一种激光水平测试仪的制作方法

本发明涉及测量技术领域，具体涉及一种激光水平测试仪。

背景技术：

激光水平仪是利用激光线直线型良好的优点，通过激光发射器发出的激光线来测量及校验水平线/面，垂直线/面。由于使用简单方便，且随着激光发射器成本的下降，其价格也持续降低，因此激光水平仪愈来愈为使用者所接受，并在大型建筑工程及大型机器设备的建造或安装工程中被广为运用。

在中国专利说明书CN102313542B的申请公开的“一种改进的激光水平测试仪”，其主要利用水平装置能产生电容差，当电容差相等时为水平位置，当电容差不相等时主板会输出电压，通过步进电机旋转驱动水平装置水平位置或驱动垂直装置找垂直位置，然后发光装置通电，直流电机驱动旋转头装置旋转，对需要测试的空间进行水平和垂直测试，虽然该激光水平测试仪通过步进电机驱动水平装置或驱动垂直装置找垂直位置提高了测试精度，并且通过直流电机驱动旋转头装置旋转，提高了测试速度，但是使用过程中，测试仪也有两大不足之处：第一、在组装机芯时因为需要安装水泡装置以及垂直装置，安装水泡装置以及垂直装置需要不同的生产线，因此增加了组装流程，并且分开组装时会出现安装位置误差，降低垂直精度；第二、使用直流电机驱动旋转头装置旋转，即直流电机通过皮带驱动旋转头装置旋转，使用皮带驱动动旋转头装置旋转增加了驱动力的损耗，降低了旋转头装置的转速，减少了测量精度。

综上所述，如何提供一种组装简单、垂直精度更高、测量精度更高的激光水平测距仪是目前本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种激光水平测试仪，它组装简单、垂直精度更高，并且测量精度更准确。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

一种激光水平测试仪，包括机壳，机壳设置有机芯组件，机芯组件包括控制装置、电机支撑装置、水平装置、水平驱动装置、发光装置以及旋转头装置；

电机支撑装置与机壳连接，水平装置与电机支撑装置连接，水平驱动装置设置于电机支撑装置一侧以驱动电机支撑装置找水平，该水平驱动装置与机壳连接，所述发光装置垂直设置于电机支撑装置内，旋转头装置包裹发光装置以发光装置为轴心旋转；

控制装置分别与水平装置、水平驱动装置、发光装置、旋转头装置电连接，用于控制水平装置与水平驱动装置的配合实现机芯的水平垂直调整，控制发光装置与旋转头装置的配合实现光电的加速、减速、转动、抖动、点移动等；

电机支撑装置包括万向架、水平支架，万向架与机壳连接，该万向架设置有调整杆，水平支架与万向架活动连接，该水平支架设置有前支撑架、调整部、左支撑架、右支撑架，前支撑架、左支撑架、右支撑架分别与水平支架垂直设置；万向架用于控制水平支架在不同轴向的上下水平运动，水平支架用于支撑各装置，并且保证各装置在水平支架内的垂直精度。

水平装置包括X轴水泡装置、Y轴水泡装置、Z轴水泡装置，X轴水泡装置与前支撑架连接，Y轴水泡装置与右支撑架连接，Z轴水泡装置与左支撑架连接；各水泡装置均设置有水泡和气泡，控制装置根据水泡中乙醚和气泡产生的电容来控制水平驱动装置运动。

水平驱动装置与机壳连接，该水平驱动装置包括有若干驱动部、若干步进马达，步进马达与驱动部驱动连接，驱动部垂直设置，各驱动部分别与调整杆、调整部连接以调整调整杆和/或调整部的上下位移；通过步进马达来调整调整杆、调整部的轴向上下位移，提高调整精度。

发光装置垂直安装于水平支架内，该发光装置设置有激光二极管；发光装置通过机加工垂直安装于水平支架内，用于保证发光装置与水平装置调整出的水平度一致，保证垂直精度，从而实现测量精度的提高。

