CN111442761B - 一种兼具土层厚度测量功能的简易坡面角度仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种兼具土层厚度测量功能的简易坡面角度仪，包括固定底板调节侧板以及固定底板上的钻土外壳和调节侧板上的坡度测量仪外壳，所述固定底板的上端面居中开设有竖向贯通的通槽，所述通槽的两侧固定底板上均设有方便钻土外壳滑动的导向机构，所述钻土外壳上端插设有螺杆结构的钻杆，钻土外壳的侧面安装有驱动钻杆向下伸入土层的电机，所述固定底板与调节侧板铰接相连，所述坡度测量仪外壳通过支撑底座固定安装在调节侧板上端面远离固定底板的一侧。该兼具有土层厚度测量功能的简易坡面角度仪，不仅能够进行坡度的测量，同时还能够进行土层厚度的测量，显著提高了野外工作效率，并有效的降低了测量误差。

Description

一种兼具土层厚度测量功能的简易坡面角度仪
技术领域
本发明属于地形测量工具技术领域，具体涉及一种兼具土层厚度测量功能的简易坡面角度仪。
背景技术
地形测量是土地整理、工程勘探、土壤侵蚀防治等领域测定的基本指标之一。目前，在地形测量领域常用的地形观测技术主要分为接触式和非接触式测量技术。
非接触式测量技术主要包括激光测距技术、近景摄影测量技术、超声波测距技术等，这类技术的测量装置结构复杂，一般包括信号发射装置、信号接收装置、数字信号处理系统、供电系统等部分，每个部分又由一系列组件构成。这些测量技术具有非接触测量、效率高、测量精度高等特点，但也存在设备成本高(硬件设备往往需几十万或上百万)、易受植被等地被物的干扰、难以检校、维护困难、设备体积大携带不便等问题。
接触式测量技术主要有全站仪加标杆、水平仪加米尺等单点接触式测量方法。全站仪由标杆、电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、显示屏、键盘等组成。全站仪测量地形角度具有精度高、不受植被等地被物的干扰、体积小重量轻、稳定性高等特点。但是全站仪的操作具有一定的难度，需要具有一定专业技术的人员操作，测量过程一般需要两个人，人工成本较高，对于曲率变化频繁的山地适宜性较差。水平仪加米尺是野外常用的便携式地形测量工具，操作简便，但是需要两个人配合测量，一个人控制水平仪，另一个人用米尺测量垂直高度，两人配合的密切程度决定了测量的精度。
目前，追求高精度、便捷高效多功能测量是坡面角度测量研究领域发展的一个重要方向，然而，适应于地形起伏大的复杂山地坡面角度测量装置一直被忽视。在山地研究中，由于耕作、降雨等人为和自然因素的影响，坡面连绵起伏，坑包交错，快速准确地测量坡面角度、曲率等地形因子一直缺乏合适的测量工具，而现有的测量工具其功能较为单一，且单一测量方式，在结构出现故障时，不能够及时发现，从而容易造成测量的准确性和精确性差的问题，影响测量的结果，且工作效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种兼具土层厚度测量功能的简易坡面角度仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种兼具土层厚度测量功能的简易坡面角度仪，包括固定底板调节侧板以及固定底板上的钻土外壳和调节侧板上的坡度测量仪外壳，所述固定底板的上端面居中开设有竖向贯通的通槽，所述通槽的两侧固定底板上均设有方便钻土外壳滑动的导向机构，所述钻土外壳上端插设有螺杆结构的钻杆，钻土外壳的侧面安装有驱动钻杆向下伸入土层的电机；
所述固定底板与调节侧板铰接相连，所述坡度测量仪外壳通过支撑底座固定安装在调节侧板上端面远离固定底板的一侧，且坡度测量仪外壳朝向固定底板的一侧面近底端固定有耳座，朝向固定底板一侧的调节侧板上固定有与耳座水平高度一致的支撑杆，所述支撑杆与耳座之间设有水平的测量线。
