[发明专利]一种三轴自校准式罗盘

说明书

本发明涉及一种三轴自校准式罗盘，包括透明壳体、设在透明壳体内的横轴，该横轴的两端与透明壳体两侧的中部活动连接，横轴的中部固定连接有外球体，该外球体内设置有一內球体；外球体开设有与水平面垂直的环形切口；透明壳体内还设有一与水平面垂直的竖轴，该竖轴的上端连接有水平指南针，竖轴的下端设有重物坠，并在竖轴上固定有与内球体同心的而与开口环形切口一致的刻度盘；结构简单，指南针在重物坠作用下始终处于水平位置，在测量时无需进行人工水平校准；圆形刻度盘能够对待测斜面的倾角进行检测，同样无需人工校准；将透明壳体一个面与待测斜面贴合接触，一次性得到待测斜面的方位和倾角两个参数，测量时更加方便，测量出的数据更加精确。

技术领域

本发明涉及方位和姿态检测领域，具体涉及一种三轴自校准式三轴自校准式罗盘。

背景技术

产状数据(主要是平面的方位角和倾角)是一种重要的空间信息，可以唯一定义某一倾斜平面的姿态，倾斜平面与水平面的交线方位即平面的走向，倾斜平面与水平面的夹角即为平面的倾角。目前在进行测量时需要与罗盘进行接触，首先需要对罗盘进行人工校准到水平面，才能够保证罗盘有效测得方位角，再次需要将罗盘进行人工校准到铅直面上，才能保证测得测得待测倾斜平面的倾角，该测得的数据精确度不高，且测量时很困难，在人不可达到的地方则无法测量。

目前随着自动化信息时代带来了巨大的变化，研究人员迫切需要一种自动化程度高的罗盘，以便简化测量步骤并测得一些之前无法到达位置的数据，无需进行人工校准，在任何情况下，都能够保证罗盘存在一个水平面，存在一个铅直面，同时测得两组数据，检测到的数据更加准确的装置。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种使用方便，在任何环境中，罗盘都能保证内部构造存在一个水平面，存在一个铅直面，存在一个代表任意姿态待测面的倾斜面，无需进行人工校对的且能同时测得两个参数的三轴自校准式罗盘。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案，一种三轴自校准式罗盘，包括透明壳体、设在透明壳体内的横轴，该横轴的两端与透明壳体两侧的中部活动连接，且该横轴能够绕着其中心线进行转动，所述横轴的中部固定连接有外球体，该外球体内设置有一內球体,且该内球体相对外球体进行转动；所述的外球体的上下两端分别开设有与水平面垂直的环形切口，且该环形切口与横轴的中心线位于同一垂直面上，所述环形切口的两端延伸到横轴与外球体交叉部；

所述透明壳体内还设有一与水平面垂直的竖轴，该竖轴的上端固定连接有与水平面平行的水平指南针，竖轴的下端依次穿过外球体上下两端的环形切口与外球体外设有的重物坠固定连接，且该竖轴的中部穿过内球体中心并与内球体固定连接。

所述外球体上下两端的环形切口相连通，所述横轴与外球体连接端的端部上设有横向贯穿孔，该横向贯穿孔与环形切口连通，所述环形切口内设有一环形倾角刻度盘，该环形倾角刻度盘固定套设在内球体上，且该环形倾角刻度盘随着内球体沿环形切口转动。

所述横轴包括左横轴和右横轴组成，所述横向贯穿孔分别设在左横轴和右横轴与外球体的连接端，且所述左横轴和右横轴上横向贯穿孔两侧的端部分别与环形切口两侧的外球体固定连接；所述左横轴和右横轴相背离的端部与透明壳体的两侧面活动连接。

所述左横轴和右横轴为中孔状，且该左横轴和右横轴中部为椭圆状，所述椭圆状的中心到内球体之间的距离与重物坠和水平指南针到内球体之间的距离相等，所述左横轴和右横轴的端部分别套在透明壳体两侧设有的凸起上,设在左横轴和右横轴上的横向贯穿孔分别延伸到左横轴和右横轴中部的椭圆状上，且该延伸到椭圆状上的横向贯穿孔的宽度大于水平指南针和重物坠的直径。

所述透明壳体的形状为正方形或长方形，且由两个半透明壳体扣合而成。

所述的环形倾角刻度盘与内球体为一体结构，且环形倾角刻度盘上刻有四个象限的0～90°数字标识。