CN115164047A - 一种土木工程检测用防摔水平仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程测量技术领域，本发明公开了一种土木工程检测用防摔水平仪，包括水平仪本体、防摔反应支架机构和控制机构，所述水平仪本体设置在防摔反应支架机构的上部，所述防摔反应支架机构包括用于固定水平仪本体的固定组件和设置在其下部的支架组件，所述控制机构包括控制器和电源组件。本发明具有防摔的功能，通过降低装置的重心，提供组装的整体稳定性，同时在受到外界撞击的情况下，可以提前动作，将装置重心降低，并将水平仪本体竖起，并收纳起来，避免装置摔倒，保护水平仪本体。

Description

一种土木工程检测用防摔水平仪

技术领域

本发明涉及工程测量技术领域，具体为一种土木工程检测用防摔水平仪。

背景技术

传统的水平仪经常是放在配套的支架上进行测量的，在收到外力的作用下，例如异物撞击和大风，很容易摔倒；用于水平仪是高精密的仪器，在水平仪的上部添加防撞结构，会影响水平仪的精度，增加设备的重量，且生产工艺难度增加，造成水平仪生产成本升高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土木工程检测用防摔水平仪，设置有防摔反应支架机构，与水平仪本体组成一个完整的装置，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：一种土木工程检测用防摔水平仪，包括水平仪本体、防摔反应支架机构和控制机构，所述水平仪本体设置在防摔反应支架机构的上部，所述防摔反应支架机构包括用于固定水平仪本体的固定组件和设置在其下部的支架组件，所述控制机构包括控制器和电源组件；

所述固定组件包括安装座、卡座、外环和保护底座，所述安装座设置在卡座内，所述卡座设置在外环的上部，所述保护底座设置在外环的下部，所述安装座用于连接水平仪本体，所述卡座用于支撑安装座，所述外环用于连接卡座和保护底座。

优选的，所述安装座的中部设置有与水平仪本体配合的限位槽，所述限位槽底部一侧滑动设置有压柱，所述压柱的上部设置有压板，所述压柱的外侧套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与压板底部和限位槽连接，所述安装座的内部嵌设有压力传感器，所述压力传感器与压柱同轴分布，所述压柱的下部与压力传感器的上部抵接，所述压力传感器与控制器连接。

优选的，所述卡座为环形结构，套设在安装座的外侧，所述卡座的内侧开设有三个滑动槽，所述滑动槽内滑动设置有卡块，所述卡块用于支撑安装座。

优选的，所述外环，为环形结构，所述外环内部两侧分别开设有转动槽，所述转动槽与其上部的滑动槽连通，所述转动槽内转动设置有转动柱，所述转动柱上部设置有偏转杆，所述偏转杆的一端伸出滑动槽与卡块铰接，所述卡块与安装座滑动连接。

优选的，所述保护底座，为环形结构，控制器和电源组件设置在保护底座内，所述电源组件包括蓄电池和充放电模块，所述蓄电池和充放电模块连接，所述充放电模块与控制器连接；

所述保护底座的下侧设置有倾角传感器，所述倾角传感器与控制器连接。

优选的，所述支架组件包括三个支撑杆一、三个支撑杆二和拉伸组件，所述支撑杆一的上部穿入转动槽与转动柱连接，支撑杆一的下部设置有铰接轴，所述支撑杆二的一端与铰接轴连接，所述拉伸组件设置在保护底座的下部，所述支撑杆二的底部铰接有支脚；

所述支撑杆一和支撑杆二的表面均匀设置有若干薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器与控制器连接。

优选的，所述拉伸组件包括内管、联动杆、电磁铁座、滑动座和三个侧支撑杆，所述内管的上部与保护底座连接，所述联动杆滑动设置在内管的内部，所述滑动座为上部开口结构，所述滑动座与联动杆的底部连接，所述电磁铁座与内管的底部螺纹连接，所述侧支撑杆的靠近内管的一端与滑动座表面铰接，所述侧支撑杆远离内管的一端与铰接轴连接，所述联动杆的上部与安装座的底部铰接。

优选的，所述联动杆包括连接杆一、连接杆二和连接头，所述连接头为上部开口结构，所述连接头的一侧开设缓冲槽，所述缓冲槽内滑动设置有限位柱， 所述限位柱的一端与连接杆一表面连接，所述连接杆二与连接头的下部螺纹连接，所述连接杆二的下部与滑动座连接，所述连接杆一的上部安装座底部铰接，所述连接杆一外侧套设有限位片。

