一种数字式六分仪

摘要

本发明的一种数字式六分仪，包括机械六分仪，机械六分仪包括基座，基座上设置有定镜、望远镜、活动臂和弧形的分度盘，活动臂的一端设置有动镜并通过转轴Ⅰ连接在与分度盘相对的基座夹角上，还包括与基座平行的容栅尺，容栅尺的尺身一端通过转轴Ⅱ连接在活动臂上，容栅尺的游尺通过转轴Ⅲ连接在基座上，转轴Ⅲ、定镜和转轴Ⅰ在同一直线上，转轴Ⅱ与转轴Ⅰ的距离和转轴Ⅲ与转轴Ⅰ的距离相等；容栅尺的游尺信号连接有微处理器Ⅰ，所述微处理器Ⅰ连接有显示屏Ⅰ。本发明的有益效果是：实现机械六分仪的数字化。能够在角度测量的同时，自动计算出所测起点距。

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字式六分仪。

背景技术

目前使用测船进行水沙测验中，起点距的测量常用的方法有如下几种：一、断面标志法，建设标志索（缆道），根据标志牌确定垂线起点距；二、GPS定位系统进行起点距测量，建立GPS网，利用GPS测量起点距；三、使用机械六分仪交会，读取交会角，再换算成所需起点距。

黄河下游水文测验多数水文站使用机械六分仪进行垂线起点距测量，是目前测船测验起点距测量的主要测验仪器，它具备测量快捷，使用简单，造价低廉，故障率低等特点，是其它现代化测距仪器无法替代的测验设备。但机械式的六分仪进行起点距测量也存在一些不足之处：1、只能读取交会角（分度盘式），每度间距约1mm，读数较为困难，有时可能出现读数错误，并且度数和分数要在不同的位置读取，然后合成角度，读数非常麻烦；2、所测数据为交会角，不是我们所需的起点距数据，需由人工进行计算（或查表）才能得到垂线起点距数值，带来不必要的麻烦；3、六分仪观测的信息不是数字信息，不能被计算机识别，无法实现六分仪与计算机之间的数据通讯，阻碍了计算机自动信息采集、处理的发展。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种减轻测验人员的劳动强度，提高测验设备自动化水平的数字式六分仪。

本发明是通过以下措施实现的：

本发明的一种数字式六分仪，包括机械六分仪，所述机械六分仪

包括基座，基座上设置有定镜、望远镜、活动臂和弧形的分度盘，所述活动臂的一端设置有动镜并通过转轴Ⅰ连接在与分度盘相对的基座夹角上，还包括与基座平行的容栅尺，所述容栅尺的尺身一端通过转轴Ⅱ连接在活动臂上，容栅尺的游尺通过转轴Ⅲ连接在基座上，所述转轴Ⅲ、定镜和转轴Ⅰ在同一直线上，所述转轴Ⅱ与转轴Ⅰ的距离和转轴Ⅲ与转轴Ⅰ的距离相等；所述容栅尺的游尺信号连接有微处理器Ⅰ，所述微处理器Ⅰ连接有显示屏Ⅰ。

上述数字式六分仪匹配有接收端机，所述接收端机包括依次相连接的无线信号接收模块、数据调制模块Ⅱ、微处理器Ⅱ和计算机通讯接口。

上述微处理器Ⅰ连接有数据调制模块Ⅰ和无线信号发送模块，所述无线信号发送模块与无线信号接收模块无线通讯。

上述基座连接有数字处理盒，所述微处理器、数据调制模块Ⅰ、无线信号发送模块和显示屏Ⅰ设置在数字处理盒内，所述数字处理盒上设置有按键。

上述接收端机的壳体上设置有与微处理器Ⅱ连接有的显示屏Ⅱ。

本发明的有益效果是：1、实现机械六分仪的数字化。交会角由人工读取度盘刻度改为读取显示器上的角度数值，微处理器应能对机械角度进行了数字化处理。2、实现了角度与起点距的自动转换。数字六分仪设置起点距公式中的参数预置、存储、计算功能模块，在角度测量的同时，自动计算出所测起点距。3、实现数据的传输，起点距数据能够简捷地传输到船舱内，并能够被舱内接收端机接收。4、设置接口电路，便于端机与计算机连接，实现计算机对端机起点距数据的自动采集。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图。

图2为发明的结构框图。

图3为本发明的容栅尺使用原理图。

图4为本发明的测量原理图。

其中：1基座，2定镜，3转轴Ⅲ，4容栅尺的尺身，5容栅尺的游尺，6分度盘，7转轴Ⅱ，8微调旋钮，9数字处理盒，10望远镜，11动镜，12转轴Ⅰ，13活动臂。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明的一种数字式六分仪，在原来的机械六分仪的基础上进行了改进，实现了数字化，测量更加准确。

具体地说，包括机械六分仪，机械六分仪包括基座1，基座1上设置有定镜2、望远镜10、活动臂和弧形的分度盘6，活动臂13的一端设置有动镜11并通过转轴Ⅰ12连接在与分度盘6相对的基座1夹角上。增加了容栅尺，容栅尺必须与基座1平行。容栅尺的尺身4一端通过转轴Ⅱ7连接在活动臂上，容栅尺的游尺5通过转轴Ⅲ3连接在基座1上，转轴Ⅲ3、定镜2和转轴Ⅰ12在同一直线上，转轴Ⅱ7与转轴Ⅰ12的距离和转轴Ⅲ3与转轴Ⅰ12的距离相等。容栅尺的游尺5信号连接有微处理器Ⅰ，微处理器Ⅰ连接有显示屏Ⅰ。容栅尺的分辨率为0.01mm。

为了方便记录所测量出来的数据，数字式六分仪匹配有接收端机，接收端机包括依次相连接的无线信号接收模块、数据调制模块Ⅱ、微处理器Ⅱ和计算机通讯接口。微处理器Ⅰ连接有数据调制模块Ⅰ和无线信号发送模块，无线信号发送模块与无线信号接收模块无线通讯。

基座1连接有数字处理盒9，微处理器、数据调制模块Ⅰ、无线信号发送模块和显示屏Ⅰ设置在数字处理盒9内，数字处理盒9上设置有按键。是结构更加紧凑，方便使用。接收端机的壳体上设置有与微处理器Ⅱ连接有的显示屏Ⅱ。

其工作原理为：如图3所示，机械六分仪用于完成前方两目标A、B的交汇。容栅尺把交会角α转换为弦长F，并采集其弦长长度F。交会角α变化时，容栅尺长度也随之变化，交会角α与弦长F有一一对应关系。已知转轴Ⅱ7与转轴Ⅰ12的距离和转轴Ⅲ3与转轴Ⅰ12的距离相等并为定长，可以根据三角形公式计算得出。微处理器Ⅰ用于读取弦长F，并还原成数字交会角α；根据交会角α按照事先预置的起点距公式计算起点距，把计算结果一路送往显示屏Ⅰ，显示所测起点距；另一路送数据调制模块Ⅰ。数据调制模块Ⅰ把送来的起点距数据进行调制，并通过无线信号发送模块以315M调频信号把数据发射出去，将数据无线传递到船舱内。显示屏Ⅰ用于显示交会角和起点距，另外用于参数设置时显示K和b值。

接收端机放置在船舱内，并且其无线信号接收模块接收到无线信号发送模块发送的起点距数据，通过数据调制模块Ⅱ对电磁波进行还原，送至微处理器Ⅱ，微处理器Ⅱ把数据进一步处理后得到我们所需的角度和起点距数据，一路送显示屏Ⅱ，一路经过计算机通讯接口送往计算机。显示屏Ⅱ用于显示交会角和起点距数值。计算机通讯接口为单片机与计算机数据通讯而设置的，用于计算机的数据采集。

起点距公式如下：

L = K*ctgα+b。

其中：

b---基线与断面垂足至起点距零点之间的距离；

α---测得的角度；

K---基线长度；

L---数字六分仪计算出的起点距。

如图4所示，在河流岸边设立在一条直线上的前断面标C和后断面标D，在远处设立基线标E，基线标E距离前断面标C和后断面标D连线的长度为基线长度K，基线与断面垂足至起点距零点之间的距离b，数字六分仪计算出的起点距L。因此K和b是已知的并且是一定的，应设置数据预置按钮，对k和b进行预置。数字处理盒9上设有4个按键，即模式键、换位键、置数键、发射键。按模式键，进入参数预置状态。此状态是设置垂线起点距计算公式中的系数K和常数b。微处理器Ⅰ根据起点距公式就可以计算出起点距L。

交会角的测量方法与机械六分仪相同，通过活动臂13和微调旋钮8进行调整，角度的读取与之不同，在数字式六分仪显示器上直接读取数码形式的角度值。起点距值不必人工计算，也直接在数字式六分仪显示器上读取。

在使用之前一般应对零，方法为：按容栅尺的电源“ON”按钮，容栅尺开机，按制式按钮，使容栅尺为公制单位，把六分仪的指标臂调至0°00′，按复零按钮，使容栅尺清零。如果不再按清零键或转换键，不更换电池，没有受到强电磁场干扰，以后使用可以不再清零工作，容栅尺永久记忆零点位置。并且容栅尺的电源也可以不开，内部芯片始终保持工作状态，除非取出纽扣电池，容栅尺才真正停止工作。

以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。