專利名稱：一種基于發(fā)光管顯示的垂直水平測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于發(fā)光管顯示的水平、垂直測(cè)量裝置，該裝置內(nèi)部設(shè)有雙軸加速度傳感器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、移位寄存器、電源；面板上設(shè)有發(fā)光管陣列， 對(duì)應(yīng)發(fā)光管的位置設(shè)有度數(shù)標(biāo)記。
背景技術(shù)：
目前，廣泛使用水泡式水平尺作為水平測(cè)量工具，使用鉛垂儀作為垂直測(cè)量工具； 水平尺和鉛垂儀是橋梁架設(shè)、鐵路鋪設(shè)、土木工程、石油鉆井、航空航海、工業(yè)自動(dòng)化、智能平臺(tái)、機(jī)械加工等領(lǐng)域不可缺少的重要測(cè)量工具。中國(guó)專利200520117417. 2公開(kāi)了一種指針式萬(wàn)向水準(zhǔn)泡，包括水準(zhǔn)泡體、扁形水泡腔和液體，在扁形水泡腔中央裝有能自由旋轉(zhuǎn) 360度的鉛垂指針，并在水準(zhǔn)泡體上設(shè)有度數(shù)標(biāo)記。不僅能依據(jù)水準(zhǔn)泡和度數(shù)標(biāo)記估判被測(cè)物傾斜度，還能依據(jù)鉛垂指針和度數(shù)標(biāo)記測(cè)量被測(cè)物的傾斜度，直接指示讀出被測(cè)物的傾斜度數(shù)。無(wú)論是水泡水平尺還是電子顯示的水平尺，讀取時(shí)候必須十分接近，并且現(xiàn)場(chǎng)光線明亮，否則無(wú)法讀取，這些條件在普通情況下完全可以到達(dá)。但是，在施工現(xiàn)場(chǎng)，情況比較復(fù)雜，例如在高空作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，由于現(xiàn)場(chǎng)狹小，手拿水平尺的人有時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確的讀到水平尺的指示，或者由于光線不夠充足而無(wú)法讀取。為此，需要提出一種顯示明顯，不受環(huán)境光線影響的水平尺。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種基于發(fā)光管顯示的水平、垂直測(cè)量裝置。所述測(cè)量方法和裝置在面板上設(shè)置發(fā)光管(LED)陣列，通過(guò)發(fā)光管陣列的排列方式可以明顯的顯示水平和垂直的變化。顯示的結(jié)果受外界光線強(qiáng)弱的影響很小。并且用肉眼還一、兩米的距離也可以清晰的看到精確的水平或垂直角度變化的顯示。本實(shí)用新型的目的可以由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種基于發(fā)光管顯示的水平、垂直測(cè)量裝置，包括機(jī)殼，所述機(jī)殼的底部設(shè)置有測(cè)量工作面，所述測(cè)量工作面上設(shè)置測(cè)量水平和垂直的雙軸加速度傳感器，所述雙軸加速度傳感器與濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)依次電連接；所述機(jī)殼與測(cè)量工作面相鄰的一側(cè)設(shè)有面板，所述面板排列有作為水平或垂直顯示的發(fā)光管陣列，所述面板上對(duì)應(yīng)所述發(fā)光管陣列的各個(gè)發(fā)光管的位置設(shè)有刻度，所述單片機(jī)的輸出端口與所述發(fā)光管陣列電連接，所述面板還設(shè)有顯示水平工作狀態(tài)或垂直工作狀態(tài)的狀態(tài)指示燈和狀態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，所述狀態(tài)指示燈和狀態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)分別與單片機(jī)電連接。本實(shí)用新型所產(chǎn)生的有益效果由于本實(shí)用新型采用發(fā)光管(LED)陣列顯示測(cè)量結(jié)果，每個(gè)發(fā)光管代表一定的角度，因此，使用者只要看到發(fā)光管陣列中某一個(gè)發(fā)光管變化的位置，就可以知道精確的角度變化了。由于發(fā)光管陣列，及其陣列中的每一個(gè)發(fā)光管的變化都十分明顯，在一兩米，甚至兩三米的距離上都可以用肉眼讀出，因此，本實(shí)用新型所述裝置和方法在閱讀角度變化時(shí)避免由于視覺(jué)誤差影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。