一种测量测绘仪器的调平设备的制作方法

本实用新型涉及测量技术领域，更具体涉及一种测量测绘仪器的调平设备。

背景技术：

测量测绘在近现代工程建设中具有重要的意义，是土木工程建设中必不可少的重要部分，由于在实际测量过程中有需要频繁的更换测量点，就会有仪器不平需要调整的部分，所以调平越来越多的出现在测量的实际操作中，若发生仪器不平的情况，测量的数据就会不精确，影响后续的数据分析以及采取的补救方法。

中国专利公开号cn109764895a，专利名称为一种用于地倾斜监测的倾斜传感器的快速稳定系统及方法，公开了电动一维倾斜台、倾斜传感器、pc终端以及控制器，电动一维倾斜台包括固定台、工作台和驱动装置，固定台上设有弧形轨道，工作台通过弧形轨道与固定台相连并能够在驱动装置的驱动下相对于弧形轨道做往复滑动。倾斜传感器设在工作台上，pc终端与倾斜传感器连接，驱动装置和pc终端均与控制器连接，控制器根据pc终端的外部触发指令驱动驱动装置工作。采用预老化工艺的方式对倾斜传感器进行快速消减残余应力，达到倾斜传感器的快速稳定的目的，大大缩短了消除残余应力的周期，快速提高了倾斜传感器的稳定性。虽然涉及调平，但是其是对倾斜传感器调平，并未提供具体的测绘仪器的调平，所以其方案对调平具有一定的局限性。

通常现在技术采用手动调平，测量调平的技术手段是测量仪器使用者先整体调整三角架，再运用旋钮进行微调，调至气泡居中状态。到下一检测点又要重复一系列操作，对于操作不是非常熟练的人员来说，对一个点的测量用在仪器调平的时间要比实际测量的时间长得多，这种方式增加了完成测量的时间，降低效率。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种测量测绘仪器的调平设备，通过调平设备调平，不需要手动调整，提高调平的效率。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种测量测绘仪器的调平设备，包括固定板以及承重板，所述固定板上固定连接有倾角传感器，所述固定板上设置有第一定位孔、第一调节孔以及第一调整孔，所述第一定位孔的中心、第一调节孔的中心以及第一调整孔的中心的连接线呈三角形；

还包括定位螺杆，所述定位螺杆穿过第一定位孔与底座固定连接，所述底座内设置有第一驱动装置和第二驱动装置，所述第一驱动装置连接第一螺杆，所述第一螺杆穿过第一调节孔与固定板螺纹连接，所述第二驱动装置连接第二螺杆，所述第二螺杆穿过第一调整孔与固定板螺纹连接；所述承重板位于所述固定板上方且与固定板固定连接，所述承重板上固定连接有测量测绘仪器；所述固定板与所述底座通过橡胶连接。

通过倾角传感器测算固定板相对基准面的倾斜角度，然后根据倾斜角度换算出第一螺杆和第二螺杆分别需要移动的距离，驱动装置直接驱动第一螺杆和第二螺杆转动从而带动承重板以及固定板上下运动以达到平衡，不需要手动调整，提高调平的效率。

优选的，所述承重板上设置有第二定位孔、第二调节孔以及第二调整孔，所述定位螺杆的下端固定在底座上；定位螺杆的上端穿过第一定位孔并插入到第二定位孔内，定位螺杆的上端与第二定位孔摆动连接；第一螺杆的上端穿过第一调节孔，并与第二调节孔内壁上设有的传动螺纹传动连接；所述第二螺杆的上端穿过第一调整孔并与第二调整孔内壁上设有的传动螺纹传动连接。

优选的，所述承重板上还设有测绘仪器固定孔，所述测绘仪器底部卡在所述测绘仪器固定孔内，所述第二定位孔、第二调节孔以及第二调整孔环绕所述测绘仪器固定孔的外缘设置。

优选的，所述第一驱动装置包括第一电机和第一联轴器，所述第二驱动装置包括第二电机和第二联轴器，第一电机的输出轴竖直向上，且第一电机的末端通过第一联轴器与第一螺杆的下端固定，第一电机的输出轴与第一螺杆共轴设置；第二电机的输出轴竖直向上，且第二电机的末端通过第二联轴器与第二螺杆的下端固定，第二电机的输出轴与第二螺杆共轴设置。

优选的，所述底座包括底板和壳体，所述壳体与底板固定连接，所述壳体上方通过橡胶与所述固定板连接，所述壳体与底板以及固定板之间形成空腔，所述定位螺杆、第一驱动装置以及第二驱动装置均位于空腔内；

