CN105091864A - 角度测量装置、测量待测物体倾角及待测物体之间夹角的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种角度测量装置、测量待测物体倾角及待测物体之间夹角的方法，底座能够以待测物体的轴线为转动轴线转动，角度标示板能够相对底座转动，且两者的转动轴线不互相平行，与角度标示板垂直固定连接的对照平面上设有标识结构，指针固定设置在底座上。使用本发明的空间角度测量装置能够测量待测物体的空间角度，其在运用到汽车底盘传动轴的空间角度测量时，能够精确测量汽车底盘传动轴与水平面的夹角，便于实现汽车底盘传动轴精准安装，且避免了现有技术中凭借经验安装而造成的安装效率低的缺陷。

Description

角度测量装置、测量待测物体倾角及待测物体之间夹角的方法

技术领域

本发明涉及一种角度测量装置、测量待测物体倾角及待测物体之间夹角的方法，属于空间角度测量装置与方法技术领域。

背景技术

为提升用户的汽车驾驶体验，现在对于汽车底盘传动轴的倾斜角度都有设计要求，这就要求在汽车底盘传动轴的安装过程中，需要精确测定汽车底盘传动轴与水平面的夹角，然而，由于汽车底盘传动轴本身具有一定的直径尺度，且安装后处于一个没有相比较参照物的空间内，采用普通的角度测量器具测量汽车底盘传动轴时，其测量结果存在相当大的误差，往往没有可用性，因此，人们通常根据经验将汽车底盘传动轴安装到汽车上，并在之后由驾驶人员体验驾驶，如不合适再进行调整。这种安装方式导致安装精准度差，而且出现需要调整的情况时还会浪费时间，导致工作效率低。

因此，如何提供一种能够运用于汽车底盘传动轴空间倾角的精确测量，从而提高底盘传动轴安装效率以及安装精准度的角度测量装置以及角度测量方法是现有技术中还没有解决的技术难题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中依靠经验安装汽车底盘传动轴，容易导致安装精准度差，且工作效率低的技术缺陷，从而提供一种能够精确测量汽车底盘传动轴空间角度，因而能够实现汽车底盘传动轴精准且高效率安装的角度测量装置。

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中依靠经验安装汽车底盘传动轴，容易导致安装精准度差，且工作效率低的技术缺陷，从而提供一种能够精确测量汽车底盘传动轴空间角度，因而能够实现汽车底盘传动轴精准且高效率安装的角度测量方法。

为此，本发明提供一种角度测量装置，包括

底座，用于能够相对待测物体转动地与待测物体连接；

角度标示板，安装在所述底座上，具有标记角度，在外力作用下能够相对所述底座转动；

对照平面，与所述角度标示板垂直连接，且能够随所述角度标示板转动；

标记结构，设置在对照平面上，用于指示任意与所述底座相关的对照平面是否处于水平面；

指针，安装在所述底座上，并能够随所述底座一同转动，用于在其随所述底座转动和/或所述底座相对待测物体转动过程中，指示所述对照平面在两次处于水平状态下的标记角度，由两次所述标记角度之间的夹角，计算所述待测物体的空间角度。

作为一种优选方案，还包括

安装轴，一端通过固定结构固定安装在所述底座上，另一端穿过所述角度标示板的中心朝远离所述底座的方向延伸，并与所述角度标示板可转动连接；

所述指针固定在所述安装轴远离所述底座的一端上。

作为一种优选方案，还包括防磨垫圈，所述防磨垫圈套设在所述安装轴的位于所述角度标示板和所述底座之间的部分上。

作为一种优选方案，所述安装轴上设有挤压装置，所述挤压装置向着所述底座方向挤压所述角度标示板。

作为一种优选方案，所述对照平面至少为两个，相邻两个所述对照平面相互垂直，且至少有两个对照平面上设置所述标记结构。

作为一种优选方案，所述对照平面为四个，四个所述对照平面的底部均与所述角度标示板固定连接，顶部均与顶板固定连接，四个所述对照平面、所述顶板以及角度标示板共同围成密封空腔，所述指针位于所述密闭空腔内。

