专利名称：测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量装置，尤其是涉及一种用于对飞行物体例如高尔夫球的速度、位置、姿态等进行测量的测量装置。
背景技术：
对于空间飞行物体基于光学的测量多采用光幕测量方式，其中一种实现方式是通过发射器与接收器一一对应形成平行的一对一收发光幕，即发射阵列的发射器与接收阵列中的接收器一一对应。但是，这种测量系统的安装调试非常复杂，需要将横竖两个方向上的所有发射器和接收器一一对准，工作量非常大，而且使用中由于震动或者框架变形等原因将会导致对准失效，则需要重新调整；另外，上述测量系统要求每个发射器的位置可调并且使用了大量的发射器，因此成本高。
实用新型内容本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种结构简单、安装和调试方便、成本低的
测量装置。根据本实用新型的测量装置包括第一支架；第二支架，所述第二支架的一端与所述第一支架的一端相连且所述第一支架与所述第二支架成预定角度；至少两个光发射器，所述至少两个光发射器间隔开地设置在所述第一支架上；和至少一排光电接收器阵列， 每一排光电接收器阵列均设置在所述第二支架上以分别接收所述至少两个光发射器发射的光。根据本实用新型的测量装置，安装光发射器和光电接收器阵列的框架由第一支架和第二支架构成，因此结构简单，而且在第一支架上仅安装光发射器，在第二支架上仅安装光电接收器阵列，因此安装、调试、维护简单方便。另外，根据本实用新型的测量装置还可以具有如下附加的技术特征所述第一支架为第一臂杆，所述第二支架为第二臂杆。由此，根据本实用新型实施例的测量装置的结构简单，加工方便。所述光发射器为至少两个。由此，根据本实用新型的测量装置，仅使用两个光发射器，进一步降低了成本，简化了安装和调试工作。所述两个光发射器中的一个安装在所述第一支架的另一端。所述光电接收器阵列为一排。由此，根据本实用新型的测量装置，仅使用一排光电接收器阵列，进一步降低了成本，简化了安装和调试工作。所述一排光电接收器阵列中的光电接收器沿所述第二支架的长度方向排列成一条直线或一条弧线。所述第一支架和所述第二支架之间的夹角α为90度以便所述第一支架和第二支架构成L形框架。[0014]所述第二支架的所述一端与所述第一支架的所述一端可枢转地相连。由此，第一支架和第二支架构成的框架可折叠，便于移动。所述光电接收器阵列安装在安装板上，所述安装板设置在所述第二支架的上凹沟内。由此，当需要更换损坏的光电接收器时，可以将安装板从第二支架上取下，便于更换光电接收器，维护简单。可选地，所述第一支架为第一臂杆，第二支架为第二臂杆，其中所述第一臂杆包括两个第一子臂杆，所述第二臂杆的一端与一个第一子臂杆的一端相连，且所述一个第一子臂杆的另一端与另一个子臂杆的一端相连，其中所述另一子臂杆与所述第二臂杆平行，且所述至少两个光发射器安装在所述一个子臂杆上。本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是根据本实用新型一个实施例的测量装置的示意图；图2是根据本实用新型一个实施例的测量装置的测量原理示意图；图3是根据本实用新型实施例的测量装置测量飞行物体的示意图；图4是利用根据本实用新型实施例的测量装置测量具有固定轨迹点的飞行物体的应用；知图5是根据本实用新型另一实施例的测量装置的测量原理示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“长度方向”、“上”、“下”、“左”、“右”、
“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介相连。下面参考附图描述根据本实用新型实施例的测量装置。如图1-3所示，根据本实用新型实施例的测量装置包括第一支架1，第二支架2，至少两个光发射器3，和至少一排光电接收器阵列。具体地，第二支架2 (图1中的水平支架)的一端(图2中的右端)与第一支架 1 (如图1中的竖直支架)的一端(图2中的下端)相连，其中第二支架2的另一端和第一支架1的另一端为自由端。[0030]至少两个光发射器3沿第一支架1的长度方向(图2中的上下方向)间隔开地设置在第一支架1上。每一排光电接收器阵列中包括多个光电接收器4，同一排光电接收器阵列中的光电接收器4沿第二支架2的长度方向(图2中的左右方向)设置在第二支架2 上，用于分别接收至少两个光发射器3发射的光。当然，可以理解的是，如果光电接收器阵列为多排，那么多排光电接收器阵列并排地设置在第二支架2上。在本实用新型具体的实施例中，光发射器3可以使用价格低廉的小功率激光发射器或者可见光发光LED、红外线发光LED等，但并不限于此。光电接收器4可以采用光电二极管或光电三极管。