CN106840089B - 一种标高快速测设标定仪器及其安装调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种标高快速测设标定仪器及其安装调试方法，包括能够沿着铅垂线进行移动的竖直升降装置，所述竖直升降装置上安装有能够产生水平光束的激光发射器，竖直升降装置下方设置有连接装置，连接装置与竖直升降装置连接，并且连接装置能够在重力作用转动使得其轴线始终保持处于铅垂状态。本仪器及方法不需精确调平，依靠下部铅锤锥的作用可保持上部竖直管的竖直；相比标线仪可减少大面积的光污染，减少对现场工人的视力影响；采用激光束减少了语言、手势等信号的交流和传递，测量时间更短，测距也更长，适用光线不强环境下作业。

Description

一种标高快速测设标定仪器及其安装调试方法

技术领域

本发明涉及一种建筑测量工具，具体涉及一种标高快速测设标定仪器及其安装调试方法。

背景技术

目前，在建筑行业的标高控制中主要采用如下两种方法，根据引出的一个已知固定标高，其一是用水准仪和塔尺配合测量，其二是用透明橡胶水管，在透明橡胶水管中注入一定量的清水，一端放置在已知固定点处，将水管的另一端放置在未知待测标高处。如上两种方法在通透视野、场地平整范围内可以有效测定标高，若在支模过程中梁底标高控制以及楼层标准层混凝土浇筑前对楼层板标高控制时，由于施工现场人员来回走动，加上场地不平整、声音嘈杂，很难看清实际标高，或者进行有效交流来要求被测点上移或下移；对于采用橡胶水管，若在地势不平的楼、地面，难以发挥橡胶水管的优势，不适用大范围、大面积的标高控制测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有地面不平整时很难进行准确测设标高，再加上一些视野不通透场地更加对现场工人的视力造成影响，标高测设更不准确，其目的在于提供一种标高快速测设标定仪器及其安装调试方法，该仪器及方法不需精确调平，依靠下部铅锤锥的作用可保持上部竖直管的竖直，减少对现场工人的视力影响，测量时间更短，测距也更长，适用光线不强环境下作业。

本发明通过下述技术方案实现：

一种标高快速测设标定仪器，包括能够沿着铅垂线进行移动的竖直升降装置，所述竖直升降装置上安装有能够产生水平光束的激光发射器，竖直升降装置下方设置有连接装置，连接装置与竖直升降装置连接，并且连接装置能够在重力作用转动使得其轴线始终保持处于铅垂状态。目前对于在建筑行业的标高控制中主要采用如下两种方法，根据引出的一个已知固定标高，其一是用水准仪和塔尺配合测量，其二是用透明橡胶水管，在透明橡胶水管中注入一定量的清水，一端放置在已知固定点处，将水管的另一端放置在未知待测标高处。如上两种方法在通透视野、场地平整范围内可以有效测定标高，若在支模过程中梁底标高控制以及楼层标准层混凝土浇筑前对楼层板标高控制时，由于施工现场人员来回走动，加上场地不平整、声音嘈杂，很难看清实际标高，或者进行有效交流来要求被测点上移或下移；对于采用橡胶水管，若在地势不平的楼、地面，难以发挥橡胶水管的优势，不适用大范围、大面积的标高控制测量。因此，提供一种结构简单，易于操作，测量准确、快速的激光型仪器是目前亟需解决的问题。本方案设计的仪器，则能够有效解决上述问题，在建筑中，有的时候很难保持楼面或者地面形成平整状态，或者操作人员也不能保证其放置的面是平整或者水平，本方案用于楼层、地坪、装饰层等大范围的同一固定标高面的快速测设与定位，其设计的结构通过在重力作用下自动实现仪器保持竖直状态，大大提高测量准确性，在一些视野不通透场地，其通过激光产生水平光束，可减少大面积的光污染，减小对现场工人的视力造成影响，标高测设更准确。

