CN108345001B - 一种模块化激光测距数投仪及数投方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化激光测距数投仪，包括激光测距模块、激光数投模块以及电源适配器模块，其中激光测距模块将测量距离数据传送至激光测距模块内部的控制模块，控制模块的输出端与激光数投模块相连，激光数投模块输出激光光线投射到被安装调整零部件的表面；电源适配器模块输入端与市电连接，输出端接至激光测距模块、激光数投模块工作电源端；激光测距模块、激光数投模块、控制模块以及电源适配器模块安装于一个箱体中，其中激光数投模块按阿拉伯数字表达方式的位依次排列。本发明当激光测距模块测量到距离后，使用激光发射器将该数值或激光点投影到被安装调整零部件的表面，数据的读取非常便捷，实时指导零部件的调整，极大提高工作效率。

Description

一种模块化激光测距数投仪及数投方法

技术领域

本发明涉及一种激光测距显示装置，具体为一种模块化激光测距数投仪及数投方法。

背景技术

目前现有的激光测距仪进行测量时，距离数据的显示方式大致分为三种：将数据直接显示在激光测距仪所集成的屏幕上；将数据传输到计算机上，通过特定软件进行显示；通过蓝牙通讯手段将数据传输到测量人员的手机上进行显示。然而在某些特定的情况下，尤其是在工业现场进行设备安装、调试、调整等情况下，需要将激光测距仪与机架保持固定，从而将某些零部件安装调整到适当位置。在这种情况下，以上的三种数据显示方式对操作人员进行数据读取与设备调试就会造成一定的不便。

发明内容

针对现有技术中激光测距仪进行测量时距离数据的显示方式对操作人员读取数据与设备调试造成不便等不足，本发明要解决的问题是提供一种数据读取便捷，极大提高工作效率的模块化激光测距数投仪。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种模块化激光测距数投仪，包括激光测距模块、激光数投模块以及电源适配器模块，其中激光测距模块将测量距离数据传送至激光测距模块内部的控制模块，控制模块的输出端与激光数投模块相连，激光数投模块输出激光光线投射到被安装调整零部件的表面；电源适配器模块输入端与市电连接，输出端接至激光测距模块、激光数投模块工作电源端。

激光测距模块、激光数投模块、控制模块以及电源适配器模块安装于一个箱体中，其中激光数投模块按阿拉伯数字表达方式的位依次排列。

激光数投模块的数量按距离远近需表达数据的位选择为1～4个；

当被测距离数据最高位显示数据为0或1时，还设有一个激光点投射模块，排列于投射方向的最左侧。

所述激光点投射模块包括点投外壳、点投前面板及点投发射器，其中点投发射器安装于点投外壳中，点投发射器的发射窗位于点投外壳前端，通过点投前面板固定；各激光数投模块结构相同，均包括七个数投发射器，投影为长条状，七个数投发射器的位置按七段光码纵横排列成数字8。

激光数投模块还具有数投外壳和数投前面板，七个数投发射器平行安装于数投外壳中，数投发射窗位于数投外壳前端，通过数投前面板固定。

所述数投前面板为可拆装的卡块结构，数投发射器外周设有卡槽，卡块与数投前面板配合形成七个孔，七个数投发射器按排列位置分别由七个孔伸出，通过卡槽卡置在卡块上对应的孔中。

控制模块具有以单片机为控制核心的运算控制器，其内部运行控制程序，具体步骤为：

当测量距离L为0～200mm时，选取一个激光测距模块、两个激光数投模块、一个激光点投射模块和电源适配器模块进行组配，控制过程如下：

101)激光测距模块的激光发射器与激光接收器工作，通过飞行时间计算出目标物体的距离，并通过运算器将数字进行格式转化，并传输到单片机；

102)单片机将接收到的数据进行处理，对上述距离进行判断，并与激光发射器所对应的编号进行关联；

103)如果测量距离L满足0<L<100mm，则分别将十位数和个位数的激光数投模块中相应的激光发生器点亮，投射到被测零部件表面。

还包括步骤104)，当测量距离L满足100≤L<200mm时，分别将十位数和个位数的激光数投模块中相应的激光发生器点亮，并将位于十位数之前的激光点投射模块中的激光发生器点亮，投射到被测零部件表面。

