本实用新型涉及车载扫描辅助技术领域，具体是一种车载激光扫描平台的稳定装置。
背景技术：
随着科技发展，基础车载激光测绘平台在不断满足基本功能的前提下，对其可靠性、精确度、便携性等，都提出了更为严格的要求，而一般的自动化调平设备往往体积大，成本高，价格贵，因此对于民用小型的激光车载扫描平台来说并不适用，一般都是手动调平或直接安装在车载平台式上。因此，我们需要设计一种兼顾精度和性价比的激光扫描平台的稳定装置。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种车载激光扫描平台的稳定装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种车载激光扫描平台的稳定装置，包括车载平台、螺旋升降腿、步进电机、限位开关、驱动器、控制器、连接至控制器、电压跟随器、激光脉冲同步器、角度传感器和信号采集器。
所述车载平台工作面的底部安装有四个螺旋升降腿，所述四个螺旋升降腿分别安装有步进电机，所述四个步进电机分别与驱动器连接，所述四个驱动器与述控制器连接；每个螺旋升降腿上连接有限位开关，所述限位开关连接至控制器；所述控制器连接一个激光脉冲同步器和一个信号采集器；所述信号采集器连接有电压跟随器和倾角传感器，所述倾角传感器连接至车载平台。
所述螺旋升降腿包括箱体、固定螺母、丝杠、升降螺母、手动调节螺母、传动组件、同步控制键、手动控制键；方向控制键；电机开关；轴承座组件，所述箱体内设置有传动组件，所述传动组件包括蜗杆和蜗轮，所述蜗杆通过两个轴承座组件水平转动设置在箱体的左右侧壁上，蜗杆的两侧轴端穿过固定在箱体侧壁的轴承座组件并延伸至箱体外部，蜗杆右侧轴端与步进电机固定连接，所述步进电机通过电机安装螺孔固定安装在箱体上；所述蜗轮与蜗杆的中部啮合，所述蜗轮的中心孔垂直固定设置有丝杠，所述丝杠的下端通过轴承座组件转动连接在箱体的底座上，丝杠的上端穿过固定在箱体上壁的轴承座组件延伸至箱体的外部，在箱体的上表面固定设置有与丝杠适配固定螺母，所述固定螺母上方的丝杠上设置有一个升降螺母。
作为本实用新型的进一步方案：所述箱体上设有同步控制键、手动控制键、方向控制键和电机开关。
作为本实用新型的再进一步方案：所述升降螺母的上方设有一个手动调节螺母，所述手动调节螺母通过螺丝固定孔连接至车载平台上。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型可使车载平台能够整体上升或下降，并且每条支腿可以单独的上升或下降。本实用新型设置的信号采集器与控制器是采集、控制一体化的组件，采集板较传统的dsp芯片体积更小，更节约开发成本，同时，设置的电压跟随器和双轴倾角传感器，其整体的体积小，且对外界电磁干扰和冲击振动有很强的抵抗能力；另外，通过手动调节螺母可以把厂家出厂时设备的投影坐标点调节到外表面上，即在测量螺丝孔坐标上，更便于车载平台固定激光扫描仪和解决测试点位不可见问题，省时省力。
附图说明
图1为一种车载激光扫描平台的稳定装置的工作原理图；
图2为一种车载激光扫描平台的稳定装置中螺旋升降腿的结构示意图；
图3为图2的局部右侧视图；
图4为一种车载激光扫描平台的稳定装置中激光脉冲同步器的同步原理为图。
图中：箱体1；固定螺母2；丝杠3；升降螺母4；手动调节螺母5；传动组件6；同步调解控制键7；手动调解控制键8；方向控制键9；电机开关10；轴承座组件11；电机安装螺孔12。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1-图4，本实用新型实施例中，一种车载激光扫描平台的稳定装置，包括车载平台、螺旋升降腿、步进电机、限位开关、驱动器、控制器、连接至控制器、电压跟随器、激光脉冲同步器、角度传感器和信号采集器。
