CN109405813A - 360°可调节监测棱镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供的360°可调节监测棱镜，至少包括彼此连接的支杆、角度调节装置和棱镜固定装置，角度调节装置至少包括一端固定至支杆顶端的第一连接臂以及一端与棱镜固定装置活动连接的第二连接臂，在第一连接臂与第二连接臂相对彼此活动连接的情况下，第一连接臂能够因对其施加第一外力作用而带动棱镜固定装置一起绕支杆转动，第二连接臂能够因对其施加的第二外力作用而绕第二轴线方向转动，并使得棱镜固定装置能够以保持其朝向不改变的方式增大或减小与支杆之间的相对位移，棱镜固定装置能够因对其施加的第三外力作用而以增大或减小棱镜固定装置的朝向与支杆之间的夹角的方式绕第三轴线转动，至少能够在任一平面内360°地改变棱镜组件的朝向。

Description

360°可调节监测棱镜

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及360°可调节监测棱镜。

背景技术

基坑是房屋建筑、市政工程或者地下建筑物在施工时需要开挖的坑。基 坑工程是指为保证基坑施工、主体地下结构的安全和周围环境不受损害而采 取的支护结构、降水和土方开挖与回填，其包括勘察、设计、施工、监测和 检测等。为了保证基坑施工、主体地下结构的安全与周围环境不受损害，需 要进行基坑支护、降水和开挖，并且进行相应的堪查、设计、施工和监测， 这项系统的综合性工程称之为基坑工程。基坑工程是面对各种各样的地基土 和复杂的环境条件进行施工作业，其存在诸如外力不确定性、变形不确定性、 土性不确定性和一些偶然变化所引起的不确定因素。随着国民经济、基础建 设和城市规划的发展，土地越显珍贵，各种地下建筑越来越多、越来越深、 越来越复杂，因而基坑施工技术在这个发展过程中也得到了极大的推广和普 及，但是各种安全问题也经常出现。所以如何保证基坑施工的安全就显得更 加重要了。基坑工程是一门实践性很强的实践科学，是集地质工程、岩土工 程、结构工程和岩土测试技术于一身的系统工程，由于土体性质的复杂多变性和各种计算模型的局限性，很多基坑工程的理论计算结果与实测数据往往 有较大差异。根据上述情况，在工程设计阶段就准确无误地预测基坑工程支 护结构和周围土体在施工过程中的变化是不现实的，施工过程中如果出现异 常，且这种变化又没有被及时发现并任其发展，后果将不堪设想。因此，对 于大型复杂工程，原型监测是保证基坑工程的关键。为了保证各种基坑施工 的安全性和可预见性，除了安全合理的基坑支护设计方案外，针对实际情况 制订相应的监测方案和措施也非常重要。通过对监测资料的总结和分析，优 化深基坑支护设计方案，并在整个施工过程中进行指导和监督，以保证施工 安全。

对于基坑工程，基坑监测是一个重要的作业环节，通过基坑监测的结果 能够合理评价基坑工程的安全性。基坑监测的内容包括水平位移监测、竖向 位移监测、裂缝监测、土压力监测、孔隙水压力监测、地下水位监测等。常 规的桩顶水平位移监测方法是：通过全站仪和监测棱镜对桩顶水平位移进行 监测，但是常规的监测棱镜都是水平固定在监测棱镜杆上；针对相对高度差 较大的地方，由于角度关系，桩顶水平位移监测的精度不高，监测效果不太 理想。

中国专利(公开号为CN105091774A)公开了一种监测棱镜组件，包 括底座、固定装置和棱镜，所述棱镜通过所述固定装置固定位于所述底座上， 所述底座是由磁铁制作的，所述底座的前面设有开关，底部开设有梯形的沟 槽，上部设有第一螺栓孔，所述开关为磁力开关；底座的磁力通过开关控制， 方便监测棱镜组件安装和拆卸。为了增加磁铁底座的水平吸附能力，底座的 底部、所述沟槽的上底面、第一斜面和第二斜面均为粗糙面，用来增加接触 面摩擦系数，从而提高水平吸附能力。

虽然该专利提供的监测棱镜组件提高了其吸附能力，适用于多种监测对 象的工程变形监测，但是由于棱镜被牢固地吸附在监测对象上，导致在安装 完成后无法对其进行调节，在各处变形程度不一的基坑内，尤其是在相对高 度差较大的地方，由于角度的关系，该专利提供的监测棱镜组件却不能与全 站仪对准，无法实现高精度的基坑变形监测效果。

中国专利(公开号为CN106638535B)公开了一种基坑施工现场监测 装置以及方法，包括：包括基座、调节杆、棱镜；基座用于放置在检测点位 置；调节杆固定于基座上，包括竖直杆和斜杆；棱镜设置于调节杆，斜杆与 所述竖直杆成超过15度的特定角度；棱镜通过特定长度的第一挂绳固定于 斜杆顶端；在斜杆上半部分通过长度可调节的第二挂绳悬挂一铅锤；在测量 时，通过全站仪确定棱镜的高度，使铅锤与检测点位于同一水平位置，确定 第二挂绳上与棱镜处于同一水平面的点，确定该点与铅锤的距离；根据上述 距离以及棱镜的高度，确定检测点的高度，从而确定检测点的隆起变形数据。

