CN102313542B - 一种改进的激光水平测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测试设备技术领域，特别涉及一种改进的激光水平测试仪，机芯组件包括电机支撑装置，电机支撑装置上端连接有水平装置，水平装置的一侧设有垂直装置，水平装置上端设有旋转头装置，水平装置的另一侧设有直流电机，水平装置内设有发光装置，电机支撑装置装设有步进电机，机壳设有控制装置，本发明体积小，水平装置能产生电容差，当电容差相等时为水平位置，当电容差不相等时主板会输出电压，步进电机旋转驱动水平装置水平位置或驱动垂直装置找垂直位置，此时发光装置通电，直流电机驱动旋转头装置旋转，对需要测试的空间进行水平和垂直测试，由于机芯组件外包覆有机壳，机壳可对整体机芯组件起到保护作用，故可延长使用寿命。

Description

一种改进的激光水平测试仪

技术领域

本发明涉及测试设备技术领域，特别涉及一种改进的激光水平测试仪。

背景技术

激光水平仪是利用激光线直线型良好的优点，通过激光发射器发出的激光线来测量及校验水平线/面，垂直线/面。由于使用简单方便，且随着激光发射器成本的下降，其价格也持续降低，因此激光水平仪愈来愈为使用者所接受，并在大型建筑工程及大型机器设备的建造或安装工程中被广为运用。

但是现有技术中如中国专利公开号为CN201251440Y的“一种激光水平仪的机芯组件”，其主要利用电子感应判断归位，通过IR光源照射水泡，然后感应器因光通过水泡中***和气泡产生的电压不同，从而反映水泡位置，以此确定机芯水平或垂直时水泡所在的位置，当感应器感应的电压相等时，确定为水平位置，该专利虽然可通过水泡中***和气泡产生的的电压不同，使感应器感应到机芯水平或垂直时水泡位置，但是由于电压的稳定性较低，所以在测试确定机芯水平或垂直时水泡所在的位置时，会相当耗费时间调试，这样测试的精度也不高。

另外，现有技术中的激光水平仪在控制时，一般是固定的模式，即只能控制测试固定某个范围的机芯水平或垂直时水泡所在的位置，这样在要进行较大、较小或某个范围反复多次测试时，则会不方便操作，这样会阻碍测试效果；而且其不能高温存储，故不能满足重复性要求，使用寿命也有限。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种改进的激光水平测试仪，其可通过水泡中***和气泡产生的电容不同，由于电容稳定性高，所以能使感应器精确的感应到机芯水平或垂直时水泡位置，测试迅速，精度高，其体积小，结构合理，使用寿命较长。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种改进的激光水平测试仪，包括机壳，所述机壳内设有机芯组件；所述机芯组件包括电机支撑装置，所述电机支撑装置上端连接有水平装置，所述水平装置的一侧设有垂直装置，所述水平装置上端设有旋转头装置，所述水平装置的一侧设有直流电机，所述水平装置内设有发光装置，所述旋转头装置与所述发光装置对应设置，所述旋转头装置与所述直流电机驱动连接，所述电机支撑装置装设有可驱动所述水平装置水平的步进电机,所述机壳设有用于控制所述旋转头装置的控制装置，所述控制装置分别与所述步进电机、所述直流电机、旋转头装置以及发光装置电连接。

其中，所述电机支撑装置包括支撑板，所述支撑板的边缘开设有稳定孔，所述稳定孔内设有调节螺杆，所述调节螺杆与所述稳定孔之间设有带齿轮的齿轮套，所述齿轮套套设于所述调节螺杆，所述齿轮套与所述调节螺杆螺纹连接，所述齿轮套与所述步进电机的输出轴配合连接，所述稳定孔的上端同轴设有电机套，所述电机套与所述调节螺杆轴接。

其中，所述水平装置包括水平支撑架，所述水平支撑架设于所述调节螺杆的上方，所述水平支撑架上端设有主板，所述水平支撑架与所述主板开设有用于装置所述旋转头装置的通孔，所述发光装置设于所述通孔内。

