CN103575253B - 一种连通器式水平测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连通器式水平测量仪，属于工程测量装置技术领域。测量仪包括两个结构完全相同的测量单体和连通两个测量单体的一根软管；测量单体包括外壳、基座、按钮、拉簧、推力轴、推杆、导向架、导向杆、端盖、挠性连接管、弹性锁紧杆、摩擦片、空间铰接环、空间铰接管、重块、连杆和测量管；本发明通过空间铰接架和空间铰接环的形式使测量管在测量前处于自由状态，在测量时由弹性锁紧杆和摩擦片对其进行锁紧，保证测量管在测量时始终处于与水平面处于垂直的状态，由此能保证测量的准确性。

Description

一种连通器式水平测量仪

技术领域

发明涉及一种水平测量仪，具体涉及一种连通器式水平测量仪，属于工程测量装置技术领域。

背景技术

在装修工程中，安装地板时需要测量地面的水平度，尤其是对于两点间的相对高度尤为重要。采用高精度激光测量仪器能达到目的，但是其成本过高。简单的水平尺测量能力有限，无法测量相距太近或太远的两点。

现有的水平测量一般采用参照点或中介点迂回反折多次性续接的测量方式，由于没有专用的一次性直接测量装置，因而费时费力，测量误差大。中国专利公开了一种“连通器式水平仪”(专利号92229117)，它利用左水平器和右水平器中竖向液道体的水平液面高度差，可显示出检测的水平高度差，但其结构复杂，成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种连通器式水平测量仪，利用连通器原理实现变间距测量两点或多点之间相对高度，其成本低且能满足测量精度要求。

一种连通器式水平测量仪，包括两个结构完全相同的测量单体和连通两个测量单体的一根软管，其中，测量单体包括外壳、基座、按钮、拉簧、推力轴、推杆、导向架、导向杆、端盖、挠性连接管、弹性锁紧杆、摩擦片、空间铰接环、空间铰接管、重块、连杆和测量管；

其中：空间铰接管的一端固定连接开有中心孔的重块，空间铰接管另一端的外圆周面为球形面，空间铰接管的外圆周面上开有轴向的矩形通槽，用于观察外管的刻度；测量管由外管、内管、橡胶膜和橡胶塞组成；外管为带有刻度的玻璃管，其封闭端为球形面；内管是由一根直通管和直通管同心的环形体形成的整体结构，环形体与直通管上半部分的外圆周形成一个环形凹槽，环形凹槽内安装橡胶塞，外管的开口端与内管的环形体固定连接成一体并将开口端密封，内管的直通管伸入外管内并与外管的底部留有间隙，橡胶塞上开有通气孔使外管的密封区域与外界贯通，橡胶塞的上方安装橡胶膜；

在测量单体中，按钮通过基座活动安装在外壳上，拉簧安装在外壳的内侧，其一端固定在按钮上，另一端固定在基座上，拉簧为按钮的转动提供回复力；空间铰接环通过两个铰接点与外壳内侧铰接，空间铰接管为球形面的一端与空间铰接环的内侧的两个铰接点铰接，上述两处铰接点的连线互相垂直，空间铰接管能够在外壳内部实现360度自由摆动；

按钮上固定连接有推力轴和连杆，推力轴位于按钮两侧面的外侧，连杆位于按钮两侧面之间，弹性锁紧杆的一端穿过连杆，另一端穿过空间铰接环，穿过空间铰接环的一端固定连接摩擦片；

推杆的一端与推力轴接触，另一端与导向架的底面固定，端盖的底面上固定连接有导向杆，固定在挠性连接管上的导向架通过导向杆实现导向，端盖固定连接在外壳的内顶面；

按钮的转动使弹性锁紧杆带动摩擦片接近或远离空间铰接管的球形面，同时通过推杆推动导向架沿导向杆拉伸或压缩挠性连接管；摩擦片与空间铰接管的球形面相接触的表面也为球形面，有利于摩擦片对空间铰接管进行接触限位；

