几何参数自动调整机构及控制方法与流程

本发明涉及轨道测量技术领域，具体来说，涉及一种几何参数自动调整机构及控制方法。

背景技术：

传统的几何参数自动调整机构的通过设置水平调整机构和垂直调整机构传动部分，由伺服电机驱动，通过蜗轮蜗杆、滑动螺杆传动进行调整，即将旋转运动转化为直线往复运动，在运动过程中由于垂直调整机构上设有一传动螺杆容易造成受力不稳定，同时造成垂直调整机构在运动过程容易发生倾斜或翻转。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种几何参数自动调整机构及控制方法，具有受力稳定且在运动过程中避免倾斜或翻转的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种几何参数自动调整机构，包括承重平台和设置在承重平台上的垂直调整机构和水平调整机构，所述承重平台包括安装钢管和设有在安装钢管两端的支撑杆件，所述安装钢管的两端设有用于安装水平调整机构的安装件；所述水平调整机构包括第一电机、第一涡轮、第一蜗杆和多根水平传输螺杆，所述涡轮和蜗杆设于其中一个安装件的一侧，所述水平传输螺杆设于所述安装件之间，且该水平传输螺杆连接所述涡轮，所述电机的输出轴连接所述蜗杆；所述垂直调整机构包括基座和多根竖直传输螺杆，所述基座与所述水平传输螺杆相互啮合，且该基座上设有第二电机和供所述竖直传输螺杆漏出的通孔，所述基座内设有第二涡轮和第二蜗杆，所述竖直传输螺杆设于所述第二涡轮的轴心处，且该竖直传输螺杆与所述第二涡轮啮合，所述第二电机的输出轴连接所述第二蜗杆。

在使用时，水平调整机构通过设置在承重平台两端的安装件安装在承重平台上，在将垂直调整机构中的基座与水平调整机构的水平传输螺杆相啮合，通过设置在安装件一端的第一电机控制第一蜗杆和第一涡轮运动，由于涡轮设置在水平传输螺杆的一端，涡轮转动时带动水平传输螺杆转动，实现该自动调整机构的水平方向的调整；进行垂直调整时，由第二电机控制第二蜗杆和第二涡轮运动，由于竖直传输螺杆穿过该涡轮，且该竖直传输螺杆与该涡轮相互啮合实现该自动调整机构的竖直方向的调整，由于水平传输螺杆和竖直传输螺杆均为多根避免在调整过程中出现倾斜或翻转，且通过螺纹传动更加平稳。

优选的，该自动调整机构还包括连接钢管，所述竖直传输螺杆的两端设有固定架，且该固定架与所述基座上均设有供该连接钢管穿过的通孔，所述连接钢管的轴线与所述竖直传输螺杆的轴线平行，且该连接钢管的底部设有线夹机构。

通过固定架将连接钢管与竖直传输螺杆连接，同时基座上设有供连接钢管穿过的通孔，此时连接钢管与竖直传输螺杆平行，保证了在移动过程中使整个垂直调整机构保持平稳。

优选的，所述水平传输螺杆和所述竖直传输螺杆均为两根。将水平传输螺杆和竖直传输螺杆设置呈两根是为了防止在移动过程中出现倾斜或翻转。

优选的，所述第一蜗杆和第二蜗杆均采用阿基米德(za)型蜗杆。蜗轮蜗杆传动需要满足自锁要求，在电机断电的情况下能够保持原位；满足自锁要求的蜗杆导程角较小，故采用阿基米德(za)型蜗杆，齿形角α0＝20°。

优选的，所述第一蜗杆和第二蜗杆均采用45#钢制成，所述第一涡轮和第二涡轮均采用锡青铜制成。该自动调整机构中蜗杆传动功率不大，蜗杆采用45#钢，要求有较高的耐磨性时，齿面需要进行淬火，提高硬度；蜗轮用青铜制造，具有较低的摩擦系数。

优选的，所述安装件与所述安装钢管连接的一端设有稳定装置，该稳定装置包括设置在安装件之间的稳定杆和用于将稳定件稳定在安装钢管上的稳定扣，所述稳定扣均布设置；所述安装件之间还设有连接杆。

在安装件之间设置稳定装置和连接杆是为了进一步将水平调整机构与承重平台连接，防止水平调整机构在移动过程中出现不平稳现象。

优选的，所述竖直传输螺杆的高度与所述承重平台的垂直传动箱的高度平齐。竖直传动螺杆与承重平台同高的垂直传动箱同高，使该自动调整机构受力平衡且均匀。

一种几何参数自动调整机构的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：控制系统的控制模块初始化，保证各开关信号能正常检测；