当测量距离L为0<L<10000mm时，选取一个激光测距模块、四个激光数投模块、电源适配器模块进行组配，控制过程如下：

201)激光测距模块的激光发射器与激光接收器工作，通过飞行时间计算出所测量的距离，并通过运算器将数字进行格式转化，并传输到单片机控制器。

202)单片机控制器接收到来自激光测距的数据，将数据进行处理，并与激光发射器所对应的编号进行关联，准备点亮对应激光发射器。

203)分别将千位数、百位数、十位数和个位数的激光数投模块中的相应的激光发生器点亮，投射到被测零部件表面。

当测量距离L为0<L<1000mm时，选取一个激光测距模块、一个激光数投模块、一个电源适配器模块进行组配，控制过程如下：

301)激光测距模块的激光发射器与激光接收器工作，通过飞行时间计算出所测量的距离，并通过运算器将数字进行格式转化，并传输到单片机控制器；

302)单片机控制器接收到来自激光测距的数据，将数据进行处理，并与激光发射器所对应的编号进行关联，按百位数、十位数和个位数的显示顺序准备点亮对应激光发射器；

303)先将百位数上的数字所对应的激光发射器点亮N秒，投射的被测零部件表面，N秒后再将十位数上的数字所对应的激光发射器点亮N秒，投射到被测零部件表面，N秒后再将个位数上的数字所对应的激光发射器点亮N秒，投射的被测零部件表面；然后停顿M秒，再依此按上述顺序再次投射，以此循环指导安装调整，直到满足要求；N为激光发射器点亮和熄灭时间，M为循环显示间隔时间，1<N<3，M≥2N。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明激光测距数投仪，当激光测距模块测量到距离后，使用激光发射器将该数值或激光点投影到被安装调整零部件的表面，数据的读取非常便捷，实时指导零部件的调整，极大提高工作效率。

2.本发明采用模块化设计，可以根据用户需求选择相应模块，满足不同环境下的要求，组配方便灵活，将投入成本降到最低。

附图说明

图1为本发明模块化激光测距数投仪结构示意图；

图2为本发明中激光测距模块示意图；

图3为本发明中激光投射模块数字显示示意图；

图4为本发明中激光数投模块示意图；

图5为本发明中激光点投射显示示意图；

图6为本发明中激光点投模块示意图；

图7为本发明中投射显示距离88mm显示示意图；

图8为本发明中投射显示距离188mm显示示意图；

图9为本发明中投射显示距离888mm显示示意图；

图10为本发明中投射显示距离8888mm显示示意图；

图11为本发明实施例1控制流程图；

图12为本发明实施例2控制流程图；

图13为本发明实施例3控制流程图。

其中，1为激光测距模块，101为单片机外壳，102为单片机，103为激光测距芯片外壳，104为激光测距芯片，105为测距前面板，2为激光点投射模块，201为点投外壳，202为点投前面板，203为点投发射器，3为激光数投模块，301为数投外壳，302为数投前面板，303为数投激光发射器，4为电池模块，5为电源适配器模块。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。

如图1所示，本发明一种模块化激光测距数投仪，包括激光测距模块1、激光数投模块以及电源适配器模块5，其中激光测距模块1将测量距离数据传送至激光测距模块1内部的控制模块即单片机102，控制模块的输出端与激光数投模块3相连，激光数投模块3输出激光光线投射到被安装调整零部件的表面；电源适配器模块5输入端与市电连接，输出端接至激光测距模块1、激光数投模块3的工作电源端。

本发明可以通过选取不同的模块可以组成客户需要的激光测距数投仪。如激光数投模块的数量按距离远近需表达数据的位选择为1～4个；当被测距离数据最高位显示数据为0或1时，还设有一个激光点投射模块，排列于投射方向的最左侧。

本发明还可以配置电池模块，通过电池供电。

激光测距模块1、激光数投模块3、激光点投射模块2以及电源适配器模块5、电源模块4安装于一个箱体中，其中激光数投模块3按阿拉伯数字表达方式的位依次排列，激光点投射模块2设于投射方向的最左侧。

