CN108278996B - 一种自动整平笼式平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动整平笼式平台，包括悬挂杆，自动锁紧装置，笼式搭载平台及双轴倾角仪。悬挂杆两端均设置有螺纹内孔，自动锁紧装置由万向节球，锁紧装置，电机，控制器组成，万向节球一端带有螺栓可与悬挂杆固连，锁紧装置在自动锁紧装置套筒中上下滑动，锁紧装置上端为球窝状，下端为齿条，电机及控制器固连安装在套筒外侧，电机一端固连安装有齿轮，且与锁紧装置齿条啮合，笼式搭载平台由连杆、顶板及搭载底板组成，搭载底板中心位置处固定安装双轴倾角仪，双轴倾角仪信号传输线与控制器接口相连。本发明可实现单杆悬挂，重力整平，自动锁紧，适用于搭载需反复整平，现场工况复杂恶劣，不便于地面安装的测量设备。

Description

一种自动整平笼式平台
技术领域
本发明涉及一种自动整平笼式平台，属于测量设备技术领域。
背景技术
在工程测量过程中，常常需要将测量设备固定安装在三脚架、固定基座等测量平台上以实现精准测量的目的，而就目前的使用情况，无论是全站仪、水准仪，还是激光雷达等设备，在使用过程中均存在着一定的不足：(1)测量设备均需要采用人工整平及对中等操作才能进行精准测量，便制约了无人化测量的实现；(2)测量设备在使用过程中，常常需要布置在地面等位置处，极易受到其他设备及外部工况的干扰，影响正常测量及测量精度。如何提供一种自动化的整平方式，是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可实现自动整平，悬挂安装的自动整平笼式平台，解决测量设备无法实现自动整平以及安装位置易受现场工况影响等问题，对实现测量无人化、自动化，提高工作效率及测量精度，具有重要的工程意义。
本发明目的通过如下技术方案予以实现：
提供一种自动整平笼式平台，包括悬挂杆，自动锁紧装置，搭载框架及双轴倾角仪；
悬挂杆的下端经自动锁紧装置球接到搭载框架的顶端中心，悬挂杆的顶端安装到顶板；
搭载框架的底板与自动锁紧装置的中心线垂直，需要整平的测量设备的基准面放置在搭载框架的底板上；
双轴倾角仪用于测量搭载框架的底板的水平度；
控制器，接收双轴倾角仪输出的水平度，当水平度超过阈值范围时，搭载框架在重力作用下整平，当水平度小于等于阈值时，控制自动锁紧装置锁定搭载框架的位置。
优选的，自动锁紧装置包括万向节球，锁紧部件，电机、套筒和驱动部件；
套筒为封闭结构，顶端具有通孔；
万向节球设置在套筒的空腔内，万向节球一端带有与悬挂杆固连的连接部件，连接部件由套筒顶端的通孔伸出；锁紧部件设置在套筒内，万向节球的下端，锁紧部件的顶端为球窝，电机通过驱动部件驱动锁紧部件上下移动，抱死或者脱离万向节球。
优选的，驱动部件为齿轮齿条驱动，齿条设置在套筒的空腔内，连接在锁紧部件的下方；套筒的侧壁具有开口，齿轮设置在开口处在电机的驱动下转动。
优选的，悬挂杆下端与万向节球的连接部件螺纹连接，顶端与顶板螺纹连接。
优选的，需要整平的测量设备为全站仪、激光雷达或测角仪。
优选的，所述搭载框架搭载需要整平的测量设备后，整个自动整平笼式平台除悬挂杆和万向节球外的中心线为竖直线。
优选的，所述套筒的下端与搭载框架的顶板通过焊接方式固连。
优选的，所述阈值为1°、2°、3°或4°。
同时提供一种利用所述的自动整平笼式平台进行整平的方法，包括如下步骤：
(1)将需要整平的测量设备的基准面放置在搭载框架的底板上，并固定，搭载框架的重心与自动锁紧装置的中心线重合；
