CN209894105U - 一种用于纵向显示角度的指示器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于纵向显示角度的指示器，包括表面设置有指示线的指示主体以及将指示主体在圆周方向上的转动角度转换为线性长度的测量标尺。本申请利用指示主体与测量标尺的相对转动角度可以反映指示主体的偏转状态；本申请通过转换圆周方向的转动角度到测量标尺上的线性长度变化，将横向角度变化表现为纵向标尺变化，使得本申请在测量精度较高的情况下还能实现纵向使用可见范围较大。

Description

一种用于纵向显示角度的指示器

技术领域

本申请涉及矿用测量设备技术领域，具体涉及一种用于纵向显示角度的指示器。

背景技术

在煤矿相关施工中，由于地质构造的影响，煤岩层角度不断发生变化，现场人员需要实时掌握煤岩层角度，并实时调整钻机或矿山机械设备的施工角度，若无法对煤岩层角度、钻机施工角度、锚杆安装后的角度、锚索安装后的角度进行快速测定，会导致现场人员无法准确调整钻机施工角度，由此严重影响煤矿巷道施工的质量和安全性。

在钻机等工程机械、矿山机械设备上，现在使用比较广泛的角度指示器，低端的使用摆锤式指示器，高端的使用电子角度仪。在实际使用中，低端摆锤式指示器因为是横向显示角度，所以在纵向很大角度范围内看不见实际指示数值。电子角度仪则存在价格较贵、振动敏感度过高等问题。

CN207779314U中公开了一种矿用多功能角度仪包括圆形刻度盘、摆绳、摆锤、第I钢管、螺母组、第II钢管、螺栓、角钢、伸缩杆、拉线；所述螺母组由直径依次增大的多个螺母自下而上依次叠合而成，且各个螺母的轴线重合；其中，圆形刻度盘呈竖直设置；摆绳的上端与圆形刻度盘的正面中心固定，且摆绳的长度大于圆形刻度盘的半径；摆锤悬挂于摆绳的下端；第I钢管竖直固定于圆形刻度盘的背面上部，且第I钢管的上端面超出圆形刻度盘的边缘。该申请角度测试的精准度全部依赖摆绳在圆形刻度盘上指示的角度，这样在实际使用中，若施工现场振动较大时，会对摆绳的角度指示精准度产生很大影响。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种用于纵向显示角度的指示器及其使用方法，其中一种用于纵向显示角度的指示器，包括表面设置有指示线的指示主体以及将指示主体在圆周方向上的转动角度转换为线性长度的测量标尺。所述指示线相对于转动角度线性对应，即代表测量标尺上的刻度线与指示线是一一对应的，排除一对多的情况。本申请利用指示主体与测量标尺的相对转动角度可以反映指示主体的偏转状态；本申请通过转换圆周方向的转动角度到测量标尺上的线性长度变化，将横向角度变化表现为纵向标尺变化，使得本申请在测量精度较高的情况下还能实现纵向使用可见范围较大。

进一步的，所述测量标尺设置于指示主体外侧，所述测量标尺与指示主体的轴线平行设置，所述测量标尺通过转轴架与指示主体的中心轴相铰接连接，所述转轴架与所述测量标尺垂直设置。本申请中转轴架本身具有质量偏心，并且可以绕指示主体中心轴转动，本申请中转轴架的设置使得测量标尺可以与指示主体发生相对运动，即指示主体是相对于测量标尺做旋转运动的。

进一步的，所述指示主体通过固定架与活动工作件相连，所述固定架设置于指示主体以及测量标尺外侧，所述固定架通过螺栓与指示主体的中心轴相连。本申请设置固定架使得固定架与指示主体做同步旋转运动，固定架的设置使得整个装置易于与活动工作件安装，方便使用。

进一步的，所述螺栓包括依次相连的第一连接部、第二连接部以及第三连接部，所述第一连接部一端与指示主体的中心轴相连，所述第二连接部与所述转轴架铰接连接，所述第三连接部与固定架相连，所述第三连接部远离第二连接部的一端设置有螺栓头。本申请的螺栓通过不同连接部实现不同的连接功能，利用螺栓的结构将指示主体、转轴架以及固定架相连接在一起，且还能保持指示主体与转轴架做相对运动。

进一步的，所述转轴架上端设置有与第二连接部配合设置的第一通孔，所述转轴架下端还设置有保护架，所述保护架设置于所述指示主体底部，所述保护架通过纵梁与所述转轴架下端相连。本申请中的转轴架采用十字架形式，一端的纵梁可以起偏心距作用，保护架一方面起到偏心作用，使得转轴架与指示主体保持相对运动，另一方面，保护架设置于指示主体底部对指示主体起到一定的保护作用。

