CN111735432A - 一种边坡测量装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种边坡测量装置及其使用方法，属于边坡测量技术领域，通过坡面平行板贴合随测量边坡的坡面，坡面平行板与坡面处于平行状态，此时，利用激光发射器进行激光发射，激光照射于坡面平行板上，此时，滑动连接于斜向电动滑轨上的激光接收设备向下滑动，当激光接收设备上的坡面光源接收体接收到光源以确定坡面光点，再利用平面光源接收体的向上翻转操作，对激光发射器所发出的水平光源进行遮蔽并接收来确定水平光点，两个光点夹角与坡面角度为对角，即坡面光源接收体的旋转角度即为该边坡的坡面角度，无需人工利用花杆等测量工具进行测量，在一定程度上有效提高了坡面角度的测量效率，同时也提高了测量精确度。

Description

一种边坡测量装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及边坡测量技术领域，更具体地说，涉及一种边坡测量装置及其使用方法。

背景技术

路基边坡坡度的检测是公路工程质量检验评定标准中规定的基本检测项目，公路路基的边坡坡度取决于地质、水文条件以及路基的填挖方高度，边坡的坡度值一旦确定，在施工中如果超过规定值，则会造成占地面积的增加和横断面的经济成本较高的问题；如果达不到规定值，则会直接影响路基的稳定性，埋下质量隐患，因此，在施工中路基边坡坡度的准确测量不仅能使边坡快速成型，节约施工时间，而且也能使路基的稳定性得到有效保证。

现有技术中，对边坡的测量则需要人工用花杆和皮尺测量后计算出坡度，由于边坡的角度往往不同，在测量时需要配备多个测量工具，由此就需要两人或多人进行合作，施工人员通常是用花杆配合皮尺测量边坡的相应尺寸，然后根据该尺寸计算出坡度，这种方法即不方便也不准确，费时费力，不仅增加了测量的难度，同时降低了公路施工的工作效率。

为此，我们提出一种边坡测量装置及其使用方法来有效解决现有技术中所存在的一些问题。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种边坡测量装置及其使用方法，通过坡面平行板贴合随测量边坡的坡面，坡面平行板与坡面处于平行状态，此时，利用激光发射器进行激光发射，激光照射于坡面平行板上，此时，滑动连接于斜向电动滑轨上的激光接收设备向下滑动，当激光接收设备上的坡面光源接收体接收到光源以确定坡面光点，再利用平面光源接收体的向上翻转操作，对激光发射器所发出的水平光源进行遮蔽并接收来确定水平光点，两个光点夹角与坡面角度为对角，即坡面光源接收体的旋转角度即为该边坡的坡面角度，无需人工利用花杆等测量工具进行测量，在一定程度上有效提高了坡面角度的测量效率，同时也提高了测量精确度。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种边坡测量装置，包括一对竖梁，一对所述竖梁的相对侧壁上均嵌设安装有竖向电动滑轨，一对所述竖向电动滑轨上均滑动安装有升降板，两个所述升降板靠近底端的相对侧壁之间固定连接有横梁，所述横梁的中部转动安装有转动板，所述转动板的上端固定连接有坡面平行板，所述坡面平行板的上端壁上嵌设安装有斜向电动滑轨，所述斜向电动滑轨上滑动安装有激光接收设备，所述激光接收设备包括坡面光源接收体和转动安装于坡面光源接收体底端的平面光源接收体，两个所述升降板靠近顶端的相对侧壁之间固定连接有转动轴，两个所述转动轴之间转动安装有安装筒，所述安装筒的底端两侧均安装有垂直承重机构，所述安装筒内嵌设安装有激光发射器，所述激光发射器与激光接收设备相匹配对应设置。

进一步的，所述坡面光源接收体包括滑动连接于斜向电动滑轨上的滑动板，所述滑动板上开设有安装腔，所述安装腔内嵌设安装有与激光发射器相匹配的第一激光接收器，第一激光接收器收到从激光发射器发出的光源以确定坡面光点。

