本实用新型涉及一种测地仪，特别是一种压电驱动测地仪。
背景技术：
测地仪是一种传统的野外使用的测量设备，其往往都具备精密的光学和机械结构，以保证其测量的高精度，另外本身又是作为便携设备，其对机械结构的牢固度、稳定度和不同温度的适应性都提出了很高的要求。
随着技术的进步，电子化甚至于智能化的测地仪不断涌现，这种测地仪其又提出了高集成度，低功耗的要求。这些测地仪许多具备自动测量，联网协同工作的功能，而许多这些功能的实现都是需要由测地仪本身的移动来实现所测量目标物的识别和测量，选用何种驱动方案来实现测地仪自身高效、精密的移动成为了一种非常重要的技术。
到目前为止，测地仪的驱动方案主要有伺服电机通过齿轮传动驱动，力矩电机直接驱动以及采用直线压电电机通过作动环驱动。但是以上的每一种方案都有其自身的缺点，首先采用伺服电机的方案其由于是通过齿轮串联方式进行传动的，其驱动的精细度与速度成反比，减速比越高理论上的控制精细度越高，同时也意味着其速度就越慢。另外这种通过串联齿轮方式的传动方案其复杂性大，装配和调试难度大，后期的稳定性不好，回程误差大，这些都提高了软件控制的复杂性和难度，还有就是这个方案它还需要专门的机械或电子锁定机构以保证测地仪在定位时的保持；力矩电机的方案和本专利所使用的方案类似都是直驱方案，其主要的问题在于其功耗很大，而且定位精度不够，另外和伺服电机的方案类似其也需要专门的机械或电子定向保持装置；直线压电电机加作动环的方案是近几年的一种新方案，该方案虽然具有很高的定位精度，本身具备定位自锁性等优越性，但其也有一定的缺陷。这些缺陷包括其结构较复杂，是一种分体式的方案，所占用的空间体积较大，其对装配和调试也有很高要求。另外，由于测地仪本身的空间的限制，其所能选用的直线电机体积较小，很难输出较大的力，影响转速，如果通过增加直线压电电机的数量来增大输出力，那么其对装配和调试会提出更高的要求，另外对测地仪本身的内部可装配空间和整机的功耗都提出了要求。
纵上所述的各种方案的优缺，我们会很容易的发现目前所有方案的缺点都非常的明显甚至致命，均不能完全胜任测地仪设备对驱动的要求，因此需要一种更加适用于测地仪系统的驱动方案。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、易于装配的压电驱动测地仪。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的压电驱动测地仪，包括：用于定位测地仪的基座、用于将光路向目标对准的探测头、安装支架和盘式压电电机，所述基座与所述安装支架之间设置竖轴，该竖轴的底端与所述基座枢接，以使所述安装支架可随所述竖轴相对于所述基座旋转；所述安装支架呈U型，所述探测头的两侧对称设置横轴，各横轴的相对内侧端与所述探测头的两侧固定相连；所述安装支架的底壁、和/或所述安装支架的内侧壁设置盘式压电电机，所述盘式压电电机的输出轴与所述竖轴、和/或所述横轴固定相连，以使盘式压电电机启动时可驱动所述安装支架和/或所述探测头旋转。
进一步，所述盘式压电电机至少包括定子、转子、输出轴、底座，所述定子安装在底座上，定子下表面粘贴有压电陶瓷，所述转子安装在输出轴上，以使所述定子下表面的压电陶瓷通电后可驱动所述输出轴旋转。
进一步，压电驱动测地仪还包括控制器，所述控制器与所述盘式压电电机电连接，用于控制所述盘式压电电机旋转速度和方向。
进一步，压电驱动测地仪还包括角度编码器、中央控制器，所述横轴、竖轴上分别设置所述角度编码器，各角度编码器与所述中央控制器电连接，用以给中央控制器提供轴偏移量信息，所述控制器与所述中央控制器电连接，用以将所述横轴、竖轴的位置信息提供给所述控制器。
实用新型的技术效果：（1）本实用新型的压电驱动测地仪，相对于现有技术，该测地仪采用的一体化设计的盘式压电电机驱动，其体积小，装配调试简便，可利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动驱动横轴或竖轴转动，实现直接驱动，速度和位置控制性好，分频率高；断电自锁，且能保持原有停止位置不动；不产生磁场，亦不受外界磁场干扰；能够低噪声运行；（2）盘式压电电机的输出轴直接装配到测地仪的旋转轴上，效率高，定位速度快，无回程误差；（3）控制器可控制输出轴进行顺时针或逆时针运动，同时又具备断电自锁力功能，并长时间保持在一个位置；（4）盘式压电电机具备安全的自锁力，当外力大于安全自锁力时，设备开始转动，这种转动不会损坏盘式压电电机；（5）角度编码器装配在其测地仪的每个转动轴上，每个轴系只装配一个。该角度编码器可同时给中央控制器和压电驱动控制器提供转轴位置信息。
