CN1175684A - 全自动经纬水准仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种主用于建筑工程测量的全自动经纬水准仪,它是在仪器的测角部件上安装具定位机构的角位锁定定位器件,离合锁定,使待测预置角自动到位。仪器主体是精密水准仪和经纬仪的组合体,能满足建筑工程测量所需的常用功能和精度,具备精度状态随机自找,自动性的检测功能与仪器主体配套使用的仪架承体和标准尺量体均进行了旨在便携和减小系差的改进,整套器材具有重量轻、易携带、施测方便快速等优点。

Description

全自动经纬水准仪
本发明涉及一种工程测量用的全自动经纬水准仪,特别适用于建筑工程测量。
据申请人数十年从事工程测量所知:现有技术的勘测仪器如精密水准仪、光学经纬仪、电子经纬仪、红外测距仪、全站仪等大地测量器树已发展到很高的程度,但其功能单一和高成本、难维护又与建筑业的实际状况严重脱节,如现有技术的微倾式和自动安平式的水准仪,虽然其精度等级S3以上都已普及,但因无横轴系统连建筑工程上最简单的两点一线式的楼层放线投点也不能进行。而用现有技术的光学经纬仪或电子经纬仪所进行的三角高程测量,因存在测角和斜距的累计误差而又达不到精度要求,加之目前我国建筑行业需精密地测量某个任意水平角和竖直角的工作十分稀少,常用的只是规划区内红线平移形式的定位放线和层高返点,常用的水平角值也大都为正倒镜的180°或90°大方角等特殊角,而现有技术的水准仪、经纬仪因功能单一和高价位难于广泛普及应用。尤其是水准仪的精度状态很难自我随机检测,  由此出现了不少质量问题。与仪器配套使用的仪架、标尺更存在着笨重,难携带和塔尺标识易损,尺宽不一、联接间隙大等影响测量精度等缺点。为此,申请人向中国专利局提出了“双补偿符合水准装置”(申请号为96224037.0)和自检式经纬水准仪(申请号为:96224285.3)的两个实用新型专利申请。
本发明的目的就是为了克服上述现有技术的缺点,拓展和完善上述前置专利申请技术而设计出一种多功能的便携全自动经纬水准仪。
本发明的目的是这样实现的:包括仪器主体及其配套使用的仪架承体和标准尺量体,所述仪器主体为水准仪和经纬仪的组合体,在仪器的测角部件上安装具角位预置离合锁定定位机构,使待测水平角或竖直角自动到位锁定,同时又可利用安装在横轴上的多轴平行自检的望远镜视准轴进行S3及以上级的高程水准测量,配合现有技术的平板测微器则可达S1级。
水平度盘和竖直度盘上安装的预置角位锁定定位机构各至少为一套。
带有自动安平补偿器的望远镜和其上设置的水准管符合水准器组合安装在照准部的横轴上,使在竖直面内可旋转,自动安平补偿器和水准管符合水准器各至少一套。
水准管符合水准器的光源为竖直方向的天窗式自然采光。
水准管符合水准器有辅助电光源。
仪器的照准部上设置有至少一面对镜闪反光板。
仪架承体为单杆式支撑的折叠、缩放仪架。
标尺量体为尺底设置有画线板的套管套杆板式定位折叠制动。
标准尺上的数字、刻划标识等为凹注式的闪光漆涂装,标尺背面为凹注色差式的对中线兼做花杆直线定向。
标尺正面上的数字标识为米单位段的线条式注记,分米段的连续注记和厘米段的刻划标注内注记。
由于采用了上述技术措施,特别是在测角部件上设置了预置角位锁定定位机构,故在能够测设水平角和竖直角的同时,又可进行高等级的如S2及以上级的高程水准测量,能够基本满足了建筑工程测量常用的功能和精度规范要求。水准仪和经纬仪的组合配置(如同陀螺仪和经纬仪的组合体为陀螺经纬仪一样),克服了功能单一和高成本,维护不便的弊端,从而具有多功能、全自动、自我自动的随机自检和易于携带,快速施测等优点,据申请人所试制的样本表明:整套器材(主体、承体、量体)的制造成本虽仅为现技术套材的1/3,但其实用性和耐用性是现技术套材所不及的(本发明也可用于对现技术的光学经纬仪进行改制,但没有低成本的普及效果)。
下面结合附图详述。
图1是本发明与现有技术相衔接的仪器的主要构件和轴系关系原理图。
图2是本发明仪器的外观立体图。
图3是图2中预置角的自动到位及锁定局部机构纵向放大剖视图。
图4是水平度盘3俯视示意图(放大)。
图5是水平度盘3底部示意图。
图6是照准部2的角位锁定机构之离合定位杆8和弹簧片式凸轮7的示意图。
图7是角位锁定定位器6的轮式定位机构示意图。
图8是分度盘定位机构示意图。
图9是棘轮式定位机构示意图。
图10是竖直度盘4及水准测量示意图。
图11是水准管符合水准器15竖直向天窗式进光17和对镜闪反光板20示意图。
图12是水准管符合水准器15电照原理图。
