CN105122001B - 用于勘测杆的阻尼装置和包括阻尼装置的勘测杆 - Google Patents

Abstract

一种阻尼装置包括：第一构件，其置于勘测杆的指向地面的端部处，所述第一构件优选为管状构件；第二构件，其在纵向方向上直接或间接沿着第一构件能够至少部分地滑动，并直接或间接地连接至放置在地面上的尖端，所述第二构件优选为柱子；其中，在至少一个位置中，第一构件和第二构件沿着纵向方向至少部分地重叠；以及至少一个弹性阻尼构件，所述弹性阻尼构件由所述第一构件和/或所述第二构件直接或间接地容纳，并设置成使得它由第一构件和第二构件在纵向方向上相对彼此的运动来压缩，以便施加至勘测杆和/或尖端的机械震动能够通过阻尼构件的弹性形变来阻止。

Description

用于勘测杆的阻尼装置和包括阻尼装置的勘测杆

技术领域

本发明涉及一种用于勘测杆的阻尼装置和支撑测量装置并包括阻尼装置的勘测杆。

背景技术

通常，勘测杆用于地形勘测和土地的勘测，并用于将敏感测量设备(例如光学仪器、电路板、照相机和/或用于GPS绘图的全景照相机)放置在地面上。测量装置可能相当重，例如大约有5Kg重。

勘测员用这种杆进行数百次测量，从而在一天数百次地安放沉重的光学设备。因此存在这样的问题：必须要将设置在勘测杆的顶部上的沉重且敏感的光学设备重复地放在地面上，之后再举起。

必须要小心的是：精密且易损坏的设备没有由于勘测员操作沉重的设备而未对准。特别是，有这样的危险：在将杆安放在地面上时的震动和振动通过勘测杆传递，并引起敏感测量设备的损坏。例如，关于照相机，要防止单像素的偏移。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种勘测杆或修改一种勘测杆，以便设置在该勘测杆的一端处的敏感测量装置不会未对准，或不会通过将勘测杆安放在地面上而损坏。

为了解决上述目的，提供了一种用于勘测杆的阻尼装置。该阻尼装置包括：第一构件，所述第一构件置于所述勘测杆的指向地面的端部处，所述第一构件优选为管状构件；第二构件，所述第二构件在纵向方向上直接或间接沿着所述第一构件至少部分地可滑动，并直接或间接地连接至放置在地面上的尖端，所述第二构件优选为柱子；其中，至少在一个位置中，所述第一构件和所述第二构件沿着所述纵向方向至少部分地重叠；以及至少一个弹性阻尼构件，所述弹性阻尼构件由所述第一构件和/或所述第二构件容置或直接或间接地容纳，从而设置成使得所述弹性阻尼构件通过所述第一构件和所述第二构件在所述纵向方向上相对彼此的运动来压缩，从而施加至所述勘测杆和/或所述尖端的机械震动能够通过所述阻尼构件的弹性形变来阻止。

优选地，所述阻尼装置包括管状构件，该管状构件具有限定纵向方向的第一端和第二端，其中所述管状构件的第一端置于所述勘测杆的内部，以及所述管状构件的第二端置于所述勘测杆的指向地面的端部处；至少一个弹性阻尼构件设置在所述管状构件的第一端，以及，所述柱子具有第一端部和第二端部，且所述柱子由所述管状构件至少部分地围绕并在所述管状构件的内部在所述纵向方向上可滑动，其中，所述柱子的第一端部直接或间接地邻接所述弹性阻尼构件，以及所述柱子的第二端部从所述管状构件的第二端突出，以直接或间接地连接至要放置在地面上的尖端，以便施加在所述管状构件(即杆)上的振动通过所述阻尼构件的弹性形变来阻止。

此外，根据本发明，提供了一种勘测杆，该勘测杆用于将测量装置支撑在所述杆的一端并包括上面限定的在所述杆的另一端的阻尼装置。

本发明的阻尼装置允许吸收施加至杆和第一构件(即管状构件)的震动和振动，从而不仅将会吸收勘测员的手臂上的震动，而且将保护安装杆的勘测齿轮免受硬冲击，并因此被保护免遭于未对准或损坏。

