專利名稱：一種自動水平儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種輔助調(diào)整水平的儀器，特別是一種用于大型或異型工件精確吊裝的一種自動水平儀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的大型工件吊裝多采用氣泡式水平儀人工找水平，或者采用傾角傳感器，但是傾角傳感器需要加工多個高精度的測量基準(zhǔn)面，且傾角傳感器對振動過于敏感影響測量精度，通常的測量精度只能達(dá)到士0.25°，在大型工件上，例如長度達(dá)到5米的工件上， 士0. 25°的角度誤差就達(dá)到士21. 8mm的高度差；且對于異型工件來說加工出用于放置傾角傳感器的高精度的測量基準(zhǔn)面難度較高，采用氣泡式水平儀人工調(diào)平也存在同樣的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種自動水平儀，可以方便和高精度的實現(xiàn)大型或異型工件的自動調(diào)平。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種自動水平儀，多個測量裝置通過管路和連通頭連接，連通頭與供液裝置連接。所述的測量裝置為透射式光柵測量裝置或反射式光柵測量裝置。所述的透射式光柵測量裝置中，浮子安裝在殼體內(nèi)，浮子上設(shè)有標(biāo)尺光柵，在殼體相對應(yīng)位置設(shè)有指示光柵，光讀取元件安裝在指示光柵相對應(yīng)位置。所述的光讀取元件中，光源和透鏡設(shè)置在指示光柵一側(cè)，光電轉(zhuǎn)換模塊設(shè)置在殼體內(nèi)標(biāo)尺光柵一側(cè)的透明密閉空間內(nèi)。所述的反射式光柵測量裝置中，浮子安裝在殼體內(nèi)，浮子上設(shè)有標(biāo)尺光柵，在殼體相對應(yīng)位置設(shè)有指示光柵，光讀取元件安裝在指示光柵外側(cè)。所述的光讀取元件中，光源、多塊透鏡、反射鏡和光電轉(zhuǎn)換模塊均位于殼體外與指示光柵相對應(yīng)位置。所述的供液裝置中，電機與液壓泵連接，液壓泵的輸出端設(shè)有單向閥，單向閥和液壓泵還并聯(lián)有一回油回路，回油回路上設(shè)有電磁閥。液壓泵的輸出端還串聯(lián)有流量閥。一種利用上述的自動水平儀進行調(diào)平的方法，包括以下步驟1)通過夾持裝置使各個測量裝置的基準(zhǔn)面與設(shè)計基準(zhǔn)面對齊；2)通過管路和連通頭連接各個測量裝置和供液裝置；3)啟動供液裝置給管路供液，直至至少一個測量裝置中的浮子的高程過零位開始測量，當(dāng)該浮子的位置過設(shè)定的量程時，停止供液裝置；4)降低工件與其他測量裝置相對應(yīng)位置的高程，至各個測量裝置位于相同的位置或達(dá)到設(shè)計要求的公差范圍；[0017]5)如在調(diào)平過程中所有的測量裝置中的浮子均重新低于零位，則啟動供液裝置繼續(xù)供液，并返回步驟3);通過上述步驟實現(xiàn)工件的自動調(diào)平。步驟1)是通過使測量裝置的基準(zhǔn)面距離工件測量點的基準(zhǔn)一個高程來實現(xiàn)。本實用新型提供的一種自動水平儀，通過多點測量的方式替代了現(xiàn)有技術(shù)中的線測量方式，由于各測量點之間是采用柔性管路連接，對于測量點的平面精度要求不高，有效的解決了現(xiàn)有技術(shù)中大型工件或異型工件吊裝中測量水平度的難題，且通過夾持裝置的合理設(shè)置，可以使工件以幾乎各種姿態(tài)進行吊裝。本實用新型采用連通管和光柵傳感器的結(jié)合，并配合供液裝置實現(xiàn)了工件調(diào)平的自動控制，為大型工件地面組裝后整體吊裝的加工模式提供了有力的技術(shù)支撐，從而提高了工程整體的施工速度和施工精度。測量裝置中采用的光柵傳感器體積小、精度高，價格便宜，精度通?？梢赃_(dá)到μ m級，而在普通工程應(yīng)用中僅需達(dá)到士0. Imm的精度即可，降低的測量精度可以大大的降低測量裝置的工藝要求， 從而降低測量裝置的生產(chǎn)成本。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型中異型工件的吊裝示意圖。圖2是本實用新型中大型工件的吊裝示意圖。圖3是本實用新型中透射式光柵測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型中反射式光柵測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實用新型中供液裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實用新型中透射式光柵測量裝置的原理示意圖。圖7是本實用新型中反射式光柵測量裝置的原理示意圖。
具體實施方式
