè)置馬達(dá)47通過(guò)第二傾斜設(shè)置齒輪系46被連接到傾斜設(shè)置螺桿44。用作第二傾斜傳感器的X軸傾斜角度檢測(cè)器48被安裝在激光束投射器11的X軸傾斜傳感器33上，并且X軸傾斜角度檢測(cè)器48與X軸傾斜傳感器33整體地傾斜。X軸傾斜角度檢測(cè)器48檢測(cè)在圍繞第一支撐軸(X軸)15的旋轉(zhuǎn)方向上的傾斜角度。
用作第二傾斜傳感器的Y軸傾斜角度檢測(cè)器49被安裝在激光束投射器11的Y軸傾斜傳感器41上，并且Y軸傾斜角度檢測(cè)器49與Y軸傾斜傳感器41整體地傾斜。Y軸傾斜角度檢測(cè)器49檢測(cè)在圍繞第二支撐軸(Y軸)18的旋轉(zhuǎn)方向上的傾斜角度。X軸傾斜角度檢測(cè)器48和Y軸傾斜角度檢測(cè)器49可分別在比X軸傾斜傳感器33和Y軸傾斜傳感器41更寬的范圍中檢測(cè)傾斜角度，并且這些傾斜角度檢測(cè)器具有與X軸傾斜傳感器33和Y軸傾斜傳感器41相比更低的檢測(cè)準(zhǔn)確度(更低的分辨率)。例如，分別使用用于檢測(cè)重力方向(即，垂直線)上的傾斜角度的加速度傳感器(作為X軸傾斜傳感器33和Y軸傾斜傳感器41)。參考圖9，將對(duì)激光測(cè)量?jī)x器的控制系統(tǒng)51的概要給出描述。
在圖9中，控制系統(tǒng)51包括控制運(yùn)算單元52、調(diào)平單元53、傾斜設(shè)置單元54、傾斜檢測(cè)設(shè)備I、傾斜計(jì)算單元4、以及用于設(shè)置和輸入要被形成的參考平面的傾斜方向和傾斜角度的操作單元55。調(diào)平單元53具有X軸驅(qū)動(dòng)控制單元56和X軸調(diào)平馬達(dá)26，以在圍繞X軸(第一支撐軸15)的旋轉(zhuǎn)方向上執(zhí)行調(diào)平，并且該調(diào)平單元53具有Y軸驅(qū)動(dòng)控制單元57和Y軸調(diào)平馬達(dá)31，以在圍繞Y軸(第二支撐軸18)的旋轉(zhuǎn)方向上執(zhí)行調(diào)平。傾斜設(shè)置單元54具有X軸傾斜設(shè)置控制單元58和X軸傾斜設(shè)置馬達(dá)39，用于設(shè)置圍繞X軸(第一支撐軸15)的傾斜。傾斜設(shè)置單元54還具有Y軸傾斜設(shè)置控制單元59和Y軸傾斜設(shè)置馬達(dá)47，用于設(shè)置圍繞Y軸(第二支撐軸18)的傾斜。傾斜檢測(cè)設(shè)備I具有作為第一傾斜傳感器2的X軸傾斜傳感器33和Y軸傾斜傳感器41，以及該傾斜檢測(cè)設(shè)備I還具有作為第二傾斜傳感器3的X軸傾斜角度檢測(cè)器48和Y軸傾斜角度檢測(cè)器49?；趤?lái)自第一傾斜傳感器2 (即，X軸傾斜傳感器33和Y軸傾斜傳感器41)的輸出，以及基于來(lái)自第二傾斜傳感器3 (S卩，X軸傾斜角度檢測(cè)器48和Y軸傾斜角度檢測(cè)器49)的輸出，傾斜計(jì)算單元4計(jì)算傾斜方向和傾斜角度，并且該傾斜計(jì)算單元4將計(jì)算結(jié)果輸出到控制運(yùn)算單元52。首先，將對(duì)由激光束14形成水平參考平面時(shí)激光測(cè)量?jī)x器的操作給出描述。當(dāng)從操作單元55輸入要被形成的參考平面是水平時(shí)，Y軸傾斜驅(qū)動(dòng)單元32和Y軸傾斜設(shè)置單元42被驅(qū)動(dòng)，使得X軸傾斜傳感器33和Y軸傾斜傳感器41兩者均檢測(cè)水平狀態(tài)。當(dāng)X軸傾斜傳感器33和Y軸傾斜傳感器41分別檢測(cè)水平狀態(tài)時(shí)，激光束投射器11的中心線在垂直方向上行進(jìn)，并且從旋轉(zhuǎn)器12投射的激光束14水平地行進(jìn)。旋轉(zhuǎn)器12以恒定的速度旋轉(zhuǎn)，在水平面內(nèi)以旋轉(zhuǎn)照射來(lái)投射激光束14，并且形成水平參考平面。接下來(lái)，通過(guò)參考圖10，將在以下對(duì)形成傾斜參考平面的情況給出描述。為了簡(jiǎn)化解釋，將對(duì)在圍繞第二支撐軸I8的旋轉(zhuǎn)方向上的傾斜設(shè)置給出描述。