挠性连接管的一端穿过端盖连接软管，另一端与测量管中的直通管连接；

测量管整体通过外管套装在空间铰接管内部，外管与空间铰接管之间为滑动配合；

两个测量单体通过软管连接在一起，在两个测量单体的测量管和软管内充水，由此构成一个完整的水平测量仪。

测量过程：首先，分别将两个测量单体分别置于待测量的位置，测量单体外壳的底面与地面接触；测量前，按钮向下闭合，此时弹性锁紧杆上的摩擦片离开空间铰接管，不对空间铰接管的位移产生限制，同时，测量管在推杆和导向架的支撑下沿导向杆向上移动，目的是保持测量管的底面不与地面发生接触；由于空间铰接管能相对于外壳自由摆动，在重力的作用下，空间铰接管连同重块能保持相对水平面的垂直状态，由此可确保测量时的测量基准；此时反向按动按钮，连杆推动弹性锁紧杆接近空间铰接管，通过摩擦片的作用将空间铰接管固定，保证空间铰接管和外壳相对静止，于此同时，导向架下降，测量管在挠性管的连接下沿空间铰接管的内壁开始下滑，直到测量管外管的底面接触地面测量点。在外管接触地面之前，摩擦片已将空间铰接管固定。大气压力通过橡胶膜和通气孔作用在两个测量单体中的液面上，连通器作用开始发挥，使两者液面高度保持一致，若地面高度不一样，各自刻度差生差值。此时读取两个测量单体测量管上的液位读数差，即可测得两测量点之间的相对高度。

如果需要测量多点的高度差，只需要连接对应数量的测量单体通过软管连接在一起进行测量即可。

有益效果：

1、本发明通过空间铰接架和空间铰接环的形式使测量管在测量前处于自由状态，在测量时由弹性锁紧杆和摩擦片对其进行锁紧，保证测量管在测量时始终处于与水平面处于垂直的状态，由此能保证测量的准确性。

2、本发明的摩擦片与空间铰接管的球形面相接触的表面为球形面，使摩擦片在与空间铰接管接触时发生面接触，可以使摩擦片对空间铰接管实现准确定位，不会因为摩擦片的作用力对空间铰接管的重力定位产生影响，进而确保了测量的准确性。

3、本发明通过按钮不仅能控制对空间铰接环的锁紧以及对测量管的释放，同时能实现对上述两个过程时序的控制，由此避免了使用复杂的测量和校准设备，使产品的生产成本大大降低。

附图说明

图1是本发明的原理示意图。

图2是本发明的整体结构外形示意图。

图3是本发明的测量单体除去外壳后的结构示意图。

图4是本发明按钮的结构示意图。

图5是本发明按钮与空间铰接环、空间铰接管的空间位置示意图。

图6是本发明空间铰接环与弹性锁紧杆以及连杆的结构示意图。

图7是本发明空间铰接环、空间铰接管与外壳的安装关系示意图。

图8是本发明挠性连接管与测量管的安装关系示意图。

图9是本发明测量管的内部结构示意图。

图10是本发明的工作原理示意图(摩擦片与空间铰接管处于分离状态)。

图11是本发明的工作原理示意图(摩擦片与空间铰接管处于结合状态)

图12是本发明的工作原理示意图(弹性锁紧杆发生弹性变形)

其中，1-测量单体，2-软管，3-基座、4-按钮、5-拉簧、6-推力轴、7-推杆、8-导向架、9-导向杆、10-端盖、11-挠性连接管、12-弹性锁紧杆、13-摩擦片、14-空间铰接环、15-空间铰接管、16-重块、17-外管、18-内管、19-连杆、20-外壳、21-橡胶膜、22-橡胶塞。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如附图2所示，本发明提供了一种连通器式水平测量仪，包括两个结构完全相同的测量单体1和连通两个测量单体的一根软管2，其中，如附图3、4和5所示，测量单体1包括外壳20、基座3、按钮4、拉簧5、推力轴6、推杆7、导向架8、导向杆9、端盖10、挠性连接管11、弹性锁紧杆12、摩擦片13、空间铰接环14、空间铰接管15、重块16、连杆19和测量管；

