一种具有多角度调节的光学仪器平台的制作方法

1.本发明涉及光学仪器技术领域，具体是涉及一种具有多角度调节的光学仪器平台。


背景技术：

2.光学仪器是由单个或多个光学器件组合构成。光学仪器主要分为两大类，一类是成实像的光学仪器，如幻灯机、照相机等；另一类是成虚像的光学仪器，如望远镜、显微镜、放大镜等。光电式数字日照计也是光学仪器之一，光电式数字日照计主要应用于气候预测服务领域和农业生产服务领域中对日常相关数据的观测和记录，在安装过程中应按照业务规范要求安装在指定观测场地。在现有建设技术要求中，光电式数字日照计在投入业务运行前需要根据当地的纬度值手动调节镜筒所需要的角度值(此处光电式数字日照计与水平面之间的夹角需与当地的纬度数值保持一致)。光电式数字日照计安装后，会长时间工作在野外环境，由于螺栓的松动会导致光电式数字日照计底座水平或镜筒角度出现偏差，这些因素会直接影响光电式数字日照计数据采集的准确性，从而导致光电式数字日照计测量出的日照数据与真实值出现误差。
3.中国专利申请cn114370936a公开了一种用于光电式数字日照计的自适应式调节装置，包括固定支撑机构、安装座、安装平台、调水平机构和角度调节机构，所述安装座上螺纹连接有螺栓，所述安装座通过螺栓连接在固定支撑机构上，所述安装平台一侧安装有转动臂，所述安装座上安装有与转动臂转动连接的转动臂安装座，所述安装平台上位于转动臂相对的一侧连接有调水平机构，所述调水平机构安装在安装座表面，所述安装平台上还安装有支撑架，所述角度调节机构安装在支撑架上，所述角度调节机构上安装有光电式数字日照计本体，所述安装平台表面安装有水平度传感器，所述光电式数字日照计本体上安装有角度传感器，所述固定支撑机构上预装有信号收发器，所述水平度传感器、角度传感器、调水平机构和角度调节机构均与信号收发器电性连接，所述信号收发器与控制系统电性连接。
4.上述方案虽然使得装置的平台始终处于水平的状态，但是在光学观测中，对于物体的观测并不是始终需要物体保持水平的状态，而是需要多角度的对物体进行观察，这就需要用于承接物体的平台可以进行多角度调节，且当平台发生倾斜时，物体还容易出现滑落的现象。即使设置了传统的夹取装置，当夹取物体较大时，平台再次倾斜就会出现夹持不稳定的现象，从而影响正常的观测。


技术实现要素：

5.针对上述问题，提供一种具有多角度调节的光学仪器平台。利用第一转动装置、第二转动装置和陀螺仪精准控制放置台的倾斜状态，通过测量装置对被观测物件的高度进行测量、随后利用驱动装置带动夹持装置上升，随后夹持装置会在移动装置的带动下将被观测物件夹持住，使得光学仪器平台可以实现多角度的调节，同时还可以在平台出现倾斜时，
保证任意尺寸的被观测物件都不会出现掉落的情况。
6.为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：一种具有多角度调节的光学仪器平台，包括底座、调节装置和外壳；调节装置包括第一转动装置、第二转动装置、放置台、夹持装置、移动装置、陀螺仪、驱动装置和测量装置；第一转动装置为环形结构，第一转动装置设置在外壳内；第二转动装置设置在第一转动装置上，第一转动装置用于带动第二转动装置转动，第二转动装置的转动轴线与底座的宽度方向始终平行，第二转动装置的输出端轴线与底座的长度方向始终平行；放置台为圆盘结构，放置台设置在第二转动装置的输出端上，第二转动装置用于带动放置台转动，放置台用于承接被观测物件；夹持装置设置有多个，多个夹持装置围绕放置台的轴线均匀的贯穿设置在放置台上，夹持装置用于夹持被观测物件；移动装置设置在夹持装置的一侧，移动装置用于带动夹持装置沿放置台的径向方向移动；陀螺仪设置在放置台的底部，陀螺仪用于监测放置台的空间位置状态，外壳内设置有处理器，陀螺仪通过处理器转换信号后控制第一转动装置的启停和第二转动装置的启停；驱动装置设置在夹持装置内，驱动装置用于带动夹持装置沿外壳的高度方向升降；测量装置设置在外壳的内壁上，测量装置用于测量被观测物件的高度。
7.优选的，夹持装置包括夹持杆、安装座和滑槽；滑槽沿放置台的径向方向开设在放置台上，滑槽与移动装置滑动配合；安装座沿滑槽的长度方向固定设置在放置台的底部；夹持杆沿放置台的厚度方向可滑动的设置在移动装置上。
