CN114413847A - 一种基于重力原理的简易竖直仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于重力原理的简易竖直仪，包括底座、外壳以及安装板，所述外壳设置在所述底座上端，所述安装板设置在所述外壳上端，还包括可以在所述外壳内部自由摆动的触发组件、用于反馈倾斜信息的反馈组件以及可以根据地形调整装置整体倾斜程度的调节组件，触发组件位于所述外壳内部，反馈组件位于触发组件的周部，调节组件位于所述底座的下部，本发明的有益效果是设有触发组件，其在重力作用下可自由摆动，并配合反馈组件，可以实时反馈装置所处地形的倾斜信息，可对测试点的倾斜方向进行快速检测，提升检测效率，设有调节组件，可根据所处地形对装置整体的倾斜程度进行调节，配合反馈组件对测试点的倾斜方向以及倾斜角度进行精确测量。
Description
技术领域
本发明涉及垂直度测量技术领域，尤其是涉及一种基于重力原理的简易竖直仪。
背景技术
在现有技术中，工程建设的施工中，对于竖向垂直构件或设备在施工，安装或使用时都需要进行垂直校正，以保证工程的质量，目前对于垂直校正通常采用铅锤或者是通过经纬仪或全站仪，进行观察，然而其存在一下缺点：1、铅锤在使用时受风，影响会产生漂移，特别是高度过高时，漂移越明显；2、经纬仪和全站仪在使用时只能观察单一方向垂直，且不能得出准确偏移量，需要测量点到被观测点的水平距离和仰角角度，经过计算得出，或只能依照测量人员经验得出,且受观测的最大仰角限制存有视差。
申请号为：202010338583.4的中国发明专利公开了一种便携式垂直校准仪，包括发光装置和与发光装置匹配时用的识读光靶，所述发光装置的外侧套设有防风罩，所述发光装置顶部的第一轴承通过轴承组件连接于防风罩内侧顶部，所述安装框内侧顶部安装有若干设置于聚光反射镜上方发光二极管。然而该种便携式垂直校准仪结构较为复杂，无法实时反馈装置所处地形的倾斜信息，并且其在进行竖直检测时需进行复杂的准备工作，无法对测试点的倾斜方向进行快速检测，检测效率较低，其无法对测试点的倾斜方向以及倾斜角度进行精确测量，实用性较差，并且其受使用场景的限制，无法适用于较为复杂的地形，适应性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于重力原理的简易竖直仪。
为实现上述目的，本发明提出的技术方案是：
一种基于重力原理的简易竖直仪，包括底座、外壳以及安装板，所述外壳设置在所述底座上端，所述安装板设置在所述外壳上端，还包括可以在所述外壳内部自由摆动的触发组件、用于反馈倾斜信息的反馈组件以及可以根据地形调整装置整体倾斜程度的调节组件，触发组件位于所述外壳内部，反馈组件位于触发组件的周部，调节组件位于所述底座的下部。
触发组件包括连接体、摆动杆以及金属球，所述连接体设置在所述安装板下部中间位置且与所述安装板吊接，所述连接体可以其与所述安装板的连接点为基点自由摆动，所述摆动杆设置在所述连接体的底部且其上端与所述连接体固定连接，所述金属球设置在所述摆动杆底部且与所述摆动杆固定连接，所述连接体、所述摆动杆以及所述金属球均位于所述外壳内部且在重力的作用下保持竖直状态。
反馈组件包括反馈金属片以及反馈灯，所述反馈金属片有四个，四个所述反馈金属片分别设置在所述底座上部四周且与所述底座固定连接，所述反馈金属片位于所述外壳内部，所述反馈灯对应四个所述反馈金属片有四个，四个所述反馈灯分别设置在所述外壳外部四周且与所述外壳固定连接，所述反馈灯与对应的所述反馈金属片电性连接。
还包括传导组件以及报警灯，所述传导组件设置在所述安装板内部且与所述安装板固定连接，所述报警灯设置在所述安装板上端且与所述安装板固定连接，所述报警灯与传导组件电性连接。
