[发明专利]一种调整水平装置的方法

权利要求书

1.一种调整水平装置，其特征在于：包括支撑平面(9)、执行机构、控制单元(7)；所述执行机构和所述控制单元(7)均位于所述支撑平面(9)下部；

所述执行机构包括固定支撑脚(6)、两个剪式千斤顶驱动装置；所述固定支撑脚(6)、所述两个剪式千斤顶驱动装置分别位于所述支撑平面(9)下部一个三角形的三个顶点处；所述控制单元(7)位于所述固定支撑脚(6)所在顶点朝向对边中垂线的垂足处；

所述剪式千斤顶驱动装置包括剪式千斤顶(2)、减速箱(4)、步进电机(3)、步进电机驱动器(5)；所述剪式千斤顶(2)中段的丝杆(1)连接所述减速箱(4)，所述减速箱(4)固定连接所述步进电机(3)，所述步进电机(3)与所述步进电机驱动器(5)电连接，所述步进电机驱动器(5)固定于所述支撑平面(9)的下表面；

所述控制单元(7)包括倾角传感器、嵌入式控制器；所述倾角传感器和所述嵌入式控制器中的其中一个接口连接。

2.根据权利要求1所述的一种调整水平装置，其特征在于：所述支撑平面(9)上设置的所述三角形为正三角形，所述剪式千斤顶(2)顶端通过铆钉连接所述支撑平面(9)，所述剪式千斤顶(2)底端通过铆钉连接在基座上。

3.根据权利要求1所述的一种调整水平装置，其特征在于：所述倾角传感器选取SCA100T-D01倾角传感器，用于获取支撑平面(9)倾斜角度。

4.根据权利要求1所述的一种调整水平装置，其特征在于：所述嵌入式控制器包括嵌入式MCU、FLASH存储器、SRAM存储器、EEPROM存储器、LCD、调试串口RS-232；所述嵌入式MCU选择STM32F103ZET6，所述嵌入式MCU通过SPI2接口驱动FLASH存储器，所述FLASH存储器用于存储调整水平算法及控制LCD显示程序；所述嵌入式MCU通过FSMC接口与SRAM存储器连接，所述SRAM存储器用于存储调整水平程序运行时的数据；所述嵌入式MCU通过I²C接口连接EEPROM存储器，所述EEPROM存储器中用于存储倾角传感器校准的初始化数据，并通过I²C口与嵌入式MCU通信；所述嵌入式MCU通过SPI1接口连接SCA100T-D01，用于获取倾斜角度并将各轴向倾斜角度并通过FSMC接口显示在LCD上；所述嵌入式MCU通过调试串口RS-232调试程序。

5.一种调整水平装置的方法，其特征在于：所述水平调整装置在控制中的具体步骤为：步骤1：嵌入式控制器硬件初始化；

步骤2：嵌入式MCU对倾角传感器进行滤波，获取当前倾斜角度；

步骤3：嵌入式MCU根据倾角传感器的输出判断当前工作平面是否水平；

步骤4：如果水平则终止，如果不水平，则根据PID算法设定两个步进电机的驱动脉冲频率；

步骤5：根据对剪式千斤顶的建模分析得出的调平算法调整策略设置调整方向和调节距离；

步骤6：嵌入式MCU驱动步进电机执行调整；

步骤7：跳转至步骤3。

6.根据权利要求5所述的调整水平装置的方法，其特征在于：所述步骤2中对倾角传感器进行滤波，其中一阶滤波采用迭代阻尼滤波算法，二阶滤波采用中间值平均滤波算法。

7.根据权利要求6所述的调整水平装置的方法，其特征在于：所述迭代阻尼滤波算法的步骤为：首先设置一个初始化阻尼，根据更新间隔和和上一次采样的结果计算出新的阻尼值，其输出值＝本次采样值+阻尼值*(上次采样值-本次采样值)。

8.根据权利要求5所述的调整水平装置的方法，其特征在于：所述步骤4、所述步骤5的具体过程为：经滤波后的值为稳定的值，经嵌入式MCU判断若不水平，则根据该值计算调平该倾斜角所需脉冲当量个数，此处用PID算法控制，根据倾角传感器采集到的数据计算离目标点的距离，根据距离计算所需步进电机脉冲个数，根据距离目标点的远近设置速度信号的输出频率，如果实际点距离目标点较远，步进电机驱动脉冲频率比较高，如果实际点距离目标点较近，步进电机驱动脉冲频率会比较低；再依据调平算法控制策略设置步进电机转动方向和驱动脉冲个数，最后驱动步进电机执行调整方案。