帶有角度測量裝置的超聲測距儀的製作方法

2023-04-25 22:37:11

專利名稱：帶有角度測量裝置的超聲測距儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種測量技術領域的儀器，具體地說，是一種帶有角度測量裝置的超聲測距儀。
背景技術：
超聲測距是一種常用的非接觸式工程測距方法，與雷射測距、紅外測距、電磁波測距等方法相比，超聲測距具有簡單可靠，成本低廉，使用方便等特點，特別適合近距離的測距，且可以測量透明或有不同顏色的物體的距離，在工程和民用測量上廣為應用。超聲測距的基本原理是根據聲波在空氣中傳播速度近乎固定為340m/s，通過測量測距儀發出超聲和收到超聲的時間差來計算被測物的距離，由於聲波的傳播的特性，測量時要求被測物具有一定的面積且被測物平面與測量方向保持垂直。
經對現有技術文獻的檢索發現，《工業儀表與自動化裝置》1994年第4期第55頁《高精度超聲測距系統》介紹了採用單片機的超聲測距儀，該系統包括微機控制系統、LCD顯示器、溫度輸入、AD轉換器、濾波器、多路開關、放大電路、驅動電路、發射換能器、接收換能器等部分，溫度輸入通過A/D轉換器送入微機控制系統，微機控制系統通過多路開關和驅動電路輸出控制發射換能器發射超聲波，返回超聲波通過接收換能器、放大電路、多路開關和濾波器輸入到微機控制系統，微機控制系統通過計算超聲發射和接收的時間差計算得到被測距離。其不足之處是如果被測物不能垂直於測量方向，則聲波不能直接反射到測距儀，那麼將無法得到準確的測量結果，也就是說，該超聲測距原理存在著不能斜向測量被測物的缺陷，而在工程上常常遇到斜向測量問題，因此限制了超聲測距儀的應用。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中的不足，提出一種帶有角度測量裝置的超聲測距儀，使其增加角度測量裝置，利用三角幾何原理，間接測量距離，從而實現斜向距離的測量、點到線距離測量、三角形面積測量等複雜功能。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括測距本體、測距方向指示雷射器、角度傳感器、測角支臂、測角方向指示雷射器，在測距本體上設有測距方向指示雷射器、角度傳感器，測角支臂一端連接在角度傳感器的轉動部分上，另一端設有測角方向指示雷射器。
所述的測距本體，將此電信號轉換成角度制，實現測角功能。
所述的測距方向指示雷射器，為雷射二極體，利用其發出雷射的直線特性指示方向。
所述的測距方向指示雷射器的雷射發射方向與測距本體的超聲發射方向一致。
所述的角度傳感器，將角度的變化轉換可測量的電信號。
所述的測角方向指示雷射器，為雷射二極體，利用其發出雷射的直線特性指示方向。
所述的測角方向指示雷射器的雷射發射方向與測角支臂的指向一致。
本發明在進行間接測量距離時，首先將測距方向指示雷射器指向被測方向，然後啟動測距本體的超聲測距功能測出距離；通過轉動測角測角支臂將測角方向指示雷射器的雷射發射指向被測角度方向，通過角度傳感器即可測量出待測的角度；根據測到的角度、距離等信息，再根據三角原理即可計算得到關於三角型的其他幾何信息，如三角型的高和第三條邊的長度等。測距本體根據超聲測量距離和角度傳感器測量的角度，通過三角幾何原理計算，得到斜向距離、點到線距離、三角形面積等測量結果。
本發明的有益效果是增加了角度測量，因而能夠在被測平面與測量方向不垂直時進行間接測量，通過測量一段可測得線段長度，及測量線段與線段兩端點到被測點連線夾角，即可計算得出線段兩端點到被測點的距離，並且可以計算被測點到線段的距離、線段一端點到另一端點與被測點連線的距離、線段兩端點與被測點連線的夾角、及線段端點與被測點組成的三角形的面積等各種實用功能。


圖1是本發明結構示意圖具體實施方式
如圖1所示，本發明包括測距本體1、測距方向指示雷射器2、角度傳感器3、測角支臂4、測角方向指示雷射器5，在測距本體1上設有測距方向指示雷射器2、角度傳感器4，測角支臂4一端連接在角度傳感器3的轉動部分上，另一端設有測角方向指示雷射器5。
所述的測距本體1，將此電信號轉換成角度制，實現測角功能。
所述的測距方向指示雷射器2，為雷射二極體，利用其發出雷射的直線特性指示方向。
所述的測距方向指示雷射器2的雷射發射方向與測距本體1的超聲發射方向一致。
所述的角度傳感器3，將角度的變化轉換可測量的電信號。
所述的測角方向指示雷射器5，為雷射二極體，利用其發出雷射的直線特性指示方向。
所述的測角方向指示雷射器5的雷射發射方向與測角支臂4的指向一致。
權利要求
1.一種帶有角度測量裝置的超聲測距儀，包括測距本體(1)，其特徵在於，還包括測距方向指示雷射器(2)、角度傳感器(3)、測角支臂(4)、測角方向指示雷射器(5)，在測距本體(1)上設有測距方向指示雷射器(2)、角度傳感器(4)，測角支臂(4)一端連接在角度傳感器(3)的轉動部分上，另一端設有測角方向指示雷射器(5)。
2.根據權利要求1所述的帶有角度測量裝置的超聲測距儀，其特徵是，所述的測距本體(1)，將此電信號轉換成角度制，實現測角功能。
3.根據權利要求1所述的帶有角度測量裝置的超聲測距儀，其特徵是，所述的測距方向指示雷射器(2)，為雷射二極體，利用其發出雷射的直線特性指示方向。
4.根據權利要求1或3所述的帶有角度測量裝置的超聲測距儀，其特徵是，所述的測距方向指示雷射器(2)的雷射發射方向與測距本體(1)的超聲發射方向一致。
5.根據權利要求1所述的帶有角度測量裝置的超聲測距儀，其特徵是，所述的角度傳感器(3)，將角度的變化轉換可測量的電信號。
6.根據權利要求1所述的帶有角度測量裝置的超聲測距儀，其特徵是，所述的測角方向指示雷射器(5)，為雷射二極體，利用其發出雷射的直線特性指示方向。
7.根據權利要求1或6所述的帶有角度測量裝置的超聲測距儀，其特徵是，所述的測角方向指示雷射器(5)的雷射發射方向與測角支臂(4)的指向一致。
全文摘要
一種用於測量技術領域的帶有角度測量裝置的超聲測距儀，本發明包括測距本體、測距方向指示雷射器、角度傳感器、測角支臂、測角方向指示雷射器，在測距本體上設有測距方向指示雷射器、角度傳感器，測角支臂一端連接在角度傳感器的轉動部分上，另一端設有測角方向指示雷射器。本發明增加角度測量裝置，利用三角幾何原理，間接測量距離，從而實現斜向距離的測量、點到線距離測量、三角形面積測量等複雜功能。
文檔編號G01S3/00GK1731213SQ200510028440
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月4日 優先權日2005年8月4日
發明者趙春宇 申請人:上海交通大學