CN110160494A - 空间角度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及实地勘测技术领域，公开了一种空间角度测量装置，传动轴（14）水平转动连接在基座（1）上，传动轴通过传动轴驱动机构驱动转动，传动轴的一端固定有指针（21），量角器（18）竖直固定在基座上且具有刻度的一面正对指针（21）设置，且量角器所在平面与指针所在平面相互平行；在传动轴的一侧的基座上还通过第一支架（9）悬挂有反射镜（10），反射镜所在平面与水平面始终保持垂直，与传动轴始终保持平行；在传动轴上还固定有与其垂直设置的激光发射器（5），激光发射器的发射头（7）与反射镜相对设置。与现有技术相比，本装置能够准确简便地测量出路面坡度的空间角度，便于交通事故的鉴定。

Description

空间角度测量装置

技术领域

本发明涉及实地勘测技术领域，特别涉及一种空间角度测量装置。

背景技术

近年来交通事故频繁，事故发生路面有时具有一定的坡度，路面坡度是鉴定交通事故的重要依据。路面坡度为空间角度，采用现有的角度测量装置很难准确测量出路面的坡度，给交通事故的鉴定带来极大的困难。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种空间角度测量装置，能够准确简便地测量出路面坡度的空间角度，便于交通事故的鉴定。

技术方案：本发明提供了一种空间角度测量装置，传动轴水平转动连接在基座上，所述传动轴通过传动轴驱动机构驱动转动，所述传动轴的一端固定有指针，量角器竖直固定在所述基座上且具有刻度的一面正对所述指针设置，且所述量角器所在平面与所述指针所在平面相互平行；在所述传动轴的一侧的所述基座上还通过支架悬挂有反射镜，所述反射镜所在平面与水平面始终保持垂直，与所述传动轴始终保持平行；在所述传动轴上还固定有与其垂直设置的激光发射器，所述激光发射器的发射头与所述反射镜相对设置。

进一步地，所述传动轴驱动机构中包括支座、蜗轮和蜗杆，所述蜗轮同轴套设安装在所述传动轴上，所述蜗杆的一端与所述蜗轮啮合，另一端与所述支座通过固定在所述支座上的第一轴承转动连接，所述支座固定在所述基座上。想要转动传动轴时，通过旋转蜗杆带动蜗轮转动，进而带动传动轴旋转。

进一步地，所述蜗轮的内壁开设有凹槽，所述传动轴上具有与所述凹槽配合的凸键，所述蜗轮与所述传动轴之间通过所述凹槽与所述凸键的配合安装固定。

进一步地，所述的空间角度测量装置还包括箱体，所述箱体和箱盖，所述箱盖盖在所述箱体的顶部开口，所述箱体将所述蜗轮、所述蜗杆以及所述传动轴远离所述指针的一端包围在内。箱体和箱盖能够将蜗轮、蜗杆以及部分传动轴包围在内，使得整个装置外观美观且能避免蜗轮蜗杆配合动作时对操作人员的伤害。

优选地，所述支座固定在所述箱体内壁上，所述蜗杆与所述支座转动连接的一端伸出到所述箱体外侧，所述传动轴与所述箱体的两端分别通过第二轴承和第三轴承转动连接，所述传动轴固定有所述指针的一端伸出到所述箱体外部。为了减少传动轴与箱体之间的摩擦，传动轴与箱体之间通过第二轴承和第三轴承转动连接，有效避免传动轴因为磨损而导致传动轴轴线窜动的问题。

优选地，所述第二轴承与所述箱体之间通过第一轴承盖密封固定，所述第三轴承与所述箱体之间通过第二轴承盖密封固定。

优选地，所述激光发射器通过固定在所述传动轴上的固定块与所述传动轴固定连接；所述固定块的一侧开设有安装槽，所述激光发射器通过螺栓和螺母固定在所述安装槽内。

优选地，所述安装槽与所述激光发射器相对的一侧内壁上开设至少一个半球孔，所述激光发射器与所述半球孔相对的一侧对应开设与所述半球孔数量相等且内径等于所述半球孔直径的盲孔，所述盲孔内同轴固定有一个定位弹簧，定位弹簧与所述半球孔相对的一端固定有与所述半球孔半径相等的定位钢球；当所述激光发射器安装在所述安装槽内时，两个所述定位钢球分别位于两个所述半球孔内。如果激光发射器仅通过螺栓和螺母固定在安装槽内，万一激光发射器绕螺栓转动了一个角度，而激光发射器此时又被固定住了，这样在测量时，在将激光发射器的发射头调整到与反射镜垂直时，传动轴前端的指针所指的量角器的角度就是不准确的，为了保证激光发射器在传动轴上的位置稳定，本申请中通过定位钢球和定位弹簧的作用，当定位钢球和半球孔正确接合后，实现激光发射器前后、上下、左右方向的定位，通过拧螺母，实现对激光发射器的发射头的精准定位。

