一种便携式长度及面积的测量装置的制作方法

本实用新型涉及工程测量技术领域，具体涉及一种便携式长度及面积的测量装置。

背景技术：

工程检测中有很多物体表面长度或者面积需要测量，但大多物体人员不能近距离接触，常规的尺子或者测距仪不能发挥功能，采用全站仪或者GPS系统则操作过于麻烦，不方便携带。

现有技术中，首钢京唐钢铁联合有限责任公司于2012年申请的授权公告号为CN102798359B的便携式倾角测量装置及方法，该装置由测距模块、倾角测量模块、微处理器模块、显示模块、电源模块及本体组成，测距模块包括两个独立的激光测距单元，测量时从本体测量参考面发出两条平行的测量路径，打到被测目标特征线上，两个激光测距单元测得的距离和倾角测量模块测得的本体倾角经微处理器模块处理输出到显示模块上，通过调整本体倾角度使两个距离数值相等，此时本体、两条测量路径和被测目标特征线之间形成一个平行四边形，显示模块显示的倾角就等于被测目标的倾角。

湖南黄金洞矿业有限责任公司于2014年申请的授权公告号为CN203785661U的一种便携式巷道激光导线测量仪，包括控制单元，该控制单元经控制总线并联连接激光测距模块，三维电子罗盘模块、倾角测量模块，该激光测距模块的一端连接激光发射镜头，该控制单元的电源端连接输入电源，输出端连接液晶显示屏。该控制单元优选单片机，该三维电子罗盘模块的测定方位与激光发射发现一致。能一次性读出测量中涉及的距离、坡度倾角、水平方位等相关测量必备数据。

但是，上述两个专利设备实现的功能较为单一，均只能测量物体两点的距离，无法实现同平面上不规则曲线长度与面积的测量。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种便携式长度及面积的测量方法，功能全面、使用方便，能够测量曲线的长度和面积。

本实用新型提供的一种便携式长度及面积的测量装置，包括测距模块、倾角传感器、数据存取模块、测量键、功能选择按钮、显示屏和微处理器，测距模块、倾角传感器、数据存储模块、测量键、功能选择按钮和显示屏分别与微处理器相连接；

功能选择按钮包括直线长度测量按钮、非闭合曲线长度测量按钮和闭合曲线长度、面积测量按钮。

进一步的，还包括时钟模块和指示灯，所述时钟模块、微处理器和指示灯依顺次相连接。

进一步的，时钟模块还连接有输入模块，所述输入模块用于修改时钟模块设定的频率。

进一步的，还包括计数模块，所述计数模块与微处理器相连接。

进一步的，还包括打印模块，所述打印模块与微处理器相连接。

进一步的，还包括蓝牙通讯模块，所述蓝牙通讯模块与微处理器相连接。

由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果：

本实用新型提供一种便携式长度及面积的测量装置，包括测距模块、倾角传感器、数据存取模块、测量键、功能选择按钮、显示屏和微处理器，测距模块、倾角传感器、数据存储模块、测量键、功能选择按钮和显示屏分别与微处理器相连接，功能选择按钮包括直线长度测量按钮、非闭合曲线长度测量按钮和闭合曲线长度、面积测量按钮。功能全面，使用方便、能测量直线长度、非闭合曲线长度和闭合曲线的周长及面积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为一种便携式长度及面积的测量装置的原理示意图。

图2为一种便携式长度及面积的测量装置的结构示意图。

图3为测量规则物体的直线长度的原理图。

图4为测量不规则未闭合曲线长度的原理图。

图5为测量不规则闭合曲线周长及面积的原理图。

附图标记：

1-测距模块，2-测量键，3-直线长度测量按钮，4-非闭合曲线长度测量按钮，5-闭合曲线长度、面积测量按钮，6-打印模块，7-显示屏。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

