CN109591488A - 一种电子绘制和测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种电子绘制和测量设备，包括测距装置和压电笔；测距装置位于压电笔的前端；压电笔包括笔芯、笔杆、端盖；端盖位于笔杆的顶端，笔杆内设置有套筒，且套筒与端盖底面固定连接，套筒内设置有压电陶瓷应变片和弹性垫片；笔芯位于笔杆内部，且笔芯的末端伸入套筒内，并与弹性垫片相接触，弹性垫片位于压电陶瓷应变片的底端；测距装置包括固定部和测量部；固定部套接在笔杆上，且固定部表面上设置有显示屏，固定部内设置有微处理器；测量部的底端设置有滚轮；测量部内设置有圈数传感器、电子计数器。本发明支持绘制过程的实时电子测量，不限于直线测量或曲线测量，测量精度和准确率较高。

Description

一种电子绘制和测量设备

技术领域

本发明涉及电子测量技术领域，特别涉及一种电子绘制和测量设备。

背景技术

传统的测距仪通过设置激光测距装置，使得其适用于户外携带和多功能使用，其测距原理为通过激光源发出激光并遇到待测点后反射并对反射光接收检测，通过发射时间和反射时间的时间间隔计算待测物距离，所述距离为测距笔到待测点之间的直线距离，其仅适用于空间的直线测量，无法实现绘制的功能。而在实际测绘应用过程中，会对一些建筑等图纸进行测绘操作，传统的测距仪仅具有测量功能，不具有绘制功能，无法在绘制的同时对绘制线条进行长度测量，并且使用普通的绘制工具需要借助长度量仪器，不仅误差大，作业不变，而且无法实现平面曲线长度的测量。可见，传统的测距装置已无法满足测绘操作的需求。

因此，如何提供一种对绘制线条进行实时测量的电子绘制和测量设备是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电子绘制和测量设备，支持绘制过程的实时电子测量，不限于直线测量或曲线测量，测量精度和准确率较高。为实现上述目的其具体方案如下：

本发明公开了一种电子绘制和测量设备，包括测距装置和压电笔；所述测距装置位于所述压电笔的前端；

所述压电笔包括笔芯、笔杆、端盖；所述端盖位于所述笔杆的顶端，并与所述笔杆固定连接，所述笔杆内设置有套筒，且所述套筒与所述端盖底面固定连接，所述套筒内设置有压电陶瓷应变片和弹性垫片；所述笔芯位于所述笔杆内部，且所述笔芯的末端伸入所述套筒内，并与所述弹性垫片相接触，所述弹性垫片位于所述压电陶瓷应变片的底端；

所述测距装置包括固定部和与所述固定部相连的测量部；所述固定部套接在所述笔杆上，且所述固定部表面上设置有显示屏，所述固定部内设置有微处理器；所述测量部与所述固定部呈折角连接，且所述测量部的底端设置有滚轮；所述测量部内设置有圈数传感器、电子计数器，所述圈数传感器用于测量滚轮的旋转圈数，并与所述电子计数器电连接，所述电子计数器电连接至所述微处理器，所述微处理器还电连接所述压电陶瓷应变片。

本发明通过压电笔与纸面的压力接触触发测距装置的启动，能够有效避免无绘图操作的误测量，在压电笔绘制线条的同时，滚轮随笔尖移动相同距离，实现无误差测量，并且测量长度结果实时通过显示屏进行数字展示，测量效果更加直观。

优选的，所述套筒底端设置有环状凸沿，所述环状凸沿形成的孔内径大于所述笔芯的外径。设置环状凸沿的目的在于对压电陶瓷应变片和弹性垫片进行限位，防止压电陶瓷应变片和弹性垫片在笔杆内的固定定位，并增加笔芯对压电陶瓷应变片施加的压力控制精度。

优选的，所述固定部垂直套接在所述笔杆上，所述测量部与所述固定部呈钝角设置，钝角范围为95°～150°。固定部垂直套接在笔杆上有助于固定的稳定性，并且方便测绘者观察显示屏，测量部与固定部的钝角设置，目的在于贴近测绘者拿笔姿势，并满足测距装置在使用时时刻与纸面垂直接触。

