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CN112033384A - 具有角度检测功能的激光投线仪 - Google Patents

具有角度检测功能的激光投线仪 Download PDF

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CN112033384A
CN112033384A CN202010917467.8A CN202010917467A CN112033384A CN 112033384 A CN112033384 A CN 112033384A CN 202010917467 A CN202010917467 A CN 202010917467A CN 112033384 A CN112033384 A CN 112033384A
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李小娟
余江
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Zhuhai Radium Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开一种具有角度检测功能的激光投线仪，包括机身，所述机身上包括有摆体架，该摆体架内设置有激光模组，所述机身还设置有主板，该主板上设置有倾斜检测装置；所述倾斜检测装置包括MCU控制模块，加速度传感器，晶振模块，电源模块；所述MCU控制模块用于控制分析角度倾斜信息；所述角度检测模块，用于检测倾斜角度；所述晶振模块，用于稳定该MCU控制模块控制频率；所述电源模块用于提供电源；所述MCU控制模块分别控制该角度检测模块和晶振模块。本发明提供一种功能多样，检测倾斜角度精确，操作简便的一种具有角度检测功能的激光投线仪。

Description

具有角度检测功能的激光投线仪
技术领域
本发明涉及激光投线仪技术领域，特别涉及一种具有角度检测功能的激光投线仪。
背景技术
现有的激光投线仪水平模式下，倾斜检测装置一般采用摆体导电，通过金属弹簧与底部导电板接触传递型号给主板芯片的结构，该结构存在接触不良，检测倾斜角度不精确；或因装配误差，导致接触不良，无接触等，从而使主板芯片接收不到信号而不能及时作出报警反应的缺陷，造成了消费者使用过程中由于超过角度没有报警而误认为合格的问题，亟待解决。
中国专利申请号为：201921047799.4，申请日是:2019年07月04日，公开日是：2019年12月27日，专利名称为：一种倾角仪，该发明公开了一种倾角仪，包括壳体、角度测量模块和用于发射激光的激光发射装置，其中，所述角度测量模块用于测量所述激光的倾角；所述角度测量模块和所述激光发射装置均设置于所述壳体内；所述壳体内设置有固定座和与所述固定座相卡接的固定盖，所述激光发射装置设置于所述固定座和所述固定盖之间；所述固定盖上设置有用于固定所述激光发射装置的锁止件。该倾角仪可使物件沿直线设置，使用方便，且不会留下痕迹。
上述专利文献公开了一种便携摆体式自动安平激光垂准投点仪，但是该倾角仪，无法智能检测，功能单一，检测倾斜角度不够精确，无法满足消费者的需求。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种功能多样，检测倾斜角度精确，操作简便的一种具有角度检测功能的激光投线仪。
为实现上述发明目的，本发明提出一种具有角度检测功能的激光投线仪，包括机身，所述机身上包括有摆体架，该摆体架内设置有激光模组，所述机身还设置有主板，该主板上设置有倾斜检测装置；
所述倾斜检测装置包括MCU控制模块，加速度传感器，晶振模块，电源模块；所述MCU控制模块用于控制分析角度倾斜信息；所述，加速度传感器，用于检测倾斜角度；所述晶振模块，用于稳定该MCU控制模块控制频率；所述电源模块用于提供电源；
所述MCU控制模块分别控制该角度检测模块和晶振模块。
所述MCU控制模块包括显示模块，所述主板上有显示屏，该显示模块用于控制该显示屏显示。
所述MCU控制模块包括蓝牙模块，该蓝牙模块用于传输检测信息。
所述MCU控制模块包括调试模块，该调试模块用于调试倾斜数据。
所述MCU控制模块包括报警模块，该报警模块用于报警。
所述电源模块包括升压充电模块，锂电池，第一MOS管，升压电源芯片；所述升压充电模块对该锂电池充电，该锂电池通过第一MOS管对升压电源芯片提供电源。
所述电源模块包括干电池，第二MOS管；所述干电池通过第二MOS管对该升压电源芯片提供电源。
所述电源模块还包括降压电源芯片。
