便携式的压力管道单线图测绘装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种便携式的压力管道单线图测绘装置，包括壳体、测距仪组件、水平轴编码器、俯仰轴编码器、处理器和AHRS，测距仪组件、水平轴编码器、俯仰轴编码器、处理器和AHRS分别设于壳体内，壳体底部设有水平调节基座，水平轴编码器通过水平轴与水平调节基座连接，俯仰轴编码器通过俯仰轴与测距仪组件连接，AHRS与测距仪组件连接，测距仪组件、水平轴编码器、俯仰轴编码器和AHRS分别与处理器连接。本便实用新型结构简单，体积较小，可灵活地应用于管道安装及检验现场，且可精确获得管道上各目标点的精确位置并自动绘制单线图，测量结果快速而准确。
【专利说明】便携式的压力管道单线图测绘装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及压力管道的测量及绘图【技术领域】，特别涉及一种便携式的压力管道单线图测绘装置。
【背景技术】
[0002]压力管道是工业生产及日常生活当中广泛使用的一种特种承压设备，快速、准确、详细地测绘出压力管道单线图，对压力管道整个行业(包括设计单位、安装单位、使用单位、监察机构和检验机构)都是很有帮助的，既能产生良好的社会效益，又能产生良好的经济效益。
[0003]在管道安装和检验等阶段，传统的测绘方法是:先在现场测量并通过手工绘制压力管道单线图，然后在电脑上用CAD等软件绘制电子版，最后打印出图使用。该测绘方法中，对人员的专业素质要求很高，劳动强度较大而且绘制速度非常慢，效率低下。同时，由于采用人工测绘，其测绘精度较低，容易造成错漏，不利于施工及检验。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使用方便、测绘速度较快且测量精度较高的便携式的压力管道单线图测绘装置。
[0005]本实用新型的技术方案为:一种便携式的压力管道单线图测绘装置，包括壳体、测距仪组件、水平轴编码器、俯仰轴编码器、处理器和AHRS，测距仪组件、水平轴编码器、俯仰轴编码器、处理器和AHRS分别设于壳体内，壳体底部设有水平调节基座，水平轴编码器通过水平轴与水平调节基座连接，俯仰轴编码器通过俯仰轴与测距仪组件连接，AHRS与测距仪组件连接，测距仪组件、水平轴编码器、俯仰轴编码器和AHRS分别与处理器连接。
[0006]所述测距仪组件包括激光测距仪和测距仪外壳，AHRS设于激光测距仪上，AHRS和激光测距仪设于测距仪外壳内。
[0007]所述测距仪外壳的两侧分别设有固定板，测距仪外壳两侧分别通过俯仰轴与固定板连接，位于测距仪外壳一侧的俯仰轴上设有俯仰轴编码器。固定板的作用主要是用于安装俯仰轴编码器和处理器，方便其固定。激光测距仪上下俯仰时，测距仪外壳也随着摆动，此时俯仰轴转动，俯仰轴编码器通过测量俯仰轴的转动角度，从而得到测距仪组件的俯仰角度。
[0008]所述壳体底部通过水平轴与水平调节基座连接，水平轴的端部设有水平轴编码器。使用时，整个测绘装置通过水平轴相对于水平调节基座转动，水平轴编码器测量的水平轴转动角度，即为测距仪组件的水平旋转角度。
[0009]所述水平轴的旋转角度为O?360°，俯仰轴的俯仰角度为-45?65° (以水平方向为0° ) O
[0010]所述AHRS为三自由度的姿态航向参考系统(Attitude and Heading ReferenceSystem), AHRS内设有电子指南针。AHRS可以测量水平方位角和俯仰角度，在测绘装置使用前，通过AHRS获取水平方位角校正水平轴编码器的零度，通过AHRS获取俯仰角度校正俯仰轴编码器的零度。在测量过程中使用水平轴编码器的角度和俯仰轴编码器的角度分别作为激光测距仪的水平旋转角度和俯仰角度，从而避免了测量过程环境对AHRS干扰而带来的误差。
