CN106705934B - 精密几何水准测量立尺扶直装置及其操作方法 - Google Patents

精密几何水准测量立尺扶直装置及其操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种精密几何水准测量立尺扶直装置及其操作方法，该扶直装置包括水准标尺固连单元、升降固卡连接器和伸缩支架，水准标尺固连单元上的固连杆两端各连接有标尺固连卡箍，升降固卡连接器包括用于套在固连杆上的卡筒和横向连接杆，横向连接杆连接伸缩支架，该扶直装置的操作方法包括水准标尺在装置上的固定安置、架设装置、调整精度和收迁中转的收纳及搬运，该装置解决了水准标尺立尺扶直不稳以及水准标尺立尺存在倾斜误差问题，实现水准路线点间高差的精密传递。

Description

精密几何水准测量立尺扶直装置及其操作方法
技术领域
本发明涉及精密工程测量领域，具体涉及一种精密几何水准测量立尺扶直装置及其操作方法。
背景技术
精密水准测量是精密工程测量领域实现高精度高程传递的常用方法,其每千米往返测量高差中数的偶然中误差(M△)不超过1毫米，一般所指等级为国家二等或二等以上的几何水准测量。通常利用精密水准仪读取仪器水平视线上竖立于两点的水准标尺读数，测定地面上两点间的高差。
在实际外业作业过程中，受外界温度、风力等因素影响司尺员扶尺竖直不足，使得水准标尺立尺不稳或存在扶直偏差而形成观测读数瞬间的水准尺倾斜，产生观测倾斜误差。该误差在任意距离的单测站检核中因其差异微小不显著而不能及时消除或发现存在错误，但在长距精密工程实施中，随测站数增多使倾斜误差积累，此误差的存在使得水准标尺上读数始终增大，带来测段中含有倾斜误差或往返不符值误差偏大甚至超限。鉴于此，为了解决水准标尺立尺扶直不稳问题，消除水准标尺立尺倾斜误差，实现大型精密工程几何水准测量的高精度。
发明内容
本发明的目的是克服水准标尺立尺扶直不稳以及水准标尺立尺存在倾斜误差问题，提供一种精密几何水准测量立尺扶直装置及其操作方法。
本发明的技术方案是提供了一种精密几何水准测量立尺扶直装置及其操作方法，包括水准标尺固连单元、升降固卡连接器和伸缩支架，所述水准标尺固连单元包括固连杆和两个标尺固连卡箍，所述固连杆两端分别连接一个标尺固连卡箍，所述升降固卡连接器包括卡筒和横向连接杆，所述卡筒套于固连杆外侧，卡筒上沿轴向开有锁扣条缝，所述锁扣条缝两侧各连接一个连接板，且两个连接板通过锁紧螺丝紧锁固定，所述横向连接杆一端与卡筒筒体相连，横向连接杆另一端连接有连接接头，所述连接接头上连接有连接螺杆，所述连接螺杆自由端外册设置有螺纹，连接螺杆的螺纹部分外侧套有紧锁螺帽，所述伸缩支架包括两根支架杆，每个支架杆包括从上至下依次连接的对接器、伸缩内杆和外杆，所述对接器包括对连杆，所述对连杆一端设有固连接孔，所述两个支架杆的对连杆上的固连接孔上下依次套于连接螺杆的螺纹部分下方，对连杆另一端连接有U型对接头，所述U型对接头与伸缩内杆上端连接，所述伸缩内杆下端伸入外杆内部，且伸缩内杆与外杆之间通过握式紧固锁连接，且握式紧固锁能够调节伸缩内杆插入外杆的长度。
所述包括固连杆包括直杆，所述直杆两端分别设置为弧杆，所述弧杆与标尺固连卡箍连接。
所述紧锁螺帽上连接有紧锁手柄。
所述伸缩内杆上端设置有连接头，所述连接头上设有连接孔，所述U型对接头上两侧相对设有对接孔，所述连接头位于U型对接头内，连接头的连接孔与两个对接孔相通，且通过在该三个孔内插入横轴螺杆连接连接头与U型对接头。
所述握式紧固锁设于外杆外侧，用于调节伸缩内杆插入外杆的长度。
所述外杆底端连接有脚钉，所述脚钉设置为倒锥形，且外杆与脚钉的接口上设有脚踏板。
一种精密几何水准测量立尺扶直装置的操作方法，至少包括以下步骤：
步骤1）安置标尺：将两个标尺固连卡箍水准标尺的背面；
步骤2）架设装置：将水准标尺底部中点置于立尺点上，水准标尺正面对于仪器观测相向方向，与水平方向垂直，松开紧锁螺帽，使得伸缩支架的两个支架杆分别与水准标尺形成三角状，旋紧紧锁螺帽，再按住握式紧固锁使伸缩内杆伸缩至适当位置使得外杆底端牢固支撑于地面上，之后松开握式紧固锁；
