CN213657805U - 一种校准系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种校准系统，涉及检测技术领域，以便在校正测距仪时，使测距仪校正精度提高、使测距仪校正过程简便并且省时省力。该校准系统用于校准测距仪，该校准系统包括：与测距仪通信的控制器、校准平台以及与控制器通信的调距装置。校准平台具有参考基面，该参考基面为测距仪提供稳定的被测基面，对测量结果的准确性提供了保障。调距装置与控制器通讯连接，控制器可以控制调距装置，使得对测距仪的调节从人工调节转变为机器调节，使测距仪的调节过程更加精确。并且控制器获取调距装置的第一距离数据以及，获取测距仪的第二距离数据，可以通过数据比较获得测距仪所测数据的偏差具体是偏大、偏小或适中，最终可以根据该偏差对测距仪进行校准。

Description

一种校准系统

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种校准系统。

背景技术

测距仪是一种测量长度或者距离的工具。为了保证测距仪的测量精度，需要对其测量精度进行校准。

目前，对于测距仪精度的校准，为选定一个固定场地，在场地内设置起始测量点和被测靶，并以人工测量的方式确定起始测量点与被测靶的距离。之后通过测距仪测量起始测量点到被测靶的距离读数，比较该距离读数和被测靶的距离判断测距仪是否准确。

然而，采用人工校准测量的方式，其校准精度差，校准过程繁琐并费时费力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种校准系统，以便在校正测距仪时，使测距仪校正精度提高、使测距仪校正过程简便并且省时省力。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种校准系统，用于校准测距仪，该校准系统包括：与测距仪通信的控制器、校准平台以及与控制器通信的调距装置。校准平台具有参考基面。调距装置与测距仪固定连接，用于在控制器的控制下调节测距仪与参考基面之间的第一距离。其中，测距仪用于测量自身与参考基面之间的第二距离。控制器基于第一距离和第二距离，生成测距仪的校准方案。

与现有技术相比，本实用新型提供的校准系统中，包括校准平台以及与测距仪和调距装置通信的控制器。校准平台具有参考基面，该参考基面为测距仪提供稳定的被测基面，对测量结果的准确性提供了保障。调距装置与控制器通讯连接。本实用新型通过控制器控制调距装置，相对于现有技术中采用人工校准方式，可以使测距仪的调节过程更加精确。并且控制器可以根据获取的第一距离以及第二距离，准确的获得测距仪所测数据的偏差，根据该偏差生成测距仪的校准方案，相对于现有的人工校准方式，可以进一步的提高校准精确度。

附图说明

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

图1为本实用新型实施例中一种校准系统的立体图；

图2为本实用新型实施例中一种校准系统的主要结构示意图。

附图标记：

1、校准平台， 2、参考基, 3、测距仪，

4、调距装置， 5、伺服电机， 6、安装座，

7、直线导轨, 8、支架， 9、水平调节机构，

10、温度湿度调节器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

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个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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实用新型中的具体含义。

测距仪是一种测量长度或者测量距离的工具。现有测距仪有许多种类，例如，红外线测距仪、激光红外测距仪和超声波测距仪。可以理解，随着测距仪的使用，会使测距仪在测距过程中产生误差。例如，对仪器的使用不当或维护不好产生的误差。又或者电子元件老化造成仪器精度降低及仪器加常数变化产生的误差。

针对上述问题，本实用新型提供一种校准系统，用于校准测距仪3，该校准系统包括：与测距仪3通信的控制器、校准平台1以及与控制器通信的调距装置4。如图1所示，校准平台1具有参考基面2。该参考基面2作为测距仪3的测量表面。其表面平整度越高，则测距仪3的测量准确度越高。该校准平台1的材质可以根据需要选择，本实用新型不对其进行限定。为了使该测距仪3的测量表面具有较高的平整度，校准平台1可以为大理石平台或铸铁平台。

