專利名稱:整體懸掛重力安平建筑激光測量儀的制作方法
本實用新型涉及到一種用于建筑工程鉛直方向及水平方向測量的激光測量儀，國際分類號可歸納于(G01C9／12)現(xiàn)有的國外的建筑激光測量儀所采用的重力自動安平方式是通過萬向支架懸掛光學(xué)準(zhǔn)直器中的一個發(fā)散透鏡來實現(xiàn)的。這種方式可使儀器體積、重量減小，但是，這種方式不能利用激光器的尾光，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的錘球或光學(xué)對點機(jī)構(gòu)對準(zhǔn)地面的基準(zhǔn)點，給測量帶來不便。此外，這種懸掛方式無法鎖定被懸掛的發(fā)散透鏡，若將儀器橫臥在臥式支架上實現(xiàn)鉛直掃描時，會引起測量誤差，也不具有自校功能。
本實用新型的任務(wù)在于提供一種包括伽俐略望遠(yuǎn)鏡、激光器、套筒、尾光矯正器、磁感應(yīng)阻尼器、止擺器及配重塊的整個激光準(zhǔn)直系統(tǒng)，被懸掛在萬向支架上的激光鉛直儀。它能利用激光器的尾光對準(zhǔn)地面的基準(zhǔn)點。為保證尾光投在地面的光點位于激光束的軸線上，在激光器尾套上裝有尾光矯正器。為便于尾光與地面基準(zhǔn)點對正，在激光鉛直儀外殼上裝有雙偏心環(huán)對中機(jī)構(gòu)。為鎖定整個被懸掛的激光準(zhǔn)直系統(tǒng)，在儀器的底殼上裝有止擺器。儀器水平臥置掃描鉛直面或搬遷時，必須用止擺器將被懸掛系統(tǒng)鎖定。此外，在激光鉛直儀的頂部可安裝有摩擦式離合器的五棱鏡掃描器，既可電動掃描平面基準(zhǔn)，又可微動瞄準(zhǔn)進(jìn)行水準(zhǔn)測量。使儀器具有自動安平激光鉛直儀、自動安平激光水準(zhǔn)儀、自動安平激光水平面儀、人工安平激光鉛直面儀的功能。
本實用新型的任務(wù)是以如下方式完成的，結(jié)合附圖詳細(xì)描述如下圖1建筑激光測量儀輪廓圖圖2激光鉛直儀縱剖面示意圖圖3激光鉛直儀殼體示意圖圖4萬向支架示意圖圖5萬向支架與上殼體、伽俐略望遠(yuǎn)鏡連接示意圖圖6尾光矯正器裝配圖圖7止擺器構(gòu)造圖圖8止擺葉輪與配重塊構(gòu)造圖圖9雙偏心環(huán)對中機(jī)構(gòu)示意圖圖10五棱鏡掃描器縱剖面圖圖11微動瞄準(zhǔn)與電動掃描機(jī)構(gòu)平面圖圖12摩擦式離合器示意圖參照圖1，整個建筑激光測量儀是由激光鉛直儀(1)、五棱鏡掃描器(4)及支架(3)組成。激光鉛直儀(1)通過雙偏心環(huán)對中機(jī)構(gòu)(2)與支架(3)相連。五棱鏡掃描器通過高腳螺栓(5)與激光鉛直儀(1)相連。
參照圖1及圖3，激光鉛直儀的頂蓋(6)用螺釘與上殼體(7)連接。上殼體(7)通過鋃套(8)用螺紋與中殼體(9)連接。下殼體(10)用螺紋與中殼體(9)及底殼(11)連接。整個殼體用密封材料密封，并通過鋃套(8)與雙偏心環(huán)對中機(jī)構(gòu)(2)結(jié)合成一體。
參照圖2及圖4、圖5，支承整個被懸掛系統(tǒng)的萬向支架的外環(huán)(12)，通過一對軸系(13)與平衡環(huán)(14)連接，平衡環(huán)(14)通過另一對構(gòu)造相同的軸系(15)與內(nèi)環(huán)(16)相連接。這兩對軸系相互垂直。底板(17)與外環(huán)(12)用螺釘(18)連接，通過螺紋再與上殼體(7)緊固成一體。伽俐略望遠(yuǎn)鏡(20)通過螺釘(19)與內(nèi)環(huán)(16)連接，可做兩個自由度的擺動。
