一种弯曲角度的测量装置和测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术结构简单，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。大范围的弯曲角度和累积角度。大范围的弯曲角度和累积角度。

【技术实现步骤摘要】
一种弯曲角度的测量装置和测量方法


[0001]本专利技术属于物理测量领域，具体涉及一种弯曲角度的测量装置和测量方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本专利技术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。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种弯曲角度的测量方法，包括：
[0006]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；
[0007]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；
[0008]通过所述位移量计算得出所述待测量面的弯曲角度。
[0009]可选方案中，所述位移量与所述弯曲角度的关系式为；
[0010][0011]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。
[0012]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；
[0013][0014]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。
[0015]本专利技术还提供了一种弯曲角度的测量装置，包括：
[0016]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；
[0017]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；
[0018]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。
[0019]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。
[0020]可选方案中，所述张紧组件包括滚轮和拉簧，所述滚轮可转动的安装在所述壳体的底壁上，所述测量丝的另一端与所述滚轮的外壁固定连接并缠绕在所述滚轮外周；所述滚轮上设有第一凸起，所述壳体底壁上设有第二凸起；
[0021]所述拉簧一端连接于所述第一凸起，所述拉簧的另一端连接于所述第二凸起。
[0022]可选方案中，所述位移量获取组件包括：
[0023]磁钢，所述磁钢固设在所述滚轮的顶端，且所述磁钢为圆柱形，所述磁钢的轴线与所述滚轮的轴线重合；
[0024]霍尔传感器，设置在所述壳体的顶壁下表面，所述霍尔传感器通过所述磁钢获取所述滚轮的旋转角度。
[0025]可选方案中，所述处理单元通过以下公式获取所述测量丝的位移量：
[0026]Δl＝β
×
r
[0027]其中，β为滚轮的旋转角度，r为的滚轮半径。
[0028]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。
[0029]可选方案中，所述弯曲角度获取机构上设有显示屏，所述显示屏与所述处理单元连接，所述显示屏用于显示所述弯曲角度。
[0030]本专利技术的有益效果：
[0031]本专利技术通过弹簧套管和测量丝即可构成弯曲角度的测量装置，结构简单，测量方式也简单。由于弯曲角度与测量丝的位移量呈线性关系，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，比如关节角度，管道弯度等。
[0032]本专利技术的方法具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。
附图说明
[0033]通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
[0034]图1示出了本专利技术一种弯曲角度的测量方法测量角度的原理图。
[0035]图2示出了根据本专利技术一实施例的弹簧套管处于弯曲状态时的示意图。
[0036]图3示出了根据本专利技术一实施例的弹簧套管、特氟龙保护管、测量丝的结构示意图。
[0037]图4示出了根据本专利技术一实施例的测量丝位移量和弯曲角度呈线性关系的示意图。
[0038]图5示出了根据本专利技术一实施例的测量丝与张紧组件连接的结构示意图。
[0039]图6示出了根据本专利技术一实施例的一种弯曲角度的测量装置的结构示意图。
[0040]附图标记：
[0041]1‑
弹簧套管；2
‑
测量丝；3
‑
特氟龙保护管；4
‑1‑
滚轮上部；4
‑2‑
滚轮下部；5
‑
拉簧；6
‑
壳体的底壁；7
‑
壳体的顶壁；8
‑
磁钢；9
‑
霍尔传感器。
具体实施方式
[0042]下面将更详细地描述本专利技术。虽然本专利技术提供了优选的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0043]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0044]在本专利技术的描述中，需要说明的是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弯曲角度的测量方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的弯曲角度的测量方法，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的弯曲角度的测量方法，其特征在于，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。4.一种弯曲角度的测量装置，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟洋，李浩，赵小龙，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：