一种激光测距仪的三轴电动调平机构

1.本发明涉及一种激光测距仪的三轴电动调平机构，属于工业制造技术领域。


背景技术：

2.进行楼宇高度测量，现有技术都是用卷尺来测量高度，其精准度得不到保障。而在现有技术条件下，现在采用激光测距仪来测量，而激光测量仪的安装倾斜度会影响测量结果，因此需要一个调平机构来保障测量仪的激光的垂直度。
3.现有的激光测距仪，市面上没有与之配套的调平机构，通常是用一个焊接好的固定支架来安装激光测距仪，但当激光测距仪用螺丝固定到支架上后，其激光束并不能垂直的射到指定位置，因为焊接的固定支架的垂直度并不能得到保障，这是无法调节的，另外激光测距仪与支架固定时也并不能保证能完全贴合。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种激光测距仪的三轴电动调平机构，方便快捷调整激光束的角度，获得精确测量数据。
5.为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：本发明提供一种激光测距仪的三轴电动调平机构，包括上底板2、下底板10及底部连接有重力锤13的圆盘12；所述上底板2与下底板10之间连接有拉力弹簧11，所述上底板2上连接有激光测距仪1，所述下底板10上通过支撑杆安装有步进电机3，所述步进电机3的输出轴连接丝杆4，所述丝杆4上设置有与上底板2连接的移动滑块5，用于调整上底板2的倾斜度；所述下底板10设置有能通过激光测距仪1发射激光束的发射孔，所述圆盘12通过连接线15固定在发射孔下方；所述下底板10上还固定有与步进电机3连接的主控电路板7；所述圆盘12上设置有用于安装光电传感器21的传感器固定板22及控制电路板20，所述光电传感器21设有多个，用于感应激光测距仪发射的激光束；所述控制电路板20根据各光电传感器21传送的感应结果生成调整指令，并通过蓝牙模块将调整指令发送给主控电路板7，以使主控电路板7控制步进电机3转动，从而调节上底板上激光测距仪的倾斜角度。
6.进一步的，所述主控电路板7设置有控制步进电机3正反转的若干个按键9。
7.进一步的，所述下底板10在垂直于上底板2边缘的位置设置有凹槽，所述凹槽连接丝杆4的一端。
8.进一步的，所述支撑杆底部设置在下底板10远离凹槽的一端，所述支撑杆的顶部连接步进电机3。
9.进一步的，所述下底板10的顶面及上底板2的底面设置若干个用于固定拉力弹簧的固定块。
10.进一步的，所述下底板10设置有安装板，用于安装固定调平机构。
11.进一步的，所述光电传感器21分为若干个内圈光电传感器及外圈光电传感器，所
述内圈光电传感器和外圈光电传感器分别以发射孔为圆心，均匀分布。
12.进一步的，所述控制电路板20和主控电路板7连接有锂电池。
13.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：激光测距仪安装在上底板上，上底板和下底板之间通过拉力弹簧连接，用于固定激光测距仪整体结构，提高其稳定性；丝杆上设置与上底板连接的移动滑块，可以调节上底板与下底板之间的距离；本发明通过主控板上的按键，调节移动滑块的高度，以此来调节上底板的倾斜度，实现按键控制激光测距仪的激光束的垂直度调节；本发明还通过设置控制电路板接收光电传感器的信号，判断激光束的位置，再通过蓝牙模块将控制信号发送给主控电路板7，控制步进电机3予以相应的转速调整，实现自动微调上底板倾斜度；该调平机构整体结构简单，测试调平简易快捷，多模式调平选择适用不同工况，提高数据测量精准度。
附图说明
14.图1是本发明实施例提供的一种激光测距仪的三轴电动调平机构的整体结构示意图；图2是本发明实施例提供的一种激光测距仪的三轴电动调平机构后示图；图3是本发明实施例提供的一种激光测距仪的三轴电动调平机构左下仰视图；图4是本发明实施例提供的一种激光测距仪的三轴电动调平机构右下俯视图；图5是本发明实施例提供的丝杆步进电机结构示意图；图6是本发明实施例提供的下底板结构示意图；图7是本发明实施例提供的传感器固定板结构示意图；图8是本发明实施例提供的光电传感器的分布结构示意图；图9是本发明实施例提供的三轴电动调平机构工作流程示意图；图中：1、激光测距仪；2、上底板；3、步进电机；4、丝杆；5、移动滑块；6、步进电机驱动板；7、主控电路板；8、锂电池；9、按键；10、下底板；11、拉力弹簧；12、圆盘；13、重力锥；14、激光束；15、连接线；16、铜柱；17、蓝牙模块接收端；18、锂电池；19、蓝牙模块发送端；20、控制电路板；21、光电传感器；22、传感器固定板。
