专利名称：激光测距组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光测距组件，尤其是一种可实施精确测量的激光测距组件。
背景技术：
激光测距仪是一种高精度的测量仪器，其通过对发射出的激光束以及由目标物体反射回 的激光束进行处理来得到激光测距仪和目标物体之间的距离。在一些测量应用中，需要确保 发射出的激光束水平，从而得到激光测距仪距一个目标物体水平距离。传统方式是通过安装 在激光测距仪机身上的水准泡指示用户水平地设置机身来实现测量激光束的水平校准，但是 这种传统的水准泡17存在精度低、易破损等缺点。另外，激光测距仪通常由用户握持在手上 实施测量，尽管在测量前测距仪被设置成水平，但由于测量过程中用户手动按下按键而导致 激光测距仪抖动，从而降低了测距仪的精度。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种具有较高水准精度的激光测距组件。
为了实现这个目的，本实用新型的激光测距组件包含一激光测距装置， 一支撑装置，所 述的激光测距装置位于所述的支撑装置上，还包含一个自动调节激光测距装置水平的平衡机 构。
上述的激光测距组件还包含一可供用户手动操作的控制按键区，控制按键区位于上述支 撑装置上。
本实用新型中所揭示的这种激光测距组件，通过一个平衡机构来自动调节激光测距装置 的水平度，提高了激光测距装置的测量精度，将因激光测距装置不水平而产生的误差减至最 小。另外，由于控制按键设置在支撑装置上，克服了测量过程中用户的手动操作而使得激光 测距装置发生抖动而不能保持水平的问题，从而进一步提高了激光测距装置的测量精度。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型的第一种首选实施方式中带有自垂平衡机构的激光测距组件的示意图。
图2是图1中所示自垂平衡机构的第一种实现方式的示意图。 图3是图1中所示自垂平衡机构的第二种实现方式的示意图。
图4是本实用新型第二种首选实施方式中带有电子平衡机构的激光测距组件的示意图。
图5是图4中所示激光测距组件在另一角度的又一示意图。
图6是图4中激光测距组件的支撑装置的示意图。
图7是图4中激光测距组件沿A-A方向的剖视图。
图8是图4中激光测距组件的系统框图。
具体实施方式
现参照图1，本实用新型的第一种首选实施方式的激光测距组件10包含一个激光测距装 置20和一个支撑装置30，激光测距装置20通过一根旋转轴11安装于所述的支撑装置30上。 激光测距装置20包含一机壳21，在机壳21中装有一个可发出测量信号的距离测量单元，还 装有一个与距离测量单元相连的数据处理器，上述位于机壳21内部的元器件在现有技术中多 有描述，因此不再赘述，且在图1中也未示出。在机壳21的一个端面上开有一供距离测量信 号发射出去的发射窗口 22和一个接收反射回来的测量信号的接收窗口 23。 一个用于操作激 光测距装置20的控制按键区31和一个用于显示测量数据的显示屏32位于所述的支撑装置 30上。
图2示出了可用于该首选实施方式的第一种自垂平衡机构，用于确保激光测距装置20水 平。如图2中所示， 一个轴承12装于旋转轴11的中间位置，旋转轴ll的两端固定安装于支 撑装置30上，激光测距装置20固定安装于轴承12上从而能够绕旋转轴11转动。
图3示出了可用于该首选实施方式的第二种自垂平衡机构，用于确保激光测距装置20水 平。如图3中所示，激光测距装置20固定安装于旋转轴11'上，旋转轴ll'的两端均通过 轴承装置13与支撑装置30相连接，使得激光测距装置20可以和旋转轴11' 一起通过轴承 13相对于支撑装置30旋转。
上述两种自垂平衡机构均是基于重力平衡原理来确保激光测距装置20的水平。当激光测 距组件10放置在一个倾斜表面上时，激光测距装置20受其自身重力的影响会自动转动并最 终稳定，使得激光测距装置20的机身在其纵长方向垂直于其重力方向，自动处于一个水平方 向上，从而确保了激光测距装置20发射出的测量激光束的水平。
