CN109945896A - 一种遥控折叠棱镜装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种遥控折叠棱镜装置，包括若干折射棱镜座和远程控制端，若干折射棱镜座直线排列且等高设置；折射棱镜座包括本地控制器、折射棱镜、驱动模块、位置检测模块、本地无线传输模块和本地电源模块，本地控制器与驱动模块、位置检测模块和本地无线传输模块信号连接，本地电源模块分别与本地控制器、驱动模块、位置检测模块和本地无线传输模块电性连接；驱动模块还与折射棱镜连接；本地无线传输模块与远程控制端信号连接。本发明通过远程控制端来实现对折射棱镜的遥控控制，无需操作人员现场调整折叠棱镜姿态；折射棱镜座与远程控制端的通信基于LoRa无线传输模块，组建成本低，信号质量高，可完整覆盖整个比长基线场地。

Description

一种遥控折叠棱镜装置

技术领域

本发明涉及计量器具检测领域，尤其涉及一种遥控折叠棱镜装置。

背景技术

根据现有计量规定，全站仪的检定需要在比长基线场上进行，在比长基线场上大于1000米的地面上位于同一直线方向设置多个距离不等的观测墩并顺序编号，观测墩数量不少于7个，其间距通过标定后至少可以组合成21段标准距离，检定时，将全站仪安置在一个观测墩上，在其余的观测墩上放置折射棱镜。用全站仪照准棱镜进行测量，获得多个观测值，通过将观测值与标准距离进行比较，可计算全站仪的长度计量指标。

在测距仪检定工作中，需要重复多次架设棱镜，目前计量机构在实际工作中，大多是人工架设棱镜，需要至少3个人架设棱镜，效率较低，也容易给观测带来人为误差，影响了长度计量和校准的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种能实现棱镜位置远程调整的遥控折叠棱镜装置。

本发明提供了一种遥控折叠棱镜装置，包括若干折射棱镜座(1)和远程控制端(2)，若干折射棱镜座(1)直线排列且等高设置；所述折射棱镜座(1)包括本地控制器(11)、折射棱镜(12)、驱动模块(13)、位置检测模块(14)、本地无线传输模块(15)和本地电源模块(16)，本地控制器(11)与驱动模块(13)、位置检测模块(14)和本地无线传输模块(15)信号连接，本地电源模块(16)分别与本地控制器(11)、驱动模块(13)、位置检测模块(14)和本地无线传输模块(15)电性连接；驱动模块(13)还与折射棱镜(12)连接；本地无线传输模块(15)与远程控制端(2)信号连接；

位置检测模块(14)用于检测折射棱镜(12)位置，并向本地控制器(11)发出位置信号；

本地控制器(11)用于接收位置检测模块(14)反馈的位置信号，并通过驱动模块(13)带动折射棱镜(12)转动；本地控制器(11)还通过本地无线传输模块(15)与远程控制端(2)进行远程通信；

远程控制端(2)用于向本地控制器(11)发出控制指令，使本地控制器(11)调整当前折射棱镜座(1)的折射棱镜(12)的位置。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述本地控制器(11)为STM32F103C8T6单片机；本地控制器(11)的引脚20与电阻R1一端电性连接，电阻R1另一端接地；本地控制器(11)的引脚41分别与电阻R2的一端和电容C1的一端电性连接，电阻R2的另一端与3.3V电源电性连接，电容C1的另一端接地；引脚34与电阻R3的一端电性连接，电阻R3的另一端与3.3V电源电性连接；引脚37与电阻R4一端电性连接，电阻R4另一端接地；引脚6分别与晶振Y1的一端和电容C2的一端并联，引脚5分别与电容C3的一端和晶振Y1的另一端并联，电容C2的另一端与电容C3的另一端并联后接地；引脚44与电阻R5一端电性连接，电阻R5另一端接地；引脚7分别与电容C4的一端和电阻R6的一端并联，电容C4的另一端接地，电阻R6的另一端与3.3V电源电性连接；引脚24、引脚36、引脚48和引脚9并联后与3.3V电源电性连接；引脚23、引脚35、引脚47和引脚8并联后接地，3.3V电源与接地端之间并联有耦合电容器C5、C6、C7和C8。

进一步优选的，所述驱动模块(13)包括直流电机M和电机驱动芯片，电机驱动芯片分别与本地控制器(11)和直流电机M电性连接；电机驱动芯片为L298N；本地控制器(11)的引脚26与电阻R7的一端电性连接，电阻R7的另一端分别与三极管Q1的基极、电阻R8的一端和发光二极管LED1的正极并联，电阻R8的另一端和发光二极管LED1的负极、三极管Q1的发射极和二极管D1的正极并联后接地，三极管Q1的集电极分别与二极管D1的负极、电阻R9的一端和电机驱动芯片L298N的引脚6并联，电阻R9的另一端与3.3V电源电性连接；本地控制器(11)的引脚27与电阻R10的一端电性连接，电阻R10的另一端分别与三极管Q2的基极、电阻R11的一端和发光二极管LED2的正极并联，电阻R11的另一端和发光二极管LED2的负极、三极管Q2的发射极和二极管D2的正极并联后接地，三极管Q2的集电极分别与二极管D2的负极、电阻R12的一端和电机驱动芯片L298N的引脚5并联，电阻R12的另一端与3.3V电源电性连接；本地控制器(11)的引脚28与电阻R13的一端电性连接，电阻R13的另一端分别与三极管Q3的基极、电阻R14的一端和发光二极管LED3的正极并联，电阻R14的另一端和发光二极管LED3的负极、三极管Q3的发射极和二极管D3的正极并联后接地，三极管Q3的集电极分别与二极管D3的负极、电阻R15的一端和电机驱动芯片L298N的引脚7并联，电阻R15的另一端与3.3V电源电性连接；电机驱动芯片L298N的引脚8、引脚1和引脚15并联后接地；电机驱动芯片L298N的引脚9与5V电源电性连接；电机驱动芯片L298N的引脚2与二极管D5的正极、二极管D7的负极和直流电机M的一端并联，电机驱动芯片L298N的引脚3与二极管D6的正极、二极管D8的负极和直流电机M的另一端并联，二极管D7的正极与二极管D8的正极电性连接；电机驱动芯片L298N的引脚4分别与二极管D5的负极、二极管D6的负极和电阻R16的一端并联，电阻R16的另一端分别与电阻R17的一端、电容C9的一端、二极管D4的负极和本地控制器(11)的引脚12并联；二极管D4的正极、电容C9的另一端和电阻R17的另一端并联后接地。

