CN111076054A

CN111076054A - 自动调节的水准平台

Info

Publication number: CN111076054A
Application number: CN202010031534.6A
Authority: CN
Inventors: 李跃伟; 何清友; 罗宇柱; 罗双庆; 邹佩; 王俊; 李霞
Original assignee: Chengdu Dayi Technology Co ltd; Sichuan Daotongda Engineering Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Dayi Technology Co ltd; Sichuan Daotongda Engineering Technology Co ltd
Priority date: 2020-01-13
Filing date: 2020-01-13
Publication date: 2020-04-28

Abstract

本发明公开了一种自动调节的水准平台，包括基板、调平板、球铰机构、弹性件、水平限位件、电子水准泡、控制器和自动升降机构，所述调平板上设置有定位孔和限位孔，所述球铰机构的下端固定在基板上，上端位于定位孔内；所述水平限位件的下端固定在基板上，上端位于限位孔内；所述弹性件的两端分别与调平板和基板固定连接，所述自动升降机构固定在基板上用于调节调平板的倾斜度，所述电子水准泡固定在调平板上，所述控制器固定在基板上，所述控制器根据电子水淮泡的反馈信息控制自动升降机构的升降。本发明结构简单，体积较小，能够自动而快速准确地调节至水平状态。

Description

自动调节的水准平台

技术领域

本发明涉及测量仪器输助工具领域，尤其涉及一种自动调节的水准平台。

背景技术

在土木工程测量、山体滑坡监测、各种变形位移监测行业中，通常都需要将监测设备（如激光测距仪、人工全站仪、测量机器人等）水平放置，然后再进行监测。可以说，监测设备在测量时是否处于水平状态，将影响测量结果的准确性。因此，有必要研发能够快速调节测量设备至水平状态的技术。

中国专利公告号为CN209197744U的现有技术在2019年8月2日公开了一种土木工程用便携式测量仪支撑装置，包括固定座，所述的固定座外圆周上均匀铰接有三个支撑脚，固定座外圆周上相邻两个所述的支撑脚之间通过两个连接杆铰接连接，所述的连接杆与支撑脚之间铰接连接，所述的固定座上转动设置有转动座，所述的转动座底部设置有转动柱，所述的转动柱底部设置有活动嵌设于固定座内的转动盘，所述的转动座上四角螺纹穿设有调节螺杆，所述的调节螺杆上端设置有测量仪安装平台，所述的调节螺杆上端与测量仪安装平台之间转动连接，调节螺杆下端设置有旋钮，所述的测量仪安装平台相邻的两个侧面上设置有水平仪；该专利具有收放携带方便和方便调节测量仪方向的优点。但其在实际应用过程中存在着体积较大、不能自动调节和不能快速而准确地调节至水平状态的技术缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种结构简单、体积较小、可自动化调节的水平基准平台，本发明能够自动而快速准确地调节至水平状态。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种自动调节的水准平台，其特征在于：包括基板、调平板、球铰机构、弹性件、水平限位件、电子水准泡、控制器和自动升降机构，所述调平板上设置有定位孔和限位孔，所述球铰机构的下端固定在基板上，上端位于定位孔内；所述水平限位件的下端固定在基板上，上端位于限位孔内；所述弹性件的两端分别与调平板和基板固定连接，所述自动升降机构固定在基板上用于调节调平板的倾斜度，所述电子水准泡固定在调平板上，所述控制器固定在基板上，所述控制器根据电子水淮泡的反馈信息控制自动升降机构的升降。

所述电子水准泡和自动升降机构均为两套，两套自动升降机构分别与两套电子水准泡相对应，控制器分别根据两套电子水准泡的反馈信息控制两套自动升降机构的升降。

所述基板和调平板均为等腰三角形结构，其中一套电子水准泡的轴心线与调平板的高线相重合，另一套电子水准泡的轴心线与调平板的高线相垂直，控制器固定在基板的底面；球铰机构的两端分别位于基板的中部和调节板的中部，两套自动升降机构分别固定在基板的其中两角，两套自动升降机构和水平限位件呈三角形布置，且球铰机构和弹性件均位于由水平限位件和两套自动升降机构形成的三角形区域内。