(2)将悬挂杆的顶端安装到顶板，待整平后，自动锁紧装置锁紧万向节球。
优选的，整平的要求为不水平度小于1°、2°、3°或4°。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明提出了一种自动整平笼式平台，在综合分析了所搭载设备的应用场合及实际工况，提出了实现单杆悬挂，不借助辅助设备的情况下通过自身重力实现整平，通过预设整平阀值及双轴倾角仪实时测量，可控制锁紧装置自动锁紧，整个过程无需人工干预，能够实现无人化或少人化操作。
(2)本发明的自动整平笼式平台环境适应性较强，仅需要安装在顶板上，无其他辅助要求，且在外部干扰大环境恶劣的场合能够自动实现反复整平，无需人工反复操作。
(3)本发明的自动整平笼式平台能够广泛应用于矿井、隧道等室内外测量现场。
附图说明
图1为本发明自动整平笼式平台的整体结构示意图。
图2为本发明的自动解锁装置结构示意图。
图3为本发明搭载框架结构示意图。
图4为本发明的自动解锁装置局部剖视图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步描述。
如图1-图4所示，一种自动整平笼式平台，包括悬挂杆1，自动锁紧装置2，搭载框架3及双轴倾角仪4。悬挂杆1两端均设置有螺纹内孔，自动锁紧装置2由万向节球2-1，锁紧部件2-2，电机2-3，控制器2-4组成，万向节球2-1一端带有螺栓可与悬挂杆1固连，锁紧部件2-2在自动锁紧装置套筒2-5中上下滑动，锁紧部件2-2上端为球窝状，锁紧部件2-2上端球窝可锁紧万向节球2-1不可运动，下端为齿条2-6，锁紧部件2-2与齿条2-6为不变形刚体，电机2-3及控制器2-4固连安装在套筒2-5外侧，电机2-3由控制器2-4实现开关控制，电机2-3一端固连安装有齿轮2-7，且与锁紧部件2-2齿条2-6啮合，锁紧部件2-2下端齿条2-6在电机2-3一端齿轮2-7的作用下，锁紧部件2-2可实现在套筒2-5内上下滑动，搭载框架3由连杆3-1、顶板3-2及搭载底板3-3组成，套筒2-5与顶板3-2通过焊接方式实现固连，搭载底板3-3上表面中心位置处可通过螺栓连接的方式固定安装全站仪、测角仪等测量设备，搭载底板3-3中心位置处固定安装双轴倾角仪4，双轴倾角仪4信号传输线与控制器2-4接口相连。搭载框架3的底板与自动锁紧装置2的中心线垂直，以保证整平后，整个平台的中心线与竖直线重合。
工作原理如下：
将需要整平的测量设备的基准面放置在搭载框架3的底板上，并固定，搭载框架3的重心与自动锁紧装置2的中心线重合；通过紧固螺栓将悬挂杆1固定安装在某个空间顶板上，将全站仪固定安装在搭载底板3-3上表面中心位置处，自动锁紧装置2、搭载框架3、双轴倾角仪4及全站仪受到重力的作用将实现重力整平，双轴倾角仪4测量得到搭载底板3-3重力整平后的x、y方向的整平后角度并实时传输数据给控制器2-4，当搭载底板3-3整平后角度已达到整平要求时，控制器2-4发出控制信号以控制电机2-3工作，电机2-3带动齿轮2-7运动，齿条2-6在齿轮2-7的作用下带动锁紧部件2-2在套筒2-5内向上滑动，锁紧部件2-2上端球窝抱死万向节球2-1以实现固连，完成自动锁紧。当搭载底板3-3与水平面所成角度超过整平要求时，双轴倾角仪4将测量角度传输数据到控制器2-4，控制发出控制信号以控制电机2-3反向转动，电机2-3带动齿轮2-7运动，齿条2-6在齿轮2-7的作用下带动锁紧部件2-2在套筒2-5内向下滑动，锁紧部件2-2上端球窝与万向节球2-1分离，完成自动解锁。
