CN114659510B - 一种适用于产状测量的便携式地质罗盘及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于产状测量的便携式地质罗盘及使用方法，涉及地质测量技术领域。本发明包括罗盘底座、指针系统和倾角制动系统；指针系统安装于罗盘底座表面中心位置；倾角制动系统安装于罗盘底座表面，且倾角制动系统与指针系统之间刚性连接；指针系统包括水平指针和倾角指针；水平指针中心位置内部设置有倾角测量腔室，水平指针可环绕倾角测量腔室环向旋转；倾角制动系统包括制动轴、制动球、倾角制动器、弹性件和制动塞。本发明只需要进行一次调平，即可测量岩层产状，无需使用者在测量倾角时通过人体视觉感受调整罗盘，不重复调整罗盘，减少了罗盘探测的工作量，同时提高了测量精度，在提高地质工作效率上起到积极作用。

Description

一种适用于产状测量的便携式地质罗盘及使用方法

技术领域

本发明属于地质测量技术领域，特别是涉及一种适用于产状测量的便携式地质罗盘及使用方法。

背景技术

地质罗盘是野外地质工作中必不可少的工具，在固体矿产勘查，地质灾害调查以及地质填图工作中都发挥着巨大的功效。地质罗盘可以测量使用者所面向的方向，以及各种地质体的空间产状。地质罗盘样式繁多，但是核心结构基本一致，我们通常使用的圆盘型地质罗盘主要包括水平测向结构和垂直测角结构，以水平盘的NS磁针作为指向针（测量朝向），垂直盘的测斜指针测量地质体倾角。通过方位水准器和倾角水准器两次调平控制测量精度。

通常在野外工作中使用地质罗盘测量岩层产状，首先将罗盘上盘盖（或者底座脊线）靠在岩层上，调整方位水准器至水平，读取N极指针方向，即所测量的方位；其次在测量岩层走向的时候可以通过岩层走向与倾向垂直关系换算；最后，将罗盘上盖完全打开，与底座组成180°平面，以罗盘侧面靠在岩层上，罗盘指向为地层的倾向方向，调整倾角指针使得倾角水准器气泡居中，读取倾角刻度盘上，即为岩层倾角。

在上述的传统罗盘和使用方法上主要有两个部分组成，即水平向测量方位和垂直向测量倾角，需要两次调平和两次测量。在具体的使用中测量倾角的时候需要调整罗盘方位使得罗盘的盘身对准岩层倾向方向再进行测量，但是这个步骤在罗盘中没有具体的部件使得罗盘瞄准倾向方向，只能够依靠前面测量的倾向大致方位通过人的感受进行瞄准，使得测量中会存在一定程度上的人为误差。为此，我们设计了一种适用于产状测量的便携式地质罗盘及使用方法，用以解决上述中的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于产状测量的便携式地质罗盘及使用方法，以解决上述野外地质工作中岩层产状测量的繁琐性和测量精度误差的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种适用于产状测量的便携式地质罗盘，包括罗盘底座、指针系统和倾角制动系统；所述指针系统安装于罗盘底座表面中心位置；所述倾角制动系统与指针系统之间刚性连接；

所述指针系统包括水平指针和倾角指针；所述水平指针中心位置内部设置有倾角测量腔室，所述水平指针可环绕倾角测量腔室环向旋转；所述倾角指针设置于倾角测量腔室内部；所述倾角指针与水平面保持水平状态，且所述倾角指针与罗盘底座之间的夹角和罗盘底座与水平面之间的夹角一致；

所述倾角制动系统包括制动轴、制动球、倾角制动器、弹性件和制动塞；所述制动轴一端与倾角指针刚性连接，所述制动轴另一端与制动球错位抵接；所述制动球安装于倾角制动器上，所述弹性件连接于倾角制动器底部；所述倾角制动器、制动球和弹性件共线垂直于罗盘底座且均内嵌式安装于罗盘底座上；所述制动塞包括固定于罗盘底座边沿内部的制动塞内腔以及刚性连接于制动轴上的制动塞头；所述制动塞、倾角制动器、制动球和弹性件均设置于罗盘底座边沿内部，且所述倾角制动器上端贯穿罗盘底座边沿顶部；所述制动轴位于制动塞内腔内的部分为弹性伸缩结构。

