一种步进电机控制的自动高精度水准测量机器人系统技术方案

本实用新型专利技术涉及自动化测量技术领域，尤其是指一种步进电机控制的自动高精度水准测量机器人系统。包括支撑架、电子水准仪、高度调整装置、旋转装置、调平装置、数控模块、电子水平气泡和若干个码尺；电子水准仪设有物镜调焦电机，物镜调焦电机与数控模块连接；高度调整装置、旋转装置、调平装置、电子水准仪、物镜调焦电机自下至上安装于支撑架。本实用新型专利技术自动化程度高，无需通过人工调整电子水准仪的高度和水平度以及实现对各个观测点的自动测量，效率高，误差少，确保高精度水准数据采集的准确性。

An automatic high precision leveling robot system controlled by stepping motor

【技术实现步骤摘要】
一种步进电机控制的自动高精度水准测量机器人系统
本技术涉及自动化测量
，尤其是指一种步进电机控制的自动高精度水准测量机器人系统。
技术介绍
精密水准测量一般指国家二等或二等以上的水准测量，可为研究地壳形变等提供数据。在目前的测量过程中，水准测量的工序基本采取人工观测的方式，以及需要人工调整电子水准仪的高度和人工调整电子水准仪的水平度，这样的方式效率低，容易出现误差，不利于高精度测量。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供一种步进电机控制的自动高精度水准测量机器人系统。本技术采用如下技术方案：一种步进电机控制的自动高精度水准测量机器人系统，包括支撑架、电子水准仪、用于调整电子水准仪高度的高度调整装置、用于控制电子水准仪实现水平转动的旋转装置、用于调整电子水准仪的水平度的调平装置、用于控制电子水准仪、高度调整装置、调平装置、旋转装置的数控模块、用于检测电子水准仪是否水平的电子水平气泡和若干个码尺；电子水准仪设有物镜调焦电机，物镜调焦电机与数控模块连接；高度调整装置、旋转装置、调平装置、电子水准仪、物镜调焦电机自下至上安装于支撑架。进一步的，高度调整装置包括带齿升降柱和第一平台，支撑架与带齿升降柱转动连接，第一平台安装于带齿升降柱的顶部，支撑架设有调高限定固定器，带齿升降柱和调高限定固定器均与数控模块连接；旋转装置、调平装置和电子水准仪自下至上安装于第一平台。进一步的，旋转装置包括第二平台、水平方向旋转电机和齿轮，水平方向旋转电机安装于第一平台，水平方向旋转电机的控制端与数控模块连接，水平方向旋转电机的输出端与齿轮转动连接，齿轮安装于第二平台的底部。进一步的，调平装置包括第三平台和安装于第二平台的若干个自动调平电机，每一个自动调平电机的输出端均与第三平台连接，每一个自动调平电机的控制端均与数控模块连接；电子水准仪安装于第三平台。进一步的，电子水平气泡的数量为两个，两个电子水平气泡不平行设置于第三平台。进一步的，码尺为三菱条码尺。本技术的有益效果：本技术自动化程度高，无需通过人工调整电子水准仪的高度和水平度以及实现对各个观测点的自动测量，效率高，误差少，确保高精度水准数据采集的准确性。附图说明图1为本技术的正视图。图2为本技术的俯视图。附图标记为：1-电子水准仪；2-电子水平气泡；3-码尺；4-物镜调焦电机；5-第一平台；6-支撑架；7-带齿升降柱；8-调高限定固定器；9-水平方向旋转电机；10-齿轮；11-第二平台；12-第三平台；13-自动调平电机。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本技术作进一步的说明。如图1至图2所示，一种步进电机控制的自动高精度水准测量机器人系统，包括支撑架6、电子水准仪1、用于调整电子水准仪1高度的高度调整装置、用于控制电子水准仪1实现水平转动的旋转装置、用于调整电子水准仪1的水平度的调平装置、用于控制电子水准仪1、高度调整装置、调平装置、旋转装置的数控模块、用于检测电子水准仪1是否水平的电子水平气泡2和若干个码尺3；电子水准仪1设有物镜调焦电机4，物镜调焦电机4与数控模块连接；高度调整装置、旋转装置、调平装置、电子水准仪1、物镜调焦电机4自下至上安装于支撑架6。实际使用时，包括以下步骤：步骤一、在测试现场的各个高程观测点和基准点逐一安装好码尺3，以及安置好电子水准仪1；步骤二、启动数控模块，完成电子水准仪1、高度调整装置和调平装置的自检，确保各个装置处于正常工作状态；步骤三、数控模块控制高度调整装置，实现对电子水准仪1的高度调整；步骤四、数控模块依据电子水平气泡2获取的数据，通过控制调平装置对电子水准仪1进行调平动作，确保电子水平仪处于正常工作状态；步骤五、新建工程项目，进入数控模块的学习功能，通过人工旋转电子水准仪1按顺时针全圆次序转动，实现逐次观测基准点+各个高程观测点+基准点，数控模块获取测量时每个目标的物镜调焦电机4的步进值和水平方向电机的步进值并存储。多台电子水准仪1逐次观测，实现从基准点到各个高程观测点的分层、分面的原始步进值采集。步骤六、保存原始值，按照作业规范，设定观测时间和测量次数。