CN113654524A - 测量坡度和垂直度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测量坡度和垂直度的装置，包括若干节伸缩杆，左端的伸缩杆为主体杆，右端的伸缩杆为测量杆，中间的伸缩杆为延伸杆；延伸杆内设置有延伸丝杠，主体杆内固定设置有主体螺母，主体杆内设置有主体马达；延伸丝杠的右端套设有传动齿轮，延伸丝杠的右端还固定设置有延伸螺母，延伸螺母外设置有延伸螺母齿轮；测量杆内部设置有测量丝杠，测量丝杠穿设于延伸螺母上，测量丝杠的右端通过测量转动组件转动固定于测量杆内壁；测量杆的右端安装有测距器；主体杆内设置有控制主板，控制主板与主体马达通信连接，控制主板与测距器通信连接；主体杆上设置有用于同时测量水平度和垂直度的测量器。便于测量基坑的坡度及竖直面的垂直度。

Description

测量坡度和垂直度的装置

技术领域

本发明属于建筑施工装置技术领域，具体涉及一种测量坡度和垂直度的装置。

背景技术

目前建筑基坑深度越来越深，对基坑支护施工要求越来越严格，对于支护结构上部放坡精度要求较高，目前常用开挖坡度控制一般需要两个人相互配合，分别测量放坡的深度和水平距离然后经过计算得出实际放坡的坡度，测量时水平度无法精确控制，测量误差较大且测量速度较慢，人员测量时安全存在较大隐患，不适用于夜间施工。

现有技术中，申请公布号为CN108645380A的发明专利，公开了一种基坑坡度测量装置及方法，该基坑坡度测量装置，包括支撑架、伸缩杆组件、线绳和线锤，支撑架支设于边坡上，所述伸缩杆组件包括伸缩杆和固定杆，固定杆安装于支撑架上，固定杆上设有水平气泡，伸缩杆可相对固定杆做伸缩运动，伸缩杆上绘有刻度，线锤连接于线绳的端部，线绳上绘有刻度，线锤悬挂于伸缩杆的端部。该基坑坡度测量装置，伸缩杆以及线绳的操作均需要手工操作，测量较为复杂，且读数也是人工读数，容易产生较大误差，且测量较深的基坑时，线锤不易看见，不确定线锤的位置，导致测量不准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量坡度和垂直度的装置，以解决现有技术中基坑坡度测量不方便的技术问。

为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：

测量坡度和垂直度的装置，包括若干节左右方向延伸的空心的伸缩杆，伸缩杆从左至右逐渐变细，左端的伸缩杆为主体杆，右端的伸缩杆为测量杆，中间的伸缩杆为延伸杆；所述延伸杆内设置有延伸丝杠，所述主体杆内固定设置有与延伸丝杠配合的主体螺母，主体杆内设置有用于带动主体螺母转动的主体马达，延伸丝杠与主体螺母配合以使延伸丝杠在转动过程中带动延伸杆在主体杆内伸缩；所述延伸丝杠的右端套设有随延伸丝杠转动而转动的传动螺母，传动螺母外设置有传动齿轮，延伸丝杠的右端还固定设置有延伸螺母，延伸螺母外设置有与传动齿轮啮合的延伸螺母齿轮，以使延伸螺母随传动螺母转动和移动；所述测量杆内部设置有测量丝杠，测量丝杠穿设于与测量杆相邻的延伸杆内的延伸螺母上，测量丝杠的右端通过测量转动组件转动固定于测量杆内壁，测量丝杠在延伸螺母的转动下带动测量杆沿延伸杆伸缩；所述测量杆的右端安装有用于测量垂直于测量杆方向距离的测距器；所述主体杆内设置有控制主板，控制主板与主体马达通信连接以通过主体马达转动计算得出测距器在测量杆上左右方向移动的距离，控制主板与测距器通信连接以控制测距器测量；所述主体杆上设置有用于同时测量水平度和垂直度的测量器。

