專利名稱：激光測距組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種激光測距組件，尤其是一種可實施精確測量的激光測距組件。
背景技術(shù)：
激光測距儀是一種高精度的測量儀器，其通過對發(fā)射出的激光束以及由目標物體反射回 的激光束進行處理來得到激光測距儀和目標物體之間的距離。在一些測量應(yīng)用中，需要確保 發(fā)射出的激光束水平，從而得到激光測距儀距一個目標物體水平距離。傳統(tǒng)方式是通過安裝 在激光測距儀機身上的水準泡指示用戶水平地設(shè)置機身來實現(xiàn)測量激光束的水平校準，但是 這種傳統(tǒng)的水準泡17存在精度低、易破損等缺點。另外，激光測距儀通常由用戶握持在手上 實施測量，盡管在測量前測距儀被設(shè)置成水平，但由于測量過程中用戶手動按下按鍵而導致 激光測距儀抖動，從而降低了測距儀的精度。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種具有較高水準精度的激光測距組件。
為了實現(xiàn)這個目的，本實用新型的激光測距組件包含一激光測距裝置， 一支撐裝置，所 述的激光測距裝置位于所述的支撐裝置上，還包含一個自動調(diào)節(jié)激光測距裝置水平的平衡機 構(gòu)。
上述的激光測距組件還包含一可供用戶手動操作的控制按鍵區(qū)，控制按鍵區(qū)位于上述支 撐裝置上。
本實用新型中所揭示的這種激光測距組件，通過一個平衡機構(gòu)來自動調(diào)節(jié)激光測距裝置 的水平度，提高了激光測距裝置的測量精度，將因激光測距裝置不水平而產(chǎn)生的誤差減至最 小。另外，由于控制按鍵設(shè)置在支撐裝置上，克服了測量過程中用戶的手動操作而使得激光 測距裝置發(fā)生抖動而不能保持水平的問題，從而進一步提高了激光測距裝置的測量精度。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。


圖1是本實用新型的第一種首選實施方式中帶有自垂平衡機構(gòu)的激光測距組件的示意圖。
圖2是圖1中所示自垂平衡機構(gòu)的第一種實現(xiàn)方式的示意圖。 圖3是圖1中所示自垂平衡機構(gòu)的第二種實現(xiàn)方式的示意圖。
圖4是本實用新型第二種首選實施方式中帶有電子平衡機構(gòu)的激光測距組件的示意圖。
圖5是圖4中所示激光測距組件在另一角度的又一示意圖。
圖6是圖4中激光測距組件的支撐裝置的示意圖。
圖7是圖4中激光測距組件沿A-A方向的剖視圖。
圖8是圖4中激光測距組件的系統(tǒng)框圖。
具體實施方式
現(xiàn)參照圖1，本實用新型的第一種首選實施方式的激光測距組件10包含一個激光測距裝 置20和一個支撐裝置30，激光測距裝置20通過一根旋轉(zhuǎn)軸11安裝于所述的支撐裝置30上。 激光測距裝置20包含一機殼21，在機殼21中裝有一個可發(fā)出測量信號的距離測量單元，還 裝有一個與距離測量單元相連的數(shù)據(jù)處理器，上述位于機殼21內(nèi)部的元器件在現(xiàn)有技術(shù)中多 有描述，因此不再贅述，且在圖1中也未示出。在機殼21的一個端面上開有一供距離測量信 號發(fā)射出去的發(fā)射窗口 22和一個接收反射回來的測量信號的接收窗口 23。 一個用于操作激 光測距裝置20的控制按鍵區(qū)31和一個用于顯示測量數(shù)據(jù)的顯示屏32位于所述的支撐裝置 30上。
圖2示出了可用于該首選實施方式的第一種自垂平衡機構(gòu)，用于確保激光測距裝置20水 平。如圖2中所示， 一個軸承12裝于旋轉(zhuǎn)軸11的中間位置，旋轉(zhuǎn)軸ll的兩端固定安裝于支 撐裝置30上，激光測距裝置20固定安裝于軸承12上從而能夠繞旋轉(zhuǎn)軸11轉(zhuǎn)動。