[0011]所述处理器为STM32微处理器，该处理器是基于单片机的嵌入式系统，它通过1口采集俯仰轴编码器及水平轴编码器上的数据和手柄上按钮是否按下去的状态，通过串行通讯接口与AHRS通讯获取数据，并通过串行通讯接口与平板电脑进行通讯，将数据发送给平板上。
[0012]所述壳体顶部设有提手，方便测绘装置的携带和安装。
[0013]所述壳体一侧设有测量手柄，测量手柄上设有测量开关，便于在调节激光测距仪位置之后，直接通过按按钮确认点并绘制单线图，而无需回到平板上操作。
[0014]所述壳体底部设有平板支架，平板支架上设有平板电脑，平板电脑通过串行通讯接口与处理器连接。
[0015]本便携式的压力管道单线图测绘装置使用时，其原理是:先将待测绘的管道分成多段，并在各段上分别取一个目标点；通过AHRS预设好测距仪组件后，选用一个目标点作为起点，调节测距仪组件，使其激光光斑对准目标点，然后通过水平轴编码器和俯仰轴编码器分别测量测距仪组件的水平旋转角度和俯仰角度，并将各数据传送给处理器，由处理器计算管道长度及方位，并送至平板电脑；其它目标点的测量方法相同，各目标点数据送至平板电脑后，即可由平板电脑中的CAD软件完成绘图。
[0016]本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果:
[0017]本便携式的压力管道单线图测绘装置结构简单，体积较小，可灵活地应用于管道安装及检验现场；本测绘装置通过设置水平轴编码器、俯仰轴编码器和AHRS，结合测距仪组件，可精确获得管道上各目标点的精确位置，测量结果快速而准确。同时，本测绘装置的使用可通过平板电脑在现场生成管道布图，使用方便而简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本便携式的压力管道单线图测绘装置的内部结构示意图。
[0019]图2为本便携式的压力管道单线图测绘装置的原理示意图。
[0020]图3为本便携式的压力管道单线图测绘装置使用时的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0022]实施例
[0023]本实施例一种便携式的压力管道单线图测绘装置，如图1所示，包括壳体1、测距仪组件、水平轴编码器3、俯仰轴编码器4、处理器5和AHRS6，测距仪组件、水平轴编码器、俯仰轴编码器、处理器和AHRS分别设于壳体内，壳体底部设有水平调节基座7，水平轴编码器通过水平轴与水平调节基座连接，俯仰轴编码器通过俯仰轴与测距仪组件连接，AHRS与测距仪组件连接，如图2所示，测距仪组件、水平轴编码器、俯仰轴编码器和AHRS分别与处理器连接。
[0024]如图1所示，测距仪组件包括激光测距仪2和测距仪外壳14，AHRS设于激光测距仪上，AHRS和激光测距仪设于测距仪外壳内。
[0025]测距仪外壳的两侧分别设有固定板8，测距仪外壳两侧分别通过俯仰轴与固定板连接，位于测距仪外壳一侧的俯仰轴上设有俯仰轴编码器。固定板的作用主要是用于安装俯仰轴编码器和处理器，方便其固定。激光测距仪上下俯仰时，测距仪外壳也随着摆动，此时俯仰轴转动，俯仰轴编码器通过测量俯仰轴的转动角度，从而得到测距仪组件的俯仰角度。
[0026]壳体底部通过水平轴与水平调节基座连接，水平轴的端部设有水平轴编码器。使用时，整个测绘装置通过水平轴相对于水平调节基座转动，水平轴编码器测量的水平轴转动角度，即为测距仪组件的水平旋转角度。
[0027]水平轴的旋转角度为O?360°，俯仰轴的俯仰角度为-45?65° (以水平方向为 O。) O
[0028]本实施例中，AHRS采用三自由度的姿态航向参考系统(Attitude and HeadingReference System), AHRS内设有电子指南针。AHRS可以测量水平方位角和俯仰角度，在测绘装置使用前，通过AHRS获取水平方位角校正水平轴编码器的零度，通过AHRS获取俯仰角度校正俯仰轴编码器的零度。在测量过程中使用水平轴编码器的角度和俯仰轴编码器的角度分别作为激光测距仪的水平旋转角度和俯仰角度，从而避免了测量过程环境对AHRS干扰而带来的误差。
