專(zhuān)利名稱(chēng)：自校準(zhǔn)水平載物裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種載物裝置，具體地說(shuō)涉及一種自校準(zhǔn)水平載物裝置。
背景技術(shù)：
水平儀是一種常用的測(cè)量小角度的量具，它廣泛應(yīng)用于機(jī)械和儀表制造中，通過(guò) 測(cè)量相對(duì)于水平位置的傾斜角獲取機(jī)器設(shè)備水平位置和工作臺(tái)面的平面度及導(dǎo)軌的直線 度、設(shè)備安裝的水平位置和垂直位置等，已成為機(jī)床制造、安裝和修理中最基本的一種檢驗(yàn) 工具。常見(jiàn)的水平儀有氣泡水平儀、電子水平儀等。用水平儀來(lái)進(jìn)行調(diào)整導(dǎo)軌的直線度之前，應(yīng)首先調(diào)整整體導(dǎo)軌的水平。將水平儀 置于導(dǎo)軌的中間和兩端位置上，調(diào)整到導(dǎo)軌的水平狀態(tài)，使水平儀的氣泡在各個(gè)部位都能 保持在刻度范圍內(nèi)。再將導(dǎo)軌分成相等的若干整段來(lái)進(jìn)行測(cè)量，并使頭尾平穩(wěn)的銜接，逐段 檢查并讀數(shù)，然后確定水平儀氣泡的運(yùn)動(dòng)方向和水平儀實(shí)際刻度及格數(shù)。但對(duì)于精密的儀器來(lái)說(shuō)，由于在使用中不可避免地存在溫度和震動(dòng)漂移，將給整 個(gè)儀器引入水平零位誤差，并影響其正常使用。尤其是一些野外測(cè)量設(shè)備，經(jīng)常使用氣泡式 水平儀來(lái)調(diào)整水平是一項(xiàng)十分繁瑣并且增大誤差的工作。因此，消除水平誤差是保證眾多 設(shè)備操作準(zhǔn)確的必要條件。需要提供一種自校準(zhǔn)水平載物裝置，可提供智能型電子自動(dòng)水平小型載物平臺(tái)， 該載物平臺(tái)具有承載小型設(shè)備自動(dòng)水平的能力，使得設(shè)備在使用中不需要經(jīng)常使用水平 儀來(lái)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)承載眾多小型設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)或靜態(tài)水平自調(diào)節(jié)，提高測(cè)量精度，從而達(dá)到方 便、實(shí)用的功效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種自校準(zhǔn)水平載物裝置，實(shí)現(xiàn)承載眾多小型 設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)或靜態(tài)水平自調(diào)節(jié)，提高測(cè)量精度，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中因需要經(jīng)常使用水 平儀來(lái)調(diào)整水平，造成的操作繁瑣并易增大工作誤差的缺陷。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種自校準(zhǔn)水平載物裝置，包括控制模塊，分別與控制模塊連接的信號(hào)采集模塊、 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、顯示模塊以及電源，設(shè)置有信號(hào)采集模塊的載物平臺(tái)，還包括分別與載物平 臺(tái)以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接的自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，信號(hào)采集模塊包括重力加速度傳感器， 控制模塊將信號(hào)采集模塊在載物平臺(tái)上采集到的角度信號(hào)傳輸至顯示模塊，并根據(jù)角度信 號(hào)值控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)載物平臺(tái)。本發(fā)明的重力加速度傳感器包括X軸方向以及Y軸方向的二維重力加速度傳感 器，可以測(cè)量載物平臺(tái)X軸、Y軸方向的傾斜角度，并將采集到的角度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波 傳輸給控制模塊。本發(fā)明的自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括縱向緊密排列于同平面的兩個(gè)半球凹槽結(jié)構(gòu)， 兩個(gè)半球凹槽結(jié)構(gòu)一端分別連接X(jué)軸重力加速度傳感器以及Y軸重力加速度傳感器，另一端分別連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。本發(fā)明的控制模塊包括單片機(jī)以及角度換算子模塊，單片機(jī)對(duì)接收的角度信號(hào)進(jìn) 行運(yùn)算并補(bǔ)償，角度換算子模塊對(duì)補(bǔ)償后的角度信號(hào)進(jìn)行角度換算，將換算結(jié)果傳輸至顯 示模塊以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。本發(fā)明的單片機(jī)包括快速響應(yīng)的比例調(diào)節(jié)子模塊、消除所述載物平臺(tái)靜態(tài)誤差的 積分調(diào)節(jié)子模塊以及削弱震蕩的微分調(diào)節(jié)子模塊。本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括直流電機(jī)以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片根據(jù)控制 模塊傳輸?shù)慕嵌刃畔⒖刂浦绷麟姍C(jī)帶動(dòng)自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的信號(hào)采集模塊還包括內(nèi)部集成的信號(hào)調(diào)理子模塊、低通濾波子模塊和溫 度補(bǔ)償子模塊。本發(fā)明的顯示模塊包括IXD顯示屏以及與計(jì)算機(jī)連接的RS232接口。本發(fā)明還包括控制面板輸入模塊，控制面板輸入模塊包括裝置狀態(tài)的鎖定/開(kāi)鎖 鍵、手動(dòng)調(diào)節(jié)自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)鍵。采用上述技術(shù)方案的有益效果本發(fā)明采用自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制載物平臺(tái)，自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使用半球形 凹槽機(jī)構(gòu)作為調(diào)節(jié)X、Y方向的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)件，使得在二維水平儀上的耦合干擾問(wèn)題得到了很 好的解決，且精度更高，反應(yīng)更迅速；同時(shí)以重力加速度傳感器為信號(hào)來(lái)源，單片機(jī)為運(yùn)算 和控制核心。使得載物平臺(tái)上的設(shè)備在使用中不需要經(jīng)常使用水平儀來(lái)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)承載眾 多小型設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)或靜態(tài)水平自調(diào)節(jié)，提高測(cè)量精度，從而達(dá)到方便、實(shí)用的功效。


