一種數字式六分儀的製作方法

2023-07-23 02:37:16

一種數字式六分儀的製作方法
【專利摘要】本發明的一種數字式六分儀，包括機械六分儀，機械六分儀包括基座，基座上設置有定鏡、望遠鏡、活動臂和弧形的分度盤，活動臂的一端設置有動鏡並通過轉軸Ⅰ連接在與分度盤相對的基座夾角上，還包括與基座平行的容柵尺，容柵尺的尺身一端通過轉軸Ⅱ連接在活動臂上，容柵尺的遊尺通過轉軸Ⅲ連接在基座上，轉軸Ⅲ、定鏡和轉軸Ⅰ在同一直線上，轉軸Ⅱ與轉軸Ⅰ的距離和轉軸Ⅲ與轉軸Ⅰ的距離相等；容柵尺的遊尺信號連接有微處理器Ⅰ，所述微處理器Ⅰ連接有顯示屏Ⅰ。本發明的有益效果是：實現機械六分儀的數位化。能夠在角度測量的同時，自動計算出所測起點距。
【專利說明】一種數字式六分儀【技術領域】[0001 ] 本發明涉及一種數字式六分儀。【背景技術】[0002]目前使用測船進行水沙測驗中，起點距的測量常用的方法有如下幾種:一、斷面標 志法，建設標誌索(纜道)，根據標誌牌確定垂線起點距；二、GPS定位系統進行起點距測量， 建立GPS網，利用GPS測量起點距；三、使用機械六分儀交會，讀取交會角，再換算成所需起 點距。[0003]黃河下遊水文測驗多數水文站使用機械六分儀進行垂線起點距測量，是目前測船 測驗起點距測量的主要測驗儀器，它具備測量快捷，使用簡單，造價低廉，故障率低等特點， 是其它現代化測距儀器無法替代的測驗設備。但機械式的六分儀進行起點距測量也存在一 些不足之處:1、只能讀取交會角(分度盤式)，每度間距約1mm，讀數較為困難，有時可能出現 讀數錯誤，並且度數和分數要在不同的位置讀取，然後合成角度，讀數非常麻煩；2、所測數 據為交會角，不是我們所需的起點距數據，需由人工進行計算(或查表)才能得到垂線起點 距數值，帶來不必要的麻煩；3、六分儀觀測的信息不是數字信息，不能被計算機識別，無法 實現六分儀與計算機之間的數據通訊，阻礙了計算機自動信息採集、處理的發展。
【發明內容】
[0004]為解決以上技術上的不足，本發明提供了一種減輕測驗人員的勞動強度，提高測 驗設備自動化水平的數字式六分儀。[0005]本發明是通過以下措施實現的:本發明的一種數字式六分儀，包括機械六分儀，所述機械六分儀 包括基座，基座上設置有定鏡、望遠鏡、活動臂和弧形的分度盤，所述活動臂的一端設 置有動鏡並通過轉軸I連接在與分度盤相對的基座夾角上，還包括與基座平行的容柵尺， 所述容柵尺的尺身一端通過轉軸II連接在活動臂上，容柵尺的遊尺通過轉軸III連接在基座 上，所述轉軸II1、定鏡和轉軸I在同一直線上，所述轉軸II與轉軸I的距離和轉軸III與轉軸 I的距離相等；所述容柵尺的遊尺信號連接有微處理器I，所述微處理器I連接有顯示屏 I O[0006]上述數字式六分儀匹配有接收端機，所述接收端機包括依次相連接的無線信號接 收模塊、數據調製模塊I1、微處理器II和計算機通訊接口。[0007]上述微處理器I連接有數據調製模塊I和無線信號發送模塊，所述無線信號發送 模塊與無線信號接收模塊無線通訊。[0008]上述基座連接有數字處理盒，所述微處理器、數據調製模塊1、無線信號發送模塊 和顯示屏I設置在數字處理盒內，所述數字處理盒上設置有按鍵。[0009]上述接收端機的殼體上設置有與微處理器II連接有的顯示屏II。[0010]本發明的有益效果是:1、實現機械六分儀的數位化。交會角由人工讀取度盤刻度改為讀取顯示器上的角度數值，微處理器應能對機械角度進行了數位化處理。2、實現了角度與起點距的自動轉換。數字六分儀設置起點距公式中的參數預置、存儲、計算功能模塊， 在角度測量的同時，自動計算出所測起點距。3、實現數據的傳輸，起點距數據能夠簡捷地傳輸到船艙內，並能夠被艙內接收端機接收。4、設置接口電路，便於端機與計算機連接，實現計算機對端機起點距數據的自動採集。【專利附圖】

