CN117572442A - 一种角度可调的激光测距装置及激光测距方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光测距技术领域，提供了一种角度可调的激光测距装置及激光测距方法，一种角度可调的激光测距装置，包括底座，所述底座上转动安装有基板且底座上固定安装有驱动基板转动的第一旋转动力件，所述基板上转动安装有转动板且其通过第二旋转动力件驱动。旨在解决现有技术中装置调节时调节顺序混乱，导致前后调节结果相互影响，增加调节复杂度和时间消耗，降低测距效率的技术问题。相较于现有技术，本发明的有益效果如下：实现了装置的顺序性调节，实现装置调节的流程化操作，降低装置调节的难度，提高测距时的效率，能够明确知晓基板与转动板需要转动的方向，明示工作人员的调节方向，并实现基板与转动板的精确停止转动。

Description

一种角度可调的激光测距装置及激光测距方法

技术领域

本发明属于激光测距技术领域，尤其涉及一种角度可调的激光测距装置及激光测距方法。

背景技术

激光测距仪是利用调制激光的某个参数对目标的距离进行准确测定的仪器。脉冲式激光测距仪是在工作时向目标射出一束或一序列短暂的脉冲激光束，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从测距仪到目标的距离。

在使用激光测距仪时需要对其进行架设，并保证激光测距仪处于水平状态，申请人检索到了一些现有技术，例如专利公开号为CN115372937B的中国专利，当该装置需要放置在斜面上时,依次调节每个独立支撑杆件,将独立支撑杆件底端的垫块高度形成差异,与底面上的斜率相互补充,通过水平仪检测支撑板的水平度与支撑杆件配合进行调节。

但是上述专利仍然存在一些不足：由于支撑板通过多组支撑杆件同时支撑，从而每组支撑杆件调节时均会使支撑板的整体水平度发生变化，调整其中一组支撑杆件使该支撑杆件对应的支撑板位置达到水平位置后需要对其他位置支撑杆件进行调节，从而其他支撑杆件在调节时会导致支撑板的水平度整体发生变化，需要对不同的杆件进行多次调整，调整顺序较为混乱，难以确定每组支撑杆件具体移动距离距离和移动方向，增加了装置使用时的调节复杂度，从而增加调节时间的耗费，每次更换新的位置进行测距时均需要重新调节，不能够快速调节装置的状态降低测距时的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种角度可调的激光测距装置及激光测距方法，旨在解决现有技术中装置调节时调节顺序混乱，导致前后调节结果相互影响，增加调节复杂度和时间消耗，降低测距效率的技术问题。

本发明是这样实现的，一种角度可调的激光测距装置，包括底座，所述底座上转动安装有基板且底座上固定安装有驱动基板转动的第一旋转动力件，所述基板上转动安装有转动板且其通过第二旋转动力件驱动，所述转动板的一端固定安装有安装板，安装板上设置有激光测距仪本体，安装板靠近转动板的表面固定安装有用于检测安装板与重力方向夹角的倾角传感器；

所述转动板两侧表面均固定安装有框型结构的限位架，每组限位架内均固定安装有第一压力传感器和第二压力传感器，所述转动板两侧均固定连接有拉线，每组拉线活动段均固定连接有位于同侧限位架内的配重块，配重块与同侧限位架内的第一压力传感器、第二压力传感器配合使用。

进一步的技术方案：所述基板上固定安装有两组间隔分布的支板，转动板转动安装在支板上且第二旋转动力件固定安装在支板上，其中一组支板上固定安装有弧形角度尺，弧形角度尺圆心位于转动板转动轴线延长线上，弧形角度尺与固定安装在转动板侧面的指针配合使用且用于检测支板与转动板之间的转动角度。

进一步的技术方案：所述安装板上通过安装柱转动安装有顶板，激光测距仪本体安装在顶板上，顶板上固定安装有两组位于激光测距仪本体两侧的固定板，固定板上螺纹连接有用于固定激光测距仪本体的固定螺杆。

