CN110542404A - 一种用于高程测量的棱镜框 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于高程测量的棱镜框，包括框架、自下而上依次设置在框架上的第一支撑杆、第二支撑杆、第三支撑杆，所述第一支撑杆、第二支撑杆、第三支撑杆上均固定连接有用于高程测量的棱镜架，所述棱镜架上设置有棱镜，所述棱镜的间距相等且位于同一竖直线上，所述棱镜中心在竖直方向的投影与框架下方的全站仪水平盘中心重合。本装置在获取高程的测量数据后，能够快速的检验错误数据，及时的将错误数据剔除，确保了测量的有效性。

Description

一种用于高程测量的棱镜框

技术领域

本发明涉及工程施工测量领域，具体涉及一种用于高程测量的棱镜框。

背景技术

在测绘学上，测定A、B两点之间的高差，坡度不大时(<5度)，一般采用几何水准测量；如果高差很大(如山脚A至山顶B)，则采用三角高程测量，在三角高程测量中，由于受到地球曲率和大气折光的影响，测量数据存在较大误差，但是通过对向观测可以抵消上述误差。例如从A点向B点观测竖直角和斜距，同时从B点向A点观测，取平均值作为观测结果。当A、B两点之间距离较长时，往往需要多个测站，为了加快观测速度，采用两台全站仪同时进行观测，全站仪上部需要一个或二个反射棱镜作为目标。

测量工程是每一次测量都会产生误差，包括量取仪器高的误差(一般用盒尺)。对于单棱镜，缺点是没有多余的检核条件，测站当场无法验测对错。对于双棱镜组，虽然可以检核对错，但没有冗余数据，无法剔除错误数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高程测量的棱镜框，解决在测量高程的时候无法检验并剔除错误数据的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于高程测量的棱镜框，包括框架、自下而上依次设置在框架上的第一支撑杆、第二支撑杆、第三支撑杆，所述第一支撑杆、第二支撑杆、第三支撑杆上均固定连接有用于高程测量的棱镜架，所述棱镜架上设置有棱镜，所述棱镜的间距相等且位于同一竖直线上，所述棱镜中心在竖直方向的投影与框架下方的全站仪水平盘中心重合。

进一步的，所述第一支撑杆位于框架底部内侧，所述第二支撑杆位于框架顶部内侧，所述第三支撑杆位于框架外侧。

进一步的，所述第一支撑杆位于框架底部内侧，所述第三支撑杆位于框架顶部内侧，所述第二支撑杆位于框架中部内侧且位于棱镜架两侧。

进一步的，所述棱镜架外侧连接有用于瞄准的觇标。

进一步的，所述框架底部设置有弹性的连接夹头，所述连接夹头与全站仪顶部的提手相匹配。

进一步的，所述框架的高度为400～600mm、宽度为150～200mm。

进一步的，所述棱镜架与棱镜连接的旋转轴均向棱镜架外侧延伸，所述旋转轴一端与棱镜连接、另一端连接在翻转机构上。

进一步的，所述的翻转机构包括在框架上固定设置的第一齿条和活动设置的第二齿条，所述旋转轴端部固定连接有齿轮，所述齿轮位于第一齿条与第二齿条之间，所述齿轮与第一齿条、第二齿条均啮合。

进一步的，所述的第二齿条上方固定有弹簧、下方连接有牵引线，所述牵引线与固定设置在框架上的旋转辊筒连接。

进一步的，所述的齿轮外侧固定设置有旋转筒。

本发明的有益效果是：

本申请通过设置第一支撑杆、第二支撑杆、第三支撑杆支撑三个棱镜在同一竖直线上，确保了在高程测量的时候能够快速获取三组数据，同时三个棱镜的间距相等，确保了获取的三组数值的差值相等且与棱镜之间的间距一致，为快速的检验错误的数值创造了条件；棱镜中心与框架下方全站仪水平盘中心重合，保持了重心位于中心位置，框架在测量时不会发生晃动，确保了测量数据的准确性。因此，本装置在获取高程的测量数据后，能够快速的检验错误数据，及时的将错误数据剔除，确保了测量的有效性。

附图说明

图1为本申请实施例一的结构示意图；

图2为本申请实施例一带棱镜架的结构示意图；

图3为本申请实施例三的结构示意图；

图4为本申请翻转机构的结构示意图；

图中，1-第二支撑杆，2-第一支撑杆，3-框架，4-第三支撑杆，5-棱镜架，6-棱镜，7-连接夹头，8-旋转轴，9-翻转机构，10-第二齿条，11-第一齿条，12-齿轮，13-旋转辊筒。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

