CN210952762U - 一种距离测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种距离测量装置，包括：控制器；底座；升降杆，所述升降杆与升降孔相匹配，所述升降杆侧表面沿升降杆长度方向设有条形齿轮；压力传感器，所述压力传感器与升降杆下端连接，所述压力传感器与控制器电连接；第一驱动电机，所述第一驱动电机固定安装在底座上，所述第一驱动电机的转轴上设有转动齿轮，所述转动齿轮与条形齿轮相齿合，所述第一驱动电机与控制器电连接；旋转编码器，所述旋转编码器的转轴与第一驱动电机的转轴同轴，所述旋转编码器的转轴与第一驱动电机的转轴固定连接，所述旋转编码器与控制器电连接。以解决现有技术测量基准点到地面的距离测量精度低且难以实现自动化测量的问题。

Description

一种距离测量装置

技术领域

本实用新型涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种距离测量装置。

背景技术

光伏电站为了防止沙层粘染光伏板，一般会在光伏板安装的地面种植草坪以固定沙尘，但草坪一旦长得过高以后有可能会遮挡光伏板，或是遮挡光伏板线缆，使得检修作业异常困难，因此需要定期测量光伏板场地各地草坪高度以便修剪。

同样的，在足球场或高尔夫球场，草高是被严格控制在一定范围的，因此需要对草坪进行测量以便修剪。

自动化测量草坪高度需要先测量草面到基准点的距离，再通过地面到基准点的距离减去草面到基准点的距离得到草坪高度，但现有基准点到地面的距离采用尺子手动目视测量，测量精度低且难以实现自动化测量。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本实用新型的首要目的是提供一种距离测量装置。

本实用新型的技术方案是：一种距离测量装置，包括：

控制器；

底座，所述底座设有贯通上下表面的升降孔；

升降杆，所述升降杆与升降孔相匹配，所述升降杆侧表面沿升降杆长度方向设有条形齿轮；

压力传感器，所述压力传感器与升降杆下端连接，所述压力传感器与控制器电连接；

第一驱动电机，所述第一驱动电机固定安装在底座上，所述第一驱动电机的转轴上设有转动齿轮，所述转动齿轮的轴线与升降杆垂直，所述转动齿轮与条形齿轮相匹配，所述转动齿轮与条形齿轮相齿合，所述第一驱动电机与控制器电连接；

旋转编码器，所述旋转编码器的转轴与第一驱动电机的转轴同轴，所述旋转编码器的转轴与第一驱动电机的转轴固定连接，所述旋转编码器与控制器电连接。

进一步地，还包括：

通信模块，所述通信模块与控制器电连接。

进一步地，还包括：

上限位块，所述上限位块固定连接在升降杆上端，所述上限位块直径大于升降孔直径；

下限位块，所述下限位块固定连接在升降杆下端，所述下限位块直径大于升降孔直径。

进一步地，还包括：

向下停止开关，所述向下停止开关设置在上限位块下表面，所述向下停止开关沿底座上表面法线的投影位于底座上表面，所述向下停止开关与控制器电连接；

向上停止开关，所述向上停止开关设置在下限位块上表面，所述向上停止开关沿底座下表面法线的投影位于底座下表面，所述向上停止开关与控制器电连接。

本实用新型的有益效果是：

与现有技术相比，

1）本实用新型通过第一驱动电机带动升降杆升降，并通过旋转编码器测量升降杆上升和下降的位移，实现了在升降杆升降的过程中对升降杆位移的测量，测量结构简单，测量精度高；

2）本实用新型通过压力传感器检测升降杆是否触碰地面，当压力小于设定的阈值时控制器控制第一驱动电机停止工作，通过升降杆端部距离基准点的位置和旋转编码器测量得到的位移，从而得到地面与基准点的距离，测量精度高，易于实现自动化测量；

3）本实用新型可通过设定压力传感器的压力的阈值实现对不同类型地面，对不同软硬程度地面的距离测量的调整，适应性更好。

附图说明

图1为本实用新型的实施实例1的立体视图；

图2为本实用新型图1 A处的局部视图；

图3为本实用新型图1 B处的局部视图；

图4为本实用新型的实施实例1升降杆的立体视图；

图5为本实用新型的实施实例1轮子的立体视图；

图6为本实用新型的实施实例1底座的立体视图；

图7为本实用新型的实施实例1电气连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对实用新型进行进一步介绍：

