CN105973214A - 自动垂准装置 - Google Patents

Abstract

本发明自动垂准装置涉及一种用于测量铅垂方向的工具。其目的是为了提供一种自动垂准装置，该装置在动态环境下能够实现快速、高精度自动垂准。本发明自动垂准装置包括支架(1)和阻尼球(2)，所述支架上设有与阻尼球的外形相匹配的圆弧形凹槽(3)，所述凹槽的底部开设有通孔，阻尼球位于凹槽内，阻尼球与凹槽为同一种材料且两者曲率半径相同，阻尼球的球面与凹槽的槽面上均设镀膜，阻尼球的下方固连有一连杆(4)，所述连杆的另一端穿过通孔后固连有垂球摆(5)，通孔与连杆之间有间隙，所述垂球摆上安装有激光器(6)，激光器所发射的光束与垂球摆的铅垂线重合。

Description

自动垂准装置

技术领域

本发明涉及一种测量工具，特别是涉及一种用于测量铅垂方向的工具。

背景技术

在动态环境下使用线垂球对点的操作方式，线垂球易受动态工况干扰，定位时间长，并且需配备人员辅助稳定垂球，线垂球易受风等自然环境因素影响而难以稳定测量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自动垂准装置，该装置在动态环境下能够实现快速、高精度自动垂准。

本发明自动垂准装置，包括支架和阻尼球，所述支架上设有与阻尼球的外形相匹配的圆弧形凹槽，所述凹槽的底部开设有通孔，阻尼球位于凹槽内，阻尼球与凹槽为同一种材料且两者曲率半径相同，阻尼球的球面与凹槽的槽面上均设镀膜，阻尼球的下方固连有一连杆，所述连杆的另一端穿过通孔后固连有垂球摆，通孔与连杆之间有间隙，所述垂球摆上安装有激光器，激光器所发射的光束与垂球摆的铅垂线重合。

本发明自动垂准装置，其中所述支架上设有一平台，所述平台的上方开设有容纳槽，所述容纳槽的底部设有所述凹槽，凹槽底部的通孔穿透所述平台，所述阻尼球位于容纳槽内。

本发明自动垂准装置，其中所述阻尼球为半球体，半球体的球面位于所述凹槽内，所述连杆固连于半球体的球面中心，所述垂球摆为圆柱体，垂球摆中心与半球体球心之间的连线与连杆的中轴线重合。

本发明自动垂准装置，其中所述平台的下方设有一套筒，所述连杆与垂球摆都位于所述套筒内。

本发明自动垂准装置，其中所述激光器安装在垂球摆的正下方。

本发明自动垂准装置，其中所述激光器为半导体激光器，激光器的电源为4节电池，4节电池对称地放置在垂球摆内部，激光器的电源开关设在阻尼球的上方中心，连接电池和电源开关的电源线为轻柔导线，其沿连杆的中轴线布置。

本发明自动垂准装置，其中所述电源开关为几何对称的按钮式开关。

本发明自动垂准装置，其中所述阻尼球与凹槽为同一种金属材料。

本发明自动垂准装置，其中所述阻尼球与凹槽为同一种光学材料。

本发明自动垂准装置，其中所述光学材料为光学晶体、光学玻璃或光学塑料。

本发明自动垂准装置与现有技术不同之处在于本发明中的阻尼球与凹槽为同一种材料且两者曲率半径相同，阻尼球的球面与凹槽的槽面上均设镀膜，这样，当有外界激励(行车)时，垂球摆能在一定范围内摆动，当外界激励消失(停车)时，垂球摆在自身重力的作用下能够在尽量短的时间(3s)内摆动一次到位，并保证垂准精度在10"～20"之间，之后安装在垂球摆下方的激光器发出一束激光照到地面进行铅垂测量。由此可见，本发明在动态环境下能够实现快速、高精度自动垂准。

本发明自动垂准装置中平台的下方设有一套筒，这样能够防止风力对垂球摆产生影响，从而使垂球摆的垂准精度更高。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明自动垂准装置的主视剖视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明自动垂准装置包括支架1和阻尼球2，所述支架1上设有与阻尼球2的外形相匹配的圆弧形凹槽3，所述凹槽3的底部开设有通孔，阻尼球2位于凹槽3内，阻尼球2与凹槽3为同一种材料且两者曲率半径相同，阻尼球2的球面与凹槽3的槽面上均设镀膜，阻尼球2的下方固连有一连杆4，所述连杆4的另一端穿过通孔后固连有垂球摆5，通孔与连杆4之间有间隙，所述垂球摆5上安装有激光器6，激光器6所发射的光束与垂球摆5的铅垂线重合。

所述支架1上设有一平台7，所述平台7的上方开设有容纳槽8，所述容纳槽8的底部设有所述凹槽3，凹槽3底部的通孔穿透所述平台7，所述阻尼球2位于容纳槽8内。设置容纳槽8的目的是对阻尼球2产生保护的作用，防止垂球摆5的摆动幅度过大而使阻尼球2与支架1相脱离。

所述阻尼球2为半球体，半球体的球面位于所述凹槽3内，所述连杆4固连于半球体的球面中心，所述垂球摆5为圆柱体，垂球摆5中心与半球体球心之间的连线与连杆4的中轴线重合。

