激光水准仪及其激光移位装置的制作方法

本发明涉及一种用于激光水准仪的激光移位装置，以及包括此激光移位装置的激光水准仪。

背景技术

典型地，激光水准仪用在测量领域或建筑领域中，用于测量、对准或调节目标物体的相对高度。常见的一个应用是在室内装修领域中，例如用于墙面抹灰作业中。

传统的激光水准仪包括壳体，容置于壳体内的摆锤体，以及设置于摆锤体上的激光发射装置。在墙面抹灰操作中，激光水准仪被放置成使激光发射装置朝向待抹灰的墙面发射激光，此墙面也可被称为目标检查表面或工作表面。激光水准仪还包括保护激光发射装置的激光产生元件的保护罩。由于此保护罩的存在，激光产生元件发射的激光束位于距墙面一距离处的激光平面中。

然而，不希望激光平面和墙面之间有此距离。在多数情况下，由于此距离的存在，抹灰工人需要在墙面上挖或掏个凹坑，将激光水准仪放在坑中，以使激光平面移位至更靠近墙面。这比较耗时并且在墙面抹灰操作完成之后需要进行额外的填补凹坑的工作。另外，还可能导致墙面的平整度和光滑度不理想，涂抹的水泥层厚度较大，并且因此导致更高的成本。

因此，希望能够解决上述问题，使激光平面能够设置得尽可能靠近未装饰的墙面，并且该距离应尽可能小。

技术实现要素：

本发明的目的是将从激光水准仪内部发出的激光束移位到激光水准仪的边界外面，使激光更加靠近目标检查表面或工作表面或与其重合。

为此，根据本发明的第一方面，提供了一种用于激光水准仪的激光移位装置，其可包括光学元件和适于附接到激光水准仪的保护装置，当所述激光移位装置被安装至所述激光水准仪时，从激光水准仪的激光发射装置发射出的位于第一激光平面中的激光束被所述光学元件转向至第二激光平面内，第二激光平面从所述第一激光平面偏移。此转向可通过折射和/或反射实现。优选地所述第二激光平面(p2)可平行于第一激光平面。所述光学元件可以是是圆形形状的或梯形形状的。所述光学元件可包括一个、两个、三个、或四个相同的梯形元件。

根据本发明的第二方面，提供了一种具有上述激光移位装置的激光水准仪，所述激光水准仪可包括壳体，容置于壳体中的摆锤体，以及设置于摆锤体上的激光发射装置，所述激光发射装置包括激光产生元件，所述激光产生元件用于发射在第一激光平面中的激光束，其中，从激光产生元件发射出的位于第一激光平面中的激光束被所述光学元件转向至第二激光平面内，第二激光平面被从所述第一激光平面在远离壳体的方向上偏移。所述激光移位装置可借助于其安装装置可拆卸地或永久性地附接到激光水准仪。所述第二激光平面和工作表面可以是同一表面。所述第一激光平面和第二激光平面可以是竖直面或水平面。

根据本发明的第三方面，提供了上述激光水准仪的用途，其可用于墙面抹灰应用中，或用在房间的地板或屋顶上。

通过为激光水准仪提供激光移位装置，从激光水准仪内部发射出的激光束以及其所在的激光平面被朝向目标工作表面、比如墙面移动以进一步靠近该表面，或者甚至与该表面重合。这在墙面抹灰应用中使用时是特别有利的，省去了进行抹灰操作之前在墙面上挖坑以及在抹灰操作结束后填补所挖的坑所需的时间和工作。

附图说明

本发明的前述和其它方面在下面结合附图给出的详细描述中能够得到更完整的理解和认识，图中：

图1是根据本发明的原理构造的激光水准仪的一部分的侧视图；

图2是图1示出的激光水准仪的一部分的放大图，说明了本发明的原理；

图3a至3d示出了根据本发明的原理构造的激光水准仪的激光移位装置的不同示例性结构；和

图4示意出从图1的激光水准仪发射出的激光束被激光水准仪的激光移位装置移位之前和之后的传播范围。

具体实施方式

根据本发明的激光水准仪通过提供激光移位装置而解决了上述技术问题。从原理上来讲，激光移位装置由透光材料、具体为折射材料制成，并且被构造成将从激光水准仪内产生的、位于第一激光平面中的激光束移位或平移到第二激光平面，第二激光平面被相对于第一激光平面朝向目标检查表面/工作表面偏移。