实施实例1：参考图1至图7，一种距离测量装置，包括：控制器2；底座308，所述底座308设有贯通上下表面的升降孔307；升降杆301，所述升降杆301与升降孔307相匹配，所述升降杆301侧表面沿升降杆301长度方向设有条形齿轮302；压力传感器303，所述压力传感器303与升降杆301下端连接，所述压力传感器303与控制器2电连接；第一驱动电机304，所述第一驱动电机304固定安装在底座308上，所述第一驱动电机304的转轴上设有转动齿轮306，所述转动齿轮306的轴线与升降杆301垂直，所述转动齿轮306与条形齿轮302相匹配，所述转动齿轮306与条形齿轮302相齿合，所述第一驱动电机304与控制器2电连接；旋转编码器305，所述旋转编码器305的转轴与第一驱动电机304的转轴同轴，所述旋转编码器305的转轴与第一驱动电机304的转轴固定连接，所述旋转编码器305与控制器2电连接。控制器2可以是Arm、PLC或AVR等微处理器，也可以是Arduino或树莓派等集成好了的电路板，还可以是通用个人或工业计算机。

本实用新型通过第一驱动电机304带动升降杆301升降，并通过旋转编码器305测量升降杆301上升和下降的位移，实现了在升降杆301升降的过程中对升降杆301位移的测量，测量结构简单，测量精度高；通过压力传感器303检测升降杆301是否触碰地面，当压力小于设定的阈值时控制器2控制第一驱动电机304停止工作，通过升降杆301端部距离基准点的位置和旋转编码305器测量得到的位移，从而得到地面与基准点的距离，测量精度高，易于实现自动化测量；可通过设定压力传感器303的压力的阈值实现对不同类型地面，对不同软硬程度地面的距离测量的调整，适应性更好。

进一步地，还包括：通信模块5，所述通信模块5与控制器2电连接。

通信模块5可以是4G模块或WIFI模块，通过通信模块5可以将测量结果发送到远程终端。

进一步地，还包括：上限位块309，所述上限位块309固定连接在升降杆301上端，所述上限位块309直径大于升降孔307直径；下限位块311，所述下限位块311固定连接在升降杆301下端，所述下限位块311直径大于升降孔307直径。

上限位块309可阻挡升降杆301向下运动时脱出升降孔307，下限位块311可阻挡升降杆301向上运动时脱出升降孔307。

进一步地，还包括：向下停止开关310，所述向下停止开关310设置在上限位块309下表面，所述向下停止开关310沿底座308上表面法线的投影位于底座308上表面，所述向下停止开关310与控制器2电连接；向上停止开关312，所述向上停止开关312设置在下限位块311上表面，所述向上停止开关312沿底座308下表面法线的投影位于底座308下表面，所述向上停止开关312与控制器2电连接。

向下停止开关310可避免升降杆301向下运动时上限位挡块309被撞坏，下限位块311可避免升降杆301向上运动时下限位挡块311被撞坏。

实施实例2：参考图1至图7，一种草坪高度测量装置，包括：车体1；控制器2；地面距离测量装置，所述地面距离测量装置与控制器2电连接；草坪距离测量装置，所述草坪距离测量装置与控制器2电连接。控制器2可以是Arm、PLC或AVR等微处理器，也可以是Arduino或树莓派等集成好了的电路板，还可以是通用个人或工业计算机。

本实用新型通过车体1移动实现对不同地点的草坪进行测量；通过地面距离测量装置先测出距离地面的距离，然后再通过草坪距离测量装置测出距离草面的距离，然后通过控制器计算出草坪高度，从而实现对草坪高度自动化测量，大量测量点的测量速度更快，测量精度更高。