作为一种优选方案，所述标识结构包括设在同一个所述对照平面上的第一标识结构和第二标识结构，所述第一标识结构包括沿与所述角度标示板平行的方向延伸的第一透明密封内腔，所述第二标识结构包括沿与所述第一透明密封内腔的延伸方向相垂直的方向延伸的第二透明密封内腔，所述第一透明密封内腔和所述第二透明密封内腔内部均容置有液体和气泡，所述气泡能够在所述液体内自由漂移；在所述第一透明密封内腔和所述第二透明密封内腔内的气泡均位于中心位置时，所述对照平面处于水平面。

作为一种优选方案，所述底座上设有用于容纳待测物体的凹槽，所述凹槽的纵截面形状为弧形或梯形。

本发明还提供一种使用上述的角度测量装置测量待测物体倾角的方法，包括如下步骤：

S1：调整角度测量装置的位置，使一个安装有标识结构的对照平面处于水平面，此时读出指针所指示的第一角度示数；

S2：将所述角度测量装置的底座连接在待测物体上，以所述待测物体的轴线为转动轴线转动所述底座，同时转动角度标示板，直至任意一个安装有标识结构的对照平面再次处于水平位置，此时读出指针所指示的第二角度示数；

S3：根据第一角度示数、第二角度示数、以及S1中对照平面与S2中对照平面之间的夹角进行计算，得到所述待测物体相对于水平面的倾斜角度。

本发明还提供一种测量两个待测物体之间夹角的方法，包括如下步骤，

S1：使用上述的方法分别测量两个待测物体相对于水平面的夹角；

S2：利用两个待测物体相对于水平面的夹角计算得出两个待测物体之间的空间夹角。

本发明还提供一种使用上述的角度测量装置测量两个待测物体之间空间夹角的方法，包括如下步骤：

S1：将角度测量装置的底座连接在第一个待测物体上，以第一个待测物体的轴线为转动轴线转动底座，同时转动角度标示板，直至一个设有标识结构的对照平面处于水平位置，此时读出指针所指示的第四角度示数；

S2：将角度测量装置的底座连接在第二个待测物体上，以第二个待测物体的轴线为转动轴线转动底座，同时转动角度标示板，直至任意一个设有标识结构的对照平面处于水平位置，此时读出指针所指示的第五角度示数；

S3：根据第四角度示数、第五角度示数、以及S1中对照平面与S2中对照平面之间的夹角进行计算，得到两个待测物体之间的空间夹角。

本发明的一种空间角度测量装置及利用其测量物体空间角度的方法具有以下优点：

1.本发明的角度测量装置，底座能够以待测物体的轴线为转动轴线转动，角度标示板能够相对底座转动，且底座的转动轴线与角度标示板的转动轴线不互相平行，与角度标示板垂直固定连接的对照平面上设有标识结构，指针固定设置在底座上。在底座未安装到柱状待测物体上之前，先将对照平面调平，此时指针指向角度标示板的第一个角度示数，然后将底座与待测物体连接，在连接过程中，由于角度标示板不会自动绕安装轴转动，指针与角度标示板的相对位置不变，底座与待测物体连接后，使用外力推动角度标示板绕安装轴转动，再次将上述的对照平面调平后，指针指向第二个角度示数，两次的角度示数之差即为待测物体与水平面之间的倾角角度。使用本发明的空间角度测量装置能够测量汽车底盘传动轴的空间角度，能够实现汽车底盘传动轴精准安装，且避免了现有技术中凭借经验安装而造成的安装效率低的缺陷。

2.本发明的角度测量装置，4个对照平面与角度标示板、顶板围合形成密闭空腔，此时指针位于密闭空腔内部受到密闭空腔的保护，不易损坏。

3.本发明的角度测量装置，安装轴上设有向着底座方向挤压角度标示板的挤压块，挤压块向着底座方向将角度标示板挤压在底座上，除非有外力作用角度标示板，否则角度标示板不会自动绕安装轴转动，这样能够保证指针与角度标示板的相对位置不会随意变化，提高测量精度。

