CN115234798B - 一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地质勘察技术领域，具体是一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，包括支撑架，所述支撑架包括圆盘以及固定在圆盘边缘处多个的立柱，还包括：水平调节机构，所述水平调节机构包括圆盘状的支撑台，所述支撑台固定在支撑架的立柱上，且所述支撑台与支撑架的底部同轴设置，所述支撑台的顶部周围处固定有多个支撑杆，所述支撑杆的顶部固定有与支撑台同轴设置的放置台，所述水平调节机构还包括第一类球体以及第二类球体，所述第一类球体嵌入在支撑台的重心处且与支撑台形成滑动配合，所述第二类球体嵌入在放置台的重心处且与放置台形成滑动配合，本发明能够实现快速水平调节，操作过程简单，不需要多次调整，节省了时间。

Description

一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置

技术领域

本发明涉及地质勘察技术领域，具体是一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置。

背景技术

“地质勘探”即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动，实际应用是非常广泛的：地震的预测、各类矿产的寻找、勘探，灾害性的滑坡，古生物的演化，凡是建筑在地面上的物体，都要事先搞清楚地下的情况，在对矿产普查中发现的有工业意义的矿床，为查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料，对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作，通常在地质勘探中需要测量一些地形的倾角，这时候需要借助到量装置。

地质勘探的工作场地大多在野外，地形比较复杂，而现有的测量装置在不平整的地面调平都比较麻烦，如公告号为CN213515646U中国专利公开了一种地质勘察用倾角测量装置，涉及角度测量领域，该专利包括测量仪和支架，该测量装置支架的伸缩支撑杆一端设有万向节和云台，在云台上表面设置有气泡水平仪，测量仪的旋转底台与云台卡装配合，伸缩支撑杆周侧面设置有活动环，伸缩支腿一端与伸缩支撑杆连接，另一端通过阻尼连接件和活动环连接。该专利一种地质勘察用倾角测量装置，支架上设置的万向节可以在任何地形下迅速将云台调至水平，进而保证云台上连接的测量仪呈水平放置；但是在实际使用的过程中需要反复操作多次才能调平仪器（即通过多次调节使气泡水平仪内的气泡居中），耗时且操作繁琐。为此，我们提出一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，该倾角测量装置具有快速调节水平的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，包括支撑架，所述支撑架包括圆盘以及固定在圆盘边缘处多个的立柱，还包括：

水平调节机构，所述水平调节机构包括圆盘状的支撑台，所述支撑台固定在支撑架的立柱上，且所述支撑台与支撑架的底部同轴设置，所述支撑台的顶部周围处固定有多个支撑杆，所述支撑杆的顶部固定有与支撑台同轴设置的放置台，所述水平调节机构还包括第一类球体以及第二类球体，所述第一类球体嵌入在支撑台的重心处且与支撑台形成滑动配合，所述第二类球体嵌入在放置台的重心处且与放置台形成滑动配合，所述支撑台底部固定有与其同轴设置的实心锥，所述第二类球体的底部设置张紧机构，所述第一类球体与张紧机构之间设置多个用于连接两者的张紧绳，其中，所述张紧机构用于同步控制多个张紧绳的张紧度；

锁定组件，所述锁定组件包括固定在支撑架底部上的电动推杆以及固定在电动推杆伸缩端上的制动块，所述制动块与第一类球体正相对；

测量仪本体，所述测量仪本体转动安装在所述第二类球体的顶部。

优选的，所述张紧机构包括伺服电机、蜗杆以及多个蜗轮，所述伺服电机固定在第二类球体的底部圆心处，所述蜗杆与伺服电机的输出轴同轴固定，所述蜗轮的一侧外壁转动安装有第一固定板，所述蜗轮的另一侧外壁固定有与其同轴设置的收绳轮，所述收绳轮的圆周外壁开设有凹槽，所述第一固定板固定在第二类球体的底部，多个所述蜗轮均与蜗杆相啮合，多个所述蜗轮等距离分布在蜗杆周围，所述张紧绳的一端固定在收绳轮上的凹槽内。

优选的，所述张紧绳的另一端固定有球块，所述球块的套设有固定套，所述固定套固定在第一类球体上，其中，所述第一类球体与第二类球体同轴时，各个所述张紧绳被所述张紧机构拉紧后并呈竖直状态。