进一步地，还包括：通信模块5，所述通信模块5与控制器2电连接。

通信模块5可以是4G模块或WIFI模块，通过通信模块5可以将测量结果发送到远程终端。

进一步地，所述地面距离测量装置包括：底座308，所述底座308固定连接在车体1上，所述底座308设有贯通上下表面的升降孔307；升降杆301，所述升降杆301与升降孔307相匹配，所述升降杆301侧表面沿升降杆301长度方向设有条形齿轮302；压力传感器303，所述压力传感器303与升降杆301下端连接，所述压力传感器303与控制器2电连接；第一驱动电机304，所述第一驱动电机304固定安装在底座308上，所述第一驱动电机304的转轴上设有转动齿轮306，所述转动齿轮306的轴线与升降杆301垂直，所述转动齿轮306与条形齿轮302相匹配，所述转动齿轮306与条形齿轮302相齿合，所述第一驱动电机304与控制器2电连接；旋转编码器305，所述旋转编码器305的转轴与第一驱动电机304的转轴同轴，所述旋转编码器305的转轴与第一驱动电机304的转轴固定连接，所述旋转编码器305与控制器2电连接。

使用时，可通过以下步骤实现地面与底座308上表面的距离的自动化测量，测量自动化程度高，精度更高。

S1、控制器2控制第一驱动电机304转动使升降杆301向下运动直到压力传感器303信号超过压力阈值p1或向下停止开关310开启或关闭；

S2、控制器2接收旋转编码器305发送过来的脉冲数，并通过脉冲数、旋转编码器305参数和转动齿轮306半径值计算升降杆301向下位移量L1；

S3、当升降杆301停止向下运动时，控制器2将升降杆301向下位移量L1与升降杆301下端与底座308上表面的初始距离L0相加得到地面与底座308上表面的距离Lg。

进一步地，还包括：上限位块309，所述上限位块309固定连接在升降杆301上端，所述上限位块309直径大于升降孔307直径；下限位块311，所述下限位块311固定连接在升降杆301下端，所述下限位块311直径大于升降孔307直径。

上限位块309可阻挡升降杆301向下运动时脱出升降孔307，下限位块311可阻挡升降杆301向上运动时脱出升降孔307。

进一步地，还包括：向下停止开关310，所述向下停止开关310设置在上限位块309下表面，所述向下停止开关310沿底座308上表面法线的投影位于底座308上表面，所述向下停止开关310与控制器2电连接；向上停止开关312，所述向上停止开关312设置在下限位块311上表面，所述向上停止开关312沿底座308下表面法线的投影位于底座308下表面，所述向上停止开关312与控制器2电连接。

向下停止开关310可避免升降杆301向下运动时上限位挡块309被撞坏，下限位块311可避免升降杆301向上运动时下限位挡块311被撞坏。

进一步地，所述草坪距离测量装置包括：第二驱动电机313，所述第二驱动电机313固定连接在升降杆301下端，所述压力传感器303通过第二驱动电机313转轴底端与升降杆301下端连接；旋转杆315，所述旋转杆315中部与第二驱动电机313转轴固定连接，所述旋转杆315与第二驱动电机313转轴垂直；转速传感器314，所述转速传感器314安装在第二驱动电机313上，转速传感器314测量第二驱动电机313转轴转速。

使用时，可通过以下步骤实现草面与底座308上表面的距离的自动化测量，测量自动化程度高，精度更高。

S5、控制器2通过恒定电压控制第二驱动电机313转动，同时控制器2控制第一驱动电机304转动使升降杆301向下运动直到转速传感器314测量到的转速低于阈值v1、压力传感器303信号超过压力阈值p1或向下停止开关310开启或关闭；

S6、如果控制器2收到转速传感器314发送过来的转速低于阈值v1，控制器2将升降杆301向下位移量S1与升降杆301下端与底座308上表面的初始距离S0相加得到草面与底座308上表面的距离Sg。

进一步地，所转速传感器314为光电码盘。

光电码盘安装简单，价格便宜，并且对第二驱动电机的干扰较小。

进一步地，所述旋转杆315包括第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆与第二电动底端固定连接，所述第一电动伸缩杆与第二电动底端在同一条直线上，所述第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆与控制器2电连接。