步骤3：adc端口初始化，确保测距、温度、湿度等辅助传感器信号能正常检测；

步骤4：通信端口初始化模块负责与无线端口进行通信；

步骤5：检测电机当前位置；

步骤6：检测各个传感器的状态，状态开关检测模块负责正确读取数据并解析，使控制系统的控制模块能根据状态数据作出正确的动作；

步骤7：测距和测光编码器检测模块，负责读取测距和光电编码器的数据，并进行准确解析，为控制系统正确的调整提供数据；

步骤8：向远程控制端报告控制系统的当前状态，判断控制系统是否接受到数据、帧头帧尾验证码是否正确以及解析的调整数据是否合法，如果判断结果为合理时，则进入步骤9。

步骤9：判断电机是否达到指定目标、是否到达限位点、是否超载或卡滞，如果判断结果均为合理时则进入步骤11，若判断结果均不合理时则进入步骤10。

步骤10：向远程控制端报告控制系统当前状态；

步骤11：端开电机电源，结束调整。

本发明的有益效果是：

(1)在使用时，水平调整机构通过设置在承重平台两端的安装件安装在承重平台上，在将垂直调整机构中的基座与水平调整机构的水平传输螺杆相啮合，通过设置在安装件一端的第一电机控制第一蜗杆和第一涡轮运动，由于涡轮设置在水平传输螺杆的一端，涡轮转动时带动水平传输螺杆转动，实现该自动调整机构的水平方向的调整；进行垂直调整时，由第二电机控制第二蜗杆和第二涡轮运动，由于竖直传输螺杆穿过该涡轮，且该竖直传输螺杆与该涡轮相互啮合实现该自动调整机构的竖直方向的调整，由于水平传输螺杆和竖直传输螺杆均为多根避免在调整过程中出现倾斜或翻转，且通过螺纹传动更加平稳；

(2)通过固定架将连接钢管与竖直传输螺杆连接，同时基座上设有供连接钢管穿过的通孔，此时连接钢管与竖直传输螺杆平行，保证了在移动过程中使整个垂直调整机构保持平稳。

(3)水平传输螺杆和所述竖直传输螺杆均为两根；将水平传输螺杆和竖直传输螺杆设置呈两根是为了防止在移动过程中出现倾斜或翻转；

(4)第一蜗杆和第二蜗杆均采用阿基米德(za)型蜗杆；蜗轮蜗杆传动需要满足自锁要求，在电机断电的情况下能够保持原位；满足自锁要求的蜗杆导程角较小，故采用阿基米德(za)型蜗杆，齿形角α0＝20°；

(5)第一蜗杆和第二蜗杆均采用45#钢制成，所述第一涡轮和第二涡轮均采用锡青铜制成。该自动调整机构中蜗杆传动功率不大，蜗杆采用45#钢，要求有较高的耐磨性时，齿面需要进行淬火，提高硬度；蜗轮用青铜制造，具有较低的摩擦系数。

(6)安装件与所述安装钢管连接的一端设有稳定装置，该稳定装置包括设置在安装件之间的稳定杆和用于将稳定件稳定在安装钢管上的稳定扣，所述稳定扣均布设置；所述安装件之间还设有连接杆；在安装件之间设置稳定装置和连接杆是为了进一步将水平调整机构与承重平台连接，防止水平调整机构在移动过程中出现不平稳现象；

(7)竖直传输螺杆的高度与所述承重平台的垂直传动箱的高度平齐；竖直传动螺杆与承重平台同高的垂直传动箱同高，使该自动调整机构受力平衡且均匀。

附图说明

图1是本几何参数自动调整机构的立体结构示意图；

图2是本几何参数自动调整机构的整体结构示意图；

图3是本几何参数自动调整机构的整体结构示意图；

图4是本几何参数自动调整机构的a处放大结构示意图；

图5是本几何参数自动调整机构的b处放大结构示意图；

图6是本几何参数自动调整机构的c处放大结构示意图；

附图标记说明：

1、承重平台；2、垂直调整机构；3、水平调整机构；11、安装钢管；12、支撑杆件；7、安装件；31、第一电机；32、第一涡轮；33、第一蜗杆；34、水平传输螺杆；21、基座；22、竖直传输螺杆；23、第二电机；24、第二涡轮；25、第二蜗杆；4、连接钢管；5、固定架；41、线夹机构；6、稳定装置；61、稳定杆；62、稳定扣；63、连接杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1：

如图1-6所示，一种几何参数自动调整机构，包括承重平台1和设置在承重平台1上的垂直调整机构2和水平调整机构3，所述承重平台1包括安装钢管11和设有在安装钢管11两端的支撑杆件12，所述安装钢管11的两端设有用于安装水平调整机构3的安装件7；所述水平调整机构3包括第一电机31、第一涡轮32、第一蜗杆33和多根水平传输螺杆34，所述第一涡轮32和第一蜗杆33设于其中一个安装件7的一侧，所述水平传输螺杆34设于所述安装件7之间，且该水平传输螺杆34连接所述第一涡轮32，所述第一电机31的输出轴连接所述第一蜗杆33；所述垂直调整机构2包括基座21和多根竖直传输螺杆22，所述基座21与所述水平传输螺杆34相互啮合，且该基座21上设有第二电机23和供所述竖直传输螺杆22漏出的通孔，所述基座21内设有第二涡轮24和第二蜗杆25，所述竖直传输螺杆22设于所述第二涡轮24的轴心处，且该竖直传输螺杆22与所述第二涡轮24啮合，所述第二电机23的输出轴连接所述第二蜗杆25。

