专利名称：一种新型接触网参数测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种接触网参数测量仪，尤其涉及一种便于操作、高精度的新型接触网参数测量仪，属于接触网参数激光测距仪的生产领域。
背景技术：
接触网参数测量仪采用高精度激光感应器测量距离，利用激光对接触网(接触传输电力的高位电网)的导高、拉出值、定位器坡度、锚段关节、线岔及超高、红线等参数进行快速准确测量，且对隧道测量、定位更是方便精确，还可以在测量现场利用PDA对测量数据的无线传输和存储处理，结合台式计算机配套程序打印规定报表，具有测量简便精确、数据自动存储分析的优点，已在接触网参数测量领域广泛使用。现有的接触网参数测量仪主要由底座、主机、激光传感器、激光信号处理电路、操作面板构成，其缺陷在于(1)操作面板固定安装在主机上，一般为垂直设计，操作的视角固定，给操作带来很大不便；( 直接得到激光传感器输出数据，测量精度较低，激光传感器自身测量数据受外部环境与温度的影响严重，随环境与温度的影响测量精度较低甚至可能无法测量；(3)各单元模块分散处理，采用并行总线方式连接，电源供电分散，系统内部连线较多、集成度低、时效性差，安装调试繁琐；(4)主机以底座之间采用偏心轴加连杆锁紧机构连接，锁紧行程较长，对连杆要求较高，加工难度大，偏心轴上滚珠不容易固定，机构复杂且实现功能不稳定；( 主机供电电池安装在底座下部，更换、维修和充电都不方便。
发明内容本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种便于操作、高精度的新型接触网参数测量仪。本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的本实用新型包括底座、主机、激光传感器、激光信号处理电路、操作面板，其中，所述主机安装在所述底座上，所述激光传感器安装在所述主机的中部，所述操作面板安装在所述主机的端面，所述激光信号处理电路置于所述激光传感器内；所述操作面板通过安装支架安装在所述主机上并能绕所述安装支架旋转，所述操作面板与所述主机之间安装有用于支撑所述操作面板的旋转撑板；所述激光信号处理电路中，所述激光传感器的信号输出端与自适应信号放大电路的输入端连接，所述自适应信号放大电路的输出端与自动增益控制电路的激光信号输入端连接，所述自动增益控制电路的信号输出端与中央处理器的激光信号输入端连接，所述中央处理器的激光信号输出端与数据输出接口连接，所述中央处理器的环境信号输入端与环境跟踪电路的输出端连接，所述中央处理器的补偿信号输出端与环境补偿电路的输入端连接，所述环境补偿电路的输出端与所述自动增益控制电路的补偿信号输入端连接。本实用新型将操作面板设计为可旋转结构，依靠旋转撑板临时固定操作面板的角度，改变角度也非常方便，从而可以方便地改变操作面板的角度，适应不同高度的操作者所需要的操作角度，使操作者在操作时更加方便；自动增益控制电路、环境跟踪电路、环境补偿电路的增加，则可以根据激光传感器测量时的具体环境情况对测量数据进行相应的误差补偿，从而减小环境对测量精度的影响。具体地，所述环境跟踪电路包括温度传感器、光敏传感器和环境信号处理电路，所述温度传感器和所述光敏传感器的信号输出端分别与所述环境信号处理电路的温度信号输入端和光敏信号输入端对应连接，所述环境信号处理电路的输出端与所述中央处理器的环境信号输入端连接。温度和光敏度是影响激光传感器测量精度的主要因素，所以主要针对温度和光敏度的异常导致的测量误差进行校正。具体地，所述环境补偿电路包括相位补偿电路和信号补偿电路，所述相位补偿电路的输入端与所述中央处理器的相位补偿信号输出端连接，所述相位补偿电路的输出端与所述自动增益控制电路的相位补偿信号输入端连接；所述信号补偿电路的输入端与所述中央处理器的信号补偿信号输出端连接，所述信号补偿电路的输出端与所述自动增益控制电路的信号补偿信号输入端连接。