一种极坐标式偏差测量装置的制作方法

本发明涉及道路施工中的测量设备技术领域，特别是指一种极坐标式偏差测量装置。

背景技术：

在箱涵顶进等道路施工工程中，通常需要对两个物体或物体与大地之间的相对偏差进行测量。例如，在箱涵顶进过程中，需要测量箱涵的中线相对于初始位置的偏差(该偏差可看作是箱涵中线相对于大地的偏差)。一般来说，可以在一个活动物体上设置激光发射器，而在作为静止参照系的地方设置光斑捕捉器，从而通过光斑投影的偏移测算出活动物体的相对偏移量。

但是，道路施工中有时会出现定位光斑的大范围偏移，此时需要捕捉屏相应的扩大尺寸，而大尺寸的捕捉屏不仅造价昂贵，其光斑识别捕获效果也会大幅降低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出一种极坐标式偏差测量装置，其结构简单，成本低廉，能够以较小的屏幕实现对大范围内光点的捕捉，实现对大范围偏移的测量。

基于上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种极坐标式偏差测量装置，其包括光斑捕捉器、控制单元、底架和摆臂，所述摆臂的下部与所述底架铰接，所述摆臂的末端处还设有以铰接处为转动中心的轮齿，所述底架内设有步进电机，所述步进电机以齿轮传动的方式驱动所述摆臂在以摆臂为径的圆周平面内转动，所述摆臂上设有直线导轨，所述摆臂上还设有用于驱动所述光斑捕捉器沿所述导轨运动的径向移动系统，所述光斑捕捉器包括光斑投影屏和位于光斑投影屏后的光斑感应单元，所述步进电机、径向移动系统和光斑捕捉器均与所述控制单元连接。

可选的，所述径向移动系统为通过活塞杆直接与所述光斑捕捉器固定相连的活塞杆驱动系统。

可选的，所述径向移动系统包括与所述导轨相平行的丝杠以及固定在所述摆臂上的用于驱动所述丝杠运动的电机，所述丝杠与所述光斑捕捉器丝扣连接。

可选的，所述光斑投影屏为圆形。

从上面的叙述可以看出，本发明技术方案的有益效果在于：

1、本发明在控制单元的控制下，通过横向移动系统和纵向移动系统驱动光斑捕捉器在二维平面内的移动，从而能够以较小的屏幕实现大范围内光点的捕捉，尤其适用于远距离捕捉、大范围偏移等光点大范围移动的情况。

2、本发明采用极坐标方式控制光斑捕捉器的运动，运动方式新颖而独特，不需要过多的框架结构，结构更加简单而紧凑。

总之，本发明结构简单，成本低廉，使用方便，解决了现有技术中难以进行大范围光点捕捉的缺陷，是对现有技术的一种重要改进。

附图说明

为了更加清楚地描述本专利，下面提供一幅或多幅附图，这些附图旨在对本专利的背景技术、技术原理和/或某些具体实施方案做出辅助说明。需要注意的是，这些附图可以给出也可以不给出一些在本专利文字部分已有描述且属于本领域普通技术人员公知常识的具体细节；并且，因为本领域的普通技术人员完全可以结合本专利已公开的文字内容和/或附图内容，在不付出任何创造性劳动的情况下设计出更多的附图，因此下面这些附图可以涵盖也可以不涵盖本专利文字部分所叙述的所有技术方案。此外，这些附图的具体内涵需要结合本专利的文字内容予以确定，当本专利的文字内容与这些附图中的某个明显结构不相符时，需要结合本领域的公知常识以及本专利其他部分的叙述来综合判断到底是本专利的文字部分存在笔误，还是附图中存在绘制错误。特别地，以下附图均为示例性质的图片，并非旨在暗示本专利的保护范围，本领域的普通技术人员通过参考本专利所公开的文字内容和/或附图内容，可以在不付出任何创造性劳动的情况下设计出更多的附图，这些新附图所代表的技术方案依然在本专利的保护范围之内。

