CN102506275A - 一种水准仪的调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水准仪的调整装置，底座包括配重盘、高度筒和导向套，依次自下而上按照同轴度、垂直度要求固接而成；三个垫铁均布在配重盘外围圆周的下表面，同地面接触；丝杆下端插入到导向套内，上端和丝套形成丝杠副，手轮通过小圆螺母固接在丝套上，摩擦片位于丝套和导向套之间，且上下都加有润滑脂，保护盖扣装在丝套和导向套的接口之外，调整环位于丝套和保护盖之间，顶丝穿过导向套壁上的通孔，销入丝杠侧壁上的长销孔内，接口环固定在丝杆最上端，连接水准仪。本发明调节简单快速，体积小并且具有良好的稳定性和可靠性。

Description

一种水准仪的调整装置

技术领域

本发明涉及本发明涉及机械和动力学领域，尤其是一种水准仪调整装置。

背景技术

随着新技术的不断发展，测量用的各种仪器设备越来越先进、精度和灵敏度也越来越高，但与其相关的支撑配套设备却往往跟不上。水准仪使用时需要一个支撑平台，也就是调整装置，这种调整装置要求具有一定的水平和高度调节能力，现有的调整装置虽然也具有这些功能，但有的占地面积很大，对空间有限的局部环境很难适应。有的脚跟不稳，稳定性差，操作时很容易受人为触碰或嘈杂环境产生振动的影响而发生偏移，从而使得测量基准发生改变，往往影响测量的准确性甚至需要全部回头重新来进行测量，这就对操作者提出了很高的要求，使得操作者唯恐触碰基准，操作时变得小心翼翼，同时还要限制周围环境的嘈杂程度。还有的自动化程度很高，但很复杂，开展工作时光准备工作就需要花费很长时间，调整快速性和使用方便性很差。

发明内容

为了克服现有技术占地面积大、稳定性差、不易操作的不足，本发明提供一种水准仪调整装置，方便了水准仪的使用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括底座、垫铁、手轮、丝套、丝杆、保护盖、摩擦片、调整环、顶丝、小圆螺母和接口环，底座包括配重盘、高度筒和导向套，依次自下而上按照同轴度、垂直度要求固接而成；三个垫铁均布在配重盘外围圆周的下表面，同地面接触；丝杆下端插入到导向套内，上端和丝套形成丝杠副，手轮通过小圆螺母固接在丝套上，带动丝套旋转，进而驱动丝杠上下做直线运动，摩擦片位于丝套和导向套之间，减少丝套和导向套的接触面积，且摩擦片上下都加有润滑脂，保护盖扣装在丝套和导向套的接口之外，隔绝外界灰尘和内部润滑脂，同时限制丝套只能在一个平面上做旋转运动；调整环位于丝套和保护盖之间，填补它们之间因加工误差而产生的间隙，装配时压紧丝套从而保证它不会上下串动；顶丝穿过导向套壁上的通孔，销入丝杠侧壁上的长销孔内，防止丝杆运动时产生旋转，同时限制丝杆跑出量程范围而发生脱轨。接口环固定在丝杆最上端，连接水准仪。

所述的摩擦片分为滑动型和滚动型。

本发明的有益效果是：使得装置的水平和高度调节功能变得简单快速，体积小并且具有良好的稳定性和可靠性，因为螺纹具有自锁性，装置第一次调整完成后，再测量时如果使用场地不变就可以省去水平调节环节和缩小高度调节的范围。在应用方面，该装置还可根据承受载荷和高度的不同放大或缩小结构来满足不同形式的各类水准仪或在这方面有同样功能的其它的仪器设备。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明局部结构局部示意图；

图3是本发明底座结构示意图；

图4是本发明实施实例的安装水准仪示意图；

图中，1-接口环，2-丝杆，3-手轮，4-顶丝，5-底座，6-垫铁，7-调整环，8-保护盖，9-摩擦片，10-小圆螺母，11-丝套，12-导向套，13-高度筒，14-配重盘，15-水准仪，16-水准仪自带专用螺杆。

具体实施方式

为了在一个有限空间内方便地安装和使用水准仪，同时为其调整基准提供一个方便快速稳定的测量环境，本发明采用一个简单实用的调整装置来支撑水准仪完成测量。该调整装置整体为圆杆式组件结构，外形尺寸直径×高度，直径可在100mm～600mm之间选取，高度可在400mm～3000mm之间选取，通过调节垫铁螺母和操作手轮便可方便快速实现装置的水平和高度功能，整个组件由11个结构件和标准件装配而成，结构件分别为底座，垫铁，手轮，丝套，丝杆，保护盖，摩擦片，调整环，顶丝，小圆螺母，接口环，参照图1，图2，图3，按照功能分别对他们的关系和作用进行说明。