所述车载平台工作面的底部安装有四个螺旋升降腿，所述四个螺旋升降腿分别安装有步进电机，所述四个步进电机分别与驱动器连接，所述四个驱动器与述控制器连接；每个螺旋升降腿上连接有限位开关，所述限位开关连接至控制器；所述控制器连接一个激光脉冲同步器和一个信号采集器；所述信号采集器连接有电压跟随器和倾角传感器，所述倾角传感器连接至车载平台。
所述螺旋升降腿包括箱体1、固定螺母2、丝杠3、升降螺母4、手动调节螺母5、传动组件6、同步控制键7、手动控制键8；方向控制键9；电机开关10；轴承座组件11，所述箱体1内设置有传动组件6，所述传动组件6包括蜗杆和蜗轮，所述蜗杆通过两个轴承座组件11水平转动设置在箱体1的左右侧壁上，蜗杆的两侧轴端穿过固定在箱体1侧壁的轴承座组件11，并延伸至箱体1外部，蜗杆右侧轴端与步进电机固定连接，所述步进电机通过电机安装螺孔12固定安装在箱体1上；所述蜗轮与蜗杆的中部啮合，所述蜗轮的中心孔垂直固定设置有丝杠3，所述丝杠3的下端通过轴承座组件11转动连接在箱体1的底座上，丝杠3的上端穿过固定在箱体1上壁的轴承座组件11并延伸至箱体1的外部，在箱体1的上表面固定设置有与丝杠3适配固定螺母2，所述固定螺母2上方的丝杠3上设置有一个升降螺母4；所述升降螺母4的上方还设有一个手动调节螺母5；所述箱体1上设有同步控制键7、手动控制键8、方向控制键9和电机开关10；所述手动控制键8是用来切断控制器的脉冲信号，进入手动调节模式。
所述信号采集器，采用nationalinstrumentscorporate公司的nim系列的高性能arm和usb芯片通用高速率多功能数据采集卡，主要参数为16路12位ad，2路da，5路pwm波，74路io，带光电隔离保护；高精度专用外部电压基准数，模拟信号的输入范围为：0-10v；可配合do口可以驱动步进电机，调制led，也可以根据具体需求扩展为24路。其特点是：该芯片将数据采集和控制集为一体，较节约空间，也使得接线变得方便，故该处理具有体积小，携带方便的优点价格也比dsp控制芯便宜，节约了开发成本。
所述控制器在本实施例采用与上面所述信号采集器型号相配套的plc控制组件，本型号是采集、控制一体化的组件。
所述驱动器采用两相混合式步进电机驱动器，型号为：sh22206a，采用的交流电压是80v-220v，该驱动器特点在于适应恶劣的电网环境，并有光电隔离性能；控制器信号分为三种信号输入，分别为方向信号输入、脉冲信号输入、脱机信号输入，其脉冲信号的有效电平信号占空比在50％之内；脉冲电平持续时间不小于5us；驱动器的信号响应频率是50khz。
所述步进电机型号110byg250c-sakrma-0402，其步进角设为1.8°，经过驱动器4倍细分后步进电机的步进角设为为0.45°，本实施例为每个步进电机配合一个驱动器使用，这样使得每个螺旋升降腿均可单独的升降，并响应控制器的三种信号：方向信号，即高、低电平信号输入后，电机的旋转方向通过控制器内部光耦的接通或断开，来触发电机的旋转方向；脉冲信号通过控制器的脉冲来驱动步进电机旋转；脱机信号用来切断步进电机电流，令驱动器处于脱机状态。
所述倾角传感器采用teconnectivity公司的meas系列精度为0.001°高灵敏度的双轴倾角传感器，其功能是测量物体与水平面之间的倾斜，原理为：其内含一个带电容的微摆锤，利用地球重力，当倾角单元倾斜时，地球重力在相应的摆锤上会产生重力分量，相应的电容量就会产生变化，通过对电容里的矢量放大、滤波、转换之后得出倾角，最终以0-5v电压的方式输出值进入信号采集器。
所述电压跟随器采用型号为ad832ar的双路运放跟随器，轨至轨输出电压为：5v-50v之间，由于信号采集器内的采集卡内阻太大，如本实施例中采集卡所支持的输入阻抗最大电阻值为50兆欧，倾角传感器的内阻会分压，容易导致电压信号失真，进而会影响到车载平台的调平，故电压跟随器连接至信号采集器，其目的在于保持稳压，解决分压问题。
