CN113276585A - 一种测绘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测绘装置，其包括：支架、旋转驱动部分、往复驱动部分、画笔、测距传感器、角度传感器和控制模块，第一电机驱动旋转臂旋转，第二电机驱动画笔沿旋转臂往复运动，使得画笔能够在两个维度运动，可完成直线和曲线的绘制；通过测距传感器测量第一电机和画笔之间的距离实现线段长度的测量，通过角度传感器测量旋转臂相对第一电机的旋转角度实现角度的测量；第一激光发生器和第二激光发生器实现点的对准。本发明无需采用多种测量和绘图文具即可完成测绘，降低测绘复杂度；通过电机带动画笔移动无需人工操作画笔即可完成绘制，提高绘制效率，通过控制模块控制电机的转动精确控制画笔的运行轨迹，提高测绘精确度，降低测绘误差。

Description

一种测绘装置
技术领域
本发明涉及一种测绘装置。
背景技术
传统的学生测量与绘图文具包括笔、直尺、角尺、量角器和圆规等。每种文具只有单一功能，需要互相配合使用，这种方式操作相对复杂，费时又费力，作图效率不高，在测量过程中会出现测量误差，在绘图过程在也会出现人为误差，因此，如何降低测绘复杂度，提高测绘效率，降低测绘误差成为一大难题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种测绘装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种测绘装置，其包括：
支架；
旋转驱动部分，其包括第一电机和旋转臂，所述第一电机安装在所述支架上，所述第一电机驱动所述旋转臂相对所述支架旋转；
往复驱动部分，其安装在所述旋转臂上，其包括第二电机和皮带齿轮副，所述第二电机传动连接所述皮带齿轮副的齿轮皮带；
画笔，其安装在所述齿轮皮带上，并沿所述旋转臂的长度方向往复运动，所述画笔的笔头可伸缩；
第一激光发生器，其设置在所述第一电机的输出轴轴心处；
第二激光发生器，其设置在所述画笔上；
测距传感器，与所述第一电机的输出轴相对固定安装，其传感第一电机的输出轴与画笔之间的距离；
角度传感器，包括发射器和接收器，所述发射器安装在所述旋转臂上，所述接收器与所述第一电机的输出轴相对固定安装，其传感所述旋转臂的旋转角度；以及
控制模块，所述测距传感器和所述角度传感器分别连接所述控制模块，所述控制模块分别控制连接所述第一电机、第二电机、第一激光发生器和第二激光发生器，所述控制模块还通过电磁铁控制所述画笔的笔头伸缩；
其中，控制模块控制第一激光发生器和第二激光发生器发出光点，控制第一电机和第二电机工作，当第二激光发生器的光点位置确定，可通过测距传感器测距或角度传感器测量角度，还可控制画笔的笔头伸出进行直线和曲线的绘制。
在另一较佳实施例中，所述支架包括安装座和至少三个支脚，所述支脚可收纳在所述安装座内。
在另一较佳实施例中，所述旋转臂相对所述第一电机的输出轴可拆装。
在另一较佳实施例中，所述往复驱动部分还包括导向机构，所述导向机构包括导向齿轮和齿条，所述齿条沿所述旋转臂的长度方向安装在所述旋转臂上，所述导向齿轮安装在所述画笔上，所述导向齿轮在所述齿条上移动。
在另一较佳实施例中，所述皮带齿轮副还包括安装在所述旋转臂的两端的主动齿轮和被动齿轮，齿轮皮带张紧在所述主动齿轮和被动齿轮之间，所述第二电机驱动连接所述第二齿轮。
在另一较佳实施例中，还包括遥控触控屏，所述遥控触控屏与所述控制模块无线通信连接。
在另一较佳实施例中，所述遥控触控屏为手机或平板。
在另一较佳实施例中，无线通信连接采用蓝牙或WiFi通信方式。
本发明的有益效果是：
1、第一电机驱动旋转臂旋转，第二电机驱动画笔沿旋转臂往复运动，使得画笔能够在两个维度运动，可完成直线和曲线的绘制；通过测距传感器测量第一电机和画笔之间的距离实现线段长度的测量，通过角度传感器测量旋转臂相对第一电机的旋转角度实现角度的测量；第一激光发生器和第二激光发生器实现点的对准。本发明无需采用多种测量和绘图文具即可完成测绘，降低测绘复杂度；通过电机带动画笔移动无需人工操作画笔即可完成绘制，提高绘制效率，通过控制模块控制电机的转动精确控制画笔的运行轨迹，提高测绘精确度，降低测绘误差。
2、支架包括安装座和支脚，支脚可收纳，便于收纳。
3、第一电机和旋转臂可拆卸连接，便于收纳和使用。
4、设置导向机构，提高画笔的移动稳定性。
