CN216482978U - 一种自动调平水准仪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种自动调平水准仪，涉及水准仪技术领域，其包括用于与三角支架固定连接的底板，底板上设置有水准器，水准器靠近底板的一侧设置有与水准器视线相平行的基准板，水准器与底板之间设置有使基准板自动调至水平的调平机构。本申请具有简化水准仪读数之前调平过程的效果。

Description

一种自动调平水准仪

技术领域

本申请涉及水准仪技术领域，尤其是涉及一种自动调平水准仪。

背景技术

水准仪是建立水平视线测定地面两点间高差的仪器。原理为根据水准测量原理测量地面点间高差，主要部件有望远镜、管水准器（或补偿器）、垂直轴、基座、脚螺旋。

目前水准仪在使用之前，需要经过安置、粗平、瞄准、精平等一系列操作使水准仪保持水平，再进行后续的读数操作。

针对上述中的相关技术，发明人认为目前的水准仪在读数之前的准备过程需手动进行操作，且步骤较多，使得目前水准仪在应用过程中存在有调平过程较为繁琐的缺陷。

实用新型内容

为了简化水准仪读数之前的调平过程，本申请提供一种自动调平水准仪。

本申请提供的一种自动调平水准仪采用如下的技术方案：

一种自动调平水准仪，包括用于与三角支架固定连接的底板，所述底板上设置有水准器，所述水准器靠近所述底板的一侧设置有与水准器视线相平行的基准板，所述水准器与所述底板之间设置有使所述基准板自动调至水平的调平机构。

通过采用上述技术方案，在使用水准仪测量之前，先将底板固定设置在三角支架上，调平机构此时会自动将基准板调至水平状态，从而将与基准板平行的水准器视线调至水平，从而大大简化水准仪读数之前的调平过程。

可选的，所述调平机构包括：

检测模块，所述检测模块固定设置在所述基准板上，用于检测所述水准器的姿态，输出检测信号；

控制模块，电连接于所述检测模块的信号输出端，接收并响应所述检测信号，输出控制信号；

执行模块，电连接于所述控制模块的信号输出端，接收并响应所述控制信号，用于调整所述水准器的姿态。

通过采用上述技术方案，将水准仪安装在三角支撑架上后，基准板上的检测模块开始检测基准板的姿态并输出检测信号，控制模块迅速响应，控制驱动模块将基准板调至水平状态。

可选的，所述检测模块包括检测球与多个压力传感器，所述基准板内设置有空腔，所述空腔靠近所述底板的内侧壁与所述基准板相平行；

所述检测球滚动设置在所述空腔中，所述压力传感器环绕设置在所述空腔的周侧壁，所述压力传感器电连接于所述控制模块。

通过采用上述技术方案，在基准板位置处于倾斜状态时，检测球与周侧壁上的压力传感器产生抵触，压力传感器将信号发送至控制模块，从而完成基准板姿态的检测过程。

可选的，所述控制模块包括单片机和驱动芯片，所述单片机电连接于所述检测模块的信号输出端，所述驱动芯片控制连接于所述单片机。

通过采用上述技术方法，单片机处理检测信号并由驱动芯片输出控制信号，从而实现电信号装换为机械动作的过程。

可选的，所述执行模块设置为多个，多各所述执行模块与多个所述压力传感器一一对应。

通过采用上述技术方案，每一个压力传感器对应一个执行模块，在某个方向的压力传感器受到检测球的压力时，只有与该传感器对应的执行模块才会在控制模块的作用下产生响应，从而提高了调节水平的速度。

可选的，所述执行模块包括电机、牵引件与调高件，所述电机固定设置在所述基准板上且控制连接于所述控制模块；所述调高件转动设置在所述底板与所述基准板之间，用于调节所述基准板的高度，所述牵引件传动设置在所述电机和所述调高件之间。

通过采用上述技术方案，在进行基准板调节时，控制模块控制电机运动，通过牵引件的传动使调高件发生运动，从而实现基准板姿态调节功能。

可选的，所述牵引件包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮直径小于所述从动齿轮直径。

通过采用上述技术方案，主动齿轮直径小于从动齿轮直径达到减速的效果，从而便于对调高件的精确调节。

可选的，所述检测模块设置为倾角传感器，所述倾角传感器固定设置在所述水准器上；在所述水准器姿态保持水平时，所述倾角传感器无输出；在所述水准器姿态倾斜时，输出倾斜角度；所述倾角传感器的信号输出端电连接于所述控制模块。

通过采用上述技术方案，倾角传感器直接输出基准板的倾斜角度，从而便于控制模块根据倾斜角度控制执行模块。

可选的，所述调平机构还包括显示模块，所述显示模块电连接于所述控制模块，所述控制模块接收所述电压信号并输出代表角度信息的脉冲信号，所述显示模块接收所述脉冲信号并显示在显示屏上。

