CN105806313A - 一种数显角度仪及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数显角度仪，属于几何测量工具领域。该数显角度仪包括本体，设置在本体内部的倾角传感器、信号处理电路、电源电路元件，设置在本体表面的测量面，该数显角度仪还包括可拆卸的设置在测量面上的弹性卡件。弹性卡件用于卡住圆柱形待测样品，使圆柱形待测样品的母线与测量面的中轴线对齐。本发明提供的数显角度仪可对圆柱形待测样品与基准面之间的角度进行高效测量，并获得精确的角度测量结果。

Description

一种数显角度仪及其应用

技术领域

本发明涉及几何测量工具领域，特别涉及一种数显角度仪及其应用。

背景技术

数显角度仪是一种用来测量物体不同面与基准面之间角度的几何测量装置，具有操作简单，使用方便等优点。所以，为了方便快捷地获得待测物体与基准面之间的角度，提供一种数显角度仪十分必要。

现有技术提供的数显角度仪主要包括：方形壳体结构的本体，设置在本体内部的倾角传感器、信号处理电路、电源电路元件，分别设置在本体的上表面、下表面、左表面、右表面的测量面，设置在本体前表面的液晶显示屏、开关按钮(ON/OFF)、保持按钮(HOLD)、置零按钮(ZERO)，其中，电源电路为整个数显角度仪提供电源，开关按钮、保持按钮和置零按钮均与倾角传感器电连接，以分别控制倾角传感器的开关动作、保持动作及置零动作，倾角传感器、信号处理电路及液晶显示屏顺次电连接，以使倾角传感器将所感应到的被测物体角度以电信号形式传递至信号处理电路进行处理，最后以数字的形式通过液晶显示屏显示出来，在使用过程中，通过将被测物体放置在测量面上，倾角传感器即可感应到被测物体与基准面之间的角度信号，从而传递至液晶显示屏进行显示。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有角度仪的测量面多为平面，当测量圆柱形待测样品时，其上测量面的中轴线很难保证与圆柱形待测样品的母线对齐，导致测量精度差。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种数显角度仪及其应用。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种数显角度仪，所述数显角度仪包括本体，设置在所述本体内部的倾角传感器、信号处理电路、电源电路元件，设置在所述本体表面的测量面，所述数显角度仪还包括可拆卸的设置在所述测量面上的弹性卡件，所述弹性卡件用于卡住圆柱形待测样品，使所述圆柱形待测样品的母线与所述测量面的中轴线对齐。

具体地，作为优选，所述弹性卡件包括：弧形弹性夹持体以及设置在所述弧形弹性夹持体底部的底座；

具体地，作为优选，所述测量面上沿轴向设置有卡槽，所述底座与所述卡槽配合卡接，且所述底座可在所述卡槽中轴向滑动。

具体地，作为优选，所述弧形弹性夹持体由条状弹性体通过一体成型制备得到，且所述条状弹性体的厚度为2～5mm，所述条状弹性体的长度为60～90cm。

具体地，作为优选，所述弧形弹性夹持体的材质选自55号钢、合成橡胶、磷青铜中的至少一种。

具体地，作为优选，所述弧形弹性夹持体呈半圆弧形。

具体地，作为优选，所述本体呈方形壳体，所述测量面包括：分别设置在所述本体的上表面、下表面、左表面及右表面的上测量面、下测量面、左测量面及右测量面；

具体地，作为优选，所述弹性卡件包括分别设置在所述上测量面、所述下测量面、所述左测量面及所述右测量面的上弹性卡件、下弹性卡件、左弹性卡件及右弹性卡件。

具体地，作为优选，所述上弹性卡件、所述下弹性卡件均至少为一个。

具体地，作为优选，所述数显角度仪还包括：设置在所述本体前表面的液晶显示屏、开关按钮、保持按钮、置零按钮；

具体地，作为优选，所述电源电路元件为所述数显角度仪提供电源，所述开关按钮、所述保持按钮和所述置零按钮均与所述倾角传感器电连接，所述倾角传感器还与所述信号处理电路及所述液晶显示屏顺次电连接。