优选的，所述支撑台内部分别开设有空心腔以及环槽，所述支撑台位于环槽外侧且包围环槽，所述第一类球体的外周固定有与其同轴设置的圆环板，所述圆环板位于环槽内，所述圆环板的环面外壁嵌入固定有多个电磁线圈，所述空心腔的内部填充有磁流体。

优选的，所述支撑架的底部设置有多个支持组件，所述支持组件包括套筒、弹簧定位销以及套杆，所述套筒套设在套杆上，所述弹簧定位销安装在套筒上，所述套杆的圆周外壁开设有多个与弹簧定位销适配的定位孔。

优选的，所述套杆的底端固定有与其同轴设置的入地锥。

优选的，所述支撑架的底部设置有外展机构，所述外展机构包括多面齿条，所述多面齿条呈竖直设置，并且所述多面齿条贯穿支撑架的底部中心区域，所述多面齿条的顶端固定有移动板，所述移动板的顶部开设有多个导向孔，所述导向孔内滑动安装有导向杆，所述导向杆的一端固定在支撑架上的圆盘顶部，所述导向杆的另一端固定有限位板，所述外展机构还包括多个第二固定板，所述第二固定板固定在支撑架的底部，所述第二固定板的外壁开设有转动孔，所述转动孔内转动安装有转动杆，所述转动杆上套设固定有传动齿轮，所述传动齿轮与多面齿条相啮合，所述转动杆的两端共同固定有一个从动板，各个所述从动板与各个所述套筒一对一固定。

本发明通过改进在此提供一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

其一：本发明通过将整个装置放置在地面上，控制伺服电机的输出轴转动，伺服电机的输出轴带动蜗杆进行转动，蜗杆带动各个蜗轮转动，蜗轮上收绳轮同步转动，收绳轮将张紧绳放出，此时张紧绳为松弛状态，实心锥因为重力向下转动，指向地球的重心，此时第一类球体随之转动，待其稳定后，电动推杆将制动块贴合第一类球体，防止第一类球体再次转动，再使蜗轮进行回转，将张紧绳收回，使张紧绳再次保持张紧，因为各个张紧绳长度一致，同时各个张紧绳又相互平行，又因为第一类球体的顶部保持水平，根据空间平四边形原理，与张紧绳连接的第二类球体的顶部与第一类球体的顶部平行，由此实现快速水平调节，操作过程简单，不需要多次调整，节省了时间；

其二：在实心锥摆动的过程中，第一类球体随之摆动，圆环板随第一类球体摆动，电磁线圈切割磁流体的磁场，产生抗阻磁场，从而电磁线圈受到对抗力，进行力的抵消，第一类球体可以快速稳定下来，从而缩短整个调节时间。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的俯视立体局部结构示意图；

图3是本发明的正剖视局部结构示意图；

图4是本发明的内部立体局部结构示意图；

图5是图4的A处放大结构示意图；

图6是本发明的水平调节机构内部立体结构示意图；

图7是本发明的外展机构内部立体结构示意图；

图8是图2的框选处放大结构示意图

图9是本发明的第一类球体以及第二类球体空间平行原理简图。

附图标记说明：

1、支撑架；101、立柱；102、圆盘；2、水平调节机构；201、支撑台；202、第一类球体；203、空心腔；204、圆环板；205、电磁线圈；206、固定套；207、球块；208、张紧机构；209、第二类球体；210、放置台；211、实心锥；212、支撑杆；213、张紧绳；214、收绳轮；215、蜗轮；216、蜗杆；217、伺服电机；218、第一固定板；3、测量仪本体；4、支持组件；401、套筒；402、弹簧定位销；403、套杆；404、定位孔；5、外展机构；501、导向杆；502、限位板；503、移动板；504、多面齿条；505、传动齿轮；506、第二固定板；507、从动板；6、锁定组件；601、电动推杆；602、制动块。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明，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。

本发明通过改进在此提供一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，本发明的技术方案是：

实施例一：

如图1-图7所示，一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，包括支撑架1，支撑架1包括圆盘102以及固定在圆盘102边缘处多个的立柱101，还包括：