從操作單元55設(shè)置要被形成參考平面的傾斜方向(即，關(guān)于是在相對(duì)第二支撐軸18的順時(shí)針?lè)较蛏线€是在逆時(shí)針?lè)较蛏系脑O(shè)置)和傾斜角度，并且要被設(shè)置的傾斜方向和傾斜角度被輸入到控制運(yùn)算單元52?？刂七\(yùn)算單元52通過(guò)Y軸傾斜設(shè)置控制單元59，以與預(yù)置的傾斜角度相一致的旋轉(zhuǎn)量來(lái)驅(qū)動(dòng)Y軸傾斜設(shè)置馬達(dá)47。當(dāng)Y軸傾斜設(shè)置馬達(dá)47是脈沖馬達(dá)時(shí)，由與預(yù)置的傾斜角度相對(duì)應(yīng)的多個(gè)脈沖來(lái)驅(qū)動(dòng)該脈沖馬達(dá)。
通過(guò)驅(qū)動(dòng)Y軸傾斜設(shè)置馬達(dá)47，Y軸傾斜傳感器41被傾斜，并且與Y軸傾斜傳感器41相集成的Y軸傾斜角度檢測(cè)器49也被傾斜。Y軸傾斜傳感器41的傾斜將與Y軸傾斜角度檢測(cè)器49的傾斜相同。在預(yù)置的傾斜角度超出Y軸傾斜傳感器41的檢測(cè)范圍的情況下，由Y軸傾斜角度檢測(cè)器49檢測(cè)傾斜角度。在控制運(yùn)算單元52處判斷由Y軸傾斜角度檢測(cè)器49所檢測(cè)的傾斜角度是否與如所設(shè)置和輸入的傾斜角度相同。如果預(yù)置的傾斜角度與如由Y軸傾斜角度檢測(cè)器49所檢測(cè)的傾斜角度相同，則激光束投射器11的傾斜設(shè)置被執(zhí)行。Y軸調(diào)平馬達(dá)31通過(guò)Y軸驅(qū)動(dòng)控制單元57進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以及激光束投射器11在傾 斜方向上按所設(shè)置的進(jìn)行傾斜，使得Y軸傾斜傳感器41檢測(cè)水平狀態(tài)。當(dāng)由Y軸傾斜傳感器41檢測(cè)水平狀態(tài)時(shí)，激光束投射器11的位置被確定，并且激光束投射器11在如由操作單元55所設(shè)置的傾斜方向上和傾斜角度下被傾斜。通過(guò)在投射激光束14的同時(shí)通過(guò)旋轉(zhuǎn)照射來(lái)旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)器12，可形成傾斜參考平面。相對(duì)于圍繞第一支撐軸15在旋轉(zhuǎn)方向上的傾斜，可通過(guò)操作X軸傾斜傳感器33、X軸傾斜設(shè)置馬達(dá)39和X軸調(diào)平馬達(dá)26來(lái)以相似的方式進(jìn)行設(shè)置。通過(guò)將與第二支撐軸(Y軸)18有關(guān)的傾斜和與第一支撐軸(X軸)15有關(guān)的傾斜相綜合，參考平面的傾斜可以被設(shè)置在任意方向上和任意角度下。溫度傳感器61 (見(jiàn)圖9)被提供在激光測(cè)量?jī)x器上的按需要的位置處，并且其可以按如此的方式被布置，使得當(dāng)與傾斜設(shè)置時(shí)刻的溫度相比，在檢測(cè)溫度上存在多于一定的預(yù)定值的溫度變化時(shí)，可對(duì)重調(diào)平和重傾斜參考平面進(jìn)行設(shè)置?；蛘撸商峁┒〞r(shí)器62(見(jiàn)圖9)，并且當(dāng)在通過(guò)對(duì)諸如來(lái)自外部的振動(dòng)的影響之類的因素做出適當(dāng)考慮來(lái)設(shè)置參考平面之后，一定的預(yù)定時(shí)間已經(jīng)過(guò)去時(shí)，重調(diào)平或重傾斜參考平面可被強(qiáng)制設(shè)置。而且，其可被如此設(shè)計(jì)，使得重調(diào)平或重傾斜參考平面的設(shè)置功能可以按通斷(ON-OFF)方式被執(zhí)行。圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的激光測(cè)量?jī)x器的第二實(shí)施例。在圖11中，通過(guò)相同符號(hào)來(lái)引用如圖8中所示的相同的部件，并且此處未給出詳細(xì)描述。
