专利名称：带测距功能的水平尺的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水平尺，尤其是一种结合了测距功能的水平尺。
背景技术：
水平尺广泛应用于建筑、工程等领域，用户可以方便的使用它来校准平面的水平度或 垂直度。水平尺通常具有平直细长的尺身，尺身上装有水平水准泡和垂直水准泡，由水泡 的位置来判断平面是否水平或垂直。还有一种数字显示水平尺，这种水平尺外表除了装有 水准泡外，还包含显示屏，其机壳内装有一个倾斜角度测量模块，该倾斜角度测量模块可 测量出被测平面相对于水平面或垂直面的倾斜角度并在水平尺的显示屏上显示出来。除了 可以用来测量平面的水平度外，有的水平尺还可以通过在其端部安装一个可发出激光束的 激光头组件来产生基准点和水平、垂直基准线用于辅助校准。
长度或测距在工程建筑和室内装潢中也是重要的工作之一。因此在工程建筑和室内装 潢等工作中，操作者往往要携带水平尺、标线器、测距仪及各类电动工具等等，非常烦杂， 容易造成一些器具的丢失。另外，在工作过程中经常要交替使用这些器具，很不方便。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种带测距功能的水平尺，从而克服上述不足，使得操作简 单，结构紧凑。
为了实现这个目的，本实用新型提供一种带测距功能的水平尺，包含一尺身，所述的 尺身具有至少一个可测量一第一平面水平度的基准工作面，安装在所述尺身上的水平水准 泡和垂直水准泡， 一装于所述水平尺尺身内的控制系统， 一可测量所述水平尺和一第二平 面之间距离的测距装置， 一装于所述水平尺尺身内的电源，所述电源与所述控制系统和测 距装置电连接，所述的测距装置包含向所述的第二平面发射出能量束并接收从第二平面 反射回来的能量束的发射接收装置；基于发射和反射的能量束确定水平尺和第二平面之间 距离的处理计算系统。
本实用新型中所揭示的这种带测距功能的水平尺，在水平尺上结合了测距仪，便于携 带和使用，可非常有效地提高操作者的工作效率。
而且，水平尺定位在水平面或垂直面上可确保测距装置测距信号的发射方向精确垂直
或水平，从而使得测距装置测量值更加精确可靠。
另外，如果将水平尺上仅可发出基准点和基准线的激光头组件替换成可进行测距的激 光模块，那么就可以充分利用该激光束，使其不仅可以用来测距，还可以产生基准点、基 准线用于校准，更进一步提高了水平尺的使用率。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一歩详细的说明。
图1是本实用新型一种实施方式中的带测距功能的水平尺。 图2是本实用新型另一种实施方式中的带测距功能的水平尺。 图3是图1中所示带测距功能的水平尺的结构示意图。 图4是图1中带测距功能的水平尺的测距原理图。 图5是图2中带测距功能的水平尺的测距原理图。
图6是本实用新型中的带测距功能的水平尺各功能模块之间的关系示图。 图7是水平尺10上的测距装置20的操作流程图。 图8是带测距功能的水平尺的操作流程图。
具体实施方式
参照图1和图3,图1示出了根据本实用新型的一种实施方式中的带测距功能的水平尺 10。该水平尺10包括尺身11、水平水准泡12、垂直水准泡13、测距装置20、控制系统17、 显示屏15以及按键区16。尺身ll进一步包含上下两个表面lll、 112，前后两个表面113、 114，以及左右两个端面115、 116，其一般由硬的、抗撞击的注模塑料比如ABS或聚苯乙烯 制成。水平尺10还包含一电源14用来给控制系统17、测距装置2()以及显示屏15供电。 若选择干电池作为供电电源，控制系统17可以对电池的电量进行监视并在显示器15上显 示。