优选的，所述电磁铁座上设置有电磁铁，所述滑动座的底部设置有与电磁铁配合的永磁铁，所述电磁铁与控制器连接。

优选的，所述保护底座的下部铰接有气压顶杆，所述启动顶杆远离保护底座的一端与滑动座的一侧铰接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，滑动座向下运动带动与其连接的侧支撑杆的一端向下运动，同时拉动侧支撑杆的另外一端通过铰接轴拉动支撑杆一，使其向内管一侧转动，支撑杆一和支撑杆二形成夹角，从而降低水平仪本体的离地高度，降低了装置的重心；同时，支撑杆二与地面的夹角减小，使装置更加稳定。

2、本发明中，在支撑杆一的带动下转动柱发生转动，转动柱带动偏转杆转动，偏转杆带动卡块向滑动槽内侧滑动，使卡块脱离安装座；由于安装有缓冲槽，在连接杆二向下运动时，不会同时带动连接杆一向下运动，使连接杆一和卡块先后运动，避免连接杆一拉动安装座的动作与卡块脱离安装座的动作同时，从而避免造成安装座挤压卡块使其无法正常脱离的情况。

3、本发明中，压力传感器安装在安装座的偏心位置，也就是靠近水平仪本体的尾部，安装座和水平仪本体的组成的整体的重心偏向与水平仪的尾部，在失去卡块支撑后，安装座和水平仪向下运动的同时发生偏转，水平仪从水平状态最终运动到竖直状态，并收纳到外环内部，避免在摔倒时，水平仪的头部和尾部着地，造成镜片的损坏。

附图说明

图1为本发明一种土木工程检测用防摔水平仪整体结构示意图；

图2为本发明俯视结构示意图；

图3为本发明侧面结构示意图；

图4为本发明支架组件结构示意图；

图5为本发明联动杆结构示意图；

图6为本发明局部结构剖视图；

图7为本发明未安装水平仪本体时的结构示意图；

图8为本发明控制机构模块连接示意图。

图中：水平仪本体1、防摔反应支架机构2、控制机构3、固定组件201、支架组件202、控制器301、电源组件302、安装座2012、卡座2013、外环2014、保护底座2015、限位槽20121、压柱20122、压板20123、压力传感器4、卡块20131、转动柱20141、偏转杆20142、支撑杆一2021、支撑杆二2022、拉伸组件2023、内管20231、联动杆20232、电磁铁座20233、滑动座20234、侧支撑杆20235、倾角传感器5、连接杆一6、连接杆二7、连接头8、缓冲槽801、限位柱802、限位片803、电磁铁9、永磁铁10。

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。

实施例一

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种土木工程检测用防摔水平仪，包括水平仪本体1、防摔反应支架机构2和控制机构3，水平仪本体1安装在防摔反应支架机构2的上部，防摔反应支架机构2包括用于固定水平仪本体1的固定组件201和安装在其下部的支架组件202，控制机构3包括控制器301和电源组件302；固定组件201包括安装座2012、卡座2013、外环2014和保护底座2015，安装座2012安装在卡座2013内，卡座2013安装在外环2014的上部，保护底座2015安装在外环2014的下部，安装座2012用于连接水平仪本体1，卡座2013用于支撑安装座2012，外环2014用于连接卡座2013和保护底座2015。卡座2013为环形结构，套设在安装座2012的外侧，卡座2013的内侧开设有三个滑动槽，滑动槽内滑动安装有卡块20131，卡块20131用于支撑安装座2012。

安装座2012的中部安装有与水平仪本体1配合的限位槽20121，限位槽20121底部一侧滑动安装有压柱20122，压柱20122的上部安装有压板20123，压柱20122的外侧套设有弹簧，弹簧的两端分别与压板20123底部和限位槽20121连接，安装座2012的内部嵌设有压力传感器4，压力传感器4与压柱20122同轴分布，压柱20122的下部与压力传感器4的上部抵接，压力传感器4与控制器301连接。

外环2014内部两侧分别开设有转动槽，转动槽与其上部的滑动槽连通，转动槽内转动安装有转动柱20141，转动柱20141上部安装有偏转杆20142，偏转杆20142的一端伸出滑动槽与卡块20131铰接，卡块20131与安装座2012滑动连接。

控制器301和电源组件302安装在保护底座2015内，电源组件302包括蓄电池和充放电模块，蓄电池和充放电模块连接，充放电模块与控制器301连接；保护底座2015的下侧安装有倾角传感器5，倾角传感器5与控制器301连接。

