CN117367375A - 一种城市规划用坡度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市规划用坡度测量装置，涉及路面坡度测量技术领域，包括平台面，平台面上转动安装有四个调控螺母齿轮，相邻两个调控螺母齿轮之间的夹角为90°，其中两个对称设置的调控螺母齿轮上均螺纹安装有俯仰调控丝杆。本发明体积小巧，在外出作业测量时便于携带，使用方式多元化，可根据实际情况进行调节；只需要一人操作，操作简单只需保证装置水平即可进行测量，通过观察路面表面的光斑数量即可，即可确定是否校准；可使用水平云台进行配合使用，只需要保证底部激光发射器光源距离地面的距离即可，可以快速的对坡道路面的各个位置进行测量，极大的提升了测量速度。

Description

一种城市规划用坡度测量装置

技术领域

本发明涉及路面坡度测量技术领域，具体为一种城市规划用坡度测量装置。

背景技术

在城市规划中，需要考虑交通需求与流量，因此市政路面的设计尤为重要，而路面在建设中，以及建设有都需要对路面进行坡度检测，提高道路建设质量，确保道路设置合理的坡度，从而保证行车安全，降低交通事故的发生率，减少交通事故。

为此在现有技术中，公开号为CN114018231A的发明专利，公开了一种适用于各种坡度的城市规划用测量装置，该装置虽然可以实现对路面坡度的测量，但是由于该方案分为两个部分，因此在实际操作中并不是很方便，并且在测量时还会受到路面车辆的影响。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供如下技术方案：一种城市规划用坡度测量装置，包括平台面，平台面上转动安装有四个调控螺母齿轮，相邻两个调控螺母齿轮之间的夹角为90°，其中两个对称设置的调控螺母齿轮上均螺纹安装有俯仰调控丝杆，另外两个对称设置的调控螺母齿轮上均螺纹安装有高度调控丝杆，所述平台面上还转动安装有四个分别与四个调控螺母齿轮相啮合的调控主动齿轮；所述平台面上还固定安装有两个平行设置的调节方转滑杆，调节方转滑杆上滑动安装有底部激光发射器支架，底部激光发射器支架上固定安装有底部激光发射器，所述底部激光发射器支架的中部固定安装有支撑套管，支撑套管的顶部通过顶部激光发射器旋转架转动安装有顶部激光发射器支架，顶部激光发射器支架上固定安装有顶部激光发射器。

优选地，两个所述俯仰调控丝杆和两个所述高度调控丝杆均与平台面通过花键滑动配合，所述平台面上固定安装有四个分别驱动四个调控主动齿轮的水平调控电机。

优选地，所述平台面上固定安装有用于控制四个水平调控电机转动的水平检测控制器，四个所述调控主动齿轮和四个所述调控螺母齿轮均与固定安装在平台面上的支撑底壳转动配合。

优选地，所述平台面的下表面固定安装有垂直调节电机，垂直调节电机的输出轴上固定安装有与底部激光发射器支架螺纹配合的垂直移动丝杆。

优选地，所述支撑套管的内壁与垂直移动丝杆滑动配合，并且支撑套管的顶部与外部大气相通。

优选地，所述支撑套管与顶部激光发射器旋转架固定配合，所述顶部激光发射器支架与顶部激光发射器旋转架转动配合，并且顶部激光发射器旋转架上固定安装有用于调节顶部激光发射器支架转动角度的调节部。

优选地，所述调节部包括与顶部激光发射器旋转架固定的固定摩擦套环和顶部激光发射器调节电机，所述固定摩擦套环的内侧转动配合有中心转动限制块，中心转动限制块与顶部激光发射器支架固定配合，中心转动限制块上开设有对称布置的斜面槽，两个斜面槽上搭接有对称布置的磁力摩擦柱，两个磁力摩擦柱之间接触磁吸配合有磁力拨动杆。

优选地，所述顶部激光发射器调节电机的输出轴上固定安装有与固定摩擦套环转动配合的拨动杆旋转盘，所述的磁力拨动杆固定安装在拨动杆旋转盘上。

一种城市规划用坡度测量装置的使用方法，包括以下步骤：S1、将两个俯仰调控丝杆和两个高度调控丝杆搭接在需要测量的路面上，使得两个高度调控丝杆之间的连线与所需测量路面的前进方向垂直；S2、水平检测控制器检测平台面与水平面之间的夹角；S3、通过S2中检测的数据，分别控制四个水平调控电机的转动角度，进而调节两个俯仰调控丝杆和两个高度调控丝杆的轴向移动，使平台面水平放置；S4、根据路面坡高调节底部激光发射器与平台面之间的距离；S5、使得顶部激光发射器和底部激光发射器发出光线投影在路面上；S6、观察路面上光点的数量，当出现一个明亮的光斑时进行计算读数。

