CN108267125B - 基于fpga的简易型高精检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于FPGA的简易型高精检测装置，包括浮板、检测杆以及检测杆调节装置，浮板的中心开有检测孔，底部配合安装有环形浮垫，上表面竖直固定有安装板；检测杆包括调节杆、延伸杆以及调节轴；检测杆调节装置包括调节安装板、上调节连杆、下调节连杆、调节电机、水平传感器以及FPGA处理器。本发明能够针对多变的湖面进行双轴角度调节，以此在一定空间范围内组合成所需要的任意角度，保证位于底部的检测传感器始终垂直于湖底，保证检测精度；并且本发明整体结构较为简洁，成本较低，适合于广泛推广使用。

Description

基于FPGA的简易型高精检测装置
技术领域
本发明属于检测装置领域，具体涉及一种基于FPGA的简易型高精检测装置。
背景技术
地球上湖泊总面积为270万平方公里，占陆地面积的1.8%。湖泊是重要的国土资源，具有调节河川径流、发展灌溉、提供工业和饮用的水源、繁衍水生生物、沟通航运、改善区域生态环境以及开发矿产等多种功能。随着科技的进步，人们将探索发展的目光逐渐由陆地转移至海洋湖泊，如湖底隧道的建造、湖底测绘以及湖底古代城市群的探索等。
由于光在水中的穿透能力有限，即使在最清澈的水中，也只能看到十几米至几十米内的物体，如果想要对更深的区域进行检测就必须使用到传播衰减小的声波等。但是用于是在水面上进行测量，测量装置常常会在波浪影响下发生倾斜，导致测量结果存在一定误差，虽然误差较小，如不是以科研为目的，可以直接忽略，但是如果存在科研需求，则必定需要高精度检测。目前也存在高精度的检测装置，但是其购入成本较高，且操作相对困难，导致检测过程较慢，效率较低。
因此，针对以上问题研制出一种成本较低或适中，且检测精度高的检测装置是本领域技术人员所急需解决的难题。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种基于FPGA的简易型高精检测装置。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于FPGA的简易型高精检测装置，包括浮板、检测杆以及检测杆调节装置，浮板的中心开有检测孔，底部配合安装有环形浮垫，并且浮板的上表面竖直固定有安装板；检测杆包括调节杆、延伸杆以及调节轴；调节杆的顶端通过顶部安装架与安装板相连，中部表面对称开有调节孔；延伸杆的顶端滑动连接于调节杆的底端，中部表面对称设有与调节孔位置相对应的调节凸起，底端安装有检测传感器；调节轴的两端分别贯穿两个调节孔向外连接有调节板；调节板的一端与调节轴相垂直固定，另一端开有调节限位孔；调节限位孔的位置与调节凸起相对应，且将其限位于其中，调节限位孔一端至调节轴的距离小于另一端至调节轴的距离；检测杆调节装置包括调节安装板、上调节连杆、下调节连杆、调节电机、水平传感器以及FPGA处理器；调节安装板与安装板相固定，且位于调节杆的一侧；上调节连杆以及下调节连杆均为伸缩杆，上调节连杆的一端与调节杆的上部转动连接，另一端与调节安装板相固定，下调节连杆的一端与调节杆的下部转动连接，另一端与调节安装板相固定；调节电机同样与调节安装板相固定，其输出轴朝向调节杆，并与调节轴轴向相固定，调节电机为伺服电机，配合安装有伺服驱动器；水平传感器安装于安装板的顶部，与FPGA处理器通讯相连；FPGA处理器与伺服驱动器通讯相连。
