小型集成式激光投线仪检测装置的制作方法

本实用新型属于机械制造领域，特别涉及一种用于对激光投线仪各种技术指标进行检测的机械装置。

背景技术：

激光投线仪，它包括氦氖激光器和棱镜导光系统，激光装置由氦氖激光器和棱镜导光系统所组成。激光投线仪现已广泛应用于房地产施工、装修检测、各企业大型设备的安装、基建施工放样等。因此，对解决激光投线仪的各种技术指标的检测，需要建立一个可溯源的覆盖多种小型工具类测绘仪器的综合检验装置。其准确度要求极高，难度极大，目前国内已初步有人设计同类相关产品装置，如：

1.中国专利：武汉大学于2013年10月18日申请的一种激光投线仪校准系统（申请号：201310491282.5），该发明提供一种激光投线仪校准系统，包括底座、支架、8个采样光管；支架固定在底座上，采样光管固定在支架上；每个采样光管均包括平行光管、数字相机、镜头定位套筒、光管套，平行光管通过光管套固定在支架上，镜头定位套筒固定在平行光管上，数字相机依次通过接口转换件、镜头套筒与镜头定位套筒连接；数字相机前端设置有USB 接口；该发明与光管微小角度测量、机器视觉测量技术、数据融合等技术结合对激光投线仪进行精度检测及校准，检测结果能够量化、存储及建库管理。该发明装配拆解方便，校准简单，占地面积小，且可以大大减小激光对人眼的伤害，减轻人员工作量，避免人的主观因素的影响，同时提高了检测校准的效率与精度。

2.中国专利：武汉方寸科技有限公司于2010年03月09日申请的一种基于多线阵 CCD 的激光投线仪数字化检测装置（申请号：201010124052.1），该发明公开了一种基于多线阵CCD的激光投线仪数字化检测装置，涉及一种激光投线仪检测装置。发明包括待检激光投线仪，设置有立方墙面、线阵CCD检测器、面阵CCD检测器、串口HUB和上位机；采用8路高精度线阵CCD和1路面阵CCD配合，对激光器投线仪的各项检测指标进行采集，将检测结果进行打印、编号和统计，可以使调校标定检测激光投线仪的工作量大大减小，同时也避免了目视检测对人眼造成的伤害和不同检测人员目测的主观性，使检测方法安全可靠，结果更加客观科学。该发明不仅可以作为激光投线仪生产厂家、维修部门等检测和校准用，亦可作为质量技术监督部门、计量检定部门、测绘部门、国防军工等相关行业提供激光投线仪检定标准。

3. 2010年12月《计量技术》发表了路杰与杨博雄的论文《基于多线阵CCD的激光投线仪数字化检测》，公开了在分析现有激光投线仪主要技术指标的基础上，提出了利用8个线阵CCD和1个面阵CCD对激光投线仪进行检测的基本原理以及误差判定方法，通过上位机软件对CCD所采集到的数据进行统一处理，并给出检测结果，同时进行存档打印。

4. 2006年全国光学学会学术大会发表了何平安、唐小莉和余梅霜的《激光投线仪误差自动检测系统》，公开了：目前激光投线仪的生产装配与误差检测主要有两种方式；一是用标尺测量结合人工读数；二是通过CCD相机将出射光束成像在若干监视器上，再由人工读数，尽管这两种检测方法比较直观，但占用场地过大，检测效率低下，检测精度低，该文从激光投线仪的误差分析着手，讨论了激光投线仪各种可能的误差，提出了基于CCD数字图像测量系统的检测方案。

5. 2012年第3期《计量技术》发表了路杰、杨博雄、史雨辉、卢建龙与吴鹏共同撰写的《激光投线仪线阵CCD检测终端的安装与标定》，公开了在利用线阵CCD进行激光投线仪的数字化检测与检定过程中，需要对多个线阵CCD检测终端进行正确安装和标准值获取，该文借助水准仪、经纬仪以及全站仪等测绘仪器进行安装，获取基本标准值,然后通过上位机软件将标准值进行存储，为激光投线仪的检测提供标准，该方法可以很好地做到量值溯源，为激光投线仪的检定提供了法定依据。

