CN116659463B

CN116659463B - 一种建筑工程用坡度测量设备

Info

Publication number: CN116659463B
Application number: CN202310905285.2A
Authority: CN
Inventors: 温志平; 刘忠坤; 高原; 黄�俊; 远晓宇
Original assignee: Sino Foreign Garden Construction Co ltd
Current assignee: Sino Foreign Garden Construction Co ltd
Priority date: 2023-07-24
Filing date: 2023-07-24
Publication date: 2023-09-29
Anticipated expiration: 2043-07-24
Also published as: CN116659463A

Abstract

本发明公布了一种建筑工程用坡度测量设备，包括行走车体、变阻装置和间歇通电装置，行走车体包括车座和行走轮，座上固接有电子电流计、蓄电池、控制开关和推架，变阻装置依据行走车体所在坡体的坡度改变阻值，蓄电池、控制开关、电子电流计、变阻装置和间歇通电装置构成电流回路，本发明的有益效果如下：行走车体在坡体上移动时，变阻装置依据行走车体所在的坡体的坡度改变阻值，从而使得电子电流计的输出电流变化，电子电流计的测量值通过公式可以转化为当前的坡度值，从而使得坡度的读取更加方便，设备在坡体上移动时，可以对坡体上不同位置的坡度进行测量，使得测量的结果更加全面，相较于传统的单点式测量装置而言，可以减少测量工作量。

Description

一种建筑工程用坡度测量设备

技术领域

本发明涉及一种建筑工程用坡度测量设备，尤其涉及一种建筑工程用多点连续式且读数方便的坡度测量装置。

背景技术

建筑工程施工的过程中，经常涉及到坡体的施工，如坡体的开挖以及坡体的加固等，坡体施工之前需要对坡体的坡度进行测量，以确定施工方法。

专利申请号为：CN201822002279.3的中国专利公开了一种土地工程用坡度测量装置，在测量时，装置固定在坡面上，通过锥形块使绳索保持在竖直状态，通过绳索与刻度盘的夹角确定坡度。

上述专利至少存在以下问题：

其一，在测量的过程中，锥形块和绳索会在一定时间内持续摆动，需要很长时间才能稳定，导致读数的等待时间较长，测量效率较低，且还需要人工进行读数，读数较为不便；

其二，上述专利在进行坡度测量时，每次只能进行一个位置的坡度测量，而在实际操作的过程中，坡体的坡面较长，且坡面不同位置的坡度可能存在不同，因此，使用上述专利进行测量时，需要在坡体的不同位置进行多次的测量才能得到坡体坡度的全面数据，导致测量的工作量较大。

专利申请号为：CN202010877598.8的中国专利公开了一种工程监理用道路坡度测量装置，电信号输入到中央处理器，中央处理器依据公式计算得到坡度值，从而使得读数更加快捷方便，但是该专利仍然没有解决单次只能进行一个位置的坡度测量的弊端，导致测量工作量较大。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种建筑工程用坡度测量设备，本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种建筑工程用坡度测量设备，包括：

行走车体，所述行走车体用于在坡体上行走，行走车体包括车座和行走轮，所述车座的左侧前后对称固接有第一支板，车座的右侧前后分别固接有第二支板和安装箱，第一支板之间转动连接有第一车轴，第二支板和安装箱之间转动连接有第二车轴，所述行走轮固接在第一车轴和第二车轴的两端，车座上固接有电子电流计、蓄电池、控制开关和推架；

变阻装置，所述变阻装置位于车座下方对应第一车轴的位置，变阻装置依据行走车体所在坡体的坡度改变阻值；

间歇通电装置，所述间歇通电装置位于安装箱内；

所述蓄电池、控制开关、电子电流计、变阻装置和间歇通电装置构成电流回路，所述间歇通电装置用于实现电流回路的间歇式的通电。

优选的，所述变阻装置包括转套、转筒、电阻板、金属环和金属条；所述转套前后对称且与第一车轴的轴线重合，转套的顶部通过吊杆与车座固定连接，所述转筒的两端转动连接在转套中，转筒的底部固接有配重座，所述电阻板和金属环分别固接在后侧以及前侧的转套内，所述电阻板为弧形，电阻板和金属环的右侧分别外接有第一导线，转筒的外壁对应电阻板以及金属环的位置开设有凹槽，所述金属条固定在转筒内，金属条的两端分别伸入到凹槽内并固接有接电组件；

