轉動角度測量裝置製造方法
2023-04-27 02:39:46 1
轉動角度測量裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種轉動角度測量裝置，用於精確測量轉動角度的一種裝置。由光接收器、雷射器、光反射鏡、計算機終端和轉臺組成。解決的主要技術問題是實現了轉動角度的高精度測量及動態測量。雷射器發出的雷射束照射到安裝在被測對象上的光反射鏡上，光反射鏡又將反射光束照射到光接收器上的光接收陣上，根據被照射光接收陣上光接收管的具體位置確定被測對象的轉動角度，利用轉臺可擴大角度測量範圍。本實用新型通過對上述測量裝置結構的設計大幅提高了轉動角度測量精度，實現了轉動角度的動態測試，利用本實用新型，可實現轉動角度、跟蹤誤差的自動測試。
【專利說明】轉動角度測量裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於測量領域，尤其涉及一種轉動角度測量裝置。
【背景技術】
[0002]目前，公知的測量轉動角度方法主要靠手工來完成的，即把雷射筆安裝到被測對象上，利用雷射筆照在牆上的光點移動距離來計算物體的轉動角度。這種方法速度慢、精度低、還要靠手工計算，而且無法測量動態、高速轉動角度的變化軌跡，滿足不了工程的需要。在現有技術中，有用高速攝像機實現的轉動角度測量裝置，這種設備造價高，使用範圍小，不利於推廣。
【發明內容】
[0003]為了解決上述問題，克服手動測量精度低、效率低、測量速度慢、無法測量動態指標等缺點，本實用新型應用光反射技術，擴大一倍測量距離，採用專用雷射器，使照射距離加長、光點變小，從而大幅提高了測量精度，採用計算機軟體技術，可設定虛擬光接收管，又可使精度提高一倍。具體而言，本實用新型提供了一種轉動角度測量裝置，用於精確測量物體的轉動角度，其特徵在於，所述轉動角度測量裝置包括:光接收器(I)，其由光接收板、光接收插座母板、多個列合成模塊板、多個行合成板、總行合成編碼板以及通訊板組成，其中所述光接收插座母板與所述光接收板連接、所述多個列合成模塊板與所述光接收插座母板連接、所述行合成板與所述列合成模塊板連接、所述總行合成編碼板與所述行合成板連接、所述通訊板與所述總行合成編碼板連接；雷射器(2)，其設置在所述光接收器(I)的上方，用於發射光束；光反光鏡(3)，其為具有極高平度的鏡子，固定在被測對象(5)的前面；轉臺
(7)，所述被測對象(5)固定在其上面，利用所述轉臺(7)來擴大測量角度範圍。
[0004]特別的，所述光接收器(I)上具有光接收陣出)，所述光接收陣出)由多隻光接收管按橫豎矩陣等間距為4mm排列組成。
[0005]特別的，所述光接收器(I)中的各個光接收管的正極接地，每個光接收管負極都並聯一個去藕電容，每個光接收管負極分別接上拉電阻。
[0006]本實用新型的有益效果是大幅提高了轉動角度測量精度，實現了轉動角度的動態測試，利用本實用新型，可實現轉動角度、跟蹤誤差的自動測試，可應用於多個領域、多個學科，特別是在軍工領域的應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型所提供轉動角度測量裝置示意圖；
[0008]圖2是本實用新型所提供的光接收器中光接收陣示意圖；
[0009]圖3是本實用新型所提供的光接收器的硬體結構圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0011]如圖1所示，雷射器2發出的雷射束照射到安裝在被測對象5上的光反射鏡3上，具有極高平度的光反射鏡3又將反射光束照射到光接收器I前面板上的光接收陣6上，光接收陣6是由上千隻光接收管按等距矩陣上下左右排列組成的方形平面，如圖2所示，根據被照射光接收管的具體位置確定被測對象5的轉動角度。作為進一步優選地，還可以設置一個顯示終端4，將所述虛擬光接收陣接收到的信號轉換為被測對象的轉動角度及運動軌跡顯示在顯示屏上。可以理解地，不設置上述顯示終端也能夠實現本發明中提出的測量轉動角度的技術問題，顯示屏的顯示僅僅是一種優選的實施方式，本實施例中同樣包含了不採用顯示終端的技術方案，而僅僅進行測量的技術方案。
