CN115930848A - 一种能综合检测平整、水平、垂直、偏移的仪器及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种能综合检测平整、水平、垂直、偏移等的仪器及方法。所属技术领域为建筑测量及检测。要解决的技术问题是运用仪器和检测方法综合检测被检物平整、水平、垂直、偏移等状态。主要技术特征是通过构建原点和空间坐标系,根据需要可构建参考系,用测距仪测点,运算出测点坐标,并通过综合各种检测步骤、方法和各种坐标点面运算来实现检测效果。主要用途是用于综合检测被检物是否平整、水平、垂直、偏移等状态,并能得出相应的偏差数值。
Description
技术领域
该发明所属技术领域为建筑测量检测。
背景技术
目前在建筑测量检测中检测平整、水平、垂直、偏移等的仪器较少,特别是能综合检测这些的仪器和综合方法目前还没有。本发明思路是通过构建空间坐标原点和坐标系,根据需要调整坐标系和构建参考物,通过光电测距仪测点,运算确定被测点坐标,并通过综合各种操作检测步骤、方法和各种坐标点面运算来实现检测效果,以及运用空间坐标点计算来实现单个构件和构件之间其他参数数据的测量。
发明内容
本发明名称为:一种能综合检测平整、水平、垂直、偏移的仪器及方法。仪器的名称叫测距检测仪,综合检测平整、水平、垂直、偏移是其主要功能,此外该仪器还能通过实物空间坐标点或实物映射图形测量构件的长度、面积、体积以及构件间不同部位之间的距离。仪器主要由坐标原点组件、调整水平组件、光电测距仪、数据运算处理程序、操作显示面板及三角架等组成。坐标原点组件可设置在测距仪中,但不随测距仪的转动而发生位移,是相对固定的。当仪器固定架设在地面上并调整水平时,坐标原点组件在空间位置中唯一确定。
附图说明
说明书附图1为判断平面是否平整的方法图,其为俯视图。
说明书附图2为判断构件体是否有偏位的方法图,其为俯视图。
说明书附图3为测距检测仪的整体外观及其上各功能部件示意图。
具体实施方式
下面以墙体构件为例来说明运用该仪器的检测方法。
一、判断任意平面是否平整的方法之一(以下都以墙面为例):
当三脚架固定好仪器并调整水平后,此时仪器的坐标原点即固定和确定,空间正坐标系XY平面水平。然后用光电测距仪在被测墙面上打点测距,通过坐标运算即可得到打在墙上的任意点坐标。无论被测墙面是否竖直或倾斜,只要任意打出不在同一直线上的3个点,3个点的坐标数据即可确定并存储记录于仪器运算程序芯片,后台程序通过坐标数据运算由3点确定出一个平面A,当然选取的3个点之间的间距越大,参考平面越精确。此时通过打出第四个点或也可以打出更多点,根据第四个点或更多点是否落在坐标系平面A上判断墙面是否平整。当然也可以再另外选取3个不在同一直线上的点,由运算形成第二个平面B,根据平面A和B是否重合判断墙面是否平整,并可根据两个平面的交叉重叠位置,判断出墙面的凹凸部位,进而可对墙面进行平整修补。根据判断平整度的精度要求可设置判断平整的允许精度范围。
二、 判断平面是否平整的方法之二
当固定好仪器并调整水平后,在同一水平方向或垂直方向转动测距仪,沿着水平面或竖直面任意在平面上打出两点,获得两点坐标,通过运算两点坐标即确定一条直线,再沿着水平面或竖直面打出第三个点,获得第三点坐标,用坐标系运算判断第三点是否落在已确定的直线上来检查平面是否平整。同样,选取的点之间的距离越大越精确。同样可设置判断平整的允许精度范围。该方法的平整度判断较粗略,适用于判断平面是否平整的最后阶段抽查复核。
三、判断平面是否平整的方法之三
当固定好仪器并调整水平后,用测距仪在墙面上任意打出不在同一直线上的3个点确定一个平面ABC(选择的3个点的间距应尽量大),此时调整空间正坐标系,将空间正坐标系的Y轴垂直于平面ABC,获得新坐标系,之后在墙上打出任意点,由任意各点坐标(X,Y,Z)的Y值是否一致判断墙面是否平整。可根据不同点Y值的大小来对墙面进行修补平整。
四、判断平面是否平整的方法之四
可先矫正一小部分墙面让其平整,以其作为参考标准,然后运用上述各种方法即可判断其他区域墙面是否平整,并可获得墙面凹凸情况,进而可对其进行修补平整。该方法不仅精确度高,而且普遍适用。
五、判断墙面是否平整的方法之五
如果被测墙体可以用轴线或其他参考系进行定位,那么可通过打点测距该轴线或其他参考系后在仪器中构建出参考直线或平面,通过用仪器坐标系的Y轴垂直于参考直线或平面,构建出新空间坐标系,然后通过判断打在被测墙面上的点的坐标Y值是否与参考直线或平面一致判断墙面是否平整,并且能准确获得墙面的凹凸数值。
