CN205027351U - 感应式水平仪及倾斜检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种感应式水平仪及倾斜检测系统。该水平仪包括：空心管，该空心管的两端封闭，并且在所述空心管的内部容纳有感应体，所述感应体能够在所述空心管内滑动；位置检测装置，安装在所述空心管上，用于检测所述感应体的位置，并发送检测信号。由此，可以实现被测物体的倾斜的自动检测，而无需人工判断，因而可以提高检测结果的准确性和可靠性，避免因检测人员不同而造成检测结果不一致的情况。此外，整个装置简单小巧，容易安装，方便检测人员的操作。

Description

感应式水平仪及倾斜检测系统

技术领域

本实用新型涉及电子仪器领域，具体地，涉及一种感应式水平仪及倾斜检测系统。

背景技术

电子水平仪是一种测量小角度的常用量具。在机械行业和仪表制造中，用于测量相对于水平位置的倾斜角、机床类设备导轨的平面度和直线度、设备安装的水平位置和垂直位置等。

目前市场上用的主要类型是气泡水平仪，其原理是水平仪内部装一定量液体，液体里气泡根据所测量设备水平度移动位置。当设备处于水平位置时，气泡处于水平仪正中间，否则会发生一定偏移。传统机械气泡水平仪只能由检测人员目视气泡偏移情况，也就是说，通过人工的方式来判断所测量设备的倾斜情况。由于需要依靠人工判断，同一倾斜角度可能会因不同的检测人员而出现不同的结果，因此，检测结果的准确性和可靠性较差，并且人工检测还为检测人员带来不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种感应式水平仪及倾斜检测系统，以实现被测物体的倾斜的自动检测。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种感应式水平仪，该水平仪包括：空心管，该空心管的两端封闭，并且在所述空心管的内部容纳有感应体，所述感应体能够在所述空心管内滑动；位置检测装置，安装在所述空心管上，用于检测所述感应体的位置，并发送检测信号。

优选地，所述空心管向上弯曲。

优选地，所述空心管的个数为多个，并且所述水平仪还包括：紧固件，用于连接多个空心管。

优选地，所述多个空心管中的每个空心管贯穿所述紧固件，并且所述紧固件位于所述每个空心管的中央。

优选地，所述多个空心管的长度相同。

优选地，在所述空心管的管壁上形成有通孔，所述位置检测装置嵌入到所述通孔中。

优选地，所述通孔的个数为多个，并且多个通孔以所述空心管的中心为基准，对称分布在所述空心管的管壁上；以及所述位置检测装置的个数为多个，并且多个位置检测装置一一对应地嵌入到所述多个通孔中。

优选地，所述位置检测装置安装在所述空心管的两端，以封闭所述空心管的两端。

优选地，所述位置检测装置为接近开关或磁场传感器。

优选地，所述感应体形成为球状。

优选地，所述感应体的材料为金属。

本实用新型还提供一种倾斜检测系统，该系统包括：根据本实用新型提供的所述感应式水平仪，固定在被测物体上；控制器，与所述位置检测装置连接，用于接收所述位置检测装置发送的所述检测信号，并根据所述检测信号，确定所述被测物体的倾斜方向和/或倾斜角度。

优选地，该系统还包括以下中的至少一者：显示器，与所述控制器连接，用于显示所述被测物体的倾斜方向和/或倾斜角度；存储器，与所述控制器连接，用于存储所述被测物体的倾斜方向和/或倾斜角度。

优选地，该系统还包括报警器；以及所述控制器还用于在所述倾斜角度大于或等于预设的倾斜角度阈值的情况下，控制所述报警器进行报警。

通过上述技术方案，可以根据感应体在空心管中所处位置，来确定出被测物体的倾斜方向和/或倾斜角度，由此，可以实现被测物体的倾斜的自动检测，而无需人工判断，因而可以提高检测结果的准确性和可靠性，避免因检测人员不同而造成检测结果不一致的情况。此外，整个装置简单小巧，容易安装，方便检测人员的操作。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型的实施方式的感应式水平仪的示意图；

图2是根据本实用新型的另一实施方式的感应式水平仪的示意图；

图3是根据本实用新型的实施方式的空心管的示意图；

图4是根据本实用新型的实施方式的倾斜检测系统的结构框图；

图5是根据本实用新型的另一实施方式的倾斜检测系统的结构框图；

图6是根据本实用新型的另一实施方式的倾斜检测系统的结构框图；

图7是根据本实用新型的另一实施方式的倾斜检测系统的结构框图。

附图标记说明

10感应式水平仪101空心管102感应体

103位置检测装置104紧固件105通孔

20控制器30显示器40存储器

50报警器

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、内、外”通常是在本实用新型提供的感应式水平仪正常使用的情况下定义的，具体地可参考图1至图2所示的图面方向。需要说明的是，这些方位词只用于说明本实用新型，并不用于限制本实用新型。

