专利名称：水平度位指示和夹角测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及测量仪器，特别是水平度位指示和夹角测量装置及方法。
背景技术：
现有的高精度的水平仪要求的角度传感器价格高，在多数家庭装修或路面路水平 检测时要不使用较高档次的，要不使水柱式的。高精度的结构复杂，低精度的影响测量效 果。此外，现有的水平仪只能给出单一的水平指示，无法了解在某一位置角度所引起的位移 变化。如当建筑体建造后发现达不到水平要求，如有1度的水平变化，这反映到4米以外和 40米以外是不一样。
发明内容
本发明的目的是提供一种价格低、精度高的水平度位指示和夹角测量装置及方 法。 本发明的目的是这样实现的，水平度位指示和夹角测量方法，其特征是包括水平 传感单元和水平测量显示单元，水平传感单元和水平测量显示单元固定在壳体上，水平测 量显示单元用于根据水平传感单元给出的水平度进行显示；壳体上固定有两路准直激光器 输出光束， 一路用于给出水平度的变化，另一路用于依据水平度的变化调整输出光束使输 出光束保持水平位置。 根据水平度位指示和夹角测量方法设计的水平度位指示和夹角测量装置，其特征 是它包括水平传感单元和水平测量显示单元，水平传感单元和水平测量显示单元固定在 壳体上，所述的水平传感单元由一个密封体和密封体内的沿圆周间隔布置的圆周电极，圆 周电极之间相互绝缘，圆周电极从下到上按半圆布置，最上的半径最大，最下半径最小，密 封体的圆周电极上有水银珠，圆周电极相邻间距为一个水平度分度值，密封体底面为平面， 当密封体底面与水平面平行时，水银珠处在密封体最低部。 所述的密封体的上平面固定两个准直激光器，密封体的上平面与密封体底面平 行，其中一路准直激光器输出光束保持与密封体底面平行；另一个准直激光器连接有仰角 调整机构。 所述的仰角调整机构包括步进电机、步进电机驱动电路和带螺纹的轴套构成，处 理器一边检测水银珠到圆周电极的位置，确定当前的水平度，另一方面依据当前的水平度 控制步进电机驱动电路使步进电机正转或反转，此时，轴套向上或向下，保证支撑的水平跟 随准直激光器输出光在水平面上。所述的圆周电极之间距离在0. 1-0. 2mm之间，密封体腔体直径在5-20mm之间。
所述的圆周电极相邻之间一个为上拉、一个为下拉。 本发明由于采用壳体上固定有两路准直激光器输出光束，一路用于给出水平度的 变化，另一路用于依据水平度的变化调整输出光束使输出光束保持水平位置。而水平测量 显示单元用于根据水平传感单元给出的水平度进行显示，这样水平度位指示和夹角测量同时实现。
下面结合实施例附图对本发明作做进一步说明
图1是本发明实施例结构示意图；
图2是本发明电路原理图。
图中1、传感单元；2、密封体；3、圆周电极；4、密封体底面；5、水银珠；6、圆周电
极相邻间距；7、测量显示单元；701、处理器；702、 I/O 口 ；703、液晶显示器；704、电池；705、
电机；706、驱动电路；707、步进电机驱动电路；708、步进电机；8、水平跟随准直激光器；9、 密封体的上平面；10、转动轴；11、水平保持准直激光器；12、仰角调整机构。
具体实施例方式
如图1所示，包括传感单元1和测量显示单元7，传感单元1由一个密封体2和密 封体2内的沿圆周间隔布置的圆周电极3，圆周电极3之间相互绝缘，圆周电极3从下到上 按半圆布置，最上的半径最大，最下半径最�。芊馓�2的圆周电极3内有水银珠5，圆周电 极相邻间距6为一个水平度分度值，圆周电极3之间距离在0. 1-0. 2mm之间，密封体2腔体 直径在5-20mm之间。密封体底面4为平面，当密封体底面4与水平面平行时，水银珠5处 在密封体2最低端，当密封体底面4与水平面有角度时，水银珠5处在密封体对应水平度测 量的位置。在密封体的上平面9固定有水平跟随准直激光器8和水平保持准直激光器11， 密封体的上平面9与密封体底面4平行，水平跟随准直激光器8和水平保持准直激光器11 输出光在同一方向，其中水平保持准直激光器11输出光束保持与密封体底面4平行；水平 跟随准直激光器8连接有仰角度调整机构12，仰角度调整机构12依据水平度的变化调整输 出光束使输出光束保持水平位置指向。水平跟随准直激光器8和水平保持准直激光器11 同时固定在可以绕转动轴IO轴转动的壳体内。转动轴10由电机带动可以转动，转动轴10 转动时，水平跟随准直激光器8和水平保持准直激光器11的输出光会给出它们的夹角，两 束光平行，说明夹角为零，两束光不平行，随着与转动轴io距离的变化分开距离越来越大。