在本实用新型实施例中，上述校准平台1可以采用多种放置方式。例如，校准平台1可以水平设置，此时，校准平台1的参考基面2与水平方向平行。又例如，校准平台1侧放，此时，校准平台1的参考基面2与重力方向垂直。又例如，校准平台1侧放，此时，校准平台1的参考基面2与重力方向垂直。

如图1所示，上述调距装置与测距仪3固定连接，用于在控制器的控制下调节测距仪3与参考基面2之间的第一距离。其中，测距仪3用于测量自身与参考基面2之间的第二距离。控制器基于第一距离和第二距离，生成测距仪3的校准方案。上述调距装置4需要具备调距的功能，控制器控制调距装置4将测距仪3移动一定距离量，该距离用于确定测距仪3与参考基面2之间相距的第一距离。第一距离确定后，只需再获得测距仪3的第二距离，将该第二距离与第一距离做比对，即可知晓测距仪3的精度误差。例如，当第一距离与第二距离之间的偏差较大时，表示测距仪的测量误差值偏大。相反的，当第一距离与第二距离之间的偏差较小时，表示测距仪的测量误差值较小。

上述调距装置4可以根据需要选择，本实用新型不对其进行限定。例如，调距装置4可以选择气缸、传动连接的直线传动机构和伺服电机5。当调距装置4选择气缸时，通过调整气缸的活塞杆的伸缩量，来调整测距仪与参考基面之间的第二距离。当调距装置4选择传动连接的直线传动机构和伺服电机5时，直线传动机构与测距仪3固定连接，伺服电机5与控制器电连接。在工作时，使用控制器控制伺服电机5驱动直线传动机构，伺服电机5驱动直线传动机构输出一个直线距离，该直线距离即为直线传动机构调节测距仪3移动的距离量。

具体的，上述直线传动机构可以根据需要进行选择，此处不进行限定，例如直线传动机构可以选择滚珠丝杠螺母副、传动带以及相互啮合的齿轮和齿条中的任意一个。

当直线传动机构为滚珠丝杠螺母副时，如图1所示，测距仪3固设在滚珠丝杠螺母副的螺母上，伺服电机5与滚珠丝杠螺母副的动力输入端传动连接。伺服电机5带动滚珠丝杠螺母副的丝杠转动，从而使固定在螺母上的测距仪3与参考基面2之间的距离发生变化。

当直线传动机构为传动带时，伺服电机5与传动带传动连接，测距仪3固定在传动带上。工作时，伺服电机5带动传动带转动，从而使固定在传动带上的测距仪与参考基面2之间的距离发生变化。

当直线传动机构为相互啮合的齿轮和齿条时，伺服电机5与齿轮传动连接，齿轮与齿条啮合，齿条与参考基面2垂直，测距仪3固定在齿条上。工作时，伺服电机5带动齿轮转动，齿轮带动齿条，从而使测距仪3与参考基面2之间的距离发生变化。

如图1所示，在使用的过程中，可以采用调距装置4将测距仪3调节到距离参考基面2的第一距离处的位置，该第一距离可以根据需要进行选择，此处不进行限定。例如，第一距离可以是200毫米、220毫米、400毫米、1000毫米或1500毫米。之后使用测距仪3测量其到参考基面2之间的第二距离，并将该第二距离发送给控制器，控制器将该第二距离与第一距离做比较，以确定出测距仪3是否具有测量误差。上述第一距离可以调节多次，最终经过多次比较后，确定出测距仪3的准确误差，并最终对测距仪3进行校准调节。

上述调距装置4在调节测距仪3与参考基面2之间的距离时，校准平台1、调距装置4和测距仪3可以有如下三种可能：

1、如图1所示，校准平台1固定设置，调距装置4驱动测距仪3接近或远离校准平台1。由于校准平台1的固定设置，校准平台1的精度得以保证进而增加了测距仪3在校准时的校准精度。

2、测距仪3固定设置，调距装置4调节校准平台1接近测距仪3。可以理解，将测距仪3固定设置，可以有效避免测距仪3的测量端由于振动发生偏差的问题。进而提高了测距仪3的校准精度。