进一步的技术方案：所述安装板上转动安装有蜗杆，蜗杆与安装柱异面垂直，蜗杆啮合有固定安装在安装柱上的蜗轮。

进一步的技术方案：所述安装板靠近转动板的表面固定安装有用于检测安装板到基板距离的激光测距传感器，激光测距传感器设置有两组且位于转动板的两侧分布。

进一步的技术方案：位于同一组所述限位架内的第一压力传感器和第二压力传感器位于限位架内相邻的两个侧壁上，且第一压力传感器位于靠近转动板的侧壁上，位于转动板两侧的第二压力传感器分别位于两组限位架相对的侧壁上分布。

本发明还提供一种激光测距方法，应用于如上述所述的一种角度可调的激光测距装置，包括以下步骤：

步骤一、装置状态初步检测：推动底座移动至测距位置并固定，倾角传感器检测安装板与重力方向的倾角，若倾角方向九十，则直接安装激光测距仪本体进行测距。

步骤二、装置状态调节：若倾角方向不九十，通过第一旋转动力件和第二旋转动力件依次带动基板和转动板转动调节，直至第一压力传感器与第二压力传感器检测的压力均为，调试完成。

步骤三、装置状态验证：通过倾角传感器再次检测安装板与重力方向的倾角进行第一次直接验证，通过激光测距传感器计算得到坡面倾斜角度与弧形角度尺显示的坡面倾斜角度对比进行第二次反面验证。

步骤四、测距：验证安装板处于水平状态后，将激光测距仪本体安装在安装板上进行测距。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

1、通过基板转动能够使得转动板的转动轴线垂直于竖直平面，之后调节转动板即可使转动板处于竖直状态从而完成调节，实现了装置的顺序性调节，实现装置调节的流程化操作，降低装置调节的难度，后续更换平地、斜坡等位置均能够按照流程调节装置，提高装置调节的速度，提高测距时的效率。

2、通过第一压力传感器和第二压力传感器能够对转动板的状态进行实时检测，能够明确知晓基板与转动板需要转动的方向，明示工作人员的调节方向，降低调节的难度与调节时间的消耗，并实现基板与转动板的精确停止转动，提高装置使用前调节的准确性和速度。

3、实现转动板位置的多方式准确验证，保证了转动板处于竖直状态，避免了激光测距仪水平状态的单一检测，保证激光测距仪能够处于水平状态进行测距，提高测距时的准确性。

附图说明

图1为本发明的第一视角结构示意图。

图2为本发明的第二视角结构示意图。

图3为本发明中限位架的结构示意图。

图4为本发明中底座处于倾斜状态时的结构示意图。

图5为本发明中底座处于倾斜状态时转动板的结构示意图。

图6为本发明中安装板的第一视角结构示意图。

图7为本发明中安装板的第二视角结构示意图。

附图中：1、底座；2、基板；3、第一旋转动力件；4、支板；5、转动板；6、安装板；7、第二旋转动力件；8、弧形角度尺；9、指针；10、限位架；11、第一压力传感器；12、第二压力传感器；13、拉线；14、配重块；15、安装柱；16、顶板；17、蜗杆；18、蜗轮；19、激光测距仪本体；20、固定板；21、固定螺杆；22、倾角传感器；23、激光测距传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1-图4所示，为本发明提供的一种角度可调的激光测距装置，包括底座1，底座1上转动安装有基板2且底座1上固定安装有驱动基板2转动的第一旋转动力件3，基板2上转动安装有转动板5且其通过第二旋转动力件7驱动，所述转动板5的一端固定安装有安装板6，安装板6上设置有激光测距仪本体19，安装板6靠近转动板5的表面固定安装有用于检测安装板6与重力方向夹角的倾角传感器22；

转动板5两侧表面均固定安装有框型结构的限位架10，限位架10位于远离激光测距仪本体19的一端，每组限位架10内均固定安装有第一压力传感器11和第二压力传感器12，转动板5两侧均固定连接有拉线13，每组拉线13活动段均固定连接有位于同侧限位架10内的配重块14，配重块14与同侧限位架10内的第一压力传感器11、第二压力传感器12配合使用。