进一步地，所述主体螺母和延伸螺母均通过支撑机构支撑固定，支撑机构包括支架以及与支架配合的滑动组件；滑动组件包括设置在主体螺母或延伸螺母上的滑槽以及在滑槽内滚动的滚珠，主体螺母和延伸螺母的左右两侧面均设置有所述滑槽，滑槽为与主体螺母或延伸螺母同圆心的环形滑槽；支架包括两个分别与两侧滑槽内的滚珠固定连接的连接杆。

进一步地，所述支架固定在主体杆或延伸杆的内壁上，延伸杆和测量杆的壳体上均设置有用于避让主体杆上的支架的避让槽。

进一步地，相邻两个所述伸缩杆之间设置有相互配合的定位滑槽和定位滑块，以防止两个相邻的伸缩杆在相对滑动的过程中随意转动。

进一步地，所述测量转动组件包括套设在测量丝杠上的支撑轴承以及用于将支撑轴承固定在测量杆内壁上的轴承架，测量丝杠上设置有用于限定支撑轴承相对于测量丝杠平移滑动的限位台阶，支撑轴承使得测量丝杠随延伸螺母转动而带动测量杆移动。

进一步地，所述主体杆内设置有主体支撑座，主体支撑座包括上下方向延伸的支撑板以及左右方向延伸的支撑平台，主体螺母以及主体马达均安装在支撑平台上。

进一步地，所述主体螺母外设置有主体齿轮，主体马达的传动杆上连接有马达齿轮，主体马达与主体螺母通过马达齿轮和主体齿轮传动连接。

进一步地，所述测距器为激光测距器。

进一步地，所述测距器包括测量线以及线坠，测量线通过卷线盘固定在测量杆的右端，卷线盘上连接有用于带动卷线盘转动的卷线盘马达，卷线盘马达的控制开关设置在主体杆上，控制主板与卷线盘通信连接。

进一步地，所述测量器包括球形的测量容器，球形的测量容器内装有测量液体，测量容器上设置有测量刻度，球形测量容器设置有用于观察测量液体所指刻度的透明窗口通过测量液体在测量容器内对应的测量刻度判断水平度或垂直度。

本发明的有益效果：

本发明的测量坡度和垂直度的装置，包括多节伸缩杆，收起来时长度较短，便于收纳和运输，在使用时，主体杆较短，不需要占用较大的测量空间，方便测量。自动伸缩的结构，方便操作，且测量出的数据由控制主板计算得到，测量数据较为精确。测距器横向移动的距离可由控制主板根据主体马达转动计算而得，测距器可测得竖向距离，坡度由横向距离和竖向距离计算得到。测量器可以使得在测量坡度时，伸缩杆保持水平状态，测量的坡度值更为准确，竖直方向使用时可以测得垂直度。

附图说明

图1为测量坡度和垂直度的装置测量示意图；

图2为测量坡度和垂直度的装置收缩时剖面图；

图3为图2中A处局部放大示意图；

图4为测量坡度和垂直度的装置伸开测量时剖面图；

图5为图4中B处局部放大示意图；

图6为图4中C处局部放大示意图；

图7为图4中D处局部放大示意图；

图8为主体螺母与支撑机构配合结构示意图。

图中：1、主体杆；11、主体螺母；111、主体齿轮；12、主体马达；13 、主体支撑座；131、支撑板；132、支撑平台；14、控制主板；15、显示屏；2、测量杆；21、测量丝杠；211、限位台阶；212、堵头；3、延伸杆；31、延伸丝杠；311、传动齿轮；312、延伸螺母；4、测量转动组件；41、支撑轴承；42、轴承架；5、支撑机构；51、支架；511、限位板；52、滑动组件；521、滑槽；522、滚珠；6、定位组件；61、定位滑槽；62、定位滑块；7、激光测距器；8、测量器；81、测量液体；82、测量刻度；83、透明窗口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例以及附图对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例的测量坡度和垂直度的装置，如图1-8所示。

