專(zhuān)利名稱：直讀式激光高度測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高度測(cè)量?jī)x器，特別是一種直讀式激光高度測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的高度測(cè)量?jī)x器，如文獻(xiàn)I中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01110197568. 6公開(kāi)的高度測(cè)量?jī)x，包括承載架、可調(diào)式支腳、角度測(cè)量裝置、顯示裝置、激光發(fā)射器，其特征在于，還包括微處理器，其中，承載架的下端面設(shè)置有若干用于調(diào)節(jié)水平的可調(diào)適支架，承載架的上端設(shè)置有激光發(fā)射器，激光發(fā)射器與承載架之間通過(guò)鉸接方式相連，激光發(fā)射器可繞鉸接軸180度旋轉(zhuǎn)，激光發(fā)射器與水平面的角度由角度測(cè)量裝置獲得，角度測(cè)量裝置獲得角度值輸入微處理器，微處理器同時(shí)接收用于得到高度大小的參數(shù)，在接收所需的參數(shù)后，微處理器自動(dòng)運(yùn)行，處理得到建筑物的高度大小，并在顯示裝置上顯示出來(lái)。工作原理是將本發(fā)明裝置水平調(diào)節(jié)，距離地面的高度為h，在位置一處，位置一與建筑物之間的水平距離為L(zhǎng)，此時(shí) 調(diào)節(jié)激光發(fā)射器角度，使得激光發(fā)射器發(fā)出的激光射在建筑物的頂端，角度測(cè)量裝置記錄下此時(shí)激光發(fā)射器與水平面之間的角度為α ;然后，將本發(fā)明裝置移到位置二處，位置一和位置二之間的距離為S，激光發(fā)射器發(fā)出的激光射在建筑物的頂端，角度測(cè)量裝置記錄下此時(shí)激光發(fā)射器與水平面之間的角度為β，兩次角度α和β，兩個(gè)距離h和L，一個(gè)高度h均輸入微處理器，微處理器中存儲(chǔ)有建立的數(shù)學(xué)模型由方程組=Sin α/Η = Cos a /L (公式一)，Sini3/H = Cos β/(L-S)(公式二)。由上述兩個(gè)方程可得到建筑物高度H，H =Sin β / (tan β cot a -l)+h(公式三),微處理器則根據(jù)公式三,運(yùn)算獲得建筑物的高度。文獻(xiàn)I公開(kāi)的這種高度測(cè)量?jī)x，一方面由于其需要在兩個(gè)位置進(jìn)行兩次角度α和β、三個(gè)距離h和L及S的測(cè)量，先后5次測(cè)量產(chǎn)生的測(cè)量誤差必然使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差均因測(cè)量次數(shù)的增加而加大，影響了測(cè)量結(jié)果的正確性另一方面其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅使用和維護(hù)難度大，而且制造難度高、造價(jià)不菲，難以普及使用。由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)易實(shí)用，直觀方便的直讀式激光高度測(cè)量?jī)x是必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)易實(shí)用，直觀方便的直讀式激光高度測(cè)量?jī)x。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種直讀式激光高度測(cè)量?jī)x,包括底座,位于底座下面的I個(gè)固定腳、2個(gè)帶有調(diào)節(jié)螺母的可調(diào)腳，固定于底座面板中央的氣泡水平儀，其特征是設(shè)計(jì)有垂直于底座面板、固定在底座上的立柱，平行于底座面板、配置在立柱上端的轉(zhuǎn)軸，盤(pán)中心活動(dòng)地套接在轉(zhuǎn)軸上的圓形刻度盤(pán)，依據(jù)刻度盤(pán)中心與被測(cè)目標(biāo)物底部水平間距而標(biāo)定的高度讀數(shù)刻度，活動(dòng)地套接在刻度盤(pán)后面、與其同一轉(zhuǎn)軸上的手柄，緊靠刻度盤(pán)邊緣、且固定于手柄上的激光發(fā)射器，沿刻度盤(pán)徑向發(fā)射的、緊貼刻度盤(pán)盤(pán)面的紅色激光束。