如图2所示，圆周电极3从外侧引出每一个圆周电极3并与处理器701的I/O 口 702电连接，圆周电极3相邻之间一个为高电平、另一个为下拉。处理器通过测量下拉1/0 口的位置检测水银珠5到圆周电极3的位置，处理器701通过测量水银珠5处在密封体2 的位置通过液晶显示器703显示密封体底面4与水平面的角度。 水平跟随准直激光器8和水平保持准直激光器11同时固定在可以绕转动轴10轴 转动的壳体内。转动轴10由电机705带动，处理器701通过转动轴驱动电路706驱动转动 轴10转动，水平跟随准直激光器8和水平保持准直激光器11输出光绕转动轴10以360度 进行扫描。为了保证水平跟随准直激光器8准确跟随水平面，由一个仰角调整机构12调整 水平跟随准直激光器8输出光束与密封体底面4的水平面。仰角调整机构12包括步进电 机708、步进电机驱动电路707和带螺纹的轴套构成，处理器701 —边检测水银珠5到圆周 电极3的位置，确定当前的水平度，另一方面依据当前的水平度控制步进电机驱动电路707 使步进电机708正转或反转，此时，轴套向上或向下，保证支撑的水平跟随准直激光器8输 出光在水平面上。步进电机708和处理器701及其它电路采用电池704供电。
权利要求
水平度位指示和夹角测量方法，其特征是包括水平传感单元(1)和水平测量显示单元(7)，水平传感单元(1)和水平测量显示单元(7)固定在壳体上，水平测量显示单元(7)用于根据水平传感单元(1)给出的水平度进行显示；壳体上固定有两路准直激光器输出光束，一路用于给出水平度的变化，另一路用于依据水平度的变化调整输出光束使输出光束保持水平位置。
2. 根据水平度位指示和夹角测量方法设计的水平度位指示和夹角测量装置，其特征 是它包括水平传感单元(1)和水平测量显示单元(7)，水平传感单元(1)和水平测量显示 单元(7)固定在壳体上；水平传感单元(1)有一个密封体(2)和密封体(2)内的沿圆周间 隔布置的圆周电极(3)，圆周电极(3)之间相互绝缘，圆周电极(3)从下到上按半圆布置，最 上的半径最大，最下半径最�。芊馓�(2)的圆周电极(3)上有水银珠(5)，圆周电极相邻间 距(6)为一个水平度分度值，密封体底面(4)为平面，当密封体底面(4)与水平面平行时， 水银珠(5)处在密封体(2)最低部。
3. 根据权利要求2所述的水平度位指示和夹角测量装置，其特征是所述的密封体(2) 的上平面固定两个准直激光器，密封体的上平面(9)与密封体底面(4)平行，其中一路 准直激光器输出光束保持与密封体底面(4)平行；另一个准直激光器连接有仰角调整机构 (12)。
4. 根据权利要求3所述的水平度位指示和夹角测量装置，其特征是所述的仰角调 整机构(12)包括步进电机(708)、步进电机驱动电路(707)和带螺纹的轴套构成，处理器 (701) —边检测水银珠(5)到圆周电极(3)的位置，确定当前的水平度，另一方面依据当前 的水平度控制步进电机驱动电路(707)使步进电机(708)正转或反转，此时，轴套向上或向 下，保证支撑的水平跟随准直激光器(8)输出光在水平面上。
5. 根据权利要求2所述的水平度位指示和夹角测量装置，其特征是所述的圆周电极(3) 之间距离在0. 1-0. 2mm之间，密封体(2)腔体直径在5-20mm之间。
6. 根据权利要求2所述的水平度位指示和夹角测量装置，其特征是所述的圆周电极 (3)相邻之间一个为上拉、一个为下拉。
全文摘要
本发明涉及测量仪器，特别是水平度位指示和夹角测量装置及方法，其特征是包括水平传感单元和水平测量显示单元，水平传感单元和水平测量显示单元固定在壳体上，水平测量显示单元用于根据水平传感单元给出的水平度进行显示；壳体上固定有两路准直激光器输出光束，一路用于给出水平度的变化，另一路用于依据水平度的变化调整输出光束使输出光束保持水平位置。它提供了一种价格低、精度高的水平度位指示和夹角测量装置及方法。
文档编号G01C9/02GK101718547SQ20091031015
公开日2010年6月2日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者刘珉恺 申请人:西安信唯信息科技有限公司
专业数控铣床产品供应商
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