转动角度测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种转动角度测量装置，用于精确测量转动角度的一种装置。由光接收器、激光器、光反射镜、计算机终端和转台组成。解决的主要技术问题是实现了转动角度的高精度测量及动态测量。激光器发出的激光束照射到安装在被测对象上的光反射镜上，光反射镜又将反射光束照射到光接收器上的光接收阵上，根据被照射光接收阵上光接收管的具体位置确定被测对象的转动角度，利用转台可扩大角度测量范围。本实用新型通过对上述测量装置结构的设计大幅提高了转动角度测量精度，实现了转动角度的动态测试，利用本实用新型，可实现转动角度、跟踪误差的自动测试。
【专利说明】转动角度测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于测量领域，尤其涉及一种转动角度测量装置。
【背景技术】
[0002]目前，公知的测量转动角度方法主要靠手工来完成的，即把激光笔安装到被测对象上，利用激光笔照在墙上的光点移动距离来计算物体的转动角度。这种方法速度慢、精度低、还要靠手工计算，而且无法测量动态、高速转动角度的变化轨迹，满足不了工程的需要。在现有技术中，有用高速摄像机实现的转动角度测量装置，这种设备造价高，使用范围小，不利于推广。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，克服手动测量精度低、效率低、测量速度慢、无法测量动态指标等缺点，本实用新型应用光反射技术，扩大一倍测量距离，采用专用激光器，使照射距离加长、光点变小，从而大幅提高了测量精度，采用计算机软件技术，可设定虚拟光接收管，又可使精度提高一倍。具体而言，本实用新型提供了一种转动角度测量装置，用于精确测量物体的转动角度，其特征在于，所述转动角度测量装置包括:光接收器(I)，其由光接收板、光接收插座母板、多个列合成模块板、多个行合成板、总行合成编码板以及通讯板组成，其中所述光接收插座母板与所述光接收板连接、所述多个列合成模块板与所述光接收插座母板连接、所述行合成板与所述列合成模块板连接、所述总行合成编码板与所述行合成板连接、所述通讯板与所述总行合成编码板连接；激光器(2)，其设置在所述光接收器(I)的上方，用于发射光束；光反光镜(3)，其为具有极高平度的镜子，固定在被测对象(5)的前面；转台
(7)，所述被测对象(5)固定在其上面，利用所述转台(7)来扩大测量角度范围。
[0004]特别的，所述光接收器(I)上具有光接收阵出)，所述光接收阵出)由多只光接收管按横竖矩阵等间距为4mm排列组成。
[0005]特别的，所述光接收器(I)中的各个光接收管的正极接地，每个光接收管负极都并联一个去藕电容，每个光接收管负极分别接上拉电阻。
[0006]本实用新型的有益效果是大幅提高了转动角度测量精度，实现了转动角度的动态测试，利用本实用新型，可实现转动角度、跟踪误差的自动测试，可应用于多个领域、多个学科，特别是在军工领域的应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型所提供转动角度测量装置示意图；
[0008]图2是本实用新型所提供的光接收器中光接收阵示意图；
[0009]图3是本实用新型所提供的光接收器的硬件结构图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0011]如图1所示，激光器2发出的激光束照射到安装在被测对象5上的光反射镜3上，具有极高平度的光反射镜3又将反射光束照射到光接收器I前面板上的光接收阵6上，光接收阵6是由上千只光接收管按等距矩阵上下左右排列组成的方形平面，如图2所示，根据被照射光接收管的具体位置确定被测对象5的转动角度。作为进一步优选地，还可以设置一个显示终端4，将所述虚拟光接收阵接收到的信号转换为被测对象的转动角度及运动轨迹显示在显示屏上。可以理解地，不设置上述显示终端也能够实现本发明中提出的测量转动角度的技术问题，显示屏的显示仅仅是一种优选的实施方式，本实施例中同样包含了不采用显示终端的技术方案，而仅仅进行测量的技术方案。
[0012]光反射镜将光束照射距离提高了一倍，即测量精度提高了一倍，设定光接收阵上两个相邻光接收管的间距为4mm，经计算，当光接收器与光反射镜距离11459mm时，两个相邻光接收管之间的弧度为0.01度，由于光接收器与光反射镜距离为11459mm，对于两个相邻光接收管间距4_而言，弧线可近似于直线计算，弧面光接收阵可用平面光接收阵来代替。