圖3示出了可用于該首選實施方式的第二種自垂平衡機構(gòu)，用于確保激光測距裝置20水 平。如圖3中所示，激光測距裝置20固定安裝于旋轉(zhuǎn)軸11'上，旋轉(zhuǎn)軸ll'的兩端均通過 軸承裝置13與支撐裝置30相連接，使得激光測距裝置20可以和旋轉(zhuǎn)軸11' 一起通過軸承 13相對于支撐裝置30旋轉(zhuǎn)。
上述兩種自垂平衡機構(gòu)均是基于重力平衡原理來確保激光測距裝置20的水平。當激光測 距組件10放置在一個傾斜表面上時，激光測距裝置20受其自身重力的影響會自動轉(zhuǎn)動并最 終穩(wěn)定，使得激光測距裝置20的機身在其縱長方向垂直于其重力方向，自動處于一個水平方 向上，從而確保了激光測距裝置20發(fā)射出的測量激光束的水平。
圖4、圖5示出了本實用新型中第二種首選實施方式的帶有電子平衡機構(gòu)的激光測距組 件IO，。激光測距組件10'包含一個激光測距裝置20'和一個支撐裝置30'， 一個電子自 動平衡機構(gòu)40安裝于支撐裝置30'上。該電子自動平衡機構(gòu)40包含一個擺動體41， 一個電 機裝置42，以及設(shè)置于電機裝置42和擺動體41之間的傳動裝置43。擺動體41的上端伸出 一短軸411，通過該短軸411激光測距裝置20'與擺動體41相連，這種連接方式可以是可拆
卸的連接(比如螺紋連接)，或是固定連接，或是將激光測距裝置20'和擺動體41做成一體。 如圖7所示，在擺動體41的下端伸出一撥桿412，該撥桿412固定連接在擺動體41上。一 個電子傾斜計(圖中未示出)安裝在擺動體41上用于檢測擺動體41是否處于水平位置，當 電子傾斜計檢測到擺動體41偏離水平位置時，則傳遞一個信號至控制系統(tǒng)(圖中未示出)， 控制系統(tǒng)控制電機裝置42轉(zhuǎn)動，通過傳動裝置43電機裝置42帶動擺動體41的撥桿412移 動，進而帶動擺動體41擺動以調(diào)節(jié)擺動體41直至一個水平位置，在該水平位置上電子傾斜 計所感應(yīng)到的狀態(tài)為水平。激光測距裝置20'與擺動體41以一種確定的位置關(guān)系連接在一 起，使得當擺動體41被調(diào)節(jié)至該水平位置時激光測距裝置20'即處于一個水平位置上。該 平衡機構(gòu)的控制系統(tǒng)與激光測距裝置20'中控制距離測量的處理系統(tǒng)彼此獨立。
現(xiàn)參照圖6和圖7，擺動體41通過一對短軸51固定安裝于框架413上，框架413通過 一對短軸52安裝于支撐裝置30上，構(gòu)成一個雙軸轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，短軸52的軸線方向垂直于短軸 51的軸線方向。傳動裝置43包含一個位于支撐裝置30底板上的固定塊431， 一個固定安裝 于固定塊431上的螺桿432， 一個與螺桿432螺紋連接的滑塊433，以及安裝在螺桿432 —端 的蝸輪434。在滑塊433的一個端面上固定裝有兩個細長的桿435，擺動體41的撥桿412被 夾在兩個細長的桿435之間。電機42的輸出軸421是一個蝸桿結(jié)構(gòu)與蝸輪434相嚙合。
當控制系統(tǒng)控制電機裝置42轉(zhuǎn)動時，輸出軸421帶動蝸輪434轉(zhuǎn)動，相應(yīng)的螺桿432繞 其自身軸線轉(zhuǎn)動，由于滑塊433與螺桿432之間螺紋連接，因此螺桿432轉(zhuǎn)動的同時帶動滑 塊433移動，夾在滑塊433的兩個細長的桿435之間的撥桿412帶動擺動體41繞短軸51的 中心軸線轉(zhuǎn)動以調(diào)節(jié)擺動體41的水平位置。同理，在與螺桿432垂直的方向上還設(shè)置有一套 相同的裝置用于驅(qū)動擺動體41繞短軸52的中心軸線轉(zhuǎn)動，這里就不再贅述。通過電機裝置 42，傳動裝置43自動調(diào)節(jié)擺動體41至一個水平位置，相應(yīng)的激光測距裝置20'就處于一個 水平位置上從而使得發(fā)射出的激光束水平。