举例说明,如图见说明书附图1,图为俯视图,图中标注1为测量仪,标注2为被测墙体abcd。
假设在设计图纸上,墙体abcd的完成面cd应正好与A轴重合,那么A轴即可作为参考轴线。当固定好仪器并调整水平后,水平旋转仪器,将测距仪光点投向墙体一端的控制轴线A,获取A1坐标点数据。然后旋转仪器至该墙体另一端的控制轴线A,获取A2坐标点数据。此时调整程序中的正空间坐标系(x,y,z),原点不变,将坐标系的Y轴垂直于直线A1A2后,生成新空间坐标系(X’,Y’,Z’)。A1A2两点此时获得新的坐标点A1’A2’,形成直线A1’A2’,随后水平旋转仪器,将该仪器测距光点投向该墙体上的任何一点O’点,获取O’点坐标(X’,Y’,Z’)。若O’点坐标的Y值与A1’或A2’坐标点的Y值不一致,即可判断平面不平整,同时能获取两个Y值的相差值O’ O’1,获取相差值后即可对墙面进行修补平整。
六、判断垂直面是否垂直的方法
当固定好仪器并调整水平后,空间坐标系原点确定,水平旋转仪器,选取任意水平方向,选取好水平方向后,垂直方向转动测距仪,在墙面的垂直方向上任意打出两点,在墙上测距打点的两点间距越大越好,最好是一个点设在墙顶区域,另一个设在墙底区域,通过判断打出的两点在空间坐标系中的(x,y)值是否一致,来判断墙面是否垂直,也可利用打出的上下两点的坐标,通过坐标运算计算出墙面倾斜度或倾角。根据垂直度的精度要求可在仪器上设置判断垂直度允许的误差范围。
七、测量构件体是否有偏位的方法
假设设计图纸中,该墙体中心线正好与A轴线重合, 见说明书附图2俯视图,图2中标注1为仪器;标注2为被测墙体;标注3为被测墙体中心线。
当固定好仪器并调整水平后,水平旋转仪器,将测距仪光点投向墙体一端的控制轴线A,获取A1坐标点数据。然后水平旋转仪器至该墙体另一端的控制轴线A,获取A2坐标点数据。此时调整仪器中的正空间坐标系(x,y,z),将坐标系的Y轴垂直于直线A1A2,生成新空间坐标系(X’,Y’,Z’)。A1A2两点此时获得新的坐标点A1’A2’,形成直线A1’A2’,随后水平旋转仪器,将该仪器测距光电点投向该墙体上的任何一点O’点,获取O’点坐标(X’,Y’,Z’)。因为墙体厚度的原因,可在仪器中将O’点坐标进行修正,也就是设置O’点坐标中的Y’值加上墙体厚度H的二分之一,获取O1’点坐标(X’,Y’+H/2,Z’)。根据O1’点坐标Y值是否与A1’或A2’坐标Y值一致,判断墙体是否有偏位。作出该判断依据是因为如果墙体中心线与轴线A是重合的,那么投射到墙面上的任意一点O1’点的坐标Y值经过厚度修正后就应该与A1’或A2’坐标Y值一致,只要数值不一致就可以用反证法得出投射点处墙体有偏位。并且根据Y值的差值,得出在投射的O’点处墙体的偏位值。当然也可以不用对O’点进行修正,直接计算A1’或A2’点与O’点的Y值差值是否等于墙厚H的二分之一进行判断。需要特别说明的是检测墙体是否偏位,最好将检测点分别投射在墙体的两端,因为直形墙体两端的偏位值是最大的,检测效果更好。
上述检测方法用仪器操作的步骤如下:
1.按下偏移检测功能键。2.是否调整空间坐标系,选是。3.选择参考直线选项。4.测距仪打点测距形成坐标点A1A2 。5.选择形成参考直线,选A1A2两点 。6.将坐标系Y轴垂直参考直线进行调整坐标系,此时参考直线上的两点坐标同步更正为A1’A2’。 7.选择打点测距,形成O’坐标点。8.选择修正坐标点,选O’点进行修正,形成O1’ 。9.选择坐标点计算,选择O1’点和A1’点。10.两点坐标所有计算结果显示在屏幕上,包括两点距离值、两点坐标Y值差、两点坐标X值差等,我们只需要根据Y值差进行判断即可。11.也可设置偏差判断条件进行机器自动判断,输入判断条件值和允许的误差范围即可。
上述所述方法中,也可以将现场的轴线A,在实地平移墙厚的二分之一距离,得到轴线A’,以A’轴作为定位直线,直接通过判断被测墙体投光点的坐标Y值是否与A’轴线Y值一致来判断被测墙体是否发生偏移,并且通过Y值计算可以得到投光点处墙体偏移的距离。
以此类推,该仪器也可运用于测量天棚、吊顶、梁、柱、地面、斜面、不规则面等构件的平整度、水平或垂直度以及是否有偏位等,方法可参考上述测量墙面的说明。
八、利用空间坐标系、坐标点或实物映射图形实现其他参数测量
