补偿摆动吊杆刚性的自动调平的激光调准工具和方法技术

本发明专利技术公开了一种沿基本真正水平或垂直的方向设置有激光束（２４）的自动调平激光调准工具（１０）及其方法。利用磁性吸引（４０，４２，４４）补偿大致或局部水平的摆式工作台（１６）的水平误差，该工作台从具有预定材料刚性的柔性支承元件（３０）上悬垂下来。该吊件（３０）的材料刚性通过利用磁铁（４０，４２）进行补偿，该磁铁将摆式工作台（１６）牵引至基本真正水平和垂直的方向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及自动调平的激光调准工具，并且特别涉及一种自动调平的激光调准工具和方法，这种工具和方法对激光调准工具的摆动吊杆系统的吊件的材料刚性予以补偿。多种测量和木器工具已预先利用激光来提高测量的精密度和可靠性。为了进一步提高这种激光调准工具的精密度，存在多种方法来机械自动调平激光调准工具内部的激光器或反射面。在自动调平的一个一般范畴中，使用一种摆动吊杆系统通过重力来调平激光。在一个摆动吊杆系统的示例中，在外壳内部通过一个滚珠轴承枢轴悬挂激光器或反射面。然而，在接近于水平的倾斜角度下，用来克服滚珠轴承中的摩擦力的力是非常小的，这就导致了不精确。在另一个摆动吊杆系统的示例中，通过一个挠性支承件，例如细丝，金属丝或卷簧悬挂激光器或反射面。然而，细丝即使有的话也只是提供了少许的扭曲度，因而导致了难于进行线定位。此外，处于倾斜角度下，尽管金属丝或卷簧的材料刚性(即，弯曲度，应变，挠度)很小，也不能将摆锤悬挂得真正垂直，从而也导致了不精确。因此，对于这样一种自动调平的激光调准工具和方法存在一种需要，即它能够对激光调准工具提供的摆动吊杆系统中的三角架的材料刚性予以补偿。本专利技术在两个阶段中，提供了一种激光调准工具的基本上水平且垂直摆动的摆式工作台。在第一阶段中，具有较大自动调平范围的摆式工作台在其块体的重量影响下偏斜。在第二阶段中，通过磁性吸引力提供最终的倾斜校正。磁场和摆式工作台之间的磁性吸引力克服了摆动吊杆的材料刚性，否则这样会妨碍工作台达到真正水平和垂直的位置。在一个实施例中，将激光源和光学装置固定在摆动吊杆系统的摆式工作台上。由于该摆动吊杆具有相对较低的材料刚性，因此该摆式工作台非常接近于水平。剩下相对较小的源于误差的倾斜可通过固定到激光调准工具的外壳上的磁铁和设置到摆动吊杆系统的含铁材料之间的磁性吸引力加以校正。磁铁由于围绕含铁材料的磁场提供了横向局部线性力。当摆式工作台因外壳倾斜而倾斜时，含铁材料和磁铁沿倾斜方向上的距离减小，这样又增大了施加在含铁材料上的吸引力。由此，磁性吸引有助于补偿摆动吊杆的材料刚性，将工作台拉到基本上垂直和水平的位置上。在另一个实施例中，提供了一种对激光调准工具的摆动吊杆系统中的材料刚性进行补偿的自动调平方法。该方法包括由具有预定材料刚性的摆动吊杆来支承工作台。该工作台借助于块体重量(massweight)，具有较大的自动调平范围。这种方法还包括通过磁铁和磁性吸引材料之间的磁性吸引力提供最终的倾斜校正，这种方法克服了摆动吊杆的预定材料刚性，将该工作台定位在基本垂直和水平的位置上。在另一个实施例中，提供了一种对提供激光束的激光调准工具的摆动吊杆系统中的材料刚性进行补偿的自动调平方法。该方法包括设置一个工作台，由具有预定材料刚性的摆动吊杆来支承该工作台。该工作台借助于块体重量，具有较大的自动调平范围。该方法还包括将磁性吸引材料设置到该摆动吊杆系统，由磁铁围绕该磁性吸引材料，以使得当该工作台由于外壳倾斜而倾斜时，该材料和磁铁之间沿倾斜方向的吸引力增大，从而补偿该摆动吊杆的材料刚性，并将该工作台拉到基本上真正水平和垂直的位置上。在又一实施例中，提供一种在基本上真正水平或垂直的位置上提供激光束的自动调平激光对准工具。该装置包括外壳，和摆动吊杆系统，该系统具有连接到该外壳上的摆式工作台，并借助于摆动吊杆悬挂在外壳内部，以便在外壳并不是真正水平或垂直时，产生第一阶段的对准，留下激光束从真正水平或垂直方向偏移的残余角度。该装置还包括设置到该摆动吊杆系统的磁性吸引材料，和固定到该外壳并围绕该材料加以固定的磁铁，以便当工作台因外壳倾斜而发生倾斜时，该材料和磁铁之间沿倾斜方向的吸引力增大，从而通过补偿摆动支架的材料刚性产生第二阶段的对准，并将工作台拉到基本上真正水平和垂直的位方向上。