激光产生装置的制作方法

本申请要求2017年9月6日提交的题为Laser Level Pendulum Arrest的美国临时申请No.62/554,740的权益。美国临时申请62/554,740的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本实用新型涉及激光水平仪，特别是具有用于阻止摆的运动的系统的激光水平仪。

背景技术：

存在各种现有的激光水平仪。希望提供一种激光水平仪，其具有用于阻止摆的运动的系统。

技术实现要素：

根据一个方面，存在包括激光产生装置的示例性实施例。所述激光产生装置包括外壳和至少部分地容纳在所述外壳中的激光模块组件。所述激光模块组件包括配置为在重力的影响下旋转的摆组件和所述摆组件上的激光模块。所述激光模块包括激光发生器，所述激光发生器产生激光束。所述激光产生装置还包括可从解锁位置移动到锁定位置的摆锁，其中当所述摆锁处于所述锁定位置时，其防止所述摆组件旋转。所述激光产生装置还可以包括配置为检测自由下落状况的传感器，当所述传感器检测到所述自由下落状况时，所述摆锁从所述解锁位置移动到所述锁定位置。

所述激光产生装置还可以包括锁致动器，所述锁致动器可从阻挡位置移动到释放位置。

在所述阻挡位置，所述锁致动器可以阻挡所述摆锁移动到所述锁定位置。

在所述释放位置，所述锁致动器可以允许所述摆移动到所述锁定位置。

响应于所述传感器检测到自由下落状况，所述锁致动器可以从所述阻挡位置移动到所述释放位置。

所述传感器可以是加速度计。

所述摆锁可以包括偏置构件，其朝向所述锁定位置偏置所述摆锁。

所述激光水平仪还可以包括用户致动的开关，其将所述摆锁移动到所述解锁位置。

所述偏置构件可以包括弹簧。

所述激光模块组件可以产生至少一条线，其配置为对着所述外壳外部的表面投射。

所述激光模块组件可以产生第一线和第二线，所述第一线对着所述外壳外部的表面投射，所述第二线对着所述表面投射。

所述第一线基本上垂直于所述第二线。

所述激光产生装置可以将多条线投射到远离所述激光产生装置的表面上。

所述激光产生装置可以将一个或多个点投射到远离所述激光产生装置的表面上。

所述激光产生装置可以将旋转激光投射到远离所述激光产生装置的表面上。

所述激光产生装置外壳可以由塑料制成。

所述激光产生装置外壳可以由附接在一起的多个塑料外壳部件制成。

根据另一方面，存在激光产生装置的示例性实施例，其包括外壳和至少部分地容纳在所述外壳中的激光模块组件。所述激光模块包括配置为在重力的影响下旋转的摆组件和所述摆组件上的激光模块。所述激光模块包括激光发生器，所述激光发生器产生激光束，所述激光束投射到所述外壳外部的表面上以形成线。所述激光产生装置还可以包括可从解锁位置移动到锁定位置的摆锁，使得当所述摆锁处于所述锁定位置时，其防止所述摆组件旋转。所述激光产生装置还可以包括传感器，其设置在所述外壳中且配置为检测自由下落状况，且当所述传感器检测到所述自由下落状况时，所述摆锁从所述解锁位置移动到所述锁定位置。

