CN104864887A - 用于竖直角精度检测的自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于全站仪或电子经纬仪的竖直角精度检测领域，提供一种用于竖直角精度检测的自动检测装置，包括拱形支架和用于放置待测仪器的工作台；还包括设置在拱形支架上的多个光电自准直平行光管，所述多个光电自准直平行光管相对待测仪器的中心呈辐射状分布，并且所有光电自准直平行光管的光轴位于同一铅锤面内；还包括驱动机构，所述驱动机构可驱动待测仪器上的望远镜在上述铅锤面内转动；还包括设置在望远镜上用于反射光电自准直平行光管光轴的平面反光镜；还包括控制***，所述控制***分别与待测仪器、光电自准直平行光管和驱动机构信号连通。本发明实现了对竖直角精度进行自动化检测，可降低作业人员的劳动强度，提高检测效率。

Description

用于竖直角精度检测的自动检测装置

技术领域

本发明涉及全站仪或电子经纬仪的竖直角精度检测领域，尤其涉及一种用于竖直角精度检测的自动检测装置。

背景技术

目前全站仪或电子经纬仪的竖直角精度检测仍处于手工作业阶段。传统的竖直角精度检定垂直多目标检定台，检定人员需操作仪器依次瞄准五只垂直多目标检定台上的平行光管，然后读数并记录；仪器第一面既正镜面作完成后，还需要调转仪器180°使仪器的第二面既倒镜面向垂直多目标检定台，然后依次瞄准上述五只平行光管，读数并记录。上述反反复复的转动仪器、搜索目标、瞄准、读数、记录的动作，对检定人员来说劳动强度比较大，重复的动作容易产生疲劳。而面对国内每年在用的数十万台全站仪和电子经纬仪，如果依靠手工方法完成其竖直角精度检测和标校基本是不现实的。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种可对全站仪或电子经纬仪的竖直角精度进行自动化检测的用于竖直角精度检测的自动检测装置，可提高检测效率，降低作业人员劳动强度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于竖直角精度检测的自动检测装置，包括拱形支架和用于放置待测仪器的工作台；所述待测仪器为全站仪或电子经纬仪；还包括设置在拱形支架上的多个光电自准直平行光管，所述多个光电自准直平行光管相对待测仪器的中心呈辐射状分布，并且所有光电自准直平行光管的光轴位于同一铅锤面内；还包括驱动机构，所述驱动机构可驱动待测仪器上的望远镜在上述铅锤面内转动；还包括设置在望远镜上用于反射光电自准直平行光管光轴的平面反光镜；还包括控制***，所述控制***分别与待测仪器、光电自准直平行光管和驱动机构信号连通。

进一步的是：所述驱动机构包括辅助轮、主动轮、伺服电机和驱动带，所述辅助轮安装在望远镜上，所述主动轮安装在伺服电机的转轴上，所述驱动带将辅助轮与主动轮传动连接，所述平面反光镜安装在辅助轮上，所述控制***与伺服电机信号连通。

进一步的是：还包括驱动带压轮，所述驱动带压轮与主动轮压紧配合，所述驱动带压在驱动带压轮与主动轮之间，在驱动带压轮的外沿设置有摆臂，还包括用于使驱动带压轮复位的复位扭簧，所述复位扭簧的一端与摆臂配合，另一端固定。

进一步的是：所述工作台为可升降结构。

进一步的是：所述多个光电自准直平行光管包括呈左右对称分布的两组光电自准直平行光管组。

进一步的是：每组光电自准直平行光管组由五个光电自准直平行光管组成，并且相邻两个光电自准直平行光管的夹角θ相等。

进一步的是：每组光电自准直平行光管组中位于中间的那个光电自准直平行光管水平设置。

进一步的是：所述夹角θ为15°。

本发明的有益效果是：实现了对全站仪或电子经纬仪的竖直角精度进行自动化检测，降低了作业人员的劳动强度，提高了检测效率；同时避免了由于人为读数、转动设备等过程中引起的人为误差，可进一步提高检测的有效性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中局部区域A的放大示意图；

图中标记为：拱形支架1、工作台2、光电自准直平行光管3、平面反光镜4、控制***5、辅助轮61、主动轮62、伺服电机63、驱动带64、驱动带压轮7、摆臂71、复位扭簧8、望远镜9、待测仪器10。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1和图2中所示，本发明所述的用于竖直角精度检测的自动检测装置，包括拱形支架1和用于放置待测仪器10的工作台2；所述待测仪器10为全站仪或电子经纬仪；还包括设置在拱形支架1上的多个光电自准直平行光管3，所述多个光电自准直平行光管3相对待测仪器10的中心呈辐射状分布，并且所有光电自准直平行光管3的光轴位于同一铅锤面内；还包括驱动机构，所述驱动机构可驱动待测仪器10上的望远镜9在上述铅锤面内转动；还包括设置在望远镜9上用于反射光电自准直平行光管3光轴的平面反光镜4；还包括控制***5，所述控制***5分别与待测仪器10、光电自准直平行光管3和驱动机构信号连通。其中，所谓驱动机构可驱动待测仪器10上的望远镜9在上述铅锤面内转动，指的是由驱动机构代替人为转动望远镜9的操作，以使望远镜9分别朝向每个光电自准直平行光管3。而所谓多个光电自准直平行光管3相对待测仪器10的中心呈辐射状分布，指的是当将待测仪器10安装到工作台2上后，待测仪器10的望远镜9的转轴应当作为多个光电自准直平行光管3的中心，也就是通过转动望远镜9后，可使任意光电自准直平行光管3的光轴与望远镜9的朝向同轴，具体可参照附图1所示分布结构。

