CN108731634A - 折叠便携式复合水准仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种操作简便、提高安装效率、增强实用性的折叠便携式复合水准仪，设有具有凹槽的长条形上节尺座和长条下节尺座，上节尺座与下节尺座之间有连接装置；上节尺座顶端设有水准标尺锁紧装置及拖拉把手，上节尺座中部设有水准仪安装基座、电池安装基座、电子手簿安装基座和水准器安装基座，分别安装有水准仪、电池、电子手簿和水准器，上节尺座下部通过竖向转轴与辅助脚架转动连接；下节尺座中部设有横向把手，下节尺座下部设有移动脚轮安装基座和水准标尺固定孔，移动脚轮安装基座与脚轮相接，下节尺座底端设有尺垫安装基座，尺垫安装基座与尺垫相接。

Description

折叠便携式复合水准仪

技术领域

本发明属于大地及工程测量技术领域，尤其涉及一种操作简便、提高安装效率、增强实用性的折叠便携式复合水准仪。

背景技术

传统水准测量装置是由一个水准仪和两个水准标尺组成。测量时先将两个水准标尺分别置于地面上的A、B两点，再将水准仪设置在A、B两点的中间位置，为了保证测量精度，一般要求水准仪距两个水准标尺的水平距离相等或大致相等。利用整平后水准仪的水平视线分别照准读取两个水准标尺的标高数值，所测标高数值之差即为地面A、B两点的水准高差，若已知其中一点的高程，即可由高差推算出另一点的高程。传统的水准测量装置及相应的作业方法存在如下不足：（1）三点配置、异步观测，测量工作效率低。因为在复杂的地形环境中实现水准仪和水准标尺三点之间位置的合理配置，往往耗费测量人员大量的精力和时间，同时先后分别照准标尺观测读数的异步观测又增加了观测时间，均影响了水准测量的工作效率，并且当遇到陡坡、坑洼、水塘、沟渠、沟壑、江河、山区等复杂地形环境时，往往不能将水准仪架设在两个水准标尺的中间位置，导致水准测量无法实施。（2）单观测系统，测量可靠性低。即传统水准测量装置仅采用一台水准仪进行测量，不能对测量的高差数据进行多观测系统的可靠性检核，通常为了提高水准测量的可靠性，往往采用往返测量检核模式，同样耗费测量人员大量的精力和时间，影响水准测量的工作效率。为了克服传统水准测量装置的不足，专利申请号为201220611636.6的中国专利，公开了一种“对偶式观测用尺仪合一复合水准仪”（以下简称复合水准仪），其结构是设有柱形尺体及水准器，在柱形尺体的同一柱面上固定有与柱形尺体轴线平行的水准标尺及可上下滑动的观测单元，所述观测单元有相互固定连接的对方高度信号测定器和本方高度信号测定器，对方高度信号测定器的视准轴与柱形尺体轴线垂直。水准测量时，需要将柱形尺体（水准标尺）的下端置于辅助尺垫上，同时需要使用三腿脚架固定柱形尺体（水准标尺），通过观测水准器等将柱形尺体（水准标尺）整平后，再进行观测……。此专利申请的进步点是：首次将水准仪安置在水准标尺上，实现了水准仪和水准标尺的一体化，可采用对偶观测原理，将传统水准测量装置的三点配置改为两点配置，并且实现了双系统的同步观测，从原理上克服了现行传统水准测量装置存在的不足。然而，上述专利申请仍存在如下不足：（1）脚架、水准标尺及辅助尺垫分离设置，移站后均需组合后再进行水准测量，组合操作费时费力，不仅影响水准测量的工作效率，而且还会影响到连续观测的准确性，甚至会在组合过程中损坏水准标尺；（2）使用三腿脚架时与水准标尺构成四点落地，难以平衡、稳定安置；当地面高差较大，升高或降低高度信号测定器（水准仪）架设高度后，测量员受身体因素限制无法通过目镜进行瞄准和调焦；脚架安置后标尺不能相对于脚架（地面）转动，调直和瞄准操作步骤难以协调导致无法作业。为了克服上述不足，专利号为201620482193.3的中国实用新型专利，公开了一种“尺仪一体化快速水准测量装置”，具体结构是由表面带刻度分划的水准标尺、水准器、高度测定器（水准仪）、观测手簿、辅助支架及辅助尺垫构成，所述高度测定器通过第一连接件与水准标尺相接；所述观测手簿通过第二连接件与水准标尺固定连接，高度测定器的信号输出端与观测手簿的数据处理模块相接；所述辅助支架通过第三连接件与水准标尺固定连接，水准标尺可相对于辅助支架水平转动；所述辅助尺垫通过第四连接件与水准标尺固定连接，水准标尺可相对于辅助尺垫转动。即将高度测定器、观测手簿、辅助支架及辅助尺垫通过连接件与水准标尺相接，首次提出了复合水准仪的一体化设计概念及配置方法，进一步方便了复合水准仪的外业连续搬站测量。但在复合水准仪的研制及实践过程中，发现该专利存在如下不足：（1）由于复合水准仪的水准标尺一般为3~5米，为了携带、运输及存放，必须将其它单元（高度测定器、观测手簿、辅助支架或脚架、水准器及辅助尺垫）与水准标尺分离，使用时再次重新安装。一方面所有部件与水准标尺拆卸分离时均处于零散状态，不便于归类、存放与携带；另一方面重新安装不仅操作麻烦而且还需随时携带安装工具，也使测量人员感到不便；同时频繁的拆卸及安装固定，持续对水准标尺造成挤压和磨损，直接影响到复合水准仪的使用寿命和观测精度；（2）高度测定器（水准仪）直接固定在水准标尺上，导致观测高度不稳定；（3）尺垫与水准标尺的连接设计不合理，无法满足复合水准仪测定i角的要求；（4）电子手簿、水准器与水准标尺的连接存在着拆卸不便及易磨损的问题；（5）移动脚轮影响脚架的稳定安置且移动不便。总而言之，从测量学、机械学、人体工程学角度来看，已有上述专利并不能满足复合水准仪水准测量时人机结合的实用操作性要求。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种操作简便、提高安装效率、增强实用性的折叠便携式复合水准仪。