进一步的，所述平面光源接收体包括转动安装于安装腔的遮光板，所述遮光板与第一激光接收器位置相对应设置，且遮光板与坡面平行板平行设置，所述滑动板的外侧壁上安装有对遮光板进行驱动的步进电机，遮光板远离滑动板的一端固定连接有与激光发射器相匹配的第二激光接收器，第一激光接收器用于接收从激光发射器发出的激光来确定光点，再通过步进电机带动遮光板向上翻转用以对光源进行遮蔽，当遮光板对光源完成遮蔽时，即遮光板处于水平位置，此时第二激光接收器接收到激光发射器发出的光源，以此为信号控制步进电机不再旋转，以便得到遮光板的旋转角度，而该遮光板的旋转角度与坡面角度为对角，两者相同，便可轻易且准确地得到坡面角度。

进一步的，所述遮光板靠近滑动板的一端两侧均固定连接有旋转轴，两个所述旋转轴分别转动连接于安装腔的内壁上，所述步进电机的驱动端贯穿滑动板并与其中一个旋转轴固定连接。

进一步的，所述垂直承重机构包括固定套接于安装筒外侧壁上的固定套，所述固定套的底端固定连接有垂杆，所述垂杆的底端固定连接有吊锤，垂杆与吊锤具有一定的垂直力度，当该装置放置平稳后，在垂杆与吊锤的垂重作用下，以满足安装筒能够使得其内部所安装的激光发射器的照射面处于水平位置。

进一步的，其中一个升降板的内侧壁上固定连接有与固定套位置对应的电磁铁，所述固定套内掺杂有导磁材料，当安装筒处于平稳状态下，启动电磁铁，电磁铁对靠近其一侧的固定套起到磁吸定位作用，以有效提高安装筒的平稳度。

进一步的，一对所述竖梁的底端均固定连接有支撑脚，所述支撑脚与竖梁的底端之间安装有电动伸缩杆。

一种边坡测量装置的使用方法，具体操作步骤如下：

S1、技术人员将该装置放置于待检测的边坡处理，根据边坡的竖直高度，通过一对竖向电动滑轨来调节坡面平行板以及安装筒的整体竖直高度，以满足坡面平行板适当旋转后贴合边坡的坡面；

S2、当坡面平行板贴合在边坡的坡面后，此时，依靠垂杆与吊锤组成的垂直承重机构的垂直作用，安装筒内的激光发射器的照射面处于水平位置，启动电磁铁，利用电磁铁与固定套之间的磁吸定位，使得安装筒不易受外界环境影响而转动，完成坡面角度测量的准备工作；

S3、再启动激光发射器发出激光，激光照射于坡面平行板端面上，通过斜向电动滑轨带动激光接收设备进行驱动，滑动板滑动于斜向电动滑轨上，当第一激光接收器滑动至接收到激光发射器发出的激光时，滑动板停止滑动，确定光点，此时，利用步进电机带动遮光板进行驱动，遮光板向上翻转，当遮光板对光源遮蔽时，第二激光接收器接收到光源，电性控制步进电机停止转动，即遮光板处于水平位置；

S4、计算坡面角度，根据对角角度相同远离，遮光板与坡面平行板端面的角度即为边坡的坡面角度，可根据步进电机的旋转角度来得出该边坡的坡面角度。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过坡面平行板贴合随测量边坡的坡面，坡面平行板与坡面处于平行状态，此时，利用激光发射器进行激光发射，激光照射于坡面平行板上，此时，滑动连接于斜向电动滑轨上的激光接收设备向下滑动，当激光接收设备上的坡面光源接收体接收到光源以确定坡面光点，再利用平面光源接收体的向上翻转操作，对激光发射器所发出的水平光源进行遮蔽并接收来确定水平光点，两个光点夹角与坡面角度为对角，即坡面光源接收体的旋转角度即为该边坡的坡面角度，无需人工利用花杆等测量工具进行测量，在一定程度上有效提高了坡面角度的测量效率，同时也提高了测量精确度。