因此，能够允许勘测杆的低振动使用并将敏感且沉重的测量设备重复地安放在地面上，而没有损坏。从而对于勘测员，提高了测量和操作的精确度。

附加地，由于第二构件(即柱子)可以由第一构件(即管状构件)至少部分地围绕，且在该管状构件的内部可滑动，因而由于柱子在管状构件的内部的导向而在柱子的第二端部处设置的尖端与杆之间不发生倾斜。

此外，由于弹性阻尼构件可以设置在与管状构件的放置在地面上的端部相对的管状构件中，因此在勘测杆的内部，弹性阻尼构件被保护免受环境影响。

另外，有利的是，阻尼装置可以插入到现有的勘测杆的一端中，并且，尖端(例如标准尖端)可以被拧到柱子的第二端部。显而易见的是，损坏的尖端可以容易地被新的尖端更换，而无需更换阻尼装置本身。此外，仍然可以使用现有的标准尖端和延长件。

显而易见的是，考虑到由勘测杆支撑的载荷，可以提前确定弹性阻尼构件的特征。特别是，阻尼构件的预载荷必须高于要阻止的系统的载荷(即测量设备的重量)。因此，当测量装置以稳定状态(即没有振动等)被支撑在杆上时，近似于测量装置的重量的预载荷已经施加至其上的阻尼元件未被压缩。

可以想到的是，提供了包括特定的弹性阻尼构件的特定的阻尼装置，并且根据测量设备选择适当的阻尼装置。例如，特别是在纵向方向上，阻尼构件的阻尼力和性能通过阻尼构件的弹性和尺寸来确定。

本发明的基础想法是提供一种设置在勘测杆的内部的阻尼构件。连接至放置在地面上的尖端的第二构件(即柱子)按压在该阻尼构件上，如果该杆“落”到地面上，从而阻尼构件被压缩，从而振动或震动得以阻止。在振动时，第一构件(即管状构件)和第二构件(即柱子)在纵向方向上相对彼此滑动。置于与第一构件和第二构件直接或间接地接触的阻尼构件被压缩，并施加反作用力，从而平稳地阻止滑动并停止滑动，因此没有硬冲击转移至测量设备。

被认为显而易见的是，在勘测杆设置在地面上后，例如，在基础不稳定的情况下，来自底部的振动也可以被阻止，因而阻尼装置还可以“在相反的方向上”工作。

本发明的另外的实施方式限定如下。

优选地，电子传感器设置在所述阻尼装置的内部，特别是设置在所述阻尼构件的一端，以探测所述勘测杆在地面上的位置。例如，电子传感器可以在纵向方向上放置在阻尼构件的与柱子相对的端部处。因此，它可以容易地探测到勘测杆是否放置在地面上以及是否可以开始测量。例如在US 6,853,909B2中公开的电子传感器。

另外，所述阻尼构件可以设置在盘状件的内部，盘状件在所述管状构件的第一端处一体成型并可以形成所述第一构件的一部分，从而形成一端封闭且容置所述阻尼构件的圆筒。这些特征使得对于不同的系统重量，在管状构件的内部的弹性阻尼构件的容易的构造和布置。

面向所述阻尼元件的邻接元件(abutting element)可以形成在所述柱子的第一端部，以邻接抵靠所述阻尼元件。换句话说，邻接元件封闭由盘状件形成的圆筒，如果由于柱子相对于地面的固定的位置而引起管状构件的振动，则迫使阻尼元件的压缩。

此外，端部止动件可以设置在管状构件处，在阻尼构件的某一预定的(尤其是最大的)压缩时，该端部止动件邻接抵靠邻接构件，以在纵向方向上限制管状构件相对于柱子的偏移，并避免了管状构件的第二端邻接抵靠尖端或柱子的第二端部。

