一种基于激光和超声波组合应用的多功能测量仪器的制作方法

1.本实用新型涉及测量设备，具体涉及一种基于激光和超声波组合应用的多功能测量仪器。


背景技术：

2.现有测距用多功能测量仪器在结构设计上，虽然设有激光测距传感器和超声波测距传感器并用于测距，但均用于测量待测物与测量设备的两测量点之间距离；在实际的工程应用过程中，测量两点距离时，需要将测量仪器置于一个测量点作为基准然后对另一测量点实施测量，但受制于工况条件，例如待测点附近存在安全隐患或危险源、存在障碍物致使工作人员无法进入测量点或测量设备无法实施固定的环境情况，这样工况条件无法使测量仪器有效置于一个测量点上进行测量，给实际测量带来极大不便。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种基于激光和超声波组合应用的多功能测量仪器，该多功能测量仪器无需依托一个测量点作为基准而实现两点距离测量，使用更加方便，可在多种工况条件下使用。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种基于激光和超声波组合应用的多功能测量仪器，包括外壳、置于外壳内部的开发板、测距传感器、显示屏和蓄电池，所述开发板分别连接测距传感器、显示屏和蓄电池；所述外壳包括底座、旋转座以及连接在底座和旋转座之间的旋转测量机构，所述测距传感器包括激光测距传感器和超声波测距传感器，所述激光测距传感器和超声波测距传感器相对地设在旋转座上。
6.进一步，所述旋转测量机构包括设在底座和旋转座之间的旋转结构、设在底座上并与旋转座连接的转角测量结构。
7.进一步，所述旋转结构包括设在底座上端面的连接筒、设在连接筒顶端的旋帽、套设在连接筒外侧并位于旋帽和底座之间的弹簧、设在旋转座下端面的容纳孔、设在容纳孔底端并与连接筒滑动配合的挡环；所述弹簧弹性压覆挡环并使旋转座贴合底座。
8.进一步，所述底座上端面和旋转座下端面之间设有定位结构，所述定位结构包括设在底座上端面上的凹槽、容纳在凹槽内并部分外凸的钢球、设在旋转座下端面上并适配钢球凸出部分的定位槽；所述凹槽设有顶持钢球的小弹簧，所述凹槽相对连接筒周向均布四个。
9.进一步，所述转角测量结构包括设在底座内部的旋转编码器、设在旋转编码器转轴上的t型测量杆、设在容纳孔内壁上并适配t型测量杆两个自由端的卡槽；或者所述转角测量结构包括设在旋转座上并与开发板连接的陀螺仪模块。
10.进一步，所述底座呈立方体中空结构，所述开发板和蓄电池设在底座内部。
11.进一步，所述旋转座整体呈长条状、纵向截面呈倒置t型，内部中空，所述显示屏设
在旋转座上。
12.本实用新型的有益效果是：
13.本实用新型利用特有的外形结构实现旋转座相对底座转动，旋转座携带有激光测距传感器和超声波测距传感器的，再配合陀螺仪模块或设有旋转编码器的转角测量结构实现旋转座相对底座的转角测量，进而结合开发板的应用实现待测物上两点之间的距离测量；测量过程中无需将一个测量点作为基准，可寻找任意第三点作为该测量仪器的固定点，能够应用于多种工况条件下。
附图说明
14.图1为本实用新型整体结构示意图；
15.图2为本实用新型的另一视角结构示意图；
16.图3为本实用新型中旋转测量机构的结构示意图；
17.图4为图3中ⅰ处的放大结构示意图；
18.图5为本实用新型中旋转测量机构俯视结构示意图；
19.图6为本实用新型的系统控制原理图。
20.其中：1-外壳；2-开发板；3-显示屏；4-蓄电池；5-底座；6-旋转座；7-激光测距传感器；8-超声波测距传感器；9-连接筒；10-旋帽；11-弹簧；12-容纳孔；13-挡环；14-凹槽；15-钢球；16-定位槽；17-小弹簧；18-旋转编码器；19-t型测量杆；20-卡槽；21-陀螺仪模块。
具体实施方式
21.以下结合附图对本实用新型优选实施例进行说明。
