專利名稱：激光接收器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種激光接收器。
技術背景
目前，在建筑工地、裝修工地、道路建造工地、設備安裝工地及管道布線工地的施工及驗收工作中，廣泛使用激光投線儀或激光掃平儀，它能發出一條水平多條相互垂直的紅色或藍色激光線，為增加抗干擾能力，通常激光線也可被調制成5W!z -IOkhz或0-30hz 的脈動信號，能快速準確地提供水平和垂直基準。在低照度環境中，近距離大概在10米以內激光線是可見的，在高照度及遠距離使用時就需要一種激光接收器來識別激光接收器的位置。激光接收器的使用是這樣激光接收器上有三個位置(上、中、下)指示燈，分別用三種不同的顏色，或者上，下同色而中間不同色來指示。接收單元由兩塊相互靠近的光電池組成，當光線照在上面的光電池時，下面的指示燈亮，表示光線照在上面，要向下移動，當光線照在下面的光電池時，上面的指示燈亮，表示光線照在下面，要向上移動，當上下光電池都接收到照射時，中間指示燈亮，同時蜂鳴器發出連續的聲音，表示激光線處在正中的位置。 如果把激光接收器旋轉90°，及可左右移動激光器去搜索垂直的激光線，判斷的方法是相同的。現有的自動水平投線儀配套的激光接收器都是靠人手上下或左右移動，去搜索激光線的，在操作中既要保持水平，又要移動，手的抖動是難免的，這會帶來測量的誤差，同時在搜索過程中對基準位相對移動了多少位移也是不知道的。發明內容
本發明目的是為了克服現有激光接收器的不足，本發明提供一種能夠自動調整激光接收傳感器對于激光線接收位置的激光接收器，其能在有效行程范圍內自動且精確的搜索和捕捉激光線，以驅除常規技術中人手抖動對于測試精度的影響，使激光接收器的使用能夠更加簡便易行。
本發明的技術方案是一種激光接收器，包括至少一個激光接收傳感器和用于識別激光接收傳感器激光線接收位置并輸出識別信號的主機，以及可根據主機輸出的識別信號發出指示信號的信號指示裝置，其特征在于還包括可根據主機輸出的識別信號驅動激光接收傳感器移動以獲得激光線最佳接收位置的傳感器位移驅動裝置。
進一步的，本發明中所述主機包括相連的信號放大電路模塊和CPU，所述激光接收傳感器與信號放大電路模塊相連，而CPU則與傳感器位移驅動裝置的驅動電路相連。
本發明中所述激光接收傳感器可以使用一個，當然也可以同時使用兩個以上，而在實際的優選方案中本發明傾向于所述激光接收傳感器的數量為兩個以上，所述主機還包括信號切換開關選擇電路模塊，所述激光接收傳感器經信號切換開關選擇電路模塊與信號放大電路模塊相連，而所述CPU同時與該信號切換開關選擇電路相連。具體工作中，任意一個預先接收到激光線的激光接收傳感器將傳遞給CPU —個信號，隨即CPU將反饋一個控制信號給信號切換開關選擇電路模塊，讓其選定該預先接收到激光線的激光接收傳感器完4成余下的激光接收工作；也就是說信號切換開關選擇電路接下來只負責傳遞該被選定的激光接收傳感器與信號放大電路模塊及CPU之間的信號傳遞工作，對其進行微調直至該選定的激光接收傳感器獲得激光線接收最佳位置。采用多個激光接收傳感器能夠增加激光線接收范圍，從而減少激光接收傳感器的移動距離，提高整個激光接收器的工作效率。本發明中所述傳感器位移驅動裝置主要是指通過電驅動帶動激光接收傳感器運動的機構，雖然是一種公知的技術手段，但應用于激光接收器還沒有先例。所述傳感器位移驅動裝置的具體形式可以多種多樣，而本發明亦優選采用一種運行可靠，移動平穩的形式， 即所述傳感器位移驅動裝置包括同步帶輪傳動機構，所述同步帶輪傳動機構由主動輪，從動輪，套于主、從動輪上的同步帶及連接并驅動主動輪旋轉的電機共同構成，所述激光接收傳感器固定于所述同步帶上，而所述CPU與電機的驅動電路相連。