（2）坡面光源接收体包括滑动连接于斜向电动滑轨上的滑动板，所述滑动板上开设有安装腔，所述安装腔内嵌设安装有与激光发射器相匹配的第一激光接收器，第一激光接收器与坡面平行板平行设置，第一激光接收器收到从激光发射器发出的光源以确定坡面光点。

（3）平面光源接收体包括转动安装于安装腔的遮光板，所述遮光板与第一激光接收器位置相对应设置，且遮光板与坡面平行板平行设置，所述滑动板的外侧壁上安装有对遮光板进行驱动的步进电机，遮光板远离滑动板的一端固定连接有与激光发射器相匹配的第二激光接收器，第一激光接收器用于接收从激光发射器发出的激光来确定光点，再通过步进电机带动遮光板向上翻转用以对光源进行遮蔽，当遮光板对光源完成遮蔽时，即遮光板处于水平位置，此时第二激光接收器接收到激光发射器发出的光源，以此为信号控制步进电机不再旋转，以便得到遮光板的旋转角度，而该遮光板的旋转角度与坡面角度为对角。

（4）垂直承重机构包括固定套接于安装筒外侧壁上的固定套，所述固定套的底端固定连接有垂杆，所述垂杆的底端固定连接有吊锤，垂杆与吊锤具有一定的垂直力度，当该装置放置平稳后，在垂杆与吊锤的垂重作用下，以满足安装筒能够使得其内部所安装的激光发射器的照射面处于水平位置。

（5）其中一个升降板的内侧壁上固定连接有与固定套位置对应的电磁铁，所述固定套内掺杂有导磁材料，当安装筒处于平稳状态下，启动电磁铁，电磁铁对靠近其一侧的固定套起到磁吸定位作用，以有效提高安装筒的平稳度。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的侧面示意图；

图3为本发明的激光接收设备处的立体图；

图4为本发明的安装筒处的立体图；

图5为本发明的平面光源接收体启动后的立体图。

图中标号说明：

1竖梁、2竖向电动滑轨、3升降板、4转动轴、5安装筒、6激光发射器、7垂杆、8吊锤、9横梁、10转动板、11坡面平行板、12激光接收设备、121滑动板、122第一激光接收器、123步进电机、124遮光板、125第二激光接收器、13斜向电动滑轨、14支撑脚、15电磁铁。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-2，一种边坡测量装置，包括一对竖梁1，一对竖梁1的底端均固定连接有支撑脚14，支撑脚14与竖梁1的底端之间安装有电动伸缩杆，一对竖梁1的相对侧壁上均嵌设安装有竖向电动滑轨2，一对竖向电动滑轨2上均滑动安装有升降板3，两个升降板3靠近底端的相对侧壁之间固定连接有横梁9，横梁9的中部转动安装有转动板10，转动板10可由电机驱动，也可由高摩擦力度的转动进行旋转衔接，转动板10的上端固定连接有坡面平行板11，坡面平行板11的上端壁上嵌设安装有斜向电动滑轨13，斜向电动滑轨13上滑动安装有激光接收设备12，激光接收设备12包括坡面光源接收体和转动安装于坡面光源接收体底端的平面光源接收体，两个升降板3靠近顶端的相对侧壁之间固定连接有转动轴4，两个转动轴4之间转动安装有安装筒5，安装筒5的底端两侧均安装有垂直承重机构，安装筒5内嵌设安装有激光发射器6，激光发射器6与激光接收设备12相匹配对应设置，在进行使用时，将坡面平行板11贴合待检测的边坡坡面，利用激光发射器6发出激光，坡面光源接收体接收到激光以确定坡面光点，平面光源接收体在旋转后接收到激光以确定水平光点，利用两个光点之间的夹角算出该坡面角度。