支架组件202包括三个支撑杆一2021、三个支撑杆二2022和拉伸组件2023，支撑杆一2021的上部穿入转动槽与转动柱20141连接，支撑杆一2021的下部安装有铰接轴，支撑杆二2022的一端与铰接轴连接，拉伸组件2023安装在保护底座2015的下部，支撑杆二2022的底部铰接有支脚；支撑杆一2021和支撑杆二2022的表面均匀安装有若干薄膜压力传感器4，薄膜压力传感器4与控制器301连接。

拉伸组件2023包括内管20231、联动杆20232、电磁铁座20233、滑动座20234和三个侧支撑杆20235，内管20231的上部与保护底座2015连接，联动杆20232滑动安装在内管20231的内部，滑动座20234为上部开口结构，滑动座20234与联动杆20232的底部连接，电磁铁座20233与内管20231的底部螺纹连接，侧支撑杆20235的靠近内管20231的一端与滑动座20234表面铰接，侧支撑杆20235远离内管20231的一端与铰接轴连接，联动杆20232的上部与安装座2012的底部铰接。联动杆20232包括连接杆一6、连接杆二7和连接头8，连接头8为上部开口结构，连接头8的一侧开设缓冲槽801，缓冲槽801内滑动安装有限位柱802， 限位柱802的一端与连接杆一6表面连接，连接杆二7与连接头8的下部螺纹连接，连接杆二7的下部与滑动座20234连接，连接杆一6的上部安装座2012底部铰接，连接杆一6外侧套设有限位片803。

电磁铁座20233下侧安装有电磁铁9，滑动座20234的底部安装有与电磁铁9配合的永磁铁10，电磁铁9与控制器301连接。

实施例二

参阅图1-6,本发明提供一种技术方案：一种土木工程检测用防摔水平仪，包括水平仪本体1、防摔反应支架机构2和控制机构3，水平仪本体1安装在防摔反应支架机构2的上部，防摔反应支架机构2包括用于固定水平仪本体1的固定组件201和安装在其下部的支架组件202，控制机构3包括控制器301和电源组件302；固定组件201包括安装座2012、卡座2013、外环2014和保护底座2015，安装座2012安装在卡座2013内，卡座2013安装在外环2014的上部，保护底座2015安装在外环2014的下部，安装座2012用于连接水平仪本体1，卡座2013用于支撑安装座2012，外环2014用于连接卡座2013和保护底座2015。

安装座2012的中部安装有与水平仪本体1配合的限位槽20121，限位槽20121底部一侧滑动安装有压柱20122，压柱20122的上部安装有压板20123，压柱20122的外侧套设有弹簧，弹簧的两端分别与压板20123底部和限位槽20121连接，安装座2012的内部嵌设有压力传感器4，压力传感器4与压柱20122同轴分布，压柱20122的下部与压力传感器4的上部抵接，压力传感器4与控制器301连接。

卡座2013套设在安装座2012的外侧，卡座2013的内侧开设有三个滑动槽，滑动槽内滑动安装有卡块20131，卡块20131用于支撑安装座2012。

外环2014内部两侧分别开设有转动槽，转动槽与其上部的滑动槽连通，转动槽内转动安装有转动柱20141，转动柱20141上部安装有偏转杆20142，偏转杆20142的一端伸出滑动槽与卡块20131铰接，卡块20131与安装座2012滑动连接。保护底座2015为环形结构，控制器301和电源组件302安装在保护底座2015内，电源组件302包括蓄电池和充放电模块，蓄电池和充放电模块连接，充放电模块与控制器301连接；保护底座2015的下侧安装有倾角传感器5，倾角传感器5与控制器301连接。支架组件202包括三个支撑杆一2021、三个支撑杆二2022和拉伸组件2023，支撑杆一2021的上部穿入转动槽与转动柱20141连接，支撑杆一2021的下部安装有铰接轴，支撑杆二2022的一端与铰接轴连接，拉伸组件2023安装在保护底座2015的下部，支撑杆二2022的底部铰接有支脚；支撑杆一2021和支撑杆二2022的表面均匀安装有若干薄膜压力传感器4，薄膜压力传感器4与控制器301连接。

拉伸组件2023包括内管20231、联动杆20232、电磁铁座20233、滑动座20234和三个侧支撑杆20235，内管20231的上部与保护底座2015连接，联动杆20232滑动安装在内管20231的内部，滑动座20234为上部开口结构，滑动座20234与联动杆20232的底部连接，电磁铁座20233与内管20231的底部螺纹连接，侧支撑杆20235的靠近内管20231的一端与滑动座20234表面铰接，侧支撑杆20235远离内管20231的一端与铰接轴连接，联动杆20232的上部与安装座2012的底部铰接。