激光测距模块为市购产品，包括：激光发射器、激光接收器、运算器等，用以测量距离并返回数据；以单片机为核心的运算控制器，用以控制整部机器的工作流程，如图2所示。

激光数投模块用于产生激光数字并进行投影。该模块由7个集成了鲍威尔棱镜的激光发射器组成，可以将发出的激光点折射成激光线段，激光发射器接受单片机控制器的指令之后，对应到具体的数字点亮相应的激光发生器，将该数字投射到被测零部件表面上，便可直接在零部件表面上读出数字。如图3所示，激光数投模块包括七个数投发射器，投影为长条状，七个数投发射器的位置按七段光码纵横排列成数字8。

再如图4所示，激光数投模块3还具有数投外壳301和数投前面板302，七个数投发射器303平行安装于数投外壳301中，数投发射窗位于数投外壳301前端，通过数投前面板302固定。数投前面板302为可拆装的卡块结构，数投发射器303外周设有卡槽，卡块与数投前面板302配合形成七个孔，七个数投发射器303按排列位置由分别七个孔伸出，通过卡槽卡置在卡块上对应的孔中。

激光点投射模块2用于产生激光点并进行投影。该模块由1个激光发射器发射组成，将发射的激光点直接投射到被测零部件表面，如图5所示。再如图6所示，激光点投射模块包括点投外壳201、点投前面板202及点投发射器203，其中点投发射器203安装于点投外壳201中，点投发射器203的发射窗位于点投外壳201前端，通过点投前面板202固定。

根据客户具体的需要，如安装调整的距离大小、安装位置尺寸限制、测距数投成本限制等，可以选取上述不同模块来组成客户所需要的激光测距数投仪。

下面通过多个实施例说明本发明模块化激光测距数投仪的数投方法。

实施例1

如图11所示，控制模块具有以单片机为控制核心的运算控制器，其内部运行控制程序，具体步骤为：

当测量距离L为0～200mm时，选取一个激光测距模块、两个激光数投模块、一个激光点投射模块和电源适配器模块进行组配，控制过程如下：

101)激光测距模块的激光发射器与激光接收器工作，通过飞行时间计算出目标物体的距离，并通过运算器将数字进行格式转化，并传输到单片机；

102)单片机将接收到的数据进行处理，对上述距离进行判断，并与激光发射器所对应的编号进行关联；

103)如果测量距离L满足0<L<100mm，则分别将十位数和个位数的激光数投模块中相应的激光发生器点亮，投射到被测零部件表面。

还包括步骤104)，当测量距离L满足100≤L<200mm时，分别将十位数和个位数的激光数投模块中相应的激光发生器点亮，并将位于十位数之前的激光点投射模块中的激光发生器点亮，投射到被测零部件表面。

本实施例首先启动激光测距数投仪工作，设测得的目标距离为L；

判断0<L<100mm？

当0<L<100mm时，十位数和个位数的激光发生器点亮，将测得结果投射到被侧零部件表面，显示两位距离数字；

反之，当0<L<100mm不成立，而100≤L<200m成立时，将十位数和个位数以及位于十位数之前的激光发生器点亮，将测得结果投射到被测零部件表面。

如果0<L<100mm不成立，而100≤L<200m也不成立时，则超出本实施例测量范围，启动报警程序。

本实施例用于测量0～200mm范围内的距离，适用于体积较小、对精度要求较高的机械设备的装配与调试等过程中。在设备装配与调试过程中，可以将本发明与作为定位基准的机架等零部件相连接，通过实时反馈的数字对相对位置进行调节，在使用中读取数据较为快捷，具有使用便捷、实时性好等优点。

在实际操作中，零部件安装调整距在0～200mm以内，安装激光数投仪的空间较小，可带电调整，则配置为：选取一个激光测距模块、两个激光数投模块、一个激光点投射模块和电源适配器模块，假如测量的距离为88mm，则分别将十位数和个位数的激光数投模块中的所有7个激光发生器点亮，投射到被测零部件表面的距离显示效果如图7所示。

假如测量的距离为188mm，则分别将十位数和个位数的激光数投模块中的所有7个激光发生器点亮，并将位于十位数之前的激光点投射模块中的激光发生器点亮，投射到被测零部件表面的距离显示效果如图8所示。