8.优选的，移动装置包括移动座、通孔、第一直线驱动器和导向组件；第一直线驱动器沿安装座的长度方向固定设置在安装座上，第一直线驱动器的输出端指向放置台的圆心；移动座固定设置在第一直线驱动器的输出端上，移动座与安装座滑动配合；通孔沿夹持杆的轴线贯穿的设置在移动座上；导向组件设置在第一直线驱动器的一侧，导向组件用于防止第一直线驱动器的输出轴出现偏转现象。
9.优选的，驱动装置包括第一旋转驱动器、齿轮、齿环和限位组件；第一旋转驱动器设置在移动座上，第一旋转驱动器的输出端竖直向下；齿轮固定设置在第一旋转驱动器的输出端上；齿环沿夹持杆的轴线可转动的设置在移动座上，齿环的内环侧壁上开设有第一螺纹槽，夹持杆的侧壁上开设有第二螺纹槽，齿环与夹持杆螺纹配合，齿环与齿轮相互啮合；限位组件设置在移动座的下部，限位组件用于限制夹持杆转动。
10.优选的，限位组件包括固定块、限位块和限位槽；固定块固定设置在移动座的底部，固定块上沿夹持杆的轴线贯穿开设有滑动孔，滑动孔的孔径与夹持杆的直径相同；限位槽沿夹持杆的长度方向开设在夹持杆的侧壁上；限位块固定设置在滑动孔的孔壁上，限位块与限位槽滑动配合。
11.优选的，测量装置包括红外发射器和红外接收器；红外发射器固定设置在外壳的内壁上；红外接收器固定设置在外壳设置有红外发射器的对向一侧的内壁上。
12.优选的，第一转动装置包括第二旋转驱动器和转动环；第二旋转驱动器固定设置在外壳的侧壁上；转动环固定设置在第二旋转驱动器的输出端上，第二转动装置设置在转动环上。
13.优选的，第二转动装置包括第三旋转驱动器；第三旋转驱动器固定设置在转动环上，第三旋转驱动器的输出端与放置台的侧壁固定连接。
14.优选的，导向组件包括导向块和导向杆；导向块至少设置有一个，导向块固定设置
在移动座的侧壁上；导向杆沿安装座的长度方向固定设置在安装座上，导向杆贯穿的设置在导向块上，导向杆与导向块滑动配合。
15.优选的，调节装置还包括稳定装置，稳定装置包括滑轨、滑块和第二直线驱动器；滑轨沿底座的长度方向设置在底座上；滑块沿滑轨的长度方向可滑动的设置在滑轨上；第二直线驱动器固定设置在滑块的上部，第二直线驱动器的输出端与转动环铰接。
16.本技术相比较于现有技术的有益效果是：本技术通过设置第一转动装置、第二转动装置、放置台、夹持装置、移动装置、陀螺仪、驱动装置和测量装置，利用第一转动装置、第二转动装置和陀螺仪精准控制放置台的倾斜状态，通过测量装置对被观测物件的高度进行测量、随后利用驱动装置带动夹持装置上升，随后夹持装置会在移动装置的带动下将被观测物件夹持住，使得光学仪器平台可以实现多角度的调节，同时还可以在平台出现倾斜时，保证任意尺寸的被观测物件都不会出现掉落的情况。
附图说明
17.图1是一种具有多角度调节的光学仪器平台的立体示意图一；图2是一种具有多角度调节的光学仪器平台的立体示意图二；图3是一种具有多角度调节的光学仪器平台的去除了部分外壳后的立体示意图一；图4是一种具有多角度调节的光学仪器平台的去除了部分外壳后的立体示意图二；图5是一种具有多角度调节的光学仪器平台的去除了测量装置和部分外壳后的立体示意图一；图6是一种具有多角度调节的光学仪器平台的去除了测量装置和部分外壳后的立体示意图二；图7是一种具有多角度调节的光学仪器平台的去除了测量装置、部分外壳和底座后的立体示意图；图8是一种具有多角度调节的光学仪器平台的去除了测量装置、外壳和底座的立体示意图；图9是一种具有多角度调节的光学仪器平台的去除了测量装置、稳定装置、外壳和底座的立体示意图；图10是一种具有多角度调节的光学仪器平台的去除了部分转动环、第二旋转驱动器、测量装置、稳定装置、外壳和底座的立体示意图；图11是一种具有多角度调节的光学仪器平台的去除了第一转动装置、第二转动装置、测量装置、稳定装置、外壳和底座的立体示意图；图12是一种具有多角度调节的光学仪器平台的去除了部分安装座、第一转动装置、第二转动装置、测量装置、稳定装置、外壳和底座的立体示意图；图13是一种具有多角度调节的光学仪器平台的局部调节装置立体示意图一；图14是一种具有多角度调节的光学仪器平台的局部调节装置立体示意图二。