图1示出了根据本实用新型的实施方式的感应式水平仪的示意图。如图1所示，该感应式水平仪10可以包括：空心管101，该空心管101的两端封闭，并且在空心管101的内部容纳有感应体102，该感应体102能够在空心管101内滑动；位置检测装置103，安装在空心管101上，用于检测感应体102的位置，并发送检测信号。

在本实用新型的一个示例实施方式中，感应体102可以形成为球状。此外，该感应体102的表面光滑且无凹凸或毛刺，空心管101的内壁的表面光滑且无凹凸或毛刺。这样，可以减小感应体102与空心管101的内壁之间的摩擦，有利于感应体102在空心管101内的滑动。空心管101的管壁厚度可以根据感应体102的重量、位置检测装置103的尺寸等来确定。例如，空心管101的管壁厚度可以在10mm～40mm的范围内。

在使用时，感应式水平仪10可以固定在被测物体上。其中，该被测物体可以例如为工程机械、船舶、车辆、机床设备等等。这样，一旦被测物体出现倾斜，感应式水平仪10也随之倾斜，进而导致感应体102在空心管101内滑动。可以通过位置检测装置103检测出感应体102滑动的位置，以便于能够根据该位置确定出被测物体的倾斜信息，例如，倾斜方向、倾斜角度等。

由此，可以实现被测物体的倾斜的自动检测，而无需人工判断，因而可以提高检测结果的准确性和可靠性，避免因检测人员不同而造成检测结果不一致的情况。此外，整个装置简单小巧，容易安装，方便检测人员的操作。

在一个优选的实施方式中，如图1所示，空心管101可以向上弯曲。通过将空心管101设计成向上弯曲的形状，可以更加精确地控制感应体102在空心管101内的滑动，使得感应体102在空心管101内的滑动位置能够更真实、准确地反映被测物体的倾斜情况。

空心管101的弯曲弧度表示为α(单位为°)。该弧度α可根据实际应用中的偏移精度要求来预先确定。例如，该弧度α可以在2°～5°的范围内。另外，空心管101的弧长表示为l(单位为mm)，因此，弧长l与弧度α的关系遵循以下等式：

|α|·R＝l(1)

其中，R表示空心管101所在圆的半径。

图2示出了根据本实用新型的另一实施方式的感应式水平仪的示意图。如图2所示，空心管101的个数可以为多个，并且感应式水平仪10还可以包括：紧固件104，用于连接多个空心管101。通过多个空心管101内的感应体102，可以检测出被测物体在多个维度(多个方向)上的倾斜。以图2示出的实施方式为例，在空心管101为两个的情况下，可以通过两个空心管101内的两个感应体102，检测出被测物体在两个维度、八个方向上的倾斜。例如，如图2所示，两个空心管101上下交错，并相互垂直交叉。假设以图2中-X1到-X2的方向为左，以X1到X2的方向为右，以Y1到Y2的方向为前，以-Y1到-Y2的方向为后，则通过图2所示的感应式水平仪10，可以检测出被测物体在左、右、前、后、左前、右前、左后和右后方向上的倾斜。应当理解的是，空心管101的个数越多，感应式水平仪10的倾斜检测方向也就越多。

在一个优选的实施方式中，如图2所示，多个空心管101中的每个空心管101可以贯穿紧固件104，并且紧固件104可以位于每个空心管101的中央。由此，通过紧固件104，可以将多个空心管101绑定成相互交叉的形式，并且紧固件104位于每个空心管101的中央位置，可以使得感应式水平仪10保持受力平衡，从而进一步提高检测结果的准确性。此外，多个空心管101的长度可以相同，以确保感应式水平仪10在各个检测方向上具有相同的检测精度。

在本实用新型中，位置检测装置103在空心管101上的安装方式可以有多种。例如，在一种实施方式中，如图3所示，在空心管101的管壁上可以形成有通孔105，位置检测装置103可以嵌入到通孔105中。这样，当感应体102滑动到每个通孔105的位置时，相应的位置检测装置103可以感测到该感应体102，并发送检测信号。