虽然该专利提供的监测装置能够通过调节所述棱镜相对于所述调节杆 的位置来确定检测点的隆起变形数据，但由于其棱镜是通过特定长度的第一 挂绳固定于所述斜杆顶端，对于在户外施工的开阔环境中常常有较大的风， 悬挂的绳索很容易被风吹动，无法达到精确及时的监测效果，导致监测人员 需要花费较长的时间前往基坑内去调节棱镜稳定问题，存在较大的安全隐患 问题，因此该专利提供的监测装置并不适用于基坑施工现场。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供的360°可调节监测棱镜，至少包括 彼此连接的支杆、角度调节装置和棱镜固定装置，所述角度调节装置至少包 括一端固定至所述支杆顶端的第一连接臂以及一端与所述棱镜固定装置活 动连接的第二连接臂，在所述第一连接臂与所述第二连接臂相对彼此活动连 接的情况下，所述第一连接臂能够因对其施加第一外力作用而带动所述棱镜 固定装置一起绕所述支杆转动，所述第二连接臂能够因对其施加的第二外力 作用而绕第二轴线方向转动，并使得所述棱镜固定装置能够以保持其朝向不 改变的方式增大或减小与所述支杆之间的相对位移，所述棱镜固定装置能够 因对其施加的第三外力作用而以增大或减小所述棱镜固定装置的朝向与所 述支杆之间的夹角的方式绕第三轴线转动，所述第一轴线与所述第二轴线互 不垂直，并且在朝向所述监测棱镜上与所述支杆的纵向延伸方向平行的正视 图中观察，所述第一轴线、所述第二轴线和所述第三轴线共面，其中，在所 述棱镜固定装置绕第一轴线、第二轴线和/或第三轴线产生相对转动的情况 下，至少能够改变棱镜组件朝向和/或棱镜与支杆之间的相对位移。

根据一种优选实施方式，所述支杆顶端、所述第一连接臂端部和所述第 二连接臂端部上分别具有至少一个定位主动机构，所述第一连接臂的另一端、 所述第二连接臂的另一端和所述棱镜固定装置端部上分别具有与所述定位 主动机构同轴设置且与所述定位主动机构相适配的调节从动机构，所述支杆 与所述第一连接臂之间、所述第一连接臂与所述第二连接臂之间以及所述第 二连接臂与所述棱镜固定装置之间分别按照所述定位主动机构与所述调节 从动机构配合连接的方式相对彼此可转动连接，其中，所述定位主动机构被配置为按照顺时针或逆时针驱动所述调节从动机构转动的方式分别提供所 述第一外力作用、所述第二外力作用和所述第三外力作用，在与所述支杆顶 端和所述第二连接臂分别对应的定位主动机构驱动所述与各自对应的调节 从动机构转动的情况下，能够使得所述棱镜固定装置在任一平面内可360° 地改变其棱镜组件朝向。

根据一种优选实施方式，所述支杆按照其端部上设置的所述定位主动机 构与所述第一连接臂上的所述调节从动机构转动连接的方式设于所述棱镜 固定装置下方，所述支杆被配置为按照增加或减小其伸缩长度的方式以使得 所述棱镜固定装置能够相对于地面沿所述支杆的纵向延伸方向移动，其中，

所述棱镜固定装置能够通过所述支杆的伸缩长度增加或减小以实现所 述棱镜固定装置相对于地面沿所述支杆的纵向延伸方向上的较大范围的调 整，并且在设于所述第一连接臂端部上的定位主动机构驱动所述第二连接臂 上与之对应的调节从动机构转动时，所述棱镜固定装置能够通过所述第二连 接臂与所述第一连接臂之间的相对转动以实现所述棱镜固定装置相对于地 面沿所述支杆的纵向延伸方向上的微小调整。

根据一种优选实施方式，所述棱镜固定装置至少包括彼此连接的所述调 节从动机构和用来安装及锁定棱镜组件的锁定解锁装置，所述锁定解锁装置 包括至少一个锁定位置和至少一个解锁位置，其中，所述棱镜固定装置被配 置为通过所述锁定解锁装置与所述棱镜组件之间活动连接的方式而使得所 述棱镜组件能够沿着介于至少一个锁定位置和至少一个解锁位置之间延伸 的行程转动，并且所述棱镜组件在沿着该行程转动至所述锁定位置时以限制 所述棱镜组件与棱镜固定装置的相对旋转的方式与所述棱镜组件配合连接， 所述棱镜组件在沿着该行程转动至所述解锁位置时以保持所述棱镜组件与 棱镜固定装置的活动连接的方式与所述棱镜组件脱离配合。

