专利名称：用于激光振动体的二线式电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于激光振动体的电路，更具体地涉及一种用于激光振动体的二线式电路。
背景技术：
本新型激光振动体，如在美国专利申请号60/544,976中公开的且合并参考其全文，提供了一种具有用以发射用于水准测量的激光线的多个激光二极管的激光振动体。这些激光可以以“直线”形式操作，其中只激发一束激光以产生投射到目标上的直线，或这些激光以“360度”形式操作，其中激发所有激光束并将其投射为360度弧的水平线。
按上述说明，把激光二极管装配在重力作用下自由摆动的振动体上。这样使激光二极管在重力下自然产生水平光线为振动体中心。然而，为了激发出水准测量激光必须向激光二极管提供动力。以前，一对细绞线从振动体连接激光二极管到一个未安装在振动体上的电源。然而由于线的硬度，这些绞线可能会影响水准测量的精确度，从而妨碍振动体在重力作用下自由摆动。当要求激光二极管不同时工作时，通常的解决方法是使用第三根线。这第三根线会进一步限制振动体自由摆动的能力，从而进一步降低振动体的精确度。
现在，本发明的目的就是提出具有用二线式电路来彼此独立地控制多个激光二极管而不降低振动体的精确度的技术。
发明内容
一种用于激光水准仪的二线式激光控制电路包括一个装在外壳上并有电流通过的开关。这个开关具有第一位置和第二位置。在振动体上装有二极管电桥。把多个激光二极管装配在振动体上并电气连接到二极管电桥。第一导线从开关延伸到二极管电桥。第二导线从开关延伸到二极管电桥。当开关在第一位置时，来自开关的电流经过第一导线流向二极管电桥和多个激光二极管中的一个。当开关在第二位置时，来自开关的电流经过第二导线流向二极管电桥和所有的多个激光二极管。
本发明的进一步的应用领域将从下文中给出的详细描述中变得显而易见。我们应当明白，详细的描述和具体的例子在表示本发明的优选实施例的同时仅是为了说明的目的而不是要限制本发明的范围。
从详细的描述和附图将使本发明变得更易充分的理解，其中图1是一个典型的激光水准测量设备，它并入了依照本发明的原理而构造的二线式激光控制电路；图2A是在直线模式中依照本发明的原理而构造的二线式激光控制电路的原理图；图2B是在360°模式中本发明的二线式激光控制电路的原理图；图3是依照本发明的原理而构造的第二二线式控制电路的原理图；图4A是在加锁状态中根据本发明的原来构造第三二线式控制电路的原理图；和图4B是在未加锁状态中本发明的第三二线式激光控制电路的原理图。
具体实施例方式
优选实施例的下列描述仅是示范性的而并非要限制本发明、其应用或使用。
参考图1，示出了典型的激光振动体并通常用参考数字10来标记。激光振动体10包括依照本发明的原理而构造的二线式激光控制电路，并在图2和图3中通常以参考数字100来标记。激光振动体10通常包括一个支持振动体14的外壳12。多个激光二极管16装在振动体14的顶部。当振动体14自由摆动时，多个激光二极管16停留在一个水平面。电源开关18和模式选择开关20装在外壳12上，与振动体14分开。开关18、20可以是按钮也可是其它已知类型的开关。电源22，例如多个电池，位于外壳12中。电源22通过电源开关18和通过模式选择开关20与多个激光器16电气连接。
翻到图2A，现在将详细描述二线式激光控制电路100。二线式激光控制电路100主要包括电源22、开关板102、配电盘104、以及包含第一激光二极管106、第二激光二极管108和第三激光二极管110的多个激光二极管。
电源22和开关板102电气连接。电源22最好是提供确定电压的常规DC或AC电源。在给出的特例中，电源22给开关板102提供9伏交流电。
开关板102和电源22及配电盘104电气连接。开关板102装在外壳12上(图1)，且包括电源开关18和模式选择开关20。这个电源开关和电源22及模式选择开关20电气连接。电源开关18最好是一个单柱双向开关。因此，电源开关18给出了包括“开”位置和“关”位置的两个位置。当电源开关18在“开”位置时，电流从电源22经过电源开关18流向模式选择开关20。当电源开关18在“关”位置时，从电源开关18流过的电流被切断。
模式选择开关20是双柱双向开关，具有“直线”位置和“360度”位置。如下列更详细的描述，“直线”位置仅给第一激光二极管106提供电流而“360度”位置给所有的激光二极管106、108、110提供电流。虽然在给出的特例中，电源开关18和模式选择开关20是分开提供的，应当理解它们可结合为双柱三向开关，如图4、5、6所示。