此外该仪器还具有将现场的实物通过投射的坐标点将其映射到仪器坐标系中形成坐标运算图形。这样方便将现场实物通过映射到坐标系中进行各种比对、测量和数据运算,进而达到检测效果。比如可通过测量实物的空间坐标点计算或实物映射图形中的坐标点计算来测量多个构件不同部位之间的距离,能单独计算构件的长度、面积、体积,能对映射图形分割后进行参数计算等等。总之,能运用空间坐标系、坐标点来进行测量计算的,该仪器都能实现测量检测。如要测量构件A中的a点到构建B中的b点的距离,只需用测距仪分别瞄准ab两点测点,测量得出ab两点的坐标,运用坐标运算计算ab两点的距离。
测距检测仪的主要特点是,运用和操作简单,只需调整仪器水平即可,至于仪器(或原点)放置在具体哪个位置测量,并没有太多讲究,方便测量即可。至于测距仪投光打点位置,也没有太多讲究,只是出于精度误差考虑,选择的测量点间距应尽量散开,具体情况具体分析。有时遇到需要借助轴线或其他唯一参考物时,这时测量点可能需要唯一确定。
因为仪器的运用和操作简单,所以其结构构造也不复杂,对其样式和构造没有太多限制。样式和构造也可大部分参照全站仪。测距检测仪的独特性在于其独特的检测功能和其检测方法。
测距检测仪的主要功能组件如下:
1.坐标原点组件。坐标原点组件可设置在测距仪中,但不随测距仪的转动而发生位移,是相对固定的。当仪器固定架设在地面上并调整水平时,坐标原点组件在空间位置中唯一确定。坐标原点组件还可以设置在主板电路中,根据需要来进行制造设置。
2.调整水平组件。用来调整仪器的水平,可参照全站仪三角形基座上的整平角螺旋。
3.光电测距仪,测距仪可以360度水平旋转,竖向转动时最大转动范围是180度。测距仪上有操作面板和按键,包括可调整测距光标的大小、形状、强弱,以及有删除、撤销、恢复、确认、开关机按键等。此外测距仪上还有瞄准物镜,镜上有十字对焦,该物镜是由放大镜组成,用来测量较远目标。当然如果被测物体较近能看清测距光标时,也可以不需要物镜而直接测量。
4.数据运算处理程序。能将测得的点坐标进行各种运算处理并以图形、数字和文字等形式显示在操作面板上。存储各种检测数据,检测有偏差时出提醒声音并在面板上以警示颜色显示。
5.操作显示面板。操作面板包含了所有的检测功能的按键,也包括测距仪的测量操作(可替代测距仪上的按键)。操作面板上的主要功能有1.平整检测 2.水平垂直检测 3.偏移检测 4.其他测量检测 5.设置和调整坐标系 6.图形映射和计算 7.测量测距8.删除、撤销、恢复、确认、开关机键、导航按键、数字按键、其他菜单键等常用键。
仪器的简单示意图详见说明书附图3。
图3中的数字标注说明: 1:手柄 2:测距仪 3:瞄准物镜 4:测距仪显示面板和按键 5:检测仪操作面板 6:水平角螺旋 7:三脚架 8:垂直转动紧固 9:旋转中心固定杆件10:水平转动紧固 11:上三角形基座 12:下三角形基座。
Claims (3)
1.利用测距检测仪进行各种平整度、平面和垂直度、位置偏差以及其他一切测量检测的方法,其主要特点是检测方法简便、高效、能综合运用(包括但不限于检测平整度、平面和垂直度、位置偏差,测量构件的长度、面积、体积、构件间的距离等)、运用范围广,它利用构建原点、构建坐标系,并可调整坐标系和构建参考物,通过光电测距仪测点,确定被测点坐标,并通过各种操作检测步骤、方法和各种坐标点面运算来实现检测效果,比如可通过测量实物的空间坐标点进行计算或实物映射图形中的坐标点计算来实现测量多个构件不同部位之间的距离,能单独计算构件的长度、面积、体积,能对映射图形分割后进行参数计算等等,总之能运用空间坐标系、坐标点来进行测量计算的,该仪器都能实现测量检测,如要测量构件A中的a点到构件B中的b点的距离,只需用测距仪分别瞄准ab两点测点,测量得出ab两点的坐标,运用坐标运算计算ab两点的距离。
2.测距检测仪的各种检测功能、内部组件和仪器的操作方法,其主要特点是测量检测功能强大、运用范围广、操作方便快捷、精确度高,仪器架设点相对比较随意,其内部有特定的坐标原点组件进行原点定位,仪器内部独有的数据运算处理程序通过仪器各种功能键来实现各种坐标点面运算、坐标系调整、实物映射图形、图形参数运算以及实现各种平整度、平面和垂直度、位置距离偏差和其他检测的检测效果。
3.测距检测仪的实物构造,其主要特点是,坐标原点组件的构造,旋转中心固定杆件构造,测距仪的构造,详见说明书附图3。
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