5、使用遥控触控屏实现遥控。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种测绘装置不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的测绘装置的结构示意图；
图2是图1中A部分的放大结构示意图；
图3是本发明一较佳实施例的测绘装置的部分分解结构示意图；
图4是本发明一较佳实施例的测绘装置的第一电机的输出轴和旋转臂的轴座的结构示意图；
图5是本发明一较佳实施例的测绘装置的支架处于收纳状态的结构示意图；
图6是本发明一较佳实施例的测绘装置的遥控触控屏的结构示意图；
图7是本发明一较佳实施例的测绘装置的遥控触控屏的测量界面的示意图；
图8是本发明一较佳实施例的测绘装置的遥控触控屏的绘图界面的示意图；
图9是本发明一较佳实施例的测绘装置的遥控触控屏的绘图参数设置界面的示意图；
图10是本发明一较佳实施例的测绘装置的遥控触控屏的测绘界面的示意图；
图11是本发明一较佳实施例的测绘装置的控制模块的电路原理图；
图12是本发明一较佳实施例的测绘装置的遥控触控屏的电路原理图。
具体实施方式
实施例，参见图1至图6所示，本发明的一种测绘装置包括支架、旋转驱动部分、往复驱动部分、画笔、控制模块和遥控触控屏。具体的：
所述支架1包括安装座11和三个支脚12，三个支脚12均可收缩容纳在所述安装座11内，如图5所示，安装座11上面设有提供电路电力的电池仓13；
所述旋转驱动部分包括第一电机21和旋转臂22，所述第一电机安装在所述支架1的安装座11上，第一电机的输出轴21朝下伸出，所述旋转臂22上设有轴座221，第一电机的输出轴21可拆装地连接在所述轴座221内，所述第一电机可驱动所述旋转臂22相对所述安装座11旋转；
所述往复驱动部分安装在所述旋转臂22上，其包括第二电机31、皮带齿轮副和导向机构，所述皮带齿轮副包括齿轮皮带321、主动齿轮322和被动齿轮323，所述主动齿轮322和被动齿轮324分别安装在所述旋转臂22的两端，齿轮皮带321张紧在所述主动齿轮322和被动齿轮323之间，第二电机31驱动连接所述主动齿轮322；所述画笔4安装在所述齿轮皮带321上，在第二电机31的带动下沿所述旋转臂22的长度方向往复运动，所述导向机构包括导向齿轮33和齿条34，所述齿条34沿所述旋转臂22的长度方向安装在所述旋转臂22上，所述导向齿轮33安装在所述画笔4上，画笔4往复运动时，所述导向齿轮33在所述齿条34上移动。
在第一电机的输出轴21轴心处设有第一激光发生器51，在画笔4上设有第二激光发生器52，两个激光发生器均可向下发出激光。
本实施例还包括测距传感器6和角度传感器7，测距传感器6固定安装在所述第一电机的输出轴21上并朝向画笔4，其传感第一电机的输出轴21与画笔4之间的距离，角度传感器包括发射器71和接收器72，所述发射器71安装在所述旋转臂22上，具体的，如图3所示，发射器71安装在第二电机31上，所述接收器72安装在所述第一电机的输出轴21的周沿，其传感所述旋转臂22的旋转角度。
进一步的，本实施例的画笔4的笔头可通过电磁铁控制实现伸缩，只有需要绘制时，笔头才伸出使用。
本实施例的电路控制部分，结合图11和图12的电路进行说明，测距传感器6(U14)和角度传感器7(U13)分别连接主控芯片U10(控制模块)，主控芯片U10为蓝牙芯片，其与图12的遥控触控屏8的主控芯片U20蓝牙通信连接，主控芯片U10控制连接第一电机(M10)、第二电机(M11)、第一激光发生器和第二激光发生器，所述控制模块还通过电磁铁控制所述画笔的笔头伸缩。
本实施例中，控制模块控制第一激光发生器和第二激光发生器发出光点，控制第一电机和第二电机工作，当第二激光发生器的光点位置确定，可通过测距传感器测距或角度传感器测量角度，还可控制画笔的笔头伸出进行直线和曲线的绘制。
本实施例的遥控触控屏8还可直接采用手机或平板等智能设备，在手机或平板上安装相应的应用程序。
本实施例的使用方式如下：将支架1上第一电机的输出轴21***旋转臂22的轴座221内，打开三个支脚12放置在工作平面上，将遥控触控屏8与测绘装置进行蓝牙通信，连接成功后，即可通过遥控触控屏8进行遥控。
本实施例实现测绘功能的工作原理如下：
1、测量长度：打开遥控触控屏8，显示界面如图6所示，选择测量，进入如图7的界面，选择长度，遥控打开两个激光器，将第一激光发生器51的光点对准其中一个端点，在操作界面上下左右遥控第一电机和第二电机，使第二激光发生器52的光点对准另一个光点，确认启动测距传感器6，测距传感器6将测得的数据传输至遥控触控屏8，保存并显示。