所述电阻板通过第一导线与蓄电池的正极电性连接，所述金属环通过第一导线与电子电流计的正极接线端电性连接，蓄电池的负极通过控制开关以及间歇通电装置与电子电流计的负极接线端电性连接。

优选的，所述接电组件包括金属框和金属座，所述金属框位于凹槽内且与金属条的头部固定连接，所述金属座为T形，金属座的大头滑动连接在金属框内，金属座的小头与金属框的顶板滑动连接，金属座与金属框的底部之间固接有第一弹簧。

优选的，所述间歇通电装置包括转盘和金属块；所述转盘位于安装箱内并与第二车轴同轴固定，转盘的后侧固接有金属板，转盘的后侧设有安装板，所述金属块固定在安装板的前侧，金属块设有两个，金属块外接有第二导线，其中一个金属块通过第二导线与电子电流计的负极接线端电性连接，另一个金属块通过第二导线通过控制开关与蓄电池的负极电性连接。

优选的，所述安装箱的后侧板上固接有滑动框，所述滑动框的前侧敞口设置，所述安装板滑动连接在滑动框中，安装板与滑动框的后侧板之间固接有第二弹簧，所述金属板的两侧设有斜面。

优选的，通过电子电流计的输出电流可以计算坡体的当前坡度值，计算公式如下：

其中，P为坡体的当前坡度值，U为蓄电池的电压，I为电子电流计的当前测量值，I₀是坡度为零时的电子电流计测量值，k为电阻板单位距离内的电阻变化值，r为电阻板的半径。

优选的，设置一个坡度为P₁的校准斜坡，所述k的计算公式如下：

其中，I₁为校准斜坡上时的电子电流计测量值。

优选的，所述车座上固接有处理器和显示屏，所述电子电流计与处理器信号连接，所述处理器与显示屏信号连接，处理器和显示屏构成并联回路，该并联回路的一端接入蓄电池正极，另一端通过控制开关与蓄电池的负极电性连接。

本发明的有益效果如下：

其一，设备工作时，行走车体在坡体上移动，在此过程中，变阻装置依据行走车体所在的坡体的坡度改变阻值，从而使得电子电流计的输出电流变化，电子电流计的测量值通过公式可以转化为当前的坡度值，从而使得坡度的读取更加方便；

其二，设备在坡体上移动时，可以对坡体上不同位置的坡度进行测量，从而得到一组全面的坡度数值，反应坡体上不同位置的坡度，使得测量的结果更加全面，相较于传统的单点式测量装置而言，可以极大的减少测量工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对具体实施方式描述中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：本发明所述一种建筑工程用坡度测量设备的轴测图；

图2：本发明所述一种建筑工程用坡度测量设备下方的立体示意图；

图3：本发明所述变阻装置的剖视图；

图4：图3所示A处的局部放大图；

图5：本发明所述变阻装置的半剖视图；

图6：图4所示B处的局部放大图；

图7：本发明所述一种建筑工程用坡度测量设备工作时的示意图；

图8：本发明所述变阻装置工作时的示意图；

图9：本发明所述安装箱位置的剖视图；

图10：本发明所述间歇通电装置的立体示意图；

图11：本发明所述滑动框的内部结构示意图；

图12：本发明中各电路元件的电路连接示意图；

图13：本发明所述电子电流计、处理器和显示屏的信号输送示意图。

附图标记如下：

T-坡体；

11-车座，12-行走轮，13-第一支板，14-第二支板，15-安装箱，16-第一车轴，17-第二车轴，18-电子电流计，19-蓄电池，110-控制开关，111-推架；

2-变阻装置，21-转套，22-转筒，23-电阻板，24-金属环，25-金属条，26-吊杆，27-配重座，28-第一导线，29-凹槽，210-接电组件，2101-金属框，2102-金属座，2103-第一弹簧；