[0013]当反射光束正好照射到两个光接收管中间时，两个光接收管同时被触发，在计算机软件上可以设定两个光接收管同时亮时，此时定义反射光束在两个光接收管正中间，两边距正中间弧度为0.005度，可假设两个光接收管的中间有一个虚拟光接管，这个虚拟光接管与两旁光接收管的间距为0.005度，这样就可以使测量精度提高一倍，相当于相邻光接收管之间的距离为2mm(其中一个是虚拟光接收管)，对应弧长为0.005度。测量误差(也就是测量精度)就是两个相邻光接收管之间的弧度0.005度，当选用聚焦能力更强，功率更大的激光器时，被测对象与光接收器(或激光器)的距离可以做得更远，当距离为21米时，其测量误差(也就是测量精度)可以达到千分之三度。
[0014]在图1中，光接收器⑴放在激光器(2)的下方，光反射镜(3)固定在被测对象
(5)前面，计算机终端(4)用串口线与光接收器(I)相连，被测对象(5)固定在转台(7)上，光接收阵(6)在光接收器(I)的前面板中央。
[0015]在图2所示的光接收阵实例中，画出了 48列、24行、间距为4mm、共计1152只光接收管组成的光接收阵，但是任意合适数量的光接收管也是允许的。
[0016]在图3中，给出典型48列、24行光接收器硬件结构图，光接收器由光接收板、与光接收板连接的光接收插座母板、与光接收插座母板连接的12个合成模块板、与合成模块板连接的3个行合成板、与3个行合成板连接的总行合成编码板、与总行合成编码板连接的通讯板组成。每块合成模块板输出4个列判断信号，24个行汇接信号，4块合成模块板的行汇接信号用一块行合成板汇接，3块行合成板输出的行汇接信号用总行合成编码板合成，在总行合成编码板中，将合成的24个行判断信号和12块合成模块板输出的共48个列判断信号一起送到编码电路编码，经编码电路输出的40路编码信号送给通讯板，通讯板将并行信号转变成可用于RS232 口通讯的串行信号。上述模块、板均是硬件电路模块，其采用电路完成光电信号的转化，从而将光接收器接收的信号转换为电信号。
[0017]所述光接收器中的各个光接收管的正极接地，每个光接收管负极都并联一个去藕电容，每个光接收管负极分别接上拉电阻。
[0018]本实用新型所提供的转动角度测量装置可对物体转动角度进行精确测量。由于采用计算机数据处理存储技术，使角度的动态测量成为可能，可对转动惯性、转动复位、跟踪精度、武器系统转角指标进行测量。本装置即可以对水平转动角度进行测量，也可以对垂直转动角度进行测量。
[0019]尽管已经结合优选的实施例对本实用新型作了详细地描述，但是本领域技术人员应当理解的是，在不违背本实用新型精神和实质下所作出的各种形变和改进都是允许，他们都落入本实用新型的权利要求的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种转动角度测量装置，用于精确测量物体的转动角度，其特征在于，所述转动角度测量装置包括: 光接收器(I)，其由光接收板、光接收插座母板、多个列合成模块板、多个行合成板、总行合成编码板以及通讯板组成，其中所述光接收插座母板与所述光接收板连接、所述多个列合成模块板与所述光接收插座母板连接、所述行合成板与所述列合成模块板连接、所述总行合成编码板与所述行合成板连接、所述通讯板与所述总行合成编码板连接； 激光器(2)，其设置在所述光接收器(I)的上方，用于发射光束；光反光镜(3)固定在被测对象(5)的前面； 转台(7)，所述被测对象(5)固定在其上面，利用所述转台(7)来扩大测量角度范围。
2.根据权利要求1所述转动角度测量装置，其特征在于，所述光接收器(I)上具有光接收阵(6)，所述光接收阵(6)由多只光接收管按横竖矩阵等间距为4_排列组成。
3.根据权利要求2所述的转动角度测量装置，其特征在于，各个光接收管的正极接地，每个光接收管负极都并联一个去藕电容，每个光接收管负极分别接上拉电阻。
【文档编号】G01B11/26GK204007545SQ201420312609
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】张奇, 任利峰, 曹娟 申请人:北京华航无线电测量研究所