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
16.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、
ꢀ“
底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征
可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
17.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
18.如图1所示，为本发明实施例提供的一种激光测距仪的三轴电动调平机构的整体结构示意图，图2为机构后示图，图3、4分别为三轴电动调平机构左下仰视图及右下俯视图；该调平机构包括激光测距仪1、上底板2、步进电机3、丝杆4、移动滑块5、步进电机驱动板6、主控电路板7、第一锂电池8、按键9、下底板10和拉力弹簧11；其中激光测距仪1安装在上底板2；步进电机3、丝杆4和移动滑块5安装在下底板10上，步进电机3、丝杆4和移动滑块5是一个丝杆步进电机整体，其可以安装在下底板10的凹槽内，并用螺丝固定在下底板的支撑杆上；拉力弹簧11安装在上底板2和下底板10之间。
19.步进电机驱动板6、主控电路板7、第一锂电池8和六角铜柱16安装在下底板10，步进电机驱动板6和主控电路板7用若干个六角铜柱16固定在下底板10上，第一锂电池8用胶水固定在下底板10上。下底板10中心设置有小孔，该小孔处绑定连接线15，连接线15的另一端绑定底部安装有重力锤13的圆盘12。步进电机驱动板6与连接有第一锂电池8的主控电路板7连接，主控电路板7通过蓝牙模块接收端17接收控制电路板20的控制信息，将控制信息反馈至主控电路板7，驱动步进电机3移动。
20.本实施中，圆盘12上使用热凝胶固定与控制电路板20连接的蓝牙模块发送端19、以及若干光电传感器21，其中控制电路板20及光电传感器21均连接第二锂电池18。
21.可实施的，连接线15设置宽度稍大，不小于1mm，方便观测连接线15是否缠绕，保证上底板2和传感器固定板22的位置上下同时对应，实现自动调整。
22.如图6所示，为本发明实施例提供的下底板结构示意图，丝杆4的一端安装在下底板10的凹槽处，通过螺丝固定在下底板10的支撑杆上。下底板10还包括有l型支架，其竖直面为安装板，安装板至少设置两个孔，用来固定调平机构至楼宇测量点的固定支架上。
23.激光测距仪1安装在上底板2，通过主控电路板7上面的六个按键9来分别控制三个步进电机3的正反转。上底板2与下底板10之间连接的拉力弹簧11，本实施例丝杆4上设置有与上底板2连接的3个移动滑块5，由于3个移动滑块5的支撑具有一定的拉力作用，用于固定调平机构，提高整体的稳定性。
24.如图5所示，为本发明实施例提供的丝杆步进电机结构示意图，当步进电机3带动丝杆4旋转，丝杆4带动移动滑块5的上升或下降，三个移动滑块5再分别推着上底板2的三个力作用点上升或下降，借此可调整上底板2的倾斜度。
25.通电后步进电机3的扭矩可以保证移动滑块5不会随意晃动，拉力弹簧11来固定住整体，提高稳定性。
26.进一步地，本发明提供的一种激光测距仪的三轴电动调平机构还可以通过重力锥13来判断是否已经调整至垂直方向，且由于重力锥13上部安装有圆盘12，能够用来扩大捕捉激光点的面积。
27.本发明提供的一种激光测距仪的三轴电动调平机构与激光测距仪1配合使用，在测量过程中对该机构进行调节，通过六个按键9对上底板2进行倾斜度调整，或配合重力锥13来确保其激光束14与地面到达垂直角度。