联动杆20232包括连接杆一6、连接杆二7和连接头8，连接头8为上部开口结构，连接头8的一侧开设缓冲槽801，缓冲槽801内滑动安装有限位柱802， 限位柱802的一端与连接杆一6表面连接，连接杆二7与连接头8的下部螺纹连接，连接杆二7的下部与滑动座20234连接，连接杆一6的上部安装座2012底部铰接，连接杆一6外侧套设有限位片803。

电磁铁座20233下侧安装有电磁铁9，滑动座20234的底部安装有与电磁铁9配合的永磁铁10，电磁铁9与控制器301连接。保护底座2015的下部铰接有气压顶杆，启动顶杆远离保护底座2015的一端与滑动座20234的一侧铰接。

工作原理：使用时，展开支撑杆一2021和支撑杆二2022，将支脚踩入地面。将水平仪本体1放入安装座2012上部的限位槽20121内，水平仪本体1在自身重力的作用下压动压柱20122向下运动，使压柱20122与压力传感器4接触，压力传感器4感应到压力后，将压力信息传给控制器301，控制器301接收到压力信号，确定水平仪本体1已经安装就位，然后开始接收倾角传感器5和薄膜压力传感器4的信号。

通过倾角传感器5检测水平仪本体1的倾斜程度，在倾斜角度大于设定的阈值时，控制器301控制通入电磁铁9的电流方向，使其下侧极性与永磁铁10上部极性相同，电磁铁9将滑动座20234向下推出，滑动座20234带动连接杆二7向下运动，连接杆二7带动其上部的连接头8向下运动。

滑动座20234向下运动带动与其连接的侧支撑杆20235的一端向下运动，同时拉动侧支撑杆20235的另外一端通过铰接轴拉动支撑杆一2021，使其向内管20231一侧转动，支撑杆一2021和支撑杆二2022形成夹角，从而降低水平仪本体1的离地高度，降低了装置的重心；同时，支撑杆二2022与地面的夹角减小，使装置更加稳定。

在支撑杆一2021的带动下转动柱20141发生转动，转动柱20141带动偏转杆20142转动，偏转杆20142带动卡块20131向滑动槽内侧滑动，使卡块20131脱离安装座2012。

由于安装有缓冲槽801，在连接杆二7向下运动时，不会同时带动连接杆一6向下运动，使连接杆一6和卡块20131先后运动，避免连接杆一6拉动安装座2012的动作与卡块20131脱离安装座2012的动作同时，从而避免造成安装座2012挤压卡块20131使其无法正常脱离的情况。

压力传感器4安装在安装座2012的偏心位置，也就是靠近水平仪本体1的尾部，安装座2012和水平仪本体1的组成的整体的重心偏向与水平仪的尾部，在失去卡块20131支撑后，安装座2012和水平仪向下运动的同时发生偏转，水平仪从水平状态最终运动到竖直状态，并收纳到外环2014内部，避免在摔倒时，水平仪的头部和尾部着地，造成镜片的损坏。

在支撑杆一2021和支撑杆二2022受到外部撞击时，安装在支撑杆一2021和支撑杆二2022表面的薄膜压力传感器4，可以感应到撞击力，撞击力信息传给控制器301，当撞击力超过设定的范围时，控制器301控制电磁铁9动作，之后的一系列动作如上文，可以提前进行防摔的保护动作。

在一些实施例中，可以通过增加气压顶杆的方式，来辅助滑动座20234的下降，同时对滑动座20234下降距离进行限制。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种土木工程检测用防摔水平仪，其特征在于：包括水平仪本体（1）、防摔反应支架机构（2）和控制机构（3），所述水平仪本体（1）设置在防摔反应支架机构（2）的上部，所述防摔反应支架机构（2）包括用于固定水平仪本体（1）的固定组件（201）和设置在其下部的支架组件（202），所述控制机构（3）包括控制器（301）和电源组件（302）；

所述固定组件（201）包括安装座（2012）、卡座（2013）、外环（2014）和保护底座（2015），所述安装座（2012）设置在卡座（2013）内，所述卡座（2013）设置在外环（2014）的上部，所述保护底座（2015）设置在外环（2014）的下部，所述安装座（2012）用于连接水平仪本体（1），所述卡座（2013）用于支撑安装座（2012），所述外环（2014）用于连接卡座（2013）和保护底座（2015）。

