專利名稱：線性測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測(cè)量物體尺寸的線性測(cè)量裝置。
相關(guān)技術(shù)常規(guī)上，使用諸如卷尺和游標(biāo)卡尺的接觸式測(cè)量工具來(lái)容易地測(cè)量物體的尺寸。然而，如果被測(cè)物體是可形變的，則接觸測(cè)量工具可能導(dǎo)致被測(cè)物體的形變，從而可能引起測(cè)量誤差。形變量根據(jù)施加于被測(cè)物體的力的強(qiáng)度而不同，并且難以補(bǔ)償這樣的測(cè)量誤差。
在工業(yè)上已經(jīng)使用了具有非接觸式距離測(cè)量器件(例如光學(xué)位移傳感器)的測(cè)量裝置。例如，在日本專利申請(qǐng)JP-9-273912(1997年公開(kāi))和JP 2004-294368(2004年公開(kāi))中的每一申請(qǐng)中，公開(kāi)了可被用于工廠生產(chǎn)線的厚度測(cè)量裝置。該厚度測(cè)量裝置包括沿片材的傳送路徑布置的一對(duì)分隔開(kāi)的光學(xué)位移傳感器。片材或板材被逐個(gè)傳送通過(guò)所述傳感器之間的間隙，并且每個(gè)傳感器測(cè)量傳感器本身與當(dāng)前移動(dòng)的材料之間的距離?；趥鞲衅鬟M(jìn)行的測(cè)量，確定出材料的厚度。在http://www.ncsfox.cojp/product/dn/laser_c.html(Nittetsu Hokkaido ControlSystems Co.)中公開(kāi)了一種類似的裝置。然而，這些常規(guī)的非接觸式測(cè)量裝置已經(jīng)被設(shè)計(jì)為僅用于測(cè)量具有簡(jiǎn)單輪廓、均勻厚度的物體。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種可以以非接觸方式測(cè)量具有復(fù)雜輪廓的非均勻物體的尺寸的線性測(cè)量裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種線性測(cè)量裝置，該線性測(cè)量裝置包括可以被布置在被測(cè)物體周圍的框架；測(cè)量單元，其包括被支持在所述框架上的至少一對(duì)非接觸式距離測(cè)量傳感器，所述非接觸式距離測(cè)量傳感器對(duì)包括第一非接觸式距離測(cè)量傳感器和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器，各傳感器發(fā)射光、接收從被測(cè)物體反射的光、并且生成與從對(duì)應(yīng)傳感器到所述被測(cè)物體的距離相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，所述第一和第二傳感器排布在所述框架內(nèi)、所述被測(cè)物體的相對(duì)側(cè)，所述第一傳感器測(cè)量所述第一傳感器與所述被測(cè)物體在第一測(cè)量線上的第一物體位置之間的第一間隙距離，所述第二傳感器測(cè)量所述第二傳感器與所述被測(cè)物體在第二測(cè)量線上的第二物體位置之間的第二間隙距離，所述第二測(cè)量線平行于或等同于所述第一測(cè)量線，所述測(cè)量單元測(cè)量距多條平行的第一測(cè)量線上的多個(gè)第一物體位置的多個(gè)第一間隙距離，以及到多條平行的第二測(cè)量線上的多個(gè)第二物體位置的多個(gè)第二間隙距離，所述多條平行的第二測(cè)量線處于與所述多條平行的第一測(cè)量線所在的平面等同的平面中；距離計(jì)算器，用于基于所述多個(gè)第一和第二間隙距離來(lái)計(jì)算多個(gè)候選物體長(zhǎng)度，各候選物體長(zhǎng)度是所述多個(gè)第一物體位置中的一個(gè)與所述多個(gè)第二物體位置中的一個(gè)之間的距離；以及最大值選擇器，用于從所述多個(gè)候選物體長(zhǎng)度中選擇最大物體長(zhǎng)度。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，所述線性測(cè)量裝置可以在不使待測(cè)物體發(fā)生器形變的情況下以非接觸方式測(cè)量具有復(fù)雜輪廓的待測(cè)量的非均勻物體的尺寸。
在說(shuō)明書和權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“物體長(zhǎng)度”或“被測(cè)物體長(zhǎng)度”意指被測(cè)物體的任意一種限度，無(wú)論其被自然地稱為被測(cè)物體的“寬度”、“幅寬”、“深度”、“厚度”還是“高度”。換言之，術(shù)語(yǔ)“物體長(zhǎng)度”或“被測(cè)物體長(zhǎng)度”代表上述術(shù)語(yǔ)中的任意一個(gè)。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于分別相對(duì)于所述框架移動(dòng)所述第一和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器，其中所述第一傳感器測(cè)量距所述多條平行的第一測(cè)量線上的所述多個(gè)第一物體位置的所述多個(gè)第一間隙距離，各第一間隙距離是所述第一傳感器的傳感器位置與所述被測(cè)物體上的所述第一物體位置之間的距離，并且其中所述第二傳感器測(cè)量距所述多條平行的第二測(cè)量線上的所述多個(gè)第二物體位置的所述多個(gè)第二間隙距離，各第二間隙距離是所述第二傳感器的傳感器位置與所述被測(cè)物體上的所述第二物體位置之間的距離。在該實(shí)施例中，每個(gè)單個(gè)傳感器可以測(cè)量多個(gè)間隙距離。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括界限檢測(cè)器，用于確定所述第一和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器中的至少一個(gè)是否已經(jīng)達(dá)到對(duì)應(yīng)傳感器的移動(dòng)界限；以及測(cè)量終止器，用于在所述界限檢測(cè)器已經(jīng)檢測(cè)到所述對(duì)應(yīng)傳感器已經(jīng)達(dá)到所述界限時(shí)終止所述對(duì)應(yīng)傳感器測(cè)量對(duì)應(yīng)的間隙距離。在該實(shí)施例中，當(dāng)所述傳感器已達(dá)到所述移動(dòng)界限時(shí)能夠終止對(duì)所述間隙距離的測(cè)量。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述非接觸式距離測(cè)量傳感器對(duì)以這樣的方式被固定地支持在所述框架上，即所述第一傳感器測(cè)量所述第一間隙距離所在的所述第一測(cè)量線與所述第二傳感器測(cè)量所述第二間隙距離所在的所述第二測(cè)量線等同。在該實(shí)施例中，由于所述傳感器被固定到所述框架，因此所述裝置可以被容易地制造。盡管所述傳感器被固定到所述框架，但是可以通過(guò)移動(dòng)所述框架來(lái)使它們相對(duì)于所述被測(cè)物體移動(dòng)，使得每個(gè)傳感器可以測(cè)量多個(gè)間隙距離。
為了方便所述框架的移動(dòng)，所述線性測(cè)量裝置還可以包括至少一個(gè)引導(dǎo)器，用于引導(dǎo)所述框架相對(duì)于所述被測(cè)物體的移動(dòng)。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括端部檢測(cè)器，用于確定所述第一和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器中的至少一個(gè)是否已經(jīng)到達(dá)所述被測(cè)物體的端部；以及測(cè)量終止器，用于在所述端部檢測(cè)器已經(jīng)檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的傳感器已經(jīng)到達(dá)所述被測(cè)物體的所述端部時(shí)終止所述對(duì)應(yīng)傳感器測(cè)量對(duì)應(yīng)的間隙距離。在該實(shí)施例中，當(dāng)所述傳感器已經(jīng)達(dá)到所述被測(cè)物體的所述端部時(shí)，可以終止對(duì)所述間隙距離的測(cè)量。
優(yōu)選的是，當(dāng)所述對(duì)應(yīng)的傳感器測(cè)得大于一閾值的第一或第二間隙距離時(shí)，所述端部檢測(cè)器確定所述對(duì)應(yīng)的傳感器已經(jīng)到達(dá)所述被測(cè)物體的所述端部。在該實(shí)施例中，所述被測(cè)物體的所述端部可以被容易地檢測(cè)。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括人機(jī)接口，操作人員可以通過(guò)所述人機(jī)接口來(lái)指示啟動(dòng)或停止所述第一和第二傳感器；測(cè)量啟動(dòng)器，用于在該操作人員已經(jīng)指示啟動(dòng)所述第一和第二傳感器時(shí)，啟動(dòng)所述第一和第二傳感器來(lái)測(cè)量所述第一和第二間隙距離；以及測(cè)量終止器，用于在該操作人員已經(jīng)指示停止所述第一和第二傳感器時(shí)，終止所述第一和第二傳感器測(cè)量所述第一和第二間隙距離。在該實(shí)施例中，對(duì)所述間隙距離的測(cè)量可以以簡(jiǎn)單方式被啟動(dòng)和終止。
在實(shí)施例中，所述測(cè)量單元可以包括多對(duì)所述非接觸式距離測(cè)量傳感器，每一對(duì)包括被固定地支持在所述框架上的所述第一和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器，其中各所述第一傳感器測(cè)量對(duì)應(yīng)的第一傳感器與所述被測(cè)物體的在第一測(cè)量線上的第一物體位置之間的第一間隙距離，并且其中各所述第二傳感器測(cè)量對(duì)應(yīng)的第二傳感器與所述被測(cè)物體的在第二測(cè)量線上的第二物體位置之間的第二間隙距離，所述第二測(cè)量線平行于或等同于所述第一測(cè)量線。在該實(shí)施例中，由于所述傳感器被固定到所述框架，因此所述裝置可以被容易地制造。
優(yōu)選的是，所述框架具有一邊開(kāi)口的形狀，所述框架具有一對(duì)支柱以及連接所述支柱的連接部分，所述第一和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器分別被支持在所述支柱上。由于所述框架的一邊是開(kāi)口的，所以可以將該裝置容易地布置在各種被測(cè)物體的周圍。在例如對(duì)長(zhǎng)期臥床者或者身體殘疾者進(jìn)行測(cè)量時(shí)該特征特別有利。
在實(shí)施例中，所述第一傳感器測(cè)量所述第一間隙距離所在的所述第一測(cè)量線與所述第二傳感器測(cè)量所述第二間隙距離所在的所述第二測(cè)量線平行且不等同，并且其中所述距離計(jì)算器基于所述第一和第二間隙距離來(lái)計(jì)算在平行于所述第一和第二測(cè)量線的方向上的所述第一物體位置與所述第二物體位置之間的平行物體長(zhǎng)度，并且基于所述平行物體長(zhǎng)度以及在垂直于所述第一和第二測(cè)量線的方向上的所述第一物體位置與所述第二物體位置之間的垂直物體長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算多個(gè)候選物體長(zhǎng)度中的一個(gè)。在該實(shí)施例中，盡管第一測(cè)量線未與第二測(cè)量線布置在同一直線上，但是該距離計(jì)算器能夠基于所述平行物體長(zhǎng)度和垂直物體長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算候選物體長(zhǎng)度?？梢砸匀缦路绞绞褂迷搶?shí)施例將第一和第二傳感器中的一個(gè)固定，而使另一個(gè)移動(dòng)，并且計(jì)算固定物體位置與可變物體位置之間的多個(gè)候選物體長(zhǎng)度。還可以以如下方式使用該實(shí)施例基于第一間隙距離與多個(gè)第二間隙距離來(lái)計(jì)算第一物體位置與多個(gè)第二物體位置之間的候選物體長(zhǎng)度，并且針對(duì)其他第一間隙距離重復(fù)該計(jì)算。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述線性測(cè)量裝置還可以包括角度計(jì)算器，用于基于在第一方向上的所述第一傳感器與所述第二傳感器之間的距離和在垂直于所述第一方向的第二方向上的所述第一傳感器與所述第二傳感器之間的距離，來(lái)計(jì)算所述第一非接觸式距離測(cè)量傳感器與所述第二非接觸式距離測(cè)量傳感器之間的直線相對(duì)于所述框架的角度；以及多個(gè)傳感器角度調(diào)節(jié)器，分別用于基于所述角度來(lái)調(diào)節(jié)所述第一和第二傳感器中的一個(gè)的測(cè)量線的角度，使得所述第一傳感器測(cè)量所述第一間隙距離所在的所述第一測(cè)量線等同于所述第二傳感器測(cè)量所述第二間隙距離所在的所述第二測(cè)量線。在該實(shí)施例中，所述多個(gè)傳感器角度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)所述第一和第二傳感器中的每一個(gè)的所述角度以對(duì)準(zhǔn)所述第一和第二間隙距離的所述方向，從而所述距離計(jì)算器可以精確地計(jì)算在所述第一和第二傳感器之間的同一線上的所述第一物體位置與所述第二物體位置之間的候選物體長(zhǎng)度。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括框架尺寸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于使得能夠調(diào)節(jié)所述框架的尺寸。在該實(shí)施例中，可以測(cè)量具有各種尺寸的被測(cè)物體。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括位于所述框架處的參考光發(fā)射器，用于將參考光照射到所述被測(cè)物體上，以便于相對(duì)于所述被測(cè)物體的參考位置部署所述線性測(cè)量裝置。在該實(shí)施例中，所述參考光可以有助于部署(即定位)所述裝置。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括框架傾度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于使得能夠相對(duì)于所述被測(cè)物體調(diào)節(jié)所述框架的傾度。在該實(shí)施例中，可以沿著各種傾斜面進(jìn)行測(cè)量。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括顯示器，用于顯示所述最大物體長(zhǎng)度；以及顯示控制器，用于控制所述顯示器，使得所述顯示器保持所顯示的所述最大物體長(zhǎng)度一段時(shí)間。在該實(shí)施例中，由于所述顯示器至少暫時(shí)地保持所述所顯示的所述最大物體長(zhǎng)度，所以操作人員可以在測(cè)量完成之后容易地確認(rèn)該顯示的值，并且即使傳感器在測(cè)量完成后偶然移動(dòng)，也可以避免所顯示圖像的改變。