优选的，所述导向机构包括开设在固定底板上端面处侧边处的滑槽以及安装在滑槽内的滑杆，所述钻土外壳的底端两侧向下凸出设有吻合在滑槽内的滑条，且所述滑杆横向贯穿滑条，并与滑条滑动设置。
优选的，所述固定底板与调节侧板上端面远离的一侧均安装有限位件，所述限位件为限位螺杆，且限位螺杆的顶端开有六角沉孔，底端呈锥形结构。
优选的，所述钻土外壳的内部呈中空设置，且中间位置处设有在钻土外壳内转动的套管，所述钻杆插在套管中，并与套管螺纹连接，且钻杆的顶端在钻土外壳外侧固定连接有挡板，钻杆的外侧设有刻度线。
优选的，所述套管的外侧固定套接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮一侧啮合有第二锥齿轮，且所述第二锥齿轮固定套在电机机轴伸入钻土外壳内的端部上。
优选的，所述坡度测量仪外壳包括坡度显示盘、指针、转轴和水平指示计，所述坡度显示盘呈圆盘状结构，并固定内嵌在坡度测量仪外壳一侧面中，所述转轴安装在坡度显示盘的侧面中间位置处，所述指针的中间部分安装在转轴上，并与转轴转动连接，所述水平指示计安装在指针的底端处，并与指针垂直设置。
优选的，所述耳座内固定连接有一组柱形的固定杆，所述支撑杆的顶端开设有凹槽，且凹槽设置有一组转板，所述转板在凹槽内的一端呈弧形设置，并向外凸出有插入凹槽内壁的插杆，其中插杆在凹槽内壁中阻尼铰接。
优选的，所述转板在凹槽内的一端靠近凹槽侧壁处还安装有半圆盘状的坡度测量盘，所述转板在凹槽外的一端上端面中内嵌安装有水平仪，转板一侧的凹槽内设置的圆杆上与固定杆上分别绕有测量线的两端。
本发明的技术效果和优点：该具有土层厚度测量功能的简易坡面角度仪，通过在固定底板上设有钻土外壳，在调节侧板上设有坡度测量仪外壳，从而能够在进行坡度测量的同时，还能够有固定底板上的钻土外壳，对土层的深度进行测量，提高整体的功能性，且土层测量时，钻土外壳可在两组滑槽上移动，从而能够调节测量的多方位性，且测量方便，一人即可完成整体操作；另外在调节侧板上设有坡度测量仪外壳，调节侧板可在固定底板上旋转，且坡度测量仪外壳一侧还设有支撑杆，支撑杆上设有可转动的转板，转板上安装有水平仪和坡度测量盘，从而能够在调节侧板调节测量时，不仅能够通过坡度测量仪外壳进行坡度的测量，同时还可以通过坡度测量盘进行测量，实现双重测量，避免单一测量出现故障后影响测量精确以及测量结果的问题，同时测量过程只需一个人即可完成，可大大节约人力成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的后视图；
图3为本发明的使用时主视图；
图4为本发明的钻土外壳剖视图；
图5为本发明的图1中A处结构的放大示意图。
图中：1固定底板、2调节侧板、3钻土外壳、4坡度测量仪外壳、5支撑底座、6通槽、7滑槽、8滑杆、9钻杆、10挡板、11电机、12限位件、13支撑杆、14耳座、15转板、16坡度显示盘、17指针、18转轴、19水平指示计、20固定杆、21坡度测量盘、22测量线、23套管、24第一锥齿轮、25第二锥齿轮、26水平仪。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
本发明提供了如图1-5所示的一种兼具土层厚度测量功能的简易坡面角度仪，包括固定底板1调节侧板2以及固定底板1上的钻土外壳3和调节侧板2上的坡度测量仪外壳4，所述固定底板1的上端面居中开设有竖向贯通的通槽6，所述通槽6的两侧固定底板1上均设有方便钻土外壳3滑动的导向机构，所述钻土外壳3上端插设有螺杆结构的钻杆9，钻土外壳3的侧面安装有驱动钻杆9向下伸入土层的电机11，电机11在此处为伺服电机；
所述固定底板1与调节侧板2铰接相连，所述坡度测量仪外壳4通过支撑底座5固定安装在调节侧板2上端面远离固定底板1的一侧，且坡度测量仪外壳4朝向固定底板1的一侧面近底端固定有耳座14，朝向固定底板1一侧的调节侧板2上固定有与耳座14水平高度一致的支撑杆13，所述支撑杆13与耳座14之间设有水平的测量线22。