【附圖說明】[0011]圖1為本發明的結構示意圖。[0012]圖2為發明的結構框圖。[0013]圖3為本發明的容柵尺使用原理圖。[0014]圖4為本發明的測量原理圖。[0015]其中:I基座，2定鏡，3轉軸III，4容柵尺的尺身，5容柵尺的遊尺，6分度盤，7轉軸 II，8微調旋鈕，9數字處理盒，10望遠鏡，11動鏡，12轉軸I，13活動臂。【具體實施方式】[0016]如圖1、2所示，本發明的一種數字式六分儀，在原來的機械六分儀的基礎上進行了改進，實現了數位化，測量更加準確。[0017]具體地說，包括機械六分儀，機械六分儀包括基座1，基座I上設置有定鏡2、望遠鏡10、活動臂和弧形的分度盤6，活動臂13的一端設置有動鏡11並通過轉軸I 12連接在與分度盤6相對的基座I夾角上。增加了容柵尺，容柵尺必須與基座I平行。容柵尺的尺身4 一端通過轉軸II 7連接在活動臂上，容柵尺的遊尺5通過轉軸III 3連接在基座I上，轉軸III 3、定鏡2和轉軸I 12在同一直線上，轉軸II 7與轉軸I 12的距離和轉軸III 3與轉軸 I 12的距離相等。容柵尺的遊尺5信號連接有微處理器I，微處理器I連接有顯示屏I。 容柵尺的解析度為0.01mm。[0018]為了方便記錄所測量出來的數據，數字式六分儀匹配有接收端機，接收端機包括依次相連接的無線信號接收模塊、數據調製模塊I1、微處理器II和計算機通訊接口。微處理器I連接有數據調製模塊I和無線信號發送模塊，無線信號發送模塊與無線信號接收模塊無線通訊。[0019]基座I連接有數字處理盒9，微處理器、數據調製模塊1、無線信號發送模塊和顯示屏I設置在數字處理盒9內，數字處理盒9上設置有按鍵。是結構更加緊湊，方便使用。 接收端機的殼體上設置有與微處理器II連接有的顯示屏II。[0020]其工作原理為:如圖3所示，機械六分儀用於完成前方兩目標A、B的交匯。容柵尺把交會角α轉換為弦長F，並採集其弦長長度F。交會角α變化時，容柵尺長度也隨之變化，交會角α與弦長F有--對應關係。已知轉軸II 7與轉軸I 12的距離和轉軸III 3與轉軸I 12的距離相等並為定長，可以 根據三角形公式計算得出。微處理器I用於讀取弦長 F，並還原成數字交會角α ;根據交會角α按照事先預置的起點距公式計算起點距，把計算結果一路送往顯示屏I，顯示所測起點距；另一路送數據調製模塊I。數據調製模塊I把送來的起點距數據進行調製，並通過無線信號發送模塊以315Μ調頻信號把數據發射出去，將數據無線傳遞到船艙內。顯示屏I用於顯示交會角和起點距，另外用於參數設置時顯示K和b值。[0021]接收端機放置在船艙內，並且其無線信號接收模塊接收到無線信號發送模塊發送的起點距數據，通過數據調製模塊II對電磁波進行還原，送至微處理器II，微處理器II把數據進一步處理後得到我們所需的角度和起點距數據，一路送顯示屏II，一路經過計算機通訊接口送往計算機。顯示屏II用於顯示交會角和起點距數值。計算機通訊接口為單片機與計算機數據通訊而設置的，用於計算機的數據採集。