CN204115712U

CN204115712U - 三维角度测量装置

Info

Publication number: CN204115712U
Application number: CN201420546269.5U
Authority: CN
Inventors: 庄成荣; 陆军雄
Original assignee: Zhejiang Rongsheng Tools Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Rongsheng Tools Co Ltd
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2024-09-22

Abstract

本实用新型是一种用于对物体进行水平、垂直等角值状态的测量与校正的三维角度测量装置。本实用新型包括壳体、角度测量功能按键、液晶显示屏、计算器按键和电子电路，其中，在壳体的前盖上设有第一液晶显示窗和第二液晶显示窗，第一液晶显示窗用于显示被测物体倾角状态，第二液晶显示窗用于显示计算器运算结果。液晶显示屏通过液晶显示屏固定座固定在壳体的前盖上。本实用新型与现有的现有的指针式角度测量装置相比，具有测量精度高，操作简便，使用功能多的特点。使用时，只需将本实用新型放在测试平面，就能精准显示出当前的角度，并且精度可以达到±0.10°；在测试功能时附带有校准、锁定、复位、计算器等功能，免除了日常的繁琐操作。

Description

三维角度测量装置

技术领域

本实用新型属于测量工具技术领域，针对一些水平、垂直等高精度角度状态测量与校正的三维角度测量装置。

背景技术

在房屋装璜、维修、物品安装等作业过程中经常需要对物体进行水平、垂直等角值状态的测量与校正，现有的指针式角度测量装置中基本都是靠肉眼读数，在需要精度较高的工作中需要花费时间去分析，而且在精度上存在较大的误差，给工作带来不便。

发明内容

本实用新型针对现有的肉眼指针读数带来的不便，提供一种精度较高的、液晶数显的装置，只需放在测试平面，就能精准显示出当前的角度，并且精度可以达到±0.10°；在测试功能时附带有校准、锁定、复位、计算器等功能，免除了日常的繁琐操作。

本实用新型采用的技术方案是通过如下方式完成的：一种三维角度测量装置，它包括壳体、角度测量功能按键、液晶显示屏、计算器按键和电子电路，其中，壳体由前盖和后盖组成，在前盖上设有第一液晶显示窗和第二液晶显示窗，第一液晶显示窗用于显示被测物体倾角状态，第二液晶显示窗用于显示计算器运算结果；电子电路的电路板包括电路板一和电路板二，电路板一和电路板二固定在前盖上，电路板二通过导线和电路板一连接；液晶显示屏通过液晶显示屏固定座固定在前盖上，液晶显示屏由导线与电路板一连接；计算器按键设在电路板一上并与电路板一的电路连接；角度测量功能按键设在电路板二上并与电路板二的电路连接。

在所述的一种三维角度测量装置中，在所述的壳体上设有二个水平基准面，其中，所述壳体的左侧面为第一水平基准面，所述壳体的背面为第二水平基准面。

在所述的一种三维角度测量装置中，角度测量功能按键和计算器按键为导电键。

在所述的一种三维角度测量装置中，所述的控制电路由微控制器U₃、晶振Y、开关K、电阻三R₃、电阻四R₄、电阻五R₅、电阻六R₆、电容六C₆、电容七C₇、电容八C₈、电容九C₉、电容十四C₁₄、电容十五C₁₅、电容十六C₁₆和电容十七C₁₇组成。

在所述的一种三维角度测量装置中，所述的电源电路由继电器J、电容一C₁、电容二C₂、电容三C₃、电容四C₄、电容五C₅、稳压模块U₁、电阻一R₁、电阻二R₂、三极管一Q₁和三极管二Q₂组成。

在所述的一种三维角度测量装置中，所述的传感器模块电路由传感器芯片U₂组成，其中，所述的传感器芯片U₂的1、10脚均接至电源正极输出VCC，传感器芯片U₂的3脚接至微控制器U₃的55脚，传感器芯片U₂的4、7、9脚接至电路中的电源负极GND，传感器芯片U₂的5脚接至微控制器U₃的54脚，传感器芯片U₂的6脚接至微控制器U₃的53脚，传感器芯片U₂的8脚接至微控制器U₃的19脚。

在所述的一种三维角度测量装置中，所述的显示模块电路由液晶屏LCD、液晶屏驱动集成芯片一U₄、液晶屏驱动集成芯片二U₅，电容十C₁₀、电容十一C₁₁、电容十二C₁₂和电容十三C₁₃组成。

