[0035] 以电子水平式安平标线仪为例，其自动安平系统完成的内容是：1)判断水泡是否 在安平状态；2)如为非安平状态，则判断倾斜的方向、倾斜的程度；3)根据倾斜的程度，对 步进电机控制参数赋值；4)调用步进电机运动子程序。电机旋转速度：电机旋转速度由控 制参数SPEED决定，仪器倾斜角度小，则需要电机转速小，方便检测平衡位置，SPEED参数赋 Al (值Al在调试过程中确认）;如仪器倾斜角度大，则电机转速要求就大，可以节省安平时 间，SPEED参数赋A2 (值A2在调试过程中确认），在实际使用中，Al可以是200, A2可以是 100〇
[0036] 电机的控制信号有两个，一是正反转方向控制信号，一是脉冲信号，脉冲信号的频 率决定电机的速度，频率越高，速度越高，反之，速度就低。
[0037] 关于加速度传感器及角度信息计算，利用加速度传感器可以测量出该仪器的及时 状态，比如目前采用的三轴加速度传感器可以测量出X、Y、Z三个方向上的加速度信息，如 图 7 (a) (b) (C) (d)所示。
[0038] 微处理器可以通过加速度传感器对外的接口读出该信息，一般为十六进制数据， 比如Z轴：00FF FFFF，需要一定比例转化为我们熟知的单位为g的数据，水平静止状态下， 一般三轴相关数据转化为X轴：0g，Y轴：0g，Z轴：lg。
[0039] 将加速度传感器贴装于仪器上，即与仪器处于同一水平面，则可通过计算得到的 角度判定仪器放置的平面与水平面夹角。以单轴为例，参考图7 (b)所示，当加速度传感器 在检测轴X轴和重力方向平面旋转时，根据基本三角原理，X轴上的重力矢量投影会产生等 于加速度计X轴与水平线夹角正弦值的输出加速度，在重力为理想值Ig时，输出加速度为： Ax = Ig * sin ( Θ ) 该种检测方法需要理想的Ig重力加速度，且不能测量整个360°范围角，且检测范围 越大，误差越大。所以我们本方案采用的是3轴检测方式。
[0040] 角度对应关系如下图所示，计算公式为：
【主权项】
1. 一种快速判断角度的标线仪，包括标线组件、微处理器、调整驱动模块，所述微处理 器与所述标线组件、所述调整驱动模块相连，所述调整驱动模块与所述标线组件相连，其特 征在于，还包括加速度传感器，与所述微处理器相连，用于获得所述标线组件的第一安平信 号。
2. 如权利要求1所述的快速判断角度的标线仪，其特征在于，还包括报警模块，所述报 警模块与所述微处理器相连。
3. 如权利要求1所述的快速判断角度的标线仪，其特征在于，所述加速度传感器检测 所述标线组件的第一安平信号并传给所述微处理器，所述微处理器对所述第一安平信号进 行处理，获得所述标线组件的角度信息； 所述微处理器判断是否需要安平所述标线组件； 如需进行安平，控制所述调整驱动模块对所述标线组件进行安平； 如不需进行调节，控制标线组件进行标线。
4. 如权利要求2所述的快速判断角度的标线仪，其特征在于，所述加速度传感器检测 所述标线组件的第一安平信号并传给所述微处理器，所述微处理器对所述第一安平信号进 行处理，获得所述标线组件的角度信息α ; 当α大于第一预设值β 1时，控制报警模块启动报警； 当α小于等于第一预设值β 1时，且α大于第二预设值β 2时，控制所述调整驱动模 块对所述标线组件进行安平； 当α小于等于第二预设值β 2时，控制标线组件进行标线。
5. 如权利要求1所述的快速判断角度的标线仪，其特征在于，还包括安平系统，所述安 平系统包括安平信号传感器，与所述安平信号传感器相连的信号处理模块。
