一种正交两线摆体模块的制作方法

1.本实用新型属于激光二极管技术领域，具体涉及一种正交两线摆体模块。


背景技术：

2.在建筑、装修行业，一个360
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水平激光线+一个垂直一字激光线的激光水平仪具备基本的垂直、水平定位需求，由于其体积小、便携、性价比高，所以具有较大的市场需求量。目前市场上流行的正交两线激光水平仪普遍采用一个一字线激光模组+一个360
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激光模组组合实现的，现有的两个激光模组的组合方案主要的缺点如下：1、两个激光模组在成本上存在明显的劣势；2、两个模组的功耗偏大，采用干电池和锂电池供电，激光水平仪的待机时间短；3、两个激光模组的发热量大，易导致激光水平仪的精度稳定性变差。
3.分光两线摆体模块存在与补偿器的组合问题、如何增加垂线上半部分线长和亮度的问题、激光水平仪厂商自己组装补偿机构，除了装配困难，易导致正交两线摆体模块内、外部污染，擦拭、维修困难、产品的不良率偏高的问题，同时还存在复杂的摆体结构导致的易污染现象的维修处理问题。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种正交两线摆体模块。
5.为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种正交两线摆体模块，包括分光摆体组件、设置在分光摆体组件顶部的锥镜成线组件和设置在分光摆体组件内部侧方的柱面镜成线组件，所述分光摆体组件包括摆体、设置在摆体底部的分光点光源组件和设置在摆体上的补偿器组件，分光点光源组件发出透射光束和反射光束，透射光束照射到所述锥镜成线组件上形成360
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水平激光线，反射光束照射到所述柱面镜成线组件上形成垂直一字激光线；
7.所述补偿器组件用于正交两线摆体模块的悬吊和将所述正交两线摆体模块自动调整到基准零位状态。
8.进一步的，所述补偿器组件包括补偿体，所述补偿体的形状为环状结构，所述锥镜成线组件从所述环状结构内部穿过，所述环状结构的外端连接设置轴承。
9.进一步的，所述补偿器组件包括连通设置的第一补偿轴和第二补偿轴，所述第一补偿轴的轴线与所述第二补偿轴的轴线互相垂直，所述第一补偿轴的中段设置在所述第二补偿轴内部，所述第一补偿轴的两端设置在所述第二补偿轴外部径向两侧，所述第二补偿轴与透射光束垂直相交，所述第二补偿轴上径向设置使得透射光束穿过的过光孔；
10.所述第一补偿轴和第二补偿轴的两端分别设置轴承。
11.进一步的，所述摆体上设置用于定位安装锥镜成线组件的第一定位孔、用于定位安装柱面镜成线组件的第二定位孔和用于定位安装分光点光源组件的第三定位孔，所述第一定位孔、第二定位孔和第三定位孔连通设置。
12.进一步的，所述摆体上设置用于安装所述补偿器组件的安装部，所述摆体还设置
维修孔。
13.进一步的，所述柱面镜成线组件包括柱面镜座，所述柱面镜座内设置柱面镜，与所述柱面镜轴线垂直设置第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽分布在柱面镜的径向两侧，所述第一凹槽的深度不超过柱面镜的圆柱中心，所述第二凹槽的深度超过柱面镜的圆柱中心，所述第二凹槽与所述柱面镜之间形成漏光缝。
14.进一步的，所述摆体上设置用于将补偿器组件进行固定的点胶孔单元，所述点胶孔单元包括用于定位固定所述补偿体和所述第二补偿轴的第一点胶孔以及定位固定所述第一补偿轴的第二点胶孔。
15.进一步的，所述第二补偿轴上设置与所述第二点胶孔对应的第三点胶孔。
16.进一步的，所述摆体设置调节螺钉单元，所述调节螺钉单元包括用于调节所述正交两线摆体模块重心平衡的第一调节螺钉和第二调节螺钉，还包括调节所述分光点光源组件和所述柱面镜成线组件位置精度的第三调节螺钉；
17.所述摆体底部设置定位体，所述定位体底部连接设置阻尼板。
18.进一步的，所述锥镜成线组件包括锥镜座，所述锥镜座上依次套接有玻璃管和锥镜，所述锥镜座上间设固定槽和点胶槽；
19.所述分光点光源组件包括沿光路正向设置的激光二极管、透镜和分光片，所述分光片用于将激光二极管发出的光通过透镜形成的准直光束分成透射光束和反射光束。
20.本实用新型与现有技术相比具有以下技术特点：