附图说明
下面结合说明书附图对本实用新型作进一步详细说明：
图1是本实用新型压电驱动测地仪的结构示意图。
图中：基座1，安装支架2，探测头3，测地仪4，横轴5a，竖轴5b，第一盘式压电电机6a，第二盘式压电电机6b，控制器7，第一角度编码器8a，第二角度编码器8b，望远镜测试模块9，中央控制器10。
具体实施方式
实施例1 如图1所示，本实施例的压电驱动测地仪，包括用于定位测地仪4的基座1、用于将光路向目标对准的探测头3、安装支架2；基座1与安装支架2之间设置竖轴5b，该竖轴5b的底端与基座1枢接，安装支架2的底壁设置第二盘式压电电机6b，第二盘式压电电机6b包括定子、转子、输出轴、底座和与底座连接的外壳，定子安装在底座上，定子下表面粘贴有压电陶瓷，压电陶瓷的引线通过外壳与底座之间预留的缝隙引出；转子安装在输出轴上，转子上端粘贴有阻尼材料，转子下端面粘贴有摩擦材料层并与定子接触；输出轴顶端通过上轴承安装在外壳端盖上，输出轴下端通过下轴承定位在底座上。外壳与底座通过螺栓连接，并通过上轴承将预压力施加到转子上，以使定子下表面的压电陶瓷通电后可驱动输出轴旋转。装配时外壳底端经螺栓与安装支架2固定相连，输出轴与竖轴5b的顶端固定相连，以使第二盘式压电电机6b启动后安装支架2可随竖轴5b相对于基座1旋转，用以给安装支架2相对基座1移动提供动力，同时其又给安装支架2相对基座1静止提供安全自锁力。安装支架2上设置控制器7（可选用单片机、ARM处理器、DSP处理器等作为控制器），该控制器7与第二盘式压电电机6b电连接，用于控制第二盘式压电电机6b旋转速度和方向。第二角度编码器8b装配在竖轴5b和安装支架2上，其可以测量出安装支架2相对于基座1的移动量，第二角度编码器8b与控制器电连接，以使第二角度编码器8b测得的移动量可传输至控制器7。
安装支架2呈U型，探测头3的左右两侧对称设置横轴5a，各横轴5a的相对内侧端与探测头3的两侧固定相连，探测头3左侧横轴的相对外侧端与安装支架2内侧壁枢接，该安装支架2的右侧内侧壁设置与第二盘式压电电机6b结构相同的第一盘式压电电机6a，该第一盘式压电电机6a的外壳经螺栓与安装支架2的右侧壁固定相连，输出轴与探测头3右侧横轴的相对外侧端固定相连，以使第一盘式压电电机6a启动后探测头3可随横轴5a相对于安装支架2上下摆动，用以给探测头3相对安装支架2移动提供动力，同时其又给探测头3相对安装支架2静止提供安全自锁力。第一盘式压电电机6a与控制器7电连接，用于控制第一盘式压电电机6a旋转速度和方向。第一角度编码器8a装配在横轴5a和安装支架2上，其可以测量出横轴5a相对于安装支架2的移动量，第一角度编码器8a与控制器7电连接，以使第一角度编码器8a测得的移动量可传输至控制器7。
中央控制器10装配在安装支架2上，其用于接收设备内和设备外信号，望远镜测试模块9装配在探测头3内部，其用于测量目标物，并将测量值传输给中央控制器10。中央控制器10与控制器7电连接，以使控制器7可接收和执行中央控制器10的控制驱动指令；依据驱动指令，在角度编码器8a和8b的位置反馈信号的支持下，驱动盘式压电电机6a和6b运动，从而实现测地仪4的移动。该驱动控制系统是一个闭环的控制系统，通过智能化的编程，其可以实现非常复杂的动作，从而实现测地仪4各种运动功能的实现。中央控制器10还可以与外界联网通信，协同工作，在内部控制设备的各个模块按要求工作，保存设备的测量信息，并提供人机交互接口。
上述的盘式压电电机可选用日本新生工业生产的型号为URS 60-S3的超声电机或江苏春生超声电机生产的型号为TRUM-60-N-A的超声电机。
使用时，本测地仪4按其功能的不同，可以同时有两套轴系（横轴5a，5b）和两个驱动电机（8a,8b）,比如经纬仪，也可以只具有一个轴系（横轴5a或竖轴5b）和一个驱动电机（6a或6b）,比如水准仪，可根据应用场合的不同进行选装。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。