此外，免油衬套(优选由塑料或金属制成)可以至少部分地设置在所述管状构件和所述柱子之间。特别是，可以省略润滑脂或润滑油。

附加地，密封件(特别是密封环)可以至少部分地设置在所述第一构件3和所述第二构件5之间，优选地设置在管状构件的第二端的内表面上。密封件使得提供了防水和防尘的阻尼装置，从而延长其使用寿命。

此外，所述第一构件的表面和所述第二构件的表面可以至少部分直接或间接地彼此邻接抵靠，使得在滑动过程中，在所述第一构件和所述第二构件之间基本上不存在径向间隙(radial play)。特别是，管状构件的内表面和柱子的外表面可以直接或间接地彼此邻接抵靠，使得在滑动过程中，所述管状构件和柱子之间基本上不存在径向间隙。管状构件和柱子的在纵向方向上的长的导向长度消除尖端和勘测杆的倾斜并允许精确的测量。

特别是，至少在一种状态中，在垂直于所述纵向方向(L)的截面中看到，所述管状构件和所述柱子可以重叠的长度是从所述柱子的周边到所述柱子的几何中心的最短距离的至少2倍(优选3倍)，以提供足够的稳定性。二维几何形状的几何中心被认为是在该形状中的所有点的算术平均位置。柱子的横截面形状或周边没有特别地限制，但优选为圆形。换句话说，对于圆柱形的柱子，重叠至少是柱子的直径的1至1.5倍。

此外，所述第二构件(优选柱子的第二端部)可以包括用于连接至尖端的螺纹部，该螺纹部优选为标准螺纹部5/8-11”，所述尖端优选为标准尖端5/8-11”。在柱子的第二端部处的该螺纹部允许使用与阻尼装置一起的任何通常使用的尖端。

另外，在未被压缩的状态中的所述阻尼构件在所述纵向方向上可以具有的长度为至少10mm，优选为大约10mm至80mm，更优选为20mm至40mm。附加地或可替选地，阻尼构件的长度可以至少为圆柱形的柱子的直径。特别是，实验表明，当假设勘测杆从大约4cm的高度落下时，能够使将被支撑在包括阻尼装置的该杆上的大约5Kg的测量装置放置在地面上所引起的加速度减小至小于30g。

另外，所述阻尼装置，尤其是所述阻尼构件，可适应测量装置的重量，所述测量装置由所述勘测杆的端部支撑，所述勘测杆的该端部与在所述勘测杆的要放置在地面上的端部相对。特别是，考虑到由勘测杆支撑的系统，可以调整阻尼构件的弹力和/或长度。

所述阻尼装置可以包括预载荷元件，以调整所述阻尼构件的预载荷，所述预载荷构件优选为螺钉，更优选为在所述纵向方向上延伸且穿过所述阻尼构件的螺钉。因此，相同的阻尼装置可以与具有不同重量的测量装置来相关使用。

在一个实施方式中，在阻尼装置安装在杆上之前预加载阻尼构件。在阻尼装置安装在杆中后，螺钉头部容置在杆的内部。

可替选地，在另一个实施方式中，在阻尼装置安装在杆处之后可以通过拆卸尖端来调整阻尼构件的预载荷，这是因为螺钉头部布置在用于连接至尖端的螺纹部的内部，并且尖端的拆卸允许接近螺钉头部。