实施例2

如图12所示，控制模块具有以单片机为控制核心的运算控制器，其内部运行控制程序，具体步骤为：

当测量距离L为0<L<10000mm时，选取一个激光测距模块、三个激光数投模块、电源适配器模块进行组配，控制过程如下：

201)激光测距模块的激光发射器与激光接收器工作，通过飞行时间计算出所测量的距离，并通过运算器将数字进行格式转化，并传输到单片机控制器。

202)单片机控制器接收到来自激光测距的数据，将数据进行处理，并与激光发射器所对应的编号进行关联，准备点亮对应激光发射器。

203)分别将千位数、百位数、十位数和个位数的激光数投模块中的相应的激光发生器点亮，投射到被测零部件表面。

本实施例首先启动激光测距数投仪工作，设测得的目标距离为L；

判断是否满足0<L<10000mm？

当0<L<10000mm时，千位、百位数、十位数和个位的激光发生器同时点亮，测得结果投射到被测零部件表面显示四位距离数字；

反之，当0<L<10000m不成立时，则超出本实施例测量范围，启动报警程序。

本实施例本实施例用于检测0<L<10000mm，适用于工业生产中，大型设备的装配与调试的过程中，将本发明与作为定位基准的机架等零部件相连接，调节有相对位置要求的零部件，从而完成整个设备的装配与调试。由于设备结构尺寸较大，如应用原有技术，则需要两人以上，且在数据读取中容易造成流程繁琐复杂等问题。本发明将测量数据直接投射到被测零部件的表面，有效避免了以上的问题，具有使用便捷、效率高等优点。

将零部件安装调整距在0～10000mm以内，安装激光数投仪的空间充足，需断电调整，则配置为：选取一个激光测距模块、四个激光数投模块，一个电池模块，假如测量的距离为888mm，则分别将百位数、十位数和个位数的激光数投模块中的所有7个激光发生器点亮，而千位数上的激光数投模块中除中间位置的以外的其他6个激光发生器点亮投射到被测零部件表面的距离显示效果如图9所示。

假如测量的距离为8888mm，则分别将千位数、百位数、十位数和个位数的激光数投模块中的所有7个激光发生器点亮，投射到被测零部件表面的距离显示效果如图10所示。

实施例3

如图13所示，当测量距离L为0<L<1000mm时，选取一个激光测距模块、一个激光数投模块、一个电源适配器模块进行组配，控制过程如下：

当测量距离L为0<L<1000mm时，选取一个激光测距模块、一个激光数投模块、一个电源适配器模块进行组配，控制过程如下：

301)激光测距模块的激光发射器与激光接收器工作，通过飞行时间计算出所测量的距离，并通过运算器将数字进行格式转化，并传输到单片机控制器；

302)单片机控制器接收到来自激光测距的数据，将数据进行处理，并与激光发射器所对应的编号进行关联，按百位数、十位数和个位数的显示顺序准备点亮对应激光发射器；

303)先将百位数上的数字所对应的激光发射器点亮N秒，投射的被测零部件表面，N秒后再将十位数上的数字所对应的激光发射器点亮N秒，投射到被测零部件表面，N秒后再将个位数上的数字所对应的激光发射器点亮N秒，投射的被测零部件表面；然后停顿M秒，再依此按上述顺序再次投射，以此循环指导安装调整，直到满足要求；N为激光发射器点亮和熄灭时间，M为循环显示间隔时间，1<N<3，M≥2N。

本实施例中，N＝1，M＝3。本发明中，N的取值需明显小于M，这样才能在读数据时明显区分出一个三个数据的起始点及终点。

零部件安装调整距在0～1000mm以内，具体工作流程如下：

本实施例首先启动激光测距数投仪工作，设测得的目标距离为L；

判断是否满足0<L<1000mm？

当0<L<1000mm成立时，激光发生器第一点亮一秒，显示百位数数据，并将测得结果投射到被测零部件表面；点亮一秒后熄灭；

熄灭1秒后，激光发生器第二次点亮，显示十位数数据，并将测得结果投射到被测零部件表面；点亮一秒后熄灭；

熄灭1秒后，激光发生器第三次点亮，显示个位数数据，并将测得结果投射到被测零部件表面；点亮一秒后熄灭；

熄灭3秒后，激光发生器再次点亮，依次按上述顺序再次投射，以此循环指导安装调整，直到满足要求。

本实施例适用于工业现场中小型结构紧凑设备所应用，如设配中需要调试的零部件较多，且设备中空间较小时，可按照本实例进行操作。由于选取的模块少，占用空间小、成本低，从而满足在空间较小的情况下的测距与设备调试工作。