同時(shí)，由于發(fā)光管具有分辨率好、色彩鮮艷、視角廣、成本低、使用壽命長(zhǎng)、不怕強(qiáng)光線沖刷照射等優(yōu)點(diǎn)，更適合夜間或環(huán)境光線不足時(shí)操作。本實(shí)用新型水平測(cè)量和垂直測(cè)量模式可以十分容易的進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而不僅僅是水平測(cè)量。比較現(xiàn)有的顯示方式指針式儀表有視覺(jué)誤差、工作中對(duì)放置位置有要求，一般只能水平放置，閱讀顯示十分麻煩。數(shù)字式儀表顯示時(shí)只是顯示了一串?dāng)?shù)字，在多數(shù)情況下還要使用者在心中想象一下角度偏離的方向和偏離的位置。這種情況在習(xí)慣于使用水泡型水平尺的使用者身上特別明顯，這樣的人往往對(duì)數(shù)字顯示不知所措。 而本實(shí)用新型所述的顯示方法，模擬水泡水平尺的顯示方法，可以明確的顯示角度偏離方向和偏離的位置。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一所述裝置的外形示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一所述裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一所述裝置垂直測(cè)量時(shí)的橫向偏擺示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例四所述裝置的單片機(jī)與發(fā)光管陣列連接示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例五所述裝置的單片機(jī)與發(fā)光管陣列連接示意圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例六、七所述裝置面板刻度示意圖；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例八所述裝置面板刻度示意圖；圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例九所述裝置面板刻度示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一本實(shí)施例是一種基于發(fā)光管顯示的水平、垂直測(cè)量裝置，外形如圖1所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。本實(shí)施例包括機(jī)殼2，所述機(jī)殼的底部設(shè)置有測(cè)量工作面1，所述測(cè)量工作面上設(shè)置測(cè)量水平和垂直的雙軸加速度傳感器，所述雙軸加速度傳感器與濾波器、A/D 轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)依次電連接；所述機(jī)殼與測(cè)量工作面相鄰的一側(cè)設(shè)有面板3。面板排列有作為水平或垂直顯示的發(fā)光管陣列4，面板上對(duì)應(yīng)所述發(fā)光管陣列的各個(gè)發(fā)光管的位置設(shè)有刻度，所述單片機(jī)的輸出端口與所述發(fā)光管電連接，所述面板還設(shè)有顯示水平工作狀態(tài)或垂直工作狀態(tài)的狀態(tài)指示燈5和狀態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)6，所述狀態(tài)指示燈和狀態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)分別與單片機(jī)電連接。本實(shí)施例所述的殼體，可以制成長(zhǎng)條型，類似于傳統(tǒng)的水平尺，如圖1所示。也可以制成矩形的盒子，主要為適應(yīng)多種選擇的面板放置不同類型的發(fā)光管陣列。在外殼的底板設(shè)置測(cè)量工作面，當(dāng)然也可在上表面，或上下表面均設(shè)置測(cè)量工作面，還可以在機(jī)殼的左側(cè)面和右側(cè)面設(shè)置測(cè)量工作面。測(cè)量工作面采用1.5mm厚冷軋鋼板沖壓成型，測(cè)量工作面由精密磨床精磨、表面處理后充磁，這樣本實(shí)用新型可以吸附在導(dǎo)磁金屬構(gòu)件上使用。所述冷軋鋼板制作的測(cè)量工作面和所述機(jī)殼內(nèi)的電路板剛性連接。機(jī)殼的前端面為面板，后端面設(shè)有充電接口，電池盒蓋板。本實(shí)施例可以用電池供電，也可以用外接電源供電。在本實(shí)施例中，雙軸加速度傳感器采用由MEMS技術(shù)制成的集成了信號(hào)處理電路的專用芯片，是一個(gè)完整的加速度測(cè)量系統(tǒng)，可分別測(cè)量X軸、Y軸，即水平和垂直兩個(gè)方向上的靜態(tài)加速度，也就是測(cè)量地心引力在測(cè)量方向上的分量，將加速度這一物理信號(hào)轉(zhuǎn)換
