[發明專利]一種水平基準監測與補償平臺

有效

• 申請號: 201810038413.7
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108427439B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 王大志;葉化
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種水平基準監測與補償平臺，包括有臺體(1)、底座(2)、兩個直線驅動器(3)、撓性板(4)、三個彈簧(5)以及傾角傳感器(6)，通過傾角傳感器監測臺體的水平度，并在臺體傾斜量超過預定值時，控制臺體進行水平調整使其重新達到要求的水平精度。本發明采用鋼球支承結構并通過撓性板約束臺體與底座之間的平面相對運動，提出一種精確約束水平基準監測與補償平臺，避免了現有調平工作臺的欠約束或過約束等問題，具有調平精度高、收斂速度快以及長期穩定性好等優點。此外，本發明結構簡單、緊湊、具有負載能力強、剛度大以及制造成本低等優點。

技術領域

本發明涉及測量儀器領域，具體涉及一種水平基準監測與補償平臺。

背景技術

調平工作臺主要用于建立水平基準，在精密儀器及機械領域具有廣泛應用，如陀螺尋北儀、經緯儀以及水準儀的安平底盤等。它的性能對儀器的穩定性、工作效率和精度等均有直接影響。

中國專利CN201320348627.7公開了一種陀螺定向裝置自動調平機構，主要包括調平臺、底座、三個直線電機以及萬向連接柱等。三個直線電機按圓周均勻對稱分布與底座固連，直線電機輸出軸沿豎直方向向上并在輸出軸上端聯接一萬向調節柱，萬向調節柱的另一端與調平臺固連，通過控制三個直線電機的伸縮長度，實現調平臺面的水平調整。

本發明提供一種能夠對水平基準進行實時監測與傾斜補償的調整工作臺。它通過傾角傳感器自動監測臺體的水平度，并在臺體傾斜量超過預定值時，自動對臺體進行水平調整使臺體重新達到要求的水平精度。

欠約束調平工作臺在外界擾動的情況下易于發生相對運動，在輸入狀態下存在欠確定運動問題。在調平過程中，調平機構有可能發生繞豎直方向的轉動或平面上的平動，從而對調平工作帶來不確定因素，調平精度低、收斂速度慢。

過約束調平工作臺對溫度變化敏感，機構的環境適應性差，無法滿足高精度儀器對調平機構精度保持的要求。在調平過程中，調節軸會產生撓曲變形，出現運轉不靈活，甚至卡死等問題，由此導致調平機構失效。

針對上述問題，本發明采用鋼球支承結構并通過撓性板約束臺體與底座之間的相對運動，提出一種精確約束水平基準監測與補償平臺，可解決現有調平工作臺的欠約束或過約束等問題，并具有調平精度高、收斂速度快以及長期穩定性好等優點。此外，本發明結構簡單緊湊、負載能力強、剛度大，可解決現有采用螺旋支承的調平機構結構環長，負載能力差以及剛度低等問題。

發明內容

本發明采用鋼球-平面及鋼球-斜面三點支承結構，并通過撓性板約束臺體與底座之間的相對運動，提出一種精確約束水平基準監測與補償平臺，可解決現有自動調平工作臺的欠約束或過約束等問題。此外，本發明結構簡單、緊湊，可解決現有螺旋支承調平工作臺結構環長，負載能力差以及剛度低等問題。

本發明采用的技術方案為：一種水平基準監測與補償平臺，包括有臺體、底座、兩個直線驅動器、撓性薄板、三個彈簧以及傾角傳感器，所述臺體上設置有平面塊、兩個斜面塊以及兩個上凸起柱；所述底座上設置有兩個V形塊、一個錐孔塊以及兩個下凸起柱，V形塊的V形槽內以及錐孔塊的錐孔內均放置有鋼球；所述直線驅動器與底座固連，其伸縮桿的輸出端為平面，且與鋼球保持接觸；所述臺體上的平面塊與底座上錐孔處的鋼球接觸形成鋼球-平面支承，兩個斜面塊分別與V形槽內的鋼球接觸形成鋼球-斜面支承，通過三個鋼球對臺體進行支承；撓性板上設置有四個通孔，兩兩為一組，通過螺釘分別與臺體和底座固連，在臺體和底座之間形成撓性板彈性聯接。

其中，所述臺體與底座之間采用一個鋼球-平面以及兩個鋼球-斜面構成三點支承；

其中，撓性板分別與臺體和底座固聯，在臺體和底座之間形成撓性板彈性聯接；

其中，所述傾角傳感器與臺體固連，用于監測臺體的傾斜量。

其中，所述撓性薄板為方形，但不限于方形，也可為圓形等。