專(zhuān)利名稱(chēng)：平板測(cè)微儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)測(cè)繪儀器，尤其是一種平板測(cè)微儀的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，屬于測(cè)量?jī)x器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水準(zhǔn)測(cè)量無(wú)論是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還是在國(guó)防建設(shè)中，都發(fā)揮著巨大的作用。例如大型設(shè)備的安裝和制造、道路和河道橋梁的建設(shè)、文物古建筑的保護(hù)、國(guó)家地圖的測(cè)繪等，都需要水準(zhǔn)測(cè)量。
據(jù)申請(qǐng)人了解，目前市場(chǎng)上廣泛使用的平板測(cè)微儀通常由光學(xué)平板、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、讀數(shù)裝置組成。其工作原理是，利用光學(xué)平板的轉(zhuǎn)動(dòng)，使被測(cè)目標(biāo)的像產(chǎn)生位移，再通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)把光學(xué)平板轉(zhuǎn)動(dòng)的角度量轉(zhuǎn)化為線性量，并加以放大，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)分，得到一個(gè)精確的測(cè)量值。傳統(tǒng)的細(xì)分措施有測(cè)微手輪或光學(xué)測(cè)微尺。這兩種措施都需要人眼的觀測(cè)，因此觀測(cè)結(jié)果容易因人而異，直接影響了測(cè)量結(jié)果的精度。
為了解決這一問(wèn)題，有人提出了測(cè)角的方法，即直接測(cè)量光學(xué)平板轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，從而計(jì)算出目標(biāo)的位移。這一方案存在兩個(gè)問(wèn)題難以解決，一個(gè)是測(cè)角的精度難以保證，另一個(gè)是設(shè)備的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，因而這一技術(shù)難以得到應(yīng)用。還有人提出用容柵的方式，例如申請(qǐng)日為2001.06.07、申請(qǐng)?zhí)枮?1238211.6的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)所公開(kāi)的電子平板測(cè)微器即使如此。該測(cè)微器包括殼體、光學(xué)平板、鏡座、撥桿、齒輪和齒條，以及容柵模塊和液晶屏。容柵模塊包括定柵、動(dòng)?xùn)藕吞幚黼娐罚瑒?dòng)?xùn)藕妄X條連動(dòng)，構(gòu)成齒條組件，定柵和處理電路一體，并固定在殼體上，動(dòng)?xùn)排c定柵配合設(shè)置，容柵模塊的輸出與液晶屏連接。其不足之處是不能承受野外作業(yè)的惡劣環(huán)境，同時(shí)在使用時(shí)每測(cè)量一次必須置一次零位，造成使用儀器的較大不便。如果一次疏忽沒(méi)有置零，將造成整個(gè)測(cè)量工作的前功盡棄。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種測(cè)量精度更加準(zhǔn)確、并且使用十分方便的平板測(cè)微儀。
為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型的平板測(cè)微儀包括光學(xué)平板、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及由信號(hào)轉(zhuǎn)換器件、處理電路、顯示器件組成的讀數(shù)頭；所述光學(xué)平板鉸支在儀器殼體的一端，其鉸支軸與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端銜接，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與信號(hào)轉(zhuǎn)換器件銜接，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換器件的輸出接處理電路的輸入端，所述處理電路的輸出接顯示器件，其改進(jìn)之處在于所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為正切機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)換器件為CCD器件(Charged Coupled Device——電子耦合器件)。
由于本實(shí)用新型以正切機(jī)構(gòu)與CCD器件相結(jié)合，取代了傳統(tǒng)的讀數(shù)系統(tǒng)，因此在測(cè)量中，當(dāng)光學(xué)平板的轉(zhuǎn)動(dòng)使通過(guò)平板的光線產(chǎn)生位移時(shí)，在正切機(jī)構(gòu)的作用下，平板的轉(zhuǎn)角被轉(zhuǎn)變?yōu)镃CD器件中光電頭與之成簡(jiǎn)單函數(shù)關(guān)系的線性移動(dòng)，從而使處理電路很快得出精確的測(cè)量結(jié)果，并輸出顯示，從而達(dá)到高精度測(cè)量的目的。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的俯視圖(拆去上蓋)。
圖3為圖1的A向視圖。
圖4為圖1中正切機(jī)構(gòu)與CCD器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一本實(shí)施例的平板測(cè)微儀如圖1、圖2和圖3所示，光學(xué)平板玻璃1通過(guò)兩個(gè)精密軸承鉸支在儀器殼體11的一端，其作用是通過(guò)平板的轉(zhuǎn)動(dòng)使被測(cè)目標(biāo)的象產(chǎn)生上下移動(dòng)。平板玻璃的鉸支軸如圖4所示，通過(guò)正切傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與傳導(dǎo)桿2的一端銜接，該傳導(dǎo)桿通過(guò)兩個(gè)壓塊安置在殼體11內(nèi)，與殼體形成移動(dòng)副，只能做直線移動(dòng)，另一端與CCD的光電管3固連，該光電管相對(duì)的殼體上固定安置CCD器件5，因此可以將平板玻璃的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到CCD轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)。該CCD的輸出接處理電路，進(jìn)而接固定在殼體11后端的顯示器件4，由圖3所示的顯示屏6顯示輸出。此外，圖1中的鎖緊手輪7通過(guò)螺紋與殼體相連接，并用止緊螺釘固緊，用于儀器的鎖緊和固定；圖2中的電池8安裝于殼體11中部，提供儀器工作所需電能；傳動(dòng)手輪9安裝在殼體11外右側(cè)，通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)與傳導(dǎo)桿2銜接，用于手動(dòng)帶動(dòng)光學(xué)平板轉(zhuǎn)動(dòng)和光電管座移動(dòng)；電源開(kāi)關(guān)10位于殼體11外左側(cè)。