在竖直升降装置和连接装置之间设置有竖直管，竖直管的底端与连接装置连接，且顶端穿过竖直升降装置，并且竖直升降装置能够沿着竖直管的外壁进行铅垂方向移动。竖直管是用于对竖直升降装置进行支撑，来实现竖直升降装置进行移动的轨迹，而竖直升降装置包括竖直升降筒和与竖直升降筒垂直固定的水平筒，激光发射器设置在水平筒中，且水平筒中设置有激光发射孔，激光发射器产生的水平光束能够从激光发射孔中穿过，竖直管穿过竖直升降筒，且竖直升降筒能够沿着竖直管的外壁进行铅垂方向移动。在竖直管的外壁内凹形成两条凹槽，且凹槽中均设置有齿条，齿条沿着竖直管的中心线对称设置，每条齿条均啮合有齿轮，齿轮设置在竖直升降筒中，齿轮能够绕着其轴线转动，齿轮均连接有升降微调螺旋，且升降微调螺旋穿过竖直升降筒后设置在竖直升降筒外部。通过竖直升降装置沿着齿条的轨迹进行移动，从而实现每一步移动的准确性，实现平稳调整。

在移动到位后，由于仪器上的部件具有自重，其容易产生松动或者脱落，因此需要限定其移动轨迹，只有在转动齿轮时才能进行一个方向的移动，所以在竖直升降筒上安装有单向移动限制装置来实现，单向移动限制装置穿过竖直升降筒并与其中一条齿条连接。而单向移动限制装置包括壳体，壳体与竖直升降筒固定，壳体中设置有弹簧、锁紧销和限制曲臂，限制曲臂的一端设置在弹簧和锁紧销之间并与锁紧销连接，另一端从壳体上的曲臂移动槽穿过后设置在壳体外部，限制曲臂与壳体内壁铰接并能够绕着铰接处转动，且限制曲臂能够在曲臂移动槽中移动，锁紧销远离弹簧的一端穿过壳体并能够插入到齿条中的齿之间。这种结构设计能够实现解锁和锁定，操作人员操作非常方便。

在连接装置下方设置有三角支架和竖直稳定装置，且三角支架与连接装置连接，竖直稳定装置穿过三角支架形成的区域中心线后与连接装置连接。竖直稳定装置包括稳定杆、挂钩和重锤，稳定杆与连接装置连接，挂钩设置在稳定杆和重锤之间，并且挂钩同时与稳定杆和重锤连接。由于各个放置区域的楼层或者地面的平整性不同，每次都需要选择平整区域很麻烦，即使选择的平整区域有的时候也会不平整而导致出现倾斜，造成测量不准确，本方案所以设计了支撑装置，其优选三角支架便于进行支撑，设计的竖直稳定装置包括稳定杆、挂钩和重锤，重锤的上部有一个挂钩孔与挂钩连接，在重锤自身重量下使得稳定杆带动连接装置转动，从而使得仪器能够保持稳定，即使底部放置面不平整，但是重锤在重力作用下始终处于竖直状态，使得仪器测量保持竖直状态，测量更加准确。

连接装置为球形铰链，且球形铰链包括两端开口的球铰外壳，球铰外壳中设置有内球体，内球体的外壁内凹形成环形槽，环形槽中设置有滚珠，且滚珠的外壁与环形槽的壁面和球铰外壳的内壁接触；所述内球体中设置有接头，且接头穿过内球体后两端分别与稳定杆和竖直管连接。球铰外壳下方设置有基座，基座中设置有球铰卡槽，且球铰外壳底端插入到球铰卡槽中，稳定杆穿过基座后与接头连接，基座外壁上套有三脚架接头，三角支架的顶端与三脚架接头连接。连接装置优选为球形铰链，既实现连接关系，又能够保证在重力作用下始终保持竖直状态，其在滚珠作用下实现两个方向转动，保持水平稳定，而不需要专门去调整。

其中安装调试方法则是：安放三角支架，然后安装竖直管和稳定杆到球形铰链的上下端，将稳定杆穿过基座竖直孔使球形铰链坐入球铰卡槽内；把铅制重锤挂在稳定杆下的挂钩上，捏住单向移动限制装置的按钮，对准微调齿轮和滑道槽，将竖直升降装置安装到竖直管上；待重锤保持静止不动后，然后转动升降微调螺旋，使得竖直管保持竖直状态。重锤利用自身的重量，始终保持竖直状态，然后带动稳定杆使得球形铰链中的内球体进行轻微转动，如同不倒翁一样，待平稳后，此时竖直管不一定竖直，通过调整相应方向的升降微调旋扭的微调使得竖直管竖直，然后进行测量，能够保证测量数据准确。升降微调旋扭起着微调作用，因此其微调角度与放置后形成倾斜范围相差不能太大，同时球形铰链也起着调整作用，其与升降微调旋扭配合起来抵消安装面的倾斜度，所以本方法不需精确调平地面，依靠下部铅锤锥的作用可保持上部竖直管的竖直。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本仪器及方法不需精确调平，依靠下部铅锤锥的作用可保持上部竖直管的竖直；相比标线仪可减少大面积的光污染，减少对现场工人的视力影响；采用激光束减少了语言、手势等信号的交流和传递，测量时间更短，测距也更长，适用光线不强环境下作业。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为基座的俯视图；