另一方面，本发明实施例还提供了所述的数显角度仪在测量圆柱形待测样品的角度中的应用。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的数显角度仪，通过在本体的测量面上设置弹性卡件，以将圆柱形待测样品卡住，便于圆柱形待测样品的母线与测量面的中轴线对齐，从而可对待测圆柱形样品与基准面之间的角度进行高效测量，并获得精确的角度测量结果。此外，通过将弹性卡件可拆卸的设置在测量面上，可根据实际待测样品更换不同的弹性卡件及其数量，或者根据实际测量环境将弹性卡件设置在数显角度仪不同的测量面上，有效提高了该数显角度仪的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的数显角度仪的结构示意图；

图2是本发明又一实施例提供的数显角度仪与圆柱形待测样品在测量状态下的连接关系示意图；

图3是本发明又一实施例提供的数显角度仪中的本体的结构示意图。

其中，附图标记分别表示：

1本体，

101测量面，

102液晶显示屏，

103开关按钮，

104保持按钮，

105置零按钮，

106卡槽，

2弹性卡件，

201弧形弹性夹持体，

202底座，

3圆柱形待测样品。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本发明实施例提供了一种数显角度仪，如附图1及附图2所示，该数显角度仪包括：本体1，设置在本体1内部设置有倾角传感器、信号处理电路、电源电路元件，以及设置在本体1表面的测量面101。进一步地，该数显角度仪还包括可拆卸的设置在测量面101上的弹性卡件2，弹性卡件2用于卡住圆柱形待测样品3，使圆柱形待测样品3的母线与测量面101的中轴线对齐。

本发明实施例提供的数显角度仪，通过在本体1的测量面101上设置弹性卡件2，以将圆柱形待测样品3卡住，便于圆柱形待测样品3的母线与测量面101的中轴线对齐，从而可对圆柱形待测样品3与基准面之间的角度进行高效测量，并获得精确的角度测量结果。此外，通过将弹性卡件可拆卸的设置在测量面上，可根据实际圆柱形待测样品3更换不同的弹性卡件2及其数量，或者根据实际测量环境将弹性卡件2设置在数显角度仪不同的测量面101上，有效提高了该数显角度仪的适用性。

具体地，在本发明实施例中，电源电路元件为数显角度仪提供电源，倾角传感器对置于测量面上的圆柱形待测样品3进行角度测量，并将所感应到的圆柱形待测样品3的角度以电信号形式传递至信号处理电路进行处理，最后以可视化的形式显示或传输至用户。

具体地，本发明实施例提供的数显角度仪中，如附图1所示，该弹性卡件2包括：弧形弹性夹持体201以及设置在弧形弹性夹持体201底部的底座202；测量面101上沿轴向设置有卡槽106，底座202与卡槽106可以配合卡接，且底座202可以在卡槽106中轴向滑动。通过设置弧形弹性夹持体201可方便地使不同直径大小的圆柱形待测样品3放入其内弧中，并通过其所带弹性将该圆柱形待测样品3牢固的夹持住，以保证其母线与测量面101的中轴线对齐。而通过在弧形夹持体201的底部设置底座202，并且相应地在测量面101上设置卡槽106，可使底座202卡入卡槽106并在其中轴向滑动，以在特定的位置处固定，如此设置不仅实现了弹性卡件2的可拆卸连接，还可便于根据圆柱形待测样品3的实际长度或者粗细来选择使用一个或者更多个弹性卡件，并随时调整弹性卡件2在测量面101上的位置，以确保圆柱形待测样品3的母线与测量面101的中轴线平齐，进而提高角度测量的精确度。

具体地，卡槽106沿测量面101的轴向设置在其表面上，且卡槽106的中轴线与测量面101的中轴线保持一致，以保证圆柱形待测样品3的母线与测量面101的中轴线对齐，提高测量精确度。进一步地，为了便于底座202进入卡槽106，优选使卡槽106的一端限定为八字开口型。为了保证底座202可以在卡槽106中稳固放置，底座202的结构优选材质硬质塑料或者金属，并且优选在其深度方向上，该卡槽106的槽宽逐渐增加，即该卡槽106的横截面呈梯形结构，当然，底座202的横截面也呈过盈配合的梯形结构，以保证底座具有更大的底部面积和更小的顶部面积。