本实施例在实际应用时，推动底座1移动至测距位置并固定，若测距位置较为平坦，首先通过倾角传感器22检测安装板6与重力方向的倾角，若倾角方向为九十度，则说明此时安装板6为水平状态，此时直接安装激光测距仪本体19即可进行后续测距；

若测距位置位于斜面上，则此时倾角传感器22检测安装板6与重力方向的倾角不为九十度，此时转动板5处于倾斜状态，进而在重力的作用下配重块14会对第一压力传感器11或第二压力传感器12产生压力，此时对基板2的角度进行调整，第一旋转动力件3带动基板2转动，基板2带动转动板5整体转动，当两条拉线13所在的平面转动至竖直平面时，配重块14与第二压力传感器12接触但不再对侧边的第二压力传感器12产生压力，即第二压力传感器12的读数为零，第一旋转动力件3停止转动，此时基板2角度调整完成通过第二旋转动力件7带动转动板5转动，当转动板5转动至竖直平面内时，配重块14与第一压力传感器11接触但不再对第一压力传感器11产生压力，即第一压力传感器11的读数为零，第二旋转动力件7停止转动，此状态下配重块14的两侧表面分别与第一压力传感器11和第二压力传感器12接触，但对第一压力传感器11和第二压力传感器12均没有产生压力，则说明转动板5此时处于竖直状态，调整完成后通过倾角传感器22再次检测安装板6与重力方向夹角，从而检测转动板5处于竖直状态的准确性，然后即可将激光测距仪本体19安装在安装板6上进行测距；

通过倾角传感器22能够在使用前对安装板6与重力方向的夹角进行检测，从而实现安装板6水平状态的检测，之后根据检测结果对装置进行调试，调试完成后再次通过倾角传感器22检测，从而实现调试结果的验证，保证激光测距仪本体19能够处于水平状态进行测距，提高测距的准确性；

通过基板2转动能够使得转动板5的转动轴线垂直于竖直平面，之后调节转动板5即可使转动板5处于竖直状态从而完成调节，实现了装置的顺序性调节，实现装置调节的流程化操作，降低装置调节的难度，后续更换平地、斜坡等位置均能够按照流程调节装置，提高装置调节的速度，提高测距时的效率，通过第一压力传感器11和第二压力传感器12受到的压力大小能够对转动板5的状态进行实时检测，能够明确知晓基板2与转动板5需要转动的方向，明示工作人员的调节方向，降低调节的难度与调节时间的消耗，并实现基板2与转动板5的精确停止转动，提高装置使用前调节的准确性和速度。

在本发明的一个实例中，第一旋转动力件3和第二旋转动力件7分别为第一电机和第二电机，当然也可以是液压马达等其他能够输出旋转动力的部件，第一电机和第二电机分别带动基板2和转动板5转动。

如图1、图4、图5所示，为本发明提供的一种角度可调的激光测距装置，基板2上固定安装有两组间隔分布的支板4，转动板5转动安装在支板4上且第二旋转动力件7固定安装在支板4上，其中一组支板4上固定安装有弧形角度尺8，弧形角度尺8圆心位于转动板5转动轴线延长线上，弧形角度尺8与固定安装在转动板5侧面的指针9配合使用且用于检测支板4与转动板5之间的转动角度。

本实施例在实际应用时，当底座1处于倾斜状态调整转动板5为竖直状态时，此时支板4垂直于底座1，转动板5转动时与支板4产生夹角，当转动板5处于竖直状态时，此时其与支板4的夹角即为底座1所在坡面的夹角，弧形角度尺8的零刻度位于中间位置且向两侧增加角度示数，转动板5转动同时带动指针9移动，从而最终指针9指向的弧形角度尺8上的刻度即为底座1所在坡面的倾斜角度。

如图6、图7所示，为本发明提供的一种角度可调的激光测距装置，安装板6上通过安装柱15转动安装有顶板16，激光测距仪本体19安装在顶板16上，顶板16上固定安装有两组位于激光测距仪本体19两侧的固定板20，固定板20上螺纹连接有用于固定激光测距仪本体19的固定螺杆21。