4.本发明的利用上述测量装置测量物体角度的方法，能够准确测量待测物体与水平面之间的倾角。

5.本发明的利用上述测量装置测量物体角度的方法，能够准确测量两个待测物体之间的空间夹角。

附图说明

图1是本发明一种实施方式中角度测量装置的整体结构示意图。

图2是图1的结构爆炸示意图。

图3是本发明一种实施方式中的角度测量装置在汽车底盘传动轴上的应用示意图。

图中：1-底座，11-梯形凹槽，12-安装孔，13-螺纹孔，14-紧固螺栓，15-固定块，2-安装轴，3-角度标示板，31-转轴孔，32-挤压块，4-对照平面，41-第一透明密封内腔，42-第二透明密封内腔，43-液体，44-气泡，5-指针，6-防磨垫圈，7-顶板，8-底盘传动轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的一种角度测量装置及角度测量方法做进一步的详细说明。

实施例1

本实施例提供一种角度测量装置，如图1-2所示，该角度测量装置包括

底座1，能够以待测物体的轴线为转动轴线转动地与待测物体连接；

安装轴2，一端固定安装在所述底座1上，另一端朝远离所述底座1的方向延伸；

角度标示板3，垂直且与所述安装轴2同轴地套接在所述安装轴2上，在外力作用下能够绕所述安装轴2转动；

对照平面4，至少为一个，与所述角度标示板3垂直固定连接，且至少一个所述对照平面4上设有用于标识所述对照平面4是否处于水平面的标识结构；

指针5，固定安装在所述安装轴2上，用于指示所述角度标示板3上的角度示数。

具体使用时，在底座1未安装到待测物体上之前，先将对照平面4调平，此处所说的调平是指，对照平面4上的标示结构显示对照平面4处于水平面，此时指针5指向角度标示板3的第一个角度示数，读出该第一个角度示数；然后将底座1与待测物体连接，在连接过程中，由于角度标示板3不会自动绕安装轴2转动，指针5与角度标示板3的相对位置不变，底座1与待测物体连接后，使用外力推动角度标示板3绕安装轴2转动，再次将上述的对照平面4调平后，指针5指向第二个角度示数，读出该第二个角度示数，两次的角度示数之差即为待测物体与水平面之间的倾角角度。使用本实施例的角度测量装置能够测量待测物体的空间角度，能够实现待测物体的精准安装；优选的，在角度标示板3的转动轴线与底座1的转动轴线互相垂直时，对照平面的调平更加迅速、有效。

下面结合附图详细说明上述角度测量装置各部件之间的连接方式以及变形方式。

如图1所示，底座1上设有用于容纳待测物体的凹槽11，其纵截面形状为开口端大、封闭端小的梯形，当使用凹槽11将底座1连接在待测物体上时(如图3所示)，待测物体被凹槽11部分容纳，且底座1能够以待测物体的轴线为转动轴线转动。上述凹槽11的设置方式便于将底座1和待测物体连接，也便于拆卸。当然，本领域的技术人员还可以将凹槽11做成半圆形、弧形或其他适于卡在待测物体上、并能够以待测物体为转动轴线旋转的凹槽形状。

如图2所示，安装轴2一端通过固定结构安装在底座1上，固定结构包括固定设置在底座1上的固定块15，开设在固定块15的不同壁面上、且彼此连通的安装孔12和螺纹孔13，以及紧固螺栓14；紧固螺栓14穿过螺纹孔13将安装轴2挤紧固定在安装孔12内部。为达到更好的固定效果，还可以进一步设置安装孔12的轴线方向与螺纹孔13的轴线方向垂直。本领域技术人员还可以对固定结构做变形设计，例如，省略图2中的螺纹孔13，将安装孔12直接做成螺纹孔，在安装轴2的一端上设置外螺纹，安装轴2设置外螺纹的一端插入安装孔12内与安装孔12螺纹连接。再如，直接将安装轴2焊接固定在固定块15上。