至于驱动机构的具体结构，可采用如下结构：包括辅助轮61、主动轮62、伺服电机63和驱动带64，所述辅助轮61安装在望远镜9上，所述主动轮62安装在伺服电机63的转轴上，所述驱动带64将辅助轮61与主动轮62传动连接，所述平面反光镜4安装在辅助轮61上，所述控制***5与伺服电机63信号连通。采用伺服电机63后，通过控制***5对伺服电机63的控制可确保对转动量的精确定量控制，同时将伺服电机63与望远镜9之间通过驱动带64传动，避免了伺服电机63工作是对待测仪器10的扰动干扰。进一步，在采用上述结构的驱动机构后，还可设置驱动带压轮7，所述驱动带压轮7与主动轮62压紧配合，所述驱动带64压在驱动带压轮7与主动轮62之间，在驱动带压轮7的外沿设置有摆臂71，还包括用于使驱动带压轮7复位的复位扭簧8，所述复位扭簧8的一端与摆臂71配合，另一端固定。这样，当伺服电机63断电，既望远镜9转动完一次后，可通过复位扭簧8实现对望远镜9的复位，以便进行下一次转动。

另外，为了方便对工作台2的高度进行调整，以便放置不同的待测仪器10，可优选将工作台2设置为可升降的结构，并且具体的升降结构可采用液压杆结构或者丝杆结构等任何形式，只要其能满足对工作台2的升降要求即可。

光电自准直平行光管3的作用是代替人工瞄准，同时还具有当转动望远镜9与对应光电自准直平行光管3对应后，可自动指示望远镜9已转动到对应角度，以为控制***5控制驱动机构停止驱动望远镜9的转动提供信号。至于光电自准直平行光管3的具体结构和工作原理，均为现有技术，因此此处不再详细介绍。本发明中利用设置在望远镜9上的平面反光镜4做为反射光电自准直平行光管3发出的光束，当经平面反光镜4反射后的光束按入射光束返回至光电自准直平行光管3时，光电自准直平行光管3接收到信息，判定此时望远镜9转动到测定位置。此时光电自准直平行光管3发出的光束与平面反光镜4成垂直状态。

由于光电自准直平行光管3是做为竖直角精度检测的重要部件，其安装的角度是作为基准角度，是为竖直角精度提供参照的基准，因此光电自准直平行光管3自身的安装角度应当确保精确，同时应当保证在检测过程中，光电自准直平行光管3自身的安装角度不得发生变化。至于光电自准直平行光管3的数量以及具体安装角度等可参照图1所示，按照如下优选方式设置：多个光电自准直平行光管3包括呈左右对称分布的两组光电自准直平行光管组。进一步，每组光电自准直平行光管组由五个光电自准直平行光管3组成，并且相邻两个光电自准直平行光管3的夹角θ相等。更进一步，每组光电自准直平行光管组中位于中间的那个光电自准直平行光管3水平设置。再进一步，所述夹角θ为15°。采用左右对称结构的布置光电自准直平行光管3，可确保对待测仪器10的竖直角检测范围较宽，涵盖左右两侧对称的方向；而每组光电自准直平行光管组由五个光电自准直平行光管3组成，既总共设置十个光电自准直平行光管3，可确保在多个竖直角上进行检测，以提高检测的准确性，降低检测误差；而将每组中位于中间的那个光电自准直平行光管3水平设置则是为了使的所有光电自准直平行光管3呈上下对称结构，同时也确保了在待测仪器10两侧的水平方向上都设置有光电自准直平行光管3。

上面已经提到光电自准直平行光管3的安装角度应当精确，而在上述采用将相邻两个光电自准直平行光管3的夹角θ设置为15°时，为了标定各个光电自准直平行光管3的角度，本发明只需在工作台2上安放一个标准24面棱体，然后通过控制***5即可自动完成十个光电自准直平行光管3的角度标定；既一次性检测十个光电自准直平行光管3的角度是否精确。同理，如果夹角θ设置为其他角度，只要其对应到一个标准的多面棱体时，均可采用与上述方法类似的形式进行对光电自准直平行光管3的角度标定。