28.进一步地，本发明提供的一种激光测距仪的三轴自动调平机构还可以通过光电传感器21自动检测激光点的位置，并且设置蓝牙模块实时向主控电路板7发送数据，主控电路板7控制步进电机3，进行自动调整。
29.如图1所示，激光测距仪安装在在调平装置的上方，通过按动按键9，控制步进电机3正反转，步进电机3带动丝杆4旋转，丝杆4带动移动滑块5上升或下降，移动滑块4推动上底板2移动，另外两个移动滑块5同理，本实施例设置三个移动滑块5作为调整板2的倾斜度的调整点，同时校准激光测距仪1的倾斜度。
30.由图1所示，在下底板10的下方，用连接线15绑住了一个重力锥13，重力锥13上部设置一个圆盘12，协同调整三个调整点的高度，当激光束14射到靠近圆盘12中心位置时，借此来判断激光测距仪1是否已经调整至垂直状态。
31.如图7所示，为本发明实施例提供的传感器固定板22结构示意图，图8是光电传感器21的分布结构示意图，传感器固定板22设置有若干个放置在内圈和外圈，与光电传感器21相匹配的位置，本实施例中在外圈均匀设置外圈光电传感器w1-w12，在内圈均匀设置内圈光电传感器n1-n6。内圈光电传感器和外圈光电传感器分别以发射孔为圆心，均匀分布，其中内圈传感器到发射孔的距离小于外圈传感器到发射孔的距离。
32.本实施例丝杆4上设置有与上底板2连接的3个移动滑块5，3个移动滑块5的支撑具有一定的拉力作用，在上底板2上的受力点分别为c1、c2及c3。
33.自动调整原理如下：当外圈光电传感器w1检测到激光点时，说明c1位置上的移动滑块5要降低高度，或者c2和c3位置上的移动滑块5同时上升高度，实现激光点向下底板10中心移动；当内圈传感器n1检测到激光点时，说明c1位置上的移动滑块5要降低高度，或者c2和c3位置上的移动滑块5同时上升高度，实现激光点向下底板10中心移动，直至所有的光电传感器都没检测到激光点，则自动调整完成。
34.另一种实施方式：当外圈传感器w2检测到激光点时，说明c2和c3位置上的移动滑块5都要上升高度，同时需要略微往c2位置倾斜，所以控制c2位置上移动滑块5的步进电机3要以v速度正转，而控制c3位置上移动滑块5的步进电机3以0.5倍的v速正转，结果可将激光点往向下底板10中心靠拢。
35.其他实施例对应的自动调整的方式如表1所示，将其调整方式的程序全部写入主控电路板7和控制电路板20中。
36.表1：光电传感器所需调整的指令
因为拉力弹簧11有上下限的，当其抵达上下限时，不可以继续拉伸或压缩，本发明设置保护程序，当移动滑块5到上限时，三个控制移动滑块5移动的步进电机3同时以相同速度反转，直至移动滑块5回到中心位置；当移动滑块5到达下限时，三个步进电机3同时以相同速度正转，直至移动滑块5回到中心位置。
37.如图9所示，为该调平机构的工作流程示意图，首先通过按键9控制，将激光束14移动至传感器固定板22上；当任意一个光电传感器21检测到激光点，开启自动调整模式，此时按键9失去步进电机控制权，控制电路板20接收若干光电传感器21的信号，综合判断激光点的位置，再通过蓝牙模块发送端19将调整指令发送给主控电路板7，主控电路板7通过蓝牙模块接收端17接收信息后，控制步进电机3予以相应的转速调整，以此来微调上底板的倾斜度；当所有的光电传感器21都没检测到激光点，则自动调整完成。
38.以上调平方式，不管是依靠按键9控制步进电机3的转动，还是自动调整模式改变移动滑块5的高度，操作简单，对于环境恶劣的场合均适用。
39.本发明提供的一种激光测距仪的三轴电动调平机构，通过按键控制步进电机3正反转，步进电机3带动丝杆4旋转，丝杆4带动移动滑块5上下移动，而移动滑块5同时控制上底板2的高度，以此来改变上底板2的倾斜度，重力锥113用来判断调平角度，可以快速简便
的调整激光测距仪的倾斜度，操作简单，同样适用环境恶劣的场合，在楼宇测量、建筑施工等工程项目中，广泛应用。同时还设置自动调整模式，操作简单，测量精准。
40.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围，本发明未尽事宜为公知技术。