另外，所述第二构件可以至少部分地围绕所述第一构件，和/或，所述第一构件可以至少部分地围绕所述第二构件。这允许第一构件和第二构件相对于彼此更可靠地移动。

可以想到的是，所述第一构件和/或所述第二构件被杆至少部分地围绕；或者，所述杆至少部分地围绕所述第一构件和/或所述第二构件。

所述杆与所述管状构件可以一体成型。换句话说，所述杆可以包括所述管状构件，不需要附加的或分开的管状构件。

此外，阻尼构件可以由硅橡胶和/或天然橡胶组成，或阻尼构件主要包括硅橡胶。优选地，勘测杆由碳纤维或铝制成。

考虑到以下详细的描述和附图，本发明的另外特征和优点将变得显而易见。

附图说明

图1示出了勘测员、根据本发明的勘测杆和测量装置；

图2a示出了根据本发明的第一实施方式的勘测杆在未被压缩状态中的截面，该勘测杆包括尖端；

图2b示出了根据本发明的第一实施方式的勘测杆在被压缩状态中的截面，该勘测杆包括尖端；

图3示出了根据本发明的第一实施方式的勘测杆的截面，该勘测杆包括尖端和用于探测勘测杆在地面上的位置的电子传感器；

图4a示出了根据本发明的第二实施方式的勘测杆在未被压缩状态中的截面，该勘测杆包括尖端；

图4b示出了根据本发明的第二实施方式的勘测杆在被压缩状态中的截面，该勘测杆包括尖端；

图5a示出了根据本发明的第三实施方式的勘测杆在未被压缩状态中的截面，该勘测杆包括尖端；

图5b示出了根据本发明的第三实施方式的勘测杆在被压缩状态中的截面，该勘测杆包括尖端；

图6a示出了根据本发明的第四实施方式的勘测杆在未被压缩状态中的截面，该勘测杆包括尖端；

图6b示出了根据本发明的第四实施方式的勘测杆在被压缩状态中的截面，该勘测杆包括尖端。

具体实施方式

以下描述了多个实施方式和修改。

图1示出了勘测员S握持勘测杆2。在勘测杆2的顶部，安装有测量装置14。在杆2的相对的一端处，设置有阻尼装置1。

图2a示出了根据第一实施方式的阻尼装置1，其设置在勘测杆2的下端处。管状构件3具有限定纵向方向L的第一端3a和第二端3b。管状构件的第一端3a置于勘测杆2的内部，管状构件的第二端3b置于勘测杆2的下端，尖端6布置在该下端以放置在地面上。

另外，包括两个部件的弹性阻尼构件4设置在管状构件的第一端3a。设置有柱子5，该柱子5具有第一端部5a和第二端部5b，且该柱子5由管状构件3至少部分地围绕并在管状构件3的内部在纵向方向L上可滑动。此外，该柱子的第一端部5a邻接在弹性阻尼构件4上。柱子的第二端部5b从管状构件的第二端3b突出并通过螺纹部11连接至尖端6。

在图2a中，勘测杆2(即阻尼装置1)处于未被压缩状态并且阻尼构件未被压缩。当预载荷的弹性阻尼构件(即当测量装置被支撑在杆上时)未被压缩时，行进距离ΔT(即在纵向方向上可能的偏移)在纵向方向上存在于管状构件3与柱子5之间。

相比之下，在图2b中，示出了被压缩的状态，其中弹性阻尼构件被压缩，这是由于杆已刚刚被放置在地面上。如图2a和2b所示，尖端6和柱子5可以被认为是固定在地面上，从而在震动或振动施加至勘测杆上时，勘测杆2和管状构件3在柱子5上进一步滑动。

压缩(即阻尼构件在纵向方向上的长度的减小)对应于勘测杆2和管状构件3相对于柱子5和尖端6的行进长度ΔT。总之，阻尼构件4的长度在阻尼装置1的未被压缩状态和装配状态中在纵向方向上大约为10mm至80mm。阻尼构件4由硅橡胶组成且其弹性大约为50邵氏硬度A(Shore A)。

邻接元件12附接至柱子5的上端5a，在压缩时，邻接元件12的位置相对于柱子和尖端保持不变，即它与柱子5一体，以邻接抵靠在阻尼元件4上。

设置端部止动件13，以防在弹性阻尼构件的对抗由振动施加的作用力的反作用力不够时限制行进长度ΔT。如图2a和图2b中示出的最大行进长度ΔT是由邻接元件12的上表面与端部止动件13的下表面在纵向方向上的距离来确定的。

另外，图3示出了设置在阻尼装置1的内部的电子传感器7。在该修改的实施方式中，该传感器在纵向方向上设置在阻尼构件4之上。

另外，设置盘状件8并且该盘状件8与管状构件的第一端3a是一体的，从而形成在一个端部处封闭并容置阻尼构件4的圆筒。

如图中所示，例如，密封环10设置在管状构件的第二端3b处的内表面，以防止水和粉尘的进入。

另外，管状构件3和柱子5具有圆柱形的形状，管状构件3的内表面与柱子4的外表面彼此间接地邻接抵靠，从而在滑动的过程中，管状构件和柱子之间基本上不存在径向间隙。管状构件3和柱子5之间的重叠部分近似于柱子5的直径的1至1.5倍。

