本发明专利技术提供一种位置确定装置，它具有一种简单的结构，适用于同时产生一水平参考平面和一倾斜参考平面。根据本发明专利技术的位置确定装置（１００）包括一旋转的激光装置（１５１），它发射至少两个在并非水平面的平面内发散的扇形激光束，同时围绕一给定的光轴旋转该激光束；和一光探测器（１５４），其具有至少一个接收该扇形激光束的光接收部分。该扇形激光束之一的倾角不同于其余的扇形激光束，根据光接收部分上所接收的激光束的状态，可以确定该光探测器与该旋转的激光装置的相对位置。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
技术介绍
专利
本专利技术涉及一种位置确定装置，它往复移动或旋转发射激光束的激光源，以产生一与水平参考平面成某一倾角的斜面，以及与该装置一起使用的旋转的激光装置。根据本专利技术的位置确定装置用于产生一参考点，一条参考线以及一测量参考平面。
技术介绍
为了产生覆盖较宽范围的水平参考水准面(a horizontal referencelevel)，已经越来越多地用旋转的激光装置来取代光学水准装置。近年来，使用旋转的激光装置来确定与某些方向相关的高度，特别是在参考高度的基础上产生直线、平面等。该旋转的激光装置发射水平激光束，同时使该激光束进行圆或往复扫描，然后中断，以便产生一旋转参考平面，一局部参考线，一参考平面，一参考线，一参考点等。该旋转的激光装置适用于产生参考水平线，在该参考水平线的基础上设计一留作在建建筑物的窗框的区域，并且用于构造一个小丘(mount)并产生一参考水平面，在此基础上分割该丘，产生暴露的土壤表面。在另一种应用中，利用旋转的激光装置预先确定建筑诸如楼梯的倾斜结构的参考点，在另外的应用中，旋转的激光装置能产生沿一个方向或者甚至沿两个方向倾斜的参考平面。日本专利公开No.H06-26861中公开了能产生倾斜参考平面的现有技术旋转的激光装置的一个例子。下面将概括描述该现有技术旋转的激光装置的结构和特征。参见图44，一旋转的激光装置951具有一外壳901和一激光投影器903。该外壳901在其上部中心部位提供一平截头锥形凹进部分902。激光投影器903通过该凹进部分902的中心垂直延伸。被凹进部分902支撑的激光投影器903可以在其中间形成的球形支架904上围绕它倾斜。具有五棱镜909的旋转机构905安装在激光投影器903的上部。通过由扫描马达906提供动力的驱动齿轮907和扫描齿轮908旋转该旋转机构905。围绕激光投影器903设置有两对倾斜机构(仅表示出其中一个)。任一个倾斜机构910包括一马达911，一螺杆912和一螺套913，所有这些元件协同作用产生倾斜。该马达911能够通过驱动齿轮914和倾斜齿轮915来转动螺杆912。激光投影器903与螺套913通过插入其间的臂916相连。螺杆912的转动使螺套913上下运动，使激光投影器903倾斜。两个固定探测器918和919设置在激光投影器903中间与旋转机构905的旋转轴正交的同一平面内。其中一个固定探测器，探测器918，平行于倾斜臂916设置，而另一个，即探测器919垂直于倾斜臂916取向。一具有一枢轴销921的凸缘920被固定在激光投影器903的下端。枢轴销921的上端在其一点上枢轴支撑一L-形倾斜板922，L-形倾斜板922中包含角度确定探测器929和角度确定探测器930。该角度确定探测器929被设置成与固定探测器918同一方向，该角度确定探测器930被设置成与固定探测器919同一方向。倾斜板922与两个倾斜机构相连(仅表示出一个)。每组倾斜机构925包括一马达926，一通过马达926旋转的螺杆927，和一锁紧螺帽928，倾斜螺杆927通过锁紧螺帽而拧紧，所有这些元件协同作用使基准点倾斜。倾斜板922的一端固定在锁紧螺帽928上。致动马达926来旋转螺杆927并垂直移动锁紧螺帽928，从而，可以倾斜该倾斜板922。激光投影器903中设置有一激光照射器(未示出)和一包括诸如将来自激光照射器的入射光线折射成平行光线的准直透镜的光学元件的投影器光学系统(未示出)。由该投影器光学系统发射的激光束被五棱镜909沿水平方向偏转，并投射出投影器窗口931。现在将描述该旋转的激光装置的功能特征。通过倾斜机构925实现倾角的确定。首先，致动倾斜机构910来调节固定探测器918和919的姿态，使两个探测器均表现为水平。