进一步地，在所述反射镜的一侧侧面上还固定有水平仪。水平仪的设置能够精确地检测出反射镜是否与水平面垂直。

进一步地，在所述支架的两侧上部还转动连接有与所述反射镜的两侧垂直的固定螺杆，两个所述固定螺杆分别贯穿所述支架的两侧后正对所述反射镜的两侧设置。在测量时如果遇到有风的环境时，反射镜容易被风吹晃动，这样就会影响测量的顺利进行，所以在本发明中，还在支架的两侧上部转动连接固定螺杆，当反射镜与水平面垂直时，通过旋进两侧的固定螺杆将反射镜夹紧，这样就能保证反射镜的位置固定，以保证后续测量的顺利进行。

优选地，所述量角器与所述指针之间无限接近且互不接触。指针与量角器距离较近，以便于二者配合准确读取读数。

优选地，所述量角器通过支架固定在所述基座上。

优选地，所述反射镜的顶部转动连接在固定于所述支架上的固定轴上，底部为自由端。

有益效果：本发明中的空间角度测量装置，旨在解决现有角度测量装置的不足，该空间角度测量装置结构简单、调整方便，并且适用于平整路面下任意空间角度的测量；在测量时首先将本装置的基座置于水平地面上，通过传动轴驱动机构驱动传动轴旋转，使得激光发射器的发射头与反射镜垂直，由于激光发射器只能接收垂直面上发射回来的光线，所以，当激光发射器的显示器中有读数时，表明此时激光发射器已经水平，通过指针指示读出此时量角器的原始读数，然后将本装置的基座置于待测量的具有坡度的倾斜面上，再次通过传动轴驱动机构驱动传动轴旋转，以带动固定在传动轴上的激光发射器旋转，使得激光发射器的发射头与反射镜再次垂直，当激光发射器的显示器中有读数时，再次通过通过指针指示读出此时量角器的测量读数，用测量读数减去原始读数得到的角度即为待测倾斜面的坡度。

本发明中，反射镜通过支架悬挂在基座上，悬挂的反射镜因为自身的重力作用，无论基座处于水平面上还是具有坡度的倾斜面上均能够保证反射镜与水平面垂直，再借助激光发射器只能接收垂直面上的反射光原理，只需通过传动轴驱动机构驱动传动轴旋转，以调整激光发射器的发射头与反射镜的镜面垂直，便可方便地测出倾斜面的坡度。

附图说明

图1为空间角度测量装置的侧视结构示意图；

图2为空间角度测量装置的俯视结构示意图以及沿图1中A-A面的剖视图；

图3为空间角度测量装置位于待测斜面上时的状态示意图；

图4为沿图2中B-B面的剖视图；

图5为图2中虚线圈Ⅱ内的剖视图；

图6为固定块的剖视图；

图7为沿图1虚线圈Ⅰ中C-C面的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的介绍。

实施方式1：

本实施方式提供了一种空间角度测量装置，如图1-4所示，主要由基座1、传动轴14、传动轴驱动机构、指针21、量角器18、反射镜10、激光发射器5（MTO，纯蓝光1600mW，点状可调焦激光模组，1.6W蓝色激光发射器）、箱体22以及箱盖2组成，箱体22固定在基座1上，箱盖2通过螺丝和螺母螺纹连接在箱体22的顶部开口上；传动轴驱动机构主要由支座、蜗轮12和蜗杆3组成，支座固定在箱体22内壁上，蜗杆3的一端通过固定在支座上的第一轴承转动连接，蜗杆3与支座转动连接的一端伸出到箱体22外侧，蜗杆3的另一端与蜗轮12啮合，蜗轮12同轴套设安装在传动轴14上，蜗轮12的内壁开设有凹槽，传动轴14的外壁上具有与上述凹槽配合的凸键13，蜗轮12与传动轴14之间通过凹槽与凸键13的配合安装固定。