还包括plc控制器、显示屏、电路板、第一电机驱动器以及第二电机驱动器，所述plc控制器分别与电路板以及显示屏电连接，所述电路板分别与第一电机驱动器以及第二电机驱动器电性连接，第一电机驱动器与第一电机电连接，第二电机驱动器与第二电机电连接；所述倾角传感器与plc控制器电连接；所述电路板设置于plc控制器上方，第一电机驱动器以及第二电机驱动器分别设置在plc控制器的左右两侧，所述第一电机驱动器、第二电机驱动器、plc控制器以及电路板整体位于所述第一电机、第二电机以及定位螺杆围成的三角形区域内，壳体上设置有对外的凹槽，所述显示屏卡接在所述凹槽内。通过倾角传感器将倾斜角度发送给plc控制器以后，plc控制器计算出第一螺杆和第二螺杆应当移动的距离，然后将这个距离换算成扭矩，发送命令给第一电机和第二电机按照换算出来的扭矩进行工作，连接在第一电机上的第一联轴器会随着第一电机的转动旋转与其相连的第一螺杆，连接在第二电机上的第二联轴器会随着第二电机的转动旋转与其相连的第二螺杆，待第一螺杆和第二螺杆移动到应当移动的距离后，第一电机和第二电机停止工作，承重板和固定板达到平衡状态。

优选的，所述测量测绘仪器的调平设备还包括零位按钮，所述零位按钮设置在所述固定板上。

本实用新型的优点在于：

(1)通过倾角传感器测算固定板相对基准面的倾斜角度，然后根据倾斜角度换算出第一螺杆和第二螺杆分别需要移动的距离，驱动装置直接驱动第一螺杆和第二螺杆转动从而带动承重板以及固定板上下运动以达到平衡，不需要手动调整，提高调平的效率，同时避免手动调整产生较大误差。

(2)本实用新型还设置plc控制器以及与plc控制器电连接的电路板，角度传感器与plc控制器也电连接，通过倾角传感器将倾斜角度发送给plc控制器以后，plc控制器计算出第一螺杆和第二螺杆应当移动的距离，然后将第一螺杆应当移动的距离换算成第一电机的扭矩，将第二螺杆应当移动的距离换算成第二电机的扭矩，发送命令给第一电机和第二电机按照换算出来的扭矩进行工作，连接在第一电机上的第一联轴器会随着第一电机的转动旋转与其相连的第一螺杆，连接在第二电机上的第二联轴器会随着第二电机的转动旋转与其相连的第二螺杆，待第一螺杆和第二螺杆移动到应当移动的距离后，第一电机和第二电机停止工作，承重板和固定板达到平衡状态，实现整个调平过程的自动化。

(3)通过零位按钮的设置，按动零位按钮即将之前的角度数据清除，测算当前时刻固定板相对基准面的倾斜角度，避免数据混叠引起测量误差。

(4)通过显示屏的设置，直接将倾斜角度显示在显示屏上，直观的展示调平的过程的同时，便于工作人员及时发现调平的准确度，如果调平不准及时查找设备原因。

附图说明

图1为本实用新型实施例1所公开的一种测量测绘仪器的调平设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1所公开的一种测量测绘仪器的调平设备的固定板的结构示意图；

图3为本实用新型实施例1所公开的一种测量测绘仪器的调平设备的承重板的结构示意图；

图4为本实用新型实施例2所公开的一种测量测绘仪器的调平设备的结构示意图；

图5为本实用新型实施例2所公开的一种测量测绘仪器的调平设备中调平方法的流程图；

图6为本实用新型实施例2所公开的一种测量测绘仪器的调平设备中调平方法中倾斜角度的测量示意图；

图7为本实用新型实施例2所公开的一种测量测绘仪器的调平设备中调平方法中计算单元计算应移动的距离的情况1的示意图；

图8为本实用新型实施例2所公开的一种测量测绘仪器的调平设备中调平方法中计算单元计算应移动的距离的情况2的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种测量测绘仪器的调平设备，包括固定板1、承重板2、定位螺杆3、底座4、第一驱动装置(图未标)、第二驱动装置(图未标)、第一螺杆10以及第二螺杆11，所述固定板1上固定连接有倾角传感器(图未示)，图中固定板1下方的水平线代表基准面，如图2所示，所述固定板1上设置有第一定位孔101、第一调节孔102以及第一调整孔103，所述第一定位孔101的中心、第一调节孔102的中心以及第一调整孔103的中心的连接线呈三角形；

