一種激光水平測試儀的制作方法

本實用新型涉及測量技術領域，具體涉及一種激光水平測試儀。

背景技術：

激光水平儀是利用激光線直線型良好的優點，通過激光發射器發出的激光線來測量及校驗水平線/面，垂直線/面。由于使用簡單方便，且隨著激光發射器成本的下降，其價格也持續降低，因此激光水平儀愈來愈為使用者所接受，并在大型建筑工程及大型機器設備的建造或安裝工程中被廣為運用。

在中國專利說明書CN102313542B的申請公開的“一種改進的激光水平測試儀”，其主要利用水平裝置能產生電容差，當電容差相等時為水平位置，當電容差不相等時主板會輸出電壓，通過步進電機旋轉驅動水平裝置水平位置或驅動垂直裝置找垂直位置，然后發光裝置通電，直流電機驅動旋轉頭裝置旋轉，對需要測試的空間進行水平和垂直測試，雖然該激光水平測試儀通過步進電機驅動水平裝置或驅動垂直裝置找垂直位置提高了測試精度，并且通過直流電機驅動旋轉頭裝置旋轉，提高了測試速度，但是使用過程中，測試儀也有兩大不足之處：第一、在組裝機芯時因為需要安裝水泡裝置以及垂直裝置，安裝水泡裝置以及垂直裝置需要不同的生產線，因此增加了組裝流程，并且分開組裝時會出現安裝位置誤差，降低垂直精度；第二、使用直流電機驅動旋轉頭裝置旋轉，即直流電機通過皮帶驅動旋轉頭裝置旋轉，使用皮帶驅動動旋轉頭裝置旋轉增加了驅動力的損耗，降低了旋轉頭裝置的轉速，減少了測量精度。

綜上所述，如何提供一種組裝簡單、垂直精度更高、測量精度更高的激光水平測距儀是目前本領域技術人員急需解決的問題。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本實用新型的目的是提供一種激光水平測試儀，它組裝簡單、垂直精度更高，并且測量精度更準確。

為達到上述目的，本實用新型通過以下技術方案來實現。

一種激光水平測試儀，包括機殼，機殼設置有機芯組件，機芯組件包括控制裝置、電機支撐裝置、水平裝置、水平驅動裝置、發光裝置以及旋轉頭裝置；

電機支撐裝置與機殼連接，水平裝置與電機支撐裝置連接，水平驅動裝置設置于電機支撐裝置一側以驅動電機支撐裝置找水平，該水平驅動裝置與機殼連接，所述發光裝置垂直設置于電機支撐裝置內，旋轉頭裝置包裹發光裝置以發光裝置為軸心旋轉；

控制裝置分別與水平裝置、水平驅動裝置、發光裝置、旋轉頭裝置電連接，用于控制水平裝置與水平驅動裝置的配合實現機芯的水平垂直調整，控制發光裝置與旋轉頭裝置的配合實現光電的加速、減速、轉動、抖動、點移動等；

電機支撐裝置包括萬向架、水平支架，萬向架與機殼連接，該萬向架設置有調整桿，水平支架與萬向架活動連接，該水平支架設置有前支撐架、調整部、左支撐架、右支撐架，前支撐架、左支撐架、右支撐架分別與水平支架垂直設置；萬向架用于控制水平支架在不同軸向的上下水平運動，水平支架用于支撐各裝置，并且保證各裝置在水平支架內的垂直精度。

水平裝置包括X軸水泡裝置、Y軸水泡裝置、Z軸水泡裝置，X軸水泡裝置與前支撐架連接，Y軸水泡裝置與右支撐架連接，Z軸水泡裝置與左支撐架連接；各水泡裝置均設置有水泡和氣泡，控制裝置根據水泡中乙醚和氣泡產生的電容來控制水平驅動裝置運動。

水平驅動裝置與機殼連接，該水平驅動裝置包括有若干驅動部、若干步進馬達，步進馬達與驅動部驅動連接，驅動部垂直設置，各驅動部分別與調整桿、調整部連接以調整調整桿和/或調整部的上下位移；通過步進馬達來調整調整桿、調整部的軸向上下位移，提高調整精度。

發光裝置垂直安裝于水平支架內，該發光裝置設置有激光二極管；發光裝置通過機加工垂直安裝于水平支架內，用于保證發光裝置與水平裝置調整出的水平度一致，保證垂直精度，從而實現測量精度的提高。