在用水平尺IO测量平面的水平度时， 一般可以选取上下表面ll]、 112，前后表面113、 114中的任一表面作为平面水平度的测量基准面，将所选择的测量基准面与被测平面贴紧， 观察水准泡的位置，确定该平面是否水平。在本实施例中，控制系统17中包含倾斜角度测 量模块(图上未显示)，该模块可以测量出平面相对于水平面或是垂直面的倾斜角度，并且 该测得的倾斜角度在显示屏15上以数字的形式被显示出来，用户可以很直观、精确的得到
被测平面的水平度。这种倾斜角度测量模块是一般的、市场上可获得的商用类型，本领域 的普通技术人员可以很容易地将其集成在水平尺中从而得到一种数字式显示水平尺。水平 尺U)包含按键区16，按键区16内设置有多个按钮，这些按钮都与位于水平尺尺身11内的 控制系统17连接，从而实现不同的测量操作和功能。在本实施例中，操作按键区16的电 源开关按钮可以开启整个水平尺，操作水平度测量按钮可以自动测量出平面的水平度并在 显示屏上显示。
本实用新型的水平尺10还包含一个测距装置20，其可位于水平尺尺身11内或是尺身 外表面的任一部位上，可选择尺身六个表面的任一面作为测距光束的测量基准面。图1中 的水平尺10，在其尺身内的右端安装了一个测距装置20。激活按键区16中的测距按钮， 从而促使测距装置向测量目标平面22发射出信号束21，信号束21被目标平面22反射回来 义被测距装置所接收。信号束21可以是超声波束、激光束、或其它任何合适的能量束，而 在图i所示的实施方式中信号束为激光束。基于该发射、反射信号束确定水平尺10上某一 既定位置(例如某既定基准面)距测量目标平面22的距离。该测出的距离值经控制系统17 处理后在显示屏15上被显示出来。本领域的普通技术人员可以很容易的想到该测量值还 可以通过其它的一些方式表现出来，比如语音、传感指示等。此外，显示方式可以包括数 字或模拟显示。
图2中是本实用新型另外一种具体实施方式
，表现为结合了一个超声波测距装置201 的水平尺IO，该超声波测距装置201基于超声波的发射、反射来测量距离，以水平尺10的 上表面112作为测距的基准面。显然，也可以将测距装置安装与水平尺的其他部位，以水 平尺的其他外表面作为测距的基准面。关于超声波、激光测距详细的原理将在下面的文字 中予以描述。
图4是利用激光束进行测距的光路图。测距装置20由激光头23、平行棱镜25、聚光 镜26、去干扰光结构27、滤色片28、光电二极管29以及处理运算系统24构成。图中，激 光头23发射出一束激光束21，该激光束21经平行棱镜25变换光路后投射到测量目标平面 22上，该光束21经测量目标平面22反射后又被测距装置20接收，首先经一个聚光镜26 被会聚，再经过去干扰光的台阶结构27、滤色片28，最终被一个雪崩光电二极管29所接 收，雪崩光电二极管29将接收到的光信号转变成相应的电信号传送到处理运算系统24中 从而得到测距值。显然，用于测距的激光束在目标平面22上形成的光迹还可用作水平或垂 直基准点或基准线。
图5是超声波测距的简单功能示意图。超声波测距装置201包含声波的发生接收器31
和处理运算系统32。发生接收器31向远处的測量目标平面22发射出超声波33，经目标平 面22反射回来后又被发生接收器31所接收，运算处理系统32对发射和接收回来的超声波 进行处理运箅从而得到水平尺10距目标平面22的距离。
图6是本实用新型中的水平尺各功能模块之间的结构图。电源为控制系统、显示系统 和测距系统供电。控制系统控制测距系统以及水平尺实施测量操作，并控制显示系统显示 测量结果。測距系统和水平尺测出的值由显示系统显示出来。
如图7所示，霈要使用测距装置20测量距离时，启动电源，将測距装置20对准被測 目标平面，按下测量键开始测量，测距装置20发射出测量光束，显示屏上显示测量结果。