所述基板的底面还固定有供电模块，所述供电模块分别与控制器和自动升降机构连接。

所述自动升降机构为推杆电机、直线电机或电机与蜗轮蜗杆的组合，当自动升降机构为推杆电机或直线电机时，推杆电机的升降轴或直线电机的升降轴上固定有用于支撑调平板的球形头；当自动升降机构为电机与蜗轮蜗杆的组合时，蜗杆上固定有用于支撑调平板的球形头。

所述球铰机构包括球套、球形件和锁紧件，球套的上表面设有用于伸入定位孔的凸台，球套内设置有球腔，球套的侧面和下面表均设置有与球腔相通的通孔；球形件的一端与基板固定连接，另一端从球套下表面上的通孔伸入球腔内；锁紧件固定在球套的侧面，并通过球套侧面的通孔锁紧球形件。

所述球形件包括连接柱、定位环台和球头，定位环台固定在连接柱上，连接柱的下端与基板固定连接，球头固定在连接柱的上端用于伸入球腔。

所述锁紧件包括锁紧块、锁紧簧和安装座，安装座固定在球套上，锁紧块位于球套侧面的通孔中，锁紧簧的一端固定在安装座上，另一端与锁紧块配合锁紧球形件。

所述水平限位件包括限位柱、球形限位头和限位环台，限位环台固定在限位柱上，限位柱的下端固定在基板上，球形限位头固定在限位柱的上端用于伸入限位孔。

所述基板和调平板上均开设有安装孔，弹性件的两端分别通过螺钉固定在安装孔内。

所述弹性件倾斜固定在基板和调平板之间。

所述基板上固定连接有基体固定件。

采用本发明的优点在于：

1、本发明主要由基板、调平板、球铰机构、弹性件、水平限位件、电子水准泡、控制器和自动升降机构构成，通过弹性件、水平限位件、球铰机构和自动升降机构能够使调平板稳定地安装在基板上方，且调平板为可调节状态。由于水平限位件和球铰机构的上端分别位于限位孔和定位孔内，因此能够确保调平板在弹性件的作用下不会产生微小的水平平移位移。又由于控制器能够根据固定在调平板上的电子水淮泡的反馈信息控制自动升降机构的升降。因此，在这些结构的配合下，能够实现自动地将调平板准确地调节至水平状态，且在使用过程即使调平板的水平状态被打破，也能够快速地自动调回至水平状态。整个过程不需要人员现场调节，使用更加方便。另外，本发明还具有结构简单、体积较小、自动化程度高等优点。

2、本发明将电子水准泡和自动升降机构均设为两套，并使控制器分别根据两套电子水准泡的反馈信息控制两套自动升降机构的升降。该结构有利于提升调节水平状态的准确度。

3、本发明将基板和调平板均设为等腰三角形结构，使得整个设备具有结构简单、稳定性好、体积小巧等优点。将其中一套电子水准泡的轴心线设置为与调平板的高线相重合，将另一套电子水准泡的轴心线设置为与调平板的高线相垂直的结构，能够从两个方向对调平板进行调节，保证了调节的准确度。将控制器固定在基板底面的结构，能够隐藏控制器，有利于使控制器得到安全方面的保护。将球铰机构和弹性件均设置在由水平限位件和两套自动升降机构形成的三角形区域内，既具有能够确保调平板在弹性件的作用下不会产生微小的水平平移位移的优点，又具有方便调节的优点。

4、本发明在基板的底面还固定有供电模块，通过供电模块使得控制器和自动升降机构的供电更加简单方便。

5、本发明中的自动升降机构可为推杆电机、直线电机或电机与蜗轮蜗杆的组合，自动升降机构的种类多种多样，具有便于制造的优点。而通过设置在自动升降机构上的球形头，则有利于提升调节的灵敏度。