本发明提供了一种基于FPGA的简易型高精检测装置，由浮板、检测杆以及检测杆调节装置组成，其中浮板的中心开有检测控，可供检测杆通过，浮板底部配合安装环形浮垫，用于漂浮于湖面上，浮板上表面则竖直固定安装板，用于安装连接其他组件。本发明中的检测杆由调节杆、延伸杆以及调节轴组成，其中调节杆顶端通过顶部安装架连接于安装板上，中部表面对称开有调节孔，用于安装调节轴；延伸杆滑动连接在调节杆底端，并且表面对称设有与调节孔位置相对应的调节凸起，底端安装有用于检测的检测传感器；调节轴两端贯穿两个调节孔，不能够向外连接调节板，调节板上开有与调节凸起位置相对应的调节孔，并且为了保证调节板在转动时，延伸杆能够沿调节杆轴向移动，调节孔被设计为一端至调节轴的距离小于另一端至调节轴的距离。本发明中检测杆调节装置由调节安装板、上调节连杆、下调节连杆、调节电机、水平传感器以及FPGA处理器组成；其中调节安装板与安装板相固定，用于安装其他组件，上调节连杆以及下调节连杆均选择为伸缩杆，并且上调节连杆一端与调节杆上部转动连接，另一端与调节安装板相固定，相对应地，下调节连杆一端与调节杆下部转动连接，另一端与调节安装板相固定，用于带动调节杆整体进行转动；调节电机同样选择与调节安装板相固定，通过调节电机带动调节轴转动；为了保证调节电机对调节轴的转动更精准，调节电机选择为伺服电机，配合安装伺服驱动，通过FPGA处理器与水平传感器相通讯。
进一步地，顶部安装架呈杆状，一端与调节杆的顶端转动连接，另一端穿过安装板连接有倾斜调节杆；倾斜调节杆同样为伸缩杆，一端与安装板相安装，另一端与顶部安装架转动连接。
本发明中的顶部安装架为杆状，一端转动连接调节杆，另一端穿过安装板连接倾斜调节杆，并且倾斜调节杆同样选择为伸缩杆，一端与安装板相安装，另一端与顶部安装架转动连接，以此结构配合检测杆调节装置中的其他部件，能够保证调节杆能够进行双轴角度调节，以此在一定空间范围内组合成所需要的任意角度。
进一步地，倾斜调节杆、上调节连杆、以及下调节连杆均为伺服伸缩杆，与调节电机连接至同一个伺服驱动器。
进一步地，水平传感器为双轴水平传感器。
进一步地，调节孔为弧形孔。
进一步地，浮板的四周还分布有平衡配重块。
本发明与现有技术相比，能够针对多变的湖面进行双轴角度调节，以此在一定空间范围内组合成所需要的任意角度，保证位于底部的检测传感器始终垂直于湖底，保证检测精度；并且本发明整体结构较为简洁，成本较低，适合于广泛推广使用。
附图说明
图1、本发明的结构示意图；
图2、本发明的侧视图。
附图标记列表：浮板1、检测孔2、环形浮垫3、安装板4、调节杆5、延伸杆6、调节轴7、顶部安装架8、调节凸起9、检测传感器10、调节板11、调节限位孔12、调节安装板13、上调节连杆14、下调节连杆15、调节电机16、水平传感器17、FPGA处理器18、倾斜调节杆19、平衡配重块20。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示为本发明的结构示意图，本发明为一种基于FPGA的简易型高精检测装置，包括浮板1、检测杆以及检测杆调节装置。
浮板1的中心开有检测孔2，底部配合安装有环形浮垫3，并且浮板1的上表面竖直固定有安装板4，浮板1的四周还分布有平衡配重块20；检测杆包括调节杆5、延伸杆6以及调节轴7；调节杆5的顶端通过顶部安装架8与安装板4相连，中部表面对称开有调节孔；延伸杆6的顶端滑动连接于调节杆5的底端，中部表面对称设有与调节孔位置相对应的调节凸起9，底端安装有检测传感器10；调节轴7的两端分别贯穿两个调节孔向外连接有调节板11；调节板11的一端与调节轴7相垂直固定，另一端开有调节限位孔12；调节限位孔12为弧形孔，位置与调节凸起9相对应，且将其限位于其中，如图2，调节限位孔12一端至调节轴7的距离小于另一端至调节轴7的距离。
