[发明专利]一种仪器设备自动调平装置及其方法

权利要求书

1.一种仪器设备自动调平装置，其特征在于，它包括PLC(101)、双轴倾角传感器和工作台，所述工作台用于支撑需要调平的仪器设备(104)；所述PLC(101)用于自动调平装置的信号采集、数据运算处理和运动控制；所述双轴倾角传感器至少包括第一双轴倾角传感器(102)和第二双轴倾角传感器(103)；所述第一双轴倾角传感器(102)用于测量所述工作台与水平面之间的夹角；所述第二双轴倾角传感器(103)用于测量所述仪器设备(104)与水平面之间的夹角；所述工作台的台面(105)在其支腿作用下转动，实现所述仪器设备(104)的调平。

2.根据权利要求1所述的仪器设备自动调平装置，其特征在于，所述工作台采用四支腿结构；所述工作台的台面(105)上安装有所述第一双轴倾角传感器(102)；所述第一双轴倾角传感器(102)的两个坐标轴方向分别与所述工作台的相邻两支腿的连线方向平行。

3.根据权利要求1所述的仪器设备自动调平装置，其特征在于，所述工作台的各支腿上安装有压力传感器(106)；所述PLC(101)根据所述压力传感器(106)的测量数据控制各支腿升降，使各支腿上所承受的压力均处于设定范围内。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的仪器设备自动调平方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1，将需要调平的所述仪器设备(104)置于所述工作台上，所述工作台的台面(105)上安装所述第一双轴倾角传感器(102)，所述仪器设备(104)上安装所述第二双轴倾角传感器(103)；

步骤2，所述PLC(101)控制所述工作台的台面(105)转动，根据转动前后所述第一双轴倾角传感器(102)和所述第二双轴倾角传感器(103)的测量数据，标定出两者坐标系之间的角度转换关系；

步骤3，根据所述第二双轴倾角传感器(103)的测量数据，并结合步骤2建立的角度转换关系，所述PLC(101)控制所述工作台的各支腿升降到指定位置。

5.根据权利要求4所述的仪器设备自动调平方法，其特征在于，所述步骤2包括以下子步骤：

步骤2.1，根据双轴倾角传感器的坐标轴方向，分别建立所述第一双轴倾角传感器(102)和所述第二双轴倾角传感器(103)的坐标系O₁X₁Y₁Z₁和O₂X₂Y₂Z₂；O₂X₂轴、O₂Y₂轴与O₁X₁Y₁平面的夹角分别为γ和η，O₂X₂轴在O₁X₁Y₁平面内的投影与O₁X₁轴之间的夹角为θ；

步骤2.2，根据所述第一双轴倾角传感器(102)的测量数据，所述PLC(101)控制所述工作台的各支腿升降，并将所述工作台调平；

步骤2.3，所述PLC(101)获取所述第二双轴倾角传感器(103)的当前测量数据，得到夹角γ和η的值；

步骤2.4，所述PLC(101)控制所述工作台的各支腿升降，使所述工作台的台面(105)绕O₁Y₁轴转动角度α，α的值通过所述第一双轴倾角传感器(102)测量得到；

步骤2.5，所述PLC(101)重新获取所述第二双轴倾角传感器(103)的测量数据，得到此时O₂X₂轴与水平面的夹角γ＇，γ＇满足如下公式：

sinγ′＝cosγsinαcosθ+sinγcosα

式中，α、γ、γ＇的值均已通过两支双轴倾角传感器测量得到，根据上式求解出夹角θ的值；θ、γ和η的值确定了两支双轴倾角传感器坐标系之间的角度转换关系。

6.根据权利要求4所述的仪器设备自动调平方法，其特征在于，所述步骤3包括以下子步骤：

步骤3.1，所述PLC(101)采集所述第二双轴倾角传感器(103)的信号，得到所述仪器设备(104)与水平面之间的夹角；

步骤3.2，根据步骤2的两支双轴倾角传感器坐标系之间的角度转换关系，计算所述仪器设备(104)调平所需所述工作台的各支腿的位移量；

步骤3.3，根据步骤3.2的计算结果，所述PLC(101)控制所述工作台的各支腿升降到指定位置；

步骤3.4，重复步骤3.1至步骤3.3，直至所述仪器设备(104)与水平面之间的夹角小于预先设定的阈值，完成仪器设备自动调平。