6、本发明中的球铰机构包括球套、球形件和锁紧件，其中，球形件通过锁紧件锁紧在环腔内的结构，消除了球形件与球套之间的间隙，能够有效限制调平板的中心部位不会发生水平（左右）位移，保证了整体结构的稳定性。

7、本发明中的球形件包括连接柱、定位环台和球头，该结构有利于使球形件能够稳定地固定在基板上而不发生移动。

8、本发明中的锁紧件包括锁紧块、锁紧簧和安装座，具有结构简单、锁紧效果好等优点。

9、本发明中的水平限位件包括限位柱、球形限位头和限位环台，其中，通过限位环台能使限位柱稳定地固定在基板上而不发生移动，而将球形限位头设置在限位孔内，则能够对调平板进行限位，有效地防止调平板在水平方向发生位移。

10、本发明在基板和调平板上均开设有安装孔，通过安装孔有利于弹性件的快速安装以及安装位置的调节。

11、本发明将弹性件倾斜固定在基板和调平板之间，一方面使得调平板有相向基板的运动趋势，另一方面使得调平板有相对基板扭转的趋势。

12、本发明在基板上固定连接有基体固定件，通过基体固定件有利于将整个平台稳定地固定在基体上。

附图说明

图1为本发明正面视角度时的立体结构示意图；

图2为本发明的装配结构示意图；

图3为本发明剖视结构示意图；

图4为本发明的俯视结构示意图；

图5为本发明底面视角时的立体结构示意图；

图中标记为：1、基板，2、调平板，3、球铰机构，4、自动升降机构，5、水平限位件，6、弹性件，7、定位孔，8、限位孔，9、电子水准泡，10、球套，11、凸台，12、球形件，13、连接柱，14、定位环台，15、球头，16、锁紧件，17、锁紧块，18、锁紧簧，19、安装座，20、控制器，21、供电模块，22、基体固定件，23、球形头，24、限位柱，25、球形限位头，26、限位环台，27、安装孔。

具体实施方式

实施例1

本实施例公开了一种自动调节的水准平台，包括基板1、调平板2、球铰机构3、弹性件6、水平限位件5、电子水准泡9、控制器20和自动升降机构4，所述调平板2上设置有定位孔7和限位孔8，所述球铰机构3的下端固定在基板1上，上端位于定位孔7内；所述水平限位件5的下端固定在基板1上，上端位于限位孔8内；所述弹性件6的两端分别与调平板2和基板1固定连接，所述自动升降机构4固定在基板1上用于调节调平板2的倾斜度，所述电子水准泡9固定在调平板2上，所述控制器20固定在基板1上，所述控制器20根据电子水淮泡的反馈信息控制自动升降机构4的升降，进而调节调平板2的倾斜度，直至调平板2位于水平状态时为止。

本实施例中，所述基板1和调平板2上均开设有安装孔27，弹性件6的两端分别通过螺钉固定在安装孔27内。具体的，所述基板1和调平板2上均开设有贯穿上下表面的安装孔27，基板1的侧面和调平板2的侧面均开设有贯穿安装孔27的螺钉孔，弹性件6的两端分别通过穿过螺钉孔的螺钉固定在安装孔27内。

本实施例中，所述弹性件6优选为拉簧，其数量至少为两根，且优选弹性件6倾斜固定在基板1和调平板2之间。其中，倾斜设置的弹簧一方面使得调平板2有相向基板1的运动趋势，另一方面使得调平板2有相对基板1扭转的趋势。而自动升降机构4则抵消了调平板2与基板1的相向运动趋势。水平限位件5则抵消了调平板2相对基板1的扭转趋势。因此，调平板2在弹性件6的作用下被安装在球铰机构3、水平限位件5和自动升降机构4上，在球铰机构3、水平限位件5和自动升降机构4的共同作用下，即使有来自弹性件6的拉力作用，调平板2也不会在水平方向发生扭转位移，其中心部位也不会发生水平位移。