根据一种优选实施方式，所述第一连接臂的两端以在所述支杆顶端区域 内保留有用于容纳所述第二连接臂的容纳空间的方式分别与所述支杆顶端 和所述第二连接臂连接，其中，在设于所述第一连接臂端部上的定位主动机 构驱动所述第二连接臂上与之对应的调节从动机构转动时，所述第二连接臂 能够按照绕所述第二轴线且朝向靠近所述支杆的方向转动且保持所述第二 轴线方向与所述第三轴线方向之间的夹角不变的方式置于所述容纳空间内 以使得所述第三轴线方向与所述第一轴线方向之间的夹角呈递减趋势。

根据一种优选实施方式，所述监测棱镜内设置有用于与移动通信终端通 信地连接的通信模块和与所述通信模块连接的中央处理模块，所述中央处理 模块被配置为所述定位主动机构电连接且响应于由所述通信模块接收到的 指令信号来开启所述定位主动机构，从而使得所述定位主动机构能够按照顺 时针或逆时针驱动所述调节从动机构转动的方式分别提供所述第一外力作 用、所述第二外力作用和所述第三外力作用，进而用户能够通过由移动通信 终端生成的指令信号来改变棱镜组件朝向和/或棱镜与支杆之间的相对位移。

根据一种优选实施方式，所述监测棱镜还包括安装在所述支杆底端且允 许用户在折叠关闭状态与撑起打开状态之间转变的支架，其中，所述支架包 括至少一个具有伸缩机构的支腿和通过按钮操作的角度卡位机构，所述角度 卡位机构能够通过所述按钮的启闭来锁定或释放所述支腿相对于所述支杆 的纵向延伸方向所形成的夹角。

根据一种优选实施方式，在所述按钮因对其施加外力作用而处于第一工 作位置而使得所述角度卡位机构以允许所述伸缩机构基于所述支腿底端距 离地面的高度而朝向地面相对移动的方式释放所述支腿朝向靠近所述支杆 的纵向延伸方向移动的运动趋势，在所述按钮因对其施加外力作用而处于与 所述第一工作位置相对应的第二工作位置而使得所述角度卡位机构以允许 保持所述伸缩机构的部分伸出状态且所述支腿与所述支杆相对固定的方式 锁定所述支腿与所述支杆的纵向延伸方向之间的夹角。

根据一种优选实施方式，在所述支架处于折叠关闭状态中时，所述按钮 能够因对其施加外力作用而使其与所述支架顶端卡合连接的自由端从所述 支架顶端释放进而使得所述按钮上与所述伸缩机构卡合连接的底表面与所 述伸缩机构脱离连接，以便于用户能够手动地将所述支腿打开至与所述支杆 的纵向延伸方向之间具有一定夹角以及将所述支腿延伸至与所述支杆底端 之间距离一定位移，并且其中通过对所述按钮施加外力作用而使所述按钮复 位至所述第一工作状态的方式来实现将所述支架由折叠关闭状态转变为所述撑起打开状态中。

根据一种优选实施方式，在所述支架处于所述撑起打开状态中时，所述 按钮能够因对其施加外力作用而使其与所述支架顶端卡合连接的自由端从 所述支架顶端释放进而使得所述按钮上与所述伸缩机构卡合连接的底表面 与所述伸缩机构脱离连接，进而使得打开至与所述支杆的纵向延伸方向之间 具有一定夹角的所述支腿在受到自身重力的第一分力作用下朝向靠近所述 支杆的纵向延伸方向逐渐收拢，且使得所述伸缩机构在受到自身重力的第二 分力与地面对其提供的支撑力所共同形成的合力作用下以允许其收缩的方式来实现将所述支架由撑起打开状态转变为所述折叠关闭状态，其中，所述 第一分力为所述伸缩机构的自身重力在垂直于所述支腿的方向上的分力，所 述第二分力为所述伸缩机构的自身重力在平行于所述支腿的方向上的分力。

本发明的有益技术效果：

(1)本发明提供的可调节监测棱镜通过整合液压调整结构以及分段调 整结构的优点于一体，在使用上兼具液压调整的提升稳定性以及分段调整的 定位精确性，并在任一平面内均能实现360°地改变其棱镜组件的朝向，通 过方向调节和高度调节共同配合能够满足全站仪观测的要求，达到高精度地 监测效果。

(2)本发明提供的可调节监测棱镜适用于在各处起伏程度不一的基坑 施工现场内，尤其是在相对高度差较大的基坑处，通过结合方向和高度的共 同调节，能够实现高精度的基坑变形监测效果，避免了现有技术中由于角度 的关系而不能与全站仪对准的问题。

(3)本发明满足了不同施工环境的要求，在地理位置较为危险的边坡 处进行基坑监测时，施测人员只需在安装该监测棱镜后，在安全的监测点位 置通过移动通信终端来控制该监测棱镜的安装高度及转向，从而在采集监测 点信息时无需施测人员到达存在安全隐患的基坑内，在保证高精度采集监测 点信息的条件下确保了施测人员的人身安全。