其中，所述发光装置包括光管和对应设于光管两端的折光板。

其中，所述旋转头装置包括设于所述水平支撑架上端的旋转头支撑架，所述旋转头支撑架穿设有旋转编码盘，所述旋转编码盘与所述直流电机通过皮带连接，所述旋转编码盘下部套设有编码盘支撑环，所述旋转编码盘上部套设有五棱镜支撑环，所述五棱镜支撑环内设有五棱镜，所述五棱镜与所述发光装置对应设置。

其中，所述旋转头支撑架与所述旋转编码盘之间设有轴承，所述五棱镜支撑环与所述五棱镜之间设有所述五棱镜支撑架。

其中，所述五棱镜罩设有镜头盖，所述镜头盖开设有若干折射孔。

其中，所述机壳包括底壳，所述底壳上端装设有中壳，所述中壳上端装设有上壳，所述上壳上端装设有可罩住所述镜头盖的笼架，所述控制装置设于所述中壳的一侧。

其中，所述底壳与所述中壳之间设有电池壳，所述笼架与所述上壳之间设有防水圈，所述防水圈与所述上壳之间还设有防水圈压片，所述中壳还固定连接有手柄。

其中，所述机壳底部装设有固接装置，所述固接装置包括可固定安装的支撑块，所述支撑块套接有一滑动板，所述支撑块的一端连接有夹头，所述支撑块的另一端设有可与所述滑动板配合使用的旋钮，所述夹头与所述支撑块通过连接轴连接，所述连接轴套设有弹簧，所述支撑块还连接有调节角度的螺杆。

本发明有益效果为：本发明体积小，能高温存储，可满足重复性要求，通过步进电机驱动水平装置或垂直装置工作，所述水平装置设有水泡和气泡，通过水泡中***和气泡产生的电容不同，由于电容稳定性高，所以能使感应器精确的感应到机芯水平或垂直时水泡位置，可产生电容差，当电容差相等时，确定为水平位置，当电容差不相等时，所述主板会输出电压，使步进电机旋转驱动水平装置，使本发明整体找水平位置，或驱动垂直装置找垂直位置，此时发光装置通电，使直流电机驱动旋转头装置旋转，以此对需要测试的空间进行水平和垂直测试，测试迅速，精度高，另外，由于所述机芯组件外包覆有机壳，所述机壳可对整体机芯组件起到保护作用，故可使本发明的使用寿命延长。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图。

图2是本发明实施例一的分解结构示意图。

图3是本发明实施例一中机芯组件的结构示意图。

图4是本发明实施例二的分解结构示意图。

图5是本发明实施例三的结构示意图。

图6是本发明实施例四的分解结构示意图。

附图标记：

1——机壳                 2——机芯组件

3——电机支撑装置         4——水平装置

5——垂直装置             6——旋转头装置

7——直流电机             8——发光装置

9——步进电机             10——固接装置

11——底壳                12——中壳

13——上壳                14——笼架

15——电池壳              16——防水圈

17——防水圈压片          18——手柄

31——支撑板              32——稳定孔

33——调节螺杆            34——齿轮套

35——电机套              41——水平支撑架

42——主板                61——旋转头支撑架

62——旋转编码盘          63——编码盘支撑环

64——五棱镜支撑环        65——五棱镜

66——轴承                67——五棱镜支撑架

68——镜头盖              69——折射孔

81——光管                82——折光板

101——支撑块             102——滑动块

103——夹头               104——旋钮

105——连接轴             106——弹簧

107——螺杆               108——控制装置。

具体实施方式

下面以实施例对本发明作进一步说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。

实施例一，如图1至图3所示，一种改进的激光水平测试仪，包括机壳1，所述机壳1内设有机芯组件2；所述机芯组件2包括电机支撑装置3，所述电机支撑装置3用于支撑本发明，所述电机支撑装置3上端连接有水平装置4，所述水平装置4的一侧设有垂直装置5，所述垂直装置5用于保证本发明满足垂直精度的要求，所述水平装置4上端设有旋转头装置6，所述水平装置4的另一侧设有直流电机7，所述水平装置4内设有发光装置8，所述发光装置8包括光管81和对应设于光管81两端的折光板82，所述旋转头装置6与所述发光装置8对应设置，所述旋转头装置6与所述直流电机7驱动连接，所述电机支撑装置3装设有可驱动所述水平装置4找水平的步进电机9,所述机壳1设有用于控制所述旋转头装置6的控制装置108，所述控制装置108分别与所述步进电机9、所述直流电机7、旋转头装置6以及发光装置8电连接。