電子平衡機構(gòu)的控制系統(tǒng)還可以與激光測距裝置20'的處理器系統(tǒng)做在同一電路板上， 共用同一電源，成為一個系統(tǒng)控制電機裝置轉(zhuǎn)動以及距離測量單元進行距離測量。
現(xiàn)參照圖8，圖8示出了帶有電子平衡機構(gòu)的激光測距組件的系統(tǒng)框圖。激光測距組件 10'主要包含擺動體41、電子傾斜計44、控制系統(tǒng)46、自垂執(zhí)行系統(tǒng)45、測距系統(tǒng)47以及 顯示系統(tǒng)32。其中，自垂執(zhí)行系統(tǒng)45包含電機裝置42和傳動裝置43,電機裝置42可以是 一種步進電機。擺動體41、電子傾斜計44以及自垂執(zhí)行系統(tǒng)45構(gòu)成電子自動平衡機構(gòu)40。 控制系統(tǒng)46與電子傾斜計44、自垂執(zhí)行系統(tǒng)45以及測距系統(tǒng)47之間電連接。電子傾斜計 44感知擺動體41的位置狀態(tài)(也即測距系統(tǒng)的位置狀態(tài))，當擺動體41偏離水平位置時，電子傾斜計44傳遞信號至控制系統(tǒng)46，控制系統(tǒng)46控制自垂執(zhí)行系統(tǒng)45對擺動體41進行 調(diào)節(jié)以使其處于一個水平位置。當電子傾斜計44感知到擺動體41處于水平位置時，控制系 統(tǒng)46則控制測距系統(tǒng)47實施距離測量操作，并控制顯示系統(tǒng)32將測量結(jié)果在顯示屏上顯示 出來。當然，本系統(tǒng)還包含電源裝置(圖中未示出)對電子傾斜計44、控制系統(tǒng)46、自垂執(zhí) 行系統(tǒng)45、測距系統(tǒng)47和顯示系統(tǒng)32進行供電。控制系統(tǒng)46控制自垂執(zhí)行系統(tǒng)45調(diào)節(jié)擺 動體41的過程是一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)，電子傾斜計44感知擺動體41的位置并傳遞信號至控制 系統(tǒng)46，控制系統(tǒng)46控制自垂執(zhí)行系統(tǒng)45調(diào)節(jié)擺動體41的位置，然后電子傾斜計44再感 知擺動體41的位置，控制系統(tǒng)46再控制自垂執(zhí)行系統(tǒng)45調(diào)節(jié)擺動體41的位置，這一過程 是一個不斷循環(huán)反復的過程直至擺動體41處于一個水平位置上，步進電機實現(xiàn)對擺動體41 位置的一點一點的調(diào)節(jié)。這里，控制系統(tǒng)46既可以控制自垂執(zhí)行系統(tǒng)45來調(diào)節(jié)擺動體41的 位置，也可以控制測距系統(tǒng)47實施距離測量操作，當然本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也可以想到， 通過兩個控制系統(tǒng)來分別實現(xiàn)對自垂執(zhí)行系統(tǒng)和測距系統(tǒng)的控制。
在其他實施方式中，電子傾斜計也可以直接裝在激光測距裝置或激光測距系統(tǒng)上來感測 激光測距裝置或激光測距系統(tǒng)的位置狀態(tài)。
在本實用新型中，激光測距組件io可以包含兩個激光頭分別向相反的方向發(fā)射出測量激光束以得到位于相反方向上的兩個物體之間的距離，如圖所示。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以想 到，通過一個激光頭旋轉(zhuǎn)180度分別作兩次測量以得到位于相反方向上的兩個物體之間的距 離，如圖1中所示的激光測距組件10，其在對第一個物體進行完一次測量后，繞旋轉(zhuǎn)軸11 旋轉(zhuǎn)180度后再對位于相反方向上的第二個物體進行測量，將兩次測量的結(jié)果相加從而得到 位于相反方向上的兩個物體之間的距離。
以上所描述的具體實施方式
只是對本實用新型的構(gòu)思和原理進行闡述，并非要對本實用 新型的內(nèi)容進行限制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以意識到，除了上述首選的具體實施方式