步骤3）调整精度：同时握住两个支架杆上的握式紧固锁，上下调节伸缩内杆至合适位置让水准标尺背面的水准气泡置于水平后松开握式紧固锁让伸缩内杆与外杆锁紧固定，即可进行测量；
步骤4）测量完毕，取下水准标尺，将该扶直装置收纳装箱。
所述步骤3）中，当水准测量过渡传递中转时，将两个支架杆轻轻抬起，以立尺点为支点，将其转向仪器方向，按照步骤3）的操作调节整平水准标尺背面的水准气泡即可；当迁站时，松开紧锁螺帽，将两个支架杆合拢，竖向搬运该扶直装置至下一位置，重复上述步骤2）和步骤3）的操作即可测量。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的这种精密几何水准测量立尺扶直装置通过一体式设置使得结构紧凑，易携带，既能实现精密几何水准测量的高精度，又能用于国内外电子水准仪和光学水准仪所配套的水准标尺，其操作方法简便精确，识别读数快，解决了人工扶尺不直或不稳、无意的尺垫抖动带来的测量误差，以及消除了水准测量实施过程中观测瞬间水准标尺倾斜而带来的误差，同时可以减轻司尺员的劳动强度。
(2)本发明提供的这种精密几何水准测量立尺扶直装置及其操作方法实现转站过渡传递一次整平多次观测，很大程度上缩短了外业施测时间。
(3)本发明提供的这种精密几何水准测量立尺扶直装置及其操作方法通过在紧锁螺帽上连接紧锁手柄，方便拧开和锁紧紧锁螺帽。
(4)本发明提供的这种精密几何水准测量立尺扶直装置及其操作方法通过在伸缩内杆上端设置连接头，在连接头上设连接孔，在U型对接头两侧相对设对接孔，所述连接头位于U型对接头内，连接头的连接孔与两个对接孔相通，且通过在该三个孔内插入横轴螺杆连接连接头与U型对接头，便于安装及拆卸。
(5)本发明提供的这种精密几何水准测量立尺扶直装置及其操作方法通过将握式紧固锁设于外杆外侧，便于调节伸缩内杆插入外杆的长度，通过握式紧固锁的调节支架杆的长度，增大该装置适用范围。
(6)本发明提供的这种精密几何水准测量立尺扶直装置及其操作方法通过在外杆底端连接脚钉，设置脚钉为倒锥形，且外杆与脚钉的接口上设有脚踏板，通过倒锥形的脚钉支撑于地面，使得装置更加稳固，避免转站过渡传递间歇尺垫受力下沉反弹或动点，实现高差精密传递，同时脚踏板的设置便于操作调整。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明精密几何水准测量立尺扶直装置的结构示意图；
图2是本发明中升降固卡连接器的结构示意图；
图3是本发明中支架杆的结构示意图；
图4是本发明的扶直装置连接于水准标尺且两个支架杆合拢时的结构示意图；
图5是本发明的扶直装置连接于水准标尺且应用于立尺点位与地面平齐时的结构示意图；
图6是本发明的扶直装置连接于水准标尺且应用于立尺点位凸起于地面时的结构示意图；
图7是本发明的扶直装置连接于水准标尺且应用于立尺点位低凹于地面时的结构示意图；
图8是本发明中伸缩内杆上端的连接头的结构示意图；
图9是本发明中对接器的立体结构示意图；
图10是本发明中对接器的俯视结构示意图。
附图标记说明：11、固连杆；12、标尺固连卡箍；21、卡筒；22、横向连接杆；23、锁扣条缝；24、连接板；25、锁紧螺丝；26、连接接头；27、连接螺杆；28、紧锁螺帽；29、；30、支架杆；31、对接器；311、对连杆；312、固连接孔；313、U型对接头；314、对接孔；32、伸缩内杆；33、外杆；34、握式紧固锁；35、连接头；36、脚钉；37、脚踏板。
具体实施方式
实施例1：