在所述的一种三维角度测量装置中，所述的鸣声模块电路由蜂鸣器DZ、三极管三Q₃和电阻七R₇组成，其中，蜂鸣器DZ的一端接至正极输入VBAT节点，蜂鸣器DZ的另一端接至三极管三Q₃的集电极，三极管三Q₃的发射极接至电路中的电源负极GND，三极管三Q₃基极接至电阻七R₇一端，电阻七R₇另一端接至微控制器U₃的52脚。

本实用新型一种三维角度测量装置与现有的现有的指针式角度测量装置相比，具有测量精度高，操作简便，使用功能多的特点。

附图说明

图1为本实用新型三维角度测量装置的外观示意图。

图2为本实用新型三维角度测量装置的结构示意图。

图3为当本实用新型三维角度测量装置的第一水平基准面朝上时的测量示意图。

图4为当本实用新型三维角度测量装置的第二水平基准面朝上时的测量示意图。

图5为当本实用新型三维角度测量装置的第一水平基准面朝上时第一液晶显示窗的显示界面的示意图。

图6为当本实用新型三维角度测量装置的第二水平基准面朝上时第一液晶显示窗的显示界面的示意图。

图7为本实用新型三维角度测量装置的电路方框图。

图8为三维角度测量装置电路中的控制电路图。

图9为三维角度测量装置电路中的电源电路图。

图10为三维角度测量装置电路中的按键电路图。

图11为三维角度测量装置电路中的传感器模块电路图。

图12为三维角度测量装置电路中的显示模块电路图。

图13为三维角度测量装置电路中的鸣声模块电路图。

在附图1～附图13中，1表示前盖；2表示液晶显示屏固定座；3表示角度测量功能按键；4表示液晶显示屏；4a表示第一液晶显示窗；4b表示第二液晶显示窗；5表示计算器按键；6表示电路板一；6a表示控制电路；6b表示电源电路；6c表示按键电路；6d表示传感器模块电路；6e表示显示模块电路；6f表示鸣声模块电路；7表示电路板二；8表示电池盒；9表示后盖；10表示第一水平基准面；11表示第二水平基准面。

U₁表示稳压模块；U₂表示传感器芯片；U₃表示微控制器；U₄表示液晶屏驱动集成芯片一；U₅表示液晶屏驱动集成芯片二；Y表示晶振；K表示开关；Q₁～Q₃表示三极管一～三极管三；J表示继电器；LCD表示液晶屏；DZ表示蜂鸣器；R₁～R₇表示电阻一～电阻七；C₁～C₁₇表示电容一～电容十七；SW₁～SW₂₆表示按键一～按键二十六。

具体实施方式

下面对照附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。

参照附图1～附图6，一种三维角度测量装置，它包括壳体、角度测量功能按键3、液晶显示屏4、计算器按键5和电子电路的电路板，其中，壳体由前盖1和后盖9组成，在前盖1上设有第一液晶显示窗4a和第二液晶显示窗4b，第一液晶显示窗4a用于显示被测物体倾角状态，第二液晶显示窗4b用于显示计算器运算结果；电子电路的电路板包括电路板一6和电路板二7，电路板一6和电路板二7固定在前盖1上，电路板二7通过导线和电路板一6连接；液晶显示屏4通过液晶显示屏固定座2固定在前盖1上，液晶显示屏4由导线与电路板一6连接；计算器按键5设在电路板一6上并与电路板一6的电路连接；角度测量功能按键3设在电路板二7上并与电路板二7的电路连接。在所述的壳体上设有二个水平基准面，其中，所述壳体的左侧面为第一水平基准面10，所述壳体的背面为第二水平基准面11。所述的角度测量功能按键3和所述的计算器按键5为导电键。

当三维角度测量装置的第一水平基准面10朝下时，可测量物体的Z轴角度状态；当三维角度测量装置的第二水平基准面11朝下时，可测量物体的X、Y轴二个方向的角度状态。

当三维角度测量装置的第一水平基准面10朝下时，前盖1上的第一液晶显示窗4a显示出三维角度测量装置的第一水平基准面10绕Z轴倾斜状态，当三维角度测量装置的第一水平基准面10倾斜不同角度时，第一液晶显示窗4a的界面刻度及度数值随第一水平基准面10倾斜，而指针及象征水准泡气泡的半园弧和三个小箭头始终保持空间位置不变，这时指针所指的刻度即是第一水平基准面10倾斜的角度，精确的角度值显示在指针的下方。