參照圖2、圖6單模內(nèi)腔式有尾光的氦－氖激光器(21)通過套管(22)用螺釘與伽俐略望遠(yuǎn)鏡(20)連接，尾套(23)中心孔允許尾光通過，在這個位置上裝有尾光矯正器。尾光矯正器的上楔鏡座(25)用螺紋連接在屋套(23)的中心孔位置。下楔鏡(26)通過下楔鏡座(27)用螺紋連接在上楔鏡座(25)的下面。旋轉(zhuǎn)兩楔鏡座使兩楔鏡的楔角做適當(dāng)組合，以矯正尾光的偏差角。
參照圖2，磁感應(yīng)阻尼器是用來使被萬向支架整體懸掛的系統(tǒng)在受擾動時迅速靜止的。三個環(huán)形磁體(28)保持一定間距也固定在下殼體(10)內(nèi)。二個園形阻尼片(29)套在空心阻尼桿(30)上，并并通過螺釘(31)緊固在尾套(23)的下端，成為被萬向支架懸掛的一部份。當(dāng)被懸掛的整體受擾動時，磁感應(yīng)的阻尼作用將使之迅速靜止。
參照圖2、圖7，鎖定整個被懸掛系統(tǒng)的構(gòu)造是楔塊式止擺器。止擺葉輪(32)螺紋固定于阻尼桿(30)的下端，成為被懸掛系統(tǒng)的一部份。環(huán)形楔座(33)用螺紋及頂緊螺釘固定于底殼(11)內(nèi)。止擺楔錐(34)安裝于底殼(11)中心導(dǎo)孔內(nèi)，可以直接推上或通過拉管(35)拉下。止擺葉輪(32)外面、環(huán)形楔座(33)內(nèi)面、止擺楔錐(34)的環(huán)形內(nèi)面與外面均有相同的錐度，當(dāng)止擺楔錐(34)推上時它們在同一平面上楔合，使整個被懸掛系統(tǒng)在儀器殼內(nèi)部的位置固定不動。以便儀器在臥架上做鉛直掃描時被整體懸掛的系統(tǒng)處于人工安置的水平狀態(tài)，以及防止儀器在搬運過程中，被整體懸掛的系統(tǒng)因擺動而損壞。在做為自動安平的激光儀器使用時，必須將拉管(35)拉下，使被懸掛的系統(tǒng)能在殼體內(nèi)有小范圍的兩自由度擺動。以實現(xiàn)激光束的自動安平。止擺楔塊(35)中心孔有密封用平行玻璃窗口(36)，以便通過阻尼桿(30)中心孔的尾光能射向地面。
參照圖2、圖7、圖8，配重塊(37)是調(diào)整整個被懸掛系統(tǒng)重心位置的零件，它被螺釘固定在止擺葉輪(32)的空檔內(nèi)。必須精細(xì)地調(diào)整它的重量，以使被懸掛系統(tǒng)的重心在激光束的軸線上，保證出射激光成為自動鉛直激光束。
參照圖2、圖9，雙偏心環(huán)對中機(jī)構(gòu)是用來使激光鉛直儀在支架上平移的，以便尾光能迅速對準(zhǔn)地面的基準(zhǔn)點。連接儀器上殼體(7)及中殼體(9)的鋃套(8)，可在內(nèi)偏心環(huán)(38)中旋轉(zhuǎn)。內(nèi)偏心環(huán)(38)疊套在外偏心環(huán)(39)的上面，并可以旋轉(zhuǎn)。外偏心環(huán)(39)疊套在支架(3)的自校環(huán)座(42)上，并可以旋轉(zhuǎn)。內(nèi)偏心環(huán)(38)與外偏心環(huán)(39)在自校環(huán)座(42)中的相對轉(zhuǎn)動，可使激光鉛直儀器尾光平移，迅速對準(zhǔn)地面上的基準(zhǔn)點。扳手(40)及頂桿(41)用來鎖定對中機(jī)構(gòu)，保持儀器的工作位置不變。當(dāng)雙偏心環(huán)對中機(jī)構(gòu)鎖定后，激光鉛直儀的殼體可在內(nèi)偏心環(huán)(38)中做自校旋轉(zhuǎn)，以檢查鉛直激光束的準(zhǔn)確度。