進一步的，本發明還包括位移穩定機構，所述位移穩定機構包括與主、從動輪的中心連線平行布置的導軌，及設于導軌上可沿導軌往復移動的滑塊，所述激光接收傳感器同時固定于所述滑塊上；還包括布置于導軌兩端的兩個用于防止激光接收傳感器移動超出導軌有效行程的光電限位開關，所述兩個光電限位開關均與CPU相連，一旦其中任意一個光電限位開關檢測到激光接收傳感器超出導軌有效行程，將立即發出信號給CPU，由CPU發出指令停止傳感器位移驅動裝置運作，防止裝置損壞。位移穩定機構的引入能夠進一步確保激光接收傳感器移動時的平穩性，從而在一定程度上提高其對于激光線接收的精度。進一步的，本發明還包括液晶位移顯示裝置和傳感器位移檢測裝置，所述傳感器位移檢測裝置包括光電零位開關和位移脈沖信號檢測傳感裝置，所述光電零位開關與CPU 相連，用于記錄激光接收傳感器的初始位置；所述位移脈沖信號檢測傳感裝置與CPU相連， 用于將激光接收傳感器運動的位移量信號轉換成脈沖信號，并將此脈沖信號傳輸給CPU處理成數據信號；所述液晶位移顯示裝置也與CPU相連，用于將CPU輸出的數據信號以數字或刻度的形式顯示出來。本發明中所述位移脈沖信號檢測傳感裝置為現有技術，其具有可相對活動的兩個檢測頭，其中一個檢測頭固定，而另一個則可隨激光接收傳感器同步移動(例如具體實施時，可將該檢測頭固定在上述沿導軌往復移動的滑塊上)，位移脈沖信號檢測傳感裝置可將兩個檢測頭之間的相對位移量轉換成脈沖信號，傳遞給CPU處理。當然，在實際的運用中，若本發明中的電機采用的是步進電機，則本發明也可以不采用位移脈沖信號檢測傳感裝置來檢測位移量，而是由CPU直接利用步進電機反饋的脈沖計數來精確地計算位移量，并處理成數據信號輸出給液晶位移顯示裝置進行顯示。本發明中所述激光接收傳感器、信號指示裝置和液晶位移顯示裝置均為常規技術，為本領域技術人員所熟知，但液晶位移顯示裝置應用于本發明確未有先例。同常規技術一樣，所述激光接收傳感器包括兩個相互靠近的光敏元件，例如兩塊光電池，當激光線照在上面或者下面的光電池上時，均不是合格的激光線接收位置，都需要作出相應的調整，只有當上、下光電池都接收到照射時，才是激光線最佳接收位置。本發明中所述信號指示裝置可以是燈光顯示識別輸出裝置，或者聲音識別輸出裝置，或者同時包括兩者。所述燈光顯示識別輸出裝置包括上位指示燈、中位指示燈和下位指示燈，所述上位指示燈用于當激光接收傳感器中位于下部的光敏元件接收到激光線時發亮，所述下位指示燈用于當激光接收傳感器中位于上部的光敏元件接收到激光線時發亮， 而所述中位指示燈用于當激光接收傳感器中兩個光敏元件均接收到激光線時發亮。所述聲音識別輸出裝置可以選擇常規的蜂鳴器，所述蜂鳴器可預設有多個報警音頻，對應激光接收傳感器不同的激光線接收位置而發出不同的報警音。
本發明還可進一步包括與CPU相連用于同外界進行數據傳遞的通訊電路模塊。
本發明在實際生產時，包含外殼，所述激光接收傳感器、主機、信號指示裝置、傳感器位移驅動裝置、液晶位移顯示裝置、光電零位開關、光電測距傳感器和位移穩定機構均安裝于外殼內。