所述線性測(cè)量裝置還包括顯示器；以及顯示控制器，用于控制所述顯示器，從而基于在所述測(cè)量單元處測(cè)得的所述第一間隙距離和所述第二間隙距離將由所述第一物體位置和所述第二物體位置限定的所述被測(cè)物體的截面顯示為二維圖像。在該實(shí)施例中，即使截面(即被測(cè)物體的輪廓)是復(fù)雜的，操作人員也可以立即容易地識(shí)別出該截面。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括至少包括第三非接觸式距離測(cè)量傳感器的附加測(cè)量單元，所述第三傳感器被支持在所述框架上，所述第三傳感器發(fā)射光、接收從所述第三傳感器前側(cè)的任何物體反射的光、并且生成與從所述第三傳感器到所述第三傳感器前側(cè)的任何物體的距離相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，從而所述第三傳感器測(cè)量在所述第三傳感器與第三測(cè)量線上的被測(cè)位置之間的第三間隙距離，所述附加測(cè)量單元測(cè)量距多條平行的第三測(cè)量線上的多個(gè)被測(cè)位置的多個(gè)第三間隙距離，所述多條平行的第三測(cè)量線處于與所述多條平行的第一測(cè)量線和所述多條平行的第二測(cè)量線所在的平面等同的平面中；被測(cè)物體端部檢測(cè)器，用于基于所述多個(gè)第三間隙距離檢測(cè)所述被測(cè)物體的第一端和第二端；以及長(zhǎng)度計(jì)算器，用于計(jì)算在所述被測(cè)物體的所述第一端與所述第二端之間的所述被測(cè)物體的長(zhǎng)度，其中代替或附加于從所述多個(gè)候選物體長(zhǎng)度中選擇最大值，所述最大值選擇器從所述被測(cè)物體的所述長(zhǎng)度和所述多個(gè)候選物體長(zhǎng)度中選擇所述最大物體長(zhǎng)度。在該實(shí)施例中，除候選物體長(zhǎng)度之外，還使用被測(cè)物體的第一端與第二端之間的長(zhǎng)度(即間距)作為所述最大物體長(zhǎng)度的候選值，由此提高測(cè)量精度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種線性測(cè)量裝置，該線性測(cè)量裝置包括可以被布置在被測(cè)物體附近的支持件；測(cè)量單元，該測(cè)量單元包括被支持在所述支持件上的至少一個(gè)非接觸式距離測(cè)量傳感器，所述傳感器發(fā)射光、接收從所述傳感器前側(cè)的任何物體反射的光、并且生成與從所述傳感器到所述傳感器前側(cè)的任何物體的距離相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，使得所述傳感器測(cè)量所述傳感器與測(cè)量線上的被測(cè)位置之間的間隙距離，所述測(cè)量單元測(cè)量距多條平行的測(cè)量線上的多個(gè)被測(cè)位置的多個(gè)間隙距離；被測(cè)物體端部檢測(cè)器，用于基于所述多個(gè)間隙距離中的每一個(gè)的量來(lái)檢測(cè)所述被測(cè)物體的第一端和第二端；以及長(zhǎng)度計(jì)算器，用于計(jì)算在所述被測(cè)物體的所述第一端與所述第二端之間的所述被測(cè)物體的長(zhǎng)度。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，所述線性測(cè)量裝置可以在不使被測(cè)物體發(fā)生形變的情況下以非接觸的方式測(cè)量具有復(fù)雜輪廓的非均勻被測(cè)物體的尺寸。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于相對(duì)于所述支持件移動(dòng)所述非接觸式距離測(cè)量傳感器，其中所述傳感器測(cè)量距多條平行的測(cè)量線上的多個(gè)被測(cè)位置的多個(gè)間隙距離。在該實(shí)施例中，單個(gè)傳感器可以測(cè)量多個(gè)間隙距離。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括測(cè)量終止器，用于當(dāng)所述被測(cè)物體端部檢測(cè)器已經(jīng)檢測(cè)到在所述傳感器經(jīng)過(guò)所述被測(cè)物體的所述第一端之后所述傳感器已經(jīng)達(dá)到所述被測(cè)物體的所述第二端時(shí)，終止所述傳感器測(cè)量所述間隙距離。在該實(shí)施例中，能夠在所述傳感器已經(jīng)到達(dá)所述被測(cè)物體的第二端時(shí)終止對(duì)所述間隙距離的測(cè)量。
優(yōu)選的是，當(dāng)所述傳感器測(cè)得小于一閾值的間隙距離或輸出錯(cuò)誤信號(hào)時(shí)，所述被測(cè)物體端部檢測(cè)器確定所述傳感器已經(jīng)到達(dá)所述被測(cè)物體的所述第一端，并且其中，當(dāng)所述傳感器測(cè)得大于一閾值的間隙距離或輸出錯(cuò)誤信號(hào)時(shí)，所述被測(cè)物體端部檢測(cè)器確定所述傳感器已經(jīng)到達(dá)所述被測(cè)物體的所述第二端。在該實(shí)施例中可以容易地檢測(cè)到被測(cè)物體的端部。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括人機(jī)接口，操作人員通過(guò)所述人機(jī)接口來(lái)指示啟動(dòng)或停止所述傳感器；測(cè)量啟動(dòng)器，用于在該操作人員已經(jīng)指示啟動(dòng)所述傳感器時(shí)，啟動(dòng)所述傳感器來(lái)測(cè)量所述間隙距離；以及測(cè)量終止器，用于在該操作人員已經(jīng)指示停止所述傳感器時(shí)，終止所述傳感器測(cè)量所述間隙距離。在該實(shí)施例中，可以以簡(jiǎn)單的方式手動(dòng)地啟動(dòng)或終止對(duì)間隙距離的測(cè)量。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括支持件尺寸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于使得能夠調(diào)節(jié)所述支持件的尺寸。在該實(shí)施例中，可以測(cè)量具有各種尺寸的物體。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述測(cè)量單元可以包括被固定地支持在所述支持件上的多個(gè)所述非接觸式距離測(cè)量傳感器，用于分別測(cè)量距多條平行的測(cè)量線上的多個(gè)被測(cè)位置的多個(gè)間隙距離。在該實(shí)施例中，因?yàn)閭鞲衅鞅还潭ǖ街С旨钥梢匀菀椎刂圃煸撗b置。
優(yōu)選的是，所述支持件具有一邊開(kāi)口的形狀，所述支持件具有一對(duì)支柱以及連接所述支柱的連接部分，所述非接觸式距離測(cè)量傳感器被支持在所述連接部分上。因?yàn)橹С旨囊贿吺情_(kāi)口的，所以所述裝置可以被容易地設(shè)置在各種被測(cè)物體的周圍。當(dāng)測(cè)量長(zhǎng)期臥床者或身體殘疾者時(shí)該特征尤其有利。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括位于所述支持件處的參考光發(fā)射器，用于將參考光照射到所述被測(cè)物體上，以便于相對(duì)于所述被測(cè)物體的參考位置部署所述線性測(cè)量裝置。在該實(shí)施例中，參考光可以有助于部署(即定位)所述裝置。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括支持件傾度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于使得能夠相對(duì)于所述被測(cè)物體調(diào)節(jié)所述支持件的傾度。在該實(shí)施例中，可以沿各種傾斜面進(jìn)行測(cè)量。
所述線性測(cè)量裝置還可以包括顯示器，用于顯示所述被測(cè)物體的所述長(zhǎng)度；以及顯示控制器，用于控制所述顯示器，使得所述顯示器保持所顯示的所述被測(cè)物體的所述長(zhǎng)度一段時(shí)間。在該實(shí)施例中，因?yàn)轱@示器至少暫時(shí)地保持所顯示的所述被測(cè)物體的長(zhǎng)度，所以操作人員可以在測(cè)量完成之后容易地確認(rèn)該顯示的值，并且即使傳感器在測(cè)量完成后偶然移動(dòng)，也可以避免所顯示圖像的改變。
該線性測(cè)量裝置還可以包括顯示器；以及顯示控制器，用于控制所述顯示器，使得基于在所述測(cè)量單元處測(cè)得的所述間隙距離將所述被測(cè)位置顯示為二維圖像。在該實(shí)施例中，即使被測(cè)物體的截面是復(fù)雜的，操作人員也可以容易地識(shí)別出該被測(cè)物體的大致輪廓。


以下將參照附圖描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的線性測(cè)量裝置的立體圖；
圖2是已經(jīng)相對(duì)于被測(cè)物體而設(shè)置的圖1中的線性測(cè)量裝置的前視圖；圖3是正在測(cè)量距離的圖1中的線性測(cè)量裝置的前視圖；圖4是示出圖1中的線性測(cè)量裝置的組成部分的框圖；圖5是示出圖1中的線性測(cè)量裝置的使用和操作的流程圖；圖6是根據(jù)另選實(shí)施例的、已經(jīng)相對(duì)于被測(cè)物體而設(shè)置的線性測(cè)量裝置的前視圖；圖7是正被升起并且正在測(cè)量距離的圖6中的線性測(cè)量裝置的前視圖；圖8是根據(jù)改進(jìn)實(shí)施例的、已經(jīng)相對(duì)于被測(cè)物體而設(shè)置的線性測(cè)量裝置的前視圖；圖9是正在測(cè)量距離的圖8中的線性測(cè)量裝置的前視圖；圖10是根據(jù)第二實(shí)施例的、已經(jīng)相對(duì)于被測(cè)物體而設(shè)置的線性測(cè)量裝置的前視圖；圖11是示出圖10中的線性測(cè)量裝置的組成部分的框圖；圖12是示出圖10中的線性測(cè)量裝置的使用和操作的流程圖；圖13是根據(jù)另一變型實(shí)施例的、已經(jīng)相對(duì)于被測(cè)物體而設(shè)置的線性測(cè)量裝置的前視圖；圖14是根據(jù)另一變型實(shí)施例的、已經(jīng)相對(duì)于被測(cè)物體而設(shè)置的線性測(cè)量裝置的前視圖；圖15是根據(jù)第三實(shí)施例的線性測(cè)量裝置的前視圖；圖16是圖15中的線性測(cè)量裝置的前視圖，其中傳感器在另一位置；圖17是示出圖16中的線性測(cè)量裝置的組成部分的框圖；圖18A和18B形成示出圖16中的線性測(cè)量裝置的使用和操作的流程圖；圖19是根據(jù)另一另選實(shí)施例的線性測(cè)量裝置的前視圖；圖20是根據(jù)再一另選實(shí)施例的線性測(cè)量裝置的前視圖；圖21是根據(jù)再一另選實(shí)施例的線性測(cè)量裝置的前視圖；圖22是根據(jù)變型例的線性測(cè)量裝置的前視圖，在其中組合有圖1到4中示出的第一實(shí)施例和圖15到17中示出的第三實(shí)施例；圖23是根據(jù)另一變型例的線性測(cè)量裝置的前視圖，在其中組合有圖10中示出的第二實(shí)施例和圖21中示出的另選實(shí)施例；圖24是根據(jù)另一變型例的線性測(cè)量裝置的前視圖；圖25是圖24中的線性測(cè)量裝置在另一種情況下的前視圖；圖26是根據(jù)另一變型例的線性測(cè)量裝置的前視圖；圖27是圖26中的線性測(cè)量裝置的底視圖；圖28是根據(jù)另一變型例的線性測(cè)量裝置的側(cè)視圖；圖29是表示根據(jù)第一和第二實(shí)施例的顯示在顯示器上的二維圖像的圖示；以及圖30是表示根據(jù)第三實(shí)施例的顯示在顯示器上的二維圖像的圖示。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施例如圖1到3中所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的線性測(cè)量裝置1包括支持件，所述支持件是能夠設(shè)置于被測(cè)物體15周圍的便攜式框架14。在該實(shí)施例中，被測(cè)物體15是躺于地板或床16上的人體，但是也可以測(cè)量任何其他適當(dāng)?shù)奈矬w。
框架14具有一般的矩形形狀，其中一邊是開(kāi)口的。更具體地說(shuō)，框架14具有一對(duì)垂直豎立在床16上的平行支柱3a和3b；以及連接部份2，所述連接部分2的兩端連接到支柱3a和3b。通過(guò)框架14的開(kāi)口邊，裝置1可以被容易地設(shè)置在各種被測(cè)物體周圍。當(dāng)被測(cè)物體15是長(zhǎng)期臥床者或身體殘疾者時(shí)該特征尤其有利。
線性測(cè)量裝置1的操縱臺(tái)設(shè)置在連接部分2上。該操縱臺(tái)包括顯示器4，用于為操作人員顯示操作指南、測(cè)量結(jié)果或其他信息；以及人機(jī)接口5，所述人機(jī)接口5包括按鈕和開(kāi)關(guān)中的至少一種，通過(guò)按鈕和開(kāi)關(guān)中的所述至少一種操作人員可以向該裝置提供指令來(lái)例如通電或啟動(dòng)測(cè)量。在連接部分2的內(nèi)部提供了電路來(lái)控制線性測(cè)量裝置1，之后將描述所述電路。
線性測(cè)量裝置1還包括測(cè)量單元，用于估計(jì)圖2中示出的最大物體長(zhǎng)度Lmax。測(cè)量單元包括一對(duì)非接觸式距離測(cè)量傳感器(即第一和第二傳感器6a和6b)，所述第一和第二傳感器6a和6b被分別支持在框架的支柱3a和3b上。第一和第二傳感器排布在框架14內(nèi)的被測(cè)物體15的相對(duì)側(cè)。每個(gè)傳感器是光學(xué)距離傳感器，該光學(xué)距離傳感器具有用于水平地發(fā)射光束(該光束例如是(但不限于)紅外光束)的光發(fā)射器和用于接收從傳感器前側(cè)的任何物體(例如被測(cè)物體15)反射的光并生成與從對(duì)應(yīng)傳感器到該傳感器前側(cè)的任何物體的距離相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的光接收器。因此，各傳感器測(cè)量相應(yīng)傳感器與該傳感器前側(cè)的任何物體之間的間隙距離。
在圖1和2中，箭頭LA和LB代表從傳感器6a和6b水平發(fā)射的光束。在圖2所示的狀態(tài)中，第一傳感器6a測(cè)量第一傳感器6a與被測(cè)物體15上的與第一水平測(cè)量線(來(lái)自傳感器6a的光束的光路)相交的第一物體位置之間的第一間隙距離DA，而第二傳感器6b測(cè)量第二傳感器6b與被測(cè)物體15上的與第二水平測(cè)量線(來(lái)自傳感器6b的光束的光路)相交的第二物體位置之間的第二間隙距離DB。如圖1和2中所示，第一和第二測(cè)量線等同。