免油塑料衬套9设置在管状构件3的内表面处，以对管状构件3和柱子5导向。

图4a和图4b涉及本发明的第二实施方式。设置有充当可调整的预载荷元件的螺钉15。在将阻尼装置安装在杆2的内部之前，阻尼构件4的预载荷可以通过移动螺钉来调整。阻尼构件4被柱子5围绕。如在图4a和图4b中所示，螺钉15穿过阻尼构件4并布置成使得通过将螺钉相对于第二构件5固定在的特定位置中来预压缩阻尼构件。在将阻尼装置安装在杆2之后，螺钉头部15a设置在杆2的内部并不可以接近螺钉头。

在第三实施方式中，如图5a和图5b中所示，螺钉15的取向改变。螺钉头部15a位于第二构件的端部处，该第二构件包括螺纹部11，螺纹部11用于连接至尖端6并在尖端6拆卸之后可以接近。因此，即使在将阻尼装置安装在杆2处之后，尖端的预载荷也可以调整。

在第二实施方式和第三实施方式中，阻尼构件4设置在第二构件5的内部，形成盘状结构。在第一实施方式中，阻尼构件4容置在第一构件3的内部，尤其是容置在盘状件8的内部。

在第四实施方式中，如图6a和图6b中所示，第二构件5部分地围绕第一构件3和杆2。螺钉15的布置对应于与第三实施方式相关描述的螺钉的布置。

在第四实施方式中，如图6a和图6b中所描述的，柱子5部分地围绕杆2和管状构件3。示出了管状构件3从杆2的端部突出。可以想到的是，管状构件3在杆2的内部或外部。

只要技术上可行，联系实施方式中的一者描述的特征还可以联系其他实施方式中的任一者来实现。尤其是，实施方式中的任一者可以包括电子传感器。另外，在任何实施方式中，第一构件3和/或第二构件5可以在杆2的内部或外部，并且第一构件可以围绕第二构件，反之亦然。

Claims (21)

1.一种用于勘测杆(2)的阻尼装置(1)，所述阻尼装置(1)包括：

第一构件(3)，所述第一构件(3)置于所述勘测杆(2)的指向地面的端部处；

第二构件(5)，所述第二构件(5)在纵向方向(L)上直接或间接沿着所述第一构件能够至少部分地滑动，并且所述第二构件(5)直接或间接地连接至放置在地面上的尖端(6)；

其中，至少在一个位置中，所述第一构件和所述第二构件沿着所述纵向方向至少部分地重叠；以及

至少一个弹性阻尼构件(4)，所述弹性阻尼构件(4)由所述第一构件和/或所述第二构件直接或间接地容纳，从而设置成使得所述弹性阻尼构件(4)通过所述第一构件和所述第二构件在所述纵向方向上相对彼此的运动来压缩，

从而施加至所述勘测杆和/或所述尖端的机械震动能够通过所述弹性阻尼构件(4)的弹性形变来阻止；

其中，所述阻尼装置能够适应测量装置的重量，所述测量装置由所述勘测杆的一端部支撑，所述勘测杆的所述一端部与所述勘测杆的指向地面的端部相对；

并且其中所述阻尼装置包括预载荷元件(15)，以调整所述弹性阻尼构件的预载荷。

2.根据权利要求1所述的阻尼装置，其中，在所述阻尼装置(1)的内部设置有电子传感器(7)，以探测所述勘测杆(2)在地面上的位置。

3.根据权利要求2所述的阻尼装置，其中，所述电子传感器(7)设置在所述弹性阻尼构件(4)的一端。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼装置，其中，

