CN109239723A - 一种高精度激光测距设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高精度激光测距设备，包括外壳、显示屏、密封板和封闭机构，外壳内设有PLC和测量机构，测量机构包括旋转组件、转盘、调向组件、测量盘和若干激光器，旋转组件包括第一电机、第一齿轮、转轴、支撑单元和第二齿轮，封闭机构包括铰接组件、滑板、固定板、两个滑轨、两个支杆和若干弹簧，该高精度激光测距设备通过封闭机构控制密封板的角度，便于设备闲置时，密封板堵住外壳的开口，对外壳内的激光器进行保护，不仅如此，通过测量机构调节测量盘的角度，使得三个激光器所发出的光束垂直于被测面，提高了设备的测量精。

Description

一种高精度激光测距设备

技术领域

本发明涉及检测设备领域，特别涉及一种高精度激光测距设备。

背景技术

激光测距仪(Laser rangefinder)，是利用调制激光的某个参数实现对目标的距离测量的仪器，激光测距仪的测量范围我3.5-5000米。激光测距仪在测量过程中，通常精密测距需要全反射棱镜配合，而房屋测用的测距仪，直接以光滑的墙面发射测量，主要是因为距离比较近，光反射回来的信号强度强大，由此可知，在测量时，侧物体平面必须与光线垂直，否则返回信号过于微弱将无法得到精确距离。

但是现有的激光测距设备在使用时，由于测试人员视角的原因，难以保证激光器所发出的光线角度与被测面垂直，从而导致测量精度的降低，不仅如此，现有的激光测距仪中，激光反射窗暴露在设备的外部，容易遭受外部的磨损破坏，破坏光学性能，即使少量激光测距仪上配备有防护罩，但是在测量完成后，由于测试人员的疏忽，防护罩通常未能及时覆盖在反射窗上，从而导致激光反射窗仍易被损坏，进而降低了现有的激光测距设备的实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种高精度激光测距设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高精度激光测距设备，包括外壳、显示屏、密封板和封闭机构，所述显示屏固定在外壳的上方，所述密封板设置在外壳的开口处，所述封闭机构位于外壳的上方，所述封闭机构与密封板连接，所述外壳内设有PLC和测量机构，所述显示屏与PLC电连接；

所述测量机构包括旋转组件、转盘、调向组件、测量盘和若干激光器，所述旋转组件位于外壳内的底部，所述旋转组件与转盘传动连接，所述调向组件位于转盘的上方，所述调向组件与测量盘传动连接，所述测量盘与转盘铰接，所述激光器周向均匀分布在测量盘的远离调向组件的一侧，所述激光器与PLC电连接；

所述旋转组件包括第一电机、第一齿轮、转轴、支撑单元和第二齿轮，所述第一电机固定在外壳内的底部，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与第一齿轮传动连接，所述转轴固定在转盘的下方，所述转轴通过支撑单元设置在外壳内的底部，所述第二齿轮套设在转轴上，所述第二齿轮与第一齿轮啮合；

所述封闭机构包括铰接组件、滑板、固定板、两个滑轨、两个支杆和若干弹簧，所述固定板固定在外壳的上方，所述铰接组件设置在外壳的上方，所述铰接组件与密封板连接，两个支杆分别位于滑板的两侧，所述滑板通过支杆与密封板铰接，所述滑板通过弹簧与固定板连接，两个滑轨分别位于滑板的两端，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端固定在外壳的上方，所述滑板套设在滑轨上，所述弹簧处于压缩状态。

作为优选，为了带动测量盘转动，所述调向组件包括第二电机、轴承、第二驱动轴、滑块和驱动杆，所述第二电机和轴承均固定在转盘的上方，所述第二电机与PLC电连接，所述第二驱动轴位于第二电机和轴承之间，所述第二电机与第二驱动轴传动连接，所述滑块套设在第二驱动轴上，所述滑块通过驱动杆与测量盘铰接。

