CN105179887A - 一种防颠簸两维自动平衡仪装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防颠簸两维自动平衡仪装置，它包括底板，在底板的上方安装有框架，在框架内沿着框架的一个对称轴方向上安装有第一转轴，在第一转轴上安装有稳定平台，沿着框架的另一个对称轴方向上，在框架上连接有第二转轴，在底板上安装有陀螺仪传感器和第二步进电机，第二步进电机的输出轴通过带轮与第二转轴上安装的带轮转动相连，第一步进电机的输出轴通过带轮与第一转轴上安装的带轮转动相连，两台步进电机分别与驱动器相连，由陀螺仪传感器产生信号传给步进电机控制单元，步进电机控制单元将信号输出给步进电机的驱动器，随之驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。采用本装置解决了机械转运过程中力量分配不均衡的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种平衡仪，尤其涉及一种两维自动平衡仪。
背景技术
目前涉及平衡仪装置的研究内容主要应用在测试仪技术领域、机电领域、装置技术领域、信号分析仪领域、医疗器具、人体功能测量及教学用品上，对于交通运输领域的专利除了徐锋明的“车载平衡仪”、刘立业、翟郢的“一种方向盘平衡仪的校准装置”和蒋兆军“一种汽车轮胎压力平衡仪”外，未见有涉及商品载运平衡装置方面的相关报道。在已有平衡装置技术设计上有运用磁铁磁性吸力保持平衡如晏霓的“一种物理用磁相对平衡仪”；有采用多级谐振滤波电路来提高检测平衡精度如王经一的“谐振滤波直接定位式平衡仪”；有通过齿轮传递实现自动平衡如蔡安平等人的“一种法兰式磨床砂轮自动平衡仪的自动平衡装置”。针对平衡减震技术方面有利用万向活动装置和导向结构保持手持摄像机云台板的平衡如李立鹏等人的“手持摄像机的减震平衡仪”，但其结构及其复杂。已知的平衡装置在设计上难以控制机械转运过程中均衡分配力量，使用传感器、检测板进行水平调节，物品姿态平衡的精确度受限。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种具有良好的实时稳定平衡功能的防颠簸两维自动平衡仪装置。
本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明的一种防颠簸两维自动平衡仪装置，它包括底板，在所述的底板的上方安装有框架，在所述的框架内沿着框架的一个对称轴方向上安装有第一转轴，在所述的第一转轴上安装有稳定平台，沿着所述的框架的另一个对称轴方向上，在所述的框架上连接有第二转轴，所述的第二转轴轴线与所述的第一转轴垂直，在所述的底板上安装有陀螺仪传感器和第二步进电机，所述的第二步进电机的输出轴通过带轮与第二转轴上安装的带轮转动相连，在所述的框架上安装有第一步进电机，所述的第一步进电机的输出轴通过带轮与第一转轴上安装的带轮转动相连，两台步进电机分别与驱动器相连，当框架产生晃动时，由陀螺仪传感器产生模拟数学信号传给步进电机控制单元，步进电机控制单元将模拟信号转化为脉冲信号输出给步进电机的驱动器，接收到脉冲信号的步进电机的驱动器随之驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。
本发明的优点：
1.该装置使用框架结构，以带齿与带轮的齿槽相啮合传递运动和动力，形成了综合皮带传动、链传动齿轮传动优点的新型带传动，解决了机械转运过程中力量分配不均衡的问题；
2.以脉冲个数控制角位移量，脉冲频率控制电机转动速度和加速度，对位置、速度、加速度及力的控制精确度更高(理论上姿态测量精度达0.01度)，可实时实现两维自动平衡；
3.该装置组件少，减少了陀螺仪与步进电机之间的数据计算步骤，从而减缩接收调整指令的时差以提高时效性，也可减少包装空间，在载重范围内可放置任何重物，非常适合流动作业或现场救援。
附图说明
附图是本发明的一种防颠簸两维自动平衡仪装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如附图所示的本发明的一种防颠簸两维自动平衡仪装置，它包括底板，在所述的底板的上方安装有框架1，在所述的框架1内沿着框架1的一个对称轴方向上安装有第一转轴，在所述的第一转轴上安装有稳定平台8，沿着所述的框架1的另一个对称轴方向上，在所述的框架1上连接有第二转轴，所述的第二转轴轴线与所述的第一转轴垂直，在所述的底板上安装有陀螺仪传感器(如可以采用MPU6050)和第二步进电机，所述的第二步进电机的输出轴通过带轮与第二转轴上安装的带轮转动相连，在所述的框架1上安装有第一步进电机，所述的第一步进电机的输出轴通过带轮与第一转轴上安装的带轮4转动相连，两台步进电机5分别与驱动器6相连，当框架1产生晃动时，由陀螺仪传感器7产生模拟数学信号传给步进电机控制单元2，步进电机控制单元将模拟信号转化为脉冲信号输出给步进电机的驱动器，接收到脉冲信号的步进电机的驱动器随之驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，最终将预定的控制方案、指令转变为预期的机械运动，实现机械运动精确的位置控制、速度控制以及加速度和力的控制，在一个平台之上实现两维自动平衡。
本装置具有良好的实时稳定平衡功能，可用于汽车、轮船、飞机等载运贵重物品，保持物品在晃动的外界环境中稳定平衡，防止物品因晃动而受到损害，在保障遂行多样化任务中起到积极的作用。依据该装置的构造原理，可改造成一张担架，用于医疗后送中转移和运送伤员，保持伤员姿态平稳，避免因颠簸而对其造成二次伤害，可较大程度降低非战斗减员率，从而提高部队战斗力。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (1)
1.一种防颠簸两维自动平衡仪装置，它包括底板，其特征在于:在所述的底板的上方安装有框架，在所述的框架内沿着框架的一个对称轴方向上安装有第一转轴，在所述的第一转轴上安装有稳定平台，沿着所述的框架的另一个对称轴方向上，在所述的框架上连接有第二转轴，所述的第二转轴轴线与所述的第一转轴垂直，在所述的底板上安装有陀螺仪传感器和第二步进电机，所述的第二步进电机的输出轴通过带轮与第二转轴上安装的带轮转动相连，在所述的框架上安装有第一步进电机，所述的第一步进电机的输出轴通过带轮与第一转轴上安装的带轮转动相连，两台步进电机分别与驱动器相连，当框架产生晃动时，由陀螺仪传感器产生模拟数学信号传给步进电机控制单元，步进电机控制单元将模拟信号转化为脉冲信号输出给步进电机的驱动器，接收到脉冲信号的步进电机的驱动器随之驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。
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