参阅图1～2，本申请提供一种技术方案：

一种用于高程测量的棱镜框，包括框架3、自下而上依次设置在框架3上的第一支撑杆2、第二支撑杆1、第三支撑杆4，所述第一支撑杆2、第二支撑杆1、第三支撑杆4上均固定连接有用于高程测量的棱镜架5，所述棱镜架5上设置有棱镜6，所述棱镜6的间距相等且位于同一竖直线上，所述棱镜6中心在竖直方向的投影与框架3下方的全站仪水平盘中心重合。

在高程测量的时候，存在多种因素影响测量的结果，包括测量仪器的热胀冷缩、棱镜角度与仪器的观察镜头不能完全在一条直线上等，这些由于仪器原因导致的误差小，测量的数据接近理论数值。除此之外，在测量的过程中还存在人为因素导致测量数值出现大的偏差，如观察镜头读取错误的棱镜6高度等。为消除测量数据的误差，最重要的方法就是多次测量取平均值。对于单棱镜而言，多次测量就需要多次挪动位置至少测量三组数据，对于双棱镜而言，至少需要挪动一次位置测量四次数据，位置的改变本身就容易导致误差产生，无法保证每次测量数据的准确性，对剔除错误数据造成干扰。

本申请采用三棱镜的方式，两台全站仪上方均固定有带三棱镜的棱镜框，假设A仪器上安装的棱镜6由下至上依次为A1、A2、A3，B仪器上安装额棱镜6由下至上依次为B1、B2、B3。

测得的第一组数据：A仪器观测的B1棱镜同B仪器观测的A1棱镜的数据取平均值得测量数据a；测得的第二组数据：A仪器观测的B2棱镜同B仪器观测的A2棱镜的数据取平均值得测量数据b；测得的第三组数据：A仪器观测的B3棱镜同B仪器观测的A3棱镜的数据取平均值得测量数据c。c与b的差值、b与a的差值为常数，即相邻两个棱镜之间的距离。如果观测有误差，则距离不对，可以判断观测质量；由于有两组数据，可以排除某个数据并剔除掉，其余数据仍可以采用，不影响观测质量和效率。

同时，还可以根据棱镜框自身的结构常数来剔除错误数据。由于安装的三个棱镜6之间的间距是一致的，在实际测量的时候，如从A仪器观测B仪器的B1、B2、B3三个高差数值的差值应该与三个棱镜6之间间距的差值一致，也可以做到检核。

本实施例采用的棱镜框，一次性记录三组数据，整个读取数据过程迅速，干扰因素少，数据更准确，无需重复测量以检验和剔除错误数据，能够快速的检验错误数据，及时的将错误数据剔除，确保了测量的有效性。

作为支撑杆的具体结构，所述第一支撑杆2位于框架3底部内侧，所述第二支撑杆1位于框架3顶部内侧，所述第三支撑杆4位于框架3外侧。三个支撑杆位于同一竖直线上，确保了棱镜6也处于同一竖直线上，结构简单，能够在双棱镜结构的基础上直接添加一个棱镜的结构，能够降低生产成本。

为确保高程测量的效率，所述棱镜架5外侧连接有用于瞄准的觇标。觇标可以提高目视瞄准精度，快速瞄准棱镜6中心位置，确保数据准确性的前提下保证测量数据的效率。

作为框架3具体的尺寸大小，所述框架3的高度为400～600mm、宽度为150～200mm。高度和宽度的限制，防止了框架3过大造成重心不稳、过小不方便棱镜6的安装。

实施例二：

作为支撑杆的其他结构方式，实施例一中所述第一支撑杆2位于框架3底部内侧，所述第三支撑杆4位于框架3顶部内侧，所述第二支撑杆1位于框架3中部内侧且位于棱镜架5两侧。第一支撑杆2与第三支撑杆4的位置不变，第二支撑杆1使用两端固定的方式，相比于垂直连接的方式，更具有稳定性。

实施例三：

为方便棱镜框的安装和移动，实施例一中所述框架3底部设置有弹性的连接夹头7，所述连接夹头7与全站仪顶部的提手相匹配。使用弹性的连接夹头7，直接夹在全站仪的顶部，由于连接夹头7与提手相匹配，可以确保框架3在连接全站仪后与全站仪保持同一平面。这样就避免了在全站仪顶部打孔的方式连接，既方便安装，又能在不使用的时候拆分，减小仪器的体积，方便运输和移动。