本发明提供技术方案的有益效果是:1)本发明通过MCU控制模块控制该加速度传感器检测倾斜角度，本发明在水平状态下置零，同时可以设置机身在不平整的工作面超处设置的角度后报警，加速度传感器的精度就是整机的精度，且主机摆体取消了接触，降低了安装要求，使用中也能稳定；2)本发明机身设置有加速度传感器，通过角度传感器获取数据提供给主板处理反馈到机身显示屏，显示当前角度值，达到测量角度的目的，且同时可以配合投线仪器投色的线条到目标物体或墙体上得到需要的角度位置，不必再使用倾角仪进行辅助。且投射线与角度显示均又本发明机身同时提供，故免去辅助配合，不同的使用者所读出的数据均为一致，不会出现配合不一而导致读数误差；3)本发明取消了传导线路及接触板，减少了生产物料，减少了安装工序，且使用过程中通过MCU控制模块控制该加速度传感器检测倾斜角度更加灵敏和稳定，不需要硬件线路，减少了线路在高温高湿环境下线路损坏而造成不能工作的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例具有角度检测功能的激光投线仪的立体结构示意图；
图2为本发明另一实施例具有角度检测功能的激光投线仪的拆解示意图；
图3为本发明实施例具有角度检测功能的激光投线仪的系统方框图；
图4为为本发明实施例具有角度检测功能的激光投线仪的电源模块方框图
附图标号说明：
Figure BDA0002665520830000041
Figure BDA0002665520830000051
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种具有角度检测功能的激光投线仪。
参照图1至图4，在本发明一实施例中，该一种具有角度检测功能的激光投线仪，包括机身1，所述机身1上包括有摆体架3，该摆体架3内设置有激光模组4，所述机身还设置有主板2，该主板2上设置有倾斜检测装置；
所述倾斜检测装置包括MCU控制模块21，加速度传感器22，晶振模块2151，电源模块216；所述MCU控制模块21用于控制分析角度倾斜信息；所述加速度传感器22，用于检测倾斜角度；所述晶振模块2151，用于稳定该MCU控制模块21控制频率；所述电源模块216用于提供电源；
所述MCU控制模块21分别控制该角度检测模块22和晶振模块2151。
本实施例中，所述MCU控制模块21为型号是APM32F103RBT6的MCU芯片。
本实施例中，所述加速度传感器22为型号是SENSOR的加速度传感器芯片。
本实施例中，所述角度检测模块22安装于主板2上，与主板2固定一体，该主板2固定于机身1；所述摆体架3为陀螺仪摆体组件；该陀螺仪摆体组件也与机身1固定一体，达到角度检测模块22与陀螺仪摆体组件呈平行状态。
当通电激活时，该主机倾斜，所述加速度传感器22工作，拾取角度数据，所述MCU控制模块21获取角度值，通过显示屏幕显示当前角度数值，达到角度测量功能。
另外，陀螺仪摆体上架设有激光模组4，该激光模组4可以提供水平线，水平线也可以作为测量，或工作的基准，以达到角度测量或基准的投线仪功能。
所述MCU控制模块21通过以下公式得出该加速度传感器22俯仰倾斜角：
Figure BDA0002665520830000071
所述MCU控制模块21通过以下公式得出该加速度传感器22滚转倾斜角：
Figure BDA0002665520830000072
本实施例中，进一步，优选地，所述MCU控制模块1通过通信接口211控制该加速度传感器2。
更进一步，优选地，所述MCU控制模块1通过晶振接口215控制该晶振模块2151。
参看图2，图3，本实施例中，所述MCU控制模块21包括显示模块23，所述主板2上有显示屏5，该显示模块23用于控制该显示屏5显示。
优选地，所述MCU控制模块21通过串口接口212控制该显示模块23
本发明通过加速度传感器22获取数据提供给主板2处理反馈到机身1的显示屏5，显示当前角度值，达到测量角度的目的；且同时可以配合投线仪器投色的线条到目标物体或墙体上得到需要的角度位置，不必再使用倾角仪进行辅助。且投射线与角度显示均又本发明机身同时提供，故免去辅助配合，不同的使用者所读出的数据均为一致，不会出现配合不一而导致读数误差。本发明结合了投线仪与倾角仪功能，统一了读数标准，且可以同时使用或分开使用，可为消费者节约投入成本，且机械标准化读数能减少测量验收过程中不必要的纠纷。
本实施例中，所述MCU控制模块21包括蓝牙模块24，该蓝牙模块24用于接收遥控器操作命令，并发送检测信息给手机APP。优选地，所述MCU控制模块21通过串口通信接口213控制该蓝牙模块24。
所述MCU控制模块21包括调试模块25，该调试模块25用于调试倾斜数据。进一步，优选地，所述该调试模块25包括SWD调试模块。
更进一步，优选地，所述MCU控制模块21通过调试接口214控制该调试模块25。
所述MCU控制模块21包括报警模块2173，该报警模块2173用于报警。
进一步，优选地，所述所述MCU控制模块21通过输入/输出接口217控制该报警模块2173。