更进一步优选的，所述位置检测模块(14)包括第一NPN接近开关、第二NPN接近开关、第一光耦开关和第二光耦开关；第一NPN接近开关的引脚3分别与电阻R18的一端和5V电源并联，第一NPN接近开关的引脚2分别与电阻R18的另一端和电阻R19的一端并联，电阻R19的另一端与第一光耦开关的引脚1电性连接，第一NPN接近开关的引脚1与第一光耦开关的引脚2连接后接地，第一光耦开关的引脚4接地，第一光耦开关的引脚5分别与本地控制器(11)的引脚10和电阻R20的一端并联，电阻R20的另一端与3.3V电源电性连接；第二NPN接近开关的引脚3与电阻R21的一端和5V电源并联，第二NPN接近开关的引脚2分别与电阻R21的另一端和电阻R22的一端并联，电阻R22的另一端与第二光耦开关的引脚1电性连接；第二NPN接近开关的引脚1与第二光耦开关的引脚2连接后接地，第二光耦开关的引脚4接地，第二光耦开关的引脚5分别与本地控制器(11)的引脚11和电阻R23的一端并联，电阻R23的另一端与3.3V电源电性连接。

再进一步优选的，所述本地无线传输模块(15)为AS32-TTL-100数据传输模块；本地无线传输模块(15)的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4和引脚5分别与本地控制器(11)的引脚45、引脚46、引脚21、引脚22和引脚25电性连接，本地无线传输模块(15)的引脚6与3.3V电源电性连接；本地无线传输模块(15)的引脚7接地。

再进一步优选的，所述本地电源模块(16)包括5V稳压芯片和第一3.3V稳压芯片；5V稳压芯片为AMS1117-5；5V稳压芯片的引脚3分别与二极管D9的负极、电容C10的一端和电容C11的一端并联；二极管D9的正极与12V电源电性连接；5V稳压芯片的引脚2分别与5V电压输出端、电容C12的一端和电容C13的另一端并联；电容C10的另一端、电容C11的另一端、电容C12的另一端和电容C13的另一端与5V稳压芯片的引脚1并联后接地；第一3.3V稳压芯片为AMS1117-3.3，第一3.3V稳压芯片的引脚3分别与5V电压输入端、电容C14的一端和电容C15的一端并联；第一3.3V稳压芯片的引脚2分别与3.3V电源输出端、电容C6的一端和电容C17的一端并联，电容C14的另一端、电容C15的另一端、电容C16的另一端和电容C17的另一端与第一3.3V稳压芯片的引脚1并联后接地。

在以上技术方案的基础上，进一步优选的，所述远程控制端(2)包括远程控制器(21)、显示输入模块(22)、远程无线传输模块(23)和远程电源模块(24)，远程控制器(21)分别与显示输入模块(22)、远程无线传输模块(23)和远程电源模块(24)电性连接，远程电源模块(24)还分别与显示输入模块(22)和远程无线传输模块(23)电性连接；

其中远程控制器(21)为STM32F103C8T6单片机，远程控制器(21)的引脚20与电阻R24的一端电性连接，电阻R24的另一端接地；远程控制器(21)的引脚41分别与电阻R25的一端和电容C18的一端并联，电阻R25的另一端与3.3V电源电性连接，电容C18的另一端接地，电容C18的两端还并联有复位开关S0；远程控制器(21)的引脚34与电阻R26的一端电性连接，电阻R26的另一端与3.3V电源电性连接；远程控制器(21)的引脚37与电阻R27的一端电性连接，电阻R27的另一端接地；远程控制器(21)的引脚6分别与电容C19的一端和晶振Y2的一端并联，引脚5分别与电容C20的一端和晶振Y2的另一端并联，电容C19的另一端与电容C20的另一端并联后接地；引脚44与电阻R28的一端电性连接，电阻R28的另一端接地；引脚7分别与电容C21的一端和电阻R29的一端并联，电容C21的另一端接地，电阻R29的另一端与3.3V电源电性连接；引脚24、引脚36、引脚48和引脚9并联后与3.3V电源电性连接；引脚23、引脚35、引脚47和引脚8并联后接地，3.3V电源与接地端之间并联有耦合电容器C22、C23、C24和C25。

