激光测距仪的制作方法

[0001]
本实用新型涉及测量技术领域，特别涉及一种激光测距仪。


背景技术：

[0002]
激光测距是用仪器在两点间发射和接收调制光波，按其传播速度和时间测定距离，属于间接测距。激光卷尺是在滚轮上增加光栅，通过测量滚轮的转动来测量尺条的拉伸长度。当尺条拉伸时，外径是随着尺条的拉伸而变化的，而光栅只能以尺条外径的周长来计算拉伸长度，尺条缠绕的紧密程度将直接影响到长度的测量准确度，该误差难以消除并且会一直累计，当尺条拉伸越长误差可能越大，最终远远超出测量误差允许范围。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的主要目的是提出一种激光测距仪，旨在减小测试误差，从而提高激光测距仪的准确度。
[0004]
为实现上述目的，本实用新型提出的激光测距仪包括：
[0005]
壳体，形成有容腔；
[0006]
卷尺组件，设于所述容腔内，所述卷尺组件包括滚轮和缠绕所述滚轮的尺条，所述滚轮的侧壁还设有光栅尺；
[0007]
激光发射组件，设于所述容腔内，所述激光发射组件包括激光发射器，所述激光发射器正对所述光栅尺设置；
[0008]
长度检测单元，所述长度检测单元设于所述容腔内壁，并用于检测所述尺条的伸缩长度；
[0009]
校准单元，所述校准单元邻近所述尺条设置，所述校准单元用于对所述尺条的伸缩长度进行校准。
[0010]
进一步地，所述尺条设有校准标志，所述尺条移动以带动所述校准标志相对于所述校准单元移动。
[0011]
进一步地，所述校准单元包括光电检测器，所述光电检测器正对所述校准标志设置。
[0012]
进一步地，所述滚轮包括卷轴，所述卷轴的两端的周缘形成有挡边，所述卷尺缠绕于所述卷轴且限位于两所述挡边之间，所述光栅尺设于其中一所述挡边。
[0013]
进一步地，所述长度检测单元对应所述光栅尺形成有凹槽，所述光栅尺位于所述凹槽内。
[0014]
进一步地，所述激光测距仪还包括设于所述容腔内的制动组件，所述制动组件包括制动杆以及与所述制动杆转动连接的制动片，所述制动片围设于所述尺条的表面。
[0015]
进一步地，所述壳体包括上盖和下盖，所述上盖和下盖围合形成所述容腔，所述制动杆的一端设于所述下盖，所述制动片与所述制动杆的另一端转动连接，邻近所述上盖设有与所述制动片电连接的控制器，所述激光发射器、长度检测单元以及校准单元均与所述
控制器电连接。
[0016]
进一步地，所述激光发射组件还包括邻近所述上盖设置的安装板，所述激光发射器设于所述安装板，所述激光测距仪还包括用于限位所述安装板的限位支架，所述限位支架位于所述安装板背离所述上盖的一侧。
[0017]
进一步地，所述激光发射组件还包括设于所述安装板的显示屏，所述显示屏与所述控制器电连接，所述上盖对应所述显示屏开设有避位槽。
[0018]
进一步地，所述卷尺组件还包括尺钩，所述壳体对应所述尺钩设有安装槽，所述尺钩连接于所述尺条的自由端，并限位于所述安装槽内。
[0019]
在本实用新型技术方案中，在邻近尺条的位置设置校准单元，校准单元对长度检测单元测量的长度进行校准，从而对尺条伸长的长度进行校准，以减小测量误差，进而提高激光测距仪测量的准确度；此外，尺条缠绕在滚轮上，尺条的移动会带动滚轮转动，从而带动设于滚轮的光栅尺相对于长度检测单元转动，不需要额外增加动力装置来驱动光栅尺的移动，简化了结构设计，便于激光测距仪的小型化设计。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
[0021]
图1为本实用新型激光测距仪一实施例的爆炸图
[0022]
图2为图1中尺条的结构示意图；
[0023]
图3为图1中激光测距仪的部分结构示意图。
[0024]
附图标号说明：
[0025]
标号名称标号名称100激光测距仪24尺钩10壳体30激光发射组件11上盖31安装板111避位槽32显示屏12下盖40长度检测单元121安装槽41凹槽20卷尺组件50校准单元21滚轮60制动组件211卷轴61制动杆212挡边62制动片22尺条63控制键221校准标志70限位支架23光栅尺
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[0026]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0027]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0028]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0029]
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0030]
本实用新型提出一种激光测距仪100。
[0031]
请参照图1和图3，该激光测距仪100包括：