所述第一构件(3)为管状构件，所述管状构件具有限定纵向方向(L)的第一端(3a)和第二端(3b)，

其中，所述管状构件的所述第一端(3a)置于所述勘测杆(2)的内部，以及

所述管状构件的所述第二端(3b)置于所述勘测杆(2)的指向地面的所述端部处，

至少一个所述弹性阻尼构件(4)设置在所述管状构件的所述第一端(3a)，以及

所述第二构件(5)为柱子，所述柱子具有第一端部(5a)和第二端部(5b)，且所述柱子由所述管状构件至少部分地围绕并在所述管状构件的内部能够在所述纵向方向(L)上滑动，

其中，所述柱子的所述第一端部(5a)直接或间接地邻接所述弹性阻尼构件(4)以及

所述柱子的所述第二端部(5b)从所述管状构件的所述第二端(3b)突出，以直接或间接地连接至要放置在地面上的尖端(6)。

5.根据权利要求4所述的阻尼装置，其中，

在所述管状构件的第一端(3a)处形成有盘状件(8)，所述弹性阻尼构件设置在所述盘状件(8)的内部，从而形成一端封闭且容置所述弹性阻尼构件的圆筒，和/或

其中，面向所述弹性阻尼构件(4)的邻接元件(12)形成在所述柱子的所述第一端部(5a)，以邻接抵靠所述弹性阻尼构件(4)，和/或

其中，所述管状构件包括端部止动件(13)，在所述弹性阻尼构件(4)的预定压缩下，所述端部止动件(13)直接或间接地邻接抵靠所述柱子。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼装置，其中，免油衬套(9)至少部分地设置在所述第一构件(3)和所述第二构件(5)之间。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼装置，其中，设置有密封件(10)，所述密封件(10)至少部分地设置在所述第一构件(3)和所述第二构件(5)之间。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼装置，其中，

所述第一构件的表面和所述第二构件的表面沿着所述纵向方向直接或间接地彼此至少部分地邻接抵靠，使得在滑动过程中，所述第一构件和所述第二构件之间基本上不存在径向间隙。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼装置，其中，

至少在一种状态中，在垂直于所述纵向方向(L)的截面中观看，所述第一构件和所述第二构件在所述纵向方向上重叠的长度是从所述第二构件的周边到所述第二构件的几何中心的最短距离的至少2倍。

10.根据权利要求9所述的阻尼装置，其中，所述第一构件和所述第二构件在所述纵向方向上重叠的长度是从所述第二构件的周边到所述第二构件的几何中心的最短距离的3倍。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼装置，其中，所述第二构件包括用于连接至所述尖端(6)的螺纹部(11)。

12.根据权利要求11所述的阻尼装置，其中，所述螺纹部(11)为标准螺纹部，所述尖端(6)为标准尖端。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼装置，其中，所述弹性阻尼构件(4)在所述纵向方向(L)上具有的长度至少为10mm，和/或，所述弹性阻尼构件(4)由硅橡胶和/或天然橡胶组成。

14.根据权利要求13所述的阻尼装置，其中，所述弹性阻尼构件(4)在所述纵向方向(L)上具有的长度为10mm至80mm。

15.根据权利要求14所述的阻尼装置，其中，所述弹性阻尼构件(4)在所述纵向方向(L)上具有的长度为20mm至40mm。

16.根据权利要求1所述的阻尼装置，其中，所述弹性阻尼构件能够适应测量装置的重量。

17.根据权利要求1所述的阻尼装置，其中，所述预载荷元件(15)为螺钉。

18.根据权利要求17所述的阻尼装置，其中，所述螺钉为在所述纵向方向上延伸且穿过所述弹性阻尼构件的螺钉。

19.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼装置，其中，所述第二构件(5)至少部分地围绕所述第一构件(3)，或，所述第一构件(3)至少部分地围绕所述第二构件(5)。

20.一种勘测杆(2)，用于将测量装置(14)支撑在所述勘测杆的一端部处，所述勘测杆包括在所述勘测杆的指向地面的端部处的根据权利要求1至19中任一项所述的阻尼装置(1)。

21.根据权利要求20所述的勘测杆，其中所述第一构件(3)为管状构件，所述勘测杆(2)和所述管状构件一体成型。