本發明在具體使用時，置于激光投線儀或激光掃平儀等激光發射裝置的有效接收行程內，根據所接收的是垂直激光基準線還是水平激光基準線，來確立整個激光接收器的布置方向，例如接收水平激光基準線時為縱向布置，確保激光接收傳感器于縱向移動。隨即給激光接收器通電，便即自動開始搜索工作。當激光接收傳感器未接收到信號時，CPU將通過傳感器位移驅動裝置驅動激光接收傳感器作上下往復運動，對激光線進行搜索。當激光接收傳感器接收到激光信號時，若采用多個激光接收傳感器，則CPU將通過信號切換開關選擇電路模塊鎖定預先接收到激光線的激光接收傳感器完成余下的激光接收工作。隨即， 在CPU的控制下將對激光線作精確的測量當激光接收傳感器上部的光敏元件接收到激光信號時，下位指示燈點亮(可同時發出報警音)，CPU將發出控制信號驅動傳感器位移驅動裝置帶動激光接收傳感器向下移動，直到激光接收傳感器的上下光敏元件均接收到激光信號，也即達成激光線的最佳接收位置，中間指示燈亮，此時激光接收器將通過液晶位移顯示裝置以數字或者刻度的形式顯示出激光接收傳感器相對于初始位置的精確位移。而當激光接收傳感器下部的光敏元件接收到激光信號時，上位指示燈點亮(可同時發出報警音)，CPU 將發出控制信號驅動傳感器位移驅動裝置帶動激光接收傳感器向上移動，直到激光接收傳感器的上下光敏元件均接收到激光信號，中間指示燈點亮為止，此時同樣借助液晶位移顯示裝置以數字或者刻度的形式顯示出激光接收傳感器相對于初始位置的精確位移。當本激光接收器用于接收垂直激光基準線時，只需將激光接收器旋轉90°橫向布置，確保激光接收傳感器于橫向移動。
此外值得一提的是，本發明借助CPU內置的程序還可實現“置零”功能，即在實際的檢測過程中將激光接收傳感器實時停止的位置預置為零位，以便當激光接收傳感器移動至下一位置時，能夠更加方便快速的計算出兩者間的位移差，以便數據的直觀顯示。
本發明的優點是1.本發明提供的這種激光接收器，其通過增加傳感器位移驅動裝置使得激光接收傳感器能在有效行程范圍內自動且精確的搜索和捕捉激光線，從而驅除了常規技術中人手抖動對于測試精度的影響，使得激光接收器的測試更加精確可靠，也使得激光接收器的使用更加簡便易行。
2.本發明提供的這種激光接收器，增加了液晶顯示功能，能夠顯示檢測得到的激光接收傳感器接收激光線過程中相對于初始位置的移動距離，驅除了常規技術中通過高度尺讀取位移的麻煩，更進一步提高了激光接收器的實用便利性。
3.本發明提供的這種激光接收器，可提供激光接收傳感器在任意位置顯示置零的功能，非常方便位移差的測試，確保激光接收傳感器能夠在有效設計的行程內更加自動快速的搜索激光線。


下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述 圖1為本發明的主結構框圖(省略電源輸入裝置)； 圖2為本發明的實物立體結構示意圖(正面)；
圖3為本發明的實物立體結構示意圖(背面)； 圖4為本發明的實物內部立體結構示意圖(正面同步帶輪傳動機構)； 圖5為本發明的實物內部立體結構示意圖(背面)； 圖6為本發明的電路結構框圖(省略電源輸入裝置)。其中1、外殼；2、光電零位開關；3、滑塊；4、光電限位開關；5、導軌；6、主動輪；7、 從動輪；8、同步帶；9、激光接收傳感器；10、電機；11、控制線路板；12、上位指示燈；13、中位指示燈；14、下位指示燈；15、液晶位移顯示裝置；16、蜂鳴器；17、激光接收窗口 ；18、通訊接口 ；19、電源輸入接口 ；20、隔板；21、電池組。