具体的，为了方便的带动顶板16转动，安装板6上转动安装有蜗杆17，蜗杆17与安装柱15异面垂直，蜗杆17啮合有固定安装在安装柱15上的蜗轮18。

本实施例在实际应用时，转动板5的角度调整为竖直状态后，此时安装板6和顶板16均处于水平状态，此时即可将激光测距仪本体19放置在顶板16上并位于两组固定板20之间，之后通过固定螺杆21固定激光测距仪本体19，从而实现激光测距仪本体19的安装之后即可进行测距使用，测距时通过啮合的蜗杆17和蜗轮18带动顶板16转动，从而改变激光测距仪本体19的朝向，进而实现不同方向上的测距，通过蜗轮18和蜗杆17的自锁，保证了顶板16转动和停止时的稳定，保证激光测距仪本体19测距时的稳定性。

如图2、图7所示，为本发明提供的一种角度可调的激光测距装置，安装板6靠近转动板5的表面固定安装有用于检测安装板6到基板2距离的激光测距传感器23，激光测距传感器23设置有两组且位于转动板5的两侧分布。

本实施例在实际应用时，当转动板5状态调整完成后，通过两侧的激光测距传感器23检测到基板2的距离，两组激光测距传感器23检测数值的差值即为基板2上检测点的高度差，两组激光测距传感器23之间的距离为确定数值，从而通过反正切函数即可计算出基板2与水平面的夹角，基板2与水平面的夹角即为底座1所在坡面与水平面的夹角，从而通过计算得出的坡面倾斜角度与弧形角度尺8上得到的坡面倾斜角度对比，若二者角度相同，则说明转动板5为竖直状态，从而实现转动板5位置的多方式准确验证，保证了转动板5处于竖直状态，避免了激光测距仪本体19水平状态的单一检测，保证激光测距仪本体19能够处于水平状态进行测距。

如图1、图3、图4、图5所示，为本发明提供的一种角度可调的激光测距装置，位于同一组限位架10内的第一压力传感器11和第二压力传感器12位于限位架10内相邻的两个侧壁上，且第一压力传感器11位于靠近转动板5的侧壁上，位于转动板5两侧的第二压力传感器12分别位于两组限位架10相对的侧壁上分布。

本实施例在实际应用时，当转动板5处于竖直状态时，此时配重块14的两侧表面分别与第一压力传感器11和第二压力传感器12接触，但对第一压力传感器11和第二压力传感器12均没有产生压力，当转动板5处于倾斜状态时，此时配重块14会对其中的一组或两组第一压力传感器11、第二压力传感器12产生压力，通过限位架10限制配重块14的活动空间，避免转动板5倾斜时配重块14产生较大的晃动。

如图1-图7所示，为本发明提供的一种激光测距方法，应用于如上述所述的一种角度可调的激光测距装置，包括以下步骤：

步骤一、装置状态初步检测：推动底座1移动至测距位置并固定，倾角传感器22检测安装板6与重力方向的倾角，若倾角方向为九十度，则直接安装激光测距仪本体19进行测距。

步骤二、装置状态调节：若倾角方向不为九十度，通过第一旋转动力件3和第二旋转动力件7依次带动基板2和转动板5转动调节，直至第一压力传感器11与第二压力传感器12检测的压力均为零，调试完成。

步骤三、装置状态验证：通过倾角传感器22再次检测安装板6与重力方向的倾角进行第一次直接验证，通过激光测距传感器23计算得到坡面倾斜角度与弧形角度尺8显示的坡面倾斜角度对比进行第二次反面验证。