參照圖1及圖2，通過五棱鏡將激光鉛直儀(1)發(fā)出的鉛直激光束反射為水平激光束及掃描激光水平面時，要用高腳螺栓(5)將五棱鏡掃描器(4)安裝在激光鉛直儀(1)的頂蓋上。
參照圖10，五棱鏡(43)安裝在掃描頭(44)內(nèi)，窗口楔鏡(45)用來補(bǔ)償五棱鏡(43)加工誤差。瞄準(zhǔn)器(46)裝在掃描頭(44)頂面。掃描頭(44)與支承于掃描器殼體(47)上的掃描軸(48)連成一體。
參照圖10、圖11、圖12，直流電動機(jī)(49)由直流穩(wěn)壓電源(50)驅(qū)動，帶動主動皮帶輪(51)及被動皮帶輪(52)以及掃描軸(48)，實現(xiàn)電動掃描。由蝸輪蝸桿構(gòu)成的速比為1801的微動瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)。蝸桿手輪(53)驅(qū)動蝸輪(54)。通過橡皮摩擦離合器(55)，傳動主動皮帶輪(51)及被動皮帶輪(52)，實現(xiàn)手動微動瞄準(zhǔn)及水準(zhǔn)測量。當(dāng)扭轉(zhuǎn)離合器拉扭(56)使摩擦離合器(55)脫開主動皮帶輪(51)時，方可實現(xiàn)電動掃描。
本實用新型由于增加了尾光矯正器、雙偏心環(huán)對中機(jī)構(gòu)，在施工現(xiàn)場使用方便；由于增加了微動瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，具有了水準(zhǔn)測量功能；由于增加了止擺器鎖定機(jī)構(gòu)，不僅可以保證儀器的正常使用，并且實現(xiàn)了鉛直掃描的功能。本實用新型在沒有增加制造成本的情況下，擴(kuò)大了使用功能及提高了儀器的使用效率，及測量精度。本實用新型的樣機(jī)曾經(jīng)北京市標(biāo)準(zhǔn)計量局進(jìn)行了測試檢定及運輸振動例行試驗檢定，檢定結(jié)果符合設(shè)計要求。該建筑激光測量儀曾經(jīng)在首都鋼鐵公司電站165米鋼筋混凝土煙囪施工中應(yīng)用，儀器精度滿足施工測量規(guī)范要求。該儀器還在廣播電視部彩電中心制作區(qū)工程中進(jìn)行了400小時的試用考核，用于裝修工程抄平放線、地面及墻面頂棚作業(yè)平整度控制，以及輕鋼龍骨的隔墻、天花板安裝，儀器測量精度滿足施工規(guī)范要求。
權(quán)利要求
1.一種由五棱鏡掃描器、激光鉛直儀及支架組成的建筑激光測量儀。其特征在于A、通過調(diào)整懸掛在萬向支架上的伽俐略望遠(yuǎn)鏡、激光器、尾光矯正器、阻尼桿、止擺葉輪及配重塊在內(nèi)的整個準(zhǔn)直系統(tǒng)的重心位置，實現(xiàn)激光束的自動鉛直，B、激光器的下端安裝有兩片楔鏡組成的尾光矯正構(gòu)造。C、激光鉛直儀下端裝有止擺楔錐和環(huán)形楔座。與激光準(zhǔn)直系統(tǒng)中的止擺葉輪三個零件組成了鎖定機(jī)構(gòu)，需要時可使被懸掛的整個激光準(zhǔn)直系統(tǒng)與激光鉛直儀殼體固定在一起。D、激光鉛直儀外殼上裝有雙偏心環(huán)對中構(gòu)造。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的建筑激光測量儀，其特征在于五棱鏡掃描器上安裝有摩擦式離合器，可實現(xiàn)電動掃描及微動瞄準(zhǔn)的水準(zhǔn)測量。
