CN107990875A - 一种带有自动扶直装置的水准尺 - Google Patents

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张金凝
周毅姝
陈柳清
曹瑾瑾
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    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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Abstract

一种带有自动扶直装置的水准尺属于精密水准测量领域。其特征在于，包括电机、陀螺仪、支撑杆、单片机，陀螺仪集成设于水准尺上部，电机可放于上部，也可内嵌到支撑杆中，支撑杆有两个，使用时两个支撑杆与水准尺形成稳定的三角结构，支撑杆为可伸缩杆件，支撑杆的一端与电机连接，另一端支设在地面上，单片机与陀螺仪及电机连接，单片机实时监测陀螺仪的参数，并控制电机运行，电机可带动支撑杆伸缩以调节支撑杆的长度。本发明通过单片机监测陀螺仪的参数，并控制电机运行，电机带动支撑杆伸缩以调节支撑杆的长度，进而确保水准尺保持垂直状态，有效的避免了人工扶尺带来的测量误差，提高了测量效率及测量精度。

Description

一种带有自动扶直装置的水准尺
技术领域
一种带有自动扶直装置的水准尺属于精密水准测量领域。
背景技术
在公路或铁路建设中，经常需要对公路或铁路所处的地形进行各项工程测量，精密水准测量就是其中重要的测量项目之一，而水准尺则是水准测量必不可少的工具。现有的水准尺都是由测量人员手扶以确保水准尺尺身垂直，长时间的手扶会导致测量人员疲劳，加上户外环境的影响，难以维持尺身的稳定，导致测量出现误差。这种人工扶尺的测量方法，劳动强度大，测量效率低，测量精度也得不到保证。鉴于此，设计一种测量效率高且能确保测量精度的带有自动扶直装置的水准尺十分必要。
现有技术存在以下缺点：
1)现有技术通过设置支撑架协助测量人员扶尺，在一定程度上降低了测量人员的工作难度和强度，但其仍需要人工扶尺，造成人力资源的浪费，且其操作复杂，使用不便，不便于推广应用。
2)现有技术中水准尺支撑架结构较为复杂，固定及调整水准尺的时间较长，使用时需要测量人员前后左右微调来使水准尺的水准气泡居中，导致测量效率及测量精度较低。
发明内容
本专利带有自动扶直装置的水准尺，其中自动扶直装置包括电机、陀螺仪、支撑杆、单片机，陀螺仪集成设于水准尺上部，电机可放于上部，也可内嵌到支撑杆中，支撑杆有两个，使用时两个支撑杆与水准尺形成稳定的三角结构，支撑杆为可伸缩杆件，支撑杆的一端与电机连接，另一端支设在地面上，单片机与陀螺仪及电机连接，单片机可实时监测陀螺仪的参数，并控制电机运行，电机可带动支撑杆伸缩以调节支撑杆的长度。
本专利测量前进行校准，将水准尺立于待测地面上，扶正水准尺，使水准尺上的水准气泡居中，记录此时陀螺仪的参数；测量时，将水准尺立于测量基点上，单片机监测陀螺仪的参数，若与校准时的陀螺仪参数有偏差，则通过单片机控制电机运行，电机带动支撑杆伸缩以调节支撑杆的长度，进而调整水准尺的垂直度，持续调整直至监测到的陀螺仪参数与校准时的陀螺仪参数一致，此时水准尺处于垂直状态。
本专利自动化程度高，无需人工扶尺，节约人力物力，降低了测量成本，且其结构简单，操作方便，便于推广应用。
本专利通过单片机监测陀螺仪的参数，并控制电机运行，电机带动支撑杆伸缩以调节支撑杆的长度，进而确保水准尺保持垂直状态，有效的避免了人工扶尺带来的测量误差，提高了测量效率及测量精度。
附图说明
图1带有自动扶直装置的水准尺结构示意图
1—主控装置(含夹具)2—陀螺仪3—支撑杆(内含电机或液压杆)4—水准尺
具体实施方式
实施例1中支撑杆包括带有外螺纹的第一杆体、带有内螺纹的第二杆体，第一杆体和第二杆体螺纹连接。
技术方案实现过程如下：
本专利带有自动扶直装置的水准尺包括水准尺、电机、陀螺仪、支撑杆、单片机，电机与陀螺仪集成设于水准尺上部(电机也可以放在支撑杆中)，支撑杆有两个，使用时两个支撑杆与水准尺形成稳定的三角结构，支撑杆为可伸缩杆件，所述支撑杆包括带有外螺纹的第一杆体、带有内螺纹的第二杆体，第一杆体和第二杆体螺纹连接，第一杆体的一端与电机连接，第二杆体的一端支设在地面上，单片机与陀螺仪及电机连接，单片机可实时监测陀螺仪的参数，并控制电机运行，电机可带动第一杆体转动以调节支撑杆的长度。
本专利测量前进行校准，将水准尺立于待测地面上，扶正水准尺，使水准尺上的水准气泡居中，记录此时陀螺仪的参数；测量时，将水准尺立于测量基点上，单片机监测陀螺仪的参数，若与校准时的陀螺仪参数有偏差，则通过单片机控制电机运行，电机带动第一杆体转动以调节支撑杆的长度，进而调整水准尺的垂直度，持续调整直至监测到的陀螺仪参数与校准时的陀螺仪参数一致，此时水准尺处于垂直状态。
实施例2技术方案实现过程
实施例2中支撑杆为液压杆。
技术方案实现过程如下：
本专利带有自动扶直装置的水准尺包括水准尺、电机、陀螺仪、支撑杆、单片机，电机与陀螺仪集成设于水准尺上部(电机也可放在支撑杆中)，支撑杆有两个，使用时两个支撑杆与水准尺形成稳定的三角结构，支撑杆为可伸缩杆件，所述支撑杆为液压杆，液压杆的一端与电机连接，另一端支设在地面上，单片机与陀螺仪及电机连接，单片机可实时监测陀螺仪的参数，并控制电机运行，电机可带动液压杆伸缩以调节支撑杆的长度。
本专利测量前进行校准，将水准尺立于待测地面上，扶正水准尺，使水准尺上的水准气泡居中，记录此时陀螺仪的参数；测量时，将水准尺立于测量基点上，单片机监测陀螺仪的参数，若与校准时的陀螺仪参数有偏差，则通过单片机控制电机运行，电机带动液压杆伸缩以调节支撑杆的长度，进而调整水准尺的垂直度，持续调整直至监测到的陀螺仪参数与校准时的陀螺仪参数一致，此时水准尺处于垂直状态。
本专利自动化程度高，无需人工扶尺，节约人力物力，降低了测量成本，且其结构简单，操作方便，便于推广应用。
本专利通过单片机监测陀螺仪的参数，并控制电机运行，电机带动支撑杆伸缩以调节支撑杆的长度，进而确保水准尺保持垂直状态，有效的避免了人工扶尺带来的测量误差，提高了测量效率及测量精度。
本专利首次提出将陀螺仪、单片机、电机进行组合使用以实时调整支撑杆的长度，进而实现水准尺的自动扶直，本装置无需人工扶尺，节约了成本，提高了测量效率及测量精度。
本专利支撑杆采用螺纹连接的杆件或液压杆，便于电机带动支撑杆伸缩以调节支撑杆的长度，本装置结构简单，操作方便，便于推广应用。