进一步优选的，所述显示输入模块(22)包括按键S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7和S8，发光二极管LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9、LED10和LED11；发光二极管LED4的正极与电阻R30的一端电性连接，发光二极管LED4的负极与远程控制器(21)的引脚10电性连接；发光二极管LED5的正极与电阻R31的一端电性连接，发光二极管LED5的负极与远程控制器(21)的引脚11电性连接；发光二极管LED6的正极与电阻R32的一端电性连接，发光二极管LED6的负极与远程控制器(21)的引脚12电性连接；发光二极管LED7的正极与电阻R33的一端电性连接，发光二极管LED7的负极与远程控制器(21)的引脚13电性连接；发光二极管LED8的正极与电阻R34的一端电性连接，发光二极管LED8的负极与远程控制器(21)的引脚14电性连接；发光二极管LED9的正极与电阻R35的一端电性连接，发光二极管LED9的负极与远程控制器(21)的引脚15电性连接；发光二极管LED10的正极与电阻R36的一端电性连接，发光二极管LED10的负极与远程控制器(21)的引脚16电性连接；发光二极管LED11的正极与电阻R37的一端电性连接，发光二极管LED11的负极与远程控制器(21)的引脚17电性连接；电阻R30的另一端、电阻R31的另一端、电阻R32的另一端、电阻R33的另一端、电阻R34的另一端、电阻R35的另一端、电阻R36的另一端和电阻R37的另一端均与3.3V电源电性连接；

所述按键S1的一端分别与按键S3、按键S5、按键S7、电容C26的一端和远程控制器(21)的引脚43并联；按键S1的另一端分别与按键S2的一端和远程控制器(21)的引脚25并联；按键S3的另一端分别与按键S4的一端和远程控制器(21)的引脚26并联；按键S5的另一端分别与按键S6的一端和远程控制器(21)的引脚27并联；按键S7的另一端分别与按键S8的一端和远程控制器(21)的引脚28并联；按键S2的另一端、按键S4的另一端、按键S6的另一端和按键S8的另一端、电容C27的一端并联在远程控制器(21)的引脚42上，电容C27的另一端与电容C26的另一端串联后接地；远程控制器(21)的引脚42还与电阻R39的一端并联，远程控制器(21)的引脚43还与电阻R38的一端并联，电阻R39的另一端与电阻R38的另一端并联后与3.3V电源电性连接。

更进一步优选的，所述远程无线传输模块(23)为E32-TTL-100无线串口模块；远程无线传输模块(23)的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4和引脚5分别与远程控制器(21)的引脚45、引脚46、引脚21、引脚22和引脚29电性连接；远程无线传输模块(23)的引脚6与3.3V电源电性连接，远程无线传输模块(23)的引脚7接地。

再进一步优选的，所述远程电源模块(24)包括切换开关K1、第二3.3V稳压芯片和microUSB接口；切换开关K1的引脚3与二极管D10的负极电性连接，二极管D10的正极与熔断器FU1的一端电性连接，熔断器FU1的另一端与microUSB接口的引脚1电性连接；microUSB接口的引脚5接地；切换开关K1的引脚2与电池BT的正极电性和电阻R40的一端并联，电池BT的负极接地；电阻R40的另一端分别与分别与电阻R41的一端、二极管D11的负极、电容C28的一端和远程控制器(21)的引脚18并联；二极管D11的正极、电容C28的另一端和电阻R41的另一端并联后接地；切换开关K1的引脚1分别与第二3.3V稳压芯片的引脚3、电容C29的一端和电容C30的一端并联，第二3.3V稳压芯片的引脚2分别与3.3V电源输出端、电容C31的一端和电容C32的一端并联，第二3.3V稳压芯片的引脚1与电容C29的另一端、电容C30的另一端、电容C31的另一端和电容C32的另一端并联后接地。

本发明提供的一种遥控折叠棱镜装置，相对于现有技术，具有以下有益效果：

(1)本发明通过远程控制端来实现对折射棱镜的遥控控制，无需操作人员现场调整折叠棱镜姿态；

(2)折射棱镜座与远程控制端的通信基于LoRa无线传输模块，不依赖运营商网络，组建成本低，信号质量好，可完整覆盖整个比长基线场地；

(3)折射棱镜座自带位置检测功能，配合本地控制器和驱动模块可实现折射棱镜的位置及角度的任意切换；

(4)本发明扩展性强，不仅使用于全站仪检定，也可用于经纬仪、光电测距仪等距离检测设备的检定作业。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明一种遥控折叠棱镜装置的折射棱镜座和远程控制端的立体图；

图2为本发明一种遥控折叠棱镜装置的折射棱镜座的左视图；

图3为图2的A-A向剖视图；

图4为本发明一种遥控折叠棱镜装置的本地控制器的接线图；

图5为本发明一种遥控折叠棱镜装置的驱动模块的接线图；

图6为本发明一种遥控折叠棱镜装置的位置检测模块的接线图；

图7为本发明一种遥控折叠棱镜装置的本地无线传输模块的接线图；

图8为本发明一种遥控折叠棱镜装置的本地电源模块的接线图；

图9为本发明一种遥控折叠棱镜装置的远程控制器的接线图；

图10为本发明一种遥控折叠棱镜装置的显示输入模块的接线图；

图11为本发明一种遥控折叠棱镜装置的远程无线传输模块的接线图；

图12为本发明一种遥控折叠棱镜装置的远程电源模块的接线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种遥控折叠棱镜装置，包括若干折射棱镜座1和远程控制端2，若干折射棱镜座1直线排列且等高设置；折射棱镜座1包括本地控制器11、折射棱镜12、驱动模块13、位置检测模块14、本地无线传输模块15和本地电源模块16，本地控制器11与驱动模块13、位置检测模块14和本地无线传输模块15信号连接，本地电源模块16分别与本地控制器11、驱动模块13、位置检测模块14和本地无线传输模块15电性连接；驱动模块13还与折射棱镜12连接；本地无线传输模块15与远程控制端2信号连接。

其中，位置检测模块14用于检测折射棱镜12当前位置，并向本地控制器11发出位置信号；

本地控制器11用于接收位置检测模块14反馈的位置信号，并通过驱动模块13带动折射棱镜12转动；本地控制器11还通过本地无线传输模块15与远程控制端2进行远程通信；