进一步，所述中央处理器为ARM嵌入式处理器。这种处理器体积小、功能强，集成度尚。进一步，所述操作面板的下部位置安装有永磁体或导磁体，所述主机上与所述操作面板下部相对应的位置安装有与所述操作面板的永磁体或导磁体相吸的导磁体或永磁体。在不使用操作面板时，将旋转撑板收起来，操作面板和主机相互吸合，便于管理和携带， 也显得美观。进一步，所述主机通过连接座安装在所述底座上，所述连接座固定安装在所述底座上，所述主机通过卡式快速连接装置与所述连接座连接。这种装置便于主机与底座的快速装卸。具体地，所述卡式快速连接装置的结构为所述连接座内设置有支杆，所述支杆的一端连接拨动钮，所述支柱的另一端连接卡柱，所述卡柱在所述拨动钮处于常态时伸出所述连接座两侧的端面外，所述卡柱在所述拨动钮被拨动时缩进所述连接座两侧的端面内； 所述主机的底部与所述卡柱对应的位置设置有与所述卡柱匹配的卡孔。使用时，只需拨动拨动钮即可完成主机与底座的连接或分离，非常方便。进一步，所述主机的供电电池安装在所述底座的上表面靠近所述主机的位置，所述连接座的上表面设置有与所述主机的电源输入接口对应的电源输出接口，所述供电电池的输出端与所述电源输出接口的输入端对应连接；在没有连接座的情况下，所述供电电池的输出端与所述主机的电源输入端通过接口连接或直接连接均可。本实用新型的有益效果在于本实用新型将操作面板设计为可旋转结构，改变角度非常方便，使操作者在操作时更加方便，同时在不使用操作面板时，操作面板和主机相互吸合，便于管理和携带，也显得美观；自动增益控制电路、环境跟踪电路、环境补偿电路的增加，则可以根据激光传感器测量时的具体环境情况对测量数据进行相应的误差补偿，从而减小环境对测量精度的影响，提高本实用新型的测量精度；中央处理器采用ARM嵌入式处理器，且整个系统各电路处理单元之间通讯采用串行总线方式连接，系统集成度高，系统的信号采集与处理的时效性与稳定性能都很高；主机通过卡式快速连接装置与连接座连接，便于主机与底座的快速装卸；主机供电电池安装在底座上表面，更换、维修和充电更加方便。
图1是本实用新型的立体结构图；图2是本实用新型中操作面板的主视结构示意图；图3是本实用新型中操作面板处于使用状态时的左视结构示意图；图4是本实用新型中操作面板处于未用状态时的左视结构示意图；图5是本实用新型中卡式快速连接装置的立体结构示意图之一；图6是本实用新型中卡式快速连接装置的立体结构示意图之二 ；图7是本实用新型的电路结构总框图；图8是本实用新型中环境跟踪部分的电路结构框图；图9是本实用新型中环境补偿部分的电路结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明如图1所示，本实用新型包括底座1、主机4、激光传感器5、激光信号处理电路(图中未示出)、操作面板8，其中，主机4安装在底座1上，激光传感器5安装在主机4的中部， 操作面板8安装在主机4的端面，所述激光信号处理电路置于激光传感器5内。如图1-图4所示，操作面板8包括显示屏10和操作按键11，操作面板8通过安装支架7安装在主机4上并能绕安装支架7旋转，操作面板8与主机4之间安装有用于支撑操作面板8的旋转撑板18 ；操作面板8的下部位置安装有永磁体或导磁体(可以位于操作面板8的壳体上或壳体内，图中未示出)，主机4上与操作面板8下部相对应的位置安装有与操作面板8的永磁体或导磁体相吸的导磁体或永磁体(可以位于主机4的壳体上或壳体内，图中未示出)。如图3和图4所示，在不使用操作面板8时，将旋转撑板18收起来，操作面板8和主机4相互吸合，便于管理和携带，也显得美观。如图1和图5所示，主机4通过连接座13安装在底座1上，连接座13固定安装在底座1上，主机4通过卡式快速连接装置与连接座13连接。