附图说明

图1是本发明优选的可调节监测棱镜的侧视图的简化结构示意图；

图2是本发明优选的带支架的可调节监测棱镜的侧视图的简化结构示意 图；

图3是本发明优选的可调节监测棱镜的正视图的简化结构示意图；

图4是本发明优选的伸缩结构的主视图的简化结构示意图；和

图5是本发明优选的可调节监测棱镜的模块连接的简化示意图。

附图标记列表

1：支杆 2：角度调节装置 3：棱镜固定装置

4：第一连接臂 5：第二连接臂 6：第一轴线

7：第二轴线 8：第三轴线 9：棱镜组件

10：定位主动机构 11：调节从动机构 12：锁定解锁装置

13：移动通信终端 14：通信模块 15：中央处理模块

16：支架 17：伸缩结构 18：支腿

19：按钮 20：角度卡位机构

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

如图1所示，360°可调节监测棱镜，至少包括彼此连接的支杆1、角 度调节装置2和棱镜固定装置3，角度调节装置2至少包括一端固定至支杆 1顶端的第一连接臂4以及一端与棱镜固定装置3活动连接的第二连接臂5， 在第一连接臂4与第二连接臂5相对彼此活动连接的情况下，第一连接臂4 能够因对其施加第一外力作用而带动棱镜固定装置3一起绕支杆1转动，第 二连接臂5能够因对其施加的第二外力作用而绕第二轴线7方向转动，并使得棱镜固定装置3能够以保持其朝向不改变的方式增大或减小与支杆1之间 的相对位移，棱镜固定装置3能够因对其施加的第三外力作用而以增大或减 小棱镜固定装置3的朝向与支杆1之间的夹角的方式绕第三轴线8转动，第 一轴线6与第二轴线7互不垂直，并且朝向所述监测棱镜上与所述支杆1的 纵向延伸方向平行的正视图中观察，第一轴线6、第二轴线7和第三轴线8 共面，其中，在棱镜固定装置3绕第一轴线6、第二轴线7和/或第三轴线8 产生相对转动的情况下，至少能够改变棱镜组件9朝向和/或棱镜组件9与 支杆1之间的相对位移。

在将棱镜安装至棱镜固定装置3上后，能够分别通过支杆1的伸缩和第 二连接臂5与第一连接臂4之间的相对转动来调整棱镜固定装置3相对地面 的高度，由于支杆1的伸缩通过提升力较强的液压驱动，提升稳定的同时其 高度改变幅度也较大，在先通过支杆1的伸缩作大幅度地调整至大致位置后， 再通过第二连接臂5与第一连接臂4之间的相对转动作小幅度地调整至精确 位置，因此可以通过上述两者结合使用来整合液压调整结构以及分段调整结 构的优点于一体，在使用上兼具液压调整的提升稳定性以及分段调整的定位精确性。根据全站仪的位置，施测人员能够继续通过第一连接臂4与棱镜固 定装置3来调整棱镜组件9的朝向，对第一连接臂4施加第一外力作用，从 而带动棱镜组件9能够在与地面平行的平面内360°地改变其朝向，继而对 棱镜固定装置3施加第三外力作用绕第三轴线8转动，带动棱镜组件9能够 在与地面垂直的平面内360°地改变其朝向，满足施测人员对棱镜360°可 调节的需求。或可以确认棱镜组件9的朝向后，能够通过保持其朝向不改变 的方式再对其高度进行调节，直至能够与全站仪位置相对应。因此，本发明 提供的可调节监测棱镜通过整合液压调整结构以及分段调整结构的优点于 一体，在使用上兼具液压调整的提升稳定性以及分段调整的定位精确性，并 且在各个平面内均能实现360°地改变其棱镜组件9的朝向，朝向调节和高 度调节共同配合能够满足全站仪观测的要求，达到高精度地监测效果。该监 测棱镜适用于在各处的起伏程度不一的基坑施工现场内，尤其是在相对高度 差较大的基坑处，避免了现有技术中由于角度的关系不能与全站仪对准的问 题，能够实现高精度的基坑变形监测效果。

本发明满足了不同施工环境的要求不仅可以用于基坑监测，还可以广泛 用于建筑物变形监测、地下隐蔽设施监测、滑坡监测、大坝变形监测以及桥 梁工程监测等。其中，在地理位置较为危险的边坡处，施测人员只需在安装 该监测棱镜后，在安全的监测点位置通过移动通信终端来控制该监测棱镜的 安装高度及转向，从而在采集监测点信息时无需施测人员到达存在安全隐患 的基坑内，在保证高精度采集监测点信息的条件下确保了施测人员的人身安 全。避免了现有技术中在基坑隆起变形引起棱镜相应的倾斜时，全站仪不能 够对准棱镜来监测基坑隆起变形程度，需要施测人员前往基坑内调整棱镜的 角度，这种手动拨动棱镜组件的调节角度操作不便且角度调节精度较低，往 往需要多次调整才能满足需求，而且不利于保障施工人员的安全问题。

