臺式機械測角儀的製作方法
2024-01-29 11:22:15 1
專利名稱：臺式機械測角儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及測角儀。
背景技術：
現有的機械式測角儀，受肉眼分辨能力的限制，儘管在技術上應用了遊標，但由於在角度單位中，較大的單位「度」與較小的單位「秒」之間的進位達3600進位制，而1°的角所對弧長即使半徑在允許的範圍內足夠長時也較小。因此想獲得較小角度單位——秒級測量結果是非常困難的。除非把度盤製造的超出允許足夠大，但這會給製造、使用、保管儀器帶來相當的難度，是缺乏可操作性的。同時也難以保證其設計的精度誤差在允許的範圍內。故現有的機械式測角儀很難有所突破，使測量結果的精度到秒級。
現有的其它技術測角儀，其原量以光學原理為主，測量精度較高，但製造要求極為精密，使用時非專業人員或不具備相關知識的人員是難以操作的，使用不方便，造價高。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對現有機械式測角儀精度不高，光學測角度儀造價高，使用不夠方便之不足，而提供一種臺式機械測角儀。
本實用新型的技術解決措施如下臺式機械測角儀，由中心軸1、基準尺2、刻度臺盤3、測角尺4、示度稜5、斜尺6、遊標7組成，刻度臺盤3為半圓柱臺，該半圓柱臺的頂部邊緣標識有角度刻度，側面是平行排列的示度稜5；基準尺2固定在刻度臺盤3上，測角尺4軸式活動連接在中心軸1上，測角尺4上折向連接有斜尺6，斜尺6上標識有長度刻度，斜尺6上安裝有能沿斜尺6滑動的遊標7，遊標7與示度稜相接觸。
所述刻度臺盤3為圓柱臺。
所述該半圓柱臺的頂部邊緣標識有0°--180°角度刻度，側面平行排列的示度稜5為183個。
所述中心軸1的上表面不超出刻度臺盤3的上表面，測角尺4有轉折部軸式活動連接在中心軸1上。
所述遊標7是機械遊標或電子遊標。
所述斜尺6與刻度臺盤3表平面垂直，將示度稜5與斜尺6成傾斜角度。
所述斜尺6對著示度稜5的面為圓弧面。
本實用新型的突出效果是與現有機械式測角儀相比測量精度高，可以精確到秒級單位；與光學測角儀相比製造簡單，使用方便，製造成本低。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為圖1的A向視圖；圖3為測角尺與中心軸連接關係示意圖；圖4為斜尺的側視圖；圖5為本實用新型的工作原理說明圖；圖6為本實用新型的工作原理說明圖。
具體實施方式
實施例1見圖1-5，臺式機械測角儀，由中心軸1、基準尺2、刻度臺盤3、測角尺4、示度稜5、斜尺6、遊標7組成，刻度臺盤3為半圓柱臺，該半圓柱臺的頂部邊緣標識有角度刻度，側面是平行排列的示度稜5；基準尺2固定在刻度臺盤3上，測角尺4軸式活動連接在中心軸1上，測角尺4上折向連接有斜尺6，斜尺6上標識有長度刻度，斜尺6上安裝有能沿斜尺6滑動的遊標7，遊標7與示度稜相接觸。該半圓柱臺的頂部邊緣標識有0°--180°角度刻度，側面平行排列的示度稜5為183個。中心軸1的上表面不超出刻度臺盤3的上表面，測角尺4有轉折部軸式活動連接在中心軸1上，遊標7是電子遊標。
工作原理如圖5所示，OA1、OA2、OA3、OA4……OAn是一組在同一平面上等角分布呈放射狀的線段，B1、B2、B3……Bn分別為OA1、OA2、OA3、……OAn上的點，且OA1＝OA2＝OA3＝……＝OAn，B1A1＝B2A2＝B3A3＝……＝BnAn。如圖6所示，若把OA1、OA2、OA3、OA4……OAn分別在B1、B2、B3……Bn處向OB1、OB2所處平面的同一側彎折90°，即使OB1⊥B1A1、OB2⊥B2A2……OBn⊥BnAn，則B1A1、B2A2、B3A3……BnAn就成了一組平行且等弧分布於一圓柱體側面的母線。若在任意兩條母線之間(不妨設為B1A1、B2A2)用一緊貼圓柱體側面，拉緊的線連接B2、A1，即可得一曲線B2A1。由幾何知識可知，曲線B2A1，弧B1B2、母線B1A1所圍成的區域為一個曲面的直角三角形，其三邊也符合勾股定理，用數學關係表為(曲線B2A1之長)2＝B1A12+(弧B1B2之長)2。