所述卡式快速连接装置的结构为连接座13内设置有支杆(图中未示出)，所述支杆的一端连接拨动钮3，所述支柱的另一端连接卡柱15，卡柱15在拨动钮3处于常态时伸出连接座13两侧的端面外；如图6所示，卡柱15在拨动钮3被拨动时缩进连接座13两侧的端面内。如图1和图5所示，主机4 的底部与卡柱15对应的位置设置有与卡柱15匹配的卡孔(图中未示出)。使用时，只需拨动拨动钮3即可完成主机4与底座1的连接或分离，非常方便。如图1、图5和图6所示，主机4的供电电池2安装在底座1的上表面靠近主机4 的位置，连接座13的上表面设置有与主机4的电源输入接口对应的电源输出接口 16，供电电池2的输出端与电源输出接口 16的输入端对应连接。如图7所示，激光信号处理电路中，激光传感器(即图1中的5，在电路框图中未用数字标记，所以在电路结构的描述中不用数字标记)的信号输出端与自适应信号放大电路的输入端连接，自适应信号放大电路的输出端与自动增益控制电路的激光信号输入端连接，自动增益控制电路的信号输出端与ARM嵌入式处理器的激光信号输入端连接，ARM嵌入式处理器的激光信号输出端与数据输出接口连接，ARM嵌入式处理器的环境信号输入端与环境跟踪电路的输出端连接，ARM嵌入式处理器的补偿信号输出端与环境补偿电路的输入端连接，环境补偿电路的输出端与自动增益控制电路的补偿信号输入端连接。如图8所示，环境跟踪电路包括温度传感器、光敏传感器和环境信号处理电路，温度传感器和光敏传感器的信号输出端分别与环境信号处理电路的温度信号输入端和光敏信号输入端对应连接，环境信号处理电路的输出端与ARM嵌入式处理器的环境信号输入端连接。温度和光敏度是影响激光传感器测量精度的主要因素，所以主要针对温度和光敏度的异常导致的测量误差进行校正。如图9所示，环境补偿电路包括相位补偿电路和信号补偿电路，相位补偿电路的输入端与ARM嵌入式处理器的相位补偿信号输出端连接，相位补偿电路的输出端与自动增益控制电路的相位补偿信号输入端连接；信号补偿电路的输入端与ARM嵌入式处理器的信号补偿信号输出端连接，信号补偿电路的输出端与自动增益控制电路的信号补偿信号输入端连接。结合图7、图8、图9，电路部分的工作原理如下激光传感器将通过激光采集到的测量信号传递给自适应信号放大电路进行放大处理，放大后的激光测量信号被送至自动增益控制电路进行信号补偿，信号的补偿方式及补偿大小由环境补偿电路中的相位补偿电路和信号补偿电路输出的相位补偿指令和信号补偿指令来控制，而环境补偿电路中的相位补偿电路和信号补偿电路的输出由ARM嵌入式处理器来控制，其控制是根据环境跟踪电路提供的环境参数和预先设定的补偿程序指令来实现的。环境跟踪电路中的温度传感器和光敏传感器将本实用新型所处的环境的温度和光敏度信息实时地传输给环境信号处理电路，由环境信号处理电路处理后传递给ARM嵌入式处理器。放大后的激光测量信号经过自动增益控制电路进行补偿弥补环境因素所导致的测量误差后传递给ARM嵌入式处理器，ARM嵌入式处理器将该信号变换为操作面板等人机交互装置可以识别的信号后经数据输出接口传递给人机交互装置(包括但不只包括操作面板)，从而完成测量信号的输出。
权利要求1.一种新型接触网参数测量仪，包括底座、主机、激光传感器、激光信号处理电路、操作面板，其中，所述主机安装在所述底座上，所述激光传感器安装在所述主机的中部，所述操作面板安装在所述主机的端面，所述激光信号处理电路置于所述激光传感器内；其特征在于所述操作面板通过安装支架安装在所述主机上并能绕所述安装支架旋转，所述操作面板与所述主机之间安装有用于支撑所述操作面板的旋转撑板；所述激光信号处理电路中， 