Claims (2)

1.一种模块化激光测距数投仪，其特征在于：包括激光测距模块、激光数投模块以及电源适配器模块，其中激光测距模块将测量距离数据传送至激光测距模块内部的控制模块，控制模块的输出端与激光数投模块相连，激光数投模块输出激光光线投射到被安装调整零部件的表面；电源适配器模块输入端与市电连接，输出端接至激光测距模块、激光数投模块工作电源端；

激光测距模块、激光数投模块、控制模块以及电源适配器模块安装于一个箱体中，其中激光数投模块按阿拉伯数字表达方式的位依次排列；

激光数投模块的数量按距离远近需表达数据的位选择为1～4个；

当被测距离数据最高位显示数据为0或1时，还设有一个激光点投射模块，排列于投射方向的最左侧；

所述激光点投射模块包括点投外壳、点投前面板及点投发射器，其中点投发射器安装于点投外壳中，点投发射器的发射窗位于点投外壳前端，通过点投前面板固定；各激光数投模块结构相同，均包括七个数投发射器，投影为长条状，七个数投发射器的位置按七段光码纵横排列成数字8；

激光数投模块还具有数投外壳和数投前面板，七个数投发射器平行安装于数投外壳中，数投发射窗位于数投外壳前端，通过数投前面板固定；

所述数投前面板为可拆装的卡块结构，数投发射器外周设有卡槽，卡块与数投前面板配合形成七个孔，七个数投发射器按排列位置分别由七个孔伸出，通过卡槽卡置在卡块上对应的孔中。

2.根据权利要求1所述的模块化激光测距数投仪的数投方法，其特征在于：控制模块具有以单片机为控制核心的运算控制器，其内部运行控制程序，具体步骤为：

当测量距离L为0～200mm时，选取一个激光测距模块、两个激光数投模块、一个激光点投射模块和电源适配器模块进行组配，控制过程如下：

101)激光测距模块的激光发射器与激光接收器工作，通过飞行时间计算出目标物体的距离，并通过运算器将数字进行格式转化，并传输到单片机；

102)单片机将接收到的数据进行处理，对上述距离进行判断，并与激光发射器所对应的编号进行关联；

103)如果测量距离L满足0<L<100mm，则分别将十位数和个位数的激光数投模块中相应的激光发生器点亮，投射到被测零部件表面；

步骤104)，当测量距离L满足100≤L<200mm时，分别将十位数和个位数的激光数投模块中相应的激光发生器点亮，并将位于十位数之前的激光点投射模块中的激光发生器点亮，投射到被测零部件表面；

当测量距离L为0<L<10000mm时，选取一个激光测距模块、四个激光数投模块、电源适配器模块进行组配，控制过程如下：

201)激光测距模块的激光发射器与激光接收器工作，通过飞行时间计算出所测量的距离，并通过运算器将数字进行格式转化，并传输到单片机控制器；

202)单片机控制器接收到来自激光测距的数据，将数据进行处理，并与激光发射器所对应的编号进行关联，准备点亮对应激光发射器；

203)分别将千位数、百位数、十位数和个位数的激光数投模块中的相应的激光发生器点亮，投射到被测零部件表面；

当测量距离L为0<L<1000mm时，选取一个激光测距模块、一个激光数投模块、一个电源适配器模块进行组配，控制过程如下：

301)激光测距模块的激光发射器与激光接收器工作，通过飞行时间计算出所测量的距离，并通过运算器将数字进行格式转化，并传输到单片机控制器；

302)单片机控制器接收到来自激光测距的数据，将数据进行处理，并与激光发射器所对应的编号进行关联，按百位数、十位数和个位数的显示顺序准备点亮对应激光发射器；

303)先将百位数上的数字所对应的激光发射器点亮N秒，投射的被测零部件表面，N秒后再将十位数上的数字所对应的激光发射器点亮N秒，投射到被测零部件表面，N秒后再将个位数上的数字所对应的激光发射器点亮N秒，投射的被测零部件表面；然后停顿M秒，再依此按上述顺序再次投射，以此循环指导安装调整，直到满足要求；N为激光发射器点亮和熄灭时间，M为循环显示间隔时间，1<N<3，M≥2N。

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