CN101122460A

CN101122460A - 用于反射镜和标牌的三角架自动置平对中系统

Info

Publication number: CN101122460A
Application number: CNA2007100757312A
Authority: CN
Inventors: 张立品
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-08-15
Filing date: 2007-08-15
Publication date: 2008-02-13

Abstract

本发明涉及自动测量系统，具体涉及一种基于用于反射镜和标牌的三角架的全自动置平对中系统。该系统由旋转基座、主支架、副支架、连接机构、伺服机构、线位移传感器、倾斜传感器、镜站MCU及控制电路、无线数传模块及电源等组成，其特征在于：所述主支架由上下两部分组成，其中上部分可沿下部分的轴向滑动，两部分通过丝杠副或齿轮齿条连接；所述主支架上设置有镜站MCU及控制电路、线位移传感器、倾斜传感器、无线数传模块及电源，所述镜站MCU通过线位移传感器检测主支架升降并调节控制所述伺服机构的伺服马达经减速箱控制所述主支架上部分的升降；所述主支架铰接的副支架也由上下两部分组成，其中上部分固定有带减速箱伺服马达并可沿下部分的轴向滑动，上下两部分通过丝杠副或齿轮齿条连接。

Description

用于反射镜和标牌的三角架自动置平对中系统

技术领域

本发明涉及自动测量系统，具体涉及一种基于用于反射镜和标牌的三角架的全自动置平对中系统。

背景技术

目前使用的各种用于反射镜和标牌的三角架均采用人工置平对中，在移动角架对中的过程中，会引起三角架的基座倾斜，当调平基座时，对中器又会偏离，如此循环逼近直至最后置平对中，这往往耗费操作人员很长时间和极大的精力，另外，在施测过程中，由于操作人员在三角架周围来回走动，或者车辆的经过，经常会引起三角架的基座倾斜和对中器的偏离，操作人员不得不又重新做置平对中，重新测定仪器高，同时，本站施测的成果将部分甚至全部作费重来，更为严重的是，在施测过程中，操作人员未发现基座倾斜和对中器的偏离，那么，等所有的站点施测完成以后，施测的成果将带入无法检查的错误，甚至整个的施测的成果不能够通过测量规范的限差要求，这不仅浪费大量的人力物力，更重要的是测绘工作要求的时间。

本发明的目的是要解决的现有技术的不足，提供一种三角架的全自动置平对中系统，该系统可用于各种反射境或标牌的三角架的全自动置平对中，不仅置平对中的精度和速度远远高于人工，而且在施测过程中，系统将在自动修正由于三角架周围环境的变化引起的基座倾斜和中心偏离的同时，实时提高精度和速度。

发明内容

本发明提供一种基于反射镜或标牌等使用的三角架的全自动置平对中系统，该系统由旋转基座、主支架、副支架、连接机构、伺服机构、线位移传感器、倾斜传感器、镜站MCU及控制电路、无线数传模块及电源等组成，其特征在于：所述主支架由上下两部分组成，其中上部分可沿下部分的轴向滑动，两部分通过丝杠副或齿轮齿条连接；所述主支架上设置有镜站MCU及控制电路、线位移传感器、倾斜传感器、无线数传模块及电源，所述镜站MCU通过线位移传感器检测主支架升降并调节控制所述伺服机构的伺服马达经减速箱控制所述主支架上部分的升降；所述主支架铰接的副支架也由上下两部分组成，其中上部分固定有带减速箱伺服马达并可沿下部分的轴向滑动，上下两部分通过丝杠副或齿轮齿条连接。

本发明所述主支架的下部分固定有带减速箱的伺服马达，所述带减速箱的伺服马达与连接主支架上下两部分的丝杠副或齿轮齿条构成伺服机构。所述主支架的下部分固定有连接机构，所述连接机构上铰接有两个结构相同的副支架。所述主支架的上部分的顶端固定有旋转基座，所述旋转基座包括：底板、旋转伺服机构、角位移传感器、旋转平台，所述底板固定于所述主支架的上部分的顶端上，所述旋转平台通过所述旋转伺服机构与所述底板连接。所述旋转平台的旋转轴与所述主支架的中轴线重合，所述旋转伺服机构由所述镜站MCU控制伺服马达带动旋转平台旋转，旋转的角度由所述角位移传感器检测，所述旋转平台上设有与反射镜或标牌的连接装置。所述主支架的下部分的底端固定有硬质圆锥结构，所述硬质圆锥结构的锥尖落于测量标志点的中心上。