圖1為本發(fā)明裝置的系統(tǒng)示意圖；圖2為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中100-載物平臺(tái)200-信號(hào)采集模塊201-X軸重力加速度傳感器202-Y軸重力 加速度傳感器300-電源400-控制模塊401-單片機(jī)402-角度換算子模塊500-控 制面板輸入模塊 501-控制面板 600-顯示模塊 601-LCD602-RS232接口 700-電機(jī)驅(qū) 動(dòng)模塊701-直流電機(jī)702-電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片800-自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)801-半球凹槽 結(jié)構(gòu)
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述請(qǐng)參見(jiàn)圖1、圖2，本發(fā)明的自校準(zhǔn)水平裝置包括載物平臺(tái)100、信號(hào)采集模塊200、 電源300、控制模塊400、控制面板輸入模塊500、顯示模塊600、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊700、自校準(zhǔn)運(yùn) 動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)800以及支架。載物平臺(tái)100上部表面可放置小型設(shè)備，載物平臺(tái)100內(nèi)設(shè)置有信號(hào)采集模塊 200。載物平臺(tái)100 —側(cè)面連接有設(shè)置控制模塊400、控制面板500以及顯示模塊600的面 板。信號(hào)采集模塊200可收集載物平臺(tái)100的角度信號(hào)。信號(hào)采集模塊200包括兩個(gè)重力加速度傳感器、信號(hào)調(diào)理子模塊、低通濾波子模塊和溫度補(bǔ)償子模塊。重力加速度傳感器是二維重力加速度傳感器，包括X軸重力加速度傳感器201以 及Y軸重力加速度傳感器202，可以測(cè)量所述載物平臺(tái)X軸、Y軸方向的傾斜角度，并將采集 到的角度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波傳輸給所述控制模塊400?？刂颇K400上連接有給系統(tǒng)提供動(dòng)力的電源300、控制面板輸入模塊500、顯示 模塊600以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊700?？刂颇K400包括單片機(jī)401以及角度換算子模塊402。單片機(jī)401包括快速響 應(yīng)的比例調(diào)節(jié)子模塊、消除載物平臺(tái)靜態(tài)誤差的積分調(diào)節(jié)子模塊以及削弱震蕩的微分調(diào)節(jié) 子模塊。單片機(jī)401對(duì)信號(hào)采集模塊200在載物平臺(tái)100上采集到的角度信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算并 補(bǔ)償，角度換算子模塊402對(duì)補(bǔ)償后的角度信號(hào)進(jìn)行角度換算，將換算結(jié)果傳輸至顯示模 塊600以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊700。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊700包括直流電機(jī)701以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片702，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片702根 據(jù)控制模塊100傳輸?shù)慕嵌刃畔⒖刂浦绷麟姍C(jī)701帶動(dòng)自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)800以調(diào)節(jié)載 物平臺(tái)100。自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)800設(shè)置于載物平臺(tái)100的底部，用于支撐和調(diào)節(jié)載物平臺(tái) 100的水平。自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)800包括縱向緊密排列于同平面的兩個(gè)半球凹槽結(jié)構(gòu) 801，兩個(gè)半球凹槽結(jié)構(gòu)801 —端分別連接X(jué)軸重力加速度傳感器201以及Y軸重力加速度 傳感器202，另一端分別連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊700。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊700和自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)800設(shè)置于支架上。顯示模塊600包括IXD顯示屏601以及與計(jì)算機(jī)連接的RS232接口 602。經(jīng)角度換 算子模塊402處理過(guò)后得到的角度信息被輸出到IXD顯示屏601和RS232接口 602。RS232 接口可以將數(shù)據(jù)輸出至計(jì)算機(jī)，便于數(shù)據(jù)檢測(cè)。控制面板輸入模塊500，控制面板輸入模塊500包括控制面板501，控制面板501
上設(shè)置有裝置水平狀態(tài)的鎖定/開(kāi)鎖鍵、手動(dòng)調(diào)節(jié)自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)800的調(diào)節(jié)鍵。具體操作時(shí)，首先使用X、Y軸調(diào)節(jié)鍵將載物平臺(tái)100調(diào)節(jié)至X-0，Y-0。從IXD顯 示屏601上可以讀取現(xiàn)在的0點(diǎn)漂移量，可以手動(dòng)調(diào)節(jié)偏移量進(jìn)行校準(zhǔn)。當(dāng)漂移為0時(shí)，使 用鎖定鍵，將自動(dòng)調(diào)節(jié)鎖定，避免引起多次調(diào)節(jié)，鎖定后，平臺(tái)保持靜態(tài)水平。如有需要，將 鎖定裝置解鎖，回復(fù)動(dòng)態(tài)水平自調(diào)節(jié)，完成再校準(zhǔn)工作。上述的具體實(shí)施方式
