本發(fā)明屬于工程測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于光學(xué)測(cè)量的儀器及其測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

?現(xiàn)有的激光指向儀是采用低功耗半導(dǎo)體激光器發(fā)出激光，通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)會(huì)聚，使其成為高度準(zhǔn)直的激光束，通過(guò)水平和垂直微調(diào)，完成指向工作。現(xiàn)已有的激光指向儀體積較大，具有放線、定位、指向功能，而且由于在實(shí)際生產(chǎn)施工過(guò)程中需要經(jīng)常調(diào)整儀器所在的位置以及指向，而目前這些儀器無(wú)法滿足在高低位置、縱向位置或者水平指向等方面的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，因而生產(chǎn)施工過(guò)程需要多次反復(fù)調(diào)節(jié)才能到位，使用不方便，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，還影響到施工進(jìn)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種集靈活性、方便性、多面性、實(shí)用性于一體，從而降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高施工效率的用于光學(xué)測(cè)量的儀器及其測(cè)量方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

設(shè)計(jì)一種用于光學(xué)測(cè)量的儀器，包括激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)，還包括支座和底座，其中支座位于底座的正上方，所述主機(jī)后端水平滑動(dòng)套裝在支座前端盲孔內(nèi)，所述支座上設(shè)有激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)縱向平移機(jī)構(gòu)，在支座與底座之間設(shè)有激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和水平旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)；

所述激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)縱向平移機(jī)構(gòu)包括千分尺，所述千分尺的測(cè)微螺桿頭部插入到支座后端通孔內(nèi)，并頂在所述主機(jī)的后端面上；

所述激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)水平旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)包括水平轉(zhuǎn)動(dòng)板、轉(zhuǎn)動(dòng)桿、限位塊及水平支撐板、支撐結(jié)構(gòu)和限位結(jié)構(gòu)，其中水平轉(zhuǎn)動(dòng)板前端通過(guò)連接件與支座底部連接，轉(zhuǎn)動(dòng)桿上端與支座后端連接，水平支撐板位于水平轉(zhuǎn)動(dòng)板正下方，水平支撐板后端相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)桿下端設(shè)有弧形槽，弧形槽橫向兩側(cè)分別裝有限位塊，限位塊與弧形槽間為滑動(dòng)匹配連接，并且轉(zhuǎn)動(dòng)桿下端位于橫向兩限位塊之間，在水平轉(zhuǎn)動(dòng)板前端與相應(yīng)的水平支撐板之間設(shè)有支撐結(jié)構(gòu)和限位結(jié)構(gòu)；

所述激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括設(shè)于底座上的呈前后平行設(shè)置的升降調(diào)節(jié)立柱Ⅰ和Ⅱ，其中水平支撐板前端固定安裝在升降調(diào)節(jié)立柱Ⅰ上，水平轉(zhuǎn)動(dòng)板的后端轉(zhuǎn)動(dòng)支撐在升降調(diào)節(jié)立柱Ⅱ頂端，水平支撐板的后端固定套裝在升降調(diào)節(jié)立柱Ⅱ上。

優(yōu)選地，在上述用于光學(xué)測(cè)量的儀器中，所述支撐結(jié)構(gòu)和限位結(jié)構(gòu)均為絲母絲杠調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，其中絲母固定在水平支撐板上，絲杠豎向貫穿水平支撐板，且末端延伸至水平轉(zhuǎn)動(dòng)板底部；所述支撐結(jié)構(gòu)所用絲杠末端為球形面，限位機(jī)構(gòu)所用絲杠末端為平面。

優(yōu)選地，在上述用于光學(xué)測(cè)量的儀器中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿為L(zhǎng)形桿，轉(zhuǎn)動(dòng)桿下端設(shè)有指針，相應(yīng)的沿水平支撐板的弧形槽設(shè)有旋轉(zhuǎn)角度刻度線。

優(yōu)選地，在上述用于光學(xué)測(cè)量的儀器中，所述升降調(diào)節(jié)立柱Ⅰ和Ⅱ上分別裝有升降調(diào)節(jié)電機(jī)，在升降調(diào)節(jié)電機(jī)動(dòng)力輸出軸上套裝有旋轉(zhuǎn)編碼器。

優(yōu)選地，在上述用于光學(xué)測(cè)量的儀器中，所述升降調(diào)節(jié)電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。

優(yōu)選地，在上述用于光學(xué)測(cè)量的儀器中，所述主機(jī)后端與支座徑向之間設(shè)有頂緊手柄，用以固定定位。

優(yōu)選地，在上述用于光學(xué)測(cè)量的儀器中，所述限位塊下部所設(shè)螺紋桿由弧形槽穿出后通過(guò)螺母螺紋固定連接在水平支撐板上。

還設(shè)計(jì)一種如上任一所述的用于光學(xué)測(cè)量的儀器的測(cè)量方法，包括以下準(zhǔn)備步驟：

（1） 調(diào)整激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)的高低位置：通過(guò)前后平行設(shè)置的升降調(diào)節(jié)立柱Ⅰ和Ⅱ來(lái)同步調(diào)整激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)所處的高低位置；

