专利名称：激光水准仪的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及激光水准仪，更具体地涉及在一个表面上产生激光线的激光水准仪。
背景技术：
这里全文引用美国专利5,539,990作为参考，其中公开了一种光学水准、悬垂和角度校准仪器，其包括框架、始终悬垂地安装在框架上并且由于重力作用而形成垂直铅垂线的悬垂体、电连接于电源并安装在悬垂体上用于发射激光的至少一个发光器和安装在发光体前方悬垂体上的至少一个柱面透镜，该柱面透镜用于使发光体发射出的激光通过透镜呈平面发散，从而相对于柱面透镜的透镜光轴形成激光平面，因此该激光平面将投影相交目标墙上以形成直线的光学图像，其作为参照线用于水准或铅垂。这种激光水准仪很难安装在墙壁上等。
本发明的一个目的是提供一种廉价并且可以为普通大众在多种应用场合中所使用的激光水准仪。
发明内容
根据本发明，应用了一种改进的激光水准仪。该激光水准仪具有外壳、与外壳相连接的第一轴、设置在第一轴上的第一和第二轴承、设置在第一和第二轴承上的万向架、与万向架相连接的第二轴、设置在第二轴上的第三轴承、设置在第三轴承上的摆锤和设置在摆锤上的激光二极管。
本发明的其它特征和优点通过附图和以下的详细描述进行说明并且更加显而易见。
根据本发明原理的实际应用，附图示出了本发明的优选实施例，其中图1是根据本发明的激光水准仪的透视图；图2是根据本发明的摆锤组件的正视图；
图3显示了组装摆锤组件的方法，其中图3A-3C按时间顺序显示了不同的步骤；图4显示了激光水准仪产生的线，其中图4A-4B分别显示了当激光水准仪在自水准范围内和自水准范围外时的线；图5显示了墙壁安装组件的第一实施例，其中图5A是墙壁安装组件的分解图，图5B是沿图5A中B-B线的局部剖视图；以及图6显示了墙壁安装组件的第二实施例。
具体实施例方式
现在参照附图对本发明进行说明，其中相同的附图标记代表相同的部件。参照图1-2，激光水准仪10可以包括外壳11、悬挂在外壳11内的摆锤组件20和设置在摆锤组件20上的两个产生线的激光器组件40。每个激光器组件40优选地产生激光平面，从而在与诸如墙壁的表面接触时，在该表面上产生激光线。
优选地，对激光器组件40中的一个定位使其产生水平面光束HP，从而在表面上出现水平线HL。相似地，可以对另一激光器组件40定位以使之产生垂直面光束VP，从而在表面上出现垂直线VL。
本领域技术人员可以理解，由于激光器组件40设置在摆锤组件20上，激光水准仪10将自水准，产生正确的水平和/垂直线。本领域技术人员应该参考美国专利5,539,990以获得进一步的信息，该专利在这里通过全文引用作为参考。
激光器组件40可以通过设置在外壳11上的至少一个电池12来供电。本领域技术人员可以理解，电池12可以可选地设置在摆锤组件20上。
开关13可以通过导线14与电池12和激光器组件40连接。开关13可以用于控制打开一个还是两个激光器组件40，从而将水平和/或垂直线投射到表面上。
摆锤组件20可以包括支撑激光器组件40的摆锤体21。
摆锤组件20可以通过三轴承万向架组件30可枢转地安装于外壳11。该组件可以包括连接到外壳11的主轴31。两个轴承32可旋转地安装在主轴31上。万向架体33可以设置在轴承32上。万向架体33可以是摆锤轴34。另一轴承35可以可旋转地设置在摆锤轴34上。然后将摆锤体21设置在轴承35上。本领域技术人员应该理解，两个轴承32可以设置在摆锤轴34上，而轴承35可以设置在主轴31上。本领域技术人员将会理解，这种布置是有利的，因为与一般的四轴承万向架相反，它提供了具有只有三个轴承的双轴旋转系统。
摆锤体21可以螺纹容纳至少一个固定螺丝23来保证或者适当地平衡摆锤组件20。在组装过程中，旋转固定螺丝23以提供适当的平衡，然后通过诸如Loc-Tite等的锁定组合固定到位。
摆锤体21也可以具有底盘22。可以在底盘22上提供O型环24来减震，从而限制摆锤组件20的卡嗒声。底盘22可以与设置在外壳11上的磁体15产生磁性作用，从而磁性地阻尼制动摆锤组件20，如本领域所公知的那样。
参照图2-3，摆锤体21可以具有用于激光器组件40的管状支架25。
激光器组件40可以以如下方式组装。首先，优选地将柱面或其他线型透镜41插入在透镜支架42中。透镜41通过固定螺丝47固定在透镜支架42中。然后将透镜支架42插入到承载激光二极管(未示出)的激光管43中。本领域技术人员将会理解，激光管43也可以带有校准透镜(未示出)以用于校准激光二极管发射的光束。