远程控制端2用于向本地控制器11发出控制指令，使本地控制器11调整当前折射棱镜座1的折射棱镜12的位置。

如图4所示，本地控制器11为STM32F103C8T6单片机；本地控制器11的引脚20与电阻R1一端电性连接，电阻R1另一端接地；本地控制器11的引脚41分别与电阻R2的一端和电容C1的一端电性连接，电阻R2的另一端与3.3V电源电性连接，电容C1的另一端接地；引脚34与电阻R3的一端电性连接，电阻R3的另一端与3.3V电源电性连接；引脚37与电阻R4一端电性连接，电阻R4另一端接地；引脚6分别与晶振Y1的一端和电容C2的一端并联，引脚5分别与电容C3的一端和晶振Y1的另一端并联，电容C2的另一端与电容C3的另一端并联后接地；引脚44与电阻R5一端电性连接，电阻R5另一端接地；引脚7分别与电容C4的一端和电阻R6的一端并联，电容C4的另一端接地，电阻R6的另一端与3.3V电源电性连接；引脚24、引脚36、引脚48和引脚9并联后与3.3V电源电性连接；引脚23、引脚35、引脚47和引脚8并联后接地，3.3V电源与接地端之间并联有耦合电容器C5、C6、C7和C8。本地控制器11为意法半导体公司的32为单片机，其功能强大，扩展性好。图4为本地控制器11的最小系统，通过与驱动模块13、位置检测模块14、本地无线传输模块15和本地电源模块16相连，可以自主实现折射棱镜12位置驱动、折射棱镜12位置检测或者接收远程控制端2的控制指令实现折射棱镜12远程驱动。图4所示结构形成了单片机最小系统。耦合电容器C5、C6、C7和C8能使3.3V电源和地线之间形成低阻态状态，使3.3V电源接近理想电压源。

如图5所示，驱动模块13包括直流电机M和电机驱动芯片，电机驱动芯片分别与本地控制器11和直流电机M电性连接。本发明中电机驱动芯片为L298N；本地控制器11的引脚26与电阻R7的一端电性连接，电阻R7的另一端分别与三极管Q1的基极、电阻R8的一端和发光二极管LED1的正极并联，电阻R8的另一端和发光二极管LED1的负极、三极管Q1的发射极和二极管D1的正极并联后接地，三极管Q1的集电极分别与二极管D1的负极、电阻R9的一端和电机驱动芯片L298N的引脚6并联，电阻R9的另一端与3.3V电源电性连接；本地控制器11的引脚27与电阻R10的一端电性连接，电阻R10的另一端分别与三极管Q2的基极、电阻R11的一端和发光二极管LED2的正极并联，电阻R11的另一端和发光二极管LED2的负极、三极管Q2的发射极和二极管D2的正极并联后接地，三极管Q2的集电极分别与二极管D2的负极、电阻R12的一端和电机驱动芯片L298N的引脚5并联，电阻R12的另一端与3.3V电源电性连接；本地控制器11的引脚28与电阻R13的一端电性连接，电阻R13的另一端分别与三极管Q3的基极、电阻R14的一端和发光二极管LED3的正极并联，电阻R14的另一端和发光二极管LED3的负极、三极管Q3的发射极和二极管D3的正极并联后接地，三极管Q3的集电极分别与二极管D3的负极、电阻R15的一端和电机驱动芯片L298N的引脚7并联，电阻R15的另一端与3.3V电源电性连接；电机驱动芯片L298N的引脚8、引脚1和引脚15并联后接地；电机驱动芯片L298N的引脚9与5V电源电性连接；电机驱动芯片L298N的引脚2与二极管D5的正极、二极管D7的负极和直流电机M的一端并联，电机驱动芯片L298N的引脚3与二极管D6的正极、二极管D8的负极和直流电机M的另一端并联，二极管D7的正极与二极管D8的正极电性连接；电机驱动芯片L298N的引脚4分别与二极管D5的负极、二极管D6的负极和电阻R16的一端并联，电阻R16的另一端分别与电阻R17的一端、电容C9的一端、二极管D4的负极和本地控制器11的引脚12并联；二极管D4的正极、电容C9的另一端和电阻R17的另一端并联后接地。驱动模块13的电机M的输出轴与折射棱镜12连接，可带动折射棱镜12进行位置变换，当需要指定位置的折射棱镜12升起时，驱动模块13可实现折射棱镜12的升起和降下，使得全站仪可以利用该折射棱镜12进行距离检定。

如图6所示，位置检测模块14包括第一NPN接近开关、第二NPN接近开关、第一光耦开关和第二光耦开关；第一NPN接近开关的引脚3分别与电阻R18的一端和5V电源并联，第一NPN接近开关的引脚2分别与电阻R18的另一端和电阻R19的一端并联，电阻R19的另一端与第一光耦开关的引脚1电性连接，第一NPN接近开关的引脚1与第一光耦开关的引脚2连接后接地，第一光耦开关的引脚4接地，第一光耦开关的引脚5分别与本地控制器11的引脚10和电阻R20的一端并联，电阻R20的另一端与3.3V电源电性连接；第二NPN接近开关的引脚3与电阻R21的一端和5V电源并联，第二NPN接近开关的引脚2分别与电阻R21的另一端和电阻R22的一端并联，电阻R22的另一端与第二光耦开关的引脚1电性连接；第二NPN接近开关的引脚1与第二光耦开关的引脚2连接后接地，第二光耦开关的引脚4接地，第二光耦开关的引脚5分别与本地控制器11的引脚11和电阻R23的一端并联，电阻R23的另一端与3.3V电源电性连接。位置检测模块14可对折射棱镜12当前位置进行检测，当折射棱镜12到达工作位置或者待机位置时，可被位置检测模块14检测到，从而使本地控制器11控制直流电机M停止并保持棱镜当前位置。