作为优选，为了降低设备的成本，所述激光器的数量为三个。

作为优选，为了固定转盘的旋转轴线，所述支撑单元包括支撑环和若干支撑架，所述支撑环套设在转轴上，所述支撑架周向均匀分布在支撑环的外周，所述支撑环通过支撑架与外壳内的底部固定连接。

作为优选，为了防止转轴上下滑动，所述支撑环的上方和下方均设有夹板，所述夹板固定在转轴上。

作为优选，为了实现转盘的平稳转动，所述转盘的下方设有若干平衡块，所述平衡块周向均匀分布在转盘的下方，所述平衡块的下方设有凹口，所述凹口内设有滚珠，所述滚珠与凹口相匹配，所述滚珠的球心位于凹口内，所述滚珠抵靠在外壳内的底部。

作为优选，为了便于密封板的转动，所述铰接组件包括中心杆、连接板和两个插管，所述插管固定在外壳的上方，所述中心杆的两端分别设置在两个插管内，所述中心杆通过连接板与密封板固定连接。

作为优选，为了方便控制激光器的运行，所述固定板内设有压力传感器，所述压力传感器与PLC电连接。

作为优选，为了精确控制转盘的转动角度，所述第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径。

作为优选，为了保证第一电机的驱动精度，所述第一电机为无刷直流电机。

本发明的有益效果是，该高精度激光测距设备通过封闭机构控制密封板的角度，便于设备闲置时，密封板堵住外壳的开口，对外壳内的激光器进行保护，与现有的封闭机构相比，该封闭机构可自动对密封板进行复位，保证了设备的安全可靠性，不仅如此，通过测量机构调节测量盘的角度，使得三个激光器所发出的光束垂直于被测面，提高了设备的测量精度，与现有的测量机构相比，该测量机构通过三个激光器确定了被测面的角度，使得测量精度大幅度提高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的高精度激光测距设备的结构示意图；

图2是本发明的高精度激光测距设备的俯视图；

图3是本发明的高精度激光测距设备的测量机构的结构示意图；

图4是本发明的高精度激光测距设备的旋转组件的结构示意图；

图中：1.外壳，2.显示屏，3.密封板，4.转盘，5.测量盘，6.激光器，7.第一电机，8.第一齿轮，9.转轴，10.第二齿轮，11.滑板，12.固定板，13.滑轨，14.支杆，15.弹簧，16.第二电机，17.轴承，18.第二驱动轴，19.滑块，20.驱动杆，21.支撑环，22.支撑架，23.夹板，24.平衡块，25.滚珠，26.中心杆，27.连接板，28.插管，29.压力传感器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-2所示，一种高精度激光测距设备，包括外壳1、显示屏2、密封板3和封闭机构，所述显示屏2固定在外壳1的上方，所述密封板3设置在外壳1的开口处，所述封闭机构位于外壳1的上方，所述封闭机构与密封板3连接，所述外壳1内设有PLC和测量机构，所述显示屏2与PLC电连接；

该激光测量设备在进行测距时，通过封闭机构打开密封板3，使得外壳1的开口露出后，外壳1内的测量机构进行测距工作，通过显示屏2显示测量结果，而后通过封闭机构自动使密封板3堵住外壳1的开口，防止测量机构中的激光器6损坏，从而实现保护功能。

如图3所示，所述测量机构包括旋转组件、转盘4、调向组件、测量盘5和若干激光器6，所述旋转组件位于外壳1内的底部，所述旋转组件与转盘4传动连接，所述调向组件位于转盘4的上方，所述调向组件与测量盘5传动连接，所述测量盘5与转盘4铰接，所述激光器6周向均匀分布在测量盘5的远离调向组件的一侧，所述激光器6与PLC电连接；

测量机构在检测时，由PLC控制检测盘上的多个激光器6同时测量运行，激光器6在测量完成后，将测量结果反馈给PLC，当检测盘与被测面的角度不平行时，激光器6所发出的激光光束与被测面存在这倾斜的角度，此时各个激光器6中所测得的距离数据不同，此时PLC控制调向组件和旋转组件运行，调整测量盘5的角度，使得测量盘5与被测面平行，从而保证了激光器6所发出的光束与被测面垂直，进而提高了设备的测量精度。