專利摘要
本實用新型公開了一種重力自動安平帶有尾光的建筑激光測量儀。在儀器外殼上裝有雙偏心環(huán)對中機(jī)構(gòu)便于準(zhǔn)確地與地面基準(zhǔn)點對中。儀器下端裝有止擺鎖定機(jī)構(gòu)，在儀器遷移或鉛直掃描時可以使激光準(zhǔn)直系統(tǒng)同儀器殼體固定。在五棱鏡掃描器上裝有微動掃描機(jī)構(gòu)，可以進(jìn)行水準(zhǔn)測量。在保證地面、墻面及頂棚工程的平整度和建筑安裝工程的操平、放線精度上滿足建筑施工規(guī)范要求。
文檔編號可歸納于(G01C9／12)現(xiàn)有的國外的建筑激光測量儀所采用的重力自動安平方式是通過萬向支架懸掛光學(xué)準(zhǔn)直器中的一個發(fā)散透鏡來實現(xiàn)的。這種方式可使儀器體積、重量減小，但是，這種方式不能利用激光器的尾光，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的錘球或光學(xué)對點機(jī)構(gòu)對準(zhǔn)地面的基準(zhǔn)點，給測量帶來不便。此外，這種懸掛方式無法鎖定被懸掛的發(fā)散透鏡，若將儀器橫臥在臥式支架上實現(xiàn)鉛直掃描時，會引起測量誤差，也不具有自校功能。
本實用新型的任務(wù)在于提供一種包括伽俐略望遠(yuǎn)鏡、激光器、套筒、尾光矯正器、磁感應(yīng)阻尼器、止擺器及配重塊的整個激光準(zhǔn)直系統(tǒng)，被懸掛在萬向支架上的激光鉛直儀。它能利用激光器的尾光對準(zhǔn)地面的基準(zhǔn)點。為保證尾光投在地面的光點位于激光束的軸線上，在激光器尾套上裝有尾光矯正器。為便于尾光與地面基準(zhǔn)點對正，在激光鉛直儀外殼上裝有雙偏心環(huán)對中機(jī)構(gòu)。為鎖定整個被懸掛的激光準(zhǔn)直系統(tǒng)，在儀器的底殼上裝有止擺器。儀器水平臥置掃描鉛直面或搬遷時，必須用止擺器將被懸掛系統(tǒng)鎖定。此外，在激光鉛直儀的頂部可安裝有摩擦式離合器的五棱鏡掃描器，既可電動掃描平面基準(zhǔn)，又可微動瞄準(zhǔn)進(jìn)行水準(zhǔn)測量。使儀器具有自動安平激光鉛直儀、自動安平激光水準(zhǔn)儀、自動安平激光水平面儀、人工安平激光鉛直面儀的功能。
本實用新型的任務(wù)是以如下方式完成的，結(jié)合附圖詳細(xì)描述如下圖1建筑激光測量儀輪廓圖圖2激光鉛直儀縱剖面示意圖圖3激光鉛直儀殼體示意圖圖4萬向支架示意圖圖5萬向支架與上殼體、伽俐略望遠(yuǎn)鏡連接示意圖圖6尾光矯正器裝配圖圖7止擺器構(gòu)造圖圖8止擺葉輪與配重塊構(gòu)造圖圖9雙偏心環(huán)對中機(jī)構(gòu)示意圖圖10五棱鏡掃描器縱剖面圖圖11微動瞄準(zhǔn)與電動掃描機(jī)構(gòu)平面圖圖12摩擦式離合器示意圖參照圖1，整個建筑激光測量儀是由激光鉛直儀(1)、五棱鏡掃描器(4)及支架(3)組成。激光鉛直儀(1)通過雙偏心環(huán)對中機(jī)構(gòu)(2)與支架(3)相連。五棱鏡掃描器通過高腳螺栓(5)與激光鉛直儀(1)相連。
參照圖1及圖3，激光鉛直儀的頂蓋(6)用螺釘與上殼體(7)連接。上殼體(7)通過鋃套(8)用螺紋與中殼體(9)連接。下殼體(10)用螺紋與中殼體(9)及底殼(11)連接。整個殼體用密封材料密封，并通過鋃套(8)與雙偏心環(huán)對中機(jī)構(gòu)(2)結(jié)合成一體。