如图7所示，本地无线传输模块15为AS32-TTL-100数据传输模块；本地无线传输模块15的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4和引脚5分别与本地控制器11的引脚45、引脚46、引脚21、引脚22和引脚25电性连接，本地无线传输模块15的引脚6与3.3V电源电性连接；本地无线传输模块15的引脚7接地。本地无线传输模块15通过与本地控制器11的串口连接，通过本地无线传输模块15可实现与远程控制端2的数据传输。

如图8所示，本地电源模块16包括5V稳压芯片和第一3.3V稳压芯片；5V稳压芯片为AMS1117-5；5V稳压芯片的引脚3分别与二极管D9的负极、电容C10的一端和电容C11的一端并联；二极管D9的正极与12V电源电性连接；5V稳压芯片的引脚2分别与5V电压输出端、电容C12的一端和电容C13的另一端并联；电容C10的另一端、电容C11的另一端、电容C12的另一端和电容C13的另一端与5V稳压芯片的引脚1并联后接地；第一3.3V稳压芯片为AMS1117-3.3，第一3.3V稳压芯片的引脚3分别与5V电压输入端、电容C14的一端和电容C15的一端并联；第一3.3V稳压芯片的引脚2分别与3.3V电源输出端、电容C6的一端和电容C17的一端并联，电容C14的另一端、电容C15的另一端、电容C16的另一端和电容C17的另一端与第一3.3V稳压芯片的引脚1并联后接地。

如图1结合图9、图10、图11和图12，远程控制端2包括远程控制器21、显示输入模块22、远程无线传输模块23和远程电源模块24，远程控制器21分别与显示输入模块22、远程无线传输模块23和远程电源模块24电性连接，远程电源模块24还分别与显示输入模块22和远程无线传输模块23电性连接；

其中远程控制器21为STM32F103C8T6单片机，远程控制器21的引脚20与电阻R24的一端电性连接，电阻R24的另一端接地；远程控制器21的引脚41分别与电阻R25的一端和电容C18的一端并联，电阻R25的另一端与3.3V电源电性连接，电容C18的另一端接地，电容C18的两端还并联有复位开关S0；远程控制器21的引脚34与电阻R26的一端电性连接，电阻R26的另一端与3.3V电源电性连接；远程控制器21的引脚37与电阻R27的一端电性连接，电阻R27的另一端接地；远程控制器21的引脚6分别与电容C19的一端和晶振Y2的一端并联，引脚5分别与电容C20的一端和晶振Y2的另一端并联，电容C19的另一端与电容C20的另一端并联后接地；引脚44与电阻R28的一端电性连接，电阻R28的另一端接地；引脚7分别与电容C21的一端和电阻R29的一端并联，电容C21的另一端接地，电阻R29的另一端与3.3V电源电性连接；引脚24、引脚36、引脚48和引脚9并联后与3.3V电源电性连接；引脚23、引脚35、引脚47和引脚8并联后接地，3.3V电源与接地端之间并联有耦合电容器C22、C23、C24和C25。本发明的远程控制器21与本地控制器11选用的单片机相同。通过显示输入模块22、远程无线传输模块23和远程电源模块24可实现按键输入，并通过与本地无线传输模块15通信，实现指定折射棱镜12的远程控制。

如图10所示，显示输入模块22包括按键S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7和S8，发光二极管LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9、LED10和LED11；发光二极管LED4的正极与电阻R30的一端电性连接，发光二极管LED4的负极与远程控制器21的引脚10电性连接；发光二极管LED5的正极与电阻R31的一端电性连接，发光二极管LED5的负极与远程控制器21的引脚11电性连接；发光二极管LED6的正极与电阻R32的一端电性连接，发光二极管LED6的负极与远程控制器21的引脚12电性连接；发光二极管LED7的正极与电阻R33的一端电性连接，发光二极管LED7的负极与远程控制器21的引脚13电性连接；发光二极管LED8的正极与电阻R34的一端电性连接，发光二极管LED8的负极与远程控制器21的引脚14电性连接；发光二极管LED9的正极与电阻R35的一端电性连接，发光二极管LED9的负极与远程控制器21的引脚15电性连接；发光二极管LED10的正极与电阻R36的一端电性连接，发光二极管LED10的负极与远程控制器21的引脚16电性连接；发光二极管LED11的正极与电阻R37的一端电性连接，发光二极管LED11的负极与远程控制器21的引脚17电性连接；电阻R30的另一端、电阻R31的另一端、电阻R32的另一端、电阻R33的另一端、电阻R34的另一端、电阻R35的另一端、电阻R36的另一端和电阻R37的另一端均与3.3V电源电性连接。

按键S1的一端分别与按键S3、按键S5、按键S7、电容C26的一端和远程控制器21的引脚43并联；按键S1的另一端分别与按键S2的一端和远程控制器21的引脚25并联；按键S3的另一端分别与按键S4的一端和远程控制器21的引脚26并联；按键S5的另一端分别与按键S6的一端和远程控制器21的引脚27并联；按键S7的另一端分别与按键S8的一端和远程控制器21的引脚28并联；按键S2的另一端、按键S4的另一端、按键S6的另一端和按键S8的另一端、电容C27的一端并联在远程控制器21的引脚42上，电容C27的另一端与电容C26的另一端串联后接地；远程控制器21的引脚42还与电阻R39的一端并联，远程控制器21的引脚43还与电阻R38的一端并联，电阻R39的另一端与电阻R38的另一端并联后与3.3V电源电性连接。上述按键S1—S8组成了按键矩阵，且每个按键与一个发光二极管一一对应。按下开关时，会亮起对应的发光二极管，便于操作者核对相应的检测距离。