旋转头装置包括旋转头支撑架、驱动旋转装置，旋转头支撑架与发光装置旋转连接，该旋转头支撑架设置有编码盘、磁铁环，驱动旋转装置设置有驱动主板，驱动主板设置于水平支架上端面，该驱动主板设置有霍尔感应器、线圈，霍尔感应器与编码盘对应设置，线圈与磁铁环对应设置，控制装置控制线圈通电，使线圈产生电磁场以驱动磁铁旋转；通过线圈产生的电势驱动旋转架的磁铁环旋转，带动旋转架通过轴承直接在发光装置上旋转，减少动力的流失，提高旋转速度。

作为优选方案，万向架包括万向支架、十字轴框，万向支架上端面与机壳连接，十字轴框的前后两端部与万向支架活动连接，该十字轴框的左右两端部分别与左支撑架、右支撑架活动连接，调整杆设置于十字轴框左端面；为实现调整调整杆就可以控制水平支架的纵向上下位移。

作为优选方案，控制装置包括主板、控制面板，主板设置于水平支架下端面，该主板分别与水泡装置、步进马达、激光二极管、驱动主板电连接，控制面板设置于机壳外侧端面，该控制面板与主板电连接；为实现主板控制各装置的配合，且控制面板能够通过主板控制各个装置。

作为优选方案，X轴水泡装置以及Y轴水泡装置分别与前支撑架以及右支撑架水平连接，Z轴水泡装置与左支撑架垂直连接，X轴水泡装置以及Y轴水泡装置通过机加工与前支撑架以及右支撑架水平连接保证了机芯的水平精度，Z轴水泡装置通过机加工与左支撑架垂直连接保证了机芯的垂直精度。

作为优选方案，水平驱动装置还包括驱动支架，驱动支架上端面与机壳连接，该驱动支架设置有两个固定驱动部的螺杆固定架，驱动部设置为两个，该驱动部包括导螺杆、驱动臂，导螺杆垂直设置于螺杆固定架内与螺杆固定架轴接，该导螺杆下端面延伸出螺杆固定架连接有齿套，步进马达设置为两个，该步进马达安装于驱动支架内，步进马达的输出轴设置有轮套，轮套与齿套螺杆螺纹连接以控制导螺杆在螺杆固定架内旋转，驱动臂设置于螺杆固定架内与导螺杆螺接以通过导螺杆调整驱动臂的上下位移，该驱动臂设置有限位钉，驱动支架设置有与限位钉适配的限位槽，用于保证驱动臂的上下平移度。

作为优选方案，发光装置还包括垂直光管、透镜，垂直光管垂直安装于水平支架内，激光二极管安装于垂直光管内，透镜设置于激光二极管上方，该透镜安装于垂直光管内，垂直光管外侧壁安装有轴承组件，该垂直光管通过轴承组件与旋转头支撑架旋转连接。

作为优选方案，轴承组件设置为两个相互平行设置的轴承；轴承组件用于保证旋转头支撑架与垂直光管的同轴旋转度。

作为优选方案，旋转头支撑架还包括五棱镜、卡盘、扣盘，旋转头支撑架通过扣盘与水平支架套接，扣盘与水平支架连接，五棱镜安装于旋转头支撑架上端面，编码盘、卡盘从上至下依序安装于旋转头支撑架下端面，磁铁环安装于卡盘内，编码盘设置有间隔整列的格子，通过将磁铁环与编码盘、旋转头支撑架连接，使得线圈产生的电势驱动旋转架的磁铁环旋转时，能够带动编码盘与旋转头支撑架旋转，因为编码盘设置有设置有黑白相间的格子，磁铁环旋转旋转时，编码盘黑白相间的格子就会通过霍尔感应器，主板通过编码盘传达给霍尔感应器的脉冲信号，以控制与编码盘连接的旋转头支撑架的旋转角度，达到开启设置后控制旋转头支撑架旋转至初始位置以及调整各种旋转角度的功能。

