专利名称：一种投光标定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量仪器类，特别涉一种建筑施工、安装用的投光标定仪。
常用的标定垂直线的方法多用重锤系于线，利用重力而垂直向下形成垂直线，然而，重锤配重，携用不便，容易受外力摇幌产生偏动，操作过程中须费时等待摆动稳定后才能修正上支点的偏移量，操作上十分不便，而水平线的标定则以水管灌水，以观测两端的水平光镜，须两人操作，而水管灌水，湿漉不便，管线攀缠，碍手碍脚，十分不便。
基于上述原因，业界设计一种立体投影标定投光仪，其在台湾的申请号为80107192，其公告号为174044，其主要结构是将激光模组设于一本体内部，本体内部另设有反射镜及光栅装置，该本体是以球形的万向接头自由悬吊于一机架上，利用激光投射于反射镜及光栅装置，射出的平行光圆柱呈垂直方向或水平方向定点定位投影于受光面上，同时可藉由反射镜旋转产生扫描投影方式，使反射出的光圆柱连续旋转投光为视觉连续直线光影或画出直线光影或画出光环以为立体投影、投光或定点标定。
虽然该立体投影标定投光仪改善了传统标定方式的缺点，然而于其结构上的缺陷，仍具有未尽完善之处及下列缺点1、该立体投影标定投光仪之结构错综复杂，其机架是呈不规则之形状，非但携行不便，且该种投光仪无法直接与另一具投光仪依据同一参考座标同时进行标定之功能，而机架上相关角度固定的投射光，限定了其应用的场合及阻碍其功效的发挥。
2、该投光仪所投影于受光面为光点之形态，需另配合一马达旋转反射镜，令受光面的光点不断的移动，使点成为连续闪烁线，又因激光平均分布于全圆周，对施工所在点而言，大部分激光线是属浪费。
3、由于该投光仪之结构错综复杂，制造及组装相当不便，制造成本十分高昂，非一般之施工人员有能力承购。
4、本体以球形万向接头自由悬吊于机架上，须令本体藉由重力自由下垂，方能使该投光仪精准地向水平或垂直方向投影，而球形万向接头之接触面积大，造成本体之活动遭受球形万向接头干涉，影响其准确性。
5、本体以球形万向接头自由悬吊于机架上，而球形万向接头之磨擦力大，得用较重较长之重锤克服磨擦力，较重之重锤使其周边支架相对薄弱，耐振性减弱，较长之重锤需求本体之自由悬荡空间较大，机架校大影响使用之方便性。
6、本体以球形万向接头自由悬吊于机架上，其立体投影标线无法因机架转动而精准地对正欲施工之目标。正如无法藉转动一盆水而使浮在水中的物体对正外界之一目标一样，影响使用之方便性。
本实用新型的目的是提供一种投光标定仪，其藉由激光模组的平行光束投射于半透光投射镜面上，透射及反射出前端轴及上下端轴的光束，前端轴光束由扩光镜产生水平或垂直光面投射于受光面，而上下端轴的光束则投射于上、下两端的受光面，达到标定的目的，同时可相互堆叠使用，并调整相对角度，以利于施工应用。
为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案本实用新型主要是由底盘、本体、上盖、对位板、基座、激光模组、电池盒、半透光投射镜及扩光镜所组成，底盘的中心设有一凸出部，凸出部的底部形成一凹槽，凸出部中心设有一透孔；本体设于底盘上部，本体具有一容室，容室的前端开设呈喇叭口的开槽，容室侧边设有电池室，本体对应底盘凸出部中心透孔也设有透孔；上盖盖合于本体上方，其对应底盘凸出部中心透孔也设有一透孔，透孔两侧设有轴座；对位板设于上盖上方，对位板的中心设有一凸出部，凸出部的底部形成一凹槽，凸出部中心设有一透孔；基座配合一悬块分别由二轴以直交双轴心万向接头方式悬接于上盖的轴座上，基座的中央设有一容置槽供一半透光投射镜设置，并将基座分隔为前区块和后区块，容置槽的底部设有一通孔，而后区块中心设有一贯穿容置槽的插孔，前区块则设有一贯穿于容置槽的投射孔，投射孔的位置相对于插孔的中心，前区块前端面有一水平方向或垂直方向的结合槽跨设于投射孔，供扩光镜以水平方向或垂直方向定位结合；激光模组为一种能射出平行光的灯组，激光模组插设于上述的插孔；电池盒内部设有电池，电池的电源经开关由导线组接激光模组；半透光投射镜为平光镜或三角棱镜，半透光投射镜的受光镜面与激光行进方向形成45°的夹角；扩光镜为一圆柱体或半圆柱体透光镜或菲森尔镜(FRESNEL lens)透光镜，其可将入射光线依圆周角方向扩展成与扩光镜垂直的光面。在基座上分立组装调整激光模组、半透光投射镜、扩光镜后藉由悬块利用轴以直交双轴心万向接头的方式悬吊于上盖底部，再将上盖与本体结合，同时将电池盒的电源连接激光模组，将本体与底盘结合，并于上盖顶面结合对位板后，构成投光标定仪。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的描述
