一種電子羅盤檢校儀的制作方法
【專利摘要】一種電子羅盤檢校儀，它包括方位測角儀組、俯仰測角儀組、調校支架組以及水泥臺組，所述的水泥臺用于安防或支撐其余各組件；所述的方位測角儀組為圓形，在水平方位范圍內有12個方位標定點，每間隔30°放置一個平行光管作為一個方位標定點；所述的俯仰測角儀組上包括底座和支架主體，支架主體上設置有-30°、-20°、-10°、0°、+10°、+20°、+30°、+40°、+45°九個俯仰角度平行光管標定點，底座固定在水泥臺上；所述的調校支架組可進行上下、左右以及徑向三方向位移調整。本發明體現了該創新功能豐富，技術成熟、調校操作簡便快捷，儀器標定值穩定可靠，充分考慮了調校使用時的安全性、易用性。
【專利說明】一種電子羅盤檢校儀

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電子羅盤檢校儀。

【背景技術】
[0002] 隨著科學技術的發展，近年來數字信息化光電產品的研制和生產越來越多。其不 僅既有紅外、可見光雙光學系統通道觀察目標、激光測距的功能，還具有GPS/北斗衛星定 位系統、電子羅盤等功能模塊，通過各功能模塊的集成，這樣的光電產品可以很容易地確定 本機的位置坐標，以及再依據所測定的觀察目標與本機的距離、方位角度、俯仰角度等信 息，從而就可以解算出所觀察目標的經緯度、高程等，并且相關數據信息可以通過GPS/北 斗衛星定位系統進行通信傳輸，也可以通過PDA、CRT (或是監視器）進行顯示。信息數字化 后，傳輸到更多需要的地方，將發揮更多效能，符合現代科技發展的需要，具有廣闊的運用 前景。為保證所觀察目標坐標的精確性，光電產品上采用電子羅盤作為確定方位以及水平 俯仰零位的功能模塊，其感應地磁方位的精確度以及線性性能首當其沖成為最主要的決定 因素。電子羅盤模塊通過采樣收集當地地磁場信息，并存儲到其上的存儲器上。在使用時， 當產品轉到不同的位置，電子羅盤上的傳感器(包括方位傳感器、俯仰傳感器）與地磁場方 向就有不同的位置關系，通過電子羅盤模塊自身程序的解算，可以顯示出電子羅盤與地磁 場有不同的夾角，從而可以確定出產品所觀察目標的地理方位角，以及產品所觀察目標的 俯仰角度。但由于實際產品使用環境復雜多變（比如使用地域不同，溫度差異等)，而會造成 電子羅盤模塊輸出的數據各有差異。由此而影響到產品方位角、俯仰角的精度，進而使所觀 察目標的位置坐標解算受到影響。


【發明內容】

[0003] 本發明提供一種全新的可用于精確檢查和校正安裝有電子羅盤模塊(或者其它型 式的測角機構）的光電產品的方位角、俯仰角精度的儀器，從而為精確解算觀察目標的經緯 度、高程（即位置坐標）奠定堅實的基礎。
[0004] 一種電子羅盤檢校儀，它包括方位測角儀組、俯仰測角儀組、調校支架組以及水泥 臺組，所述的水泥臺用于安防或支撐其余各組件；所述的方位測角儀組為圓形，在水平方位 范圍內有12個方位標定點，每間隔30°放置一個平行光管作為一個方位標定點；所述的俯 仰測角儀組上包括底座和支架主體，支架主體上設置有-30°、-20°、-10°、0°、+10°、 +20°、+30°、+40°、+45°九個俯仰角度平行光管標定點，底座固定在水泥臺上；所述的 調校支架組可進行上下、左右以及徑向三方向位移調整。
[0005] 上述該檢校儀還包括卡箍組、定心柱組以及木板墊，卡箍組用于在檢校儀使用時 用來裝夾產品，卡箍組軸線與定心柱組軸線重合，確保可以將產品的光軸中心調整到各方 位平行光管的中心上，定心柱組中心為凹孔，凹孔底部中心為凸臺，定心柱組用于初步確定 產品的光軸中心，再通過調校支架組的精細調節，可進行調節產品底部中心位置及水平位 置，以使待檢校的光電產品的光軸處于鉛垂狀態，且在整圈方位平行光管的中心位置上，確 保了光電產品可以觀察到每一組方位平行光管組的十字分劃線，初步確定產品的光軸中心 后木板墊固定在定心柱組的凹孔上方。
[0006] 上述該檢校儀還包括電源轉換器，將交流電轉換成直流電來供電，從而大大減小 了交流電對產品調校的電磁干擾。
[0007] 上述該檢校儀還包括電子羅盤模塊檢測支架組，其用于固定待檢測電子羅盤模 塊，從而剔除不合格的電子羅盤模塊。
[0008] 上述的水泥臺組的后測及前側均設置有階梯，以方便操作人員上下平臺，水泥臺 上端留有一缺口以便于產品的裝卸。
[0009] 本發明有如下有益效果： (1) 可同時滿足產品A、產品B等產品電子羅盤方位、俯仰的調校使用；（其它型號的光 電產品根據需要進行設計相應的調校支架，也可以用該儀器進行調校。） (2) 可進行調節產品底部中心位置以使產品光軸立于鉛垂狀態，且在整圈方位平行光 管的中心位置上； (3) 在水平方位范圍內有12個方位標定點，每過30°放置一個方位標定點；(標定點越 多，修正出的曲線與實際情況也越接近，但相應的標定及修正的工作量也越大，設置12個 點是比較理想的一種情況。） (4) 同時具有方位測角儀以及俯仰測角儀的雙重功能，從而可以一次裝夾產品，同時完 成方位角及仰角度精度的檢測和校正，減少了不必要的搬運，大大提高了產品調校的工作 效率； (5) 儀器上盡量使用待校產品自身的支架將產品立起，這樣以使調校電子羅盤的環境 更加符合產品的實際使用環境；（如產品B的堅立，其支撐架就直接采用該產品自身的升降 之架。） (6) 檢校室的建蓋材料，以及室內所有儀器支架零件均采用了鋁材和銅材等抗磁性材 料(產品自身的除外)，這樣盡量減少了儀器所在環境對設備的影響； (7) 增加電源轉換器，檢校室內夜間工作照明以及儀器平行光管分劃板的照明均采用 低壓直流電來供電，以盡量減少對產品調校的電磁干擾。
[0010] (8)可以通過升降支架組上移動機構的移動以調節產品B底座的中心位置，以使 該產品光軸立于鉛垂狀態。
[0011] (9)卡箍組在儀器使用時用來裝夾產品，以扶正產品B。在儀器安裝調校時，其上 的支架可以進行上下、左右以及徑向三方向位移調整，以使卡箍組軸線與定心柱軸線重合。 同時在檢校產品A等產品的電子羅盤時，可將卡箍組頭部移離水泥臺中心位置，從而不會 過多影響該產品的調校； (10)俯仰測角儀組上設置有-30°、_20°、-10°、0°、+10°、+20°、+30°、+40°、 +45°九個俯仰角度標定點，結構簡潔、底座沉穩，可進行水平調節。整個底座可固定在水泥 臺上的地腳螺栓上，以使其位置更加穩定，增加了產品穩定性、安全性和可靠性。
[0012] (11)電子羅盤模塊檢驗支架組可用于固定電子羅盤模塊，然后將其架裝到經緯儀 上，進行對電子羅盤模塊的入廠檢驗，這樣可及早發現羅盤模塊質量問題，以免流入下步工 序，造成更大損失。
[0013] (12)產品A調校時，使用專用的支承底座以將產品堅立到整圈方位平行光管的中 心位置上。
[0014] (13)水泥臺組后面及前側設有階梯，以方便操作人員上下平臺，同時也增加了調 校操作的安全性。水泥臺上端留有一缺口以便于產品檢校時裝卸。
[0015] (14)可進行檢查光電產品觀察范圍內（即俯仰-30°?+45° )的鉛垂掃描偏離 量； (15)可進行檢查光電產品360°全方位范圍內的水平掃描偏離量； 綜合以上各項技術，體現了該創新功能豐富，技術成熟、調校操作簡便快捷，儀器標定 值穩定可靠，充分考慮了調校使用時的安全性、易用性。該儀器技術先進，達到了國內領先 水平。該儀器已經運用于多種光電產品的調校及檢測，帶來了可觀的經濟效益，應用前景十 分廣泛。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0017] 圖1是本發明的主視圖； 圖2是圖1的A向視圖； 圖3為本發明中調校支架組一種實施例的結構示意圖； 圖4為本發明中調校支架組另一種實施例的結構示意圖； 圖5為本發明中電子羅盤模塊檢測支架組的結構示意圖。
[0018] 圖中A代表俯仰零位管，B代表方位零位管。

【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖對本發明的實施方式做進一步的說明。
[0020] 參見圖1-5,一種電子羅盤檢校儀，它包括方位測角儀組1、俯仰測角儀組2、調校 支架組5或6以及水泥臺組8,其特征在于：所述的水泥臺用于安防或支撐其余各組件；所 述的方位測角儀組為圓形，在水平方位范圍內有12個方位標定點，每間隔30°放置一個平 行光管作為一個方位標定點；所述的俯仰測角儀組上包括底座和支架主體，支架主體上設 置有-30°、-20°、-10°、0°、+10°、+20°、+30°、+40°、+45° 九個俯仰角度平行光管 標定點，底座固定在水泥臺上；所述的調校支架組可進行上下、左右以及徑向三方向位移調 整。該檢校儀還包括卡箍組3、定心柱組4以及木板墊9,卡箍組用于在檢校儀使用時用來 裝夾產品，卡箍組軸線與定心柱組軸線重合，確保可以將產品的光軸中心調整到各方位平 行光管的中心上，定心柱組中心為凹孔，凹孔底部中心為凸臺，定心柱組用于初步確定產品 的光軸中心，再通過調校支架組5、6的精細調節，可進行調節產品底部中心位置及水平位 置，以使待檢校的光電產品的光軸處于鉛垂狀態，且在整圈方位平行光管的中心位置上，確 保了光電產品可以觀察到每一組方位平行光管組的十字分劃線，初步確定產品的光軸中心 后木板墊固定在定心柱組的凹孔上方。
[0021] 調校支架組5用于固定一種產品C，以便于其進行電子羅盤的調校。其底座支架結 構設計巧妙，各支架零件之間相互拼接而成，不僅剛性好，而且穩定性好，為產品C的穩定 調校奠定基礎。該調校支架組頂部設計有與C產品的鎖緊連接結構，鎖緊穩固可靠，確保產 品調校時安全可靠。頂部設置有調節螺桿，既便于調節產品A的高低位置，以使其入射光軸 與周邊各方位平行光管的光軸在同一水平面內，同時便于在調校時，通過調節使產品C處 于鉛垂狀態。
[0022] 調校支架組6用于固定另一種產品D，以便于其進行電子羅盤的調校。該調校支 架組頂部位置處設置有與產品D的安裝接口，并配有鎖緊插銷，增加了產品D調校時的安全 性；該調校支架組整體具有螺旋傳動機構，以便于調節產品觀察窗口的高度位置，使其入射 光軸與周邊各方位平行光管的光軸在同一水平面內；該調校支架組的中部設置有橫向和縱 向絲桿調節機構，可以輕便省力的調節產品D的底座安放位置，使產品D處于鉛垂狀態。
[0023] 水泥臺用于安防或支撐其余各組件，通過以上各組件的合理的設置和配合使用， 可以實現快速精確校正和檢驗多種光電產品方位角和俯仰角精度的目的。（此處雖然只重 點提了本儀器可以檢測安裝有電子羅盤的光電產品的方位、俯仰角精度，但其檢測范圍也 可擴展到帶其它類型的方位、俯仰度盤機構的光電產品上。）即針對不同的光電產品，必要 時可采用不同的調校支架。
[0024] 該羅盤檢校儀通過采用規范有序的環境采樣步驟、寬溫度范圍的溫度采樣修正補 償以及邏輯簡潔合理的程序修正措施，大大的提高了光電產品的測角精度。其集成了方位 測角儀及俯仰測角儀的功能，由此可以同時實現方位角和俯仰角精度的調校及檢測，而不 用反復搬運設備，大大節約了人力物力，提高了工作效率。
[0025] 該羅盤檢校儀在水平方位范圍內有12個方位標定點，每間隔30°放置一個方位 標定點，且每個標定點的標定精度不超過1 7，從而為光電產品方位角的高精度校正和檢 測奠定基礎。同時也可以方便快速的檢測出光電產品的水平掃描偏移量。
[0026] 該羅盤檢校儀俯仰測角儀組上設置有-30°、-20°、-10°、0°、+10°、+20°、 +30°、+40°、+45°九個俯仰角度標定點，且每個標定點的標定精度不超過1'。俯仰測角 儀組的支架主體結構簡潔、底座沉穩，可進行水平調節。整個底座可固定在水泥臺上的地腳 螺栓上，以使其位置更加穩定，增加了安全性和可靠性。從而為光電產品俯仰角的高精度校 正和檢測奠定基礎。同時也可以方便快速的檢測出光電產品的鉛垂掃描偏移量。
[0027] 該羅盤檢校儀，卡箍組3在檢校儀使用時用來裝夾產品，以扶正產品，在儀器安裝 調校時，其上的支架可以靈活的進行上下、左右以及徑向三方向位移調整，以使卡箍組3軸 線與定心柱組4軸線重合，確保可以將產品的光軸中心調整到各方位平行光管的中心上， 同時保證了產品在調校過程中穩定性和安全性。而當需要檢校其它光電產品的電子羅盤 時，可靈活方便的將卡箍組頭部解除鎖定，并移離水泥臺中心位置，從而不會過多影響該產 品的調校。
[0028] 該羅盤檢校儀檢校室的建蓋材料，以及室內所有儀器支架零件均采用了鋁材和銅 材等抗磁性材料；同時調校不同的光電產品，盡量使用產品自身的支架將產品進行安裝架 設，這樣以使調校電子羅盤的環境更符合產品的實際使用環境。如產品的架設安裝，所用的 產品的調校支架組6就是采用該產品樣機的升降支架改裝的。
[0029] 該羅盤檢校儀為盡量減少因檢校室內外電磁環境異常，而造成的檢校誤差。檢校 儀室內盡量減少了市電線路的設置，同時增加了電源轉換器，檢校室內夜間工作照明以及 儀器平行光管分劃板的照明均采用低壓直流電來供電，從而大大減小了市電對產品調校的 電磁干擾。
[0030] 該羅盤檢校儀為便于對單獨的電子羅盤模塊進行方位角精度檢測，以便于及早剔 除不合格的電子羅盤模塊，以免電子羅盤次品流入后面工序，而造成更多的人力物力損耗。 由此可使用電子羅盤模塊檢測支架組7進行固定待檢測電子羅盤模塊，然后將其架裝到經 緯儀上，從而可以對電子羅盤模塊的輸出方位角的進行精確的檢測。該電子羅盤模塊檢測 支架組頂部設置有與電子羅盤模塊的接口連接結構，以便于將電子羅盤模塊安全可靠的固 定在其上面；該檢測支架設置有中心調節機構及調平結構，可以調節待檢電子羅盤模塊與 經緯儀轉軸中心的相對位置，同時可以輕松便利的將電子羅盤模塊調節至水平位置；該檢 測支架底部設置有叉形結構并配有鎖緊螺釘，可以輕松容易的將整個支架固定到檢測用的 經緯儀上，且安全可靠；該檢測支架上所有零件及標準件均采用抗磁材料制成，以免影響電 子羅盤的檢測。
[0031] 該羅盤檢校儀水泥臺組8的后測及前側均設置有階梯10,以方便操作人員上下平 臺。水泥臺上端留有一缺口以便于產品的裝卸。
[0032] 本新型應用于精確檢測和校正帶有電子羅盤模塊的光電產品的方位角、俯仰角精 度。光電產品所使用的電子羅盤模塊通過采樣收集當地地磁場信息，并存儲到其上的存儲 器上。在使用時，當產品轉到不同的位置，電子羅盤上的傳感器(包括方位傳感器、俯仰傳感 器）與地磁場方向就有不同的位置關系，通過電子羅盤模塊自身程序的解算，可以顯示出電 子羅盤與地磁場有不同的夾角，從而可以確定出產品所觀察目標的地理方位角，以及產品 所觀察目標的俯仰角度。但由于實際產品使用環境復雜多變（比如使用地域不同，溫度差異 等)，而會造成電子羅盤模塊輸出的數據各有差異。由此而影響到產品方位角、俯仰角的精 度，進而使所觀察目標的位置坐標解算受到影響。本新型優勢在于充分考慮了電子羅盤的 實際使用環境、集方位測角儀和俯仰角儀于一體，以及多種待校光電產品的結構，從而使調 校的光電產品適用范圍廣，減少了產品的反復搬動，既提高了調校的精度，也降低了人力物 力的損耗，同時也大大提高調校的工作效率。
[0033] 本新型的原理：如圖2所示，將1#方位平行光管置于正北方位上(作為方位的零位 基準，即方位零位管B)。以儀器中心為圓心，每間隔30° ±Γ放置一個平行光管作為一個 方位標定點（整個360°水平方位范圍內放置12個點)，并用經緯儀確定各點的方位值(記 錄各個標定點的實際值，以便于調校中對比修正)。將產品方位旋轉軸置于儀器中心，使產 品正對1#方位平行光管時，對應安裝在產品上的電子羅盤會有一角度輸出值。然后修正產 品上羅盤讀出電路板程序的相關參數，以使顯示出來的方位角度值為零，由此校正好產品 的方位零位。再依次將產品旋轉至觀察其它方位標定點，并記錄各點的方位實際顯示值，t匕 較各實際顯示值與標定值的偏差情況，通過讀出板的程序進行分段修正各點的方位值。最 終使方位實際顯示值與標定值的誤差在產品要求的精度范圍內。
[〇〇34] 同樣的，對于俯仰測角儀首先調節器支架安裝面處于水平面內，用經緯儀檢測俯 仰測角儀的水平零位管的光軸應處于水平面內，且與周圈方位平行光管的中心相交。然后 再依次標定其余各俯仰平行光管的角度值，并作記錄，以便于調校中對比修正。調校時，當 光電產品正對俯仰角零位管A時，修正產品上俯仰讀出電路板程序的相關參數，以使顯示 出來的方位角度值為零，由此校正好產品的俯仰零位。再依次將產品俯仰旋轉至觀察其它 俯仰標定點，并記錄各點的俯仰實際顯示值，比較各實際顯示值與標定值的偏差情況，通過 讀出板的程序進行分段修正各點的俯仰值。最終使俯仰實際顯示值與標定值的誤差在產品 要求的精度范圍內。
【權利要求】
1. 一種電子羅盤檢校儀，它包括方位測角儀組（1)、俯仰測角儀組（2)、調校支架組 (5、6)以及水泥臺組（8)，其特征在于：所述的水泥臺用于安防或支撐其余各組件；所述的 方位測角儀組為圓形，在水平方位范圍內有12個方位標定點，每間隔30°放置一個平行 光管作為一個方位標定點；所述的俯仰測角儀組上包括底座和支架主體，支架主體上設置 有-30°、-20°、-10°、0°、+10°、+20°、+30°、+40°、+45° 九個俯仰角度平行光管 標定點，底座固定在水泥臺上；所述的調校支架組可進行上下、左右以及徑向三方向位移調 整。
2. 根據權利要求1所述的電子羅盤檢校儀，其特征在于：該檢校儀還包括卡箍組（3)、 定心柱組（4)以及木板墊（9)，卡箍組用于在檢校儀使用時用來裝夾產品，卡箍組軸線與定 心柱組軸線重合，確保可以將產品的光軸中心調整到各方位平行光管的中心上，定心柱組 中心為凹孔，凹孔底部中心為凸臺，定心柱組用于初步確定產品的光軸中心，再通過調校支 架組（5、6)的精細調節，可進行調節產品底部中心位置及水平位置，以使待檢校的光電產品 的光軸處于鉛垂狀態，且在整圈方位平行光管的中心位置上，確保了光電產品可以觀察到 每一組方位平行光管組的十字分劃線，初步確定產品的光軸中心后木板墊固定在定心柱組 的凹孔上方。
3. 根據權利要求1或2所述的電子羅盤檢校儀，其特征在于：該檢校儀還包括電源轉 換器，將交流電轉換成直流電來供電，從而大大減小了交流電對產品調校的電磁干擾。
4. 根據權利要求1或2所述的電子羅盤檢校儀，其特征在于：該檢校儀還包括電子羅 盤模塊檢測支架組（7)，其用于固定待檢測電子羅盤模塊，從而剔除不合格的電子羅盤模 塊。
5. 根據權利要求1或2所述的電子羅盤檢校儀，其特征在于：所述的水泥臺的后測及 前側均設置有階梯（10)，以方便操作人員上下平臺，水泥臺上端留有一缺口以便于產品的 裝卸。
【文檔編號】G01C17/38GK104111066SQ201410363867
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】劉建英, 李道昌, 周磊, 李家容, 陸京, 陳杰, 朱守義, 陳智會, 槐以良 申請人:中船重工中南裝備有限責任公司