具体的，所述导向机构包括开设在固定底板1上端面处侧边处的滑槽7以及安装在滑槽7内的滑杆8，所述钻土外壳3的底端两侧向下凸出设有吻合在滑槽7内的滑条，且所述滑杆8横向贯穿滑条，并与滑条滑动设置，从而便于对钻土外壳3在固定底板1上滑动。
具体的，所述固定底板1与调节侧板2上端面远离的一侧均安装有限位件12，所述限位件12为限位螺杆，且限位螺杆的顶端开有六角沉孔，底端呈锥形结构，能够插入土层中，将其进行限位固定。
具体的，所述钻土外壳3的内部呈中空设置，且中间位置处设有在钻土外壳3内转动的套管23，所述钻杆9插在套管23中，并与套管23螺纹连接，且钻杆9的顶端在钻土外壳3外侧固定连接有挡板10，钻杆9的外侧设有刻度线，方便观察钻入土层的深度。
具体的，所述套管23的外侧固定套接有第一锥齿轮24，所述第一锥齿轮24一侧啮合有第二锥齿轮25，且所述第二锥齿轮25固定套在电机11机轴伸入钻土外壳3内的端部上。
具体的，所述坡度测量仪外壳4包括坡度显示盘16、指针17、转轴18和水平指示计19，所述坡度显示盘16呈圆盘状结构，并固定内嵌在坡度测量仪外壳4一侧面中，所述转轴18安装在坡度显示盘16的侧面中间位置处，所述指针17的中间部分安装在转轴18上，并与转轴18转动连接，所述水平指示计19安装在指针17的底端处，并与指针17垂直设置。
具体的，所述耳座14内固定连接有一组柱形的固定杆20，所述支撑杆13的顶端开设有凹槽，且凹槽设置有一组转板15，所述转板15在凹槽内的一端呈弧形设置，并向外凸出有插入凹槽内壁的插杆，其中插杆在凹槽内壁中阻尼铰接，从而能够通过手动对转板15进行转动调节。
具体的，所述转板15在凹槽内的一端靠近凹槽侧壁处还安装有半圆盘状的坡度测量盘21，所述转板15在凹槽外的一端上端面中内嵌安装有水平仪26，且转板15一侧的凹槽内设置的圆杆上与固定杆20上分别绕有测量线22的两端，且圆杆与固定杆20竖直高度相同，从而保证测量线22与调节侧板2的平行。
工作原理，该具有土层厚度测量功能的简易坡面角度仪，在进行坡度的测量时，可以将固定底板1水平放置，或者固定底板1放置测量坡度的下方，通过固定底板1和调节侧板2的调节，使放置方便，放置完成后，可通过对限位件12的拧动，即通过与沉孔相适配的L型转杆，插入限位件12中，拧动限位件12对固定底板1和调节侧板2进行固定，固定完成后，由于调节侧板2此时处于倾斜状态，如图3所示，此时坡度测量仪外壳4内的指针17会根据底端的水平指示计19，使指针17仍处于竖直状态，从而在坡度显示盘16上形成坡度夹角，同时调节转板15在支撑杆13上转动，当水平仪26水平时，保证转板15的水平，此时测量线22与转板15之间形成的夹角与坡度角度相同，同时测量线22的水平线会穿过坡度测量盘21，在坡度测量盘21上可进行夹角的观测，与坡度显示盘16上的夹角对比，以确保测量坡度的准确性，此外还可以对土层的深度进行测量，将固定底板1水平放置，将钻土外壳3滑至检测位置后，启动电机11正转，电机11正转，通过锥形齿轮的啮合带动套管23的转动，进而由套管23与钻杆9的螺纹适配，使钻杆9向下，钻入土层中，通过钻杆9下伸的尺寸，确定土层的深度。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种兼具土层厚度测量功能的简易坡面角度仪，包括固定底板(1)调节侧板(2)以及固定底板(1)上的钻土外壳(3)和调节侧板(2)上的坡度测量仪外壳(4)，其特征在于：所述固定底板(1)的上端面居中开设有竖向贯通的通槽(6)，所述通槽(6)的两侧固定底板(1)上均设有方便钻土外壳(3)滑动的导向机构，所述钻土外壳(3)上端插设有螺杆结构的钻杆(9)，钻土外壳(3)的侧面安装有驱动钻杆(9)向下伸入土层的电机(11)，所述固定底板(1)与调节侧板(2)铰接相连，所述坡度测量仪外壳(4)通过支撑底座(5)固定安装在调节侧板(2)上端面远离固定底板(1)的一侧，且坡度测量仪外壳(4)朝向固定底板(1)的一侧面近底端固定有耳座(14)，朝向固定底板(1)一侧的调节侧板(2)上固定有与耳座(14)水平高度一致的支撑杆(13)，所述支撑杆(13)与耳座(14)之间设有水平的测量线(22)；