21.本实用新型的正交两线摆体模块，一可以使激光二极管的光功率得到有效利用；二可以使摆体模块结构简化、体积缩小，使激光水平仪便携；三精度调试方便、产品的精度稳定性提高；四由于少用一套激光准直光源，具有明显的性价比优势。
附图说明
22.图1是实施例一种正交两线摆体模块的剖视图；
23.图2是实施例一种正交两线摆体模块的结构爆炸图；
24.图3是实施例一种分光摆体组件爆炸结构示意图；
25.图4是实施例另一种正交两线摆体模块的剖视图；
26.图5是实施例另一种正交两线摆体模块的结构爆炸图；
27.图6是实施例另一种分光摆体组件爆炸结构示意图；
28.图7是不同摆体结构剖视图；
29.图8是柱面镜成线组件的剖视图；
30.图9是柱面镜成线组件的立体结构图；
31.图10是柱面镜成线组件的俯视图；
32.图11是分光点光源组件的剖视图；
33.图12是分光点光源组件的立体结构示意图；
34.图13是锥镜成线组件剖视图；
35.图14是锥镜成线组件立体结构示意图；
36.图15是锥镜成线组件的另一结构示意图；
37.图16是不同底部结构的摆体示意图。
38.图中标号代表：
39.1、摆体；11、调节螺钉单元；111、第一调节螺钉；112、第二调节螺钉；113、第三调节螺钉；12、盖体；13、定位体；131、阻尼板；132、第一固定螺钉；14、点胶孔单元；141、第一点胶孔；142、第二点胶孔；15、第一定位孔；16、第二定位孔；17、第三定位孔；18、安装部；19、维修孔；2、锥镜成线组件；21、第二固定螺钉；22、锥镜；23、玻璃管；24、锥镜座；241、固定槽；242、点胶槽；25、通光孔；3、柱面镜成线组件；31、第三固定螺钉；32、柱面镜座；33、柱面镜；34、第一凹槽；35、第二凹槽；36、漏光缝；37、入光孔；38、第四调节螺钉；39、第三凹槽；4、分光点光源组件；41、第四固定螺钉；42、分光片；43、透镜；44、激光二极管；45、驱动电路；46、导线；47、第四凹槽；5、补偿器组件；511、补偿体；521、第一补偿轴；522、第二补偿轴；523、第三点胶孔；53、轴承；54、过光孔。
具体实施方式
40.以下给出本实用新型的具体实施方式，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
41.需要说明，本实用新型在进行方位描述时，术语“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”、“斜上方”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“内”、“外”是指相应部件轮廓的内核外，不能将上述术语理解为对本实用新型的限制。如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确具体的限定。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.实施例中，补偿器组件5用于将正交两线摆体模块调整到基准零位状态，所述“基准零位状态”是指正交两线摆体模块未处于水平状态，补偿器组件5可以进行适应性补偿，从而使得正交两线摆体模块处于水平状态，具体使垂直一字激光线始终处于垂直状态和使360
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水平激光线始终处于水平状态。
43.本实用新型采用嵌入式分光点光源组件和自动水平补偿机构，以解决设置在摆体模块上部的锥镜成线组件与补偿机构在相交中存在的通光问题，一种实施例中采用环状补偿机构，可以使锥镜成线组件从环状补偿机构的中心穿过；另一种实施例中采用的十字补偿轴机构，采用在纵向补偿轴上开设透光孔的方式可以使透射光束穿过十字补偿轴机构；
44.此外摆体采用嵌入式分光点光源组件，使摆体组件变成了具有垂直透射光束和前侧反射光束的分光摆体组件，前侧面的反射光束与柱面镜成线组件配合，形成垂直一字激光线，垂直的透射光束与锥镜成线组件配合形成了360
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水平激光线。
45.在本实用新型中，首先补偿器组件必须要先装在摆体1上，否则后面无法装配；然
后分光点光源组件4要粘接固定在摆体1对应的安装孔中，最终形成分光摆体组件。
46.实施例1
47.本实施例给出一种正交两线摆体模块，包括分光摆体组件、设置在分光摆体组件顶部的锥镜成线组件2和设置在分光摆体组件内部侧方的柱面镜成线组件3，分光摆体组件包括摆体1、设置在摆体1底部的分光点光源组件4和设置在摆体1上的补偿器组件5，分光点光源组件4发出透射光束和反射光束，透射光束照射到锥镜成线组件2上形成360