如图3所示，底座是整个装置的支撑母体，其它件均以它为基础进行装配和工作，它由配重盘、高度筒、导向套按照同轴度、垂直度要求焊接而成，如果是批量生产，连接方式也可选择螺钉连接或各自攻上螺纹后进行套接。配重盘顾名思义就是用来调整重心的，整个装置的稳定性就靠它来实现，可改变盘的直径和厚度来调节整个装置的重心和对地摩擦力；高度筒虽然不能伸缩，一经选取就固定不变，但整个装置的高度选取可由它来实现；导向套是针对丝杆来说的，它的作用就是防止丝杆在运动时旋转和左右晃动，保证丝杆垂直平稳工作。

垫铁是整个装置的水平调节装置，它是装置的支撑脚，位于底座的下方，共有三个，可实现装置的水平调整功能，按照三点一面的原理均布在配重盘外围圆周上，同地面接触。调节方式类似现有的机床垫铁，调节时使用普通扳手调节螺母就能完成，每个垫铁上共有两个螺母，上面的是控制量程范围的，下面的是控制水平微调的，调节范围根据实际需要可自由选取，但尽量不要超过±50mm，因为这属于小范围的微调机构，而且±50mm的调节范围已基本满足大多数凹凸地面，如果是平整或普通水泥地面，±10mm是最好的选择范围。需要特别说明的是，水平调整时需要借助普通水平尺来完成。将水平尺分三次呈三角型放置在接口环平面上，按放置位置相应对垫铁螺母两两一组进行调整，直到同一基准平面上三次相应放置的水平尺气泡目视均在中间位置时，水平调整完成。

如图2所示，手轮、丝套，丝杆，保护盖，摩擦片，调整环，顶丝，小圆螺母全部和底座进行连接，组合起来可实现装置的高度调节功能，通过旋转手轮，手轮带动丝套，丝杆就会上下做直线运动，简单来说就是螺栓螺母的装配原理，固定螺母只做旋转运动，螺杆就会来回做直线运动的道理一样，装置高度调节范围根据实际情况可自由选取，一般情况下以不大于±200mm为最佳，因为调节范围越大相应的导向套和导向杆的长度就会增加，基准高度通过手轮调节到位后，高度调整就算全部完成了，因为螺纹本身具有自锁性，只要再不动手轮，丝杆高度就不会变化。简单来说手轮就是这个装置的的操作手柄，丝杆和丝套就是螺栓和螺母，保护盖的作用有两个，一个就是外衣作用，防止外界灰尘进来和内部的摩擦片和润滑脂跑出去，另一个就是丝套限位器的作用，限制丝套只能在一个平面上做旋转运动；摩擦片位于丝套和底座的导向套之间，目的是丝套旋转时减少和导向套的接触面积，而使它们之间的滑动摩擦力变小，从而减轻手轮操作时的转动力，从实用性和结构复杂程度来考虑，摩擦片的结构型式很多，可分为滑动型和滚动型两种，选用滚动型，摩擦力最小，但结构相对要复杂一些，选用滑动型，摩擦力相对大一些，但经济实用一些，因为摩擦片上下都加有润滑脂，经过受力分析和实际使用后表明一般的成年人都能用手轻松自由转动手轮；调整环位于丝套和保护盖之间，其作用就是填补它们之间因加工误差而产生的间隙，装配时压紧丝套从而保证它不会上下串动；小圆螺母和丝套的外螺纹连接，用来固定手轮；顶丝的作用有两个：一就是防止丝杆运动时产生旋转，二就是限制丝杆跑出量程范围而发生脱轨。这套组合各结构的尺寸可根据实际高度和承受的载荷进行系列选取，丝杆螺纹直径优先系列为M10～M50。