其中，弧形弹性夹持体201的形状以能够适应牢固地夹持圆柱形待测样品3为宜，为了使圆柱形待测样品3能够方便地进入弧形弹性夹持体201的内弧中，同时还可确保圆柱形待测样品3能够被稳固地夹持住，作为优选，弧形弹性夹持体201呈半圆弧形，如此设置以便于圆柱形待测样品3的母线与测量面101的中轴线对齐，从而提高测量结果的精确度。

其中，弧形弹性夹持体201的材质可以是55号钢(气弹性模量一般为196～206)、合成橡胶或磷青铜(气弹性模量一般为110～115)等具有弹性特性的材料，上述各材料均能够发生形变，并在形变之后迅速恢复原形，以便于夹持不同直径的圆柱形待测样品3，扩大了该数显角度仪的测量范围。在此基础上，弧形弹性夹持体201可由上述材质的条状弹性体通过一体成型制备得到，其制备方法简单，便于规模化推广。进一步地，为了保证弧形弹性夹持体201的使用寿命及弹性持久性，优选使条状弹性体的厚度为2～5mm，例如为2mm、3mm、4mm、5mm等；同时使条状弹性体的长度为60～90cm，例如为60cm、70cm、80cm、90cm等。而且，采用不同厚度及长度的条状弹性体制备得到的弧形弹性夹持体201可以夹持不同直径的圆柱形待测样品3，扩大了该数显角度仪的使用范围。

基于上述，可以在弧形弹性夹持体201的底部中心处设置螺纹通孔，同时在硬质的底座202的顶部中心处设置一固定螺栓，通过使固定螺栓与螺纹通孔螺纹连接来使硬质的底座202与弧形弹性夹持体201连接，以形成弹性卡件2。或者，当弧形弹性夹持体201的材质选自55号钢或者磷青铜时，底座202的材质优选与其相同，如此可使底座202的底部焊接在弧形弹性夹持体201的底部中心处，以实现两者的连接。

进一步地，本发明实施例提供的数显角度仪的本体1呈方形壳体，本体1的上表面、下表面、左表面及右表面分别设置有上测量面、下测量面、左测量面及右测量面，相应地，弹性卡件2包括分别设置在上测量面、下测量面、左测量面及右测量面的上弹性卡件、下弹性卡件、左弹性卡件及右弹性卡件。通过如上设置，可便于对圆柱形待测样品3于不同方位位置处的角度进行测量，举例来说，当需要在上测量面上测量圆柱形待测样品3的角度时，可以将上弹性卡件卡接进入上测量面中的卡槽中，而当需要在左测量面上测量圆柱形待测样品的角度时，可以将左弹性卡件卡接进入左测量面中的卡槽中，诸如此类等，如此能显著提高本发明实施例的数显角度仪的灵活性及测试效率。

更详细地，上弹性卡件、下弹性卡件均至少为一个，例如两个、三个等，不同数量的弹性卡件2可以测量不同长度的圆柱形待测样品3，这使本发明实施例的数显角度仪的适用范围更加广泛。具体地，通过将弹性卡件2可拆卸的设置在测量面101上，可根据实际的圆柱形待测样品3更换不同的弹性卡件2及其数量，或者根据实际测量环境将弹性卡件2设置在数显角度仪不同的测量面101上，有效提高了该数显角度仪的适用性。

进一步地，如附图3所示，本发明实施例提供的数显角度仪的本体1的前表面设置有液晶显示屏102、开关按钮103、保持按钮104、置零按钮105，其中本体内部的电源电路元件为数显角度仪提供电源，开关按钮103、保持按钮104和置零按钮105均与倾角传感器电连接，倾角传感器、信号处理电路及液晶显示屏102顺次电连接。通过使用开关按钮103、保持按钮104和置零按钮105分别控制倾角传感器的开关动作、保持动作及置零动作，以提高数显角度仪的可控性。通过使倾角传感器、信号处理电路及液晶显示屏102顺次电连接，以使倾角传感器将所感应到的圆柱形待测样品3角度以电信号形式传递至信号处理电路进行处理，最后以数字的形式通过液晶显示屏102显示出来。

更详细地，本发明实施例提供的数显角度仪的技术参数如下：

测量范围：4×90°(0～360°)