透镜支架42围绕其纵轴旋转以消除线形突起。然后通过固定螺丝44将透镜支架42保持到位。再将激光管43插入到管状支架25。激光管43围绕其纵轴向合适的方向旋转。然后通过固定螺丝26使激光管43固定到位。本领域技术人员将会理解，优选地通过诸如Loc-Tite等的锁定组合将固定螺丝44、47和/或46固定在适当位置上。
参照图1和4，外壳11具有两个带有齿16T、17T的出口窗16、17，用于当激光水准仪10在自水准范围之外时给出指示。图4A显示了当摆锤组件20(即激光水准仪10)在自水准范围内时激光水准仪10产生的激光十字。如果外壳11倾斜超出了自水准范围，摆锤体21将不能移动到基本垂直位置以产生正确的水平和/或垂直线。在这种情形，齿16T和/或17T将把激光线变成虚线，如图4B所示。这就指示用户激光水准仪10在自水准范围之外。本领域技术人员将会理解，这种布置将提供超出自水准范围条件下的可视指示，而不需任何诸如典型的基于摆锤的线发生器所用的额外电子电路。
参照图5，激光水准仪10可以安装在墙壁安装组件50上，该墙壁安装组件50再安装在墙上。该墙壁安装组件50可以具有三个组成部分(1)销盘组件60；(2)可枢转地连接到销盘组件60的中间盘组件70；和(3)滑动连接到中间盘组件70的台体组件80。
销盘组件60可以具有盘体61和两个安装在盘体61上的可伸缩的销组件65。销组件65可以包括陷入到盘体61内的按键66。按键66可以承载销67。按键66通过弹簧68向外(远离墙壁)偏离。利用这种布置，通过将墙壁安装组件50放在墙上，并按下按键66以将销67按入墙壁中，使用者可以容易地把墙壁安装组件50固定在墙壁上。
如上所述，中间盘组件70可以可转动地连接到销盘组件60。本领域技术人员将会理解，在销和中间盘组件60、70之间可以使用任何可枢转的连接。中间盘组件70可以具有中间盘体71。
中间盘体71可以具有用于把墙壁装置挂在墙上钉子上的键孔72。本领域技术人员将会理解，这种布置提供了在墙上安装墙壁安装组件50的可选方法。优选地，键孔72设置在中间盘组件70相对于销盘组件60的旋转轴上。
中间盘体71可以具有槽72。
台体组件80可以可滑动地与中间盘组件70相连接。台体组件80可以具有台体81。台体81可以有与中间盘体71和/或槽72啮合的接头(未示出)。
台体组件80还可以有用于支撑激光水准仪10的磁体82。优选地，磁体82与磁体15磁性啮合。磁体82优选地是弱磁体以免干扰摆锤体21的摆动范围。本领域技术人员可以理解，磁体82也可以是能够与磁体15磁性啮合的铁材料。
中间盘体71可以支撑轴73，轴73又相应地支撑至少一个小齿轮74(优选为2个小齿轮)。轴73也可以具有至少一个旋钮75(优选为2个旋钮)。小齿轮74与台体81上的齿条83相啮合。本领域技术人员将会理解，台体81放置在中间盘体71和轴73之间。由于这种布置，用户能够通过旋转旋钮75相对于中间盘体71来改变台体81(从而改变激光水准仪10)的垂直位置。
本领域技术人员将会理解，优选地在齿条75的末端提供至少一个加大的齿以限制台体81的移动范围。优选地，限制台体81的移动范围，以便使得激光水准仪10通过键孔72的中心和/或组件65在最高位置投射水平线(如果盘体61是基本水平的)。
墙壁安装组件50的第二实施例在图6中显示，其中相同的附图标记表示相同的部件。这里通过引用结合了前面实施例的教导。如前，墙壁安装组件50具有销和中间盘组件60、70。
销组件65优选地向下倾斜，即与水平平面呈一个角度，来增加容积。角A在大约5度到大约89度之间，优选地为大约15度。
按键66可以具有接头(未示出)，其在旋转按键66并将之朝向墙壁按压时与销盘体61上的另一个接头啮合，用于将按键66(和销67)锁定到位。
如前，台体组件80可滑动地连接到中间盘体71。台体81可以有与中间盘体71和/或槽72相啮合的接头89。
台体81可以支撑轴84，轴84又相应地支撑至少一个小齿轮85(优选为2个小齿轮)。轴84也可以具有至少一个旋钮86(优选为2个旋钮)。小齿轮85与中间盘体71上的齿条75相啮合。由于这种布置，用户能够通过旋转旋钮86相对于中间盘体71来改变台体81(从而改变激光水准仪10)的垂直位置。本领域技术人员将会理解，优选地在齿条75的末端提供至少一个加大的齿以限制台体81的移动范围。
与前面的实施例相似，台体81可以具有磁体82。磁体82可以安装在装置82M上。磁体82和/或装置82M可以可旋转地连接到台体81。磁体82和/或装置82M可以在其圆周上具有齿轮(未示出)。这些齿轮与可以由用户通过旋钮87旋转的蜗轮88相啮合。因此，用户在将激光水准仪10安装到台体81上时，不用接触激光水准仪10，只要通过旋转旋钮87就能够改变激光水准仪10的方向。