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a和7b分別設(shè)置于支柱3a和3b處，分別用于將第一和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器6a和6b相對(duì)于框架14垂直地移動(dòng)一范圍。例如，每個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在由旋轉(zhuǎn)裝置(例如步進(jìn)式電動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)的滑輪上的環(huán)形帶，并且對(duì)應(yīng)的傳感器6a或6b附裝在該環(huán)形帶上。代替的是，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。如圖3中的虛線所描繪的，通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a和7b，在同一垂直平面上將第一和第二傳感器6a和6b沿著支柱3a和3b同步地升高或降低。
在第一傳感器6a垂直移動(dòng)的期間，第一傳感器6a測(cè)量距同一垂直平面上的多條第一平行水平測(cè)量線上的多個(gè)第一(左側(cè)的)物體位置的多個(gè)第一間隙距離DA1到DA4，各第一間隙距離是第一傳感器6a的傳感器位置與被測(cè)物體15上的第一(左側(cè)的)物體位置之間的距離。當(dāng)?shù)诙鞲衅?b垂直移動(dòng)時(shí)，第二傳感器6b測(cè)量距與第一測(cè)量線所在的平面等同的同一垂直平面上的多條第二平行水平測(cè)量線上的多個(gè)第二(右側(cè)的)物體位置的第二間隙距離DB1到DB4，各第二間隙距離是第二傳感器6b的傳感器位置與被測(cè)物體15上的第二(右側(cè)的)物體位置之間的距離。因此，盡管測(cè)量單元僅僅具有兩個(gè)傳感器，但是各單個(gè)傳感器可以測(cè)量距被測(cè)物體15在多條平行的水平線上的多個(gè)物體位置的多個(gè)間隙距離。在圖3中，為進(jìn)行示例圖示了第一間隙距離DA1到DA4和第二間隙距離DB1到DB4，但是應(yīng)該理解，間隙距離的數(shù)量并不限于所圖示的實(shí)施例中的數(shù)量。
盡管傳感器6a和6b被移動(dòng)，但是因?yàn)橹С种е?a和3b是平行的，所以它們之間在平行于第一和第二測(cè)量線的水平方向上的水平距離間隔INT保持不變。因此，基于多個(gè)第一間隙距離DA和第二間隙距離DB以及恒定的間隔INT，能夠估計(jì)出多個(gè)候選物體長(zhǎng)度L，所述多個(gè)候選物體長(zhǎng)度是針對(duì)最大物體長(zhǎng)度Lmax的候選值。例如，當(dāng)間隙距離DA1和DB1在同一高度時(shí)，候選的物體長(zhǎng)度等于INT減去DA1和DB1的值。類似地，另一個(gè)候選的物體長(zhǎng)度等于INT減去DA2和DB2的值。第三候選的物體長(zhǎng)度等于INT減去DA3和DB3的值，而第四候選的物體長(zhǎng)度等于INT減去DA4和DB4的值。如從圖3將理解的，每一個(gè)候選物體長(zhǎng)度L均是第一(左側(cè)的)物體位置中的一個(gè)與第二(右側(cè)的)物體位置中的一個(gè)之間的距離。
真實(shí)的最大物體長(zhǎng)度幾乎等于上述多個(gè)候選物體長(zhǎng)度L中的最大者。這是通過(guò)裝置1實(shí)現(xiàn)的最大長(zhǎng)度測(cè)量的一般性原理。當(dāng)水平測(cè)量線的垂直距離間隔減小，并且被測(cè)間隙距離的數(shù)量增大時(shí)，對(duì)最大物體長(zhǎng)度Lmax的估計(jì)的精度將提高。
參照?qǐng)D4的框圖，將描述線性測(cè)量裝置1的電氣結(jié)構(gòu)。上面提及的位于連接部分2內(nèi)的電路包括與顯示器4、人機(jī)接口5、傳感器6a和6b、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a和7b連接的微型計(jì)算機(jī)8。微型計(jì)算機(jī)8由電源13致動(dòng)，并且包括存儲(chǔ)器12和處理器，所述處理器以功能的方式而不是以實(shí)體的方式包括控制器9、計(jì)算器10和判定器11。
控制器9，即控制裝置，對(duì)線性測(cè)量裝置1進(jìn)行總體控制。所述總體控制包括控制傳感器6a和6b來(lái)測(cè)量距離DA和DB，以及控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a和7b來(lái)移動(dòng)傳感器6a和6b。
計(jì)算器10充當(dāng)距離計(jì)算器，即用于基于傳感器6a和6b所測(cè)得的多個(gè)第一和第二間隙距離DA和DB來(lái)計(jì)算多個(gè)候選物體長(zhǎng)度L的計(jì)算裝置。
判定器11充當(dāng)最大值選擇器，即用于在多個(gè)候選的物體長(zhǎng)度L中選擇最大物體長(zhǎng)度Lmax的最大值選擇裝置。判定器11還充當(dāng)界限檢測(cè)器，即用于確定第一和第二傳感器6a和6b中的至少一個(gè)是否已經(jīng)達(dá)到對(duì)應(yīng)傳感器的移動(dòng)界限的界限檢測(cè)裝置。在該實(shí)施例中，判定器11為每一個(gè)傳感器6a和6b進(jìn)行這樣的界限檢測(cè)。如果判定器11已經(jīng)檢測(cè)到傳感器已經(jīng)達(dá)到移動(dòng)界限，則控制器9充當(dāng)測(cè)量終止器，即用于終止對(duì)應(yīng)傳感器測(cè)量對(duì)應(yīng)的間隙距離的測(cè)量終止裝置。
存儲(chǔ)器12預(yù)先存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，例如默認(rèn)值、系統(tǒng)設(shè)置和數(shù)學(xué)表達(dá)式。此外，判定器11所確定的最大值被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中。
控制器9、計(jì)算器10和判定器11可以用多個(gè)中央處理單元以實(shí)體的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為另一種選擇，它們可以用由單個(gè)中央處理單元執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序以功能的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
參照?qǐng)D5中示出的流程圖，將更詳細(xì)地描述線性測(cè)量裝置1的使用和操作。存儲(chǔ)器12永久地存儲(chǔ)用于控制線性測(cè)量裝置1的計(jì)算機(jī)程序。微型計(jì)算機(jī)8根據(jù)該計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行操作。在該流程圖中的操作內(nèi)，由微型計(jì)算機(jī)8執(zhí)行的步驟對(duì)應(yīng)于計(jì)算機(jī)程序或者計(jì)算機(jī)程序的組成部分。盡管在該實(shí)施例中存儲(chǔ)器12被用作用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序或程序組成部分的存儲(chǔ)介質(zhì)，但是可以使用其他存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)設(shè)備作為該存儲(chǔ)介質(zhì)。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、硬盤、光盤、數(shù)字通用盤(DVD)、軟盤或者其他合適的存儲(chǔ)介質(zhì)可以被用于此目的。
在操縱人機(jī)接口5的電源開(kāi)關(guān)以通電后，在步驟S1處，操作人員以使框架14位于被測(cè)物體15的上方的方式將線性測(cè)量裝置1設(shè)置在床16上。以下操作為微型計(jì)算機(jī)8根據(jù)所述程序執(zhí)行的步驟。
在步驟S2處，微型計(jì)算機(jī)8確定是否已經(jīng)按下人機(jī)接口5的測(cè)量啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。如果是，則過(guò)程前進(jìn)到步驟S3，在步驟S3微型計(jì)算機(jī)8初始化整個(gè)系統(tǒng)。例如，微型計(jì)算機(jī)8對(duì)傳感器6a和6b的位置和存儲(chǔ)器12中的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化。
在系統(tǒng)初始化之后，在步驟S4處，微型計(jì)算機(jī)8充當(dāng)控制器9來(lái)控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a和7b以同步移動(dòng)傳感器6a和6b，并且用來(lái)激活傳感器6a和6b以測(cè)量或采樣一對(duì)第一間隙距離DA和第二間隙距離DB。
如將從流程圖所理解的，無(wú)論過(guò)程何時(shí)返回步驟S4，傳感器6a和6b都被同步移動(dòng)并激活，以測(cè)量下一對(duì)第一間隙距離和第二間隙距離，從而以固定的采樣時(shí)間間隔掃描被測(cè)物體15。在控制器9控制下的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a和7b中的每一個(gè)以相同的速度移動(dòng)傳感器6a和6b，從而在該移動(dòng)和測(cè)量期間將傳感器6a和6b保持在相同的高度。傳感器6a和6b的移動(dòng)速度乘以采樣周期間隔為采樣距離間隔(水平測(cè)量線的距離間隔)。例如，當(dāng)采樣距離間隔是1毫米并且采樣周期間隔是50毫秒時(shí)，速度是0.02米每秒。
在步驟S5處，微型計(jì)算機(jī)8充當(dāng)計(jì)算器10，用于基于上述水平距離間隔INT以及由傳感器6a和6b最后一次測(cè)得的第一和第二間隙距離對(duì)DA和DB，來(lái)計(jì)算最新的候選物體長(zhǎng)度L。
在步驟S6處，微型計(jì)算機(jī)8充當(dāng)判定器11，用于確定該最新的候選物體長(zhǎng)度L是否是該被測(cè)截面中的最大物體長(zhǎng)度Lmax。在該實(shí)施例中，最大物體長(zhǎng)度的值被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中，并且判定器11確定該最新的候選物體長(zhǎng)度是否大于已經(jīng)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中的當(dāng)前最大物體長(zhǎng)度。存儲(chǔ)器12中的最大物體長(zhǎng)度的值的默認(rèn)值為0。
如果最新的候選物體長(zhǎng)度更大，則過(guò)程前進(jìn)到步驟S7，在步驟S7處判定器11擦除之前存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中的最大物體長(zhǎng)度，并且將該最新的候選物體長(zhǎng)度存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中作為新的最大物體長(zhǎng)度。即，判定器11更新存儲(chǔ)器12中的最大物體長(zhǎng)度。隨后，過(guò)程前進(jìn)到步驟S8。相反，如果最新的候選物體長(zhǎng)度并非更大，則過(guò)程直接前進(jìn)到步驟S8，而不更新存儲(chǔ)器12中的最大物體長(zhǎng)度。
在步驟S8處，微型計(jì)算機(jī)8充當(dāng)判定器11，用于確定第一和第二傳感器6a和6b是否已經(jīng)達(dá)到它們的移動(dòng)界限6L(參見(jiàn)圖3)。例如，基于傳感器6a和6b的運(yùn)動(dòng)速度以及從起始位置到移動(dòng)界限6L的長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算傳感器6a和6b達(dá)到移動(dòng)界限6L所需的時(shí)間段。該所需時(shí)間段被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中，并且微型計(jì)算機(jī)8具有用于計(jì)數(shù)從傳感器6a和6b開(kāi)始運(yùn)動(dòng)起所經(jīng)過(guò)的時(shí)間的計(jì)時(shí)器。當(dāng)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間已經(jīng)達(dá)到該所需時(shí)間段時(shí)，判定器11確定傳感器已經(jīng)到達(dá)界限6L。
如果傳感器還未達(dá)到界限6L，則過(guò)程返回步驟S4，在步驟S4處測(cè)量下一個(gè)第一間隙距離和下一個(gè)第二間隙距離。如果傳感器已經(jīng)達(dá)到界限6L，則過(guò)程前進(jìn)到步驟S9，在步驟S9處微型計(jì)算機(jī)8充當(dāng)顯示控制器，用于使顯示器4示出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中的最大物體長(zhǎng)度Lmax的值。微型計(jì)算機(jī)8控制顯示器4，從而使該顯示器保持所顯示的最大物體長(zhǎng)度一段時(shí)間。因?yàn)轱@示器至少暫時(shí)地保持所顯示的最大物體長(zhǎng)度，所以操作人員可以在測(cè)量完成之后容易地確認(rèn)該顯示的值，并且即使傳感器在測(cè)量完成后偶然移動(dòng)，也可以避免所顯示圖像的改變。
最大物體長(zhǎng)度Lmax最終被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中，并且保持在顯示器4上的是被測(cè)物體15的位于傳感器6a和6b的路徑之間的最大長(zhǎng)度。在步驟S9之后，過(guò)程結(jié)束；控制器9充當(dāng)測(cè)量終止器，并且終止傳感器6a和6b測(cè)量間隙距離。
在上面描述的第一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a和7b被同步地驅(qū)動(dòng)來(lái)同時(shí)移動(dòng)傳感器6a和6b，并且將最新的候選物體長(zhǎng)度與當(dāng)前最大物體長(zhǎng)度Lmax進(jìn)行比較。然而，本發(fā)明并非想要限于該實(shí)施例。在另選實(shí)施例中，控制器9可以分別地驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a和7b來(lái)在不同時(shí)間移動(dòng)傳感器6a和6b，但是針對(duì)傳感器6a的采樣距離間隔和采樣起始高度可以與針對(duì)傳感器6b的那些值相同，使得傳感器6a的第一平行水平測(cè)量線與傳感器6b的第二平行水平測(cè)量線重合。微型計(jì)算機(jī)8可以將所有測(cè)得的第一間隙距離DA和第二間隙距離DB連續(xù)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中。在該另選實(shí)施例中，計(jì)算器10可以基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中的第一和第二間隙距離DA和DB來(lái)連續(xù)地計(jì)算所有的候選物體長(zhǎng)度L，其中每個(gè)候選物體長(zhǎng)度是基于上述水平距離間隔INT以及同一高度上的第一和第二間隙距離DA和DB而計(jì)算的，并且判定器11可以從所有計(jì)算出的候選值中選擇最大物體長(zhǎng)度Lmax。
