自动调节水平位置的水准尺的制作方法

本实用新型是涉及测绘学领域的一种测绘仪器，具体地说是涉及水准测量中一种可以自动调节水平位置的水准尺。

背景技术：

在测绘学中，高程是确定地面点位置的要素之一，在工程建设的设计、施工与管理等阶段都具有十分重要的作用。高程测量按照其方法和所使用仪器的不同，分为水准测量和三角高程测量。水准测量是最常用的一种高程测量方法，例如几何水准测量依然是高精度高程控制测量的唯一手段。水准测量的原理是：利用水准仪提供的水平视线对垂直竖立在地面上两点的水准尺进行瞄准和读数，已测出两点高差，从而求出待测点的高程。对于水准测量系统中的水准仪，国内对其误差源、校验方法、仪器改进等方面的研究已经非常充分，而作为另一部件的水准尺，国内的研究却不多。

水准测量所使用的仪器为水准仪，水准尺是与之配套的标尺。水准尺是用干燥优质的木材、铝合金或玻璃钢等材料制成，长度有2m，3m，5m 等。水准尺是否垂直对测量精确度比较重要。关于水准尺的研究，多从其精确性，携带方便，操作简单等方面进行，例如旋转尺垫，在水准尺的下端加一个灵活的旋转尺垫；为确保垂直，在水准尺上加一可拆卸的水准管等。

常用的水准尺多用人工来整平，人工整平造成避免不了的误差，影响测量成果的精度；另外，对于是否已垂直，立尺者根据自己的视线确定，站的位置不同，看到的结果就存在偏差，不一定正确。而且，扶尺子的技术人员的劳动强度较大，需在一定时间内保持水准尺的垂直。如果有一种能够自动整平，并且用仪器科学检验是否垂直，误差减小，精度会有很大提高，而且观测技术人员的劳动强度也能够大大减轻。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种可以自动整平的水准尺，确保水准尺处于垂直状态，减小测量误差，减轻观测人员劳动强度。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

一种自动调节水平位置的水准尺，其中包括：尺身，其特点在于：所述的自动调节水平位置的水准尺还包括测控单元，测控单元安装在所述尺身上部，所述的尺身上还设计有接板，接板外边缘设计有电动推杆，所述的尺身下方设计有测量目标点，所述的电动推杆下方设计有推杆支点。

根据上述的自动调节水平位置的水准尺，其特点在于：所述的测控单元包括传感器、MCU、运动控制器，所述的传感器包括三轴陀螺仪、三轴加速度仪，所述的运动控制器与所述的电动推杆连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在测量过程中，测控单元中的传感器精确测量水准尺的垂直情况，将测量得到的空间角度通过传送系统传送到MCU进行判断，MCU计算得到的数据，发送到运动控制器，运动控制器调节三根并联推杆的长度，以实现尺身垂直于地面。测控单元中，三轴陀螺仪陀螺仪只能用于运动物体的角度测量，如果物体的初始位置存在一定的倾角，则三轴陀螺仪无法感知。三轴加速度仪能够测量物体的加速度，当加速度计静止时，其输出为重力加速度在各个轴上的分量，装有三轴加速度仪的物体的倾角发生变化时，三轴加速度仪的输出也会随之变化，根据这一原理，通过测量三轴加速度仪各轴的输出便可以得出物体的倾角。对于静止物体而言，加速度计测量出来的角度十分准确。但是，一旦物体运动，会在加速度计相应的敏感轴引入除重力以外的加速度。

利用三轴陀螺仪和三轴加速度仪的互补性，将信号融合后输送给MCU，MCU根据测量得到的空间角度，解析三自由度的并联机构，计算得到的电动推杆需要调整的长度，发送到运动控制器，运动控制器在收到指令后，调节各电动推杆的长度，并反馈给MCU。

本实用新型通过传感和控制系统，增强了水准尺垂直的精确度，保证立尺垂直，减小测量误差，同时也使得操作更加简单。

附图说明

图1 是本实用新型的机械机构图；

图2 是本实用新型的测控系统框图。

附图中

1、尺身 2、测控单元 3、接板 4、电动推杆 5、测量目标点 6、推杆支点。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步详细描述：

一种自动调节水平位置的水准尺，如图1、2所示，其中包括：尺身1，自动调节水平位置的水准尺还包括测控单元2，测控单元2安装在所述尺身1上部，所述的尺身1上还设计有接板3，接板3外边缘设计有电动推杆4，所述的尺身1下方设计有测量目标点5，所述的电动推杆4下方设计有推杆支点6。

在本实施例中，测控单元2包括传感器、MCU、运动控制器，所述的传感器包括三轴陀螺仪、三轴加速度仪，所述的运动控制器与所述的电动推杆连接。

本实用新型的工作原理是：

在测量过程中，测控单元中的传感器精确测量水准尺的垂直情况，将测量得到的空间角度通过传送系统传送到MCU进行判断，MCU计算得到的数据，发送到运动控制器，运动控制器调节三根并联推杆的长度，以实现尺身垂直于地面。测控单元中，三轴陀螺仪陀螺仪只能用于运动物体的角度测量，如果物体的初始位置存在一定的倾角，则三轴陀螺仪无法感知。三轴加速度仪能够测量物体的加速度，当加速度计静止时，其输出为重力加速度在各个轴上的分量，装有三轴加速度仪的物体的倾角发生变化时，三轴加速度仪的输出也会随之变化，根据这一原理，通过测量三轴加速度仪各轴的输出便可以得出物体的倾角。对于静止物体而言，加速度计测量出来的角度十分准确。但是，一旦物体运动，会在加速度计相应的敏感轴引入除重力以外的加速度。

利用三轴陀螺仪和三轴加速度仪的互补性，将信号融合后输送给MCU，MCU根据测量得到的空间角度，解析三自由度的并联机构，计算得到的电动推杆需要调整的长度，发送到运动控制器，运动控制器在收到指令后，调节各电动推杆的长度，并反馈给MCU。

本实用新型中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和保护范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围。