为了防止风力对垂球摆5产生影响，从而使垂球摆5的垂准精度更高，所述平台7的下方设有一套筒9，所述连杆4与垂球摆5都位于所述套筒9内。

所述激光器6安装在垂球摆5的正下方。所述激光器6为半导体激光器，激光器6的电源为4节电池，4节电池对称地放置在垂球摆5内部。所述电源开关10为几何对称的按钮式开关，激光器6的电源开关10设在阻尼球2的上方中心。由于阻尼球2为半球体，所述电源开关10设在半球体上方圆面的圆心处。连接电池和电源开关10的电源线为轻柔导线，其沿连杆4的中轴线布置。上述电池、电源开关10以及电源线的布置方式都是为了减少其对垂球摆5的铅垂测量产生影响，从而使垂球摆5的铅垂精度更高。

本发明自动垂准装置，其中所述阻尼球与凹槽为同一种金属材料。当然，所述阻尼球与凹槽也可为同一种光学材料。所述光学材料为光学晶体、光学玻璃或光学塑料。

本发明中的阻尼球2与凹槽3为同一种金属材料或同一种光学材料且两者曲率半径相同，阻尼球2的球面与凹槽3的槽面上均设镀膜，这样，当有外界激励(行车)时，垂球摆5能在一定范围内摆动，当外界激励消失(停车)时，垂球摆5在自身重力的作用下能够在尽量短的时间(3s)内摆动一次到位，并保证垂准精度在10"～20"之间，之后安装在垂球摆5下方的激光器6发出一束激光照到地面进行铅垂测量。由此可见，本发明在动态环境下能够实现快速、高精度自动垂准。

本发明中，既要保证垂球摆5在垂准过程中快速调整到位，同时又要避免来回摆动不能稳定，于是阻尼球2的摩擦阻尼设计、加工成为关键。如图1所示，阻尼球2与凹槽3选择同一种金属材料或同一种光学材料，加工成曲率半径一致的金属器件或光学器件，通过摩擦阻尼设计，确保产品在车辆运行期间的稳定性和停车后的垂准高精度。

本发明的原理如下：

1)选用金属/光学材料加工成同一曲率半径的金属/光学器件作为自动垂准器核心件，实现垂准精度；

2)利用器件间超高洁净度产生的低摩擦系数，在移动时依靠空气压力完成在动态环境下的减震处理；

3)通过镀膜技术实现摩擦阻尼设计，完成在动态环境下的减震效果和长使用寿命。

本发明的有益效果如下：

利用本发明自动垂准装置，可在运行的车辆、船舶等动态环境下，保证垂准装置在一定范围内波动，提供一个基准范围。一旦外界激励消失，垂准装置可迅速在3s内实现角秒级的垂准精度。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动垂准装置，其特征在于：包括支架(1)和阻尼球(2)，所述支架上设有与阻尼球的外形相匹配的圆弧形凹槽(3)，所述凹槽的底部开设有通孔，阻尼球位于凹槽内，阻尼球与凹槽为同一种材料且两者曲率半径相同，阻尼球的球面与凹槽的槽面上均设镀膜，阻尼球的下方固连有一连杆(4)，所述连杆的另一端穿过通孔后固连有垂球摆(5)，通孔与连杆之间有间隙，所述垂球摆上安装有激光器(6)，激光器所发射的光束与垂球摆的铅垂线重合。

2.根据权利要求1所述的自动垂准装置，其特征在于：所述支架(1)上设有一平台(7)，所述平台的上方开设有容纳槽(8)，所述容纳槽的底部设有所述凹槽(3)，凹槽底部的通孔穿透所述平台，所述阻尼球(2)位于容纳槽内。

3.根据权利要求2所述的自动垂准装置，其特征在于：所述阻尼球(2)为半球体，半球体的球面位于所述凹槽(3)内，所述连杆(4)固连于半球体的球面中心，所述垂球摆(5)为圆柱体，垂球摆中心与半球体球心之间的连线与连杆的中轴线重合。

4.根据权利要求3所述的自动垂准装置，其特征在于：所述平台(7)的下方设有一套筒(9)，所述连杆(4)与垂球摆(5)都位于所述套筒内。

5.根据权利要求4所述的自动垂准装置，其特征在于：所述激光器(6)安装在垂球摆(5)的正下方。

6.根据权利要求5所述的自动垂准装置，其特征在于：所述激光器(6)为半导体激光器，激光器(6)的电源为4节电池，4节电池对称地放置在垂球摆(5)内部，激光器的电源开关(10)设在阻尼球(2)的上方中心，连接电池和电源开关的电源线为轻柔导线，其沿连杆(4)的中轴线布置。

7.根据权利要求6所述的自动垂准装置，其特征在于：所述电源开关(10)为几何对称的按钮式开关。

8.根据权利要求7所述的自动垂准装置，其特征在于：所述阻尼球与凹槽为同一种金属材料。

9.根据权利要求7所述的自动垂准装置，其特征在于：所述阻尼球与凹槽为同一种光学材料。

10.根据权利要求9所述的自动垂准装置，其特征在于：所述光学材料为光学晶体、光学玻璃或光学塑料。