根据本实用新型实施例的测量装置，光发射器3仅安装在第一支架1上，光电接收器4仅安装在第二支架2上，而且第一支架1和第二支架2的一端相连由此构成结构简单的框架，因此，测量装置的安装和调试非常简单，光发射器3与光电接收器4的对准操作简单，操作和使用复杂程度降低，而且降低了成本。优选地，根据本实用新型一个实施例的测量装置，如图1-3所示，第一支架1为第一臂杆，第二支架2为第二臂杆，换言之，第一支架1和第二支架2为杆状，从而制造更加简单，成本更低。优选地，在第一支架1上设置两个光发射器3，例如，两个光发射器3中的一个光发射器3安装在第一支架1的另一端(图1中的上端，即自由端)，为了描述方便，将安装在第一支架1的另一端的所述一个光发射器3位置标记为A，另一光发射器3安装在位置A下方的位置B，位置A与位置B之间的距离可以根据具体需要调整，只要两个光发射器 3的位置不重合即可。如图1-3所示，在本实用新型的一些实施例中，光电接收器阵列为一排，其中该一排光电接收器阵列中的光电接收器4沿第二支架2的长度方向排列成一条直线。当然，需要理解的是，本实用新型并不限于此，该一排光电接收器阵列中的光电接收器4也可以排列成一条弧线。根据本实用新型实施例的测量装置，通过在第一支架1上间隔开设置两个光发射器3，在第二支架2上设置一排光电接收器阵列，就可以对飞行物体进行测量，因此，使用的光发射器3和光电接收器4的数量减少，安装和调试非常简单，由第一支架1和第二支架2 构成的框架也非常简单，并且成本进一步降低。如图1-3所示，在本实用新型的一些优选实施例中，第一支架1和第二支架2之间的夹角α为90度，由此第一支架1和第二支架2构成L形框架。然而，需要理解的是，本实用新型并不限于此，例如第一支架1和第二支架2之间的夹角α也可以在45-120度的范围内，只要两个光发射器3发出的光不重合且能够被光电接收器4接收到即可。如图1和3所示，在本实用新型的一个优选实施例中第二支架2的所述一端(图1 中的右端)与第一支架1的所述一端(图1中的下端)可枢转地相连。更具体地，第二支架2的右端设有U形座5，第一支架1的下端通过枢轴6安装在U形座5的凹槽51内。由此，根据本实用新型实施例的测量装置，由第一支架1和第二支架2构成的框架可以折叠， 从而便于移动，提高了测量装置的适用性。在本实用新型的一些优选示例中，第一支架1具有矩形横截面，第二支架2具有工字形横截面，工字形的第二支架2平放，从而第二支架2具有上凹沟21和下凹沟22，光电接收器阵列安装在第二支架2的上凹沟22内。由此，第一支架1和第二支架2的制造简单，成本低，且上凹沟22可以对光电接收器4起到保护作用。优选地，光电接收器阵列中的光电接收器4安装在安装板7上，安装板7设置在第二支架2的上凹沟21内。由此，便于光电接收器4的拆装和更换，提高了工作效率。下面参考图2和3描述利用根据本实用新型实施例的测量装置测量飞行物体8的具体应用，例如用于测量高尔夫球。参考图2和图3，根据本实用新型实施例的测量装置本装置只第二支架2上安装了一排接收器阵列，在第一支架1的位置A和位置B安装了两个光发射器3。当飞行物体8 经过第一支架1和第二支架2围成的有效检测区域时，由于飞行物体8的遮挡，处于位置A 和位置B的两个光发射器3发出的光线能够在接收器阵列上的位置A'和B'分别形成两个影子。由于位置A和位置B是已知的，这样就能确定两条直线AA'和BB'，计算两条直线的交点，就能判断飞行物体8在空中的位置。如果飞行物体8开始计时的起点位置已知， 则可以知道该飞行物体8的速度、位置等信息。需要说明的是，用于根据上述数据计算飞行物体8的速度、位置信息的其他部件对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。例如。与本实用新型实施例的测量装置配套的电路装置都是已知的，电路装置可以控制两个光发射器3的发光和停止并读取光电接收器阵列的数据，电路装置中的具有计算功能的器件(例如单片机)可以通过计算机程序将数据转换成飞行物体8的影子的位置，根据图2中的基本原理，计算出飞行物体8的位置。影子的时间长度信息t (即影子出现到影子消失的时间差)和已知的飞行物体8的物理尺寸(沿运行方向的长度)信息作为输入，可以非常简单地计算出飞行物体8的飞行速度。根据飞行物体8的位置和速度信息，可以对飞行物体8的轨迹进行预测计算。对于物理尺寸相对较小的飞行物体8，例如高尔夫球，为了更为精确地计算飞行物体8的飞行速度，需要获得飞行物体8在进入有效检测区域前的时间起点时的位置，而不仅仅单一依靠飞行物体8的影子的轮廓信息，由此，需要一个时间起点装置来从飞行物体8的某个已知位置开始计时。实现的方法有多种并且都是已知的。例如可以使用光电检测装置如高速反射式光电开关。这种测量实现方式适用于有固定轨迹点的应用，即飞行物体8必然经过某已知点，例如飞行物体的开球点附近。飞行物体8经过光电检测装置时会触发光电检测装置使其给出电信号，这个信号发生的时间可以作为时间的起点。