图1为本实用新型的立体分解示意图。
图2为本实用新型的另一立体分解示意图。
图3为本实用新型的立体外观示意图。
图4为本实用新型的实施例示意图。
图5为本实用新型的堆叠使用时的剖视示意图。
图6为本实用新型的基座及设于基座上各构件的立体示意图。
图7为本实用新型的基座及设于基座上各构件的立体剖视图，表示扩光镜垂直向设于半透光投射镜前端情形。
图8为本实用新型的基座及设于基座上各构件的立体剖视图，表示扩光镜水平向设于半透光投射镜前端情形。
图9为本实用新型的基座及设于基座上各构件的侧剖视图，表示基座以重力锤调整基座重心情形。
图10为图9的后视图。
图11、图12为本实用新型的半透光投射镜结合于基座上，藉由螺钉调整倾角的情形。
图13为另一种扩光镜投射示意图。
首先请参阅图1、图2所示，本实用新型主要是由底盘10、本体20、上盖30、对位板40、基座50、激光模组60、电池盒70、半透光投射镜80及扩光镜90所构成；该底盘10的中心设有一凸出部11，凸出部11的底部自然形成一凹槽(配合图5所示)，凸出部中心设有一透孔12、底盘10的外周设有一指标13，底盘10的底面设有一对位槽14；本体20设于底盘上部，本体20的中心设有一容室21，容室21的前端开设呈喇叭口之开槽22，开槽22之前端可结合一透明玻璃23，另于容室21底端也设有一透孔24(配合图5所示)，透孔24底端形成一凹陷之凹槽25，供与上述底盘10的凸出部11配合于同轴位置，而透孔24圆周可向下延伸一凸环26插入透孔12后加以定位，并可使本体20以该凸环26为轴相对于底盘10转动，另外本体20的侧边设有电池室27，供电池盒70设置，本体20的外缘底端设有刻度28环伺，供底盘10的指标13指示本体20与底盘10的转动相对角度；上盖30盖合于本体20顶端，其中心设有一透孔31，透孔31之两侧设有轴座32；对位板40设于上盖30上方，对位40的中心设有一凸出部41，凸出部41的底部自然形成一凹槽(配合图5所示)，凸出部41中心设有一透孔42，另对位板40的顶面相对于底盘10底面的对位槽14，设有一对位榫43，供与另一标定仪的底盘10配合后定位于同轴且同角度的位置；基座50配合一悬块51分别由轴511、512以直交双轴心万向接头的方式悬接于上盖30的轴座32上，且藉由基座的重力取得平衡，基座50的中央设有一容置槽52供一半透光投射镜80设置，并将基座50分隔为前区块53与后区块54，容置槽52的底部设有一通孔59，而后区块54中心设有一贯穿于容置槽52的插孔55，前区块53则设有一贯穿于容置槽52的投射孔56，投射孔56的位置恰相对于插孔55的中心，前区块53前端面有一水平向或垂直向的结合槽57(配合图6所示)跨设于投射孔56，供扩光镜90以水平方向或垂直方向结合，另于前区块53的正面顶部两侧各螺合有一螺钉58止抵于后区块54，藉由螺钉58的锁紧推力，使得前区块53与后区块54产生微量的角度变化(配合图11或图12所示)；激光模组60为一种能射出平行光的灯组，激光模组60插设于上述之插孔55，激光模组60的后端套设一偏心的重力锤61，转动重力锤61后，可令重心位置产生变化，由于激光模组60为常见的产品，兹不赘述；电池盒70内部设有电池71，电池71的电源经开关以螺旋导线72组接激光模组60，用来提供激光模组60所需的电力；半透光投射镜80可为平光镜或三角棱镜，且半透光投射镜80的受光镜面与激光模组60形成45°的夹角，其中平光镜的半透光投射镜80只能透射及反射出前端轴的光束及上端轴的光束，而三角棱镜的半透光投射镜80则可透射及反射出前端轴的光束及上、下端轴的光束，如图6及图11、图12所示，该半透光投射镜80可藉由一固定片81以螺钉82锁固于基座50的容置槽52，固定片81是由一调整板83以约70°的夹角向下延伸一弧板84，弧板84顶部及底端及中段皆设有钩板85，以约45°夹角共同钩持半透光投射镜80；扩光镜90为圆柱体或半圆柱体透光镜或菲森尔镜(FRESNEL lens，如图13所示)的透光镜，可将光线转换成光面(配合图7或图8及图13所示)。
