CN109445497B - 一种温压自动平衡装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种温压自动平衡装置，该装置包括外壳、固定板、陀螺仪和电源，固定板安装于外壳上表面，陀螺仪固定于所述外壳的底面中部，外壳底面四角分别设有平衡气缸。陀螺仪包括支柱、横向杆、垂向杆和导电环，垂向杆的上下两端分别设有第一圆锤和第二圆锤。本发明提供的温压自动平衡装置利用陀螺仪作为温控电路通路与断路的枢纽，使装置内部的平衡气缸根据温控电路的通断作出响应，进行升温或降温的工作来调节平衡气缸内的压强；气缸本体因内部的压强发生改变而使其自带的气筒向下伸缩，从而使装置发生升降进而达到平衡的目的。本发明通过温压自动平衡装置自动调节仪器的平衡，减少了工作时间，提高了仪器数据采集的精准度和效率。

Description

一种温压自动平衡装置

技术领域

本发明实施例涉及仪器调整技术领域，尤其涉及一种温压自动平衡装置。

背景技术

在野外采集数据或室内进行实验时，如重力仪、三维激光扫描仪、靶标等，有时需要将仪器调整为水平。目前有些大型仪器生产商，出品的仪器带有电动平衡调整装置，但是一些老式仪器依然要靠人工反复调整水平。

例如使用高精度仪器进行测绘、地球物理探测等工作，或利用其它精密仪器进行实验时，必须进行调整水平工作。这种工作往往比较繁琐，但是非常重要，各种设备达到水平状态与否，对获得的最终结果影响很大，如果不能在水平状态下进行测量或测试，那么结果数据往往不准确。

因此，如何提出一种自动平衡装置，将仪器自动调整水平，成为亟待解决的问题。

发明内容

针对传统仪器在野外数据采集时，需人工反复调整水平，费事费力的缺陷。本发明实施例提供一种温压自动平衡装置。

本发明实施例提供一种温压自动平衡装置，包括外壳，固定板，陀螺仪，所述固定板安装于外壳上表面，所述陀螺仪固定于所述外壳的底面中部，所述外壳底面四角分别设有平衡气缸；

所述陀螺仪包括外壳、固定板、陀螺仪和电源，所述横向杆固定连接于支柱上端，所述横向杆的中部连接有垂向杆，所述垂向杆的上下两端分别设有第一圆锤和第二圆锤；

所述导电环包括第一导电环和第二导电环，所述第一导电环设置于第一圆锤的外侧，所述第二导电环设置于第二圆锤的外侧，所述第一导电环与第二导电环通过连接杆连接，所述第一导电环和第二导电环均由四块均等的扇形金属块胶合而成，且各扇形金属块之间不导电；

所述平衡气缸包括固定设置于外壳底面的固定框，固定框的底部连接气缸本体，所述气缸本体内设有可向下伸缩的气筒，所述气缸本体一端连接加热电阻丝，另一端与冷风扇连接；所述冷风扇与第一导电环电性连接，所述加热电阻丝与第二导电环电性连接。

其中，各个所述平衡气缸分别通过电路接触柱与导电环连接，所述电路接触柱包括支撑柱，所述支撑柱的上下两端分别设有第一接触枝和第二接触枝；

所述第一接触枝一端连接冷风扇，另一端连接所述第一导电环的一扇形金属块，所述第二接触枝一端连接加热电阻丝，另一端连接所述第二导电环的一扇形金属块。

所述垂向杆用于在装置倾斜时与第一导电环和第二导电环接触，以使垂向杆、导电环、电源、平衡气缸和电源构成温控电路。

其中，所述温压自动平衡装置还包括电源和电路盒，所述平衡气缸通过电路盒分别连接电源和电路接触柱。

其中，所述温压自动平衡装置还包括被动齿轮和调节齿轮，所述被动齿轮的上端面连接第二导电环，下端面固定于外壳底面，所述调节齿轮一端与被动齿轮在外壳内啮合，所述调节齿轮的另一端延伸至外壳外。

其中，所述第二圆锤的质量大于第一圆锤。

本发明实施例提供的温压自动平衡装置，利用陀螺仪作为温控电路通路与断路的枢纽，使装置内部的平衡气缸根据温控电路的通断作出响应，进行升温或降温的工作来调节平衡气缸内的压强；气缸本体因内部的压强发生改变而使其自带的气筒向下伸缩，从而使装置发生升降进而达到平衡的目的。本发明通过温压自动平衡装置自动调节仪器的平衡，减少了工作时间，提高了仪器数据采集的精准度和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例提供的温压自动平衡装置的内部结构示意图；