4成模擬信號(hào)向外輸出。在本實(shí)施例中，雙軸加速度傳感器為雙軸傾角傳感器，雙軸傾角傳感器的型號(hào)為SCA100T。雙軸傾角傳感器的測(cè)量范圍在0.5g (士30° )之間，具有高分辨率、 低噪聲、工作溫度范圍寬等特性，內(nèi)置過(guò)阻尼感應(yīng)元件，能夠承受大于20000g的機(jī)械振動(dòng)， 通過(guò)差分模擬輸出或SPI數(shù)字輸出得到所需信號(hào)。為了防止外界磁場(chǎng)干擾和靜電場(chǎng)干擾，所述雙軸加速度傳感器置于屏蔽罩中。所述屏蔽罩由電場(chǎng)屏蔽層和磁場(chǎng)屏蔽層構(gòu)成。電場(chǎng)耦合是噪聲傳遞的一種基本方式，電場(chǎng)屏蔽是基于由電場(chǎng)耦合而形成的干擾所采取的屏蔽措施；磁場(chǎng)屏蔽與電場(chǎng)屏蔽類似，是基于由磁場(chǎng)耦合干擾所采取的屏蔽措施。在本實(shí)施例中采用的屏蔽罩是由雙層金屬制成的長(zhǎng)方形空腔殼體，磁場(chǎng)屏蔽層采用厚度為Imm導(dǎo)磁性能優(yōu)良的冷軋硅鋼片制成，機(jī)械加工后進(jìn)行退火處理，外層采用厚度為0. 2mm的銅皮制成電場(chǎng)屏蔽層；并對(duì)進(jìn)出屏蔽罩的引線進(jìn)行濾波處理，試驗(yàn)結(jié)果表明屏蔽罩抗干擾性能優(yōu)良。要測(cè)量被測(cè)構(gòu)件與水平位置的角度，可將測(cè)量裝置水平放置于被測(cè)構(gòu)件上，將測(cè)量工作面與被測(cè)構(gòu)件平面完全接觸，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，測(cè)量裝置默認(rèn)工作設(shè)置在水平測(cè)量模式下，雙軸加速度傳感器的測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)始工作，首先單片機(jī)、雙軸加速度傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行初始化，然后對(duì)工作模式進(jìn)行判斷，由雙軸加速度傳感器將感應(yīng)到的角度量轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出至濾波器，該濾波器是以集成運(yùn)算放大器LM3M為核心的二階有源低通濾波器，具有元件數(shù)量少，輸出阻抗低、元件間差值范圍小和插入損耗小等優(yōu)點(diǎn)。濾波器可以濾除模擬信號(hào)中無(wú)用的IOOHz以上高頻成分，使模擬信號(hào)穩(wěn)定可靠。然后再將模擬信號(hào)送到 A/D轉(zhuǎn)換器中將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換器的可使用型號(hào)為AD7705的芯片，包括由緩沖器和增益可編程放大器組成的前端模擬調(diào)節(jié)電路、調(diào)制器、可編程數(shù)字濾波器等部件。能直接將雙軸加速度傳感器測(cè)量到的多路毫伏級(jí)的模擬信號(hào)不失真的轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。單片機(jī)通過(guò)SPI接口(串行外圍設(shè)備接口)讀取A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號(hào)后進(jìn)行邏輯判斷、軟件濾波和數(shù)學(xué)運(yùn)算，最后單片機(jī)的輸出端口驅(qū)動(dòng)發(fā)光管陣列，實(shí)時(shí)的在水平方向上變化顯示狀態(tài)。本實(shí)施例在測(cè)量過(guò)程中，發(fā)光管陣列中發(fā)光管亮或者不亮，都可以表示水平或垂直的誤差狀態(tài)。例如發(fā)光管陣列可以始終只有一個(gè)發(fā)光管處于點(diǎn)亮的狀態(tài)，每一個(gè)發(fā)光管表示一個(gè)偏離水平或垂直的角度，當(dāng)處于水平或垂直的狀態(tài)下中間的一個(gè)發(fā)光管點(diǎn)亮，這個(gè)發(fā)光管可以是與其他發(fā)光管不同顏色的，或者大小不同的發(fā)光管，以表示水平或垂直這個(gè)較特殊的狀態(tài)。