在上面描述的第一實(shí)施例中，傳感器6a和6b是由控制器9所控制的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a和7b自動(dòng)地致動(dòng)的。在另選實(shí)施例(未示出)中，傳感器6a和6b可以由操作人員手動(dòng)地移動(dòng)，同時(shí)每個(gè)傳感器以規(guī)定的采樣距離間隔對(duì)對(duì)應(yīng)的間隙距離進(jìn)行采樣。優(yōu)選的是，提供一種用于限定傳感器6a和6b的速度的裝置或機(jī)構(gòu)，以便于這樣的等間隔測(cè)量。例如，可以使用至少一個(gè)速度計(jì)(未示出)，所述速度計(jì)測(cè)量傳感器6a和6b中的至少一個(gè)的速度，并且向微型計(jì)算機(jī)8提供指示該速度的信號(hào)。當(dāng)該速度超過(guò)一閾值時(shí)，微型計(jì)算機(jī)8可以向操作人員發(fā)送通知，例如可以使顯示器4顯示錯(cuò)誤消息，以避免不可靠的測(cè)量。
在另一另選實(shí)施例中，判定器11可以充當(dāng)端部檢測(cè)器，即確定第一和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器6a和6b中的至少一個(gè)是否已經(jīng)到達(dá)被測(cè)物體15的端部15a的端部檢測(cè)裝置。優(yōu)選的是，當(dāng)對(duì)應(yīng)的傳感器6a或6b測(cè)得大于一閾值的第一或第二間隙距離DA或DB時(shí)，端部檢測(cè)器確定對(duì)應(yīng)的傳感器6a或6b已經(jīng)到達(dá)被測(cè)物體15(在圖3中示出)的端部15a。更優(yōu)選的是，當(dāng)傳感器6a和6b兩者均測(cè)得大于上述在固定的傳感器6a與6b之間的水平距離間隔INT的一半的第一和第二間隙距離DA或DB時(shí)，端部檢測(cè)器確定傳感器6a和6b都已經(jīng)到達(dá)被測(cè)物體15的端部15a。在這種情況下，可以容易地檢測(cè)到被測(cè)物體15的端部15a?？刂破?可以充當(dāng)測(cè)量終止器，即用于在端部檢測(cè)器已經(jīng)檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的傳感器6a或6b已經(jīng)到達(dá)被測(cè)物體15的端部15a時(shí)終止傳感器6a和6b中的至少一個(gè)測(cè)量對(duì)應(yīng)的間隙距離DA或DB的測(cè)量終止裝置。在該實(shí)施例中，當(dāng)傳感器6a或6b已經(jīng)到達(dá)被測(cè)物體15的端部15a時(shí)，可以終止對(duì)間隙距離DA或DB的測(cè)量。
在圖6和7中示出的線性測(cè)量裝置21的另一另選實(shí)施例中，在框架14的支柱23a和23b處以這樣的方式固定安裝一對(duì)非接觸式距離測(cè)量傳感器6a和6b，即第一傳感器6a測(cè)量第一間隙距離DA所在的第一測(cè)量線和第二傳感器6b測(cè)量第二間隙距離DB所在的第二測(cè)量線等同。在該實(shí)施例中，因?yàn)閭鞲衅?a和6b被固定到框架14，所述可以容易地制造裝置21。盡管傳感器6a和6b被固定到框架14，但是如圖7所示，它們可以以組的方式隨框架14一起相對(duì)于被測(cè)物體15移動(dòng)，從而各傳感器可以測(cè)量多個(gè)間隙距離DA和DB。操作人員可以抓住框架14的一部分，并且從床16基本上垂直且逐漸地提升線性測(cè)量裝置21。在升高線性裝置21的期間，傳感器6a和6b對(duì)間隙距離DA和DB進(jìn)行采樣。
在圖6和7中示出的線性測(cè)量裝置21的實(shí)施例中，判定器11優(yōu)選地充當(dāng)上面描述的端部檢測(cè)器，其確定第一和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器6a和6b中的至少一個(gè)是否已經(jīng)到達(dá)被測(cè)物體15的端部15a?？刂破?充當(dāng)上面描述的測(cè)量終止器，用于在端部檢測(cè)器已經(jīng)檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的傳感器6a或6b已經(jīng)到達(dá)被測(cè)物體15的端部15a時(shí)，終止傳感器6a和6b中的至少一個(gè)測(cè)量對(duì)應(yīng)的間隙距離DA或DB。在該實(shí)施例中，當(dāng)傳感器6a或6b已經(jīng)到達(dá)被測(cè)物體15的端部15a時(shí)，可以終止對(duì)間隙距離DA或DB的測(cè)量。
圖6和7中示出的另選實(shí)施例的使用和操作類似于上面參照?qǐng)D5中圖示的流程圖所描述的第一實(shí)施例的使用和操作。然而，在步驟S4處，通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a和7b進(jìn)行的傳感器6a和6b的自動(dòng)移動(dòng)被替換為框架14與傳感器6a和6b一起的手動(dòng)移動(dòng)。此外，在步驟S8處用于檢測(cè)移動(dòng)界限的確定操作被替換為由端部檢測(cè)器進(jìn)行的確定傳感器6a和6b兩者均已到達(dá)被測(cè)物體15的端部15a的確定操作。
圖8和9示出在圖6和7中示出的實(shí)施例的變型例。在該變型實(shí)施例中，線性測(cè)量裝置31包括一對(duì)支柱引導(dǎo)器33a和33b，用于引導(dǎo)框架14相對(duì)于被測(cè)物體15的垂直移動(dòng)，以便于升高框架14。支柱23a和23b以可滑動(dòng)的方式分別插入支柱引導(dǎo)器33a和33b中。支柱引導(dǎo)器33a和33b以這樣的方式形成，即第一和第二測(cè)量線不被引導(dǎo)器阻隔，從而傳感器6a和6b可以對(duì)到被測(cè)物體15的間隙距離進(jìn)行測(cè)量。
在上面描述的圖6和7以及圖8和9中示出的另選實(shí)施例中，還優(yōu)選的是，提供上述用于限定傳感器6a和6b的速度的裝置，以便于等間隔地進(jìn)行測(cè)量。在上面描述的圖6和7以及圖8和9中示出的另選實(shí)施例中，還優(yōu)選的是，提供至少一個(gè)要被操作人員抓住或把持的握持件或抓持件。對(duì)于穩(wěn)定地提升裝置來(lái)說(shuō)該握持件可能是方便的。
第二實(shí)施例如圖10中所示，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的線性測(cè)量裝置41包括支持件，即與第一實(shí)施例中基本上相同的便攜式框架14。線性測(cè)量裝置41還包括測(cè)量單元，用于估計(jì)圖10中示出的最大物體長(zhǎng)度Lmax。該實(shí)施例的測(cè)量單元包括多對(duì)(n對(duì))非接觸式距離測(cè)量傳感器，每一對(duì)非接觸式距離測(cè)量傳感器包括固定地安裝到框架14的支柱43a和43b上的第一和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器6a和6b。所采用的傳感器類型與第一實(shí)施例中的相同。
所述多對(duì)非接觸式距離測(cè)量傳感器彼此等距間隔開(kāi)。第一傳感器6a1到6an中的每一個(gè)測(cè)量對(duì)應(yīng)的第一傳感器與被測(cè)物體15上的與第一水平測(cè)量線(來(lái)自傳感器6a的光束的光路)相交的第一物體位置之間的第一間隙距離，而第二傳感器6b1到6bn中的每一個(gè)測(cè)量對(duì)應(yīng)的第二傳感器與被測(cè)物體15上的與第二水平測(cè)量線(來(lái)自傳感器6b的光束的光路)相交的第二物體位置之間的第二間隙距離。第二測(cè)量線與第一測(cè)量線平行或等同。
在該實(shí)施例中，因?yàn)閭鞲衅?a1到6an和6b1到6bn被固定到框架14，并且不包括上面描述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a和7b，所以裝置41可以被容易地制造。此外，因?yàn)閭鞲衅?a和6b(隨框架或不隨框架)的自動(dòng)或手動(dòng)移動(dòng)不是必需的，所以裝置的使用被簡(jiǎn)化。當(dāng)傳感器的對(duì)數(shù)增加時(shí)，對(duì)最大物體長(zhǎng)度Lmax的估計(jì)的精度將提高。
參照?qǐng)D11的框圖，將描述該線性測(cè)量裝置的電氣結(jié)構(gòu)。圖11的框圖類似于第一實(shí)施例的圖5，但是在圖11中不包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a和7b，并且與微型計(jì)算機(jī)8連接了更多數(shù)量的傳感器6a1到6an和6b1到6bn。
代替控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a和7b，控制器9依次順序地使傳感器激活和失活。判定器11充當(dāng)完成檢測(cè)器，即作為用于確定所有的第一和第二傳感器6a1到6an和6b1到6bn是否已經(jīng)完成了對(duì)間隙距離的采樣的完成檢測(cè)裝置，來(lái)代替檢測(cè)移動(dòng)界限。
參照?qǐng)D12中示出的流程圖，將更詳細(xì)地描述線性測(cè)量裝置41的使用和操作。在該流程圖中的操作內(nèi)，由微型計(jì)算機(jī)8執(zhí)行的步驟對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12或其他存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)裝置中的計(jì)算機(jī)程序或者計(jì)算機(jī)程序的組成部分。
在通電之后的步驟S41、S42和S43與第一實(shí)施例的圖5中的步驟S1、S2和S3相同，因此不詳細(xì)地描述它們。然而，在步驟S43處，不必對(duì)傳感器6a和6b的位置進(jìn)行初始化。此外，在微型計(jì)算機(jī)8中以功能的方式或者以實(shí)體的方式提供計(jì)數(shù)器，用于對(duì)序號(hào)數(shù)“n”進(jìn)行計(jì)數(shù)，序號(hào)數(shù)“n”指示接下來(lái)要使用的第一和第二傳感器對(duì)。在步驟S43處，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)“n”被重置為“0”(默認(rèn)值)，以進(jìn)行系統(tǒng)初始化。
在步驟S44處，微型計(jì)算機(jī)8將計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)“n”遞增1。因此，緊接在系統(tǒng)初始化之后，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)“n”變?yōu)?。隨后，微型計(jì)算機(jī)8充當(dāng)控制器9來(lái)激活對(duì)應(yīng)于計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)“n”的一對(duì)第一傳感器6a和第二傳感器6b，并且因此第一傳感器6a和第二傳感器6b分別測(cè)量或采樣對(duì)應(yīng)的第一間隙距離DA和對(duì)應(yīng)的第二間隙距離DB。使其他傳感器對(duì)失活。即，微型計(jì)算機(jī)8選擇下一對(duì)傳感器并且激活該下一對(duì)傳感器。緊接在系統(tǒng)初始化之后，被激活的是對(duì)應(yīng)于計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)“1”的第一傳感器6a1和第二傳感器6b1，并且因此第一傳感器6a1和第二傳感器6b1測(cè)量或采樣對(duì)應(yīng)的第一間隙距離DA1和對(duì)應(yīng)的第二間隙距離DB1。
在步驟S45處，微型計(jì)算機(jī)8充當(dāng)計(jì)算器10，用于基于上述水平距離間隔INT以及由傳感器6a和6b最后一次測(cè)得的第一和第二間隙距離對(duì)DA和DB來(lái)計(jì)算最新的候選物體長(zhǎng)度L。計(jì)算器10將該最新的候選物體長(zhǎng)度L存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中，作為第n個(gè)計(jì)算結(jié)果。
在步驟S46處，微型計(jì)算機(jī)8充當(dāng)判定器11(完成檢測(cè)器)，用于確定所有的第一和第二傳感器對(duì)6a1到6an和6b1到6bn是否已經(jīng)完成了對(duì)間隙距離的采樣。該判定是通過(guò)將計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)“n”與最大值(實(shí)際的對(duì)數(shù))進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
如果在步驟S46處的確定結(jié)果為否定的，則過(guò)程返回步驟S44，在步驟S44處測(cè)量下一個(gè)第一間隙距離和下一個(gè)第二間隙距離。如果所有傳感器已經(jīng)完成了測(cè)量，則過(guò)程前進(jìn)到步驟S47，在步驟S47處微型計(jì)算機(jī)8充當(dāng)判定器11，用于通過(guò)比較所有的候選物體長(zhǎng)度來(lái)從存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中的候選物體長(zhǎng)度中確定最大物體長(zhǎng)度Lmax。
隨后，在步驟S48，微型計(jì)算機(jī)8充當(dāng)顯示控制器，用于使顯示器4示出所獲得的最大物體長(zhǎng)度Lmax的值。微型計(jì)算機(jī)8這樣控制顯示器4，即，使該顯示器保持所顯示的最大物體長(zhǎng)度一段時(shí)間。因?yàn)轱@示器至少暫時(shí)地保持所顯示的最大物體長(zhǎng)度，所以操作人員可以在測(cè)量完成之后容易地確認(rèn)該顯示的值，并且即使傳感器在測(cè)量完成后偶然移動(dòng)，也可以避免所顯示圖像的改變。
保持在顯示器4上的最大物體長(zhǎng)度Lmax是被測(cè)物體15的位于第一傳感器6a的列與第二傳感器6b的列之間的最大長(zhǎng)度。在步驟S48之后，過(guò)程結(jié)束。
在上面描述的第二實(shí)施例中，微型計(jì)算機(jī)8將所有測(cè)得的第一間隙距離DA和第二間隙距離DB連續(xù)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中，并且判定器11從所有計(jì)算出的候選值中選擇最大物體長(zhǎng)度Lmax。然而，并非想要將本發(fā)明限于該實(shí)施例。在另選實(shí)施例中，判定器11可以將最新的候選物體長(zhǎng)度與當(dāng)前最大物體長(zhǎng)度Lmax進(jìn)行比較，并且如果該最新的候選物體長(zhǎng)度更大的話則可以更新最大物體長(zhǎng)度。