优选的，所述微处理器通过两根导线连接至所述压电陶瓷应变片的两个电极表面。压电陶瓷应变片接收到压力信号后会转化为电信号，向微处理器发送脉冲信号，并控制电子计数器进行计数，并在显示屏上显示。

优选的，所述固定部内还设置有可充电电池，所述可充电电池与所述微处理器电连接。增加了电子绘制和测量设备的野外作业便捷性。

优选的，所述固定部上设置有供所述笔杆穿过的通孔，所述通孔内壁具有限位凹槽。

优选的，所述笔杆外侧设置有与所述限位凹槽相匹配的限位凸台。限位凹槽和限位凸台之间的配合作用，保证了固定部在笔芯上的固定连接。

优选的，所述限位凸台和所述限位凹槽上相对应的位置均具有接线孔，用于导线穿过实现压电陶瓷应变片和微处理器之间的电连接。

优选的，所述压电笔还包括与所述笔杆螺纹连接的笔头；所述笔芯的前端伸出所述笔头。螺纹连接的方式满足笔芯更换的操作需求。

优选的，所述笔芯为绘图笔芯，包括但不限于铅笔芯，碳素笔芯、圆珠笔芯。

本发明相较现有技术具有以下有益效果：

1)本发明将绘制与测距功能二合一，在绘制线条的同时满足实时测量所绘线条的长度值，并以数字的形式进行显示，满足测绘工作的需求，并有效保证测量精度和绘制准确度。

2)测量部与固定部的结构设置，更加贴合人体工学设计，满足测距装置滚动测量计数的作业流畅性。

3)整体结构简单，成本低，结合压电陶瓷应变片的电路开关结构，保证测量显示的始终为有效数据，进一步提高测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种电子绘制和测量设备的整体结构示意图；

图2为本发明一种电子绘制和测量设备的剖视图；

图3为本发明电路连接结构框架图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见附图1和2，为一种电子绘制和测量设备的结构示意图，该实施例提供的一种电子绘制和测量设备，一种电子绘制和测量设备，包括测距装置1和压电笔2；测距装置1位于压电笔2的前端；压电笔2包括笔芯21、笔杆22、端盖23；端盖23位于笔杆22的顶端，并与笔杆22固定连接，笔杆22内设置有套筒24，且套筒24与端盖23底面固定连接，套筒24内设置有压电陶瓷应变片25和弹性垫片26；笔芯21位于笔杆22内部，且笔芯21的末端伸入套筒24内，并与弹性垫片26相接触，弹性垫片26位于压电陶瓷应变片25的底端；测距装置1包括固定部11和与固定部11相连的测量部12；固定部11套接在笔杆22上，且固定部11表面上设置有显示屏13，固定部11内设置有微处理器14；测量部12与固定部11呈折角连接，且测量部12的底端设置有滚轮15；测量部12内设置有圈数传感器16、电子计数器17，圈数传感器16用于测量滚轮15的旋转圈数，并与电子计数器17电连接，电子计数器17电连接至微处理器14，微处理器14还电连接压电陶瓷应变片25。