图8是带测距功能的水平尺的操作流程图。从流程图中可以看出，用户需要通过一模 式键对测量模式进行选择，模式包含水平度测量和测距两种。选择了测量模式后，控制系 统就会控制转入相应的测量过程中并完成测量。优选的，若是采用激光束进行测距，可以 再增加一个基准点或基准线的发生模式。此外，按键区16除包含开关、测量、模式选择等 按键外，还会包含一些其它的功能键，比如单位转换键、清除键、运箅键、存储键等。这 些按键都与控制系统相连接以供用户实现各种距离、水平度的测量，计算以及单位之间的 转换。当然，也可以采用单独的水平度測量键和单独的测距键来取代模式选择键。或者仅 采用一个测量键，当用户按下该测量键时即同时促发了平而水平度的测量和对远处平面的 距离测敏，并且问吋在显示屏.匕显示出水平度和距离的测量值。
本领域的普通技术人员可以很容易的想到也可以提供-个与水平尺相分离的测距装 覽，该测距装置可拆卸的与水平尺相连或是吸附在水平尺上，用户可根据自己的痛要将测 距装置安装在水平尺的不同部位来实施测量操作。
以上所描述的具体实施方式
只是对本实用新型的构思和原理进行阐述，并非要对本实 用新型的内容进行限制。本领域的普通技术人员可以意识到，除了上述首选的具体实施方 式之外，本实用新型还有很多其他替代的或者修改的实施方式，这些替代的或者修改的实 施方式仍然在本实用新型的范围之内。本实用新型的保护范围由权利要求确定。
权利要求1.一种带测距功能的水平尺，包含一尺身，所述的尺身具有至少一个可测量一第一平面水平度的基准工作面，一装于所述水平尺尺身内的控制系统，一可测量所述水平尺和一第二平面之间距离的测距装置，一装于所述水平尺尺身内的电源，所述电源与所述控制系统和测距装置电连接，其特征是，所述的测距装置包含向所述的第二平面发射出能量束并接收从第二平面反射回来的能量束的发射接收装置；基于发射和反射的能量束确定水平尺和第二平面之间距离的处理计算系统。
2. 如权利要求1所述的带测距功能的水平尺，其特征在于，所述尺身上装有水平水准泡和垂 直水准泡。
3. 如权利要求1所述的带测距功能的水平尺，其特征在于，所述的水平尺尺身上装有一显示 屏，所述的控制系统包含一倾斜角度测量模块，显示屏有第一显示模式，在第一显示模式 下显示屏上的显示内容包含所述倾斜角度测量模块测出的数据。
4. 如权利要求3所述的带测距功能的水平尺，其特征在于，显示屏有第二显示模式，在第二 显示模式下显示屏上的显示内容包含所述测距装置的处理计算系统所产生的数据。
5. 如权利要求4所述的带测距功能的水平尺，其特征在于，所述水平尺还包含一个可在第一模式和第二模式之间切换所述显示屏的模式键。
6. 如权利要求1所述的带测距功能的水平尺，其特征在于，所述的水平尺尺身上装有一显示 屏，显示屏上的显示内容包含所述的测距装置测出的数据。
7. 如权利要求1所述的带测距功能的水平尺，其特征在于，所述的测距装置安装于所述的水 平尺尺身内。
8. 如权利要求1所述的带测距功能的水平尺，其特征在于，所述的测距装置与所述的水平尺 可拆卸地连接。
9. 如权利要求1所述的带测距功能的水平尺，其特征在于，所述的水平尺尺身上还设置有操 作按键，操作按键与所述控制系统连接。
10. 如权利要求1所述的带测距功能的水平尺，其特征在于，所述能量束为激光束，激光 束与第二平面相交，相交处有一基准标志。
专利摘要本实用新型涉及一种带测距功能的水平尺，包含水平尺尺身，该尺身具有至少一个可测量一个平面水平度的基准工作面，一个安装在水平尺尺身内的控制系统，一个可测量水平尺和目标平面之间距离的测距装置，一个电源，该电源与控制系统和测距装置电连接，该测距装置可向目标平面发射出能量束并接收从目标平面反射回来的能量束，并且基于发射和反射的能量束确定水平尺和目标平面之间的距离。这种带测距功能的水平尺便于携带和使用，有效地提供了操作者的工作效率。
文档编号G01C9/18GK201062950SQ200720036178
公开日2008年5月21日 申请日期2007年4月10日 优先权日2007年4月10日
发明者李伟冬 申请人:南京德朔实业有限公司