圖13示出變型實(shí)施例。應(yīng)該注意到，在該變型實(shí)施例中的修改可應(yīng)用于第一和第二實(shí)施例以及上面描述的另選實(shí)施例的全部中，但是在圖13中使用與第一實(shí)施例中相同的參考標(biāo)號(hào)。在所有上面描述的實(shí)施例中，候選物體長(zhǎng)度L是被測(cè)物體15在與第一測(cè)量線和第二測(cè)量線相同的水平線上的長(zhǎng)度，在所述第一測(cè)量線上由第一傳感器6a測(cè)量第一間隙距離DA以計(jì)算候選物體長(zhǎng)度L，在所述第二測(cè)量線上由第二傳感器6b測(cè)量第二間隙距離DB以計(jì)算候選物體長(zhǎng)度L。
然而，在該變型實(shí)施例中，基于第一間隙距離DA和第二間隙距離DB確定傾斜的候選物體長(zhǎng)度X，其中第一間隙距離DA和第二間隙距離DB的第一和第二測(cè)量線相平行并且互相不等同。如圖13中所示，假設(shè)第二傳感器6b位于較上的位置，而第一傳感器6a位于較低的位置。采用圖示的傳感器6a和6b來(lái)對(duì)第一和第二間隙距離DA和DB進(jìn)行采樣，以便于確定傾斜的候選物體長(zhǎng)度X。
在該變型實(shí)施例中，計(jì)算器10(距離計(jì)算器)基于第一和第二間隙距離DA和DB計(jì)算第一與第二物體位置之間的在平行于第一和第二測(cè)量線的方向上的平行物體長(zhǎng)度L，因?yàn)長(zhǎng)等于INT減去DA和DB。傳感器6a與6b之間的高度差是第一與第二物體位置之間的在垂直于第一和第二測(cè)量線的方向上的垂直物體長(zhǎng)度H。如果該高度差固定，則該垂直物體長(zhǎng)度H為已知，并且可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中。另一方面，如果該高度差可變，則計(jì)算器10(距離計(jì)算器)可以容易地計(jì)算該垂直物體長(zhǎng)度H，因?yàn)樗莻鞲衅?a的移動(dòng)距離與傳感器6b的移動(dòng)距離之間的差。
計(jì)算器10(距離計(jì)算器)基于平行物體長(zhǎng)度L和垂直物體長(zhǎng)度H通過(guò)三角法來(lái)計(jì)算候選物體長(zhǎng)度X。例如，X等于L和H的平方和的平方根。作為另一種選擇，X等于L/cosθ1，其中θ1的正切等于H/L。
在該變型實(shí)施例中，盡管第一測(cè)量線不是排布為與第二測(cè)量線在同一直線上，但是距離計(jì)算器可以基于平行和垂直物體長(zhǎng)度L和H來(lái)計(jì)算候選物體長(zhǎng)度X。
可以這樣使用該變型實(shí)施例，即一對(duì)中的第一和第二傳感器中的一個(gè)(隨或不隨該移動(dòng)的傳感器所附裝于的支柱)移動(dòng)，而該對(duì)中的另一個(gè)固定，并且計(jì)算在固定物體位置與可變物體位置之間的多個(gè)傾斜的候選物體長(zhǎng)度。隨后，從所有候選物體長(zhǎng)度中選擇最大物體長(zhǎng)度。
還可以以如下方式使用該變型實(shí)施例，即基于第一間隙距離和多個(gè)第二間隙距離來(lái)計(jì)算在第一物體位置與多個(gè)第二物體位置之間的多個(gè)傾斜的候選物體長(zhǎng)度。隨后，基于另一個(gè)第一間隙距離和多個(gè)第二間隙距離來(lái)計(jì)算在另一個(gè)第一物體位置與多個(gè)第二物體位置之間的多個(gè)另一傾斜的候選物體長(zhǎng)度，并且針對(duì)其他第一間隙距離重復(fù)該計(jì)算。最后，從所有傾斜的候選物體長(zhǎng)度中選擇最大物體長(zhǎng)度。
圖14示出另一變型實(shí)施例。應(yīng)該注意到該變型實(shí)施例中的修改可應(yīng)用于第一和第二實(shí)施例以及上面描述的另選實(shí)施例中的全部(除圖13中的實(shí)施例以外)，但是在圖14中使用與第一實(shí)施例中相同的參考標(biāo)號(hào)。
在圖14所示的變型實(shí)施例中，調(diào)節(jié)第一和第二傳感器的角度，使得第一和第二傳感器分別測(cè)量第一和第二傾斜的間隙距離Dα和Dβ。基于該第一傾斜的間隙距離Dα和第二傾斜的間隙距離Dβ測(cè)量?jī)A斜的候選物體長(zhǎng)度Y，所述第一傾斜的間隙距離Dα和第二傾斜的間隙距離Dβ的第一和第二傾斜測(cè)量線互相等同。如圖14中所示，假設(shè)第二傳感器6b位于較上的位置，而第一傳感器6a位于較低的位置。采用圖示的傳感器6a和6b來(lái)對(duì)第一和第二傾斜的間隙距離Dα和Dβ進(jìn)行采樣，以便于確定傾斜的候選物體長(zhǎng)度Y。傳感器6a和6b之間的上述水平距離間隔INT為已知。傳感器6a和6b之間的高度差H為已知，或者可以如結(jié)合圖13中的實(shí)施例所描述的那樣容易地計(jì)算。
在微型計(jì)算機(jī)8中，計(jì)算器10充當(dāng)角度計(jì)算器，即角度計(jì)算裝置，用于基于水平距離間隔INT和高度差H來(lái)計(jì)算在第一和第二傳感器6a和6b之間的直線相對(duì)于框架14的連接部分2的角度θ2。θ2是H/INT的反正切。
該變型實(shí)施例包括至少一對(duì)傳感器角度調(diào)節(jié)器18a和18b，每一個(gè)附裝到傳感器6a或6b。每個(gè)傳感器角度調(diào)節(jié)器包括電動(dòng)機(jī)、螺線管或其他適當(dāng)類型的致動(dòng)器，用于調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)傳感器的測(cè)量線的角度。在微型計(jì)算機(jī)8中，控制器9基于所計(jì)算的角度θ2控制或激活傳感器角度調(diào)節(jié)器18a和18b，使得第一測(cè)量線等同于第二測(cè)量線，其中在所述第一測(cè)量線上通過(guò)第一傳感器6a測(cè)得傾斜的第一間隙距離Dα，在所述第二測(cè)量線上通過(guò)第二傳感器6b測(cè)得第二傾斜的間隙距離Dβ。
在該實(shí)施例中，傳感器角度調(diào)節(jié)器18a和18b調(diào)節(jié)每一個(gè)第一和第二傳感器6a和6b的角度，以對(duì)準(zhǔn)第一和第二間隙距離Dα和Dβ的方向。因此，計(jì)算器10(距離計(jì)算器)可以基于傾斜的間隙距離Dα和Dβ、所計(jì)算的角度θ2以及恒定的水平距離間隔INT來(lái)精確地計(jì)算在第一和第二物體位置之間的在第一傳感器6a與第二傳感器6b之間的同一傾斜線上的傾斜候選物體長(zhǎng)度Y。也即，Y等于OINT減去Dα和Dβ，其中OINT是INT/cosθ2。
可以這樣使用該變型實(shí)施例，即一對(duì)中的第一和第二傳感器中的一個(gè)(隨或不隨該移動(dòng)的傳感器所附裝于的支柱)移動(dòng)，而該對(duì)中的另一個(gè)固定，并且計(jì)算沿固定傳感器位置與可變傳感器位置之間的直的傾斜線的多個(gè)傾斜的候選物體長(zhǎng)度。隨后，從所有傾斜的候選物體長(zhǎng)度中選擇最大物體長(zhǎng)度。
還可以這樣使用該變型實(shí)施例，即基于可變的第一傾斜間隙距離和多個(gè)第二傾斜間隙距離來(lái)計(jì)算沿第一傳感器位置與多個(gè)第二傳感器位置之間的直的傾斜線的多個(gè)傾斜候選物體長(zhǎng)度。隨后，基于另一個(gè)可變的第一傾斜間隙距離和多個(gè)第二傾斜間隙距離來(lái)計(jì)算沿另一第一傳感器位置與多個(gè)第二傳感器位置之間的直的傾斜線的另外多個(gè)傾斜的候選物體長(zhǎng)度，并且針對(duì)其他第一傳感器位置重復(fù)該計(jì)算。最后，從所有傾斜的候選物體長(zhǎng)度中選擇最大傾斜物體長(zhǎng)度。
第三實(shí)施例如圖15和16中所示，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的線性測(cè)量裝置51包括支持件，即與第一實(shí)施例中基本上相同的便攜式框架14。線性測(cè)量裝置51還包括測(cè)量單元，用于估計(jì)圖15中示出的物體長(zhǎng)度Lobj。該實(shí)施例的測(cè)量單元包括單個(gè)非接觸式距離測(cè)量傳感器6c，所述非接觸式距離測(cè)量傳感器6c可移動(dòng)地支持在框架14的水平延伸的連接部分52上。所采用的傳感器類型與第一實(shí)施例的相同。因此，該傳感器具有用于發(fā)射垂直向下的光束(該光束例如是(但不限于)紅外光束)的光發(fā)射器和用于接收從傳感器前側(cè)的任何物體(例如被測(cè)物體15或床16)反射的光并生成與從相應(yīng)傳感器到該傳感器前側(cè)的任何物體的距離相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的光接收器。因此，傳感器6c測(cè)量傳感器6c與在垂直延伸的測(cè)量線上的被測(cè)位置之間的間隙距離。在圖15和16中，箭頭LC代表從傳感器6c向下發(fā)射的光束。
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7c位于連接部分52處，用于將傳感器6c相對(duì)于框架14水平地移動(dòng)一范圍。所采用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型與第一實(shí)施例中的相同。如圖15和16中的虛線所描繪的，通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7c，傳感器6c沿連接部分52水平地移動(dòng)。
在傳感器6c水平移動(dòng)的期間，單個(gè)傳感器6c測(cè)量距同一垂直平面上的多個(gè)平行垂直測(cè)量線上的多個(gè)被測(cè)位置的多個(gè)間隙距離DC，每一個(gè)間隙距離是傳感器6c的傳感器位置與床16或被測(cè)物體15上的被測(cè)位置之間的距離。
在圖15所示的狀態(tài)中，傳感器6c測(cè)量傳感器6c與床16的與垂直測(cè)量線(來(lái)自傳感器6c的光束的光路)相交處之間的間隙距離DC。在該狀態(tài)下的間隙距離DC幾乎等于傳感器6c的參考高度ELE，即傳感器6c與支柱3a和3b的底部之間的垂直距離。另一方面，在圖16所示的狀態(tài)中，傳感器6c測(cè)量傳感器6c與被測(cè)物體15的與另一垂直測(cè)量線(來(lái)自傳感器6c的光束的光路)相交的物體位置之間的另一個(gè)間隙距離DC。
從圖15將理解，當(dāng)傳感器6c不是位于被測(cè)物體15的上方時(shí)，測(cè)得的間隙距離DC非常大。相反，如圖16中所示，當(dāng)傳感器6c位于被測(cè)物體15的上方時(shí)，測(cè)得的間隙距離DC小。因此，可以基于間隙距離DC量與至少一個(gè)閾值的比較來(lái)檢測(cè)被測(cè)物體15的兩端SE和TE，并且可以估計(jì)在被測(cè)物體15的兩端SE和TE之間的被測(cè)物體15的長(zhǎng)度Lobj。這是通過(guò)裝置51得到最大長(zhǎng)度測(cè)量的一般性原理。當(dāng)垂直測(cè)量線的水平距離間隔減小，并且被測(cè)間隙距離的數(shù)量增大時(shí)，對(duì)物體長(zhǎng)度Lobj的估計(jì)的精度將提高。
參照?qǐng)D17的框圖，將描述線性測(cè)量裝置51的電氣結(jié)構(gòu)。圖17的框圖類似于第一實(shí)施例的圖5，但是在圖17中，代替?zhèn)鞲衅?a和6b以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a，傳感器6c和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7c與微型計(jì)算機(jī)8連接。
代替控制傳感器6a和6b進(jìn)行距離測(cè)量以及控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a來(lái)移動(dòng)傳感器6a和6b，控制器9控制傳感器6c來(lái)測(cè)量距離DC，并且控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7c來(lái)移動(dòng)傳感器6c。
計(jì)算器10充當(dāng)長(zhǎng)度計(jì)算器，即用于計(jì)算在兩端(即被測(cè)物體15的第一和第二端)之間的物體長(zhǎng)度Lobj的長(zhǎng)度計(jì)算裝置。
判定器11充當(dāng)被測(cè)物體端部檢測(cè)器，即用于基于多個(gè)間隙距離DC中的每一個(gè)的量來(lái)檢測(cè)被測(cè)物體15的第一端和第二端的被測(cè)物體端部檢測(cè)裝置。
存儲(chǔ)器12預(yù)先存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，例如默認(rèn)值、系統(tǒng)設(shè)置和數(shù)學(xué)表達(dá)式。此外，存儲(chǔ)器12預(yù)先存儲(chǔ)用于確定被測(cè)物體15的第一端SE和第二端TE的閾值。
參照?qǐng)D18A和18B中示出的流程圖，將更詳細(xì)地描述線性測(cè)量裝置51的使用和操作。在該流程圖中的操作內(nèi)，由微型計(jì)算機(jī)8執(zhí)行的步驟對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12或其他存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)裝置中的計(jì)算機(jī)程序或者計(jì)算機(jī)程序的組成部分。在通電之后的步驟S51、S52和S53與第一實(shí)施例的圖5中的步驟S1、S2和S3相同，因此不詳細(xì)地描述它們。然而，在步驟S53處，微型計(jì)算機(jī)8初始化傳感器6c的位置，代替初始化傳感器6a和6b的位置。此外，在微型計(jì)算機(jī)8中以功能的方式或者以實(shí)體的方式提供一個(gè)計(jì)數(shù)器，用于當(dāng)傳感器6c位于被測(cè)物體15的上方時(shí)對(duì)間隙距離DC的進(jìn)行采樣的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。在步驟S53處，將計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)“i”重置為“0”(默認(rèn)值)以進(jìn)行系統(tǒng)初始化。
在步驟S54處，微型計(jì)算機(jī)8充當(dāng)控制器9來(lái)激活傳感器6c，并且因此，傳感器6c測(cè)量傳感器6c與床16之間的初始垂直間隙距離。由此微型計(jì)算機(jī)8獲得該初始垂直間隙距離，并且將其作為傳感器6c的參考初始高度ELE存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中。