本发明与现有技术相比具备以下有益效果：（1）本发明体积小巧，在外出作业测量时便于携带，使用方式多元化，可根据实际情况进行调节；（2）本发明只需要一人操作，操作简单只需保证装置水平即可进行测量，通过观察路面表面的光斑数量即可，即可确定是否校准；（3）本发明可使用水平云台进行配合使用，只需要保证底部激光发射器光源距离地面的距离即可，可以快速的对坡道路面的各个位置进行测量，极大的提升了测量速度。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明整体结构正视图。

图3为本发明垂直调节电机安装位置图。

图4为本发明调控螺母齿轮位置分布图。

图5为本发明垂直移动丝杆处结构示意图。

图6为本发明顶部激光发射器安装位置图。

图7为本发明中心转动限制块结构示意图。

图8为本发明斜面槽结构示意图。

图9为本发明使用方式图。

图中：101-平台面；102-支撑底壳；103-水平检测控制器；104-水平调控电机；105-调控螺母齿轮；106-俯仰调控丝杆；107-高度调控丝杆；108-调控主动齿轮；201-垂直调节电机；202-调节方转滑杆；203-垂直移动丝杆；204-底部激光发射器支架；205-底部激光发射器；206-支撑套管；207-顶部激光发射器旋转架；208-顶部激光发射器；209-顶部激光发射器调节电机；210-顶部激光发射器支架；211-固定摩擦套环；212-中心转动限制块；2121-斜面槽；213-磁力拨动杆；214-磁力摩擦柱；215-拨动杆旋转盘。

具体实施方式

下面结合附图1-图9所示，并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供一种城市规划用坡度测量装置，包括平台面101，平台面101上转动安装有四个调控螺母齿轮105，相邻两个调控螺母齿轮105之间的夹角为90°，其中两个对称设置的调控螺母齿轮105上均螺纹安装有俯仰调控丝杆106，另外两个对称设置的调控螺母齿轮105上均螺纹安装有高度调控丝杆107，平台面101上还转动安装有四个分别与四个调控螺母齿轮105相啮合的调控主动齿轮108。两个俯仰调控丝杆106和两个高度调控丝杆107均与平台面101通过花键滑动配合，平台面101上固定安装有四个分别驱动四个调控主动齿轮108的水平调控电机104。平台面101上固定安装有用于控制四个水平调控电机104转动的水平检测控制器103，四个调控主动齿轮108和四个调控螺母齿轮105均与固定安装在平台面101上的支撑底壳102转动配合。

平台面101上还固定安装有两个平行设置的调节方转滑杆202，调节方转滑杆202上滑动安装有底部激光发射器支架204，底部激光发射器支架204上固定安装有底部激光发射器205，底部激光发射器支架204的中部固定安装有支撑套管206，支撑套管206的顶部通过顶部激光发射器旋转架207转动安装有顶部激光发射器支架210，顶部激光发射器支架210上固定安装有顶部激光发射器208。平台面101的下表面固定安装有垂直调节电机201，垂直调节电机201的输出轴上固定安装有与底部激光发射器支架204螺纹配合的垂直移动丝杆203。支撑套管206的内壁与垂直移动丝杆203滑动配合，并且支撑套管206的顶部与外部大气相通。支撑套管206与顶部激光发射器旋转架207固定配合，顶部激光发射器支架210与顶部激光发射器旋转架207转动配合，并且顶部激光发射器旋转架207上固定安装有用于调节顶部激光发射器支架210转动角度的调节部。调节部包括与顶部激光发射器旋转架207固定的固定摩擦套环211和顶部激光发射器调节电机209，固定摩擦套环211的内侧转动配合有中心转动限制块212，中心转动限制块212与顶部激光发射器支架210固定配合，中心转动限制块212上开设有对称布置的斜面槽2121，两个斜面槽2121上搭接有对称布置的磁力摩擦柱214，两个磁力摩擦柱214之间接触磁吸配合有磁力拨动杆213。顶部激光发射器调节电机209的输出轴上固定安装有与固定摩擦套环211转动配合的拨动杆旋转盘215，磁力拨动杆213固定安装在拨动杆旋转盘215上。

本发明公开的一种城市规划用坡度测量装置的工作原理如下：将两个俯仰调控丝杆106和两个高度调控丝杆107搭接在需要测量的路面上，使得两个高度调控丝杆107之间的连线与所需测量路面的前进方向垂直（或者两个俯仰调控丝杆106之间的连线与路面的前进方向平行，也可与目视方向平行），通过水平检测控制器103所测量的数据，调节两个俯仰调控丝杆106的轴向移动，可以控制平台面101与路面之间的夹角，调节两个高度调控丝杆107的轴向移动，可以控制平台面101与路面宽度方向的夹角，使得平台面101与水平面平行。

俯仰调控丝杆106或高度调控丝杆107的轴线移动，是通过水平调控电机104控制，水平调控电机104的输出轴带动调控主动齿轮108转动，调控主动齿轮108转动会带动调控螺母齿轮105转动，调控螺母齿轮105转动会带动对应的俯仰调控丝杆106或高度调控丝杆107轴向移动，也就是让底部激光发射器205发出的光线与水平面平行，因此底部激光发射器205的光纤会投射在坡道路面上（底部激光发射器205与高度调控丝杆107的最底端距离应小于坡道路面的坡高，且需要在高度调控丝杆107的轴向移动方向上设置光栅尺，通过光栅尺测量高度调控丝杆107的移动距离，由于底部激光发射器205发出的光线距离平台面101上表面之间的距离是已知的，并且加上光栅尺测量处的高度调控丝杆107的移动距离，即可得出底部激光发射器205光源点垂直于坡道路面的距离），根据坡道路面的坡高调节底部激光发射器205与平台面101之间的距离（一般不用调节），具体的调节方式，通过控制垂直调节电机201的输出轴转动，垂直调节电机201的输出轴带动底部激光发射器支架204和底部激光发射器205沿着调节方转滑杆202移动（适用于坡道路面坡高又高，路面又长的环境使用）。

顶部激光发射器208与水平面之间的夹角可以通过顶部激光发射器调节电机209进行调控，顶部激光发射器调节电机209的输出轴转动会带动拨动杆旋转盘215转动，拨动杆旋转盘215转动会带动磁力拨动杆213转动，磁力拨动杆213转动会拨动其中一个磁力摩擦柱214沿着斜面槽2121滑动（当磁力拨动杆213作为主动部件时，磁力拨动杆213会带动其中一个磁力摩擦柱214朝向空间大的一侧移动，因此该磁力摩擦柱214就会与固定摩擦套环211分离，或者说不会与固定摩擦套环211和斜面槽2121的同时接触），而另一个磁力摩擦柱214受到的固定摩擦套环211的摩擦力则会推动磁力摩擦柱214朝向空间大的一侧移动，磁力拨动杆213就会通过磁力摩擦柱214带动中心转动限制块212转动，中心转动限制块212转动会带动顶部激光发射器支架210转动，顶部激光发射器支架210转动会带动顶部激光发射器208转动，从而调节了顶部激光发射器208的转动角度，由于顶部激光发射器208会受到重力的作用，因此顶部激光发射器208也会成为主动部件，顶部激光发射器208受重力会带动顶部激光发射器支架210转动，顶部激光发射器支架210转动会带动中心转动限制块212转动，中心转动限制块212转动的时候，会通过摩擦力带动其中一个磁力摩擦柱214沿着斜面槽2121朝向空间小的方向移动，使得固定摩擦套环211和斜面槽2121会挤压磁力摩擦柱214，从而增加了固定摩擦套环211和斜面槽2121对磁力摩擦柱214的摩擦力，由于固定摩擦套环211无法转动，因此磁力摩擦柱214也就无法转动，进而导致了磁力拨动杆213无法转动，因此动力也就不会传递到顶部激光发射器调节电机209的输出轴上，由于磁力拨动杆213与两个磁力摩擦柱214磁吸配合，所有两个磁力摩擦柱214会朝向中间的磁力拨动杆213靠拢。

顶部激光发射器208与水平面的夹角可作为定值，也可以作为可调节的变量值，一般作为定值比较方便，如图9所示，角α是通过顶部激光发射器调节电机209调节的，因此也就是已知的变量值，距离a为定值，距离b为可测量的变量值。顶部激光发射器208和底部激光发射器205发出的光线会有一个交点，当该交点正好与路面重叠的时候，路面上则会出现一个明亮的光斑，否则会有两个相比，较为暗淡的光斑，此时需要一个明亮的光斑（该光斑是可以通过调节顶部激光发射器208与水平面的夹角进行控制的，在装置不移动的情况下，使用此方式），顶部激光发射器208的光源点、光线的交点和底部激光发射器205的光源点形成一个直角三角形，该三角形的三个内角和其中一条边长a为已知，因此边长c即可求出。同时在底部激光发射器205的光源点、光线的交点和底部激光发射器205水平垂直于路面的投影点（高度调控丝杆107与地面的接触点距离底部激光发射器205光源点的垂直高度）也会形成一个直角三角形，因此该三角形的边长c和边长b为已知，以及一个直角（边c和b的夹角），因此该三角形的所有内角均可求出，也就知道了路面的坡度了。

Claims (9)

1.一种城市规划用坡度测量装置，其特征在于：包括平台面（101），平台面（101）上转动安装有四个调控螺母齿轮（105），相邻两个调控螺母齿轮（105）之间的夹角为90°，其中两个对称设置的调控螺母齿轮（105）上均螺纹安装有俯仰调控丝杆（106），另外两个对称设置的调控螺母齿轮（105）上均螺纹安装有高度调控丝杆（107），所述平台面（101）上还转动安装有四个分别与四个调控螺母齿轮（105）相啮合的调控主动齿轮（108）；

所述平台面（101）上还固定安装有两个平行设置的调节方转滑杆（202），调节方转滑杆（202）上滑动安装有底部激光发射器支架（204），底部激光发射器支架（204）上固定安装有底部激光发射器（205），所述底部激光发射器支架（204）的中部固定安装有支撑套管（206），支撑套管（206）的顶部通过顶部激光发射器旋转架（207）转动安装有顶部激光发射器支架（210），顶部激光发射器支架（210）上固定安装有顶部激光发射器（208）。

2.根据权利要求1所述的一种城市规划用坡度测量装置，其特征在于：两个所述俯仰调控丝杆（106）和两个所述高度调控丝杆（107）均与平台面（101）通过花键滑动配合，所述平台面（101）上固定安装有四个分别驱动四个调控主动齿轮（108）的水平调控电机（104）。

3.根据权利要求2所述的一种城市规划用坡度测量装置，其特征在于：所述平台面（101）上固定安装有用于控制四个水平调控电机（104）转动的水平检测控制器（103），四个所述调控主动齿轮（108）和四个所述调控螺母齿轮（105）均与固定安装在平台面（101）上的支撑底壳（102）转动配合。

4.根据权利要求3所述的一种城市规划用坡度测量装置，其特征在于：所述平台面（101）的下表面固定安装有垂直调节电机（201），垂直调节电机（201）的输出轴上固定安装有与底部激光发射器支架（204）螺纹配合的垂直移动丝杆（203）。

5.根据权利要求4所述的一种城市规划用坡度测量装置，其特征在于：所述支撑套管（206）的内壁与垂直移动丝杆（203）滑动配合，并且支撑套管（206）的顶部与外部大气相通。

6.根据权利要求5所述的一种城市规划用坡度测量装置，其特征在于：所述支撑套管（206）与顶部激光发射器旋转架（207）固定配合，所述顶部激光发射器支架（210）与顶部激光发射器旋转架（207）转动配合，并且顶部激光发射器旋转架（207）上固定安装有用于调节顶部激光发射器支架（210）转动角度的调节部。

7.根据权利要求6所述的一种城市规划用坡度测量装置，其特征在于：所述调节部包括与顶部激光发射器旋转架（207）固定的固定摩擦套环（211）和顶部激光发射器调节电机（209），所述固定摩擦套环（211）的内侧转动配合有中心转动限制块（212），中心转动限制块（212）与顶部激光发射器支架（210）固定配合，中心转动限制块（212）上开设有对称布置的斜面槽（2121），两个斜面槽（2121）上搭接有对称布置的磁力摩擦柱（214），两个磁力摩擦柱（214）之间接触磁吸配合有磁力拨动杆（213）。

8.根据权利要求7所述的一种城市规划用坡度测量装置，其特征在于：所述顶部激光发射器调节电机（209）的输出轴上固定安装有与固定摩擦套环（211）转动配合的拨动杆旋转盘（215），所述的磁力拨动杆（213）固定安装在拨动杆旋转盘（215）上。

9.根据权利要求8所述的一种城市规划用坡度测量装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将两个俯仰调控丝杆（106）和两个高度调控丝杆（107）搭接在需要测量的路面上，使得两个高度调控丝杆（107）之间的连线与所需测量路面的前进方向垂直；

S2、水平检测控制器（103）检测平台面（101）与水平面之间的夹角；

S3、通过S2中检测的数据，分别控制四个水平调控电机（104）的转动角度，进而调节两个俯仰调控丝杆（106）和两个高度调控丝杆（107）的轴向移动，使平台面（101）水平放置；

S4、根据路面坡高调节底部激光发射器（205）与平台面（101）之间的距离；

S5、使得顶部激光发射器（208）和底部激光发射器（205）发出光线投影在路面上；

S6、观察路面上光点的数量，当出现一个明亮的光斑时进行计算度数。