帶測距功能的水平尺的製作方法

2023-05-26 10:34:46

專利名稱：帶測距功能的水平尺的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水平尺，尤其是一種結合了測距功能的水平尺。
背景技術：
水平尺廣泛應用於建築、工程等領域，用戶可以方便的使用它來校準平面的水平度或 垂直度。水平尺通常具有平直細長的尺身，尺身上裝有水平水準泡和垂直水準泡，由水泡 的位置來判斷平面是否水平或垂直。還有一種數字顯示水平尺，這種水平尺外表除了裝有 水準泡外，還包含顯示屏，其機殼內裝有一個傾斜角度測量模塊，該傾斜角度測量模塊可 測量出被測平面相對於水平面或垂直面的傾斜角度並在水平尺的顯示屏上顯示出來。除了 可以用來測量平面的水平度外，有的水平尺還可以通過在其端部安裝一個可發出雷射束的 雷射頭組件來產生基準點和水平、垂直基準線用於輔助校準。
長度或測距在工程建築和室內裝潢中也是重要的工作之一。因此在工程建築和室內裝 潢等工作中，操作者往往要攜帶水平尺、標線器、測距儀及各類電動工具等等，非常煩雜， 容易造成一些器具的丟失。另外，在工作過程中經常要交替使用這些器具，很不方便。

實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種帶測距功能的水平尺，從而克服上述不足，使得操作簡 單，結構緊湊。
為了實現這個目的，本實用新型提供一種帶測距功能的水平尺，包含一尺身，所述的 尺身具有至少一個可測量一第一平面水平度的基準工作面，安裝在所述尺身上的水平水準 泡和垂直水準泡， 一裝於所述水平尺尺身內的控制系統， 一可測量所述水平尺和一第二平 面之間距離的測距裝置， 一裝於所述水平尺尺身內的電源，所述電源與所述控制系統和測 距裝置電連接，所述的測距裝置包含向所述的第二平面發射出能量束並接收從第二平面 反射回來的能量束的發射接收裝置；基於發射和反射的能量束確定水平尺和第二平面之間 距離的處理計算系統。
本實用新型中所揭示的這種帶測距功能的水平尺，在水平尺上結合了測距儀，便於攜 帶和使用，可非常有效地提高操作者的工作效率。
而且，水平尺定位在水平面或垂直面上可確保測距裝置測距信號的發射方向精確垂直
或水平，從而使得測距裝置測量值更加精確可靠。
另外，如果將水平尺上僅可發出基準點和基準線的雷射頭組件替換成可進行測距的激 光模塊，那麼就可以充分利用該雷射束，使其不僅可以用來測距，還可以產生基準點、基 準線用於校準，更進一步提高了水平尺的使用率。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一歩詳細的說明。

圖1是本實用新型一種實施方式中的帶測距功能的水平尺。 圖2是本實用新型另一種實施方式中的帶測距功能的水平尺。 圖3是圖1中所示帶測距功能的水平尺的結構示意圖。 圖4是圖1中帶測距功能的水平尺的測距原理圖。 圖5是圖2中帶測距功能的水平尺的測距原理圖。
圖6是本實用新型中的帶測距功能的水平尺各功能模塊之間的關係示圖。 圖7是水平尺10上的測距裝置20的操作流程圖。 圖8是帶測距功能的水平尺的操作流程圖。
具體實施方式
參照圖1和圖3,圖1示出了根據本實用新型的一種實施方式中的帶測距功能的水平尺 10。該水平尺10包括尺身11、水平水準泡12、垂直水準泡13、測距裝置20、控制系統17、 顯示屏15以及按鍵區16。尺身ll進一步包含上下兩個表面lll、 112，前後兩個表面113、 114，以及左右兩個端面115、 116，其一般由硬的、抗撞擊的注模塑料比如ABS或聚苯乙烯 製成。水平尺10還包含一電源14用來給控制系統17、測距裝置2以及顯示屏15供電。 若選擇乾電池作為供電電源，控制系統17可以對電池的電量進行監視並在顯示器15上顯 示。