3、调距装置4驱动测距仪3和校准平台1同时相互靠近。其增加了测距仪3和校准平台1之间的调距速度，可以更快的调节测距仪3和校准平台1之间的接近或远离，使调距过程速度加快。最终增加了校准测量的效率。

由上可见，上述参考基面为测距仪提供稳定的被测基面，对测量结果的准确性提供了保障。调距装置与控制器通讯连接，控制器可以控制调距装置，使得对测距仪的调节从人工调节转变为机器调节，使测距仪的调节过程更加精确。并且控制器获取调距装置的第一距离以及，获取测距仪的第二距离，可以通过第一距离和第二距离的比较获得测距仪所测数据的偏差，最终可以根据该偏差对测距仪进行校准。由于该校准系统无需人工参与，故利用该校准系统进行校准使得校准过程省时省力。

作为一种可能的实现方式，为了保证校准系统的校准精度，上述调距装置4的偏差率小于0.002％。在实际使用中，调距装置4在尺寸上不能做的过大，否则会使整个校准系统太过庞大而不方便运输。例如，现有的校准测量方法，是在一个场地内，将测距仪和被测靶相隔20米、50米或100米远放置。而整个校准系统的长度如果也做成20米、50米或100米长，则校准系统的造价会非常高。需要将调距装置4小型化。但为了确保校准系统的测量精度，在将调距装置4小型化的前提下，可以将调距装置4的偏差率控制在0.002％以下。其即保证校准系统的小型化，同时减小校准系统的长度以及使校准系统更易于产品化。

作为一种可能的实现方式，上述校准系统包括安装座6，安装座6设在直线传动机构的调节端，测距仪3设置在安装座6上。在将测距仪3固定在调距装置4的调节端时，即要保证测距仪3与上述调节端固定，还要保证测距仪3的测量端正对参考基面2，其安装过程较为复杂。因此可以在直线传动机构的调节端安装一个安装座6，测距仪3可以卡接或可拆卸固定在该安装座6上。因此安装座6的设置，可以使测距仪3安装过程简便，提升了测距仪3的测量效率。

在一些实施例中，安装座6具有校正平面，该校正平面与参考基面2平行。为了提高测距仪3所测量的距离的准确性，可以在安装座6上设置一个校正平面，该校正平面用于校正测距仪3的测量端。使用时，将测距仪3与该校正平面垂直设置，由于该校正平面与参考基面2平行，因此测距仪3与参考基面2垂直。

在一实例中，测距仪3可以选择的型号包括迪马斯Dimetix-DAE-10-050、晓宇C100的测距仪3。

在一些实施例中，安装座6上具有与测距仪3的测量端匹配的通孔，该通孔用于允许测距仪3的测量端的测量介质正常通过。使用时，将测距仪3的测量端与上述通孔对准，使测距仪3的测量端的测量介质能穿过通孔并射向参考基面2。上述通孔的设置可以使测距仪3在安装至安装座6上时，能够直接读出其与参考基面2之间的距离。

作为一种可能的实现方式，如图2所示，上述校准系统还包括与校准平台1固定设置的直线导轨7，直线导轨7的延伸方向与参考基面2垂直，安装座6与直线导轨7滑动连接。在调距装置4驱动测距仪3运动时，为防止安装座6由于振动、旋转等原因导致测距仪3出现位置偏差。因此采用直线导轨7为安装座6提供稳定导向的作用。直线导轨7的使用保证安装座6的稳定，提升了测距仪3的测量精度，最终提升了测距仪3的测量校准。

