一种电子卷尺的制作方法

本实用新型涉及卷尺领域，尤其涉及一种电子卷尺。

背景技术：

随着现代电子技术的发展，长度测量也逐渐实现了数字化、智能化，对于市面上出现的电子卷尺，大多数还是采用霍尔传感器、光电传感器等器件以及与尺带配合使用的转动装置等进行脉冲计数来实现尺带的自动测量。然而在实际运用时，由于用户经常出现对尺带拉出过快，导致这类卷尺在计算尺带拉出长度识别尺带上的黑色光学标识时经常容易出现打滑、丢步等现象，进而较大影响了测量结果及测量精度等。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种电子卷尺。

本实用新型实施例提出一种电子卷尺，包括：控制单元、光发射单元、光接收单元和尺带，所述尺带上设有多个各不相同的图像单元，每一所述图像单元对应于所述尺带的一个最小刻度并表示一预设长度，

所述光发射单元用于将光发射到所述图像单元上；

所述光接收单元用于接收经所述图像单元反射的光信号并转换成电信号；

所述控制单元用于根据所述电信号确定测量出的长度。

在上述的电子卷尺中，进一步地，所述图像单元包括预设个数的用于表示所述预设长度的区块，每一区块具有预定的颜色；

所述图像单元通过各区块的不同排列来唯一表示对应的预设长度。

在上述的电子卷尺中，进一步地，所述图像单元由黑色区块和白色区块组合形成；所述黑色区块和所述白色区块的大小相等。

在上述的电子卷尺中，进一步地，各图像单元根据二进制编码方式对所述黑色区块和所述白色区块进行唯一排列。

在上述的电子卷尺中，进一步地，所述图像单元还包括位于所述图像单元两端的起始区和结束区，所述起始区包括第一预定个数的黑色区块和/或白色区块，所述结束区包括第二预定个数的黑色区块和/或白色区块。

在上述的电子卷尺中，进一步地，所述光发射单元包括点光源和线光源转换装置，所述线光源转换装置用于将所述点光源发射出的光线转换成线光源后发射到所述图像单元上。

在上述的电子卷尺中，进一步地，所述线光源的照射区域的长度大于或等于所述图像单元的长度，所述线光源的照射区域的宽度小于或等于一个区块的宽度。

在上述的电子卷尺中，进一步地，所述光接收单元包括光阵列传感器，所述光阵列传感器用于接收经所述图像单元反射的光信号；其中，所述光阵列传感器中的光电传感器个数等于所述图像单元中区块的总个数。

在上述的电子卷尺中，进一步地，所述预设个数的取值范围为10～20。

在上述的电子卷尺中，进一步地，还包括：显示单元、输入单元、通讯单元和/或用于固定待测量尺带的尺带固定件，

其中，所述显示单元与所述控制单元电连接，所述显示单元为数显管或液晶显示屏；

所述输入单元与所述控制单元电连接，所述输入单元包括按键开关和旋转开关中的至少一种；

所述通讯单元与所述控制单元电连接，所述通讯单元包括蓝牙通讯、433无线通讯、红外通讯、WIFI通讯和RFID通讯中的至少一种。

本实用新型的实施例具有如下优点：

相比现有的利用光电传感器或霍尔传感器等进行卷尺读数的方案，本实用新型的电子卷尺可以实现尺带数据实时读取，可避免出现打滑、丢步等问题，也不存在累计误差，保证了较高的测量精度等。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例的一种电子卷尺的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例的一种电子卷尺的尺带的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例的一种电子卷尺的光发射单元及光接收单元的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例的一种电子卷尺的另一结构示意图。

主要元件符号说明：

100-电子卷尺；1-控制单元；2-光发射单元；3-光接收单元；4-尺带；5-显示单元；201-点光源；202-线光源转换装置；301-光阵列传感器；302-光聚焦装置；6-输入单元；7-通讯单元。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参照图1和图2，本实用新型实施例提出一种电子卷尺100，可应用于不同场合下的长度测量。通过该电子卷尺100可实时读取测量的长度，还可以很好地解决由于拉出尺带过快而出现打滑、丢步等问题。下面对该电子卷尺100的结构进行详细说明。

如图1所示，该电子卷尺100主要包括控制单元1、光发射单元2、光接收单元3和尺带4，其中，通过尺带4可测量目标的长度。本实用新型实施例中，该尺带4上设有多个各不相同的图像单元，每一图像单元对应于该尺带4的一个最小刻度并表示一预设长度，如图2所示。

可以理解，每一个图像单元分别对应于尺带4的一个刻度，而由于尺带4上的每一个刻度表示一个对应的长度值，故本实用新型实施例将通过设置在尺带4上的各不相同的图像单元来表示对应的预设长度，这样通过识别出光发射单元照射的是哪一个图像单元就可以确定测量的长度。