传导组件为电磁继电器，电磁继电器中的电磁铁分别与触发组件以及反馈组件电性连接。
调节组件包括调节蜗杆、调节基座以及调节涡轮，所述调节蜗杆设置在所述底座底部且其上端通过万向节与所述底座万向连接，所述调节基座设置在所述调节蜗杆下部且与所述调节蜗杆螺纹连接，所述调节涡轮对应所述调节蜗杆设置在所述调节基座的侧面且与所述调节基座嵌入连接，所述调节涡轮与所述调节蜗杆螺纹连接，所述调节涡轮可带动所述调节螺杆相对于所述调节基座进行升降。
所述调节蜗杆以及所述调节涡轮有四组，四组所述调节蜗杆以及调节涡轮对应反馈组件分别设置在所述调节基座的四周。
还包括缓冲弹簧，所述缓冲弹簧对应四组所述调节蜗杆有四个，四个所述缓冲弹簧分别套设在四组所述调节蜗杆的外侧，所述缓冲弹簧的上端与所述底座抵接，所述缓冲弹簧的下端与所述调节基座抵接。
所述调节蜗杆的侧面设有刻度线。
还包括阻隔组件，阻隔组件包括阻隔插片以及插片连接板，所述安装板对应所述阻隔插片设有插槽，所述阻隔插片有四个，四个所述阻隔插片通过插槽与所述安装板插接，四个所述阻隔插片分别设置在四个反馈金属片与金属球之间，所述阻隔插片的上端突出于所述安装板，所述插片连接板设置在四个所述阻隔插片的上端且与所述阻隔插片固定连接。
本发明的有益效果是：
结构简单，设有触发组件，其在重力作用下可自由摆动，并配合反馈组件，可以实时反馈装置所处地形的倾斜信息，将装置放置在测试点即可进行竖直检测，可对测试点的倾斜方向进行快速检测，提升检测效率，设有调节组件，可根据所处地形对装置整体的倾斜程度进行调节，从而配合反馈组件对测试点的倾斜方向以及倾斜角度进行精确测量，实用性强，并且在调节组件的作用下，本装置不受使用场景的限制，适用于各种地形，适应性强。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明侧面剖视图；
图3是本发明传导组件与报警灯电路原理图；
图4是本发明调节状态示意图。
图中：1、底座；2、外壳；3、安装板；4、连接体；5、摆动杆；6、金属球；7、反馈金属片；8、反馈灯；9、传导组件；10、报警灯；11、调节蜗杆；12、调节基座；13、调节涡轮；14、缓冲弹簧；15、刻度线；16、阻隔插片；17、插片连接板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述，
一种基于重力原理的简易竖直仪，包括底座1、外壳2以及安装板3，外壳2设置在底座1上端，安装板3设置在外壳2上端，还包括可以在外壳2内部自由摆动的触发组件、用于反馈倾斜信息的反馈组件以及可以根据地形调整装置整体倾斜程度的调节组件，触发组件位于外壳2内部，反馈组件位于触发组件的周部，调节组件位于底座1的下部，本发明整体结构示意图如图1所示。
触发组件包括连接体4、摆动杆5以及金属球6，连接体4设置在安装板3下部中间位置且与安装板3吊接，连接体4可以其与安装板3的连接点为基点自由摆动，摆动杆5设置在连接体4的底部且其上端与连接体4固定连接，金属球6设置在摆动杆5底部且与摆动杆5固定连接，连接体4、摆动杆5以及金属球6均位于外壳2内部且在重力的作用下保持竖直状态，触发组件通过连接体4、摆动杆5以及金属球6配合，可在外壳2内部进行自由摆动，并在重力的作用下始终保持垂直于水平面的竖直状态，其中，连接体4用于为摆动杆5提供安装支撑并将摆动杆5吊接在安装板3下方，摆动杆5用于为金属球6提供安装支撑并将金属球6与连接体4进行连接，金属球6用于依靠其自身重力始终保持垂直于水平面的竖直状态并配合反馈组件对测试点的倾斜方向进行快速检测，本发明侧面剖视图如图2所示。