22.如图1至6所示，一种基于激光和超声波组合应用的多功能测量仪器；该多功能测量仪器包括外壳1、置于外壳1内部的开发板2、测距传感器、显示屏3和蓄电池4，开发板2分别连接测距传感器、显示屏3和蓄电池4。本实用新型的核心改进在于外壳1包括底座5、旋转座6以及连接在底座5和旋转座6之间的旋转测量机构，测距传感器包括激光测距传感器7和超声波测距传感器8，激光测距传感器7和超声波测距传感器8相对地设在旋转座6上；利用旋转座6相对底座5的旋转实现激光测距传感器7和超声波测距传感器8在使用上的切换，旋转测量机构实现旋转座6相对底座5旋转角度的测量，配合开发板2实现待测物两点之间距离的测量；整个测量过程中无需将一个测量点作为基准，可任选第三点作为仪器固定点而实施测量工作。
23.旋转测量机构包括设在底座5和旋转座6之间的旋转结构、设在底座5上并与旋转座6连接的转角测量结构。旋转结构用于实现旋转座6相对底座5稳定旋转，增加操作方便性；转角测量结构用于实现旋转座6相对底座5转动时转角的测量。
24.旋转结构包括连接筒9、旋帽10、弹簧11、容纳孔12、挡环13；连接筒9设在底座5上端面中部，底座5呈立方体中空结构，开发板2和蓄电池4设在底座5内部，连接筒9连通底座5内部空间，连接筒9为旋转座6和底座5之间连接的导向提供通道；旋帽10与连接筒9顶端螺纹配合；弹簧11套设在连接筒9外侧并可受到旋帽10的压覆，容纳孔12是设在旋转座6下端面上的；挡环13设在容纳孔12底端并对连接筒9形成套设状，同时实现滑动配合；弹簧11弹性压覆挡环13并使旋转座6贴合底座5。底座5上端面和旋转座6下端面之间设有定位结构，
定位结构即用于初始定位同时也用于增加旋转座6和底座5之间的阻尼作用，使旋转座6旋动任意位置后相对稳固；定位结构包括凹槽14、钢球15、定位槽16和小弹簧17；凹槽14设在底座5上端面上，凹槽14相对连接筒9周向均布四个；钢球15容纳在凹槽14内，凹槽14设有顶持钢球15的小弹簧17，并使钢球15部分地突出在凹槽14外侧，定位槽16设在旋转座6下端面并适配钢球15凸出部分，定位槽16设有四个，利用定位槽16与钢球15的配合实现旋转座6相对底座5的初始固定，当转动旋转座6时钢球15受到压覆并压缩小弹簧17，同时钢球15脱离定位槽后顶持旋转座6下端面，这样初始动作过程中需要施加一定作用力，来解除初期锁定状态，后续旋转时则会顺畅，该结构使旋转座6转动过程中相对稳固；旋转座6整体呈长条状、纵向截面呈倒置t型，内部中空，显示屏3设在旋转座6上，激光测距传感器7和超声波测距传感器8相对地设在旋转座6两端，同时显示屏3、激光测距传感器7和超声波测距传感器8经连接筒9通过导线与开发板2连接。
25.转角测量结构包括旋转编码器18、t型测量杆19和卡槽20；旋转编码器18固定在底座5内部，旋转编码器18的转轴轴心线与连接筒9轴心线重合，旋转编码器18的转轴上设置t型测量杆19，容纳孔12内壁上设置卡槽20，卡槽20适配t型测量杆19两个自由端，当旋转座6转动时利用卡槽20和t型测量杆19的配合可带动旋转编码器19的转轴转动，进而实现旋转座6转动角度的测量。
26.转角测量结构也可以包括设在旋转座6上并与开发板2连接的陀螺仪模块21，利用陀螺仪模块21对旋转座6转动角度进行测量。
27.本实用新型的工作原理及过程是：
28.当需要测量待测物上两个待测点之间距离时：选择一个合适的固定点，此时两个待测点和固定点之间连线构成三角形；这种测量方式无需依托一个待测点作为基准而测量两个待测点之间距离，固定点的选取更加自由、灵活，利于避让危险源、障碍物，使用时更加灵活方便，同时可针对立面、斜面进行精准有效测量。具体测量时，保持底座5固定，根据使用条件及要求灵活选择激光测距传感器7或超声波测距传感器8进行测量；以激光测距传感器7为例，当激光将光线打到第一个待测点实现第一个待测点与仪器之间距离测量，并将测量数据发送至开发板2，然后转动旋转座6，使激光打到第二个待测点实现第二个待测点与仪器之间距离测量，并将测量数据发送至开发板2，在旋转座6转动过程中，旋转编码器18或陀螺仪模块21对旋转角度进行测量，并将测量数据发送至开发板2，开发板2进行数据存储和计算，在已知两边距离和两边夹角的条件下利用余弦定理求解出两个待测点之间距离，并通过显示屏3显示出来。该多功能测量仪器也可实现常规测距功能。
29.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术披露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。