请参阅图3-5，具体的，坡面光源接收体包括滑动连接于斜向电动滑轨13上的滑动板121，滑动板121上开设有安装腔，安装腔内嵌设安装有与激光发射器6相匹配的第一激光接收器122，平面光源接收体包括转动安装于安装腔的遮光板124，遮光板124与第一激光接收器122位置相对应设置，且遮光板124与坡面平行板11平行设置，滑动板121的外侧壁上安装有对遮光板124进行驱动的步进电机123，遮光板124远离滑动板121的一端固定连接有与激光发射器6相匹配的第二激光接收器125，遮光板124靠近滑动板121的一端两侧均固定连接有旋转轴，两个旋转轴分别转动连接于安装腔的内壁上，步进电机123的驱动端贯穿滑动板121并与其中一个旋转轴固定连接，第一激光接收器122用于接收从激光发射器6发出的激光来确定光点，再通过步进电机123带动遮光板124向上翻转用以对光源进行遮蔽，当遮光板124对光源完成遮蔽时，即遮光板124处于水平位置，此时第二激光接收器125接收到激光发射器6发出的光源，以此为信号控制步进电机123不再旋转，以便得到遮光板124的旋转角度，而该遮光板124的旋转角度与坡面角度为对角，两者相同，便可轻易且准确地得到坡面角度。

此外，在此需要补充的是，垂直承重机构包括固定套接于安装筒5外侧壁上的固定套，固定套的底端固定连接有垂杆7，垂杆7的底端固定连接有吊锤8，垂杆7与吊锤8具有一定的垂直力度，当该装置放置平稳后，在垂杆7与吊锤8的垂重作用下，以满足安装筒5能够使得其内部所安装的激光发射器6的照射面处于水平位置，其中一个升降板3的内侧壁上固定连接有与固定套位置对应的电磁铁15，固定套内掺杂有导磁材料，当安装筒5处于平稳状态下，启动电磁铁15，电磁铁15对靠近其一侧的固定套起到磁吸定位作用，以有效提高安装筒5的平稳度。

在此需要强调的是，斜向电动滑轨13对滑动板121的驱动以及步进电机123对遮光板124的驱动均有控制器进行控制，而该控制器与第一激光接收器122以及第二激光接收器125信号连接，以便自动控制启闭。

一种边坡测量装置的使用方法，具体操作步骤如下：

S1、技术人员将该装置放置于待检测的边坡处理，根据边坡的竖直高度，通过一对竖向电动滑轨2来调节坡面平行板11以及安装筒5的整体竖直高度，以满足坡面平行板11适当旋转后贴合边坡的坡面；

S2、当坡面平行板11贴合在边坡的坡面后，此时，依靠垂杆7与吊锤8组成的垂直承重机构的垂直作用，安装筒5内的激光发射器6的照射面处于水平位置，启动电磁铁15，利用电磁铁15与固定套之间的磁吸定位，使得安装筒5不易受外界环境影响而转动，完成坡面角度测量的准备工作；

S3、再启动激光发射器6发出激光，激光照射于坡面平行板11端面上，通过斜向电动滑轨13带动激光接收设备12进行驱动，滑动板121滑动于斜向电动滑轨13上，当第一激光接收器122滑动至接收到激光发射器6发出的激光时，滑动板121停止滑动，确定光点，此时，利用步进电机123带动遮光板124进行驱动，遮光板124向上翻转，当遮光板124对光源遮蔽时，第二激光接收器125接收到光源，电性控制步进电机123停止转动，即遮光板124处于水平位置；

S4、计算坡面角度，根据对角角度相同远离，遮光板124与坡面平行板11端面的角度即为边坡的坡面角度，可根据步进电机123的旋转角度来得出该边坡的坡面角度。

本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种边坡测量装置，包括一对竖梁（1），其特征在于：一对所述竖梁（1）的相对侧壁上均嵌设安装有竖向电动滑轨（2），一对所述竖向电动滑轨（2）上均滑动安装有升降板（3），两个所述升降板（3）靠近底端的相对侧壁之间固定连接有横梁（9），所述横梁（9）的中部转动安装有转动板（10），所述转动板（10）的上端固定连接有坡面平行板（11），所述坡面平行板（11）的上端壁上嵌设安装有斜向电动滑轨（13），所述斜向电动滑轨（13）上滑动安装有激光接收设备（12），所述激光接收设备（12）包括坡面光源接收体和转动安装于坡面光源接收体底端的平面光源接收体，两个所述升降板（3）靠近顶端的相对侧壁之间固定连接有转动轴（4），两个所述转动轴（4）之间转动安装有安装筒（5），所述安装筒（5）的底端两侧均安装有垂直承重机构，所述安装筒（5）内嵌设安装有激光发射器（6），所述激光发射器（6）与激光接收设备（12）相匹配对应设置。

