[實用新型]一種對平面空間偏角進行測量的裝置

有效

• 申請號: 201720493230.5
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN206862334U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 馬群;孟祥眾;王萍;高明
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司61114
• 代理人: 黃秦芳

技術領域

本實用新型屬于激光檢測技術領域，涉及一種對平面空間偏角進行測量的裝置。

背景技術

大型結構體,例如建筑物、橋梁、鐵軌、重型機械設備等，在建筑和施工時，其某些平面的空間角度測量十分關鍵，是關系到質量和安全等國計民生的重要課題。有些結構體平面的偏角，例如建筑物外表面的豎直偏角，可利用經緯儀在建筑物側面觀測其輪廓進行測量，但有的結構體平面正對觀測者，或側面無法觀測(例如建筑物內凹的表面)，此時無法通過側面輪廓檢測得到該平面的空間偏角。另外，利用經緯儀進行側面輪廓檢測時只能得到一個方向的偏角，不能同時得到物體待測平面水平和豎直兩個方向的偏角。對此類問題，有以下三種測量方法：

一、在結構體待測平面上固定平面鏡，將經緯儀調整水平并瞄準平面鏡，觀測經緯儀十字分劃經平面鏡反射回的像的水平和豎直偏角，即待測平面的水平和豎直偏角。但這種方法需要人工讀數，效率低下，容易出現讀數誤差，并且經緯儀觀測范圍很小，一般不超過2'，略大一點的偏角則超出測量范圍，無法檢測；

二、三維激光掃描用于空間結構的測繪，該方法為非接觸測量，對結構本體無影響，精度高，所獲取的數據為結構體表面的三維坐標數據，利用后處理軟件可構建三維模型。結合計算機編程，三維點云數據可有效地用于結構體垂直度分析，截面圖、立面圖、等值線圖繪制，以及變形監測等工作中。但該方法成本很高，所獲取的數據需要后續處理，不能直接讀數，對使用人員的專業水平要求很高。在建筑、施工和大型結構件檢測等領域無法得到實際應用；

三、對連續待測面的空間偏角檢測，例如鐵軌表面空間偏角測量，可將激光器固定于鐵軌表面上，接收靶靠緊鐵軌表面，調整激光器使其光斑對準接收靶靶面中心，沿著鐵軌表面移動接收靶，不斷測量激光器到接收靶的距離，根據激光光斑的偏移量計算鐵軌表面的空間偏角，這種方法雖然易于實現自動化，但必須測距，另外即便進行測距也無法確定空間偏角的方向。

實用新型內容

本實用新型目的是解決上述大型結構體待測平面的空間偏角(水平角和豎直角)測量中現有方法的復雜、低效和不便利性，本實用新型具有結構簡單、成本低，數據處理簡單。

為實現以上目的，本實用新型提供一種對平面空間偏角進行測量的裝置，包括激光器組件和探測器，

所述激光器組件包含兩個激光器和安裝座，兩個激光器固定于安裝座內，兩個激光器發出的激光光束相互平行；

所述安裝座旋轉設置于基準座中；

所述基準座上設置有基準面，兩個激光器發出的激光光束與基準面垂直；

所述探測器包括靶面、光學鏡頭、光電傳感器和處理電路，光學鏡頭的探測光軸垂直于靶面設置，光電傳感器設置于光學鏡頭后側，靶面的幾何中心與光學鏡頭、光電傳感器的光軸重合，所述光電傳感器與處理電路連接。

上述光電傳感器為CCD或CMOS圖像傳感器。

上述管水準器設置于安裝座上。以方便指示水平方向。

與現有技術相比，本實用新型具有以下特點：結構簡單、成本低，數據處理簡單。

附圖說明

圖1為本實用新型基準座結構示意圖；

圖2是圖1的A向視圖；

圖3為本實用新型探測器結構示意圖；

圖4是圖3的A向視圖；

圖5為實施例1激光器的排布方式示意圖；

圖6為本實用新型空間偏角測量方法示意圖；

圖7為安裝基準面131緊貼待測平面時豎直角的計算示意圖；

圖8為安裝基準面131緊貼待測平面時水平角的計算示意圖。

其中：

1—基準座 2—探測器

11—安裝座12—激光控制器

21—靶面22—光學鏡頭

23—光電傳感器24—處理電路

25—水平調整旋鈕26—豎直角度調節裝置

27—水平角度調節裝置28—探測器底座

111—第一激光器 112—第二激光器

113—管水準器 131—基準面

具體實施方式

本實用新型提供一種兩點激光測量平面空間偏角的方法，是利用兩個平行且位置關系已知的激光光束在靶面形成兩個光斑，上述激光光束垂直于待測平面，使兩個激光光束中心的連線與水平面呈一個銳角或鈍角；

靶面垂直方向設置，探測激光光斑，計算激光光斑的中心坐標，計算激光光斑中心的水平和垂直距離，并與已知的激光光束中心的水平和垂直距離進行對比，計算待測平面的空間偏角；