CN201110761Y - 激光对中及准直*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光对中及准直***，其特点是，包括一自动变焦望远镜、一CCD成像***、一十字分划板、一激光源、一激光同轴装置、一纠偏用全反射镜、以及一分析计算电路；所述的CCD成像***、十字分划板、自动变焦望远镜以及激光同轴装置顺序连接，且同轴心；所述的激光源发出的激光通过激光同轴装置折射到所述的纠偏用全反射镜；所述的CCD成像***的输出端与分析电路的输入端电连接。该***可以对大型轴系进行对中调整及测量，可以广泛应用在民品或军品的其他需要进行对中或准直的调整工作。具有非接触测量，精度高，调整方便等特点。

Description

激光对中及准直***

技术领域

本实用新型涉及一种可以测量轴(承)系中心偏移量并指导对中的光学测量仪，尤其涉及一种激光对中及准直***。

背景技术

激光由于具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强等特点，在工程、医疗等方面得到了广泛的应用。

在基建工程中，为保持施工作业的质量，常常需要提供较高精度的横向、竖直基准线。以激光束作基准线精度在±1毫米以内的作业，称为激光准直。激光准直，需要激光发射角控制得很小，使光束尽量集中，以获得尽可能长的准直距离。在面积大、人员多、交通频繁的施工场合，激光准直线不怕碰、不怕风、不妨碍交通，使用方便、准确可靠。大型轴系的对中是难题，过去首先要对轴承孔的中心对中。目前该技术较多，但做法不一。过去常用拉钢丝的方法，但受到钢丝长度的限制，太长则下垂明显，故该方法精度底；而市场上现有的产品如南京亿佰泰激光对中仪、西安西马公司、瑞典FLXTURLASER公司、德国pruftechnik公司等均需要在轴系中放置传感器，实际操作复杂，功能单一，成本高，需要专业人员操作。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能及时快速准确的将轴系对中的激光对中及准直***。该激光准直对中***，不存在光束下垂拐弯的情况，而且具有中心对中可以实现非接触、实时测量等优点。

本实用新型采取的技术方案是，激光对中及准直***，其特点是，包括-自动变焦望远镜、-CCD成像***、-十字分划板、-激光源、-激光同轴装置、-纠偏用全反射镜、以及一分析计算电路；

所述的CCD成像***、十字分划板、自动变焦望远镜以及激光同轴装置顺序连接，且同轴心；

所述的激光源发出的激光通过激光同轴装置折射到所述的纠偏用全反射镜；

所述的CCD成像***的输出端与分析电路的输入端电连接。

上述激光对中及准直***，其中，所述的分析计算电路由一计算机构成。

上述激光对中及准直***，其中，所述的激光同轴装置由一45度反射镜构成。

上述激光对中及准直***，其中，还包括一用于放置所述激光对中及准直***的支架部件，所述的支架部件包括三角架、设在该三角架上的三维调节装置，所述的激光对中及准直***放置在所述三维调节装置上方。

上述激光对中及准直***，其中，所述的三维调节装置为可以绕x、y、z三轴角度调整的机构。

上述激光对中及准直***，其中，还包括一用于将激光对中及准直***固定在三维调节装置顶部的固定件。

上述激光对中及准直***，其中，所述的固定件由在激光对中及准直***底部设置的卡件和在三维调节装置顶部设置的构件配套构成。

上述激光对中及准直***，其中，所述的固定件由在三维调节装置顶部设置的螺杆和在激光对中及准直***底部设置的与所述螺杆配套的螺孔构成。

上述激光对中及准直***，其中，所述的固定件由在三维调节装置顶部设置的一恰可容置激光对中及准直***外壳的卡槽构成。

本实用新型由于采用了以上的技术方案，不但实现了一般准直仪(如经纬仪、水平仪等)的功能，即调节中心线水平，还实现了一般对中仪的功能，即能获得轴(承)系中任意两个的中心偏移量，实现了准直及对中两大功能合而为一的效果。