继续参考图2A，配电盘104和在开关板102上的模式选择开关20电气连接。然而，配电盘104位于振动体14上。配电盘104包括第一二极管D1和二极管电桥114。二极管电桥114包括四个二极管，记作D2、D3、D4和D5。二极管D2和D3串联，二极管D4和D5串联，二极管D2、D3和二极管D4、D5并联。
二极管D1-5和模式开关20协作，以选择性地给第一激光二极管106或者所有的三个激光二极管106、108和110供电。在给出的例子中，二极管D1与二极管D2和D3之间的位置电气连接并且与第二和第三激光二极管108、110电气连接。二极管电桥114依次从二极管D3和D5之间的位置电气连接到第一激光二极管106。每个激光二极管106、108、110也和二极管电桥114在二极管D2和D4之间的位置上电气连接。
两个电气连接器，最好是导电的绝缘导线，在外壳12上的开关板102和振动体14上的配电盘104之间的间隔上跨越。标记为参考数字116的第一导线，在二极管D4和D5之间的位置将模式选择开关20和二极管电桥114连接。标记为参考数字118的第二导线，将模式选择开关20连接到二极管电桥114和第一二极管D1之间的位置。
当模式选择开关20在“直线”位置并且电源开关18在“开”位置时，仅对第一激光二极管106给予电压。在图2A中用箭头标出电流通路。特别地，电流经过电源开关18从电源22流向模式选择开关20。然后电流通过第一导线116流入二极管电桥114，通过二极管D5流向第一激光二极管106。二极管D3和D4阻止电流通过，这是由于它们仅容许单向(one-way)电流流过。然后给第一激光二极管106电压并从那里发出激光线柱。从第一激光二极管106到二极管电桥114，通过二极管D2，通过第二导线118到模式选择开关20，通过电源开关18，最后到达电源22，这样完成了源自第一激光二极管106的电路。
参考图2B，当模式选择开关在“360度”的位置并且电源开关在“开”位置，给予所有三个激光二极管106、108和110电压。在图2B中用箭头标出电流通路。特别地，电流从电源22经过电源开关18然后经过模式选择开关20。电流然后经过第二导线118流向二极管D1和二极管电桥114。电流通过二极管D1继而给第二和第三激光二极管108、110电压。电流通过二极管电桥114流经二极管D3继而给第一激光二极管106电压。二极管D2和D5阻止电流通过(therethrough)。从激光二极管106、108、110到二极管电桥114，通过二极管D4，通过第一导线116，通过模式选择开关20，通过电源开关18到达电源22，这样完成了电路。
应用上述构造，仅需要两根导线(116和118)来选择性地给激光二极管106、108、110电压。这样降低了外壳12(图1)和振动体14(图1)之间的干扰，从而使得振动体14在重力作用下能自由摆动，实现精确水准测量。
参考图3，二线式激光控制电路的第二个实施例通常由参考数字200来表示。二线式激光控制电路200基本等同于在图2A和2B中说明的控制电路100。然而，控制电路200用开关202将电源开关18(图2A、2B)和模式选择开关(图2A、2B)结合起来。而且，相应于垂直激光和水平激光仅提供两个激光二极管106、108。最后，控制电路200包括第一电阻R1和第二电阻R2。
开关202是二柱四向开关，包括开和关的位置以及用于单个或者一起激活二极管106、108的位置。电阻R2安在二极管电桥114和激光二极管106之间，而电阻R1位于二极管电桥114和激光二极管108之间。二线式激光控制电路200的工作和电流流动基本上等同于图2A和2B中所显示和描述的二线式激光控制电路100的工作。特别地，如图3所示，当开关202在水平和垂直激光、振动体锁定位置时，开关202在连接器206A和206B之间以及在连接器204A和204B之间连接。因此，电流从电源22经过连接器204A、204B通过导线118到达二极管电桥114和二极管D1。电流然后流经二极管D3、电阻R2、和激光二极管106。流经二极管D1的电流也经过垂直激光二极管108并且返回二极管电桥114的二极管D4，然后经过导线116返回到达开关202并且返回到电源22。