本發(fā)明的目的還可以采取如下的進(jìn)一步技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)所述依據(jù)刻度盤(pán)中心與被測(cè)物體底部水平間距而標(biāo)定的高度讀數(shù)刻度中的標(biāo)定，是指依據(jù)算式H = L tan a +Hci計(jì)算標(biāo)定,式中,H是指經(jīng)過(guò)刻度盤(pán)盤(pán)面中心的紅色激光束的光點(diǎn)，對(duì)準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)時(shí)測(cè)得的高度值山是指刻度盤(pán)中心與被測(cè)目標(biāo)物底部之間的水平間距；α是指紅色激光束的光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)時(shí)，激光束與水平線之間的夾角是指紅色激光束的光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)時(shí)，刻度盤(pán)中心與被測(cè)目標(biāo)物底部之間的垂直高度，也就等于刻度盤(pán)盤(pán)面中心到底座下面地面的垂直距離。所述高度讀數(shù)刻度中優(yōu)選L為100厘米、300厘米、500厘米、700厘米時(shí)計(jì)算標(biāo)定的讀數(shù)刻度。上述設(shè)計(jì)的技術(shù)效果是當(dāng)選定刻度盤(pán)中心與被測(cè)目標(biāo)物底部之間的水平間距為優(yōu)選的距離時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄及其上的激光發(fā)射器，使紅色激光束通過(guò)刻度盤(pán)中心，并同時(shí)將此激光束的光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)，此時(shí)紅色激光束在刻度盤(pán)盤(pán)面上投影中的高度讀數(shù)刻度，即為被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的實(shí)際高度值。顯然，根據(jù)使用需要，也可以選定L為其他合適的數(shù)值后，進(jìn)行同樣的標(biāo)定。所述高度讀數(shù)刻度中的起始讀數(shù)刻度為水平線，最終讀數(shù)刻度為垂直線。該項(xiàng)設(shè)計(jì)的技術(shù)效果是一方面給測(cè)量紅色激光束的光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)時(shí)，激光束與水平線之間的夾角提供基準(zhǔn)水平線；另一方面，可以方便地將上述依據(jù)刻度盤(pán)中心與被測(cè)目標(biāo)物底部4種不同間距的4組不同角度的高度讀數(shù)刻度，分別標(biāo)定在刻度盤(pán)盤(pán)面的4個(gè)不同象限中，當(dāng)測(cè)量前選定L值后，轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤(pán)盤(pán)面，將對(duì)應(yīng)此L值的一組高度讀數(shù)刻度轉(zhuǎn)到右上角 的象限中，然后再進(jìn)行測(cè)量。所述底座面板緊靠水平儀處設(shè)計(jì)有與刻度盤(pán)中心處于同一垂直平面內(nèi)的水平間距測(cè)量起始點(diǎn)，和經(jīng)過(guò)此點(diǎn)與刻度盤(pán)盤(pán)面平行的水平間距測(cè)量線。該項(xiàng)設(shè)計(jì)的技術(shù)效果是簡(jiǎn)化了前述刻度盤(pán)中心與被測(cè)目標(biāo)物底部之間的水平間距的測(cè)量。即用卷尺從測(cè)量起始點(diǎn)起始，沿水平間距測(cè)量線方向，向被測(cè)目標(biāo)物底部延伸測(cè)量得到的數(shù)值，就等于刻度盤(pán)中心與被測(cè)目標(biāo)物底部之間的水平間距。所述轉(zhuǎn)軸端點(diǎn)凸出于刻度盤(pán)盤(pán)面的高度小于紅色激光束的光柱直徑。