在第二實(shí)施例的激光測(cè)量?jī)x器中，未使用傾斜設(shè)置機(jī)制，并且簡(jiǎn)化了該機(jī)制。X軸傾斜傳感器33和Y軸傾斜傳感器41兩者均被置于激光束投射器11上，使得當(dāng)激光束投射器11在垂直位置時(shí)，檢測(cè)水平狀態(tài)。類似地，X軸傾斜角度檢測(cè)器48和Y軸傾斜角度檢測(cè)器49以這樣的方式被放置，使得當(dāng)激光束投射器11在垂直位置時(shí)，檢測(cè)水平狀態(tài)。X軸傾斜角度檢測(cè)器48和Y軸傾斜角度檢測(cè)器49通過(guò)激光束投射器11分別被固定在X軸傾斜傳感器33和Y軸傾斜傳感器41上。X軸傾斜角度檢測(cè)器48和Y軸傾斜角度檢測(cè)器49分別被相對(duì)地固定在X軸傾斜傳感器33和Y軸傾斜傳感器41上，并且它們中的每個(gè)被整體地傾斜。現(xiàn)在，將對(duì)第二實(shí)施例的操作給出描述。首先，將對(duì)在由激光束14形成水平參考平面的情況下的如以上所描述的激光測(cè)量?jī)x器給出描述。X軸調(diào)平馬達(dá)26和Y軸調(diào)平馬達(dá)31被驅(qū)動(dòng)，使得X軸傾斜傳感器33和Y軸傾斜傳感器41兩者分別檢測(cè)水平狀態(tài)。當(dāng)X軸傾斜傳感器33和Y軸傾斜傳感器41分別檢測(cè)水平狀態(tài)時(shí)，激光束投射器11的中心線正在垂直方向上行進(jìn)，以及從旋轉(zhuǎn)器12投射的激光束14在水平方向上行進(jìn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)器12以恒定速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，在水平面內(nèi)以旋轉(zhuǎn)照射來(lái)投射激光束14，并且形成水平參考平面。接下來(lái)，將對(duì)形成傾斜參考平面的情況給出描述。為簡(jiǎn)化和便于解釋，將在此對(duì)在圍繞第二支撐軸18的旋轉(zhuǎn)方向上的傾斜設(shè)置給出描述。Y軸調(diào)平馬達(dá)31由與預(yù)置的傾斜角度相對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)量所驅(qū)動(dòng)，并且激光束投射器11圍繞作為中心的第二支撐軸18被傾斜。激光束投射器11的傾斜由Y軸傾斜角度檢測(cè)器49所檢測(cè)。在實(shí)際檢測(cè)的傾斜角度與預(yù)置的傾斜角度不一致的情況下，Y軸調(diào)平馬達(dá)31被進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)，并且偏差被修正。 當(dāng)偏差被修正時(shí)，激光束投射器11被設(shè)置成按期望的傾斜角度。通過(guò)旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)器12并通過(guò)以旋轉(zhuǎn)照射來(lái)投射激光束14，可形成傾斜的參考平面。相對(duì)于在圍繞第一支撐軸15的旋轉(zhuǎn)方向上的傾斜，通過(guò)操作X軸傾斜傳感器33、X軸傾斜檢測(cè)器48和X軸調(diào)平馬達(dá)26，可按相似方式來(lái)進(jìn)行設(shè)置。通過(guò)將與第二支撐軸(Y軸)18有關(guān)的傾斜和與第一支撐軸(X軸)15有關(guān)的傾斜相綜合，參考平面的傾斜可以被設(shè)置在任意方向上和任意角度下。工業(yè)適用性