如图11所示，远程无线传输模块23为E32-TTL-100无线串口模块；远程无线传输模块23的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4和引脚5分别与远程控制器21的引脚45、引脚46、引脚21、引脚22和引脚29电性连接；远程无线传输模块23的引脚6与3.3V电源电性连接，远程无线传输模块23的引脚7接地。远程无线传输模块23也是LoRa物联网无线模块。

如图12所示，远程电源模块24包括切换开关K1、第二3.3V稳压芯片和microUSB接口；切换开关K1的引脚3与二极管D10的负极电性连接，二极管D10的正极与熔断器FU1的一端电性连接，熔断器FU1的另一端与microUSB接口的引脚1电性连接；microUSB接口的引脚5接地；切换开关K1的引脚2与电池BT的正极和电阻R40的一端并联，电池BT的负极接地；电阻R40的另一端分别与分别与电阻R41的一端、二极管D11的负极、电容C28的一端和远程控制器21的引脚18并联；二极管D11的正极、电容C28的另一端和电阻R41的另一端并联后接地；切换开关K1的引脚1分别与第二3.3V稳压芯片的引脚3、电容C29的一端和电容C30的一端并联，第二3.3V稳压芯片的引脚2分别与3.3V电源输出端、电容C31的一端和电容C32的一端并联，第二3.3V稳压芯片的引脚1与电容C29的另一端、电容C30的另一端、电容C31的另一端和电容C32的另一端并联后接地。通过切换开关K1的状态变化，远程电源模块24可以与使用本地的电池BT提供电源，也能使用microUSB接口对电池BT进行充电。电阻R40、R41、电容C28和二极管D11可以起到电池BT电压监控的作用，电阻R40和R41能进行分压，防止远程控制端2引脚过流烧毁。

如图1结合图2和图3所示，图中提供了本发明的一种折射棱镜座1的具体结构。如图3所示，折射棱镜座1具有一柱状的中空壳体10，壳体10内设置有竖直的安装板，安装板由下至上依次设置有本地电源模块16、本地控制器11、折射棱镜12、位置检测模块14和驱动模块13，壳体10内壁设置有本地无线传输模块15。在壳体10顶部开设有凹槽，凹槽沿铅垂方向贯通壳体10，凹槽的一端与壳体10同心设置；壳体10中心处设置有转轴17，转轴17沿铅垂方向竖直向上延伸；转轴17与直流电机M的输出轴连接且直流电机M的输出轴与转轴17的中心轴正交设置。转轴17顶部设置有三爪固定座18，三爪固定座18顶部固定设置有折射棱镜12。安装板上设置有第一止动杆，第一止动杆内设置有第一NPN接近开关；凹槽外侧的壳体10上设置有第二止动杆，第二止动杆内设置有第二NPN接近开关。第一止动杆与第二止动杆的中心轴线垂直。如图3所示，当转轴17位于竖直位置时，转轴17的表面与第一止动杆和第一NPN接近开关接触；当驱动模块13带动转轴17转动至第二止动杆位置时，转轴17的表面与第二止动杆和第二NPN接近开关接触；本地控制器11接收到第一NPN接近开关或者第二NPN接近开关发出的信号后，即折射棱镜12进行90°顺时针或逆时针转动后，第一NPN接近开关或者第二NPN接近开关会发出位置信号，进而本地控制器11会使直流电机M停止运行，并保持当前位置不变，从而达到辅助检测和棱镜位置控制的功能。实施例中采用了两个NPN接近开关，当然本发明也可以采用两个以上的NPN接近开关，做出更大角度范围和更多姿态的调整，以适应多样化的检测需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种遥控折叠棱镜装置，其特征在于：包括若干折射棱镜座(1)和远程控制端(2)，若干折射棱镜座(1)直线排列且等高设置；所述折射棱镜座(1)包括本地控制器(11)、折射棱镜(12)、驱动模块(13)、位置检测模块(14)、本地无线传输模块(15)和本地电源模块(16)，本地控制器(11)与驱动模块(13)、位置检测模块(14)和本地无线传输模块(15)信号连接，本地电源模块(16)分别与本地控制器(11)、驱动模块(13)、位置检测模块(14)和本地无线传输模块(15)电性连接；驱动模块(13)还与折射棱镜(12)连接；本地无线传输模块(15)与远程控制端(2)信号连接；

位置检测模块(14)用于检测折射棱镜(12)的位置，并向本地控制器(11)发出位置信号；

本地控制器(11)用于接收位置检测模块(14)反馈的位置信号，并通过驱动模块(13)带动折射棱镜(12)转动；本地控制器(11)还通过本地无线传输模块(15)与远程控制端(2)进行远程通信；

远程控制端(2)用于向本地控制器(11)发出控制指令，使本地控制器(11)调整当前折射棱镜座(1)的折射棱镜(12)的位置。

2.如权利要求1所述的一种遥控折叠棱镜装置，其特征在于：所述本地控制器(11)为STM32F103C8T6单片机；本地控制器(11)的引脚20与电阻R1一端电性连接，电阻R1另一端接地；本地控制器(11)的引脚41分别与电阻R2的一端和电容C1的一端电性连接，电阻R2的另一端与3.3V电源电性连接，电容C1的另一端接地；引脚34与电阻R3的一端电性连接，电阻R3的另一端与3.3V电源电性连接；引脚37与电阻R4一端电性连接，电阻R4另一端接地；引脚6分别与晶振Y1的一端和电容C2的一端并联，引脚5分别与电容C3的一端和晶振Y1的另一端并联，电容C2的另一端与电容C3的另一端并联后接地；引脚44与电阻R5一端电性连接，电阻R5另一端接地；引脚7分别与电容C4的一端和电阻R6的一端并联，电容C4的另一端接地，电阻R6的另一端与3.3V电源电性连接；引脚24、引脚36、引脚48和引脚9并联后与3.3V电源电性连接；引脚23、引脚35、引脚47和引脚8并联后接地，3.3V电源与接地端之间并联有耦合电容器C5、C6、C7和C8。

