[發明專利]環形簧片扁化式傾斜角測試器及測試方法

有效

• 申請號: 202011021697.2
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112284342B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 吳珊珊;吳明康;聶子健;蔡紀源;王順華;李璟;殷家騰;高燕;孫冬;顧斌;張照鋒;湯滟
• 申請（專利權）人: 南京信息職業技術學院
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00;G01C1/00;G01B5/24
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

本發明涉及角度檢測技術領域，尤其涉及一種環形簧片扁化式傾斜角測試器及測試方法，本發明通過測量周長一定的橢圓的長半軸長度測量其所受拉伸力的大小，通過測量橢圓長軸方向測量所受拉伸力的方向；用一轉桿繞橢圓長軸的一端點A旋轉，轉桿與橢圓存在兩個接觸點M₁和M₂，拉伸力的方向通過測量AM₁和AM₂的角平分線的方向獲取，拉伸力的大小通過測量AM₁和AM₂的夾角進而代入并求解方程關于長半軸長度的方程f(a)＝0獲取，簧片拉伸力F包含滑塊重力在傾斜面上分力的大小和方向，獲取與之正交的單位向量g，由其大小和滑塊重力值可得到斜面與水平面的夾角根據g和得到在水平坐標系的斜面法線向量值，實現傾斜度測量。本發明測量精度高。

技術領域

本發明涉及角度檢測技術領域，尤其涉及一種環形簧片扁化式傾斜角測試器及測試方法。

背景技術

在工農業生產和服務、科學研究及日常生活中，角度或傾斜度測量是時常需要的，例如 在設備安裝、機械加工、建筑施工和交通運輸等領域。然而，目前角度測量儀普遍存在精度 低或者性價比不高的缺點，本發明旨在解決該問題。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種環形簧片扁化式傾斜角測試器及測試方法，實現傾斜度檢 測，檢測精度較高，計算復雜度低，性價比高。

為解決以上技術問題，本發明的技術方案為：環形簧片扁化式傾斜角測試器，包括信號 采集模塊和控制處理模塊；

信號采集模塊包括底板、中柱、直流電機、轉桿、簧片和滑塊；圓柱形的中柱軸向固定 于底板上且接地，直流電機設于中柱上且直流電機的電機軸豎向設置，轉桿水平設置且轉桿 一端連接于直流電機電機軸，電機軸和轉桿保持接地；簧片為置于底板上的環形結構且為金 屬材質，滑塊為圓柱狀；中柱和滑塊均設于環形簧片范圍內；當底板發生傾斜，滑塊向傾斜 方向滑動會對簧片形成拉伸力；環形簧片電連接于控制處理模塊，環形簧片還連接一上拉電 阻后連接于電源；

控制處理模塊用于通過直流電機驅動電路驅動直流電機電機軸轉動進而驅動轉桿轉動， 當轉桿與簧片不接觸時，控制處理模塊檢測到高電平；當轉桿轉動至接觸簧片時，控制處理 模塊檢測到低電平，低電平時獲取簧片拉伸力F從而計算傾斜面的法線向量值。

按以上方案，控制模塊包括微處理器、顯示器、語音播放器和鍵盤，微處理器電連接于 簧片獲取轉桿接觸簧片檢測輸入電平Uin進行斜面法線向量值的計算，顯示器、語音播放器 和鍵盤均電連接于微處理器用于人機交互；微處理器還電連接于直流電機驅動電路驅動直流 電機轉動。

按以上方案，測試器還包括機箱、隔板、面板、電子模塊盒和電池盒；機箱為內部中空 的方形結構，隔板水平安裝于機箱內用于將機箱內部分為上腔和下腔，底板置于機箱內下腔 中，機箱底面與底板平行，電子模塊盒設于機箱內上腔中用于放置信號調理模塊和控制模塊， 電池盒也設于機箱內上腔中用于給系統供電，面板水平設于機箱內上腔上表面用于固定和開 放顯示器、語音播放器和鍵盤。

按以上方案，所述滑塊和中柱均為圓柱狀結構且半徑相同。

一種環形簧片扁化式傾斜角測試方法，采用上述環形簧片扁化式傾斜角測試器，測試方 法為：