如图2所示，安装轴2的另一端与角度标示板3垂直且可转动地连接，角度标示板3上设有360°刻度，其圆心位置设有转轴孔31，安装轴2穿过转轴孔31与角度标示板3可转动连接。在安装轴2的远离底座1的顶部设置挤压块32，挤压块32用于向着底座1的方向挤压角度标示板3，从而防止角度标示板3自动在安装轴2上转动。在与安装轴2的轴线相垂直的挤压块32侧壁上设有指针5。在底座1连接到待测物体上时，安装轴2的轴线与待测物体的轴线相互垂直。在底座1连接到待测物体上时，本领域技术人员也可以设置安装轴2的轴线与待测物体的轴线形成小于90度的夹角，同样能够实现本发明的目的，但是优选方式是安装轴2的轴线与待测物体的轴线相互垂直。

作为对角度标示板3与底座1安装方式的变形，也可以不设置上述安装轴2，而在角度标示板3底面上设置圆形凸起或圆形凹槽，在底座上设置与其适配的圆形凹槽或圆形凸起，或者使角度标示板3以其他可转动的方式安装在底座1上，并将指针5直接固定设置在底座1上，同样可以实现发明目的。

作为对角度标示板3的一种保护措施，在安装轴2位于角度标示板3和底座1之间的部分上套设有防磨垫圈6，当角度标示板3绕安装轴2转动时，可保护角度标示板3不直接与底座1接触，避免磨损。

如图1、2、3所示，对照平面4为4个，4个对照平面4两两垂直且侧壁依次连接，4个对照平面的底部均与角度标示板3垂直固定连接，顶部均与顶板7固定连接，从而，四个对照平面4和顶板7形成密闭空腔。安装轴2一部分位于所述密封空腔内，指针5设置在安装轴2位于密封空腔内的部分上，从而受到密封空腔的保护。在此，对照平面4、角度标示板3和顶板7均由透明树脂做成，以便于从外部进行观测。

如图2所示，相邻两个对照平面4上均设有用于标识对照平面是否处于水平面的标识结构。标识结构包括设在同一个对照平面4上的第一标识结构和第二标识结构，第一标识结构包括沿与角度标示板3平行的方向延伸的第一透明密封内腔41，第二标识结构包括沿与第一透明密封内腔41的延伸方向相垂直的方向延伸的第二透明密封内腔42，第一透明密封内腔41和第二透明密封内腔42内部均容置有液体43和气泡44，气泡44能够在液体43内自由漂移；在第一透明密封内腔41和第二透明密封内腔42内的气泡44均位于透明内腔的中心位置时，对照平面4处于水平面。

事实上，本领域的技术人员也可以只设置一个对照平面4，当然也可以设置3个、5个或更多个对照平面4，只要至少一个对照平面上设置上述标示结构即可。

在具体使用时，只要调整其中一个对照平面4，使得其中一个对照平面4处于水平面即可。而在两个或多个相互垂直的对照平面4上均设置标示结构时，则可以根据预估的待测物体与水平面的夹角使用合适的对照平面4进行调平，以提高测量效率。

作为改进，上述实施方式中，角度标示板3的转动轴线与所述底座1相对于待测物体转动的轴线不相互平行，从而便于对上文所述对照平面4中的第一标示结构和第二标示结构从两个维度进行调整，以使得第一标示结构和第二标示结构中的气泡44分别处于第一透明密封内腔41和第一透明密封内腔42的中间位置。

上述实施方式中的空间角度测量装置，其适用的待测物体可以是汽车底盘传动轴8，上述空间角度测量装置在运用于测量汽车底盘传动轴8的空间角度时，可以精确测量汽车底盘传动轴8与水平面的夹角，便于实现汽车底盘传动轴8的精准安装，且避免了现有技术中凭借经验安装而造成的安装效率低的缺陷。

上述实施方式中的空间角度测量装置，其适用的待测物体还可以是其他柱状待测物体，当然，也可以是非柱状但是具有中轴线的待测物体。

上述空间角度测量装置，除了可以用于测量待测物体与水平面的夹角之外，还可以用于测量待测物体与竖直面的夹角，在测量出待测物体与水平面的夹角之后进行简单换算即可计算出待测物体与竖直面的夹角。