为了克服水准标尺立尺扶直不稳以及水准标尺立尺存在倾斜误差问题，本实施例提供了一种如图1至图10所示的精密几何水准测量立尺扶直装置，包括水准标尺固连单元、升降固卡连接器和伸缩支架，所述水准标尺固连单元包括固连杆11和两个标尺固连卡箍12，所述固连杆两端分别连接一个标尺固连卡箍12，所述升降固卡连接器包括卡筒21和横向连接杆22，所述卡筒21套于固连杆11外侧，卡筒21上沿轴向开有锁扣条缝23，所述锁扣条缝23两侧各连接一个连接板24，且两个连接板24通过锁紧螺丝25紧锁固定，所述横向连接杆22一端与卡筒21筒体相连，横向连接杆22另一端连接有连接接头26，所述连接接头26上连接有连接螺杆27，所述连接螺杆27自由端外册设置有螺纹，连接螺杆27的螺纹部分外侧套有紧锁螺帽28，所述伸缩支架包括两根支架杆30，每个支架杆30包括从上至下依次连接的对接器31、伸缩内杆32和外杆33，所述对接器31包括对连杆311，所述对连杆311一端设有固连接孔312，所述两个支架杆的对连杆311上的固连接孔312上下依次套于连接螺杆27的螺纹部分下方，对连杆311另一端连接有U型对接头313，所述U型对接头313与伸缩内杆32上端连接，所述伸缩内杆32下端伸入外杆33内部，且伸缩内杆32与外杆33之间通过握式紧固锁34连接，且握式紧固锁34能够调节伸缩内杆32插入外杆33的长度。
本发明提供的这种精密几何水准测量立尺扶直装置的操作方法如下：
步骤1）安置标尺：将两个标尺固连卡箍12水准标尺的背面；
步骤2）架设装置：将水准标尺底部中点置于立尺点上，水准标尺正面对于仪器观测相向方向，与水平方向垂直，松开紧锁螺帽28，使得伸缩支架3的两个支架杆30分别与水准标尺形成三角状，旋紧紧锁螺帽28，再按住握式紧固锁34使伸缩内杆32伸缩至适当位置使得外杆33底端牢固支撑于地面上，之后松开握式紧固锁34；
步骤3）调整精度：同时握住两个支架杆上的握式紧固锁34，上下调节伸缩内杆32至合适位置让水准标尺背面的水准气泡置于水平后松开握式紧固锁34让伸缩内杆32与外杆33锁紧固定，即可进行测量；
步骤4）测量完毕，取下水准标尺，将该扶直装置收纳装箱。
本发明的这种精密几何水准测量立尺扶直装置通过一体式设置使得结构紧凑，易携带，既能实现精密几何水准测量的高精度，又能用于国内外电子水准仪和光学水准仪所配套的水准标尺，其操作方法简便精确，识别读数快，解决了人工扶尺不直或不稳、无意的尺垫抖动带来的测量误差，以及消除了水准测量实施过程中观测瞬间水准标尺倾斜而带来的误差，同时可以减轻司尺员的劳动强度。
进一步的，所述步骤3）中，当水准测量过渡传递中转时，将两个支架杆轻轻抬起，以立尺点为支点，将其转向仪器方向，按照步骤3）的操作调节整平水准标尺背面的水准气泡即可；当迁站时，松开紧锁螺帽28，将两个支架杆30合拢，如图4所示，竖向搬运该扶直装置至下一位置，重复上述步骤2）和步骤3）的操作即可测量，实现转站过渡传递一次整平多次观测，很大程度上缩短了外业施测时间。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种如图1所示的精密几何水准测量立尺扶直装置及其操作方法，所述包括固连杆11包括直杆，所述直杆两端分别设置为弧杆，所述弧杆与标尺固连卡箍12连接。
如图4所示，两个标尺固连卡箍12紧固安置在水准标尺尺身背面1/3处和2/3处，为了保证装置稳固，卡筒21套于固连杆11的直杆外侧，如图5所示，当立尺点位与地面平齐时，所述卡筒21紧固于固连杆11上直杆的中点，如图6所示，当立尺点位凸起于地面时，所述卡筒21应沿固连杆11的长轴方向向下调节且紧固至合适位置，如图7所示，当立尺点位低凹于地面时，卡筒21应沿固连杆11的长轴方向向上调节且紧固至合适位置。
进一步的，为了方便拧开和锁紧紧锁螺帽28，所述紧锁螺帽28上连接有紧锁手柄29。
实施例3：
在实施例2的基础上，本实施例提供了一种精密几何水准测量立尺扶直装置及其操作方法，为了便于安装及拆卸，如图8所示，所述伸缩内杆32上端设置有连接头35，所述连接头35上设有连接孔，如图9和图10所示，所述U型对接头313上两侧相对设有对接孔314，所述连接头35位于U型对接头313内，连接头35的连接孔与两个对接孔314相通，且通过在该三个孔内插入横轴螺杆连接连接头35与U型对接头313。
如图3所示，所述握式紧固锁34设于外杆33外侧，用于调节伸缩内杆32插入外杆33的长度，通过握式紧固锁34的调节支架杆30的长度，增大该装置适用范围。