检测杆调节装置包括调节安装板13、上调节连杆14、下调节连杆15、调节电机16、水平传感器17以及FPGA处理器18；调节安装板13与安装板4相固定，且位于调节杆5的一侧；上调节连杆14以及下调节连杆15均为伸缩杆，上调节连杆14的一端与调节杆5的上部转动连接，另一端与调节安装板13相固定，下调节连杆15的一端与调节杆5的下部转动连接，另一端与调节安装板13相固定；调节电机16同样与调节安装板13相固定，其输出轴朝向调节杆5，并与调节轴7轴向相固定，调节电机16为伺服电机，配合安装有伺服驱动器；水平传感器17为双轴水平传感器，安装于安装板4的顶部，与FPGA处理器18通讯相连；FPGA处理器17与伺服驱动器通讯相连。
其中顶部安装架8呈杆状，一端与调节杆5的顶端转动连接，另一端穿过安装板4连接有倾斜调节杆19；倾斜调节杆19同样为伸缩杆，一端与安装板4相安装，另一端与顶部安装架8转动连接。
以上倾斜调节杆19、上调节连杆14、以及下调节连杆15均为伺服伸缩杆，与调节电机16连接至同一个伺服驱动器。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种基于FPGA的简易型高精检测装置，包括浮板（1）、检测杆以及检测杆调节装置，其特征在于：所述浮板（1）的中心开有检测孔（2），底部配合安装有环形浮垫（3），并且浮板（1）的上表面竖直固定有安装板（4）；所述检测杆包括调节杆（5）、延伸杆（6）以及调节轴（7）；所述调节杆（5）的顶端通过顶部安装架（8）与安装板（4）相连，中部表面对称开有调节孔；所述顶部安装架（8）呈杆状，一端与调节杆（5）的顶端转动连接，另一端穿过安装板（4）连接有倾斜调节杆（19）；所述延伸杆（6）的顶端滑动连接于调节杆（5）的底端，中部表面对称设有与调节孔位置相对应的调节凸起（9），底端安装有检测传感器（10）；所述调节轴（7）的两端分别贯穿两个调节孔向外连接有调节板（11）；所述调节板（11）的一端与调节轴（7）相垂直固定，另一端开有调节限位孔（12）；所述调节限位孔（12）的位置与调节凸起（9）相对应，且将其限位于其中，调节限位孔（12）一端至调节轴（7）的距离小于另一端至调节轴（7）的距离；所述检测杆调节装置包括调节安装板（13）、上调节连杆（14）、下调节连杆（15）、调节电机（16）、水平传感器（17）以及FPGA处理器（18）；所述调节安装板（13）与安装板（4）相固定，且位于调节杆（5）的一侧；所述上调节连杆（14）以及下调节连杆（15）均为伸缩杆，上调节连杆（14）的一端与调节杆（5）的上部转动连接，另一端与调节安装板（13）相固定，下调节连杆（15）的一端与调节杆（5）的下部转动连接，另一端与调节安装板（13）相固定；所述调节电机（16）同样与调节安装板（13）相固定，其输出轴朝向调节杆（5），并与调节轴（7）轴向相固定，调节电机（16）为伺服电机，配合安装有伺服驱动器；所述水平传感器（17）安装于安装板（4）的顶部，与FPGA处理器（18）通讯相连；所述FPGA处理器（18）与伺服驱动器通讯相连；所述倾斜调节杆（19）同样为伸缩杆，一端与安装板（4）相安装，另一端与顶部安装架（8）转动连接，倾斜调节杆（19）、上调节连杆（14）、以及下调节连杆（15）均为伺服伸缩杆，与调节电机（16）连接至同一个伺服驱动器。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的简易型高精检测装置，其特征在于：所述水平传感器（17）为双轴水平传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的简易型高精检测装置，其特征在于：所述调节限位孔（12）为弧形孔。
4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的简易型高精检测装置，其特征在于：所述浮板（1）的四周还分布有平衡配重块（20）。
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