为了进一步优化上述技术方案，套筒24底端设置有环状凸沿241，环状凸沿241形成的孔内径大于笔芯21的外径。

为了进一步优化上述技术方案，固定部11垂直套接在笔杆22上，测量部12与固定部11呈钝角设置，钝角范围为95°～150°。

为了进一步优化上述技术方案，固定部11上设置有供笔杆22穿过的通孔，通孔内壁具有限位凹槽19。笔杆22外侧设置有与限位凹槽19相匹配的限位凸台221。

为了进一步优化上述技术方案，微处理器14通过两根导线连接至压电陶瓷应变片25的两个电极表面。限位凸台221和限位凹槽19上相对应的位置均具有接线孔。

为了进一步优化上述技术方案，固定部11内还设置有可充电电池18，可充电电池18与微处理器14电连接。

为了进一步优化上述技术方案，压电笔2还包括与笔杆22螺纹连接的笔头27；笔芯21的前端伸出笔头27。

为了进一步优化上述技术方案，笔芯21为绘图笔芯，包括但不限于铅笔芯，碳素笔芯、圆珠笔芯。在笔芯使用完后，旋下笔头即可取出笔芯实现笔芯的更换。

本发明的工作原理如下：

在开始绘制动作时，笔芯前端向纸面施压，该压力反作用于笔芯，并使得笔芯末端抵压弹性垫片，弹性垫片的弹性形变将向压电陶瓷应变片的一面传递压力，压电陶瓷应变片将机械能转化为电能，并在压电陶瓷应变片的两个相对的表面上持续地表现出等量异种电荷，该电荷作用于微处理器，体现的是连续不间断的脉冲信号，使微控制器为电子计数器提供上升沿的开关操作，累计圈数传感器测量的圈数数据，并实时转化为长度数据，在显示器进行显示。绘制过程中，考虑测绘者的握笔姿势，设计固定部和测量部之间具有一定的钝角角度，保证测量部的滚轮时刻与纸面垂直接触，从而增加测量精度。

以上对本发明所提供的一种电子绘制和测量设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (8)

1.一种电子绘制和测量设备，其特征在于：包括测距装置(1)和压电笔(2)；所述测距装置(1)位于所述压电笔(2)的前端；

所述压电笔(2)包括笔芯(21)、笔杆(22)、端盖(23)；所述端盖(23)位于所述笔杆(22)的顶端，并与所述笔杆(22)固定连接，所述笔杆(22)内设置有套筒(24)，且所述套筒(24)与所述端盖(23)底面固定连接，所述套筒(24)内设置有压电陶瓷应变片(25)和弹性垫片(26)；所述笔芯(21)位于所述笔杆(22)内部，且所述笔芯(21)的末端伸入所述套筒(24)内，并与所述弹性垫片(26)相接触，所述弹性垫片(26)位于所述压电陶瓷应变片(25)的底端；

所述测距装置(1)包括固定部(11)和与所述固定部(11)相连的测量部(12)；所述固定部(11)套接在所述笔杆(22)上，且所述固定部(11)表面上设置有显示屏(13)，所述固定部(11)内设置有微处理器(14)；所述测量部(12)与所述固定部(11)呈折角连接，且所述测量部(12)的底端设置有滚轮(15)；所述测量部(12)内设置有圈数传感器(16)、电子计数器(17)，所述圈数传感器(16)用于测量滚轮(15)的旋转圈数，并与所述电子计数器(17)电连接，所述电子计数器(17)电连接至所述微处理器(14)，所述微处理器(14)还电连接所述压电陶瓷应变片(25)。

2.根据权利要求1所述的一种电子绘制和测量设备，其特征在于，所述套筒(24)底端设置有环状凸沿(241)，所述环状凸沿(241)形成的孔内径大于所述笔芯(21)的外径。

3.根据权利要求1所述的一种电子绘制和测量设备，其特征在于，所述固定部(11)垂直套接在所述笔杆(22)上，所述测量部(12)与所述固定部(11)呈钝角设置，钝角范围为95°～150°。

4.根据权利要求1所述的一种电子绘制和测量设备，其特征在于，所述微处理器(14)通过两根导线连接至所述压电陶瓷应变片(25)的两个电极表面。

5.根据权利要求1所述的一种电子绘制和测量设备，其特征在于，所述固定部(11)内还设置有可充电电池(18)，所述可充电电池(18)与所述微处理器(14)电连接。

6.根据权利要求1所述的一种电子绘制和测量设备，其特征在于，所述固定部(11)上设置有供所述笔杆(22)穿过的通孔，所述通孔内壁具有限位凹槽(19)。

7.根据权利要求6所述的一种电子绘制和测量设备，其特征在于，所述笔杆(22)外侧设置有与所述限位凹槽(19)相匹配的限位凸台(221)。

8.根据权利要求1所述的一种电子绘制和测量设备，其特征在于，所述压电笔(2)还包括与所述笔杆(22)螺纹连接的笔头(27)；所述笔芯(21)的前端伸出所述笔头(27)。