其中，所述水平装置4设有水泡和气泡，通过水泡中***和气泡产生的电容不同，来驱动所述步进电机9和直流电机7，合理的控制水平装置4、垂直装置5以及本发明整体的位置，通过所述旋转头装置6与所述发光装置8的配合，通过光管81发出的光，来判断测试空间的水平和垂直位置，测试迅速，精度高，其中，所述控制装置108包括控制面板，所述控制面板设有若干的按键，所述若干的按键用于控制电机支撑装置3、水平装置4、垂直装置5、旋转头装置6、直流电机7、步进电机9以及发光装置8动作，所述若干的按键与所述旋转头装置6配合使用时，用于控制光管81光电的加速、减速、转动、抖动、点移动等。

实施例二，与实施例一的不同之处在于，如图4所示，本实施例中，所述电机支撑装置3包括支撑板31，所述支撑板31的边缘开设有稳定孔32，所述稳定孔32内设有调节螺杆33，所述调节螺杆33与所述稳定孔32之间设有带齿轮的齿轮套34，所述齿轮套34套设于所述调节螺杆33，所述齿轮套34与所述调节螺杆33螺纹连接，所述齿轮套34与所述步进电机9的输出轴配合连接，所述稳定孔32的上端同轴设有电机套35，所述电机套35与所述调节螺杆33轴接，本实施例中所述的步进电机9与所述齿轮套34以涡轮蜗杆的形式传动连接，而所述齿轮套34与所述调节螺杆33螺接，当步进电机9旋转时，带动调节螺杆33上下移动，对水平装置4进行调节，使其找到水平位置，所述电机套35用于限定所述调节螺杆33的上下移动距离，可防止齿轮套34与所述调节螺杆33螺接卡死，其中，所述支撑板31的一对角位置均设有所述步进电机9、齿轮套34、电机套35、调节螺杆33，通过所述各个部件，便于对所述水平装置4对称调节。

其余内容与实施例一相同，故不再赘述。

实施例三，与实施例二的不同之处在于，如图5所示，本实施例中，所述水平装置4包括水平支撑架41，所述水平支撑架41设于所述调节螺杆33的上方，所述水平支撑架41上端设有主板42，所述水平支撑架41与所述主板42开设有用于装置所述旋转头装置6的通孔，所述发光装置8设于所述通孔内，所述主板42对所述发光装置8提供电源，使光管81发光。

本实施例中，所述旋转头装置6包括设于所述水平支撑架41上端的旋转头支撑架61，所述旋转头支撑架61穿设有旋转编码盘62，所述旋转编码盘62与所述直流电机7通过皮带连接，所述旋转编码盘62下部套设有编码盘支撑环63，所述旋转编码盘62上部套设有五棱镜支撑环64，所述五棱镜支撑环64内设有五棱镜65，所述五棱镜65与所述发光装置8对应设置，其中，所述旋转编码盘62设有黑白相间的格子，可使旋转编码盘62产生的脉冲信号传到感应器上，同时可对直流电机7输送电压，使直流电机7旋转带动旋转头装置6旋转。