优选情况下，通孔105的个数可以为多个，并且多个通孔105可以以空心管101的中心为基准，对称分布在空心管101的管壁上。此外，位置检测装置103的个数也可以为多个，并且多个位置检测装置103一一对应地嵌入到多个通孔105中。这样，可以检测出感应体102在空心管101中的多个不同的位置，从而提高倾斜检测精度。

如图2所示，X1、X2、-X1、-X2、Y1、Y2、-Y1和-Y2分别对应两个空心管101上的通孔的位置，即，位置检测装置103的位置。在优选情况下，-X1所在位置到紧固件104的距离可以与X1所在位置到紧固件104的距离相同。同理，-X2所在位置到紧固件104的距离可以与X2所在位置到紧固件104的距离相同；-Y1所在位置到紧固件104的距离可以与Y1所在位置到紧固件104的距离相同；-Y2所在位置到紧固件104的距离可以与Y2所在位置到紧固件104的距离相同。这样，-X1所在位置到-X2所在位置的距离可以与X1所在位置到X2所在位置的距离相同；以及，-Y1所在位置到-Y2所在位置的距离可以与Y1所在位置到Y2所在位置的距离相同。这样，可以使得感应式水平仪10在所有检测方向上具有相同的检测精度。不过上述示例仅用于说明本实用新型，而不用于限制本实用新型。

可替换地或附加地，位置检测装置103可以安装在空心管101的两端，以封闭空心管101的两端。

位置检测装置103布设得越多，感应式水平仪10的检测精度也就越高。不过相应地，成本以及功耗也会随之增加。因此，可以根据实际的精度要求来确定位置检测装置103的数量。

在本实用新型中，可以采用多种形式的位置检测装置103。例如，在一个实施方式中，位置检测装置103可以为接近开关。当感应体102滑动到接近开关的检测范围内时，该接近开关被触发，并发送检测信号。此外，在位置检测装置103为接近开关的情况下，感应体102的材料可以为任意材料，例如，金属、塑料等等。优选情况下，感应体102的材料为金属，这样可以减小与空心管101的内管之间的摩擦，有利于感应体102在空心管101内的滑动。

在另一实施方式中，位置检测装置103可以为磁场传感器。当感应体102滑动到磁场传感器的检测范围内时，该磁场传感器的磁场会发生变化，由此来检测感应体102的位置。在位置检测装置103为磁场传感器的情况下，感应体102的材料为金属。

图4示出了根据本实用新型的实施方式的倾斜检测系统的结构框图。如图4所示，该系统可以包括：根据本实用新型提供的感应式水平仪10，固定在被测物体上；控制器20，与感应式水平仪10中的位置检测装置103连接，用于接收该位置检测装置103发送的检测信号，并根据该检测信号，确定被测物体的倾斜方向和/或倾斜角度。

例如，位置检测装置103到空心管101的中心的距离是已知的，例如，标记为k(单位为mm)。这样，控制器20可以在接收到来自位置检测装置103的检测信号之后，根据以下等式来确定被测物体的倾斜角度θ₁(即，在倾斜方向上，偏离中心位置的倾斜角度)：

θ₁＝180k/πR(2)

例如，如图2所示，假设感应体102滑动到Y1位置处，则Y1位置处的位置检测装置103可以发送检测信号。这样，控制器20可以根据Y1位置处的位置检测装置103发送的检测信号，确定感应体102位于Y1处，并且可以确定出被测物体的倾斜方向为前方。并之后，根据Y1位置处的位置检测装置103到空心管101的中心的距离，该位置检测装置103所在的空心管101所在圆的半径，以及等式(2)，确定出被测物体向前方的倾斜角度。

假设感应体102继续滑动到Y2位置处，则Y2位置处的位置检测装置103可以发送检测信号。这样，控制器20可以根据Y2位置处的位置检测装置103发送的检测信号，确定感应体102位于Y2处，并且可以确定出被测物体的倾斜方向为前方。并之后，根据Y2位置处的位置检测装置103到空心管101的中心的距离，该位置检测装置103所在的空心管101所在圆的半径，以及等式(2)，确定出被测物体向前方的倾斜角度。

假设两个感应体102分别滑动到X2位置处和Y2位置处，则X2位置处和Y2位置处的位置检测装置103可以发送检测信号。这样，控制器20可以根据X2位置处的位置检测装置103和Y2位置处的位置检测装置103发送的检测信号，确定两个感应体102分别位于X2和Y2处，并且可以确定出被测物体的倾斜方向为右前方。并之后，根据X2位置处的位置检测装置103到空心管101的中心的距离，该位置检测装置103所在的空心管101所在圆的半径，以及等式(2)，确定出被测物体向右方的倾斜角度；以及，根据Y2位置处的位置检测装置103到空心管101的中心的距离，该位置检测装置103所在的空心管101所在圆的半径，以及等式(2)，确定出被测物体向前方的倾斜角度。

