管道敷设用的激光校平系统技术方案

一种管道敷设用的激光校平系统，包括：一个可转动的激光发射器，供将辐照光束发射到一个目标反射体上，使所述偏振辐照光反射；一个反射光束检测器，供检测所述目标反射体反射来的反射光束；一个驱动机构，具有第一、第二驱动装置，第一驱动装置供驱动所述激光发射器沿垂直方向转动，第二驱动装置供驱动所述激光发射器沿水平方向转动；和一个控制器，供控制至少一个驱动装置从而根据所述反射光束的输出将辐照光束引到目标反射体上。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在一种管道敷设用的激光校平系统。在土木工程和建筑
中为了确定参考高度，现在采用旋转的激光辐照系统在一个水平面内进行偏振光束的旋转扫描。近几年来，已把可见半导体激光发展到了用于实际应用中，并且已经出现了采用可见半导体激光的旋转辐照系统，这使得进行可视勘测成为可能。在这种旋转激光辐照系统中，为了确保操作人员的安全，要限制激光的输出。由于这个原因，在要求对偏振光束的反射进行可视识别的勘测和测量中，其工作距离变得相对短了。这样，在现在采用的旋转激光辐照系统中，对偏振光束进行往复的扫描来增加偏振的反射光束的亮度，使工作距离延长。为了在适当的范围内实现往复的扫描，必须识别出扫描位置。为了这一目的，采用了一种目标反射体检测系统，在这个系统中在一个工作位置放置一块目标反射体，并对由目标反射体反射的偏振的反射光束进行检测，识别目标反射体的位置。在上述目标反射体检测系统中，为了识别目标反射体，使发射的光变成偏振光，并使由目标反射体反射回的反射光的偏振方向相对于发射光的偏振方向发生变化。这是因为玻璃面等不需要的反射体具有保持该偏振方向而反射的性质，所以，可以进行识别。在上述旋转激光辐照系统中，用与目标反射体的偏振光相对应的检测装置检测反射光。但是，在土木工程或建筑工程的工作现场，常常有许多不需要的反射体，并且反射的方式不固定，包含各种各样的偏振成分。困此，当发自旋转激光辐照系统的激光束照射到具有光亮表面的不需要的反射体上，强反射光进入主机的检测器时或者由光学性质与目标反射体类似的反射物反射回的反射光进入主机的检测器时，常常错误地把不需要的反射体检测成目标反射体，并且在错误的位置进行往复扫描。本专利技术的目的是要提供一种管道敷设用的激光校平系统，该校平系统利用激光束形成基准线作为敷设管道时的参考线。该激光校平系统包括一个可转动地支撑着的激光发射器，供将辐照光束发射到一个目标反射体上，所述辐射光束为偏振辐照光束，所述目标反射体有一个反射表面供改变所述偏振辐照光束的偏振方向，使所述偏振辐照光反射；一个反射光束检测器，供检测所述目标反射体反射来的反射光束；一个驱动机构，具有第一驱动装置和第二驱动装置，第一驱动装置供驱动所述激光发射器沿垂直方向转动，第二驱动装置供驱动所述激光发射器沿水平方向转动；和一个控制器，供控制至少其中之一所述驱动装置从而根据所述反射光束的输出将辐照光束引到目标反射体上。附图说明图1是用于解释本专利技术的第一个实施例的图；图2是示出上述实施例中的偏振反射光束检测电路的方框图；图3示出上述实施例中一种目标反射体的例子；图4示出上述偏振反射光束检测电路中的信号波形；图5A和5B分别用于解释目标反射体，偏振照射光束及目标反射体的输出信号之间的关系的图；图6是解释本专利技术的第二个实施例的图；图7是解释本专利技术的第三个实施例的图；图8是解释本专利技术的第四个实施例的图；图9示出目标反射体的另一个例子图10示出装有本专利技术的目标反射体检测系统的一种激光准直器的截面图；图11是上述激光准直器的正面图；图12是沿图10中A-A线的箭头方向的剖视图；以及图13是上述激光准直器的激光振荡器的示意图。图1示出装有按照本专利技术的目标反射体检测系统的一种激光旋转照射系统。这个激光旋转照射系统包括旋转照射系统主机1和一个目标反射体2，该反射体被放置在离旋转照射系统主机1一定距离的地方。首先，给出对旋转照射系统主机1的描述。旋转照射系统主机1包括激光发射器3、旋转单元4、反射光检测器5、旋转控制器6、及发光元件的驱动器7。先描述激光发射器3。在发射线偏振光的偏振辐照光束的激光二极管10的光轴上，从激光二极管10开始顺序设置准直透镜11，第一λ/4双折射片12，以及穿孔镜13。准直透镜11把发自激光二极管10的线偏振光的偏振辐照光束变成平行光束，然后由第一λ/4双折射片12转换成圆偏振光。