水平调节机构2，水平调节机构2包括圆盘状的支撑台201，支撑台201固定在支撑架1的立柱101上，且支撑台201与支撑架1的底部同轴设置，支撑台201的顶部周围处固定有多个支撑杆212，支撑杆212的顶部固定有与支撑台201同轴设置的放置台210，水平调节机构2还包括第一类球体202以及第二类球体209，第一类球体202嵌入在支撑台201的重心处且与支撑台201形成滑动配合，第二类球体209嵌入在放置台210的重心处且与放置台210形成滑动配合，支撑台201底部固定有与其同轴设置的实心锥211，第二类球体209的底部设置张紧机构208，第一类球体202与张紧机构208之间设置多个用于连接两者的张紧绳213，其中，张紧机构208用于同步控制多个张紧绳213的张紧度；

对上述进行补充说明：第一类球体202以及第二类球体209规格一致，从图4可知，顶部和底部均为平面的类球体，实心锥211固定在第一类球体202底部中心位置处，第一类球体202和实心锥211形成一个整体为对称体，在无外力作用力下，实心锥211因为重力指向地心，从而带动第一类球体202转动，使第一类球体202上两个平面调成水平。

锁定组件6，锁定组件6包括固定在支撑架1底部上的电动推杆601以及固定在电动推杆601伸缩端上的制动块602，制动块602与第一类球体202正相对；

对上述进行补充说明，制动块602朝向第一类球体202的一侧开设有能与第一类球体202贴合的凹槽，制动块602的整个表面较为粗糙

这里进行补充说明，锁定组件6至少两个，且均匀分布在第一类球体202的四周。

测量仪本体3，测量仪本体3转动安装在第二类球体209的顶部。

进一步的，张紧机构208包括伺服电机217、蜗杆216以及多个蜗轮215，伺服电机217固定在第二类球体209的底部圆心处，蜗杆216与伺服电机217的输出轴同轴固定，蜗轮215的一侧外壁转动安装有第一固定板218，蜗轮215的另一侧外壁固定有与其同轴设置的收绳轮214，收绳轮214的圆周外壁开设有凹槽，第一固定板218固定在第二类球体209的底部，多个蜗轮215均与蜗杆216相啮合，多个蜗轮215等距离分布在蜗杆216周围，张紧绳213的一端固定在收绳轮214上的凹槽内。

本发明的工作原理为：将整个装置放置在地面上，控制伺服电机217的输出轴转动，伺服电机217的输出轴带动蜗杆216进行转动，蜗杆216带动各个蜗轮215转动，蜗轮215上收绳轮214同步转动，收绳轮214将张紧绳213放出，此时张紧绳213为松弛状态，实心锥211因为重力向下转动，指向地球的重心，此时第一类球体202随之转动（实心锥211固定在第一类球体202底部中心位置处，第一类球体202和实心锥211形成一个整体为对称体，在无外力作用力下，实心锥211因为重力指向地心，从而带动第一类球体202转动，使第一类球体202上两个平面调成水平，张紧绳213可以采用韧性较好的轻质材质，比如鱼线，其重量可以不计），待其稳定后，电动推杆601将制动块602贴合第一类球体202，防止第一类球体202再次转动，再使蜗轮215进行回转，将张紧绳213收回，使张紧绳213再次保持张紧，因为各个张紧绳213长度一致，同时各个张紧绳213又相互平行，又因为第一类球体202的顶部保持水平，与张紧绳213连接的第二类球体209的顶部与第一类球体202的顶部平行，由此实现快速水平调节，操作过程简单，不需要多次调整，节省了时间。

对上述工作原理进行扩充解释，借由图9进行解释，假设a为基准水平面，在基准水平面a设置三个不共线的点，由三个点同时向一个方向延长，形成三条等长且相互平行的直线c，三个延长点形成一个平面b，注意三个直线c不在同一平面内，将三个直线c同一端上的点进行连接，由此可知，相邻的两个直线c在同一平面内形成一个平行四边形，基准水平面a以及平面b设置有两个全等且对应边相互平行的三角形，同归三个延长点到基准水平面也相等，由此可以推出基准水平面a以及平面b相互平行，将基准水平面a类比成第一类球体202的顶部已经调节成水平状态的平面，三条拉紧的张紧绳213类比为直线c，由此可知，第二类球体209的两个平面必然与第一类球体202的顶部平面盘平行，从而完成调平。

实施例二：

基于本申请的第一实施例提供的一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，本申请的第二实施例提出另一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置。第二实施例仅仅是第一实施例的优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。

下面结合附图4和图6和实施方式对本发明的第二实施例作进一步说明：张紧绳213的另一端固定有球块207，球块207的套设有固定套206，固定套206固定在第一类球体202上，其中，第一类球体202与第二类球体209同轴时，各个张紧绳213被张紧机构208拉紧后并呈竖直状态。