實施例1 如圖1、圖2和圖3中，一種自動水平儀，多個測量裝置5通過管路6和連通頭7連接，連通頭7與供液裝置8連接。所述的測量裝置5為透射式光柵測量裝置。所述的透射式光柵測量裝置中，浮子55安裝在殼體52內(nèi)，浮子55上設(shè)有標(biāo)尺光柵M，在殼體52相對應(yīng)位置設(shè)有指示光柵53，光讀取元件51安裝在指示光柵53相對應(yīng)位置。所述的光讀取元件51中，光源511和透鏡512設(shè)置在指示光柵53 —側(cè)，光電轉(zhuǎn)換模塊 513設(shè)置在殼體52內(nèi)標(biāo)尺光柵M —側(cè)的透明密閉空間內(nèi)。為便于安裝通常將殼體52的上端面設(shè)為基準(zhǔn)面3，殼體52的上端與空氣相通，為避免受風(fēng)的影響，將與空氣相通的開口設(shè)置為迷宮的形狀。如圖6中，光源511通常采用發(fā)光二極管，光源511發(fā)出光線依次通過透鏡512、指示光柵53和標(biāo)尺光柵M后落在光電轉(zhuǎn)換模塊513上轉(zhuǎn)換成電信號，透明的指示光柵53和標(biāo)尺光柵M上刻制有柵線，指示光柵53和標(biāo)尺光柵M的柵線之間具有一個夾角，在本例中該傾斜的柵線位于標(biāo)尺光柵M上，以便于加工，由于指示光柵53和標(biāo)尺光柵M的柵線之間夾角的存在，會形成明暗相間的莫爾條紋，與柵線的寬度相比，莫爾條紋具有很大的寬度，從而將移動距離放大，光電轉(zhuǎn)換模塊513通過監(jiān)測一個莫爾條紋的光強度變化，形成一近似的正弦變化，通過電信號的細(xì)分技術(shù)，從而獲得浮子陽的精確位移，為確定位移的方向，通常設(shè)有至少兩組的光源511和光電轉(zhuǎn)換模塊513，設(shè)置更多的光源511和光電轉(zhuǎn)換模塊513可以達(dá)到更高的精度，但是在大型工件的調(diào)平過程中是不必要的。透射式光柵測量裝置的結(jié)構(gòu)較為簡單，有利于降低成本，但是由于需要將光電轉(zhuǎn)換模塊513設(shè)置在殼體52內(nèi)，所以透射式光柵測量裝置的整體高度較高。如圖5中，所述的供液裝置8中，電機83與液壓泵84連接，電機83通常采用步進電機，液壓泵84的輸出端設(shè)有單向閥81，與單向閥81和液壓泵84還并聯(lián)有一回油回路，回油回路上設(shè)有電磁閥86。液壓泵84的輸出端還串聯(lián)有流量閥82。測量完畢后通過PLC可以控制開啟流量閥82，從而使管路6中的液體回流到儲液箱85。實施例2 如圖1、圖2和圖4中，一種自動水平儀，多個測量裝置5通過管路6和連通頭7連接，連通頭7與供液裝置8連接。所述的測量裝置5為反射式光柵測量裝置。所述的反射式光柵測量裝置中，浮子55安裝在殼體52內(nèi)，浮子55上設(shè)有標(biāo)尺光柵M，在殼體52相對應(yīng)位置設(shè)有指示光柵53，光讀取元件51安裝在指示光柵53外側(cè)。為便于安裝通常將殼體52的上端面設(shè)為基準(zhǔn)面3，殼體52的上端與空氣相通，為避免受風(fēng)的影響，將與空氣相通的開口設(shè)置為迷宮的形狀。所述的光讀取元件51中，光源511、多塊透鏡512、反射鏡514和光電轉(zhuǎn)換模塊513 均位于殼體52外與指示光柵53相對應(yīng)位置。如圖7中，與透射式光柵測量裝置相比，反射式光柵測量裝置增加了多塊透鏡和一塊反射鏡514，測量原理由實施例1中的透射方式改為反射方式，也是通過光電轉(zhuǎn)換模塊 513監(jiān)測莫爾條紋的光強度變化來進行測量，光電元件通常也為兩組，透射式光柵測量裝置雖然較多的光學(xué)元件相應(yīng)的增加了成本，但是透射式光柵測量裝置的光電元件均設(shè)置在殼體52外，可以有效降低透射式光柵測量裝置的高度，例如浮子55上的標(biāo)尺光柵M通常不高于5cm，加上5cm的量程和殼體52壁厚，通常透射式光柵測量裝置的整體高度可以不高于 11cm。從而可以降低浮子55和殼體52的加工難度，提升浮子55的測量精度。如圖5中，所述的供液裝置8中，電機83與液壓泵84連接，液壓泵84的輸出端設(shè)有單向閥81，與單向閥81和液壓泵84還并聯(lián)有一回油回路，回油回路上設(shè)有電磁閥86。液壓泵84的輸出端還串聯(lián)有流量閥82。測量完畢后通過PLC可以控制開啟流量閥82，從而使管路6中的液體回流到儲液箱85。實施例3 如圖1和圖2中，一種利用上述的自動水平儀進行調(diào)平的方法，包括以下步驟1)通過夾持裝置4使各個測量裝置5的基準(zhǔn)面3與設(shè)計基準(zhǔn)面9對齊；這是通過使測量裝置5的基準(zhǔn)面3距離工件測量點的基準(zhǔn)一個高程來實現(xiàn)，例如圖1中，將A點處的測量裝置5的基準(zhǔn)面3通過測量或靠模提升一個高度H1, B點和D點處的高程不變，C點處的測量裝置5的基準(zhǔn)面3降低一個高度H2,從而使A、B、C和D處的測量裝置5的基準(zhǔn)面3 均與設(shè)計基準(zhǔn)面9對齊。通過該方法，理論上可以將工件2以各種姿態(tài)進行高精度吊裝。