反馈组件包括反馈金属片7以及反馈灯8，反馈金属片7有四个，四个反馈金属片7分别设置在底座1上部四周且与底座1固定连接，反馈金属片7位于外壳2内部，反馈灯8对应四个反馈金属片7有四个，四个反馈灯8分别设置在外壳2外部四周且与外壳2固定连接，反馈灯8与对应的反馈金属片7电性连接，反馈组件通过金属片以及反馈灯8配合，在金属球6的作用下对装置所处地形的倾斜方向进行反馈，其中，反馈金属片7用于与金属球6接触从而构成电路的通路，进而使反馈灯8亮起，反馈灯8用于对装置所处地形的倾斜方向进行反馈，通过触发组件与反馈组件配合可以快速简便的检测装置所处地形是否水平或者其所检测的物件是否垂直。
还包括传导组件9以及报警灯10，传导组件9设置在安装板3内部且与安装板3固定连接，报警灯10设置在安装板3上端且与安装板3固定连接，报警灯10与传导组件9电性连接，传导组件9为电磁继电器，电磁继电器中的电磁铁分别与触发组件以及反馈组件电性连接，其中，电磁继电器用于控制报警灯10的颜色，金属球6与反馈金属片7未接触，即装置处于竖直状态时，报警灯10为绿色，当金属球6与反馈金属片7接触时，电路接通，电磁继电器工作，电磁继电器中的电磁铁产生磁力将衔铁吸附，使得报警灯10变为红色，金属球6可视作开关，本发明传导组件9与报警灯10电路原理图如图3所示。
调节组件包括调节蜗杆11、调节基座12以及调节涡轮13，调节蜗杆11设置在底座1底部且其上端通过万向节与底座1万向连接，调节基座12设置在调节蜗杆11下部且与调节蜗杆11螺纹连接，调节涡轮13对应调节蜗杆11设置在调节基座12的侧面且与调节基座12嵌入连接，调节涡轮13与调节蜗杆11螺纹连接，调节涡轮13可带动调节螺杆相对于调节基座12进行升降，调节蜗杆11以及调节涡轮13有四组，四组调节蜗杆11以及调节涡轮13对应反馈组件分别设置在调节基座12的四周，调节组件通过调节蜗杆11、调节基座12以及调节涡轮13配合，可根据地形结构对装置的倾斜程度进行调节，以便适用于多种地形结构，其中，调节基座12用于为调节蜗杆11以及调节涡轮13提供安装支撑，调节蜗杆11以及调节涡轮13配合，构成升降蜗杆机构，通过转动调节涡轮13可使调节蜗杆11相对于调节基座12进行上升或者下降，从而改变其所对应方向的调节基座12与调节蜗杆11之间的距离，进而对装置的倾斜程度进行调节，在万向节的作用下，调节蜗杆11与底座1连接处可进行万向转动，从而不会对调节过程产生阻碍，本发明调节状态示意图如图4所示。
还包括缓冲弹簧14，缓冲弹簧14对应四组调节蜗杆11有四个，四个缓冲弹簧14分别套设在四组调节蜗杆11的外侧，缓冲弹簧14的上端与底座1抵接，缓冲弹簧14的下端与调节基座12抵接，其中，缓冲弹簧14用于在调节组件对装置倾斜程度进行调节的过程中对调节蜗杆11进行缓冲，可防止调节速度过快而对调节蜗杆11造成损伤。
调节蜗杆11的侧面设有刻度线15，其中，可通过调节蜗杆11侧面的刻度线15对测试点的倾斜角度进行精确测量。
还包括阻隔组件，阻隔组件包括阻隔插片16以及插片连接板17，安装板3对应阻隔插片16设有插槽，阻隔插片16有四个，四个阻隔插片16通过插槽与安装板3插接，四个阻隔插片16分别设置在四个反馈金属片7与金属球6之间，阻隔插片16的上端突出于安装板3，插片连接板17设置在四个阻隔插片16的上端且与阻隔插片16固定连接，阻隔组件通过阻隔插片16以及插片连接板17配合，在不使用本装置时对金属球6与反馈金属片7进行阻隔，避免金属球6与反馈金属片7发生接触的同时对金属球6进行限位，其中，阻隔插片16用于对金属球6与反馈金属片7进行阻隔，并可对金属球6以及反馈金属片7起到一定的防护作用，插片连接板17用于将四个阻隔插片16连接为一体，从而提升装置的整体性。