进一步的，所述固定架包括固定主架，所述固定主架两端分别垂直连接有侧翼架，所述固定主架设置于指示主体轴向外侧，所述侧翼架通过所述螺栓与所述中心轴相连，所述侧翼架上设置用于第三连接部穿过的第二通孔；所述固定主架上设置有与所述测量标尺配合设置的观察孔。

进一步的，所述螺栓头为六角螺栓头，所述第二通孔截面积大于第三连接部的横截面积，所述第二通孔横截面积小于六角螺栓头的横截面积；所述侧翼架外侧设置有定位板，所述定位板包括与所述六角螺栓头配合设置的第三通孔，所述定位板上还设置有与第三通孔配合设置的调节槽，所述调节槽通过螺丝与所述侧翼架固连。本申请利用定位板可以调节及限制螺栓在侧翼架上的位置，另一方面可以起到固定指示主体的作用。

本申请还公开了一种包括以上任一指示器的使用方法，包括：

S1、在指示主体外围设置若干指示线，并根据指示线确定测量标尺的刻度；

S2、将指示主体与活动工作件相连，使得指示主体与活动工作件做同步旋转运动，指示主体与测量标尺做相对运动；

S3、读取测量标尺上的初始刻度以及终止刻度，确定活动工作件的旋转角度。

本申请中指示主体上的指示线为均匀的螺旋线且转轴架上的测量标尺在与圆筒等长的距离上均分为若干刻度线，所以指示线与测量标尺边缘交点所对应的刻度线与指示主体的绝对偏转角度一一对应，借此可以读出活动工作件的纵向偏转角度。

进一步的，指示线的设置方法包括，将指示主体一端的圆周线进行n等分，将圆周线两端的端点包括在内，在圆周线上设置n+1个等分点，从圆周线的一端的端点起，依次将n+1个等分点交错设置于指示主体两端的圆周线上；并从一端端点起，将n+1个等分点依次首尾相连形成n条首尾相连的指示线；所述n为可以被360整除的数；测量标尺与指示主体的轴线平行设置，所述测量标尺从一端到另一端表示指示主体的旋转角度为360/n，所述测量刻度线均布设置在测量标尺上。

进一步的，所述n为4，所述测量标尺从一端到另一端表示指示主体的旋转角度为90°，所述测量标尺上均匀设置9条测量刻度线，相邻测量刻度线之间的长度代表指示主体的旋转角度为10°，根据指示线与测量标尺的刻度相重合的刻度线表示指示主体的旋转角度。

本申请还公开了上述任一所述指示器在使用角度测量仪器的矿用机械设备上的应用。

本申请的有益效果如下：

1、本申请利用指示主体与测量标尺的相对转动角度可以反映指示主体的偏转状态；

2、本申请通过转换圆周方向的转动角度到测量标尺上的线性长度变化，将横向角度变化表现为纵向标尺变化；

3、本申请中转轴架本身具有质量偏心，并且可以绕指示主体中心轴转动，本申请中转轴架的设置使得测量标尺可以与指示主体发生相对运动，即指示主体是相对于测量标尺做旋转运动的；

4、本申请设置固定架使得固定架与指示主体做同步旋转运动，固定架的设置使得整个装置易于与活动工作件安装，方便使用；

5、本申请的螺栓通过不同连接部实现不同的连接功能，利用螺栓的结构将指示主体、转轴架以及固定架相连接在一起，且还能保持指示主体与转轴架做相对运动；

6、本申请中的转轴架采用十字架形式，一端的纵梁可以起偏心距作用，保护架一方面起到偏心作用，使得转轴架与指示主体保持相对运动，另一方面，保护架设置于指示主体底部对指示主体起到一定的保护作用；

7、本申请利用定位板可以调节及限制螺栓在侧翼架上的位置，另一方面可以起到固定指示主体的作用；

8、本申请为纯机械制作，结构简单，价格便宜，使用保养简易，精度能与普通摆锤式指示器相当，纵向使用可见范围大。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请中一种指示器的结构示意图；

图2为本申请中另一种指示器的结构示意图；

图3为图2中指示器的俯视图；

图4为本申请中转轴架的结构示意图；

图5为图4中转轴架的俯视图；

图6为本申请中一种螺栓的结构示意图；

图7为本申请中一种定位板的结构示意图；

图8为本申请中一种指示线在指示主体上的设置示意图。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

实施例1

一种用于纵向显示角度的指示器，如图1所示，包括表面设置有指示线11的指示主体1以及将指示主体1在圆周方向上的转动角度转换为线性长度的测量标尺2。

本实施例在使用时，将指示主体1与活动工作件相连，指示主体1与活动工作件做同步旋转运动，且指示主体1相对于测量标尺2做旋转运动，指示主体1表面设置有指示线11，随着指示主体1的旋转，指示线11会发生变化，指示线11的变化可以根据测量标尺2上的刻度体现出来，将横向的角度摆动在纵向的标尺上显示出来，主要原理就是将圆周运动在直线上标示出来。

