CN205748381U - 一种基于单片机的电子自动安平激光扫平装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机的电子自动安平激光扫平装置，单片机分别与安平机构、激光器、倾角传感器、按键输入、指示灯输出连接，摆体部通过螺母与丝杠连接，丝杠底部与步进电机连接，摆体部设置在支架上，五棱镜底部设置有激光管，五棱镜安装在棱镜座上，棱镜座与大齿轮连接，所述大齿轮与小齿轮连接，小齿轮与直流电机连接，本实用新型节约时间，提高了效率，更方便使用，整平时间技术目标可达30S，提高精度，手动调整靠眼睛观察，有误差，用电子调整精度高且稳定，技术含量高，普通扫平仪调平使用长水准器，与普通扫平仪比电子调平使用倾角传感器，需要单片机技术完成水泡控制，成本高，元件增加了，技术附加值增加。

Description

一种基于单片机的电子自动安平激光扫平装置

技术领域

本实用新型涉及单片机控制技术领域，具体的说是一种基于单片机的电子自动安平激光扫平装置。

背景技术

扫平装置是水准仪的扩展，是把近代激光技术应用到现代建筑和现代农业中的高技术产品，被广泛应用于建筑工程、装修装饰和大型土地平整，大有取代传统水准仪的趋势。激光扫平装置利用旋转的五角棱镜或直角棱镜，将半导体激光器发出的垂直激光束变换为一个旋转的水平激光光束平面，从而提供一个水平基准平面。它与探测器配合，可以在一定的半径范围内控制任一测点的水平高度，能将测量与施工结合在一起，实现施工的自动化，传统激光扫平装置为人工操作，人工操作效率低、精确度低，影响正常使用。

因此，为克服上述技术的不足而设计出一款具有节约时间、精度高技术含量高、附加值高优点的一种基于单片机的电子自动安平激光扫平装置，正是发明人所要解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于单片机的电子自动安平激光扫平装置，其结构简单，具有节约时间、精度高技术含量高、附加值高的优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于单片机的 电子自动安平激光扫平装置，装置包括单片机、安平机构、激光器、倾角传感器、按键输入、指示灯输出，所述单片机分别与安平机构、激光器、倾角传感器、按键输入、指示灯输出连接；所述安平机构包括丝杠、螺母、步进电机、支架、摆体部，所述摆体部通过螺母与丝杠连接，所述丝杠底部与步进电机连接，所述摆体部设置在支架上；所述激光器包括五棱镜、激光管、棱镜座、大齿轮、小齿轮、直流电机，所述五棱镜底部设置有激光管，所述五棱镜安装在棱镜座上，所述棱镜座与大齿轮连接，所述大齿轮与小齿轮连接，所述小齿轮与直流电机连接。

进一步，所述倾角传感器为两个电容式长水准倾角传感器组成的两维倾角传感器。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型节约时间，人工调整水泡需要一定时间，而电子调整时间短，更方便使用，整平时间技术目标可达30S。

2、本实用新型提高精度，手动调整靠眼睛观察，有误差，用电子调整精度高且稳定。

3、本实用新型技术含量高，普通扫平仪调平使用长水准器，与普通扫平仪比电子调平使用倾角传感器，需要单片机技术完成水泡控制。

4、本实用新型成本高，元件增加了，技术附加值增加。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型中安平机构结构图。

图3是本实用新型中激光器结构图。

图4是本实用新型中电源控制电路图。

附图说明，1-单片机；2-安平机构；3-激光器；4-倾角传感器；5-按键输入；6-指示灯输出。

21-丝杠；22-螺母；23-步进电机；24-支架；25-摆体部；31-五棱镜；32-激光管；33-棱镜座；34-大齿轮；35-小齿轮；36-直流电机。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。