本实施例中，所述基板1的底面还固定有供电模块21，所述供电模块21分别与控制器20和自动升降机构4连接。具体的，供电模块21在有市电时可外接市电，在无市电时可采用电池，且还可根据需要与太阳能发电系统连接。

本实施例中，所述控制器20可固定在基板1的底面，控制器20包括单片机处理器和电机驱动器，单片机处理器与电子水准泡9连接，单片机处理器通过驱动器与自动升降机构4连接。由于电子水准泡9固定在调平板2上，因此能够实时测量调平板2的倾斜度，电子水准泡9将测量出的信息反馈给单片机处理器，单片机处理器即通过驱动器控制自动升降机构4或升或降对调平板2进行调节，直至调平板2达到水平状态。

本实施例中，球铰机构3可采用现有常规球铰结构，以能够防止调平板2中心部位发生水平位移为准。水平限位件5可采用能够防止调平板2在水平方向发生位移的结构。进一步的，球铰机构3、水平限位件5和自动升降机构4均优选采用螺纹固定的方式固定在基板1上，以便于快速装配和进行调节。

本实施例中，自动升降机构4的数量与电子水准泡9的数量均可为一套，弹性件6可设置在自动升降机构4与球铰机构3之间。调节时，电子水准泡9将调平板2当前的倾斜度反馈给控制器20，控制器20接收到反馈信息后，通过驱动器驱动控制自动升降机构4或升或降对调平板2进行调节，直至调平板2达到水平状态。

实施例2

本实施例中，所述弹性件6优选为拉簧，其数量至少为两根，且优选弹性件6倾斜固定在基板1和调平板2之间。倾斜设置的弹簧一方面使得调平板2有相向基板1的运动趋势，另一方面使得调平板2有相对基板1扭转的趋势。而自动升降机构4则抵消了调平板2与基板1的相向运动趋势。水平限位件5则抵消了调平板2相对基板1的扭转趋势。因此，调平板2在弹性件6的作用下被安装在球铰机构3、水平限位件5和自动升降机构4上，在球铰机构3、水平限位件5和自动升降机构4的共同作用下，即使有来自弹性件6的拉力作用，调平板2也不会在水平方向发生扭转位移，其中心部位也不会发生水平位移。

本实施例中，所述电子水准泡9和自动升降机构4均为两套，两套自动升降机构4分别与两套电子水准泡9相对应，控制器20分别根据两套电子水准泡9的反馈信息控制两套自动升降机构4的升降，即控制器20根据其中一套电子水准泡9的反馈信息控制其中一套自动升降机构4的升降，根据另一套电子水准泡9的反馈信息控制另一套自动升降机构4的升降。

本实施例中，所述基板1和调平板2均优选为倒圆角的等腰三角形结构，其中一套电子水准泡9的轴心线与调平板2的高线相重合，另一套电子水准泡9的轴心线与调平板2的高线相垂直，控制器20固定在基板1的底面；球铰机构3的两端分别位于基板1的中部和调节板的中部，两套自动升降机构4分别固定在基板1的其中两角，两套自动升降机构4和水平限位件5呈三角形布置，两套自动升降机构4和球铰机构3也呈三角形布置，球铰机构3位于由水平限位件5和两套自动升降机构4形成的三角形区域内，弹性件6同时位于由水平限位件5与两套自动升降机构4形成的三角形区域内和由球铰机构3与两套自动升降机构4形成的三角形区域内。

本实施例中，所述自动升降机构4为推杆电机、直线电机或电机与蜗轮蜗杆的组合，当自动升降机构4为推杆电机或直线电机时，推杆电机的升降轴或直线电机的升降轴上固定有用于支撑调平板2的球形头23；当自动升降机构4为电机与蜗轮蜗杆的组合时，蜗杆上固定有用于支撑调平板2的球形头23。