本发明机身1的陀螺仪摆体调整水平后，该加速度传感器22置零，所述MCU控制模块21获取角度值超过3°开始提供信号给该MCU控制模块21发送指令使激光线闪烁报警，恢复到3°范围以内报警闪烁停止。
相对与现有技术，本发明取消了传导线路及接触板，减少了生产物料，减少了安装工序，且使用过程中芯片角度更加灵敏和稳定，不需要硬件线路，减少了线路在高温高湿环境下线路损坏而造成不能工作的风险。
本发明工作原理是：
1、将该角度传感器芯片水平方向固定在机身1上，该角度传感器芯片在水平和垂直方向倾斜角度与产品倾斜角度一致。
2、加速度传感器22能测量自身相对重力加速度在X/Y/Z轴上的分量；所述MCU控制模块21通过通信接口211读取角度传感器22的寄存器数值，然后计算出倾角值。
3、所述MCU控制模块21通过通过串口212与LCD显示屏通信，将倾角值实时显示在屏5上，让使用者实时查看设备的倾斜角度。本发明具有倾斜角度测量功能。
4、所述MCU控制模块21同时具有对设备倾斜实时监控功能。当所述MCU控制模块21读取到倾斜角度超过预设角度时，通过控制外设(激光模组)闪烁和蜂鸣器的响声来进行报警提示。
本实施例中，所述MCU控制模块21可以通过输入/输出接口217控制激光控制模块2171，该激光控制模块2171控制该激光模组4。也就是说该MCU控制模块21通过该激光控制模块2171控制该激光模组4。
本实施例中，所述MCU控制模块21可以通过输入/输出接口217接收按键模块2172指令；通过该按键模块2172输入指令来控制该MCU控制模块21。
本发明另一实施例中，所述电源模块216包括升压充电模块2164，锂电池2162，第一MOS管2165，升压电源芯片2168；所述升压充电模块2164对该锂电池2162充电，该锂电池2162通过第一MOS管2165对升压电源芯片2168提供电源。
所述电源模块216还包括干电池2161，第二MOS管2166；所述干电池2161通过第二MOS管2166对该升压电源芯片2168提供电源。
优选地，所述所述电源模块216还包括第三MOS管2167
进一步，优选地，所述电源模块216还包括降压电源芯片2169。
本实施例中，所述电源模块216可以包括升压电源芯片2168或降压电源芯片2169，可以通过升压或降压的方式对发明提供电源。
本发明所述MCU控制模块21通过I2C通信读取LIS3DH的X/Y/Z轴的重力加速度数值，来计算加速度传感器芯片与水平和垂直方向倾斜角度。
由于加速度传感器芯片水平方向固定在产品上，保证与产品倾角位置一致性。本发明置零是将产品放置在水平面上读取LIS3DH的X/Y/Z轴的重力加速度数值，计算出角度值并保存，后续读取的值减去这个值的差作为产品的倾角，通过置零消除初始误差保证精度。
所述MCU控制模块21通过SPI与屏通信并将倾角显示在屏上并实时刷新倾角。同时通过ADC采集电池电量并实时显示。当所述MCU控制模块21采集数据处理的数值超过预设角度时，MCU通过控制外设激光模组全开闪烁提报警。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种具有角度检测功能的激光投线仪，包括机身，所述机身上包括有摆体架，该摆体架内设置有激光模组，其特征在于：所述机身还设置有主板，该主板上设置有倾斜检测装置；
所述倾斜检测装置包括MCU控制模块，加速度传感器，晶振模块，电源模块；所述MCU控制模块用于控制分析角度倾斜信息；所述加速度传感器，用于检测倾斜角度；所述晶振模块，用于稳定该MCU控制模块控制频率；所述电源模块用于提供电源；
所述MCU控制模块分别控制该加速度传感器和晶振模块。
2.根据权利要求1所述的具有角度检测功能的激光投线仪，其特征在于：所述MCU控制模块包括显示模块，所述主板上有显示屏，该显示模块用于控制该显示屏显示。
3.根据权利要求2所述的具有角度检测功能的激光投线仪，其特征在于：所述MCU控制模块包括蓝牙模块，该蓝牙模块用于传输检测信息。
4.根据权利要求3所述的具有角度检测功能的激光投线仪，其特征在于：所述MCU控制模块包括调试模块，该调试模块用于调试倾斜数据。
5.根据权利要求4所述的具有角度检测功能的激光投线仪，其特征在于：所述MCU控制模块包括报警模块，该报警模块用于报警。
6.根据权利要求1所述的具有角度检测功能的激光投线仪，其特征在于：所述电源模块包括升压充电模块，锂电池，第一MOS管，升压电源芯片；所述升压充电模块对该锂电池充电，该锂电池通过第一MOS管对升压电源芯片提供电源。
7.根据权利要求6所述的具有角度检测功能的激光投线仪，其特征在于：所述电源模块包括干电池，第二MOS管；所述干电池通过第二MOS管对该升压电源芯片提供电源。
8.根据权利要求7所述的具有角度检测功能的激光投线仪，其特征在于：所述电源模块还包括降压电源芯片。
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