18.图中标号为：
1-底座；2-调节装置；21-第一转动装置；211-第二旋转驱动器；212-转动环；22-第二转动装置；221-第三旋转驱动器；23-放置台；24-夹持装置；241-夹持杆；242-安装座；243-滑槽；25-移动装置；251-移动座；252-通孔；253-第一直线驱动器；254-导向组件；2541-导向块；2542-导向杆；26-陀螺仪；27-驱动装置；271-第一旋转驱动器；272-齿轮；273-齿环；274-限位组件；2741-固定块；2742-限位块；2743-限位槽；28-测量装置；281-红外发射器；282-红外接收器；29-稳定装置；291-滑轨；292-滑块；293-第二直线驱动器；3-外壳。
具体实施方式
19.为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
20.如图1-图14所示：一种具有多角度调节的光学仪器平台，包括底座1、调节装置2和外壳3；调节装置2包括第一转动装置21、第二转动装置22、放置台23、夹持装置24、移动装置25、陀螺仪26、驱动装置27和测量装置28；第一转动装置21为环形结构，第一转动装置21设置在外壳3内；第二转动装置22设置在第一转动装置21上，第一转动装置21用于带动第二转动装置22转动，第二转动装置22的转动轴线与底座1的宽度方向始终平行，第二转动装置22的输出端轴线与底座1的长度方向始终平行；放置台23为圆盘结构，放置台23设置在第二转动装置22的输出端上，第二转动装置22用于带动放置台23转动，放置台23用于承接被观测物件；夹持装置24设置有多个，多个夹持装置24围绕放置台23的轴线均匀的贯穿设置在放置台23上，夹持装置24用于夹持被观测物件；移动装置25设置在夹持装置24的一侧，移动装置25用于带动夹持装置24沿放置台23的径向方向移动；陀螺仪26设置在放置台23的底部，陀螺仪26用于监测放置台23的空间位置状态，外壳3内设置有处理器，陀螺仪26通过处理器转换信号后控制第一转动装置21的启停和第二转动装置22的启停；驱动装置27设置在夹持装置24内，驱动装置27用于带动夹持装置24沿外壳3的高度方向升降；测量装置28设置在外壳3的内壁上，测量装置28用于测量被观测物件的高度。
21.外壳3固定设置在底座1的上部，调节装置2设置在外壳3内。外壳3的顶部设置有光学观测装置，光学观测装置的输出端竖直向下，光学观测装置用于对放置台23上的被观测物件进行观测。在使用前需要将被观测物件放置在放置台23上，随后将第一转动装置21和第二转动装置22启动，第一转动装置21的转动轴线与第二转动装置22的转动轴线处于相互垂直的状态，在第一转动装置21带动第二转动装置22转动，同时第二转动装置22也可带动放置台23转动后，位于放置台23上的被观测物件的周壁和顶部便都可被观测到。由于在放置台23的底部设置有陀螺仪26，外壳3的内部设置有处理器，陀螺仪26与处理器电连接，陀
螺仪26会实时监测放置台23的空间位置状态并同步将监测到的数据传输给处理器，处理器通过控制器分别控制第二转动装置22的启停和第一转动装置21的启停。使用前操作人员可以事先将数值输入到处理器中，如此处理器就可根据事先设定好的数值来控制第一转动装置21和第二转动装置22启停，从而使得设置在放置台23上的被观测物件可以被带动至预先设置好的空间位置上。此时设置在放置台23下部的陀螺仪26可以实时监测放置台23的空间状态在到达指定位置后是否发生偏转，从而使得第一转动装置21和第二转动装置22可以对放置台23进行实时调整。在放置台23发生倾斜时，放置台23上的物体由于有夹持装置24的夹持从而不会发生掉落，且即使是体积较大的被观测物体也不易发生掉落的情况，这是由于在第一转动装置21和第二转动装置22发生转动前，设置在外壳3内部的测量装置28会对位于放置台23上的被观测物件的高度进行测量，测量装置28会将测量到的数值发送给处理器，处理器经过信号转换发送给驱动装置27，随后驱动装置27会驱动夹持装置24沿外壳3的高度方向上升对应的高度，而后设置在放置盘下侧的移动装置25也会启动，移动装置25会使得夹持装置24将被观测物件夹取住，且由于光学观测装置的输出端的观测方向固定，所以放置台23无论向哪个方向转动都不会超过90度，否则光学观测装置就无法观测到位于放置台23上的被观测物件，进而保证了被夹持装置24夹持的被观测物件不会出现掉落的现象。使得光学仪器平台可以实现多角度的调节，同时还可以在平台出现倾斜时，保证任意尺寸的被观测物件都不会出现掉落的情况。