所述激光产生装置还包括控制器，其容纳在所述外壳中且可操作地连接到所述传感器。

所述激光产生装置还包括锁致动器，所述锁致动器可从阻挡位置移动到释放位置。

在所述阻挡位置，所述锁致动器可以阻挡所述摆锁从所述解锁位置移动到所述锁定位置。

在所述释放位置，所述锁致动器可以允许所述摆移动到所述锁定位置。

所述锁致动器可以包括用于移动所述锁致动器的螺线管。

所述控制器可以控制所述螺线管的操作。

所述激光产生装置还可以包括无线发送器。

当所述传感器检测到自由下落状况时，所述无线发送器可以将信号发送到远程电子装置。

所述远程电子装置可以响应于检测到所述自由下落状况向用户提供显示。

所述远程电子装置可以是计算装置。

所述激光产生装置还可以包括配置为接收无线信号的无线接收器。

所述控制器可以配置为响应于通过所述无线接收器从远程电子装置接收锁致动命令而将所述锁致动器移动到所述释放位置。

附图说明

图1示出了根据示例性实施例的激光水平仪的透视图；

图2是根据示例性实施例的激光水平仪的激光模块组件的透视图；

图3是根据示例性实施例的激光水平仪的激光模块组件的另一透视图；

图4是根据示例性实施例的激光水平仪的激光模块组件的另一透视图；

图5是根据示例性实施例的激光水平仪的激光模块组件的另一透视图；

图6是根据示例性实施例的激光水平仪的示意电路图；

图7是示例性实施例的激光水平仪的传感器的传感器读数的曲线图；以及

图8是示例性实施例的激光水平仪的激光模块的侧视图。

具体实施方式

根据本申请的示例性实施例在图1-8中示出。图1示出了交叉线激光水平仪12形式的激光产生装置。交叉线激光水平仪12包括外壳20。平面束 50和52透射到外壳20之外以形成线54和56。至少当外壳20放置在平坦的水平表面上时，平面束50和线54是水平的，平面束52和线56是垂直的。

激光模块组件100容纳在外壳20的内部，且在图2和图3中示出。激光模块组件100包括摆110。摆110设计成在重力作用下摆动以提供一定程度的自调平。摆110的顶部附接到外壳20的内部，以允许这样的旋转。这可以通过简单的铰链、多轴铰链、线或以其他方式完成，如本领域中已知的。美国专利No.6,763,595；美国专利No.6,763,596和美国专利No.5,539,990 中示出了各种自调平机构，且本公开可以应用于这些配置。美国专利No. 6,763,595；美国专利No.6,763,596和美国专利No.5,539,990各自通过引用以其整体并入本文。

一对激光模块120和130保持在摆110上。激光模块120和130是相同的，除了它们以不同的取向投射激光束。特别地，激光模块120投射光束50 和线54，并且激光模块130投射光束52和线56。由于激光模块120、130 设置在自动调平的摆100上，所以即使当外壳20没有设置在完全平坦的水平表面上时，激光模块120、130也水平地投射光束50、52。也就是说，如果外壳20以小角度保持，则摆110旋转，使得激光模块120、130保持适当的取向以便水平和垂直地进行投射。

图8示出了激光模块120和130。如上所述，除了取向之外，激光模块 120、130是类似的。如图8所示，激光模块120、130各自具有产生激光束的激光二极管121。它们还具有准直透镜122和棱镜123，其将激光束转换成线。激光模块130被示出为具有保持圆柱体124。保持圆柱体124将激光二极管121、准直透镜122和棱镜123保持在适当的位置并正确对准。从图 8的激光模块120的图示中省略了保持圆柱体124。另外，保持圆柱体124 的保持棱镜123的一端在图2-5中示出。在其他实施例中，激光模块可具有更多差异。

图2和图3示出了激光水平仪12的内部结构。如图2和图3所示，激光水平仪12包括摆锁200。摆锁200具有一对臂201和202。它还具有偏置弹簧203，其使臂201和202在朝向彼此旋转的方向上偏置。设定突起204 连接到臂201。

摆锁200在图2中示出处于打开(或解锁)位置，并且在图3中示出为闭合(或锁定)位置。在图2的打开位置，摆110能够摆动到自调平位置。这允许激光水平仪12即使在外壳20倾斜时也水平和垂直地投射线54、56。在图3所示的闭合位置，摆锁200的臂201、202向下夹紧在摆110的下部 101上。因此，在图3的闭合位置，摆锁200限制摆110的运动。

用户可能希望在摆锁200处于闭合位置的情况下操作激光水平仪12，以便为投影激光线54、56提供固定的取向。也就是说，用户可能仅希望激光线54、56相对于外壳20处于固定取向，而不是自由旋转到自调平位置。另外，使摆锁200处于闭合位置可以为激光模块组件100提供保护。

