[12]实用新型专利说明书
[21]ZL 专利号
01211468.5
[51]Int.CI7
G01C 15/00
[45]授权公告日2001年11月28日[22]申请日2001.01.20
[73]专利权人郑建平
地址130022吉林省长春市卫星路7号长春光机
学院光电工程系[72]设计人郑建平 郑建宇
[11]授权公告号CN 2462353Y
[21]申请号01211468.5
权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 5 页
[54]实用新型名称
激光自动安平垂准仪
[57]摘要
本实用新型公开了一种激光自动安平垂准仪,由垂准仪本体、倒像棱镜、激光准直装置、倾斜反射镜、液体补偿器构成,液体补偿器设在垂准仪本体的下方,在液体补偿器中,平面反射镜倾斜放置在底部,其上方置一层透光液体,平面透镜将补偿器封闭,在补偿器的垂直上方设有倒像棱镜、水平上方设有激光准直装置、倾斜上方设有反射镜。由于采用相对液面的倾斜反射形式,可有效地消除液面反射杂光,减少能量损失,可同时实现水准及垂准安平,是建筑、装潢、安装、测试的随身工具化仪器。
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权 利 要 求 书
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1、一种激光自动安平垂准仪，由垂准仪本体(11)、倒象棱镜(10)、激光准直装置(12)、倾斜反射镜(5)、液体补偿器(1)构成，其特征在于：液体补偿器(1)设在垂准仪本体的底部，在液体补偿器(1)中，平面反射镜(2)倾斜放置在底部，其上方置一层透光液体(3)，平面透镜(4)将补偿器(1)封闭，在补偿器(1)的垂直上方设有倒象棱镜(10)、水平上方设有激光准直装置(12)、倾斜上方设有反射镜(5)。
2、根据权利要求1所述的自动安平垂准仪，其特征在于：倒象棱镜(10)的入射光轴与出光轴平行，该倒象棱镜(10)包括直角棱镜胶合的复合倒象棱镜、别汉棱镜、两正交无屋脊棱别汉组合棱镜、普罗棱镜。
3、根据权要求1所述的自动安平垂准仪，其特征在于：反射镜(5)包括内、外反射式和半反半透分光式。
4、根据权利要求1所述的自动安平垂准仪，其特征在于：用于密封的平面透镜(4)包括平镜和楔镜，相对液面设有一小的角度，0～20度。
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说 明 书
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激光自动安平垂准仪
本实用新型公开了一种激光自动安平垂准仪，涉及具有自动安平补偿的激光垂准仪、水准仪等光学测量仪器技术领域。
目前，用液体安平的激光垂准仪多为双层液体形式，但由于双层液体补偿的中间环节多，精度进一步提高受到限制，普通的反射式液体安平虽然可解决这样的问题，但仪器的能量损失严重，以上两种都具有难以消除的系统反射杂光而影响实际应用的效果。
本实用新型提供了一种激光自动安平垂准仪，解决了以往双层液体安平的激光垂准仪、水准仪的液面反射杂光问题，解决了普通液体反射式安平法的能量损失问题。
本实用新型的技术构思如下：由垂准仪本体、倒象棱镜、激光准直装置、倾斜反射镜、液体补偿器构成，液体补偿器设在垂准仪本体的底部，在液体补偿器中，平面反射镜倾斜放置在底部，其上方置一层透光液体，平面透镜将补偿器封闭，在补偿器的垂直上方设有倒象棱镜、水平上方设有激光准直装置、倾斜上方设有反射镜。 补偿器的反射镜可以是内反射式、外反射式。补偿器上方的反射镜包括内反射式、外反射式和半反半透分光式。用分光反射镜时，垂准器用于双向高精度安平，这时由液体中反射镜折转的两光轴之间的夹角应设计的较小≤6°，光线部分透过分光镜。
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01211468.5说 明 书 第2/3页
用于密封的平面透镜包括平镜和楔镜，相对液面设有一个0～20度的角度。
激光光束水平射向液体上方的反射镜，经其反射沿倾斜方向射向液体中倾斜放置的平面反射镜，之后光线垂直向上射出。垂直向上射出的光线经过平面分光反射镜反射为水平状态时，装置用于水平安平；垂直向上的光线经过倒象反射镜反射后再沿垂直状态射出时，装置用于垂直安平。
本实用新型的积极效果在于：由于采用倾斜反射液体补偿，消除了液体安平法难以克服的液面反射杂光，可在能量损失不大的情况下实现准垂直安平，装置体积进一步减小，结构更加简单，调试更加容易，成本低，使水准一垂准仪的傻瓜化的实用要求成为可能。 下面结合实施例进一步说明本实用新型： 图1、为本实用新型的结构原理图。 图2、为微型激光水准--垂准仪。 图3、为垂准仪。
见图1，为本实用新型的结构原理图。在一层透明液体3下面相对液面倾斜放一平面反射镜2，该反射镜包括内反射式、外反射式和分光式，液体及反射镜由平面透镜4封闭在壳体1中，激光准直系统12发出的光线8经反射镜5反射后倾斜射向液体中平面反射镜2，经其反射后沿垂直状态6射出。射出的光线经过反射镜10′反射成水平9′的方向时，用于水平安平；射出的光线经过倒象棱镜(10)折转后沿垂直9的方向时，用于垂准安平。
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01211468.5说 明 书 第3/3页
见图2，微型激光水准--垂准仪：激光准直系统12的光束8水平射出，经平面镜5反射成光线7，经液体3中的平面镜2反射后成铅直向上状态6射出，之后光束透过封闭壳体1的玻璃4，再经分光镜10′分成两部分：9′反射成水平状态，直接被自动水平安平；6′继续铅直向上，经倒象棱镜10(参见图2a)折转成垂直9方向，被准垂直安平。图中9方向与磁性底座20的转轴轴线19方向共线，以利于应用底座的旋转轴进行系统垂直度精度的自校。13为垂直度精度校正的旋转双光楔同时起保护玻璃作用。16为水平度校正光楔，螺钉22共3～4个沿固定冒21圆周均布，用于入射光线的校正。螺钉22′共3～4个沿固定冒21′圆周均布，用于水平度精度的粗校正。14为保护玻璃。15为园水泡用于指示及限定底座的摆放倾斜范围。11表示固定仪器中各光学元件的本体，17表示仪器的电池，18为仪器外壳。
见图3，激光系统12的光束8水平射出，经平面反射镜5反射成7射向液体3中的外反射镜2，之后沿垂直状态6射出，经系统后接的别汉屋脊棱镜10折转成铅直光线9即被准垂直安平。但为消除屋脊角的衍射应使光束避开屋脊棱处。该棱镜亦可用两个正交的无屋脊棱的别汉棱镜组成倒象系统(见附图3a)替代实现垂直安平。当系统后接的别汉棱镜10无屋脊角时，可实现铅垂面仪的自动安平。若在光线9处接一五棱镜并使其以入射光轴为旋转轴方向旋转时，则系统即成为动态扫平仪。为使系统精度提高6与7之间的夹角应较小。图中：20为磁性可调底座总成，18为外壳，16为电池，17为园水泡，13为旋转双光楔，11为系统本体，1为补偿器壳体，内部通过真空嘴19抽真空。如在激光器处替换一目视系统则系统即为目视自动安平垂直仪。
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说 明 书 附 图
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图1
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图2
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图2a
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图3a
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01211468.5说 明 书 附 图 第5/5页
图3
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