当三维角度测量装置的第二水平基准面11朝下时，前盖1上的第一液晶显示窗4a显示出三维角度测量装置的第二水平基准面11绕X、Y轴倾斜状态，当X、Y轴单独或同时倾斜不同角度时，第一液晶显示窗4a的界面刻度及中心十字座标保持不动，而象征万向水准泡气泡的中心园点和二个同心园及以园点中心为座标的参考十字线和指示倾斜方向的箭头随着第二水平基准面的倾斜方向移动，箭头所指的方向为倾斜角的最高点，倾斜角的精确数值显示在箭头部位。

设在三维角度测量装置上的角度测量功能按键3具有开关机功能、测量基准的自校准功能、测量数值保持功能和绝对测量(以物体的倾斜面为0度基准)功能。

使用时，打开电源开关三维角度测量装置即进入工作状况。当只需要测量物体一个方向的倾角时，将三维角度测量装置的第一水平基准面10朝下放在被测面上，此时第一液晶显示窗4a显示出指针所指角度及显示的数值即是被测物体相对于水平面的倾斜角度。当需要测量物体二个方向的倾角时，将三维角度测量装置的第二水平基准面11朝下放在被测面上，此时第一液晶显示窗4a显示出万向水泡移动方向及箭头所指方向即是被测物体相对于水平面所倾斜的方向，倾斜的数值也同时显示在箭头前方。

参照附图7～附图13，一种三维角度测量装置，三维角度测量装置中的电子电路包括控制电路6a、电源电路6b、按键电路6c、传感器模块电路6d、显示模块电路6e和鸣声模块电路6f。

所述的控制电路6a包括微控制器U₃、晶振Y、开关K、电阻三R₃、电阻四R₄、电阻五R₅、电阻六R₆、电容六C₆、电容七C₇、电容八C₈、电容九C₉、电容十四C₁₄、电容十五C₁₅、电容十六C₁₆、电容十七C₁₇，其中开关K一端与电容九C₉一端接电路中的正极输出VDD，电容九C₉另一端接电路中的电源负极GND，开关K另一端与微控制器U₃的1脚相接；电阻五R₅一端接电路中的正极输入VBAT，电阻五R₅另一端与电阻六R₆一端、微控制器U₃2脚相接，电阻六R₆另一端接至电路中的负极节点AGND；微控制器U₃14脚与电容六C₆一端接至电路中的正极输出VDD，电容六C₆另一端与微控制器U₃15脚、电路中的负极节点AGND相接；微控制器U₃17脚分别与电容十四C₁₄、晶振Y一端相接，电容十四C₁₄另一端接至电路中的电源负极GND；微控制器U₃18脚分别与电容十五C₁₅一端、晶振Y另一端相接，电容C₁₅另一端接至电路中的电源负极GND，微控制器U₃21脚与电阻三R₃一端相接，电阻三R₃另一端接至电路中的电源负极GND，微控制器U₃23脚分别与电阻四R₄、电容十六C₁₆一端相接，电阻四R₄另一端与电容十七C₁₇接至电路中的正极输出VDD，电容十七C₁₇另一端接至电路中的电源负极GND，电容十六C₁₆另一端与微控制器U₃26脚相接；微控制器U₃32脚、电容七C₇一端接电路中的正极输出VDD，电容七C₇另一端接电路中的电源负极GND；微控制器U₃48脚、电容八C₈一端接至其电路中的正极输出VDD，电容八C₈另一端接其电路中的电源负极GND。

所述的电源电路6b包括继电器J、电容一C₁、电容二C₂、电容三C₃、电容四C₄、电容五C₅、稳压模块U₁、电阻一R₁、电阻二R₂、三极管一Q₁、三极管二Q₂，其中，三极管一Q₁为MOS管，电容一C₁、电容四C₄和电容五C₅为电解电容；其电路中的正极输入VBAT节点接继电器J的1脚、电容一C₁的正极、电容二C₂一端和稳压模块U₁的1脚、3脚；电路中的负极GND接继电器J的2脚、电容一C₁另一端、电容二C₂另一端、稳压模块U₁2脚、电容三C₃一端、电容四C₄的负极；其电路中的正极输出VDD与稳压模块U₁5脚、电容三C₃另一端、电容四C₄的正极、电阻一R₁的一端、三极管一Q₁的源极相接；电阻一R₁的另一端与三极管一Q₁的栅极、三极管二Q2的集电极相接，三极管一Q₁的漏极与电路中的正极输出VCC、电容五C₅正极相接，电容五C₅负极接地，三极管二Q₂的基极与电阻二R₂的一端相接，三极管二Q₂的发射极接至电路中的负极GND，电阻二R₂的另一端接至微控制器U₃的3脚。