经本申请人研究，发现上述公开的文献虽然解决了激光投线仪检测的问题，然而，还是存在一些弊病，如：在文献1、3、2和5中，检测设备的结构非常复杂，需要检测场地大，常常出现装置整体笨重易误操作，且在空间的四周墙体需要布置12个左右的大型CCD激光采集器，尤其文献3，机构检测场地需要至少长10米宽10米、层高6米的空间，该方法需要大型检测场地，需要耗费大量的检测成本，非常制约检测的便携性与准确性。而在文献4中，无法解决合法溯源的难题，所以，如何对组合型的激光采集器定位进行溯源，对激光采集器中轴线相互之间的平行或正交的关系无法量化，是一个亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构简单，占地面积小，可多种结构组合，适应性广以及测量准确的小型集成式激光投线仪检测装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型小型集成式激光投线仪检测装置，其特征在于：包括工作台、Z方向分度台、Y方向分度台、Y转轴、Y轴铰接机构、X转轴、X轴铰接机构、支撑架、X方向分度台和CCD激光采集器，所述Z方向分度台安装在工作台上，所述支撑架底端通过工作台固定，支撑架上端与X轴铰接机构铰接，所述X轴铰接机构安装有X转轴，X转轴的另一端与Y轴铰接机构连接，Y轴铰接机构上安装有Y转轴，Y转轴的下端连接有Y方向分度台，X方向分度台通过支撑架固定，Y方向分度台和X方向分度台分别与CCD激光采集器连接，所述的CCD激光采集器与控制装置连接，控制装置与电脑连接。

以上所述的小型集成式激光投线仪检测装置，包括工作台、Z方向分度台、左转轴、右转轴、X轴铰接机构、左支撑架、右支撑架、X方向分度台和CCD激光采集器，所述Z方向分度台安装在工作台上，所述左支撑架底端通过工作台固定，左支撑架上端与X轴铰接机构铰接，所述X轴铰接机构7铰接有左转轴；所述右支撑架底端通过工作台固定，右支撑架上端与X方向分度台铰接，所述X方向分度台上铰接有右转轴；所述左转轴与右转轴的上端分别与CCD激光采集器连接，所述的CCD激光采集器与控制装置连接，控制装置与电脑连接。

以上所述的小型集成式激光投线仪检测装置，包括工作台、Z方向分度台、X转轴、X轴铰接机构、支撑架、X方向分度台和CCD激光采集器，所述Z方向分度台安装在工作台上，所述支撑架底端通过工作台固定，X方向分度台通过支撑架固定，支撑架上端与X轴铰接机构铰接，所述X轴铰接机构铰接有X转轴，X转轴的上端与CCD激光采集器连接，所述的CCD激光采集器与控制装置连接，控制装置与电脑连接。

以上所述的X轴铰接机构上设有连杆，所述连杆是固定连杆，或是升降调节连杆。

以上所述工作台的底部安装有移动部件，所述移动部件是安装于工作台底部的滚轴、滚轮或是万向轮，可随检测场地的变换并定位固定。

以上所述Z方向分度台是立式多齿分度台；所述Y方向分度台或X方向分度台是卧式多齿分度台。

以上所述的CCD激光采集器是二维CCD激光采集器。

本实用新型的小型集成式激光投线仪检测装置的有益效果是：

1. 结构合理，加工工艺简单。本实用新型的小型集成式激光投线仪检测装置，结合CCD图像采集器（光靶）配合双结构或三结构多齿分度台对激光投线仪的检校方法，并加入了光机电一体化的设计理念，用CCD捕捉激光线和软件实时数据采集并分析误差及主要参数指标，为激光投线仪的简易化小型集成式的装置研制提供了一种新思路，通过电脑软件可捕捉激光线宽成像及操控调节横向与纵向变化量。检测时，激光投线仪固定不动，按所需检定参数选择旋转立式或卧式多齿分度台带动激光采集器运转，多齿分度台提供标准角度的量化值，本检测装置构造合理简单，可制作成多种组合的结构，占地面积小，不需要复杂的零部件，也不需要大型的机械结构，机加工工艺容易达到要求，可以达到很好的测量效果，而且制造成本低。

