本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種一體式數(shù)字式地質(zhì)羅盤，包括本體、輸入按鍵、三軸加速度傳感器、磁阻傳感器、處理單元、存儲單元和顯示單元，三軸加速度傳感器、磁阻傳感器、搖桿和攝像頭，顯示屏、搖桿和輸入按鍵設(shè)置在本體的上端表面上，攝像頭通過攝像頭轉(zhuǎn)軸設(shè)置在本體的外部，攝像頭轉(zhuǎn)軸與三軸加速度傳感器的Ｘ軸保持平行。本發(fā)明專利技術(shù)采用一體式結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)地質(zhì)羅盤使用煩瑣和人為誤差大以及現(xiàn)有數(shù)字式地質(zhì)羅盤結(jié)構(gòu)和操作較為復(fù)雜的技術(shù)問題，可測量任意線（如巖層層面、褶皺軸面、斷層面、節(jié)理面、褶皺樞紐、拉伸線理……等構(gòu)造面／線的空間位置）的方位。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種地質(zhì)羅盤，尤其涉及一種數(shù)字式地質(zhì)羅盤。
技術(shù)介紹
羅盤在地質(zhì)工作中具有十分重要的意義，被稱為地質(zhì)工作的三件寶之一，但是傳統(tǒng)地質(zhì)羅盤的使用非常煩瑣、人為誤差大、與現(xiàn)代微機(jī)無法并用，給廣大地質(zhì)工作者，尤其是研究構(gòu)造的地質(zhì)工作者帶來很大的麻煩，且十分耗時，而國內(nèi)外對此都沒有引起很大的重視。隨著自動數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，研制數(shù)字地質(zhì)羅盤從而減輕地質(zhì)工作者的負(fù)擔(dān)，提高工作效率是具有非常重要意義的。申請人的專利申請“數(shù)字式地質(zhì)羅盤”(專利申請?zhí)?00710188556.8，公開號CN101196567)公開了一種運(yùn)用多種傳感器和數(shù)字芯片的自動化程度較高的合頁結(jié)構(gòu)的數(shù)字式地質(zhì)羅盤，其包括本體、本體的上表面等，其本體的上表面設(shè)置有鏡子、透光孔、對物覘板小孔，鏡子上設(shè)置有垂直線，對物覘板小孔、垂直線、透光孔設(shè)置在同一條線上，本體設(shè)置有對目覘板及對目覘板小孔等，還是沒有脫離現(xiàn)有傳統(tǒng)羅盤的概念，結(jié)構(gòu)和操作較為復(fù)雜。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的是提供一種一體式數(shù)字式地質(zhì)羅盤，其解決了傳統(tǒng)地質(zhì)羅盤使用煩瑣和人為誤差大以及現(xiàn)有數(shù)字式地質(zhì)羅盤結(jié)構(gòu)和操作較為復(fù)雜的技術(shù)問題。 本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是 一種一體式數(shù)字式地質(zhì)羅盤，包括本體、輸入按鍵、三軸加速度傳感器、磁阻傳感器、處理單元、存儲單元和顯示單元，所述三軸加速度傳感器、磁阻傳感器、處理單元和存儲單元安裝在本體內(nèi)，所述三軸加速度傳感器的X軸和Y軸分別與磁阻傳感器的X軸和Y軸保持平行，其特殊之處是，所述一體式數(shù)字式地質(zhì)羅盤還包括攝像頭，所述顯示屏和輸入按鍵設(shè)置在本體的上端表面上，所述攝像頭通過攝像頭轉(zhuǎn)軸設(shè)置在本體的外部，所述攝像頭轉(zhuǎn)軸與三軸加速度傳感器的X軸保持平行，所述攝像頭可在與三軸加速度傳感器的Y、Z軸確定平面平行的平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。 上述本體的外部設(shè)置有可放置攝像頭的攝像頭插槽，所述攝像頭轉(zhuǎn)軸設(shè)置在攝像頭插槽內(nèi)并可相對本體伸縮。 上述輸入按鍵包括確認(rèn)按鍵和退出按鍵；所述一體式數(shù)字式地質(zhì)羅盤還包括搖桿，所述搖桿設(shè)置在本體的上端表面上。 本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn) 1、結(jié)構(gòu)簡單。本專利技術(shù)新型數(shù)字地質(zhì)羅盤是具有自動化功能的新型羅盤，它相對于現(xiàn)有地質(zhì)羅盤最大的特點(diǎn)是本專利技術(shù)新型數(shù)字地質(zhì)羅盤應(yīng)用攝像頭采集目的物和目標(biāo)物的圖像，完全替代傳統(tǒng)地質(zhì)羅盤本體的上表面反光鏡和本體棧板的瞄準(zhǔn)功能，結(jié)構(gòu)上去除傳統(tǒng)地質(zhì)羅盤上蓋，減小體積的同時提高了可靠性。 2、可測量任意線(如巖層層面、褶皺軸面、斷層面、節(jié)理面、褶皺樞紐、拉伸線理……等構(gòu)造面/線的空間位置)的方位。一般合頁式的地質(zhì)羅盤只能測量水平面內(nèi)線的方位，若測試線為非水平線，必須借助其它工具將該線投影到地質(zhì)羅盤所在的水平面上才能完成測量。數(shù)字羅盤通過可轉(zhuǎn)動的攝像頭采集測試線的圖像，可以直接測量任意線的方位。 附圖說明 圖1是本專利技術(shù)本體上表面的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本專利技術(shù)本體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖； 其中1-搖桿，2-本體的上表面，3-顯示屏，4-攝像頭，41-攝像頭轉(zhuǎn)軸，42-攝像頭插槽，5-輸入按鍵，6-本體，7-磁阻傳感器，8-處理單元，9-存儲單元，10-三軸加速度傳感器。 具體實施例方式 本專利技術(shù)數(shù)字地質(zhì)羅盤包括本體、攝像頭、顯示屏、搖桿、輸入按鍵、三軸加速度傳感器、磁阻傳感器、處理單元、存儲單元。三軸加速度傳感器(以下簡稱AS)安裝在本體內(nèi)，其X軸和Y軸與同樣安裝在本體內(nèi)的磁阻傳感器(以下簡稱GM)對應(yīng)X軸和Y軸分別保持平行，且它們的Y軸平行于本專利技術(shù)羅盤的側(cè)面。攝像頭通過一個攝像頭轉(zhuǎn)軸鏈接在羅盤的右上端，攝像頭轉(zhuǎn)軸同AS的X軸保持平行，并可在與AS的Y、Z軸確定平面的平行平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。輸入按鍵包括確認(rèn)按鍵和退出按鍵，搖桿用于對菜單進(jìn)行選擇，也可用四方位鍵或五方位鍵代替搖桿進(jìn)行菜單選擇。 為了減小羅盤的體積，可以在羅盤的右上端設(shè)置一個內(nèi)陷的攝像頭插槽用于收納攝像頭，攝像頭轉(zhuǎn)軸設(shè)置在攝像頭插槽內(nèi)并可相對本體伸縮。當(dāng)攝像頭縮回時，依靠羅盤本體的上表面和本體固定，使攝像頭與AS的X、Y軸確定的平面保持平行；當(dāng)攝像頭伸出右端面時，攝像頭可以在與AS的Y、Z軸確定平面的平行平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。 本專利技術(shù)原理如下 1]巖層傾角、傾向、面里、線理等地質(zhì)要素的測量原理 1.1]羅盤水平調(diào)整手持羅盤，AS的X軸和Y軸輸出信號經(jīng)過處理單元的運(yùn)算反映在顯示單元上，使用者可以很直觀的作出相應(yīng)的調(diào)整，當(dāng)X軸和Y軸輸出為零時，就為測量提供一個水平基準(zhǔn)面； 1.2.1]觀察面的傾角測量羅盤右側(cè)面緊貼觀察面，轉(zhuǎn)動羅盤使AS的Z軸輸出信號為零，處理單元讀取AS的X軸和Y軸的信號，解算出觀察面的傾角，然后將運(yùn)算結(jié)果傳輸給存儲單元并顯示在顯示屏上。 1.2.2]觀察線的傾角測量羅盤右面緊貼觀察線，即羅盤內(nèi)AS的Y軸與觀察線保持平行，轉(zhuǎn)動羅盤使AS的X軸輸出信號為零，處理單元讀取AS的Y和Z的信號，解算出觀察線傾角，然后將運(yùn)算結(jié)果傳輸給存儲單元并顯示在顯示屏上。 1.3]觀察面(線)的傾向的測量 1.3.1]觀察面的傾向測量羅盤右側(cè)面緊貼觀察面，調(diào)整羅盤至水平，處理單元讀取GM的信號，解算出觀察面的傾向，然后將運(yùn)算結(jié)果傳輸給存儲單元并顯示在顯示屏上。 1.3.2]觀察線的傾向測量當(dāng)觀察線所在巖層垂直于水平面時，羅盤右側(cè)面緊貼觀察線，調(diào)整羅盤至水平，處理單元讀取GM的信號，解算出觀察線的傾向，然后將運(yùn)算結(jié)果傳輸給存儲單元并顯示在顯示屏上。當(dāng)觀察線所在巖層不垂直于水平面時，拉出羅盤右上端的攝像頭，處理單元將攝像頭采集的圖像顯示在顯示屏上，并在所顯示的圖像上增加一條豎直的瞄準(zhǔn)線，使瞄準(zhǔn)線平行于AS和GM的Y軸。轉(zhuǎn)動攝像頭使觀察線可以顯示在顯示屏上，調(diào)整羅盤至水平，在羅盤保持水平的情況下，轉(zhuǎn)動羅盤使顯示屏上顯示的觀察線與瞄準(zhǔn)線重合，處理單元讀取GM的信號，解算出觀察線的傾向，然后將運(yùn)算結(jié)果傳輸給存儲單元并顯示在顯示屏上。 2]目的物方位測量原理 2.1]目的物方位角測量拉出羅盤右上端的攝像頭，處理單元將攝像頭采集的圖像顯示在顯示屏上，并在所顯示的圖像上增加一條豎直的瞄準(zhǔn)線，使瞄準(zhǔn)線平行于AS和GM的Y軸。轉(zhuǎn)動攝像頭使目的物可以顯示在顯示屏上，調(diào)整羅盤至水平，在羅盤保持水平的情況下，轉(zhuǎn)動羅盤使顯示屏上顯示的目的物與瞄準(zhǔn)線重合，處理單元讀取GM的信號，解算出目的物的方位角，然后將運(yùn)算結(jié)果傳輸給存儲單元并顯示在顯示屏上。 2.2]目的物傾角測量將攝像頭退回羅盤的右上端，處理單元將攝像頭采集的圖像顯示在顯示屏上，并在所顯示的圖像上增加一條水平的瞄準(zhǔn)線，使瞄準(zhǔn)線處于AS和GM的X、Y軸所在平面且與X軸平行。轉(zhuǎn)動羅盤，使AS的X軸輸出信號為零，并使目的物與瞄準(zhǔn)線重合，處理單元讀取AS的Y和Z的信號，解算出目的物傾角，然后將運(yùn)算結(jié)果傳輸給存儲單元并顯示在顯示屏上。 3]目的物位置測量原理 加入衛(wèi)星定位單元后，通過采集兩處當(dāng)?shù)氐牡乩硇畔ⅲy量目的物的方位，通過如下公式可以求出目的物的地理信息。 Z0＝m1×(Y0-Y1)+Z1 X0＝tagb1×(Y0-Y1)+X1 其中 (X0，Y0，Z0)是目的物的坐標(biāo)，(X1，Y1，Z1)，(X2，Y2，Z2)分別 是測量點(diǎn)1，2的當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)，由衛(wèi)星定位系統(tǒng)提供； ta本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種一體式數(shù)字式地質(zhì)羅盤，包括本體（６）、輸入按鍵（５）、三軸加速度傳感器（１０）、磁阻傳感器（７）、處理單元（８）、存儲單元（９）和顯示單元（３），所述三軸加速度傳感器（１０）、磁阻傳感器（７）、處理單元（８）和存儲單元（９）安裝在本體（６）內(nèi)，所述三軸加速度傳感器（１０）的Ｘ軸和Ｙ軸分別與磁阻傳感器（７）的Ｘ軸和Ｙ軸保持平行，其特征在于：所述一體式數(shù)字式地質(zhì)羅盤還包括攝像頭（４），所述顯示屏（３）和輸入按鍵（５）設(shè)置在本體（６）的上端表面（２）上，所述攝像頭（４）通過攝像頭轉(zhuǎn)軸（４１）設(shè)置在本體（６）的外部，所述攝像頭轉(zhuǎn)軸（４１）與三軸加速度傳感器（１０）的Ｘ軸保持平行，所述攝像頭（４）可在與三軸加速度傳感器（１０）的Ｙ、Ｚ軸確定平面平行的平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：金寵，李三忠，黃銘，
申請(專利權(quán))人：黃銘，金寵，李三忠，
類型：發(fā)明
國別省市：87[中國|西安]
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