控制***5的作用主要包括控制驱动机构带动望远镜9转动，并且对相应信号或数据进行采集记录。如控制***5应当采集光电自准直平行光管3的信号，以判断望远镜9是否转动到对应角度；或者如控制***5应当在望远镜9转动到与对应光电自准直平行光管3的位置时采集此时待测仪器10的竖直角读书，以及对应光电自准直平行光管3的角度数据。至于控制***5，一般可以采用一台微机。

本发明的具体检测流程如下：其中采用上述优选的结构进行描述：

准备阶段：

将待测仪器10放置在工作台2上，并调整工作台2的高度，使待测仪器10的中心与其中水平放置的光电自准直平行光管3的高度一致；

将辅助轮61固定在待测仪器10的望远镜9上，并通过驱动带64与主动轮62相连；同时在望远镜9上设置平面反光镜4。

检测阶段：

通过控制***5控制伺服电机63缓慢定量转动，带动望远镜9也跟随转动，当平面反光镜4经过第一个光电自准直平行光管3的光轴时，光电自准直平行光管3获得平面反光镜4的反射光信息，并向控制***5报告瞄准动作已完成，此时控制***5立即控制伺服电机63停止转动，望远镜9也随之停止转动。随后，控制***5采集待测仪器10此时的竖直角读数和对应光电自准直平行光管3的角度数据并记录，此即为一组采集数据。由于本发明针对的是全站仪或电子经纬仪，因此对应的竖直角读数可直接被控制***5采集到。

记录完上一组采集数据后，控制***5继续控制伺服电机63转动，带动望远镜9转动，然后依次采集并记录剩下的九个光电自准直平行光管3的角度数据和对应的待测仪器10的竖直角读数组成的九组数据。

当采集完成所有十组数据后，控制***5分别计算十组数据的角度差值，其中角度差值为同一组数据中的竖直角读数与对应光电自准直平行光管3的角度数据的差值。然后计算十个差值的标准偏差即是待测仪器10的竖直角检定的精度结果。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.用于竖直角精度检测的自动检测装置，其特征在于：包括拱形支架(1)和用于放置待测仪器(10)的工作台(2)；所述待测仪器(10)为全站仪或电子经纬仪；还包括设置在拱形支架(1)上的多个光电自准直平行光管(3)，所述多个光电自准直平行光管(3)相对待测仪器(10)的中心呈辐射状分布，并且所有光电自准直平行光管(3)的光轴位于同一铅锤面内；还包括驱动机构，所述驱动机构可驱动待测仪器(10)上的望远镜(9)在上述铅锤面内转动；还包括设置在望远镜(9)上用于反射光电自准直平行光管(3)光轴的平面反光镜(4)；还包括控制***(5)，所述控制***(5)分别与待测仪器(10)、光电自准直平行光管(3)和驱动机构信号连通。

2.如权利要求1所述的用于竖直角精度检测的自动检测装置，其特征在于：所述驱动机构包括辅助轮(61)、主动轮(62)、伺服电机(63)和驱动带(64)，所述辅助轮(61)安装在望远镜(9)上，所述主动轮(62)安装在伺服电机(63)的转轴上，所述驱动带(64)将辅助轮(61)与主动轮(62)传动连接，所述平面反光镜(4)安装在辅助轮(61)上，所述控制***(5)与伺服电机(63)信号连通。

3.如权利要求1所述的用于竖直角精度检测的自动检测装置，其特征在于：还包括驱动带压轮(7)，所述驱动带压轮(7)与主动轮(62)压紧配合，所述驱动带(64)压在驱动带压轮(7)与主动轮(62)之间，在驱动带压轮(7)的外沿设置有摆臂(71)，还包括用于使驱动带压轮(7)复位的复位扭簧(8)，所述复位扭簧(8)的一端与摆臂(71)配合，另一端固定。

4.如权利要求1所述的用于竖直角精度检测的自动检测装置，其特征在于：所述工作台(2)为可升降结构。

5.如权利要求1、2、3或4所述的用于竖直角精度检测的自动检测装置，其特征在于：所述多个光电自准直平行光管(3)包括呈左右对称分布的两组光电自准直平行光管组。

6.如权利要求5所述的用于竖直角精度检测的自动检测装置，其特征在于：每组光电自准直平行光管组由五个光电自准直平行光管(3)组成，并且相邻两个光电自准直平行光管(3)的夹角θ相等。

7.如权利要求6所述的用于竖直角精度检测的自动检测装置，其特征在于：每组光电自准直平行光管组中位于中间的那个光电自准直平行光管(3)水平设置。

8.如权利要求6所述的用于竖直角精度检测的自动检测装置，其特征在于：所述夹角θ为15°。

9.如权利要求7所述的用于竖直角精度检测的自动检测装置，其特征在于：所述夹角θ为15°。