2. 质量可靠，测量数据准确，自动化程度高。本实用新型的小型集成式激光投线仪检测装置，对组合型的激光采集器定位进行溯源，激光采集器中轴线相互之间的平行或正交的关系进行准确的量化，结合CCD激光采集器，巧妙的机械设计配合0级多齿分度台，即可轻松操作检测激光投线仪的一系列参数指标。工作时把激光投线仪固定在平台上的Z轴立式多齿分度台上。另侧通过X轴或Y轴旋转卧式多齿分度台，转轴上安装有CCD激光采集器、数据采集处理终端，并与电脑相连，可实现自动化控制，并准确采集数据。激光投线仪投射的激光水平线、激光垂直线经过可调焦的物镜透镜组合，成像落于模拟距离为6m处的CCD激光采集器焦面上，分别控制激光采集器对激光线的相对位移，激光点的点位变化做实时数据采集，并根据内置程序分别计算测量结果，不仅解决场地的需求，而且提供更高的效率与检测精度，更好的保证检测数据的准确与可靠，自动化程度高，满足了实际的生产使用需求。

3.结构灵活多样，组装及拆卸方便快速。本实用新型根据激光投线仪测量的要求，采用多种组合方式，一是可以采用双卧式多齿分度台结构配合立式多齿分度台；二是各铰接机构可以任意拆卸安装；或组合为新铰接的结构，铰接机构还可以旋转或升降；或可靠旋转的X轴来旋转CCD，也就是支撑上加载铰接结构的旋转轴；或是利用铰接方式，不需要卧式多尺分度台旋转；或是拆卸掉铰接方式，只需要卧式多尺分度台旋转带动CCD就可以实现对激光投线仪的检测。

4.操作简单，适应性广。本实用新型根据激光投线仪的工作原理，构建一带多齿分度台结构的旋转平台，平台左右两侧分别有支撑结构，支撑顶部设立转轴，转轴处连接固定一可调焦的CCD激光采集器，且安装时保证CCD中心与旋转平台的旋转轴重合，同轴度不大于1′，支撑结构与小型卧式多齿分度台组合， 卧式多齿分度台旋转带动转轴可以在前后范围转动。检测时，将被检激光投线仪用同轴螺杆固定在立式多齿分度台中心，通过旋转卧式分度台可连动带转CCD激光采集器，按检测要求设定旋转定位角度，在与立式分度台面垂直的纵面±90°范围内采集各状态下的激光线及正交点数据，操作简单，本实用新型可用于房地产施工、装修检测、各企业大型设备的安装以及基建施工放样等，本装置应用多个目标的图像采集器捕捉各类型激光线及激光点，不但可以应用于检测激光投线（标线）仪，也可以广泛对激光扫平仪以及激光对中仪等综合工具类型测绘仪器进行检测与溯源。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的主视结构示意简图。

图2是图1的左视结构示意简图。

图3是图1实施例1采用Y方向与Z方向分度台对激光投线仪12进行检测的结构示意简图。

图4是图1实施例1采用X方向与Z方向分度台对激光投线仪12进行检测的结构示意简图。

图5是本实用新型控制装置连接的简单示意框图。

图6是本实用新型实施例2的主视结构示意简图。

图7是采用实施例2检测装置对激光投线仪12进行检测的结构示意简图。

图8是本实用新型实施例3的主视结构示意简图。

图9是采用实施例3检测装置对激光投线仪12进行检测的结构示意简图。

图10是本实用新型实施例4的主视结构示意简图。

图11是采用实施例4检测装置对激光投线仪12进行检测的结构示意简图。

图中部件名称及序号：

工作台1、Z方向分度台2、Y方向分度台3、Y转轴4、Y轴铰接机构5、X转轴6、左转轴601、右转轴602、X轴铰接机构7、X方向分度台8、支撑架9、左支撑架901、右支撑架902、移动部件10、CCD激光采集器11、激光投线仪12、连杆13。

具体实施方式

以下结合附图及其实施例描述本实用新型的结构。

实施例1：

如图1～图5所示，本实用新型的小型集成式激光投线仪检测装置，包括工作台1、Z方向分度台2、Y方向分度台3、Y转轴4、Y轴铰接机构5、X转轴6、X轴铰接机构7、X方向分度台8、支撑架9、移动部件10、CCD激光采集器11、激光投线仪12和连杆13，所述Z方向分度台2安装在工作台1上，所述支撑架9底端通过工作台1固定，支撑架9上端与X轴铰接机构7铰接，所述X轴铰接机构7安装有X转轴6，X转轴6的另一端与Y轴铰接机构5连接，Y轴铰接机构5上安装有Y转轴4，Y转轴4的下端连接有Y方向分度台3；X方向分度台8通过支撑架9固定；Y方向分度台3和X方向分度台8分别与CCD激光采集器11连接，被测工件激光投线仪12安装在Z方向分度台2上；所述的X轴铰接机构7上设有连杆13，所述连杆13的是固定连杆，即长度固定不变；所述工作台1的底部安装有移动部件10，所述移动部件10是安装于工作台1底部的万向轮；所述Z方向分度台2是立式多齿分度台；所述Y方向分度台3或X方向分度台8是卧式多齿分度台，所述的CCD激光采集器11与控制装置连接，控制装置与电脑连接。