进一步地，还包括罗盘上盖，所述罗盘上盖与罗盘底座之间合页连接；所述罗盘上盖内表面设置有反光镜，所述罗盘底座表面设置有方位刻度盘。

进一步地，还包括方位水准器和倾角刻度盘；其中，所述方位水准器安装于罗盘底座开口处，所述倾角刻度盘安装于倾角测量腔室内壁上，且所述倾角刻度盘所在平面与制动轴垂直。

进一步地，所述水平指针包括N指针和S指针，所述N指针与S指针之间通过环向圈连接，所述倾角测量腔室设置于环向圈内部；所述水平指针通过罗盘底座内的指针底轴，可环绕倾角测量腔室环向旋转。

进一步地，所述倾角指针将倾角测量腔室分隔成上腔室和下腔室，所述倾角指针为周侧面与倾角测量腔室内壁间隙配合的树脂圆盘；所述上腔室内填充密度小的白矿油，所述下腔室内填充密度大的水；所述倾角指针在不同液体密度差下始终保持水平，当调整罗盘方位时，倾角指针依旧与大地保持水平。

进一步地，所述制动塞头为箭头型橡皮塞，所述制动塞内腔设置为橡皮材质的内壁且制动轴同轴心贯穿制动塞内腔。

本发明具有以下有益效果：

本发明的地质罗盘在使用时，只需要进行一次调平，即可测量岩层产状，无需使用者在测量倾角时通过人体视觉感受调整罗盘，不重复调整罗盘，减少了罗盘探测的工作量，同时提高了测量精度，在提高地质工作效率上起到积极作用。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种适用于产状测量的便携式地质罗盘的结构示意图。

图2为指针系统与倾角制动系统的连接示意图。

图3为指针系统的结构示意图。

图4为图3一结构剖视图。

图5为倾角制动系统的结构示意图。

图6为本发明其中一种产状测量示意图。

图7为本发明另一种产状测量示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-罗盘底座，2-指针系统，21-水平指针，211-N指针，212-S指针，213-环向圈，22-倾角测量腔室，221-上腔室，222-下腔室，23-倾角指针，24-倾角刻度盘，3-倾角制动系统，31-制动轴，32-制动球，33-倾角制动器，34-弹性件，35-制动塞，351-制动塞内腔，352-制动塞头，4-罗盘上盖，5-反光镜，6-方位刻度盘，7-方位水准器。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1 一种适用于产状测量的便携式地质罗盘

请参阅图1-7，本发明为一种适用于产状测量的便携式地质罗盘，包括罗盘底座1、指针系统2和倾角制动系统3；指针系统2安装于罗盘底座1表面中心位置；倾角制动系统3与指针系统2之间刚性连接；

指针系统2包括水平指针21和倾角指针23；水平指针21中心位置内部设置有倾角测量腔室22，水平指针21可环绕倾角测量腔室22环向旋转；倾角指针23设置于倾角测量腔室22内部；倾角指针23与水平面保持水平状态，且倾角指针23与罗盘底座1之间的夹角和罗盘底座1与水平面之间的夹角一致；