所述承重板2位于所述固定板1上方且与固定板1固定连接，如图3所示，所述承重板2上设置有第二定位孔201、第二调节孔202以及第二调整孔203，所述测量测绘仪器的调平设备还包括定位螺杆3，所述定位螺杆3的下端固定在底座4上；定位螺杆3的上端穿过第一定位孔101并插入到第二定位孔201内，定位螺杆3的上端与第二定位孔201摆动连接以使承重板2以定位螺杆3的上端为中心上下左右摆动，摆动连接在本实施例中为螺纹松配连接；所述承重板2上还设有测绘仪器固定孔203，所述测绘仪器5的底部卡在所述测绘仪器固定孔203内，所述第二定位孔201、第二调节孔202以及第二调整孔203环绕所述测绘仪器固定孔203的外缘设置。

所述底座4包括底板401和壳体402，所述壳体402与底板401固定连接，所述壳体402上方边缘向上延伸的方向连接有一圈橡胶(图未示)，所述橡胶的上边缘与所述固定板1连接，所述壳体402与底板401以及固定板1之间形成空腔，所述底座4内设置有第一驱动装置和第二驱动装置，其中，所述第一驱动装置包括第一电机6和第一联轴器7，如图1所示，第一电机6的输出轴竖直向上，且第一电机6的末端通过第一联轴器7与第一螺杆10的下端固定，第一电机6的输出轴与第一螺杆10共轴设置，以使第一电机6转动时进而带动第一螺杆10转动；第一螺杆10的上端穿过第一调节孔102，并与第二调节孔202内壁上设有的传动螺纹传动连接；

所述第二驱动装置包括第二电机8和第二联轴器9，第二电机8的输出轴竖直向上，且第二电机8的末端通过第二联轴器9与第二螺杆11的下端固定，第二电机8的输出轴与第二螺杆11共轴设置，以使第二电机8转动时进而带动第二螺杆11转动。所述第二螺杆11的上端穿过第一调整孔103并与第二调整孔203内壁上设有的传动螺纹传动连接；所述定位螺杆3、第一驱动装置以及第二驱动装置均位于空腔内。

本实用新型实施例1的工作过程以及工作原理为：通过倾角传感器测算固定板1相对基准面的倾斜角度，然后工作人员根据倾斜角度通过计算工具换算出第一螺杆10和第二螺杆11分别需要移动的距离，然后开启第一驱动装置和第二驱动装置，第一驱动装置和第二驱动装置直接驱动第一螺杆10和第二螺杆11转动从而带动承重板2以及固定板1上下运动以达到平衡，不需要手动调整，提高调平的效率。

实施例2

如图4所示，本实用新型实施例2与实施例1的区别在于：测量测绘仪器的调平设备还包括plc控制器12、显示屏13、电路板14、第一电机驱动器15以及第二电机驱动器16，所述测量测绘仪器的调平设备还包括零位按钮17，所述零位按钮17设置在所述固定板1上。

所述plc控制器12分别与电路板14以及显示屏13电连接，所述电路板14分别与第一电机驱动器15以及第二电机驱动器16电性连接，第一电机驱动器15与第一电机6电连接，第二电机驱动器16与第二电机8电连接；所述倾角传感器与plc控制器12电连接；本实施例中，所述电路板14设置于plc控制器12上方，第一电机驱动器15以及第二电机驱动器16分别设置在plc控制器12的左右两侧，所述第一电机驱动器15、第二电机驱动器16、plc控制器12以及电路板14整体位于所述第一电机6、第二电机8以及定位螺杆3围成的三角形区域内，壳体402上设置有对外的凹槽(图未示)，所述显示屏13卡接在所述凹槽内。本实用新型中，plc控制器12、显示屏13、电路板14、第一电机驱动器15以及第二电机驱动器16均位于壳体402与底板401以及固定板1之间形成空腔内，置于具体每个器件的位置不做限定，位置关系不是本实用新型的改进点，在不影响电性连接的情况下，可以任意摆放。

本实用新型实施例2的工作过程和工作原理为：通过倾角传感器将倾斜角度发送给plc控制器12以后，plc控制器12计算出第一螺杆10和第二螺杆11应当移动的距离，然后将这个距离换算成扭矩，发送命令给第一电机6和第二电机8按照换算出来的扭矩进行工作，连接在第一电机6上的第一联轴器7会随着第一电机6的转动旋转与其相连的第一螺杆10，连接在第二电机8上的第二联轴器9会随着第二电机8的转动旋转与其相连的第二螺杆11，待第一螺杆10和第二螺杆11移动到应当移动的距离后，第一电机6和第二电机8停止工作，承重板2和固定板1达到平衡状态。

为了方便对本实用新型工作原理的理解，对测量测绘仪器的调平设备的调平方法进行详细描述，但是本实用新型仅保护测量测绘仪器的调平设备的结构和硬件架构，对于其调平方法以及软件设计方面的内容均不做保护，调平方法包括以下步骤：