本發(fā)明提供了一種傾斜檢測(cè)設(shè)備，包括第一傾斜傳感器，用于以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)相對(duì)于重力方向的傾斜，第二傾斜傳感器，用于檢測(cè)相對(duì)于重力方向的傾斜，以及用于以比第一傾斜傳感器的準(zhǔn)確度更低的準(zhǔn)確度和在比第一傾斜傳感器的范圍更寬的范圍中檢測(cè)傾斜，其中該第一傾斜傳感器和該第二傾斜傳感器彼此相對(duì)地被固定，并且由該第二傾斜傳感器通過(guò)使用作為參考的如由該第一傾斜傳感器檢測(cè)的參考位置和檢測(cè)方向來(lái)檢測(cè)該傾斜。從而，在以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)要作為參考值的水平狀態(tài)的同時(shí)，可通過(guò)使用低成本的第二傾斜傳感器來(lái)減少制造成本。而且，本發(fā)明提供了如以上所描述的傾斜檢測(cè)設(shè)備，該第二傾斜傳感器可被設(shè)置在多個(gè)小檢測(cè)范圍中，其中傾斜的檢測(cè)范圍彼此部分重疊或連續(xù)，以及在該多個(gè)小檢測(cè)范圍之間，由該第一傾斜傳感器設(shè)置第一小檢測(cè)范圍的參考，并且第二小檢測(cè)范圍的參考是在該第一小檢測(cè)范圍中獲得的預(yù)定值，該第一小檢測(cè)范圍與該第二小檢測(cè)范圍重疊或連續(xù)。進(jìn)一步，本發(fā)明提供了如以上所描述的傾斜檢測(cè)設(shè)備，進(jìn)一步包括第三小檢測(cè)范圍，并且在該第三小檢測(cè)范圍中的參考是在該第二小檢測(cè)范圍中所檢測(cè)的檢測(cè)結(jié)果。從而，可能通過(guò)部分限制第二傾斜傳感器的檢測(cè)范圍來(lái)設(shè)置該第二傾斜傳感器的檢測(cè)準(zhǔn)確度。而且，本發(fā)明提供了如以上所描述的傾斜檢測(cè)設(shè)備，其中該第二傾斜傳感器可被設(shè)置在更大的檢測(cè)范圍和更小的檢測(cè)范圍中，該更大的檢測(cè)范圍包括由該第二傾斜傳感器可檢測(cè)的所有傾斜角度范圍，該更小的檢測(cè)范圍是該更大的檢測(cè)范圍的一部分，且該更小的檢測(cè)范圍的分辨率被設(shè)置成比該更大的檢測(cè)范圍的分辨率更高的分辨率，以及基于作為參考的在該更大的檢測(cè)范圍中所檢測(cè)的檢測(cè)結(jié)果來(lái)執(zhí)行該更小的檢測(cè)范圍中的傾斜檢測(cè)。從而，第二傾斜傳感器的檢測(cè)范圍被部分地限制，以及在該限制的范圍內(nèi)，該分辨率被設(shè)置成更高。由此在檢測(cè)范圍被保持在寬范圍中的同時(shí)，可改善分辨率。
進(jìn)一步，本發(fā)明提供了如以上所描述的傾斜檢測(cè)設(shè)備，包括多個(gè)第一傾斜傳感器，用彼此不同的傾斜來(lái)安裝該多個(gè)第一傾斜傳感器，以及該第二傾斜傳感器基于由該第一傾斜傳感器之一所檢測(cè)的參考位置來(lái)檢測(cè)傾斜。從而，由第一傾斜傳感器為每個(gè)預(yù)定傾斜角度所檢測(cè)的結(jié)果被用作參考。由此，可能以更高的準(zhǔn)確度和在更寬的范圍中來(lái)檢測(cè)傾斜。而且，本發(fā)明提供了如以上所描述的傾斜檢測(cè)設(shè)備，其中該第二傾斜傳感器包括傾斜位移傳感器、用于放大來(lái)自該傾斜位移傳感器的檢測(cè)信號(hào)的放大器、用于在該放大器上設(shè)置參考位置的參考設(shè)置器、和用于設(shè)置該放大器的增益的增益設(shè)置器，以及其中可根據(jù)所檢測(cè)的傾斜角度來(lái)使該參考偏移，并且該放大器的動(dòng)態(tài)范圍與預(yù)置的更小的檢測(cè)范圍相匹配。從而，在不改變第二傾斜傳感器的基本結(jié)構(gòu)的情況下保持寬檢測(cè)范圍的同時(shí)，可改善第二傾斜傳感器的分辨率。進(jìn)一步，本發(fā)明提供了如以上所描述的傾斜檢測(cè)設(shè)備，其中，該第一傾斜傳感器是傾斜傳感器，以及該第二傾斜傳感器是加速度傳感器。從而，可能通過(guò)使用低成本的加速度傳感器來(lái)減少制造成本。 