[0022]起點距公式如下:L = K*ctga +b0[0023]其中:b—基線與斷面垂足至起點距零點之間的距離； α 測得的角度；K---基線長度；L—數字六分儀計算出的起點距。[0024]如圖4所示，在河流岸邊設立在一條直線上的前斷面標C和後斷面標D，在遠處設立基線標Ε，基線標E距離前斷面標C和後斷面標D連線的長度為基線長度K，基線與斷面垂足至起點距零點之間的距離b，數字六分儀計算出的起點距L。因此K和b是已知的並且是一定的，應設置數據預置按鈕，對k和b進行預置。數字處理盒9上設有4個按鍵，即模式鍵、換位鍵、置數鍵、發射鍵。按模式鍵，進入參數預置狀態。此狀態是設置垂線起點距計算公式中的係數K和常數b。微處理器I根據起點距公式就可以計算出起點距L。[0025]交會角的測量方法與機械六分儀相同，通過活動臂13和微調旋鈕8進行調整，角度的讀取與之不同，在數字式六分儀顯示器上直接讀取數碼形式的角度值。起點距值不必人工計算，也直接在數字式六分儀顯示器上讀取。[0026]在使用之前一般應對零，方法為:按容柵尺的電源「0N」按鈕，容柵尺開機，按制式按鈕，使容柵尺為公制單位，把六分儀的指標臂調至0° 00'，按復零按鈕，使容柵尺清零。 如果不再按清零鍵或轉換鍵，不更換電池，沒有受到強電磁場幹擾，以後使用可以不再清零工作，容柵尺永久記憶零點位置。並且容柵尺的電源也可以不開，內部晶片始終保持工作狀態，除非取出紐扣電池，容柵尺才真正停止工作。[0027]以上所述僅是本專利的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，`這些改進和替換也應視為本專利的保護範圍。
【權利要求】
1.一種數字式六分儀，包括機械六分儀，所述機械六分儀包括基座，基座上設置有定 鏡、望遠鏡、活動臂和弧形的分度盤，所述活動臂的一端設置有動鏡並通過轉軸I連接在與 分度盤相對的基座夾角上，其特徵在於:還包括與基座平行的容柵尺，所述容柵尺的尺身一 端通過轉軸II連接在活動臂上，容柵尺的遊尺通過轉軸III連接在基座上，所述轉軸II1、定鏡 和轉軸I在同一直線上，所述轉軸II與轉軸I的距離和轉軸III與轉軸I的距離相等；所述 容柵尺的遊尺信號連接有微處理器I，所述微處理器I連接有顯示屏I。
2.根據權利要求1所述數字式六分儀，其特徵在於:匹配有接收端機，所述接收端機包 括依次相連接的無線信號接收模塊、數據調製模塊I1、微處理器II和計算機通訊接口。
3.根據權利要求1所述數字式六分儀，其特徵在於:所述微處理器I連接有數據調製 模塊I和無線信號發送模塊，所述無線信號發送模塊與無線信號接收模塊無線通訊。
4.根據權利要求1所述數字式六分儀，其特徵在於:所述基座連接有數字處理盒，所 述微處理器、數據調製模塊1、無線信號發送模塊和顯示屏I設置在數字處理盒內，所述數 字處理盒上設置有按鍵。
5.根據權利要求2所述數字式六分儀，其特徵在於:所述接收端機的殼體上設置有與 微處理器II連接有的顯示屏II。
【文檔編號】G01C1/08GK103499333SQ201310494032
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月21日 優先權日:2013年10月21日
【發明者】張廣海, 周建偉, 霍家喜, 李慶銀, 李榮華, 張利, 王景禮, 劉風學, 宋振蘇, 蘇照輝, 劉運生, 賈立玲, 張學科 申請人:張廣海