所述的按键电路6c包括按键一SW₁～按键二十六SW₂₆，按键一SW₁～按键二十六SW₂₆以矩阵的模式排列，其中，以行排序，按键一SW₁～按键五SW₅的一脚接网络KS0₁，按键六SW₆～按键十SW₁₀的一脚接网络KS0₂，按键十一SW₁₁～按键十五SW₁₅的一脚接网络KS0₃，按键按键十六SW₁₆～按键二十SW₂₀的一脚接网络KS0₄，按键二十一SW₂₁～按键二十五SW₂₅的一脚接网络KS0₅，按键二十六SW₆的一脚接网络KS0₆；以列排序，按键一SW₁、按键六SW₆、按键十一SW₁₁、按键按键十六SW₁₆、按键二十一SW₂₁、按键二十六SW₆的另一脚接网络KS₁₁，按键二SW₂、按键七SW₇、按键十二SW₁₂、按键十七SW₁₇、按键二十二SW₂₂的另一脚接网络KS₁₂，按键三SW₃、按键八SW₈、按键十三SW₁₃、按键十八SW₁₈、按键二十三SW₂₃的另一脚接网络KS₁₃，按键四SW₄、按键九SW₉、按键十四SW₁₄、按键十九SW₁₉、按键二十四SW₂₄的另一脚接网络KS₁₄，按键五SW₅、按键十SW₁₀、按键十五SW₁₅、按键二十SW₂₀、按键二十五SW₂₅的另一脚接网络KS₁₅；网络KS₁₁～KS₁₅依次分别接至微控制器U₃的4、5、6、7、8脚；网络KS₀₁～KS₁₅依次分别接至微控制器U₃的4、5、6、7、8脚；网络KS01-KS06分别接微控制器U₃的9、10、11、12、13、16脚。

所述的传感器模块电路6d包括传感器芯片U₂，其中，所述的传感器芯片U₂的1、10脚均接至电源正极输出VCC，传感器芯片U₂的3脚接至微控制器U₃的55脚，传感器芯片U₂的4、7、9脚接至电路中的电源负极GND，传感器芯片U₂的5脚接至微控制器U₃的54脚，传感器芯片U₂的6脚接至微控制器U₃的53脚，传感器芯片U₂的8脚接至微控制器U₃的19脚。

所述的显示模块电路6e包括液晶屏LCD、液晶屏驱动集成芯片一U₄、液晶屏驱动集成芯片二U₅，电容十C₁₀、电容十一C₁₁、电容十二C₁₂、电容十三C₁₃；其中，液晶屏LCD的1～4脚分别接至微控制器U₃的37、36、35、34脚，液晶屏LCD的5脚接至电容十一C₁₁的一端、电路中的电源负极GND，液晶屏LCD的6脚接至电容十一C₁₁的另一端、电源正极输出VCC，液晶屏LCD的7～10脚分别接至微控制器U₃的64、63、62、61脚，液晶屏LCD的15脚接至正极输入VBAT节点，液晶屏LCD的16～18脚分别接至液晶屏驱动集成芯片一U₄的6、5、4脚，液晶屏驱动集成芯片二U₅的6、5脚分别接至液晶屏LCD的19、20脚，液晶屏LCD的22脚接至微控制器U₃的33脚，液晶屏LCD的23～30脚分别接至微控制器U₃的46、45、44、43、42、41、40、39脚，液晶屏LCD的31脚分别接至微控制器U₃的60脚，液晶屏LCD的32脚接至电源正极输出VCC、液晶屏LCD的33脚、电容十三C₁₃一端，电容十三C₁₃另一端接至电路中的电源负极GND、液晶屏LCD的34脚，液晶屏LCD的35、36、37脚分别接至微控制器U₃的29、30、31脚；电容十C₁₀的一端接至电源正极输出VCC和液晶屏驱动集成芯片一U₄的1脚，电容十C₁₀的另一端接至电路中的电源负极GND和液晶屏驱动集成芯片一U₄的2脚，液晶屏驱动集成芯片一U₄的3脚接至液晶屏驱动集成芯片二U₅的3脚和微控制器U₃的59脚；电容十二C₁₂的一端接至电源正极输出VCC和液晶屏驱动集成芯片二U₅的1脚，电容十二C₁₂的另一端接至电路中的电源负极GND和液晶屏驱动集成芯片二U₅的2脚。