作为优选方案，旋转头支撑架设置有镜头盖，镜头盖罩设于五菱镜，该镜头盖与旋转头支撑架固定连接。

作为优选方案，镜头盖设置有与五菱镜对应的两个光孔，光孔分别设置于镜头盖的上端面以及侧端面；用于保证上光和前光能够从光孔中射出。

本发明的有益效果是：

第一、通过设置Z轴水泡垂直与左支撑板连接，代替垂直装置的安装，减少了安装工序，实现了三个水泡能够一次性与支撑架安装，保证了水平装置与支撑架的装配精度，提升了机芯的安装精度，以及测试仪器的测量精度；

第二、通过设置旋转装置代替直流电机通过皮带驱动旋转头装置旋转，即通过设置驱动旋转装置驱动旋转架代替直流电机通过皮带驱动旋转头装置旋转，在旋转头支撑架设置有磁铁环,驱动主板上端面对应磁铁环位置处设置有与磁铁环适配的线圈，通过线圈产生的电势驱动旋转架的磁铁环旋转，带动旋转架通过轴承直接在发光装置上旋转，减少动力的流失，提高旋转速度。

附图说明

下面利用附图来对本发明作进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明的结构图。

图2为本发明的机芯结构俯视图。

图3为本发明的电机支撑装的置爆炸图。

图4为本发明的水平驱动装的结构图。

图5为本发明的水平支架组装结构图。

图6为本发明的水平支架组装俯视图。

图7为本发明的旋转头支撑架的爆炸图。

图8为本发明的发光装置的剖视图。

图中：机壳1、主板21、控制面板22、万向架31、调整杆311、万向支架312、十字轴框313、水平支架32、前支撑架321、调整部322、左支撑架323、右支撑架324、X轴水泡装置41、Y轴水泡装置42、Z轴水泡装置43、水平驱动装置5、驱动支架51、螺杆固定架52、螺杆531、驱动臂532、齿套533、步进马达54、轮套541、限位钉55、限位槽56、发光装置6、激光二极管61、垂直光管62、透镜63、轴承64、旋转头支撑架71、编码盘72、磁铁环73、五棱镜74、卡盘75、扣盘76、镜头盖77、光孔78、驱动主板81、霍尔感应器82、线圈83。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

参照图1、图2、图3、图8所示：

实施例一，一种激光水平测试仪，包括机壳1，机壳1设置有机芯组件，机芯组件包括控制装置、电机支撑装置、水平装置、水平驱动装置5、发光装置6以及旋转头装置。

本实例中，控制装置分别与水平装置、水平驱动装置5、发光装置6、旋转头装置电连接，用于控制水平装置与水平驱动装置5的配合实现机芯的水平垂直调整，控制发光装置6与旋转头装置的配合实现光电的加速、减速、转动、抖动、点移动等。

其中，控制装置包括主板21、控制面板22，主板21设置于水平支架32下端面，该主板21分别与水泡装置、步进马达54、激光二极管61、驱动主板81电连接，控制面板22设置于机壳1外侧端面，该控制面板22与主板21电连接；为实现主板21控制各装置的配合，且控制面板22能够通过主板21控制各个装置。

本实例中，电机支撑装置与机壳1连接，水平装置与电机支撑装置连接，水平驱动装置5设置于电机支撑装置一侧以驱动电机支撑装置找水平，该水平驱动装置5与机壳1连接，发光装置6垂直设置于电机支撑装置内，旋转头装置包裹发光装置6以发光装置6为轴心旋转。

其中，电机支撑装置包括万向架31、水平支架32，万向架31与机壳1连接，该万向架31设置有调整杆311，水平支架32与万向架31活动连接，该水平支架32设置有前支撑架321、调整部322、左支撑架323、右支撑架324，前支撑架321、左支撑架323、右支撑架324分别与水平支架32垂直设置；万向架31用于控制水平支架32在不同轴向的上下水平运动，水平支架32用于支撑各装置，并且保证各装置在水平支架32内的垂直精度。