由此，通过本实用新型提供的倾斜检测系统，可以自动、准确地检测出被测物体的倾斜方向和/或倾斜角度，从而可以为被测物体的调平提供准确的数据支持。

图5示出了根据本实用新型的另一实施方式的倾斜检测系统的结构框图。如图5所示，该系统还可以包括：显示器30，与控制器20连接，用于显示被测物体的倾斜方向和/或倾斜角度。由此，检测人员可以通过显示器30来直观、清晰地观测到被测物体的倾斜情况。

图6示出了根据本实用新型的另一实施方式的倾斜检测系统的结构框图。如图6所示，该系统还可以包括：存储器40，与控制器20连接，用于存储被测物体的倾斜方向和/或倾斜角度，以用于未来对被测物体进行倾斜分析。

应当理解的是，倾斜检测系统也可以包括显示器30和存储器40两者。

图7示出了根据本实用新型的另一实施方式的倾斜检测系统的结构框图。如图7所示，该系统还可以包括报警器50。在这种情况下，控制器20还可以用于在倾斜角度大于或等于预设的倾斜角度阈值的情况下，控制报警器50进行报警。由此，在被测物体的工作过程中，一旦被测物体出现严重倾斜，则可以通过报警器50进行报警，以提醒检测人员，从而便于检测人员能够及时地停止被测物体的工作，或者采取调平措施，进而避免发生安全事故。

综上所述，通过上述技术方案，可以根据感应体在空心管中所处位置，来确定出被测物体的倾斜方向和/或倾斜角度，由此，可以实现被测物体的倾斜的自动检测，而无需人工判断，因而可以提高检测结果的准确性和可靠性，避免因检测人员不同而造成检测结果不一致的情况。此外，整个装置简单小巧，容易安装，方便检测人员的操作。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (14)

1.一种感应式水平仪，其特征在于，该水平仪包括：

空心管，该空心管的两端封闭，并且在所述空心管的内部容纳有感应体，所述感应体能够在所述空心管内滑动；

位置检测装置，安装在所述空心管上，用于检测所述感应体的位置，并发送检测信号。

2.根据权利要求1所述的水平仪，其特征在于，所述空心管向上弯曲。

3.根据权利要求1所述的水平仪，其特征在于，所述空心管的个数为多个，并且所述水平仪还包括：

紧固件，用于连接多个空心管。

4.根据权利要求3所述的水平仪，其特征在于，所述多个空心管中的每个空心管贯穿所述紧固件，并且所述紧固件位于所述每个空心管的中央。

5.根据权利要求3或4所述的水平仪，其特征在于，所述多个空心管的长度相同。

6.根据权利要求1所述的水平仪，其特征在于，在所述空心管的管壁上形成有通孔，所述位置检测装置嵌入到所述通孔中。

7.根据权利要求6所述的水平仪，其特征在于，所述通孔的个数为多个，并且多个通孔以所述空心管的中心为基准，对称分布在所述空心管的管壁上；以及

所述位置检测装置的个数为多个，并且多个位置检测装置一一对应地嵌入到所述多个通孔中。

8.根据权利要求1所述的水平仪，其特征在于，所述位置检测装置安装在所述空心管的两端，以封闭所述空心管的两端。

9.根据权利要求1-4、6-8中任一项所述的水平仪，其特征在于，所述位置检测装置为接近开关或磁场传感器。

10.根据权利要求1-4、6-8中任一项所述的水平仪，其特征在于，所述感应体形成为球状。

11.根据权利要求1-4、6-8中任一项所述的水平仪，其特征在于，所述感应体的材料为金属。

12.一种倾斜检测系统，其特征在于，该系统包括：

根据权利要求1-11中任一项所述的感应式水平仪，固定在被测物体上；

控制器，与所述位置检测装置连接，用于接收所述位置检测装置发送的所述检测信号，并根据所述检测信号，确定所述被测物体的倾斜方向和/或倾斜角度。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，该系统还包括以下中的至少一者：

显示器，与所述控制器连接，用于显示所述被测物体的倾斜方向和/或倾斜角度；

存储器，与所述控制器连接，用于存储所述被测物体的倾斜方向和/或倾斜角度。

14.根据权利要求12或13所述的系统，其特征在于，该系统还包括报警器；以及

所述控制器还用于在所述倾斜角度大于或等于预设的倾斜角度阈值的情况下，控制所述报警器进行报警。