本专利技术的这些和其它特征及优点将通过随后结合附图连同对本专利技术的多种实施例进行的说明更为充分得被理解。应该注意到，权利要求的范围由该处的详述所限定，而不是由对于本专利技术阐明的特征和优点进行的特定讨论所限定。本专利技术的组织和实施方式，连同其进一步的目的和优点，可通过参照结合附图进行的如下说明被最好地加以理解，附图为附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的由单独支架悬挂的摆式激光发射器的局部剖视图。尽管本专利技术可允许以附图所示并于此将进行详细说明的不同形式加以体现，本专利技术所公开的伴之以解释的特定实施例将被认为是本专利技术原理的一种范例，但并不意味着将本专利技术如于此所说明和所描述的那样加以限定。本领域技术人员了解到，附图中的元件是出于简单而清楚的目的加以示出的，并不必按照比例绘制。例如，附图中某些元件的尺寸可相对于其它元件予以扩大，以便有助于提高对于本专利技术多种实施例的理解。图1主要示出了具有外壳12的一种自动调平的激光调准工具10的一个示意性实施例。外壳12是除去侧壁的局部剖视，以示出工具10内部封装的摆动吊杆系统，通常指代以标识8。如所述，可视激光源14固定在摆动吊杆系统8的一个摆式工作台16上。连同透镜18一起工作的由激光源14产生的发散激光束在预定距离上提供一个会聚的焦点。在所述实施例中，出现的光束20部分被镜片22反射，将光束分裂成向上和向下的定向光束24，24’和一对正交水平光束24”和24。在其它实施例中可以了解到，分束器22还可以是这种类型的，它产生三束正交水平光束和两束垂直光束(一束向上且一束向下)，例如由授予Litvin的通常由特林布尔航空有限公司(Trimble NavigationLimited)(桑尼维尔，加利福尼亚州)持有的美国专利No.6,563,646中所公开的类型，公开内容被全部合并于此作为参考。在另一其它实施例中，可以将出现的光束20从一个表面反射，以产生一束利用或不利用分束器定位的预期光束。设置出射窗26，26’，26”和26用于水平光束，垂直光束和直角光束。应该了解到，由于本专利技术的补偿方法，因而并不需要典型地在现有技术装置中用于最终倾斜补偿的浅色透镜。摆式工作台16由摆动吊杆30，例如一条单线，一根(或多根)卷簧或其它挠曲且具有足够抗刚性的元件悬挂，它们的材料刚性(即，弯曲度，应变，挠度)是这样的，以便在工具10倾斜时，它允许摆式工作台非常接近地悬挂铅锤。在一个示例中，摆式工作台16重约25克，摆动吊杆30为长18mm，直径为0.18mm的线。这种装置足够脆弱，以允许摆式工作台16在外壳倾斜±5°的范围内，在重力的作用下紧贴着约98％的真正垂直。通过夹持器32将摆动吊杆30顶部固定到外壳12上，而通过夹持器34将其底部固定到摆式工作台16上。设置调节螺钉36和38校正该摆式工作台16，并因此校正激光束，以便进行水平和垂直定位。如所知道的那样，通过微小地旋转螺钉36和38来调整重心的位置，由此来改变激光束的方向。存在其它公知的方法来改变中心的位置，例如选择性地添加或去掉重量。通过磁性对偶40和42来设置摆式工作台16的最终倾斜补偿，该磁性对偶校正了因摆动吊杆30的材料刚性所造成的垂直和水平的些微偏斜。在一个实施例中，这种最终倾斜补偿足以校正因金属丝摆动吊杆30的材料刚性导致约2％的误差。当工具10倾斜时，磁铁40和42通过将摆式工作台16拉到至少基本上垂直或水平的方向上，以补偿摆动吊杆3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对激光调准工具的摆动吊杆系统中的材料刚性进行补偿的自动调平方法，所述方法包括：由具有预定材料刚性的摆动吊杆来支承工作台，所述工作台借助块体重量而具有大的自动调平范围；通过设置在摆动吊杆系统中的磁铁和磁性吸引材料之间的磁性吸引力来提供最终的倾斜校正，这样克服了所述摆动吊杆的所述预定材料刚性，以便将所述工作台设置在基本垂直的位置上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J海斯，R麦卡蒂，
申请(专利权)人：天宝导航有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]