再如图1配合图2所示，于基座50上分别组装激光模组60、半透光投射镜80、扩光镜90后藉由悬块51利用轴511、512以直交双轴心万向接头的方式悬吊于上盖30底部，再将上盖30与本体20结合，并令基座50及设于基座50上的各构件位于容室21内，同时将电池盒70的电源连接激光模组60，最后将本体20与底盘10结合，并于上盖30顶面结合对位板40后，可构成如图3所示的本实用新型。
如图4所示，将本实用新型置于一立体空间内，激光模组60所射出的平行光投射于半透光投射镜80反射出前端轴及上下端轴的光束(请配合图5或图8所示)，其中前端轴光束由扩光镜90产生水平或垂直光面自本体20前端投射于受光面反应出水平线或垂直线，其中水平光面或垂直光面是由扩光镜90设于基座50的方向而定(如图7及图8所示)，而上下端轴的光束则投射于上、下两端的受光面，达到标定的目的。
再如图5所示，本实用新型的外型呈一圆筒状，可多数相互堆叠，并可藉由底盘10及对位板40的凸出部与凹槽相互嵌合定位于同轴位置，而每一投光标定仪皆可相对转动至适当的角度，并由指标13配合刻度28显示出相对角度，而可由多数的投光标定仪共同投射出多条平行或交叉之光面或光线反应于受光面，以适应不同的施工需求。
另外，由于套设于激光模组60后端的重力锤61是呈偏心状，因此，重力锤61的位置，将会决定基座50的前后重心，即关系着基座50自由状态下的前后倾角(如图9所示)；而重力锤61的转动角度则决定基座50左右之重心，即关系着基座50自由状态下的左右倾角(如图10所示)。
本实用新型的半透光投射镜80可为平光镜或三角棱镜，而半透光投射镜80的受光镜面须与激光束呈45°的夹角，其中三角棱镜其受光镜面即为45°，而平光镜则须以固定片81加以固定于45°，如图11及图12所示，由于固定片81的调整板83与弧板84之间呈约70°的夹角，因此，调整螺钉82的聚度，即可将平光镜的投光镜80精确微调出正确的夹角，使投光标定更趋于精准臻美的境界。
综上所述，本实用新型可归纳出下列特点1、本实用新型的结构简易特殊，并可以多个投光标定仪相互堆叠配合使用，依单一参考座标点，可同时投射多条的水平垂直标定线及一对铅锤点，对于不同应用的场合将更加广泛发挥出最大功效。
2、本实用新型可藉由刻度盘与指标，计算出相对标定角度，利于施工人员应用。
3、本实用新型是以扩光镜直接将平行光线转换成平行光面，而以线的型态反应于受光面，并不会有标定线闪烁的情况。
4、本实用新型的扩光镜得以藉由垂直方向设置或水平方向设置来决定所投射出的光面为水平向或垂直向，所以，本实用新型除了可水平向投射出光面，也可投射出垂直向的光面；5、本实用新型的45°角的半透光投射镜，可投射出铅直方向的锤点为本实用新型的一特征；6、本实用新型的构造简易，组装容易，制造成本低廉；7、本实用新型基座悬吊于上盖是利用悬块、轴心以万向轴承的方式自由悬吊于上盖底部，其轴心细致，圆周光滑，转动的磨擦极小，可保持基座晃动极佳的灵活度，因此使用较短的摆臂、较轻的摆重仍然可保持标定准确性。
8、本实用新型使用较短的摆臂使摆荡的周期较短，在自由摆荡时可更快速达到精确的标定。
9、本实用新型可藉由重力锤调整基座的重心位置，以校正激光模组所投射出的平行光的俯仰、倾斜角度；另可藉由固定片形变微调半透光平面与激光形成正45度的入射角度，此一特征使激光模组的光学校正一气呵成，与后段上盖底盘组装制程无关连，以利于使投光标定仪的标定作业更加快速精确。