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水平激光线，反射光束照射到柱面镜成线组件3上形成垂直一字激光线；补偿器组件5用于正交两线摆体模块的悬吊和将正交两线摆体模块自动调整到基准零位状态。
48.在第一种实施方式中，见图1、2和3所示，补偿器组件5包括补偿体511，补偿体511的形状为环状结构，环状的补偿体511可在水平方向上进行补偿调节，使得正交两线摆体模块处于基准零位状态。锥镜成线组件2从环状结构内部穿过，环状结构的外端连接设置轴承53。轴承53与外部支架的轴承53孔配合定位，使正交两线摆体模块可以处于悬吊状态、并实现自动安平。
49.具体的，轴承53的数量为4个，其中一组2个轴承53同轴设置在摆体1内部，相互垂直的另一组两个同轴设置的轴承53与外部支架的轴承孔固定相连，两组同轴设置的轴承53正交中心与摆体模块的质量重心重合。在该实施方式中，锥镜成线组件2的部分结构穿过补偿体511与摆体1上的第一定位孔15内相配合用粘接剂固定，或者采用法兰盘结构用螺钉固定。
50.在第二种实施方式中，见图4、5和6所示，补偿器组件5包括连通设置的第一补偿轴521和第二补偿轴522，第一补偿轴521的轴线与第二补偿轴522的轴线互相垂直，第一补偿轴521的中段设置在第二补偿轴522内部，第一补偿轴521的两端设置在第二补偿轴522外部径向两侧，形成十字补偿轴结构，第二补偿轴522与透射光束垂直相交，第二补偿轴522上径向设置使得透射光束穿过的过光孔54。第一补偿轴521和第二补偿轴522分别在水平方向上进行自动补偿调节，使得正交两线摆体模块处于基准零位状态。第一补偿轴521和第二补偿轴522的正交中心就是摆体模块的质量重心位置。第一补偿轴521和第二补偿轴522的两端分别设置轴承53。在该实施方式中，锥镜成线组件2全部结构位于第一补偿轴521与第二补偿轴522上方。
51.如此设置，补偿器组件5均采用粘接剂与摆体1上端相对应位置设置的轴承53的安装部胶合固定。第一补偿轴521两端的轴承53与外部支架的轴承孔配合定位，使摆体模块可以处于悬吊状态、并在两个方向实现自动安平。
52.进一步的，摆体1上设置用于定位安装锥镜成线组件2的第一定位孔15、用于定位安装柱面镜成线组件3的第二定位孔16和用于定位安装分光点光源组件4的第三定位孔17，第一定位孔15、第二定位孔16和第三定位孔17连通设置；第二定位孔16所在的平面倾斜或垂直设置。
53.锥镜成线组件2通过第二固定螺钉21固定在摆体1上，柱面镜成线组件3通过第三固定螺钉31固定在摆体1上，分光点光源组件4通过第四固定螺钉41固定在摆体1上，摆体1上均设置有与固定螺钉相匹配的螺纹孔。第四固定螺钉41设置在摆体1的后侧面。
54.在本实施例中，摆体1上设置用于安装补偿器组件5的安装部18，摆体1上还设置维修孔19。
55.在一种实施方式中，参见图7（a），安装部18的形状为与环状补偿体511的结构相匹配，为对应的安装槽结构。而在图7（b）中，安装部18的形状为与第一补偿轴521和第二补偿轴522相匹配的结构。第一补偿轴521与摆体1相贯的孔可以是圆形、长条形，尺寸大于第一补偿轴521的直径，此孔处在摆体模块重心位置的正上方。第一定位孔15和第三定位孔17的直径可以不同，也可以相同。
56.由于摆体模块结构复杂，内部毛刺多，容易污染，因此在维修孔19处设置可拆卸盖体12，方便拆卸后进行维修。
57.在本实用新型的正交两线摆体模块中，可以使用常规的柱面镜成线结构，作为本实施例的一种优选方案，结合图8~10所示，柱面镜成线组件3包括柱面镜座32，柱面镜座32内设置柱面镜33，与柱面镜33轴线垂直设置第一凹槽34和第二凹槽35，第一凹槽34和第二凹槽35分布在柱面镜33的径向两侧，目的一是增加垂线天顶部分的线长和亮度，目的二是适当加长垂线向下部分的线长。第一凹槽34的深度不超过柱面镜33的圆柱中心，第二凹槽35的深度超过柱面镜33的圆柱中心，第二凹槽35与柱面镜33之间形成漏光缝36。
58.柱面镜座32内设有入光孔37，反射光束通过入光孔37照射到柱面镜的入光面，然后通过柱面镜33的反射、透射和折射形成激光线从柱面镜的出光面一侧和漏光缝36射出。入光孔37可以设置成锥形孔或阶梯孔，以满足反射光束向上倾斜照射到柱面镜33入射面的需要。同时，柱面镜座32的出光端面上还可设置用于精度调节的第四调节螺钉38。
59.如此设置，第一凹槽34的深度不超过柱面镜33的圆柱中心，在第一凹槽34一侧，此结构形成的扇形激光线的角度约在80-90