在使用时，水平调整机构3通过设置在承重平台1两端的安装件7安装在承重平台1上，在将垂直调整机构2中的基座21与水平调整机构3的水平传输螺杆34相啮合，通过设置在安装件7一端的第一电机31控制第一蜗杆33和第一涡轮32运动，由于涡轮设置在水平传输螺杆34的一端，涡轮转动时带动水平传输螺杆34转动，实现该自动调整机构的水平方向的调整；进行垂直调整时，由第二电机23控制第二蜗杆25和第二涡轮24运动，由于竖直传输螺杆22穿过该涡轮，且该竖直传输螺杆22与该涡轮相互啮合实现该自动调整机构的竖直方向的调整，由于水平传输螺杆34和竖直传输螺杆22均为多根避免在调整过程中出现倾斜或翻转，且通过螺纹传动更加平稳。

实施例2：

如图1-6所示，本实施例在实施例1的基础上，该自动调整机构还包括连接钢管4，所述竖直传输螺杆22的两端设有固定架5，且该固定架5与所述基座21上均设有供该连接钢管4穿过的通孔，所述连接钢管4的轴线与所述竖直传输螺杆22的轴线平行，且该连接钢管4的底部设有线夹机构41。

通过固定架5将连接钢管4与竖直传输螺杆22连接，同时基座21上设有供连接钢管4穿过的通孔，此时连接钢管4与竖直传输螺杆22平行，保证了在移动过程中使整个垂直调整机构2保持平稳。

实施例3：

如图1-6所示，本实施例在实施例1的基础上，所述水平传输螺杆34和所述竖直传输螺杆22均为两根。将水平传输螺杆34和竖直传输螺杆22设置呈两根是为了防止在移动过程中出现倾斜或翻转。

实施例4：

如图1-6所示，本实施例在实施例1的基础上，所述第一蜗杆33和第二蜗杆25均采用阿基米德(za)型蜗杆。蜗轮蜗杆传动需要满足自锁要求，在电机断电的情况下能够保持原位；满足自锁要求的蜗杆导程角较小，故采用阿基米德(za)型蜗杆，齿形角α0＝20°。

实施例5：

如图1-6所示，本实施例在实施例1的基础上，所述第一蜗杆33和第二蜗杆25均采用45#钢制成，所述第一涡轮32和第二涡轮24均采用锡青铜制成。该自动调整机构中蜗杆传动功率不大，蜗杆采用45#钢，要求有较高的耐磨性时，齿面需要进行淬火，提高硬度；蜗轮用青铜制造，具有较低的摩擦系数。

实施例6：

如图1-6所示，本实施例在实施例1的基础上，所述安装件7与所述安装钢管11连接的一端设有稳定装置6，该稳定装置6包括设置在安装件7之间的稳定杆61和用于将稳定件稳定在安装钢管11上的稳定扣62，所述稳定扣62均布设置；所述安装件7之间还设有连接杆63。

在安装件7之间设置稳定装置6和连接杆63是为了进一步将水平调整机构3与承重平台1连接，防止水平调整机构3在移动过程中出现不平稳现象。

实施例7：

如图1-6所示，本实施例在实施例1的基础上，所述竖直传输螺杆22的高度与所述承重平台1的垂直传动箱的高度平齐。竖直传动螺杆与承重平台1同高的垂直传动箱同高，使该自动调整机构受力平衡且均匀。

实施例8：

一种几何参数自动调整机构的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：控制系统的控制模块初始化，保证各开关信号能正常检测；

步骤3：adc端口初始化，确保测距、温度、湿度等辅助传感器信号能正常检测；

步骤4：通信端口初始化模块负责与无线端口进行通信；

步骤5：检测电机当前位置；

步骤6：检测各个传感器的状态，状态开关检测模块负责正确读取数据并解析，使控制系统的控制模块能根据状态数据作出正确的动作；

步骤7：测距和测光编码器检测模块，负责读取测距和光电编码器的数据，并进行准确解析，为控制系统正确的调整提供数据；

步骤8：向远程控制端报告控制系统的当前状态，判断控制系统是否接受到数据、帧头帧尾验证码是否正确以及解析的调整数据是否合法，如果判断结果为合理时，则进入步骤9。

步骤9：判断电机是否达到指定目标、是否到达限位点、是否超载或卡滞，如果判断结果均为合理时则进入步骤11，若判断结果均不合理时则进入步骤10。

步骤10：向远程控制端报告控制系统当前状态；

步骤11：端开电机电源，结束调整。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。