自動安平雷射水平尺的製作方法

2023-05-24 03:34:11 2

專利名稱：自動安平雷射水平尺的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動安平雷射水平尺，具體說是關於能自動識別或判斷水準器是否處於水平位置，並能自動調節水準器至水平位置的自動安平雷射水平尺。
背景技術：
水平尺是建築、裝飾、機械安裝等領域的一種重要測量儀器，是精密測量水平度的重要儀器，常見的水平尺均採用水準器實現水平位置的調節，具有結構簡單、造價便宜等優點，但需要人工調節水準器，操作不方便。

發明內容
本發明的目的是提供一種能自動實現水平位置調節的自動安平雷射水平尺。
本發明的自動安平雷射水平尺包括水平調節裝置、驅動裝置和信號處理裝置，所說的水平調節裝置包括上調節平板和位於上調節平板下方的下調節平板，上調節平板的中線設有軸，下調節平板的中線設有軸，上、下這二根軸相互平行垂直，上、下兩調節平板各自以軸為中心擺動，在上、下兩調節平板間有兩根支撐杆，該兩根支撐杆的一端分別與其中一調節平板的軸的兩端活動連接，另一端與另一調節平板緊固，雷射器固定在上調節平板上，在上、下兩調節平板分別固定有第一水準器和第二水準器，該二個水準器相互平行垂直，所說的信號處理裝置包括分別採集第一水準器和第二水準器水泡位置的一維線陣光電傳感器、中央處理器(CPU)和分別與二個一維光電傳感器輸出端相連的放大比較電路，中央處理器與二個放大比較電路、只讀存儲器和隨機存儲器相連，中央處理器的輸出信號分二路，分別與接第一電機的驅動電路和接第二電機的驅動電路相連。
測量時，二個一維光電傳感器探測水準器中水泡的位置，以電信號形式輸出給放大比較電路，放大比較電路輸出水準器圖象的邊界信息，中央處理器(CPU)對邊界信息進行處理，並與水準器位於水平位置時的參考數據進行比較，判斷當前水準器位置是否在水平位置。如果判斷到水準器位於水平位置，則由雷射器發射雷射束，指示一條水平線。如果判斷到水準器沒有在水平位置，此時中央處理器(CPU)根據參考數據得到當前水準器相對於水平位置的偏移距離，並根據此偏移距離通過驅動電路驅動電機運動，實現對平板的調節，調整水準器至水平位置，此時雷射器發射出一束平行於水平線的雷射束。水準器的調節是一個反饋過程，需要一維光電傳感器多次採集水準器位置，並由中央處理器(CPU)進行多次處理計算，最終驅動電機調整水準器至水平位置。
通常，為使本發明還可以用於傾斜指向，可在中央處理器上連接鍵盤，這樣，當操作者通過鍵盤輸入指定傾斜角度，經過信號處理和平板調節，可將調節平板調節至指定傾斜角度，此時雷射器發射出指向該角度的雷射束。
若在雷射器前面加上望遠鏡系統，本發明就可以用作自動安平水準儀。
本發明採用兩個調節平板，通過由中央處理器控制的兩個電機，分別對調節平板實現X方向和Y方向的調節，其中每個平板只有一個調節方向，組合起來實現裝置水準器的平板的二維調節，即實現水準器的二維調節。本發明結構簡單、精度高，能實現自動調節水準器至水平位置，還可以用於傾斜指向。