也可以使用變色顯示，例如表示水平時(shí)的中間發(fā)光管在不完全水平時(shí)為黃色，完全水平時(shí)為綠色等等。而發(fā)光管陣列中的其他發(fā)光管可以紅色，并且只有一個(gè)表示偏離角度的發(fā)光管點(diǎn)亮，這樣可以與中間的發(fā)光管對(duì)比，比較明顯的顯示偏差的角度。或者相反，所有的發(fā)光管都點(diǎn)亮，只有偏差角度的發(fā)光管不亮，這有利于在黑暗的情況下也可以十分清楚的顯示偏差的角度。當(dāng)然還可以將發(fā)光管陣列中的發(fā)光管按照表示不同的角度分組，各組用不同顏色的發(fā)光管，這樣可以更加明顯的表示各個(gè)不同的角度。本實(shí)施例所述的發(fā)光管可以是發(fā)光二極管或者其他發(fā)光元件。使用發(fā)光二極管是一種比較好的選擇。發(fā)光二極管具有成體低、壽命長(zhǎng)、不怕強(qiáng)光線照射等特點(diǎn)，特別適于本實(shí)施例使用。本實(shí)施例還可以使用提示音，例如當(dāng)測(cè)量處于水平或垂直狀態(tài)時(shí)，發(fā)出“嘀”的提示音或其他提示音。本實(shí)施例由于使用雙軸傳感器，所以即可以測(cè)量水平，也可以測(cè)量垂直。為此設(shè)置了水平、垂直測(cè)量狀態(tài)轉(zhuǎn)換的“狀態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)”。按動(dòng)“狀態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)”，將測(cè)量裝置設(shè)置在垂直測(cè)量狀態(tài)時(shí)，表示垂直測(cè)量的“狀態(tài)指示燈”點(diǎn)亮。然后將測(cè)量工作面與被測(cè)的垂直平面完全接觸。在測(cè)量過(guò)程中，發(fā)光管陣列實(shí)時(shí)的在豎直方向上變化顯示狀態(tài)。對(duì)應(yīng)點(diǎn)亮的發(fā)光管位置的刻度值為被測(cè)平面與豎直面之間的角度。如果位于中間位置發(fā)光管被點(diǎn)亮， 則被測(cè)平面為鉛垂面。本實(shí)施例在垂直測(cè)量時(shí)，會(huì)出現(xiàn)鉛直方向的偏擺，如圖3所示。測(cè)量中裝置的縱向軸線(圖3中的Y軸線)是否鉛直，十分重要。圖3中要測(cè)量的是X-Y平面是否與水平面垂直，但如果繞Z軸方向裝置發(fā)生偏擺，即裝置的縱向軸線與鉛直方向發(fā)生偏擺，就會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。這種情況是電子水平尺垂直測(cè)量所特有的，必須予以關(guān)注。因此，本實(shí)施例還可以加裝鉛直加速度傳感器，以排除鉛直方向的偏擺對(duì)測(cè)量的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，鉛直方向的偏擺大于士0.5°時(shí)就會(huì)影響垂直測(cè)量，一旦超過(guò)這個(gè)數(shù)值就要報(bào)警。報(bào)警的方式有多種，例如使用聲音報(bào)警，或?qū)ｉT設(shè)置報(bào)警燈。還可以使發(fā)光管陣列點(diǎn)亮的發(fā)光管閃動(dòng)，以示報(bào)警。為使發(fā)光管陣列精確的表示偏差的度數(shù)，往往需要多個(gè)發(fā)光管。這樣就產(chǎn)生一個(gè)矛盾，單片機(jī)的輸出端是有限的，直接在單片機(jī)的輸出端連接發(fā)光管，發(fā)光管的數(shù)量不夠用。擴(kuò)大輸出端有許多方法，本實(shí)施例采取兩種方式解決這個(gè)問(wèn)題。一種是連接左右行控制器，一種是在單片機(jī)和發(fā)光管陣列之間串聯(lián)多個(gè)位移寄存器。發(fā)光管陣列的排列可以有許多選擇，關(guān)鍵在于明確的表示角度的偏差。例如采取簡(jiǎn)單的一字形排列。這樣的排列類似于模擬傳統(tǒng)的水平尺，操作者易于接受。還可以采取雙曲線排列。這種排列對(duì)偏差度數(shù)的顯示十分直觀，看到發(fā)光管顯示的位置，就可以判斷偏差的度數(shù)。發(fā)光管陣列還可以排列為圓弧形，這是一字型和雙曲線型排列的折中方案，既照顧了人們的傳統(tǒng)，又顯示了偏差的角度。但也同時(shí)具備了兩者的缺點(diǎn)?？傊梢杂卸喾N選擇。