接口环是装置对外连接水准仪的接口件，形状和连接方式可根据设备的实际需要进行选择。

本发明的装配方法是：第一步先将配重盘、高度筒、导向套以高度筒为基准按一定的同轴度、垂直度要求一上一下采用焊接、螺接或套接的方式连接起来，然后按照一定高度要求在高度筒和丝套外圆上垂直加工一圆柱头螺纹孔，孔的大小可根据实际需要在M3～M10之间选取，圆柱头深度一般不超过高度筒的厚度，螺纹孔全部加工在丝套上。这个孔就是顶丝孔，到此整个装置的底座部分就完成了，下面就围绕底座按先后顺序来说明其它各件的装配关系。第二步垫铁连接，垫铁和配重盘上的三个过孔相连接，垫铁的螺杆上自带有两个螺母，装配时先去掉一个，留下的一个调整到螺杆的合适位置，这个位置就是能够将螺杆穿过配重盘的孔后，把先前去掉的那个螺母拧上去让螺杆头稍稍高出螺母2扣到3扣就行，同样的垫铁共有三块，装配时没有先后顺序，按照上面的方法重复就行了。第三步是摩擦片同底座的导向套连接，说是连接，其实就是把它平放进导向套法兰盘上的凹槽里就完成了。第四步是丝套和丝杆同底座的连接。一般为了方便，丝套先同丝杆组装在一起，装配时以丝杆为基准，就像拧螺母一样把丝套旋合到丝杆螺纹大致中间的位置，初始旋合时不要人为造成咬丝或别劲情况发生，而且注意方向，丝套有外螺纹的一端指向丝杆的法兰盘，丝套和丝杆装配完成后，一起把丝杆有导向杆的一端插入导向套内，直到丝套面碰到摩擦片为止；第五步是安装顶丝：先将丝杆和丝套同时轻轻旋转，从顶丝孔处观察，直到丝杆上开槽部位同顶丝孔擦不多对齐后，将顶丝装入顶丝孔，顶丝头部有个锥形的导向台，当导向台一接触开口槽，就会引导丝杆慢慢定位直至最后开口槽完全和顶丝孔对齐。因为顶丝和顶丝孔的长度已经过计算，深度就以顶丝完全拧紧为准。第六步在丝套的上面放调整环，位置以调整环和丝套的外圆基本对齐为准；第七步安装保护盖：保护盖上均布有4个螺纹孔，和导向套的法兰盘上4个过孔相对应，通过螺钉从下向上拧紧后固定。第八步安装手轮：手轮和丝套上开有键槽，两者通过键连接固定，首先将键放置到丝套的键槽内，如果两者之间配合较松，用润滑脂或其他方法暂时固定，再将手轮套进丝套，往下时先大致使键槽处和键尽量对齐，键进槽后再轻轻平压手轮向下直到和丝套面贴合为止。第九部安装小圆螺母：小圆螺母和丝套的外螺纹连接，手轮放置到位后，将小圆螺母旋合到丝套的外螺纹上，向下直到压上手轮后拧紧就行；第十步接口环的安装：接口环同丝杆法兰盘用螺钉连接，两者上面均有3个均布的螺钉过孔，穿螺钉后拧紧螺母将接口环固定。到此一个完整调整装置就全部装配完成了。

参照图4，调整对象为DSZ2型水准仪，测量环境为导弹总装厂房，测量对象为导弹，选用的调整装置外形尺寸为φ400mm×1100mm，所有加工件均按GB/T1804-M级精度加工，相应的尺寸底座为φ400mm×600mm，高度筒φ80mm×560mm，配重盘φ400mm×30mm，垫铁φ50mm×50mm，调节螺母M10，导向套φ120mm×210mm，手轮φ205mm×50mm，丝套φ90mm×95mm，内螺纹M30×2，外螺纹M50×2，丝杆φ30mm×500mm，丝杆上顶丝槽200mm×6mm×6mm，螺纹M30×2长度200mm，丝杆和导向套装配选用D9/h9间隙配合，保护盖φ120mm×30mm，调整环φ90mm×3mm，摩擦片φ75mm×5mm，手轮转动选用滑动摩擦，该调整装置高度调节范围为±100mm，水平调节范围为±10mm，总重量25kg。3套装置以导弹为中轴在8m×10m场地内呈三角摆放，三人每人一套同时独立操作，调整基准为测量使用高度为1200mm的标尺尺尖，水平度要求不大于0.05mm，高度要求±0.1mm，水准仪的安装很简单，先将水准仪水平放置在装置接口环平面上，两者外圆基本对齐就行，然后用水准仪自带的专用螺杆穿过接口环中心过孔拧进水准仪螺纹孔里，最后拧紧就行。经过实际的测量使用对比，功能调整平均周期由原来的10分钟缩短到2分钟以内，速度提高了5倍还多，操作由原来需要2人～3人变为单人就可轻松完成全部操作，60次正式测量使用后统计，稳定度100％，未发现人为触碰或外界干扰后出现基准偏离的现象。占地面积也为原来的1/4，为整个测量极大节省了使用空间。

Claims (2)

1.一种水准仪的调整装置，包括底座、垫铁、手轮、丝套、丝杆、保护盖、摩擦片、调整环、顶丝、小圆螺母和接口环，其特征在于：底座包括配重盘、高度筒和导向套，依次自下而上按照同轴度、垂直度要求固接而成；三个垫铁均布在配重盘外围圆周的下表面，同地面接触；丝杆下端插入到导向套内，上端和丝套形成丝杠副，手轮通过小圆螺母固接在丝套上，带动丝套旋转，进而动丝杠上下做直线运动，摩擦片位于丝套和导向套之间，且摩擦片上下都加有润滑脂，保护盖扣装在丝套和导向套的接口之外，调整环位于丝套和保护盖之间，顶丝穿过导向套壁上的通孔，销入丝杠侧壁上的长销孔内，接口环固定在丝杆最上端，连接水准仪。

2.根据权利要求1所述的水准仪的调整装置，其特征在于：所述的摩擦片分为滑动型和滚动型。

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