专利名称：数字式里程角度仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测绘勤务用仪表，特别涉及一种能以不同制式比例显示出所测长度或角度，适于在各种比例尺地图上测量道路里程及方位角的数字式测量仪表。
现有技术中，用于军事、地质、水文、旅游、国土勘测以及运输调度等测勤事物的测量仪表主要是一种由滚动导轮、齿轮、指针及表盘等构件组成的指针式里程表。当导轮在地图上沿着欲测曲线滚动时，表针在表盘上相应指示出道路的实际里程。存在的问题是这种指针式里程表一般每支只能用于一种比例尺的地图，而且分辨率很低，例如在万分之一比例尺的地图上，表盘的分划值通常只有0.2公里；另外，该里程表不能在地图上测量角度，这些都给使用者带来诸多不便。
近年来，随着电子技术领域的飞速发展，小型数字型计算器产品由于其所具有的结构精巧、使用方便、示值精确直观快速的优点，已愈来愈受到使用者的青睐。如能将用于测量里程兼及角度的仪器装置与普通计算器产品加以有机结合，对本领域原有产品性能的改善提高无疑会是大有裨益的。
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，设计一种结构简单合理、携带使用方便、测量精确度高并适合于在各种比例尺地图上测量道路里程及方位角的数字式里程角度仪。
为了实现上述的发明目的，本实用新型的技术解决方案是这样的利用现代电子技术特别是计算器技术的成果，将原有公知技术中的普通的机械式测量头改为光控测量头，并将这种测量头装接在一只普通的数字型计算器上。改进后的里程角度仪由光电转换系统构成的测量机构和通过测量机构触发而工作的数据显示部分组成，所述的测量机构即光电测量头，它由光电开关、滚动导轮、从动齿轮组和光刻度盘组成，其中滚动导轮位于测量头的前端，它与从动齿轮组和光刻度盘彼此啮合，同步转动。光电开关中带有一个光发射元件和一个光接收元件。光刻度盘为一周边均匀刻有18～24条透光狭缝的圆盘，圆盘的周边部分将光电开关的发射和接收器件分开。数据显示电路包括一个由计数器、时钟电路和电子开关矩阵组成的常规接口电路板和一个与该电路板联接并带有显示屏的公知的通用计算器。测量仪机身与测量头通过插入连接，在二者之间设有一旋转轴，该轴可使测量头沿壳体的非键盘面旋转90度。工作过程中，当滚动导轮在地图上滚动时，通过齿轮组带动光刻度盘转动，转动的光刻度盘使光电开关产生相应的脉冲信号，此脉冲信号经接口电路板内的计数器计数，并由时钟脉冲电路控制通过电子开关矩阵把数据送入计算器处理，最后由显示屏直接显示数值。导轮的滚动方向在与机壳键盘面平行时，该测量仪被用于测量图面线经的里程长度。而当将测量头转折90度，使导轮的滚动方向与机壳非键盘面垂直时，测量仪可直接用于在地图上测量方位角。实际使用时，首先要在数字式里程角度仪机壳键盘上输入要使用的数据(测量里程时要输入地图的比例尺常数和长度单位制常数，测量角度时则要输入角度单位制常数，这些常数可从“数字式里程角度仪”使用手册上查找)，然后揿按乘法按键(“×”键)，接着就可以进行所要测量的工作了。
本实用新型由于采用了光电转换式测量头机构以及数字脉冲电路结构，其测量精确度较高，它在万分之一比例尺地图上里程测量分辨率为0.01公里，角度分辨率为0.5度，当做为测长工具使用时，可以用公制(单位为毫米)或英制(单位为英尺或码等)显示出来，而测角结果显示的单位则由使用的测角常数决定(弧度、度、密位)。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
图1是数字式里程角度仪的主视结构图。
图2是该测量仪的俯视结构图。
图3是该测量仪测角原点部位的结构示意图。
图4是该测量仪的电原理图(框图)。
图5是该测量仪中接口电路部分的线路连接图。
图6是该测量仪中所用计算器的电路图。
如图所示，测量头2内设有一个带光发射和接收元件的光电开关21，在测量头2的前端设有一滚动导轮22，滚动导轮22通过一组啮合从动齿轮23与一个光刻度盘24齿轮传动连接。在图1给出的实施例中，周长为20毫米的滚动导轮22带动齿轮组23，齿轮组23又带动周边均匀刻有20条透光狭缝的光刻度盘24转动，滚动导轮22和光刻度盘24的传动比为1∶1，光电开关21的发射和接收器件正好被光刻度盘24周边含透光狭缝部分分隔开。测量头2内的滚动导轮22、从动齿轮组23及光刻度盘24的轴心在一条直线上，并和机身的长轴成大约45度角。测量头2呈鸟头形状，它与机身通过插头座联结并可由旋转轴3沿机壳10非键盘面折转90度。