为了便于叙述，以图1所示方向描述本实施例的实施原理：

1，控制器20接收到位于基板1左侧/右侧的电子水准泡9的反馈信息后，通过驱动器驱动控制位于基板1左侧/右侧的自动升降机构4或升或降对调平板2进行调节，直至位于基板1左侧/右侧的电子水准泡9的气泡达到水平位置，然后锁定该自动升降机构4。

2，控制器20接收到位于基板1右侧/左侧的电子水准泡9的反馈信息后，通过驱动器驱动控制位于基板1右侧/左侧的自动升降机构4或升或降对调平板2进行调节，直至位于基板1右侧/左侧的电子水准泡9的气泡达到水平位置，然后锁定该自动升降机构4，调平板2被调平。

3，将测量设备安装到调平板2上预先设置的安装区域上，即可进行测量。

实施例3

本实施例中，所述电子水准泡9和自动升降机构4均为两套，两套自动升降机构4分别与两套电子水准泡9相对应，控制器20分别根据两套电子水准泡9的反馈信息控制两套自动升降机构4的升降。

本实施例中，所述球铰机构3包括球套10、球形件12和锁紧件16，球套10的上表面设有与定位孔7形状相适配的凸台11，该凸台11伸入定位孔7内；球套10内设置有球腔，球套10的侧面和下面表均设置有与球腔相通的通孔；球形件12的一端与基板1固定连接，另一端从球套10下表面上的通孔伸入球腔内；锁紧件16固定在球套10的侧面，并通过球套10侧面的通孔锁紧球形件12，使球形件12与球套10之间无间隙，避免调平板2的中心位置发生水平位移。

进一步的，所述球形件12包括连接柱13、定位环台14和球头15，定位环台14固定在连接柱13上，连接柱13的下端与基板1固定连接，球头15固定在连接柱13的上端用于伸入球腔。连接柱13、定位环台14和球头15优选一体成型制成，且当连接柱13的下端固定在基板1上后，定位环台14与基板1紧密接触。

更进一步的，所述锁紧件16包括锁紧块17、锁紧簧18和安装座19，安装座19优选通过螺栓固定在球套10的侧面，锁紧块17位于球套10侧面的通孔中，锁紧簧18的一端固定在安装座19上，另一端与锁紧块17配合锁紧球形件12。其中，锁紧块17包括用于伸入球腔内的锁紧端和用于与锁紧簧18配合的受力端，受力端的外径大于锁紧端的外径而小于通孔的外径。受力端上还可设置用于放置锁紧簧18的凹槽，安装后锁紧簧18位于凹槽内，防止锁紧簧18打滑。

本实施例中，所述水平限位件5包括限位柱24、球形限位头25和限位环台26，限位环台26固定在限位柱24上，限位柱24的下端固定在基板1上，球形限位头25固定在限位柱24的上端用于伸入限位孔8对调平板2进行水平限位。限位柱24、球形限位头25和限位环台26优选一体成型制成，且当限位柱24固定在基板1上后，限位环台26与基板1紧密接触。

实施例4

在实施例1—3中任一项实施例的基础上，本实施在基板1上固定连接有基体固定件22，所述基体固定件22的数量优选为三个，分别固定在基板1上。

进一步的，所述的基体固定件22优选为L形连接耳片，其一端通过螺栓固定在基板1上，另一端开设有用于与基体固定的固定孔。从而便于快速地将整个基准平台固定在基体上。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。