图4、图5示出了本实用新型中第二种首选实施方式的带有电子平衡机构的激光测距组 件IO，。激光测距组件10'包含一个激光测距装置20'和一个支撑装置30'， 一个电子自 动平衡机构40安装于支撑装置30'上。该电子自动平衡机构40包含一个摆动体41， 一个电 机装置42，以及设置于电机装置42和摆动体41之间的传动装置43。摆动体41的上端伸出 一短轴411，通过该短轴411激光测距装置20'与摆动体41相连，这种连接方式可以是可拆
卸的连接(比如螺纹连接)，或是固定连接，或是将激光测距装置20'和摆动体41做成一体。 如图7所示，在摆动体41的下端伸出一拨杆412，该拨杆412固定连接在摆动体41上。一 个电子倾斜计(图中未示出)安装在摆动体41上用于检测摆动体41是否处于水平位置，当 电子倾斜计检测到摆动体41偏离水平位置时，则传递一个信号至控制系统(图中未示出)， 控制系统控制电机装置42转动，通过传动装置43电机装置42带动摆动体41的拨杆412移 动，进而带动摆动体41摆动以调节摆动体41直至一个水平位置，在该水平位置上电子倾斜 计所感应到的状态为水平。激光测距装置20'与摆动体41以一种确定的位置关系连接在一 起，使得当摆动体41被调节至该水平位置时激光测距装置20'即处于一个水平位置上。该 平衡机构的控制系统与激光测距装置20'中控制距离测量的处理系统彼此独立。
现参照图6和图7，摆动体41通过一对短轴51固定安装于框架413上，框架413通过 一对短轴52安装于支撑装置30上，构成一个双轴转动结构，短轴52的轴线方向垂直于短轴 51的轴线方向。传动装置43包含一个位于支撑装置30底板上的固定块431， 一个固定安装 于固定块431上的螺杆432， 一个与螺杆432螺纹连接的滑块433，以及安装在螺杆432 —端 的蜗轮434。在滑块433的一个端面上固定装有两个细长的杆435，摆动体41的拨杆412被 夹在两个细长的杆435之间。电机42的输出轴421是一个蜗杆结构与蜗轮434相啮合。
当控制系统控制电机装置42转动时，输出轴421带动蜗轮434转动，相应的螺杆432绕 其自身轴线转动，由于滑块433与螺杆432之间螺纹连接，因此螺杆432转动的同时带动滑 块433移动，夹在滑块433的两个细长的杆435之间的拨杆412带动摆动体41绕短轴51的 中心轴线转动以调节摆动体41的水平位置。同理，在与螺杆432垂直的方向上还设置有一套 相同的装置用于驱动摆动体41绕短轴52的中心轴线转动，这里就不再赘述。通过电机装置 42，传动装置43自动调节摆动体41至一个水平位置，相应的激光测距装置20'就处于一个 水平位置上从而使得发射出的激光束水平。
电子平衡机构的控制系统还可以与激光测距装置20'的处理器系统做在同一电路板上， 共用同一电源，成为一个系统控制电机装置转动以及距离测量单元进行距离测量。
现参照图8，图8示出了带有电子平衡机构的激光测距组件的系统框图。激光测距组件 10'主要包含摆动体41、电子倾斜计44、控制系统46、自垂执行系统45、测距系统47以及 显示系统32。其中，自垂执行系统45包含电机装置42和传动装置43,电机装置42可以是 一种步进电机。摆动体41、电子倾斜计44以及自垂执行系统45构成电子自动平衡机构40。 控制系统46与电子倾斜计44、自垂执行系统45以及测距系统47之间电连接。电子倾斜计 44感知摆动体41的位置状态(也即测距系统的位置状态)，当摆动体41偏离水平位置时，电子倾斜计44传递信号至控制系统46，控制系统46控制自垂执行系统45对摆动体41进行 调节以使其处于一个水平位置。当电子倾斜计44感知到摆动体41处于水平位置时，控制系 统46则控制测距系统47实施距离测量操作，并控制显示系统32将测量结果在显示屏上显示 出来。当然，本系统还包含电源装置(图中未示出)对电子倾斜计44、控制系统46、自垂执 行系统45、测距系统47和显示系统32进行供电。控制系统46控制自垂执行系统45调节摆 动体41的过程是一个闭环反馈系统，电子倾斜计44感知摆动体41的位置并传递信号至控制 系统46，控制系统46控制自垂执行系统45调节摆动体41的位置，然后电子倾斜计44再感 知摆动体41的位置，控制系统46再控制自垂执行系统45调节摆动体41的位置，这一过程 是一个不断循环反复的过程直至摆动体41处于一个水平位置上，步进电机实现对摆动体41 位置的一点一点的调节。这里，控制系统46既可以控制自垂执行系统45来调节摆动体41的 位置，也可以控制测距系统47实施距离测量操作，当然本领域的普通技术人员也可以想到， 通过两个控制系统来分别实现对自垂执行系统和测距系统的控制。