如图4所示，所述旋转组件包括第一电机7、第一齿轮8、转轴9、支撑单元和第二齿轮10，所述第一电机7固定在外壳1内的底部，所述第一电机7与PLC电连接，所述第一电机7与第一齿轮8传动连接，所述转轴9固定在转盘4的下方，所述转轴9通过支撑单元设置在外壳1内的底部，所述第二齿轮10套设在转轴9上，所述第二齿轮10与第一齿轮8啮合；

PLC控制第一电机7启动，带动第一齿轮8旋转，第一齿轮8作用在与之啮合的第二齿轮10上，使得第二齿轮10发生转动，进而通过转轴9带动上方的转盘4转动，使得转盘4发生一定角度的转动，从而调节了检测盘的方向。

如图2所示，所述封闭机构包括铰接组件、滑板11、固定板12、两个滑轨13、两个支杆14和若干弹簧15，所述固定板12固定在外壳1的上方，所述铰接组件设置在外壳1的上方，所述铰接组件与密封板3连接，两个支杆14分别位于滑板11的两侧，所述滑板11通过支杆14与密封板3铰接，所述滑板11通过弹簧15与固定板12连接，两个滑轨13分别位于滑板11的两端，所述滑轨13的形状为U形，所述滑轨13的两端固定在外壳1的上方，所述滑板11套设在滑轨13上，所述弹簧15处于压缩状态。

封闭机构中，通过铰接组件方便了密封板3的转动，在进行测距时，用户将滑板11沿着滑轨13向固定板12靠近移动，使得弹簧15受压缩的同时，滑板11拉动支杆14，使得密封板3向上转动，从而使得外壳1的开口打开，便于内部的测量机构进行距离测量，当测量完成后，用户松开滑板11，受压缩的弹簧15为恢复形变，推动滑板11，使滑板11沿着滑轨13远离固定板12，滑板11通过驱动杆20带动密封板3向下转动，使得密封板3堵住外壳1的开口，避免外壳1内壁的激光器6受损，保护设备。

如图3所示，所述调向组件包括第二电机16、轴承17、第二驱动轴18、滑块19和驱动杆20，所述第二电机16和轴承17均固定在转盘4的上方，所述第二电机16与PLC电连接，所述第二驱动轴18位于第二电机16和轴承17之间，所述第二电机16与第二驱动轴18传动连接，所述滑块19套设在第二驱动轴18上，所述滑块19通过驱动杆20与测量盘5铰接。

PLC控制第二电机16启动，带动第二驱动轴18旋转，第二驱动轴18通过螺纹作用在滑块19上，使得滑块19沿着第二驱动轴18的轴线方向移动，进而通过驱动杆20带动测量盘5转动，改变测量盘5的方向。

作为优选，为了降低设备的成本，所述激光器6的数量为三个。利用不共线的三点确定一个平面的原理，通过三个不共线的激光器6，从而确定了检测盘所处的平面，通过减少激光器6的数量降低了设备的成本。

作为优选，为了固定转盘4的旋转轴9线，所述支撑单元包括支撑环21和若干支撑架22，所述支撑环21套设在转轴9上，所述支撑架22周向均匀分布在支撑环21的外周，所述支撑环21通过支撑架22与外壳1内的底部固定连接。利用多个支撑架22将支撑环21固定在外壳1内的底部的上方，使得转轴9沿着固定环的轴线旋转。

作为优选，为了防止转轴9上下滑动，所述支撑环21的上方和下方均设有夹板23，所述夹板23固定在转轴9上。利用两个夹板23限制了转轴9与支撑环21的相对位置，防止转轴9沿着支撑环21的轴线上下滑动。