旋轉頭裝置包括旋轉頭支撐架、驅動旋轉裝置，旋轉頭支撐架與發光裝置旋轉連接，該旋轉頭支撐架設置有編碼盤、磁鐵環，驅動旋轉裝置設置有驅動主板，驅動主板設置于水平支架上端面，該驅動主板設置有霍爾感應器、線圈，霍爾感應器與編碼盤對應設置，線圈與磁鐵環對應設置，控制裝置控制線圈通電，使線圈產生電磁場以驅動磁鐵旋轉；通過線圈產生的電勢驅動旋轉架的磁鐵環旋轉，帶動旋轉架通過軸承直接在發光裝置上旋轉，減少動力的流失，提高旋轉速度。

作為優選方案，萬向架包括萬向支架、十字軸框，萬向支架上端面與機殼連接，十字軸框的前后兩端部與萬向支架活動連接，該十字軸框的左右兩端部分別與左支撐架、右支撐架活動連接，調整桿設置于十字軸框左端面；為實現調整調整桿就可以控制水平支架的縱向上下位移。

作為優選方案，控制裝置包括主板、控制面板，主板設置于水平支架下端面，該主板分別與水泡裝置、步進馬達、激光二極管、驅動主板電連接，控制面板設置于機殼外側端面，該控制面板與主板電連接；為實現主板控制各裝置的配合，且控制面板能夠通過主板控制各個裝置。

作為優選方案，X軸水泡裝置以及Y軸水泡裝置分別與前支撐架以及右支撐架水平連接，Z軸水泡裝置與左支撐架垂直連接，X軸水泡裝置以及Y軸水泡裝置通過機加工與前支撐架以及右支撐架水平連接保證了機芯的水平精度，Z軸水泡裝置通過機加工與左支撐架垂直連接保證了機芯的垂直精度。

作為優選方案，水平驅動裝置還包括驅動支架，驅動支架上端面與機殼連接，該驅動支架設置有兩個固定驅動部的螺桿固定架，驅動部設置為兩個，該驅動部包括導螺桿、驅動臂，導螺桿垂直設置于螺桿固定架內與螺桿固定架軸接，該導螺桿下端面延伸出螺桿固定架連接有齒套，步進馬達設置為兩個，該步進馬達安裝于驅動支架內，步進馬達的輸出軸設置有輪套，輪套與齒套螺桿螺紋連接以控制導螺桿在螺桿固定架內旋轉，驅動臂設置于螺桿固定架內與導螺桿螺接以通過導螺桿調整驅動臂的上下位移，該驅動臂設置有限位釘，驅動支架設置有與限位釘適配的限位槽，用于保證驅動臂的上下平移度。

作為優選方案，發光裝置還包括垂直光管、透鏡，垂直光管垂直安裝于水平支架內，激光二極管安裝于垂直光管內，透鏡設置于激光二極管上方，該透鏡安裝于垂直光管內，垂直光管外側壁安裝有軸承組件，該垂直光管通過軸承組件與旋轉頭支撐架旋轉連接。

作為優選方案，軸承組件設置為兩個相互平行設置的軸承；軸承組件用于保證旋轉頭支撐架與垂直光管的同軸旋轉度。

作為優選方案，旋轉頭支撐架還包括五棱鏡、卡盤、扣盤，旋轉頭支撐架通過扣盤與水平支架套接，扣盤與水平支架連接，五棱鏡安裝于旋轉頭支撐架上端面，編碼盤、卡盤從上至下依序安裝于旋轉頭支撐架下端面，磁鐵環安裝于卡盤內，編碼盤設置有間隔整列的格子，通過將磁鐵環與編碼盤、旋轉頭支撐架連接，使得線圈產生的電勢驅動旋轉架的磁鐵環旋轉時，能夠帶動編碼盤與旋轉頭支撐架旋轉，因為編碼盤設置有設置有黑白相間的格子，磁鐵環旋轉旋轉時，編碼盤黑白相間的格子就會通過霍爾感應器，主板通過編碼盤傳達給霍爾感應器的脈沖信號，以控制與編碼盤連接的旋轉頭支撐架的旋轉角度，達到開啟設置后控制旋轉頭支撐架旋轉至初始位置以及調整各種旋轉角度的功能。

