[实用新型]一种压电驱动测地仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测地仪，特别是一种压电驱动测地仪。

背景技术

测地仪是一种传统的野外使用的测量设备，其往往都具备精密的光学和机械结构，以保证其测量的高精度，另外本身又是作为便携设备，其对机械结构的牢固度、稳定度和不同温度的适应性都提出了很高的要求。

随着技术的进步，电子化甚至于智能化的测地仪不断涌现，这种测地仪其又提出了高集成度，低功耗的要求。这些测地仪许多具备自动测量，联网协同工作的功能，而许多这些功能的实现都是需要由测地仪本身的移动来实现所测量目标物的识别和测量，选用何种驱动方案来实现测地仪自身高效、精密的移动成为了一种非常重要的技术。

到目前为止，测地仪的驱动方案主要有伺服电机通过齿轮传动驱动，力矩电机直接驱动以及采用直线压电电机通过作动环驱动。但是以上的每一种方案都有其自身的缺点，首先采用伺服电机的方案其由于是通过齿轮串联方式进行传动的，其驱动的精细度与速度成反比，减速比越高理论上的控制精细度越高，同时也意味着其速度就越慢。另外这种通过串联齿轮方式的传动方案其复杂性大，装配和调试难度大，后期的稳定性不好，回程误差大，这些都提高了软件控制的复杂性和难度，还有就是这个方案它还需要专门的机械或电子锁定机构以保证测地仪在定位时的保持；力矩电机的方案和本专利所使用的方案类似都是直驱方案，其主要的问题在于其功耗很大，而且定位精度不够，另外和伺服电机的方案类似其也需要专门的机械或电子定向保持装置；直线压电电机加作动环的方案是近几年的一种新方案，该方案虽然具有很高的定位精度，本身具备定位自锁性等优越性，但其也有一定的缺陷。这些缺陷包括其结构较复杂，是一种分体式的方案，所占用的空间体积较大，其对装配和调试也有很高要求。另外，由于测地仪本身的空间的限制，其所能选用的直线电机体积较小，很难输出较大的力，影响转速，如果通过增加直线压电电机的数量来增大输出力，那么其对装配和调试会提出更高的要求，另外对测地仪本身的内部可装配空间和整机的功耗都提出了要求。

纵上所述的各种方案的优缺，我们会很容易的发现目前所有方案的缺点都非常的明显甚至致命，均不能完全胜任测地仪设备对驱动的要求，因此需要一种更加适用于测地仪系统的驱动方案。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、易于装配的压电驱动测地仪。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的压电驱动测地仪，包括：用于定位测地仪的基座、用于将光路向目标对准的探测头、安装支架和盘式压电电机，所述基座与所述安装支架之间设置竖轴，该竖轴的底端与所述基座枢接，以使所述安装支架可随所述竖轴相对于所述基座旋转；所述安装支架呈U型，所述探测头的两侧对称设置横轴，各横轴的相对内侧端与所述探测头的两侧固定相连；所述安装支架的底壁、和/或所述安装支架的内侧壁设置盘式压电电机，所述盘式压电电机的输出轴与所述竖轴、和/或所述横轴固定相连，以使盘式压电电机启动时可驱动所述安装支架和/或所述探测头旋转。

进一步，所述盘式压电电机至少包括定子、转子、输出轴、底座，所述定子安装在底座上，定子下表面粘贴有压电陶瓷，所述转子安装在输出轴上，以使所述定子下表面的压电陶瓷通电后可驱动所述输出轴旋转。

进一步，压电驱动测地仪还包括控制器，所述控制器与所述盘式压电电机电连接，用于控制所述盘式压电电机旋转速度和方向。

进一步，压电驱动测地仪还包括角度编码器、中央控制器，所述横轴、竖轴上分别设置所述角度编码器，各角度编码器与所述中央控制器电连接，用以给中央控制器提供轴偏移量信息，所述控制器与所述中央控制器电连接，用以将所述横轴、竖轴的位置信息提供给所述控制器。

实用新型的技术效果：（1）本实用新型的压电驱动测地仪，相对于现有技术，该测地仪采用的一体化设计的盘式压电电机驱动，其体积小，装配调试简便，可利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动驱动横轴或竖轴转动，实现直接驱动，速度和位置控制性好，分频率高；断电自锁，且能保持原有停止位置不动；不产生磁场，亦不受外界磁场干扰；能够低噪声运行；（2）盘式压电电机的输出轴直接装配到测地仪的旋转轴上，效率高，定位速度快，无回程误差；（3）控制器可控制输出轴进行顺时针或逆时针运动，同时又具备断电自锁力功能，并长时间保持在一个位置；（4）盘式压电电机具备安全的自锁力，当外力大于安全自锁力时，设备开始转动，这种转动不会损坏盘式压电电机；（5）角度编码器装配在其测地仪的每个转动轴上，每个轴系只装配一个。该角度编码器可同时给中央控制器和压电驱动控制器提供转轴位置信息。

附图说明