31-转盘，32-金属块，33-金属板，34-安装板，35-第二导线，36-滑动框，37-第二弹簧，38-斜面；

41-处理器，42-显示屏。

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。

如图1-13所示，本发明具有以下三个具体实施例。

实施例1

一种建筑工程用坡度测量设备，包括：

行走车体，行走车体用于在坡体上行走，行走车体包括车座11和行走轮12，车座11的左侧前后对称固接有第一支板13，车座11的右侧前后分别固接有第二支板14和安装箱15，第一支板13之间转动连接有第一车轴16，第二支板14和安装箱15之间转动连接有第二车轴17，行走轮12固接在第一车轴16和第二车轴17的两端，车座11上固接有电子电流计18、蓄电池19、控制开关110和推架111；

变阻装置2，变阻装置2位于车座11下方对应第一车轴16的位置，变阻装置2依据行走车体所在坡体的坡度改变阻值；

间歇通电装置，间歇通电装置位于安装箱15内；

蓄电池19、控制开关110、电子电流计18、变阻装置2和间歇通电装置构成电流回路，间歇通电装置用于实现电流回路的间歇式的通电。

如图1和2所示，在进行坡体的坡度测量时，通过推架111推动设备，设备在行走轮12的作用下在坡体的坡面上行走，测量的过程中，蓄电池19、控制开关110、电子电流计18、变阻装置2和间歇通电装置构成电流回路，变阻装置2依据行走车体所在坡体的坡度改变阻值，进而使得电子电流计18测量的电流值变化，根据测量的电流值可以直接得出当前的坡度，测量更加快捷方便，行走车体在坡体上移动的过程中，可以连续的测量坡体上多点处的坡度，从而使得测量结果更加全面。

由于设置有间歇通电装置，可以使电子电流计18间歇式通电测量，可以测量各瞬时位置处的坡度值，从而形成坡度不同高度点位置的坡度。

作为本实施例进一步地实施方式，变阻装置2包括转套21、转筒22、电阻板23、金属环24和金属条25；转套21前后对称且与第一车轴16的轴线重合，转套21的顶部通过吊杆26与车座11固定连接，转筒22的两端转动连接在转套21中，转筒22的底部固接有配重座27，电阻板23和金属环24分别固接在后侧以及前侧的转套21内，电阻板23为弧形，电阻板23和金属环24的右侧分别外接有第一导线28，转筒22的外壁对应电阻板23以及金属环24的位置开设有凹槽29，金属条25固定在转筒22内，金属条25的两端分别伸入到凹槽29内并固接有接电组件210；

电阻板23通过第一导线28与蓄电池19的正极电性连接，金属环24通过第一导线28与电子电流计18的正极接线端电性连接，蓄电池19的负极通过控制开关110以及间歇通电装置与电子电流计18的负极接线端电性连接。

本设备进行坡度测量时，如图3所示，初始位置时，金属条25和配重座27分别位于正上方和正下方，如图7和8所示，当设备位于坡体的坡面上时，在配重座27的重力作用下，转筒22会顺时针转动，转动的角度为坡体的坡度P，此时，金属条25和接电组件210随转筒22同步转动，而电阻板23的位置保持不变，如图3-5所述，电阻板23和金属环24通过金属条25和接电组件210电性连接，如图12所示，电子电流计18通过金属板和金属环24构成电流回路。

而电阻板23通过其右侧的第一导线28实现电路连接，设备位于坡体上时，由于金属条25和接电组件210随转筒22顺时针转动，从而使得电阻板23接入电流回路中的阻值变大，即测量的电流值变小，且坡体的坡度越大时，测量的电流值越小，即坡体坡度与电子电流计18测量的电流值呈反力，依据公式可以得出坡度值。

作为本实施例进一步地实施方式，接电组件210包括金属框2101和金属座2102，金属框2101位于凹槽29内且与金属条25的头部固定连接，金属座2102为T形，金属座2102的大头滑动连接在金属框2101内，金属座2102的小头与金属框2101的顶板滑动连接，金属座2102与金属框2101的底部之间固接有第一弹簧2103。

为使得接电更加可靠，如图4和6所示，第一弹簧2103具有指向金属座2102的压缩反力，在第一弹簧2103的作用下，金属座2102与金属环24以及电阻板23紧密接触，从而保证接电的可靠性。

实施例2

间歇通电装置包括转盘31和金属块32；转盘31位于安装箱15内并与第二车轴17同轴固定，转盘31的后侧固接有金属板33，转盘31的后侧设有安装板34，金属块32固定在安装板34的前侧，金属块32设有两个，金属块32外接有第二导线35，其中一个金属块32通过第二导线35与电子电流计18的负极接线端电性连接，另一个金属块32通过第二导线35通过控制开关110与蓄电池19的负极电性连接。