然后致动马达926，以旋转螺杆927并升高锁紧螺帽928，从而，倾斜板920沿与所需预定角度θ相反的角方向相对凸缘920倾斜角度θ。通过诸如与马达926相连的编码器(未示出)来探测该倾角θ。然后，致动倾斜机构910以倾斜激光投影器903，使所探测出倾斜板922是水平的。在此状态下，来自激光投影器903的光的发射方向以相对水平面的预定角度θ倾斜。在确定了激光发射方向的倾角之后，在五棱镜909处沿垂直于旋转机构905的旋转轴的方向偏转的激光束通过激光投影器903被投射出去，同时旋转该旋转机构905，或者旋转机构905在等于该预定角度的范围内往复扫描，从而产生一倾斜的参考平面。日本专利公开No.H11-94544公开了一种建筑后(post-construction)高度显示装置和一种建筑后高度确定装置，这两者均包括一在照射激光束的同时旋转激光束的激光装置以及一完成高度显示器。建筑后高度确定装置能通过使用建筑后高度显示器接收激光装置发射出的激光束，以便探测从该激光装置到显示装置的距离，以及显示装置与参考水平面之间的偏离，来确定所需的建筑后高度，激光束靠近该参考平面射出。此外，日本专利公开No.H11-118487公开了一种具有一倾角探测器的参考照射光束探测机构，与激光装置结合使用。另外，日本专利公开No.H7-208990公开了一种三维坐标确定装置，包括一旋转并照射多个平面光束的照射装置以及多个反射装置。该3D坐标确定装置使用多个反射装置以对照射装置发射的光进行反射，并使用照射装置接收所反射的光束，以确定相对该反射装置的三维坐标。如上所述现有技术的旋转的激光装置必须具有两对倾斜机构，以这样一种方式支撑激光投影器903，能通过两种方法使激光投影器完全自由地倾斜，从而产生倾斜的参考平面。这种现有技术例子的缺点在于，需要两个固定探测器918和919，以及两个倾斜探测器929和930，并且它需要一种复杂的结构，即需要一个控制电路来控制两对倾斜机构的致动，使制造成本增大。而且，现有技术的旋转的激光装置仅产生一个参考平面，而永远不能同时产生水平和倾斜参考平面，这妨碍确定水平与倾斜参考平面之间的相对关系，或者妨碍确定倾角彼此不同的两个倾斜参考平面之间的相对关系。应该通过精确调节反射装置的角位置，使反射装置反射的光束确定无疑地返回照射装置，来进一步改进日本专利公开No.H7-208990所公开的三维坐标确定装置的现有技术实施例。另外，必须移动反射装置，产生预定参考平面，并且还必须在照射装置处监测确定值，导致需要不止一个操作员来操作该装置，这是不利的。专利技术概述为了克服上述缺点，本专利技术提出了旋转的激光装置的一种改进，允许同时确定一倾斜面和一处于任何高度的水平参考平面，无需倾斜激光投影器，并且无需精确设置光接收部分。因此，本专利技术的一个目的在于提供一种结构简单的位置确定装置，能同时产生一水平参考平面和一个倾斜平面。本专利技术的另一个目的在于提供一种操作简化的位置确定系统，使单个操作员足以能工作。本专利技术的又一个目的在于提供一种旋转的激光装置，它能发射在非水平面的平面内发散的扇形激光束。按照本专利技术的一个方面，一种位置确定装置包括一旋转的激光装置，它发射两或更多个扇形激光束，同时围绕一给定轴旋转该激光束；和一光探测器，其具有一或多个用于接收该扇形激光束的光接收部分，其中该两或更多个扇形激光束在并非水平面的平面中发散。至少扇形激光束之一的倾角与其余激光束不同，并且该光探测器根据光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种确定位置的装置，包括一旋转的激光装置，它发射两或更多个发散的扇形激光束，同时围绕一给定轴旋转该激光束，这两或更多个扇形激光束在并非水平面的平面中发散，其中扇形激光束之一的倾斜角度不同于其余的扇形激光束，以及一光探测器，具有一或多 个用于接收该扇形激光束的光接收部分，和用于在该光接收部分所接收的激光束的状态的基础上确定其自身与该旋转的激光装置的相对位置的确定装置。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大有文夫，林邦広，
申请(专利权)人：拓普康株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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