一种便携式可伸缩智能调平装置的制作方法

本实用新型涉及施工测量技术领域，具体涉及一种便携式可伸缩智能调平装置。

背景技术：

现场施工过程中，传统的测量方式都是通过三脚架架设和调平测量设备，不仅测量效率低、劳动强度大，而且很难实现智能化地自动测量，目前也有部分自动调平工作台出现，但大多是从传统的多自由度工作台发展而来，不仅重量和体积偏大，而且高度不能调节，给施工现场的搬运和转场带来困难。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于针对传统调平装置效率低、体积大、智能化程度低的问题，提供一种便携式可伸缩智能调平装置，它通过集成化和轻量化设计，实现了自动调平装置小型化与智能化应用，不仅能提高施工测量的效率，还能显著降低测量人员的劳动强度，为测量机器人的施工现场的广泛应用提供了技术保障。

本实用新型为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种便携式可伸缩智能调平装置，包括总控制箱、调平装置、锁紧装置、伸缩立杆、传感器盒子、双轴倾角传感器和仪器基座；

所述总控制箱位于整个装置的底部，其内安装有板卡pc；

所述调平装置安装于总控制箱上，调平装置包括中空的外壳、定位台面以及安装于外壳内的第一调节支腿、第二调节支腿和固定支腿，三个支腿的底端分别与总控制箱铰接、顶端分别与定位台面铰接；

所述伸缩立杆下部插设于所述调平装置内部，伸缩立杆能够相对于调平装置上下移动，并通过所述锁紧装置进行锁紧定位；

所述传感器盒子固定安装于所述伸缩立杆顶端，传感器盒子内安装有双轴倾角传感器，用于实时测量所述仪器基座的水平度，提供第一调节支腿和第二调节支腿的运动反馈；

所述仪器基座固定安装于传感器盒子顶部，用于安装测量设备。

上述方案中，所述第一调节支腿与第二调节支腿结构相同，均包括第一下铰链、步进电机、电缸和第一上铰链；所述步进电机与电缸相连，步进电机驱动电缸做伸缩运动；所述步进电机的底端通过所述第一下铰链与所述总控制箱连接，所述电缸的顶端通过所述第一上铰链与所述定位台面连接；

所述总控制箱内安装有步进电机驱动器，步进电机驱动器接收板卡pc发出的信号，并驱动所述步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，从而进一步驱动所述电缸上下移动。

上述方案中，所述第一调节支腿与第二调节支腿的电缸行程为50mm，通过电缸的升降可以实现±15°的调平范围。

上述方案中，所述固定支腿包括第二下铰链、固定支腿主体和第二上铰链；所述固定支腿主体的底端通过第二下铰链与所述总控制箱连接，固定支腿主体的顶端通过第二上铰链与所述定位台面连接。

上述方案中，所述伸缩立杆的下端设有外凸的限位部，所述定位台面内壁底端设置相适配的限位阶梯面。

上述方案中，所述伸缩立杆的下部和上部沿周向均匀设置有定位孔，所述定位台面对应的位置设置通孔；所述锁紧装置为锁紧销；当伸缩立杆上升到最高处时，其下部的定位孔与定位台面上的通孔重叠，锁紧销插进定位孔内进行锁紧定位；当伸缩立杆下降到最低处时，其上部的定位孔与定位台面上的通孔重叠，锁紧销插进定位孔内进行锁紧定位。

上述方案中，所述定位台面与调平装置外壳之间设有柔性的防尘罩。

上述方案中，所述双轴倾角传感器的倾角传感器数据线以及仪器数据及电源线依次从传感器盒子、伸缩立杆、调平装置、总控制箱穿过后与所述板卡pc连接；总控制箱的安装底板设有外部电源及数据接口。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型通过两自由度平台实现测量设备的自动调平，通过板卡pc中的控制程序实现对测量设备的自动控制。

2、本实用新型通过伸缩立杆实现调平装置高度的快速调节，便于运输和搬运。

3、本实用新型具有重量轻、体积小、便于携带和运输等优点，可以安装于agv小车、汽车、电瓶车等多种移动载体上，适用多种施工应用场景。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本发明便携式可伸缩智能调平装置的立体图；

图2是图1所示便携式可伸缩智能调平装置的剖视图；

图3是图1所示便携式可伸缩智能调平装置的伸长与缩短状态示意图；

图4是图1所示便携式可伸缩智能调平装置的调平装置内部结构图；

图5是图1所示便携式可伸缩智能调平装置的伸缩立杆的立体图；

图6是图5所示伸缩立杆的俯视剖面图；

图7是图1所示便携式可伸缩智能调平装置的锁紧装置的立体图；

图8是图1所示便携式可伸缩智能调平装置的传感器盒子的立体图；

图9是图8所示传感器盒子的俯视剖面图。

图中：10、总控制箱；11、板卡pc；12、步进电机驱动器；13、安装底板；131、外部电源及数据接口；14、箱体；20、调平装置；21、第一调节支腿；211、第一下铰链；212、步进电机；213、电缸；214、第一上铰链；22、第二调节支腿；23、固定支腿；231、第二下铰链；232、固定支腿主体；233、第二上铰链；24、外壳；241、把手；25、防尘罩；26、定位台面；30、锁紧装置；40、伸缩立杆；41、定位孔；42、限位部；50、传感器盒子；51、定位底板；60、双轴倾角传感器；61、倾角传感器数据线；70、仪器基座；71、仪器数据及电源线。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-2所示，为本实用新型提供的一种便携式可伸缩智能调平装置，包括总控制箱10、调平装置20、锁紧装置30、伸缩立杆40、传感器盒子50、双轴倾角传感器60和仪器基座70。本装置用于全站仪及其它测量设备的自动调平与控制，实现施工现场的自动化测量与放样工作。