具體實施例方式實施例結合圖1所示，本發明提供的這種激光接收器其結構框架如下由激光接收傳感器，用于識別激光接收傳感器激光線接收位置并輸出識別信號的主機，可根據主機輸出的識別信號發出指示信號的信號指示裝置，可根據主機輸出的識別信號驅動激光接收傳感器移動以獲得激光線最佳接收位置的傳感器位移驅動裝置，用于檢測激光接收傳感器位移的傳感器位移檢測裝置，顯示激光接收傳感器位移量的液晶位移顯示裝置以及給上述各部分供電的電源輸入裝置這幾個部分所共同構成。具體結合圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，是本發明的一種具體實施例。首先如圖2 —圖5所示，該實施例的具體實物結構具有一外殼1，所述激光接收傳感器9、主機、信號指示裝置、傳感器位移驅動裝置、傳感器位移檢測裝置、液晶位移顯示裝置15和電源輸入裝置均設置于該外殼1內。所述外殼1內部設置一隔板20，隔板20的一面安裝有傳感器位移驅動裝置，本實施例中該傳感器位移驅動裝置由同步帶輪傳動機構和位移穩定機構兩部分共同組成，所述同步帶輪傳動機構由主動輪6，從動輪7，套于主、從動輪6、7上的同步帶8及連接并驅動主動輪6旋轉的電機10共同構成，所述電機10安裝于隔板20另一面。本實施例中所述激光接收傳感器9的數量為三個(圖2 —圖5的實物圖中僅畫出一個激光接收傳感器)，所述激光接收傳感器9固定于所述同步帶8上。所述位移穩定機構由與主、從動輪6、7的中心連線平行布置的導軌5，設于導軌5上可沿導軌5往復移動的滑塊3，以及布置于導軌5兩端的兩個用于防止激光接收傳感器9移動超出導軌5有效行程的光電限位開關4共同構成， 所述激光接收傳感器9同時固定于所述滑塊3上。本實施例中所述傳感器位移檢測裝置具體由光電零位開關和位移脈沖信號檢測傳感裝置兩部分組成，所述光電零位開關2設置于所述導軌5 —側。所述位移脈沖信號檢測傳感裝置為現有技術，其具有可相對活動的兩個檢測頭(圖中未畫出)，其中一個檢測頭固定在隔板20上，而另一個檢測頭固定在上述沿導軌5往復移動的滑塊3上，可隨激光接收傳感器9同步移動。所述位移脈沖信號檢測傳感裝置可將兩個檢測頭之間的相對位移量轉換成脈沖信號。
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所述隔板20的另一面安裝有主機，所述主機是整合了信號切換開關選擇電路模塊、信號放大電路模塊、CPU和通訊電路模塊的控制線路板11。
具體結合圖6所示，所述三個激光接收傳感器9均經信號切換開關選擇電路模塊與信號放大電路模塊相連，信號放大電路模塊與CPU相連，而CPU則與電機10的驅動電路相連，所述CPU同時與該信號切換開關選擇電路相連。所述位移穩定機構內的兩個光電限位開關4均與CPU相連，一旦其中任意一個光電限位開關4檢測到激光接收傳感器超出導軌5有效行程，將立即發出信號給CPU，由CPU發出指令停止電機10運作，防止機構損壞。 所述光電零位開關2與CPU相連，用于記錄激光接收傳感器9的初始位置；所述位移脈沖信號檢測傳感裝置與CPU相連，用于將激光接收傳感器9運動的位移量信號轉換成脈沖信號， 并將此脈沖信號傳輸給CPU處理成數據信號；所述液晶位移顯示裝置15也與CPU相連，用于將CPU輸出的數據信號以數字或刻度的形式顯示出來。所述通訊電路模塊也與CPU相連， 用于同外界進行數據傳遞。
本實施例中所述信號指示裝置同時采用了燈光顯示識別輸出裝置和聲音識別輸出裝置兩部分。所述燈光顯示識別輸出裝置同常規技術一樣，采用上位指示燈12、中位指示燈13和下位指示燈14，所述激光接收傳感器9同常規技術一樣包括兩個相互靠近的光敏元件，所述上位指示燈12用于當激光接收傳感器9中位于下部的光敏元件接收到激光線時發亮，所述下位指示燈14用于當激光接收傳感器9中位于上部的光敏元件接收到激光線時發亮，而所述中位指示燈13用于當激光接收傳感器9中兩個光敏元件均接收到激光線時發亮。所述聲音識別輸出裝置選擇常規的蜂鳴器16，所述蜂鳴器16內預設有三個報警音頻， 可對應激光接收傳感器9上述不同的激光線接收位置情況而發出不同的報警音。