Claims (3)

1.一种带有自动扶直装置的水准尺，其特征在于，包括电机、陀螺仪、支撑杆、单片机，陀螺仪集成设于水准尺上部，电机可放于上部，也可内嵌到支撑杆中，支撑杆有两个，使用时两个支撑杆与水准尺形成稳定的三角结构，支撑杆为可伸缩杆件，支撑杆的一端与电机连接，另一端支设在地面上，单片机与陀螺仪及电机连接，单片机实时监测陀螺仪的参数，并控制电机运行，电机可带动支撑杆伸缩以调节支撑杆的长度。
2.根据权利要求1所述水准尺，其特征在于，支撑杆为螺纹连接的杆件或液压杆。
3.应用如权利要求1或2所述水准尺的方法，其特征在于，测量前进行校准，将水准尺立于待测地面上，扶正水准尺，使水准尺上的水准气泡居中，记录此时陀螺仪的参数；测量时，将水准尺立于测量基点上，单片机监测陀螺仪的参数，若与校准时的陀螺仪参数有偏差，则通过单片机控制电机运行，电机带动支撑杆伸缩以调节支撑杆的长度，进而调整水准尺的垂直度，持续调整直至监测到的陀螺仪参数与校准时的陀螺仪参数一致，此时水准尺处于垂直状态。
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