本发明的技术解决方案是：一种折叠便携式复合水准仪，有水准标尺、水准仪、水准器、辅助脚架、电子手簿、电池、脚轮及尺垫，设有具有凹槽的长条形上节尺座和长条下节尺座，所述凹槽的横截断面与水准标尺形状一致，上节尺座与下节尺座之间有连接装置；所述上节尺座顶端设有水准标尺锁紧装置及拖拉把手，所述上节尺座中部设有水准仪安装基座、电池安装基座、电子手簿安装基座和水准器安装基座，所述水准仪、电池、电子手簿和水准器分别固定在水准仪安装基座、电池安装基座、电子手簿安装基座和水准器安装基座上，所述上节尺座下部通过竖向转轴与辅助脚架转动连接；所述下节尺座中部设有横向把手，所述下节尺座下部设有移动脚轮安装基座和水准标尺固定孔，所述移动脚轮安装基座与脚轮相接，所述下节尺座底端设有尺垫安装基座，尺垫安装基座与尺垫相接。

所述连接装置有设在上节尺座底端带套孔的上固定片和设在下节尺座顶端带套孔的下固定片，上固定片与下固定片相套接并由螺栓穿过套孔固定。

所述标尺锁紧装置由移动锁紧卡片、固定卡片和调节螺丝组成，所述固定卡片与上节尺座固定连接，所述移动锁紧卡片与上节尺座）之间设有调节螺丝。

所述水准仪安装基座设有用于与上节尺座相接的固定架，在固定架上面置有锁紧螺丝。

所述标尺锁紧装置由移动锁紧卡片、固定卡片和固定螺丝组成，所述固定卡片与上节尺座固定连接，所述固定螺丝将移动锁紧卡片固定在固定卡片上。

所述水准仪安装基座设有用于与上节尺座相接的固定架，在固定架上面置有锁紧螺丝。

所述辅助脚架有基架，与基架相接有长度可调的支脚，所述基架是由主板及相对设置在主板左右两端的左侧面和右侧面构成，所述转轴设置在主板内侧，在主板的左侧设有用于与上节尺座连接的弹簧，在右侧面前端设有横向顶丝，在左侧面和主板上分别设有挡块及与挡块固定相接的水平滑条，两个水平滑条呈正交分布，在水平滑条上套接有滑块，滑块上有定位螺丝，在所述挡块上设有与水平滑条轴向平行的横向孔，所述滑块上设有与横向孔同轴的螺纹孔，驱动螺丝与螺纹孔螺纹连接并穿过横向孔、与卡片固定连接，所述滑块下端与横向轴固定连接，横向轴与支脚转动相接，在支脚的下面转动相接有踏板。