再結合圖2—圖5所示，本實施例中所述外殼1的正面設有激光接收窗口 17，以便激光線能夠透過該窗口供內部的激光接收傳感器9接收。外殼1的背面設有液晶位移顯示裝置15 (顯示屏部分)，蜂鳴器16 (喇叭部分)，所述外殼1的正面和背面均設有上、中、下位指示燈12、13、14，方便用戶從兩面觀測燈光信號。同時外殼1的背面還設有電源開關、激光信號接收開關、置零開關等開關按鈕。外殼1的側面則設置有通訊接口 18和電源輸入接口 19。本實施例的電源輸入裝置采用直流電源輸入裝置，其電源的輸入可外接電源輸入，也可由內部安裝的電池組21輸入。
結合圖2 —圖6所示，本實施例在具體使用時，置于激光投線儀或激光掃平儀等激光發射裝置的有效接收行程內，根據所接收的是垂直激光基準線還是水平激光基準線，來確立整個激光接收器的布置方向，例如接收水平激光基準線時為縱向布置，確保激光接收傳感器9于縱向移動。隨即給激光接收器通電，便即自動開始搜索工作。當激光接收傳感器9未接收到信號時，CPU將通過電機10驅動激光接收傳感器9作上下往復運動，對激光線進行搜索。當激光接收傳感器9接收到激光信號時，該預先接收到激光線的激光接收傳感器9將傳遞給CPU —個信號，隨即CPU將反饋一個控制信號給信號切換開關選擇電路模塊， 讓其選定該預先接收到激光線的激光接收傳感器9完成余下的激光接收工作。隨即，在CPU 的控制下將對激光線作精確的測量當激光接收傳感器9上部的光敏元件接收到激光信號時，下位指示燈14點亮(同時發出報警音)，CPU將發出控制信號驅動電機10帶動激光接收傳感器9向下移動，直到激光接收傳感器9的上下光敏元件均接收到激光信號，也即達成激光線的最佳接收位置，中間指示燈13亮(同時發出報警音)，此時激光接收器將通過液晶位移顯示裝置15以數字或者刻度的形式顯示出激光接收傳感器9相對于初始位置的精確位移。而當激光接收傳感器9下部的光敏元件接收到激光信號時，上位指示燈12點亮(同時發出報警音)，CPU將發出控制信號驅動電機10帶動激光接收傳感器9向上移動，直到激光接收傳感器9的上下光敏元件均接收到激光信號，中間指示燈13點亮為止(同時發出報警音)，此時同樣借助液晶位移顯示裝置15以數字或者刻度的形式顯示出激光接收傳感器相對于初始位置的精確位移。當本激光接收器用于接收垂直激光基準線時，只需將接收器旋轉90°橫向布置，確保激光接收傳感器于橫向移動。此外值得一提的是，本發明借助CPU內置的程序還可實現“置零”功能，即在實際的檢測過程中將激光接收傳感器9實時停止的位置預置為零位，以便當激光接收傳感器移動至下一位置時，能夠更加方便快速的計算出兩者間的位移差，以便數據的直觀顯示。當然上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明主要技術方案的精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種激光接收器，包括至少一個激光接收傳感器和用于識別激光接收傳感器激光線接收位置并輸出識別信號的主機，以及可根據主機輸出的識別信號發出指示信號的信號指示裝置，其特征在于還包括可根據主機輸出的識別信號驅動激光接收傳感器移動以獲得激光線最佳接收位置的傳感器位移驅動裝置。
2.根據權利要求1所述的激光接收器，其特征在于所述主機包括相連的信號放大電路模塊和CPU，所述激光接收傳感器與信號放大電路模塊相連，而CPU則與傳感器位移驅動裝置的驅動電路相連。