[0032]
壳体10，形成有容腔；
[0033]
卷尺组件20，设于容腔内，卷尺组件20包括滚轮21和缠绕滚轮21的尺条22，滚轮21的侧壁还设有光栅尺23；
[0034]
激光发射组件30，设于容腔内，激光发射组件30包括激光发射器，激光发射器正对光栅尺23设置；
[0035]
长度检测单元40，长度检测单元40设于容腔内壁，并用于检测尺条22 的伸缩长度；
[0036]
校准单元50，校准单元50邻近尺条22设置，校准单元50用于对尺条 22的伸缩长度进行校准。
[0037]
激光测距仪100的工作原理为：将光栅直接集成到滚轮21上，通过,测量尺条22上的光栅移动的方向和通过的数量，直接计算出尺条22的拉伸长度。长度检测单元40通过光栅尺23原理进行伸缩长度检测，以及滚动方向判断，光栅尺23是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。需要说明的是，光栅尺23是由一对光栅副中的主光栅(标尺光栅)和副光栅(指示光栅)进行相对位移时，在光的干涉与衍射共同作用下产生黑白相间(或明暗相间)的规则条纹图形，称之为莫尔条纹。
[0038]
经过光电器件转换使黑白(或明暗)相同的条纹转换成正弦波变化的电信号，再经过放大器放大，整形电路整形后，得到两路有相位差的正弦波或方波，通过比较以上两路信号的相位差可以判断滚轮21的滚动方向，通过计算光栅通过的个数可以计算得到光栅尺23的移动长度。由于尺条22通常为钢片，尺条22的一端固定于滚轮21上，另一端可相对于滚轮21伸缩。拉动尺条22时，滚轮21随着尺条22的运动而转动，可以认为尺条22的拉伸长度正比于滚轮21的转动距离。例如，实际光栅尺23测量精度与光栅的密度成正比，卷尺滚轮21直径d为60mm，则圆周长为π*d＝188mm，在圆周上均匀分布有188个光栅，则长度检测单元40检测通过一个光栅可知钢卷尺滚轮21前进或后退1mm，而卷尺上丝印的刻度最小为1mm，光栅测
量精度可以和卷尺读数精度一致。
[0039]
需要说明的是，由于光栅是通过测量滚轮21的转动角度来间接计算尺条 22的长度，实际测量中，尺条22缠绕不是完全紧密，尺条22的外径变化和用户拉伸力度有关，该误差会随着尺条22的拉伸累计放大，利用尺条22的外径来计算拉伸长度存在误差，因此本方案中利用校准单元50对尺条22的伸长的长度进行校准，以满足用户的使用要求。
[0040]
在本实用新型技术方案中，在邻近尺条22的位置设置校准单元50，校准单元50对长度检测单元40测量的长度进行校准，从而对尺条22伸长的长度进行校准，以减小测量误差，进而提高激光测距仪100测量的准确度；此外，尺条22缠绕在滚轮21上，尺条22的移动会带动滚轮21转动，从而带动设于滚轮21的光栅尺23相对于长度检测单元40转动，不需要额外增加动力装置来驱动光栅尺23的移动，简化了结构设计，便于激光测距仪100的小型化设计。
[0041]
在本实用新型技术方案中，在邻近尺条22设置处校准单元50，校准单元 50对长度检测单元40测量的长度进行校准，从而对尺条22伸长的长度进行校准，以减小测量误差而提高激光测距仪100测量的准确度；此外，尺条22 缠绕在滚轮21上，尺条22的移动会带动滚轮21转动，从而带动设于滚轮21 的光栅尺23相对于长度检测单元40转动，不需要额外增加动力装置来驱动光栅尺23的移动，简化了结构设计，便于激光测距仪100的小型化设计。
[0042]
请参照图2，尺条22设有校准标志221，尺条22移动以带动校准标志221 相对于校准单元50移动。
[0043]
在本实施例中，校准标志221均匀间隔分布于尺条22，每一个校准标志 221每通过校准单元50意味着尺条22拉伸了固定的长度，结合光栅尺23测量的拉伸方向可以准确的得到尺条22的拉伸长度。最终的长度为结合通过的校准标志221的个数的校准距离加上以及长度检测单元40通过的光栅数对应的距离就可以得到测量的距离。
[0044]
具体地，校准标志221的形状可以为黑点或条状，在此不做具体限制。校准标志221可以设置于尺条22的正反面。例如具体地，可以通过丝网印刷的方式每间隔2英寸设置一个黑点，从而每间隔2英寸对光栅尺23进行校准一次校准。
[0045]
进一步地，校准单元50包括光电检测器，光电检测器正对校准标志221 设置。
[0046]
在本实施例中，校准单元50内部设有光电检测器，当每个一校准标志221 通过校准单元50时，光电检测器会得到一个脉冲信号，该信号即表明尺条22 正好拉伸了相邻两个校准标志221之间的距离，从而间隔相同的距离对光栅尺23进行校准一次校准。
[0047]
请参照图1或图3，滚轮21包括卷轴211，卷轴211的两端的周缘形成有挡边212，卷尺缠绕于卷轴211且限位于两挡边212之间，光栅尺23设于其中一挡边212。
[0048]