2、测量角度：在图7操作界面选择角度，将第一激光发生器51的光点对准角的顶点，在操作界面上下左右遥控第一电机和第二电机，第一次使第二激光发生器52的光点对准角的其中一条边，确认，再次遥控使第二激光发生器52的光点对准角的另一条边，确认，角度传感器7将测得的数据传输至遥控触控屏8，保存并显示。
3、绘制线段：在图6的操作界面选择绘图，进入图8的操作界面，选择线段，将第一激光发生器51的光点对准第一个端点，遥控将第二激光发生器52的光点对准第二个端点，确认后，电磁铁控制画笔4的笔头下降接触纸面，两个电机同步工作，使笔头运动，连接两个端点画出线段。
4、绘制曲线：在图8的操作界面，选择曲线，进入图9的操作界面，输入半径值和角度值(0-360°)，将第一激光发生器51的光点对准圆心，确认后，第二电机31工作，使笔头运功至半径位，电磁铁控制画笔4的笔头下降，第一电机工作，旋转使笔头运动画出曲线。
5、角的多等分：在图6的操作界面选择测绘，进入图10的操作界面，选择角分割，将第一激光发生器51的光点对准角的顶点，在操作界面输入要平均分的份数并确定，然后遥控使第二激光发生器52发出的光点落在角的一条边上，确认，然后确认另一条边，确认，角度传感器7传回角度值，电路计算出平均值后，第一电机工作，使旋转臂22旋转移动至相应的位置，下笔落点，两个电机同时工作，连接至角的顶点，继续操作完成角的平均分。
6、线的多等分：在图10的操作界面选择线分割，将第一激光发生器51的光点对准其中一个端点，在操作界面输入要平均分的份数并确定，然后遥控使第二激光发生器52发出的光点落在另一个端点，确认，测距传感器6传回长度值，电路计算出平均值后，第二电机31工作，使画笔4移动到相应位置，下笔落点，继续操作完成线的平均分。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种测绘装置，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种测绘装置，其特征在于：其包括：
支架；
旋转驱动部分，其包括第一电机和旋转臂，所述第一电机安装在所述支架上，所述第一电机驱动所述旋转臂相对所述支架旋转；
往复驱动部分，其安装在所述旋转臂上，其包括第二电机和皮带齿轮副，所述第二电机传动连接所述皮带齿轮副的齿轮皮带；
画笔，其安装在所述齿轮皮带上，并沿所述旋转臂的长度方向往复运动，所述画笔的笔头可伸缩；
第一激光发生器，其设置在所述第一电机的输出轴轴心处；
第二激光发生器，其设置在所述画笔上；
测距传感器，与所述第一电机的输出轴相对固定安装，其传感第一电机的输出轴与画笔之间的距离；
角度传感器，包括发射器和接收器，所述发射器安装在所述旋转臂上，所述接收器与所述第一电机的输出轴相对固定安装，其传感所述旋转臂的旋转角度；以及
控制模块，所述测距传感器和所述角度传感器分别连接所述控制模块，所述控制模块分别控制连接所述第一电机、第二电机、第一激光发生器和第二激光发生器，所述控制模块还通过电磁铁控制所述画笔的笔头伸缩；
其中，控制模块控制第一激光发生器和第二激光发生器发出光点，控制第一电机和第二电机工作，当第二激光发生器的光点位置确定，可通过测距传感器测距或角度传感器测量角度，还可控制画笔的笔头伸出进行直线和曲线的绘制。
2.根据权利要求1所述的一种测绘装置，其特征在于：所述支架包括安装座和至少三个支脚，所述支脚可收纳在所述安装座内。
3.根据权利要求1所述的一种测绘装置，其特征在于：所述旋转臂相对所述第一电机的输出轴可拆装。
4.根据权利要求1所述的一种测绘装置，其特征在于：所述往复驱动部分还包括导向机构，所述导向机构包括导向齿轮和齿条，所述齿条沿所述旋转臂的长度方向安装在所述旋转臂上，所述导向齿轮安装在所述画笔上，所述导向齿轮在所述齿条上移动。
5.根据权利要求1所述的一种测绘装置，其特征在于：所述皮带齿轮副还包括安装在所述旋转臂的两端的主动齿轮和被动齿轮，齿轮皮带张紧在所述主动齿轮和被动齿轮之间，所述第二电机驱动连接所述第二齿轮。
6.根据权利要求1所述的一种测绘装置，其特征在于：还包括遥控触控屏，所述遥控触控屏与所述控制模块无线通信连接。
7.根据权利要求6所述的一种测绘装置，其特征在于：所述遥控触控屏为手机或平板。
8.根据权利要求6或7所述的一种测绘装置，其特征在于：无线通信连接采用蓝牙或WiFi通信方式。
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