在其他实施方式中，电子倾斜计也可以直接装在激光测距装置或激光测距系统上来感测 激光测距装置或激光测距系统的位置状态。
在本实用新型中，激光测距组件io可以包含两个激光头分别向相反的方向发射出测量激光束以得到位于相反方向上的两个物体之间的距离，如图所示。本领域的技术人员也可以想 到，通过一个激光头旋转180度分别作两次测量以得到位于相反方向上的两个物体之间的距 离，如图1中所示的激光测距组件10，其在对第一个物体进行完一次测量后，绕旋转轴11 旋转180度后再对位于相反方向上的第二个物体进行测量，将两次测量的结果相加从而得到 位于相反方向上的两个物体之间的距离。
以上所描述的具体实施方式
只是对本实用新型的构思和原理进行阐述，并非要对本实用 新型的内容进行限制。本领域的普通技术人员可以意识到，除了上述首选的具体实施方式
之 外，本实用新型还有很多其他替代的或者修改的实施方式，这些替代的或者修改的实施方式 仍然在本实用新型的范围之内。本实用新型的保护范围由权利要求确定。
权利要求1.一种激光测距组件，包含一激光测距装置，一支撑装置，所述的激光测距装置位于所述的支撑装置上，其特征是，所述的激光测距组件还包含一个自动调节激光测距装置水平的平衡机构。
2. 如权利要求1中所述的激光测距组件，其特征是，所述激光测距组件还包含一可供用户手 动操作的控制按键区，所述控制按键区位于所述支撑装置上。
3. 如权利要求1中所述的激光测距组件，其特征是，所述激光测距装置还包含两个可以向相 反方向发射出测量光束的激光发射器。
4. 如权利要求1中所述的激光测距组件，其特征是，所述激光测距装置包含一个可旋转180 度的测量光束发射器。
5. 如权利要求1-4中任一项所述的激光测距组件，其特征是，所述的平衡机构包含一个旋转 轴和至少一个装在所述旋转轴上的轴承。
6. 如权利要求5中所述的激光测距组件，其特征是，所述轴承安装于所述旋转轴和所述激光 测距装置之间，所述旋转轴装在所述支撑装置上。
7. 如权利要求5中所述的激光测距组件，其特征是，所述轴承安装于所述旋转轴和所述支撑 装置之间，所述激光测距装置装在所述旋转轴上。
8. 如权利要求1-4中任一项所述的激光测距组件，其特征是，所述的平衡机构包含一个摆动 体， 一个自垂执行系统以及至少一个可感知所述激光测距装置是否处于水平状态的电子倾 斜传感器。
9. 如权利要求8中所述的激光测距组件，其特征是，所述自垂执行系统包含至少一个驱动装 置和至少一个由所述驱动装置驱动的传动装置。
10.如权利要求8中所述的激光测距组件，其特征是，所述激光测距组件还包含一个根据所述 电子倾斜传感器感知的状态控制所述自垂执行系统进行水准调节的控制系统，所述控制系 统与所述自垂执行系统和所述电子倾斜传感器相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种激光测距组件，包含一个激光测距装置，一个支撑装置，激光测距装置位于支撑装置上，还包含一个自动调节激光测距装置水平的平衡机构，一个可供用户手动操作的控制按键区，控制按键区位于支撑装置上。这种激光测距组件，通过一个平衡机构来自动调节激光测距装置的水平度，提高了激光测距装置的测量精度，另外，由于控制按键设置在支撑装置上，克服了测量过程中用户的手动操作而使得激光测距装置发生抖动而不能保持水平的问题，从而进一步提高了激光测距装置的测量精度。
文档编号G01C9/00GK201181332SQ200820034119
公开日2009年1月14日 申请日期2008年4月7日 优先权日2008年4月7日
发明者李伟冬, 明 陈 申请人:南京德朔实业有限公司