图2为根据本发明实施例提供的温压自动平衡装置的外观示意图；

图3为根据本发明实施例提供的陀螺仪的结构示意图；

图4为根据本发明实施例提供的平衡气缸的结构示意图；

图5为根据本发明实施例提供的气缸本体的剖视图；

图6为根据本发明实施例提供的电路接触柱的结构示意图；

图中，1.支柱，2.圆环；3.第一导电环；4.垂向杆；5.横向杆；6.连接杆；7.第二圆锤；8.被动齿轮；9.支撑柱；10.第二接触枝；11.平衡气缸；12.电路盒；13.电源；14.调节齿轮；15.第二导电环；16.固定框；17.气缸本体；18.加热电阻丝；19.冷却扇；20.气筒；21.第一圆锤；22.第一接触枝；23.固定板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

由于在使用高精度仪器在野外进行测绘、地球物理探测等工作，或利用其它精密仪器进行实验时，必须进行调整水平工作。这种工作往往比较繁琐，各种设备达到水平状态与否，对获得的最终结果影响很大，如果不能在水平状态下进行测量或测试，则会造成仪器测量结果数据不准确。

因此，本发明实施例提供了一种温压自动平衡装置，利用陀螺仪作为温控电路通路与断路的枢纽，使装置内部的平衡气缸根据温控电路的通断作出响应，进行升温或降温的工作来调节平衡气缸内的压强；气缸本体因内部的压强发生改变而使其自带的气筒向下伸缩，从而使装置发生升降进而达到平衡的目的。本发明通过温压自动平衡装置自动调节仪器的平衡，减少了工作时间，提高了仪器数据采集的精准度和效率。解决了仪器在不水平状态下进行测量或测试时，测量结果数据不准确的技术问题。

图1为根据本发明实施例提供的温压自动平衡装置的结构示意图；图2为根据本发明实施例提供的温压自动平衡装置的外观示意图；图3为根据本发明实施例提供的陀螺仪的结构示意图。参照图1、图2和图3，温压自动平衡装置包括外壳、固定板23、陀螺仪和电源13，所述固定板23安装于外壳上表面，所述陀螺仪固定于所述外壳的底面中部，所述外壳底面四角分别设有平衡气缸11；

所述陀螺仪包括支柱1、横向杆5、垂向杆4和导电环，所述横向杆5固定连接于支柱1上端，所述横向杆5的中部连接有垂向杆4，所述垂向杆4的上下两端分别设有第一圆锤21和第二圆锤7；所述导电环包括第一导电环3和第二导电环15，所述第一导电环3设置于第一圆锤21的外侧，所述第二导电环15设置于第二圆锤7的外侧，所述第一导电环3与第二导电环15通过连接杆6连接，所述第一导电环3和第二导电环15均由四块均等的扇形金属块胶合而成，且各扇形金属块之间不导电；

图4为根据本发明实施例提供的平衡气缸11的结构示意图，图5为根据本发明实施例提供的气缸本体的剖视图。参照图1、图4和图5，所述平衡气缸11包括固定设置于外壳底面的固定框16，固定框16的底部连接气缸本体17，所述气缸本体17内设有可向下伸缩的气筒20，所述气缸本体17一端连接加热电阻丝18，另一端与冷风扇连接；所述冷风扇与第一导电环3电性连接，所述加热电阻丝18与第二导电环15电性连接。

所述垂向杆4用于在装置倾斜时与第一导电环3和第二导电环15接触，以使垂向杆4、导电环、电源13、平衡气缸11和电源13构成温控电路。为描述简洁，以下实施例中，“温压自动平衡装置”也简称为“装置”。

具体地，参照图1和图2，温压自动平衡装置包括外壳、固定板23、陀螺仪和电源13，固定板23安装于外壳上表面，用于承载并固定需要调节水平的仪器。陀螺仪安装在外壳内，具体固定在外壳的底面中部，所述外壳底面四角分别安装有平衡气缸11，电源13分别与陀螺仪以及各平衡气缸11连接。

参照图1和图3，陀螺仪包括支柱1、横向杆5、垂向杆4和导电环，横向杆5固定连接于支柱1上端，所述横向杆5的中部连接有垂向杆4，横向杆5与垂向杆4滑动连接。横向杆5的中部还可以连接两个圆环2。垂向杆4的上下两端分别设有第一圆锤21和第二圆锤7。第二圆锤7的质量较大，当温压自动平衡装置所处的路面不水平，使装置及陀螺仪发生倾斜时，垂向杆4由于第二圆锤7的重力作用，始终保持竖直向下。