2)通過管路6和連通頭7連接各個測量裝置5和供液裝置8 ；3)啟動供液裝置8給管路6供液，液體通常采用純凈水，PLC控制步進電機旋轉(zhuǎn)，帶動液壓泵84旋轉(zhuǎn)，液體經(jīng)過流量閥82和單向閥81進入管路6，流量閥82可以確保供液流量的穩(wěn)定，液體最終進入到測量裝置5中，直至至少一個測量裝置5中的浮子55的高程過零位開始測量，測量信號送到PLC中，當(dāng)該浮子55的位置過設(shè)定的量程時，例如過4/5量程或全量程時，停止供液裝置8，單向閥81關(guān)閉，液體無法回流；4)吊裝裝置1運作，降低工件2與其他測量裝置5相對應(yīng)位置的高程，降低時以第一個過設(shè)定的量程，即使供液裝置8停止的測量裝置5發(fā)送的高程信號為基準(zhǔn)在PLC中進行比較，至各個測量裝置5位于相同的位置或達(dá)到設(shè)計要求的公差范圍；5)如在調(diào)平過程中所有的測量裝置5中的浮子55均重新低于零位，則啟動供液裝置8繼續(xù)供液，并返回步驟3);通過上述步驟實現(xiàn)工件2的自動調(diào)平。測量完畢后通過PLC控制開啟流量閥82， 從而使管路6中的液體回流到儲液箱85。
權(quán)利要求1.一種自動水平儀，其特征在于多個測量裝置(5)通過管路(6)和連通頭(7)連接， 連通頭(7 )與供液裝置(8 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動水平儀，其特征在于所述的測量裝置(5)為透射式光柵測量裝置或反射式光柵測量裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動水平儀，其特征在于所述的透射式光柵測量裝置中，浮子(55 )安裝在殼體(52 )內(nèi)，浮子(55 )上設(shè)有標(biāo)尺光柵(54 )，在殼體(52 )相對應(yīng)位置設(shè)有指示光柵(53 )，光讀取元件(51)安裝在指示光柵(53 )相對應(yīng)位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自動水平儀，其特征在于所述的光讀取元件(51)中，光源(511)和透鏡(512)設(shè)置在指示光柵(53)—側(cè)，光電轉(zhuǎn)換模塊(513)設(shè)置在殼體(52)內(nèi)標(biāo)尺光柵(54 ) —側(cè)的透明密閉空間內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動水平儀，其特征在于所述的反射式光柵測量裝置中，浮子(55 )安裝在殼體(52 )內(nèi)，浮子(55 )上設(shè)有標(biāo)尺光柵(54 )，在殼體(52 )相對應(yīng)位置設(shè)有指示光柵(53 )，光讀取元件(51)安裝在指示光柵(53 )外側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自動水平儀，其特征在于所述的光讀取元件(51)中，光源(511)、多塊透鏡(512)、反射鏡(514)和光電轉(zhuǎn)換模塊(513)均位于殼體(52)外與指示光柵(53)相對應(yīng)位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動水平儀，其特征在于所述的供液裝置(8)中，電機 (83 )與液壓泵(84 )連接，液壓泵(84 )的輸出端設(shè)有單向閥(81)，單向閥(81)和液壓泵(84 ) 還并聯(lián)有一回油回路，回油回路上設(shè)有電磁閥(86)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種自動水平儀，其特征在于液壓泵(84)的輸出端還串聯(lián)有流量閥(82)。
專利摘要一種自動水平儀，多個測量裝置通過管路和連通頭連接，連通頭與供液裝置連接。所述的測量裝置為透射式光柵測量裝置或反射式光柵測量裝置。本實用新型提供的一種自動水平儀及調(diào)平方法，通過多點測量的方式替代了現(xiàn)有技術(shù)中的線測量方式，由于各測量點之間是采用柔性管路連接，對于測量點的平面精度要求不高，有效的解決了現(xiàn)有技術(shù)中大型工件或異型工件吊裝中測量水平度的難題，且通過夾持裝置的合理設(shè)置，可以使工件以幾乎各種姿態(tài)進行吊裝。本實用新型采用連通管和光柵傳感器的結(jié)合，并配合供液裝置實現(xiàn)了工件調(diào)平的自動控制，為大型工件地面組裝后整體吊裝的加工模式提供了有力的技術(shù)支撐，從而提高了工程整體的施工速度和施工精度。
文檔編號G01C5/04GK201993103SQ20112004294
公開日2011年9月28日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者劉經(jīng)軍, 吳俊江, 曾紅革, 朱云峰, 邸書茵, 黃萬林, 黃丹玲 申請人:葛洲壩集團第一工程有限公司