本实施例的测量坡度和垂直度的装置，包括4节左右方向延伸的空心的伸缩杆，伸缩杆从左至右逐渐变细，每个伸缩杆的长度为1m，整体收缩起来是1m左右，方便收纳和运输，在测量时也不需要占用较大的测量空间。左端的伸缩杆为主体杆1，右端的伸缩杆为测量杆2，中间的两节伸缩杆为延伸杆3。在其他实施例中，空心的伸缩杆的数量可以是3节或5节。

延伸杆3内设置有延伸丝杠31，主体杆1内固定设置有与延伸丝杠31配合的主体螺母11，主体杆1内设置有用于带动主体螺母11转动的主体马达12，延伸丝杠31与主体螺母11配合以使延伸丝杠31在转动过程中带动延伸杆3在主体杆1内伸缩。主体螺母11外设置有主体齿轮111，主体马达12的传动杆上连接有马达齿轮，主体马达12与主体螺母11通过马达齿轮和主体齿轮传动连接。主体杆1内设置有主体支撑座13，主体支撑座13包括上下方向延伸的支撑板131以及左右方向延伸的支撑平台132，主体螺母11以及主体马达12均安装在支撑平台上132。

延伸丝杠31的右端套设有随延伸丝杠31转动而转动的传动齿轮311，延伸丝杠31的右端还固定设置有延伸螺母312，延伸螺母312外设置有与传动齿轮311啮合的延伸螺母齿轮，以使延伸螺母随传动齿轮转动和移动。传动齿轮311套设在延伸丝杠31上，在延伸丝杠转动和平移的过程中，传动齿轮随延伸丝杠转动和平移，其转动会通过传动齿轮和延伸螺母齿轮之间的啮合带动延伸螺母转动，从而将转动的动力传送至延伸螺母。传动齿轮也带动延伸螺母平移。

测量杆2内部设置有测量丝杠21，测量丝杠21穿设于与测量杆2相邻的延伸杆3内的延伸螺母312上，测量丝杠21的右端通过测量转动组件4转动固定于测量杆内壁，测量丝杠21在延伸螺母312的转动下带动测量杆2沿延伸杆伸缩。测量转动组件4包括套设在测量丝杠21上的支撑轴承41以及用于将支撑轴承固定在测量杆内壁上的轴承架42，支撑轴承41套在测量丝杠21上，测量丝杠21上于支承轴承的左侧设置有用于限定支撑轴承相对于测量丝杠平移滑动的限位台阶211，测量丝杠21上于支撑轴承的右侧设置有堵头212，防止支撑轴承滑脱，测量丝杠可在支撑轴承41内转动，但是不能相对于测量丝杠平移，同时支撑轴承通过轴承架42固定在测量杆2的内壁上，使得测量丝杠21随延伸螺母312转动而带动测量杆移动。

主体螺母11和延伸螺母312均通过支撑机构5支撑固定，支撑机构5包括支架51以及与支架51配合的滑动组件52。滑动组件52包括设置在主体螺母或延伸螺母上的滑槽521以及在滑槽内滚动的滚珠522，主体螺母11和延伸螺母312的左右两侧面均设置有滑槽521，滑槽521为与主体螺母或延伸螺母同圆心的环形滑槽。支架51包括两个分别与两侧滑槽内的滚珠522固定连接的连接杆。支架51上设置有用于限定主体螺母或延伸螺母位置的限位板511，限位板挡在主体螺母与马达齿轮之间防止主体螺母与马达齿轮在转动过程中发生相对滑动，限位板挡在延伸螺母与传动齿轮之间防止延伸螺母与传动齿轮在转动过程中发生相对滑动。

支架51固定在主体杆1或延伸杆3的内壁上，延伸杆和测量杆的壳体上均设置有用于避让主体杆上的支架的避让槽（图中未示出）。因支架固定在主体杆或延伸杆的内壁上，延伸杆和测量杆在伸缩的过程中，经过支架所在位置，设置避让槽可以使得延伸杆和测量杆顺利实现伸缩，在本实施例中，避让槽处可设置毛刷（图中未示出）以防止灰尘进入延伸杆或测量杆内，在其他实施例中，避让槽处也可设置其他柔性的防尘结构。