作為優選方案，旋轉頭支撐架設置有鏡頭蓋，鏡頭蓋罩設于五菱鏡，該鏡頭蓋與旋轉頭支撐架固定連接。

作為優選方案，鏡頭蓋設置有與五菱鏡對應的兩個光孔，光孔分別設置于鏡頭蓋的上端面以及側端面；用于保證上光和前光能夠從光孔中射出。

本實用新型的有益效果是：

第一、通過設置Z軸水泡垂直與左支撐板連接，代替垂直裝置的安裝，減少了安裝工序，實現了三個水泡能夠一次性與支撐架安裝，保證了水平裝置與支撐架的裝配精度，提升了機芯的安裝精度，以及測試儀器的測量精度；

第二、通過設置旋轉裝置代替直流電機通過皮帶驅動旋轉頭裝置旋轉，即通過設置驅動旋轉裝置驅動旋轉架代替直流電機通過皮帶驅動旋轉頭裝置旋轉，在旋轉頭支撐架設置有磁鐵環,驅動主板上端面對應磁鐵環位置處設置有與磁鐵環適配的線圈，通過線圈產生的電勢驅動旋轉架的磁鐵環旋轉，帶動旋轉架通過軸承直接在發光裝置上旋轉，減少動力的流失，提高旋轉速度。

附圖說明

下面利用附圖來對本實用新型作進一步的說明，但是附圖中的實施例不構成對本實用新型的任何限制。

圖1為本實用新型的結構圖。

圖2為本實用新型的機芯結構俯視圖。

圖3為本實用新型的電機支撐裝的置爆炸圖。

圖4為本實用新型的水平驅動裝的結構圖。

圖5為本實用新型的水平支架組裝結構圖。

圖6為本實用新型的水平支架組裝俯視圖。

圖7為本實用新型的旋轉頭支撐架的爆炸圖。

圖8為本實用新型的發光裝置的剖視圖。

圖中：機殼1、主板21、控制面板22、萬向架31、調整桿311、萬向支架312、十字軸框313、水平支架32、前支撐架321、調整部322、左支撐架323、右支撐架324、X軸水泡裝置41、Y軸水泡裝置42、Z軸水泡裝置43、水平驅動裝置5、驅動支架51、螺桿固定架52、螺桿531、驅動臂532、齒套533、步進馬達54、輪套541、限位釘55、限位槽56、發光裝置6、激光二極管61、垂直光管62、透鏡63、軸承64、旋轉頭支撐架71、編碼盤72、磁鐵環73、五棱鏡74、卡盤75、扣盤76、鏡頭蓋77、光孔78、驅動主板81、霍爾感應器82、線圈83。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本實用新型的技術方案進行說明。

參照圖1、圖2、圖3、圖8所示：

實施例一，一種激光水平測試儀，包括機殼1，機殼1設置有機芯組件，機芯組件包括控制裝置、電機支撐裝置、水平裝置、水平驅動裝置5、發光裝置6以及旋轉頭裝置。

本實例中，控制裝置分別與水平裝置、水平驅動裝置5、發光裝置6、旋轉頭裝置電連接，用于控制水平裝置與水平驅動裝置5的配合實現機芯的水平垂直調整，控制發光裝置6與旋轉頭裝置的配合實現光電的加速、減速、轉動、抖動、點移動等。

其中，控制裝置包括主板21、控制面板22，主板21設置于水平支架32下端面，該主板21分別與水泡裝置、步進馬達54、激光二極管61、驅動主板81電連接，控制面板22設置于機殼1外側端面，該控制面板22與主板21電連接；為實現主板21控制各裝置的配合，且控制面板22能夠通過主板21控制各個裝置。

本實例中，電機支撐裝置與機殼1連接，水平裝置與電機支撐裝置連接，水平驅動裝置5設置于電機支撐裝置一側以驅動電機支撐裝置找水平，該水平驅動裝置5與機殼1連接，發光裝置6垂直設置于電機支撐裝置內，旋轉頭裝置包裹發光裝置6以發光裝置6為軸心旋轉。