实施例四：

为方便棱镜6确定统一的旋转角度，如图3所示，实施例一中所述棱镜架5与棱镜6连接的旋转轴8均向棱镜架5外侧延伸，所述旋转轴8一端与棱镜连接、另一端连接在翻转机构9上。翻转机构9带动旋转轴8旋转，或者单个旋转轴8在旋转的时候会引起其他旋转轴8转动，从而确保了三个棱镜每次旋转角度相同，避免了棱镜角度偏差过大导致的数据不准确的问题。

作为具体的翻转机构9的结构，如图4所示，所述的翻转机构9包括在框架3上固定设置的第一齿条11和活动设置的第二齿条10，所述旋转轴8端部固定连接有齿轮12，所述齿轮12位于第一齿条11与第二齿条10之间，所述齿轮12与第一齿条11、第二齿条10均啮合。

通过第二齿条10的移动带动齿轮12旋转，或者齿轮12的旋转带动第二齿条10的移动，从而确保三个旋转轴8同步移动。

作为具体的旋转方式，所述的第二齿条10上方固定有弹簧、下方连接有牵引线，所述牵引线与固定设置在框架3上的旋转辊筒13连接。通过旋转辊筒13带动牵引线上下移动，引起第二齿条10的上下移动，从而带动三个旋转轴8同步移动，实现方式简单。

作为具体的旋转方式，所述的齿轮12外侧固定设置有旋转筒。直接对单个的旋转轴8进行旋转，从而由第二齿条10带动其他旋转轴8旋转，调节更加直接，更容易确定调节角度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于高程测量的棱镜框，其特征在于，包括框架(3)、自下而上依次设置在框架(3)上的第一支撑杆(2)、第二支撑杆(1)、第三支撑杆(4)，所述第一支撑杆(2)、第二支撑杆(1)、第三支撑杆(4)上均固定连接有用于高程测量的棱镜架(5)，所述棱镜架(5)上设置有棱镜(6)，所述棱镜(6)的间距相等且位于同一竖直线上，所述棱镜(6)中心在竖直方向的投影与框架(3)下方的全站仪水平盘中心重合。

2.根据权利要求1所述的一种用于高程测量的棱镜框，其特征在于，所述第一支撑杆(2)位于框架(3)底部内侧，所述第二支撑杆(1)位于框架(3)顶部内侧，所述第三支撑杆(4)位于框架(3)外侧。

3.根据权利要求1所述的一种用于高程测量的棱镜框，其特征在于，所述第一支撑杆(2)位于框架(3)底部内侧，所述第三支撑杆(4)位于框架(3)顶部内侧，所述第二支撑杆(1)位于框架(3)中部内侧且位于棱镜架(5)两侧。

4.根据权利要求1所述的一种用于高程测量的棱镜框，其特征在于，所述棱镜架(5)外侧连接有用于瞄准的觇标。

5.根据权利要求1所述的一种用于高程测量的棱镜框，其特征在于，所述框架(3)底部设置有弹性的连接夹头(7)，所述连接夹头(7)与全站仪顶部的提手相匹配连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于高程测量的棱镜框，其特征在于，所述框架(3)的高度为400～600mm、宽度为150～200mm。

7.根据权利要求1所述的一种用于高程测量的棱镜框，其特征在于，所述棱镜架(5)与棱镜(6)连接的旋转轴(8)均向棱镜架(5)外侧延伸，所述旋转轴(8)一端与棱镜(6)连接、另一端连接在翻转机构(9)上。

8.根据权利要求7所述的一种用于高程测量的棱镜框，其特征在于，所述的翻转机构(9)包括在框架(3)上固定设置的第一齿条(11)和活动设置的第二齿条(10)，所述旋转轴(8)端部固定连接有齿轮(12)，所述齿轮(12)位于第一齿条(11)与第二齿条(10)之间，所述齿轮(12)与第一齿条(11)、第二齿条(10)均啮合。

9.根据权利要求8所述的一种用于高程测量的棱镜框，其特征在于，所述的第二齿条(10)上方固定有弹簧、下方连接有牵引线，所述牵引线与固定设置在框架(3)上的旋转辊筒(13)连接。

10.根据权利要求8所述的一种用于高程测量的棱镜框，其特征在于，所述的齿轮(12)外侧固定设置有旋转筒。