具体地，所述图像单元包括预设个数的用于表示所述预设长度的区块，每一区块具有预定的颜色。每一个图像单元将通过这些具有预定颜色的各区块的不同排列来唯一表示对应的预设长度。示范性地，多个图像单元可沿尺带4的长度方向依次设置，而一个图像单元的多个区块可在竖直方向上依次排列。

本实用新型实施例中，所述光发射单元2用于将光发射到所述图像单元上；所述光接收单元3用于接收经所述图像单元反射的光信号并转换成电信号；所述控制单元1用于根据所述电信号确定测量出的长度。

例如，当需要利用该电子卷尺100进行长度测量时，如图3所示，可通过所述光发射单元2以一定的倾斜角度照射在该尺带4的图像单元上，而当光信号经过该图像单元反射后则由设置在相应位置的光接收单元3进行光信号接收并转换成电信号，进而由控制单元1进行相应识别处理。

示范性地，如图3所示，所述光发射单元2包括点光源201和线光源转换装置202，所述线光源转换装置202用于将所述点光源201发射出的光线转换成线光源后发射到所述图像单元上。

其中，所述线光源的照射区域的长度大于或等于所述图像单元的长度，所述线光源的照射区域的宽度小于或等于一个区块的宽度。由于尺带4的各图像单元具有一定的长度，故进一步通过线光源转换装置202将该点光源转换成线光源以覆盖照射在图像单元上。例如，所述点光源201可采用常用的红外激光或LED等发光光源。该线光源转换装置202可采用具有缝隙的灯罩、柱面透镜或波浪面透镜等等。例如，当采用LED等光源时，可采用具有缝隙的灯罩结构，这样点光源将仅从该缝隙透射出来从而形成一线光源。或者，当采用激光器时，则可以通过柱面透镜或波浪面透镜等等。

本实用新型实施例中，所述光接收单元3包括光阵列传感器301，光阵列传感器301与所述控制单元1电连接，主要用于接收经所述图像单元反射的光信号并发送到控制单元1中进行识别处理。

示范性地，可根据光反射原理将光阵列传感器301设置能接收到反射的光信号的相应位置。具体地，所述光阵列传感器301主要由多个并列的光电传感器组成，其中，光电传感器的个数等于该图像单元中所有区块的总个数，这样可以使各光电传感器与图像单元中所有的区块形成一一对应关系，即一个光电传感器检测一个区块反射出的光信号。示范性地，构成该光阵列传感器301的光电传感器可采用PD光电传感器、PIN光电传感器、CCD光电传感器、CMOS光电传感器或APD光电传感器等等。

进一步可选地，所述光接收单元3还包括与光阵列传感器301配合使用的光聚焦装置302，所述光聚焦装置302用于将反射的光信号聚焦后发射到所述光阵列传感器301上。这样可缩小光阵列传感器301的尺寸，进而减小该电子卷尺100的尺寸，方便用户携带等。示范性地，该光聚焦装置302可采用如聚光透镜等，并可通过基座将该光聚焦装置302设置在光阵列传感器301的预设位置处。

所述控制单元1主要用于根据由光阵列传感器301输出的多个电信号来确定该预设长度值。示范性地，所述控制单元1中预存有各图像单元与预设长度的对应关系表。该控制单元1通过接收到的电信号可判断为哪一个图像单元并进一步查询该对应关系表即可确定对应的预设长度，即为尺带4当前测量的长度。

在上述的对应关系表中，每个图像单元各不相同，由于每个区块具有预定的颜色，按照不同顺序对各区块排列即可形成不同且唯一的图像单元，故可对应表示不同的预设长度。示范性地，该控制单元1可包括但不限于采用51系列、STC系列、PIC系列、ARM系列或MSP430系列等的微处理芯片，具体可采用如MSP430F1101、PIC10F202等不同型号的芯片。

其中，对于图像单元中的区块的预设颜色，示范性地，可包括但不限于为白色区块、黑色区块、红色区块或淡蓝色区块等等，具体可根据光接收单元对由光发射单元2发射出的光的吸收能力等来选取，故在此并不作限定。

优选地，该图像单元可由黑色区块和白色区块组合形成，即通过预设个数的黑色区块和白色区块进行不同排列，从而形成各不相同的图像单元。进一步地，所述黑色区块和所述白色区块的大小相等。优选地，该黑色区块和白色区块的宽度等于该尺带4的最小刻度。例如，如图2所示，若该尺带4的最小刻度为1mm，那么该黑色区块和白色区块的宽度则等于1mm。

其中，该区块可以为矩形、圆形或多边形等的形状，优选地，可采用矩形，其中正方形是一种特殊的矩形。可以理解，这样可使光在每个区块的照射面积最大，相应地，经反射回去的光信号也较强，可提高电子卷尺100对反射的光的识别准确率等。