參照圖2及圖4、圖5，支承整個被懸掛系統(tǒng)的萬向支架的外環(huán)(12)，通過一對軸系(13)與平衡環(huán)(14)連接，平衡環(huán)(14)通過另一對構(gòu)造相同的軸系(15)與內(nèi)環(huán)(16)相連接。這兩對軸系相互垂直。底板(17)與外環(huán)(12)用螺釘(18)連接，通過螺紋再與上殼體(7)緊固成一體。伽俐略望遠(yuǎn)鏡(20)通過螺釘(19)與內(nèi)環(huán)(16)連接，可做兩個自由度的擺動。
參照圖2、圖6單模內(nèi)腔式有尾光的氦－氖激光器(21)通過套管(22)用螺釘與伽俐略望遠(yuǎn)鏡(20)連接，尾套(23)中心孔允許尾光通過，在這個位置上裝有尾光矯正器。尾光矯正器的上楔鏡座(25)用螺紋連接在屋套(23)的中心孔位置。下楔鏡(26)通過下楔鏡座(27)用螺紋連接在上楔鏡座(25)的下面。旋轉(zhuǎn)兩楔鏡座使兩楔鏡的楔角做適當(dāng)組合，以矯正尾光的偏差角。
參照圖2，磁感應(yīng)阻尼器是用來使被萬向支架整體懸掛的系統(tǒng)在受擾動時迅速靜止的。三個環(huán)形磁體(28)保持一定間距也固定在下殼體(10)內(nèi)。二個園形阻尼片(29)套在空心阻尼桿(30)上，并并通過螺釘(31)緊固在尾套(23)的下端，成為被萬向支架懸掛的一部份。當(dāng)被懸掛的整體受擾動時，磁感應(yīng)的阻尼作用將使之迅速靜止。
參照圖2、圖7，鎖定整個被懸掛系統(tǒng)的構(gòu)造是楔塊式止擺器。止擺葉輪(32)螺紋固定于阻尼桿(30)的下端，成為被懸掛系統(tǒng)的一部份。環(huán)形楔座(33)用螺紋及頂緊螺釘固定于底殼(11)內(nèi)。止擺楔錐(34)安裝于底殼(11)中心導(dǎo)孔內(nèi)，可以直接推上或通過拉管(35)拉下。止擺葉輪(32)外面、環(huán)形楔座(33)內(nèi)面、止擺楔錐(34)的環(huán)形內(nèi)面與外面均有相同的錐度，當(dāng)止擺楔錐(34)推上時它們在同一平面上楔合，使整個被懸掛系統(tǒng)在儀器殼內(nèi)部的位置固定不動。以便儀器在臥架上做鉛直掃描時被整體懸掛的系統(tǒng)處于人工安置的水平狀態(tài)，以及防止儀器在搬運過程中，被整體懸掛的系統(tǒng)因擺動而損壞。在做為自動安平的激光儀器使用時，必須將拉管(35)拉下，使被懸掛的系統(tǒng)能在殼體內(nèi)有小范圍的兩自由度擺動。以實現(xiàn)激光束的自動安平。止擺楔塊(35)中心孔有密封用平行玻璃窗口(36)，以便通過阻尼桿(30)中心孔的尾光能射向地面。
參照圖2、圖7、圖8，配重塊(37)是調(diào)整整個被懸掛系統(tǒng)重心位置的零件，它被螺釘固定在止擺葉輪(32)的空檔內(nèi)。必須精細(xì)地調(diào)整它的重量，以使被懸掛系統(tǒng)的重心在激光束的軸線上，保證出射激光成為自動鉛直激光束。
