[發(fā)明專利]包含激光測距儀的水平儀及其測量方法

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• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107727073A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐文
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州億帝電子科技有限公司
• 主分類號: G01C9/34
• 分類號: G01C9/34;G01C9/00
• 代理公司: 蘇州睿昊知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)32277
• 代理人: 伍見

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水平測量，特別是涉及包含激光測距儀的水平儀及其測量方法。

背景技術(shù)

水平儀是一種測量小角度的常用量具。在機械行業(yè)和儀表制造中，用于測量相對于水平位置的傾斜角、機床類設(shè)備導軌的平面度和直線度、設(shè)備安裝的水平位置和垂直位置等。按水平儀的外形不同可分為：萬向水平儀，圓柱水平儀，一體化水平儀，迷你水平儀，相機水平儀，框式水平儀，尺式水平儀；按水準器的固定方式又可分為：可調(diào)式水平儀和不可調(diào)式水平儀。

水平儀的水準管是由玻璃制成，水準管內(nèi)壁是一個具有一定曲率半徑的曲面，管內(nèi)裝有液體，當水平儀發(fā)生傾斜時，水準管中氣泡就向水平儀升高的一端移動，從而確定水平面的位置。水準管內(nèi)壁曲率半徑越大，分辨率就越高，曲率半徑越小，分辨率越低，因此水準管曲率半徑?jīng)Q定了水平儀的精度。水平儀主要用于檢驗各種機床和工件的平面度、直線度、垂直度及設(shè)備安裝的水平位置等。特別是在測垂直度時，磁性水平儀可以吸咐在垂直工作面上，不用人工扶持，減輕了勞動強度，避免了人體熱量輻射帶給水平儀的測量誤差。

傳統(tǒng)技術(shù)存在以下技術(shù)問題：

現(xiàn)有的水平儀僅能夠測量是否水平，而不能夠準確地得出傾斜角度。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種水平儀，既可以測量是否水平，還可以準確地得出傾斜角度。

一種水平儀，包括：

第一基準板；

第二基準板，所述第二基準板內(nèi)設(shè)置有水平的第二水準管；

連接板，所述連接板的一端與所述第一基準板垂直，所述連接板的該端與所述第一基準板的中間固定連接，所述連接板的另一端與所述第二基準板的中間鉸接，所述鉸接處位于所述第二基準板的中心；

激光測距儀，所述激光測距儀位于所述第一基準板的中間；以及

鎖緊機構(gòu)，所述鎖緊機構(gòu)位于所述鉸接處。

上述水平儀，利用第二基準板的長度的一半是已知的和所述激光測距儀到所述鉸接處的中心的距離是不變的從而也是已知的，加上一定的幾何關(guān)系的計算(余弦定理、平行線的內(nèi)錯角相等和直角三角形中兩個銳角互余等等)，只需要一個激光測距儀，既可以測量是否水平，還可以準確地得出傾斜角度。

在另外的一個實施例中，所述鎖緊機構(gòu)包括穿過所述連接板和所述第二基準板的螺栓和與所述螺栓螺紋配合的螺母。

在另外的一個實施例中，所述激光測距儀包括：

一激光發(fā)射器，用于向待測距地發(fā)出激光；

一可見光發(fā)射器，用于向待測距地發(fā)出可見光；

一光線過濾機構(gòu)，用于接收并過濾待測距地反射的光線；

一接收鏡頭，用于接收經(jīng)過光線過濾機構(gòu)處理的反射光線；以及

一控制組件，該控制組件連接所述激光發(fā)射器、可見光發(fā)射器，用于獲取接收鏡頭接收的反射光線并根據(jù)激光發(fā)射器發(fā)出的激光與接收到反射光線的時間差獲取激光測距儀與待測距地的距離信息。

在另外的一個實施例中，所述控制組件包括一控制芯片、光線傳感器和傳輸模塊，所述光線傳感器位于所述接收鏡頭末端以感應反射光線，并將感應信號傳輸至所述控制芯片。

在另外的一個實施例中，所述控制組件還包括顯示器，該顯示器連接所述控制芯片用于顯示距離信息。

在另外的一個實施例中，所述控制組件還包括通信模塊，該通信模塊連接可控制芯片。

在另外的一個實施例中，所述控制組件還包括定位裝置，該定位裝置連接所述控制芯片。

在另外的一個實施例中，所述定位裝置是GPS定位裝置或北斗定位裝置。

在另外的一個實施例中，所述控制芯片型號為PIC32MX440F128HT-80I/PT。

一種應用任一項所述的水平儀的測量方法，包括：

將所述第一基準板放置在待測平面；

將所述第二基準板調(diào)整到水平，并將所述鎖緊機構(gòu)鎖緊；

利用所述激光測距儀測量所述激光測距儀到第二基準板的兩端的中心的距離；

判斷所述激光測距儀到第二基準板的兩端的中心的距離是否相等；

若是，則所述待測平面水平；

若不是，獲取所述第二基準板的長度的一半；

獲取所述激光測距儀到所述鉸接處的中心的距離；

利用以下公式計算所述待測平面的傾斜角