实施例2：

如图5、6和图7所示，本实用新型的小型集成式激光投线仪检测装置，包括工作台1、Z方向分度台2、左转轴601、右转轴602、X轴铰接机构7、X方向分度台8、左支撑架901、右支撑架902、移动部件10、CCD激光采集器11、激光投线仪12和连杆13，所述Z方向分度台2安装在工作台1上，所述左支撑架901底端通过工作台1固定，左支撑架901上端与X轴铰接机构7铰接，所述X轴铰接机构7铰接有左转轴601；所述右支撑架902底端通过工作台1固定，右支撑架902上端与X方向分度台8铰接，所述X方向分度台8上铰接有右转轴602；所述左转轴601与右转轴602的上端分别与CCD激光采集器11连接，被测工件激光投线仪12安装在Z方向分度台2上；所述的X轴铰接机构7上设有连杆13，所述连杆13是固定连杆，即长度固定不变；所述工作台1的底部安装有移动部件10，所述移动部件10是安装于工作台1底部的滚轴；所述Z方向分度台2是立式多齿分度台；所述X方向分度台8是卧式多齿分度台；所述的CCD激光采集器11是二维CCD激光采集器，所述的二维CCD激光采集器11与控制装置连接，控制装置与电脑连接。

实施例3：

如图5、8和图9所示，本实用新型的小型集成式激光投线仪检测装置，包括工作台1、Z方向分度台2、X转轴6、X轴铰接机构7、X方向分度台8、支撑架9、移动部件10、CCD激光采集器11、激光投线仪12和连杆13，所述Z方向分度台2安装在工作台1上，所述支撑架9底端通过工作台1固定，X方向分度台8通过支撑架9固定，支撑架9上端与X轴铰接机构7铰接，所述X轴铰接机构7铰接有X转轴6，X转轴6的上端与CCD激光采集器11连接，被测工件激光投线仪12安装在Z方向分度台2上；所述的X轴铰接机构7上设有连杆13，所述连杆13是固定连杆，即长度固定不变；所述工作台1的底部安装有移动部件10，所述移动部件10是安装于工作台1底部的滚轮；所述Z方向分度台2是立式多齿分度台；所述X方向分度台8是卧式多齿分度台；所述的CCD激光采集器11是二维CCD激光采集器，所述的二维CCD激光采集器11与控制装置连接，控制装置与电脑连接。

实施例4：

如图5、10和图11所示，本实用新型的小型集成式激光投线仪检测装置，包括工作台1、Z方向分度台2、X转轴6、X轴铰接机构7、X方向分度台8、支撑架9、移动部件10、CCD激光采集器11、激光投线仪12和连杆13，所述Z方向分度台2安装在工作台1上，所述支撑架9底端通过工作台1固定，X方向分度台8通过支撑架9固定，支撑架9上端与X轴铰接机构7铰接，所述X轴铰接机构7铰接有X转轴6，X转轴6的上端与CCD激光采集器11连接，被测工件激光投线仪12安装在Z方向分度台2上；所述的X轴铰接机构7上设有连杆13，所述连杆13是升降调节连杆，即根据大小不同的被测物件，连杆长度可以上下调节；所述工作台1的底部安装有移动部件10，所述移动部件10是安装于工作台1底部的万向轮；所述Z方向分度台2是立式多齿分度台；所述X方向分度台8是卧式多齿分度台；所述的CCD激光采集器11是二维CCD激光采集器，所述的二维CCD激光采集器11与控制装置连接，控制装置与电脑连接。

工作原理：采用本实用新型的小型集成式激光投线仪检测装置，对被测量工件——激光投线仪12进行检测，实时计算得到激光投线仪等仪器的主要技术指标，如激光线的线宽、直线度、激光线的水平误差、垂直误差、激光线间的正交误差、上对点误差、下对点误差、铅锤误差以及自动安平补偿误差补偿范围。