通过采用上述技术方案，显示模块将基准板的倾斜角度直接显示出来，从而便于测量人员根据角度信息判断是否可以开始读数操作。

可选的，所述调平机构还包括触控模块，所述触控模块的信号输出端电连接于所述控制模块，基于用户的触发动作，切换所述控制模块的工作状态。

通过采用上述技术方案，增加触控模块切换控制模块的工作状态，从而便于测量人员对调平机构进行开关控制。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在使用水准仪测量之前，先将底板固定设置在三角支架上，调平机构此时会自动将基准板调至水平状态，从而将与基准板平行的水准器视线调至水平，从而大大简化水准仪读数之前的调平过程；

2.将水准仪安装在三角支撑架上后，基准板上的检测模块开始检测基准板的姿态并输出检测信号，控制模块迅速响应，控制驱动模块将基准板调至水平状态；

3.在基准板位置处于倾斜状态时，检测球与周侧壁上的压力传感器产生抵触，压力传感器将信号发送至控制模块，从而完成基准板姿态的检测过程。

附图说明

图1是本申请实施例一的整体结构示意图。

图2是本申请实施例一为突显检测模块的剖视图。

图3是本申请实施例一的流程框图。

图4是本申请实施例二的流程框图。

附图标记说明：1、底板；2、水准器；3、基准板；4、调平机构；41、检测模块；411、检测球；412、压力传感器；42、控制模块；421、单片机；422、驱动芯片；43、执行模块；431、电机；432、牵引件；433、调高件；44、触控模块；45、显示模块；5、空腔。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种自动调平水准仪。

实施例1：

参照图1和图2，一种自动调平水准仪包括底板1，底板1呈圆形且中心处开设有三脚架螺纹接口，底板1通过三脚架螺纹接口与三角架上的螺栓配合固定设置在三脚架上。底板1上方设置有水准器2，水准器2底部一体式固定设置有与底座大小相等的基准板3。基准板3与底板1相互平行设置。基准板3与底板1之间设置有使所述基准板3自动调至水平的调平机构4。

参照图3，调平机构4包括检测模块41、控制模块42与执行模块43，控制模块42响应于检测模块41，并控制执行模块43。

参照图2和图3，检测模块41包括检测球411和多个压力传感器412，在本实施例中，压力传感器412的个数选用为三个，检测球411设置为表面抛光的铸铁球。基准板3内设置有等边三角形空腔5，等边三角形空腔5设置在基准板3的中心位置处且底侧壁与基准板3相平行。空腔5的底侧壁也经抛光处理，检测球411滚动设置在空腔5的底侧壁上，三压力传感器412分别设置在空腔5的周侧壁上，且滚动球滚动到空腔5边缘处时，始终会与压力传感器412相抵触。压力传感器412电连接于控制模块42，在基准板3姿态处于倾斜状态时，检测球411会滚动到空腔5的周侧壁并与周侧壁上的压力传感器412发生抵触，基准板3倾斜角越大，检测球411作用在压力传感器412上的力就越大。

参照图1和图3，控制模块42固定设置在所述基准板3上,包括一单片机421和三驱动芯片422，三驱动芯片422均电连接于单片机421。在本实施例中单片机421选用STC12C5410AD型单片机，该单片机421自带数模转换功能，将压力传感器412输出的模拟信号转换成数字信号。驱动芯片422选用为L298N芯片，单片机421根据数字信号输出对应的控制信号控制驱动芯片422，该控制信号是一种PWM信号。

执行模块43位于基准板3和底板1之间，在本实施例中，执行模块43的个数选用为三个，三执行模块43均电连接于控制模块42且分别受三压力传感器412的检测信号控制。

执行模块43包括电机431、牵引件432与调高件433，电机431选用为直流无刷电机，三电机431旋转阵列设置在基准板3底部位置处，直流无刷电机控制连接于控制模块42，在控制模块42输出的PWM信号作用下实现转速的控制。调高件433设置为脚螺丝杆，三脚螺丝杆旋转阵列均匀设置在底板1与基准板3之间，且三脚螺丝杆分别靠近三直流无刷电机设置。牵引件432包括相互配合的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮固定设置在直流无刷电机的转动端，从动齿轮固定设置在脚螺丝杆上，同时，从动齿轮的直径大于主动齿轮直径，从而形成减速效果，便于高度的精确调节。