臂201通过连结部210与臂202可操作地连结，使得臂201和202一起移动。连结部210包括与臂201一体形成的开口211和与臂202一体形成的销212。臂201包括枢轴221，臂201围绕枢轴221枢转。类似地，臂202包括枢轴222，臂202围绕枢轴222枢转。弹簧203形式的偏置构件设置在枢轴222处。

连结部210作用为使得两个臂在打开位置和闭合位置之间同时移动。特别地，开口211用作凸轮，使得当销212移动时，其沿开口211移动并使臂 201旋转。相反，当臂201移动并且开口211随之移动时，开口211沿着开口211推动销212，使得连接到销212的臂202旋转。

如图2和图3所示，锁致动器300位于激光水平仪12的外壳20内并致动摆锁200。锁致动器300包括阻挡突起301、螺线管302和偏置弹簧303。锁致动器300在图2中处于阻挡位置。在阻挡位置，阻挡突起301防止摆锁 200的臂202移动到图3的闭合位置。因此，锁致动器300将摆锁200保持在图2所示的打开位置，并且摆110能够移动到自调平位置。

锁致动器300的螺线管302可操作为将阻挡突起301移动到图3中所示的释放位置。在释放位置，阻挡突起301移出摆锁的臂202的路径。这允许锁臂201和202夹紧摆110的下部101。臂201和202通过偏置弹簧203移动到图3的闭合位置，偏置弹簧203将臂201和202朝向摆110的下部101 和彼此偏置。当摆锁200在图3中处于闭合位置时，臂201和202防止摆 110移动，使得其不旋转或自调平。如上所述，摆110的该锁定位置对于用户可能是期望的，并且可以为激光模块组件100的各个部件提供保护。

图4和图5示出了用于打开摆锁200的滑动致动器305。图4示出了处于闭合位置的摆锁200，在闭合位置中，其夹紧摆110的下部101以将摆100 保持就位。图5示出了处于打开位置的摆锁200，在打开位置中，摆100可以旋转。如图4和图5所示，滑动致动器305可以通过滑动移动，使得其抵靠并推动设定突起204。当滑动致动器305推靠设定突起时，它移动设定突起204。当设定突起204围绕枢轴221旋转时，臂201和202也旋转回到图 5中所示的打开位置。

如图5所示，阻挡突起301包括具有倾斜表面304的端部。如将理解的，当臂202从图4的闭合位置旋转到图5的打开位置时，臂202接触倾斜表面 304。当臂202抵靠倾斜表面304移动时，其向上推动阻挡突起301，使得臂 202可以移动经过阻挡突起301。在臂202移动经过阻挡突起301之后，它在偏置构件(弹簧303)的力的作用下卡回到阻挡位置。

滑动致动器305可以突出到外壳20之外，使得它可以由用户移动。在其他实施例中，滑动致动器305可以连结到用户可以致动以移动滑动致动器 305的按钮、开关或其他致动器。

锁致动器300可以在多个场景中使用。如下所述，它可以由用户使用远程计算装置400、用户界面58上的按钮或响应于自由下落状况自动地进行。

激光水平仪12的示意图如图6所示。如图6所示，存在电池350、传感器360、无线接收器/发送器370和微处理器380。电池350为各种部件和螺线管302供电。传感器360配置为检测激光水平仪12何时处于自由下落状况。传感器360可以例如附接到外壳20。在其他的实施例中，传感器360可以附接到摆110或激光水平仪12的其他部分。传感器360可以是加速度计。

图7示出了测量的加速度与时间的曲线图，其可以由传感器360测量。曲线图中的加速度是在g力标度上测量的，其中1.0是地球上的典型重力。标度上的时间(t)以秒为单位测量。

在图7中，A的周期示出了传感器360测量大约1.0的g力。在该时间周期A中，激光水平仪12静止不动。在时间周期B中，测量的g力快速下降到零或接近零。这表明激光水平仪12正在下降。在时间周期C中，测量的g力波动很大。该时间周期C表明激光水平仪12已经撞击地面或其他物体并且正在弹跳。最后，在时间周期D中，激光水平仪12回到停止并且传感器360再次测量到大约1.0g。