°
，线尾的亮度较低。第二凹槽35的深度超过柱面镜33的圆柱中心，是为了使柱面镜33和柱面镜座32之间出现一个漏光缝36，让柱面镜入射面生成的反射激光线能够射出，并与同一侧的透射激光线的线尾段重合，实现线尾亮度增加、线长延伸的目的。
60.在本实施例的优选方案中，摆体1上设置用于将补偿器组件5进行固定的点胶孔单元14，点胶孔单元14包括用于定位固定补偿体511和第二补偿轴522的第一点胶孔141以及定位固定第一补偿轴521的第二点胶孔142。环状结构的补偿体511一对轴承与安装部18相配合时，在第一点胶孔141处进行点胶固定。
61.具体的，第二补偿轴522上设置与第一点胶孔141对应的第三点胶孔523。
62.具体的，摆体1设置调节螺钉单元11，调节螺钉单元11包括用于调节正交两线摆体模块重心平衡的第一调节螺钉111和第二调节螺钉112，还包括调节分光点光源组件4和柱面镜成线组件3位置精度的第三调节螺钉113。第三调节螺钉113可以配合柱面镜成线组件3和分光点光源组件4上的圆柱定位面上设置的受力凹槽位置，分布在摆体1的一侧或两侧。
63.具体的，用于调节摆体模块重心平衡的第一调节螺钉111和第二调节螺钉112可以根据实际情况进行取舍设置，可以设置两个，或单侧设置一个即可。分光点光源组件4的圆柱面上对应开设的两个与第三调节螺钉113相匹配的第四凹槽47，调节对应的第三调节螺钉113，使其顶压在第四凹槽47底部的受力面上，可以使分光点光源组件4微调转动，用于精确调节反射光束的照射方向，使反射光束的光轴垂直于柱面镜33。
64.在本实施例的优选方案中，柱面镜座32底部设置第三凹槽39，该第三凹槽39与第三调节螺钉113相对应，用于调节垂直激光线与水平激光线相互垂直。
65.摆体1底部设置定位体13，定位体13底部连接设置阻尼板131。定位体13的形状可
以是缺口圆柱形、不规则方形，作为模块调试固定的定位基准，也可用于激光水平仪的夹持锁紧机构，在定位体13的底部端面设置有至少一个螺纹孔，用于阻尼板131的固定，阻尼板131通过第一固定螺钉132进行固定。阻尼板131与激光管保持一定的距离。
66.此外，也可以在定位安装分光点光源组件4的第三定位孔17的位置处设置一个缺口。以方便分光点光源组件4的装配，同时也为了保证分光点光源的尾部与摆体1的底部保持一定的距离，减少分光点光源组件4的尾部具有磁性的材料对自动铅锤精度的影响。这样设置共同点是分光点光源组件4都是从摆体1底部向上装入，分光点光源组件4的尾部距离摆体1底部的距离大于5mm。具体见图16所示，其中图16（a）和（b）分别是除图1和图4两种方案之外的不同摆体1底部结构的示意图。
67.阻尼板131的材质为纯铜材质，在激光水平仪中，摆体1的下方设置有一组磁铁，摆体模块在悬吊摆动的时候，纯铜阻尼板131在磁场中会受到磁力线的作用（切割磁力线时会有阻力），可以使悬吊摆动状态下的摆体模块快速停摆到自然铅锤状态，摆体模块在基准零位状态，水平激光线就处在水平状态、垂直激光线就处在垂直状态。
68.具体的，结合图13和图14所示，锥镜成线组件2包括锥镜座24，锥镜座24上依次套接有玻璃管23和锥镜22，锥镜座24上间设固定槽241和点胶槽242。锥镜成线组件2与摆体1的第一定位孔15相配合，采用法兰盘结构用螺钉固定。
69.在本实施例中，分光点光源组件4包括沿光路正向设置的激光二极管44、透镜43和分光片42，所述分光片42用于将激光二极管44发出的光通过透镜43形成的准直光束分成透射光束和反射光束。反射光束的光轴与准直光束的光轴之间的夹角大于90
°
且小于120
°
。分光点光源组件4还包括在激光二极管44底部连接设置的驱动电路45和导线46。驱动电路45和导线46的作用是点亮激光二极管44。
70.锥镜座24、玻璃管23和锥镜22之间用粘接剂固定；锥镜座24内设有通光孔25，该通光孔25与第二补偿轴522上的过光孔54相通。锥镜座24底部可以一体成型设置法兰盘，装入摆体1的第一定位孔15中后，通过螺钉固定在摆体1上。也可以不设置该法兰盘，装入摆体1的第一定位孔15中后，用粘接剂固定，此结构见图15。
71.若设置该法兰盘，则固定槽241和点胶槽242设置在该法兰盘的圆周，固定槽241和点胶槽242可以根据实际情况进行调整，可以是用于固定螺钉穿过的u形槽或通孔，也可以作为轴承53点胶或第一补偿轴521点胶的过孔。在法兰盘上设置点胶孔，可以保证摆体模块的尺寸紧凑。
72.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。