其中，万向架31包括万向支架312、十字轴框313，万向支架312上端面与机壳1连接，十字轴框313的前后两端部与万向支架312活动连接，该十字轴框313的左右两端部分别与左支撑架323、右支撑架324活动连接，调整杆311设置于十字轴框313左端面；为实现调整调整杆311就可以控制水平支架32的纵向上下位移。

本实例中，发光装置6垂直安装于水平支架32内，该发光装置6设置有激光二极管61；发光装置6还包括垂直光管62、透镜63，垂直光管62垂直安装于水平支架32内，激光二极管61安装于垂直光管62内，透镜63设置于激光二极管61上方，该透镜63安装于垂直光管62内，垂直光管62外侧壁安装有轴承64组件，该垂直光管62通过轴承64组件与旋转头支撑架71旋转连接。

其中，为保证旋转头支撑架71与垂直光管62的同轴旋转度，轴承64组件设置为两个相互平行设置的轴承64。

其中，发光装置6通过机加工垂直安装于水平支架32内，用于保证发光装置6与水平装置调整出的水平度一致，保证垂直精度，从而实现测量精度的提高。

本实例中，水平驱动装置5与机壳1连接，该水平驱动装置5包括有若干驱动部、若干步进马达54，步进马达54与驱动部驱动连接，驱动部垂直设置，各驱动部分别与调整杆311、调整部322连接以调整调整杆311和/或调整部322的上下位移；通过步进马达54来调整调整杆311、调整部322的轴向上下位移，提高调整精度。

本实例中，水平装置包括X轴水泡装置41、Y轴水泡装置42、Z轴水泡装置43，X轴水泡装置41与前支撑架321连接，Y轴水泡装置42与右支撑架324连接，Z轴水泡装置43与左支撑架323连接；各水泡装置均设置有水泡和气泡，控制装置根据水泡中乙醚和气泡产生的电容来控制水平驱动装置5运动。

其中，为保证水平装置与水平支架32的垂直度，X轴水泡装置41、Y轴水泡装置42、Z轴水泡装置43均通过机加工与水平支架32连接，X轴水泡装置41以及Y轴水泡装置42分别与前支撑架321以及右支撑架324水平连接，Z轴水泡装置43与左支撑架323垂直连接。

上述结构中，因为X轴水泡装置41以及Y轴水泡装置42分别与前支撑架321以及右支撑架324水平连接，Z轴水泡装置43与左支撑架323垂直连接，控制装置通过各水泡装置装置中乙醚和气泡产生的电容来确定水平支架32的的整体水平位置，然后通过水平驱动装置5的调整，达到控制水平支架32对X轴、Y轴以及Z轴调平的功能，然后通过旋转头装置与发光装置6的配合，通过发光装置6发出的光，来判断测试空间的水平和垂直位置，又因为X轴水泡装置41、Y轴水泡装置42、Z轴水泡装置43属于同一装置，可以在同一组装生产线与水平支架32进行机加工组装，从而大大提高了各水泡装置与水平支架32的安装精度，以此达到提高机芯组件整体的测量精度的目的。

参照图4所示：

实施例二，与实施例一的不同之处在于，本实施例中，水平驱动装置5还包括驱动支架51，驱动支架51上端面与机壳1连接，该驱动支架51设置有两个固定驱动部的螺杆固定架52，驱动部设置为两个，该驱动部包括导螺杆531、驱动臂532，导螺杆531垂直设置于螺杆固定架52内与螺杆固定架52轴接，该导螺杆531下端面延伸出螺杆固定架52连接有齿套533，步进马达54设置为两个，该步进马达54安装于驱动支架51内，步进马达54的输出轴设置有轮套541，轮套541与齿套533螺杆531螺纹连接以控制导螺杆531在螺杆固定架52内旋转，驱动臂532设置于螺杆固定架52内与导螺杆531螺接以通过导螺杆531调整驱动臂532的上下位移，该驱动臂532设置有限位钉55，驱动支架51设置有与限位钉55适配的限位槽56，用于保证驱动臂532的上下平移度。