倾角制动系统3包括制动轴31、制动球32、倾角制动器33、弹性件34和制动塞35；指针系统2与倾角制动系统3通过制动轴31刚性连接，用于控制倾角测量；制动轴31一端与倾角指针23刚性连接，制动轴31另一端与制动球32错位抵接；制动球32安装于倾角制动器33上，弹性件34连接于倾角制动器33底部，倾角制动器33、制动球32和弹性件34共线垂直于罗盘底座1且均内嵌式安装于罗盘底座1上；制动塞35包括固定于罗盘底座1边沿内部的制动塞内腔351以及刚性连接于制动轴31上的制动塞头352；制动塞35、倾角制动器33、制动球32和弹性件34均设置于罗盘底座1边沿内部，且倾角制动器33上端贯穿罗盘底座1边沿顶部；制动轴31位于制动塞内腔351内的部分为弹性伸缩结构，制动塞35被制动轴31从轴心穿过，制动塞头352为箭头型橡皮塞，制动塞内腔351设置为橡皮材质的内壁且制动轴31同轴心贯穿制动塞内腔351。

本实施例中，还包括罗盘上盖4，罗盘上盖4与罗盘底座1之间合页连接；罗盘上盖4内表面设置有反光镜5，罗盘底座1表面设置有方位刻度盘6；通过水平指针21和方位刻度盘6的配合使用，可实现水平方位的测量。

本实施例中，还包括方位水准器7和倾角刻度盘24；其中，方位水准器7安装于罗盘底座1开口处，倾角刻度盘24安装于倾角测量腔室22内壁上，且倾角刻度盘24所在平面与制动轴31垂直。

本实施例中，水平指针21包括N指针211和S指针212，即为北针和南针，N指针211与S指针212之间通过环向圈213连接，倾角测量腔室22设置于环向圈213内部；水平指针21通过罗盘底座1内的指针底轴，可环绕倾角测量腔室22环向旋转。

本实施例中，倾角指针23将倾角测量腔室22分隔成上腔室221和下腔室222，使得上腔室221和下腔室222被倾角指针23分离开来，上腔室221内填充密度小的白矿油，下腔室222内填充密度大的水，倾角指针23为周侧面与倾角测量腔室22内壁间隙配合的树脂圆盘。

本实施例中，倾角指针23在不同液体密度差下始终保持水平，当调整罗盘方位时，倾角指针23依旧与大地保持水平；倾角指针23由于不同液体的密度差，始终位于两种液体中间且始终保持水平，当调整罗盘方位时，倾角指针23依旧与大地保持水平，倾角指针23与盘面形成的夹角和罗盘面和水平面之间的夹角一致，从而达到测量倾角的效果；

倾角制动系统3由倾角制动器33下移带动制动球32向下挤压制动球32，进而制动球32给予制动塞头352水平前进力，被推动的制动塞头352和制动塞内腔351紧贴，生成环向阻力，控制倾角指针23的制动。

实施例2 一种适用于产状测量的便携式地质罗盘的使用方法

一种适用于产状测量的便携式地质罗盘的使用方法，包括如下步骤：

SS01 将罗盘合页下方迹线与待测岩层贴靠，并调整方位水准器7使得气泡居中；

SS02 通过观察并读取方位刻度盘6上的N指针211所指的刻度值，N指针211所指向的方位即为岩层的倾向；

SS03 保持贴合线不动，将罗盘盘身绕贴合线转动使得罗盘底部与地层层面贴合，再下压倾角制动器33，利用制动球32推动制动轴31往制动塞35移动；

SS04 当制动塞头352移动至与制动塞内腔351贴合时整个制动塞35获得静摩擦力，此时倾角指针23便不会受到倾角测量腔室22内上下浮力差而转动，达到固定倾角指针23角度的作用，此时即可从倾角刻度盘24上读取岩层倾角。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种适用于产状测量的便携式地质罗盘，其特征在于：包括：

一罗盘底座（1），

一指针系统（2），所述指针系统（2）安装于罗盘底座（1）表面中心位置；

一倾角制动系统（3），所述倾角制动系统（3）与指针系统（2）之间刚性连接；

所述指针系统（2）包括，

一水平指针（21），所述水平指针（21）中心位置内部设置有倾角测量腔室（22），所述水平指针（21）可环绕倾角测量腔室（22）环向旋转；

一倾角指针（23），所述倾角指针（23）设置于倾角测量腔室（22）内部；所述倾角指针（23）与水平面保持水平状态，且所述倾角指针（23）与罗盘底座（1）之间的夹角和罗盘底座（1）与水平面之间的夹角一致；