附图说明

本实用新型的具体特征性能由以下的实施例及其附图进一步给出。

图1是本实用新型激光准直及对中***结构原理图。

图2是本实用新型激光准直及对中***具体使用状态的简图。

图3是本实用新型激光准直及对中***对于轴承孔纠偏及对中工作的原理图。

图4是本实用新型激光准直及对中***对于轴承孔需要纠偏的原理图。

图5是本实用新型激光准直及对中***对于轴承孔对中测量的工作原理图。

具体实施方式

请参阅图1，这是本实用新型激光准直及对中***结构原理图。本实用新型激光对中及准直***100，包括-自动变焦望远镜1、-CCD成像***2、-十字分划板3、-激光源4、-激光同轴装置5、-纠偏用全反射镜6、以及一分析计算电路7；所述的CCD成像***、十字分划板、自动变焦望远镜以及激光同轴装置顺序连接，且同轴心；所述的激光源发出的激光通过激光同轴装置折射到(被测物)所述的纠偏用全反射镜；所述的CCD成像***的输出端与分析电路的输入端电连接。

本实施例中，其中，所述的分析计算电路由一计算机构成。所述的激光同轴装置由一45度反射镜构成。

请参阅图2，这是本实用新型激光准直及对中***具体使用状态的简图。本实用新型激光对中及准直***在实际使用中还包括一用于放置所述激光对中及准直***的支架部件2，所述的支架部件包括三角架21、设在该三角架上的三维调节装置22、以及一固定件23。所述的激光对中及准直***100放置在所述三维调节装置上方。所述的固定件由在激光对中及准直***底部设置的卡件和在三维调节装置顶部设置的钩件配套构成。或者由在三维调节装置顶部设置的螺杆和在激光对中及准直***底部设置的与所述螺杆配套的螺孔构成。或者也可由在三维调节装置顶部设置的一恰可容置激光对中及准直***外壳的卡槽构成。

请配合参见图3～图5。其中：图3是本实用新型激光准直及对中***对于轴承孔纠偏及对中工作的原理图，图4是本实用新型激光准直及对中***对于轴承孔需要纠偏的原理图，图5是本实用新型激光准直及对中***对于轴承孔对中测量的工作原理图。下面结合轴承对中及准直测量的实施例介绍本实用新型激光对中及准直***具体的工作原理：

①首先将激光对中及准直***本身调节激光水平。请配合参见图2。将激光对中及准直***放置在三角架上，通过三维调节装置(即有绕x、y、z三轴角度可以调整的机构)保证激光出射的水平方向与理想轴系中心线(设计轴承时的中心线)重合，可以利用标尺300辅助调节；

②确定各个轴承的机械中心与激光重合，如图3、图4所示。图中：200为被测轴承(虚线表示理想位置，实线表示实际位置)、R为被测轴承内孔、81为反射镜、82为反射平面、83为对中中心线、84为中心偏离线、85为随轴承转动反射点的运动轨迹、86为固定杆、87为滑动杆、88为带有滑块的活动杆、89为弧形滑块。在被测轴承200的中心位置放置一全反射镜81，转动轴承200，若反射面82得到的激光能量与出射后的能量相等的同时，反射点的位置不变化的条件下，可以确定该轴承中心与激光基本重合(误差为毫米级)并且轴承面垂直与激光；若反射点随轴承孔变化，则轴承孔需要纠偏(如图4所示)。因为轴承内孔半径是已知的，反射镜中心为滑动杆83和固定杆84的中心，只要随轴承孔转动调节滑杆即可确定反射镜中心为该轴承孔的机械中心；

③计算轴承中心的偏差。通过调节望远镜的成像，以及CCD采集图像，并实时调节，将要调整中心的轴承孔清晰成像在电脑屏幕上，由于预先在CCD与望远镜之间固化放置了十字分划板，引入激光用同轴装置(45度反射镜)并改变90度折射，激光器与望远镜垂直，经过45度反射镜反射后，激光光线与望远镜轴线同轴，预先已调节十字分划板中心为望远镜中心(即激光发射中心)，这样在CCD靶面上可以得到一个固定的十字划线L，该十字划线为计算的标尺；最后通过计算，可以知道十字线中心O与十字划线L、轴承孔R的四个交点(A、B、C、D)的距离(请见图5)，从而知道需要怎样作调整。Y方向调整的距离为(OA-OB)/2，X方向调整的距离为(OD-OC)/2，从而可以确定中心。误差视测量远近及轴承孔大小而定，一般30米距离之内，直径为350毫米之内的轴承孔误差小于0.05毫米。图中O’为轴孔园中心。