其中，電機支撐裝置包括萬向架31、水平支架32，萬向架31與機殼1連接，該萬向架31設置有調整桿311，水平支架32與萬向架31活動連接，該水平支架32設置有前支撐架321、調整部322、左支撐架323、右支撐架324，前支撐架321、左支撐架323、右支撐架324分別與水平支架32垂直設置；萬向架31用于控制水平支架32在不同軸向的上下水平運動，水平支架32用于支撐各裝置，并且保證各裝置在水平支架32內的垂直精度。

其中，萬向架31包括萬向支架312、十字軸框313，萬向支架312上端面與機殼1連接，十字軸框313的前后兩端部與萬向支架312活動連接，該十字軸框313的左右兩端部分別與左支撐架323、右支撐架324活動連接，調整桿311設置于十字軸框313左端面；為實現調整調整桿311就可以控制水平支架32的縱向上下位移。

本實例中，發光裝置6垂直安裝于水平支架32內，該發光裝置6設置有激光二極管61；發光裝置6還包括垂直光管62、透鏡63，垂直光管62垂直安裝于水平支架32內，激光二極管61安裝于垂直光管62內，透鏡63設置于激光二極管61上方，該透鏡63安裝于垂直光管62內，垂直光管62外側壁安裝有軸承64組件，該垂直光管62通過軸承64組件與旋轉頭支撐架71旋轉連接。

其中，為保證旋轉頭支撐架71與垂直光管62的同軸旋轉度，軸承64組件設置為兩個相互平行設置的軸承64。

其中，發光裝置6通過機加工垂直安裝于水平支架32內，用于保證發光裝置6與水平裝置調整出的水平度一致，保證垂直精度，從而實現測量精度的提高。

本實例中，水平驅動裝置5與機殼1連接，該水平驅動裝置5包括有若干驅動部、若干步進馬達54，步進馬達54與驅動部驅動連接，驅動部垂直設置，各驅動部分別與調整桿311、調整部322連接以調整調整桿311和/或調整部322的上下位移；通過步進馬達54來調整調整桿311、調整部322的軸向上下位移，提高調整精度。

本實例中，水平裝置包括X軸水泡裝置41、Y軸水泡裝置42、Z軸水泡裝置43，X軸水泡裝置41與前支撐架321連接，Y軸水泡裝置42與右支撐架324連接，Z軸水泡裝置43與左支撐架323連接；各水泡裝置均設置有水泡和氣泡，控制裝置根據水泡中乙醚和氣泡產生的電容來控制水平驅動裝置5運動。

其中，為保證水平裝置與水平支架32的垂直度，X軸水泡裝置41、Y軸水泡裝置42、Z軸水泡裝置43均通過機加工與水平支架32連接，X軸水泡裝置41以及Y軸水泡裝置42分別與前支撐架321以及右支撐架324水平連接，Z軸水泡裝置43與左支撐架323垂直連接。

上述結構中，因為X軸水泡裝置41以及Y軸水泡裝置42分別與前支撐架321以及右支撐架324水平連接，Z軸水泡裝置43與左支撐架323垂直連接，控制裝置通過各水泡裝置裝置中乙醚和氣泡產生的電容來確定水平支架32的的整體水平位置，然后通過水平驅動裝置5的調整，達到控制水平支架32對X軸、Y軸以及Z軸調平的功能，然后通過旋轉頭裝置與發光裝置6的配合，通過發光裝置6發出的光，來判斷測試空間的水平和垂直位置，又因為X軸水泡裝置41、Y軸水泡裝置42、Z軸水泡裝置43屬于同一裝置，可以在同一組裝生產線與水平支架32進行機加工組裝，從而大大提高了各水泡裝置與水平支架32的安裝精度，以此達到提高機芯組件整體的測量精度的目的。

參照圖4所示：

實施例二，與實施例一的不同之處在于，本實施例中，水平驅動裝置5還包括驅動支架51，驅動支架51上端面與機殼1連接，該驅動支架51設置有兩個固定驅動部的螺桿固定架52，驅動部設置為兩個，該驅動部包括導螺桿531、驅動臂532，導螺桿531垂直設置于螺桿固定架52內與螺桿固定架52軸接，該導螺桿531下端面延伸出螺桿固定架52連接有齒套533，步進馬達54設置為兩個，該步進馬達54安裝于驅動支架51內，步進馬達54的輸出軸設置有輪套541，輪套541與齒套533螺桿531螺紋連接以控制導螺桿531在螺桿固定架52內旋轉，驅動臂532設置于螺桿固定架52內與導螺桿531螺接以通過導螺桿531調整驅動臂532的上下位移，該驅動臂532設置有限位釘55，驅動支架51設置有與限位釘55適配的限位槽56，用于保證驅動臂532的上下平移度。