当开关被移至“开锁(offlock)”的位置时，电极被置于连接器204B、204C以及电极连接器206B和206C之间。因此，未有任何电流供给导线116、118。当移动开关202至水平激光振动体解锁位置时，电极不但被置于连接器204C和204D之间而且被置于电极206C和206D之间。因此，电流从电源22经过开关202通过导线116到达二极管电桥114，且在这个桥中电流流经二极管D5、电阻R2和水平激光二极管106。接着电流流回二极管电桥114，经过二极管D2，经过导线118，返回经过开关202到达电源22。当移动开关至垂直和水平振动体的解锁位置时，电极被置于连接器204D、204E和连接器206D和206E之间的位置。因此，电流从电源22流经开关202，通过导线118，其中电流在电阻R1和二极管电桥114之间分流。当流经二极管电桥114的电流流经二极管D3、经过电阻R2、经过水平激光二极管106返回二极管电桥114并由此经二极管D4到达导线116接着返回经过开关202到达电源22时，流经电阻R1的电流流经二极管D1和垂直激光二极管108。
参考图4A，二线式激光控制电路的第三个实施例通常由参考数字300来表示。图中的箭头以基于开关位置而改变电流方向来标出电流。二线式激光控制电路300基本上等同于在图3中说明的二线式激光控制电路200。但是第二激光二极管108并不与开关302直接电气连接而是与二极管电桥114上的二极管D4和D5之间的位置电气连接。另外，来自第二激光二极管108的返回电流流经振动体14和外壳12(图1)之间的连接器304。特别地，通过锁住振动体14以致振动体14不能在外壳12内自由摆动，从而在连接器304上创建机械沟(mechanical gap)以使返回电流不能通过连接器304。如图4B由箭头所代表的电流所示，将振动体14移至解锁位置会关闭机械连接(mechanical connection)304，从而使流经第二激光二极管108的返回电流可以通过以致仅有水平激光二极管108被给予电压。
返回参考图4A，开关302包含连接器306A-306F和连接器308A-308F。当开关302置于垂直和水平激光锁定位置，如图4A所示时，开关电极连接在连接器308A、308B之间和在连接器306A和306B之间。因此，源自电源22的电流流经连接器306A、306B，通过与水平激光二极管108相连的导线116。随着连接机构(connection)304由于振动体在锁定位置而分离，伴随着电流流经二极管D5、垂直激光二极管106而返回二极管电桥114，电流继续流向二极管电桥114。接着电流流经二极管D2并且返回通过导线118到达开关302和电源22。当开关302在“开锁”的位置时，电极连接在连接器308B和308C之间以及在连接器306B和306C之间从而使自电源没有电流被提供给任一激光二极管。当开关302被移至水平(“H”)激光器位置时，由此电极连接在连接器308C和308D之间以及在连接器306C和306D之间，如图4B所示。然后电流按箭头的方向流动以致电流流经电阻R2并通过导线116、水平激光二极管108并伴随着振动体在解锁位置，完成连接304从而使电流通过连接器304返回电源22。随着开关302移至垂直(“V”)位置，开关的电极连接在连接器308D和308E之间以及在连接器306D和306E之间。电流接着从电源22流经开关302并伴随着电流从连接器306D流入连接器308，以致电流接着流经电阻R1和导线118到达二极管电桥114。然后电流流经二极管D3到达激光二极管106，接着返回二极管电桥114，流经二极管D4并通过关闭的连接器304返回电源22。
随着开关302置于水平和垂直激光二极管(“H&V”)的位置，电极连接在连接器308E和308F之间以及在连接器306E和306F之间，从而使源自电源22的电流从连接器306E流向连接器306F并因此经过电阻R2，该电阻R2将电流经由导线116传给水平激光二极管108。该电流也同时通过对角(diagonal)开关连接310，从连接器306D到达连接器308E并且随后到达连接器308F。因此，电流也流经电阻R1，通过导线118到达二极管电桥114。电流接着流经二极管D3到达垂直激光二极管106，然后返回二极管电桥114，经过二极管D4并通过关闭的连接器304返回电源22。因此，随着电流并行流过，水平和垂直激光器都被给予了电压。