本领域技术人员将会理解，优选地为中间盘组件70提供与中间盘体71相连接的水平基座76，从而可以将墙壁安装组件50(从而将激光水准仪10)设置在地板或水平表面上。
本领域技术人员可以理解这里所公开的装置的其他组合或可选形式。然而，所有这些组合和/或可选形式都应认为是本发明的等同物。
权利要求
1.一种激光水准仪，包括外壳；与外壳相连接的第一轴；设置在第一轴上的第一和第二轴承，设置在第一和第二轴承上的万向架体，与万向架体相连接的第二轴，设置在第二轴上的第三轴承；设置在第三轴承上的摆锤，和设置在摆锤上的第一激光二极管。
2.如权利要求1所述的激光水准仪，进一步包括第一线透镜，用于将第一激光二极管发射的激光束转换为第一平面光束。
3.如权利要求2所述的激光水准仪，其中该第一平面光束与一表面接触而形成基本水平的激光线。
4.如权利要求2所述的激光水准仪，其中该第一平面光束与一表面接触而形成基本垂直的激光线。
5.如权利要求2所述的激光水准仪，进一步包括设置在该摆锤上的第二激光二极管。
6.如权利要求3所述的激光水准仪，进一步包括第二线透镜，用于将第二激光二极管发射的激光束转换为第二平面光束。
7.如权利要求2所述的激光水准仪，其中该第二平面光束与一表面接触而形成基本水平的激光线。
8.如权利要求2所述的激光水准仪，其中该第二平面光束与一表面接触而形成基本垂直的激光线。
9.一种激光水准仪，包括外壳；与外壳相连接的第一轴；设置在第一轴上的第一轴承，设置在第一轴承上的万向架体，与万向架体相连接的第二轴，设置在第二轴上的第二和第三轴承；设置在第二和第三轴承上的摆锤，和设置在摆锤上的第一激光二极管。
10.如权利要求9所述的激光水准仪，进一步包括第一线透镜，用于将第一激光二极管发射的激光束转换为第一平面光束。
11.如权利要求10所述的激光水准仪，进一步包括设置在该摆锤上的第二激光二极管。
12.如权利要求11所述的激光水准仪，进一步包括第二线透镜，用于将第二激光二极管发射的激光束转换为第二平面光束。
13.一种激光水准仪，包括具有第一开口的外壳；可枢转地连接到外壳的摆锤；设置在摆锤上的第一激光二极管；和第一线透镜，用于将第一激光二极管发射的激光束转换为从第一开口射出的第一平面光束；其中该外壳可移动地位于摆锤在自水准范围内的第一位置和摆锤在自水准范围外的第二位置之间，并且第一开口具有至少一个突起，其中在第一位置，该至少一个突起不会干扰该第一平面光束，而在第二位置，该至少一个突起部分地干扰该第一平面光束。
14.如权利要求13所述的激光水准仪，进一步包括设置在摆锤上的第二激光二极管和第二线透镜，该第二线透镜用于将第二激光二极管发射的激光束转换为从外壳的第二开口射出的第二平面光束。
15.如权利要求14所述的激光水准仪，其中该第二开口具有至少一个突起，其中在第一位置，该至少一个突起不会干扰该第二平面光束，而在第二位置，该至少一个突起部分地干扰该第二平面光束。
16.一种激光组件，包括具有第一销的第一组件；与第一组件可枢转连接的第二组件；可移动地连接到第二组件的第三组件；设置在第三组件上的激光水准仪；第二和第三组件的其中一个具有齿条，并且该第二和第三组件中的另一个具有与该齿条啮合的小齿轮，从而该第三组件基于该小齿轮的旋转相对于第二组件移动。
17.如权利要求16所述的激光组件，其中该第一组件具有第二销。
18.如权利要求16所述的激光组件，其中第一销是可伸缩的。
19.如权利要求16所述的激光组件，其中该第一和第二组件中的一个具有键孔。
20.如权利要求19所述的激光组件，其中该第二组件围绕旋转轴相对于第一组件枢转，并且该键孔设置在该旋转轴上。
21.如权利要求16所述的激光组件，其中该齿条具有至少一个加大的齿以限制该第三组件相对于第二组件的移动范围。
22.如权利要求16所述的激光组件，其中该激光水准仪可移动地连接到该第三组件。
23.如权利要求16所述的激光组件，其中该激光水准仪通过磁体可移动地连接到该第三组件。
24.如权利要求23所述的激光组件，其中该磁体是可转动的。
全文摘要
一种改进的激光水准仪，具有外壳和连接到外壳的第一轴。在该第一轴上设置两个轴承。在该两个轴承上设置万向架体。第二轴与该万向架体相连接。在该第二轴上设置第三轴承。在该第三轴承上设置摆锤。在该摆锤上设置激光二极管。
文档编号G01C15/00GK1673684SQ20051007163
公开日2005年9月28日 申请日期2005年2月8日 优先权日2004年2月11日
发明者奥莱克西·P·瑟奇延科, 詹姆斯·D·马歇尔, 戴维·M·谢弗, 斯蒂法诺·F·德塞科 申请人:布莱克和戴克公司