所述移动脚轮安装基座，设有水平轴套与转动轴，轴套与下节尺座固定连接，转动轴套接于水平轴套上且两端固定连接有减震器套筒，减震器套筒内设有减震弹簧和连接杆，连接杆可相对于减震器套筒滑动，连接杆的一端与所述移动脚轮相接，所述转动轴中部固定有转动限位环。

所述尺垫安装基座有与下节尺座相接的固定架，与固定架活动连接有移动架，所述移动架上设有尺垫连接件，尺垫连接件与尺垫连接。

所述水准器安装基座固定有水准器托架和调节螺丝，水准器置于水准器托架上。

本发明从测量学、机械学、人体工程学角度出发，综合考虑水准测量人机结合的实用操作性要求，提出了更为科学合理的折叠便携式复合水准仪。采用长条尺座将水准器安装基座、辅助脚架、水准仪安装基座、电子手簿安装基座、电池安装基座、移动脚轮安装基座、尺垫安装基座等集成固定为一个永久性整体，可使水准标尺、水准仪、水准器、电子手簿、电池及尺垫与长条尺座快速集成与分离，既保证了水准测量使用时的整体性和测量的稳定性，又便于水准仪、电子手簿、水准标尺及尺垫的单独存放、运输、维护和数据后处理，极大地提高了水准测量的效率。同时将长条尺座拆分为上节尺座和下节尺座，更方便了长条尺座的存放和运输。本发明颠覆性地改变了高度测定器（水准仪）直接固定在水准标尺上的模式，通过长条尺座使尺仪合一，即提高了水准测量的精确度，又保护了水准标尺、延长了其使用寿命，有效解决了现有复合水准仪的实用操作性问题。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图。

图2是本发明实施例连接装置结构示意图。

图3是本发明实施例标尺锁紧装置结构示意图。

图4是本发明实施例辅助脚架结构示意图。

图5是本发明实施例水准器基座结构示意图。

图6是本发明实施例移动脚轮安装基座结构示意图。

图7是本发明实施例尺垫安装基座结构示意图。

图8是本发明实施例拆分效果图。

具体实施方式

本发明实施例如图1、2、3、4、5、6、7所示：同现有技术，有水准标尺1、水准仪2、水准器（观测单元）3、辅助脚架4、电子手簿5、电池6、脚轮7及尺垫8，设有用铝合金等材料制成的具有凹槽的长条形上节尺座9和长条下节尺座10，所述凹槽的横截断面与水准标尺形状一致，如U形或半圆形等，上节尺座9与下节尺座10之间有连接装置11，即上节尺座9与下节尺座10为分体结构，通过连接装置11组装一体或拆分、折叠。连接装置11可以如图2所示：有设在上节尺座9底端带套孔的上固定片9-1和设在下节尺座10顶端带套孔的下固定片10-1，上固定片9-1与下固定片10-1相套接并由螺栓9-2穿过套孔固定。所述上节尺座9顶端设有水准标尺锁紧装置12及拖拉把手13。标尺锁紧装置12图3a或图3b所示：由移动锁紧卡片12-1、固定卡片12-2和调节螺丝12-3组成，固定卡片12-2与上节尺座9固定连接，移动锁紧卡片12-1与上节尺座9之间设有调节螺丝12-3。可将水准标尺上端固定在上节尺座9的凹槽内，下节尺座10下部水准标尺固定孔21通过螺栓将水准标尺固定在的下节尺座10的下端。上节尺座9中部设有水准仪安装基座14、电池安装基座15、电子手簿安装基座16和水准器安装基座17，水准仪2、电池6、电子手簿5和水准器3分别固定在水准仪安装基座14、电池安装基座15、电子手簿安装基座16和水准器安装基座17上。