整平的方法，包括如下步骤：
(1)将需要整平的测量设备的基准面放置在搭载框架3的底板上，并固定，搭载框架3的重心与自动锁紧装置2的中心线重合；
(2)将悬挂杆1的顶端安装到顶板，待整平后，自动锁紧装置2锁紧万向节球2-1。整平的要求为不水平度小于1°、2°、3°或4°。
本发明能够在不到1分钟的时间内实现4°内的整平，整平速度快，操作方便。
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种自动整平笼式平台，其特征在于：包括悬挂杆(1)，自动锁紧装置(2)，搭载框架(3)及双轴倾角仪(4)；
悬挂杆(1)的下端经自动锁紧装置(2)球接到搭载框架(3)的顶端中心，悬挂杆(1)的顶端安装到顶板；
搭载框架(3)的底板与自动锁紧装置(2)的中心线垂直，需要整平的测量设备的基准面放置在搭载框架(3)的底板上；
双轴倾角仪(4)用于测量搭载框架(3)的底板的水平度；
控制器(2-4)，接收双轴倾角仪(4)输出的水平度，当水平度超过阈值时，搭载框架(3)在重力作用下整平，当水平度小于等于阈值时，控制自动锁紧装置(2)锁定搭载框架(3)的位置；
自动锁紧装置(2)包括万向节球(2-1)，锁紧部件(2-2)，电机(2-3)、套筒(2-5)和驱动部件；
套筒(2-5)顶端具有通孔；
万向节球(2-1)设置在套筒(2-5)的空腔内，万向节球(2-1)一端带有与悬挂杆(1)固连的连接部件，连接部件由套筒(2-5)顶端的通孔伸出；锁紧部件(2-2)设置在套筒(2-5)内，万向节球(2-1)的下端，锁紧部件(2-2)的顶端为球窝，电机(2-3)通过驱动部件驱动锁紧部件(2-2)上下移动，抱死或者脱离万向节球(2-1)。
2.如权利要求1所述的自动整平笼式平台，其特征在于：驱动部件为齿轮(2-7)齿条(2-6)驱动，齿条(2-6)设置在套筒(2-5)的空腔内，连接在锁紧部件(2-2)的下方；套筒(2-5)的侧壁具有开口，齿轮(2-7)设置在开口处在电机(2-3)的驱动下转动。
3.如权利要求1所述的自动整平笼式平台，其特征在于：悬挂杆(1)下端与万向节球(2-1)的连接部件螺纹连接，顶端与顶板螺纹连接。
4.如权利要求1所述的自动整平笼式平台，其特征在于：需要整平的测量设备为全站仪、激光雷达或测角仪。
5.如权利要求1所述的自动整平笼式平台，其特征在于：所述搭载框架(3)搭载需要整平的测量设备后，整个自动整平笼式平台除悬挂杆(1)和万向节球(2-1)外的中心线为竖直线。
6.如权利要求1所述的自动整平笼式平台，其特征在于：所述套筒(2-5)的下端与搭载框架(3)的顶板(3-2)通过焊接方式固连。
7.如权利要求1所述的自动整平笼式平台，其特征在于：所述阈值为1°、2°、3°或4°。
8.一种利用权利要求1所述的自动整平笼式平台进行整平的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(A)将需要整平的测量设备的基准面放置在搭载框架(3)的底板上，并固定，搭载框架(3)的重心与自动锁紧装置(2)的中心线重合；
(B)将悬挂杆(1)的顶端安装到顶板，待整平后，自动锁紧装置(2)锁紧万向节球(2-1)。
9.如权利要求8所述的整平的方法，其特征在于，整平的要求为不水平度小于1°、2°、3°或4°。
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