之 外，本實用新型還有很多其他替代的或者修改的實施方式，這些替代的或者修改的實施方式 仍然在本實用新型的范圍之內(nèi)。本實用新型的保護范圍由權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求1.一種激光測距組件，包含一激光測距裝置，一支撐裝置，所述的激光測距裝置位于所述的支撐裝置上，其特征是，所述的激光測距組件還包含一個自動調(diào)節(jié)激光測距裝置水平的平衡機構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求1中所述的激光測距組件，其特征是，所述激光測距組件還包含一可供用戶手 動操作的控制按鍵區(qū)，所述控制按鍵區(qū)位于所述支撐裝置上。
3. 如權(quán)利要求1中所述的激光測距組件，其特征是，所述激光測距裝置還包含兩個可以向相 反方向發(fā)射出測量光束的激光發(fā)射器。
4. 如權(quán)利要求1中所述的激光測距組件，其特征是，所述激光測距裝置包含一個可旋轉(zhuǎn)180 度的測量光束發(fā)射器。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的激光測距組件，其特征是，所述的平衡機構(gòu)包含一個旋轉(zhuǎn) 軸和至少一個裝在所述旋轉(zhuǎn)軸上的軸承。
6. 如權(quán)利要求5中所述的激光測距組件，其特征是，所述軸承安裝于所述旋轉(zhuǎn)軸和所述激光 測距裝置之間，所述旋轉(zhuǎn)軸裝在所述支撐裝置上。
7. 如權(quán)利要求5中所述的激光測距組件，其特征是，所述軸承安裝于所述旋轉(zhuǎn)軸和所述支撐 裝置之間，所述激光測距裝置裝在所述旋轉(zhuǎn)軸上。
8. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的激光測距組件，其特征是，所述的平衡機構(gòu)包含一個擺動 體， 一個自垂執(zhí)行系統(tǒng)以及至少一個可感知所述激光測距裝置是否處于水平狀態(tài)的電子傾 斜傳感器。
9. 如權(quán)利要求8中所述的激光測距組件，其特征是，所述自垂執(zhí)行系統(tǒng)包含至少一個驅(qū)動裝 置和至少一個由所述驅(qū)動裝置驅(qū)動的傳動裝置。
10.如權(quán)利要求8中所述的激光測距組件，其特征是，所述激光測距組件還包含一個根據(jù)所述 電子傾斜傳感器感知的狀態(tài)控制所述自垂執(zhí)行系統(tǒng)進行水準調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)，所述控制系 統(tǒng)與所述自垂執(zhí)行系統(tǒng)和所述電子傾斜傳感器相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種激光測距組件，包含一個激光測距裝置，一個支撐裝置，激光測距裝置位于支撐裝置上，還包含一個自動調(diào)節(jié)激光測距裝置水平的平衡機構(gòu)，一個可供用戶手動操作的控制按鍵區(qū)，控制按鍵區(qū)位于支撐裝置上。這種激光測距組件，通過一個平衡機構(gòu)來自動調(diào)節(jié)激光測距裝置的水平度，提高了激光測距裝置的測量精度，另外，由于控制按鍵設(shè)置在支撐裝置上，克服了測量過程中用戶的手動操作而使得激光測距裝置發(fā)生抖動而不能保持水平的問題，從而進一步提高了激光測距裝置的測量精度。
文檔編號G01C9/00GK201181332SQ200820034119
公開日2009年1月14日 申請日期2008年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月7日
發(fā)明者李偉冬, 明 陳 申請人:南京德朔實業(yè)有限公司