本改进的优点在于：如果张紧绳213与第一类球体202直接固定，张紧绳213耐磨性较低，长期的调整过程中，张紧绳213会因为磨损而断裂，固定套206与球块207可以作为从动转动体使用，避免了张紧绳213的磨损，同时可以在固定套206与球块207添加润滑油，使其灵敏性提高。

实施例三：

基于本申请的第一实施例提供的一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，本申请的第三实施例提出另一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置。第三实施例仅仅是第一实施例的优选的方式，第三实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。

下面结合附图6和实施方式对本发明的第三实施例作进一步说明：支撑台201内部分别开设有空心腔203以及环槽，支撑台201位于环槽外侧且包围环槽，第一类球体202的外周固定有与其同轴设置的圆环板204，圆环板204位于环槽内，圆环板204的环面外壁嵌入固定有多个电磁线圈205，空心腔203的内部填充有磁流体；

对本实施例进行补充说明：电磁线圈205包括空心筒，以及缠绕在空心筒圆周外壁上的闭合的铜线；

本改进的优点在于：在实心锥211摆动的过程中，第一类球体202随之摆动，圆环板204随第一类球体202摆动，根据法拉第电磁感应原理，电磁线圈205切割磁流体的磁场，电磁线圈205产生感应电流，感应电流内的电子受到力又与切割磁流体的磁场方向相反，从因此电磁线圈205受到对抗力，进行势能的抵消，第一类球体202可以快速稳定下来，从而缩短整个调节时间。

实施例四：

基于本申请的第是实施例提供的一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，本申请的第四实施例提出另一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置。第四实施例仅仅是第一实施例的优选的方式，第四实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。

下面结合附图1和实施方式对本发明的第四实施例作进一步说明：支撑架1的底部设置有多个支持组件4，支持组件4包括套筒401、弹簧定位销402以及套杆403，套筒401套设在套杆403上，弹簧定位销402安装在套筒401上，套杆403的圆周外壁开设有多个与弹簧定位销402适配的定位孔404。

本改进的优点在于：套杆403可以沿着套筒401进行滑动，然后通过弹簧定位销402进行固定，从而快速调节高度。

实施例五：

基于本申请的第四实施例提供的一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，本申请的第五实施例提出另一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置。第五实施例仅仅是第四实施例的优选的方式，第五实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。

下面结合附图6和实施方式对本发明的第五实施例作进一步说明：套杆403的底端固定有与其同轴设置的入地锥。

本改进的优点在于：利用入地锥的尖端便于插入土地里。

实施例六：

基于本申请的第一实施例提供的一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，本申请的第六实施例提出另一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置。第六实施例仅仅是第一实施例的优选的方式，第六实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。

下面结合附图6和实施方式对本发明的第六实施例作进一步说明：支撑架1的底部设置有外展机构5，外展机构5包括多面齿条504，多面齿条504呈竖直设置，并且多面齿条504贯穿支撑架1的底部中心区域，多面齿条504的顶端固定有移动板503，移动板503的顶部开设有多个导向孔，导向孔内滑动安装有导向杆501，导向杆501的一端固定在支撑架1上的圆盘102顶部，导向杆501的另一端固定有限位板502，外展机构5还包括多个第二固定板506，第二固定板506固定在支撑架1的底部，第二固定板506的外壁开设有转动孔，转动孔内转动安装有转动杆，转动杆上套设固定有传动齿轮505，传动齿轮505与多面齿条504相啮合，转动杆的两端共同固定有一个从动板507，各个从动板507与各个套筒401一对一固定。

本改进的优点在于：对其中一个套筒401施加一个向上转动的力，与该套筒401连接的从动板507同步转动，从动板507带动与其固定的转动杆进行转动，转动杆上的传动齿轮505同步转动，传动齿轮505带动多面齿条504向下移动，多面齿条504带动其他传动齿轮505同步转动，即其余套筒401同步向外转动，从而完成同步外展，不需要一一展开。

上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，包括支撑架（1），其特征在于：所述支撑架（1）包括圆盘（102）以及固定在圆盘（102）边缘处多个的立柱（101），还包括：