权利要求1.一种投光标定仪，其包括有激光模组(60)、电池盒(70)，电池盒(70)内部设有电池(71)，电池(71)经开关、导线(72)连接于激光模组，其特征在于还包括有底盘(10)、本体(20)、上盖(30)、对位板(40)、基座(50)、半透光投射镜(80)及扩光镜(90)，其中底盘(10)的中心设有一凸出部(11)，凸出部(11)的底部形成一凹槽，凸出部中心设有一透孔(12)；本体(20)设于底盘(10)上部，本体(20)具有一容室(21)，容室(21)的前端开设呈喇叭口的开槽(22)，容室(21)侧边设有电池室(22)，本体(20)对应底盘(10)凸出部中心透孔(12)也设有透孔(24)；上盖(30)盖合于本体(20)上方，其对应底盘(10)凸出部中心透孔(12)也设有一透孔(31)，透孔(31)两侧设有轴座(32)；对位板(40)设于上盖(30)上方，对位板(40)的中心设有一凸出部(41)，凸出部(41)的底部形成一凹槽，凸出部(41)中心设有一透孔(42)；基座(50)配合一悬块(51)分别由二轴(511)、(512)以直交双轴心万向接头方式悬接于上盖(30)的轴座(32)上，基座(50)的中央设有一容置槽(52)供一半透光投射镜(80)设置，并将基座(50)分隔为前区块(53)和后区块(54)，容置槽(52)的底部设有一通孔(59)，而后区块(54)中心设有一贯穿容置槽(52)的插孔(55)，前区块(53)则设有一贯穿于容置槽(52)的投射孔(56)，投射孔(56)的位置相对于插孔(55)的中心，前区块(53)前端面有一水平方向或垂直方向的结合槽(57)跨设于投射孔(56)，供扩光镜(90)的水平方向或垂直方向定位结合；激光模组(60)为一种能射出平行光的灯组，激光模组(60)插设于上述的插孔(55)；半透光投射镜(80)为平光镜或三角棱镜，半透光投射镜的受光镜面与激光行进方向形成45°的夹角；扩光镜(90)为一圆柱体或半圆柱体透光镜或菲森尔镜(FRESNEL lens)透光镜，其可将入射光线依圆周角方向扩展成与扩光镜垂直的光面。
2.按照权利要求1所述的一种投光标定仪，其特征在于所说的本体(20)开槽(22)的前端结合一透明玻璃(23)。
3.按照权利要求1所述的一种投光标定仪，其特征在于所说的本体(20)的透孔(24)圆周向下延伸一凸环(26)插入底盘(10)的透孔(12)。
4.按照权利要求1所述的一种投光标定仪，其特征在于所说的底盘(10)的外周设有一指标(13)，本体(20)的外缘底端设有刻度(28)环伺，供指标(13)指示本体与底盘的转动相对角度。
5.按照权利要求1所述的一种投光标定仪，其特征在于所说的底盘(10)的底面设有一对位槽(14)，另于对位板(40)的顶面相对于对位槽(14)，设有一对位榫(43)，供与另一标定仪的底盘(10)配合后定位于同轴且同角度的位置。
6.按照权利要求1所述的一种投光标定仪，其特征在于所说的基座(50)的前区块(53)的正面顶部两侧螺合有一螺钉(58)止抵于后区块(54)，藉由螺钉(58)的锁紧推力，使前区块(53)与后区块(54)产生微量的角度变化。
7.按照权利要求1所述的一种投光标定仪，其特征在于所说的激光模组(60)的后端套设一偏心重力锤(61)。
8.按照权利要求1所述的一种投光标定仪，其特征在于所说的半透光投射镜(80)由一固定片(81)以螺钉(82)锁固于基座(50)的容置槽(52)，固定片是由一调整板(83)以约70°的夹角向下延伸一弧板(84)，弧板(84)顶部及底端及中段皆设有钩板(85)，以约45°的夹角共同钩持半透光投射镜(80)。
专利摘要一种投光标定仪,由一底盘、一套本体、一上盖、一设于上盖上方之对位板、与上盖组合并自由悬吊于本体内部之基座、一结合于基座上之激光模组以及电源所构成,其中该基座上设有一半透光投射镜,其前端设一扩光镜,藉由激光模组的平行光束投射于半透光投射镜面上,透射及反射出前端轴及上下端轴之光束,其中前端轴光束由扩光镜产生水平或垂直光面自本体前端投射于受光面,而上下端轴之光束则投射于上、下两端之受光面,达到标定铅垂线的目的。
文档编号G01C15/00GK2357314SQ9824781
公开日2000年1月5日 申请日期1998年12月2日 优先权日1998年12月2日
发明者秦厚敬 申请人:秦厚敬