步骤四、测距：验证安装板6处于水平状态后，将激光测距仪本体19安装在安装板6上进行测距。

本实施例在实际应用时，通过倾角传感器22对安装板6的水平状态进行检测，然后根据检测的结果进行装置调试或者直接测距，调试时基板2和转动板5依次转动，通过第一压力传感器11与第二压力传感器12检测转动板5的状态，调整完成后通过倾角传感器22、激光测距传感器23和弧形角度尺8对安装板6的水平状态进行验证，验证完成后即可进行测距。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种角度可调的激光测距装置，包括底座（1），其特征在于，所述底座（1）上转动安装有基板（2）且底座（1）上固定安装有驱动基板（2）转动的第一旋转动力件（3），所述基板（2）上转动安装有转动板（5）且其通过第二旋转动力件（7）驱动，所述转动板（5）的一端固定安装有安装板（6），安装板（6）上设置有激光测距仪本体（19），安装板（6）靠近转动板（5）的表面固定安装有用于检测安装板（6）与重力方向夹角的倾角传感器（22）；

所述转动板（5）两侧表面均固定安装有框型结构的限位架（10），每组限位架（10）内均固定安装有第一压力传感器（11）和第二压力传感器（12），所述转动板（5）两侧均固定连接有拉线（13），每组拉线（13）活动段均固定连接有位于同侧限位架（10）内的配重块（14），配重块（14）与同侧限位架（10）内的第一压力传感器（11）、第二压力传感器（12）配合使用。

2.根据权利要求1所述的一种角度可调的激光测距装置，其特征在于，所述基板（2）上固定安装有两组间隔分布的支板（4），转动板（5）转动安装在支板（4）上且第二旋转动力件（7）固定安装在支板（4）上，其中一组支板（4）上固定安装有弧形角度尺（8），弧形角度尺（8）圆心位于转动板（5）转动轴线延长线上，弧形角度尺（8）与固定安装在转动板（5）侧面的指针（9）配合使用且用于检测支板（4）与转动板（5）之间的转动角度。

3.根据权利要求1所述的一种角度可调的激光测距装置，其特征在于，所述安装板（6）上通过安装柱（15）转动安装有顶板（16），激光测距仪本体（19）安装在顶板（16）上，顶板（16）上固定安装有两组位于激光测距仪本体（19）两侧的固定板（20），固定板（20）上螺纹连接有用于固定激光测距仪本体（19）的固定螺杆（21）。

4.根据权利要求3所述的一种角度可调的激光测距装置，其特征在于，所述安装板（6）上转动安装有蜗杆（17），蜗杆（17）与安装柱（15）异面垂直，蜗杆（17）啮合有固定安装在安装柱（15）上的蜗轮（18）。

5.根据权利要求4所述的一种角度可调的激光测距装置，其特征在于，所述安装板（6）靠近转动板（5）的表面固定安装有用于检测安装板（6）到基板（2）距离的激光测距传感器（23），激光测距传感器（23）设置有两组且位于转动板（5）的两侧分布。

6.根据权利要求1所述的一种角度可调的激光测距装置，其特征在于，位于同一组所述限位架（10）内的第一压力传感器（11）和第二压力传感器（12）位于限位架（10）内相邻的两个侧壁上，且第一压力传感器（11）位于靠近转动板（5）的侧壁上，位于转动板（5）两侧的第二压力传感器（12）分别位于两组限位架（10）相对的侧壁上分布。

7.一种激光测距方法，其特征在于，应用于如权利要求1中所述的一种角度可调的激光测距装置，包括以下步骤：

步骤一、置状态初步检测：推动底座（1）移动至测距位置并固定，倾角传感器（22）检测安装板（6）与重力方向的倾角，若倾角方向为九十度，则直接安装激光测距仪本体（19）进行测距。

8.步骤二、装置状态调节：若倾角方向不为九十度，通过第一旋转动力件（3）和第二旋转动力件（7）依次带动基板（2）和转动板（5）转动调节，直至第一压力传感器（11）与第二压力传感器（12）检测的压力均为零，调试完成。

9.步骤三、装置状态验证：通过倾角传感器（22）再次检测安装板（6）与重力方向的倾角进行第一次直接验证，通过激光测距传感器（23）计算得到坡面倾斜角度与弧形角度尺（8）显示的坡面倾斜角度对比进行第二次反面验证。

10.步骤四、测距：验证安装板（6）处于水平状态后，将激光测距仪本体（19）安装在安装板（6）上进行测距。