作为优选，为了实现转盘4的平稳转动，所述转盘4的下方设有若干平衡块24，所述平衡块24周向均匀分布在转盘4的下方，所述平衡块24的下方设有凹口，所述凹口内设有滚珠25，所述滚珠25与凹口相匹配，所述滚珠25的球心位于凹口内，所述滚珠25抵靠在外壳1内的底部。通过平衡块24和平衡块24凹口内的滚珠25对转盘4进行辅助支撑，利用滚珠25将转盘4转动所受的滑动摩擦转为滚动摩擦，使得转盘4进行平稳的转动。

作为优选，为了便于密封板3的转动，所述铰接组件包括中心杆26、连接板27和两个插管28，所述插管28固定在外壳1的上方，所述中心杆26的两端分别设置在两个插管28内，所述中心杆26通过连接板27与密封板3固定连接。插管28的位置固定，使得中心杆26可沿着插管28的轴线转动，进而通过连接板27方便了密封板3的转动。

作为优选，为了方便控制激光器6的运行，所述固定板12内设有压力传感器29，所述压力传感器29与PLC电连接。当滑板11向固定板12移动时，弹簧15受压缩，对固定板12传输压力，使得固定板12内的压力传感器29检测到压力，并将压力数据反馈给PLC，当滑板11的移动距离越长，弹簧15的压缩程度也越大，此时PLC所获取的压力数据也越大，当滑板11移动至移动的距离后，PLC检测到足够大的压力数据后，表明外壳1的开口已完全打开，此时PLC控制测量机构对外壳1的前方进行距离测量。

作为优选，为了精确控制转盘4的转动角度，所述第一齿轮8的直径小于第二齿轮10的直径。由于第一齿轮8的直径小于第二齿轮10的直径，而第一齿轮8发生旋转时，第一齿轮8外周的线速度与第二齿轮10的外周的线速度相等，因此，第一齿轮8的旋转角度小于第二齿轮10的旋转角度，因此通过控制第一齿轮8的转动角度，可精确控制第二齿轮10的转动角度，进而精确控制转盘4的转动角度。

作为优选，利用无刷直流电机驱动精度高的特点，为了保证第一电机7的驱动精度，所述第一电机7为无刷直流电机。

该激光测距设备中，由滑板11的滑动通过支杆14带动密封板3的转动，当进行测距时，滑板11滑向固定板12，通过支杆14带动密封板3转动，使得外壳1的开口打开，便于进行测量，当测量完成后，压缩的弹簧15推动滑板11远离固定板12，使得密封板3堵住外壳1的开口，保护外壳1内的激光器6，不仅如此，在进行测量时，通过旋转组件带动转盘4转动，并通过调向组件调节测量盘5的角度，使得三个激光器6所在的测量盘5的平面与被测面平行，保证激光器6发出的光束垂直于被测面，从而提高了测量精度。

与现有技术相比，该高精度激光测距设备通过封闭机构控制密封板3的角度，便于设备闲置时，密封板3堵住外壳1的开口，对外壳1内的激光器6进行保护，与现有的封闭机构相比，该封闭机构可自动对密封板3进行复位，保证了设备的安全可靠性，不仅如此，通过测量机构调节测量盘5的角度，使得三个激光器6所发出的光束垂直于被测面，提高了设备的测量精度，与现有的测量机构相比，该测量机构通过三个激光器6确定了被测面的角度，使得测量精度大幅度提高。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种高精度激光测距设备，其特征在于，包括外壳(1)、显示屏(2)、密封板(3)和封闭机构，所述显示屏(2)固定在外壳(1)的上方，所述密封板(3)设置在外壳(1)的开口处，所述封闭机构位于外壳(1)的上方，所述封闭机构与密封板(3)连接，所述外壳(1)内设有PLC和测量机构，所述显示屏(2)与PLC电连接；

