[发明专利]一种自动水平调整装置

说明书

技术领域

本发明涉及精密测试技术及仪器领域，特别涉及一种自动水平调整装置。

背景技术

随着科学技术的快速发展，在工业仪器设备以及各种精密机械仪器的使用中，对于所使用平台的水平度要求越来越高，例如三坐标测量机在使用前都需要将其调整至水平状态，在水平状态下其测量精度方可保证。比如说CT治疗床对摆放水平度要求有很高的精度；但是目前的高精度水平支撑系统价格高昂；而且大部分水平支撑系统的水平调节都需要手动进行；调整精度低，调节效率较低；而且手动调节的反应及时性差，不能随时根据倾斜状态的变化情况，快速的将系统恢复到水平状态下；这样长期使用对于高精度的仪器会造成损坏。

由于上所述，急需一种低成本，高效率，高稳定性；以及使用便捷的高精度水平调节系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种自动水平调整装置；解决手动水平调整结构调整效率低，调整精度差的现状，解决已有自动姿态调整装置结构复杂，姿态调整过程中存在支撑点水平滑动的问题；可以用于各类精密仪器的自动水平调整装置。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种自动水平调整装置，包括水平台、第一角度传感器、第二角度传感器、第一高度调整系统、第二高度调整系统、固定支撑系统和自动控制系统以及气浮式基座；所述第一高度调整系统、第二高度调整系统以及固定支撑系统将所述水平台支撑相连；

所述第一高度调整系统、第二高度调整系统以及固定支撑系统的底部均安装有气浮式基座；

所述第一高度调整系统、第二高度调整系统中均包括高度调整电机，通过所述高度调整电机来调节所述第一高度调整系统、第二高度调整系统的高度，进而调整水平台的水平度；

所述第一角度传感器、第二角度传感器、第一高度调整系统、第二高度调整系统以及气浮式基座均与所述自动控制系统相连；

工作时，根据第一角度传感器、第二角度传感器将所探测到的倾斜角度输入到所述自动控制系统中，所述自动控制系统根据上述倾斜角度；计算需要调节的高度值，并控制高度调整电机来调节对应高度调整系统的高度，进而达到调整水平台的水平度的作用。

作为一种优选，所述第一高度调整系统、第二高度调整系统以及固定支撑系统与所述水平台的相连的支撑点分别为第一支撑点、第二支撑点和第三支撑点构成一个等腰三角形；上述三个支撑点构成等腰三角形的支撑方式也最为稳定，不仅如此所述上述三个支撑点构成等腰三角形，系统的自动调节算法也最为简单。

进一步的，所述气浮式基座与所述自动控制系统相连；所述气浮式基座包括气浮块，底座以及电磁阀门,所述气浮块固定在所述基座上；所述电磁阀门控制所述气浮块的充放气，当需要调节所述水平台的水平度时，所述自动控制系统先开启所述第一高度调整系统、第二高度调整系统以及固定支撑系统底部气浮式基座的电磁阀门，将高度调整系统整体浮起；然后控制高度调整系统电机开始运动，这样在高度调节过程中由于第一高度调整系统、第二高度调整系统的高度变化所引起的机械变形，就转化为第一高度调整系统、第二高度调整系统在浮式基座上的水平移动，保证了系统在调节过程中的稳定性，同时也避免了由于多次调节引起的机械变形所导致的系统老化和使用寿命降低的问题。

进一步的，所述第一高度调整系统、第二高度调整系统的高度调整过程分为粗调和微调阶段，粗调阶段的高度调整电机运动到位后，根据电子水平仪测量结果再进行微调，直到电子水平仪测量结果在允许阈值范围内。

进一步的，整个高度调节过程完成以后，所述自动控制系统将高度调整系统气浮阀门关闭，将高度调整系统整体固定在气浮基座上，自动水平调整过程完成。

进一步的，所述第一高度调整系统、第二高度调整系统以及固定支撑系统与所述水平台之间为球形支撑；实现系统进行新水平调节时各支撑点距离不变；球形支撑的好处在于当系统进行水平调节时，将由于第一高度调整系统、第二高度调整系统的高度变化所引起的机械变形，转化为球形支撑柱与水平台支撑点之间的接触角度的变化，这样类似于关节运动的方式，保证了系统在调节过程中的稳定性，同时也避免了由于多次调节引起的机械变形所导致的系统老化和使用寿命降低的问题。

作为一种优选，所述角度传感器为电子水平仪。

作为一种优选，所述第一角度传感器测量倾斜方向与所述第二支撑点和第三支撑点的所在直线垂直；所述第二角度传感器测量倾斜方向与所述第二支撑点和第三支撑点所在直线平行；