其中所述五棱镜65的原理是：当激光通过支撑架射进镜头，经五棱镜65的折射，使光垂直射入水平射出，从而形成前光；而另一部分光直接垂直射出，形成上光。

在检测水平精度时，如发现激光的水平精度超出要求的范围，则会在五棱镜65前加一锲形镜，其作用是改变光的方向，从而达到产品精度的要求。

在本实用例中，当给整个水平装置4供电3V 时，光管81被点亮，光通过五棱镜支撑环64，照射到五棱镜65上，当水泡不在水平位置时，水平装置4会输出电压给步进电机9，通过给步进电机9的脉冲信号，使步进电机9和直流电机7驱动机芯组件2运动，因所述电机套35具有限位作用，而所述调节螺杆33具有调节上下移动距离的作用，所以所述机芯组件2只能在一定的范围内活动，当步进电机9通过控制水平装置4返回水平位置时，所述五棱镜支撑环64转动起来，随之带动五棱镜65转动起来，因所述主板42有一个PIC功能控制，当烧录软件后，给功能线路板不同的信号时，感应器发出的IR光信号通过编码盘接收，因有黑白相间的格子，会有脉冲信号到感应器上，同时会给电压直流电机7，使直流电机7旋转带动旋转头装置6，从而实现光点的加速，减速，转动，抖动，点移动等等的功能。

本实施例中，所述旋转头支撑架61与所述旋转编码盘62之间设有轴承66，所述五棱镜支撑环64与所述五棱镜65之间设有所述五棱镜支撑架67，所述五棱镜65罩设有镜头盖68，所述镜头盖68开设有若干折射孔69，其中，所述五棱镜支撑架67可利于五棱镜65固定于五棱镜支撑环64上，可防止所述旋转头装置6旋转时，使五棱镜65被旋掉，所述轴承66利于旋转头装置6旋转灵活，而所述镜头盖68，其作用是固定五棱镜65镜头，从而使从光管81发出的光通过五棱镜65镜头的折射，再通过折射孔69 射出，这样可将光线分为上光和前光，因产品不同，可前窗射出。

其余内容与实施例二相同，故不再赘述。

实施例四，与实施例三的不同之处在于，如图2和图6所示，本实施例中，所述机壳1包括底壳11，所述底壳11上端装设有中壳12，所述中壳12上端装设有上壳13，所述上壳13上端装设有可罩住所述镜头盖68的笼架14，所述笼架14主要是对镜头盖68起到保护作用，避免跌落时撞伤，所述控制装置108设于所述中壳12的一侧，本实施例将所述机壳1设置成底壳11、中壳12、上壳13以及笼架14的连接方式，将所述机芯组件2包裹，对机芯组件2中的各个部件起到保护作用，另外，便于对机芯组件2中的各个部件进行检修和更换。

本实施例中，所述底壳11与所述中壳12之间设有电池壳15，所述电池壳15通过螺丝与所述中壳12连接，本发明可以通过电池供电，也可直接接交流电源，所述笼架14与所述上壳13之间设有防水圈16，所述防水圈16与所述上壳13之间还设有防水圈压片17，所述防水圈16可对机芯组件2起到防尘和防水的效果，所述中壳12还固定连接有手柄18，所述手柄18可便于将本发明整体提携，方便拿取和移动。

本实施例中，所述机壳1底部固接装置，所述固接装置包括可固定安装的支撑块101，所述支撑块101套接有一滑动板102，所述支撑块101的一端连接有夹头103，所述支撑块101的另一端设有可与所述滑动板102配合使用的旋钮104，所述夹头103与所述支撑块101通过连接轴105连接，所述连接轴105套设有弹簧106，所述支撑块101还连接有调节角度的螺杆107，所述支撑块101与所述夹头103连接，所述滑动板102与所述机壳1的底部（底壳11）固定连接，这样可以方便的将本发明固定于墙上、桌上椅子上等，且还可使本发明在滑动板102和旋钮104的固定下可以上下移动，另外，所述螺杆107可以调节支撑块101与所述夹头103的夹持角度。

其余内容与实施例三相同，故不再赘述。

本发明的工作原理是：先通过支撑板31与所述夹头103将本发明夹持稳定，再按下控制装置108中的控制按键，使步进电机9通电工作，通过步进电机9驱动水平装置4或垂直装置5工作，所述水平装置4设有水泡和气泡，通过水泡中***和气泡产生的电容不同，来驱动所述步进电机9和直流电机7，合理的控制水平装置4、垂直装置5以及本发明整体的位置，由于电容稳定性高，所以能使感应器精确的感应到机芯组件2水平或垂直时水泡位置，可产生的电容差，当电容差相等时，确定为水平位置，当电容差不相等时，所述主板42会输出电压，使步进电机9旋转驱动水平装置4，使本发明整体找水平位置，或驱动垂直装置5找垂直位置，此时发光装置8通电，使直流电机7驱动旋转头装置6旋转，以此对需要测试的空间进行水平和垂直测试。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (7)