該項(xiàng)設(shè)計(jì)的技術(shù)效果是防止測(cè)量用紅色激光束光柱被凸出于刻度盤(pán)盤(pán)面的轉(zhuǎn)軸端部遮擋，影響測(cè)量過(guò)程的正常進(jìn)行。所述激光發(fā)射器配置有帶開(kāi)關(guān)的電源。本發(fā)明實(shí)施得到的直讀式激光高度測(cè)量?jī)x的使用方法如下I、測(cè)量?jī)x位置初選首先使用卷尺測(cè)定刻度盤(pán)的中心與被測(cè)目標(biāo)物的水平間距，使之為刻度盤(pán)盤(pán)面上高度讀數(shù)刻度中標(biāo)定時(shí)優(yōu)選的間距，如L為300厘米。此時(shí)整個(gè)直讀式激光高度測(cè)量?jī)x的位置，即為測(cè)量?jī)x初選位置；2、底座面板水平調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)底座下面的2個(gè)帶有調(diào)節(jié)螺母的可調(diào)腳，使底座面板中央的氣泡水平儀上的水準(zhǔn)氣泡處于水準(zhǔn)刻度線之間時(shí)，標(biāo)志著底座面板已經(jīng)調(diào)試成與水平面一致，也就是意味著垂直于底座面板的立柱上端的刻度盤(pán)的中心，處于與底座面板相垂直的豎直平面內(nèi)，底座面板上的水平間距測(cè)量起始點(diǎn)也正是在此同一豎直平面內(nèi)，水平間距測(cè)量線也就必然與刻度盤(pán)盤(pán)面平行；3、測(cè)量?jī)x位置精確選定再次使用卷尺從底座面板上的測(cè)量起始點(diǎn)作為測(cè)量起點(diǎn)，沿水平間距測(cè)量線方向，向被測(cè)目標(biāo)物底部延伸測(cè)量，配合微調(diào)測(cè)量?jī)x位置，使得到的數(shù)值精確達(dá)到刻度盤(pán)盤(pán)面上高度讀數(shù)刻度中標(biāo)定時(shí)優(yōu)選的間距，如L為300厘米，再次微調(diào)氣泡水平儀，使水準(zhǔn)氣泡精確處于水準(zhǔn)刻度線之間。此時(shí)整個(gè)直讀式激光高度測(cè)量?jī)x的位置，即為測(cè)量?jī)x精確選定位置；4、進(jìn)行測(cè)量并直接讀出測(cè)得高度值打開(kāi)激光發(fā)射器電源開(kāi)關(guān)，于是激光發(fā)射器射出紅色激光束；從與底座面板平行的位置，亦即紅色激光束沿刻度盤(pán)盤(pán)面上的水平線刻度的位置發(fā)射光束，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄及其上的激光發(fā)射器，使紅色激光束通過(guò)刻度盤(pán)中心，并同時(shí)將此激光束的光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)，此時(shí)紅色激光束在刻度盤(pán)盤(pán)面上投影中的，從對(duì)應(yīng)于L為300厘米的一組高度讀數(shù)刻度中，就直接讀出測(cè)得高度值。如，激光束對(duì)準(zhǔn)被測(cè)量物體的頂部，激光束由水平線位置轉(zhuǎn)過(guò)的夾角α =30°，由于該組高度讀數(shù)刻度中是根據(jù)算式H=(300tan30° +20)厘米=193. 2厘米=I. 932米標(biāo)定的，式中，20厘米為刻度盤(pán)盤(pán)面中心到底座下面地面的垂直距離。因此，此時(shí)紅色激光束在刻度盤(pán)盤(pán)面上投影中正是在圓盤(pán)上30°位置刻有的I. 932米，即直接讀得被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的高度為I. 932米。本發(fā)明的技術(shù)方案經(jīng)實(shí)施得到的直讀式激光高度測(cè)量?jī)x，經(jīng)試用，與現(xiàn)有技術(shù)相比顯示了如下有益效果I、簡(jiǎn)易實(shí)用、直觀方便。與文獻(xiàn)I所述的高度測(cè)量?jī)x相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，從而有利于 制造成本的減少，價(jià)格的降低，使用的普及；作為數(shù)學(xué)、物理教學(xué)儀器使用時(shí)，在科學(xué)原理上也更加直觀明白；而且也可以使用于建筑物、樹(shù)木等目標(biāo)物的高度測(cè)量。