图3为图2的A-A向剖视图；

图4为球形铰链的结构示意图；

图5为图4的A-A向剖视图；

图6为图4的B-B向剖视图；

图7为竖直管的俯视图；

图8为竖直管的测视图；

图9为竖直升降装置的结构示意图；

图10为单向移动限制装置的剖视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-竖直升降装置，1a-水平筒，1b-激光发射孔，1c-竖直升降筒，1d-右升降微调旋扭，1e-右齿轮，1f-左螺旋，1g-左齿轮，1h-竖直孔，2-竖直管，2a-齿条，3-球形铰链，3a-球铰外壳，3b-上密封圈，3c-下密封圈，3d-滚珠，3e-内球体，3f-上螺纹，3g-下螺纹，4-基座，4a-三脚架接头，4b-座体，4c-球铰卡槽，4d-基座竖直孔，5-三脚支架，6-稳定杆，7-挂钩，8-重锤，9-单向移动限制装置，9a-壳体，9b-盖板，9c-弹簧，9d-限制曲臂，9e-锁紧销，9f-盖板插孔，9g-曲臂铰接孔，9h-曲臂移动槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例：

如图1至图10所示，一种标高快速测设标定仪器，在竖直升降装置1和连接装置之间设置有竖直管2，竖直管2下端内侧有与立杆接头螺纹相一致的螺纹，竖直管2的外壁内凹形成两条凹槽，且凹槽中均设置有齿条2a，齿条2a沿着竖直管2的中心线对称设置，竖直升降装置1包括竖直升降筒1c和与竖直升降筒1c垂直固定的水平筒1a，竖直升降筒1c和水平筒1a呈“十”字形布置，竖直升降筒1c为外方内圆形的升降筒，激光发射器设置在水平筒1a中，且水平筒1a中设置有激光发射孔1b，激光发射器产生的水平光束能够从激光发射孔1b中穿过形成水平状态，竖直管2穿过竖直升降筒1c中的竖直孔1h，且竖直升降筒1c能够沿着竖直管2的外壁进行铅垂方向移动。每条齿条2a均啮合有齿轮，齿轮设置在竖直升降筒1c中，齿轮能够绕着其轴线转动，齿轮均连接有升降微调螺旋，且升降微调螺旋穿过竖直升降筒1c后设置在竖直升降筒1c外部。为了方便描述，将沿着竖直升降筒1c两侧设置的齿轮命名为左齿轮1g和右齿轮1e，左齿轮1g和右齿轮1e均与对应的齿条2a啮合，同时与左齿轮1g连接的升降微调螺旋为左升降微调旋扭，和右齿轮1e连接的升降微调螺旋为右升降微调旋扭1d，单向移动限制装置9设置在右升降微调旋扭1d和左升降微调旋扭之间，右升降微调旋扭1d和左升降微调旋扭在竖直升降筒1c上形成上下关系，增加旋动时微调角度，旋动右升降微调旋扭1d能够带动右齿轮1e转动，从而沿着右齿条进行铅垂方向移动，实现相应方向微调，同理旋动左升降微调旋扭进行相反方向的微调，最终满足位置调整需求，使得测量结果准确。右升降微调旋扭1d和左升降微调旋扭上均设置有螺旋，其中右升降微调旋扭1d上的螺旋为右螺旋，左升降微调旋扭上的螺旋为左螺旋1f，便于转动时更加准确而到位，不会打滑。