优选的，第一轴线6与第二轴线7之间的夹角始终固定且不为直角。如 图1中在第二连接臂5完全置于容纳空间内以使得第三轴线8方向与第一轴 线6方向之间的夹角相对彼此平行的情况下，在朝向所述监测棱镜上与所述 支杆1的纵向延伸方向平行的正视图中观察，第一轴线6、第二轴线7和第 三轴线8共面。如图3中在第二连接臂5转动至与第二轴线7方向平行的 情况下，在朝向所述监测棱镜上与所述支杆1的纵向延伸方向平行的正视图中观察，所述第三轴线8垂直于由第一轴线6和第二轴线7共同所限定的平 面。优选的，定位主动机构10的壳体形状和调节从动机构11的壳体形状 均由圆盘状限定，而第一轴线6、第二轴线7和第三轴线8分别为各自对应 的定位主动机构10的中心轴线。

根据一种优选实施方式，支杆1顶端、第一连接臂4端部和第二连接臂 5端部上分别具有至少一个定位主动机构10，第一连接臂4的另一端、第 二连接臂5的另一端和棱镜固定装置3端部上分别具有与定位主动机构10 同轴设置且与定位主动机构相适配的调节从动机构11，支杆1与第一连接 臂4之间、第一连接臂4与第二连接臂5之间以及第二连接臂5与棱镜固 定装置3之间分别按照定位主动机构10与调节从动机构11配合连接的方 式相对彼此可转动连接，其中，定位主动机构10被配置为按照顺时针或逆 时针驱动调节从动机构11转动的方式分别提供第一外力作用、第二外力作 用和第三外力作用，在与支杆1顶端和第二连接臂5分别对应的定位主动机 构10驱动与各自对应的调节从动机构11转动的情况下，能够使得棱镜固 定装置3在任一平面内可360°地改变其棱镜组件9朝向。

例如，如图1所示，在启动第一连接臂4对应的定位主动机构10，并 驱动第二连接臂5对应的调节从动机构11转动的情况下，对第二连接臂5 施加平行于从动机构11周向方向的第二外力作用，使得第二连接臂5以第 二轴线7为母线相对第一连接臂4沿从动机构11周向方向逆时针或顺时针 旋转，进而能够使得棱镜组件在高度方向上作小幅度地调整直至精确位置。 例如，如图1所示，在启动支杆1对应的定位主动机构10，并驱动第一连 接臂4对应的调节从动机构11转动的情况下，对第一连接臂4施加平行于 从动机构11周向方向的第一外力作用，使得第一连接臂4以第一轴线6为 母线相对支杆1沿从动机构11周向方向逆时针或顺时针旋转，进而使得棱 镜组件能够在与地面平行的平面内360°地改变其朝向。例如，如图1所示， 在启动第二连接臂5对应的定位主动机构10，并驱动棱镜固定装置3对应的调节从动机构11转动的情况下，对棱镜固定装置3施加平行于从动机构 11周向方向的第三外力作用，使得棱镜固定装置3以第一轴线6为母线相 对第二连接臂5沿从动机构11周向方向逆时针或顺时针旋转，进而使得棱 镜组件能够在与地面平垂直的平面内360°地改变其朝向。

根据一种优选实施方式，支杆1按照其端部上设置的定位主动机构10 与第一连接臂4上的调节从动机构11转动连接的方式设于棱镜固定装置3 下方，支杆1被配置为按照增加或减小其伸缩长度的方式以使得棱镜固定装 置3能够相对于地面沿支杆1的纵向延伸方向移动，其中，棱镜固定装置3 能够通过支杆1的伸缩长度增加或减小以实现棱镜固定装置3相对于地面沿 支杆1的纵向延伸方向上的较大范围的调整，并且在设于第一连接臂4端部上的定位主动机构10驱动第二连接臂5上与之对应的调节从动机构11转 动时，棱镜固定装置3能够通过第二连接臂5与第一连接臂4之间的相对转 动以实现棱镜固定装置3相对于地面沿支杆1的纵向延伸方向上的微小调整。

在将棱镜安装至棱镜固定装置3上后，能够分别通过支杆1的伸缩和第 二连接臂5与第一连接臂4之间的相对转动来调整棱镜固定装置3相对地面 的高度，由于支杆1的伸缩通过提升力较强的液压驱动，提升稳定的同时其 高度改变幅度也较大，在先通过支杆1的伸缩作大幅度地调整至大致位置后， 再通过第二连接臂5与第一连接臂4之间的相对转动作小幅度地调整至精确 位置，因此可以通过上述两者结合使用来整合液压调整结构以及分段调整结 构的优点于一体，在使用上兼具液压调整的提升稳定性以及分段调整的定位精确性。

根据一种优选实施方式，棱镜固定装置3至少包括彼此连接的调节从动 机构11和用来安装及锁定棱镜组件9的锁定解锁装置12，锁定解锁装置 12包括至少一个锁定位置和至少一个解锁位置，其中，棱镜固定装置3被 配置为通过锁定解锁装置12与棱镜组件9之间活动连接的方式而使得棱镜 组件9能够沿着介于至少一个锁定位置和至少一个解锁位置之间延伸的行程 转动，并且棱镜组件9在沿着该行程转动至锁定位置时以限制棱镜组件9与 棱镜固定装置3的相对旋转的方式与棱镜组件9配合连接，棱镜组件9在沿 着该行程转动至解锁位置时以保持棱镜组件9与棱镜固定装置3的活动连接 的方式与棱镜组件9脱离配合。