所述测量机构包括旋转组件、转盘(4)、调向组件、测量盘(5)和若干激光器(6)，所述旋转组件位于外壳(1)内的底部，所述旋转组件与转盘(4)传动连接，所述调向组件位于转盘(4)的上方，所述调向组件与测量盘(5)传动连接，所述测量盘(5)与转盘(4)铰接，所述激光器(6)周向均匀分布在测量盘(5)的远离调向组件的一侧，所述激光器(6)与PLC电连接；

所述旋转组件包括第一电机(7)、第一齿轮(8)、转轴(9)、支撑单元和第二齿轮(10)，所述第一电机(7)固定在外壳(1)内的底部，所述第一电机(7)与PLC电连接，所述第一电机(7)与第一齿轮(8)传动连接，所述转轴(9)固定在转盘(4)的下方，所述转轴(9)通过支撑单元设置在外壳(1)内的底部，所述第二齿轮(10)套设在转轴(9)上，所述第二齿轮(10)与第一齿轮(8)啮合；

所述封闭机构包括铰接组件、滑板(11)、固定板(12)、两个滑轨(13)、两个支杆(14)和若干弹簧(15)，所述固定板(12)固定在外壳(1)的上方，所述铰接组件设置在外壳(1)的上方，所述铰接组件与密封板(3)连接，两个支杆(14)分别位于滑板(11)的两侧，所述滑板(11)通过支杆(14)与密封板(3)铰接，所述滑板(11)通过弹簧(15)与固定板(12)连接，两个滑轨(13)分别位于滑板(11)的两端，所述滑轨(13)的形状为U形，所述滑轨(13)的两端固定在外壳(1)的上方，所述滑板(11)套设在滑轨(13)上，所述弹簧(15)处于压缩状态。

2.如权利要求1所述的高精度激光测距设备，其特征在于，所述调向组件包括第二电机(16)、轴承(17)、第二驱动轴(18)、滑块(19)和驱动杆(20)，所述第二电机(16)和轴承(17)均固定在转盘(4)的上方，所述第二电机(16)与PLC电连接，所述第二驱动轴(18)位于第二电机(16)和轴承(17)之间，所述第二电机(16)与第二驱动轴(18)传动连接，所述滑块(19)套设在第二驱动轴(18)上，所述滑块(19)通过驱动杆(20)与测量盘(5)铰接。

3.如权利要求1所述的高精度激光测距设备，其特征在于，所述激光器(6)的数量为三个。

4.如权利要求1所述的高精度激光测距设备，其特征在于，所述支撑单元包括支撑环(21)和若干支撑架(22)，所述支撑环(21)套设在转轴(9)上，所述支撑架(22)周向均匀分布在支撑环(21)的外周，所述支撑环(21)通过支撑架(22)与外壳(1)内的底部固定连接。

5.如权利要求4所述的高精度激光测距设备，其特征在于，所述支撑环(21)的上方和下方均设有夹板(23)，所述夹板(23)固定在转轴(9)上。

6.如权利要求1所述的高精度激光测距设备，其特征在于，所述转盘(4)的下方设有若干平衡块(24)，所述平衡块(24)周向均匀分布在转盘(4)的下方，所述平衡块(24)的下方设有凹口，所述凹口内设有滚珠(25)，所述滚珠(25)与凹口相匹配，所述滚珠(25)的球心位于凹口内，所述滚珠(25)抵靠在外壳(1)内的底部。

7.如权利要求1所述的高精度激光测距设备，其特征在于，所述铰接组件包括中心杆(26)、连接板(27)和两个插管(28)，所述插管(28)固定在外壳(1)的上方，所述中心杆(26)的两端分别设置在两个插管(28)内，所述中心杆(26)通过连接板(27)与密封板(3)固定连接。

8.如权利要求1所述的高精度激光测距设备，其特征在于，所述固定板(12)内设有压力传感器(29)，所述压力传感器(29)与PLC电连接。

9.如权利要求1所述的高精度激光测距设备，其特征在于，所述第一齿轮(8)的直径小于第二齿轮(10)的直径。

10.如权利要求1所述的高精度激光测距设备，其特征在于，所述第一电机(7)为无刷直流电机。