实施例2

本实施例提供一种使用实施例1中的空间角度测量装置测量待测物体与水平面之间倾角的方法，包括如下步骤：

S1：调整空间角度测量装置的位置，使一个安装有标识结构的对照平面4处于水平位置，此时读出指针5所指示的第一角度示数；

S2：将角度测量装置的底座1连接在待测物体上，以待测物体的轴线为转动轴线转动底座1，同时以安装轴2的轴线为转动轴线转动角度标示板3，直至S1中任意一个设有标识结构的对照平面4再次处于水平位置，此时读出指针5所指示的第二角度示数；

S3：然后根据第一角度示数、第二角度示数、以及S1中对照平面4与S2中对照平面4之间的夹角进行计算，得到待测物体相对于水平面的倾斜角度。

也可以在S2中，调整S1中对照平面4处于水平位置，并记录此时指针5所指示的第三角度示数；使用第三角度示数减去第一角度示数所得的差值，即为待测物体与水平面之间的倾角角度。

上述实施方式中的空间角度测量方法，其适用的待测物体可以是汽车底盘传动轴8，在运用于测量汽车底盘传动轴8的空间角度时，可以精确测量汽车底盘传动轴8与水平面的夹角，便于实现汽车底盘传动轴8的精准安装，且避免了现有技术中凭借经验安装而造成的安装效率低的缺陷。

上述实施方式中的空间角度测量方法，其适用的待测物体还可以是其他柱状待测物体，当然，也可以是非柱状但是具有中轴线的待测物体。

实施例3

本实施例提供一种使用实施例1中的空间角度测量装置测量两个待测物体之间空间夹角的方法，包括如下步骤：

S1：使用实施例2中所述的方法分别测量两个待测物体相对于水平面的夹角；

S2：使用相对于水平面夹角较大的夹角数值减去相对于水平面夹角较小的夹角数值所得的差值即为两个待测物体之间的空间夹角。

上述实施方式中的空间角度测量方法，其适用的两个待测物体可以都是柱状待测物体，或其中一个是柱状待测物体，另外一个是非柱状但是具有中轴线的待测物体，或者，两个都是非柱状但是具有中轴线的待测物体。

实施例4

本实施例提供一种使用实施例1中的空间角度测量装置测量两个待测物体之间空间夹角的方法，包括如下步骤：

S1：将角度测量装置的底座1连接在第一个待测物体上，以第一个待测物体的轴线为转动轴线转动底座1，同时以安装轴2的轴线为转动轴线转动角度标示板3，直至一个设有标识结构的对照平面4处于水平位置，此时读出指针5所指示的第四角度示数；

S2：将角度测量装置的底座1连接在第二个待测物体上，以第二个待测物体的轴线为转动轴线转动底座1，同时以安装轴2的轴线为转动轴线转动角度标示板3，直至任意一个设有标识结构的对照平面4处于水平位置，此时读出指针5所指示的第五角度示数；

S3：根据第四角度示数、第五角度示数、以及S1中对照平面4与S2中对照平面4之间的夹角进行计算，得到两个待测物体之间的空间夹角。

也可以在S2中，调整S1中对照平面4处于水平位置，并记录此时指针5所指示的第六角度示数；然后使用第六角度示数减去第四角度示数所得的差值，即为两个待测物体之间的夹角角度。

上述实施方式中的空间角度测量方法，其适用的两个待测物体可以都是柱状待测物体，或其中一个是柱状待测物体，另外一个是非柱状但是具有中轴线的待测物体，或者，两个都是非柱状但是具有中轴线的待测物体。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种角度测量装置，其特征在于：包括

底座(1)，用于能够相对待测物体转动地与待测物体连接；

角度标示板(3)，安装在所述底座(1)上，具有标记角度，在外力作用下能够相对所述底座(1)转动；

对照平面(4)，与所述角度标示板(3)垂直连接，且能够随所述角度标示板(3)转动；

标记结构，设置在对照平面(4)上，用于指示任意与所述底座(1)相关的对照平面(4)是否处于水平面；

指针(5)，安装在所述底座(1)上，并能够随所述底座(1)一同转动，用于在其随所述底座(1)转动和/或所述底座(1)相对待测物体转动过程中，指示所述对照平面(4)在两次处于水平状态下的标记角度，由两次所述标记角度之间的夹角，计算所述待测物体的空间角度。