作为一种可能的实现方式，如图2所示，上述直线传动机构的传动方向与参考基面垂直。测距仪3在直线传动机构的驱动下接近或远离参考基面2的过程中，由于直线传动机构的传动方向垂直于参考基面2，因此测距仪3的测量端始终正对其正下方的参考基面2上一点，并以该点为终点进行测量。在此情况下，参考基面2的表面平整度对测距仪3的测量精度影响较小，使得校准系统对校准平台1的精度要求降低。本实用新型的直线传动机构可以为传动精度较高的直线传动机构。例如，直线传动机构的传动精度为0～0.05mm/m。作为一种可能的实现方式，上述校准系统还包括支架8，调距装置4与支架8固定，支架8与校准平台1相对固定。支架8与校准平台1的相对固定方式可以相互固定；或者校准平台1固定在地面，支架8也固定在地面；但不限于此。调距装置4与校准平台1的相对固定，可以确保测距仪3在调距装置4的驱动下，可以稳定的接近或远离校准平台1的参考基面2。增加了测距仪3的测量精度。该支架8可以根据需要选择，本实用新型不对其放置面的精度进行限定。例如，支架8的放置面的的水平度与水平面相比，偏差小于0.05度。

作为一种可能的实现方式，上述校准系统包括水平调节机构9，校准平台1设在水平调节机构9的一侧，水平调节结构用于对校准平台1的水平度进行调节。在校准平台1安放时，地面并非一个光滑平面，地面具有许多凸起或凹陷。为了保证校准平台1的参考基面2的水平度，采用水平调节机构9对校准平台1的方位进行调节，保证参考基面2的的水平度。基于此，增加了测距仪3的测量精度。上述水平调节机构9可以根据需要进行选择，水平调节机构9可以是脚杯、水平调节支撑轮或水平调节装置。当水平调节机构9为水平调节装置时，水平调节装置可以是GN360水平调节装置。

作为一种可能的实现方式，上述当测距仪3为声波测距仪时，校准系统还包括温度湿度调节器10，校准平台1、安装座6以及调距装置4均位于温度湿度调节器10的调节范围内。采用声波测距仪进行测距时，环境温度为0-40摄氏度时，声速变化约为331.4m/s～354.85m/s。声音在不同介质种的传播速度也会产生不同变化。因此为校准系统外部安装温度湿度调节器10，对校准系统范围内的温湿度进行控制，保证测距仪3测量环境的一致性，最终增加了测距仪3的测量精度。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种校准系统，其特征在于，用于校准测距仪，所述校准系统包括：与所述测距仪通信的控制器；

校准平台，所述校准平台具有参考基面；

以及与所述控制器通信的调距装置，所述调距装置与所述测距仪固定连接，用于在控制器的控制下调节所述测距仪与所述参考基面之间的第一距离；

其中，所述测距仪用于测量自身与参考基面之间的第二距离；

所述控制器基于所述第一距离和所述第二距离，生成所述测距仪的校准方案。

2.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于，所述调距系统的偏差率小于0.002％。

3.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于，所述调距装置包括传动连接的直线传动机构和伺服电机，所述直线传动机构与所述测距仪固定连接，所述伺服电机与所述控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的校准系统，其特征在于，所述直线传动机构为滚珠丝杠螺母副、传动带或相互啮合的齿轮和齿条。

5.根据权利要求3所述的校准系统，其特征在于，所述调距装置还包括安装座，所述安装座设在所述直线传动机构的调节端，所述测距仪设置在所述安装座上。

6.根据权利要求5所述的校准系统，其特征在于，所述校准系统还包括与所述校准平台固定设置的直线导轨，所述直线导轨的延伸方向与所述参考基面垂直，所述安装座与所述直线导轨滑动连接。

7.根据权利要求3所述的校准系统，其特征在于，所述直线传动机构的传动方向与所述参考基面垂直。

8.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于，所述校准系统包括支架，所述调距装置与所述支架固定，所述支架与所述校准平台相对固定。

9.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于，所述校准系统包括水平调节机构，所述校准平台设在所述水平调节机构的一侧，所述水平调节结构用于对所述校准平台的水平度进行调节。

10.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于，当所述测距仪为声波测距仪时，所述校准系统还包括与所述控制器通信的温度湿度调节器，所述校准平台以及所述调距装置均位于所述温度湿度调节器的调节范围内。

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