针对不同密度的草，可采取通过控制器2控制旋转杆315伸缩实现对草坪距离测量装置灵敏度的调节。

进一步地，所述车体1的轮子4包括：轴套401，所述轴套401与车体1的轮毂轴承相匹配，所述轴套401转动连接在车体1的轮毂轴承上；辐条杆402，所述辐条杆402包括3根以上，所述辐条一端与轴套401侧部固定连接，所述辐条另一端远离轴套401中心，所述辐条中轴线穿过轴套401中心，所述辐条绕轴套401中轴线均匀分布。

普通轮子在装置工作时会将草坪压塌，可能干扰装置对草坪高度的测量，由于与地面接触的是辐条杆402的端部，与草坪的接触只是一个点，不会压塌大面积的草坪，因此对装置测量草坪高度的干扰较小。

一种草坪高度测量方法，

所述方法包括以下步骤：

S1、控制器2控制第一驱动电机304转动使升降杆301向下运动直到压力传感器303信号超过压力阈值p1或向下停止开关310开启或关闭；

S2、控制器2接收旋转编码器305发送过来的脉冲数，并通过脉冲数、旋转编码器305参数和转动齿轮306半径值计算升降杆301向下位移量L1；

S3、当升降杆301停止向下运动时，控制器2将升降杆301向下位移量L1与升降杆301下端与底座308上表面的初始距离L0相加得到地面与底座308上表面的距离Lg；

S4、控制器2控制第一驱动电机304转动使升降杆301向上运动直到向上停止开关312开启或关闭；

S5、控制器2通过恒定电压控制第二驱动电机313转动，同时控制器2控制第一驱动电机304转动使升降杆301向下运动直到转速传感器314测量到的转速低于阈值v1、压力传感器303信号超过压力阈值p1或向下停止开关310开启或关闭；

S6、如果控制器2收到转速传感器314发送过来的转速低于阈值v1，控制器2将升降杆301向下位移量S1与升降杆301下端与底座308上表面的初始距离S0相加得到草面与底座308上表面的距离Sg；

S7、控制器2将Lg-Sg得到草坪高度H。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种距离测量装置，其特征在于，包括：

控制器（2）；

底座（308），所述底座（308）设有贯通上下表面的升降孔（307）；

升降杆（301），所述升降杆（301）与升降孔（307）相匹配，所述升降杆（301）侧表面沿升降杆（301）长度方向设有条形齿轮（302）；

压力传感器（303），所述压力传感器（303）与升降杆（301）下端连接，所述压力传感器（303）与控制器（2）电连接；

第一驱动电机（304），所述第一驱动电机（304）固定安装在底座（308）上，所述第一驱动电机（304）的转轴上设有转动齿轮（306），所述转动齿轮（306）的轴线与升降杆（301）垂直，所述转动齿轮（306）与条形齿轮（302）相匹配，所述转动齿轮（306）与条形齿轮（302）相齿合，所述第一驱动电机（304）与控制器（2）电连接；

旋转编码器（305），所述旋转编码器（305）的转轴与第一驱动电机（304）的转轴同轴，所述旋转编码器（305）的转轴与第一驱动电机（304）的转轴固定连接，所述旋转编码器（305）与控制器（2）电连接。

2.根据权利要求1所述的距离测量装置，其特征在于，还包括：

通信模块（5），所述通信模块（5）与控制器（2）电连接。

3.根据权利要求2所述的距离测量装置，其特征在于，还包括：

上限位块（309），所述上限位块（309）固定连接在升降杆（301）上端，所述上限位块（309）直径大于升降孔（307）直径；

下限位块（311），所述下限位块（311）固定连接在升降杆（301）下端，所述下限位块（311）直径大于升降孔（307）直径。

4.根据权利要求3所述的距离测量装置，其特征在于，还包括：

向下停止开关（310），所述向下停止开关（310）设置在上限位块（309）下表面，所述向下停止开关（310）沿底座（308）上表面法线的投影位于底座（308）上表面，所述向下停止开关（310）与控制器（2）电连接；

向上停止开关（312），所述向上停止开关（312）设置在下限位块（311）上表面，所述向上停止开关（312）沿底座（308）下表面法线的投影位于底座（308）下表面，所述向上停止开关（312）与控制器（2）电连接。

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