1.一种改进的激光水平测试仪，包括机壳，所述机壳内设有机芯组件；其特征在于：所述机芯组件包括电机支撑装置，所述电机支撑装置上端连接有水平装置，所述水平装置的一侧设有垂直装置，所述水平装置的上端设有旋转头装置，所述水平装置的另一侧设有直流电机，所述水平装置内设有发光装置，所述旋转头装置与所述发光装置对应设置，所述旋转头装置与所述直流电机驱动连接，所述电机支撑装置装设有可驱动所述水平装置水平的步进电机,所述机壳设有用于控制所述旋转头装置的控制装置，所述控制装置分别与所述步进电机、所述直流电机、旋转头装置以及发光装置电连接；所述水平装置设有水泡和气泡，控制装置根据水泡中的***和气泡产生的电容来驱动所述步进电机或直流电机，进而控制水平装置或垂直装置运动；

所述电机支撑装置包括支撑板，所述支撑板的边缘开设有稳定孔，所述稳定孔内设有调节螺杆，所述调节螺杆与所述稳定孔之间设有带齿轮的齿轮套，所述齿轮套套设于所述调节螺杆，所述齿轮套与所述调节螺杆螺纹连接，所述齿轮套与所述步进电机的输出轴配合连接，所述稳定孔的上端同轴设有电机套，所述电机套与所述调节螺杆轴接；

所述水平装置包括水平支撑架，所述水平支撑架设于所述调节螺杆的上方，所述水平支撑架上端设有主板，所述水平支撑架与所述主板开设有用于装置所述旋转头装置的通孔，所述发光装置设于所述通孔内；

所述旋转头装置包括设于所述水平支撑架上端的旋转头支撑架，所述旋转头支撑架穿设有旋转编码盘，所述旋转编码盘与所述直流电机通过皮带连接，所述旋转编码盘下部套设有编码盘支撑环，所述旋转编码盘上部套设有五棱镜支撑环，所述五棱镜支撑环内设有五棱镜，所述五棱镜与所述发光装置对应设置；

所述旋转编码盘设有黑白相间的格子。

2.根据权利要求1所述的一种改进的激光水平测试仪，其特征在于：所述发光装置包括光管和对应设于光管两端的折光板。

3.根据权利要求1所述的一种改进的激光水平测试仪，其特征在于：所述旋转头支撑架与所述旋转编码盘之间设有轴承，所述五棱镜支撑环与所述五棱镜之间设有所述五棱镜支撑架。

4.根据权利要求1所述的一种改进的激光水平测试仪，其特征在于：所述五棱镜罩设有镜头盖，所述镜头盖开设有若干折射孔。

5.根据权利要求4所述的一种改进的激光水平测试仪，其特征在于：所述机壳包括底壳，所述底壳上端装设有中壳，所述中壳上端装设有上壳，所述上壳上端装设有可罩住所述镜头盖的笼架，所述控制装置设于所述中壳的一侧。

6.根据权利要求5所述的一种改进的激光水平测试仪，其特征在于：所述底壳与所述中壳之间设有电池壳，所述笼架与所述上壳之间设有防水圈，所述防水圈与所述上壳之间还设有防水圈压片，所述中壳还固定连接有手柄。

7.根据权利要求4所述的一种改进的激光水平测试仪，其特征在于：所述机壳底部装设有固接装置，所述固接装置包括可固定安装的支撑块，所述支撑块套接有一滑动板，所述支撑块的一端连接有夹头，所述支撑块的另一端设有可与所述滑动板配合使用的旋钮，所述夹头与所述支撑块通过连接轴连接，所述连接轴套设有弹簧，所述支撑块还连接有调节角度的螺杆。

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