而且，本發(fā)明提供了一種激光測(cè)量?jī)x器，包括激光束投射器，具有用于發(fā)射激光束的光源和用于將該激光束以旋轉(zhuǎn)照射進(jìn)行投射的旋轉(zhuǎn)器，驅(qū)動(dòng)單元，用于使該激光束投射器傾斜，以及傾斜檢測(cè)設(shè)備，用于檢測(cè)該激光束投射器的傾斜，其中該傾斜檢測(cè)設(shè)備具有第一傾斜傳感器和第二傾斜傳感器，該第一傾斜傳感器用于以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)相對(duì)于重力方向的傾斜，該第二傾斜傳感器與該第一傾斜傳感器相對(duì)地被固定，用于檢測(cè)相對(duì)于重力方向的傾斜，以及用于以比該第一傾斜傳感器的準(zhǔn)確度更低的準(zhǔn)確度，在比該第一傾斜傳感器的范圍更寬的范圍中檢測(cè)傾斜，以及基于作為參考的由該第一傾斜傳感器檢測(cè)的參考位置和檢測(cè)方向來(lái)由該第二傾斜傳感器檢測(cè)該傾斜，以及由該驅(qū)動(dòng)單元來(lái)設(shè)置該傾斜。從而，可能在更寬的范圍中設(shè)置參考平面的傾斜。
權(quán)利要求
1.一種傾斜檢測(cè)設(shè)備，包括第一傾斜傳感器，用于以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)相對(duì)于重力方向的傾斜，第二傾斜傳感器，用于檢測(cè)相對(duì)于重力方向的傾斜，以及用于以比第一傾斜傳感器的準(zhǔn)確度更低的準(zhǔn)確度和在比第一傾斜傳感器的范圍更寬的范圍中檢測(cè)傾斜，其中所述第一傾斜傳感器和所述第二傾斜傳感器彼此相對(duì)地被固定，并且由所述第二傾斜傳感器通過(guò)使用作為參考的如由所述第一傾斜傳感器檢測(cè)的參考位置和檢測(cè)方向來(lái)檢測(cè)該傾斜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的傾斜檢測(cè)設(shè)備，其中所述第二傾斜傳感器能被設(shè)置在多個(gè)小檢測(cè)范圍中，其中傾斜的檢測(cè)范圍彼此部分重疊或連續(xù)，以及在所述多個(gè)小檢測(cè)范圍之間，由所述第一傾斜傳感器設(shè)置第一小檢測(cè)范圍的參考，并且所述第二小檢測(cè)范圍的參考是在所述第一小檢測(cè)范圍中獲得的預(yù)定值，所述第一小檢測(cè)范圍與所述第二小檢測(cè)范圍重疊或連續(xù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的傾斜檢測(cè)設(shè)備，進(jìn)一步包括第三小檢測(cè)范圍，并且在所述第三小檢測(cè)范圍中的參考是在所述第二小檢測(cè)范圍中所檢測(cè)的檢測(cè)結(jié)果。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的傾斜檢測(cè)設(shè)備，其中所述第二傾斜傳感器能被設(shè)置在更大的檢測(cè)范圍和更小的檢測(cè)范圍中，所述更大的檢測(cè)范圍包括由所述第二傾斜傳感器可檢測(cè)的所有傾斜角度范圍，所述更小的檢測(cè)范圍是所述更大的檢測(cè)范圍的一部分，且所述更小的檢測(cè)范圍的分辨率被設(shè)置成比所述更大的檢測(cè)范圍的分辨率更高的分辨率，以及基于作為參考的在所述更大的檢測(cè)范圍中所檢測(cè)的檢測(cè)結(jié)果來(lái)執(zhí)行所述更小的檢測(cè)范圍中的傾斜檢測(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I傾斜檢測(cè)設(shè)備，包括多個(gè)第一傾斜傳感器，用彼此不同的傾斜來(lái)安裝所述多個(gè)第一傾斜傳感器，以及所述第二傾斜傳感器基于由所述第一傾斜傳感器之一所檢測(cè)的參考位置來(lái)檢測(cè)傾斜。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求4的傾斜檢測(cè)設(shè)備，其中所述第二傾斜傳感器包括傾斜位移傳感器、用于放大來(lái)自所述傾斜位移傳感器的檢測(cè)信號(hào)的放大器、用于在所述放大器上設(shè)置參考位置的參考設(shè)置器、和用于設(shè)置所述放大器的增益的增益設(shè)置器，以及其中能根據(jù)所檢測(cè)的傾斜角度來(lái)使該參考偏移，并且所述放大器的動(dòng)態(tài)范圍與所述預(yù)置的更小的檢測(cè)范圍相匹配。