22.如图3、图7、图8和图9所示：夹持装置24包括夹持杆241、安装座242和滑槽243；滑槽243沿放置台23的径向方向开设在放置台23上，滑槽243与移动装置25滑动配合；安装座242沿滑槽243的长度方向固定设置在放置台23的底部；夹持杆241沿放置台23的厚度方向可滑动的设置在移动装置25上。
23.当需要进行夹持时，测量装置28会先对被测量物件进行测量，随后将测量到的数据传输给处理器，随后处理器会将驱动装置27激活，驱动装置27会将夹持杆241驱动，使得驱动杆上升至指定高度，随后移动装置25便会启动，移动装置25会带动移动座251沿着安装座242的长度方向滑动，如此设置在放置台23上的移动装置25都会带动夹持杆241向着放置台23的圆心方向移动，当所有的夹持杆241都与被观测物件接触后，便完成了对于被观测物件的夹持。
24.如图3、图8、图9、图13和图14所示：移动装置25包括移动座251、通孔252、第一直线驱动器253和导向组件254；第一直线驱动器253沿安装座242的长度方向固定设置在安装座242上，第一直线驱动器253的输出端指向放置台23的圆心；移动座251固定设置在第一直线驱动器253的输出端上，移动座251与安装座242滑动配合；通孔252沿夹持杆241的轴线贯穿的设置在移动座251上；导向组件254设置在第一直线驱动器253的一侧，导向组件254用于防止第一直线驱动器253的输出轴出现偏转现象。
25.驱动装置27设置在移动座251上，驱动装置27用于带动夹持杆241沿放置台23的厚度方向滑动，在放置台23处于水平的状态时，放置台23的厚度方向与外壳3的高度方向平行，当驱动装置27驱动夹持杆241移动时，此时夹持杆241与通孔252便会发生相对滑动，在夹持杆241的不再上升后，第一直线驱动器253便会带动移动座251滑动，第一直线驱动器253优选为伺服电缸，导向组件254用于防止第一直线驱动器253的输出轴在工作时出现偏转的现象，如此便实现了移动装置25的伸缩功能。
26.如图8、图9、图12-图14所示：驱动装置27包括第一旋转驱动器271、齿轮272、齿环273和限位组件274；第一旋转驱动器271设置在移动座251上，第一旋转驱动器271的输出端竖直向下；齿轮272固定设置在第一旋转驱动器271的输出端上；齿环273沿夹持杆241的轴线可转动的设置在移动座251上，齿环273的内环侧壁上开设有第一螺纹槽，夹持杆241的侧壁上开设有第二螺纹槽，齿环273与夹持杆241螺纹配合，齿环273与齿轮272相互啮合；限位组件274设置在移动座251的下部，限位组件274用于限制夹持杆241转动。
27.第一旋转驱动器271优选为马达，在需要使得夹持杆241上升时，第一旋转驱动器271便会开始启动，第一旋转驱动器271会带动设置在其输出端上的齿轮272转动，由于齿轮272与齿环273啮合，所以齿环273就会发生转动，齿环273会进一步带动与其螺纹配合的夹持杆241升降，这是由于有限位组件274限制夹持杆241转动，所以齿环273在转动时，夹持杆241便只能发生上升，如此便实现了驱动装置27的驱动功能。
28.如图8、图13和图14所示：限位组件274包括固定块2741、限位块2742和限位槽2743；固定块2741固定设置在移动座251的底部，固定块2741上沿夹持杆241的轴线贯穿开设有滑动孔，滑动孔的孔径与夹持杆241的直径相同；限位槽2743沿夹持杆241的长度方向开设在夹持杆241的侧壁上；限位块2742固定设置在滑动孔的孔壁上，限位块2742与限位槽2743滑动配合。