根据一种优选实施方式，第一连接臂4的两端以在支杆1顶端区域内保 留有用于容纳第二连接臂5的容纳空间的方式分别与支杆1顶端和第二连接 臂5连接，其中，在设于第一连接臂4端部上的定位主动机构10驱动第二 连接臂5上与之对应的调节从动机构11转动时，第二连接臂5能够按照绕 第二轴线7且朝向靠近支杆1的方向转动且保持第二轴线7与第三轴线8 之间的夹角不变的方式置于容纳空间内以使得第三轴线8与第一轴线6之间的夹角呈递减趋势。当第二连接臂5完全置于该容纳空间内的情况如图1所 示，此时第三轴线8方向与第一轴线6方向之间的夹角递减至最小值但不为 零。

根据一种优选实施方式，如图5所示，监测棱镜内设置有用于与移动通 信终端13通信地连接的通信模块14和与通信模块14连接的中央处理模块 15，中央处理模块15被配置为定位主动机构10电连接且响应于由通信模 块14接收到的指令信号来开启定位主动机构10，从而使得定位主动机构 10能够按照顺时针或逆时针驱动调节从动机构11转动的方式分别提供第一 外力作用、第二外力作用和第三外力作用，进而用户能够通过由移动通信终 端13生成的指令信号来改变棱镜组件9朝向和/或棱镜与支杆1之间的相 对位移。

根据一种优选实施方式，监测棱镜还包括安装在支杆1底端且允许用户 在折叠关闭状态与撑起打开状态之间转变的支架16，其中，支架16包括至 少一个具有伸缩机构17的支腿18和通过按钮19操作的角度卡位机构20， 角度卡位机构20能够通过按钮19的启闭来锁定或释放支腿18相对于支杆 1的纵向延伸方向所形成的夹角。

根据一种优选实施方式，在按钮19因对其施加外力作用而处于第一工 作位置而使得角度卡位机构20以允许伸缩机构17基于支腿18底端距离地 面的高度而朝向地面相对移动的方式释放支腿18朝向靠近支杆1的纵向延 伸方向移动的运动趋势，在按钮19因对其施加外力作用而处于与第一工作 位置相对应的第二工作位置而使得角度卡位机构20以允许保持伸缩机构17 的部分伸出状态且支腿18与支杆1相对固定的方式锁定支腿18与支杆1的纵向延伸方向之间的夹角。

优选的，第一工作位置和第二工作位置相对应，第一工作位置可以为按 钮19的自由端被拔起而使其与支架顶端脱离连接的位置，第二工作位置即 为按钮19的自由端被按下至与支架顶端固定连接的位置。由此使得在施测 人员需要安装该棱镜装置时，能够通过按钮19来开启支杆1使其由折叠关 闭状态转变至撑起打开状态，由于在不使用该支杆1时伸缩机构17缩放在 支腿18内，使得支杆能够最小化地收叠起来而不占用过多空间。在需要使 用该支杆1时，施测人员通过按钮19将伸缩机构17释放，便于将支杆1 直立在地面上，并且同时调节每个支腿18之间的间隔来使得支杆1稳定放 置。优选的，支腿18与支架16之间相对彼此转动连接，伸缩机构17按照 设于所述支腿内的链条与所述支腿18滑动连接，在按钮19的自由端被按 下至与支架顶端固定连接的位置时，该自由端按照限制所述支腿18与支架 16之间相对转动的方式固定连接至支架16顶端，同时按钮19的底表面抵 靠至伸缩机构17上，如图4所示，设于所述按钮19底表面上的卡合件能 够按照限制伸缩机构17继续伸缩的方式与该链条固定连接。在按钮19的 自由端被拔起而使其与支架顶端脱离连接的位置时，支腿18能够按照与支 架16之间相对转动的方式复位至竖直状态，伸缩机构17按照链条端部设 置的卷簧释放弹性势能的方式缩放至支腿18内，并在再次按下按钮19自 由端时将伸缩机构17相对支腿18固定。

根据一种优选实施方式，在支架16处于折叠关闭状态中时，按钮19 能够因对其施加外力作用而使其与支架16顶端卡合连接的自由端从支架16 顶端释放进而使得按钮19上与伸缩机构17卡合连接的底表面与伸缩机构 17脱离连接，以便于用户能够手动地将支腿18打开至与支杆1的纵向延伸 方向之间具有一定夹角以及将支腿18延伸至与支杆1底端之间距离一定位 移，并且其中通过对按钮19施加外力作用而使按钮19复位至第一工作状 态的方式来实现将支架16由折叠关闭状态转变为撑起打开状态中。