相邻两个伸缩杆之间设置有定位组件6，定位组件6包括相互配合的定位滑槽61和定位滑块62，以防止两个相邻的伸缩杆在相对滑动的过程中随意转动。定位滑槽为长条形槽，且定位滑槽沿伸缩杆伸缩的方向延伸，因伸缩杆内为空心，且设置有多个零部件，在伸缩杆相对滑动时，需尽量避免相互之间有转动，且相邻伸缩杆之间可顺利相对滑动。

测量杆2的右端安装有用于测量垂直于测量杆方向距离的激光测距器7，激光测距器7可以测得测量杆距离基坑底部的距离H。激光测距器7为现有技术，将其安装在测量杆右端，激光测距器7在白天和晚上均可以进行测量，且测量精度较高，适应性较强。主体杆1内设置有控制主板14，控制主板与激光测距器通信连接以控制测距器测量。在本实施例中，控制主板与激光测距器通过线路连接，激光测距器的控制开关与控制主板连接，且激光测距器的控制开关设置在主体杆的外壁上。在其他实施例中，激光测距器也可以通过无线的方式与控制主板通信连接，如在激光测距器和控制主板上安装无线通信模块。控制主板与激光测距器的连接方式以及控制方式为现有技术。

控制主板与主体马达通信连接以通过主体马达转动计算得出激光测距器在测量杆上左右方向移动的距离A。主体马达的控制开关设置在主体杆上，以便于操作。由主体马达转动的圈数可计算传动主体齿轮转动的圈数，从而计算得到主体螺母转动的圈数，由主体螺母转动的圈数计算得到与主体螺母配合的延伸丝杠平移的距离。传动齿轮转动的圈数与延伸丝杠转动的圈数是相同的，由传动齿轮转动的圈数可计算与之配合的延伸螺母齿轮转动的圈数，从而计算得到与延伸螺母齿轮配合的延伸丝杠或测量丝杠的平移距离，激光测距器在测量杆上移动的距离是两个延伸杆与测量杆平移的距离之和，由此可计算得到激光测距器的平移距离，涉及的计算方法均为现有技术。

基坑的坡度为i，i=H/A。主体杆1的外壁上设置有用于显示控制主板测得的数据的显示屏15，显示屏可显示激光测距器测得的竖直方向的数据H、主体马达带动激光测距器移动的水平方向的距离A以及计算得到的坡度i。

在实际测量基坑坡度的过程中，因有些基坑较深，较难确定基坑坡的底部，使用激光测距器与伸缩杆配合的结构，测量较为方便，在伸缩杆延伸的过程中，可以多次使用激光测距器测定竖直方向上的距离，竖直方向上的距离逐渐增大，说明未到基坑坡底，如果竖直方向上的距离变小或有波动，则说明激光测距器位于基坑坡底的正上方，此外，测定的多个坡度值可以取均值，可以提高测量精度。

主体杆1上设置有用于同时测量水平度和垂直度的测量器8。测量器包括球形的测量容器，球形的测量容器内装有测量液体81，测量容器上设置有测量刻度82，通过测量液体81在测量容器内对应的测量刻度判断水平度或垂直度。球形测量容器设置有用于观察液体所指测量刻度的透明窗口83。测量水平度时将伸缩杆放平，观察测量液体是否在水平刻度线上。测量垂直度时，将伸缩杆靠在测量面上，观察测量液体所指测量刻度以判断其垂直度。

实施例2

本实施例所描述的测量坡度和垂直度的装置，其大致结构与实施例1一致，但是与实施例1不同是：测距器包括测量线以及线坠，测量线通过卷线盘固定在测量杆的右端，卷线盘上连接有用于带动卷线盘转动的卷线盘马达，卷线盘马达的控制开关设置在主体杆上，控制主板与卷线盘通信连接。

最后应说明的是：在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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型和简化描述，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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.测量坡度和垂直度的装置，其特征在于，包括若干节左右方向延伸的空心的伸缩杆，伸缩杆从左至右逐渐变细，左端的伸缩杆为主体杆，右端的伸缩杆为测量杆，中间的伸缩杆为延伸杆；