實(shí)施例二 本實(shí)施例是實(shí)施例一的改進(jìn)，是實(shí)施例一關(guān)于單片機(jī)的細(xì)化。本實(shí)施例所述的單片機(jī)電連接鉛直加速度傳感器。鉛直加速度傳感器可以選用較為經(jīng)濟(jì)型，以降低成本，因?yàn)檫@個(gè)傳感器無(wú)需精度很高的測(cè)量。實(shí)施例三本實(shí)施例是實(shí)施例二的改進(jìn)，是實(shí)施例二關(guān)于鉛直加速度傳感器的細(xì)化。本實(shí)施例所述的鉛直加速度傳感器所感應(yīng)角度超過(guò)士0.5°則報(bào)警。報(bào)警可以選用專用的報(bào)警燈、蜂鳴器、或發(fā)光管陣列的閃動(dòng)等等。實(shí)施例四本實(shí)施例是實(shí)施例三的改進(jìn)，是實(shí)施例三關(guān)于單片機(jī)和發(fā)光管陣列連接的細(xì)化。 本實(shí)施例所述的單片機(jī)和發(fā)光管陣列還連接有左行控制器和右行控制器。如圖4所示，本實(shí)施例所使用的單片機(jī)型號(hào)是AT89S51，該單片機(jī)的共20個(gè)可用輸出端，如果一對(duì)一的連接，無(wú)法滿足連接超過(guò)30支發(fā)光管的需要。首先，將單片機(jī)的20個(gè)輸出端定義為(1)- (20)的輸出端。本實(shí)施例將處于發(fā)光管陣列中處于正中的發(fā)光管確定為零點(diǎn)位置，例如定義第(20)輸出端為零點(diǎn)位置，將這個(gè)發(fā)光管的正極接電源正端，負(fù)極接單片機(jī)的(20)輸出端上。將零點(diǎn)位置左右兩個(gè)顯示偏差0.01°發(fā)光管的負(fù)極連接在一起與單片機(jī)的輸出端(1)連接，將左右兩個(gè)顯示0.02°發(fā)光管的負(fù)極連接在一起與單片機(jī)的輸出端(3)連接，依次類推。同時(shí)將左行發(fā)光管的正極連在一起后接左行控制器輸出端，右行發(fā)光管的正極連在一起后接右行控制器輸出端。工作時(shí)，由單片機(jī)控制左行發(fā)光管亮或右行發(fā)光管亮。例如當(dāng)傾角傳感器處于0°時(shí)，單片機(jī)計(jì)算出所處角度后驅(qū)動(dòng)單片機(jī)定義為零點(diǎn)的輸出端(20)輸出低電平，對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)位置的發(fā)光管被點(diǎn)亮；當(dāng)雙軸加速度傳感器處于右行0.01°時(shí)，單片機(jī)輸出端(1)輸出低電平，同時(shí)由單片機(jī)輸出端(22)驅(qū)動(dòng)右行控制器輸出高電平，對(duì)應(yīng)右行0.01°紅色發(fā)光管亮；當(dāng)傾角傳感器處于左行0.01°時(shí)，單片機(jī)輸出端(1)輸出低電平，但同時(shí)單片機(jī)輸出端(21)驅(qū)動(dòng)左行控制器輸出高電平，對(duì)應(yīng)左行0. 01°紅色發(fā)光管被點(diǎn)亮，依此類推，但始終只有一個(gè)發(fā)光管被點(diǎn)亮。實(shí)施例五本實(shí)施例是實(shí)施例三的改進(jìn)，是實(shí)施例三關(guān)于單片機(jī)和發(fā)光管陣列連接的細(xì)化。 本實(shí)施例所述的單片機(jī)所述的單片機(jī)與發(fā)光管陣列之間串聯(lián)有多個(gè)位移寄存器。如圖5所示，本實(shí)施例使用的移位寄存器的型號(hào)是74LS164，單片機(jī)的型號(hào)是 AT89S51，它通過(guò)串行口與移位寄存器1、移位寄存器2、移位寄存器3、移位寄存器4、移位寄存器5的輸入端并連，單片機(jī)的引腳RXD接74LS164的A、B串行輸入端，單片機(jī)的引腳T)(D 接74LS164的時(shí)鐘端，移位寄存器1、移位寄存器2、移位寄存器3、移位寄存器4的8個(gè)輸出端、移位寄存器5的7個(gè)輸出端別與39個(gè)發(fā)光管正極連接，發(fā)光管負(fù)極接地。例如當(dāng)傾角傳感器處于0°時(shí)，單片機(jī)計(jì)算出所處角度后驅(qū)動(dòng)移位寄存器3的(4)腳輸出高電平，對(duì)應(yīng)中間位置的發(fā)光管被點(diǎn)亮、當(dāng)傾角傳感器處于右行0. 