图1是本发明实施例中极坐标式偏差测量装置的一种结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员对本专利技术方案的理解，同时，为了使本专利的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，并使权利要求书的保护范围得到充分支持，下面以具体案例的形式对本专利的技术方案做出进一步的、更详细的说明。

如图1所示，一种极坐标式偏差测量装置，其包括光斑捕捉器3、控制单元、底架1和摆臂2，所述摆臂2的下部与所述底架1铰接，所述摆臂2的末端处还设有以铰接处为转动中心的轮齿21，所述底架1内设有步进电机，所述步进电机通过驱动齿轮5以齿轮传动的方式驱动所述摆臂2在以摆臂为径的圆周平面内转动，所述摆臂2上设有直线导轨20，所述摆臂2上还设有用于驱动所述光斑捕捉器3沿所述导轨20运动的径向移动系统，所述光斑捕捉器3包括光斑投影屏和位于光斑投影屏后的光斑感应单元，所述步进电机、径向移动系统和光斑捕捉器均与所述控制单元连接。

可选的，所述径向移动系统为通过活塞杆直接与所述光斑捕捉器固定相连的活塞杆驱动系统。

可选的，仍见图1，所述径向移动系统包括与所述导轨相平行的丝杠42以及固定在所述摆臂2上的用于驱动所述丝杠42运动的电机41，所述丝杠42与一个嵌在所述导轨20内的滑块30丝扣连接，所述光斑捕捉器30固定在所述滑块30上。

可选的，仍见图1，所述光斑捕捉器3的光斑投影屏为圆形。

上述实施例中，用于驱动光斑捕捉器的径向移动系统也可采用活塞杆装置，此处不再赘述。

使用时，通过编制适当的程序，可以使控制单元根据光点在屏幕内的位置操纵横向移动系统和纵向移动系统的运动，从而驱动光斑捕捉器在二维平面内移动，以保持光点时刻在光斑捕捉器的屏幕范围内。通过对横向移动系统和纵向移动系统运动量的测算以及对光点在屏幕内位置的捕获，就可以测量出光点相对于初始位置的移动距离，进而实现道路施工中对活动物体的移动偏差的测量。

总之，本发明构思新颖，结构简单，成本低廉，能够以较小的屏幕在大范围内实现对光点的追踪，是对现有技术的一种重要改进。

需要理解的是，上述对于本专利具体实施方式的叙述仅仅是为了便于本领域普通技术人员理解本专利方案而列举的示例性描述，并非暗示本专利的保护范围仅仅被限制在这些个例中，本领域普通技术人员完全可以在对本专利技术方案做出充分理解的前提下，以不付出任何创造性劳动的形式，通过对本专利所列举的各个例采取组合技术特征、替换部分技术特征、加入更多技术特征等等方式，得到更多的具体实施方式，所有这些具体实施方式均在本专利权利要求书的涵盖范围之内，因此，这些新的具体实施方式也应在本专利的保护范围之内。

此外，出于简化叙述的目的，本专利也可能没有列举一些寻常的具体实施方案，这些方案是本领域普通技术人员在理解了本专利技术方案后能够自然而然想到的，显然，这些方案也应包含在本专利的保护范围之内。

出于简化叙述的目的，上述各具体实施方式对于技术细节的公开程度可能仅仅达到本领域技术人员可以自行决断的程度，即，对于上述具体实施方式没有公开的技术细节，本领域普通技术人员完全可以在不付出任何创造性劳动的情况下，在本专利技术方案的充分提示下，借助于教科书、工具书、论文、专利、音像制品等等已公开文献予以完成，或者，这些细节是在本领域普通技术人员的通常理解下，可以根据实际情况自行作出决定的内容。可见，即使不公开这些技术细节，也不会对本专利技术方案的公开充分性造成影响。

总之，在结合了本专利说明书对权利要求书保护范围的解释作用的基础上，任何落入本专利权利要求书涵盖范围的具体实施方案，均在本专利的保护范围之内。