專利名稱：數(shù)顯曲線計長儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬曲線長度計量裝置。
目前國內(nèi)對大型曲線的測量，如處理交通事故、丈量土地、礦井作業(yè)面測量、大型工件測量等還沒有專門的曲線測量裝置。一般是采用以直代曲的近似估算，由于丈量尺的伸縮和計算的近似，所以誤差較大。國外近年出現(xiàn)一種處理交通事故用的滾輪式長度計量裝置。這種裝置是將一滾輪延著曲線軌跡滾動，然后通過機械傳動記下滾輪運動周長變化即曲線的長度變化，這種裝置一方面是機械計數(shù)誤差較大，一方面是在測量中需要進(jìn)行局部修正即延原運動軌跡退回一段重新測量時，不能進(jìn)行逆向計數(shù)，即減掉退回這段軌跡的長度再從退回點重新計數(shù)。
本實用新型旨在提供一種測量精度高，并能進(jìn)行可逆計數(shù)的光電數(shù)顯曲線長度計量裝置。
為達(dá)上述宗旨，本實用新型由裝有轉(zhuǎn)動軸10的計長輪5，跨過計長輪并且下端固定于轉(zhuǎn)動軸10兩端的叉形支架7，起止指示箭頭14和安裝在叉形支架7上方的手柄11等組成。其特征在于在計長輪5輪面靠近輪緣的同心圓周上，開有等分的幾十個計數(shù)孔6，在叉形支架7跨過計長輪的兩側(cè)支架上，分別裝有并排的兩個紅外光源8和并排的兩個紅外接收器9。每個紅外接收器都正對著安裝在計長輪另一側(cè)叉形支架上的紅外光源。每一對紅外光源與紅外接收器之間的連線都穿過計長輪上的計數(shù)孔圓心軌跡圓周線。兩個并排紅外光源之間的距離和兩個并排紅外接收器的距離均為(nL＋r)，其中n為0或正整數(shù)，L為相鄰計數(shù)孔之間的距離，r為計數(shù)孔的半徑。在叉形支架7上部裝有電器盒5，它是由正反轉(zhuǎn)邏輯識別電路，可逆計數(shù)器，譯碼驅(qū)動器，方波發(fā)生器和數(shù)據(jù)顯示器組成。其中的正反轉(zhuǎn)邏輯識別電路構(gòu)成如下將兩個紅外接收器的輸出端分別接兩個施密特非門U21、U22的輸入端，U21、U22的兩個輸出端一方面通過U11、U25組成的與非門接D觸發(fā)器的CP時鐘端，一方面分別接非門U23、U24的輸入端，U23、U24的輸出端通過與門U12接可逆計數(shù)器的時鐘端，同時將U23、U24中的一個輸出端接D觸發(fā)器的D端，D觸發(fā)器的Q端接可逆計數(shù)器的加減控制端，數(shù)據(jù)顯示部分采用液晶顯示，手柄11設(shè)計成多節(jié)可伸縮式。
其工作原理及過程如下使計長輪5延著測量曲線的軌跡向前純滾動前進(jìn)，這樣輪面上的計數(shù)孔逐個通過安裝在叉形支架7上的紅外光源8和紅外接收器9之間的空隙，使紅外接收器不斷接收到紅外光脈沖信號，由于計數(shù)孔之間的距離是等分的，所以每兩個相鄰孔都對應(yīng)著相同的計長輪輪緣圓周長度，也就是說紅外接收器每接收到一個紅外脈沖信號，就意味著計長輪延曲線運動了與兩個相鄰計數(shù)孔所對應(yīng)的輪緣圓周長度相等的距離。這樣通過脈沖計數(shù)就可得到測量曲線的長度，起止指示箭頭14是在測量起點和終點起定位作用。由于紅外光源8和紅外接收器9都是并排的兩個，其間距為n倍的計數(shù)孔孔距L加計數(shù)孔半徑r的長度，所以計長輪轉(zhuǎn)動時，分別從兩個紅外光接收器出來的光電信號正好相錯半個脈沖信號(見圖4A、B)，假設(shè)正轉(zhuǎn)時先接收到的是A信號，逆轉(zhuǎn)時先接收到的是B信號，分別將這兩個信號輸入到圖3所示的施密特整形非門U21、U22的輸入端，整形后輸出的C、D信號一方面通過U11、U25組成的與非門得到寬脈沖信號H，輸入到D觸發(fā)器的CP時鐘端，另一方面C、D信號分別通過非門U23、U24得到E、F信號，由于這兩個信號只重疊半個脈沖，所以經(jīng)過與門U12后，得到一個相當(dāng)于E、F重疊寬度的窄脈沖G，該信號作為計數(shù)信號輸入到可逆計數(shù)器的CP端。見圖4，當(dāng)正轉(zhuǎn)時A信號先于B信號，相應(yīng)的E信號先于F信號，所以當(dāng)D觸發(fā)器CP端接收到H信號時，其D端輸入的F信號還未到來，為低電位，所以Q為1，用該信號控制可逆計數(shù)器，使其對G脈沖進(jìn)行加法計算。反之，計長輪反轉(zhuǎn)時，B信號先于A信號到達(dá)，相應(yīng)的F信號先于E信號，所以D觸發(fā)器CP端H信號到來時，D端的F信號也同時到來，為高電平，使Q為0，用該信號控制可逆計數(shù)器，使其對G脈沖進(jìn)行減法計數(shù)，這樣來實現(xiàn)可逆計數(shù)功能。測量過程中前進(jìn)為正向計數(shù)，后退為反向計數(shù)，可以很容易地進(jìn)行局部修正。計數(shù)信號經(jīng)T41－T45組成的譯碼驅(qū)動器再輸入液晶顯示器顯示。用方波發(fā)生器T3產(chǎn)生約50赫茲交流信號驅(qū)動譯碼器和液晶顯示器。是為了克服單向驅(qū)動造成液晶顯示器易于老化的弊病。