如图3所示，所述外杆33底端连接有脚钉36，所述脚钉36设置为倒锥形，且外杆33与脚钉36的接口上设有脚踏板37。通过倒锥形的脚钉36支撑于地面，使得装置更加稳固，避免转站过渡传递间歇尺垫受力下沉反弹或动点，实现高差精密传递，同时脚踏板37的设置便于操作调整。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种精密几何水准测量立尺扶直装置，其特征在于：包括水准标尺固连单元、升降固卡连接器和伸缩支架，所述水准标尺固连单元包括固连杆(11)和两个标尺固连卡箍(12)，所述固连杆两端分别连接一个标尺固连卡箍(12)，所述升降固卡连接器包括卡筒(21)和横向连接杆(22)，所述卡筒(21)套于固连杆(11)外侧，卡筒(21)上沿轴向开有锁扣条缝(23)，所述锁扣条缝(23)两侧各连接一个连接板(24)，且两个连接板(24)通过锁紧螺丝(25)紧锁固定，所述横向连接杆(22)一端与卡筒(21)筒体相连，横向连接杆(22)另一端连接有连接接头(26)，所述连接接头(26)上连接有连接螺杆(27)，所述连接螺杆(27)自由端外册设置有螺纹，连接螺杆(27)的螺纹部分外侧套有紧锁螺帽(28)，所述伸缩支架包括两根支架杆(30)，每个支架杆(30)包括从上至下依次连接的对接器(31)、伸缩内杆(32)和外杆(33)，所述对接器(31)包括对连杆(311)，所述对连杆(311)一端设有固连接孔(312)，所述两个支架杆的对连杆(311)上的固连接孔(312)上下依次套于连接螺杆(27)的螺纹部分下方，对连杆(311)另一端连接有U型对接头(313)，所述U型对接头(313)与伸缩内杆(32)上端连接，所述伸缩内杆(32)下端伸入外杆(33)内部，且伸缩内杆(32)与外杆(33)之间通过握式紧固锁(34)连接，且握式紧固锁(34)能够调节伸缩内杆(32)插入外杆(33)的长度；
所述紧锁螺帽(28)上连接有紧锁手柄(29)；
所述外杆(33)底端连接有脚钉(36)，所述脚钉(36)设置为倒锥形，且外杆(33)与脚钉(36)的接口上设有脚踏板(37)；
所述包括固连杆(11)包括直杆，所述直杆两端分别设置为弧杆，所述弧杆与标尺固连卡箍(12)连接；
所述精密几何水准测量立尺扶直装置的操作方法为：
步骤1)安置标尺：将两个标尺固连卡箍(12)水准标尺的背面；
步骤2)架设装置：将水准标尺底部中点置于立尺点上，水准标尺正面对于仪器观测相向方向，与水平方向垂直，松开紧锁螺帽(28)，使得伸缩支架(3)的两个支架杆(30)分别与水准标尺形成三角状，旋紧紧锁螺帽(28)，再按住握式紧固锁(34)使伸缩内杆(32)伸缩至适当位置使得外杆(33)底端牢固支撑于地面上，之后松开握式紧固锁(34)；
步骤3)调整精度：同时握住两个支架杆上的握式紧固锁(34)，上下调节伸缩内杆(32)至合适位置让水准标尺背面的水准气泡置于水平后松开握式紧固锁(34)让伸缩内杆(32)与外杆(33)锁紧固定，即可进行测量；
步骤4)测量完毕，取下水准标尺，将该扶直装置收纳装箱；
所述步骤3)中，当水准测量过渡传递中转时，将两个支架杆轻轻抬起，以立尺点为支点，将其转向仪器方向，按照步骤3)的操作调节整平水准标尺背面的水准气泡即可；当迁站时，松开紧锁螺帽(28)，将两个支架杆(30)合拢，竖向搬运该扶直装置至下一位置，重复上述步骤2)和步骤3)的操作即可测量。
2.如权利要求1所述的精密几何水准测量立尺扶直装置，其特征在于：所述伸缩内杆(32)上端设置有连接头(35)，所述连接头(35)上设有连接孔，所述U型对接头(313)上两侧相对设有对接孔(314)，所述连接头(35)位于U型对接头(313)内，连接头(35)的连接孔与两个对接孔(314)相通，且通过在该三个孔内插入横轴螺杆连接连接头(35)与U型对接头(313)。
3.如权利要求1所述的精密几何水准测量立尺扶直装置，其特征在于：所述握式紧固锁(34)设于外杆(33)外侧，用于调节伸缩内杆(32)插入外杆(33)的长度。
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