从以上实施例可知：本实用新型能指导轴系的中心线在一条水平直线上，能获得轴(承)系中任意两个的中心偏移量，可将通过多次测量得到全部的偏移，从而指导轴系的准直及对中。其中：

对于轴系的准直：

可通过调节安装在仪器本体上的三维调节装置，以调节激光出光的水平性，对每一个轴承孔需要寻找其机械中心，在轴承孔中心位置放置一全反射镜，只要激光返回的能量与出射的能量相同即可大致确定其机械中心；

然后转动轴承，若轴承有俯仰(即不垂直于激光)，则其返回的光点不会落在一点上，需要进行俯仰调节；

用同样方法对其他不同大小、远近的轴承孔进行机械中心的寻找，从而最终大致使得激光能通过轴系各轴承座的机械中心，这样的误差约为毫米级。

对于轴系的对中：

通过自动对焦***改变长距离工作望远镜的焦距来获得远距离观测轴承孔清晰的像(目测)；

采用数码摄像机或CCD摄像头取代目镜，直接将得到的图像输入到计算机中，从而可以用图像软件进行数字图像处理和分析，从而计算出偏移量。

本实用新型的技术效果是：

①只要仪器本体通过三维调节使得激光光线能重合轴系中心线的位置(可以是理论上的位置)，就可以进行测量，所以仪器灵活性高，适用范围广。

②独特的轴承纠偏技术，可以指导调节轴承俯仰的偏差，使得轴承面垂直于激光。

③精密的图像采集及处理技术，使得轴系的偏差能直接显示和得到，从而获得轴系各轴承调整的指标。

总之，该套***可以对大型轴系进行对中调整及测量，可以广泛应用在民品或军品的其他需要进行对中或准直的调整工作。具有非接触测量，精度高，调整方便等特点。

Claims (9)

1、激光对中及准直***，其特征在于，包括-自动变焦望远镜、-CCD成像***、-十字分划板、-激光源、-激光同轴装置、-纠偏用全反射镜、以及一分析计算电路；

所述的CCD成像***、十字分划板、自动变焦望远镜以及激光同轴装置顺序连接，且同轴心；

所述的激光源发出的激光通过激光同轴装置折射到所述的纠偏用全反射镜；

所述的CCD成像***的输出端与分析电路的输入端电连接。

2、根据权利要求1所述的激光对中及准直***，其特征在于，所述的分析计算电路由一计算机构成。

3、根据权利要求1所述的激光对中及准直***，其特征在于，所述的激光同轴装置由一45度反射镜构成。

4、根据权利要求1所述的激光对中及准直***，其特征在于，还包括一用于放置所述激光对中及准直***的支架部件，所述的支架部件包括三角架、设在该三角架上的三维调节装置，所述的激光对中及准直***放置在所述三维调节装置上方。

5、根据权利要求4所述的激光对中及准直***，其特征在于，所述的三维调节装置为可以绕x、y、z三轴角度调整的机构。

6、根据权利要求4所述的激光对中及准直***，其特征在于，还包括一用于将激光对中及准直***固定在三维调节装置顶部的固定件。

7、根据权利要求6所述的激光对中及准直***，其特征在于，所述的固定件由在激光对中及准直***底部设置的卡件和在三维调节装置顶部设置的构件配套构成。

8、根据权利要求6所述的激光对中及准直***，其特征在于，所述的固定件由在三维调节装置顶部设置的螺杆和在激光对中及准直***底部设置的与所述螺杆配套的螺孔构成。

9、根据权利要求6所述的激光对中及准直***，其特征在于，所述的固定件由在三维调节装置顶部设置的一恰可容置激光对中及准直***外壳的卡槽构成。

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