可以理解的，本实施例中，指示主体1是随活动工作件做旋转运动的，测量标尺2处于相对静止状态，也可以测量标尺2随活动工作件做旋转运动，指示主体1处于相对静止状态。

可以理解的，本实施例中指示主体1可以是圆柱形，如果根据实际情况，也可以是圆锥、长方体、正方体等特殊形状。

可以理解的，本实施例中指示主体1上的指示线11以及测量标尺2的刻度线是相互配合工作的。

可以理解的，本实施例中指示主体与测量标尺的位置关系为，测量标尺可以设置于指示主体的外侧，也可以设置与指示主体的内侧，只要是指示主体与测量标尺之间发生相对位移，并利用测量标尺测量指示主体的旋转角度即可。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，进一步对指示器的结构做进一步的说明，如图2-6所示，测量标尺2通过转轴架3与指示主体1的中心轴相铰接连接，转轴架3与测量标尺2垂直设置。指示主体1通过固定架4与活动工作件相连，固定架4设置于指示主体1以及测量标尺2外侧，固定架4通过螺栓5与指示主体1的中心轴相连。

螺栓5包括依次相连的第一连接部51、第二连接部52以及第三连接部53，第一连接部51一端与指示主体1的中心轴相连，第二连接部52与转轴架3铰接连接，第三连接部53与固定架4相连，第三连接部53远离第二连接部52的一端设置有螺栓头54。

转轴架3上端设置有与第二连接部52配合设置的第一通孔31，转轴架3下端还设置有保护架32，保护架32设置于指示主体1底部，保护架32通过纵梁33与转轴架3下端相连。

固定架4包括固定主架41，固定主架41两端分别垂直连接有侧翼架42，固定主架41设置于指示主体1轴向外侧，侧翼架42通过螺栓5与中心轴相连，侧翼架42上设置用于第三连接部53穿过的第二通孔；固定主架41上设置有与测量标尺2配合设置的观察孔411。

本实施例在使用时，活动工作件与固定架4相连，固定架4与指示主体1通过螺栓5中的第一连接部51相固连，使得活动工作件带动固定架4进而带动指示主体1做同步旋转运动，固定架4在平行于指示主体1的轴线方向产生角度变化，则指示主体1与固定架4同步，而测量标尺2通过转轴架3与第二连接部52铰接，再加上转轴架3因本身偏心作用，就会与指示主体1产生相对转动，当指示主体1的中心轴滑动阻力不计时，指示主体1的相对转动角与绝对转动角相等，再利用测量标尺2读出活动工作件的纵向偏转角度。

可以理解的，本实施例中的测量标尺也可以不与指示主体的轴线平行设置，只要是测量标尺在指示主体上的投影与指示主体的轴线平行即可。

可以理解的，本申请中在指示主体1轴向两侧对称设置有两个测量标尺2，这样就可以在两个方向读取数值。

可以理解的，本实施例中固定架4与指示主体1是同步运动的，也可以不同步，即活动工作件仅与指示主体1的中心轴相连，指示主体1做旋转运动，而固定架4与转轴架3是相对静止的。

可以理解的，为了测量精度和测量更方便，本实施例中测量标尺2的长度与指示主体1的长度时相等的，且测量标尺2与指示主体1表面的距离不能太大，否则会影响读数的准确度。

可以理解的，本实施例中由于固定架4在测量标尺2的外侧，且固定架4是随着指示主体1做旋转运动的，所以在固定主架41上设置有观察孔411。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上，进一步对指示器的结构做进一步的说明，如图2和图7所示，螺栓头54为六角螺栓头541，第二通孔截面积大于第三连接部53的横截面积，第二通孔横截面积小于六角螺栓头541的横截面积；侧翼架42外侧设置有定位板6，定位板6包括与六角螺栓头541配合设置的第三通孔61，定位板6上还设置有与第三通孔61配合设置的调节槽62，调节槽62通过螺丝与侧翼架42固连。

本实施例在使用时，将转轴架3设置于指示主体1外侧，再将固定架4设置于转轴架3的外侧，将螺栓5依次穿过第二通孔、第一通孔31并与指示主体1的中心轴相连，六角螺栓头541被卡在第二通孔外侧，根据实际情况，若要调节转轴架3以及指示主体1在固定架4上的高度时，将定位板6上的第三通孔61卡入六角螺栓头541上，使其六角螺栓头541在第三通孔61中不能在水平面上的上下左右方向移动，只能沿垂直方向做卡入或取出活动，利用移动定位板6调整指示主体1的高低位置，确定位置后，利用螺钉穿过调节槽62与侧翼板固连。