根据一种优选实施方式，在支架16处于撑起打开状态中时，按钮19 能够因对其施加外力作用而使其与支架16顶端卡合连接的自由端从支架16 顶端释放进而使得按钮19上与伸缩机构17卡合连接的底表面与伸缩机构 17脱离连接，如图2所示，进而使得打开至与支杆1的纵向延伸方向之间 具有一定夹角的支腿18在受到自身重力的第一分力作用下朝向靠近支杆1 的纵向延伸方向逐渐收拢，且使得伸缩机构17在受到自身重力的第二分力与地面对其提供的支撑力所共同形成的合力作用下以允许其收缩的方式来 实现将支架16由撑起打开状态转变为折叠关闭状态，其中，第一分力为伸 缩机构17的自身重力在垂直于支腿18的方向上的分力，第二分力为伸缩 机构17的自身重力在平行于支腿18的方向上的分力，即在施测人员使用 完毕后只需将按钮19的自由端拔起来，在伸缩机构17的自身重力作用下 就能实现支架16的自动收纳。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本 发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明 的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发 明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护 范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.360°可调节监测棱镜，至少包括彼此连接的支杆(1)、角度调节装置(2)和棱镜固定装置(3)，所述角度调节装置(2)至少包括一端固定至所述支杆(1)顶端的第一连接臂(4)以及一端与所述棱镜固定装置(3)活动连接的第二连接臂(5)，其特征在于，

在所述第一连接臂(4)与所述第二连接臂(5)相对彼此活动连接的情况下，所述第一连接臂(4)能够因对其施加第一外力作用而带动所述棱镜固定装置(3)一起绕第一轴线(6)转动，所述第二连接臂(5)能够因对其施加的第二外力作用而绕第二轴线(7)转动，并以保持棱镜固定装置(3)的朝向不变的方式增大或减小所述棱镜固定装置(3)与所述支杆(1)之间的相对位移，所述棱镜固定装置(3)能够因对其施加的第三外力作用而以增大或减小所述棱镜固定装置(3)的朝向与所述支杆(1)之间的夹角的方式绕第三轴线(8)转动，所述第一轴线(6)与所述第二轴线(7)互不垂直，并且在朝向所述监测棱镜上与所述支杆(1)的纵向延伸方向平行的正视图中观察，所述第一轴线(6)、所述第二轴线(7)和所述第三轴线(8)共面，其中，

在所述棱镜固定装置(3)绕第一轴线(6)、第二轴线(7)和/或第三轴线(8)产生相对转动的情况下，至少能够改变棱镜组件(9)朝向和/或棱镜组件(9)与支杆(1)之间的相对位移。

2.如前述权利要求之一所述的360°可调节监测棱镜，其特征在于，所述支杆(1)顶端、所述第一连接臂(4)端部和所述第二连接臂(5)端部上分别具有至少一个定位主动机构(10)，所述第一连接臂(4)的另一端、所述第二连接臂(5)的另一端和所述棱镜固定装置(3)端部上分别具有与所述定位主动机构(10)同轴设置且与所述定位主动机构(10)相适配的调节从动机构(11)，

所述支杆(1)与所述第一连接臂(4)之间、所述第一连接臂(4)与所述第二连接臂(5)之间以及所述第二连接臂(5)与所述棱镜固定装置(3)之间分别按照所述定位主动机构(10)与所述调节从动机构(11)配合连接的方式相对彼此可转动连接，其中，

所述定位主动机构(10)被配置为按照顺时针或逆时针驱动所述调节从动机构(11)转动的方式分别提供所述第一外力作用、所述第二外力作用和所述第三外力作用，在与所述支杆(1)顶端和所述第二连接臂(5)分别对应的定位主动机构(10)驱动所述与各自对应的调节从动机构(11)转动的情况下，能够使得所述棱镜固定装置(3)在任一平面内可360°地改变其棱镜组件(9)朝向。

3.如前述权利要求之一所述的360°可调节监测棱镜，其特征在于，所述支杆(1)按照其端部上设置的所述定位主动机构(10)与所述第一连接臂(4)上的所述调节从动机构(11)转动连接的方式设于所述棱镜固定装置(3)下方，所述支杆(1)被配置为按照增加或减小其伸缩长度的方式以使得所述棱镜固定装置(3)能够相对于地面沿所述支杆(1)的纵向延伸方向移动，其中，

所述棱镜固定装置(3)能够通过所述支杆(1)的伸缩长度增加或减小以实现所述棱镜固定装置(3)相对于地面沿所述支杆(1)的纵向延伸方向上的较大范围的调整，并且在设于所述第一连接臂(4)端部上的定位主动机构(10)驱动所述第二连接臂(5)上与之对应的调节从动机构(11)转动时，所述棱镜固定装置(3)能够通过所述第二连接臂(5)与所述第一连接臂(4)之间的相对转动以实现所述棱镜固定装置(3)相对于地面沿所述支杆(1)的纵向延伸方向上的微小调整。

4.如前述权利要求之一所述的360°可调节监测棱镜，其特征在于，所述棱镜固定装置(3)至少包括彼此连接的所述调节从动机构(11)和用来安装及锁定棱镜组件(9)的锁定解锁装置(12)，所述锁定解锁装置(12)包括至少一个锁定位置和至少一个解锁位置，其中，