所述倾角制动系统（3）包括，

一制动轴（31），

一制动球（32），所述制动轴（31）一端与倾角指针（23）刚性连接，所述制动轴（31）另一端与制动球（32）错位抵接；

一倾角制动器（33），

一弹性件（34），所述制动球（32）安装于倾角制动器（33）上，所述弹性件（34）连接于倾角制动器（33）底部；所述倾角制动器（33）、制动球（32）和弹性件（34）共线垂直于罗盘底座（1）且均内嵌式安装于罗盘底座（1）上；

一制动塞（35），所述制动塞（35）包括固定于罗盘底座（1）边沿内部的制动塞内腔（351）以及刚性连接于制动轴（31）上的制动塞头（352）；所述制动塞（35）、倾角制动器（33）、制动球（32）和弹性件（34）均设置于罗盘底座（1）边沿内部，且所述倾角制动器（33）上端贯穿罗盘底座（1）边沿顶部；所述制动轴（31）位于制动塞内腔（351）内的部分为弹性伸缩结构；

所述罗盘还包括罗盘上盖（4），所述罗盘上盖（4）与罗盘底座（1）之间合页连接；

所述罗盘上盖（4）内表面设置有反光镜（5），所述罗盘底座（1）表面设置有方位刻度盘（6）；

所述罗盘还包括方位水准器（7）和倾角刻度盘（24）；其中，所述方位水准器（7）安装于罗盘底座（1）开口处，所述倾角刻度盘（24）安装于倾角测量腔室（22）内壁上，且所述倾角刻度盘（24）所在平面与制动轴（31）垂直；

所述水平指针（21）包括N指针（211）和S指针（212），所述N指针（211）与S指针（212）之间通过环向圈（213）连接，所述倾角测量腔室（22）设置于环向圈（213）内部；

所述水平指针（21）通过罗盘底座（1）内的指针底轴，可环绕倾角测量腔室（22）环向旋转。

2.根据权利要求1所述的一种适用于产状测量的便携式地质罗盘，其特征在于，所述倾角指针（23）将倾角测量腔室（22）分隔成上腔室（221）和下腔室（222），所述倾角指针（23）为周侧面与倾角测量腔室（22）内壁间隙配合的树脂圆盘。

3.根据权利要求2所述的一种适用于产状测量的便携式地质罗盘，其特征在于，所述上腔室（221）内填充密度小的白矿油，所述下腔室（222）内填充密度大的水；

所述倾角指针（23）在不同液体密度差下始终保持水平，当调整罗盘方位时，倾角指针（23）依旧与大地保持水平。

4.根据权利要求1所述的一种适用于产状测量的便携式地质罗盘，其特征在于，所述制动塞头（352）为箭头型橡皮塞，所述制动塞内腔（351）设置为橡皮材质的内壁且制动轴（31）同轴心贯穿制动塞内腔（351）。

5.如权利要求1所述的一种适用于产状测量的便携式地质罗盘的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

SS01 将罗盘合页下方迹线与待测岩层贴靠，并调整方位水准器（7）使得气泡居中；

SS02 通过观察并读取方位刻度盘（6）上的N指针（211）所指的刻度值，N指针（211）所指向的方位即为岩层的倾向；

SS03 保持贴合线不动，将罗盘盘身绕贴合线转动使得罗盘底部与地层层面贴合，再下压倾角制动器（33），利用制动球（32）推动制动轴（31）往制动塞（35）移动；

SS04 当制动塞头（352）移动至与制动塞内腔（351）贴合时整个制动塞（35）获得静摩擦力，此时倾角指针（23）便不会受到倾角测量腔室（22）内上下浮力差而转动，此时即可从倾角刻度盘（24）上读取岩层倾角。