可以理解的，本申请中利用调节槽62的形状，不仅可以调节循环筒在侧翼板上的高低位置，还可以调节左右位置。

实施例4

本实施例对指示器的使用方法做详细说明，其中包括：

S1、在指示主体1外围设置若干指示线11，并根据指示线11确定测量标尺2的刻度；

S2、将指示主体1的中心轴与活动工作件相连，使得指示主体1与活动工作件做同步旋转运动，指示主体1与测量标尺2做相对运动；

S3、读取测量标尺2上的初始刻度以及终止刻度，确定活动工作件的旋转角度；

其中，指示线11的设置方法包括，将指示主体1一端的圆周线进行n等分，将圆周线两端的端点包括在内，在圆周线上设置n+1个等分点，从圆周线的一端的端点起，依次将n+1个等分点交错设置于指示主体1两端的圆周线上；并从一端端点起，将n+1个等分点依次首尾相连形成n条首尾相连的指示线11；n为可以被360整除的数；测量标尺与指示主体的轴线平行设置，所述测量标尺从一端到另一端表示指示主体的旋转角度为360/n，所述测量刻度线均布设置在测量标尺上。

如附图8所示，n为4，测量标尺2从一端到另一端表示指示主体1的旋转角度为90°，所述测量标尺上均匀设置9条测量刻度线，相邻测量刻度线之间的长度代表指示主体的旋转角度为10°，根据指示线与测量标尺的刻度相重合的刻度线表示指示主体的旋转角度，根据指示线11与测量标尺2的刻度相重合的刻度线表示指示主体1的旋转角度。把指示主体1圆周面展开表示，阴影面和空白面交界形成四条指示线11，阴影面宽度即是圆筒宽度，指示线11把圆周线均分为四份即相当于将360°均分为四份，一条指示线11从一端到另一端代表从0-90°，这样当指示主体1转过一定角度时，指示线11相对某一固定位置即会在宽度方向上产生相应位置的交叉点，反映在右侧测量标尺2上，即可轻松读取转动的相对角度数值。

可以理解的是，本申请为了实现不同精度的测量，可以是在指示主体1外活动粘贴画有指示线11的贴纸等指示物。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种用于纵向显示角度的指示器，其特征在于，包括表面设置有指示线的指示主体以及将指示主体在圆周方向上的转动角度转换为线性长度的测量标尺,所述测量标尺设置于指示主体外侧，所述测量标尺与指示主体的轴线平行设置,所述测量标尺包括沿指示主体轴线对称设置的第一测量标尺和第二测量标尺，所述测量标尺通过转轴架与指示主体的中心轴相铰接连接，所述转轴架与所述测量标尺垂直设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于纵向显示角度的指示器，其特征在于，所述指示主体通过固定架与活动工作件相连，所述固定架设置于指示主体以及测量标尺外侧，所述固定架通过螺栓与指示主体的中心轴相连。

3.根据权利要求2所述的一种用于纵向显示角度的指示器，其特征在于，所述螺栓包括依次相连的第一连接部、第二连接部以及第三连接部，所述第一连接部一端与指示主体的中心轴相连，所述第二连接部与所述转轴架铰接连接，所述第三连接部与固定架相连，所述第三连接部远离第二连接部的一端设置有螺栓头。

4.根据权利要求3所述的一种用于纵向显示角度的指示器，其特征在于，所述转轴架上端设置有与第二连接部配合设置的第一通孔，所述转轴架下端还设置有保护架，所述保护架设置于所述指示主体底部，所述保护架通过纵梁与所述转轴架下端相连。

5.根据权利要求3所述的一种用于纵向显示角度的指示器，其特征在于，所述固定架包括固定主架，所述固定主架两端分别垂直连接有侧翼架，所述固定主架设置于指示主体外侧，所述侧翼架通过所述螺栓与所述中心轴相连，所述侧翼架上设置用于第三连接部穿过的第二通孔。

6.根据权利要求5所述的一种用于纵向显示角度的指示器，其特征在于，所述螺栓头为六角螺栓头，所述第二通孔截面积大于第三连接部的横截面积，所述第二通孔横截面积小于六角螺栓头的横截面积；所述侧翼架外侧设置有定位板，所述定位板包括与所述六角螺栓头配合设置的第三通孔。

7.根据权利要求6所述的一种用于纵向显示角度的指示器，其特征在于，所述定位板上还设置有与第三通孔配合设置的调节槽，所述调节槽通过螺丝与所述侧翼架固连。

8.根据权利要求5所述的一种用于纵向显示角度的指示器，其特征在于，所述固定主架上设置有与所述测量标尺配合设置的观察孔。

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