在用水平尺IO測量平面的水平度時， 一般可以選取上下表面ll]、 112，前後表面113、 114中的任一表面作為平面水平度的測量基準面，將所選擇的測量基準面與被測平面貼緊， 觀察水準泡的位置，確定該平面是否水平。在本實施例中，控制系統17中包含傾斜角度測 量模塊(圖上未顯示)，該模塊可以測量出平面相對於水平面或是垂直面的傾斜角度，並且 該測得的傾斜角度在顯示屏15上以數字的形式被顯示出來，用戶可以很直觀、精確的得到
被測平面的水平度。這種傾斜角度測量模塊是一般的、市場上可獲得的商用類型，本領域 的普通技術人員可以很容易地將其集成在水平尺中從而得到一種數字式顯示水平尺。水平 尺U)包含按鍵區16，按鍵區16內設置有多個按鈕，這些按鈕都與位於水平尺尺身11內的 控制系統17連接，從而實現不同的測量操作和功能。在本實施例中，操作按鍵區16的電 源開關按鈕可以開啟整個水平尺，操作水平度測量按鈕可以自動測量出平面的水平度並在 顯示屏上顯示。
本實用新型的水平尺10還包含一個測距裝置20，其可位於水平尺尺身11內或是尺身 外表面的任一部位上，可選擇尺身六個表面的任一面作為測距光束的測量基準面。圖1中 的水平尺10，在其尺身內的右端安裝了一個測距裝置20。激活按鍵區16中的測距按鈕， 從而促使測距裝置向測量目標平面22發射出信號束21，信號束21被目標平面22反射回來 義被測距裝置所接收。信號束21可以是超聲波束、雷射束、或其它任何合適的能量束，而 在圖i所示的實施方式中信號束為雷射束。基於該發射、反射信號束確定水平尺10上某一 既定位置(例如某既定基準面)距測量目標平面22的距離。該測出的距離值經控制系統17 處理後在顯示屏15上被顯示出來。本領域的普通技術人員可以很容易的想到該測量值還 可以通過其它的一些方式表現出來，比如語音、傳感指示等。此外，顯示方式可以包括數 字或模擬顯示。
圖2中是本實用新型另外一種具體實施方式
，表現為結合了一個超聲波測距裝置201 的水平尺IO，該超聲波測距裝置201基於超聲波的發射、反射來測量距離，以水平尺10的 上表面112作為測距的基準面。顯然，也可以將測距裝置安裝與水平尺的其他部位，以水 平尺的其他外表面作為測距的基準面。關於超聲波、雷射測距詳細的原理將在下面的文字 中予以描述。
圖4是利用雷射束進行測距的光路圖。測距裝置20由雷射頭23、平行稜鏡25、聚光 鏡26、去幹擾光結構27、濾色片28、光電二極體29以及處理運算系統24構成。圖中，激 光頭23發射出一束雷射束21，該雷射束21經平行稜鏡25變換光路後投射到測量目標平面 22上，該光束21經測量目標平面22反射後又被測距裝置20接收，首先經一個聚光鏡26 被會聚，再經過去幹擾光的臺階結構27、濾色片28，最終被一個雪崩光電二極體29所接 收，雪崩光電二極體29將接收到的光信號轉變成相應的電信號傳送到處理運算系統24中 從而得到測距值。顯然，用於測距的雷射束在目標平面22上形成的光跡還可用作水平或垂 直基準點或基準線。
圖5是超聲波測距的簡單功能示意圖。超聲波測距裝置201包含聲波的發生接收器31
和處理運算系統32。發生接收器31向遠處的測量目標平面22發射出超聲波33，經目標平 面22反射回來後又被發生接收器31所接收，運算處理系統32對發射和接收回來的超聲波 進行處理運箅從而得到水平尺10距目標平面22的距離。
圖6是本實用新型中的水平尺各功能模塊之間的結構圖。電源為控制系統、顯示系統 和測距系統供電。控制系統控制測距系統以及水平尺實施測量操作，並控制顯示系統顯示 測量結果。測距系統和水平尺測出的值由顯示系統顯示出來。
如圖7所示，霈要使用測距裝置20測量距離時，啟動電源，將測距裝置20對準被測 目標平面，按下測量鍵開始測量，測距裝置20發射出測量光束，顯示屏上顯示測量結果。