请参阅图1至图5，本实施例提供的一种便携式长度及面积的测量装置，包括测距模块、倾角传感器、数据存取模块、测量键、功能选择按钮、显示屏和微处理器，测距模块、倾角传感器、数据存储模块、测量键、功能选择按钮和显示屏分别与微处理器相连接，功能选择按钮包括直线长度测量按钮、非闭合曲线长度测量按钮和闭合曲线长度、面积测量按钮。使用者先通过功能选择按钮选择测量模块，再通过测量键进行正式测量。测距模块选择红外测距仪或者激光测距仪。

测量直线长度：

选择直线长度测量模式，通过测量仪器上的红外线获取被测物体表面第一个点和最后一个点分别距测量仪器的距离，并记录为L1和L2；通过测量仪器上的倾角传感器获取被测物体表面第一个点的空间角，记录为水平角X1和垂直角Y1，通过倾角传感器获取测量物体表面最后一个点的空间角，记录为水平角X2和垂直角Y2；根据获取的被测物体表面第一个点和最后一个点与测量端的距离、以及被测物体表面第一个点和最后一个点自身的空间角计算被测规则物体表面长度；

计算被测规则物体表面长度的具体方法为：

建立三维坐标系，将仪器光源设置为原点O(0,0,0)，第1个测点所在该坐标系中的位置为A1(L1sin(Y1)，L1cos(Y1)sin(X1)，L1cos(Y1)cos(X1))，第2个测点所在该坐标系中的位置为A2(L2sin(Y2)，L2cos(Y2)sin(X2)，L2cos(Y2)cos(X2))。

设置M1＝[L1sin(Y1)-L2sin(Y2)]²；

N1＝[L1cos(Y1)sin(X1)-L2cos(Y2)sin(X2)]²；

P1＝[L1cos(Y1)cos(X1)-L2cos(Y2)cos(X2)]²；

测量非闭合曲线长度：

选择非闭合曲线测量模式，通过红外线获取被测物体表面第a1个点至第an个点分别距测量仪器的距离，记录为L1…Ln；通过倾角传感器获取测量仪器自身的空间角变化记为(X1，Y1)…(Xn，Yn)；计算未闭合曲线的长度；

计算被测规则物体表面长度的具体方法为：

建立三维坐标系，将仪器光源设置为原点O(0,0,0)，第n个测点所在该坐标系中的位置为Ai(Li×sin(Yi)，Li×cos(Yi)sin(Xi)，Li×cos(Yi)cos(Xi))。

设置Mi＝[Li×sin(Yi)-L(i+1)×sin[Y(i+1)]]²；

Ni＝{Li×cos(Yi)sin(Xi)-L(i+1)cos[Y(i+1)]sin[X(i+1)]}²；

Pi＝{Li×cos(Yi)cos(Xi)-L(i+1)cos[Y(i+1)]cos[X(i+1)]}²；

其中i＝1…n-1，n为测点数量。

测量闭合曲线周长和面积：

选择闭合曲线周长和面积测量模式，通过红外线获取被测物体表面的点，当第一个点和最后一个点重合时，记录第a1个点至第an个点分别距测量仪器的距离为L1…Ln；通过倾角传感器获取测量仪器自身的空间角变化记为(X1，Y1)…(Xn，Yn)；计算闭合曲线的长度及面积。

根据计算出来的各连续的相邻点的距离，计算闭合曲线的长度具体算法为：

计算闭合曲线的面积具体算法为：

还包括时钟模块和指示灯，时钟模块、微处理器和指示灯依顺次相连接，时钟模块还连接有输入模块，时钟模块用于设定测量的频率，指示灯用于提示，通过输入模块时钟模块设定的频率。

还包括计数模块，计数模块与微处理器相连接。计数模块用于记录测量了多少个点。

还包括打印模块，打印模块与微处理器相连接。打印模块可直接打印测量结果，使用者不必再到处找笔和纸进行记录，使用方便。

还包括蓝牙通讯模块，蓝牙通讯模块与微处理器相连接。通过蓝牙模块，测量装置可将测量过程中采集的各点的数据以及测量结果发送至手机端或者平板电脑端。无需数据线连接，使用更加方便，快捷。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。