其中：空间铰接管15的一端固定连接开有中心孔的重块16，空间铰接管15另一端的外圆周面为球形面，空间铰接管15的外圆周面上开有轴向的矩形通槽，用于观察外管17的刻度；如附图9所示，测量管由外管17、内管18、橡胶膜21和橡胶塞22组成；外管17为带有刻度的玻璃管，其封闭端为球形面；内管18是由一根直通管和直通管同心的环形体形成的整体结构，环形体与直通管上半部分的外圆周形成一个环形凹槽，环形凹槽内安装橡胶塞22，外管17的开口端与内管18的环形体固定连接成一体并将开口端密封，内管18的直通管伸入外管内并与外管的底部留有间隙，橡胶塞22上开有通气孔使外管17的密封区域与外界贯通，橡胶塞22的上方安装橡胶膜21；

在测量单体1中，如附图4所示，按钮4通过基座3活动安装在外壳20上，拉簧5安装在外壳的内侧，其一端固定在按钮4上，另一端固定在基座3上，拉簧5为按钮4的转动提供回复力；如附图7所示，空间铰接环14通过两个铰接点与外壳20内侧铰接，空间铰接管15为球形面的一端与空间铰接环14的内侧的两个铰接点铰接，上述两处铰接点的连线互相垂直，空间铰接管15能够在外壳20内部实现360度自由摆动；

如附图6所示，按钮4上固定连接有推力轴6和连杆19，推力轴6位于按钮4两侧面的外侧，连杆19位于按钮4两侧面之间，弹性锁紧杆12的一端穿过连杆19，另一端穿过空间铰接环14，此端固定连接摩擦片13；

如附图3所示，推杆7的一端与推力轴6接触，另一端与导向架8的底面固定，端盖10的底面上固定连接有导向杆9，固定在挠性连接管11上的导向架8通过导向杆9实现导向，端盖10固定连接在外壳20的内顶面；

按钮4的转动使弹性锁紧杆12带动摩擦片13接近或远离空间铰接管15的球形面，同时通过推杆7推动导向架8沿导向杆9拉伸或压缩挠性连接管11；摩擦片13与铰接管15的球形面相接触的表面也为球形面，有利于摩擦片13对空间铰接管15进行接触限位；

挠性连接管11的一端穿过端盖10连接软管2，另一端与测量管中的直通管连接；

测量管整体通过外管17套装在空间铰接管15内部，外管17与空间铰接管15之间为滑动配合；

如附图2所示，两个测量单体1通过软管2连接在一起，在两个测量单体1的测量管和软管2内充水，由此构成一个完整的水平测量仪。

测量过程：首先，分别将两个测量单体1分别置于待测量的位置，测量单体1外壳20的底面与地面接触；如附图10所示，测量前，按钮3向下闭合，即按钮3逆时针转动30度，此时弹性锁紧杆12上的摩擦片13与空间铰接管15处于分离状态，摩擦片13不对空间铰接管15的摆动产生限制，同时，测量管在推杆7和导向架8的支撑下沿导向杆9向上移动，目的是保持测量管的底面不与地面发生接触；由于空间铰接管15能相对于外壳20自由摆动，在重力的作用下，空间铰接管15连同重块16能保持相对水平面的垂直状态，由此可确保测量时的测量基准；如附图11所示，此时反向按动按钮3，即按钮3顺时针旋转，连杆19推动弹性锁紧杆12接近空间铰接管15，按钮转动30度后，摩擦片13与空间铰接管15接触并限制其摆动，图附图12所示，继续旋转按钮3，连杆19迫使弹性锁紧杆12产生弹性变形，变形力使摩擦片13将空间铰接管15不断压紧，保证空间铰接管15和外壳20处于相对静止状态，与此同时，导向架8下降，测量管在挠性连接管11的连接下沿空间铰接管15的内壁开始下滑，直到测量管外管17的底面接触地面测量点。在外管17接触地面之前，摩擦片13已将空间铰接管15压紧限位。大气压力通过橡胶膜21和通气孔作用在两个测量单体中的液面上，连通器作用开始发挥，若地面高度不一样，各自刻度差生差值。此时读取两个测量单体1测量管上的液位读数差，即可测得两测量点之间的相对高度，其测量原理如附图1所示。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种连通器式水平测量仪，其特征在于，包括两个结构完全相同的测量单体(1)和连通两个测量单体(1)的一根软管(2)，测量单体(1)包括外壳(20)、基座(3)、按钮(4)、拉簧(5)、推力轴(6)、推杆(7)、导向架(8)、导向杆(9)、端盖(10)、挠性连接管(11)、弹性锁紧杆(12)、摩擦片(13)、空间铰接环(14)、空间铰接管(15)、重块(16)、连杆(19)和测量管；

