專利名稱：一種自動安平裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種能自動補償殼體水平傾角的自動安平裝置。
背景技術(shù)：
目前在建筑、裝璜及設(shè)備安裝領(lǐng)域都需要在作業(yè)過程中確定水平基準(zhǔn)、鉛垂基準(zhǔn)或其它的參考基準(zhǔn)，因此各種全站儀、水準(zhǔn)儀及各種激光基準(zhǔn)工具得以全面應(yīng)用，但這些傳統(tǒng)的基準(zhǔn)工具、測量工具都需要人工調(diào)節(jié)水準(zhǔn)，對操作者有一定的技術(shù)要求，而且在使用中不方便。其中也有一些利用重力、液體或光學(xué)補償?shù)淖詣影财絻x器，但由于自身結(jié)構(gòu)的原因，只能在一個很小的角度范圍內(nèi)實現(xiàn)自動安平，在地面有一定坡度存在的情況下，還是必須利用各種水平調(diào)節(jié)裝置來糾正殼體的水平傾角，使之工作在規(guī)定安平角度內(nèi)，所以使用中還不是很方便，而且稍不注意容易引起誤測。
上述基準(zhǔn)工具、測量工具中的傳統(tǒng)水平調(diào)節(jié)裝置是利用設(shè)置在儀器殼體上的水準(zhǔn)泡與設(shè)置在儀器底部的三個調(diào)節(jié)旋鈕互相配合來實現(xiàn)的，操作時使用者一邊觀察水準(zhǔn)泡中的氣泡位置一邊旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的調(diào)節(jié)旋鈕，并最終使氣泡居于兩刻線中間而實現(xiàn)調(diào)平，這種調(diào)試不僅存在多次反復(fù)而且對氣泡位置的觀察還存在視角與人為誤差，使用者必須非常耐心與熟練才行。中國專利200320103371公開了一種自動安平儀器支架，該專利技術(shù)在傳統(tǒng)三角支架的基礎(chǔ)上增加了一個內(nèi)部為密閉容器的支架底座和三個由控制器控制的可伸縮腳爪，該專利技術(shù)用密閉容器液面上的三個液面?zhèn)鞲衅鱽泶鎸崿F(xiàn)傳統(tǒng)水平調(diào)節(jié)裝置中的水準(zhǔn)泡功能，用控制器控制的三個可伸縮腳爪來代替實現(xiàn)傳統(tǒng)水平調(diào)節(jié)裝置中的調(diào)節(jié)旋鈕功能，再通過兩者的相互反饋來實現(xiàn)自動安平功能。該專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案僅僅實現(xiàn)了對傳統(tǒng)水平調(diào)節(jié)裝置中水準(zhǔn)泡與調(diào)節(jié)旋鈕的簡單替換，在以下二個方面還可以進(jìn)一步加以改進(jìn)1.眾所周知，兩條相交直線所決定的平面是唯一的，所以對于空間內(nèi)任何角度的平面都可以通過改變兩直線端點的方式來獲得。也就是說，對于傳統(tǒng)水平調(diào)節(jié)裝置而言，只要將一個調(diào)節(jié)旋鈕視為固定的參照基準(zhǔn)，而只調(diào)節(jié)其余的兩個就可以實現(xiàn)調(diào)平功能。然而該專利技術(shù)卻未能突破傳統(tǒng)思維，仍采用了三組傳感器、可伸縮腳爪、電機及傳動裝置等來實現(xiàn)自動調(diào)平功能，由此會帶來以下四個方面的不利因素首先會顯著增加實施產(chǎn)品的制造成本，因為傳感器的市場售價很高，所以傳感器、步進(jìn)電機、步進(jìn)電機驅(qū)動器、傳動與伸縮機構(gòu)基本決定了實施產(chǎn)品的制造成本，而每多采用一組必定會造成制造成本的大幅增長；其次會使實施產(chǎn)品的控制系統(tǒng)相對復(fù)雜化，因為在實際使用中，三角支架的水平傾斜方向是任意的，當(dāng)實際傾斜方向不與三個伸縮腳爪的另任何一個重合時，三個液面?zhèn)鞲衅鞫紩兄好娴母叨茸兓⑼ㄟ^控制器使相應(yīng)的伸縮腳爪做伸縮動作，此時控制器就必須對來自三個傳感器的信號做出取舍或分配，以決定三個腳爪各自的伸縮量；再者采用三組執(zhí)行機構(gòu)會使實施產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜化，從而增加裝配與調(diào)試程序；此外，采用三組執(zhí)行機構(gòu)會增加產(chǎn)品的電池消耗，不利于在野外的長時間作業(yè)。
2.該專利技術(shù)僅僅是針對傳統(tǒng)三角支架的一種創(chuàng)新與改進(jìn)，只對傳統(tǒng)三角支架上的儀器托盤實現(xiàn)了自動安平，所以對基準(zhǔn)工具、測量工具的自動安平不存在普遍意義，因為三角支架不僅體積大、攜帶不方便，而且在一些三角支架無法使用的場合，儀器還是不能依靠它來實現(xiàn)自動安平，再者也不能因為要實現(xiàn)自動安平功能而為每一個基準(zhǔn)工具或測量工具都配售一個這樣的自動安平的三角支架，所以該專利技術(shù)的通用性差，僅僅解決了儀器在三角支架上的自動安平。這一缺陷在激光基準(zhǔn)工具中表現(xiàn)得尤為突出，如為了對墻腳線施工，激光基準(zhǔn)工具經(jīng)常會被直接放在地面或離地面很近的位置使用，而為了獲得屋面吊頂?shù)氖┕せ鶞?zhǔn)線激光基準(zhǔn)工具又會被直接掛在離地面很高的墻面上使用，在這些場合三角支架均無法使用。
所以針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足之處，有必要加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種能自動補償殼體水平傾角的自動安平裝置。本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種自動安平裝置包括自動安平裝置中設(shè)有殼體、驅(qū)動電機、控制驅(qū)動系統(tǒng)、信號采集系統(tǒng)、支腳、電源；在本實用新型中，所述的支腳包括支撐腳和二個伸縮腳，伸縮腳設(shè)有電機驅(qū)動的伸縮機構(gòu)，伸縮腳的伸縮機構(gòu)是相互獨立的，且各由一個驅(qū)動電機驅(qū)動，所述信號采集系統(tǒng)是一種采集傾角信息的信號采集系統(tǒng)，其輸出信號輸入控制驅(qū)動系統(tǒng)，控制驅(qū)動系統(tǒng)分別有一路輸出信號輸入伸縮腳的驅(qū)動電機，其中信號采集系統(tǒng)的輸出信號分別與兩個驅(qū)動電機的輸入信號一一對應(yīng)。在本專利技術(shù)中，由于支撐腳是相對固定不動的參照基準(zhǔn)，所以只要通過改變伸縮腳的伸縮長度就可以補償裝置的水平傾斜角度，這樣本專利技術(shù)只需要采用兩組傳感器、驅(qū)動電機等執(zhí)行機構(gòu)就可以實現(xiàn)自動安平功能，與采用三組傳感器及驅(qū)動電機等執(zhí)行機構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)勢明顯，其不僅可大幅降低實施產(chǎn)品的制造成本，而且使控制系統(tǒng)及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更為簡單可靠、制造與調(diào)試更為容易，此外在相同狀況下其電池消耗也更小。在本專利技術(shù)中，兩個伸縮腳與支撐腳的連線所形成的夾角應(yīng)優(yōu)選90°，因為當(dāng)夾角為90°時，兩支腳的伸縮運動不會產(chǎn)生相互影響，能簡化運算及安平運動。當(dāng)裝置采用三個支腳時，兩個伸縮腳與支撐腳的連線所形成的夾角除優(yōu)選90°外也可以優(yōu)選60°，因為當(dāng)夾角為60°時，三個支腳呈中心對稱排列，有支撐穩(wěn)定及造型美觀的優(yōu)點。在本專利技術(shù)中，由所述的信號采集系統(tǒng)來采集裝置的水平傾角信息，并將裝置在任意方向上的傾斜信息用X、Y的兩個矢量來表示，所以其輸出信號有兩路，該兩路信號被輸入控制驅(qū)動系統(tǒng)，經(jīng)控制驅(qū)動系統(tǒng)的處理器處理后產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖信號并經(jīng)功率放大而輸入伸縮腳的驅(qū)動電機，驅(qū)動電機又通過傳動裝置使伸縮腳的伸縮機構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮運動。由于所述信號采集系統(tǒng)的輸出信號分別與兩個驅(qū)動電機的輸入信號一一對應(yīng)，所以信號采集系統(tǒng)只要在X、Y兩個方向的任意一個采集到傾斜信號，都會通過控制驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動與之對應(yīng)的伸縮腳的驅(qū)動電機運動，進(jìn)而使伸縮腳產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮，直至該方向上的傾斜信號消失為止，即實現(xiàn)對裝置的自動安平功能。
采用本專利技術(shù)的一種自動安平裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小的特點，因此該裝置的收藏、攜帶都變得非常方便，可以單獨做為一個自動安平的移動平臺使用，即可以將它放在三角支架上使用也可以直接放在地面上使用，或者配上掛架后掛在墻面上使用。而當(dāng)將所述裝置的上表面加工成水平臺時，就可為各種基準(zhǔn)工具、測量工具提供快捷方便的水平作業(yè)平臺，此時如果將激光水平尺放在該水平臺上，其在全周任何方向所投射的準(zhǔn)直激光束都是水平的。此外，當(dāng)給殼體再配置一個下文所述的座盤時，裝置就可以連接在各種普通的三角支架上使用，以適合野外的測量作業(yè)。此外，由于本專利技術(shù)具有很強的通用性，所以可以替代傳統(tǒng)水平調(diào)節(jié)裝置直接與各種基準(zhǔn)工具、測量工具相結(jié)合，從而形成各種新的自動安平的基準(zhǔn)工具、測量工具，從而使這些工具使用起來更加專業(yè)、更為方便。
在本實用新型中，所述的伸縮機構(gòu)是一種螺旋傳動機構(gòu)。通過螺旋傳動機構(gòu)可以將來自電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，非常適合在低速輕載的場合使用，而且螺旋傳動機構(gòu)能輕易實現(xiàn)對伸縮腳的伸縮運動的精細(xì)控制。如采用螺距為1mm的傳動螺紋時，螺桿每旋轉(zhuǎn)3.6°，螺桿與螺母產(chǎn)生的相對移動為0.01mm，假設(shè)此時伸縮腳與轉(zhuǎn)動軸線的距離為60mm，則此時裝置發(fā)生的相對轉(zhuǎn)動角度為0.01°。由此可見，即使采用步距角為1.8°的普通步進(jìn)電機也能實現(xiàn)對伸縮腳的精細(xì)控制，而且即不需要細(xì)分器也不需要其它復(fù)雜的傳動與執(zhí)行機構(gòu)，所以螺旋傳動機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、制造容易、成本低的優(yōu)點。
在本實用新型中，所述螺旋傳動機構(gòu)的螺桿設(shè)在伸縮腳上，螺母連接在殼體上，螺母與殼體間只有一個轉(zhuǎn)動自由度，其回轉(zhuǎn)中心與螺母軸線重合，伸縮腳上設(shè)有防止與螺母相對轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)，螺母與驅(qū)動電機間設(shè)有傳動裝置。驅(qū)動電機通過傳動裝置帶動螺母旋轉(zhuǎn)，由于螺母與殼體間只有一個轉(zhuǎn)動自由度，所以螺母與殼體的軸向位置不變，又因為設(shè)在伸縮腳上的螺桿與螺母不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，所以螺母的旋轉(zhuǎn)運動引起螺桿沿軸向的上下運動，從而能使伸縮腳產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮運動。當(dāng)然也可以將所述螺旋傳動機構(gòu)的螺母設(shè)在伸縮腳上，螺桿連接在殼體上，其同樣可實現(xiàn)本實用新型的目的。
在本實用新型中，所述的伸縮腳是連接在直線步進(jìn)電機的輸出軸上或是直線步進(jìn)電機的輸出軸。由于直線步進(jìn)電機內(nèi)設(shè)有將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動的機構(gòu)，所以其輸出軸產(chǎn)生的運動是直線運動，因此當(dāng)伸縮腳連接在直線步進(jìn)電機的輸出軸上時伸縮腳就能隨輸出軸做自由伸縮，當(dāng)然也可以直接將直線步進(jìn)電機的輸出軸作為伸縮腳，它同樣能實現(xiàn)本實用新型的目的。
在本實用新型中，所述的信號采集系統(tǒng)是兩個一維角度傳感器所構(gòu)成的角度信號采集系統(tǒng)，兩個一維角度傳感器的信號采集方向相互正交，其中至少有一個角度傳感器的信號采集方向平行與伸縮腳與支撐腳的連線。兩個一維角度傳感器可以完成對裝置在X、Y兩個方向上的傾斜信息采集任務(wù)，當(dāng)兩個一維角度傳感器的信號采集方向相互正交時，其采集的傾斜信號沒有交叉、重疊現(xiàn)象，因此有益于簡化處理運算。由于至少有一個角度傳感器的信號采集方向平行與伸縮腳與支撐腳的連線，所以另一個伸縮腳的伸縮運動與該角度傳感器的信號采集無關(guān)，因此有利于在更短的時間內(nèi)實現(xiàn)安平。
在本實用新型中，所述支撐腳和伸縮腳的一端連接有一座盤。通過座盤可以在一些支腳無法穩(wěn)定支撐的場合使用，如沙地或一些地面柔軟的場合等。
在本實用新型中，所述座盤的中間設(shè)有連接螺孔。通過設(shè)在座盤中間的螺孔，可以將座盤固定在通用三角支架的云臺上或掛架的底座上，這樣可以完全避免裝置在移動或使用過程中從三角支架或掛架上摔下的可能性。
在本實用新型中，所述支撐腳是殼體上的支撐結(jié)構(gòu)或是一可調(diào)整高度的螺旋結(jié)構(gòu)。由于支撐腳僅僅起一個三角支撐的作用，因此可以將其承擔(dān)支撐的結(jié)構(gòu)直接設(shè)在殼體上，有減少零件、降低成本的優(yōu)點。當(dāng)支撐腳被設(shè)計成一個可調(diào)整高度的螺旋結(jié)構(gòu)時，可以增加裝置的自動安平范圍，因此只要通過對支撐腳的簡單調(diào)整就可以使裝置能在大坡度的地面使用。
在本實用新型中，所述的支撐腳是伸縮彈簧，座盤的中心與殼體間設(shè)有連接裝置，該連接裝置是一種使座盤與殼體至少具有兩個方向的轉(zhuǎn)動自由度的連接裝置。由于連接裝置是設(shè)在座盤中心的，且座盤與殼體間至少有兩個方向的轉(zhuǎn)動自由度，所以座盤能以其中心為支點相對殼體轉(zhuǎn)動。當(dāng)伸縮腳做伸縮運動時，伸縮彈簧會被動的發(fā)生相應(yīng)的伸縮，而座盤中心與殼體的距離卻不會發(fā)生變化，即設(shè)在裝置上的基準(zhǔn)工具或測量工具無論怎么傾斜其相對座盤中心的高度不會發(fā)生變化。
在本實用新型中，所述的殼體連接有一旋轉(zhuǎn)盤，兩者間設(shè)有一個轉(zhuǎn)動自由度，回轉(zhuǎn)中心與旋轉(zhuǎn)盤中心基本重合。因為在實際使用過程中，水準(zhǔn)工具往往需要在多個角度轉(zhuǎn)動使用，在殼體上連接有一旋轉(zhuǎn)盤后能使這種旋轉(zhuǎn)作業(yè)更加方便。
在本實用新型中，可以在所述的殼體上設(shè)置準(zhǔn)直激光投射裝置，由于伸縮腳的伸縮運動對殼體有水平傾斜補償作用，因此準(zhǔn)直激光投射裝置所投射的準(zhǔn)直激光束的投射方向與殼體的傾斜無關(guān)，所以本裝置可直接作為自動安平的激光基準(zhǔn)工具使用；在本實用新型中，也可以在所述的座盤上設(shè)置準(zhǔn)直激光投射裝置，因為座盤與殼體的轉(zhuǎn)動是相對的，因此當(dāng)殼體被固定并發(fā)生傾斜時，伸縮腳的伸縮運動通過對殼體水平傾斜的補償而使座盤恢復(fù)原狀態(tài)，即可對座盤實現(xiàn)自動安平，由于準(zhǔn)直激光投射裝置被固定在座盤上，因此其投射的準(zhǔn)直激光束的投射方向仍與殼體的傾斜無關(guān)，本裝置同樣可以直接作為自動安平的激光基準(zhǔn)工具使用；在本實用新型中，還可以在所述的旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)置準(zhǔn)直激光投射裝置，同上所述，通過伸縮腳對殼體及旋轉(zhuǎn)盤的水平傾斜補償，能使準(zhǔn)直激光投射裝置所投射的準(zhǔn)直激光束的投射方向與殼體的傾斜無關(guān)，裝置可以作為自動安平的激光基準(zhǔn)工具使用，而且由于旋轉(zhuǎn)盤可相對殼體旋轉(zhuǎn)，因此可以非常方便的在多個方向完成激光基準(zhǔn)投射。在本實用新型所述的自動安平裝置上加裝準(zhǔn)直激光投射裝置后，就成為各種新的激光基準(zhǔn)工具，如成為自動安平的激光水平尺、自動安平的激光鉛直儀等，當(dāng)本實用新型加裝多個準(zhǔn)直激光投射裝置時，其就可沿+X、+Y、+Z、-X、-Y、-Z軸方向同時投射準(zhǔn)直激光束，從而在空間形成完整的激光座標(biāo)系。
在本實用新型中，可以在上述準(zhǔn)直激光投射裝置的投射路徑上設(shè)置將準(zhǔn)直激光束轉(zhuǎn)換為激光平面的光學(xué)裝置，所述光學(xué)裝置可以是柱面透鏡也可以是錐角為90°的錐面反射鏡，所述準(zhǔn)直激光束垂直柱面透鏡軸線或與錐面反射鏡同軸。由于準(zhǔn)直激光束只能在目標(biāo)物上投射出激光點，使用中還不是很方便，而通過柱面透鏡折射或錐面反射鏡后所形成的激光平面能在目標(biāo)物上形成激光線，可一次完成對多個目標(biāo)的基準(zhǔn)作業(yè)，所以本裝置可以直接作為各種激光安平儀來使用。當(dāng)本實用新型加裝多個光學(xué)裝置及準(zhǔn)直激光投射裝置時，就可以同時在XY、YZ、XZ三個座標(biāo)平面投射基準(zhǔn)激光。
在本實用新型中，可以將上述的準(zhǔn)直激光投射裝置連接在回轉(zhuǎn)軸上，其投射的準(zhǔn)直激光束垂直與回轉(zhuǎn)軸，且所述回轉(zhuǎn)軸通過傳動裝置與電機的輸出軸相連。因為準(zhǔn)直激光投射裝置連接在回轉(zhuǎn)軸上，所以通過傳動裝置，電機能帶動回轉(zhuǎn)軸與準(zhǔn)直激光投射裝置一起作擺動或回轉(zhuǎn)運動，又因為準(zhǔn)直激光束垂直與回轉(zhuǎn)軸，所以通過所述的擺動或回轉(zhuǎn)運動能將準(zhǔn)直激光束掃描成一垂直回轉(zhuǎn)軸的激光面，從而在目標(biāo)物上形成激光線，所以本裝置可直接作為自動安平的激光掃平儀使用，而且與重力安平的自動安平激光掃平儀相比具有自安平角度大的顯著優(yōu)點；在本實用新型中，還可以在上述準(zhǔn)直激光投射裝置的投射路徑上設(shè)置反射裝置，所述反射裝置連接在回轉(zhuǎn)軸上，其向外投射的反射準(zhǔn)直激光束垂直于回轉(zhuǎn)軸，所述回轉(zhuǎn)軸通過傳動裝置與電機的輸出軸相連，所述反射裝置包括反射鏡、分光鏡、五棱鏡或其它能實現(xiàn)反射作用的裝置。因為反射裝置連接在回轉(zhuǎn)軸上，所以通過傳動裝置，電機能帶動回轉(zhuǎn)軸與反射裝置一起作擺動或回轉(zhuǎn)運動，又因為反射裝置向外投射的準(zhǔn)直激光束垂直于回轉(zhuǎn)軸，所以通過所述的擺動或回轉(zhuǎn)運動能將準(zhǔn)直激光束掃描成一垂直回轉(zhuǎn)軸的激光面，從而在目標(biāo)物上形成激光線，因此采用此技術(shù)方案同樣可實現(xiàn)自動安平激光掃平儀的使用功能。當(dāng)本實用新型在X、Y、Z三個正交方向設(shè)置三組激光掃描系統(tǒng)后，就可以在空間掃描出XY、YZ、XZ三個激光座標(biāo)平面。


圖1為本實用新型一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為對圖1實施例的E-E剖視圖。
圖3為對圖1實施例的F-F剖視圖。
具體實施方式
結(jié)合圖1、2、3所示本實用新型的一實施例的結(jié)構(gòu)包括殼體1、旋轉(zhuǎn)盤2、控制驅(qū)動系統(tǒng)3、壓片4、螺釘5、驅(qū)動電機6、大齒輪7、旋轉(zhuǎn)螺母8、卡簧9、小軸承10、大軸承11、伸縮腳12、座盤13、萬向節(jié)14、電池蓋15、電池16、支撐腳17、支撐腳18、驅(qū)動電機19、大齒輪20、旋轉(zhuǎn)螺母21、卡簧22、小軸承23、大軸承24、伸縮腳25、X角度傳感器26、Y角度傳感器27、小齒輪28、小齒輪29。
以下結(jié)合附圖對該實施的構(gòu)造作進(jìn)一步的說明如圖1所示，旋轉(zhuǎn)螺母8通過小軸承10、大軸承11連接在殼體1相應(yīng)的軸孔內(nèi)，其上端壓裝有一大齒輪7，卡簧9位于旋轉(zhuǎn)螺母8的卡簧槽內(nèi)，卡簧9的下端面緊貼小軸承10的上端面，以防止旋轉(zhuǎn)螺母8、小軸承10沿軸向竄動。伸縮腳12的上部被加成螺桿，下部的底端有一部分被削扁，伸縮腳12上部的螺桿旋入旋轉(zhuǎn)螺母8，下部底端被削扁的一部分插入座盤13沿徑向開設(shè)的凹槽內(nèi)，因此當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺母8轉(zhuǎn)動時，伸縮腳12不會跟隨轉(zhuǎn)動，而只能將旋轉(zhuǎn)螺母8的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)樯?、下伸縮運動。殼體1與座盤13通過萬向節(jié)14相互連接，兩者能在任何方向發(fā)生傾斜，其中座盤13的底部還加工有連接螺孔。支撐腳17是一壓縮彈簧，其上端套在殼體1相應(yīng)的凸臺上，下端套在座盤13相應(yīng)的凸臺上，支撐腳17與伸縮腳12對稱布置，當(dāng)伸縮腳12伸出旋轉(zhuǎn)螺母8的長度發(fā)生變化時，支撐腳17由于杠桿原理會產(chǎn)生相應(yīng)的伸長或縮短，所述杠桿的支點是萬向節(jié)14的轉(zhuǎn)動軸。座盤13的底部設(shè)有電池腔，電池腔內(nèi)設(shè)有電池16，電池16的下部設(shè)有一電池蓋15，電池蓋15能防止電池16從電池腔中掉出。旋轉(zhuǎn)盤2的中心孔套在殼體1上端的凸臺上，兩者能相互轉(zhuǎn)動，壓片4通過螺釘5固定在殼體1上端凸臺的端面上，壓片4可防止旋轉(zhuǎn)盤2的軸向竄動。控制驅(qū)動系統(tǒng)3固定在殼體1上，且位于殼體1和旋轉(zhuǎn)盤2所形成的空腔內(nèi)，控制驅(qū)動系統(tǒng)3包括信號處理電路、脈沖發(fā)生電路、信號分配電路、功率放大電路等。
如圖2所示，旋轉(zhuǎn)螺母21通過小軸承23、大軸承24連接在殼體1相應(yīng)的另一軸孔內(nèi)，其上端壓裝有一大齒輪20，卡簧22位于旋轉(zhuǎn)螺母21的卡簧槽內(nèi)，卡簧22的下端面緊貼小軸承23的上端面，以防止旋轉(zhuǎn)螺母21、小軸承23沿軸向竄動。伸縮腳25的上部被加成螺桿，下部的底端有一部分被削扁，伸縮腳25上部的螺桿旋入旋轉(zhuǎn)螺母21，下部底端被削扁的一部分插入座盤13沿徑向開設(shè)的另一凹槽內(nèi)，因此當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺母21轉(zhuǎn)動時，伸縮腳25不會跟隨轉(zhuǎn)動，而只能將旋轉(zhuǎn)螺母21的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)樯?、下伸縮運動。支撐腳18是一壓縮彈簧，其上端套在殼體1相應(yīng)的另一凸臺上，下端套在座盤13相應(yīng)的另一凸臺上，支撐腳18與伸縮腳25對稱布置，當(dāng)伸縮腳25伸出旋轉(zhuǎn)螺母21的長度發(fā)生變化時，支撐腳18由于杠桿原理會產(chǎn)生相應(yīng)的伸長或縮短，所述杠桿的支點是萬向節(jié)14的另一轉(zhuǎn)動軸。
如圖3所示，X角度傳感器26固定在支撐腳17與伸縮腳12的連線上，Y角度傳感器27固定在支撐腳18與伸縮腳25的連線上，因為兩連線相互垂直，所以X角度傳感器26與Y角度傳感器27相互正交，其采集的傾斜信號沒有交叉、重疊。小齒輪28固定在驅(qū)動電機6的輸出軸上，驅(qū)動電機6通過螺釘固定在殼體1的相應(yīng)位置上，小齒輪28與大齒輪7相互嚙合。小齒輪29固定在驅(qū)動電機19的輸出軸上，驅(qū)動電機19通過螺釘固定在殼體1的另一相應(yīng)位置上，小齒輪29與大齒輪21相互嚙合。
本實施例的自動安平過程描述如下當(dāng)裝置由于地面不平而發(fā)生傾斜時，X角度傳感器26和Y角度傳感器27會各自采集到相應(yīng)的傾斜信號，傾斜信號被輸入控制驅(qū)動系統(tǒng)3，經(jīng)信號處理后產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖信號，再經(jīng)信號分配電路及功率放大電路的處理后將脈沖信號輸入驅(qū)動電機6及驅(qū)動電機19，兩個驅(qū)動電機通過大、小齒輪的嚙合將各自的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給旋轉(zhuǎn)螺母，經(jīng)旋轉(zhuǎn)螺母與伸縮腳的螺旋傳動后使伸縮腳12與伸縮腳25產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮運動，并迫使殼體1繞萬向節(jié)14發(fā)生一定傾斜，最終實現(xiàn)對裝置傾斜的補償。
權(quán)利要求1.一種自動安平裝置包括自動安平裝置中設(shè)有殼體、驅(qū)動電機、控制驅(qū)動系統(tǒng)、信號采集系統(tǒng)、支腳、電源；其特征在于所述的支腳包括支撐腳和二個伸縮腳，伸縮腳設(shè)有電機驅(qū)動的伸縮機構(gòu)，伸縮腳的伸縮機構(gòu)是相互獨立的，且各由一個驅(qū)動電機驅(qū)動，所述信號采集系統(tǒng)是一種采集傾角信息的信號采集系統(tǒng)，其輸出信號輸入控制驅(qū)動系統(tǒng)，控制驅(qū)動系統(tǒng)分別有一路輸出信號輸入伸縮腳的驅(qū)動電機，其中信號采集系統(tǒng)的輸出信號分別與兩個驅(qū)動電機的輸入信號一一對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動安平裝置，其特征在于所述的伸縮機構(gòu)是螺旋傳動機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動安平裝置，其特征在于所述螺旋傳動機構(gòu)的螺桿設(shè)在伸縮腳上，螺母連接在殼體上，螺母與殼體間只有一個轉(zhuǎn)動自由度，其回轉(zhuǎn)中心與螺母軸線重合，伸縮腳上設(shè)有防止與螺母相對轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)，螺母與驅(qū)動電機間設(shè)有傳動裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動安平裝置，其特征在于所述的伸縮腳是連接在直線步進(jìn)電機的輸出軸上或是直線步進(jìn)電機的輸出軸。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動安平裝置，其特征在于所述的信號采集系統(tǒng)是兩個一維角度傳感器所構(gòu)成的角度信號采集系統(tǒng)，兩個一維角度傳感器的信號采集方向相互正交，其中至少有一個角度傳感器的信號采集方向平行與伸縮腳與支撐腳的連線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動安平裝置，其特征在于所述支撐腳和伸縮腳的一端連接有一座盤。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種自動安平裝置，其特征在于所述座盤的中間設(shè)有連接螺孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種自動安平裝置，其特征在于所述支撐腳是殼體上的支撐結(jié)構(gòu)或是一可調(diào)整高度的螺旋結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種自動安平裝置，其特征在于所述的支撐腳是伸縮彈簧，座盤的中心與殼體間設(shè)有連接裝置，該連接裝置是一種使座盤與殼體至少具有兩個方向的轉(zhuǎn)動自由度的連接裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動安平裝置，其特征在于所述的殼體連接有一旋轉(zhuǎn)盤，兩者間設(shè)有一個轉(zhuǎn)動自由度，回轉(zhuǎn)中心與旋轉(zhuǎn)盤中心基本重合。
專利摘要一種自動安平裝置包括自動安平裝置中設(shè)有殼體、驅(qū)動電機、控制驅(qū)動系統(tǒng)、信號采集系統(tǒng)、支腳、電源。支腳包括支撐腳和二個伸縮腳，伸縮腳設(shè)有電機驅(qū)動的伸縮機構(gòu)，伸縮腳的伸縮機構(gòu)是相互獨立的，且各由一個驅(qū)動電機驅(qū)動，所述信號采集系統(tǒng)是一種采集傾角信息的信號采集系統(tǒng)，其輸出信號輸入控制驅(qū)動系統(tǒng)，控制驅(qū)動系統(tǒng)分別有一路輸出信號輸入伸縮腳的驅(qū)動電機，其中信號采集系統(tǒng)的輸出信號分別與兩個驅(qū)動電機的輸入信號一一對應(yīng)。由于支撐腳是相對固定不動的參照基準(zhǔn)，所以只要通過改變伸縮腳的伸縮長度就可以補償裝置的水平傾斜角度。本實用新型只需要采用兩組傳感器、驅(qū)動電機等執(zhí)行機構(gòu)就可以實現(xiàn)自動安平功能。
文檔編號G01C15/00GK2884145SQ20062010025
公開日2007年3月28日 申請日期2006年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月8日
發(fā)明者周培銀 申請人:周培銀