所述激光传感器的信号输出端与自适应信号放大电路的输入端连接，所述自适应信号放大电路的输出端与自动增益控制电路的激光信号输入端连接，所述自动增益控制电路的信号输出端与中央处理器的激光信号输入端连接，所述中央处理器的激光信号输出端与数据输出接口连接，所述中央处理器的环境信号输入端与环境跟踪电路的输出端连接，所述中央处理器的补偿信号输出端与环境补偿电路的输入端连接，所述环境补偿电路的输出端与所述自动增益控制电路的补偿信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的新型接触网参数测量仪，其特征在于所述环境跟踪电路包括温度传感器、光敏传感器和环境信号处理电路，所述温度传感器和所述光敏传感器的信号输出端分别与所述环境信号处理电路的温度信号输入端和光敏信号输入端对应连接，所述环境信号处理电路的输出端与所述中央处理器的环境信号输入端连接。
3.根据权利要求1所述的新型接触网参数测量仪，其特征在于所述环境补偿电路包括相位补偿电路和信号补偿电路，所述相位补偿电路的输入端与所述中央处理器的相位补偿信号输出端连接，所述相位补偿电路的输出端与所述自动增益控制电路的相位补偿信号输入端连接；所述信号补偿电路的输入端与所述中央处理器的信号补偿信号输出端连接， 所述信号补偿电路的输出端与所述自动增益控制电路的信号补偿信号输入端连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的新型接触网参数测量仪，其特征在于所述中央处理器为ARM嵌入式处理器。
5.根据权利要求1所述的新型接触网参数测量仪，其特征在于所述操作面板的下部位置安装有永磁体或导磁体，所述主机上与所述操作面板下部相对应的位置安装有与所述操作面板的永磁体或导磁体相吸的导磁体或永磁体。
6.根据权利要求1所述的新型接触网参数测量仪，其特征在于所述主机通过连接座安装在所述底座上，所述连接座固定安装在所述底座上，所述主机通过卡式快速连接装置与所述连接座连接。
7.根据权利要求6所述的新型接触网参数测量仪，其特征在于所述卡式快速连接装置的结构为所述连接座内设置有支杆，所述支杆的一端连接拨动钮，所述支柱的另一端连接卡柱，所述卡柱在所述拨动钮处于常态时伸出所述连接座两侧的端面外，所述卡柱在所述拨动钮被拨动时缩进所述连接座两侧的端面内；所述主机的底部与所述卡柱对应的位置设置有与所述卡柱匹配的卡孔。
8.根据权利要求6或7所述的新型接触网参数测量仪，其特征在于所述主机的供电电池安装在所述底座的上表面靠近所述主机的位置，所述连接座的上表面设置有与所述主机的电源输入接口对应的电源输出接口，所述供电电池的输出端与所述电源输出接口的输入端对应连接。
9.根据权利要求1所述的新型接触网参数测量仪，其特征在于所述主机的供电电池安装在所述底座的上表面靠近所述主机的位置，所述供电电池的输出端与所述主机的电源输入端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种新型接触网参数测量仪，包括底座、主机、激光传感器、激光信号处理电路、操作面板；其中，操作面板通过安装支架安装在主机上并能绕安装支架旋转，操作面板与主机之间安装有用于支撑所述操作面板的旋转撑板；激光信号处理电路中，激光传感器的信号输出端与自适应信号放大电路的输入端连接，自适应信号放大电路的输出端与自动增益控制电路的激光信号输入端连接，自动增益控制电路的信号输出端与中央处理器的激光信号输入端连接，中央处理器的激光信号输出端与数据输出接口连接，中央处理器还与环境跟踪电路和环境补偿电路分别对应连接。本实用新型的操作面板角度可调，便于操作；通过设置跟踪与补偿电路，提高了测量精度。
文档编号G01D21/02GK202188863SQ201120284338
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者杨德春 申请人:成都唐源电气有限责任公司