本實用新型操作簡單，工作效率高，由于采用光電計數(shù)裝置，所以提高了測試精度，并利用正、反轉(zhuǎn)邏輯識別電路來控制可逆計數(shù)器的加減計數(shù)，以此來滿足測量中有時要對測量長度進(jìn)行局部修正的需要。本裝置還采用了液晶顯示，這樣在陽光下進(jìn)行操作也能容易地看到讀數(shù)。


圖1本實用新型方框說明圖圖2本實用新型實施例外觀主視和側(cè)視示意圖。
5.計長輪6.計數(shù)孔7.叉形支架8.紅外光源9.紅外接收器10.轉(zhuǎn)動軸11.手柄12.電器盒13.制動閘14.起止指示箭頭圖3本實用新型實施例電路原理圖圖4本實用新型電路工作波形圖實施例說明圖2、3為本實用新型實施例外觀示意圖和電路原理圖，本實施例的機械部分均采用優(yōu)質(zhì)鋁合金材料制作，計長輪5直徑為219.6mm，計數(shù)孔的位置是按在φ180mm的圓周上68等分定的，這樣每兩個相鄰孔對應(yīng)著10mm的輪緣圓周長度，手柄11制成三節(jié)可伸縮式的，伸最長時整機高度為0.9m，縮小時可將整機放在400×300×120mm的皮箱內(nèi)。本實施例還安有輪子制動閘13和單腿支架，可將裝置支立在地面上。電路部分采用CMOS集成電路元器件，其中的U21～U26為一塊CD14584集成塊，U11、U12為一塊CD4073集成塊。D觸發(fā)器用一塊CD4013集成塊，可逆計數(shù)器用5塊CD4510組成，譯碼驅(qū)動電路由5塊CD4055組成，顯示部分采用6500液晶顯示器，方波發(fā)生器用一塊NE555集成塊組成。本實施例五位計數(shù)顯示可顯示0～999.99m的長度，滿量程時儀表測量誤差為±10mm，整機重量加放置皮箱總重量為3.7公斤。
權(quán)利要求1.一種用于曲線長度計量的裝置，由裝有轉(zhuǎn)動軸10的計長輪5，跨過計長輪并且下端固定于轉(zhuǎn)動軸10兩端的叉形支架7，起止指示箭頭14和安裝在叉形支架上部的手柄11等組成，其特征在于在計長輪5輪面靠近輪緣的同心圓周上，開有等分的幾十個計數(shù)孔6，在叉形支架7跨過計長輪的兩側(cè)支架上，分別裝有并排的兩個紅外光源8和并排的兩個紅外接收器9，每個紅外接收器都正對著安裝在計長輪另一側(cè)叉形支架上的紅外光源，每一對紅外光源與紅外接收器之間的連線都穿過計長輪上的計數(shù)孔圓心軌跡圓周線，兩個并排紅外光源之間的距離和兩個并排紅外接收器之間的距離均為(nL+r)，其中的n為O或正整數(shù)，L為相鄰計數(shù)孔之間的距離，r為計數(shù)孔的半徑，在叉形支架7上部裝有電器盒12，它是由正反轉(zhuǎn)邏輯識別電路、可逆計數(shù)器、譯碼驅(qū)動器、方波發(fā)生器和數(shù)據(jù)顯示器組成，其中的正反轉(zhuǎn)邏輯識別電路構(gòu)成如下將兩個紅外接收器輸出端分別接兩個施密特非門U21、U22的輸入端，U21、U22的兩個輸出端一方面通過U11、U25組成的與非門接D觸發(fā)器的CP時鐘端，一方面分別接非門U23、U24的輸入端，U23、U24的輸出端通過與門U12接可逆計數(shù)器的時鐘端，同時將U23、U24中的一個輸出端接D觸發(fā)器的D端，D觸發(fā)器的Q端接可逆計數(shù)器的加減控制端。
專利摘要一種曲線長度測量裝置，主要由開有等分計數(shù)孔的計長輪，叉形支架，安裝在叉形支架上的紅外光源和紅外接收器，以及正反轉(zhuǎn)邏輯識別電路，可逆計數(shù)器，譯碼驅(qū)動電路和液晶數(shù)顯器等組成。測量時可使計長輪延著曲線軌跡正轉(zhuǎn)前進(jìn)，計出曲線長度，需要進(jìn)行局部修正時，使計長輪退回一段，可逆計數(shù)器就能自動減掉退回這段曲線長度再重新進(jìn)行計數(shù)。本裝置使用方便，測量精確度高，由于采用液晶顯示，所以在陽光下也能清楚看到讀數(shù)。
文檔編號G01B21/02GK2053743SQ8920903
公開日1990年2月28日 申請日期1989年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月22日
發(fā)明者廉文煜, 黃環(huán)英, 胡映壁, 魏開讓, 呂永平, 王建英, 任德華 申請人:太原高技術(shù)實業(yè)總公司, 山西省公安交通警察總隊, 太原市公安交通警察支隊