在步驟S55處，微型計(jì)算機(jī)8充當(dāng)控制器9，以控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7c來(lái)以恒定的速度移動(dòng)傳感器6c。結(jié)果，傳感器6c測(cè)量或采樣多個(gè)間隙距離DC中的一個(gè)。從該流程圖將理解，每當(dāng)過(guò)程返回到步驟S55，則移動(dòng)傳感器6c并將其激活，以測(cè)量下一個(gè)間隙距離DC，以便于以規(guī)定的采樣時(shí)間間隔掃描被測(cè)物體15。
在步驟S56處，計(jì)算器10計(jì)算在最后測(cè)得的間隙距離與參考初始高度ELE之間的差。在步驟S57處，微型計(jì)算機(jī)8充當(dāng)判定器11，用于確定傳感器6c的垂直測(cè)量線是否位于被測(cè)物體15的上方。該判定是通過(guò)確定上述的計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)“i”是否等于或大于1來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
如果“i”小于1(傳感器6c不是在被測(cè)物體15的上方)，則過(guò)程前進(jìn)到步驟S58，在步驟S58處，判定器11充當(dāng)被測(cè)物體端部檢測(cè)器，用于確定傳感器6c的測(cè)量線是否已經(jīng)達(dá)到被測(cè)物體15的第一端部(起始端)SE。該判定是通過(guò)將在步驟S56處計(jì)算出的差與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中的閾值P進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如果該差大于P，則傳感器6c的測(cè)量線已經(jīng)達(dá)到起始端SE。該判定與判定器11在傳感器6c測(cè)得小于另一個(gè)閾值的間隙距離DC時(shí)確定傳感器6c已經(jīng)達(dá)到被測(cè)物體15的起始端SE的判定是相同的。
如果在步驟S58處的判定為否定的(該差不大于P)，則過(guò)程返回步驟S55，在步驟S55處采樣下一間隙距離DC。如果在步驟S58處的判定為肯定的(該差大于P)，則過(guò)程前進(jìn)到步驟S59，在步驟S59處微型計(jì)算機(jī)8使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)“i”遞增1。
如果計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)“i”等于或大于1，則步驟S57處的判定為肯定的，并且過(guò)程直接前進(jìn)到步驟S59(不經(jīng)由步驟S58)，因?yàn)橄到y(tǒng)已知傳感器6c正在被測(cè)物體15的上方運(yùn)動(dòng)。
在步驟S60處，判定器11充當(dāng)被測(cè)物體端部檢測(cè)器，用于確定傳感器6c的測(cè)量線是否已經(jīng)達(dá)到被測(cè)物體15的第二端部(終點(diǎn)端)TE。該判定是通過(guò)將在步驟S56處計(jì)算出的差與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中的閾值Q進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)的。閾值Q可以與上述閾值P相同或不同。如果該差等于或小于Q，則傳感器6c的測(cè)量線已經(jīng)達(dá)到終點(diǎn)端TE。該判定與判定器11在傳感器6c測(cè)得大于另一個(gè)閾值的間隙距離DC時(shí)確定傳感器6c已經(jīng)達(dá)到被測(cè)物體15的終點(diǎn)端TE的判定是相同的。
如果在步驟S60處的判定為否定的(該差大于Q)，則過(guò)程返回步驟S55，在步驟S55處采樣下一間隙距離DC，因?yàn)閭鞲衅?c仍然是正在被測(cè)物體15的上方運(yùn)動(dòng)。
如果在步驟S60處的判定為肯定的(該差不大于Q)，則過(guò)程前進(jìn)到步驟S61，在步驟S61處控制器9充當(dāng)測(cè)量終止器(即測(cè)量終止裝置)，并且終止傳感器6c測(cè)量間隙距離以及終止驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7c移動(dòng)傳感器6c。此外，微型計(jì)算機(jī)8保持采樣計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)“i”，并且隨后基于該計(jì)數(shù)，計(jì)算器10充當(dāng)長(zhǎng)度計(jì)算器，并且計(jì)算在第一端SE被檢測(cè)到的傳感器位置與第二端TE被檢測(cè)到的傳感器位置之間的間隔長(zhǎng)度Lint(圖16中)。該間隔長(zhǎng)度Lint等于在第一端SE與第二端TE之間的物體長(zhǎng)度Lobj。間隔長(zhǎng)度Lint的計(jì)算是通過(guò)將采樣距離間隔乘以計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)“i”來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中采樣距離間隔是采樣周期間隔乘以傳感器6c的運(yùn)動(dòng)速度。計(jì)算器10將該間隔長(zhǎng)度Lint存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中。
在步驟S62處，微型計(jì)算機(jī)8充當(dāng)顯示控制器，用于使顯示器4示出被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中的間隔長(zhǎng)度Lint(物體長(zhǎng)度Lobj)的值。微型計(jì)算機(jī)8這樣控制顯示器4，從而該顯示器保持所顯示的長(zhǎng)度一段時(shí)間。因?yàn)轱@示器至少暫時(shí)地保持所顯示的物體長(zhǎng)度，所以操作人員可以在測(cè)量完成之后容易地確認(rèn)該顯示的值，并且即使傳感器在測(cè)量完成后偶然移動(dòng)，也可以避免所顯示圖像的改變。
間隔長(zhǎng)度Lint最終被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中，并且保持在顯示器14上的是被測(cè)物體15的物體長(zhǎng)度Lobj。在步驟S62之后，過(guò)程結(jié)束。
在上面描述的第三實(shí)施例中，基于采樣計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)“i”來(lái)計(jì)算間隔長(zhǎng)度Lint。然而，并非想要將本發(fā)明限于該實(shí)施例。在另選實(shí)施例中，可以在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7c中并入距離編碼器(未示出)來(lái)測(cè)量該間隔長(zhǎng)度Lint。當(dāng)判定器11向距離編碼器通知傳感器6c已經(jīng)達(dá)到第一端SE時(shí)，距離編碼器開(kāi)始測(cè)量該長(zhǎng)度。當(dāng)判定器11向距離編碼器通知傳感器6c已經(jīng)達(dá)到第二端TE時(shí)，距離編碼器終止測(cè)量該長(zhǎng)度Lint。
在實(shí)踐中，不必測(cè)量上述初始垂直間隙距離，因?yàn)閰⒖汲跏几叨菶LE是在傳感器6c與支柱3a和3b的底部之間的垂直距離。因此，參考初始高度ELE可以預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中。
在上面描述的第三實(shí)施例中，基于測(cè)得的間隙距離DC來(lái)指定第一和第二端。然而，在另選實(shí)施例中，判定器11(被測(cè)物體端部檢測(cè)器)可以在傳感器6c輸出錯(cuò)誤信號(hào)時(shí)確定傳感器6c已經(jīng)達(dá)到第一端SE，并且可以在傳感器6c再次輸出錯(cuò)誤信號(hào)時(shí)確定傳感器6c已經(jīng)達(dá)到第二端TE。在不存在以下合適的參考水平面的情況下，該另選實(shí)施例是有利的可以在傳感器6c的可移動(dòng)范圍內(nèi)，在被測(cè)物體15的每一側(cè)，測(cè)量從傳感器到所述參考水平面的初始垂直間隙距離。根據(jù)該另選實(shí)施例，可以不使用參考初始高度ELE和閾值。
上面描述的線性測(cè)量裝置51包括作為用于支持傳感器的支持件的框架14。然而，并非想要將本發(fā)明限制為該實(shí)施例。例如，在圖19示出的另選實(shí)施例中，可以排除支柱3a和3b，并且可以使用僅對(duì)應(yīng)于連接部分52的直桿54作為用于支持傳感器的支持件。優(yōu)選的是，桿54可以設(shè)置有水平計(jì)55(例如水平儀)、角度傳感器，或用于便利操作人員維持該桿水平的任何其他適當(dāng)?shù)墓ぞ摺?br> 在另一另選實(shí)施例(未示出)中，當(dāng)傳感器以規(guī)定的采樣距離間隔對(duì)間隙距離DC進(jìn)行采樣時(shí)，傳感器6c可以由操作人員手動(dòng)地相對(duì)于框架14移動(dòng)。
在圖20所示的另一另選實(shí)施例中，盡管傳感器6c被固定到直桿54，但是傳感器6c可以與直桿54一起以組的方式相對(duì)于被測(cè)物體15移動(dòng)，以使得單個(gè)傳感器6c可以測(cè)量多個(gè)間隙距離DC。直桿54連同傳感器6c可以被操作人員手動(dòng)移動(dòng)。設(shè)置水平引導(dǎo)器56，用于引導(dǎo)桿54相對(duì)于被測(cè)物體15的水平移動(dòng)，以便于桿54的滑動(dòng)。
在上面描述的第三實(shí)施例中，在被測(cè)物體15的第一端SE與第二端TE之間的物體長(zhǎng)度Lobj被視為在檢測(cè)到第一端SE的傳感器位置與檢測(cè)到第二端TE的傳感器位置之間的間隔長(zhǎng)度Lint。然而，如果連接部分52傾斜，則間隔長(zhǎng)度Lint不等于物體長(zhǎng)度Lobj。在這種情況下，基于間隔長(zhǎng)度Lint和在檢測(cè)到第一端SE的傳感器位置與檢測(cè)到第二端TE的傳感器位置之間的高度差，通過(guò)三角法來(lái)計(jì)算物體長(zhǎng)度Lobj。
在圖21所示的另一另選實(shí)施例中，測(cè)量單元包括多個(gè)非接觸式距離測(cè)量傳感器6c，所述多個(gè)非接觸式距離測(cè)量傳感器6c被固定地支持在框架14的連接部分52處。多個(gè)傳感器6c相對(duì)于彼此等距間隔，并且分別測(cè)量距多個(gè)平行的垂直測(cè)量線上的多個(gè)被測(cè)位置的多個(gè)間隙距離DC。在該實(shí)施例中，因?yàn)閭鞲衅?c被固定到框架14，并且不包括上面描述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7c，所以該裝置可以被容易地制造。此外，因?yàn)閭鞲衅?c(隨支持件或不隨支持件)的自動(dòng)或手動(dòng)移動(dòng)不是必需的，所以裝置的使用被簡(jiǎn)化。當(dāng)傳感器的數(shù)量增加時(shí)，對(duì)物體長(zhǎng)度Lobj的估計(jì)的精度將提高。
變型例圖22示出在其中組合有圖1到4中示出的第一實(shí)施例和圖15到17中示出的第三實(shí)施例的變型例。該變型例包括測(cè)量單元，其包括一對(duì)可移動(dòng)傳感器(即第一和第二傳感器6a和6b)，所述第一和第二傳感器6a和6b被支持在框架14的支柱3a和3b上，用于測(cè)量第一和第二間隙距離DA和DB；以及包括第三傳感器6c的附加測(cè)量單元，所述第三傳感器以可移動(dòng)的方式被支持在框架14的連接部分2上，用于測(cè)量第三間隙距離DC。
圖23示出另一變型例，在其中組合有圖10中示出的第二實(shí)施例和圖21中示出的另選實(shí)施例。該變型例包括測(cè)量單元，其包括多對(duì)固定傳感器(即多個(gè)第一傳感器6a和多個(gè)第二傳感器6b)，所述多個(gè)第一傳感器6a和多個(gè)第二傳感器6b被支持在框架14的支柱3a和3b上，用于測(cè)量多個(gè)第一間隙距離DA和多個(gè)第二間隙距離DB；以及包括多個(gè)第三傳感器6c的附加測(cè)量單元，所述多個(gè)第三傳感器以固定的方式被支持在框架14的連接部分2上，用于測(cè)量多個(gè)第三間隙距離DC。
用于圖22和23中的變型例的微型計(jì)算機(jī)8中的計(jì)算器10充當(dāng)距離計(jì)算器，用于以與第一和第二實(shí)施例中類似的方式計(jì)算多個(gè)候選物體長(zhǎng)度L。判定器11充當(dāng)被測(cè)物體端部檢測(cè)器，用于以與第三實(shí)施例中類似的方式、基于多個(gè)第三間隙距離DC來(lái)檢測(cè)被測(cè)物體15的第一端SE和第二端TE。計(jì)算器10還充當(dāng)長(zhǎng)度計(jì)算器，用于以與第三實(shí)施例中類似的方式計(jì)算物體長(zhǎng)度Lobj。判定器11還充當(dāng)最大值選擇器，用于從物體長(zhǎng)度Lobj和多個(gè)候選物體長(zhǎng)度L中選擇最大物體長(zhǎng)度Lmax，代替或附加于從多個(gè)候選物體長(zhǎng)度L中選擇最大物體長(zhǎng)度。作為另一種選擇，最大值選擇器可以從多個(gè)候選物體長(zhǎng)度L中選擇最大物體長(zhǎng)度Lmax，并且可以通過(guò)對(duì)最大物體長(zhǎng)度Lmax和物體長(zhǎng)度Lobj取平均來(lái)獲得最終的測(cè)量結(jié)果。在以上任一情況中，都可以得到更可靠的結(jié)果。
圖24和25示出可應(yīng)用于所有上面描述的實(shí)施例和變型例的另一變型例。該變型例具有框架14的變體，并且因此在圖24和25中省略了其他組成部分的圖示。
更具體地說(shuō)，框架14包括框架尺寸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(支持件尺寸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))，用于使得框架(支持件)的尺寸能夠被調(diào)節(jié)。因此，框架14具有垂直立于床16上的一對(duì)可延伸支柱63a和63b，以及可延伸連接部分62，所述可延伸連接部分62的兩端均連接到支柱63a和63b。水平連接部分62具有中心軸64和一對(duì)以可滑動(dòng)方式安裝于中心軸64上的套，從而連接部分62是可延伸的。每個(gè)支柱63a或63b具有中心軸65a或65b，以及一對(duì)以可滑動(dòng)方式安裝于中心軸上的套，從而支柱是可延伸的。
利用框架尺寸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可以測(cè)量具有各種尺寸的物體。特別地，在可延伸連接部分62應(yīng)用到上面描述的第一或第二實(shí)施例的情況下，在平行于第一和第二測(cè)量線的方向上，第一和第二傳感器6a和6b之間的距離間隔是可調(diào)節(jié)的。通過(guò)將可延伸支柱63a和63b應(yīng)用到第一或第二實(shí)施例，傳感器6a和6b的移動(dòng)范圍是可調(diào)節(jié)的。另一方面，通過(guò)將可延伸連接部分62應(yīng)用到上面描述的第三實(shí)施例，傳感器6c的移動(dòng)范圍是可調(diào)節(jié)的。