本发明所述镜站MCU接收所述倾斜传感器的信号，并输出驱动使所述主支架的中轴线垂直的两个副支架伺服机构。所述副支架上下两部分的丝杠副或齿轮齿条与带减速箱伺服马达构成伺服机；所述副支架上下两部分的两部分的伸缩，由所述镜站MCU控制所述伺服机构的伺服马达经减速箱进行控制。所述两个副支架的旋转轴位于与所述主支架的轴线正交的平面内，且有120°左右的夹角，所述两个副支架与所述主支架构成三角架。

本所述镜站MCU及控制电路、倾斜传感器、无线数传模块及电源等构成电路及电源集成。

本发明与现有技术相比具有不仅节省大量的人力物力，更重要的是测绘工作要求的时间，提高而且置平对中的精度和速度等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明电原理框图。

具体实施例

以下结合附图说明对本发明的实施例来详述上述发明内容：

如图1、图2所示，本发明由基座1、主支架4、主支架升降杆2、副支架10、副支架伸缩腿11、连接机构、水平旋转伺服机构7、升降驱动集成5、电源与电路集成9等。所述电源与电路集成9包括倾斜传感器、镜站MCU及控制电路、无线数传模块及电源等；所述主支架4内有主支架升降杆2，所述主支架升降杆2上固定有齿条8，所述齿条8可沿所述主支架4内的导槽11滑动，所述主支架4上固定有升降驱动集成5，所述升降驱动集成5由减速箱、伺服马达和绝对式旋转编码器等组成，所述绝对式旋转编码器与所述伺服马达联动，所述镜站MCU可检测所述绝对式旋转编码器的输出；所述升降驱动集成5通过齿轮与所述主支架4升降杆2的齿条8啮合，所述镜站MCU可通过驱动所述升降驱动集成伺服马达的动作来控制所述主支架4升降杆2的升降，所述镜站MCU可通过检测所述升降驱动集成5内的所述绝对式旋转编码器的输出来检测所述的升降；所述主支架4上固定有连接机构，所述连接机构上铰接有两个结构相同的副支架10，所述副支架10内有副支架伸缩腿11，所述副支架伸缩腿11上固定有齿条13，所述齿条13可沿所述副支架11内的14导槽滑动，所述副支架伸缩腿11的底端设有锚钩可嵌入地面；所述副支架10上也固定有所述升降驱动集成5，所述升降驱动集成5通过齿轮与所述副支架伸缩腿11的齿条13啮合，所述镜站MCU可通过驱动所述升降驱动集成5内的伺服马达的动作来控制所述副支架伸缩腿11的伸缩，所述升降驱动集成5内的绝对式旋转编码器可检测所述的伸缩；所述两个副支架10的旋转轴位于与所述主支架4的轴线正交的平面内，且有一定的夹角，所述两个副支架10与所述主支架4构成三角架；所述连接机构上连接有电源与电路集成9。

如图2所示，本发明的实施例使用的倾斜传感器为市购的双轴倾斜传感器，所述双轴倾斜传感器有两根正交的轴，每根轴由两个阻值相同的电阻组成，所述双轴倾斜传感器内充有导电的液体并形成一气泡，当所述双轴倾斜传感器水平时，所述气泡的中心与所述双轴倾斜传感器两根正交的轴的交点重合；将每根轴的两个阻值相同的电阻接入一个交流惠斯通电桥，则所述交流惠斯通电桥的输出的电压值将反映接入这根轴的倾斜方向与倾斜量，两根正交的轴分别接入两个交流惠斯通电桥，安装所述双轴倾斜传感器时使其中一根轴过所述主支架的中轴线和所述两个副支架的旋转轴的交点；所述镜站MCU通过检测两个交流惠斯通电桥的输出来判断如何驱动所述两个副支架上固定的所述升降驱动集成中的所述伺服马达动作，所述镜站MCU可通过不断驱动两个所述伺服马达并检测两个交流惠斯通电桥的输出，直至所述两个交流惠斯通电桥的输出为零，即使所述主支架的中轴线垂直。

如图1所示，所述主支架升降杆2的顶端固定有基座1，所述基座1上有水平旋转伺服机构7，所述水平旋转伺服机构7包括角位移传感器和水平旋转伺服平台。所述旋转伺服机构7可在所述镜站MCU通过控制所述旋转平台内的伺服马达(或步进马达)来驱动所述旋转平台做快速或小角度的旋转，旋转的角度由所述角位移传感器检测，所述旋转平台上设有与反射镜或标牌的连接装置；