在竖直升降装置1的实际升降中，需要保证其升降只能是每次单向进行，但是其本身采用金属制成，具备重量，容易在自重的带动下影响升降状况，甚至会出现多向移动，因此设计了单向移动限制装置9，单向移动限制装置9包括壳体9a，壳体9a内部中空并且朝向竖直升降筒1c的一端开孔，孔中设置有盖板9b，盖板9b通过盖板插孔9f与壳体9a固定并形成对孔端口的封闭，壳体9a中设置有弹簧9c、锁紧销9e和限制曲臂9d，限制曲臂9d的一端设置在弹簧9c和锁紧销9e之间并与锁紧销9e连接，另一端从壳体9a上的曲臂移动槽9h穿过后设置在壳体9a外部，限制曲臂9d与壳体9a内壁铰接并能够绕着铰接处转动，且限制曲臂9d能够在曲臂移动槽9h中移动，锁紧销9e远离弹簧9c的一端穿过壳体9a并能够插入到齿条2a中的齿之间。未按动限制曲臂9d时，弹簧9c的弹性推动限制曲臂9d将锁紧销9e插入到齿条2a中的齿之间，实现位置锁定，当需要改变竖直升降装置1和竖直管2之间的位置时，握住限制曲臂9d在壳体9a外部的一端并用力，由于限制曲臂9d通过曲臂铰接孔9g与壳体9a连接，而壳体9a上设置有让限制曲臂9d移动的曲臂移动槽9h，使得限制曲臂9d端头对弹簧9c进行压缩，拉动锁紧销9e从齿间拔出，解除锁定，移动到合适位置后松开限制曲臂9d，在弹簧9c作用下自动将锁紧销9e重新插入齿间实现锁定。

为了对仪器进行支撑而设计了三角支架5，仪器底部的竖直状态保持则是通过竖直稳定装置实现，竖直稳定装置穿过三角支架5形成的区域中心线后与连接装置连接。竖直稳定装置包括稳定杆6、挂钩7和重锤8，稳定杆6为一个钢质圆管，上端部内侧有与稳定杆接头端螺纹相应的螺纹，下端与挂钩7连接。挂钩7设置在稳定杆6和重锤8之间，并且挂钩7同时与稳定杆6和重锤8连接。重锤8利用自身的重量，始终保持竖直状态，然后带动稳定杆6使得球形铰链3中的内球体3e进行轻微转动，如同不倒翁一样，待平稳后，此时竖直管2不一定竖直，通过升降微调旋扭的微调使得竖直管2竖直，然后进行测量，能够保证测量数据准确。连接装置优选为球形铰链3，且球形铰链3包括两端开口的球铰外壳3a，球铰外壳3a为上下端面平行的球壳，球铰外壳3a中设置有内球体3e，内球体3e的上下端面平行，内球体3e中间外侧为环形槽，槽内有八颗钢珠作为滚珠3d，且滚珠3d的外壁与环形槽的壁面和球铰外壳3a的内壁接触，当仪器放置后，如果放置面不平整，则滚珠3d能够在环形槽和球铰外壳3a的内壁之间转动，使得整个仪器保持竖直，从而使得测量出来的数据始终准确，不受放置面影响。所述内球体3e中设置有接头，接头的两端分别设置有螺纹并命名为上螺纹3f和下螺纹3g，且接头穿过内球体3e后设置有上螺纹3f的一端与稳定杆6螺纹连接，设置有下螺纹3g的一端与竖直管2螺纹连接。还在球铰外壳3a上设置有上密封圈3b和下密封圈3c，接头穿过上密封圈3b和下密封圈3c，以实现对密封。

球铰外壳3a下方设置有基座4，基座4包括座体4b，座体4b中设置有球铰卡槽4c，且球铰外壳3a底端插入到球铰卡槽4c中，稳定杆6穿过座体4b中的座体竖直孔4d后与接头连接，或者接头穿过座体4b中的座体竖直孔4d后与稳定杆6连接，座体4b外壁上套有三脚架接头4a，三角支架5的顶端与三脚架接头4a连接。通过设计基座4实现三角支架5连接，使得整体的稳定性更高。

其具体安装过程如下：

第一、安放三脚支架5，并保持大致水平；

第二、安装竖直管2和稳定杆6到球形铰链3的上下端，将稳定杆6穿过基座竖直孔4d使球形铰链3坐入球铰卡槽4c内；

第三、把铅制重锤8挂在稳定杆6下的挂钩7上，捏住单向移动限制装置的按钮，对准微调齿轮和滑道槽，将竖直升降装置1安装到竖直管2上；

根据已知高程点或五零线位置，调整竖直升降装置1，使激光点位于整数1m位置的卷尺位置，扭动竖直升降装置1到待测点，标下该点，则该点即为已知高程点加1m或1.5m点，无需再通过喊话或手势升降塔尺或移动橡胶水管的高度。

