CN106197390A - 一种球体球心坐标定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球体球心坐标定位装置，包括圆环形的底盘，圆筒，对称中杆，制动螺栓，两个水平气泡，其中所述圆筒通过支撑杆固定在底盘上，且所述圆筒的中心轴线穿过所述底盘圆心，所述制动螺栓安装在圆筒侧壁且穿过圆筒延伸至内部，所述对称中杆插在所述圆筒内，并通过制动螺栓抵住实现上下定位，所述对称中杆的中心轴线同样穿过所述底盘圆心，所述水平气泡安装在底盘的上端面，圆环形的底盘放置在待测的球体上，通过两个水平气泡确定底盘的水平度，所述对称中杆顶部具有切断面，且所述切断面的正面设有十字形观测标志，且十字形观测标志的十字交叉点位于对称中杆的中心轴线上。本发明可以快速实现对球体球心的定位，且测量简单，准确度高。

Description

一种球体球心坐标定位装置

技术领域

本发明涉及一种定位装置，尤其涉及一种球体球心坐标定位装置。

背景技术

目前，大型网架钢结构具有跨距大、重量轻、强度高、造型美观、无需支撑等优点，广泛应用在体育场馆、影歌剧院、展览馆、候车厅、温室等建筑的屋盖。大跨度网架钢结构多采用焊接球作为节点，并与各杆件焊接而成，具有构造简单、传力明确、连接方便等特点。

焊接球网架在组装、焊接过程中，需要对焊接球进行空间快速定位，现有的常规做法是通过手动葫芦对焊接球进行初步定位，用直尺等工具依靠肉眼对焊接球的球心偏移量进行估计，这种做法因无法准确得到焊接球的球心位置仅适用与精度要求较低的工程项目；或者将测量棱镜直接放置在焊接球顶部，目估球心位置进行相应调整，适用于焊接球半径较小、精度要求较低的工程项目；或者在焊接球表面张贴若干反射棱镜片，通过测量棱镜片的三维坐标进而计算出球心坐标，该方法计算复杂，受现场施工干扰大，安装进度缓慢，且不适用焊接球半径较小的工程项目。

现有球心定位方法及使用的装置较为简单，安装精度较低，施工速度较慢，焊接球与其他杆件的对接成功率较低，或者计算复杂，难以保证施工质量符合设计要求。因此，现有的焊接球定位方法具有一定的缺陷：（1）依靠人工肉眼和简单工具对焊接球的球心进行估计，精度较低；（2）定位效率不高，定位时间长，需要反复多次对焊接球进行调整。。

发明内容

发明目的：为解决现有技术的缺陷，现提供一种球体球心坐标定位装置，可以快速实现对球体球心的定位，且测量简单，准确度高。

技术方案：本发明所揭示的一种球体球心坐标定位装置，包括圆环形的底盘，圆筒，对称中杆，制动螺栓，两个水平气泡，其中所述圆筒通过支撑杆固定在底盘上，且所述圆筒的中心轴线穿过所述底盘圆心，所述制动螺栓安装在圆筒侧壁且穿过圆筒延伸至内部，所述对称中杆插在所述圆筒内，并通过制动螺栓抵住实现上下定位，所述对称中杆的中心轴线同样穿过所述底盘圆心，所述水平气泡安装在底盘的上端面，且位于相互垂直的方向，圆环形的底盘放置在待测的球体上，通过两个水平气泡确定底盘的水平度，所述对称中杆顶部具有切断面，且所述切断面的正面设有十字形观测标志，且十字形观测标志的十字交叉点位于对称中杆的中心轴线上。

所述支撑杆包括固定圆筒底部与底盘的下撑杆，以及固定圆筒中部与底盘的上撑杆，且所述上撑杆与下撑杆均为三根，均匀分布在圆筒四周，且上撑杆与下撑杆错位排布，从多个角度对圆筒实现侧面支撑。

所述圆环形的底盘的环形宽度为40mm。

所述对称中杆穿插在圆筒内，与圆筒内壁具有小于0.1mm的间隙，且间隙内填充有润滑油。

所述对称中杆上端安装有万向棱镜，从多方向进行测量。

所述对称中杆上端安装有GNSSRTK测量仪器。

本发明采用环形底盘放置到待测球体上，通过两个互相垂直设置的水平气泡，可以确保底盘完全水平放置在球体上，同时确保了圆筒以及对称中杆的中心轴穿过球心，通过制动螺栓调节对称中杆的上下位置，使得对称中杆底部抵在待测球体上，通过全站仪测量对称中杆上部的观测点获得观测点的三维坐标值，再通过运算进而获得球心坐标，在对称中杆上安装万向棱镜，可以在各个角度进行观测或检测，防止遮挡物挡住而无法进行观测，也可以在对称中杆上部安装GNSSRTK测量仪器，则无需全站仪即可自行测量获得观测点坐标值。

有益效果：本发明所揭示的一种球体球心坐标定位装置，采用圆环底盘放置在球体上，环形结构可以稳固的放置在球体上不倾倒，采用圆筒嵌套对称中杆的结构，使得对称中杆在圆筒内上下移动以适用于不同尺寸大小的球体测量，且通过圆筒确保对称中杆不倾斜，通过制动螺栓可以对调节位置后的对称中杆进行位置固定，防止移动造成测量不准确的情况，也可以使对称中杆固定在所需要的高度（即底部不接触球面），同时对称中杆在圆筒内不止可以上下移动，还可以转动，使得观测点对准远方的全站仪，实现一次定位满足多个全站仪多角度观测或检测，也可以避开遮挡物区域，提高测量的简便性以及准确度。