3.如权利要求2所述的一种遥控折叠棱镜装置，其特征在于：所述驱动模块(13)包括直流电机M和电机驱动芯片，电机驱动芯片分别与本地控制器(11)和直流电机M电性连接；电机驱动芯片为L298N；本地控制器(11)的引脚26与电阻R7的一端电性连接，电阻R7的另一端分别与三极管Q1的基极、电阻R8的一端和发光二极管LED1的正极并联，电阻R8的另一端和发光二极管LED1的负极、三极管Q1的发射极和二极管D1的正极并联后接地，三极管Q1的集电极分别与二极管D1的负极、电阻R9的一端和电机驱动芯片L298N的引脚6并联，电阻R9的另一端与3.3V电源电性连接；本地控制器(11)的引脚27与电阻R10的一端电性连接，电阻R10的另一端分别与三极管Q2的基极、电阻R11的一端和发光二极管LED2的正极并联，电阻R11的另一端和发光二极管LED2的负极、三极管Q2的发射极和二极管D2的正极并联后接地，三极管Q2的集电极分别与二极管D2的负极、电阻R12的一端和电机驱动芯片L298N的引脚5并联，电阻R12的另一端与3.3V电源电性连接；本地控制器(11)的引脚28与电阻R13的一端电性连接，电阻R13的另一端分别与三极管Q3的基极、电阻R14的一端和发光二极管LED3的正极并联，电阻R14的另一端和发光二极管LED3的负极、三极管Q3的发射极和二极管D3的正极并联后接地，三极管Q3的集电极分别与二极管D3的负极、电阻R15的一端和电机驱动芯片L298N的引脚7并联，电阻R15的另一端与3.3V电源电性连接；电机驱动芯片L298N的引脚8、引脚1和引脚15并联后接地；电机驱动芯片L298N的引脚9与5V电源电性连接；电机驱动芯片L298N的引脚2与二极管D5的正极、二极管D7的负极和直流电机M的一端并联，电机驱动芯片L298N的引脚3与二极管D6的正极、二极管D8的负极和直流电机M的另一端并联，二极管D7的正极与二极管D8的正极电性连接；电机驱动芯片L298N的引脚4分别与二极管D5的负极、二极管D6的负极和电阻R16的一端并联，电阻R16的另一端分别与电阻R17的一端、电容C9的一端、二极管D4的负极和本地控制器(11)的引脚12并联；二极管D4的正极、电容C9的另一端和电阻R17的另一端并联后接地。

4.如权利要求2所述的一种遥控折叠棱镜装置，其特征在于：所述位置检测模块(14)包括第一NPN接近开关、第二NPN接近开关、第一光耦开关和第二光耦开关；第一NPN接近开关的引脚3分别与电阻R18的一端和5V电源并联，第一NPN接近开关的引脚2分别与电阻R18的另一端和电阻R19的一端并联，电阻R19的另一端与第一光耦开关的引脚1电性连接，第一NPN接近开关的引脚1与第一光耦开关的引脚2连接后接地，第一光耦开关的引脚4接地，第一光耦开关的引脚5分别与本地控制器(11)的引脚10和电阻R20的一端并联，电阻R20的另一端与3.3V电源电性连接；第二NPN接近开关的引脚3与电阻R21的一端和5V电源并联，第二NPN接近开关的引脚2分别与电阻R21的另一端和电阻R22的一端并联，电阻R22的另一端与第二光耦开关的引脚1电性连接；第二NPN接近开关的引脚1与第二光耦开关的引脚2连接后接地，第二光耦开关的引脚4接地，第二光耦开关的引脚5分别与本地控制器(11)的引脚11和电阻R23的一端并联，电阻R23的另一端与3.3V电源电性连接。

5.如权利要求2所述的一种遥控折叠棱镜装置，其特征在于：所述本地无线传输模块(15)为AS32-TTL-100数据传输模块；本地无线传输模块(15)的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4和引脚5分别与本地控制器(11)的引脚45、引脚46、引脚21、引脚22和引脚25电性连接，本地无线传输模块(15)的引脚6与3.3V电源电性连接；本地无线传输模块(15)的引脚7接地。

6.如权利要求2所述的一种遥控折叠棱镜装置，其特征在于：所述本地电源模块(16)包括5V稳压芯片和第一3.3V稳压芯片；5V稳压芯片为AMS1117-5；5V稳压芯片的引脚3分别与二极管D9的负极、电容C10的一端和电容C11的一端并联；二极管D9的正极与12V电源电性连接；5V稳压芯片的引脚2分别与5V电压输出端、电容C12的一端和电容C13的另一端并联；电容C10的另一端、电容C11的另一端、电容C12的另一端和电容C13的另一端与5V稳压芯片的引脚1并联后接地；第一3.3V稳压芯片为AMS1117-3.3，第一3.3V稳压芯片的引脚3分别与5V电压输入端、电容C14的一端和电容C15的一端并联；第一3.3V稳压芯片的引脚2分别与3.3V电源输出端、电容C6的一端和电容C17的一端并联，电容C14的另一端、电容C15的另一端、电容C16的另一端和电容C17的另一端与第一3.3V稳压芯片的引脚1并联后接地。

