[發(fā)明專利]一種縫隙寬度及深度測量裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110385153.2
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113108698B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁大偉;爨朝陽;任瑩瑩;安翠娟;張捷;李志強
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/22
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明提供一種縫隙寬度及深度測量裝置及方法，屬于檢測技術(shù)領(lǐng)域。所述裝置包括：測量裝置本體和將測量裝置本體置于縫隙正中央的底部固定支架；其中，測量裝置本體包括：角度傳感器，用于實時測量步進電機轉(zhuǎn)軸所轉(zhuǎn)角度，得到激光測距儀在水平面內(nèi)擺動的角度值；激光測距儀，發(fā)射出的激光束垂直于地面向下發(fā)射，用于測量其所在位置到水平地面和縫隙最底部的距離；工業(yè)控制計算機，用于控制步進電機帶動激光測距儀在水平面內(nèi)擺動，在擺動過程中，利用激光測距儀發(fā)射出的激光束在縫隙兩側(cè)跳變沿處跳變時角度傳感器測得的角度值，確定縫隙寬度，并利用激光測距儀發(fā)射出的位于縫隙兩側(cè)的激光束確定縫隙深度。采用本發(fā)明，能夠提高測量準確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種縫隙寬度及深度測量裝置及方法。

背景技術(shù)

目前，工程、機械等施工時經(jīng)常需要測量一些縫隙的寬度及深度，普遍采用的方法都是通過專門的測量工具進行測量，且測量過程非常繁瑣，耗費大量人力物力，同時，縫隙形狀的不規(guī)則也導(dǎo)致了測量精度不高，效率低下等問題，為施工人員帶了很大的不便和麻煩。而隨著技術(shù)的進步，越來越多高精度傳感器的出現(xiàn)為縫隙寬度及深度測量新裝置的產(chǎn)生打下了基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了縫隙寬度及深度測量裝置及方法，能夠解決現(xiàn)有縫隙寬度及深度測量方法中存在的過程繁瑣，精度不高，效率低下等問題。所述技術(shù)方案如下：

一方面，提供了一種縫隙寬度及深度測量裝置，該裝置包括：測量裝置本體和將所述測量裝置本體置于縫隙正中央的底部固定支架；其中，所述測量裝置本體包括：步進電機、角度傳感器、激光測距儀和工業(yè)控制計算機，所述步進電機與所述激光測距儀通過連桿剛性連接，所述角度傳感器與所述步進電機相連；

所述角度傳感器，用于實時測量所述步進電機轉(zhuǎn)軸所轉(zhuǎn)角度，得到所述激光測距儀在水平面內(nèi)擺動的角度值；

所述激光測距儀，發(fā)射出的激光束垂直于地面向下發(fā)射，用于測量其所在位置到水平地面和縫隙最底部的距離；

所述工業(yè)控制計算機，用于控制所述步進電機帶動所述激光測距儀在水平面內(nèi)擺動，在擺動過程中，利用所述激光測距儀發(fā)射出的激光束在縫隙兩側(cè)跳變沿處跳變時所述角度傳感器測得的角度值，確定縫隙寬度，并利用所述激光測距儀發(fā)射出的位于縫隙兩側(cè)的激光束確定縫隙深度；其中，所述縫隙兩側(cè)為：縫隙內(nèi)和水平地面。

進一步地，所述角度傳感器實時測量到的所述激光測距儀在水平面內(nèi)擺動的角度值為：激光測距儀位于縫隙內(nèi)的角度值。

進一步地，所述工業(yè)控制計算機，具體用于利用所述角度傳感器測得到的角度值，通過寬度計算公式確定縫隙寬度，其中，所述寬度計算公式表示為：

a＝2b sin(α)

其中，a表示縫隙寬度，b表示激光測距儀與步進電機轉(zhuǎn)軸之間的長度，α為b與縫隙中央垂線之間的夾角。

進一步地，激光測距儀位于縫隙內(nèi)的角度值為

進一步地，所述工業(yè)控制計算機，具體用于當(dāng)激光測距儀所發(fā)射出的激光束位于縫隙內(nèi)時，計算激光束返回的距離值；當(dāng)激光測距儀所發(fā)射出的激光束位于水平地面時，計算激光束返回的距離值；將縫隙內(nèi)和水平地面的激光束返回的距離值進行作差，得到縫隙的深度值。

一方面，提供了一種縫隙寬度及深度測量方法，該方法包括：

通過底部固定支架將測量裝置本體置于縫隙正中央后，工業(yè)控制計算機控制步進電機帶動激光測距儀在水平面內(nèi)擺動，同時角度傳感器實時測量激光測距儀在水平面內(nèi)擺動的角度值；

工業(yè)控制計算機檢測激光測距儀發(fā)射出的激光束在縫隙兩側(cè)跳變沿處跳變時角度傳感器測量到的激光測距儀在水平面內(nèi)擺動的角度值；

工業(yè)控制計算機利用角度傳感器測量到的角度值確定縫隙寬度；