2.根据权利要求1所述的一种边坡测量装置，其特征在于：所述坡面光源接收体包括滑动连接于斜向电动滑轨（13）上的滑动板（121），所述滑动板（121）上开设有安装腔，所述安装腔内嵌设安装有与激光发射器（6）相匹配的第一激光接收器（122）。

3.根据权利要求2所述的一种边坡测量装置，其特征在于：平面光源接收体包括转动安装于安装腔的遮光板（124），所述遮光板（124）与第一激光接收器（122）位置相对应设置，且遮光板（124）与坡面平行板（11）平行设置，所述滑动板（121）的外侧壁上安装有对遮光板（124）进行驱动的步进电机（123），遮光板（124）远离滑动板（121）的一端固定连接有与激光发射器（6）相匹配的第二激光接收器（125）。

4.根据权利要求3所述的一种边坡测量装置，其特征在于：所述124靠近滑动板（121）的一端两侧均固定连接有旋转轴，两个所述旋转轴分别转动连接于安装腔的内壁上，所述步进电机（123）的驱动端贯穿滑动板（121）并与其中一个旋转轴固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种边坡测量装置，其特征在于：所述垂直承重机构包括固定套接于安装筒（5）外侧壁上的固定套，所述固定套的底端固定连接有垂杆（7），所述垂杆（7）的底端固定连接有吊锤（8）。

6.根据权利要求5所述的一种边坡测量装置，其特征在于：其中一个升降板（3）的内侧壁上固定连接有与固定套位置对应的电磁铁（15），所述固定套内掺杂有导磁材料。

7.根据权利要求1所述的一种边坡测量装置，其特征在于：一对所述竖梁（1）的底端均固定连接有支撑脚（14），所述支撑脚（14）与竖梁（1）的底端之间安装有电动伸缩杆。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种边坡测量装置的使用方法，其特征在于：具体操作步骤如下：

S1、技术人员将该装置放置于待检测的边坡处理，根据边坡的竖直高度，通过一对竖向电动滑轨（2）来调节坡面平行板（11）以及安装筒（5）的整体竖直高度，以满足坡面平行板（11）适当旋转后贴合边坡的坡面；

S2、当坡面平行板（11）贴合在边坡的坡面后，此时，依靠垂杆（7）与吊锤（8）组成的垂直承重机构的垂直作用，安装筒（5）内的激光发射器（6）的照射面处于水平位置，启动电磁铁（15），利用电磁铁（15）与固定套之间的磁吸定位，使得安装筒（5）不易受外界环境影响而转动，完成坡面角度测量的准备工作；

S3、再启动激光发射器（6）发出激光，激光照射于坡面平行板（11）端面上，通过斜向电动滑轨（13）带动激光接收设备（12）进行驱动，滑动板（121）滑动于斜向电动滑轨（13）上，当第一激光接收器（122）滑动至接收到激光发射器（6）发出的激光时，滑动板（121）停止滑动，确定光点，此时，利用步进电机（123）带动遮光板（124）进行驱动，遮光板（124）向上翻转，当遮光板（124）对光源遮蔽时，第二激光接收器（125）接收到光源，电性控制步进电机（123）停止转动，即遮光板（124）处于水平位置；

S4、计算坡面角度，根据对角角度相同远离，遮光板（124）与坡面平行板（11）端面的角度即为边坡的坡面角度，可根据步进电机（123）的旋转角度来得出该边坡的坡面角度。

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