参见图1是本实用新型结构示意图，装置包括单片机1、安平机构2、激光器3、倾角传感器4、按键输入5、指示灯输出6，所述单片机1分别与安平机构2、激光器3、倾角传感器4、按键输入5、指示灯输出6连接；参见图2是本实用新型中安平机构结构图，所述安平机构2包括丝杠21、螺母22、步进电机23、支架24、摆体部25，所述摆体部25通过螺母22与丝杠21连接，所述丝杠21底部与步进电机23连接，所述摆体部25设置在支架24上；参见图3是本实用新型中激光器结构图，所述激光器3包括五棱镜31、激光管32、棱镜座33、大齿轮34、小齿轮35、直流电机36，所述五棱镜31底部设置有激光管32，所述五棱镜31安装在棱镜座33上，所述棱镜座33与大齿轮34连接，所述大齿轮34与小齿轮35连接，所述小齿轮35与直流电机36连接，电子自动安平激光扫平装置在普通扫平装置上增加了自动安平功能，电子自动安平激光扫平装置的全部功能由单片机1控制实现，外部设备有键盘包括按键和指示灯，直流电机36，两个倾角传感器4，两个步进电机23，直流电机36用于驱动激光器3旋转，倾角传感器4和步进电机23用于实现仪器的自动安平，按键命令输入单片机1，单片机1根据输入的命令，开始执行相应的工作，并点亮相应的指示灯，电子自动安平激光扫平装置的安平过程为单片机1采集倾角传感器4发出的信号， 判断仪器是否水平，当计算出仪器未整平时，驱动两个步进电机23根据信号从、两个方向调平，这个过程反复进行数次，直到单片机1通过采集的信号判断仪器已经调平为止，调平后直流电机36带动激光管32旋转，产生水平光面，打到障碍物上，出现可视水平线。

参见图2是本实用新型中安平机构结构图，自动安平机构是电子自动安平激光扫平装置的核心机构，它应据有执行元件步进电机和传动机构，在这里传动机构选用丝杠传动，建立步进电机23的步进角和安平机构的最小调节角之间的关系，步进电机23连接丝杠21，丝杠21上有螺母22，螺母22可以推动摆体部25摆动，摆体上装有激光器及X、Y两方向的倾角传感器4，步进电机23的步进使丝杠21旋转，丝杆21的旋转导致摆体部25的摆动，激光器3安装轴与摆体部25垂直，这样在单片机1控制摆体水平的情况下，激光水平要求两传感器垂直及与丝杆方向一致，这样保证一个方向的传感器只对相应方向的电机运动起反映，而不会影响到另一方向的传感器输出值，方便单片机的控制，否则可能造成仪器的抖动，不能实现安平。

参见图3是本实用新型中激光器结构图，运动机构采用齿轮传动，直流电机36经过齿轮传动减速后，带动激光管32旋转，五棱镜31可将光线偏折90度。当光线在五棱镜31主截面入射时，出射光线与入射光线保持90度角，这个90度角不随棱镜的转动或平移而改变。利用这个特点可以提高光路的稳定性，这样在电子自动安平激光扫平装置中采用五棱镜31作为扫描头的反射棱镜，不会因为扫描头旋转轴的晃动降低激光水平精度。

参见图4是本实用新型中电源控制电路图，给单片机1及各个负载提供电源。单片机1使用3.3V电压，步进电机、对管、指示灯等用5V电压。当开机时，开关键K4按下，有两个动作产生，给单片机1上电单片机上电后，由于K4的按下，产生中断，开始执行中断服务程序。具体过程K4按下，POWERR为0，使芯片TPS7250输出5V电压，经变压后产生3.3V，提供单片机电源，单片机上电，因为键作为单片机的外部中断，所以单片机开始执行 中断服务程序，开机中断服务程序执行的结果是输出POWERC为0，芯片TPS7250输出的5V电压得到保持，如果在单片机1执行中断服务程序前，K4键断开，则POWERC为1，芯片TPS7250输出的5V电压就随着按键的断开而消失，所以开机需要长按按键。关机过程，当开关键K4在开机状态被按下，程序执行中断服务程序，输出POWERC为1，芯片TPS7250输出的5V电压消失，单片机断电实现关机。

本实用新型节约时间，人工调整水泡需要一定时间，而电子调整时间短，更方便使用，整平时间技术目标可达30，提高精度，手动调整靠眼睛观察，有误差，用电子调整精度高且稳定，技术含量高，普通扫平仪调平使用长水准器，与普通扫平仪比电子调平使用倾角传感器，需要单片机技术完成水泡控制，新型成本高，元件增加了，技术附加值增加。

Claims (2)

1.一种基于单片机的电子自动安平激光扫平装置，其特征在于：装置包括单片机、安平机构、激光器、倾角传感器、按键输入、指示灯输出，所述单片机分别与安平机构、激光器、倾角传感器、按键输入、指示灯输出连接；所述安平机构包括丝杠、螺母、步进电机、支架、摆体部，所述摆体部通过螺母与丝杠连接，所述丝杠底部与步进电机连接，所述摆体部设置在支架上；所述激光器包括五棱镜、激光管、棱镜座、大齿轮、小齿轮、直流电机，所述五棱镜底部设置有激光管，所述五棱镜安装在棱镜座上，所述棱镜座与大齿轮连接，所述大齿轮与小齿轮连接，所述小齿轮与直流电机连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的电子自动安平激光扫平装置，其特征在于：所述倾角传感器为两个电容式长水准倾角传感器组成的两维倾角传感器。