蜗轮12、蜗杆3、支座以及传动轴14的一部分被箱体22包围在内，传动轴14与箱体22的两侧侧壁之间分别通过第二轴承11和第三轴承20转动连接，且第二轴承11与箱体22的侧壁之间通过第一端盖密封4，第三轴承20与箱体22的侧壁之间通过第二端盖15密封，传动轴14伸出箱体22外侧一端侧壁上具有螺纹，通过螺母17将固定块16与传动轴14螺纹连接在该螺纹上，固定块16的一侧开设有安装槽23，激光发射器5通过螺栓24和螺母25固定在安装槽23内，激光发射器5的发射头7与传动轴14垂直；在传动轴14的一侧的基座1上固定有第一支架9，第一支架9上固定有固定轴8，反射镜10悬挂在该固定轴8上，且反射镜10通过自身重力作用就能够绕该固定轴8自由转动，反射镜10的底部与基座1互不接触，即该反射镜10所在平面与水平面始终保持垂直，与传动轴14始终保持平行；激光发射器5的发射头7与反射镜10的反射面相对设置。

传动轴14伸出箱体22外侧的一端还固定有指针21，量角器18通过第二支架19竖直固定在基座1上，且其具有刻度的一面正对指针21设置，且量角器18所在平面与指针21所在平面相互平行，量角器18与指针21优选无限接近且互不接触。

本空间角度测量装置的测量过程如下：以图1为例，要测量待测倾斜面的坡度α。第一步需要对激光发射器5水平校正，首先将空间角度测量装置的基座1置于水平地面上，转动蜗杆3，带动蜗轮12旋转，进而传动轴14旋转，带动固定在其上的固定块16以及固定在固定块16上的激光发射器5旋转，由于反射镜10在自身重力作用下能够沿固定轴8旋转，其能够始终与地面保持垂直，而由于激光发射器5只能接收垂直面上发射回来的光线，所以当通过传动轴14将激光发射器5的发射头7调整到与反射镜10垂直时，激光发射器5的显示器6才会有读数，反过来说，在通过传动轴14旋转激光发射器5的过程中，当显示器6上有读数时，表明此时激光发射器5已经水平，记下此时量角器18上的读数（原始读数）；然后将空间角度测量装置置于带有坡度的待测量倾斜面上，反射镜10在重力的作用下始终与水平面垂直，再次转动蜗杆3，蜗杆3带动蜗轮12转动，进而带动传动轴转动，再次通过传动轴14的转动调整激光发射器5的发射头7与反射镜10之间的夹角，观察激光发射器5上的显示器6，当显示器6上有读数时，说明此时激光发射器5的发射头7与反射镜10再次垂直，此时读取量角器18上的读数（测量读数），用测量读数减去原始读数即为该待测倾斜面的坡度α。

实施方式2：

本实施方式为实施方式1的进一步改进，主要改进之处在于，在实施方式1中，由于激光发射器5仅通过螺栓24和螺母25固定在安装槽23内，万一激光发射器5绕螺栓24转动了一个角度，而激光发射器5此时又被固定住了，这样在测量时，在将激光发射器5的发射头7调整到与反射镜10垂直时，传动轴14前端的指针21所指的量角器18的角度就是不准确的，这样就会导致最终测量到的待测倾斜面的坡度α不准确。而本实施方式能够有效改善上述情况。

具体地说，在本实施方式中，如图5和6，还在固定块16的安装槽23与激光发射器5相对的一侧内壁上开设两个半球孔26，激光发射器5与两个半球孔26相对的一侧对应开设两个内径等于半球孔26直径的盲孔27，每个盲孔27内均同轴固定有一个定位弹簧28，定位弹簧28与半球孔26相对的一端固定有与半球孔26半径相等的定位钢球29；当激光发射器5通过螺杆24和螺母25安装在安装槽23内时，两个定位钢球29分别位于两个半球孔26内。通过定位钢球29和定位弹簧28的作用，当定位钢球29和半球孔26正确接合后，就能够实现激光发射器5前后、上下、左右方向的定位，再通过拧紧螺母25，实现对激光发射器5的发射头7的精准定位和位置稳固，确保最终测量到的待测倾斜面的坡度α精确。

除此之外，本实施方式与实施方式1完全相同，此处不做赘述。

实施方式3：

本实施方式为实施方式2的进一步改进，主要改进之处在于，在实施方式2中，在测量时如果遇到有风的环境时，反射镜10容易被风吹晃动，这样就会影响测量的顺利进行。而在本实施方式中，能够有效避免风吹导致的反射镜10晃动。