7.如权利要求2所述的一种遥控折叠棱镜装置，其特征在于：所述远程控制端(2)包括远程控制器(21)、显示输入模块(22)、远程无线传输模块(23)和远程电源模块(24)，远程控制器(21)分别与显示输入模块(22)、远程无线传输模块(23)和远程电源模块(24)电性连接，远程电源模块(24)还分别与显示输入模块(22)和远程无线传输模块(23)电性连接；

其中远程控制器(21)为STM32F103C8T6单片机，远程控制器(21)的引脚20与电阻R24的一端电性连接，电阻R24的另一端接地；远程控制器(21)的引脚41分别与电阻R25的一端和电容C18的一端并联，电阻R25的另一端与3.3V电源电性连接，电容C18的另一端接地，电容C18的两端还并联有复位开关S0；远程控制器(21)的引脚34与电阻R26的一端电性连接，电阻R26的另一端与3.3V电源电性连接；远程控制器(21)的引脚37与电阻R27的一端电性连接，电阻R27的另一端接地；远程控制器(21)的引脚6分别与电容C19的一端和晶振Y2的一端并联，引脚5分别与电容C20的一端和晶振Y2的另一端并联，电容C19的另一端与电容C20的另一端并联后接地；引脚44与电阻R28的一端电性连接，电阻R28的另一端接地；引脚7分别与电容C21的一端和电阻R29的一端并联，电容C21的另一端接地，电阻R29的另一端与3.3V电源电性连接；引脚24、引脚36、引脚48和引脚9并联后与3.3V电源电性连接；引脚23、引脚35、引脚47和引脚8并联后接地，3.3V电源与接地端之间并联有耦合电容器C22、C23、C24和C25。

8.如权利要求7所述的一种遥控折叠棱镜装置，其特征在于：所述显示输入模块(22)包括按键S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7和S8，发光二极管LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9、LED10和LED11；发光二极管LED4的正极与电阻R30的一端电性连接，发光二极管LED4的负极与远程控制器(21)的引脚10电性连接；发光二极管LED5的正极与电阻R31的一端电性连接，发光二极管LED5的负极与远程控制器(21)的引脚11电性连接；发光二极管LED6的正极与电阻R32的一端电性连接，发光二极管LED6的负极与远程控制器(21)的引脚12电性连接；发光二极管LED7的正极与电阻R33的一端电性连接，发光二极管LED7的负极与远程控制器(21)的引脚13电性连接；发光二极管LED8的正极与电阻R34的一端电性连接，发光二极管LED8的负极与远程控制器(21)的引脚14电性连接；发光二极管LED9的正极与电阻R35的一端电性连接，发光二极管LED9的负极与远程控制器(21)的引脚15电性连接；发光二极管LED10的正极与电阻R36的一端电性连接，发光二极管LED10的负极与远程控制器(21)的引脚16电性连接；发光二极管LED11的正极与电阻R37的一端电性连接，发光二极管LED11的负极与远程控制器(21)的引脚17电性连接；电阻R30的另一端、电阻R31的另一端、电阻R32的另一端、电阻R33的另一端、电阻R34的另一端、电阻R35的另一端、电阻R36的另一端和电阻R37的另一端均与3.3V电源电性连接；

所述按键S1的一端分别与按键S3、按键S5、按键S7、电容C26的一端和远程控制器(21)的引脚43并联；按键S1的另一端分别与按键S2的一端和远程控制器(21)的引脚25并联；按键S3的另一端分别与按键S4的一端和远程控制器(21)的引脚26并联；按键S5的另一端分别与按键S6的一端和远程控制器(21)的引脚27并联；按键S7的另一端分别与按键S8的一端和远程控制器(21)的引脚28并联；按键S2的另一端、按键S4的另一端、按键S6的另一端和按键S8的另一端、电容C27的一端并联在远程控制器(21)的引脚42上，电容C27的另一端与电容C26的另一端串联后接地；远程控制器(21)的引脚42还与电阻R39的一端并联，远程控制器(21)的引脚43还与电阻R38的一端并联，电阻R39的另一端与电阻R38的另一端并联后与3.3V电源电性连接。

9.如权利要求7所述的一种遥控折叠棱镜装置，其特征在于：所述远程无线传输模块(23)为E32-TTL-100无线串口模块；远程无线传输模块(23)的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4和引脚5分别与远程控制器(21)的引脚45、引脚46、引脚21、引脚22和引脚29电性连接；远程无线传输模块(23)的引脚6与3.3V电源电性连接，远程无线传输模块(23)的引脚7接地。

10.如权利要求7所述的一种遥控折叠棱镜装置，其特征在于：所述远程电源模块(24)包括切换开关K1、第二3.3V稳压芯片和microUSB接口；切换开关K1的引脚3与二极管D10的负极电性连接，二极管D10的正极与熔断器FU1的一端电性连接，熔断器FU1的另一端与microUSB接口的引脚1电性连接；microUSB接口的引脚5接地；切换开关K1的引脚2与电池BT的正极电性和电阻R40的一端并联，电池BT的负极接地；电阻R40的另一端分别与电阻R41的一端、二极管D11的负极、电容C28的一端和远程控制器(21)的引脚18并联；二极管D11的正极、电容C28的另一端和电阻R41的另一端并联后接地；切换开关K1的引脚1分别与第二3.3V稳压芯片的引脚3、电容C29的一端和电容C30的一端并联，第二3.3V稳压芯片的引脚2分别与3.3V电源输出端、电容C31的一端和电容C32的一端并联，第二3.3V稳压芯片的引脚1与电容C29的另一端、电容C30的另一端、电容C31的另一端和电容C32的另一端并联后接地。