如图9-10所示，设备在坡体上移动时，转盘31随第二车轴17转动，转动每转动一圈就会经过金属块32的位置一次，从而使得两个金属块32电性连接，如图12所示，两个金属块32间歇式通电时，使得电子电流计18间歇式工作，电子电流计18工作时，电阻板23会消耗一部分能量，间歇式工作可以减少能量的消耗。

由于行走轮12每转动一圈时，电子电流计18输出一次测量电流，而行走轮12的直径固定，其转动一圈行走的距离相同，即可以使得电子电流计18测量的电流值随路程等距输出。

作为本实施例进一步地实施方式，安装箱15的后侧板上固接有滑动框36，滑动框36的前侧敞口设置，安装板34滑动连接在滑动框36中，安装板34与滑动框36的后侧板之间固接有第二弹簧37，金属板33的两侧设有斜面38。

如图11所示，由于设置有第二弹簧37，第二弹簧37具有指向安装板34的压缩反力，当金属板33转动到金属块32位置时，在第二弹簧37的作用下，金属块32与金属板33紧密接触，保证接电的可靠性，金属板33上设置有斜面38，避免金属块32阻挡凸出的金属块32。

实施例3

通过电子电流计18的输出电流可以计算坡体的当前坡度值，计算公式如下：

其中，P为坡体的当前坡度值，U为蓄电池19的电压，I为电子电流计18的当前测量值，I₀是坡度为零时的电子电流计18测量值，k为电阻板23单位距离内的电阻变化值，r为电阻板23的半径。

为使得电子电流计18测量的电流值转化为当前测量的坡度，需要通过公式进行转化。

当设备位于坡体上时，根据欧姆定律可知，，其中R₀为坡度为零时，电阻板23接入电流回路的电阻值；ΔR为当前坡度时，电阻板23接入电流回路的电阻增加值。

其中，/>，因此：/>，即

依据上述公式即可根据电子电流计18的当前测量值I，得到坡体当前位置的坡度值P，其中U、k、π和r均为常数，将设备置于水平面上时，可以测量得到I₀的数值，设备位于坡体上时，可以通过电子电流表读出I值。

作为本实施例进一步地实施方式，设置一个坡度为P₁的校准斜坡，k的计算公式如下：

其中，I₁为校准斜坡上时的电子电流计18测量值。

虽然k值为一个常数，但是还需要通过校准来确定，在校准时，将设备置于一个坡度为P₁的校准斜坡上，从而可以根据公式：

得出k值。

作为本实施例进一步地实施方式，车座11上固接有处理器41和显示屏42，电子电流计18与处理器41信号连接，处理器41与显示屏42信号连接，处理器41和显示屏42构成并联回路，该并联回路的一端接入蓄电池19正极，另一端通过控制开关110与蓄电池19的负极电性连接。

为使得测量的结果更加直观，设置处理器41和显示屏42，处理器41与电子电流计18信号连接，间歇式接收电子电流计18的测量值，并以及得到的测量值I，计算出P，并在显示屏42上显示出来。

本发明工作原理为：

首先将设备置于水平地面上，测量得到I₀的数值，然后将设备置于坡度为P1的校准斜坡上，得出I₁的数值，根据公式计算得到k值，并I0值和k值输入到处理器41中，再将U和r的数值输入到处理器41中。

通过推架111推动设备在待测量的坡体上移动，并合上控制开关110，如图12所示，此时处理器41和显示屏42通电，电子电流计18在间歇通电装置的作用下间歇通电，从而输出坡体不同位置处的电流值I，并将其输入到处理器41中，处理器41依据以下公式：

。

计算得到坡体当前位置的坡度值，并在显示屏42上进行显示。

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

1.一种建筑工程用坡度测量设备，其特征在于，包括：

行走车体，所述行走车体用于在坡体上行走，行走车体包括车座（11）和行走轮（12），所述车座（11）的左侧前后对称固接有第一支板（13），车座（11）的右侧前后分别固接有第二支板（14）和安装箱（15），第一支板（13）之间转动连接有第一车轴（16），第二支板（14）和安装箱（15）之间转动连接有第二车轴（17），所述行走轮（12）固接在第一车轴（16）和第二车轴（17）的两端，车座（11）上固接有电子电流计（18）、蓄电池（19）、控制开关（110）和推架（111）；

变阻装置（2），所述变阻装置（2）位于车座（11）下方对应第一车轴（16）的位置，变阻装置（2）依据行走车体所在坡体的坡度改变阻值；

间歇通电装置，所述间歇通电装置位于安装箱（15）内；

所述蓄电池（19）、控制开关（110）、电子电流计（18）、变阻装置（2）和间歇通电装置构成电流回路，所述间歇通电装置用于实现电流回路的间歇式的通电；

所述变阻装置（2）包括转套（21）、转筒（22）、电阻板（23）、金属环（24）和金属条（25）；所述转套（21）前后对称且与第一车轴（16）的轴线重合，转套（21）的顶部通过吊杆（26）与车座（11）固定连接，所述转筒（22）的两端转动连接在转套（21）中，转筒（22）的底部固接有配重座（27），所述电阻板（23）和金属环（24）分别固接在后侧以及前侧的转套（21）内，所述电阻板（23）为弧形，电阻板（23）和金属环（24）的右侧分别外接有第一导线（28），转筒（22）的外壁对应电阻板（23）以及金属环（24）的位置开设有凹槽（29），所述金属条（25）固定在转筒（22）内，金属条（25）的两端分别伸入到凹槽（29）内并固接有接电组件（210）；

所述电阻板（23）通过第一导线（28）与蓄电池（19）的正极电性连接，所述金属环（24）通过第一导线（28）与电子电流计（18）的正极接线端电性连接，蓄电池（19）的负极通过控制开关（110）以及间歇通电装置与电子电流计（18）的负极接线端电性连接；

所述接电组件（210）包括金属框（2101）和金属座（2102），所述金属框（2101）位于凹槽（29）内且与金属条（25）的头部固定连接，所述金属座（2102）为T形，金属座（2102）的大头滑动连接在金属框（2101）内，金属座（2102）的小头与金属框（2101）的顶板滑动连接，金属座（2102）与金属框（2101）的底部之间固接有第一弹簧（2103）。

2.根据权利要求1所述的一种建筑工程用坡度测量设备，其特征在于，所述间歇通电装置包括转盘（31）和金属块（32）；所述转盘（31）位于安装箱（15）内并与第二车轴（17）同轴固定，转盘（31）的后侧固接有金属板（33），转盘（31）的后侧设有安装板（34），所述金属块（32）固定在安装板（34）的前侧，金属块（32）设有两个，金属块（32）外接有第二导线（35），其中一个金属块（32）通过第二导线（35）与电子电流计（18）的负极接线端电性连接，另一个金属块（32）通过第二导线（35）通过控制开关（110）与蓄电池（19）的负极电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种建筑工程用坡度测量设备，其特征在于，所述安装箱（15）的后侧板上固接有滑动框（36），所述滑动框（36）的前侧敞口设置，所述安装板（34）滑动连接在滑动框（36）中，安装板（34）与滑动框（36）的后侧板之间固接有第二弹簧（37），所述金属板（33）的两侧设有斜面（38）。

4.根据权利要求3所述的一种建筑工程用坡度测量设备，其特征在于，通过电子电流计（18）的输出电流可以计算坡体的当前坡度值，计算公式如下：，其中，P为坡体的当前坡度值，U为蓄电池（19）的电压，I为电子电流计（18）的当前测量值，I₀是坡度为零时的电子电流计（18）测量值，k为电阻板（23）单位距离内的电阻变化值，r为电阻板（23）的半径。

5.根据权利要求4所述的一种建筑工程用坡度测量设备，其特征在于，设置一个坡度为P₁的校准斜坡，所述k的计算公式如下：’

其中，I₁为校准斜坡上时的电子电流计（18）测量值。

6.根据权利要求5所述的一种建筑工程用坡度测量设备，其特征在于，所述车座（11）上固接有处理器（41）和显示屏（42），所述电子电流计（18）与处理器（41）信号连接，所述处理器（41）与显示屏（42）信号连接，处理器（41）和显示屏（42）构成并联回路，该并联回路的一端接入蓄电池（19）正极，另一端通过控制开关（110）与蓄电池（19）的负极电性连接。