具体地说，在本实施方式中，如图1至3和7，还在第一支架9的两侧上部转动连接有与反射镜10的两侧垂直的固定螺杆31，两个固定螺杆31分别贯穿第一支架9的两侧后正对反射镜10的两侧设置。在测量时，当反射镜10与水平面垂直后，通过旋进两侧的固定螺杆31将反射镜10的两侧夹紧固定，这样就能保证反射镜10的位置固定，以保证后续测量的顺利进行。为了能够精准确定反射镜10与水平面处于垂直状态，还在反射镜10的背面固定一个水平仪30（型号为BFHD-6010），这样就能够确保反射镜10是在与水平面垂直时再通过固定螺杆31固定其位置，保证测量结果的准确性。

除此之外，本实施方式与实施方式2完全相同，此处不做赘述。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空间角度测量装置，其特征在于，传动轴（14）水平转动连接在基座（1）上，所述传动轴（14）通过传动轴驱动机构驱动转动，所述传动轴（14）的一端固定有指针（21），量角器（18）竖直固定在所述基座（1）上且具有刻度的一面正对所述指针（21）设置，且所述量角器（18）所在平面与所述指针（21）所在平面相互平行；在所述传动轴（14）的一侧的所述基座（1）上还通过第一支架（9）悬挂有反射镜（10），所述反射镜（10）所在平面与水平面始终保持垂直，与所述传动轴（14）始终保持平行；在所述传动轴（14）上还固定有与其垂直设置的激光发射器（5），所述激光发射器（5）的发射头（7）与所述反射镜（10）相对设置。

2.根据权利要求1所述的空间角度测量装置，其特征在于，所述传动轴驱动机构中包括支座、蜗轮（12）和蜗杆（3），所述蜗轮（12）同轴套设安装在所述传动轴（14）上，所述蜗杆（3）的一端与所述蜗轮（12）啮合，另一端与所述支座通过固定在所述支座上的第一轴承转动连接，所述支座固定在所述基座（1）上。

3.根据权利要求2所述的空间角度测量装置，其特征在于，所述蜗轮（12）的内壁开设有凹槽，所述传动轴（14）上具有与所述凹槽配合的凸键（13），所述蜗轮（12）与所述传动轴（14）之间通过所述凹槽与所述凸键（13）的配合安装固定。

4.根据权利要求2所述的空间角度测量装置，其特征在于，还包括箱体（22）和箱盖（2），所述箱盖（2）盖在所述箱体（22）的顶部开口，所述箱体（22）将所述蜗轮（12）、所述蜗杆（3）以及所述传动轴（14）远离所述指针（21）的一端包围在内。

5.根据权利要求4所述的空间角度测量装置，其特征在于，所述支座固定在所述箱体（22）内壁上，所述蜗杆（3）与所述支座转动连接的一端伸出到所述箱体（22）外侧，所述传动轴（14）与所述箱体（22）的两端分别通过第二轴承（11）和第三轴承（20）转动连接，所述传动轴（14）固定有所述指针（21）的一端伸出到所述箱体（22）外部。

6.根据权利要求1所述的空间角度测量装置，其特征在于，所述激光发射器（5）通过固定在所述传动轴（14）上的固定块（16）与所述传动轴（14）固定连接；所述固定块（16）的一侧开设有安装槽（23），所述激光发射器（5）通过螺栓（24）和螺母（25）固定在所述安装槽（23）内。

7.根据权利要求6所述的空间角度测量装置，其特征在于，所述安装槽（23）与所述激光发射器（5）相对的一侧内壁上开设至少一个半球孔（26），所述激光发射器（5）与所述半球孔（26）相对的一侧对应开设与所述半球孔（26）数量相等且内径等于所述半球孔（26）直径的盲孔（27），所述盲孔（27）内同轴固定有一个定位弹簧（28），定位弹簧（28）与所述半球孔（26）相对的一端固定有与所述半球孔（26）半径相等的定位钢球（29）；当所述激光发射器（5）安装在所述安装槽（23）内时，两个所述定位钢球（29）分别位于两个所述半球孔（26）内。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的空间角度测量装置，其特征在于，所述反射镜（10）的顶部转动连接在固定于所述第一支架（9）上的固定轴（8）上，底部为自由端。

9.根据权利要求8所述的空间角度测量装置，其特征在于，在所述反射镜（10）的一侧侧面上还固定有水平仪（30）。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的空间角度测量装置，其特征在于，在所述第一支架（9）的两侧上部还转动连接有与所述反射镜（10）的两侧垂直的固定螺杆（31），两个所述固定螺杆（31）分别贯穿所述第一支架（9）的两侧后正对所述反射镜（10）的两侧设置。