圖8是帶測距功能的水平尺的操作流程圖。從流程圖中可以看出，用戶需要通過一模 式鍵對測量模式進行選擇，模式包含水平度測量和測距兩種。選擇了測量模式後，控制系 統就會控制轉入相應的測量過程中並完成測量。優選的，若是採用雷射束進行測距，可以 再增加一個基準點或基準線的發生模式。此外，按鍵區16除包含開關、測量、模式選擇等 按鍵外，還會包含一些其它的功能鍵，比如單位轉換鍵、清除鍵、運箅鍵、存儲鍵等。這 些按鍵都與控制系統相連接以供用戶實現各種距離、水平度的測量，計算以及單位之間的 轉換。當然，也可以採用單獨的水平度測量鍵和單獨的測距鍵來取代模式選擇鍵。或者僅 採用一個測量鍵，當用戶按下該測量鍵時即同時促發了平而水平度的測量和對遠處平面的 距離測敏，並且問吋在顯示屏.匕顯示出水平度和距離的測量值。
本領域的普通技術人員可以很容易的想到也可以提供-個與水平尺相分離的測距裝 覽，該測距裝置可拆卸的與水平尺相連或是吸附在水平尺上，用戶可根據自己的痛要將測 距裝置安裝在水平尺的不同部位來實施測量操作。
以上所描述的具體實施方式
只是對本實用新型的構思和原理進行闡述，並非要對本實 用新型的內容進行限制。本領域的普通技術人員可以意識到，除了上述首選的具體實施方 式之外，本實用新型還有很多其他替代的或者修改的實施方式，這些替代的或者修改的實 施方式仍然在本實用新型的範圍之內。本實用新型的保護範圍由權利要求確定。
權利要求1.一種帶測距功能的水平尺，包含一尺身，所述的尺身具有至少一個可測量一第一平面水平度的基準工作面，一裝於所述水平尺尺身內的控制系統，一可測量所述水平尺和一第二平面之間距離的測距裝置，一裝於所述水平尺尺身內的電源，所述電源與所述控制系統和測距裝置電連接，其特徵是，所述的測距裝置包含向所述的第二平面發射出能量束並接收從第二平面反射回來的能量束的發射接收裝置；基於發射和反射的能量束確定水平尺和第二平面之間距離的處理計算系統。
2. 如權利要求1所述的帶測距功能的水平尺，其特徵在於，所述尺身上裝有水平水準泡和垂 直水準泡。
3. 如權利要求1所述的帶測距功能的水平尺，其特徵在於，所述的水平尺尺身上裝有一顯示 屏，所述的控制系統包含一傾斜角度測量模塊，顯示屏有第一顯示模式，在第一顯示模式 下顯示屏上的顯示內容包含所述傾斜角度測量模塊測出的數據。
4. 如權利要求3所述的帶測距功能的水平尺，其特徵在於，顯示屏有第二顯示模式，在第二 顯示模式下顯示屏上的顯示內容包含所述測距裝置的處理計算系統所產生的數據。
5. 如權利要求4所述的帶測距功能的水平尺，其特徵在於，所述水平尺還包含一個可在第一模式和第二模式之間切換所述顯示屏的模式鍵。
6. 如權利要求1所述的帶測距功能的水平尺，其特徵在於，所述的水平尺尺身上裝有一顯示 屏，顯示屏上的顯示內容包含所述的測距裝置測出的數據。
7. 如權利要求1所述的帶測距功能的水平尺，其特徵在於，所述的測距裝置安裝於所述的水 平尺尺身內。
8. 如權利要求1所述的帶測距功能的水平尺，其特徵在於，所述的測距裝置與所述的水平尺 可拆卸地連接。
9. 如權利要求1所述的帶測距功能的水平尺，其特徵在於，所述的水平尺尺身上還設置有操 作按鍵，操作按鍵與所述控制系統連接。
10. 如權利要求1所述的帶測距功能的水平尺，其特徵在於，所述能量束為雷射束，雷射 束與第二平面相交，相交處有一基準標誌。
專利摘要本實用新型涉及一種帶測距功能的水平尺，包含水平尺尺身，該尺身具有至少一個可測量一個平面水平度的基準工作面，一個安裝在水平尺尺身內的控制系統，一個可測量水平尺和目標平面之間距離的測距裝置，一個電源，該電源與控制系統和測距裝置電連接，該測距裝置可向目標平面發射出能量束並接收從目標平面反射回來的能量束，並且基於發射和反射的能量束確定水平尺和目標平面之間的距離。這種帶測距功能的水平尺便於攜帶和使用，有效地提供了操作者的工作效率。
文檔編號G01C9/18GK201062950SQ200720036178
公開日2008年5月21日 申請日期2007年4月10日 優先權日2007年4月10日
發明者李偉冬 申請人:南京德朔實業有限公司