水准仪安装基座14设有用于与上节尺座9相接的固定架14-1，在固定架14-1上面置有锁紧螺丝14-2将水准仪固定；电池安装基座15及电子手簿安装基座16可采用托架、安装盒等；水准器安装基座17如图5所示：固定有水准器托架17-1和调节螺丝17-2，水准器3置于水准器托架17-1上。

上节尺座9下部通过竖向转轴18与辅助脚架4转动连接。辅助脚架4如图4所示：有基架41，与基架41相接有长度可调的支脚42，基架41是由主板41-1及相对设置在主板41-1左右两端的左侧面41-2和右侧面41-3构成，转轴18设置在主板41-1内侧，在主板41-1的左侧设有用于与上节尺座9连接的弹簧41-4，在右侧面41-3前端设有横向顶丝41-5，在左侧面41-2和主板41-1上分别设有挡块41-6及与挡块41-6固定相接的水平滑条41-7，两个水平滑条41-7呈正交分布，在水平滑条41-7上套接有滑块41-8，滑块41-8上有定位螺丝41-9，在所述挡块41-6上设有与水平滑条41-7轴向平行的横向孔41-10，滑块41-8上设有与横向孔41-10同轴的螺纹孔41-11，驱动螺丝41-12与螺纹孔41-11螺纹连接并穿过横向孔41-10、与卡片41-13固定连接，所述滑块41-8下端与横向轴41-14固定连接，横向轴41-14与支脚42转动相接，在支脚42的下面转动相接有踏板43。

下节尺座10中部设有横向把手19，下节尺座10下部设有移动脚轮安装基座20，移动脚轮安装基座20与脚轮7相接。所述移动脚轮安装基座20如图6所示，设有水平轴套20-1与转动轴20-2，轴套20-1与下节尺座10固定连接，转动轴20-2套接于水平轴套20-1上且两端固定连接有减震器套筒20-3，减震器套筒20-3内设有减震弹簧20-4和连接杆20-5，连接杆20-5可相对于减震器套筒20-3滑动，连接杆20-5的一端与所述移动脚轮7相接，转动轴20-2中部固定有转动限位环20-6。通过转动限位环20-6及限位插销20-7根据实际地形调节移动脚轮7离地面的高度，方便连续搬站测量时复合水准仪的移动。

下节尺座10底端设有尺垫安装基座22，尺垫安装基座22与尺垫8相接。尺垫安装基座22如图7所示：有与下节尺座10相接的固定架22-1，与固定架22-1活动连接有移动架22-2，移动架22-2上设有尺垫连接件22-3，尺垫连接件22-3与尺垫8连接。安装尺垫8时，可通过拆卸螺钉取下尺垫连接件22-3的一个横梁，将尺垫8置于两个横梁之间，再将取下的横梁用螺钉固定，即用两个横梁将尺垫8固定，再通过固定螺丝22-4将固定架22-1与移动架22-2固定，与下节尺座10连接为一个整体。

本发明实施例的使用过程：

测站测量时，手握横向把手19使复合水准仪的尺垫8置于地面测点上，再将辅助脚架4的支脚42张开，测量员踩住支脚42的踏板43，通过调节支脚42的长度和驱动螺丝41-12使水准器3的气泡居中。然后使用电子手簿5控制进行水准测量。本站测量完毕后，收起支脚42，倾斜复合水准仪使移动脚轮7着地，手握拖拉把手13使复合水准仪移动到下一个测点。

当水准测量完成后，如图8所示，可将水准标尺1、水准仪2、电子手簿5、电池6及尺垫8拆卸分离，然后将上节尺座9与下节尺座10折叠，便于存放、运输和维护，也便于电子手簿5的数据后处理及电池6的充电。

Claims (8)