各种加速度计或其他传感器以不同的方式确定自由下落状况。例如，当测量的g力达到零或接近零时，加速度计可以确定存在自由下落状况。在某些情况下，加速度计可能要求测量的加速度在一定时间内低于一定量。例如，加速度计在其测量小于0.1的g力超过0.1秒时确定存在自由下落状况。所需的g力或时间的细节可以变化。可以设想，传感器360可以以各种方式中的任何一种来检测自由下落，包括美国专利No.8,933,801；美国专利No. 7,328,615或美国专利No.8,344,901。美国专利No.8,933,801；美国专利No. 7,328,615和美国专利No.8,344,901通过引用并入本文。

一旦传感器360检测到自由下落，微处理器380使锁致动器300缩回。具体地，螺线管302使阻挡突起301缩回，使得其远离图2中所示的阻挡位置移动。这允许臂201和202夹紧在摆110的底部101上，如图3所示并且如上所述。因此，当激光水平仪12下降时，激光模块组件100保持稳定，这有助于防止损坏。

在其他实施例中，当检测到其他事件时，锁致动器300可缩回阻挡突起 301以启动摆锁200。例如，替代地或另外地，当传感器检测到激光水平仪 12已经撞击物体时，摆锁200可以自动接合。这可以基于传感器在g力下降之后检测g力的尖峰。例如，在达到接近零(0.2或更小)之后，g力的尖峰高于1.0。

摆锁200还可以由用户通过无线发送器/接收器370向激光水平仪12发送信号来启动。

如图6所示，激光水平仪12还包括无线发送器/接收器370。在图6所示的示例性实施例中，无线发送器/接收器370被示意性地示出为一个部件。在各种实施例中，它可以是一个或两个部件。另外，一些实施例可以仅具有接收器或仅具有发送器，并且仅具有与其相关联的功能。

无线发送器/接收器370配置为发送和接收无线信号。可以经由蓝牙协议、WiFi、Zigbee、红外或其他无线传输方法接收无线信号。如图所示，无线发送器/接收器370连接到微处理器380。

用户可以使用与激光水平仪12分开的计算装置400来向无线发送器/接收器370发送无线信号。无线信号可以是启动摆锁200的命令。如上所述，这通过阻挡突起301的缩回来完成，使得其远离图2中所示的阻挡位置移动，从而允许臂201和202夹紧在摆110的底部101上，如图3所示。以这种方式，用户可以远程启动摆锁200。

计算装置400可以是个人计算机(PC)、平板电脑、笔记本电脑、智能电话或其他计算装置400。计算装置可以具有输入，使得用户可以将数据和命令输入到计算装置和显示器上，例如用于向用户显示信息的屏幕401。屏幕401可以是用作输入的触摸屏。

来自传感器360的信息也可以被发送到远程计算装置400并显示在屏幕 401上。例如，计算装置400可以显示激光水平仪12处于自由下落状态、激光水平仪12已经击中物体、或者激光水平仪12处于静止状态。还可以发送去往和来自激光水平仪12的其他信息，包括去往激光水平仪12的命令和关于激光水平仪12的状态的信息，例如它是打开还是闭合。

如图1和图6所示，激光水平仪12还包括用户界面58。用户界面58包括允许用户致动摆锁200的按钮。用户简单地按下用户界面58上的适当按钮，并且根据上述方法启动摆锁200。

如图6所示，激光模块的激光二极管121可以由电池350供电。开关 385可以打开和关闭，以在电池350、螺线管302和其他部件之间提供适当的连接。电池可以是例如碱性电池或电动工具电池组。

虽然已经通过示例性实施例描述了本实用新型，但是应该理解，这里使用的词语是描述性词语，而不是限制性词语。在不脱离本实用新型在其更广泛方面的范围和精神的情况下，可以在所附权利要求的范围内进行改变。