如图4所示，假设飞行物体必然从光电开关的有效范围内经过，则其经过时会让光电开关产生电信号的输出变化，控制电路会把这一时刻当作起始时刻，光电开关所在的位置就是起始位置。当飞行物体继续飞行并进入根据本实用新型实施例的测量装置的敏感域内(在图4中平面AA’ A”内)时，由前述基本原理(参考图幻，可以探测出飞行物体在有效检测区域中的位置X，并能知道当前时刻t。因此就能得到飞行物体的运动位移矢量和速度矢量。可以理解的是，为了防止一个光发射器另一个光发射器的影子，可以让这些光发射器分时开启，或者工作在不同的频率，由于切换速度很快，对位置的测量没有影响。图5示出了根据本实用新型另一实施例的测量装置，如图5所示，第一支架1为第一臂杆，第二支架2为第二臂杆，其中第一臂杆包括两个第一子臂杆la，lb,第二臂杆的一端与一个第一子臂杆Ia的一端相连，且所述一个第一子臂杆Ia的另一端与另一个子臂杆Ib的一端相连，其中所述另一子臂杆Ib与所述第二臂杆平行，且至少两个光发射器3安装在所述另一个子臂杆Ib上。更具体地，光发射器3为两个，光电接收器4为一排。需要理解的是，第一支架1和第二支架2并不限于上述形式，只要在一个支架上仅安装光发射器，而在另一支架上仅安装光电接收器，就可以简化整体结构，并且安装简单， 容易进行光线的对准。此外，由于光只需从一个支架打到另一个支架上，，例如对于使用激光光源的应用来说，所有的光线都是从上方斜向下方发射，避免出现了斜向上发射的激光， 更容易防护。而且，把光电接收器阵列都放在同一个支架上，光电接收器阵列位置更容易固定，提高了测试精度。根据本实用新型实施例的测量装置，结构简单，成本低，安装和维护简单，便于移动。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解 在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求1.一种测量装置，其特征在于，包括第一支架；第二支架，所述第二支架的一端与所述第一支架的一端相连且所述第一支架与所述第二支架成预定角度；至少两个光发射器，所述至少两个光发射器间隔开地设置在所述第一支架上；和至少一排光电接收器阵列，每一排光电接收器阵列均设置在所述第二支架上以分别接收所述至少两个光发射器发射的光。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一支架为第一臂杆，所述第二支架为第二臂杆。
3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述光发射器为两个。
4.根据权利要求2或3所述的测量装置，其特征在于，所述光电接收器阵列为一排。
5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述两个光发射器中的一个光发射器安装在所述第一支架的另一端。
6.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述一排光电接收器阵列中的光电接收器沿所述第二支架的长度方向排列成一条直线或一条弧线。
7.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述预定角度α为90度以便所述第一支架和第二支架构成L形框架。
8.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述第二支架的所述一端与所述第一支架的所述一端可枢转地相连。
9.根据权利要求8所述的测量装置，其特征在于，所述第二支架的所述一端设有U形座，所述第一支架的所述一端通过枢轴安装在所述U形座的凹槽内。
10.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一支架为第一臂杆，第二支架为第二臂杆，其中所述第一臂杆包括两个第一子臂杆，所述第二臂杆的一端与一个第一子臂杆的一端相连，且所述一个第一子臂杆的另一端与另一个子臂杆的一端相连，其中所述另一子臂杆与所述第二臂杆平行，且所述至少两个光发射器安装在所述一个子臂杆上。
专利摘要本实用新型公开一种测量装置，包括第一支架；第二支架，所述第二支架的一端与所述第一支架的一端相连；至少两个光发射器，所述至少两个光发射器间隔开地设置在所述第一支架上；和至少一排光电接收器阵列，每一排光电接收器阵列中的光电接收器沿所述第二支架的长度方向设置在所述第二支架上以分别接收所述至少两个光发射器发射的光。根据本实用新型的测量装置，结构简单、安装和调试方便、成本低。
文档编号G01P3/36GK201965141SQ20102065981
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者张明刚, 赵沛培 申请人:张明刚