所述延伸杆内设置有延伸丝杠，所述主体杆内固定设置有与延伸丝杠配合的主体螺母，主体杆内设置有用于带动主体螺母转动的主体马达，延伸丝杠与主体螺母配合以使延伸丝杠在转动过程中带动延伸杆在主体杆内伸缩；

所述延伸丝杠的右端套设有随延伸丝杠转动而转动的传动齿轮，延伸丝杠的右端还固定设置有延伸螺母，延伸螺母外设置有与传动齿轮啮合的延伸螺母齿轮，以使延伸螺母随传动齿轮转动和移动；

所述测量杆内部设置有测量丝杠，测量丝杠穿设于与测量杆相邻的延伸杆内的延伸螺母上，测量丝杠的右端通过测量转动组件转动固定于测量杆内壁，测量丝杠在延伸螺母的转动下带动测量杆沿延伸杆伸缩；

所述测量杆的右端安装有用于测量垂直于测量杆方向距离的测距器；

所述主体杆内设置有控制主板，控制主板与主体马达通信连接以通过主体马达转动计算得出测距器在测量杆上左右方向移动的距离，控制主板与测距器通信连接以控制测距器测量；

所述主体杆上设置有用于同时测量水平度和垂直度的测量器。

2.根据权利要求1所述的测量坡度和垂直度的装置，其特征在于，所述主体螺母和延伸螺母均通过支撑机构支撑固定，支撑机构包括支架以及与支架配合的滑动组件；滑动组件包括设置在主体螺母或延伸螺母上的滑槽以及在滑槽内滚动的滚珠，主体螺母和延伸螺母的左右两侧面均设置有所述滑槽，滑槽为与主体螺母或延伸螺母同圆心的环形滑槽；支架包括两个分别与两侧滑槽内的滚珠固定连接的连接杆。

3.根据权利要求2所述的测量坡度和垂直度的装置，其特征在于，所述支架固定在主体杆或延伸杆的内壁上，延伸杆和测量杆的壳体上均设置有用于避让主体杆上的支架的避让槽。

4.根据权利要求1所述的测量坡度和垂直度的装置，其特征在于，相邻两个所述伸缩杆之间设置有相互配合的定位滑槽和定位滑块，以防止两个相邻的伸缩杆在相对滑动的过程中随意转动。

5.根据权利要求1所述的测量坡度和垂直度的装置，其特征在于，所述测量转动组件包括套设在测量丝杠上的支撑轴承以及用于将支撑轴承固定在测量杆内壁上的轴承架，测量丝杠上设置有用于限定支撑轴承相对于测量丝杠平移滑动的限位台阶，支撑轴承使得测量丝杠随延伸螺母转动而带动测量杆移动。

6.根据权利要求1所述的测量坡度和垂直度的装置，其特征在于，所述主体杆内设置有主体支撑座，主体支撑座包括上下方向延伸的支撑板以及左右方向延伸的支撑平台，主体螺母以及主体马达均安装在支撑平台上。

7.根据权利要求1所述的测量坡度和垂直度的装置，其特征在于，所述主体螺母外设置有主体齿轮，主体马达的传动杆上连接有马达齿轮，主体马达与主体螺母通过马达齿轮和主体齿轮传动连接。

8.根据权利要求1所述的测量坡度和垂直度的装置，其特征在于，所述测距器为激光测距器。

9.根据权利要求1所述的测量坡度和垂直度的装置，其特征在于，所述测距器包括测量线以及线坠，测量线通过卷线盘固定在测量杆的右端，卷线盘上连接有用于带动卷线盘转动的卷线盘马达，卷线盘马达的控制开关设置在主体杆上，控制主板与卷线盘通信连接。

10.根据权利要求1所述的测量坡度和垂直度的装置，其特征在于，所述测量器包括球形的测量容器，球形的测量容器内装有测量液体，球形测量容器设置有用于观察测量液体所指测量刻度的透明窗口，通过测量液体在测量容器内对应的测量刻度判断水平度或垂直度。

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