圆偏振光的偏振辐照光束穿过穿孔镜13照射到旋转单元4上。旋转单元4使来自激光发射器3的偏振辐照光束沿水平方向射出并进行扫描。在一个旋转支架15上设有一块把发自激光发射器3的偏振辐照光束的光轴旋转90°的五边形棱镜14，该旋转支架15绕偏振辐照光束的光轴转动，并且该旋转支架15通过从动齿轮16和驱动齿轮17与扫描马达18相连接。由目标反射体2反射回来的偏振反射光束入射到旋转单元4。入射到五边形棱镜14上的偏振反射光束射向穿孔镜13后转向，由穿孔镜13将偏振反射光束反射到反射光检测器5中。下面将给出对反射光检测器5的描述。在穿孔镜13的反射光轴上，从穿孔镜13开始顺序设置聚光透镜20，第二λ/4双折射片21，针孔22，双色镜或偏振光束分光镜23，以及由光二极管和其它元件组成的第一光探测器24，并且在偏振光束分光镜23的反射光轴上设置由光二极管和其它元件组成的第二光探测器25。上述第一光探测器24和第二光探测器25的输出信号输入到偏振反射光束检测器电路26。偏振光束分光镜23把入射到反射光检测器5的偏振反射光束分光后，导向第一光探测器24和第二光探测器25，第二块λ/4双折射片21和偏振光束分光镜23的设置方式使得发自激光发射器3的偏振辐照光束两次穿过λ/4双折射片，偏振方向变换后，返回主机1的偏振反射光束射向第一光探测器24，并且偏振方向与发自激光发射器3的偏振辐照光束的偏振方向相同的返回主机1的偏振反射光束射向第二光探测器25。现在参考着图2给出对偏振反射光束检测电路26的一个例子描述。上述第一光探测器24和第二光探测器25的输出通过放大器31和放大器35输入差分放大器32，该差分放大器32的输出通过同步检测器33输入差分放大器34。上述第一光探测器24和第二光探测器25的输出通过放大器31和放大器35输入加法放大器36，该加法放大器36的输出通过同步检测器38输入差分放大器39。该差分放大器39和差分放大器34的输出信号输入旋转控制器6。上述偏振反射光束检测电路26设有一个振荡电路40，它把用来进行同步检测的时钟信号输给同步检测器33和同步检测器38，同时把进行脉冲调制必须的时钟信号输出发光元件的驱动器7。上述旋转控制器6根据来自反射光检测器5的信号对扫描马达18的旋转进行控制，并且旋转控制器6使发自激光发射器3的偏振辐照光束以目标反射体2为中心往复扫描。发光元件的驱动器7根据来自偏振反射光束检测电路26的时钟信号对发自激光二极管10的偏振辐照光束进行脉冲调制。现在参考图3给出对目标反射体2。在基板27上形成一个反射层28。在图中的左半部粘贴上一块λ/4双折射片29。反射层28的暴露部分用作保持入射光束的偏振方向并反射的反射部分，而上述λ/4双折射片29部分用作偏振光转换反射器，它相对于入射光束转换反射光的偏振方向并进行反射。上述反射层28由循环反射材料构成，并且设置了多个小的三面直角棱镜或球形反射器。上述λ/4双折射片29有使偏振反射光束相对于入射光束产生λ/4相位差的作用。下面，对其运行进行描述。基于来自振荡器电路40的时钟信号对发自激光二极管10的偏振辐照光束进行调制，该激光二极管10由发光元件的驱动单元7所驱动。准直透镜11把发自激光二极管10的线偏振光的偏振辐照光束转变成平行光束，这个光束在通过第一λ/4双折射片12后进一步变成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道敷设用的激光校平系统，它包括：一个可转动地支撑着的激光发射器，供将辐照光束发射到一个目标反射体上，所述辐射光束为偏振辐照光束，所述目标反射体有一个反射表面供改变所述偏振辐照光束的偏振方向，使所述偏振辐照光反射；一个反射光束检测器，供检测所述目标反射体反射来的反射光束；一个驱动机构，具有第一驱动装置和第二驱动装置，第一驱动装置供驱动所述激光发射器沿垂直方向转动，第二驱动装置供驱动所述激光发射器沿水平方向转动；和一个控制器，供控制至少其中之一所述驱动装置从而根据所述反射光束的输出将辐照光束引到目标反射体上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大友文夫，林邦广，古平纯一，西泽裕之，吉野健一郎，平野聪，小川洋平，
申请(专利权)人：株式会社拓普康，
类型：发明
国别省市：JP[日本]