[0012]光反射鏡將光束照射距離提高了一倍，即測量精度提高了一倍，設定光接收陣上兩個相鄰光接收管的間距為4mm，經計算，當光接收器與光反射鏡距離11459mm時，兩個相鄰光接收管之間的弧度為0.01度，由於光接收器與光反射鏡距離為11459mm，對於兩個相鄰光接收管間距4_而言，弧線可近似於直線計算，弧面光接收陣可用平面光接收陣來代替。
[0013]當反射光束正好照射到兩個光接收管中間時，兩個光接收管同時被觸發，在計算機軟體上可以設定兩個光接收管同時亮時，此時定義反射光束在兩個光接收管正中間，兩邊距正中間弧度為0.005度，可假設兩個光接收管的中間有一個虛擬光接管，這個虛擬光接管與兩旁光接收管的間距為0.005度，這樣就可以使測量精度提高一倍，相當於相鄰光接收管之間的距離為2mm(其中一個是虛擬光接收管)，對應弧長為0.005度。測量誤差(也就是測量精度)就是兩個相鄰光接收管之間的弧度0.005度，當選用聚焦能力更強，功率更大的雷射器時，被測對象與光接收器(或雷射器)的距離可以做得更遠，當距離為21米時，其測量誤差(也就是測量精度)可以達到千分之三度。
[0014]在圖1中，光接收器⑴放在雷射器(2)的下方，光反射鏡(3)固定在被測對象
(5)前面，計算機終端(4)用串口線與光接收器(I)相連，被測對象(5)固定在轉臺(7)上，光接收陣(6)在光接收器(I)的前面板中央。
[0015]在圖2所示的光接收陣實例中，畫出了 48列、24行、間距為4mm、共計1152隻光接收管組成的光接收陣，但是任意合適數量的光接收管也是允許的。
[0016]在圖3中，給出典型48列、24行光接收器硬體結構圖，光接收器由光接收板、與光接收板連接的光接收插座母板、與光接收插座母板連接的12個合成模塊板、與合成模塊板連接的3個行合成板、與3個行合成板連接的總行合成編碼板、與總行合成編碼板連接的通訊板組成。每塊合成模塊板輸出4個列判斷信號，24個行匯接信號，4塊合成模塊板的行匯接信號用一塊行合成板匯接，3塊行合成板輸出的行匯接信號用總行合成編碼板合成，在總行合成編碼板中，將合成的24個行判斷信號和12塊合成模塊板輸出的共48個列判斷信號一起送到編碼電路編碼，經編碼電路輸出的40路編碼信號送給通訊板，通訊板將並行信號轉變成可用於RS232 口通訊的串行信號。上述模塊、板均是硬體電路模塊，其採用電路完成光電信號的轉化，從而將光接收器接收的信號轉換為電信號。
[0017]所述光接收器中的各個光接收管的正極接地，每個光接收管負極都並聯一個去藕電容，每個光接收管負極分別接上拉電阻。
[0018]本實用新型所提供的轉動角度測量裝置可對物體轉動角度進行精確測量。由於採用計算機數據處理存儲技術，使角度的動態測量成為可能，可對轉動慣性、轉動復位、跟蹤精度、武器系統轉角指標進行測量。本裝置即可以對水平轉動角度進行測量，也可以對垂直轉動角度進行測量。
[0019]儘管已經結合優選的實施例對本實用新型作了詳細地描述，但是本領域技術人員應當理解的是，在不違背本實用新型精神和實質下所作出的各種形變和改進都是允許，他們都落入本實用新型的權利要求的保護範圍之中。
【權利要求】
1.一種轉動角度測量裝置，用於精確測量物體的轉動角度，其特徵在於，所述轉動角度測量裝置包括: 光接收器(I)，其由光接收板、光接收插座母板、多個列合成模塊板、多個行合成板、總行合成編碼板以及通訊板組成，其中所述光接收插座母板與所述光接收板連接、所述多個列合成模塊板與所述光接收插座母板連接、所述行合成板與所述列合成模塊板連接、所述總行合成編碼板與所述行合成板連接、所述通訊板與所述總行合成編碼板連接； 雷射器(2)，其設置在所述光接收器(I)的上方，用於發射光束；光反光鏡(3)固定在被測對象(5)的前面； 轉臺(7)，所述被測對象(5)固定在其上面，利用所述轉臺(7)來擴大測量角度範圍。
2.根據權利要求1所述轉動角度測量裝置，其特徵在於，所述光接收器(I)上具有光接收陣(6)，所述光接收陣(6)由多隻光接收管按橫豎矩陣等間距為4_排列組成。
3.根據權利要求2所述的轉動角度測量裝置，其特徵在於，各個光接收管的正極接地，每個光接收管負極都並聯一個去藕電容，每個光接收管負極分別接上拉電阻。
【文檔編號】G01B11/26GK204007545SQ201420312609
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】張奇, 任利峰, 曹娟 申請人:北京華航無線電測量研究所