步骤s1：启动调平设备，按下零位按钮17，倾角传感器测算固定板1相对基准面的倾斜角度；

其中，倾斜角度的计算过程为：如图6所示，图中矩形框代表倾角传感器，a1为基准面，a2为倾角传感器当前时刻所在平面，从图中可以看出，一开始倾角传感器的上表面与基准面平行，当前时刻倾角传感器相对与基准面向右下倾斜一定的角度，以下通过公式计算倾斜角度，以倾角传感器中点为原点做x轴和y轴，同时为了便于计算，从原点引出一条与基准线平行的直线，利用公式α+β＝90°和公式γ＝arctan(sinα/sinβ)计算倾斜角度γ，

其中，α为x轴与基准面的夹角，β为y轴与基准面的夹角。

步骤s2：plc控制器12内部的计算单元通过所得的倾斜角度根据移动距离公式进行测算应移动的距离；

其中，应移动的距离的计算过程分为两种情况，以第一调节孔102和第一调整孔103的连线与角度传感器的中点的交点o为原点作x1轴和y1轴，情况1：如图7所示，第一调节孔102和第一调整孔103两者中的一个位于基准面上，另一个偏离基准面，例如当第一调节孔102位于基准面上，第一调整孔103偏离基准面时，已经计算出倾斜角度γ的情况下，利用公式得到第一调整孔103所在位置对应的第二螺杆11需移动的距离d，其中l为倾角传感器的长度，本实施例中倾角传感器的长度恰好等于第一调节孔102和第一调整孔103的中心距。

可以理解的是，在第一调节孔102偏离基准面，且第一调整孔103在基准面上时，计算方式与上述方式相同，在此不做赘述，

实际应用中，如果倾角传感器的长度不等于第一调节孔102和第一调整孔103的中心距，那么可以通过相似三角形的原理进行等比例放大获得对应的第一螺杆10或者第二螺杆11需移动的距离。

情况2：如图8所示，当第一调节孔102和第一调整孔103均偏离基准面时，即倾角传感器相对于原点o和定位螺杆3上端之间的连线为转动轴上下转动，进而导致倾角传感器所在的固定板1相对于基准面一端向上一端向下，最终呈现状态就是第一调节孔102位于基准面上方，第一调整孔103位于基准面下方，或者第一调节孔102位于基准面下方，第一调整孔103位于基准面上方，这两种情况下，计算方式相同，在此给出一种计算方式，利用公式得到第一调节孔102所在位置对应的第一螺杆10需移动的距离d1，利用公式得到第一调整孔103所在位置对应的第二螺杆11需移动的距离d2，即第一螺杆10和第二螺杆需要移动的距离相同，只是移动的方向相反，同理，这里如果倾角传感器的长度不等于第一调节孔102和第一调整孔103的中心距，那么可以通过相似三角形的原理进行等比例放大获得对应的第一螺杆10或者第二螺杆11需移动的距离。

步骤s3：plc控制器12将程序指令输入给两个电机驱动器，使两个电机驱动器分别输出信号控制第一电机6或者第二电机8；第一电机6或者第二电机8在接收到信号后调整输出扭矩，连接在第一电机6上的第一联轴器7会随着第一电机6的转动旋转与其相连的第一螺杆10，连接在第二电机8上的第二联轴器9会随着第二电机8的转动旋转与其相连的第二螺杆11，带动承重板2以及固定板1向上或向下运动，最终达到平衡。

本实施例中，步骤三包括：当第一调节孔102位于基准面上，第一调整孔103偏离基准面时，plc控制器12根据计算单元计算的结果将程序指令输入给第二电机驱动器16，使第二电机驱动器16输出信号控制第二电机8，第二电机8在接收到第二电机驱动器16的信号后调整输出扭矩，连接在第二电机8上的第二联轴器9会随着第二电机8的转动旋转与其相连的第二螺杆11，带动承重板2向上运动，第二螺杆11运动距离d以后第二电机8停止，调平设备达到平衡；

当第一调节孔102和第一调整孔103均偏离基准面时，plc控制器12根据计算单元计算的结果将程序指令分别输入给第一电机驱动器15和第二电机驱动器16，使第一电机驱动器15输出信号控制第一电机6，第一电机6在接收到第一电机驱动器15的信号后调整输出扭矩，连接在第一电机6上的第一联轴器7会随着第一电机6的转动旋转与其相连的第一螺杆10，第二电机驱动器16输出信号控制第二电机8，第二电机8在接收到第二电机驱动器16的信号后调整输出扭矩，连接在第二电机8上的第二联轴器9会随着第二电机8的转动旋转与其相连的第二螺杆11，第一螺杆10和第二螺杆11带动承重板2运动，第一螺杆10运动距离d1以后第一电机6停止，第二螺杆11运动距离d2以后第二电机8停止，调平设备达到平衡。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。