2、測(cè)量結(jié)果正確性較高。與文獻(xiàn)I所述的高度測(cè)量?jī)x需要在兩個(gè)位置，進(jìn)行兩次角度α和β，三個(gè)距離h、L及S的共計(jì)五次測(cè)量相比，本發(fā)明只需在一個(gè)位置進(jìn)行一次距離L的測(cè)量，就可以利用紅色激光束在刻度盤(pán)盤(pán)面上的投影，直接讀出被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的高度值，測(cè)量結(jié)果的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差大為減小，測(cè)量結(jié)果的正確性必然較高。


圖I為符合本發(fā)明主題結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖將本發(fā)明的實(shí)施細(xì)節(jié)說(shuō)明如下如圖I所示，一種直讀式激光高度測(cè)量?jī)x，包括底座1，位于底座下面的I個(gè)固定腳
11、2個(gè)帶有調(diào)節(jié)螺母的可調(diào)腳12、13，固定于底座面板中央的氣泡水平儀2，其特征是設(shè)計(jì)有垂直于底座面板、固定在底座上的立柱3，平行于底座面板、配置在立柱上端的轉(zhuǎn)軸4，盤(pán)中心活動(dòng)地套接在轉(zhuǎn)軸上的圓形刻度盤(pán)5，依據(jù)刻度盤(pán)中心與被測(cè)目標(biāo)物底部水平間距而標(biāo)定的高度讀數(shù)刻度51，活動(dòng)地套接在刻度盤(pán)后面、與其同一轉(zhuǎn)軸上的手柄6，緊靠刻度盤(pán)邊緣、且固定于手柄上的激光發(fā)射器7，沿刻度盤(pán)徑向發(fā)射的、緊貼刻度盤(pán)盤(pán)面的紅色激光束71。如圖I所示，所述高度讀數(shù)刻度中優(yōu)選L為100厘米、300厘米、500厘米、700厘米
時(shí)計(jì)算標(biāo)定的讀數(shù)刻度。所述高度讀數(shù)刻度中的起始讀數(shù)刻度為水平線510，最終讀數(shù)刻度為垂直線519。具體實(shí)施時(shí)，可以將上述依據(jù)刻度盤(pán)中心與被測(cè)目標(biāo)物底部4種不同間距的4組不同角度的高度讀數(shù)刻度，分別標(biāo)定在刻度盤(pán)盤(pán)面的4個(gè)不同象限中，當(dāng)選定L值后，轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤(pán)盤(pán)面，將對(duì)應(yīng)此L值的一組高度讀數(shù)刻度轉(zhuǎn)到右上角的象限中，然后再進(jìn)行測(cè)量。如圖I所示，所述底座面板緊靠水平儀處設(shè)計(jì)有與刻度盤(pán)中心處于同一垂直平面內(nèi)的水平間距測(cè)量起始點(diǎn)14和經(jīng)過(guò)此點(diǎn)與刻度盤(pán)盤(pán)面平行的水平間距測(cè)量線15。所述激光發(fā)射器配置有帶開(kāi)關(guān)的電源。，此項(xiàng)配置為常規(guī)技術(shù)措施，故圖中未畫(huà)出。本發(fā)明作為數(shù)學(xué)、物理教學(xué)儀器使用，也可以使用于建筑物、樹(shù)木等目標(biāo)物的高度測(cè)量。
權(quán)利要求
1.一種直讀式激光高度測(cè)量?jī)x，包括底座(I)，位于底座下面的I個(gè)固定腳(11)、2個(gè)帶有調(diào)節(jié)螺母的可調(diào)腳(12、13)，固定于底座面板中央的氣泡水平儀(2)，其特征是設(shè)計(jì)有垂直于底座面板、固定在底座上的立柱(3)，平行于底座面板、配置在立柱上端的轉(zhuǎn)軸(4)，盤(pán)中心活動(dòng) 地套接在轉(zhuǎn)軸上的圓形刻度盤(pán)(5)，依據(jù)刻度盤(pán)中心與被測(cè)目標(biāo)物底部水平間距而標(biāo)定的高度讀數(shù)刻度(51)，活動(dòng)地套接在刻度盤(pán)后面、與其同一轉(zhuǎn)軸上的手柄￠)，緊靠刻度盤(pán)邊緣、且固定于手柄上的激光發(fā)射器(7)，沿刻度盤(pán)徑向發(fā)射的、緊貼刻度盤(pán)盤(pán)面的紅色激光束(71)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直讀式激光高度測(cè)量?jī)x，其特征是所述依據(jù)刻度盤(pán)中心與被測(cè)物體底部水平間距而標(biāo)定的高度讀數(shù)刻度中的標(biāo)定，是指依據(jù)算式H = L tan a+Htl計(jì)算標(biāo)定，式中，H是指經(jīng)過(guò)刻度盤(pán)盤(pán)面中心的紅色激光束的光點(diǎn)，對(duì)準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)時(shí)測(cè)得的高度值山是指刻度盤(pán)中心與被測(cè)目標(biāo)物底部之間的水平間距；α是指紅色激光束的光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)時(shí)，激光束與水平線之間的夾角是指紅色激光束的光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)時(shí)，刻度盤(pán)中心與被測(cè)目標(biāo)物底部之間的垂直高度，也就等于刻度盤(pán)盤(pán)面中心到底座下面地面的垂直距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直讀式激光高度測(cè)量?jī)x，其特征是所述高度讀數(shù)刻度中優(yōu)選L為100厘米、300厘米、500厘米、700厘米時(shí)計(jì)算標(biāo)定的讀數(shù)刻度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直讀式激光高度測(cè)量?jī)x，其特征是所述高度讀數(shù)刻度中的起始讀數(shù)刻度為水平線(510)，最終讀數(shù)刻度為垂直線(519)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的直讀式激光高度測(cè)量?jī)x，其特征是所述底座面板緊靠水平儀處設(shè)計(jì)有與刻度盤(pán)中心處于同一垂直平面內(nèi)的水平間距測(cè)量起始點(diǎn)(14)，和經(jīng)過(guò)此點(diǎn)與刻度盤(pán)盤(pán)面平行的水平間距測(cè)量線(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直讀式激光高度測(cè)量?jī)x，其特征是所述轉(zhuǎn)軸端點(diǎn)凸出于刻度盤(pán)盤(pán)面的高度小于紅色激光束的光柱直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直讀式激光高度測(cè)量?jī)x，其特征是所述激光發(fā)射器配置有帶開(kāi)關(guān)的電源。
全文摘要
直讀式激光高度測(cè)量?jī)x。屬高度測(cè)量?jī)x器。包括底座及其下面的1個(gè)固定腳、2個(gè)可調(diào)腳，底座面板中央的氣泡水平儀，其特征是設(shè)有垂直固定在底座上的立柱，立柱上端的轉(zhuǎn)軸，活動(dòng)地套接在轉(zhuǎn)軸上的刻度盤(pán)，依據(jù)刻度盤(pán)中心與被測(cè)目標(biāo)物底部水平間距而標(biāo)定的讀數(shù)刻度，活動(dòng)地套接在刻度盤(pán)后面、與其同一轉(zhuǎn)軸上的手柄，緊靠刻度盤(pán)邊緣、且固定于手柄上的激光發(fā)射器，沿刻度盤(pán)徑向發(fā)射的、緊貼刻度盤(pán)盤(pán)面的紅色激光束。讀數(shù)刻度依據(jù)算式H＝Ltanα+H0計(jì)算標(biāo)定，H是被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的高度值；L是刻度盤(pán)中心與目標(biāo)物底部間的水平間距；α是激光束與水平線間的夾角；H0是刻度盤(pán)中心與目標(biāo)物底部間的垂直高度。經(jīng)試用顯示了簡(jiǎn)易實(shí)用、直觀方便；測(cè)量結(jié)果正確性較高。
文檔編號(hào)G01B11/02GK102889857SQ20111019915
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者魏藍(lán)天, 潘恒, 華柏壽 申請(qǐng)人:魏藍(lán)天