[发明专利]水准尺的测量装置和方法

权利要求书

1.水准尺的测量装置，包括尺身，其特征在于：还包括水平测角仪和测角摄像头，水平测角仪包括测角摄像头水平转动装置和水平转动测角传感器，所述测角摄像头连于测角摄像头水平转动装置上，测角摄像头水平转动装置可以带动测角摄像头沿水平方向360度旋转，水平转动测角传感器用于测量测角摄像头水平转动装置转动的角度，所述测角摄像头水平转动装置包括第一电机和第一尺垫，所述第一电机包括第一电机轴，所述第一尺垫包括第一上转盘和第一下底盘，第一下底盘中心孔固定第一电机，第一上转盘中心对称的固定于第一电机轴上，测角摄像头位于尺身上，尺身垂直固定于第一上转盘上表面；水平转动测角传感器为第一角度传感器，第一角度传感器位于第一电机内，用于测量第一电机轴转动的角度；或者水平转动测角传感器包括第一光栅度盘、第一指示光栅、第一发光管和第一接收管，第一光栅度盘由黑白相间的材料制成，第一下底盘的上表面固定有第一光栅度盘，在第一下底盘的上表面或下表面开有第一凹槽，所述第一发光管位于第一凹槽中，第一发光管通过第一横轴与第一电机尾部的第一电机轴相连；第一指示光栅和第一接收管依次固定于第一上转盘的下表面，第一发光管通过第一光栅度盘正对第一指示光栅和第一接收管，第一指示光栅和第一接收管与第一发光管相对于第一光栅度盘转动，还包括垂直测角仪，垂直测角仪包括测角摄像头垂直转动装置和垂直转动测角传感器，所述测角摄像头同时还连于测角摄像头垂直转动装置上，测角摄像头垂直转动装置可以带动测角摄像头沿竖直方向360度旋转，垂直转动测角传感器用于测量测角摄像头垂直转动装置转动的角度。

2.根据权利要求1所述的水准尺的测量装置，其特征在于：所述测角摄像头垂直转动装置包括第三电机和第一轴承和第二轴承，第三电机包括第三电机轴，所述尺身上开有通孔，第一轴承和第二轴承分别连接于通孔沿竖直方向的两侧壁，第三电机轴可转动连接于两侧的第一轴承和第二轴承上，第三电机轴沿水平方向放置，测角摄像头置于第三电机轴上，所述垂直测角仪还包括第一测距传感器、激光发射器和支撑架，支撑架相对于第三电机轴中心对称的固定于第三电机轴上，第一测距传感器和激光发射器固定于支撑架上，第一测距传感器和激光发射器置于测角摄像头旁，或者第一测距传感器、激光发射器和测角摄像头集成在一起，垂直转动测角传感器为第二角度传感器，它位于第三电机内，用于测量第三电机所转动的角度；或者所述垂直转动测角传感器包括第二光栅度盘、第二发光管、第二接收管和第二指示光栅，第二光栅度盘相对于第三电机轴中心对称的穿过第三电机轴，且第二光栅度盘固定于通孔沿竖直方向的一侧壁，在尺身的外侧壁上开有第二凹槽，所述第二发光管位于第二凹槽内，在第二凹槽相对于尺身侧壁靠近第二光栅度盘处固定有透明材料，使第二发光管的光线可以照射到第二光栅度盘上，且使尺身为牢固的一个整体，第二指示光栅和第二接收管由外向内依次固定于支撑架上，第二发光管通过第二光栅度盘正对第二指示光栅和第二接收管。

3.水准尺的测量方法，其特征在于：采用如权利要求1或2所述的水准尺的测量装置，包括如下步骤：嵌入式系统控制面对面测量摄像头转动，面对面测量摄像头上的方位传感器，测得面对面测量摄像头的转动方向，嵌入式系统控制第一尺垫的第一上转盘沿面对面测量摄像头的转动方向转动，直到水准测量摄像头能看到另一支尺身刻度面为止，停止第一尺垫的转动，使尺身面对面，则嵌入式系统读取数字陀螺仪或者倾角传感器的数据，进行计算，由嵌入式系统控制自动调平轴的伸缩，实现第一尺垫调平；微调第一尺垫第一上转盘，使尺身面对面。