盡管在圖示的實(shí)施例中，支柱63a和63b以及連接部分62是可延伸的，但是可預(yù)期，僅僅支柱或者僅僅連接部分是可延伸的。還可以預(yù)期，在圖20示出的實(shí)施例中，直桿54(支持件)可以被修改為可延伸的。
圖26和27示出可應(yīng)用于所有上面描述的實(shí)施例和變型例的另一變型例。在圖26和27中省略了傳感器的圖示。在該變型例中，參考光發(fā)射器70位于連接部分72框架或支持件(例如直桿54)上，用于將參考光照射到被測(cè)物體15上，以便于相對(duì)于被測(cè)物體15的參考位置15b部署(即定位)線性測(cè)量裝置。參考光發(fā)射器70例如是(但不限于)發(fā)射窄光束的激光指示器。如果期望測(cè)量被測(cè)物體15的在參考位置15所在的特定截面中的長(zhǎng)度，則該變型例對(duì)于可靠測(cè)量來(lái)說(shuō)是有利的。
此外，如果參考光發(fā)射器70位于連接部分72的中心位置，則該裝置可以被這樣部署，即被測(cè)物體15置于支柱3a與3b之間的中心處。對(duì)于其中將第一和第二傳感器6a和6b排列在被測(cè)物體15相對(duì)側(cè)的第一和第二實(shí)施例來(lái)說(shuō)，當(dāng)被測(cè)物體15非常小時(shí)，這是有利的。如果被測(cè)物體15非常小，并且離傳感器太遠(yuǎn)，則有可能僅有少量在被測(cè)物體15處反射的光到達(dá)傳感器，從而傳感器不能測(cè)量間隙距離。然而，根據(jù)該變型例，將被測(cè)物體15置于支柱3a與3b之間的中心處可以減小這樣的不利效果。參考光發(fā)射器70可以以可滑動(dòng)的方式、沿連接部件72的縱向方向可滑動(dòng)地附裝到連接部件72。
圖28是可應(yīng)用于所有上面描述的實(shí)施例和變型例的另一變型例的側(cè)視圖。該變型例包括框架傾度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(支持件傾度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))，用于使得能夠相對(duì)于被測(cè)物體15來(lái)調(diào)節(jié)框架(支持件)14的傾度。更具體地，框架14的各支柱3a和3b的下部以樞軸的方式附裝于相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)基座80，從而框架14可以在預(yù)定的角度范圍內(nèi)相對(duì)于同軸調(diào)準(zhǔn)的多個(gè)軸82擺動(dòng)。將固定螺釘84緊固，以將支柱3a和3b以選定的角度(例如θ3)鎖定到旋轉(zhuǎn)基座80。在該變型例中，可以沿多個(gè)傾斜面進(jìn)行測(cè)量。
上面所描述的具有一個(gè)或多個(gè)自動(dòng)地或手動(dòng)地(隨或不隨支持件)可移動(dòng)的傳感器的實(shí)施例可以進(jìn)行如下修改。人機(jī)接口5具有這樣的裝置，操作人員通過(guò)所述裝置來(lái)指示啟動(dòng)或停止傳感器6c或傳感器對(duì)6a和6b，所述裝置例如是測(cè)量啟動(dòng)開(kāi)關(guān)和測(cè)量停止開(kāi)關(guān)?？刂破?可以充當(dāng)測(cè)量啟動(dòng)器和測(cè)量終止器當(dāng)操作人員已經(jīng)指示啟動(dòng)傳感器6c或傳感器對(duì)6a和6b時(shí)，測(cè)量啟動(dòng)器使傳感器6c或傳感器對(duì)6a和6b開(kāi)始測(cè)量對(duì)應(yīng)的間隙距離，而當(dāng)操作人員已經(jīng)指示停止傳感器6c或傳感器對(duì)6a和6b時(shí)，測(cè)量終止器使傳感器6c或傳感器對(duì)6a和6b終止測(cè)量對(duì)應(yīng)的間隙距離。對(duì)于自動(dòng)可移動(dòng)的傳感器或傳感器對(duì)來(lái)說(shuō)，當(dāng)操作人員已經(jīng)指示啟動(dòng)傳感器6c或傳感器對(duì)6a和6b時(shí)，測(cè)量啟動(dòng)器還啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7c或驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a和7b移動(dòng)傳感器6c或傳感器對(duì)6a和6b，而當(dāng)操作人員已經(jīng)指示終止傳感器6c或傳感器對(duì)6a和6b時(shí)，測(cè)量終止器還終止驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7c或驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7a和7b移動(dòng)傳感器6c或傳感器對(duì)6a和6b。利用這樣的結(jié)構(gòu)，在傳感器或傳感器對(duì)的移動(dòng)期間，操作人員可以在傳感器或傳感器對(duì)處于任選的位置的情況下指示啟動(dòng)或停止測(cè)量，從而操作人員可以自由地確定測(cè)量范圍。對(duì)于具有多個(gè)傳感器的實(shí)施例來(lái)說(shuō)，每個(gè)傳感器可以獨(dú)立地或者同時(shí)被啟動(dòng)或停止。
圖29和圖30示出根據(jù)實(shí)施例顯示在顯示器4上的二維圖像。圖29對(duì)應(yīng)于第一和第二實(shí)施例及它們的變型例，而圖30對(duì)應(yīng)于第三實(shí)施例及其變型例。顯示器4例如是(但不限于)液晶顯示器或點(diǎn)陣顯示器。在顯示了長(zhǎng)度測(cè)量結(jié)果之后，微型計(jì)算機(jī)8作為顯示控制器，使得顯示器4將所測(cè)得的位置顯示為二維圖像(如圖29和30中所示)。由此，即使截面(即被測(cè)物體15的輪廓)是復(fù)雜的，操作人員也可以立即容易地識(shí)別出該截面。
為了顯示所測(cè)得的位置，對(duì)于第一和第二實(shí)施例及它們的變型例來(lái)說(shuō)，微型計(jì)算機(jī)8獲得第一物體位置和第二物體位置中的每一個(gè)的坐標(biāo)。各第一物體位置的X坐標(biāo)是對(duì)應(yīng)的第一間隙距離和第一傳感器6a的已知X坐標(biāo)的和。各第二物體位置的X坐標(biāo)是第二傳感器6b的已知X坐標(biāo)減去對(duì)應(yīng)的第二間隙距離。各物體位置的Y坐標(biāo)是已經(jīng)采樣了該物體位置的傳感器的Y坐標(biāo)?；趯?duì)物體位置的XY坐標(biāo)的確定，微型計(jì)算機(jī)8控制顯示器4，使得將第一物體位置和第二物體位置所限定的被測(cè)物體截面顯示為二維圖像。
為了顯示所測(cè)得的位置，對(duì)于第三實(shí)施例及其變型例來(lái)說(shuō)，微型計(jì)算機(jī)8獲得從被測(cè)物體15的第一端SE到第二端TE的各被測(cè)位置的坐標(biāo)。各被測(cè)位置的X坐標(biāo)是已經(jīng)采樣了該被測(cè)位置的傳感器的坐標(biāo)。各被測(cè)位置的Y坐標(biāo)是傳感器6c的已知Y坐標(biāo)減去對(duì)應(yīng)的第二間隙距離?；趯?duì)被測(cè)位置的XY坐標(biāo)的確定，微型計(jì)算機(jī)8控制顯示器4，使得將被測(cè)位置顯示為二維圖像。
盡管在上面描述的實(shí)施例中，使用顯示器4作為輸出測(cè)量結(jié)果的輸出設(shè)備，但是該裝置可以以任何其他適當(dāng)?shù)姆绞捷敵鰷y(cè)量結(jié)果。例如，該裝置可以包括打印機(jī)，用于響應(yīng)于來(lái)自于微型計(jì)算機(jī)8的輸出信號(hào)打印出測(cè)量結(jié)果。該裝置可以向外部設(shè)備發(fā)送指示測(cè)量結(jié)果的測(cè)量結(jié)果信號(hào)，并且/或者將該信號(hào)存儲(chǔ)到該外部設(shè)備。
盡管已經(jīng)關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例具體示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以在不偏離如權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對(duì)本發(fā)明作出各種形式上和細(xì)節(jié)上的改變。這種改變、變化和變型將被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種線性測(cè)量裝置(1、21、31、41)，該線性測(cè)量裝置包括可以被布置在被測(cè)物體(15)周圍的框架(14)；測(cè)量單元，該測(cè)量單元包括被支持在所述框架上的至少一對(duì)非接觸式距離測(cè)量傳感器(6a、6b)，所述非接觸式距離測(cè)量傳感器對(duì)包括第一非接觸式距離測(cè)量傳感器(6a)和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器(6b)，每一個(gè)傳感器發(fā)射光、接收從被測(cè)物體反射的光、并且生成與從對(duì)應(yīng)傳感器到所述被測(cè)物體的距離相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，所述第一和第二傳感器被排布在所述框架內(nèi)、所述被測(cè)物體的相對(duì)側(cè)，所述第一傳感器測(cè)量所述第一傳感器與所述被測(cè)物體在第一測(cè)量線上的第一物體位置之間的第一間隙距離(DA)，而所述第二傳感器測(cè)量所述第二傳感器與所述被測(cè)物體在與所述第一測(cè)量線平行或等同的第二測(cè)量線上的第二物體位置之間的第二間隙距離(DB)，所述測(cè)量單元測(cè)量距多條平行的第一測(cè)量線上的多個(gè)第一物體位置的多個(gè)第一間隙距離，以及到多條平行的第二測(cè)量線上的多個(gè)第二物體位置的多個(gè)第二間隙距離，所述多條平行的第二測(cè)量線處于與所述多條平行的第一測(cè)量線所在的平面等同的平面中；距離計(jì)算器(10)，用于基于所述多個(gè)第一和第二間隙距離來(lái)計(jì)算多個(gè)候選物體長(zhǎng)度(L)，各所述候選物體長(zhǎng)度是所述多個(gè)第一物體位置中的一個(gè)與所述多個(gè)第二物體位置中的一個(gè)之間的距離；以及最大值選擇器(11)，用于從所述多個(gè)候選物體長(zhǎng)度中選擇最大物體長(zhǎng)度(Lmax)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性測(cè)量裝置(1)，該線性測(cè)量裝置還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7a、7b)，用于相對(duì)于所述框架(14)分別移動(dòng)所述第一和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器(6a、6b)，其中所述第一傳感器(6a)測(cè)量距所述多條平行的第一測(cè)量線上的所述多個(gè)第一物體位置的所述多個(gè)第一間隙距離(DA)，各所述第一間隙距離是所述第一傳感器的傳感器位置與所述被測(cè)物體(15)上的所述第一物體位置之間的距離，并且其中所述第二傳感器(6b)測(cè)量距所述多條平行的第二測(cè)量線上的所述多個(gè)第二物體位置的所述多個(gè)第二間隙距離(DB)，各所述第二間隙距離是所述第二傳感器的傳感器位置與所述被測(cè)物體上的所述第二物體位置之間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性測(cè)量裝置(1)，該線性測(cè)量裝置還包括界限檢測(cè)器(11)，用于確定所述第一和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器(6a、6b)中的至少一個(gè)是否已經(jīng)達(dá)到對(duì)應(yīng)傳感器的移動(dòng)界限(6L)；以及測(cè)量終止器(9)，用于在所述界限檢測(cè)器已經(jīng)檢測(cè)到所述對(duì)應(yīng)傳感器已經(jīng)達(dá)到所述界限時(shí)終止所述對(duì)應(yīng)傳感器測(cè)量對(duì)應(yīng)的間隙距離(DA、DB)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性測(cè)量裝置(21、31)，其中所述非接觸式距離測(cè)量傳感器對(duì)(6a、6b)以如下方式被固定地支持在所述框架(14)上所述第一傳感器(6a)測(cè)量所述第一間隙距離(DA)所在的所述第一測(cè)量線與所述第二傳感器(6b)測(cè)量所述第二間隙距離(DB)所在的所述第二測(cè)量線等同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線性測(cè)量裝置(31)，該線性測(cè)量裝置還包括至少一個(gè)引導(dǎo)器(33a、33b)，用于引導(dǎo)所述框架(14)相對(duì)于所述被測(cè)物體(15)的移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性測(cè)量裝置(1、21、31)，該線性測(cè)量裝置還包括端部檢測(cè)器(11)，用于確定所述第一和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器(6a、6b)中的至少一個(gè)是否已經(jīng)到達(dá)所述被測(cè)物體(15)的端部(15a)；以及測(cè)量終止器(9)，用于在所述端部檢測(cè)器已經(jīng)檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的傳感器(6a、6b)已經(jīng)到達(dá)所述被測(cè)物體的所述端部時(shí)終止所述對(duì)應(yīng)的傳感器測(cè)量對(duì)應(yīng)的間隙距離(DA、DB)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線性測(cè)量裝置(1、21、31)，其中，當(dāng)所述對(duì)應(yīng)的傳感器(6a、6b)測(cè)得大于一閾值的第一或第二間隙距離(DA、DB)時(shí)，所述端部檢測(cè)器(11)確定所述對(duì)應(yīng)的傳感器已經(jīng)到達(dá)所述被測(cè)物體(15)的所述端部(15a)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性測(cè)量裝置(1、21、31)，該線性測(cè)量裝置還包括人機(jī)接口(5)，操作人員通過(guò)所述人機(jī)接口來(lái)指示啟動(dòng)或停止所述第一和第二傳感器(6a、6b)；測(cè)量啟動(dòng)器(9)，用于在該操作人員已經(jīng)指示啟動(dòng)所述第一和第二傳感器時(shí)，啟動(dòng)所述第一和第二傳感器來(lái)測(cè)量所述第一和第二間隙距離(DA、DB)；以及測(cè)量終止器(9)，用于在該操作人員已經(jīng)指示停止所述第一和第二傳感器時(shí)，終止所述第一和第二傳感器測(cè)量所述第一和第二間隙距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性測(cè)量裝置(41)，其中所述測(cè)量單元包括多對(duì)所述非接觸式距離測(cè)量傳感器(6a、6b)，每一對(duì)包括被固定地支持在所述框架(14)上的所述第一和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器(6a、6b)，其中各所述第一傳感器(6a)測(cè)量對(duì)應(yīng)的第一傳感器與所述被測(cè)物體(15)在第一測(cè)量線上的第一物體位置之間的第一間隙距離(DA)，并且其中各所述第二傳感器(6b)測(cè)量對(duì)應(yīng)的第二傳感器與所述被測(cè)物體(15)在第二測(cè)量線上的第二物體位置之間的第二間隙距離(DB)，所述第二測(cè)量線平行于或等同于所述第一測(cè)量線。