所述耳座(14)内固定连接有一组柱形的固定杆(20)，所述支撑杆(13)的顶端开设有凹槽，且凹槽设置有一组转板(15)，所述转板(15)在凹槽内的一端呈弧形设置，并向外凸出有插入凹槽内壁的插杆，其中插杆在凹槽内壁中阻尼铰接，从而能够通过手动对转板(15)进行转动调节；
所述转板(15)在凹槽内的一端靠近凹槽侧壁处还安装有半圆盘状的坡度测量盘(21)，所述转板(15)在凹槽外的一端上端面中内嵌安装有水平仪(26)，且转板(15)一侧的凹槽内设置的圆杆上与固定杆(20)上分别绕有测量线(22)的两端，且圆杆与固定杆(20)竖直高度相同，从而保证测量线(22)与调节侧板(2)的平行；
调节转板(15)在支撑杆(13)上转动，当水平仪(26)水平时，保证转板(15)的水平，此时测量线(22)与转板(15)之间形成的夹角与坡度角度相同，同时测量线(22)的水平线会穿过坡度测量盘(21)，在坡度测量盘(21)上可进行夹角的观测。
2.根据权利要求1所述的一种兼具土层厚度测量功能的简易坡面角度仪，其特征在于：所述导向机构包括开设在固定底板(1)上端面处侧边处的滑槽(7)以及安装在滑槽(7)内的滑杆(8)，所述钻土外壳(3)的底端两侧向下凸出设有吻合在滑槽(7)内的滑条，且所述滑杆(8)横向贯穿滑条，并与滑条滑动设置。
3.根据权利要求1所述的一种兼具土层厚度测量功能的简易坡面角度仪，其特征在于：所述固定底板(1)与调节侧板(2)上端面远离的一侧均安装有限位件(12)，所述限位件(12)为限位螺杆，且限位螺杆的顶端开有六角沉孔，底端呈锥形结构。
4.根据权利要求1所述的一种兼具土层厚度测量功能的简易坡面角度仪，其特征在于：所述钻土外壳(3)的内部呈中空设置，且中间位置处设有在钻土外壳(3)内转动的套管(23)，所述钻杆(9)插在套管(23)中，并与套管(23)螺纹连接，且钻杆(9)的顶端在钻土外壳(3)外侧固定连接有挡板(10)，钻杆(9)的外侧设有刻度线。
5.根据权利要求4所述的一种兼具土层厚度测量功能的简易坡面角度仪，其特征在于：所述套管(23)的外侧固定套接有第一锥齿轮(24)，所述第一锥齿轮(24)一侧啮合有第二锥齿轮(25)，且所述第二锥齿轮(25)固定套在电机(11)机轴伸入钻土外壳(3)内的端部上。
6.根据权利要求1所述的一种兼具土层厚度测量功能的简易坡面角度仪，其特征在于：所述坡度测量仪外壳(4)包括坡度显示盘(16)、指针(17)、转轴(18)和水平指示计(19)，所述坡度显示盘(16)呈圆盘状结构，并固定内嵌在坡度测量仪外壳(4)一侧面中，所述转轴(18)安装在坡度显示盘(16)的侧面中间位置处，所述指针(17)的中间部分安装在转轴(18)上，并与转轴(18)转动连接，所述水平指示计(19)安装在指针(17)的底端处，并与指针(17)垂直设置。
7.根据权利要求1所述的一种兼具土层厚度测量功能的简易坡面角度仪，其特征在于：所述耳座(14)内固定连接有一组柱形的固定杆(20)，所述支撑杆(13)的顶端开设有凹槽，且凹槽设置有一组转板(15)，所述转板(15)在凹槽内的一端呈弧形设置，并向外凸出有插入凹槽内壁的插杆，其中插杆在凹槽内壁中阻尼铰接。
8.根据权利要求7所述的一种兼具土层厚度测量功能的简易坡面角度仪，其特征在于：所述转板(15)在凹槽内的一端靠近凹槽侧壁处还安装有半圆盘状的坡度测量盘(21)，所述转板(15)在凹槽外的一端上端面中内嵌安装有水平仪(26)，转板(15)一侧的凹槽内设置的圆杆上与固定杆(20)上分别绕有测量线(22)的两端。
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