3.根據權利要求2所述的激光接收器，其特征在于所述激光接收傳感器的數量為兩個以上，所述主機還包括信號切換開關選擇電路模塊，所述激光接收傳感器經信號切換開關選擇電路模塊與信號放大電路模塊相連，而所述CPU同時與該信號切換開關選擇電路相連。
4.根據權利要求2或3所述的激光接收器，其特征在于所述傳感器位移驅動裝置包括同步帶輪傳動機構，所述同步帶輪傳動機構由主動輪，從動輪，套于主、從動輪上的同步帶及連接并驅動主動輪旋轉的電機共同構成，所述激光接收傳感器固定于所述同步帶上，而所述CPU與電機的驅動電路相連。
5.根據權利要求4所述的激光接收器，其特征在于還包括位移穩定機構，所述位移穩定機構包括與主、從動輪的中心連線平行布置的導軌，及設于導軌上可沿導軌往復移動的滑塊，所述激光接收傳感器同時固定于所述滑塊上；還包括布置于導軌兩端的兩個用于防止激光接收傳感器移動超出導軌有效行程的光電限位開關，所述兩個光電限位開關均與 CPU相連。
6.根據權利要求2或3所述的激光接收器，其特征在于還包括液晶位移顯示裝置和傳感器位移檢測裝置，所述傳感器位移檢測裝置包括光電零位開關和位移脈沖信號檢測傳感裝置，所述光電零位開關與CPU相連，用于記錄激光接收傳感器的初始位置；所述位移脈沖信號檢測傳感裝置與CPU相連，用于將激光接收傳感器運動的位移量信號轉換成脈沖信號，并將此脈沖信號傳輸給CPU處理成數據信號；所述液晶位移顯示裝置也與CPU相連，用于將CPU輸出的數據信號以數字或刻度的形式顯示出來。
7.根據權利要求4所述的激光接收器，其特征在于還包括液晶位移顯示裝置和傳感器位移檢測裝置，所述傳感器位移檢測裝置包括光電零位開關，所述光電零位開關與CPU相連，用于記錄激光接收傳感器的初始位置；所述電機為步進電機，所述CPU利用步進電機反饋的脈沖計數來計算激光接收傳感器的位移量，并處理成數據信號；所述液晶位移顯示裝置也與CPU相連，用于將CPU輸出的數據信號以數字或刻度的形式顯示出來。
8.根據權利要求2或3所述的激光接收器，其特征在于所述信號指示裝置為燈光顯示識別輸出裝置，或者聲音識別輸出裝置，或者同時包括兩者。
9.根據權利要求8所述的激光接收器，其特征在于所述燈光顯示識別輸出裝置包括上位指示燈、中位指示燈和下位指示燈，所述激光接收傳感器包括兩個相互靠近的光敏元件， 所述上位指示燈用于當激光接收傳感器中位于下部的光敏元件接收到激光線時發亮，所述下位指示燈用于當激光接收傳感器中位于上部的光敏元件接收到激光線時發亮，而所述中位指示燈用于當激光接收傳感器中兩個光敏元件均接收到激光線時發亮。
10.根據權利要求2或3所述的激光接收器，其特征在于還包括與CPU相連用于同外界進行數據傳遞的通訊電路模塊。
全文摘要
本發明公開了一種激光接收器，包括至少一個激光接收傳感器和用于識別激光接收傳感器激光線接收位置并輸出識別信號的主機，以及可根據主機輸出的識別信號發出指示信號的信號指示裝置，其特征在于還包括可根據主機輸出的識別信號驅動激光接收傳感器移動以獲得激光線最佳接收位置的傳感器位移驅動裝置。本發明提供的這種激光接收器，其通過增加傳感器位移驅動裝置使得激光接收傳感器能在有效行程范圍內自動且精確的搜索和捕捉激光線，從而驅除了常規技術中人手抖動對于測試精度的影響，使得激光接收器的測試更加精確可靠，也使得激光接收器的使用更加簡便易行。
文檔編號G01B11/02GK102506834SQ20111036164
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者張曉春, 徐文, 朱玉榮, 邱陽 申請人:蘇州億帝電子科技有限公司