所述螺旋升降腿内设置的传动组件6采用的是型号sja20螺旋升降机，其工作原理是：当步进电机的旋转动力传递给传动组件6的蜗杆，即：电机驱动蜗杆，蜗杆驱动蜗轮减速旋转，蜗轮减速的同时，增加了扭矩，由于蜗轮的内腔固定有丝杆3，从而带动丝杆3旋转，达到了增大丝杆3的作用力，当丝杆3旋转，固定螺母2与箱体1固定不转动，升降螺母4会在丝杆3上沿着轴向移动，因此通过控制步进电机的方向和转数，即控制了升降螺母4上下移动的距离，从而实现了螺旋升降腿的升降功能。
所述手动调节螺母5通过螺丝固定孔连接至车载平台，用来手动调整车载平台与厂家激光扫描仪之间的适配尺度。其原理是：激光扫描仪上的控制点在工业测量系统中一般为自定义的坐标系，厂家一般会将激光扫描仪的控制点设计在扫描仪的螺丝固定孔上，由于固定螺丝孔顶部都存在凹处，所以在实际测量时测量到的是孔底部的坐标，往往在装配中出现底孔不可见的问题，如国产90型惯导仪表面没有明确的标志点或者设计的标志点，其中心位置只能通过厂家给定的设计中心到其表面的距离来确定。因此通过手动调节螺母可以把投影点调节到表面上，即在测量螺丝孔坐标的时候，同时测量固定孔所在平面上的点，从而拟合出这个平面，再将孔底部的坐标投影到此平面上，得到的就是孔顶部的坐标，更便于车载平台固定激光扫描仪和解决点位不可见问题。
所述激光脉冲同步器是由过流侦检测电路和电感部件组成，通过控制器中的电路时钟与电感电流的周期震荡，将从激光扫描设备上同步触发器中获取来的的脉冲信号与步进电机调平的脉冲信号达成一个周期的强制相同，用来增强移动平台与激光扫描设备之间的同步性效果，其同步原理为图4所示。
所述车载平台是车载激光测量系统与车辆的之间的中间件，本设计中应理解为一种本领域通用的支撑中间件。
在本实用新型的描述中，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外本实施描述中的元电路或元器件均为现有技术，均采用现有的技术实现，没有采用任何未公开的技术。
1.一种车载激光扫描平台的稳定装置，包括车载平台、螺旋升降腿、步进电机、限位开关、驱动器、控制器、连接至控制器、电压跟随器、激光脉冲同步器、角度传感器和信号采集器，其特征在于：所述车载平台工作面的底部安装有四个螺旋升降腿，所述四个螺旋升降腿分别安装有步进电机，所述四个步进电机分别与驱动器连接，所述四个驱动器与述控制器连接；每个螺旋升降腿上连接有限位开关，所述限位开关连接至控制器；所述控制器连接一个激光脉冲同步器和一个信号采集器；所述信号采集器连接有电压跟随器和倾角传感器，所述倾角传感器连接至车载平台；
所述螺旋升降腿包括箱体(1)、固定螺母(2)、丝杠(3)、升降螺母(4)、手动调节螺母(5)、传动组件(6)、同步控制键(7)、手动控制键(8)；方向控制键(9)；电机开关(10)；轴承座组件(11)，所述箱体(1)内设置有传动组件(6)，所述传动组件(6)包括蜗杆和蜗轮，所述蜗杆通过两个轴承座组件(11)水平转动设置在箱体(1)的左右侧壁上，蜗杆的两侧轴端穿过固定在箱体(1)侧壁的轴承座组件(11)并延伸至箱体(1)外部，蜗杆的右侧轴端与步进电机固定连接，所述步进电机通过电机安装螺孔(12)固定安装在箱体(1)上；所述蜗轮与蜗杆的中部啮合，所述蜗轮的中心孔垂直固定设置有丝杠(3)，所述丝杠(3)的下端通过轴承座组件(11)转动连接在箱体(1)的底座上，丝杠(3)的上端穿过固定在箱体(1)上壁的轴承座组件(11)延伸至箱体(1)的外部，在箱体(1)的上表面固定设置有与丝杠(3)适配固定螺母(2)，所述固定螺母(2)上方的丝杠(3)上设置有一个升降螺母(4)。
2.据权利要求1所述的一种车载激光扫描平台的稳定装置，其特征在于：所述箱体(1)上设有同步控制键(7)、手动控制键(8)、方向控制键(9)和电机开关(10)。
3.根据权利要求1所述的一种车载激光扫描平台的稳定装置，其特征在于：所述升降螺母(4)的上方设有一个手动调节螺母(5)，所述手动调节螺母(5)通过螺丝固定孔连接至车载平台上。
技术总结