1.一种折叠便携式复合水准仪，有水准标尺（1）、水准仪（2）、水准器（3）、辅助脚架（4）、电子手簿（5）、电池（6）、脚轮（7）及尺垫（8），其特征在于：设有具有凹槽的长条形上节尺座（9）和下节尺座（10），所述凹槽的横截断面与水准标尺形状一致，上节尺座（9）与下节尺座（10）之间有连接装置（11）；所述上节尺座（9）顶端设有水准标尺锁紧装置（12）及拖拉把手（13），所述上节尺座（9）中部设有水准仪安装基座（14）、电池安装基座（15）、电子手簿安装基座（16）和水准器安装基座（17），所述水准仪（2）、电池（6）、电子手簿（5）和水准器（3）分别固定在水准仪安装基座（14）、电池安装基座（15）、电子手簿安装基座（16）和水准器安装基座（17）上，所述上节尺座（9）下部通过竖向转轴（18）与辅助脚架（4）转动连接；所述下节尺座（10）中部设有横向把手（19），所述下节尺座（10）下部设有移动脚轮安装基座（20）和水准标尺固定孔（21），所述移动脚轮安装基座（20）与脚轮（7）相接，所述下节尺座（10）底端设有尺垫安装基座（22），尺垫安装基座（22）与尺垫（8）相接。

2.根据权利要求1所述的折叠便携式复合水准仪，其特征在于：所述连接装置（11）有设在上节尺座（9）底端带套孔的上固定片（9-1）和设在下节尺座（10）顶端带套孔的下固定片（10-1），上固定片（9-1）与下固定片（10-1）相套接并由螺栓（9-2）穿过套孔固定。

3.根据权利要求1或2所述的折叠便携式复合水准仪，其特征在于：所述标尺锁紧装置（12）由移动锁紧卡片（12-1）、固定卡片（12-2）和调节螺丝（12-3）组成，所述固定卡片（12-2）与上节尺座（9）固定连接，所述移动锁紧卡片（12-1）与上节尺座（9）之间设有调节螺丝（12-3）。

4.根据权利要求3所述的折叠便携式复合水准仪，其特征在于：所述水准仪安装基座（14）设有用于与上节尺座（9）相接的固定架（14-1），在固定架（14-1）上面置有锁紧螺丝（14-2）。

5.根据权利要求4所述的折叠便携式复合水准仪，其特征在于：所述辅助脚架（4）有基架（41），与基架（41）相接有长度可调的支脚（42），所述基架（41）是由主板（41-1）及相对设置在主板（41-1）左右两端的左侧面（41-2）和右侧面（41-3）构成，所述转轴（18）设置在主板（41-1）内侧，在主板（41-1）的左侧设有用于与上节尺座（9）连接的弹簧（41-4），在右侧面（41-3）前端设有横向顶丝（41-5），在左侧面（41-2）和主板（41-1）上分别设有挡块（41-6）及与挡块（41-6）固定相接的水平滑条（41-7），两个水平滑条（41-7）呈正交分布，在水平滑条（41-7）上套接有滑块（41-8），滑块（41-8）上有定位螺丝（41-9），在所述挡块（41-6）上设有与水平滑条（41-7）轴向平行的横向孔（41-10），所述滑块（41-8）上设有与横向孔（41-10）同轴的螺纹孔（41-11），驱动螺丝（41-12）与螺纹孔（41-11）螺纹连接并穿过横向孔（41-10）、与卡片（41-13）固定连接，所述滑块（41-8）下端与横向轴（41-14）固定连接，横向轴（41-14）与支脚（42）转动相接，在支脚（42）的下面转动相接有踏板（43）。

6.根据权利要求5所述的折叠便携式复合水准仪，其特征在于：所述移动脚轮安装基座（20），设有水平轴套（20-1）与转动轴（20-2），轴套（20-1）与下节尺座（10）固定连接，转动轴（20-2）套接于水平轴套（20-1）上且两端固定连接有减震器套筒（20-3），减震器套筒（20-3）内设有减震弹簧（20-4）和连接杆（20-5），连接杆（20-5）可相对于减震器套筒（20-3）滑动，连接杆（20-5）的一端与所述移动脚轮（7）相接，所述转动轴（20-2）中部固定有转动限位环（20-6）。

7.根据权利要求6所述的折叠便携式复合水准仪，其特征在于：所述尺垫安装基座（22）有与下节尺座（10）相接的固定架（22-1），与固定架（22-1）活动连接有移动架（22-2），所述移动架（22-2）上设有尺垫连接件（22-3），尺垫连接件（22-3）与尺垫（8）连接。

8.根据权利要求7所述的折叠便携式复合水准仪，其特征在于：所述水准器安装基座（17）固定有水准器托架（17-1）和调节螺丝（17-2），水准器（3）置于水准器托架（17-1）上。