导电环包括第一导电环3和第二导电环15，第一导电环3设置于第一圆锤21的外侧，第二导电环15设置于第二圆锤7的外侧，第一导电环3与第二导电环15通过连接杆6连接。具体的第二导电环15固定于外壳的内底面，连接杆6垂直设置于第一导电环3与第二导电环15之间，连接杆6用于承载并固定第一导电环3。第一导电环3和第二导电环15均由四块均等的扇形金属块胶合而成，且各扇形金属块之间不导电；

参照图1、图4和图5，四个平衡气缸11分别固定安装在外壳底面四角，平衡气缸11包括固定设置于外壳底面的固定框16，固定框16的底部连接气缸本体17，气缸本体17内设有可向下伸缩的气筒20，具体的气筒20上端固定于气缸本体17内，气筒20底端的外壳底面开设有小孔，以使气筒20底端能够延伸至外壳底部之外，小孔与气筒20的位置相对应，且小孔横截面大于或等于气筒20的横截面。基于热胀冷缩的原理，气筒20可向下伸缩，具体的气筒20受热则气筒20底端延伸至外壳底部以外，并向下伸展；气筒20温度降低则气筒20底端向上缩回。气缸本体17一端连接加热电阻丝18，另一端与冷风扇连接；冷风扇与第一导电环3电性连接，加热电阻丝18与第二导电环15电性连接。垂向杆4在装置倾斜时与第一导电环3和第二导电环15接触，以使垂向杆4、导电环、电源13、平衡气缸11和电源13构成的温控电路导通。

温压自动平衡装置的工作原理具体如下：装置承载高精度仪器在野外进行测绘工作，仪器通过固定板23固定于外壳顶端外侧，当温压自动平衡装置所处的路面不水平，使装置及陀螺仪发生倾斜时，垂向杆4由于第二圆锤7的重力作用，始终保持竖直向下。此时导电环由于装置的倾斜发生偏移，以使垂向杆4两端分别与第一导电环3和第二导电环15接触，垂向杆4、导电环、电源13、平衡气缸11和电源13构成的温控电路导通。相对较高一侧的平衡气缸11的冷却扇19与第一导电环3之间的电路导通，冷却扇19工作降低气缸本体17内的温度和压强，使气筒20底端向上收缩；相对较低一侧的平衡气缸11的加热电阻丝18与第二导电环15之间的电路导通，加热电阻丝18工作，增大相应气缸本体17内的温度和压强，使气筒20底端向下伸张，气筒20顶端的反作用力将装置的一侧向上抬起，提升装置一侧的高度。使装置变为水平，进而使装置承载高精度仪器保持水平状态。装置水平后，垂向杆4与导电环不接触，温控电路断开。

本发明实施例提供的温压自动平衡装置，利用陀螺仪作为温控电路通路与断路的枢纽，使装置内部的平衡气缸根据温控电路的通断作出响应，进行升温或降温的工作来调节平衡气缸内的压强；气缸本体因内部的压强发生改变而使其自带的气筒向下伸缩，从而使装置发生升降进而达到平衡的目的。本发明通过温压自动平衡装置自动调节仪器的平衡，减少了工作时间，提高了仪器数据采集的精准度和效率。

图6为根据本发明实施例提供的电路接触柱的结构示意图，参照图1和图6，各个所述平衡气缸11分别通过电路接触柱与导电环连接，所述电路接触柱包括支撑柱9，所述支撑柱9的上下两端分别设有第一接触枝22和第二接触枝10；

所述第一接触枝22一端连接冷风扇，另一端连接所述第一导电环3的一扇形金属块，所述第二接触枝10一端连接加热电阻丝18，另一端连接所述第二导电环15的一扇形金属块。

具体地，第一导电环3和第二导电环15均由四块均等的扇形金属块胶合而成，且各扇形金属块之间不导电。当温压自动平衡装置所处的路面不水平，使垂向杆4两端分别与第一导电环3和第二导电环15接触，垂向杆4、导电环、电源13、平衡气缸11和电源13构成的温控电路导通时，第一接触枝22两端分别连接冷风扇和第一导电环3的一扇形金属块，用于控制冷风扇的启停。第二接触枝10两端分别连接加热电阻丝18和第二导电环15的一扇形金属块，用于控制加热电阻丝18的启停。各扇形金属块之间不导电，使得温控电路中连通两个位置相对的平衡气缸11，其中较高一侧平衡气缸11的冷风扇通过第一接触枝22连接第一导电环3的一扇形金属块，较低一侧平衡气缸11的加热电阻丝18通过第二接触枝10连接第二导电环15的一扇形金属块。