其中，本装置中的电性部件由外部电源供电，金属球6可视作控制各个电路通断的开关。
其中，本装置外壳2的形状不受限制，可根据使用需求进行选择，当需要提升检测精度时，可采用正多边形的外壳2并相应增设反馈金属片7以及反馈灯8构建本装置，从而提升倾斜方向的检测精度，同时在待使用状态时，需增设阻隔插片16将金属球6与反馈金属片7进行阻隔。
其中，调节蜗杆11侧面的刻度线15具有多种标注方法，可直接标注调节蜗杆11升起的高度或者标注调节蜗杆11升起高度所对应的底座1倾斜角度，从而间接或直接得出测试点位的倾斜角度。
工作原理：
在安装板3底部通过连接体4和摆动杆5挂有一个可以自由摆动的金属球6，需要对某一点位进行测试时，将装置放置在该点位，并将装置与外部电源接通，当装置整体向某一方向倾斜时，金属球6接触到倾斜方向的反馈金属片7，进而使对应方向的电路接通，使倾斜方向的反馈灯8亮起，其他方向也是相同原理，同时，竖直状态下，即金属球6不与反馈金属片7接触时，装置安装板3上部的报警灯10为绿色，当金属球6接触到下部的反馈金属片7后，电磁继电器中电磁铁的电路接通，电磁继电器开始作用，产生磁力将衔铁吸下，使得报警灯10中的红灯电路接通，报警灯10变为红色，并且当装置所检测的点位是倾斜状态时，可通过调节亮起的反馈灯8所对应方向的调节机构，使其所对应方向的底座1缓慢向上抬起，对装置倾斜状态进行校正，使触发组件逐步恢复竖直状态，直至金属球6脱离反馈金属片7，反馈灯8熄灭，并可在此时读取调节蜗杆11侧面的刻度，进而确定测试点位的倾斜角度。
一种基于重力原理的简易竖直仪的使用方法，包括如下步骤：
a、倾斜方向的快速检测：将装置整体放置在测试点位，并将装置与外部电源接通，观察外壳2四周的反馈灯8是否亮起，若反馈灯8未亮，并且报警灯10为绿色，则说明该测试点位为水平状态，若某一方向的反馈灯8亮起，同时安装板3上部的报警灯10由绿色变为红色，则说明该测试点位朝向亮起的反馈灯8的方向倾斜；
b、倾斜角度的精确测量：当外壳2上某一方向的反馈灯8亮起时，可通过转动调节基座12上对应亮起的反馈灯8的调节涡轮13，使其所对应的调节蜗杆11缓慢升起，同时转动与该方向的调节涡轮13相邻两侧面的调节涡轮13，使其所对应的调节蜗杆11缓慢升起，配合亮起的反馈灯8所对应方位的调节蜗杆11将底座1水平位置较低的一侧抬起，使底座1、壳体以及安装板3逐渐恢复竖直状态，从而使触发组件恢复竖直状态的同时使金属球6脱离反馈金属片7，当反馈灯8熄灭时，读取调节蜗杆11上的度数，从而得出该测试点位的倾斜角度。
本发明的有益效果是结构简单，设有触发组件，其在重力作用下可自由摆动，并配合反馈组件，可以实时反馈装置所处地形的倾斜信息，将装置放置在测试点即可进行竖直检测，可对测试点的倾斜方向进行快速检测，提升检测效率，设有调节组件，可根据所处地形对装置整体的倾斜程度进行调节，从而配合反馈组件对测试点的倾斜方向以及倾斜角度进行精确测量，实用性强，并且在调节组件的作用下，本装置不受使用场景的限制，适用于各种地形，适应性强。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种基于重力原理的简易竖直仪，包括底座(1)、外壳(2)以及安装板(3)，所述外壳(2)设置在所述底座(1)上端，所述安装板(3)设置在所述外壳(2)上端，其特征在于，还包括可以在所述外壳(2)内部自由摆动的触发组件、用于反馈倾斜信息的反馈组件以及可以根据地形调整装置整体倾斜程度的调节组件，触发组件位于所述外壳(2)内部，反馈组件位于触发组件的周部，调节组件位于所述底座(1)的下部。
