一種三維空間任意角度測(cè)量?jī)x的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及空間角度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種三維空間任意角度的測(cè)量?jī)x。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場(chǎng)上的角度測(cè)量?jī)x大多停留在平面360度的角度測(cè)量，但在實(shí)際運(yùn)用中往往需要測(cè)量三給空間內(nèi)的各種角度，這樣對(duì)那些只適用于平面角度的測(cè)量?jī)x器就必須測(cè)量三次才能得出結(jié)果。不僅過程繁瑣，而且三次測(cè)量的誤差疊加，將會(huì)造成測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，這在一些者精度要求高的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中是非常不利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足即平面角度測(cè)量?jī)x器在測(cè)量三維空間中的測(cè)量缺陷，本實(shí)用新型提供一種角度測(cè)量?jī)x，該測(cè)量?jī)x不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)三維空間任意角度的測(cè)量，而且可以對(duì)其作進(jìn)一步拓展，根據(jù)已知的三維角度和地理位置推算出坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)定位功能。
[0004]本實(shí)用新型一種三維空間任意角度測(cè)量?jī)x通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種三維空間任意角度測(cè)量?jī)x包括三軸陀螺儀、一對(duì)磁極和磁阻效應(yīng)器件，所述的磁阻效應(yīng)器件由六片磁阻效應(yīng)芯片拼接而成一個(gè)立方體，一對(duì)磁極為分別設(shè)置在陀螺儀外圈的頂部和底部的N、S磁極。
[0005]本實(shí)用新型一種三維空間任意角度測(cè)量?jī)x與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下有益效果:本實(shí)用新型一種三維空間任意角度測(cè)量?jī)x是基于磁阻效應(yīng)和陀螺儀原理設(shè)計(jì)，其組成部分有陀螺儀、一對(duì)磁極以及六片磁阻效應(yīng)器件。其中，六片磁阻效應(yīng)器件拼接成立方體置于陀螺儀中心。磁阻效應(yīng)器件具有靈敏度高、抗干擾能力等優(yōu)點(diǎn)，因而能夠精確地測(cè)量出角度變化。而陀螺儀不但能夠?qū)崿F(xiàn)三維空間任意角度的旋轉(zhuǎn)，而且因其是依據(jù)角動(dòng)量守恒定律設(shè)計(jì)的，故能夠維持方向。本實(shí)用新型充分應(yīng)用了兩者的特征，將六片磁阻效應(yīng)器件組成的立方體置于陀螺儀中心，在陀螺儀外圈的頂部和底部分別放置N、S磁極，通過陀螺儀實(shí)現(xiàn)磁極在三維空間任意角度的旋轉(zhuǎn)，則磁阻效應(yīng)器件的電壓將跟隨磁場(chǎng)的變化而變化，最后根據(jù)角度與器件電壓的變化關(guān)系即可實(shí)現(xiàn)對(duì)三維空間任意角度的測(cè)量。
[0006]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:通過簡(jiǎn)單的磁路設(shè)計(jì)，即可實(shí)現(xiàn)三維空間任意角度的精確測(cè)量，并且能夠根據(jù)其測(cè)量角度值實(shí)現(xiàn)定位功能。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型一種三維空間任意角度測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]其中:1、陀螺儀；2、一對(duì)磁極；3、磁阻效應(yīng)器件；4、位置軸。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型一種三維空間任意角度測(cè)量?jī)x，所述測(cè)量?jī)x包括三軸陀螺儀1、一對(duì)磁極2和磁阻效應(yīng)器件3，所述的磁阻效應(yīng)器件3由六片磁阻效應(yīng)芯片拼接而成一個(gè)立方體，一對(duì)磁極2為分別設(shè)置在陀螺儀外圈的頂部和底部的N、S磁極。
[0010]所述的磁阻效應(yīng)器件3設(shè)置在三軸陀螺儀I的中心內(nèi)圈上，當(dāng)三軸陀螺儀I的外圈位置發(fā)生改變時(shí)，帶動(dòng)固定在外圈上一對(duì)磁極2即N、S磁極隨之一同運(yùn)動(dòng)。
[0011]實(shí)施例1。
[0012]本實(shí)用新型一種三維空間任意角度測(cè)量?jī)x，所述測(cè)量?jī)x包括三軸陀螺儀1、一對(duì)磁極2和磁阻效應(yīng)器件3，所述的磁阻效應(yīng)器件3由六片磁阻效應(yīng)芯片拼接而成一個(gè)立方體，一對(duì)磁極2為分別設(shè)置在陀螺儀外圈的頂部和底部的N、S磁極。
[0013]所述的磁阻效應(yīng)器件3設(shè)置在三軸陀螺儀I的中心內(nèi)圈上，當(dāng)三軸陀螺儀I的外圈位置發(fā)生改變時(shí)，帶動(dòng)固定在外圈上一對(duì)磁極2即N、S磁極隨之一同運(yùn)動(dòng)。
[0014]陀螺儀是一種用來傳感與維持方向的裝置，基于角動(dòng)量守恒的理論設(shè)計(jì)出來的。陀螺儀主要是由一個(gè)位于軸心且可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子構(gòu)成。陀螺儀一旦開始
[0015]旋轉(zhuǎn)，由于轉(zhuǎn)子的角動(dòng)量，陀螺儀有抗拒方向改變的趨向。如圖所示，當(dāng)外圈角度改變時(shí)，內(nèi)圈始終保持穩(wěn)定狀態(tài)。
[0016]如圖1所示，對(duì)三維空間任意角度的測(cè)量需要三個(gè)磁阻效應(yīng)器件，但是由于三個(gè)器件無論如何放置都無法滿足其位于球體中心位置，因此我們對(duì)此做出改進(jìn)，采用六個(gè)磁阻效應(yīng)器件拼接而成一個(gè)立方體，使球心位于立方體中心，這樣一方面增強(qiáng)了陀螺儀中心的穩(wěn)定性，另一方面，同一平面由兩個(gè)磁阻效應(yīng)器件進(jìn)行測(cè)量提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0017]其次，在陀螺儀外圈的頂部和底部分別放置N、S磁極，當(dāng)外圈角度發(fā)生改變時(shí)，將帶動(dòng)由N、S磁極產(chǎn)生的磁場(chǎng)角度發(fā)生改變，使六片磁阻效應(yīng)器件的輸
[0018]出電壓發(fā)生改變，其中每?jī)善瑢?duì)稱的磁阻效應(yīng)器件的輸出電壓反應(yīng)其在該平面上的角度變化。故可得到該空間角度變化投影在x0y，y0z，z0x三個(gè)平面中角度變化α、β、γ，即可確定該空間角度的變化值。
[0019]本實(shí)用新型是能夠測(cè)量三維任意角度的測(cè)量?jī)x器，利用陀螺儀無論外圈怎么動(dòng)內(nèi)圈保持穩(wěn)定的特性，結(jié)合磁阻效應(yīng)來達(dá)到三維空間任意角度測(cè)量的目的。工作原理:當(dāng)外圈的位置發(fā)生改變時(shí)，帶動(dòng)固定在外圈上的N、S磁極隨之一同運(yùn)動(dòng)，傳感器接收這一信號(hào)反饋到芯片上，再利用接口技術(shù)將示數(shù)顯示出來，這一裝置還可實(shí)現(xiàn)即時(shí)接收的作用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三維空間任意角度測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述測(cè)量?jī)x包括三軸陀螺儀(1)、一對(duì)磁極(2)和磁阻效應(yīng)器件(3)，所述的磁阻效應(yīng)器件(3)由六片磁阻效應(yīng)芯片拼接而成一個(gè)立方體，一對(duì)磁極(2)為分別設(shè)置在陀螺儀外圈的頂部和底部的N、S磁極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維空間任意角度測(cè)量?jī)x，其特征是:所述的磁阻效應(yīng)器件(3)設(shè)置在三軸陀螺儀(I)的中心內(nèi)圈上，當(dāng)三軸陀螺儀(I)的外圈位置發(fā)生改變時(shí)，帶動(dòng)固定在外圈上一對(duì)磁極(2)即N、S磁極隨之一同運(yùn)動(dòng)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及空間角度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種三維空間任意角度的測(cè)量?jī)x。本實(shí)用新型一種三維空間任意角度測(cè)量?jī)x通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種三維空間任意角度測(cè)量?jī)x包括三軸陀螺儀、一對(duì)磁極和磁阻效應(yīng)器件，所述的磁阻效應(yīng)器件由六片磁阻效應(yīng)芯片拼接而成一個(gè)立方體，一對(duì)磁極為分別設(shè)置在陀螺儀外圈的頂部和底部的N、S磁極。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：通過簡(jiǎn)單的磁路設(shè)計(jì)，即可實(shí)現(xiàn)三維空間任意角度的精確測(cè)量，并且能夠根據(jù)其測(cè)量角度值實(shí)現(xiàn)定位功能。
【IPC分類】G01C21/16, G01C1/00
【公開號(hào)】CN204854712
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520513467
【發(fā)明人】孫昕, 南輝, 劉一兵, 曹海蓮, 蘇麗萍, 盧海靜, 王子玲, 邵雪
【申請(qǐng)人】青海大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月16日