[发明专利]一种倾角测量装置、方法及处理器

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种倾角测量装置、方法及处理器。

背景技术

目前，工程机械领域所使用的倾角传感器一般采用重力加速度敏感元件，该重力加速度敏感元件通过MEMS微机电工艺加工而成，其可测量位于倾角传感器内的摆锤的加速度。之后，根据该加速度、重力加速度以及三角函数关系，计算重力垂直轴与加速度灵敏轴之间的夹角，即实际的倾角。

由于所述重力加速度敏感元件通过MEMS微机电工艺加工而成，其在环境温度变化时，会像其他集成电路一样出现温度漂移现象。虽然已在该倾角传感器在出厂之前通过复杂的温度补偿来解决这一问题，然而在环境温度超过一定温度(例如，85℃)时，温度漂移会相当严重，从而导致倾角测量值超出一定精度范围，导致该倾角传感器无法使用。

另外，由于所测量的加速度与实际的倾角成三角函数关系，即非线性关系，存在近似计算，故所带来的非线性化问题会使得倾角传感器的精度受到严重制约。

发明内容

本发明的目的是提供一种倾角测量装置、方法及处理器，该装置、方法及处理器可解决上述采用重力加速度敏感元件的倾角传感器所存在的温度及精度限制，实现各种环境下的倾角的精确测量。

为了实现上述目的，本发明提供一种倾角测量装置，该测量装置包括：轴；重锤，该重锤连接于所述轴上，并于待测对象的倾角发生变化时，带动所述轴绕该轴的轴心旋转；传感器，用于检测所述轴绕该轴的轴心旋转的角度或弧长；以及处理器，与所述传感器相连，用于接收所述角度或弧长，并根据该角度或弧长，计算所述倾角。

本发明提供一种用于计算倾角的处理器，该处理器包括：接收装置，用于接收一轴绕该轴的轴心旋转的角度或弧长，该轴安装于待测对象上，且一重锤连接于所述轴上，并于所述待测对象的倾角发生变化时，带动所述轴旋转；以及计算装置，与所述接收装置相连，用于根据所述角度或弧长，计算所述倾角。

本发明提供一种倾角测量方法，该方法包括：测量一轴绕该轴的轴心旋转的角度或弧长，该轴安装于待测对象上，且一重锤连接于所述轴上，并于所述待测对象的倾角发生变化时，带动所述轴旋转；以及根据所述角度或弧长，计算所述倾角。

通过上述技术方案，采用纯机械式元件实现倾角测量，可避免微机械式敏感元件温度漂移大以及甚至85℃以上无法使用的问题。另外，本发明可通过测量轴在待测对象倾角变化时绕该轴的轴心旋转的角度或弧长，根据线性公式计算出倾角，避免了微机械式敏感元件所存在的非线性化问题，提高了测量精度。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的倾角测量装置的结构示意图；

图2为本发明提供的用于倾角测量的处理器的结构示意图；以及

图3为本发明提供的倾角测量方法的流程图。

附图标记说明

10轴            20重锤

30传感器        31拉索

41接收装置      42计算装置

100支撑点

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1为本发明提供的倾角测量装置的结构示意图。如图1所示，本发明提供了一种倾角测量装置，该测量装置包括：轴10；重锤20，该重锤20连接于所述轴10上，并于待测对象的倾角发生变化时，带动所述轴10绕该轴10的轴心旋转；传感器30，用于检测所述轴10绕该轴10的轴心旋转的角度或弧长；以及处理器40，与所述传感器30相连，用于接收所述角度或弧长，并根据该角度或弧长，计算所述倾角。

在具体使用时，可将所述轴10置于待测对象(诸如工程机械上做俯仰动作的臂架)的支撑点100上，从而在待测对象的倾斜角发生变化时，所述重锤20可带动轴10旋转。