2.如权利要求1所述的一种基于重力原理的简易竖直仪，其特征在于，触发组件包括连接体(4)、摆动杆(5)以及金属球(6)，所述连接体(4)设置在所述安装板(3)下部中间位置且与所述安装板(3)吊接，所述连接体(4)可以其与所述安装板(3)的连接点为基点自由摆动，所述摆动杆(5)设置在所述连接体(4)的底部且其上端与所述连接体(4)固定连接，所述金属球(6)设置在所述摆动杆(5)底部且与所述摆动杆(5)固定连接，所述连接体(4)、所述摆动杆(5)以及所述金属球(6)均位于所述外壳(2)内部且在重力的作用下保持竖直状态。
3.如权利要求2所述的一种基于重力原理的简易竖直仪，其特征在于，反馈组件包括反馈金属片(7)以及反馈灯(8)，所述反馈金属片(7)有四个，四个所述反馈金属片(7)分别设置在所述底座(1)上部四周且与所述底座(1)固定连接，所述反馈金属片(7)位于所述外壳(2)内部，所述反馈灯(8)对应四个所述反馈金属片(7)有四个，四个所述反馈灯(8)分别设置在所述外壳(2)外部四周且与所述外壳(2)固定连接，所述反馈灯(8)与对应的所述反馈金属片(7)电性连接。
4.如权利要求3所述的一种基于重力原理的简易竖直仪，其特征在于，还包括传导组件(9)以及报警灯(10)，所述传导组件(9)设置在所述安装板(3)内部且与所述安装板(3)固定连接，所述报警灯(10)设置在所述安装板(3)上端且与所述安装板(3)固定连接，所述报警灯(10)与传导组件(9)电性连接。
5.如权利要求4所述的一种基于重力原理的简易竖直仪，其特征在于，传导组件(9)为电磁继电器，电磁继电器中的电磁铁分别与触发组件以及反馈组件电性连接。
6.如权利要求5所述的一种基于重力原理的简易竖直仪，其特征在于，调节组件包括调节蜗杆(11)、调节基座(12)以及调节涡轮(13)，所述调节蜗杆(11)设置在所述底座(1)底部且其上端通过万向节与所述底座(1)万向连接，所述调节基座(12)设置在所述调节蜗杆(11)下部且与所述调节蜗杆(11)螺纹连接，所述调节涡轮(13)对应所述调节蜗杆(11)设置在所述调节基座(12)的侧面且与所述调节基座(12)嵌入连接，所述调节涡轮(13)与所述调节蜗杆(11)螺纹连接，所述调节涡轮(13)可带动所述调节螺杆相对于所述调节基座(12)进行升降。
7.如权利要求6所述的一种基于重力原理的简易竖直仪，其特征在于，所述调节蜗杆(11)以及所述调节涡轮(13)有四组，四组所述调节蜗杆(11)以及调节涡轮(13)对应反馈组件分别设置在所述调节基座(12)的四周。
8.如权利要求7所述的一种基于重力原理的简易竖直仪，其特征在于，还包括缓冲弹簧(14)，所述缓冲弹簧(14)对应四组所述调节蜗杆(11)有四个，四个所述缓冲弹簧(14)分别套设在四组所述调节蜗杆(11)的外侧，所述缓冲弹簧(14)的上端与所述底座(1)抵接，所述缓冲弹簧(14)的下端与所述调节基座(12)抵接。
9.如权利要求8所述的一种基于重力原理的简易竖直仪，其特征在于，所述调节蜗杆(11)的侧面设有刻度线(15)。
10.如权利要求1所述的一种基于重力原理的简易竖直仪，其特征在于，还包括阻隔组件，阻隔组件包括阻隔插片(16)以及插片连接板(17)，所述安装板(3)对应所述阻隔插片(16)设有插槽，所述阻隔插片(16)有四个，四个所述阻隔插片(16)通过插槽与所述安装板(3)插接，四个所述阻隔插片(16)分别设置在四个反馈金属片(7)与金属球(6)之间，所述阻隔插片(16)的上端突出于所述安装板(3)，所述插片连接板(17)设置在四个所述阻隔插片(16)的上端且与所述阻隔插片(16)固定连接。
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