（2） 調(diào)整激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)的縱向位置：通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)千分尺上的旋鈕，千分尺上的測(cè)微螺桿頂動(dòng)主機(jī)及激光指向擴(kuò)束鏡做縱向移動(dòng)，來(lái)調(diào)節(jié)確定激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)的縱向位置；

（3）調(diào)整激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)的水平指向：轉(zhuǎn)動(dòng)板帶動(dòng)主機(jī)及激光指向擴(kuò)束鏡旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)至指定角度后通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)桿下端與橫向兩限位塊匹配定位，同時(shí)通過(guò)定位結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)水平轉(zhuǎn)動(dòng)板相對(duì)于水平支撐板的旋轉(zhuǎn)定位。

本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明在現(xiàn)有激光指向儀的基礎(chǔ)上，分別增設(shè)了縱向平移機(jī)構(gòu)、升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和水平旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)在高低位置、縱向位置以及水平指向三個(gè)方面的自主自由調(diào)節(jié)；同時(shí)增設(shè)千分尺用于確定縱向位移量，增設(shè)升降調(diào)節(jié)電機(jī)及旋轉(zhuǎn)編碼器用以確定升降高度，增設(shè)指針及旋轉(zhuǎn)角度刻度線來(lái)定量旋轉(zhuǎn)角度，從而實(shí)現(xiàn)激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)在高低位置、縱向位置以及水平指向三個(gè)方面的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。因而集靈活性、方便性、多面性、實(shí)用性于一體，能夠降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，有助于提高施工效率。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中：

圖1為本發(fā)明用于光學(xué)測(cè)量的儀器及其測(cè)量方法的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所含水平支撐板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中序號(hào)：1、激光指向擴(kuò)束鏡，2、主機(jī)，3、支座，4、底座，5、千分尺，6、升降調(diào)節(jié)立柱Ⅰ，7、升降調(diào)節(jié)立柱Ⅱ，8、升降調(diào)節(jié)電機(jī)，9、頂緊手柄，10、水平轉(zhuǎn)動(dòng)板，11、L形轉(zhuǎn)動(dòng)桿，12、限位塊，13、水平支撐板，14、支撐結(jié)構(gòu)，15、限位結(jié)構(gòu)，16、弧形槽，17、指針，18、旋轉(zhuǎn)角度刻度線，19、通孔，20、螺紋連接孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但以下實(shí)施例只是用來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍，在以下實(shí)施例中所涉及的儀器元件如無(wú)特別說(shuō)明，均為常規(guī)儀器元件。

實(shí)施例一：參見(jiàn)圖1-2，圖中，本發(fā)明用于光學(xué)測(cè)量的儀器，包括激光指向擴(kuò)束鏡1及主機(jī)2，以及支座3、底座4、千分尺5、升降調(diào)節(jié)立柱Ⅰ6和Ⅱ7及升降調(diào)節(jié)電機(jī)8。其中支座位于底座的正上方，主機(jī)后端水平滑動(dòng)套裝在支座前端盲孔內(nèi)，并在主機(jī)后端與支座徑向之間設(shè)有頂緊手柄9，用以固定定位。千分尺的測(cè)微螺桿頭部插入到支座后端所設(shè)通孔內(nèi)，并頂在主機(jī)的后端面上，并用緊定螺釘加以固定；通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)千分尺上的旋鈕，千分尺上的測(cè)微螺桿頂動(dòng)主機(jī)及激光指向擴(kuò)束鏡做縱向移動(dòng)，來(lái)調(diào)節(jié)確定激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)的縱向位置。該千分尺為常見(jiàn)千分尺的框架一部分切掉后，把其剩余部分加工成圓柱形。升降調(diào)節(jié)立柱Ⅰ和Ⅱ呈前后平行設(shè)于底座上，在升降調(diào)節(jié)立柱Ⅰ和Ⅱ上分別裝有升降調(diào)節(jié)電機(jī)，在升降調(diào)節(jié)電機(jī)動(dòng)力輸出軸上套裝有光電式旋轉(zhuǎn)編碼器。進(jìn)一步的，為了方便點(diǎn)動(dòng)式調(diào)節(jié)，升降調(diào)節(jié)電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。