正切機(jī)構(gòu)具體結(jié)構(gòu)如圖4所示，光學(xué)平板的轉(zhuǎn)動(dòng)使通過(guò)平板的光線產(chǎn)生位移δ，平板轉(zhuǎn)動(dòng)的角度θ與光線的位移δ有一個(gè)函數(shù)關(guān)系δ＝F1(θ)。光電讀數(shù)頭通過(guò)正切機(jī)構(gòu)與光學(xué)平板相連接，光電讀數(shù)頭的位移L與平板轉(zhuǎn)動(dòng)的角度θ是一個(gè)正切函數(shù)關(guān)系，L＝TAN(θ)×H，因此，光電讀數(shù)頭的位移L與光線的位移δ就建立了函數(shù)關(guān)系L＝F2(δ)，CCD判讀光電讀數(shù)頭的位移量L，后處理器通過(guò)函數(shù)關(guān)系L＝F2(δ)計(jì)算出光線的位移δ并結(jié)果送往顯示器件。
本實(shí)施例采用的高精度CCD器件(TCD1500C)由高感光度的半導(dǎo)體材料制成，可以將機(jī)械移動(dòng)量通過(guò)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行電細(xì)分處理，使儀器最終能準(zhǔn)確、穩(wěn)定地進(jìn)行測(cè)量，從而達(dá)到高精度測(cè)量的目的。
工作過(guò)程可以簡(jiǎn)單表述為
光學(xué)平板→傳動(dòng)機(jī)構(gòu)→機(jī)械量/光電量轉(zhuǎn)換→光電量判讀→光電數(shù)據(jù)處理→數(shù)據(jù)顯示實(shí)踐證明，本實(shí)施例的平板測(cè)微儀具有以下優(yōu)點(diǎn)1.利用光學(xué)平板的轉(zhuǎn)動(dòng)使被測(cè)目標(biāo)的像產(chǎn)生位移的光學(xué)原理，利用了CCD成像的技術(shù)，可以得到更高的測(cè)量精度，同時(shí)可以承受惡劣的野外作業(yè)條件；2.使用數(shù)字顯示，避免了讀數(shù)上的因人而異，消除了由于不同人讀數(shù)的不同而產(chǎn)生的誤差，提高了測(cè)量的精度(此優(yōu)點(diǎn)在由多人合作完成的大規(guī)模測(cè)量工程中尤為重要，因?yàn)閿?shù)字顯示可以避免每個(gè)人讀數(shù)的誤差)；3.用干電池作為電源，安全性得到了保障，數(shù)碼管顯示字體清晰，對(duì)人眼也起到很好的保護(hù)作用。
除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種平板測(cè)微儀，包括光學(xué)平板、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及由信號(hào)轉(zhuǎn)換器件、處理電路、顯示器件組成的讀數(shù)頭；所述光學(xué)平板鉸支在儀器殼體的一端，其鉸支軸與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端銜接，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與信號(hào)轉(zhuǎn)換器件銜接，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換器件的輸出接處理電路的輸入端，所述處理電路的輸出接顯示器件，其特征在于所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為正切機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)換器件為CCD器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述平板測(cè)微儀，其特征在于所述平板玻璃的鉸支軸通過(guò)正切傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與傳導(dǎo)桿的一端銜接，所述傳導(dǎo)桿與殼體形成移動(dòng)副，另一端與CCD的光電管固連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述平板測(cè)微儀，其特征在于還含有傳動(dòng)手輪，所述傳動(dòng)手輪安裝在殼體外側(cè)，通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)與傳導(dǎo)桿銜接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種平板測(cè)微儀的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，屬于測(cè)量?jī)x器技術(shù)領(lǐng)域。該儀器包括光學(xué)平板、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及由信號(hào)轉(zhuǎn)換器件、處理電路、顯示器件組成的讀數(shù)頭；所述光學(xué)平板鉸支在儀器殼體的一端，其鉸支軸與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端銜接，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與信號(hào)轉(zhuǎn)換器件銜接，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換器件的輸出接處理電路的輸入端，所述處理電路的輸出接顯示器件，其改進(jìn)之處在于所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為正切機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)換器件為CCD器件。當(dāng)光學(xué)平板的轉(zhuǎn)動(dòng)使通過(guò)平板的光線產(chǎn)生位移時(shí)，在正切機(jī)構(gòu)的作用下，平板的轉(zhuǎn)角被轉(zhuǎn)變?yōu)镃CD器件中光電頭與之成簡(jiǎn)單函數(shù)關(guān)系的線性移動(dòng)，從而使處理電路很快得出精確的測(cè)量結(jié)果，并輸出顯示，從而達(dá)到高精度測(cè)量的目的。
文檔編號(hào)G01C9/00GK2828748SQ20052007176
公開(kāi)日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2005年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月18日
發(fā)明者王源仁 申請(qǐng)人:王源仁