所述主支架4的下部分的底端固定有硬质圆锥结构6，所述的锥尖落于测量标志点的中心上，所述镜站MCU将检测所述电路及电源集成内的所述倾斜传感器的信号输出，并依据所述倾斜传感器的信号输出通过驱动所述两个副支架10的升降驱动集成5以使所述主支架4的中轴线垂直。

如图2所示，镜站MCU通过检测倾斜传感器的输出来驱动某个副支架伺服马达动作，直至所述倾斜传感器的输出为零即使所述主支架垂直；对于所述主支架4升降，镜站MCU通过测站MCU由无线数传模块传来的指令控制所述主支架4伺服马达的动作来完成，升降量由绝对式旋转编码器给出，并通过所述无线数传模块发送给测站MCU；对于反射镜或标牌的水平旋转动作，镜站MCU通过测站MCU由无线数传模块传来的指令控制所述水平旋转伺服马达的动作来完成，旋转量由所述角位移传感器给出。

Claims

1.一种用于反射镜和标牌的三角架自动置平对中系统，由旋转基座、主支架、副支架、连接机构、伺服机构、线位移传感器、倾斜传感器、镜站MCU及控制电路、无线数传模块及电源等组成，其特征在于：所述主支架由上下两部分组成，其中上部分可沿下部分的轴向滑动，两部分通过丝杠副或齿轮齿条连接；所述主支架上设置有镜站MCU及控制电路、线位移传感器、倾斜传感器、无线数传模块及电源，所述镜站MCU通过线位移传感器检测主支架升降并调节控制所述伺服机构的伺服马达经减速箱控制所述主支架上部分的升降；所述主支架铰接的副支架也由上下两部分组成，其中上部分固定有带减速箱伺服马达并可沿下部分的轴向滑动，上下两部分通过丝杠副或齿轮齿条连接。

2.根据权利要求1所述的用于反射镜和标牌的三角架自动置平对中系统，其特征在于所述主支架的下部分固定有带减速箱的伺服马达，所述带减速箱的伺服马达与连接主支架上下两部分的丝杠副或齿轮齿条构成伺服机构。

3.根据权利要求2所述的用于反射镜和标牌的三角架自动置平对中系统，其特征在于所述主支架的下部分固定有连接机构，所述连接机构上铰接有两个结构相同的副支架。

4.根据权利要求3所述的用于反射镜和标牌的三角架自动置平对中系统，其特征在于所述主支架的上部分的顶端固定有旋转基座，所述旋转基座包括：底板、旋转伺服机构、角位移传感器、旋转平台，所述底板固定于所述主支架的上部分的顶端上，所述旋转平台通过所述旋转伺服机构与所述底板连接。

5.根据权利要求4所述的用于反射镜和标牌的三角架自动置平对中系统，其特征在于所述旋转平台的旋转轴与所述主支架的中轴线重合，所述旋转伺服机构由所述镜站MCU控制伺服马达带动旋转平台旋转，旋转的角度由所述角位移传感器检测，所述旋转平台上设有与反射镜或标牌的连接装置。

6.根据权利要求5所述的用于反射镜和标牌的三角架自动置平对中系统，其特征在于所述主支架的下部分的底端固定有硬质圆锥结构，所述硬质圆锥结构的锥尖落于测量标志点的中心上。

7.根据权利要求1所述的用于反射镜和标牌的三角架自动置平对中系统，其特征在于所述镜站MCU接收所述倾斜传感器的信号，并输出驱动使所述主支架的中轴线垂直的两个副支架伺服机构。

8.根据权利要求7所述的用于反射镜和标牌的三角架自动置平对中系统，其特征在于所述副支架上下两部分的丝杠副或齿轮齿条与带减速箱伺服马达构成伺服机；所述副支架上下两部分的两部分的伸缩，由所述镜站MCU控制所述伺服机构的伺服马达经减速箱进行控制。

9.根据权利要求8所述的用于反射镜和标牌的三角架自动置平对中系统，其特征在于所述两个副支架的旋转轴位于与所述主支架的轴线正交的平面内，且有120°左右的夹角，所述两个副支架与所述主支架构成三角架。

10.根据权利要求1所述的用于反射镜和标牌的三角架自动置平对中系统，其特征在于所述镜站MCU及控制电路、倾斜传感器、无线数传模块及电源等构成电路及电源集成。