调平机构4还包括触控模块44，触控模块44选用为触发开关，触控模块44的信号输出端电连接于控制模块42，基于用户的触发动作，可控制调平机构4的启停。

实施例1的实施原理为：在使用水准仪进行读数之前，将水准仪的底部固定在三脚架上，按下触发开关，在实际控制过程中，基准板3越倾斜，检测球411作用在压力传感器412上的压力越大，控制模块42输出的PWM信号高电平占比越高，直流无刷电机转速越快，脚螺丝杆调节速度就越快；随之基准板3越来越区域水平，检测球411作用在压力传感器412上的压力逐渐减小，PWM信号高电平占比就越低，直流无刷电机的转速也就逐渐降低，脚螺丝杆调节速度也随之减慢，直至基准板3调至水平，水准仪的视线也随之被调平。

实施例2：

参照图4，本实施例与实施例1的不同之处在于，检测模块设置为倾角传感器，倾角传感器选用双轴倾角传感器，倾角传感器固定设置在基准板3上，并输出一电压信号，当基准板3倾斜角度越大，输出的电压信号越高，在控制模块42的作用下，控制执行单元调节的速度也就越快。

调平机构4还包括显示模块45，显示模块45设置为脉冲显示器，倾角传感器输出的电压信号在单片机421中转换成代表角度信息的脉冲信号，并发送至显示模块45，显示模块45将该脉冲信息显示在液晶显示屏上，从而便于测量人员查看基准板3倾斜角度，并判断是否可以进行读数操作。

实施例2的实施原理为：选用倾角传感器可以进行自动调平的同时，也可较为便捷的将基准板3的倾斜角度通过显示模块45显示，从而便于测量人员的操作。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动调平水准仪，其特征在于：包括用于与三角支架固定连接的底板(1)，所述底板(1)上设置有水准器(2)，所述水准器(2)靠近所述底板(1)的一侧设置有与水准器(2)视线相平行的基准板(3)，所述水准器(2)与所述底板(1)之间设置有使所述基准板(3)自动调至水平的调平机构(4)。

2.根据权利要求1所述的一种自动调平水准仪，其特征在于：所述调平机构(4)包括：

检测模块(41)，所述检测模块(41)固定设置在所述基准板(3)上，用于检测所述水准器(2)的姿态，输出检测信号；

控制模块(42)，电连接于所述检测模块(41)的信号输出端，接收并响应所述检测信号，输出控制信号；

执行模块(43)，电连接于所述控制模块(42)的信号输出端，接收并响应所述控制信号，用于调整所述水准器(2)的姿态。

3.根据权利要求2所述的一种自动调平水准仪，其特征在于：所述检测模块(41)包括检测球(411)与多个压力传感器(412)，所述基准板(3)内设置有空腔(5)，所述空腔(5)靠近所述底板(1)的内侧壁与所述基准板(3)相平行；

所述检测球(411)滚动设置在所述空腔(5)中，所述压力传感器(412)环绕设置在所述空腔(5)的周侧壁，所述压力传感器(412)电连接于所述控制模块(42)。

4.根据权利要求3所述的一种自动调平水准仪，其特征在于：所述控制模块(42)包括单片机(421)和驱动芯片(422)，所述单片机(421)电连接于所述检测模块(41)的信号输出端，所述驱动芯片(422)控制连接于所述单片机(421)。

5.根据权利要求4所述的一种自动调平水准仪，其特征在于：所述执行模块(43)设置为多个，多个所述执行模块(43)与多个所述压力传感器(412)一一对应。

6.根据权利要求5所述的一种自动调平水准仪，其特征在于：所述执行模块(43)包括电机(431)、牵引件(432)与调高件(433)，所述电机(431)固定设置在所述基准板(3)上且电连接于所述驱动芯片(422)；所述调高件(433)转动设置在所述底板(1)与所述基准板(3)之间，用于调节所述基准板(3)的高度，所述牵引件(432)传动设置在所述电机(431)和所述调高件(433)之间。

7.根据权利要求6所述的一种自动调平水准仪，其特征在于：所述牵引件(432)包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮直径小于所述从动齿轮直径。

8.根据权利要求2所述的一种自动调平水准仪，其特征在于：所述检测模块(41)设置为倾角传感器，所述倾角传感器固定设置在所述基准板(3)上，并输出电压信号，当基准板(3)倾斜角度越大，输出的所述电压信号越高。

9.根据权利要求8所述的一种自动调平水准仪，其特征在于：所述调平机构(4)还包括显示模块(45)，所述显示模块(45)电连接于所述控制模块(42)，所述控制模块(42)接收所述电压信号并输出代表角度信息的脉冲信号，所述显示模块(45)接收所述脉冲信号并显示在显示屏上。

10.根据权利要求2所述的一种自动调平水准仪，其特征在于：所述调平机构(4)还包括触控模块(44)，所述触控模块(44)的信号输出端电连接于所述控制模块(42)，基于用户的触发动作，切换所述控制模块(42)的工作状态。

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