本发明的描述本质上仅是示例性的，因此，未离本发明要旨的变体也要归于本发明的范围内。这类变体并不被视作背离了本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于激光水准仪的激光控制电路，包括与电源相连的装在外壳上的开关，该开关有第一位置和第二位置；装在振动体上的二极管电桥；与二极管电桥电连接且装在振动体上的多个激光器；从开关延伸至二极管电桥的第一导线；和从开关延伸至二极管电桥的第二导线；其中当开关在第一位置时来自开关的电流流经第一导线到达二极管电桥并且到达多个激光器中的一个，当开关在第二位置时，来自开关的电流流经第二导线通过二极管电桥并且到达所有的多个激光器。
2.如权利要求1所述的激光控制电路，其中当所述开关在所述第一位置时，所述开关通过所述第一导线给所述二极管电桥提供电流，并且当所述开关在所述第二位置时，所述开关通过所述第二导线给所述桥提供电流。
3.如权利要求2所述的激光控制电路，其中所述二极管电桥包括与第一导线相连的第一二极管，当开关在第一位置时，使得电流流向所述多个激光器中的一个；和与所述多个激光器中的一个相连的第二二极管，使得电流从所述多个激光器中的所述一个流经所述第二二极管、所述第二导线及所述开关返回所述电源。
4.如权利要求3所述的激光控制电路，其中所述二极管电桥包括与所述第二导线相连的第三二极管，当开关在所述第二位置时，使得电流流向所述多个激光器中的所述一个，和与所述多个激光器中的所述一个相连的第四二极管，使得电流从所述多个激光器中的所述一个流经所述第四二极管、所述第一导线及所述开关返回所述电源。
5.如权利要求4所述的激光控制电路，其中当开关在所述第二位置时，所述第二导线与第五二极管相连，其使得电流从所述第二导线流向所述多个激光器中余下的那些激光器。
6.如权利要求5所述的激光控制电路，进一步包括了在所述第二导线和所述第五二极管之间设置的电阻。
7.如权利要求4所述的激光控制电路，进一步包括了在所述第三二极管和所述多个激光器中的所述一个之间设置的电阻。
8.如权利要求1所述的激光控制电路，其中所述开关包括了一个第三位置，在该位置电源与所述第一和第二导线断开。
9.一种用于激光水准仪的激光控制电路，包括与电源相连的装在外壳上的开关，该开关有第一位置和第二位置；装在振动体上的二极管电桥；与二极管电桥电气连接且装在振动体上的多个激光器；从开关延伸至所述多个激光器中的一个的第一导线，所述多个激光器中的所述一个与二极管电桥电连接；和从开关延伸至二极管电桥的第一导线；其中当开关在第一位置时，电流从开关流经第一导线到所述多个激光器中的所述一个并返回所述电源，其中当开关在第二位置时，电流从开关流经第一导线到所述多个激光器中的所述一个并返回所述电源，同时电流从开关通过第二导线流经二极管电桥到达所述多个激光器中剩余的一个并返回所述二极管电桥和所述电源。
10.如权利要求9所述的激光控制电路，其中所述开关包含第三位置，其中当所述开关在所述第三位置时，所述开关将电流提供给第二导线，该电流流经二极管电桥到达所述多个激光器中所述剩余的一个并返回所述二极管电桥和电源。
11.如权利要求9所述的激光控制电路，进一步包括了在所述多个激光器中所述一个和所述二极管电桥之间设置的并与电源相连的电气连接。
12.如权利要求11所述的激光控制电路，其中当所述振动体在以相对于所述外壳自由运动的未加锁的情形下时，所述电气连接是闭合的，当所述振动体处于阻止所述振动体相对于所述外壳运动的锁定的情形下时，所述电气+连接是断开的。
全文摘要
一种用于激光水准仪的二线式激光控制电路，包括装在外壳上并有电流通过的开关。开关有第一位置和第二位置。在振动体上装有二极管电桥。多个激光二极管装在振动体上并和二极管电桥电气连接。第一导线从开关延伸到二极管电桥。第二导线从开关延伸到二极管电桥。当开关在第一位置时，电流从开关经过第一导线流向二极管电桥和多个激光二极管中的一个。当开关在第二位置时，电流从开关经过第二导线经过二极管电桥并流向所有的多个激光二极管。
文档编号G01C15/00GK1699923SQ20051007412
公开日2005年11月23日 申请日期2005年2月8日 优先权日2004年2月13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 申请人:布莱克和戴克公司