分辨率：0.1°

测量精度：±0.1°

工作温度：-10℃～50℃

工作湿度：≤85％

工作时间：一个3V锂电池可持续使用2000小时。

第二方面，本发明实施例提供了上述的数显角度仪在测量圆柱形待测样品角度中的应用。

进一步地，在数显角度仪的应用过程中，首先，将角度仪正面正对操作者，测量面101紧贴水平面，打开开关按钮103，使数显角度仪进入工作状态，选定一个测量面101，并使其对正基准面，然后按置零按钮105，使数显角度仪置零，即液晶显示屏102上显示00.00表示置零完成。然后，将合适的弹性卡件2的底座202卡接进入测量面101的卡槽106内。待其固定后，将待测圆柱形样品3放入弹性卡件2的弧形弹性夹持体201内，使两者彼此卡紧，保证待测圆柱形样品3的母线与测量面101的中轴线对齐，此时，倾角传感器对待测圆柱形样品3的角度进行测量，并将测量的数据信号传递至信号处理电路进行处理，最后以可视化的数字由液晶显示屏102上显示，即液晶显示屏102上显示的数字即为所测角度。此时，可按保持按钮104，保持液晶显示屏102上显示的数字不发生变化，记录数据，本次测量完成。重复以上步骤，或者改变待测圆柱形样品3，或者改变待测圆柱形样品3的测量位置进行下一轮测量。

可以理解的是，本发明实施例提供的数显角度仪的可应用于以下领域：

1、铁道系统：列车制造、检测铁轨水平度等；

2、军事自动化：导弹、坦克、飞机、船舶等

3、工业自动化：冶金、化工、石油勘探、轻工、煤炭、以表等；

4、汽车行业：机械工作台、机床及切削工作台的水平情况和外置、汽车零部件布置角度等；

5、建筑行业：建筑工程设备的俯仰角、滚动角、倾斜角等；

6、其他：生物、医学、机器人等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种数显角度仪，包括本体，设置在所述本体内部的倾角传感器、信号处理电路、电源电路元件，设置在所述本体表面的测量面，其特征在于，所述数显角度仪还包括可拆卸的设置在所述测量面上的弹性卡件，所述弹性卡件用于卡住圆柱形待测样品，使所述圆柱形待测样品的母线与所述测量面的中轴线对齐。

2.根据权利要求1所述的数显角度仪，其特征在于，所述弹性卡件包括：弧形弹性夹持体以及设置在所述弧形弹性夹持体底部的底座；

所述测量面上沿轴向设置有卡槽，所述底座与所述卡槽配合卡接，且所述底座可在所述卡槽中轴向滑动。

3.根据权利要求2所述的数显角度仪，其特征在于，所述弧形弹性夹持体由条状弹性体通过一体成型制备得到，且所述条状弹性体的厚度为2～5mm，所述条状弹性体的长度为60～90cm。

4.根据权利要求2所述的数显角度仪，其特征在于，所述弧形弹性夹持体的材质选自55号钢、合成橡胶、磷青铜中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的数显角度仪，其特征在于，所述弧形弹性夹持体呈半圆弧形。

6.根据权利要求1所述的数显角度仪，其特征在于，所述本体呈方形壳体，所述测量面包括：分别设置在所述本体的上表面、下表面、左表面及右表面的上测量面、下测量面、左测量面及右测量面；

所述弹性卡件包括：分别设置在所述上测量面、所述下测量面、所述左测量面及所述右测量面的上弹性卡件、下弹性卡件、左弹性卡件及右弹性卡件。

7.根据权利要求6所述的数显角度仪，其特征在于，所述上弹性卡件、所述下弹性卡件均至少为一个。

8.根据权利要求1所述的数显角度仪，其特征在于，所述数显角度仪还包括：设置在所述本体前表面的液晶显示屏、开关按钮、保持按钮、置零按钮；

所述电源电路元件为所述数显角度仪提供电源，所述开关按钮、所述保持按钮和所述置零按钮均与所述倾角传感器电连接，所述倾角传感器还与所述信号处理电路及所述液晶显示屏顺次电连接。

9.权利要求1-8任一项所述的数显角度仪在测量圆柱形待测样品的角度中的应用。