其中：空间铰接管(15)的一端固定连接开有中心孔的重块(16)，空间铰接管(15)另一端的外圆周面为球形面，空间铰接管(15)的外圆周面上开有轴向的矩形通槽；

按钮(4)通过基座(3)活动安装在外壳(20)上，拉簧(5)安装在外壳(20)的内侧，其一端固定在按钮(4)上，另一端固定在基座(3)上，拉簧(5)为按钮(4)的转动提供回复力；空间铰接环(14)通过两个铰接点与外壳(20)内侧铰接，空间铰接管(15)为球形面的一端与空间铰接环(14)的内侧的两个铰接点铰接，上述两处铰接点的连线互相垂直，空间铰接管(15)能够在外壳(20)内部实现360度自由摆动；

按钮(4)上固定连接有推力轴(6)和连杆(19)，推力轴(6)位于按钮(4)两侧面的外侧，连杆(19)位于按钮(4)两侧面之间，弹性锁紧杆(12)的一端穿过连杆(19)，另一端穿过空间铰接环(14)，穿过空间铰接环(14)的一端固定连接摩擦片(13)；

推杆(7)的一端与推力轴(6)接触，另一端与导向架(8)的底面固定，端盖(10)的底面上固定连接有导向杆(9)，固定在挠性连接管(11)上的导向架(8)通过导向杆(9)实现导向，端盖(10)固定连接在外壳(20)的内顶面；

按钮(4)的转动使弹性锁紧杆(12)带动摩擦片(13)接近或远离空间铰接管(15)的球形面，同时通过推杆(7)推动导向架(8)沿导向杆(9)拉伸或压缩挠性连接管(11)；

挠性连接管(11)的一端穿过端盖(10)连接软管(2)，另一端与测量管中的直通管连接；测量管整体套装在空间铰接管(15)内部且与空间铰接管(15)之间为滑动配合；

两个测量单体(1)通过软管(2)连接在一起，在两个测量单体(1)的测量管和软管(2)内充水，由此构成一个完整的水平测量仪。

2.如权利要求1所述的连通器式水平测量仪，其特征在于，所述测量管由外管(17)、内管(18)、橡胶膜(21)和橡胶塞(22)组成；外管(17)为带有刻度的玻璃管，其封闭端为球形面；内管(18)是由一根直通管和直通管同心的环形体形成的整体结构，环形体与直通管上半部分的外圆周形成一个环形凹槽，环形凹槽内安装橡胶塞(22)，外管(17)的开口端与内管(18)的环形体固定连接成一体并将开口端密封，内管(18)的直通管伸入外管内并与外管的底部留有间隙，橡胶塞(22)上开有通气孔使外管(17)的密封区域与外界贯通，橡胶塞(22)的上方安装橡胶膜(21)。

3.如权利要求1或2所述的连通器式水平测量仪，其特征在于，所述摩擦片(13)与空间铰接管(15)的球形面相接触的表面为球形面。