其余内容与实施例一相同，故不再赘述。

参照图5、图6、图7所示：

实施例三，与实施例一的不同之处在于，本实施例中，为减少动力的流失，提高旋转速度，旋转头装置包括旋转头支撑架71、驱动旋转装置，旋转头支撑架71与发光装置6旋转连接，该旋转头支撑架71设置有编码盘72、磁铁环73，驱动旋转装置设置有驱动主板81，驱动主板81设置于水平支架32上端面，该驱动主板81设置有霍尔感应器82、线圈83，霍尔感应器82与编码盘72对应设置，线圈83与磁铁环73对应设置，控制装置控制线圈83通电，使线圈83产生电磁场以驱动磁铁旋转；

其中，五菱镜的原理是：当激光通过支撑架射进镜头，经过五棱镜74的折射，使光垂直射入水平射出，从而形成前光；而另一部分光直接垂直射出，形成上光。

其中，旋转头支撑架71旋转的原理是：因为通电后的线圈83能够产生电势，造成磁铁环73旋转，磁铁环73的转动带动旋转架转动，然后旋转架通过轴承64直接在发光装置6上旋转，达到减少动力的流失，提高旋转速度的功能。

本实施例中，为保证旋转时避免五菱镜被旋转出旋转头支撑架71，旋转头支撑架71设置有镜头盖77，镜头盖77罩设于五菱镜，该镜头盖77与旋转头支撑架71固定连接。

本实例中，为保证上光和前光能够从光孔78中射出，镜头盖77设置有与五菱镜对应的两个光孔78，光孔78分别设置于镜头盖77的上端面以及侧端面。

本实施例中，旋转头支撑架71还包括五棱镜74、卡盘75、扣盘76，旋转头支撑架71通过扣盘76与水平支架32套接，扣盘76与水平支架32连接，五棱镜74安装于旋转头支撑架71上端面，编码盘72、卡盘75从上至下依序安装于旋转头支撑架71下端面，磁铁环73安装于卡盘75内。

其中，因为编码盘72设置有间隔整列的格子，通过将磁铁环73与编码盘72、旋转头支撑架71连接，使得线圈83产生的电势驱动旋转架的磁铁环73旋转时，能够带动编码盘72与旋转头支撑架71旋转，因为编码盘72设置有设置有黑白相间的格子，磁铁环73旋转旋转时，编码盘72黑白相间的格子就会通过霍尔感应器82，主板21通过编码盘72传达给霍尔感应器82的脉冲信号，以控制与编码盘72连接的旋转头支撑架71的旋转角度，达到开启设置后控制旋转头支撑架71旋转至初始位置以及调整各种旋转角度的功能。

其余内容与实施例一相同，故不再赘述。

本发明的工作原理是：先通过控制面板22的控制使主板21开启，然后主板21分别为水泡装置、步进马达54、激光二极管61、驱动主板81通电，首先，控制装置根据各水泡装置中，水泡的乙醚和气泡产生的电容来确定水平支架32的位置，然后通过驱动步进马达54控制旋转导螺杆531，调整驱动臂532来控制水平支架32的整体水平位置，接着，为激光二极管61以及驱动主板81通电，使激光二极管61发出IR光，发出的IR通过五菱镜分成上光和前光，然后通过驱动主板81控制线圈83通电，使旋转头支撑架71围绕垂直光管62旋转，此时，激光二极管61根据旋转头支撑架71的旋转速度，调整发出IR光的功率，同时驱动主板81的霍尔感应器82感应编码盘72的脉冲信号，来确定旋转头支撑架71的旋转角度，达到开启设置后控制旋转头支撑架71旋转至初始位置，以此对需要测试的空间进行水平和垂直测试。

上述实施例仅是显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围。