7.根據(jù)權(quán)利要求I、2、4或5之一的傾斜檢測(cè)設(shè)備，其中，所述第一傾斜傳感器是傾斜傳感器，以及所述第二傾斜傳感器是加速度傳感器。
8.一種激光測(cè)量?jī)x器，包括激光束投射器，具有用于發(fā)射激光束的光源和用于將所述激光束以旋轉(zhuǎn)照射進(jìn)行投射的旋轉(zhuǎn)器，驅(qū)動(dòng)單元，用于使所述激光束投射器傾斜，以及傾斜檢測(cè)設(shè)備，用于檢測(cè)所述激光束投射器的傾斜，其中所述傾斜檢測(cè)設(shè)備具有第一傾斜傳感器和第二傾斜傳感器，所述第一傾斜傳感器用于以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)相對(duì)于重力方向的傾斜，所述第二傾斜傳感器與所述第一傾斜傳感器相對(duì)地被固定，用于檢測(cè)相對(duì)于重力方向的傾斜，以及用于以比所述第一傾斜傳感器的準(zhǔn)確度更低的準(zhǔn)確度，在比所述第一傾斜傳感器的范圍更寬的范圍中檢測(cè)傾斜，以及基于作為參考的由所述第一傾斜傳感器檢測(cè)的參考位置和檢測(cè)方向來(lái)由所述第二傾斜傳感器檢測(cè)該傾斜，以及由所述驅(qū)動(dòng)單元來(lái)設(shè)置該傾斜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的激光測(cè)量?jī)x器，其中所述傾斜檢測(cè)設(shè)備相對(duì)于所述激光束投射器被可傾斜地安裝，由所述第二傾斜傳感器基于來(lái)自所述第一傾斜傳感器檢測(cè)水平狀態(tài)的狀況的檢測(cè)結(jié)果來(lái)將所述檢測(cè)設(shè)備設(shè)置成預(yù)定傾斜，以及所述激光束投射器被傾斜，使得所述第一傾斜傳感器通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)單元來(lái)檢測(cè)該水平狀態(tài)，以及設(shè)置該傾斜。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的激光測(cè)量?jī)x器，其中所述第一傾斜傳感器和所述第二傾斜傳感器被安裝在所述激光束投射器上，并且所述第一傾斜傳感器和所述第二傾斜傳感器通過(guò)所述激光束投射器來(lái)彼此相對(duì)地被固定，以及基于來(lái)自所述第一傾斜傳感器檢測(cè)水平狀態(tài)的狀況的所述第二傾斜傳感器的檢測(cè)結(jié)果來(lái)傾斜所述激光束投射器，以及設(shè)置該傾斜。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種傾斜檢測(cè)設(shè)備(1)，包括第一傾斜傳感器(2)，用于以高準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)相對(duì)于重力方向的傾斜，第二傾斜傳感器(3)，用于檢測(cè)相對(duì)于重力方向的傾斜，以及用于以比第一傾斜傳感器的準(zhǔn)確度更低的準(zhǔn)確度和在比第一傾斜傳感器的范圍更寬的范圍中檢測(cè)傾斜，其中該第一傾斜傳感器和該第二傾斜傳感器彼此相對(duì)地被固定，并且由該第二傾斜傳感器通過(guò)使用作為參考的如由該第一傾斜傳感器檢測(cè)的參考位置和檢測(cè)方向來(lái)檢測(cè)該傾斜。
文檔編號(hào)G01C15/00GK102762953SQ201180006750
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者阿出川俊和 申請(qǐng)人:株式會(huì)社拓普康