在圖6中，取∠B1OB2為研究對象，若把曲線B2A1N等分，過它上面的(N-1)個等分點在圓柱側面上作出一系列母線與弧B1B2相交，則所得的全部交點就能N等分弧B1B2。再把這些交點分別與點0連接，作出一系列半徑，則這一系列半徑就就會把∠B1OB2N等分。這時若把B1A1在圓柱體側面向B2A2平行旋轉，必與曲線B2A1有一交點，當給曲線B2A1上的(N-1)個等分點從一端起，按大小順序標出刻度數據後，就容易得知B1A1在旋轉過程的某一時刻裡與曲線B2A1相交時交點的位置，也就得出B1A1在這個時刻從它原來的起始位置上向B2A2旋轉的角度值。在理論上需要把曲線B2A1等分多少段，就可以根據需要來確定讓曲線B2A1，上述B1A1等母線有多長，也就是根據需求把上述∠B1OB2任意等分。
當∠B1OB2小至1°左右時，上述曲線B2A1、弧B1B2就可用線段B2A1、B1B2近似代替。計算表明，由線段B2A1、B1B2代替曲線B2A1、弧B1B2後，其產生的誤差在要求達到的精度1″範圍內可忽略不計。
本設計基於這一思想，在適當增加度盤半徑的前提下，就能輕鬆地把1°所對的弧直接用肉眼分辨到1′以下，再與現有的遊標技術結合，就能把1°所對的弧細等分到1″，甚至1″以下。
實施例2斜尺6與刻度臺盤3表平面垂直，將示度稜5與斜尺6成傾斜角度，其餘同實施例1。
權利要求1.臺式機械測角儀，其特徵在於由中心軸(1)、基準尺(2)、刻度臺盤(3)、測角尺(4)、示度稜(5)、斜尺(6)、遊標(7)組成，刻度臺盤(3)為半圓柱臺，該半圓柱臺的頂部邊緣標識有角度刻度，側面是平行排列的示度稜(5)；基準尺(2)固定在刻度臺盤(3)上，測角尺(4)軸式活動連接在中心軸(1)上，測角尺(4)上折向連接有斜尺(6)，斜尺(6)上標識有長度刻度，斜尺(6)上安裝有能沿斜尺(6)滑動的遊標(7)，遊標(7)與示度稜相接觸。
2.根據權利要求1所述的臺式機械測角儀，其特徵在於刻度臺盤(3)為圓柱臺、圓錐臺或半圓錐臺。
3.根據權利要求1所述的臺式機械測角儀，其特徵在於該半圓柱臺的頂部邊緣標識有0°——180°角度刻度，側面平行排列的示度稜(5)為183個。
4.根據權利要求1所述的臺式機械測角儀，其特徵在於中心軸(1)的上表面不超出刻度臺盤(3)的上表面，測角尺(4)有轉折部軸式活動連接在中心軸(1)上。
5.根據權利要求1所述的臺式機械測角儀，其特徵在於遊標(7)是機械遊標或電子遊標。
6.根據權利要求1所述的臺式機械測角儀，其特徵在於斜尺(6)與刻度臺盤(3)表平面垂直，將示度稜(5)與斜尺(6)成傾斜角度。
7.根據權利要求1所述的臺式機械測角儀，其特徵在於斜尺(6)對著示度稜(5)的面為圓弧面。
專利摘要臺式機械測角儀，由中心軸1、基準尺2、刻度臺盤3、測角尺4、示度稜5、斜尺6、遊標7組成，刻度臺盤3為半圓柱臺，該半圓柱臺的頂部邊緣標識有角度刻度，側面是平行排列的示度稜5；基準尺2固定在刻度臺盤3上，測角尺4軸式活動連接在中心軸1上，測角尺4上折向連接有斜尺6，斜尺6上標識有長度刻度，斜尺6上安裝有能沿斜尺6滑動的遊標7，遊標7與示度稜相接觸。它與現有機械式測角儀相比測量精度高，可以精確到秒級單位；與光學測角儀相比製造簡單，使用方便，製造成本低。
文檔編號G01B5/24GK2677872SQ200420016999
公開日2005年2月9日 申請日期2004年1月15日 優先權日2004年1月15日
發明者張代清 申請人:張代清