01°時(shí)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)移位寄存器3的 (5)輸出高電平，對(duì)應(yīng)右行0.01°紅色發(fā)光管被點(diǎn)亮；當(dāng)傾角傳感器處于左行0.01°時(shí)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)移位寄存器3的(3)輸出高電平，對(duì)應(yīng)左行0.01°中間以外的發(fā)光管被點(diǎn)亮，依此類推，但始終只有一個(gè)發(fā)光管被點(diǎn)亮。實(shí)施例六本實(shí)施例是實(shí)施例四、五的改進(jìn)，是實(shí)施例四、五關(guān)于發(fā)光管陣列的細(xì)化。本實(shí)施例所述的發(fā)光管陣列由多種顏色39個(gè)的發(fā)光管組成，發(fā)光管陣列各個(gè)相鄰發(fā)光管代表 0.01°或0.1°的角度變化。如圖6所示，本實(shí)施例所述面板下部呈一字形排列39個(gè)發(fā)光管，所述發(fā)光管等距設(shè)置，位于中間位置的發(fā)光管(從左數(shù)第20個(gè)發(fā)光管)的顏色與其余的38個(gè)發(fā)光管的顏色不同。在本實(shí)施例中，位于中間位置的發(fā)光管為綠色，其余的發(fā)光管為紅色。所述面板上對(duì)應(yīng)所述發(fā)光管的位置設(shè)有度數(shù)標(biāo)記，所述度數(shù)標(biāo)記包括刻度值和刻度線，刻度值從中間向兩端逐漸遞增。對(duì)應(yīng)綠色發(fā)光管的刻度值為零。所述刻度值的最小精度為0.01°。從左數(shù)分別是 1°、0·9°、0·8°、0·7°、0·6°、0·5°、0·4°、0·3°、0.2° 0.1° ,0.09°、 0.08°、0. 07°、0. 06°、0. 05°、0. 04 °、0. 03 °、0. 02 °、0. 01 °、0 °、0. 01 °、0. 02 °、 0.03°、0. 04°、0. 05°、0. 06°、0. 07°、0. 08°、0. 09°、0. 1 °、0. 2、°、0. 3°、0. 4°、 0.5°、0. 6°、0. 7°、0. 8°、0. 9°、1°。本實(shí)施例可以使用各種型號(hào)的單片機(jī)，例如AT89S51，它通過(guò)串行口與移位寄存器的輸入端并連，移位寄存器可以是74LS164。實(shí)施例七
7[0044]本實(shí)施例是實(shí)施例六的改進(jìn)，是實(shí)施例六關(guān)于發(fā)光管陣列的細(xì)化。本實(shí)施例所述的發(fā)光管陣列為一字排列，如圖6所示。實(shí)施例八本實(shí)施例是實(shí)施例六的改進(jìn)，是實(shí)施例六關(guān)于發(fā)光管陣列的細(xì)化。本實(shí)施例所述的發(fā)光管陣列為雙曲線排列，如圖7所示。本實(shí)施例的讀數(shù)刻度顯示排布非常明了，在相當(dāng)一段距離都可以清楚的讀出。實(shí)施例九本實(shí)施例是實(shí)施例六的改進(jìn)，是實(shí)施例六關(guān)于發(fā)光管陣列的細(xì)化。本實(shí)施例所述的發(fā)光管陣列為圓弧排列，如圖8所示。本實(shí)施例是實(shí)施例七、八的一種折中方案。實(shí)施例十本實(shí)施例是一種使用上述裝置顯示水平、垂直測(cè)量的方法。本實(shí)施例所述的方法將面板上的發(fā)光管陣列排列為模擬水平或垂直變化的形狀，所述發(fā)光管陣列中的各個(gè)發(fā)光管帶有刻度，通過(guò)閱讀發(fā)亮的發(fā)光管所對(duì)應(yīng)的刻度即可獲知水平或垂直所偏離的角度，或者通過(guò)判斷發(fā)亮發(fā)光管與中心發(fā)光管之間的距離判斷水平或垂直所偏離的角度。實(shí)施例的關(guān)鍵在于發(fā)光管陣列排列為模擬水平或垂直的形態(tài)，模擬傳統(tǒng)水平尺的水泡顯示，但又不完全與傳統(tǒng)水泡顯示相同，利用位置的變化顯示角度的變化，使用者可以十分容易的理解，提供一種使用方便的數(shù)值閱讀方式。本實(shí)施例所述方法順應(yīng)了現(xiàn)代的儀表顯示的潮流，即儀表模擬指示的回歸，而不是一味的使用數(shù)碼顯示，使儀表更易于閱讀。