本发明结构简单，成本低廉，仪器安放快捷，使用方便，相比水准仪可缩短测量时间，提高工作效率，有效避免光污染。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种标高快速测设标定仪器，其特征在于，包括能够沿着铅垂线进行移动的竖直升降装置（1），所述竖直升降装置（1）上安装有能够产生水平光束的激光发射器，竖直升降装置（1）下方设置有连接装置，连接装置与竖直升降装置（1）连接，并且连接装置能够在重力作用转动使得其轴线始终保持处于铅垂状态；

所述竖直升降装置（1）和连接装置之间设置有竖直管（2），竖直管（2）的底端与连接装置连接，且顶端穿过竖直升降装置（1），并且竖直升降装置（1）能够沿着竖直管（2）的外壁进行铅垂方向移动；

所述竖直升降装置（1）包括竖直升降筒（1c）和与竖直升降筒（1c）垂直固定的水平筒（1a），激光发射器设置在水平筒（1a）中，且水平筒（1a）中设置有激光发射孔（1b），激光发射器产生的水平光束能够从激光发射孔（1b）中穿过，竖直管（2）穿过竖直升降筒（1c），且竖直升降筒（1c）能够沿着竖直管（2）的外壁进行铅垂方向移动；

所述竖直管（2）的外壁内凹形成两条凹槽，且凹槽中均设置有齿条（2a），齿条（2a）沿着竖直管（2）的中心线对称设置，每条齿条（2a）均啮合有齿轮，齿轮设置在竖直升降筒（1c）中，齿轮能够绕着其轴线转动，齿轮均连接有升降微调螺旋，且升降微调螺旋穿过竖直升降筒（1c）后设置在竖直升降筒（1c）外部；

所述连接装置下方设置有三角支架（5）和竖直稳定装置，且三角支架（5）与连接装置连接，竖直稳定装置穿过三角支架（5）形成的区域中心线后与连接装置连接；

所述竖直稳定装置包括稳定杆（6）、挂钩（7）和重锤（8），稳定杆（6）与连接装置连接，挂钩（7）设置在稳定杆（6）和重锤（8）之间，并且挂钩（7）同时与稳定杆（6）和重锤（8）连接；

所述连接装置为球形铰链（3），且球形铰链（3）包括两端开口的球铰外壳（3a），球铰外壳（3a）中设置有内球体（3e），内球体（3e）的外壁内凹形成环形槽，环形槽中设置有滚珠（3d），且滚珠（3d）的外壁与环形槽的壁面和球铰外壳（3a）的内壁接触；所述内球体（3e）中设置有接头，且接头穿过内球体（3e）后两端分别与稳定杆（6）和竖直管（2）连接。

2.根据权利要求1所述的一种标高快速测设标定仪器，其特征在于，所述竖直升降筒上安装有单向移动限制装置（9），单向移动限制装置（9）包括壳体（9a），壳体（9a）与竖直升降筒（1c）固定，壳体（9a）中设置有弹簧（9c）、锁紧销（9e）和限制曲臂9d，限制曲臂9d的一端设置在弹簧（9c）和锁紧销（9e）之间并与锁紧销（9e）连接，另一端从壳体（9a）上的曲臂移动槽（9h）穿过后设置在壳体（9a）外部，限制曲臂（9d）与壳体（9a）内壁铰接并能够绕着铰接处转动，且限制曲臂（9d）能够在曲臂移动槽（9h）中移动，锁紧销（9e）远离弹簧（9c）的一端穿过壳体（9a）并能够插入到齿条（2a）中的齿之间。

3.根据权利要求1所述的一种标高快速测设标定仪器，其特征在于，所述球铰外壳（3a）下方设置有基座（4），基座（4）包括座体（4b），座体（4b）中设置有球铰卡槽（4c），且球铰外壳（3a）底端插入到球铰卡槽（4c）中，稳定杆（6）穿过座体（4b）后与接头连接，座体（4b）外壁上套有三脚架接头（4a），三角支架（5）的顶端与三脚架接头（4a）连接。

4.根据权利要求1所述的一种标高快速测设标定仪器的安装调试方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一、安放三角支架（5）；

第二、安装竖直管（2）和稳定杆（6）到球形铰链（3）的上下端，将稳定杆（6）穿过基座竖直孔（4d）使球形铰链（3）坐入球铰卡槽（4c）内；

第三、把铅制重锤（8）挂在稳定杆（6）下的挂钩（7）上，捏住单向移动限制装置的按钮，对准微调齿轮和滑道槽，将竖直升降装置（1）安装到竖直管（2）上；

第四、待重锤（8）保持静止不动后，然后转动升降微调螺旋，使得竖直管（2）保持竖直状态。

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