同時(shí)在支座與底座之間設(shè)有激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)水平旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)；該激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)水平旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)包括水平轉(zhuǎn)動(dòng)板10、L形轉(zhuǎn)動(dòng)桿11、限位塊12及水平支撐板13、支撐結(jié)構(gòu)14和限位結(jié)構(gòu)15。其中水平轉(zhuǎn)動(dòng)板前端通過(guò)連接件與支座底部連接，水平轉(zhuǎn)動(dòng)板的后端轉(zhuǎn)動(dòng)支撐在升降調(diào)節(jié)立柱Ⅱ頂端，轉(zhuǎn)動(dòng)桿上端與支座后端連接，水平支撐板位于水平轉(zhuǎn)動(dòng)板正下方，水平支撐板前端固定安裝在升降調(diào)節(jié)立柱Ⅰ上，水平支撐板的后端通過(guò)所設(shè)通孔19固定套裝在升降調(diào)節(jié)立柱Ⅱ上，水平支撐板后端相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)桿下端設(shè)有弧形槽16，弧形槽橫向兩側(cè)分別裝有限位塊，限位塊與弧形槽間為滑動(dòng)匹配連接，并且限位塊下部所設(shè)螺紋桿由弧形槽穿出后通過(guò)螺母螺紋固定連接在水平支撐板上，轉(zhuǎn)動(dòng)桿下端位于橫向兩限位塊之間，且轉(zhuǎn)動(dòng)桿下端設(shè)有指針17，相應(yīng)的沿水平支撐板的弧形槽設(shè)有旋轉(zhuǎn)角度刻度線18。支撐結(jié)構(gòu)和限位結(jié)構(gòu)設(shè)于水平轉(zhuǎn)動(dòng)板前端與相應(yīng)的水平支撐板之間。

具體的，支撐結(jié)構(gòu)和限位結(jié)構(gòu)均為絲母絲杠調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，其中絲母固定在水平支撐板上，絲杠豎向貫穿水平支撐板上螺紋連接孔20，且末端延伸至水平轉(zhuǎn)動(dòng)板底部；所述支撐結(jié)構(gòu)所用絲杠末端為球形面，限位機(jī)構(gòu)所用絲杠末端為平面。

上述用于光學(xué)測(cè)量的儀器的測(cè)量方法，包括以下準(zhǔn)備步驟：

（1） 調(diào)整激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)的高低位置：通過(guò)升降調(diào)節(jié)電機(jī)及前后平行設(shè)置的升降調(diào)節(jié)立柱Ⅰ和Ⅱ，來(lái)同步調(diào)整激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)所處的高低位置；根據(jù)光電式旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)傳輸轉(zhuǎn)速檢測(cè)數(shù)據(jù)，由PLC控制器控制電機(jī)啟停，使激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)升降至指定高度。

（2） 調(diào)整激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)的縱向位置：松開(kāi)主機(jī)后端與支座徑向設(shè)置的頂緊手柄，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)千分尺上的旋鈕，千分尺上的測(cè)微螺桿頂動(dòng)主機(jī)及激光指向擴(kuò)束鏡做縱向移動(dòng)，來(lái)調(diào)節(jié)確定激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)的縱向位置；在激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)處于指定的縱向位置后，重新擰緊頂緊手柄。

（3）調(diào)整激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)的水平指向：水平轉(zhuǎn)動(dòng)板帶動(dòng)主機(jī)及激光指向擴(kuò)束鏡旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)至指定角度后通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)桿下端與橫向兩限位塊匹配定位，同時(shí)通過(guò)定位結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)水平轉(zhuǎn)動(dòng)板相對(duì)于水平支撐板的旋轉(zhuǎn)定位。其余按現(xiàn)有激光指向儀測(cè)量步驟進(jìn)行即可，在此不再重述。

具體的，可以在支承結(jié)構(gòu)所含絲杠的球面上和水平轉(zhuǎn)動(dòng)板上分別涂抹潤(rùn)滑脂，使得支承結(jié)構(gòu)可在轉(zhuǎn)動(dòng)板的下表面作圓弧運(yùn)動(dòng)，在減小轉(zhuǎn)動(dòng)阻力的同時(shí)可對(duì)主機(jī)及激光指向擴(kuò)束鏡的縱向位移有一定的支承作用。根據(jù)所指定的旋轉(zhuǎn)角度的大小，擰松連接限位塊下部螺桿上螺紋連接的螺母，兩限位塊沿弧形槽可以滑動(dòng)，按照指針指示刻度，調(diào)整兩限位塊在弧形槽上的位置，然后再將兩限位塊下部所連接的螺母擰緊加以固定。

因此，本發(fā)明不僅能夠?qū)崿F(xiàn)激光指向擴(kuò)束鏡及主機(jī)在高低位置、縱向位置以及水平指向三個(gè)方面的調(diào)節(jié)，并且可以實(shí)現(xiàn)其在上述三個(gè)方面的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，從而集靈活性、方便性、多面性、實(shí)用性于一體，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，有助于提高了施工效率。

上面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下，還可以對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)具體參數(shù)進(jìn)行變更，形成多個(gè)具體的實(shí)施例，均為本發(fā)明的常見(jiàn)變化范圍，在此不再一一詳述。