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性測(cè)量裝置(1、21、31、41)，其中所述框架(14)具有一邊開(kāi)口的形狀，所述框架具有一對(duì)支柱(3a、3b、23a、23b、33a、33b、43a、43b)以及連接所述支柱的連接部分(2)，所述第一和第二非接觸式距離測(cè)量傳感器(6a、6b)分別被支持在所述支柱上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性測(cè)量裝置(1、21、31、41)，其中所述第一傳感器(6a)測(cè)量所述第一間隙距離(DA)所在的所述第一測(cè)量線與所述第二傳感器(6b)測(cè)量所述第二間隙距離(DB)所在的所述第二測(cè)量線平行且不等同，并且其中所述距離計(jì)算器(10)基于所述第一和第二間隙距離(DA、DB)來(lái)計(jì)算在平行于所述第一和第二測(cè)量線的方向上的所述第一物體位置與所述第二物體位置之間的平行物體長(zhǎng)度(L)，并且基于所述平行物體長(zhǎng)度以及在垂直于所述第一和第二測(cè)量線的方向上的所述第一物體位置與第二物體位置之間的垂直物體長(zhǎng)度(H)來(lái)計(jì)算多個(gè)候選物體長(zhǎng)度(X)中的一個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性測(cè)量裝置(1、21、31、41)，該線性測(cè)量裝置還包括角度計(jì)算器(10)，用于基于在第一方向上的所述第一傳感器與所述第二傳感器之間的距離(INT)和在垂直于所述第一方向的第二方向上的所述第一傳感器與所述第二傳感器之間的距離(H)，來(lái)計(jì)算在所述第一非接觸式距離測(cè)量傳感器(6a)與所述第二非接觸式距離測(cè)量傳感器(6b)之間的直線相對(duì)于所述框架(14)的角度(θ2)；以及多個(gè)傳感器角度調(diào)節(jié)器(18a、18b)，分別用于基于所述角度(θ2)調(diào)節(jié)所述第一和第二傳感器(6a、6b)中的一個(gè)的測(cè)量線的角度，使得所述第一傳感器(6a)測(cè)量所述第一間隙距離(Dα)所在的所述第一測(cè)量線等同于所述第二傳感器(6b)測(cè)量所述第二間隙距離(Dβ)所在的所述第二測(cè)量線。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性測(cè)量裝置(1、21、31、41)，該線性測(cè)量裝置還包括框架尺寸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(62、63a、63b)，用于使得能夠調(diào)節(jié)所述框架(14)的尺寸。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性測(cè)量裝置(1、21、31、41)，該線性測(cè)量裝置還包括位于所述框架(14)上的參考光發(fā)射器(70)，用于將參考光照射到所述被測(cè)物體(15)上，以便于相對(duì)于所述被測(cè)物體的參考位置(15b)部署所述線性測(cè)量裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性測(cè)量裝置，該線性測(cè)量裝置還包括框架傾度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(80、82、84)，用于使得能夠相對(duì)于所述被測(cè)物體(15)調(diào)節(jié)所述框架(14)的傾度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性測(cè)量裝置，該線性測(cè)量裝置還包括顯示器(4)，用于顯示所述最大物體長(zhǎng)度(Lmax)；以及顯示控制器(8)，用于控制所述顯示器，使得所述顯示器保持所顯示的所述最大物體長(zhǎng)度(Lmax)一段時(shí)間。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性測(cè)量裝置，該線性測(cè)量裝置還包括顯示器(4)；以及顯示控制器(8)，用于控制所述顯示器，使得基于在所述測(cè)量單元測(cè)得的所述第一間隙距離(DA)和所述第二間隙距離(DB)將所述被測(cè)物體(15)的由所述第一物體位置和所述第二物體位置所限定的截面顯示為二維圖像。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性測(cè)量裝置(1、21、31、41)，該線性測(cè)量裝置還包括至少包括第三非接觸式距離測(cè)量傳感器(6c)的附加測(cè)量單元，所述第三非接觸式距離測(cè)量傳感器被支持在所述框架(14)上，所述第三傳感器發(fā)射光、接收從所述第三傳感器前側(cè)的任何物體(15、16)反射的光、并且生成與從所述第三傳感器到所述第三傳感器前側(cè)的任何物體的距離相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，使得所述第三傳感器測(cè)量在所述第三傳感器與第三測(cè)量線上的被測(cè)位置之間的第三間隙距離(DC)，所述附加測(cè)量單元測(cè)量距多條平行的第三測(cè)量線上的多個(gè)被測(cè)位置的多個(gè)第三間隙距離，所述多條平行的第三測(cè)量線處于與所述多條平行的第一測(cè)量線和所述多條平行的第二測(cè)量線所在的平面等同的平面中；被測(cè)物體端部檢測(cè)器(11)，用于基于所述多個(gè)第三間隙距離檢測(cè)所述被測(cè)物體(15)的第一端(SE)和第二端(TE)；以及長(zhǎng)度計(jì)算器(10)，用于計(jì)算在所述被測(cè)物體的所述第一端與所述第二端之間的所述被測(cè)物體的長(zhǎng)度(Lobj)，其中，代替或附加于從所述多個(gè)候選物體長(zhǎng)度(L)中選擇最大物體長(zhǎng)度，所述最大值選擇器(11)從所述被測(cè)物體的所述長(zhǎng)度(Lobj)和所述多個(gè)候選物體長(zhǎng)度(L)中選擇所述最大物體長(zhǎng)度(Lmax)。
19.一種線性測(cè)量裝置(51)，該線性測(cè)量裝置包括可以被布置在被測(cè)物體(15)附近的支持件(14、54)；測(cè)量單元，該測(cè)量單元包括被支持在所述支持件上的至少一個(gè)非接觸式距離測(cè)量傳感器(6c)，所述傳感器發(fā)射光、接收從所述傳感器前側(cè)的任何物體(15、16)反射的光、并且生成與從所述傳感器到所述傳感器前側(cè)的任何物體的距離相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，使得所述傳感器測(cè)量所述傳感器與測(cè)量線上的被測(cè)位置之間的間隙距離(DC)，所述測(cè)量單元測(cè)量距多條平行的測(cè)量線上的多個(gè)被測(cè)位置的多個(gè)間隙距離(DC)；被測(cè)物體端部檢測(cè)器(11)，用于基于所述多個(gè)間隙距離中的每一個(gè)的量來(lái)檢測(cè)所述被測(cè)物體的第一端(SE)和第二端(TE)；以及長(zhǎng)度計(jì)算器(10)，用于計(jì)算在所述被測(cè)物體的所述第一端(SE)與所述第二端(TE)之間的所述被測(cè)物體的長(zhǎng)度(Lobj)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的線性測(cè)量裝置(51)，該線性測(cè)量裝置還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7c)，用于相對(duì)于所述支持件(14、54)移動(dòng)所述非接觸式距離測(cè)量傳感器(6c)，其中所述傳感器測(cè)量距所述多條平行的測(cè)量線上的所述多個(gè)被測(cè)位置的所述多個(gè)間隙距離(DC)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的線性測(cè)量裝置(51)，該線性測(cè)量裝置還包括測(cè)量終止器(9)，用于當(dāng)所述被測(cè)物體端部檢測(cè)器(11)已經(jīng)檢測(cè)到在所述傳感器經(jīng)過(guò)所述被測(cè)物體的所述第一端(SE)之后所述傳感器已經(jīng)達(dá)到所述被測(cè)物體(15)的所述第二端(TE)時(shí)，終止所述傳感器(6c)測(cè)量所述間隙距離(DC)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的線性測(cè)量裝置(51)，其中，當(dāng)所述傳感器測(cè)得小于一閾值的間隙距離(DC)或輸出錯(cuò)誤信號(hào)時(shí)，所述被測(cè)物體端部檢測(cè)器(11)確定所述傳感器(6c)已經(jīng)到達(dá)所述被測(cè)物體(15)的所述第一端(SE)，并且其中，當(dāng)所述傳感器測(cè)得大于一閾值的間隙距離(DC)或輸出錯(cuò)誤信號(hào)時(shí)，所述被測(cè)物體端部檢測(cè)器(11)確定所述傳感器(6c)已經(jīng)到達(dá)所述被測(cè)物體的所述第二端(TE)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的線性測(cè)量裝置(51)，該線性測(cè)量裝置還包括人機(jī)接口(5)，操作人員通過(guò)所述人機(jī)接口指示啟動(dòng)或停止所述傳感器(6c)；測(cè)量啟動(dòng)器(9)，用于在該操作人員已經(jīng)指示啟動(dòng)所述傳感器時(shí)，啟動(dòng)所述傳感器來(lái)測(cè)量所述間隙距離(DC)；以及測(cè)量終止器(9)，用于在該操作人員已經(jīng)指示停止所述傳感器時(shí)，終止所述傳感器測(cè)量所述間隙距離。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的線性測(cè)量裝置(51)，該線性測(cè)量裝置還包括支持件尺寸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(62、63a、63b)，用于使得能夠調(diào)節(jié)所述支持件(14、54)的尺寸。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的線性測(cè)量裝置(51)，其中所述測(cè)量單元包括被固定地支持在所述支持件(14、54)上的多個(gè)所述非接觸式距離測(cè)量傳感器(6c)，分別用于測(cè)量距所述多條平行的測(cè)量線上的所述多個(gè)被測(cè)位置的所述多個(gè)間隙距離(DC)。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的線性測(cè)量裝置(51)，其中所述支持件(14)具有一邊開(kāi)口的形狀，所述支持件具有一對(duì)支柱(3a、3b)以及連接所述支柱的連接部分(2)，所述非接觸式距離測(cè)量傳感器(6c)被支持在所述連接部分上。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的線性測(cè)量裝置(51)，該線性測(cè)量裝置還包括位于所述支持件(14、54)處的參考光發(fā)射器(70)，用于將參考光照射到所述被測(cè)物體(15)上，以便于相對(duì)于所述被測(cè)物體的參考位置(15b)部署所述線性測(cè)量裝置。
28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的線性測(cè)量裝置(51)，該線性測(cè)量裝置還包括支持件傾度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(80、82、84)，用于使得能夠相對(duì)于所述被測(cè)物體(15)調(diào)節(jié)所述支持件(14)的傾度。
29.根據(jù)權(quán)利要求19所述的線性測(cè)量裝置(51)，該線性測(cè)量裝置還包括顯示器(4)，用于顯示所述被測(cè)物體(15)的所述長(zhǎng)度(Lobj)；以及顯示控制器(8)，用于控制所述顯示器，使得所述顯示器保持所顯示的所述被測(cè)物體(15)的所述長(zhǎng)度(Lobj)一段時(shí)間。
30.根據(jù)權(quán)利要求19所述的線性測(cè)量裝置(51)，該線性測(cè)量裝置還包括顯示器(4)；以及顯示控制器(8)，用于控制所述顯示器，使得基于在所述測(cè)量單元測(cè)得的所述間隙距離(DC)將所述被測(cè)位置顯示為二維圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種線性測(cè)量裝置。該線性測(cè)量裝置包括測(cè)量單元，其包括被支持在框架處并且被排布在被測(cè)物體的相對(duì)側(cè)的至少一個(gè)第一非接觸式距離測(cè)量傳感器和一個(gè)第二非接觸式距離測(cè)量傳感器。所述測(cè)量單元測(cè)量距多條平行的第一測(cè)量線上的多個(gè)第一物體位置的多個(gè)第一間隙距離，以及到多條平行的第二測(cè)量線上的多個(gè)第二物體位置的多個(gè)第二間隙距離。距離計(jì)算器基于所述第一和第二間隙距離來(lái)計(jì)算多個(gè)候選物體長(zhǎng)度，各候選物體長(zhǎng)度是所述多個(gè)第一物體位置中的一個(gè)與所述多個(gè)第二物體位置中的一個(gè)之間的距離。最大值選擇器從所述多個(gè)候選物體長(zhǎng)度中選擇最大物體長(zhǎng)度。
文檔編號(hào)G01B21/00GK101089549SQ20071010916
公開(kāi)日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月14日
發(fā)明者酒井良雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社百利達(dá)