本实用新型实施例中，该图像单元中的这些区块可以根据不同规则进行唯一排列。优选地，该图像单元可采用二进制编码方式对所述黑色区块和所述白色区块进行唯一排列，即每一个区块代表一位二进制数。示范性地，所述黑色区块表示一位二进制“1”，所述白色区块表示一位二进制“0”；或者，所述黑色区块表示二进制“0”，所述白色区块表示二进制“1”。

如图2所示，以黑色区块表示“1”白色区块表示“0”为例，黑色区块与白色区块的预设个数为15，即采用15位二进制数来表示各预设长度，若预设长度为10mm，则根据对应的二进制数“000 0000 0000 1010”，则有该图像单元的第5-15位以及第1位、第3位均为白色区块，而第2位和第4位则为黑色区块。可以理解，由于各预设长度对应的二进制数是唯一的，故对应有图像单元也是唯一的。

应当理解，当区块的个数越多，其所能表示的预设长度越多，相应地，该电子卷尺100所能测量的长度也就越长，即量程越大。例如，以上述的15个区块为例，该电子卷尺100的量程为32.7m。考虑到尺带4的宽度及电子卷尺100的体积大小，优选地，所述区块的预设个数的取值范围为10～18，即相应地该电子卷尺的量程范围为1m～262m。

可以理解，随着N(N≥2)进制编码的增加，相对于同样个数区块的二进制编码方式，N进制编码方式可以实现利用更少的区块来达到同样的测量长度，从而可使电子卷尺100的体积更小，更加方便携带等。应当理解，此时的光接收单元3则可能需要相应地调整以使其对经过上述的红色区块、绿色区块或蓝色区块反射回来的光信号进行接收。

应当理解，本实用新型实施例中图像单元中各区块的排列方式并不限于为二进制编码方式，当然还可以采用如三进制编码、四进制编码等其他方式，例如，对于三进制编码方式，如可采用红色区块、绿色区块和蓝色区块这三种颜色的区块进行唯一排列以表示对应的预设长度。

进一步优选地，该尺带4还包括设置在各图像单元的两端的起始区和结束区，以用于排除其他事物表面对光信号的干扰，以保证能检测到有效的起始和结束，进而确保测量数据的可靠性等。

示范性地，该起始区和结束区可由预定数量的区块形成。例如，若图像单元由黑色区块和白色区块组成，则该起始区可包括第一预定个数的黑色区块和/或白色区块；而该结束位包括第二预定个数的黑色区块和/或白色区块。其中，该第一预定个数与第二预定个数的大小可相同，也可相同，具体可根据实际需要进行确定。优选地，该第一预定个数与第二预定个数的取值范围可为1～4。若以上述的黑色区块表示“1”白色区块表示“0”为例，如图2所示，每个图像单元的起始区和结束区均由两个黑色区块形成。

对于本实用新型实施例的卷尺，可实现读取当前的尺带读数，并且由于尺带上每个图像单元各不相同且唯一，这样即使用户拉出尺带过快也不会产生丢步或漏计等现象，尤其对于一些需要累计测量的目标，通过该电子卷尺可避免产生累计误差等现象，从而可保证较高的测量精度等。

可选地，该电子卷尺100还可以在各图像单元的对应位置刻有带数字的刻度线，以方便用户在需要的时候进行尺带读数的人工确定等。示范性地，如图2所示，可在尺带的上方设有数字及刻度线，而在刻度线对应下方位置设有各不相同的图像单元。

进一步可选地，该电子卷尺100还可以包括尺带固定件，该尺带固定件可用于固定待测量的尺带4，即当尺带4拉出后通过该尺带固定件来固定该拉出的尺带长度，从而方便用户或控制单元1进行测量长度的读取，进而提高读取准确性等。示范性地，该尺带固定件可为卡扣或固定夹等等。

如图4所示，可选地，该电子卷尺100还可以包括显示单元5，所述显示单元5与所述控制单元1电连接，可用于显示测量的长度等数据，从而方便用户直观查看当前的测量结果等。示范性地，所述显示单元5为数显管、液晶显示屏或触摸显示屏等。

可选地，该电子卷尺100还可以包括输入单元6，所述输入单元6与所述控制单元1电连接，用于接收用户输入的命令，如存储或查阅测量数据等等。示范性地，所述输入单元6可包括但不限于为按键开关、旋转开关等等。通过该输入单元6可方便用户进行历史测量数据的查阅、数据存储或删除等交互操作。

可选地，该电子卷尺100还可以包括通讯单元7，所述通讯单元7与所述控制单元1电连接，用于将电子卷尺100中存储的数据发送到远程终端等。这样用户在测量时不用每次都测量一个数据手动记录一个数据，利用该通讯单元7可自动发送到相应终端，可以大大提高工作效率等。示范性地，所述通讯单元7可包括但不限于包括蓝牙通讯、433无线通讯、红外通讯、WIFI通讯和RFID通讯等等中的一种或多种。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。