总控制箱10位于整个装置的底部，包括安装底板13和箱体14，安装底板13用于将整个装置固定于移动载体上，箱体14内安装有板卡pc11和步进电机驱动器12，板卡pc11通过仪器数据及电源线71与测量设备连接。板卡pc11中装有电机和测量设备的控制程序，可实现对调平装置20和测量设备的自动控制。

调平装置20安装于总控制箱10上，可实现对测量设备安装基准面的快速调平。调平装置20包括中空的外壳24、定位台面26、防尘罩25、以及安装于外壳24内的第一调节支腿21、第二调节支腿22和固定支腿23，三个支腿的底端分别与总控制箱10铰接、顶端分别与定位台面26铰接。防尘罩25位于外壳24与定位台面26之间，防尘罩25采用柔性材料制成。

伸缩立杆40下部插设于调平装置20内部，伸缩立杆40能够相对于调平装置20上下移动，实现伸长或缩短。当伸缩立杆40调整到合适位置后，通过锁紧装置30进行锁紧定位。

传感器盒子50由定位底板51和上盖组成，定位底板51焊接在伸缩立杆40顶端，传感器盒子50内安装有双轴倾角传感器60，并留有传感器及测量设备控制线走线孔。双轴倾角传感器60用于实时测量仪器基座70的水平度，提供第一调节支腿21和第二调节支腿22的运动反馈。

仪器基座70固定安装于传感器盒子50顶部，用于安装测量设备，如全站仪、摄影机等。本实施例中，仪器基座70为全站仪基座，全站仪基座为标准产品，通过螺纹直接与传感器盒子50相连，不仅方便实现全站仪等测量设备的快速装拆，还能通过基座的微调螺旋实现加工偏差的补偿。

如图4所示，第一调节支腿21与第二调节支腿22结构相同，均包括第一下铰链211、步进电机212、电缸213和第一上铰链214。步进电机212与电缸213相连，步进电机212驱动电缸213做伸缩运动。步进电机212的底端通过第一下铰链211与总控制箱10连接，电缸213的顶端通过第一上铰链214与定位台面26连接。总控制箱10内的步进电机驱动器12接收板卡pc11发出的信号，并驱动步进电机212按设定的方向转动一个固定的角度，从而进一步驱动电缸213推杆上下运动。固定支腿23包括第二下铰链231、固定支腿主体232和第二上铰链233。固定支腿主体232的底端通过第二下铰链231与总控制箱10连接，固定支腿主体232的顶端通过第二上铰链233与定位台面26连接。控制程序根据双轴倾角传感器60测出的当前倾角值计算两个调节支腿的伸缩量，然后由步进电机212带动电缸213推杆上下运动实现装置的自动调平。

如图5-6所示，伸缩立杆40为金属圆管，其下端设有外凸的限位部42，定位台面26内壁底端设置相适配的限位阶梯面。伸缩立杆40内部中空，所有的数据线和电源线均布置在伸缩立杆40内部，不仅能防止损坏，还能提高整个装置的防尘和防水等级。伸缩立杆40的下部和上部沿周向均匀设置有定位孔41，定位台面26上部相应的位置设置通孔。如图7所示，锁紧装置30为锁紧销，锁紧销带有螺纹，末端为圆锥形，通过螺纹旋转使3个锁紧销末端圆锥体与伸缩立杆40上的预留定位孔41紧密接触，以保证伸缩立杆40与工作台面稳固连接。如图3所示，当伸缩立杆40上升到最高处时，其下部的定位孔41与定位台面26上的通孔相对，锁紧销插进定位孔41内进行锁紧定位，实现整个调平装置20的伸长；当伸缩立杆40下降到最低处时，其上部的定位孔41与定位台面26上的通孔相对，锁紧销插进定位孔41内进行锁紧定位，实现整个调平装置20的缩短。

双轴倾角传感器60的倾角传感器数据线61以及仪器数据及电源线71依次从传感器盒子50、伸缩立杆40、调平装置20、总控制箱10穿过后与板卡pc11连接。总控制箱10的安装底板13设有外部电源及数据接口131。

进一步优化，本实施例中，第一调节支腿21与第二调节支腿22的电缸213行程为50mm，通过电缸213的升降可以实现±15°的调平范围，可满足常规工况下的调平角度要求。

进一步优化，本实施例中，总控制箱10的箱体14外轮廓尺寸只有300mmx300mmx112mm，不仅轻巧便携，还能实现对步进电机驱动器12及板卡pc11密封防尘保护。

进一步优化，本实施例中，调平装置20外壳24直径为高度为450mm，两侧各安装一个把手241，方便人工搬运。

进一步优化，本实施例中，当锁紧销与伸缩立杆40下端定位孔41相连时，调平装置20高度为1100mm；当锁紧销与伸缩立杆40上端定位孔41相连时，调平装置20高度为700mm，方便运输和搬运。

进一步优化，本实施例中，本实用新型便携式可伸缩智能调平装置20可以安装于agv小车、汽车、电瓶车等多种移动载体上，通过对全站仪的自动调平与控制，实现非接触式高精度自动测量。

进一步优化，本实施例中，伸缩立杆40和定位台面26上均标记有对齐刻度，可以方便测量人员快速对齐伸缩立杆40与定位台面26的相对位置。

本实用新型通过两自由度平台实现测量设备的自动调平，通过伸缩立杆40实现调平装置20的高度调节，通过在板卡pc11上安装全站仪控制程序实现调平装置20的智能化控制。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。