[发明专利]用于测量结构的设备及方法

说明书

本申请是2011年6月15日提交的发明名称为“用于测量结构的设备及方法”的中国专利申请200981050615.X的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于测量结构的测量设备和方法，诸如，测定建筑或交通工具的伸展和尺寸。特别地，它涉及包括陀螺仪和加速度计的测量设备。

背景技术

测量诸如建筑或交通工具的物体或结构的问题在于，测量的准确性需要技巧并通常涉及测量设备的麻烦的操作。

US5,852,241描述了一种用于测量交通工具、尤其车轮转角和如卡车的大型交通工具上的轴的方向的测量系统。该系统包括设置在交通工具上的测量单元，并测量交通工具的不同部件的角度和尺寸。测量结果被提供给计算机，其计算交通工具的几何数据并在显示器上显示这些数据。该系统使用激光器，其需要不受约束的视线并利用需要由操作员手动实施的精确操作的装备。

发明内容

本发明的目的为提供一种易于操作的测量装备并提供可靠的测量结果。

为此目的本发明提供用于测量固定构造或结构的测量设备，其包括用于测量相同方向的加速度的两个惯性测量单元。惯性测量单元，所谓的IMU，为包括运动感测装置、加速度计和陀螺仪的测量单元，其已被研发出来并被用于追踪例如飞机和潜水艇的移动交通工具的位置、倾角和速度。被感测的加速度和角速度随后被分别关于时间进行两次积分和一次积分，以便分别提供长度和角度。本发明的测量设备包括主体，且每个惯性测量单元被固定于主体。惯性测量单元被互相间隔一定距离（L）固定，且每个单元包括用于测量加速度和用于感测转动的装置。具有两个惯性测量单元提供了冗余度，且可被用于检测测量误差。

由此提供了用于测量结构的测量设备1，且该测量设备包括两个互相间隔设置的惯性测量单元。该测量设备也可具有用于与被测结构啮合的装置。而且，提供了一种包括测量设备和为测量设备提供参考点的基台的设置。进一步，提供了一种包括测量设备和适配器的套件，其中，适配器在测量设备和被测结构之间提供接口。本发明还提供了一种用于测量固定结构的方法，该方法采用测量设备、优选测量套件。

在一个实施例中，两个惯性测量单元具有不同的范围，且第一个单元可比另一个单元具有较高的分辨率，且提供更精确的测量数据。具有较大的量程的另一个单元还可在测量设备受到超出第一个单元的量程的较大加速度时，提供测量数据。

优选，惯性测量单元中的其中之一包括以第一、第二和第三坐标系方向设置的三个加速度计，且另一个惯性测量单元也包括以同样的第一、第二和第三坐标系方向的三个加速度计。

在一个实施例中，测量设备包括至少一个滚筒，其中，滚筒或每个滚筒适于关于测量单元自由旋转，并在该单元和被测表面之间提供接口。在一个优选实施例中，外壳为细长的，具有两个端部，且滚筒设置在端部之一处。

本发明还提供包括上述测量设备和用于与要测量的结构接口的适配器的测量套件，其中，适配器和设备适于以可分离的方式互相附连，以使得它们互相也可拆卸。适配器可具有作为接口装置的轮子或滚筒。根据本发明的其他适配器为用于围绕结构的伸出部件的套管，当与如螺栓头的伸出部件啮合时，其提供定位测量点。其他适配器被设计成用于与被测物体中的孔配合，例如，不同尺寸的圆锥形适配器。其他的适配器被提供用于伸出到测量点并提供用于测量设备的延长部分，例如，附连到测量设备一端的细长杆。

本发明还为测量设备提供基底单元，其中，该基底单元适于在预定的位置、优选还在预定的方向上容纳测量设备，以便为测量设备提供参考位置、优选还提供参考方向。由此，为测量提供坐标原点。

附图说明

图1阐明了根据本发明的测量设备。

图2阐明了具有与轮子啮合的表面的测量设备。

图3阐明了具有用于与被测物体的突出部啮合的套管的测量设备。

图4阐明了用于伸出到结构上的测量点的细长杆，例如伸进如室内天花板的很难接近的较窄通道或位置。

具体实施方式