29.当第一旋转驱动器271启动后，第一旋转驱动器271会通过齿轮272和齿环273带动夹持杆241沿着放置台23的厚度方向发生滑动，若不设置限位组件274，当齿环273转动时，与齿环273螺纹配合的夹持杆241就无法与齿环273发生相对转动。而在设置了限位组件274后，限位块2742会与限位槽2743卡接，限位块2742会阻止夹持杆241发生转动，如此夹持杆241便只能沿着放置台23的厚度方向发生滑动，实现了限位组件274的限位功能。
30.如图2、图3和图4所示：测量装置28包括红外发射器281和红外接收器282；红外发射器281固定设置在外壳3的内壁上；红外接收器282固定设置在外壳3设置有红外发射器281的对向一侧的内壁上。
31.在使用之前需要将被观测物件放置在放置台23上，尽量保证被观测物件最高位置可以将红外发射器281遮挡住，随后将测量装置28启动，此时红外发射器281会将信号发射出来，但是由于放置台23上设置有被观测物件，被观测物件会将部分信号遮挡住，如此就会使得红外接收器282无法接收到红外发射器281发射出来的信号，随后红外接收器282就会将信号传送给处理器，处理器会根据被遮挡的信号计算出被观测物件的大致高度，随后控制驱动装置27带动夹持装置24实现上升，使得夹持装置24可以充分的将被观测物体夹持住。保证了无论被观测物件的尺寸如何，夹持装置24都可稳定的将被观测物件夹住。
32.如图2、图3、图8-图10所示：第一转动装置21包括第二旋转驱动器211和转动环212；第二旋转驱动器211固定设置在外壳3的侧壁上；转动环212固定设置在第二旋转驱动器211的输出端上，第二转动装置22设置在转动环212上。
33.第二旋转驱动器211优选为伺服电机，第二旋转驱动器211启动后，第二旋转驱动器211会带动设置在其输出端上的转动环212转动，第二旋转驱动器211的输出轴的轴线与底座1的宽度方向始终平行，转动环212在第二旋转驱动器211启动后，也会带动设置在其上的第二转动装置22一同转动，由于第二转动装置22与放置台23连接，所以就会使得放置台23被带动倾斜。
34.如图3和图8所示：第二转动装置22包括第三旋转驱动器221；第三旋转驱动器221固定设置在转动环212上，第三旋转驱动器221的输出端与放置台23的侧壁固定连接。
35.第三旋转驱动器221优选为伺服电机，第三旋转驱动器221启动后，便会带动设置在其输出端上的放置台23发生转动，如此在第三旋转驱动器221和第二旋转驱动器211的共同作用下，放置台23便可实现多角度调节。第三旋转驱动器221的输出轴的轴线与第二旋转驱动器211的输出轴的轴线共同构成一个工作平面，所述工作平面与底座1的上部端面平行。
36.如图13和图14所示：导向组件254包括导向块2541和导向杆2542；导向块2541至少设置有一个，导向块2541固定设置在移动座251的侧壁上；导向杆2542沿安装座242的长度方向固定设置在安装座242上，导向杆2542贯穿的设置在导向块2541上，导向杆2542与导向块2541滑动配合。
37.当第一直线驱动器253带动移动座251移动时，导向块2541便会与导向杆2542发生相对滑动，而通过导向块2541和导向杆2542的限制，第一直线驱动器253的输出轴就不会出现偏转的现象。
38.如图1、图6、图7和图9所示：调节装置2还包括稳定装置29，稳定装置29包括滑轨291、滑块292和第二直线驱动器293；滑轨291沿底座1的长度方向设置在底座1上；滑块292沿滑轨291的长度方向可滑动的设置在滑轨291上；第二直线驱动器293固定设置在滑块292的上部，第二直线驱动器293的输出端与转动环212铰接。
39.第二直线驱动器293优选为电动推杆，当转动环212出现转动时，滑轨291上的滑块292会带动第二直线驱动器293移动，同时第二直线驱动器293会根据放置台23的倾斜状态，自动实现升降，这是由于处理器会事先将数据发送给滑轨291和第二直线驱动器293，从而保证了第二直线驱动器293和滑轨291可以与放置台23相适应。
40.以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。