在图2中，测量头2经六线插头座和接口电路板6联结，接口电路板6内含计数器、时钟电路及电子开关矩阵(见图4)。由测量头2送入的光电转换脉冲信号经接口电路板6内的计数器计数，并由时钟电路控制通过电子开关矩阵把数据送入BL-301型计算器7，图1中的键盘11可向机内输入各种单位制常数，并可控制计算器7自动进行加、减、乘、除的单项运算。计算器7和接口电路板6分别装在测量仪机壳10的两侧。图2中标号8是“置数”、“测量”状态选择开关，标号9是电源开关。
在测量仪的后部设有用于测角的定位原点机构，其结构如图2及图3所示，在测量仪机壳10的后底部设有一个由定位拨销槽4控制的可沿壳体非键盘面伸出或缩进的旋针5。拨销槽4上下端有两个折角，这是为旋针5伸出或缩进定位用的，它可使在测角时伸出的旋针5不因受到工作压力而缩回。
操作时先将开关8拨到“置数”一侧，此时接口电路板6停止向键盘11顺序扫描送数，于是使用者可根据测量要求，向计算器7内输入常数(长度比例、单位制)约定值及做何种运算的指令，然后再把开关8拨到“置数”状态，便可进行所需要的测量，测量的数值结果由显示屏1直接显示。
测量方位角的操作过程基本与上相同，只是根据需要，不同测量单位输入不同的常数，然后把数字式里程角度仪前端的测量头2沿机壳的非键盘面折转90度，再将旋针5拨出。测量时将旋针5插入待测角的顶点，以测量仪机身为旋臂，使滚动导轮22从待测角的一个边滚到另一个边，当导轮正好压到另一个边时，测量完毕。
本实用新型中数据显示电路采用公知的技术，其具体结构如图5和图6所示。内中接口电路部分的计数器采用型号为CC4017的集成片，时钟电路采用CC4536集成片，电子开关矩阵则采用CC4534、CC4008和CC4051三个集成片(集成片的型号说明参见国防工业出版社1989年版《中国集成电路大全[CM0S集成电路]》)。实施例中所用的计算器采用如图6所示的由福建电子计算机厂1980年生产的型号为BL-301型百灵牌计算器(原图见福建科学技术出版社1987年版《电子计算器大全》第108页，编者庄刚铭、杨辛、张涛)。
权利要求1.一种用于在各种比例尺地图上测量里程及方位角的数字式里程角度仪，由光电转换系统构成的测量头(2)和通过测量头(2)动作触发而工作的数据显示部分组成，其中数据显示部分包括一个由计数器、时钟电路和电子开关矩阵组成的常规接口电路板(6)和一个与该电路板(6)联接的型号为BL-301型计算器(7)，其特征在于1.1测量头(2)内设有一个带发射和接收元件的光电开关(21)，在测量头(2)的前端设有一滚动导轮(22)，滚动导轮(22)通过一组啮合从动齿轮(23)与一个光刻度盘(24)齿轮传动连接，所说的光刻度盘(24)为一周边均匀刻有18～24条透光狭缝的圆盘，其周边部分将光电开关(21)的发射和接收器件分开；1.2测量头(2)与机身壳体(10)之间设有一可使测量头(2)沿壳体非键盘平面旋转90度的旋转轴(3)。
2.如权利要求1所述的数字式里程角度仪，其特征是滚动导轮(22)与光刻度盘(24)的传动比为1∶1。
3.如权利要求1或2所述的数字式角度里程仪，其特征是在机身壳体(10)的后底部设有一个由定位拨销槽(4)控制的可沿壳体非键盘面伸出或缩进的旋针(5)。
专利摘要一种能以不同制式比例在地图上测量道路里程及方位角的数字式里程角度仪，它具有一个内带光发射元件和光接收元件且可相对机身拧转90度的光电式测量头，在测量头的前端设有一滚动导轮，导轮通过一组啮合从动齿轮与一个光刻度盘传动连接，所说的光刻度盘为一周边均匀刻有多条透光狭缝的圆盘，其周边部分将光电开关的发射和接收器件分开。工作中，导轮在地图上滚动，测量信号经一个常规接口电路板并直接由一带显示屏的普通计算器显示。
文档编号G01B21/02GK2223838SQ94247329
公开日1996年4月3日 申请日期1994年12月13日 优先权日1994年12月13日
发明者刘万国, 刘芳 申请人:刘万国