只是示例性的，是為了更好的使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本 專(zhuān)利，不能理解為是對(duì)本專(zhuān)利包括范圍的限制，只要是根據(jù)本專(zhuān)利所揭示精神的所作的任 何等同變更或修飾，均落入本專(zhuān)利包括的范圍。
權(quán)利要求
一種自校準(zhǔn)水平載物裝置，包括控制模塊，分別與控制模塊連接的信號(hào)采集模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、顯示模塊以及電源，設(shè)置有信號(hào)采集模塊的載物平臺(tái)，其特征在于還包括分別與所述載物平臺(tái)以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接的自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述信號(hào)采集模塊包括重力加速度傳感器，所述控制模塊將所述信號(hào)采集模塊在所述載物平臺(tái)上采集到的角度信號(hào)傳輸至所述顯示模塊，并根據(jù)角度信號(hào)值控制所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)所述自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述載物平臺(tái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自校準(zhǔn)水平載物裝置，其特征在于所述重力加速度傳感器 包括X軸方向以及Y軸方向的二維重力加速度傳感器，可以測(cè)量所述載物平臺(tái)X軸、Y軸方 向的傾斜角度，并將采集到的角度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波傳輸給所述控制模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自校準(zhǔn)水平載物裝置，其特征在于所述自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī) 構(gòu)包括縱向緊密排列于同平面的兩個(gè)半球凹槽結(jié)構(gòu)，兩個(gè)所述半球凹槽結(jié)構(gòu)一端分別連接 所述X軸重力加速度傳感器以及所述Y軸重力加速度傳感器，另一端分別連接所述電機(jī)驅(qū) 動(dòng)模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自校準(zhǔn)水平載物裝置，其特征在于所述控制模塊包括單片 機(jī)以及角度換算子模塊，所述單片機(jī)對(duì)接收的角度信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算并補(bǔ)償，所述角度換算子 模塊對(duì)補(bǔ)償后的角度信號(hào)進(jìn)行角度換算，將換算結(jié)果傳輸至所述顯示模塊以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模 塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自校準(zhǔn)水平載物裝置，其特征在于所述單片機(jī)包括快速響 應(yīng)的比例調(diào)節(jié)子模塊、消除所述載物平臺(tái)靜態(tài)誤差的積分調(diào)節(jié)子模塊以及削弱震蕩的微分 調(diào)節(jié)子模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自校準(zhǔn)水平載物裝置，其特征在于所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括 直流電機(jī)以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片根據(jù)所述控制模塊傳輸?shù)慕嵌刃畔⒖刂扑?述直流電機(jī)帶動(dòng)所述自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自校準(zhǔn)水平載物裝置，其特征在于所述信號(hào)采集模塊還包 括內(nèi)部集成的信號(hào)調(diào)理子模塊、低通濾波子模塊和溫度補(bǔ)償子模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自校準(zhǔn)水平載物裝置，其特征在于所述顯示模塊包括LCD 顯示屏以及與計(jì)算機(jī)連接的RS232接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自校準(zhǔn)水平載物裝置，其特征在于還包括控制面板輸入模 塊，所述控制面板輸入模塊包括裝置狀態(tài)的鎖定/開(kāi)鎖鍵、手動(dòng)調(diào)節(jié)所述自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)鍵。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種自校準(zhǔn)水平載物裝置，應(yīng)用于電子測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，包括控制模塊，分別與控制模塊連接的信號(hào)采集模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、顯示模塊以及電源，設(shè)置有信號(hào)采集模塊的載物平臺(tái)，還包括分別與載物平臺(tái)以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接的自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，信號(hào)采集模塊包括重力加速度傳感器，控制模塊將信號(hào)采集模塊在載物平臺(tái)上采集到的角度信號(hào)傳輸至顯示模塊，并根據(jù)角度信號(hào)值控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)載物平臺(tái)。本發(fā)明采用的自校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)承載眾多小型設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)或靜態(tài)水平自調(diào)節(jié)，提高了測(cè)量精度高，從而達(dá)到方便、實(shí)用的功效。
文檔編號(hào)G01C25/00GK101881626SQ201010193038
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者張徐亮, 裴明 申請(qǐng)人:上海市七寶中學(xué)