一种低成本激光水平仪的制作方法

一种低成本激光水平仪属于水平度测量仪器领域。

背景技术：

激光水平仪广泛用于建筑、房屋装修等多个领域，市面上已有激光水平仪，其能够产生水平和竖直的激光面或线，但是其结构复杂，不能产生一定斜度的激光光线，且其水平光线和竖直光线是由不同的激光发射装置产生。为此本人设计了用一个激光发射器通过与带有水平仪的激光扩束镜配合，可以产生竖直光线、水平光线和任意角度的光线。并且配合水平底座能够实现三维空间的光线扫描。具体方案如下。

技术实现要素：

一种低成本激光水平仪，包括激光扩束镜（1）、激光发射装置（5）、水平基座（2）和圆环形水平仪（13）；所述圆环形水平仪（13）包括圆环形透明密闭空腔，所述圆环形透明密闭空腔内设有液体和一个小气泡（14）；圆环形水平仪（13）沿所述圆环形透明密闭空腔圆周设有等分圆环圆周的刻度线；

其特征在于：

所述激光扩束镜（1）为一个凸台，沿所述凸台轴线设有一个圆柱形通孔，过凸台轴线且垂直于该轴线固定设有一个高透光率的圆柱体（12），在凸台上与凸台共轴固连设有圆环形水平仪（13），所述圆环形水平仪（13）的环面与所述圆柱体（12）的轴线平行设置；所述高透光率的圆柱体（12）的轴线与所述环形水平仪(13)两条刻度线的连线平行；所述激光发射装置（5）上设有空心圆柱体（9），所述空心圆柱体（9）的中心轴线上设有激光发射器；所述激光扩束镜阻尼套接在激光发射装置的空心圆柱体上，且所述凸台轴线与所述空心圆柱体的轴线重合；激光发射器发射出的光束沿空心圆柱体的中心轴线；激光扩束镜（1）能够绕激光发射装置上的空心圆柱体（9）的轴线阻尼转动任意角度；

所述水平基座（2）上固连设有水平轴（4）和竖直轴（8）；所述竖直轴（8）的轴线与所述水平轴（4）轴线垂直；所述激光发射装置（5）阻尼铰接设置在水平轴（4）上；所述水平轴（4）的轴线始终垂直于所述空心圆柱体的轴线；所述竖直轴（8）阻尼铰接设置在水平底盘（10）上，且竖直轴（8）垂直于水平底盘（10）。

所述激光发射器用电池驱动，即所用电源为电池，激光发射器上设有激光发射芯片和控制电路。

所述激光发射器用交流电驱动，即所用电源为电池，激光发射器上设有激光发射芯片和控制电路。

所述水平基座上设有水平仪。

所述水平基座上设有第二环形水平仪。

所述激光发射装置上还设有第三环形水平仪（7）。

所述水平底盘（10）为圆柱体。

所述水平底盘（10）上设有固定孔，所述固定孔可以固定在照相机三角架上。

所述圆环形水平仪内还设有一个小球。所述小球在重力作用下能滚动到所述圆环形透明密闭空腔最低端。小球的设置有如下优点：其一，响应速度快，当绕空心圆柱体9轴线转动激光扩束镜，小球能够很快到最低点且停止，而气泡则缓慢到最高点停止；其次，小球与气泡的共同设置有助于手工精确绘制等分圆周的刻度线。

附图说明

图1：激光扩束镜。

图2：环形水平仪的刻度和高透光率圆柱体之间的一种关系。

图3：一种低成本激光水平仪整体视图。

附图部件名称：1—激光扩束镜、2—水平基座、3—半球形水平仪、4—水平轴、5—激光发射装置、6—手柄、7—第二环形水平仪、8—竖直轴、9—空心圆柱体、10—水平底盘、11—小球、12—高透光率的圆柱体、13—环形水平仪、14—小气包。

具体实施方式

我们在日常生活、生产中往往要给竖直墙面绘制水平和竖直线，使用该装置操作如下（若环形水平仪的刻度和高透光率圆柱体之间是图2关系，以下均以图2为例说明）。

水平光线的产生：转动激光扩束镜1，使高透光率圆柱体12转至竖直位置，即转动到所述高透光率圆柱体轴线与小气泡和小球连线平行时，在图2中气泡位置在0度时，打开激光控制电源，激光发射器发射出的光束在高透光率圆柱体12的折射下，则将产生水平的光线投射到墙体上。如果要调整水平光线的高度，只需要将激光发射装置5绕水平轴4转动即可。如果取下激光扩束镜1，则此刻激光发射装置5发射的光线在墙面上为一个圆点，配合激光发射装置5上的水平仪可以测得光点与水平面的夹角。操作过程中即使水平底盘10没有水平，仍然可以产生水平光线。

竖直光线的产生：转动激光扩束镜1，使高透光率圆柱体12转至水平位置，即高透光率圆柱体的轴线与气泡和小球连线垂直时，即旋转至气泡位于90度处时，打开激光控制电源，则将产生的光线投射到墙体上，就产生竖直光线。如果要调整竖直光线的位置，只需要将激光发射装置5绕竖直轴8转动即可。

操作过程中如果水平底盘为水平状态，那么激光发射装置5绕竖直轴8转动过程中，光线所到墙体位置均为竖直。

产生与竖直方向或水平方向一定角度的线：比如要产生与水平方向为30度角的线，转动激光扩束镜1，环形水平仪上气泡在30度，就代表光线投射到竖直墙体上与水平方向是30度。

技术特征：

技术总结
一种低成本激光水平仪，包括激光扩束镜、激光发射装置、水平基座和圆环形水平仪；圆环形水平仪包括内设有气泡的圆环形透明密闭空腔，且沿其圆周设有等分圆环圆周的刻度线；其特征在于：激光扩束镜为一个凸台，沿凸台轴线设有一个圆柱形通孔，过凸台轴线且垂直于该轴线固定设有一个高透光率圆柱体，在凸台上共轴固连设有圆环形水平仪，圆环形水平仪的环面与高透光率圆柱体的轴线平行；激光发射装置上设有空心圆柱体，其中心轴线上设有激光发射器；激光扩束镜共轴阻尼套在激光发射装置的空心圆柱体上；水平基座上固连设有轴线相互垂直的水平轴和竖直轴；激光发射装置阻尼铰接设置在水平轴上；竖直轴阻尼铰接设置在水平底盘上，且垂直于水平底盘。

技术研发人员：沈向安;王艳娟
受保护的技术使用者：沈向安
技术研发日：2018.10.14
技术公布日：2019.05.21