所述棱镜固定装置(3)被配置为通过所述锁定解锁装置(12)与所述棱镜组件(9)之间活动连接的方式而使得所述棱镜组件(9)能够沿着介于至少一个锁定位置和至少一个解锁位置之间延伸的行程转动，并且所述棱镜组件(9)在沿着该行程转动至所述锁定位置时以限制所述棱镜组件(9)与棱镜固定装置(3)的相对旋转的方式与所述棱镜组件(9)配合连接，所述棱镜组件(9)在沿着该行程转动至所述解锁位置时以保持所述棱镜组件(9)与棱镜固定装置(3)的活动连接的方式与所述棱镜组件(9)脱离配合。

5.如前述权利要求之一所述的360°可调节监测棱镜，其特征在于，所述第一连接臂(4)的两端以在所述支杆(1)顶端区域内保留有用于容纳所述第二连接臂(5)的容纳空间的方式分别与所述支杆(1)顶端和所述第二连接臂(5)连接，其中，

在设于所述第一连接臂(4)端部上的定位主动机构(10)驱动所述第二连接臂(5)上与之对应的调节从动机构(11)转动时，所述第二连接臂(5)能够按照绕所述第二轴线(7)且朝向靠近所述支杆(1)的方向转动，并且以保持所述第二轴线(7)与所述第三轴线(8)方向之间的夹角不变的方式置于所述容纳空间内，从而使得所述第三轴线(8)方向与所述第一轴线(6)方向之间的夹角呈递减趋势。

6.如前述权利要求之一所述的360°可调节监测棱镜，其特征在于，所述监测棱镜内设置有用于与移动通信终端(13)通信地连接的通信模块(14)和与所述通信模块(14)连接的中央处理模块(15)，所述中央处理模块(15)被配置为所述定位主动机构(10)电连接且响应于由所述通信模块(14)接收到的指令信号来开启所述定位主动机构(10)，从而使得所述定位主动机构(10)能够按照顺时针或逆时针驱动所述调节从动机构(11)转动的方式分别提供所述第一外力作用、所述第二外力作用和所述第三外力作用，进而用户能够通过由移动通信终端(13)生成的指令信号来改变棱镜组件(9)朝向和/或棱镜与支杆(1)之间的相对位移。

7.如前述权利要求之一所述的360°可调节监测棱镜，其特征在于，所述监测棱镜还包括安装在所述支杆(1)底端且允许用户在折叠关闭状态与撑起打开状态之间转变的支架(16)，其中，所述支架(16)包括至少一个具有伸缩机构(17)的支腿(18)和通过按钮(19)操作的角度卡位机构(20)，所述角度卡位机构(20)能够通过所述按钮(19)的启闭来锁定或释放所述支腿(18)相对于所述支杆(1)的纵向延伸方向所形成的夹角。

8.如前述权利要求之一所述的360°可调节监测棱镜，其特征在于，在所述按钮(19)因对其施加外力作用而处于第一工作位置而使得所述角度卡位机构(20)以允许所述伸缩机构(17)基于所述支腿(18)底端距离地面的高度而朝向地面相对移动的方式释放所述支腿(18)朝向靠近所述支杆(1)的纵向延伸方向移动的运动趋势，

在所述按钮(19)因对其施加外力作用而处于与所述第一工作位置相对应的第二工作位置而使得所述角度卡位机构(20)以允许保持所述伸缩机构(17)的部分伸出状态且所述支腿(18)与所述支杆(1)相对固定的方式锁定所述支腿(18)与所述支杆(1)的纵向延伸方向之间的夹角。

9.如前述权利要求之一所述的360°可调节监测棱镜，其特征在于，在所述支架(16)处于折叠关闭状态中时，所述按钮(19)能够因对其施加外力作用而使其与所述支架(16)顶端卡合连接的自由端从所述支架(16)顶端释放，进而使得所述按钮(19)上与所述伸缩机构(17)卡合连接的底表面与所述伸缩机构(17)脱离连接，以便于用户能够手动地将所述支腿(18)打开至与所述支杆(1)的纵向延伸方向之间具有一定夹角以及将所述支腿(18)延伸至与所述支杆(1)底端之间距离一定位移，

并且其中通过对所述按钮(19)施加外力作用而使所述按钮(19)复位至所述第一工作状态的方式来实现将所述支架(16)由折叠关闭状态转变为所述撑起打开状态中。

10.如前述权利要求之一所述的360°可调节监测棱镜，其特征在于，在所述支架(16)处于所述撑起打开状态中时，所述按钮(19)能够因对其施加外力作用而使其与所述支架(16)顶端卡合连接的自由端从所述支架(16)顶端释放，进而使得所述按钮(19)上与所述伸缩机构(17)卡合连接的底表面与所述伸缩机构(17)脱离连接，进而使得打开至与所述支杆(1)的纵向延伸方向之间具有一定夹角的所述支腿(18)在受到自身重力的第一分力作用下朝向靠近所述支杆(1)的纵向延伸方向逐渐收拢，且使得所述伸缩机构(17)在受到自身重力的第二分力与地面对其提供的支撑力所共同形成的合力作用下以允许其收缩的方式来实现将所述支架(16)由撑起打开状态转变为所述折叠关闭状态。