[0029]处理器采用STM32微处理器，该处理器是基于单片机的嵌入式系统，它通过1 口采集俯仰轴编码器及水平轴编码器上的数据和手柄上按钮是否按下去的状态，通过串行通讯接口与AHRS通讯获取数据，并通过串行通讯接口与平板电脑进行通讯，将数据发送给平板上。
[0030]如图3所示，壳体顶部设有提手9，方便测绘装置的携带和安装。
[0031]壳体一侧设有测量手柄10，测量手柄上设有测量开关11，便于在调节激光测距仪位置之后，直接通过按按钮确认点并绘制单线图，而无需回到平板上操作。
[0032]壳体底部设有平板支架12，平板支架上设有平板电脑13，如图2所示，平板电脑通过串行通讯接口与处理器连接。
[0033]本便携式的压力管道单线图测绘装置使用时，其原理是:先将待测绘的管道分成多段，并在各段上分别取一个目标点；通过AHRS预设好测距仪组件后，选用一个目标点作为起点，调节测距仪组件，使其激光光斑对准目标点，然后通过水平轴编码器和俯仰轴编码器分别测量测距仪组件的水平旋转角度和俯仰角度，并将各数据传送给处理器，由处理器计算管道长度及方位，并送至平板电脑；其它目标点的测量方法相同，各目标点数据送至平板电脑后，即可由平板电脑中的CAD软件完成绘图。
[0034]如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
【权利要求】
1.便携式的压力管道单线图测绘装置，其特征在于，包括壳体、测距仪组件、水平轴编码器、俯仰轴编码器、处理器和AHRS，测距仪组件、水平轴编码器、俯仰轴编码器、处理器和AHRS分别设于壳体内，壳体底部设有水平调节基座，水平轴编码器通过水平轴与水平调节基座连接，俯仰轴编码器通过俯仰轴与测距仪组件连接，AHRS与测距仪组件连接，测距仪组件、水平轴编码器、俯仰轴编码器和AHRS分别与处理器连接。
2.根据权利要求1所述便携式的压力管道单线图测绘装置，其特征在于，所述测距仪组件包括激光测距仪和测距仪外壳，AHRS设于激光测距仪上，AHRS和激光测距仪设于测距仪外壳内。
3.根据权利要求2所述便携式的压力管道单线图测绘装置，其特征在于，所述测距仪外壳的两侧分别设有固定板，测距仪外壳两侧分别通过俯仰轴与固定板连接，位于测距仪外壳一侧的俯仰轴上设有俯仰轴编码器。
4.根据权利要求1所述便携式的压力管道单线图测绘装置，其特征在于，所述壳体底部通过水平轴与水平调节基座连接，水平轴的端部设有水平轴编码器。
5.根据权利要求1所述便携式的压力管道单线图测绘装置，其特征在于，所述水平轴的旋转角度为0?360°，俯仰轴的俯仰角度为-45?65°。
6.根据权利要求1所述便携式的压力管道单线图测绘装置，其特征在于，所述AHRS为三自由度的姿态航向参考系统，AHRS内设有电子指南针。
7.根据权利要求1所述便携式的压力管道单线图测绘装置，其特征在于，所述处理器为STM32微处理器。
8.根据权利要求1所述便携式的压力管道单线图测绘装置，其特征在于，所述壳体顶部设有提手。
9.根据权利要求1所述便携式的压力管道单线图测绘装置，其特征在于，所述壳体一侧设有测量手柄，测量手柄上设有测量开关。
10.根据权利要求1所述便携式的压力管道单线图测绘装置，其特征在于，所述壳体底部设有平板支架，平板支架上设有平板电脑，平板电脑通过串行通讯接口与处理器连接。
【文档编号】G01S17/89GK204101729SQ201420449088
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】陈鹍棠, 李茂东, 吴从容, 张松平, 向小勇, 马琼雄, 陈月军, 李杞仪, 陈仲禹, 欧阳瑞伏, 陈伟华, 李榕根, 陈元利 申请人:广州特种承压设备检测研究院, 华南理工大学广州学院