在上述各实施例的基础上，参照图1，温压自动平衡装置还包括电源13和电路盒12，所述平衡气缸11通过电路盒12分别连接电源13和电路接触柱。本实施例中，电路盒12内设有若干导线，使平衡气缸11通过电路盒12分别与电源13和电路接触柱电性连接。

在上述各实施例的基础上，所述温压自动平衡装置还包括被动齿轮8和调节齿轮14，被动齿轮8的上端面连接第二导电环15，下端面固定于外壳底面，所述调节齿轮14一端与被动齿轮8在外壳内啮合，所述调节齿轮14的另一端延伸至外壳外。在温压自动平衡装置工作时，转动调节齿轮14，带动被动齿轮8旋转，进而带动导电环旋转，调整导电环与电路接触柱的连接部位，此时温压自动平衡装置继续工作，并自动调节水平。本实施例通过转动调节齿轮14调整调整导电环与电路接触柱的连接部位，检验温压自动平衡装置的调节效果，进一步提高了装置的稳定性。

在上述各实施例的基础上，第二圆锤7的质量大于第一圆锤21。当温压自动平衡装置所处的路面不水平，使装置及陀螺仪发生倾斜时，垂向杆4由于第二圆锤7的重力作用，始终保持竖直向下。此时导电环由于装置的倾斜发生偏移，以使垂向杆4两端分别与第一导电环3和第二导电环15接触，垂向杆4、导电环、电源13、平衡气缸11和电源13构成的温控电路导通。

本发明实施例提供的温压自动平衡装置，利用陀螺仪作为温控电路通路与断路的枢纽，使装置内部的平衡气缸根据温控电路的通断作出响应，进行升温或降温的工作来调节平衡气缸内的压强；气缸本体因内部的压强发生改变而使其自带的气筒向下伸缩，从而使装置发生升降进而达到平衡的目的。本发明通过温压自动平衡装置自动调节仪器的平衡，减少了工作时间，提高了仪器数据采集的精准度和效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种温压自动平衡装置，其特征在于，包括外壳、固定板、陀螺仪和电源，所述固定板安装于外壳上表面，所述陀螺仪固定于所述外壳的底面中部，所述外壳底面四角分别设有平衡气缸；

所述陀螺仪包括支柱、横向杆、垂向杆和导电环，所述横向杆固定连接于支柱上端，所述横向杆的中部连接有垂向杆，所述垂向杆的上下两端分别设有第一圆锤和第二圆锤；

所述导电环包括第一导电环和第二导电环，所述第一导电环设置于第一圆锤的外侧，所述第二导电环设置于第二圆锤的外侧，所述第一导电环与第二导电环通过连接杆连接，所述第一导电环和第二导电环均由四块均等的扇形金属块胶合而成，且各扇形金属块之间不导电；

所述平衡气缸包括固定设置于外壳底面的固定框，固定框的底部连接气缸本体，所述气缸本体内设有可上下伸缩的气筒，所述气缸本体一端连接加热电阻丝，另一端与冷风扇连接；所述冷风扇与第一导电环电性连接，所述加热电阻丝与第二导电环电性连接；

所述垂向杆用于在装置倾斜时与第一导电环和第二导电环接触，以使垂向杆、导电环、电源、平衡气缸和电源构成温控电路；

各个所述平衡气缸分别通过电路接触柱与导电环连接，所述电路接触柱包括支撑柱，所述支撑柱的上下两端分别设有第一接触枝和第二接触枝；

所述第一接触枝一端连接冷风扇，另一端连接所述第一导电环的一扇形金属块，所述第二接触枝一端连接加热电阻丝，另一端连接所述第二导电环的一扇形金属块；

所述温压自动平衡装置还包括被动齿轮和调节齿轮，所述被动齿轮的上端面连接第二导电环，下端面固定于外壳底面，所述调节齿轮一端与被动齿轮在外壳内啮合，所述调节齿轮的另一端延伸至外壳外。

2.根据权利要求1所述的温压自动平衡装置，其特征在于，所述温压自动平衡装置还包括电源和电路盒，所述平衡气缸通过电路盒分别连接电源和电路接触柱。

3.根据权利要求1所述的温压自动平衡装置，其特征在于，所述第二圆锤的质量大于第一圆锤。