2.根据权利要求1所述的一种土木工程检测用防摔水平仪，其特征在于：所述安装座（2012）的中部设置有与水平仪本体（1）配合的限位槽（20121），所述限位槽（20121）底部一侧滑动设置有压柱（20122），所述压柱（20122）的上部设置有压板（20123），所述压柱（20122）的外侧套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与压板（20123）底部和限位槽（20121）连接，所述安装座（2012）的内部嵌设有压力传感器（4），所述压力传感器（4）与压柱（20122）同轴分布，所述压柱（20122）的下部与压力传感器（4）的上部抵接，所述压力传感器（4）与控制器（301）连接。

3.根据权利要求1所述的一种土木工程检测用防摔水平仪，其特征在于：所述卡座（2013）为环形结构，套设在安装座（2012）的外侧，所述卡座（2013）的内侧开设有三个滑动槽，所述滑动槽内滑动设置有卡块（20131），所述卡块（20131）用于支撑安装座（2012）。

4.根据权利要求3所述的一种土木工程检测用防摔水平仪，其特征在于：所述外环（2014）为环形结构，所述外环（2014）内部两侧分别开设有转动槽，所述转动槽与其上部的滑动槽连通，所述转动槽内转动设置有转动柱（20141），所述转动柱（20141）上部设置有偏转杆（20142），所述偏转杆（20142）的一端伸出滑动槽与卡块（20131）铰接，所述卡块（20131）与安装座（2012）滑动连接。

5.根据权利要求1所述的一种土木工程检测用防摔水平仪，其特征在于：所述保护底座（2015）为环形结构，所述控制器（301）和电源组件（302）设置在保护底座（2015）内，所述电源组件（302）包括蓄电池和充放电模块，所述蓄电池和充放电模块连接，所述充放电模块与控制器（301）连接；

所述保护底座（2015）的下侧设置有倾角传感器（5），所述倾角传感器（5）与控制器（301）连接。

6.根据权利要求1所述的一种土木工程检测用防摔水平仪，其特征在于：所述支架组件（202）包括三个支撑杆一（2021）、三个支撑杆二（2022）和拉伸组件（2023），所述支撑杆一（2021）的上部穿入转动槽与转动柱（20141）连接，支撑杆一（2021）的下部设置有铰接轴，所述支撑杆二（2022）的一端与铰接轴连接，所述拉伸组件（2023）设置在保护底座（2015）的下部，所述支撑杆二（2022）的底部铰接有支脚；

所述支撑杆一（2021）和支撑杆二（2022）的表面均匀设置有若干薄膜压力传感器（4），所述薄膜压力传感器（4）与控制器（301）连接。

7.根据权利要求6所述的一种土木工程检测用防摔水平仪，其特征在于：所述拉伸组件（2023）包括内管（20231）、联动杆（20232）、电磁铁座（20233）、滑动座（20234）和三个侧支撑杆（20235），所述内管（20231）的上部与保护底座（2015）连接，所述联动杆（20232）滑动设置在内管（20231）的内部，所述滑动座（20234）为上部开口结构，所述滑动座（20234）与联动杆（20232）的底部连接，所述电磁铁座（20233）与内管（20231）的底部螺纹连接，所述侧支撑杆（20235）的靠近内管（20231）的一端与滑动座（20234）表面铰接，所述侧支撑杆（20235）远离内管（20231）的一端与铰接轴连接，所述联动杆（20232）的上部与安装座（2012）的底部铰接。

8.根据权利要求7所述的一种土木工程检测用防摔水平仪，其特征在于：所述联动杆（20232）包括连接杆一（6）、连接杆二（7）和连接头（8），所述连接头（8）为上部开口结构，所述连接头（8）的一侧开设缓冲槽（801），所述缓冲槽（801）内滑动设置有限位柱（802）， 所述限位柱（802）的一端与连接杆一（6）表面连接，所述连接杆二（7）与连接头（8）的下部螺纹连接，所述连接杆二（7）的下部与滑动座（20234）连接，所述连接杆一（6）的上部安装座（2012）底部铰接，所述连接杆一（6）外侧套设有限位片（803）。

9.根据权利要求7所述的一种土木工程检测用防摔水平仪，其特征在于：所述电磁铁座（20233）下侧设置有电磁铁（9），所述滑动座（20234）的底部设置有与电磁铁（9）配合的永磁铁（10），所述电磁铁（9）与控制器（301）连接。

10.根据权利要求7所述的一种土木工程检测用防摔水平仪，其特征在于：所述保护底座（2015）的下部铰接有气压顶杆，所述气压顶杆远离保护底座（2015）的一端与滑动座（20234）的一侧铰接。

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