水平调节机构（2），所述水平调节机构（2）包括圆盘状的支撑台（201），所述支撑台（201）固定在支撑架（1）的立柱（101）上，且所述支撑台（201）与支撑架（1）的底部同轴设置，所述支撑台（201）的顶部周围处固定有多个支撑杆（212），所述支撑杆（212）的顶部固定有与支撑台（201）同轴设置的放置台（210），所述水平调节机构（2）还包括第一类球体（202）以及第二类球体（209），所述第一类球体（202）嵌入在支撑台（201）的重心处且与支撑台（201）形成滑动配合，所述第二类球体（209）嵌入在放置台（210）的重心处且与放置台（210）形成滑动配合，所述第一类球体（202）底部固定有与其同轴设置的实心锥（211），所述第二类球体（209）的底部设置张紧机构（208），所述第一类球体（202）与张紧机构（208）之间设置有至少三个用于连接两者的张紧绳（213），其中，所述张紧机构（208）用于同步控制各个张紧绳（213）的张紧度，各个所述张紧绳（213）长度一致，其中，各个所述张紧绳（213）在张紧状态下，同时各个所述张紧绳（213）又相互平行；

锁定组件（6），所述锁定组件（6）包括固定在支撑架（1）底部上的电动推杆（601）以及固定在电动推杆（601）伸缩端上的制动块（602），所述制动块（602）与第一类球体（202）正相对；

测量仪本体（3），所述测量仪本体（3）转动安装在第二类球体（209）的顶部；

所述张紧机构（208）包括伺服电机（217）、蜗杆（216）以及多个蜗轮（215），所述伺服电机（217）固定在第二类球体（209）的底部圆心处，所述蜗杆（216）与伺服电机（217）的输出轴同轴固定，所述蜗轮（215）的一侧外壁转动安装有第一固定板（218），所述蜗轮（215）的另一侧外壁固定有与其同轴设置的收绳轮（214），所述收绳轮（214）的圆周外壁开设有凹槽，所述第一固定板（218）固定在第二类球体（209）的底部，多个所述蜗轮（215）均与蜗杆（216）相啮合，多个所述蜗轮（215）等距离分布在蜗杆（216）周围，所述张紧绳（213）的一端固定在收绳轮（214）上的凹槽内；

其中，所述张紧绳（213）的另一端固定有球块（207），所述球块（207）的套设有固定套（206），所述固定套（206）固定在第一类球体（202）上，其中，所述第一类球体（202）与第二类球体（209）同轴时，各个所述张紧绳（213）被所述张紧机构（208）拉紧后并呈竖直状态；

其中，所述支撑台（201）内部分别开设有空心腔（203）以及环槽，所述支撑台（201）位于环槽外侧且包围环槽，所述第一类球体（202）的外周固定有与其同轴设置的圆环板（204），所述圆环板（204）位于环槽内，所述圆环板（204）的环面外壁嵌入固定有多个电磁线圈（205），所述空心腔（203）的内部填充有磁流体。

2.根据权利要求1所述的一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，其特征在于：所述支撑架（1）的底部设置有多个支持组件（4），所述支持组件（4）包括套筒（401）、弹簧定位销（402）以及套杆（403），所述套筒（401）套设在套杆（403）上，所述弹簧定位销（402）安装在套筒（401）上，所述套杆（403）的圆周外壁开设有多个与弹簧定位销（402）适配的定位孔（404）。

3.根据权利要求2所述的一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，其特征在于：所述套杆（403）的底端固定有与其同轴设置的入地锥。

4.根据权利要求3所述的一种基于矿产地质勘察的倾角测量装置，其特征在于：所述支撑架（1）的底部设置有外展机构（5），所述外展机构（5）包括多面齿条（504），所述多面齿条（504）呈竖直设置，并且所述多面齿条（504）贯穿支撑架（1）的底部中心区域，所述多面齿条（504）的顶端固定有移动板（503），所述移动板（503）的顶部开设有多个导向孔，所述导向孔内滑动安装有导向杆（501），所述导向杆（501）的一端固定在支撑架（1）上的圆盘（102）顶部，所述导向杆（501）的另一端固定有限位板（502），所述外展机构（5）还包括多个第二固定板（506），所述第二固定板（506）固定在支撑架（1）的底部，所述第二固定板（506）的外壁开设有转动孔，所述转动孔内转动安装有转动杆，所述转动杆上套设固定有传动齿轮（505），所述传动齿轮（505）与多面齿条（504）相啮合，所述转动杆的两端共同固定有一个从动板（507），各个所述从动板（507）与各个所述套筒（401）一对一固定。

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