2.根据权利要求1所述的角度测量装置，其特征在于：还包括

安装轴(2)，一端通过固定结构固定安装在所述底座(1)上，另一端穿过所述角度标示板(3)的中心朝远离所述底座(1)的方向延伸，并与所述角度标示板(3)可转动连接；

所述指针(5)固定在所述安装轴(2)远离所述底座(1)的一端上。

3.根据权利要求2所述的角度测量装置，其特征在于：还包括防磨垫圈(6)，所述防磨垫圈(6)套设在所述安装轴(2)的位于所述角度标示板(3)和所述底座(1)之间的部分上。

4.根据权利要求2所述的角度测量装置，其特征在于：所述安装轴(2)上设有挤压块(32)，所述挤压块(32)向着所述底座(1)方向挤压所述角度标示板。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的角度测量装置，其特征在于：所述对照平面(4)至少为两个，相邻两个所述对照平面(4)相互垂直，且至少有两个对照平面(4)上设置所述标记结构。

6.根据权利要求5所述的角度测量装置，其特征在于：所述对照平面(4)为四个，四个所述对照平面(4)的底部均与所述角度标示板(3)固定连接，顶部均与顶板(7)固定连接，四个所述对照平面(4)、所述顶板(7)以及角度标示板(3)共同围成密闭空腔，所述指针(5)位于所述密闭空腔内。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的角度测量装置，其特征在于：所述标识结构包括设在同一个所述对照平面(4)上的第一标识结构和第二标识结构，所述第一标识结构包括沿与所述角度标示板(3)平行的方向延伸的第一透明密封内腔(41)，所述第二标识结构包括沿与所述第一透明密封内腔(41)的延伸方向相垂直的方向延伸的第二透明密封内腔(42)，所述第一透明密封内腔(41)和所述第二透明密封内腔(42)内部均容置有液体(43)和气泡(44)，所述气泡(44)能够在所述液体(43)内自由漂移；在所述第一透明密封内腔(41)和所述第二透明密封内腔(42)内的气泡(44)均位于中心位置时，所述对照平面(4)处于水平面。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的角度测量装置，其特征在于：所述底座(1)上设有用于容纳待测物体的凹槽(11)，所述凹槽(11)的纵截面形状为弧形或梯形。

9.一种使用权利要求1-8中任一项所述的角度测量装置测量待测物体倾角的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：调整角度测量装置的位置，使一个安装有标识结构的对照平面(4)处于水平面，此时读出指针(5)所指示的第一角度示数；

S2：将所述角度测量装置的底座(1)连接在待测物体上，以所述待测物体的轴线为转动轴线转动所述底座(1)，同时转动角度标示板(3)，直至任意一个安装有标识结构的对照平面(4)再次处于水平位置，此时读出指针(5)所指示的第二角度示数；

S3：根据第一角度示数、第二角度示数、以及S1中对照平面(4)与S2中对照平面(4)之间的夹角进行计算，得到所述待测物体相对于水平面的倾斜角度。

10.一种测量两个待测物体之间夹角的方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1：使用权利要求9中所述的方法分别测量两个待测物体相对于水平面的夹角；

S2：利用两个待测物体相对于水平面的夹角计算得出两个待测物体之间的空间夹角。

11.一种使用权利要求1-8中任一项所述的角度测量装置测量两个待测物体之间夹角的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：将角度测量装置的底座(1)连接在第一个待测物体上，以第一个待测物体的轴线为转动轴线转动底座(1)，同时转动角度标示板(3)，直至一个设有标识结构的对照平面(4)处于水平位置，此时读出指针(5)所指示的第四角度示数；

S2：将角度测量装置的底座(1)连接在第二个待测物体上，以第二个待测物体的轴线为转动轴线转动底座(1)，同时转动角度标示板(3)，直至任意一个设有标识结构的对照平面(4)处于水平位置，此时读出指针(5)所指示的第五角度示数；

S3：根据第四角度示数、第五角度示数、以及S1中对照平面(4)与S2中对照平面(4)之间的夹角进行计算，得到两个待测物体之间的空间夹角。