Claims

1.自动调节的水准平台，其特征在于：包括基板（1）、调平板（2）、球铰机构（3）、弹性件（6）、水平限位件（5）、电子水准泡（9）、控制器（20）和自动升降机构（4），所述调平板（2）上设置有定位孔（7）和限位孔（8），所述球铰机构（3）的下端固定在基板（1）上，上端位于定位孔（7）内；所述水平限位件（5）的下端固定在基板（1）上，上端位于限位孔（8）内；所述弹性件（6）的两端分别与调平板（2）和基板（1）固定连接，所述自动升降机构（4）固定在基板（1）上用于调节调平板（2）的倾斜度，所述电子水准泡（9）固定在调平板（2）上，所述控制器（20）固定在基板（1）上，所述控制器（20）根据电子水淮泡的反馈信息控制自动升降机构（4）的升降。

2.根据权利要求1所述的自动调节的水准平台，其特征在于：所述电子水准泡（9）和自动升降机构（4）均为两套，两套自动升降机构（4）分别与两套电子水准泡（9）相对应，控制器（20）分别根据两套电子水准泡（9）的反馈信息控制两套自动升降机构（4）的升降。

3.根据权利要求2所述的自动调节的水准平台，其特征在于：所述基板（1）和调平板（2）均为等腰三角形结构，其中一套电子水准泡（9）的轴心线与调平板（2）的高线相重合，另一套电子水准泡（9）的轴心线与调平板（2）的高线相垂直，控制器（20）固定在基板（1）的底面；球铰机构（3）的两端分别位于基板（1）的中部和调节板的中部，两套自动升降机构（4）分别固定在基板（1）的其中两角，两套自动升降机构（4）和水平限位件（5）呈三角形布置，且球铰机构（3）和弹性件（6）均位于由水平限位件（5）和两套自动升降机构（4）形成的三角形区域内。

4.根据权利要求1所述的自动调节的水准平台，其特征在于：所述自动升降机构（4）为推杆电机、直线电机或电机与蜗轮蜗杆的组合，当自动升降机构（4）为推杆电机或直线电机时，推杆电机的升降轴或直线电机的升降轴上固定有用于支撑调平板（2）的球形头（23）；当自动升降机构（4）为电机与蜗轮蜗杆的组合时，蜗杆上固定有用于支撑调平板（2）的球形头（23）。

5.根据权利要求1—4中任一项所述的自动调节的水准平台，其特征在于：所述球铰机构（3）包括球套（10）、球形件（12）和锁紧件（16），球套（10）的上表面设有用于伸入定位孔（7）的凸台（11），球套（10）内设置有球腔，球套（10）的侧面和下面表均设置有与球腔相通的通孔；球形件（12）的一端与基板（1）固定连接，另一端从球套（10）下表面上的通孔伸入球腔内；锁紧件（16）固定在球套（10）的侧面，并通过球套（10）侧面的通孔锁紧球形件（12）。

6.根据权利要求1所述的自动调节的水准平台，其特征在于：所述球形件（12）包括连接柱（13）、定位环台（14）和球头（15），定位环台（14）固定在连接柱（13）上，连接柱（13）的下端与基板（1）固定连接，球头（15）固定在连接柱（13）的上端用于伸入球腔。

7.根据权利要求1所述的自动调节的水准平台，其特征在于：所述锁紧件（16）包括锁紧块（17）、锁紧簧（18）和安装座（19），安装座（19）固定在球套（10）上，锁紧块（17）位于球套（10）侧面的通孔中，锁紧簧（18）的一端固定在安装座（19）上，另一端与锁紧块（17）配合锁紧球形件（12）。

8.根据权利要求1所述的自动调节的水准平台，其特征在于：所述水平限位件（5）包括限位柱（24）、球形限位头（25）和限位环台（26），限位环台（26）固定在限位柱（24）上，限位柱（24）的下端固定在基板（1）上，球形限位头（25）固定在限位柱（24）的上端用于伸入限位孔（8）。

9.根据权利要求1所述的自动调节的水准平台，其特征在于：所述弹性件（6）倾斜固定在基板（1）和调平板（2）之间。

10.根据权利要求1所述的自动调节的水准平台，其特征在于：所述基板（1）上固定连接有基体固定件（22）。