[发明专利]包含激光测距仪的水平仪及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及水平测量，特别是涉及包含激光测距仪的水平仪及其测量方法。

背景技术

水平仪是一种测量小角度的常用量具。在机械行业和仪表制造中，用于测量相对于水平位置的倾斜角、机床类设备导轨的平面度和直线度、设备安装的水平位置和垂直位置等。按水平仪的外形不同可分为：万向水平仪，圆柱水平仪，一体化水平仪，迷你水平仪，相机水平仪，框式水平仪，尺式水平仪；按水准器的固定方式又可分为：可调式水平仪和不可调式水平仪。

水平仪的水准管是由玻璃制成，水准管内壁是一个具有一定曲率半径的曲面，管内装有液体，当水平仪发生倾斜时，水准管中气泡就向水平仪升高的一端移动，从而确定水平面的位置。水准管内壁曲率半径越大，分辨率就越高，曲率半径越小，分辨率越低，因此水准管曲率半径决定了水平仪的精度。水平仪主要用于检验各种机床和工件的平面度、直线度、垂直度及设备安装的水平位置等。特别是在测垂直度时，磁性水平仪可以吸咐在垂直工作面上，不用人工扶持，减轻了劳动强度，避免了人体热量辐射带给水平仪的测量误差。

传统技术存在以下技术问题：

现有的水平仪仅能够测量是否水平，而不能够准确地得出倾斜角度。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种水平仪，既可以测量是否水平，还可以准确地得出倾斜角度。

一种水平仪，包括：

第一基准板；

第二基准板，所述第二基准板内设置有水平的第二水准管；

连接板，所述连接板的一端与所述第一基准板垂直，所述连接板的该端与所述第一基准板的中间固定连接，所述连接板的另一端与所述第二基准板的中间铰接，所述铰接处位于所述第二基准板的中心；

激光测距仪，所述激光测距仪位于所述第一基准板的中间；以及

锁紧机构，所述锁紧机构位于所述铰接处。

上述水平仪，利用第二基准板的长度的一半是已知的和所述激光测距仪到所述铰接处的中心的距离是不变的从而也是已知的，加上一定的几何关系的计算(余弦定理、平行线的内错角相等和直角三角形中两个锐角互余等等)，只需要一个激光测距仪，既可以测量是否水平，还可以准确地得出倾斜角度。

在另外的一个实施例中，所述锁紧机构包括穿过所述连接板和所述第二基准板的螺栓和与所述螺栓螺纹配合的螺母。

在另外的一个实施例中，所述激光测距仪包括：

一激光发射器，用于向待测距地发出激光；

一可见光发射器，用于向待测距地发出可见光；

一光线过滤机构，用于接收并过滤待测距地反射的光线；

一接收镜头，用于接收经过光线过滤机构处理的反射光线；以及

一控制组件，该控制组件连接所述激光发射器、可见光发射器，用于获取接收镜头接收的反射光线并根据激光发射器发出的激光与接收到反射光线的时间差获取激光测距仪与待测距地的距离信息。

在另外的一个实施例中，所述控制组件包括一控制芯片、光线传感器和传输模块，所述光线传感器位于所述接收镜头末端以感应反射光线，并将感应信号传输至所述控制芯片。

在另外的一个实施例中，所述控制组件还包括显示器，该显示器连接所述控制芯片用于显示距离信息。

在另外的一个实施例中，所述控制组件还包括通信模块，该通信模块连接可控制芯片。

在另外的一个实施例中，所述控制组件还包括定位装置，该定位装置连接所述控制芯片。

在另外的一个实施例中，所述定位装置是GPS定位装置或北斗定位装置。

在另外的一个实施例中，所述控制芯片型号为PIC32MX440F128HT-80I/PT。

一种应用任一项所述的水平仪的测量方法，包括：

将所述第一基准板放置在待测平面；

将所述第二基准板调整到水平，并将所述锁紧机构锁紧；

利用所述激光测距仪测量所述激光测距仪到第二基准板的两端的中心的距离；

判断所述激光测距仪到第二基准板的两端的中心的距离是否相等；

若是，则所述待测平面水平；

若不是，获取所述第二基准板的长度的一半；

获取所述激光测距仪到所述铰接处的中心的距离；

利用以下公式计算所述待测平面的倾斜角