[发明专利]一种快速精确自动安平的水平仪

权利要求书

1.一种快速精确自动安平的水平仪，包括底座一至底座四，底座一与底座二间安装有三个伸缩螺旋脚，三个伸缩螺旋脚呈三角形分布，至少在两个伸缩螺旋脚上各安装有一个步进电机，步进电机轴与螺杆固定，与该螺杆配合的调节螺母安装在底座二或底座一上，步进电机与螺杆固定安装在底座一或底座二上，当在两个伸缩螺旋脚上安装步进电机时，设不安装步进电机的一个伸缩螺旋脚为支撑脚；底座二上方通过中心连接轴固定安装有底座三，底座三侧壁通过传动机构与安装在底座二上的步进电机配合并由步进电机驱动底座三旋转，底座三的上方通过连接柱固定安装有底座四，底座四下方以等长的交叉活节吊丝或活节四边形吊丝悬吊一个反射镜或折射透镜，当底座四下方悬吊的是反射镜时，激光发射器和与其对应的由CCD线阵构成的光信号接收器安装在反射镜上方或下方同一个底座上，即若反射面在反射镜的下底面，则激光发射器和由CCD线阵构成的光信号接收器均安装在底座三的上表面，CCD线阵上的感光元件的中心排列成一条直线，激光发射器安装在底座三的上表面中心，激光发射器发射的激光束垂直底座三向上发射；若反射面在反射镜的上顶面，则激光发射器和由CCD线阵构成的光信号接收器均安装在底座四的下表面，激光发射器发射的激光束垂直底座四向下发射；当悬吊折射透镜时，激光发射器和与其对应的由CCD线阵构成的光信号接收器分别安装在折射透镜上方和下方不同侧的底座上，即当激光发射器安装在底座三的上表面时，与其对应的由CCD线阵构成的光信号接收器安装在底座四的下表面，当激光发射器安装在底座四的下表面时，则与其对应的由CCD线阵构成的光信号接收器安装在底座三的上表面；以CCD线阵上感光元件的中心排列成的直线为X轴；所述的底座三和底座四的外周安装有一个壳体，反射镜或折射透镜外周与壳体之间安装有一个阻尼器，使反射镜或折射透镜只能平行于X轴CCD线阵上的感光元件中心连线所在的并与安装有X轴CCD线阵的底座垂直的平面偏转；底座四上设有连接螺孔，用于放置仪器，底座二、底座三与底座四均两两相互平行。

2.根据权利要求1所述的水平仪，其特征在于底座四下方悬吊的反射镜或折射透镜为长方体，并且，当底座四水平时，反射镜或折射透镜的上下底面均与底座四平行，此时，反射镜或折射透镜的底面有一组对边与所述X轴平行，另一组对边与X轴垂直，且反射镜或折射透镜的竖轴中心与底座四和底座三的竖轴中心重合，并穿过接收器的原点；当采用交叉活节吊丝悬吊反射镜或折射透镜时，沿X轴方向看，其中一个反射镜或折射透镜的交叉活节吊丝与底座和反射镜或折射透镜作为上下底边组成两个四边形，沿垂直X轴方向看，反射镜或折射透镜的交叉活节吊丝与底座和反射镜或折射透镜作为上下底边组成两个对顶角相等的等腰三角形；当采用活节四边形吊丝悬吊反射镜或折射透镜时，活节四边形是由两根长度相等的吊丝为一组的两组以底座和反射镜或折射透镜作为平行的上下底边的等腰四边形组成的结构系统。

3.根据权利要求1或2所述的水平仪，其特征在于底座三侧壁与驱动底座三旋转的步进电机之间的传动机构为涡轮蜗杆副或齿轮副。

4.根据权利要求1所述的水平仪，其特征在于底座一上方的三个伸缩螺旋脚呈正三角形或一般等腰三角形分布，安装有伸缩螺旋脚步进电机的伸缩螺旋脚中有一个作为等腰三角形的顶点；所述的支撑脚为高度可调节的套节或螺旋装置。

5.根据权利要求1所述的水平仪，其特征在于当驱动底座三旋转的步进电机复位时，至少有一个伸缩螺旋脚和支撑脚的连线与X轴平行，当三个伸缩螺旋脚呈一般等腰三角形分布时，另一个伸缩螺旋脚作为等腰三角形的顶点。

6.根据权利要求1、2、4或5所述的水平仪，其特征在于当反射镜或折射透镜偏转时，反射镜或折射透镜上的点相对于X轴方向上有位移，而在与X轴垂直的方向上没有位移，并保证使反射镜或折射透镜尽快停止摆动；当采用交叉活节吊丝时，在交叉活节的作用范围内，当底座竖轴相对于铅垂线倾斜一个角度时，反射镜或折射透镜在重力作用下其竖轴将相对于底座竖轴在与其相对应的XOZ平面的倾斜分量反转一个角度；当采用活节四边形吊丝悬吊反射镜或折射透镜时，在活节四边形作用范围内，当底座竖轴相对于铅垂线倾斜一个角度时，反射镜或折射透镜在重力作用下其竖轴将相对于底座竖轴在与其相对应的XOZ平面的倾斜分量向同一个方向转一个角度，Z为仪器竖轴。