最后應(yīng)說(shuō)明的是，以上僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳布置方案對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案(比如測(cè)量水平或垂直的傳感器，發(fā)光管陣列的排列方式、各個(gè)連接關(guān)系等)進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種基于發(fā)光管顯示的水平、垂直測(cè)量裝置，包括機(jī)殼，所述機(jī)殼的底部設(shè)置有測(cè)量工作面，所述測(cè)量工作面上設(shè)置測(cè)量水平和垂直的雙軸加速度傳感器，所述雙軸加速度傳感器與濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)依次電連接；所述機(jī)殼與測(cè)量工作面相鄰的一側(cè)設(shè)有面板，其特征在于所述面板排列有作為水平或垂直顯示的發(fā)光管陣列，所述面板上對(duì)應(yīng)所述發(fā)光管陣列的各個(gè)發(fā)光管的位置設(shè)有刻度，所述單片機(jī)的輸出端口與所述發(fā)光管陣列電連接，所述面板還設(shè)有顯示水平工作狀態(tài)或垂直工作狀態(tài)的狀態(tài)指示燈和狀態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，所述狀態(tài)指示燈和狀態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)分別與單片機(jī)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于所述的單片機(jī)電連接鉛直加速度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)量裝置，其特征在于所述的鉛直加速度傳感器所感應(yīng)角度超過(guò)士 0.5°則報(bào)警。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)量裝置，其特征在于所述的單片機(jī)和發(fā)光管陣列還連接有左行控制器和右行控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)量裝置，其特征在于所述的單片機(jī)與發(fā)光管陣列之間串聯(lián)有多個(gè)位移寄存器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的測(cè)量裝置，其特征在于所述的發(fā)光管陣列由多種顏色的39個(gè)發(fā)光管組成，發(fā)光管陣列各個(gè)相鄰發(fā)光管代表0.01°或0.1°的角度變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量裝置，其特征在于所述的發(fā)光管陣列為一字排列。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量裝置，其特征在于所述的發(fā)光管陣列為雙曲線排列。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量裝置，其特征在于所述的發(fā)光管陣列為圓弧排列。
專利摘要一種基于發(fā)光管顯示的水平、垂直測(cè)量方法和裝置，包括機(jī)殼，所述機(jī)殼內(nèi)部設(shè)置雙軸加速度傳感器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)和電源，所述雙軸加速度傳感器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)依次電連接；所述機(jī)殼的前端設(shè)有面板，所述面板上部設(shè)有狀態(tài)指示燈、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和電源開(kāi)關(guān)；所述面板下部呈一字形排列多個(gè)發(fā)光管，所述面板上對(duì)應(yīng)所述發(fā)光管的位置設(shè)有度數(shù)標(biāo)記；所述單片機(jī)的輸出端口與所述發(fā)光管電連接。該測(cè)量裝置通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)可以輕松地在兩個(gè)工作模式下隨意轉(zhuǎn)換，操作簡(jiǎn)便，測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)；通過(guò)發(fā)光管顯示測(cè)量結(jié)果更直觀，作業(yè)環(huán)境不受光線強(qiáng)弱的影響。
文檔編號(hào)G01C9/00GK202013188SQ201120035728
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月10日
發(fā)明者潘華, 陳寶志, 陳芳菲 申請(qǐng)人:北京智造機(jī)電技術(shù)有限公司