所述的鸣声模块电路6f包括蜂鸣器DZ、三极管三Q₃、电阻七R₇，其中，蜂鸣器DZ的一端接至正极输入VBAT节点，蜂鸣器DZ的另一端接至三极管三Q₃的集电极，三极管三Q₃的发射极接至电路中的电源负极GND，三极管三Q₃基极接至电阻七R₇一端，电阻七R₇另一端接至微控制器U₃的52脚。

Claims

1.一种三维角度测量装置，它包括壳体、角度测量功能按键、液晶显示屏、计算器按键和电子电路，壳体由前盖和后盖组成，电子电路的电路板包括电路板一和电路板二，电路板一和电路板二固定在前盖上，电路板二通过导线和电路板一连接；液晶显示屏通过液晶显示屏固定座固定在前盖上，液晶显示屏由导线与电路板一连接；计算器按键设在电路板一上并与电路板一的电路连接；角度测量功能按键设在电路板二上并与电路板二的电路连接，其特征在于在壳体的前盖上设有第一液晶显示窗和第二液晶显示窗，第一液晶显示窗用于显示被测物体倾角状态，第二液晶显示窗用于显示计算器运算结果。

2.根据权利要求1所述的三维角度测量装置，其特征在于在所述的壳体上设有二个水平基准面，其中，所述壳体的左侧面为第一水平基准面，所述壳体的背面为第二水平基准面。

3.根据权利要求1或2所述的三维角度测量装置，其特征在于所述的角度测量功能按键和计算器按键为导电键。

4.根据权利要求1或2所述的三维角度测量装置，其特征在于所述的电子电路包括控制电路、电源电路、按键电路、传感器模块电路、显示模块电路和鸣声模块电路。

5.根据权利要求4所述的三维角度测量装置，其特征在于所述的控制电路由微控制器U₃、晶振Y、开关K、电阻三R₃、电阻四R₄、电阻五R₅、电阻六R₆、电容六C₆、电容七C₇、电容八C₈、电容九C₉、电容十四C₁₄、电容十五C₁₅、电容十六C₁₆和电容十七C₁₇组成。

6.根据权利要求4所述的三维角度测量装置，其特征在于所述的电源电路由继电器J、电容一C₁、电容二C₂、电容三C₃、电容四C₄、电容五C₅、稳压模块U₁、电阻一R₁、电阻二R₂、三极管一Q₁和三极管二Q₂组成。

7.根据权利要求4所述的三维角度测量装置，其特征在于所述的传感器模块电路由传感器芯片U₂组成，其中，所述的传感器芯片U₂的1、10脚均接至电源正极输出VCC，传感器芯片U₂的3脚接至微控制器U₃的55脚，传感器芯片U₂的4、7、9脚接至电路中的电源负极GND，传感器芯片U₂的5脚接至微控制器U₃的54脚，传感器芯片U₂的6脚接至微控制器U₃的53脚，传感器芯片U₂的8脚接至微控制器U₃的19脚。

8.根据权利要求4所述的三维角度测量装置，其特征在于所述的显示模块电路由液晶屏LCD、液晶屏驱动集成芯片一U₄、液晶屏驱动集成芯片二U₅，电容十C₁₀、电容十一C₁₁、电容十二C₁₂和电容十三C₁₃组成。

9.根据权利要求4所述的三维角度测量装置，其特征在于所述的鸣声模块电路由蜂鸣器DZ、三极管三Q₃和电阻七R₇组成，其中，蜂鸣器DZ的一端接至正极输入VBAT节点，蜂鸣器DZ的另一端接至三极管三Q₃的集电极，三极管三Q₃的发射极接至电路中的电源负极GND，三极管三Q₃基极接至电阻七R₇一端，电阻七R₇另一端接至微控制器U₃的52脚。