步骤七、在指定时间，数控模块自行开机，进入自动测量功能。数控模块控制旋转装置、调平装置和物镜调焦电机4，逐次转动水平电机到设定观测方向，调焦电机将物镜成像清晰，电子水准仪1自动观测目标，获取高程读数值，将读数存储并传输到数控模块。步骤八、数控模块观测完所有观测点，将观测点高程值记录到数据库，进行平差计算。步骤九、若成果合格，则输出甲方定制报表；若超差，则系统重新采集观测值。本技术自动化程度高，效率高，误差少，确保采集高精度水准数据的准确性，实现0.01毫米精度级别的高程测量。本实施例中，高度调整装置包括带齿升降柱7和第一平台5，支撑架6与带齿升降柱7转动连接，第一平台5安装于带齿升降柱7的顶部，支撑架6设有调高限定固定器8，带齿升降柱7和调高限定固定器8均与数控模块连接；旋转装置、调平装置和电子水准仪1自下至上安装于第一平台5。这样设置实现对电子水准仪1的自动高度调节的作用，在数控模块控制带齿升降柱7下降动作的过程中，当第一平台5触碰到调高限定固定器8，调高限定固定器8生成触碰信号发送到数控模块，数控模块收到触碰模块后控制带齿升降柱7停止下降。具体地，数控模块连接有用于控制带齿升降柱7升降的升降驱动电机。本实施例中，旋转装置包括第二平台11、水平方向旋转电机9和齿轮10，水平方向旋转电机9安装于第一平台5，水平方向旋转电机9的控制端与数控模块连接，水平方向旋转电机9的输出端与齿轮10转动连接，齿轮10安装于第二平台11的底部。这样设置保证电子水准仪1水平旋转动作的流畅性。本实施例中，调平装置包括第三平台12和安装于第二平台11的若干个自动调平电机13，每一个自动调平电机13的输出端均与第三平台12连接，每一个自动调平电机13的控制端均与数控模块连接；电子水准仪1安装于第三平台12。通过数控模块控制自动调平电机13中的一个或者几个动作，让第三平台12调整至水平，从而保证电子水准仪1的水平度。本实施例中，电子水平气泡2的数量为两个，两个电子水平气泡2不平行设置于第三平台12。这样设置当两个电子水平气泡2内的气泡都水平时，证明电子水准仪1是水平的，保证电子水准仪1水平的准确度。本实施例中，码尺3为三菱条码尺3。提高被电子水准仪1观测的准确度。以上所述，仅是本技术较佳实施例而已，并非对本技术作任何形式上的限制，虽然本技术以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围内，当利用上述揭示的
技术实现思路
作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本技术技术方案内容，依据本技术技术是指对以上实施例所作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种步进电机控制的自动高精度水准测量机器人系统，其特征在于：包括支撑架(6)、电子水准仪(1)、用于调整电子水准仪(1)高度的高度调整装置、用于控制电子水准仪(1)实现水平转动的旋转装置、用于调整电子水准仪(1)的水平度的调平装置、用于控制电子水准仪(1)、高度调整装置、调平装置、旋转装置的数控模块、用于检测电子水准仪(1)是否水平的电子水平气泡(2)和若干个码尺(3)；电子水准仪(1)设有物镜调焦电机(4)，物镜调焦电机(4)与数控模块连接；高度调整装置、旋转装置、调平装置、电子水准仪(1)、物镜调焦电机(4)自下至上安装于支撑架(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种步进电机控制的自动高精度水准测量机器人系统，其特征在于：包括支撑架(6)、电子水准仪(1)、用于调整电子水准仪(1)高度的高度调整装置、用于控制电子水准仪(1)实现水平转动的旋转装置、用于调整电子水准仪(1)的水平度的调平装置、用于控制电子水准仪(1)、高度调整装置、调平装置、旋转装置的数控模块、用于检测电子水准仪(1)是否水平的电子水平气泡(2)和若干个码尺(3)；电子水准仪(1)设有物镜调焦电机(4)，物镜调焦电机(4)与数控模块连接；高度调整装置、旋转装置、调平装置、电子水准仪(1)、物镜调焦电机(4)自下至上安装于支撑架(6)。


2.根据权利要求1所述的一种步进电机控制的自动高精度水准测量机器人系统，其特征在于：高度调整装置包括带齿升降柱(7)和第一平台(5)，支撑架(6)与带齿升降柱(7)转动连接，第一平台(5)安装于带齿升降柱(7)的顶部，支撑架(6)设有调高限定固定器(8)，带齿升降柱(7)和调高限定固定器(8)均与数控模块连接；旋转装置、调平装置和电子水准仪(1)自下至上安装于第一平台(5)。


3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘清存，谢劲松，苏鹏，
申请(专利权)人：广东海纬地恒空间信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44