下面参考附图详细描述根据本发明的原理构造的带有激光移位装置的激光水准仪。图中，图1是根据本发明的原理构造的带有激光移位装置50的激光水准仪10的侧视图。

根据本发明，激光水准仪10可以是任何类型的激光水准仪，其典型地用于测量领域、室内装修领域、建筑领域、或任何其它领域中。特别是，激光水准仪是家庭装修的常用工具，例如用于墙面抹灰。在下面的描述中，将以墙面抹灰应用为例来介绍激光水准仪10。

激光水准仪10主要包括壳体20，容置于壳体20内的摆锤体(未示出)，以及设置于摆锤体上的激光发射装置30。摆锤体借助于支撑装置以能够相对于壳体20枢转的方式被支撑于壳体20内，激光发射装置30被固定到摆锤体从而能够随摆锤体一起相对于壳体20枢转。优选地，摆锤体以及设置于其上的激光发射装置30能够绕相互垂直的两个枢转轴线枢转。

激光发射装置30主要包括激光产生元件34。激光产生元件34可以是本领域内已知的任何适当类型的激光产生元件，包括、但不限于点激光源和线激光源等。例如，激光产生元件34可构造成锥镜。

激光发射装置30的激光产生元件34从壳体20内向外突伸，激光发射装置30通常设有用于保护激光产生元件34的保护罩40。保护罩40的至少一些部分由透光材料制成，以允许激光能够穿透保护罩40而在距目标检查表面或工作表面、例如待涂抹的墙面一距离的第一激光平面p1中传播。

根据本发明，激光水准仪10被提供有激光移位装置50。激光移位装置50能够可拆卸地附接到激光水准仪10，从而其能够从激光水准仪10上拆卸下来，根据需要重新附接到同一或另一激光水准仪。优选地，激光移位装置50可被设计为模块式单元而单独提供。可选地，激光移位装置50可被永久性附接到激光水准仪10从而成为激光水准仪10的一部分。

激光移位装置50包括激光移位元件以及用于保持激光移位元件并且适于附接到激光水准仪10的安装装置60。具体地，在本文中，该激光移位元件是光学元件、具体为透光元件52。该安装装置60可具有任何适当的机械结构，以将激光移位装置50固定到激光水准仪10，例如，固定到激光水准仪10的壳体20和保护罩40中任一者或两者。安装装置的详细结构不是本发明的重点，这里不进行详细描述。作为例子，图1中的安装装置60被设计为框架的形式。

根据本发明，激光移位装置50主要包括用于使进入的激光束转向的透光元件52，透光元件52包括激光入射表面52a和激光离开表面52b。作为例子，该透光元件可被配置为玻璃板，可选地玻璃板被涂覆抗反射涂层。很显然，本发明的透光元件52不限制于如上所述的玻璃板并且可以是任何其它适当的透光元件。激光移位装置50可通过安装装置安装到激光水准仪10上的适当位置，使从激光水准仪10的激光产生元件34发射出的激光在激光入射表面52a上的预期位置进入透光元件52。

操作过程中，来自激光产生元件34的位于第一激光平面p1中的激光束在激光入射表面52a处进入激光移位装置50的透光元件52，在透光元件52内被折射并且转向成倾斜方向p，然后在离开透光元件52时再发生折射而转向到第二激光平面p2中。第二激光平面p2被从第一激光平面p1偏置一距离d(图2)。这样，第二激光平面p2和目标检查表面或工作表面之间的距离被减小，理想地此距离能够减小至0mm。

为了更好地理解本发明的原理，如图2中所示，示出了第一激光平面p1和第二激光平面p2之间的距离d，这里也称为偏置距离，激光入射表面52a相对于第一激光平面p1的倾角β，以及在垂直于第一和第二激光平面p1和p2的方向上的透光元件52厚度t。从图2中可以看出，距离d与厚度t，倾角β，和透光元件52的折射率n有关：