6. 如权利要求5所述的快速判断角度的标线仪，其特征在于，所述加速度传感器检测 所述标线组件的第一安平信号并传给所述微处理器，所述微处理器对所述第一安平信号进 行处理，获得所述标线组件的角度信息α ; 当α大于第一预设值β 1时，控制报警模块启动报警； 当α小于等于第一预设值β 1时，控制所述安平系统工作；所述安平系统的所述安平 信号传感器检测所述标线组件的第二安平信号，所述信号处理模块对检测到的所述第二安 平信号进行处理，获得处理信号，并将该处理信号传给所述微处理器； 所述微处理器判断是否需要调节所述标线组件； 如需进行调节，控制所述调整驱动模块对所述标线组件进行调节； 如不需进行调节，控制标线组件进行标线。
7. 如权利要求1所述的快速判断角度的标线仪，其特征在于，所述标线组件包括调节 座、光源座、光源、光学单元、驱动单元；所述光源座设置在所述调节座上，所述光源设置在 所述光源座内，所述光学单元将所述光源发出的光线进行折射，所述驱动单元驱动所述光 学单元旋转，所述光线因所述光学单元的旋转而形成光面。
8. 如权利要求1所述的快速判断角度的标线仪，其特征在于，所述标线组件包括调节 座、光源座、光源、光学单元；所述光源座设置在所述调节座上，所述光源设置在所述光源座 内，所述光学单元将所述光源发出的光线进行反射，形成光面。
9. 如权利要求7或8所述的快速判断角度的标线仪，其特征在于，所述安平系统为电子 水泡式安平系统；所述光源为激光发射管，发射点状激光；所述标线组件为至少1组，所述 标线组件大于1组时，各所述标线组件形成的所述光面互相垂直。
10. -种快速判断角度的标线仪标线方法，其特征在于，包括以下步骤： 加速度传感器快速检测标线组件第一安平信号； 对所述第一安平信号进行处理获得标线组件的角度信息α ; 当α大于第一预设值β 1时，报警； 当α小于等于第一预设值β 1时，且α大于第二预设值β 2时，对所述标线组件进行 安平； 当α小于等于第二预设值β 2时，标线组件进行标线。
11. 如权利要求10所述的快速判断角度的标线仪标线方法，其特征在于，对所述标线 组件进行安平的步骤还包括： 所述安平调整速度与所述α大小相关，具体为α越小，安平调整速度越慢；α越大， 安平调整速度越快。
12. -种快速判断角度的标线仪标线方法，其特征在于，包括以下步骤： 加速度传感器快速检测标线组件第一安平信号； 对所述第一安平信号进行处理获得标线组件的角度信息α ; 当α大于第一预设值β 1时，报警； 当α小于等于第一预设值β 1时， 安平系统检测所述标线组件第二安平信号； 判断是否需要对所述标线组件进行安平？ 如所述标线组件需要安平，对所述标线组件进行安平； 对所述标线组件进行安平完成后，重复安平系统检测所述标线组件第二安平信号的步 骤； 如所述标线组件不需要安平，则 标线仪进行标线工作。
【专利摘要】本发明提出一种快速判断角度的标线仪，包括标线组件、微处理器、调整驱动模块，所述微处理器与所述标线组件、所述调整驱动模块相连，所述调整驱动模块与所述标线组件相连，还包括加速度传感器，与所述微处理器相连，用于获得所述标线组件的第一安平信号。本发明还提出一种快速判断角度的标线仪标线方法。本发明的优点在于：本发明设计了一种快速判断角度的标线仪，通过安装加速度传感器，可以快速判定仪器角度，一般仪器的响应时间<2S。同时，该发明可以对仪器角度测量精度高，可以保证＜±0.5°的测量精度甚至更高精度。
【IPC分类】G01C15-00
【公开号】CN104833345
【申请号】CN201510006709
【发明人】王世伟, 王盛世
【申请人】苏州市德普仪器技术有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年1月7日