[发明专利]一种弯曲角度的测量装置和测量方法

说明书

本发明公开了一种弯曲角度的测量装置和测量方法，其中，测量方法包括：提供弹簧套管和测量丝，所述弹簧套管的相邻单圈之间紧密相接，所述测量丝伸入所述弹簧套管中，所述测量丝的一端固定在所述弹簧套管的一个端部；弯曲所述弹簧套管使其表面贴合于待测量面，所述测量丝的另一端产生位移量；通过所述位移量计算得出所述待测量面的弯曲角度。本发明结构简单，测量方法也简单。由于弯曲角度与测量丝位移量呈线性关系，该测量方法无需复杂的信号处理，计算方便，该结构设计和制作的过程都十分简单，成本低廉，且能够应用于无测量基准面的，大范围的弯曲角度和累积角度。

技术领域

本发明属于物理测量领域，具体涉及一种弯曲角度的测量装置和测量方法。

背景技术

目前，对物体角度进行物理测量的方法主要有三类：一是通过角度测量尺直接测量，这种测量方式无法测量大角度的物体，且在物体没有一个测量基准面时，测量操作难以完成；二是通过图像采集的方式测量，先对要测量的物体进行图像采集，然后进行图像处理得出测量结果，这种测量方式操作十分麻烦，同时操作也受空间的限制；三是采用柔性传感器，它通常是一种用导电油墨印刷的薄膜，其电阻随弯曲角度而变化，通过测量其电压值来间接得到弯曲的角度，然而其电阻和弯曲角度的关系是非线性的，无法测量大的弯曲角度。

因此，期待一种弯曲角度的测量装置和测量方法，能够便捷的测量物体弯曲的角度。

发明内容

本发明的目的是提出一种弯曲角度的测量装置和测量方法，能够便捷的测量物体弯曲的角度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种弯曲角度的测量方法，包括：

提供弹簧套管和测量丝，所述弹簧套管的相邻单圈之间紧密相接，所述测量丝伸入所述弹簧套管中，所述测量丝的一端固定在所述弹簧套管的一个端部；

弯曲所述弹簧套管使其表面贴合于待测量面，所述测量丝的另一端产生位移量；

通过所述位移量计算得出所述待测量面的弯曲角度。

可选方案中，所述位移量与所述弯曲角度的关系式为；

其中，d为所述弹簧套管的直径，L为所述弹簧套管的长度，W为所述弹簧套管的单圈宽度，x为所述测量丝在所述弹簧套管的相邻单圈之间的距离。

可选方案中，所述测量丝与所述弹簧套管之间还设有特氟龙保护管，所述位移量与所述弯曲角度的关系式为；

其中，L为所述弹簧套管的长度，x为所述测量丝在所述弹簧套管的相邻单圈之间的距离，b_c为所述弹簧套管的线圈的壁厚，b_t为所述保护管的壁厚，d_s为测量丝的厚度。

本发明还提供了一种弯曲角度的测量装置，包括：

弹簧套管，所述弹簧套管包括相对的第一端部和第二端部，所述弹簧套管的相邻单圈之间紧密相接；

测量丝，所述测量丝的一端伸入所述弹簧套管中，并与所述第一端部固定；

弯曲角度获取机构，所述弯曲角度获取机构与所述弹簧套管的所述第二端部连接；所述弯曲角度获取机构包括位移量获取组件、张紧组件和处理单元；其中所述张紧组件用于连接所述测量丝的另一端，使所述测量丝处于张紧状态；所述位移量获取组件用于当所述弹簧套管弯曲贴合待测量面时，获取所述测量丝的另一端产生的位移量；所述处理单元用于根据所述位移量计算得出所述待测量面的弯曲角度。

可选方案中，所述弯曲角度获取机构具有壳体，所述位移量获取组件、所述张紧组件和所述处理单元均位于所述壳体中，所述弹簧套管的所述第二端部与所述壳体的外壁连接。