參照圖2、圖9，雙偏心環(huán)對中機(jī)構(gòu)是用來使激光鉛直儀在支架上平移的，以便尾光能迅速對準(zhǔn)地面的基準(zhǔn)點。連接儀器上殼體(7)及中殼體(9)的鋃套(8)，可在內(nèi)偏心環(huán)(38)中旋轉(zhuǎn)。內(nèi)偏心環(huán)(38)疊套在外偏心環(huán)(39)的上面，并可以旋轉(zhuǎn)。外偏心環(huán)(39)疊套在支架(3)的自校環(huán)座(42)上，并可以旋轉(zhuǎn)。內(nèi)偏心環(huán)(38)與外偏心環(huán)(39)在自校環(huán)座(42)中的相對轉(zhuǎn)動，可使激光鉛直儀器尾光平移，迅速對準(zhǔn)地面上的基準(zhǔn)點。扳手(40)及頂桿(41)用來鎖定對中機(jī)構(gòu)，保持儀器的工作位置不變。當(dāng)雙偏心環(huán)對中機(jī)構(gòu)鎖定后，激光鉛直儀的殼體可在內(nèi)偏心環(huán)(38)中做自校旋轉(zhuǎn)，以檢查鉛直激光束的準(zhǔn)確度。
參照圖1及圖2，通過五棱鏡將激光鉛直儀(1)發(fā)出的鉛直激光束反射為水平激光束及掃描激光水平面時，要用高腳螺栓(5)將五棱鏡掃描器(4)安裝在激光鉛直儀(1)的頂蓋上。
參照圖10，五棱鏡(43)安裝在掃描頭(44)內(nèi)，窗口楔鏡(45)用來補(bǔ)償五棱鏡(43)加工誤差。瞄準(zhǔn)器(46)裝在掃描頭(44)頂面。掃描頭(44)與支承于掃描器殼體(47)上的掃描軸(48)連成一體。
參照圖10、圖11、圖12，直流電動機(jī)(49)由直流穩(wěn)壓電源(50)驅(qū)動，帶動主動皮帶輪(51)及被動皮帶輪(52)以及掃描軸(48)，實現(xiàn)電動掃描。由蝸輪蝸桿構(gòu)成的速比為1801的微動瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)。蝸桿手輪(53)驅(qū)動蝸輪(54)。通過橡皮摩擦離合器(55)，傳動主動皮帶輪(51)及被動皮帶輪(52)，實現(xiàn)手動微動瞄準(zhǔn)及水準(zhǔn)測量。當(dāng)扭轉(zhuǎn)離合器拉扭(56)使摩擦離合器(55)脫開主動皮帶輪(51)時，方可實現(xiàn)電動掃描。
本實用新型由于增加了尾光矯正器、雙偏心環(huán)對中機(jī)構(gòu)，在施工現(xiàn)場使用方便；由于增加了微動瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，具有了水準(zhǔn)測量功能；由于增加了止擺器鎖定機(jī)構(gòu)，不僅可以保證儀器的正常使用，并且實現(xiàn)了鉛直掃描的功能。本實用新型在沒有增加制造成本的情況下，擴(kuò)大了使用功能及提高了儀器的使用效率，及測量精度。本實用新型的樣機(jī)曾經(jīng)北京市標(biāo)準(zhǔn)計量局進(jìn)行了測試檢定及運輸振動例行試驗檢定，檢定結(jié)果符合設(shè)計要求。該建筑激光測量儀曾經(jīng)在首都鋼鐵公司電站165米鋼筋混凝土煙囪施工中應(yīng)用，儀器精度滿足施工測量規(guī)范要求。該儀器還在廣播電視部彩電中心制作區(qū)工程中進(jìn)行了400小時的試用考核，用于裝修工程抄平放線、地面及墻面頂棚作業(yè)平整度控制，以及輕鋼龍骨的隔墻、天花板安裝，儀器測量精度滿足施工規(guī)范要求。GK85203788SQ85203788
公開日1986年8月13日 申請日期1985年8月14日
發(fā)明者歐陽立, 馬承志, 陳中生 申請人:北京市建筑工程研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan