本發(fā)明涉及經(jīng)緯儀的調(diào)平領域，特涉及一種三個支點調(diào)平經(jīng)緯儀的裝置及調(diào)平方法。

背景技術：

在目前工作生產(chǎn)中，使用的經(jīng)緯儀受地形環(huán)境影像較大，且調(diào)平過程復雜，耗時耗力，且需要對作業(yè)人員進行專業(yè)的培訓后方可使用，不利于工作生產(chǎn)的開展。

本發(fā)明通過對經(jīng)緯儀機械結構上改變，并加入高精度的步進電機，通過控制系統(tǒng)的精確控制，達到經(jīng)緯儀的自動調(diào)平，此過程受地形環(huán)境影響較小，且不需要作業(yè)人員參與，極大的提高了工作效率及測量精度。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種三個支點調(diào)平經(jīng)緯儀的裝置及調(diào)平方法。本發(fā)明的撐腿一、撐腿二、撐腿三為正三角形設置，三個支撐點均勻的分布在經(jīng)緯儀圓周的三個點上，角度檢測器安裝在經(jīng)緯儀平臺上，且角度檢測器安裝在精調(diào)電機一、精調(diào)電機二、精調(diào)電機三所形成正三角形的一條邊的中點上。本發(fā)明具有調(diào)節(jié)速度快，調(diào)節(jié)過程中兩個軸相對獨立的優(yōu)點，進而簡化了調(diào)平的算法。

本發(fā)明的技術方案是：一種三個支點調(diào)平經(jīng)緯儀的裝置，包括撐腿一、撐腿二、撐腿三、經(jīng)緯儀平臺、角度檢測器，撐腿一、撐腿二、撐腿三上分別設置初調(diào)電機一、初調(diào)電機二、初調(diào)電機三，經(jīng)緯儀平臺下側分別通過精調(diào)電機一、精調(diào)電機二、精調(diào)電機三分別與撐腿一、撐腿二、撐腿三連接，其特征在于：所述的撐腿一、撐腿二、撐腿三為正三角形設置，三個支撐點均勻的分布在經(jīng)緯儀圓周的三個點上，所述的角度檢測器安裝在經(jīng)緯儀平臺上，且角度檢測器安裝在精調(diào)電機一、精調(diào)電機二、精調(diào)電機三所形成正三角形的一條邊的中點上。

根據(jù)如上所述的三個支點調(diào)平經(jīng)緯儀的裝置，其特征在于：所述的角度檢測器為雙軸水平傳感器，其一個軸與精調(diào)電機一、精調(diào)電機二、精調(diào)電機三所形成正三角形的一條邊重合，另一個軸垂直于該邊。

根據(jù)如上所述的三個支點調(diào)平經(jīng)緯儀的裝置，其特征在于：所述的角度檢測器為3軸陀螺儀。

根據(jù)如上所述的三個支點調(diào)平經(jīng)緯儀的裝置，其特征在于：還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于檢測角度檢測器的信號，并通過步進電機控制模塊分別控制步進電機運動。

一種三個支點調(diào)平經(jīng)緯儀的調(diào)平方法，采用雙軸水平傳感器，雙軸水平傳感器的x軸與y軸垂直，三個支點形成一個正三角形，其中兩個支點形成的直線與其一個軸重合，且另一個支點在另一個軸的延長線上，其特征在于：調(diào)節(jié)過程中，個支點連線與其中一個軸平行時，當該軸傾斜時，只需要調(diào)節(jié)兩個支點中的一個支點，直到滿足精度；當另一個軸傾斜時，可分別調(diào)節(jié)第三支點和前兩個支點，且前兩個支點調(diào)節(jié)過程中，兩個支點的速度相同。

本發(fā)明的有益效果是：當其中一個軸調(diào)平過程中，不會影響另一個軸的精度，相當于兩個軸獨立調(diào)平；三個支撐點均勻的分布在經(jīng)緯儀圓周的三個點上，使平臺的重心穩(wěn)定；自動調(diào)平，減少了人工勞動量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明工作過程原理示意圖；

圖2為本發(fā)明裝置的俯視圖；

圖3為本發(fā)明裝置的主視圖；

圖4為本發(fā)明裝置的立體示意圖；

圖5為本發(fā)明角度檢測器的安裝示意圖。

附圖標記說明：撐腿一1、初調(diào)電機一11、精調(diào)電機一12、撐腿二2、初調(diào)電機二21、精調(diào)電機二22、撐腿三3、初調(diào)電機三31、精調(diào)電機三32、經(jīng)緯儀平臺4、角度檢測器5。

具體實施方式

名稱解釋：水平傳感器屬于角度傳感器的一種，其作用就是測量載體的水平度，又叫傾角傳感器，工程上常叫水平儀或傾角儀。雙軸水平傳感器可以同時測量兩個方向的水平角度，其一般x軸與y軸垂直，因此可以定出整個被測面的水平度。

以下結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。

如圖2至圖5所示，本發(fā)明的三個支點調(diào)平經(jīng)緯儀的裝置包括撐腿一1、撐腿二2、撐腿三3、經(jīng)緯儀平臺4、角度檢測器5。本發(fā)明在撐腿一1、撐腿二2、撐腿三3上分別設置初調(diào)電機一11、初調(diào)電機二21、初調(diào)電機三31，通過初調(diào)電機一11、初調(diào)電機二21、初調(diào)電機三31可分別控制撐腿一1、撐腿二2、撐腿三3的長度，經(jīng)緯儀平臺4下側分別通過精調(diào)電機一12、精調(diào)電機二22、精調(diào)電機三32分別與撐腿一1、撐腿二2、撐腿三3連接，通過控制精調(diào)電機一12、精調(diào)電機二22、精調(diào)電機三32可伸收可帶動經(jīng)緯儀平臺4的上下運動。

本發(fā)明中撐腿一1、撐腿二2、撐腿三3為正三角形設置，即每兩條撐腿的連線都相等，相鄰兩條撐腿的夾角為60°。這樣設置的好處在于，三個支撐點均勻的分布在經(jīng)緯儀圓周的三個點上，使平臺的重心穩(wěn)定，同時也便于角度檢測器5的安裝。

如圖2和圖5所示，本發(fā)明的角度檢測器5安裝在經(jīng)緯儀平臺4上，且角度檢測器5安裝在精調(diào)電機一12、精調(diào)電機二22、精調(diào)電機三32所形成正三角形的一條邊的中點上。

本發(fā)明的角度檢測器5可以采用3軸陀螺儀或雙軸水平傳感器，如采用3軸陀螺儀，則通過計算分別算出x軸、y軸的角度。如mpu-6000（6050）整合了3軸陀螺儀、3軸加速器，并含可藉由第二個i2c端口連接其他廠牌之加速器、磁力傳感器、或其他傳感器的數(shù)位運動處理(dmp:digitalmotionprocessor)硬件加速引擎，由主要i2c端口以單一數(shù)據(jù)流的形式，向應用端輸出完整的9軸融合演算技術invensense的運動處理資料庫，可處理運動感測的復雜數(shù)據(jù)，降低了運動處理運算對操作系統(tǒng)的負荷，并為應用開發(fā)提供架構化的api。

本發(fā)明的角度檢測器5最好選用雙軸水平傳感器，其一個軸與精調(diào)電機一12、精調(diào)電機二22、精調(diào)電機三32所形成正三角形的一條邊重合，另一個軸垂直于該邊。如圖5所示，雙軸水平傳感器的x軸與精調(diào)電機一12、精調(diào)電機二22所形成的的直線重合，精調(diào)電機三32在y軸的延長線上，這樣便于調(diào)平算法的實施，可以實現(xiàn)ｘ軸y軸控制過程中互不干擾，減小控制程序的難度，即使采用手動調(diào)節(jié)，由于其中一個軸的調(diào)節(jié)不會影響另一個軸的精度，其也可以減小調(diào)節(jié)的次數(shù)。

本發(fā)明還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于檢測角度檢測器5的信號，并通過步進電機控制模塊分別控制步進電機運動，控制系統(tǒng)可以為單片機或其他的工業(yè)控制芯片。其工作過程是：當角度檢測器5實時檢測經(jīng)緯儀平臺4的水平度，會將偏差信號發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)的計算和處理，將電機的運行速度和步數(shù)等信息發(fā)送給步進電機控制終端，由控制終端控制電機實現(xiàn)調(diào)平。本設備腿部的三個步進電機作用是起到粗調(diào)平，當平衡達到一定程度，利用平臺上的三個小步進電機實現(xiàn)精調(diào)平。

本發(fā)明的步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。本發(fā)明的步進電機最好采用直線步進電機，其將電能直接轉換成直線運動機械能，而不需要任何中間轉換機構的傳動裝置。它可以看成是一臺旋轉電機按徑向剖開，并展成平面而成。

本發(fā)明還公開了一種三個支點調(diào)平經(jīng)緯儀的調(diào)平方法，其采用雙軸水平傳感器，其x軸與y軸垂直，三個支點形成一個正三角形，其中兩個支點形成的直線與其一個軸重合，且另一個支點在另一個軸的延長線上，如x軸與第一、第二支點的連線重合，且第二支撐點為正方向，第三支點在y軸的延長線上且位于正方向為例對調(diào)平過程作進一步的說明。

調(diào)平過程中，如x軸傾斜，且x軸大于1度，y軸大于1度，線調(diào)平x軸，則伸第一支點對應的初調(diào)電機一11，這樣x軸的角度逐漸變小，當精度達到一定范圍是，在調(diào)整精調(diào)電機一12；當ｘ軸的精度滿足精度時再調(diào)節(jié)y軸，此時同時同速伸初調(diào)電機一11、初調(diào)電機二21，使ｙ軸逐漸變小，當滿足精度時，再同時同速伸精調(diào)電機一12、精調(diào)電機二22，當ｙ軸達到精度要求時，停止調(diào)平。

以上方法可以歸納為，調(diào)節(jié)過程中，兩個支點連線與其中一個軸平行時，當該軸傾斜時，只需要調(diào)節(jié)兩個支點中的一個支點，直到滿足精度，當另一個軸傾斜時，可分別調(diào)節(jié)第三支點和前兩個支點，且前兩個支點調(diào)節(jié)過程中，速度一致（即前兩個支點認為是一個點）。這樣，使三點調(diào)平過程中，無需采用特殊的算法，只需要根據(jù)角度的偏差，分別通過伸腿或收腿即可完成系統(tǒng)的調(diào)平，且調(diào)平精度高，調(diào)平方法簡單直接，即當其中一個軸調(diào)平過程中，不會影響另一個軸的精度，相當于兩個軸獨立調(diào)平。