圖1是本發明自動安平雷射水平尺構成示意圖；圖2是本發明中的放大比較電路圖。
具體實施例方式
參照圖1、自動安平雷射水平尺包括水平調節裝置、驅動裝置和信號處理裝置，所說的水平調節裝置包括上調節平板4和位於上調節平板4下方的下調節平板5，上調節平板的中線設有軸21，下調節平板的中線設有軸22，上、下這二根軸21和22相互平行垂直，上、下兩調節平板各自以軸為中心擺動，在上、下兩調節平板間有兩根支撐杆23，圖示具體實例，兩根支撐杆在上、下調節平板的相對應兩側，其一端分別套在上調節平板4的軸21的兩端，另一端與下調節平板5緊固，這樣，當電機14驅動上平板4在X方向轉動，下平板5在X方向靜止不動；當電機16驅動下平板5在Y方向轉動，此時下平板5在Y方向的轉動帶動上平板4在Y方向上作同步轉動，兩者組合起來實現上平板4的二維平面調節。圖例，在上調節平板上固定有雷射器1和第一水準器2，在下調節平板上固定有第二水準器6，該二個水準器可以採用管狀水準器，分別沿X、Y二維方向裝置。所說的信號處理裝置包括位於第一水準器2上方的一維線陣光電傳感器3、位於第二水準器6上方的一維線陣光電傳感器7、中央處理器(CPU)10、分別與二個一維光電傳感器相連的放大比較電路8和9。一維線陣光電傳感器可以是CCD或CMOS圖像傳感器。中央處理器10與二個放大比較電路、只讀存儲器(ROM)11和隨機存儲器(RAM)12相連，中央處理器10的輸出信號分二路，分別與接第一電機14的驅動電路13和接第二電機16的驅動電路15相連。
放大比較電路可如圖2所示，輸入信號經放大後與比較電平進行比較，若其大於比較電平，比較電路輸出高電平，否則，輸出低電平。根據比較電路輸出高電平或低電平來判斷水準器中水泡的邊界位置。
若中央處理器10判斷第一水準器2在一個方向(如X方向)沒有處於水平位置，此時中央處理器10根據第一水準器2在此方向(X方向)偏移水平位置的距離，通過驅動電路13驅動電機14，對平板4進行調節，使第一水準器2處於水平位置，實現第一水準器2的一維方向自動調平(X方向)；若中央處理器10判斷第二水準器6在另一個方向(如y方向)沒有處於水平位置，此時中央處理器10根據第二水準器6在此方向(y方向)偏移水平位置的距離，通過驅動電路15驅動電機16，對平板5進行調節，使第二水準器6處於水平位置，實現水準器6的另一維方向自動調平(Y方向)。這樣，第一水準器2在x方向的水平狀態與第二水準器6在y方向的水平狀態就確定一個水平面，此時雷射器1輸出一束平行於該水平面的雷射束。
圖示具體實例中，在中央處理器10上接有鍵盤17，這樣通過鍵盤17，用戶根據需要還可以指定傾斜角度，使自動安平雷射水平尺調整到指定的傾斜角度，雷射器1發射出一束指向指定傾斜角度的雷射束。
權利要求
1.自動安平雷射水平尺，其特徵是它包括水平調節裝置、驅動裝置和信號處理裝置，所說的水平調節裝置包括上調節平板(4)和位於上調節平板(4)下方的下調節平板(5)，上調節平板的中線設有軸(21)，下調節平板的中線設有軸(22)，上、下這二根軸(21)和(22)相互平行垂直，上、下兩調節平板各自以軸為中心擺動，在上、下兩調節平板間有兩根支撐杆(23)，該兩根支撐杆的一端分別與其中一調節平板的軸的兩端活動連接，另一端與另一調節平板緊固，雷射器(1)固定在上調節平板(4)上，在上、下兩調節平板分別固定有第一水準器(2)和第二水準器(6)，該二個水準器相互平行垂直，所說的信號處理裝置包括分別採集第一水準器(2)和第二水準器(6)水泡位置的一維線陣光電傳感器(3)和(7)，中央處理器(10)，分別與二個一維光電傳感器相連的放大比較電路(8)和(9)，中央處理器(10)與二個放大比較電路(8)和(9)、只讀存儲器(11)和隨機存儲器(12)相連，中央處理器(10)的輸出信號分二路，分別與接第一電機(14)的驅動電路(13)和接第二電機(16)的驅動電路(15)相連。
2.按權利要求1所述的自動安平雷射水平尺，其特徵是中央處理器(10)接有鍵盤(17)。
3.按權利要求1所述的自動安平雷射水平尺，其特徵是所說的一維線陣光電傳感器是CCD、CMOS線陣傳感器。
全文摘要
自動安平雷射水平尺包括水平調節裝置、驅動裝置和信號處理裝置，水平調節裝置包括各自繞設在中線的軸擺動的上、下二塊調節平板，上、下兩軸相互平行垂直，上、下二平板上分別固定水準器，信號處理裝置包括中央處理器，採集水準器水泡位置的一維線陣光電傳感器，中央處理器與二個接一維光電傳感器的放大比較電路，只讀存儲器和隨機存儲器相連，中央處理器的輸出信號分二路，分別與兩個電機的驅動電路相連。工作時，中央處理器通過兩個電機分別對調節平板實現X方向和Y方向的調節，實現裝置水準器的平板的水平調節。
文檔編號G01C15/00GK1444014SQ0311636
公開日2003年9月24日 申請日期2003年4月9日 優先權日2003年4月9日
發明者吳碧珍 申請人:杭州迪奧信息技術有限公司