具体地，卷轴211呈空心圆筒状，尺条22绕着卷轴211缠绕，圆筒的两端沿背离其圆心且平行于其径向方向延伸形成有挡边212，挡边212和卷轴 211的外侧壁围合形成容纳槽，尺条22限位于容纳槽内。在其中一挡边212 的边缘设有环形的光栅尺23，光栅尺23均匀排布有光栅格栅。在滚轮21在边缘上增加光栅尺23，滚轮21的转动直接对应于光栅尺23的转动，从而使得尺条22拉伸带动滚轮21的转动，尺条22的拉伸距离将直接与光栅尺23 的转动相对应，因此通过的光栅格栅的数量间接反映尺条22的拉伸长度，从而实现距离的测量。
[0049]
请参照图1或图3，长度检测单元40对应光栅尺23设有凹槽41，光栅尺23位于凹槽41内。
[0050]
具体地，长度检测单元40的一端固定于容腔内壁，另一端向光栅尺23 延伸。并且长度检测单元40包括光电器件，当滚轮21带动光栅尺23移动时，激光通过光栅尺23形成莫尔条纹，光电器件设于凹槽41的侧壁，光电器件通过检测莫尔条纹的数量，检测光栅尺23相对于光电器件的移动距离，从而得到光栅尺23伸长的长度。
[0051]
请参照图1，激光测距仪100还包括设于容腔内的制动组件60，制动组件60包括制动杆61以及与制动杆61转动连接的制动片62，制动片62围设于尺条22的表面。
[0052]
在本实施例中，通过制动组件60来控制尺条22的拉伸速度，制动杆61 的一端固定于容腔内壁，制动片62呈弧形设置，制动片62的一端与制动杆 61转动连接，另一端与尺条22抵接，制动片62呈弧形设置，便于与齿条接触。通过控制制动片62与尺条22表面的接触压力，便可调整尺条22的拉伸速度。当需要将纸条尺条22固定时，增加制动片62作用于尺条22的压力，便并可将尺条22固定，防止尺条22回缩，简单方便。制动片62与制动杆61 接触的位置设有控制键63，控制键63突出于壳体10表面，通过控制键63便可以控制制动片62相对于制动杆61移动，从而控制接触压力，从而控制制动片62与齿条之间的摩擦力。
[0053]
请参照图1，壳体10包括上盖11和下盖12，上盖11和下盖12围合形成容腔，制动杆61的一端设于下盖12，制动片62与制动杆61的另一端转动连接，邻近上盖11设有与制动片62电连接的控制器，激光发射器、长度检测单元40以及校准单元50均与控制器电连接。
[0054]
具体地，壳体10包括上盖11和下盖12，上盖11和下盖12可通过卡扣等可拆卸连接，方便激光测距仪100的维修，上盖11和下盖12围合形成容腔能够防止灰尘进入，防止对莫尔条纹形成干扰，从而确保测量的准确性。优选地，制动片62与制动杆61的连接处设有凸露于壳体10表面的控制键63，控制键63与控制器电连接，通过控制键63能够控制制动片62的移动，从而方便调整制动片62与尺条22之间的作用力大小。
[0055]
请参照图1，激光发射组件30还包括邻近上盖11设置的安装板31，激光发射器设于安装板31，激光测距仪100还包括用于限位安装板31的限位支架70，限位支架70位于安装板31背离上盖11的一侧。
[0056]
可以理解的是，利用限位支架70固定安装板31，防止安装板31在拉动尺条22的过程中发生晃动而导致激光的位置发生偏移，从而提高测量的准确性。具体地，限位支架70面向安装板31的一侧凸设有限位柱，安装板31对应安装柱设有限位孔，限位柱穿设于限位孔内，多个限位柱和限位孔的配合防止安装板31出现偏移。此外，还可以在限位板的四周设置凸边，凸边与限位支架70形成限位槽，从而将安装板31限位于限位槽内，当然也可以采用其他方式，在此不做限制。需要说明的是，普通钢卷尺长度一般在5m左右，而一般房间长度都可能超过卷尺量程，在卷尺上集成激光发射组件30，可以将测量量程直接延长到50m甚至200m，极大的提高用户使用的范围。
[0057]
请参照图1，激光发射组件30还包括设于安装板31的显示屏32，显示屏32与控制器电连接，上盖11对应显示屏32开设有避位槽111。
[0058]
上盖11开设有避位槽111，避位槽111内安装有显示屏32，显示屏32 与控制器电连接。
[0059]
在本实施例中，显示屏32位于避位槽111内，从而使得显示屏32外露，尺条22拉伸长度最终结果通过显示屏32显示，方便用户读取数据，不需要人工读取尺条22上的刻度，简单方便。
[0060]
请参照图1和图3，卷尺组件20还包括尺钩24，壳体10对应尺钩24设有安装槽121，尺钩24连接于尺条22的自由端，并限位于安装槽121内。
[0061]
优选地，尺条22的自由端设置有尺钩24，尺钩24穿过安装槽121而位于壳体10外面，通过尺钩24可将尺条22拉出后固定，防止尺条22发生偏移导致测量不准确。此外，需要使用的时候，拉动尺钩24即可拉动尺条22，防止尺条22划伤手指，提高激光测距仪100的安全性能。
[0062]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。