附图说明

图1为本发明第一实施例的结构图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的侧视图；

图4本发明第二实施例的结构图；

图5本发明第三实施例的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明几个实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

第一实施例

如图1~3所示，本发明所揭示的一种球体球心坐标定位装置，包括圆环形的底盘1，圆筒2，对称中杆3，制动螺栓4，两个水平气泡5。

其中，所述圆环形的底盘1其环形宽度为40mm，可以稳固的套在在球体10表面，所述圆筒2四周通过支撑杆固定在底盘1上，且与底盘上端面具有一定空隙，便于底盘套在球体上，圆筒底部不会抵住球体表面，所述圆筒2的中心轴线穿过所述底盘1的圆心，所述制动螺栓4安装在圆筒2侧壁且穿过圆筒2延伸至内部，所述对称中杆3插在所述圆筒2内，与圆筒2内部具有小于01mm的间隙，且间隙内填充有润滑油，在圆筒内可以上下移动或者转动，并通过制动螺栓4抵住实现定位，所述对称中杆3的中心轴线同样穿过所述底盘1的圆心，所述水平气泡5安装在底盘1的上端面，且两个水平气泡轴线相互垂直并与底盘圆心的连接线相互垂直，当环形的底盘1放置在待测的球体10上，通过两个水平气泡5确定底盘的水平度。

所述对称中杆3顶部具有半圆柱型观测柱6，所述观测柱的断面上设有十字形观测标志7，且十字形观测标志的十字交叉点位于对称中杆的中心轴线上。

所述支撑杆下撑杆8与上撑杆9，其中下撑杆8焊接在圆筒底部与底盘表面对圆筒撑起，所述上撑杆9焊接在圆筒2中部与底盘表面，从侧面对圆筒进行支撑，所述上撑杆9与下撑杆8均为三根，且均匀分布在圆筒四周，同时上撑杆9与下撑杆8间隔错位排布，从多个角度对圆筒实现侧面支撑。

第二实施例

如图4所示，该实施例在第一实施例的基础上，在观测柱上套设一个万向棱镜11，使得全站仪无论在哪个方向都可以进行测量，而不需要对准观测柱的十字型观测标志，减少了建筑中遮挡物的影响。

第三实施例

如图5所示，该实施例在第一实施例的基础上，在观测柱上套设一个GNSSRTK测量仪器，通过测量仪自身对观测点坐标进行测量，而无需借助额外的全站仪，检测精度得到提高。

上述三个实施例的工作原理为：将环形底盘放置到待测球体上，通过两个互相垂直设置的水平气泡，确保底盘完全水平放置在球体上，同时确保了圆筒以及对称中杆的中心轴穿过球心，通过制动螺栓调节对称中杆的上下位置，使得对称中杆底部抵在待测球体上，通过全站仪测量对称中杆上部的观测点获得观测点的三维坐标值（第一实施例和第二实施例），再通过运算进而获得球心坐标（水平坐标就是全站仪获取的，纵向坐标采用全站仪测量的坐标减去差值获得），在第三实施例中直接通过GNSSRTK测量仪对观测点的坐标值进行测量，将纵向坐标值减去差值（球体半径以及观测点到对称中杆底部的距离值）即可。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种球体球心坐标定位装置，其特征在于：包括圆环形的底盘，圆筒，对称中杆，制动螺栓，两个水平气泡，其中所述圆筒通过支撑杆固定在底盘上，且所述圆筒的中心轴线穿过所述底盘圆心，所述制动螺栓安装在圆筒侧壁且穿过圆筒延伸至内部，所述对称中杆插在所述圆筒内，并通过制动螺栓抵住实现上下定位，所述对称中杆的中心轴线同样穿过所述底盘圆心，所述水平气泡安装在底盘的上端面，且位于相互垂直的方向，圆环形的底盘放置在待测的球体上，通过两个水平气泡确定底盘的水平度，所述对称中杆顶部具有切断面，且所述切断面的正面设有十字形观测标志，且十字形观测标志的十字交叉点位于对称中杆的中心轴线上。

2.根据权利要求1所述的一种球体球心坐标定位装置，其特征在于：所述支撑杆包括固定圆筒底部与底盘的下撑杆，以及固定圆筒中部与底盘的上撑杆，且所述上撑杆与下撑杆均为三根，均匀分布在圆筒四周，且上撑杆与下撑杆错位排布，从多个角度对圆筒实现侧面支撑。

3.根据权利要求1所述的一种球体球心坐标定位装置，其特征在于：所述圆环形的底盘的环形宽度为40mm。

4.根据权利要求1所述的一种球体球心坐标定位装置，其特征在于：所述对称中杆穿插在圆筒内，与圆筒内壁具有小于0.1mm的间隙，且间隙内填充有润滑油。

5.根据权利要求1所述的一种球体球心坐标定位装置，其特征在于：所述对称中杆上端安装有万向棱镜，从多方向进行测量。

6.根据权利要求1所述的一种球体球心坐标定位装置，其特征在于：所述对称中杆上端安装有GNSSRTK测量仪器。