其余內容與實施例一相同，故不再贅述。

參照圖5、圖6、圖7所示：

實施例三，與實施例一的不同之處在于，本實施例中，為減少動力的流失，提高旋轉速度，旋轉頭裝置包括旋轉頭支撐架71、驅動旋轉裝置，旋轉頭支撐架71與發光裝置6旋轉連接，該旋轉頭支撐架71設置有編碼盤72、磁鐵環73，驅動旋轉裝置設置有驅動主板81，驅動主板81設置于水平支架32上端面，該驅動主板81設置有霍爾感應器82、線圈83，霍爾感應器82與編碼盤72對應設置，線圈83與磁鐵環73對應設置，控制裝置控制線圈83通電，使線圈83產生電磁場以驅動磁鐵旋轉；

其中，五菱鏡的原理是：當激光通過支撐架射進鏡頭，經過五棱鏡74的折射，使光垂直射入水平射出，從而形成前光；而另一部分光直接垂直射出，形成上光。

其中，旋轉頭支撐架71旋轉的原理是：因為通電后的線圈83能夠產生電勢，造成磁鐵環73旋轉，磁鐵環73的轉動帶動旋轉架轉動，然后旋轉架通過軸承64直接在發光裝置6上旋轉，達到減少動力的流失，提高旋轉速度的功能。

本實施例中，為保證旋轉時避免五菱鏡被旋轉出旋轉頭支撐架71，旋轉頭支撐架71設置有鏡頭蓋77，鏡頭蓋77罩設于五菱鏡，該鏡頭蓋77與旋轉頭支撐架71固定連接。

本實例中，為保證上光和前光能夠從光孔78中射出，鏡頭蓋77設置有與五菱鏡對應的兩個光孔78，光孔78分別設置于鏡頭蓋77的上端面以及側端面。

本實施例中，旋轉頭支撐架71還包括五棱鏡74、卡盤75、扣盤76，旋轉頭支撐架71通過扣盤76與水平支架32套接，扣盤76與水平支架32連接，五棱鏡74安裝于旋轉頭支撐架71上端面，編碼盤72、卡盤75從上至下依序安裝于旋轉頭支撐架71下端面，磁鐵環73安裝于卡盤75內。

其中，因為編碼盤72設置有間隔整列的格子，通過將磁鐵環73與編碼盤72、旋轉頭支撐架71連接，使得線圈83產生的電勢驅動旋轉架的磁鐵環73旋轉時，能夠帶動編碼盤72與旋轉頭支撐架71旋轉，因為編碼盤72設置有設置有黑白相間的格子，磁鐵環73旋轉旋轉時，編碼盤72黑白相間的格子就會通過霍爾感應器82，主板21通過編碼盤72傳達給霍爾感應器82的脈沖信號，以控制與編碼盤72連接的旋轉頭支撐架71的旋轉角度，達到開啟設置后控制旋轉頭支撐架71旋轉至初始位置以及調整各種旋轉角度的功能。

其余內容與實施例一相同，故不再贅述。

本實用新型的工作原理是：先通過控制面板22的控制使主板21開啟，然后主板21分別為水泡裝置、步進馬達54、激光二極管61、驅動主板81通電，首先，控制裝置根據各水泡裝置中，水泡的乙醚和氣泡產生的電容來確定水平支架32的位置，然后通過驅動步進馬達54控制旋轉導螺桿531，調整驅動臂532來控制水平支架32的整體水平位置，接著，為激光二極管61以及驅動主板81通電，使激光二極管61發出IR光，發出的IR通過五菱鏡分成上光和前光，然后通過驅動主板81控制線圈83通電，使旋轉頭支撐架71圍繞垂直光管62旋轉，此時，激光二極管61根據旋轉頭支撐架71的旋轉速度，調整發出IR光的功率，同時驅動主板81的霍爾感應器82感應編碼盤72的脈沖信號，來確定旋轉頭支撐架71的旋轉角度，達到開啟設置后控制旋轉頭支撐架71旋轉至初始位置，以此對需要測試的空間進行水平和垂直測試。

上述實施例僅是顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍。