專利名稱：一種投光標定儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及測量儀器類，特別涉一種建筑施工、安裝用的投光標定儀。
常用的標定垂直線的方法多用重錘系于線，利用重力而垂直向下形成垂直線，然而，重錘配重，攜用不便，容易受外力搖幌產生偏動，操作過程中須費時等待擺動穩定后才能修正上支點的偏移量，操作上十分不便，而水平線的標定則以水管灌水，以觀測兩端的水平光鏡，須兩人操作，而水管灌水，濕漉不便，管線攀纏，礙手礙腳，十分不便。
基于上述原因，業界設計一種立體投影標定投光儀，其在臺灣的申請號為80107192，其公告號為174044，其主要結構是將激光模組設于一本體內部，本體內部另設有反射鏡及光柵裝置，該本體是以球形的萬向接頭自由懸吊于一機架上，利用激光投射于反射鏡及光柵裝置，射出的平行光圓柱呈垂直方向或水平方向定點定位投影于受光面上，同時可藉由反射鏡旋轉產生掃描投影方式，使反射出的光圓柱連續旋轉投光為視覺連續直線光影或畫出直線光影或畫出光環以為立體投影、投光或定點標定。
雖然該立體投影標定投光儀改善了傳統標定方式的缺點，然而于其結構上的缺陷，仍具有未盡完善之處及下列缺點1、該立體投影標定投光儀之結構錯綜復雜，其機架是呈不規則之形狀，非但攜行不便，且該種投光儀無法直接與另一具投光儀依據同一參考座標同時進行標定之功能，而機架上相關角度固定的投射光，限定了其應用的場合及阻礙其功效的發揮。
2、該投光儀所投影于受光面為光點之形態，需另配合一馬達旋轉反射鏡，令受光面的光點不斷的移動，使點成為連續閃爍線，又因激光平均分布于全圓周，對施工所在點而言，大部分激光線是屬浪費。
3、由于該投光儀之結構錯綜復雜，制造及組裝相當不便，制造成本十分高昂，非一般之施工人員有能力承購。
4、本體以球形萬向接頭自由懸吊于機架上，須令本體藉由重力自由下垂，方能使該投光儀精準地向水平或垂直方向投影，而球形萬向接頭之接觸面積大，造成本體之活動遭受球形萬向接頭干涉，影響其準確性。
5、本體以球形萬向接頭自由懸吊于機架上，而球形萬向接頭之磨擦力大，得用較重較長之重錘克服磨擦力，較重之重錘使其周邊支架相對薄弱，耐振性減弱，較長之重錘需求本體之自由懸蕩空間較大，機架校大影響使用之方便性。
6、本體以球形萬向接頭自由懸吊于機架上，其立體投影標線無法因機架轉動而精準地對正欲施工之目標。正如無法藉轉動一盆水而使浮在水中的物體對正外界之一目標一樣，影響使用之方便性。
本實用新型的目的是提供一種投光標定儀，其藉由激光模組的平行光束投射于半透光投射鏡面上，透射及反射出前端軸及上下端軸的光束，前端軸光束由擴光鏡產生水平或垂直光面投射于受光面，而上下端軸的光束則投射于上、下兩端的受光面，達到標定的目的，同時可相互堆疊使用，并調整相對角度，以利于施工應用。
為達上述目的，本實用新型采用以下技術方案本實用新型主要是由底盤、本體、上蓋、對位板、基座、激光模組、電池盒、半透光投射鏡及擴光鏡所組成，底盤的中心設有一凸出部，凸出部的底部形成一凹槽，凸出部中心設有一透孔；本體設于底盤上部，本體具有一容室，容室的前端開設呈喇叭口的開槽，容室側邊設有電池室，本體對應底盤凸出部中心透孔也設有透孔；上蓋蓋合于本體上方，其對應底盤凸出部中心透孔也設有一透孔，透孔兩側設有軸座；對位板設于上蓋上方，對位板的中心設有一凸出部，凸出部的底部形成一凹槽，凸出部中心設有一透孔；基座配合一懸塊分別由二軸以直交雙軸心萬向接頭方式懸接于上蓋的軸座上，基座的中央設有一容置槽供一半透光投射鏡設置，并將基座分隔為前區塊和后區塊，容置槽的底部設有一通孔，而后區塊中心設有一貫穿容置槽的插孔，前區塊則設有一貫穿于容置槽的投射孔，投射孔的位置相對于插孔的中心，前區塊前端面有一水平方向或垂直方向的結合槽跨設于投射孔，供擴光鏡以水平方向或垂直方向定位結合；激光模組為一種能射出平行光的燈組，激光模組插設于上述的插孔；電池盒內部設有電池，電池的電源經開關由導線組接激光模組；半透光投射鏡為平光鏡或三角棱鏡，半透光投射鏡的受光鏡面與激光行進方向形成45°的夾角；擴光鏡為一圓柱體或半圓柱體透光鏡或菲森爾鏡(FRESNEL lens)透光鏡，其可將入射光線依圓周角方向擴展成與擴光鏡垂直的光面。在基座上分立組裝調整激光模組、半透光投射鏡、擴光鏡后藉由懸塊利用軸以直交雙軸心萬向接頭的方式懸吊于上蓋底部，再將上蓋與本體結合，同時將電池盒的電源連接激光模組，將本體與底盤結合，并于上蓋頂面結合對位板后，構成投光標定儀。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步的描述
圖1為本實用新型的立體分解示意圖。
圖2為本實用新型的另一立體分解示意圖。
圖3為本實用新型的立體外觀示意圖。
圖4為本實用新型的實施例示意圖。
圖5為本實用新型的堆疊使用時的剖視示意圖。
圖6為本實用新型的基座及設于基座上各構件的立體示意圖。
圖7為本實用新型的基座及設于基座上各構件的立體剖視圖，表示擴光鏡垂直向設于半透光投射鏡前端情形。
圖8為本實用新型的基座及設于基座上各構件的立體剖視圖，表示擴光鏡水平向設于半透光投射鏡前端情形。
圖9為本實用新型的基座及設于基座上各構件的側剖視圖，表示基座以重力錘調整基座重心情形。
圖10為圖9的后視圖。
圖11、圖12為本實用新型的半透光投射鏡結合于基座上，藉由螺釘調整傾角的情形。
圖13為另一種擴光鏡投射示意圖。
首先請參閱圖1、圖2所示，本實用新型主要是由底盤10、本體20、上蓋30、對位板40、基座50、激光模組60、電池盒70、半透光投射鏡80及擴光鏡90所構成；該底盤10的中心設有一凸出部11，凸出部11的底部自然形成一凹槽(配合圖5所示)，凸出部中心設有一透孔12、底盤10的外周設有一指標13，底盤10的底面設有一對位槽14；本體20設于底盤上部，本體20的中心設有一容室21，容室21的前端開設呈喇叭口之開槽22，開槽22之前端可結合一透明玻璃23，另于容室21底端也設有一透孔24(配合圖5所示)，透孔24底端形成一凹陷之凹槽25，供與上述底盤10的凸出部11配合于同軸位置，而透孔24圓周可向下延伸一凸環26插入透孔12后加以定位，并可使本體20以該凸環26為軸相對于底盤10轉動，另外本體20的側邊設有電池室27，供電池盒70設置，本體20的外緣底端設有刻度28環伺，供底盤10的指標13指示本體20與底盤10的轉動相對角度；上蓋30蓋合于本體20頂端，其中心設有一透孔31，透孔31之兩側設有軸座32；對位板40設于上蓋30上方，對位40的中心設有一凸出部41，凸出部41的底部自然形成一凹槽(配合圖5所示)，凸出部41中心設有一透孔42，另對位板40的頂面相對于底盤10底面的對位槽14，設有一對位榫43，供與另一標定儀的底盤10配合后定位于同軸且同角度的位置；基座50配合一懸塊51分別由軸511、512以直交雙軸心萬向接頭的方式懸接于上蓋30的軸座32上，且藉由基座的重力取得平衡，基座50的中央設有一容置槽52供一半透光投射鏡80設置，并將基座50分隔為前區塊53與后區塊54，容置槽52的底部設有一通孔59，而后區塊54中心設有一貫穿于容置槽52的插孔55，前區塊53則設有一貫穿于容置槽52的投射孔56，投射孔56的位置恰相對于插孔55的中心，前區塊53前端面有一水平向或垂直向的結合槽57(配合圖6所示)跨設于投射孔56，供擴光鏡90以水平方向或垂直方向結合，另于前區塊53的正面頂部兩側各螺合有一螺釘58止抵于后區塊54，藉由螺釘58的鎖緊推力，使得前區塊53與后區塊54產生微量的角度變化(配合圖11或圖12所示)；激光模組60為一種能射出平行光的燈組，激光模組60插設于上述之插孔55，激光模組60的后端套設一偏心的重力錘61，轉動重力錘61后，可令重心位置產生變化，由于激光模組60為常見的產品，茲不贅述；電池盒70內部設有電池71，電池71的電源經開關以螺旋導線72組接激光模組60，用來提供激光模組60所需的電力；半透光投射鏡80可為平光鏡或三角棱鏡，且半透光投射鏡80的受光鏡面與激光模組60形成45°的夾角，其中平光鏡的半透光投射鏡80只能透射及反射出前端軸的光束及上端軸的光束，而三角棱鏡的半透光投射鏡80則可透射及反射出前端軸的光束及上、下端軸的光束，如圖6及圖11、圖12所示，該半透光投射鏡80可藉由一固定片81以螺釘82鎖固于基座50的容置槽52，固定片81是由一調整板83以約70°的夾角向下延伸一弧板84，弧板84頂部及底端及中段皆設有鉤板85，以約45°夾角共同鉤持半透光投射鏡80；擴光鏡90為圓柱體或半圓柱體透光鏡或菲森爾鏡(FRESNEL lens，如圖13所示)的透光鏡，可將光線轉換成光面(配合圖7或圖8及圖13所示)。
再如圖1配合圖2所示，于基座50上分別組裝激光模組60、半透光投射鏡80、擴光鏡90后藉由懸塊51利用軸511、512以直交雙軸心萬向接頭的方式懸吊于上蓋30底部，再將上蓋30與本體20結合，并令基座50及設于基座50上的各構件位于容室21內，同時將電池盒70的電源連接激光模組60，最后將本體20與底盤10結合，并于上蓋30頂面結合對位板40后，可構成如圖3所示的本實用新型。
如圖4所示，將本實用新型置于一立體空間內，激光模組60所射出的平行光投射于半透光投射鏡80反射出前端軸及上下端軸的光束(請配合圖5或圖8所示)，其中前端軸光束由擴光鏡90產生水平或垂直光面自本體20前端投射于受光面反應出水平線或垂直線，其中水平光面或垂直光面是由擴光鏡90設于基座50的方向而定(如圖7及圖8所示)，而上下端軸的光束則投射于上、下兩端的受光面，達到標定的目的。
再如圖5所示，本實用新型的外型呈一圓筒狀，可多數相互堆疊，并可藉由底盤10及對位板40的凸出部與凹槽相互嵌合定位于同軸位置，而每一投光標定儀皆可相對轉動至適當的角度，并由指標13配合刻度28顯示出相對角度，而可由多數的投光標定儀共同投射出多條平行或交叉之光面或光線反應于受光面，以適應不同的施工需求。
另外，由于套設于激光模組60后端的重力錘61是呈偏心狀，因此，重力錘61的位置，將會決定基座50的前后重心，即關系著基座50自由狀態下的前后傾角(如圖9所示)；而重力錘61的轉動角度則決定基座50左右之重心，即關系著基座50自由狀態下的左右傾角(如圖10所示)。
本實用新型的半透光投射鏡80可為平光鏡或三角棱鏡，而半透光投射鏡80的受光鏡面須與激光束呈45°的夾角，其中三角棱鏡其受光鏡面即為45°，而平光鏡則須以固定片81加以固定于45°，如圖11及圖12所示，由于固定片81的調整板83與弧板84之間呈約70°的夾角，因此，調整螺釘82的聚度，即可將平光鏡的投光鏡80精確微調出正確的夾角，使投光標定更趨于精準臻美的境界。
綜上所述，本實用新型可歸納出下列特點1、本實用新型的結構簡易特殊，并可以多個投光標定儀相互堆疊配合使用，依單一參考座標點，可同時投射多條的水平垂直標定線及一對鉛錘點，對于不同應用的場合將更加廣泛發揮出最大功效。
2、本實用新型可藉由刻度盤與指標，計算出相對標定角度，利于施工人員應用。
3、本實用新型是以擴光鏡直接將平行光線轉換成平行光面，而以線的型態反應于受光面，并不會有標定線閃爍的情況。
4、本實用新型的擴光鏡得以藉由垂直方向設置或水平方向設置來決定所投射出的光面為水平向或垂直向，所以，本實用新型除了可水平向投射出光面，也可投射出垂直向的光面；5、本實用新型的45°角的半透光投射鏡，可投射出鉛直方向的錘點為本實用新型的一特征；6、本實用新型的構造簡易，組裝容易，制造成本低廉；7、本實用新型基座懸吊于上蓋是利用懸塊、軸心以萬向軸承的方式自由懸吊于上蓋底部，其軸心細致，圓周光滑，轉動的磨擦極小，可保持基座晃動極佳的靈活度，因此使用較短的擺臂、較輕的擺重仍然可保持標定準確性。
8、本實用新型使用較短的擺臂使擺蕩的周期較短，在自由擺蕩時可更快速達到精確的標定。
9、本實用新型可藉由重力錘調整基座的重心位置，以校正激光模組所投射出的平行光的俯仰、傾斜角度；另可藉由固定片形變微調半透光平面與激光形成正45度的入射角度，此一特征使激光模組的光學校正一氣呵成，與后段上蓋底盤組裝制程無關連，以利于使投光標定儀的標定作業更加快速精確。
權利要求1.一種投光標定儀，其包括有激光模組(60)、電池盒(70)，電池盒(70)內部設有電池(71)，電池(71)經開關、導線(72)連接于激光模組，其特征在于還包括有底盤(10)、本體(20)、上蓋(30)、對位板(40)、基座(50)、半透光投射鏡(80)及擴光鏡(90)，其中底盤(10)的中心設有一凸出部(11)，凸出部(11)的底部形成一凹槽，凸出部中心設有一透孔(12)；本體(20)設于底盤(10)上部，本體(20)具有一容室(21)，容室(21)的前端開設呈喇叭口的開槽(22)，容室(21)側邊設有電池室(22)，本體(20)對應底盤(10)凸出部中心透孔(12)也設有透孔(24)；上蓋(30)蓋合于本體(20)上方，其對應底盤(10)凸出部中心透孔(12)也設有一透孔(31)，透孔(31)兩側設有軸座(32)；對位板(40)設于上蓋(30)上方，對位板(40)的中心設有一凸出部(41)，凸出部(41)的底部形成一凹槽，凸出部(41)中心設有一透孔(42)；基座(50)配合一懸塊(51)分別由二軸(511)、(512)以直交雙軸心萬向接頭方式懸接于上蓋(30)的軸座(32)上，基座(50)的中央設有一容置槽(52)供一半透光投射鏡(80)設置，并將基座(50)分隔為前區塊(53)和后區塊(54)，容置槽(52)的底部設有一通孔(59)，而后區塊(54)中心設有一貫穿容置槽(52)的插孔(55)，前區塊(53)則設有一貫穿于容置槽(52)的投射孔(56)，投射孔(56)的位置相對于插孔(55)的中心，前區塊(53)前端面有一水平方向或垂直方向的結合槽(57)跨設于投射孔(56)，供擴光鏡(90)的水平方向或垂直方向定位結合；激光模組(60)為一種能射出平行光的燈組，激光模組(60)插設于上述的插孔(55)；半透光投射鏡(80)為平光鏡或三角棱鏡，半透光投射鏡的受光鏡面與激光行進方向形成45°的夾角；擴光鏡(90)為一圓柱體或半圓柱體透光鏡或菲森爾鏡(FRESNEL lens)透光鏡，其可將入射光線依圓周角方向擴展成與擴光鏡垂直的光面。
2.按照權利要求1所述的一種投光標定儀，其特征在于所說的本體(20)開槽(22)的前端結合一透明玻璃(23)。
3.按照權利要求1所述的一種投光標定儀，其特征在于所說的本體(20)的透孔(24)圓周向下延伸一凸環(26)插入底盤(10)的透孔(12)。
4.按照權利要求1所述的一種投光標定儀，其特征在于所說的底盤(10)的外周設有一指標(13)，本體(20)的外緣底端設有刻度(28)環伺，供指標(13)指示本體與底盤的轉動相對角度。
5.按照權利要求1所述的一種投光標定儀，其特征在于所說的底盤(10)的底面設有一對位槽(14)，另于對位板(40)的頂面相對于對位槽(14)，設有一對位榫(43)，供與另一標定儀的底盤(10)配合后定位于同軸且同角度的位置。
6.按照權利要求1所述的一種投光標定儀，其特征在于所說的基座(50)的前區塊(53)的正面頂部兩側螺合有一螺釘(58)止抵于后區塊(54)，藉由螺釘(58)的鎖緊推力，使前區塊(53)與后區塊(54)產生微量的角度變化。
7.按照權利要求1所述的一種投光標定儀，其特征在于所說的激光模組(60)的后端套設一偏心重力錘(61)。
8.按照權利要求1所述的一種投光標定儀，其特征在于所說的半透光投射鏡(80)由一固定片(81)以螺釘(82)鎖固于基座(50)的容置槽(52)，固定片是由一調整板(83)以約70°的夾角向下延伸一弧板(84)，弧板(84)頂部及底端及中段皆設有鉤板(85)，以約45°的夾角共同鉤持半透光投射鏡(80)。
專利摘要一種投光標定儀,由一底盤、一套本體、一上蓋、一設于上蓋上方之對位板、與上蓋組合并自由懸吊于本體內部之基座、一結合于基座上之激光模組以及電源所構成,其中該基座上設有一半透光投射鏡,其前端設一擴光鏡,藉由激光模組的平行光束投射于半透光投射鏡面上,透射及反射出前端軸及上下端軸之光束,其中前端軸光束由擴光鏡產生水平或垂直光面自本體前端投射于受光面,而上下端軸之光束則投射于上、下兩端之受光面,達到標定鉛垂線的目的。
文檔編號G01C15/00GK2357314SQ9824781
公開日2000年1月5日 申請日期1998年12月2日 優先權日1998年12月2日
發明者秦厚敬 申請人:秦厚敬