一種可變角度的滑軌式光學(xué)測量裝置和測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及測量領(lǐng)域，具體涉及光學(xué)測距測長領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前能遠(yuǎn)距離測量距離的設(shè)備，主要有激光測距儀和望遠(yuǎn)鏡測距儀。前者通過測量光往返于測量設(shè)備和被測物體的時間，再應(yīng)用已知的空氣中的光速來計算出測量距離；后者通過在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)安裝帶刻度的分劃板，并根據(jù)觀察到的常見物體的尺寸和在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的影像占據(jù)的刻度尺寸來按比例估算距離，同時也可估算觀察到的其他物體的高度或長度尺寸。由于激光測距儀需要接收反射回來的光，所以被測物體表面需要與測量時發(fā)出的光基本垂直，并且其表面要有一定的反光性能。這就限制了其使用范圍和操作的便捷性。望遠(yuǎn)鏡測距儀(測距望遠(yuǎn)鏡)需要估計一個目標(biāo)物的尺寸，并做等比例計算，實際并不能準(zhǔn)確測量距離。專利201420808695.1披露一種測量設(shè)備，其采用兩束固定距離的平行光標(biāo)定測量物體，并根據(jù)測量圖像上被測物體與光點距離的比例計算被測物體。采用兩束固定距離的平行光標(biāo)定測量物體并測量物體的方法不能測量被測物與測量點的距離，而且當(dāng)被測物體與測量方向不垂直時測量偏差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決光學(xué)測距測長偏差較大，或?qū)y距標(biāo)的物具有選擇性的問題。
[0004]本發(fā)明提出了一種可變角度的滑軌式光學(xué)測量裝置，包含支撐架與激光發(fā)射器，激光發(fā)射器安裝于支撐架上;所述的激光發(fā)射器為點光源發(fā)射器，所述激光發(fā)射器包括第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器、第三激光發(fā)射器和第四激光發(fā)射器;其中第一激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器發(fā)出的光線相互平行，第三激光發(fā)射器與第四激光發(fā)射器發(fā)出的光線呈一定角度，所述角度的角平分線與第一激光發(fā)射器或第二激光發(fā)射器發(fā)出的光線重合;所述的支撐架的設(shè)有安裝柱，所述的激光發(fā)射器置于安裝柱內(nèi)；所述的安裝柱包含第一安裝柱、第二安裝柱、第三安裝柱與第四安裝柱;所述的第二安裝柱固定在支撐架上，所述的第三安裝柱、第四安裝柱分別設(shè)于以第二安裝柱的柱心線為角平分線的可變夾角的活動構(gòu)件上，第三安裝柱與第四安裝柱的柱心線以第二安裝柱的柱心線為角平分線;所述的第一安裝柱與第二安裝柱的柱心線相互平行;所述支撐架的架身為長方體形，支撐架上設(shè)有導(dǎo)軌、滑塊與墊塊，導(dǎo)軌與墊塊之間的距離小于滑塊的寬度尺寸;所述的導(dǎo)軌固定在支撐架的架身上，所述的滑塊與導(dǎo)軌匹配，可沿導(dǎo)軌滑動;所述的第一安裝柱固定于滑塊上。
[0005]進(jìn)一步的，對應(yīng)各個安裝柱還設(shè)有若干組調(diào)節(jié)孔，每一組調(diào)節(jié)孔均為兩個，分別設(shè)于對應(yīng)安裝柱側(cè)壁的中部與安裝柱側(cè)壁的外端。
[0006]進(jìn)一步的，所述支撐架的架身設(shè)有外部件的連接孔或連接槽。
[0007]進(jìn)一步的，所述的支撐架背側(cè)還設(shè)有刻度尺。
[0008]本發(fā)明還提出了一種光學(xué)測量方法，包含以下步驟:將激光發(fā)射器發(fā)射的光線照射到被測物體上，使第三激光發(fā)射器與第四激光發(fā)射器在被測物體上照射光斑的連線與所需測的線段方向相互平行，再用適當(dāng)放大倍數(shù)并帶有分劃刻度的望遠(yuǎn)鏡觀測被測物體以及在物體上由激光照射形成的光斑，或者用適當(dāng)焦距的相機拍攝被測物體及其表面上由激光照射形成的光斑，然后通過望遠(yuǎn)鏡中分劃板上的刻度測量光斑間距，或直接測量未經(jīng)編輯變形的照片上的光斑間距;再通過對應(yīng)的計算方法測算出被測物體的尺寸以及被測物體與激光發(fā)射器之間的距離;為清楚的表述計算方法，定義:第二激光發(fā)射器與由第二激光發(fā)射器發(fā)出光線照射在被測物體上光斑的距離為F;第一激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器發(fā)出的激光間距為L;第三激光發(fā)射器與第四激光發(fā)射器發(fā)出的光線所成夾角為2*A，其角平分線與同第一激光發(fā)射器或第二激光發(fā)射器發(fā)出的光線重合;第一激光發(fā)射器或第二激光發(fā)射器發(fā)出光線的垂直面與被測物體表面的夾角為B;經(jīng)過望遠(yuǎn)鏡的分劃板刻度或由未經(jīng)編輯變形照片上直接測量的:被測物體尺寸為H、第一激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器的照射光斑間距為a、第三激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器的照射光斑間距為b、第四激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器的照射光斑間距為c;所述的計算方法如下:
[0009]①當(dāng)?shù)谝患す獍l(fā)射器或第二激光發(fā)射器發(fā)出的光束與被測物體基本垂直時，被測物體的實際尺寸為:L*H/a;第三激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器在被測物體的照射光斑間的實際尺寸為:L*b/a;第二激光發(fā)射器與由第二激光發(fā)射器發(fā)出光線照射在被測物體上光斑的距離為 F=(L*b/a)*ctgA;
[0010]②當(dāng)?shù)谝患す獍l(fā)射器或第二激光發(fā)射器發(fā)出的光束與被測物體不垂直，而是其垂直面與被測物體表面有一定夾角13時，夾角13可以通過0/^ =丨84*(00813+8；[1113打8(4+13))*(sinB+cosB/tgA)公式計算得出;被測物體的實際尺寸為:(L*H/a)/cosB;
[0011]第三激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器在被測物體的照射光斑間的實際尺寸為:(L*b/a)/cosB；
[0012]第二激光發(fā)射器與由第二激光發(fā)射器發(fā)出光線照射在被測物體上光斑的距離為F=(L*b/a)*(ctgA+tgB)。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014]⑴不僅能夠測量被測物與測量點之間的距離、同時還能測量被測物的長度、高度等尺寸以及被測物體與測量方向的夾角。
[0015]⑵可以通過滑塊調(diào)整第一激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器之間的間距，能適應(yīng)不同的被測物體的尺寸。
[0016]⑶支撐架上具有刻度尺，對于讀取平行光點之間的實際間距非常方便。
[0017]⑷采用了確定間距的平行光束、以及確定發(fā)射角的發(fā)射光束對被測物體進(jìn)行照射、標(biāo)定，使得測量結(jié)果更加準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0018]附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖2為本發(fā)明的底視圖。
[0020]附圖3為本發(fā)明的后視圖局部。
[0021]附圖4為平行光線與被測物體表面垂直情況時的光路示意圖。
[0022]附圖5為平行光線與被測物體表面不垂直時的光路示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合實施例與附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
[0024]實施例一
[0025]如圖1所示，一種可變角度的滑軌式光學(xué)測量裝置，包含支撐架100與激光發(fā)射器，所述的激光發(fā)射器為點光源激光發(fā)射器;所述的支撐架100設(shè)有安裝柱、墊塊800與導(dǎo)軌600;所述的導(dǎo)軌600固定在支撐架上，導(dǎo)軌上設(shè)有匹配的滑塊700，滑塊700可沿導(dǎo)軌滑動；所述的安裝柱包含第一安裝柱200、第二安裝柱300、第三安裝柱400與第四安裝柱500;所述的第一安裝柱200固定于滑塊700上，所述的第二安裝柱300固定在墊塊800上，所述的第三安裝柱400、第四安裝柱500分別設(shè)于以第二安裝柱300的柱心線為角平分線的可變夾角的活動構(gòu)件1000上，通過活動構(gòu)件1000可改變第三安裝柱400與第四安裝柱500之間的夾角；第三安裝柱400與第四安裝柱500的柱心線以第二安裝柱300的柱心線為角平分線，且均在同一平面上;第三安裝柱400上設(shè)有定位柱1200，第四安裝柱上設(shè)有活動導(dǎo)塊1100，活動導(dǎo)塊1100上設(shè)有導(dǎo)槽，定位柱1200限位于導(dǎo)槽內(nèi)；所述的第一安裝柱200與第二安裝柱300的柱心線相互平行;所述的激光發(fā)射器包含第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器、第三激光發(fā)射器和第四激光發(fā)射器，分別安裝于第一安裝柱、第二安裝柱、第三安裝柱與第四安裝柱內(nèi)；其中第一激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器發(fā)出的光線相互平行，第三激光發(fā)射器與第四激光發(fā)射器發(fā)出的光線呈固定角度，所述固定角度的角平分線與第一激光發(fā)射器或第二激光發(fā)射器發(fā)出的光線重合;對應(yīng)各個安裝柱還設(shè)有若干組調(diào)節(jié)孔900，每一組調(diào)節(jié)孔均為兩個，分別設(shè)于對應(yīng)安裝柱側(cè)壁的中部與安裝柱側(cè)壁的外端，在調(diào)節(jié)孔可連接調(diào)節(jié)螺栓，以固定激光發(fā)射器且能夠?qū)す獍l(fā)射器的位置進(jìn)行調(diào)整，防止其傾斜;支撐架的架身還設(shè)有外部件的連接孔1300，通過連接孔可以安裝相機或其它照片成像的設(shè)備;在支撐架背側(cè)還設(shè)有刻度尺1400，通過刻度尺1400可方便的讀出第一激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器之間的間距。
[0026]如圖4、圖5所示，本發(fā)明還提出了一種光學(xué)測量方法，包含以下步驟:將激光發(fā)射器發(fā)射的光線照射到被測物體上，使第三激光發(fā)射器與第四激光發(fā)射器在被測物體上照射光斑的連線與所需測的線段方向相互平行，再用適當(dāng)放大倍數(shù)并帶有分劃刻度的望遠(yuǎn)鏡觀測被測物體以及在物體上由激光