这样，通过适当地选择透光元件52的材料、厚度、和倾角，能够获得所需要的距离d，并且根据需要第二激光平面p2能够布置得尽可能靠近墙面。优选地，利用本方法，第二激光平面p2中的激光束可被朝向目标检查表面或工作表面、例如墙面移动，靠近至最小0mm。

典型地，在墙面抹灰应用中，一方面，位于第二激光平面p2中的激光束可被恰当地置于待涂抹墙面外面，因此能够指示出平面度和竖直对准度，可以消除与在墙上挖坑以及在使用后填补坑相关的工作和成本。另一方面，需要涂抹的水泥层厚度被最小化，因此节省了抹灰工作所需的时间和材料成本。

在图1中示出的实施例中，从激光产生元件34发射的激光束位于第一激光平面p1中，而折射后的激光束在第二激光平面p2中，第一和第二激光平面p1和p2都是竖直平面。除上述之外，本发明还适用于所产生的激光束位于水平面中的激光水准仪。例如，产生位于水平面中的激光束的激光水准仪可以用于地板或屋顶应用。

具体地，激光移位装置50包括四个透光元件52，它们围绕着激光线产生元件34分布，如图3a中所示。图3a是包括四个透光元件52的激光移位装置50的装配立体图。

使用如图3a中构造的激光移位装置50，被激光移位装置50折射后的激光束都围绕着激光产生元件34传播，并且因此具有约360°的传播范围。图4示出了激光束的传播范围。

在图4中，最内部的正方形s是包括四个透光元件52的激光移位装置50的最内边界，最内部的正方形s里面的区域是从激光产生元件34发射的、在折射前位于第一激光平面p1中的激光束传播范围，其大致居中于激光移位装置50内。最外面的正方形s1是包括四个透光元件52的激光移位装置50的最外边界，并且在最外面的正方形s1外面的区域a1，a2，a3和a4是激光束被激光移位装置50的四个透光元件52折射后的传播范围，它们总共覆盖了除空白区65之外的约360°的传播范围。空白区65具有宽度t，在激光束跨过相邻的透光元件52之间的边缘传播时产生。空白区足够窄，对于多数应用来说没有影响。

作为图3a的可选实施例，激光水准仪10的激光移位装置50也可以仅具有一个透光元件52，例如，如图3b中所示，用于覆盖大致90°的传播范围，如果对于某些应用来说足够大的话。只包括一个玻璃板件作为透光元件52，激光移位装置50的成本最低。

作为图3a的另一可选实施例，如图3c中所示，激光水准仪10的激光移位装置50可具有彼此相邻的两个透光元件52，以覆盖大致180°的覆盖范围。包括两个玻璃板作为透光元件52，激光移位装置50的成本相对较低、因此激光束的覆盖范围相对较小。以这种方式配置的激光水准仪10可以用在房间的拐角处。

在图3a的又一可选实施例中，激光水准仪10的激光移位装置50可具有如图3d所示布置的三个透光元件52，它们覆盖大致270°的覆盖范围。在这种情况下，利用三个玻璃板作为透光元件52，激光移位装置50的成本相对较高并且激光束的覆盖范围可大致覆盖整个墙面。以这种方式配置的激光水准仪10可放置在墙面的拐角处和中间。

如上所述，根据实际要求并且取决于目标成本和特殊的应用，激光移位装置50可包括不同数量的透光元件52，以便用于不同的激光水准仪和不同的应用。透光元件52不局限于图中示出的梯形形状。可替代地，透光元件52可以是圆形或其它形状的透光材料件。

现在已经关于特殊的实施例进行了描述，类似的技术也可以用于折射不同的激光类型，包括、但不仅限于激光点、激光线，其可以具有受限的扇出角或整个360度，可以具有不同类型的激光图案、比如点线。

此外，本发明的应用不限于墙面抹灰应用。应认识到本发明可以用于要求基准激光束放置得尽可能靠近其目标检查表面/工作表面的任何应用。

前面参考图中示出的优选实施例描述了根据本发明的激光水准仪。然而，本领域内的技术人员应理解本发明不意于被限制于图中示出的和上面描述的具体结构和形式。相反，在不偏离由下述权利要求限定的本发明的范围的情况下可以对这里公开的内容进行多种修改、变异、省略或变化。这些修改、变异、省略或变化应认为落在本发明的保护范围内。