图13是图2、图12中符合水准器15电照结构示意图。
图14是本发明仪架承体简图。
图15是图14中旋转折叠离合端23放大剖视图。
图16是图14中缩放制动器29俯视放大剖视图。
图17是图14中缩放制动器29纵向放大剖视图。
图18是本发明标准尺量体主(正)面简图。
图19是图18标尺折叠状态示意图。
图20是图18中套管40定位机构放大图。
图21和图22是尺体38的几种断面图。
图23、图24是可供套管40直接滑动的卡槽截面示意图。
图25、图26是尺体38为管状体示意图。
图27是标尺侧置式定位机构和数字刻划标识法放大示意图。
实施例一:参照图1--图9,仪器主体主要由基座1,照准部2,水平度盘3,竖直度盘4及带自动安平补偿器的望远镜5构成。其轴系关系仍为:水准管轴LL垂直于竖轴VV,视准轴CC垂直于横轴HH,横轴HH垂直于竖轴VV。水平度盘3与制动套环12(该套环12与制动螺旋9及微动螺旋10相连)为一体式、它和照准部2的公共轴为竖直轴13、水平度盘3和照准部2可分别绕竖直轴13旋转。水平度盘3上设置有至少一套具定位螺丝11和具微调螺丝22的角位锁定定位器6、该定位器6可把接于水平度盘3上。在水平度盘3上定位器6的相应位置上配设滑位螺杆11。照准部2内设置有旋转操作的弹片凸轮7,与弹片定位杆8成动配合,凸轮7弹力大于定位杆8的弹力,用定位杆8的升降控制水平度盘3与照准部2的离合,定位件可以是V型槽或其它定位限动机构,其定位方式可以是轮式定位、分度盘定位或棘轮式定位等具限动、制动的机构。预置角位可据常测和需测量的角度即时分设于度盘3上,如30°、45°、60°等,其精确位置可通过测试台或高精度测角的J2、J07等高精度光学经纬仪设定预置角定位器6的标准,即通过水平度盘3上的把接滑位杆11和定位杆8粗对位后,再经微调螺丝22推拉定位器6的二个斜面体构成角位锁定定位器6的V型定位槽而精确预置设定。当顺时旋转照准部2上的弹片凸轮7时,弹力将定位杆8压入角位锁定定位器6的定位槽内(设此时为0°位,即定位杆8的弹性升降起着水平度盘3与照准部2的离合作用)。此时,照准部2与水平度盘3就为一个联动体,转动这个联动体对准后视目标后,锁紧水平度盘3的制动螺旋9、制动套环12,通过微动螺旋10,精确对准目标,后视完毕。显然正倒镜的180°已成为可能,如待测水平角为90°,则再顺时旋转凸轮7,设有弹片的定位杆8离开角位锁定定位器6的V型槽,水平度盘和照准部脱离,旋转照准部2、转至仍被制动套环12制动的水平度盘3至约90°后,再顺时针旋动弹片凸轮7,则定位杆8将再次自动弹压入90°角位的锁定定位器6的V型定位槽就位,即此时所需的90°角被精确的自动锁定。
实施例二:参照图3,图10--图13;将上述角位的定位机构应用于仪器的横轴14上(即定位器6设置于竖直度盘4上、该度盘4与制动套环12为一体式、它和度盘4的公共轴为横轴14,其离合制动机构同实施例一),便构成了竖直角的预置角的自动到位、离合锁定。且当将望远镜5的视准轴旋转至水平位置的角位锁定后,望远镜5内所带的自动安平补偿器即自动进入了自动安平补偿器的水准测量工作状态,与此同时,通过竖自微动16,望远镜及其上的水准管和符合水准器15也同时进入3微倾工作状态,即可以从事自动安平补偿与符合水准多态自检的精密的水准测量:望远镜5上设置的水准管式符合水准器15起着对自动安平补偿器的工作状态、即水准测量时仪器的精度状态进行自我的随机检测——望远镜5的自动安平补偿器独立工作状态下所测得的值应与水准管符合水准器15符合状态时所测得的值相吻合,否则应立即停止测量作业,检查并校正i角后再进行水准测量作业。为确保测量精度和自我随机检验的可靠性,可设置两套水准管符合水准器15于望远镜5上,但至少为一套。为保证阴天及室内水准测量时有比较充足的光线来观察水准管符合水准器15的符合状态,特将自然光的进光方向设置为不会被操作遮挡的竖直方向的天窗17式进光,并同时辅助电照光板21于水准管底部或侧边部备夜间作业用。符合水准的观察即是对水准气泡两端部的吻合观察,在水准泡居中即吻合部设置(插接)电照光板21,以钮扣电池18(可带外接电源)为能源的发光二极管19(或电珠)。在望远镜5上下设置的对镜闪反光板20,为司尺者对点提供了易于自我快速就位的直接查验:对点司尺者若看到闪反光板20的闪反光就说明偏离待测方向,左右移动至看不到闪光板20的闪反光时、也即基本站在了待测位置上,这为准确快速旋测提供了直观的条件。闪反光的方式可采用镜面、晶格、或闪反光漆涂装等。
上述实施例中未描述部份如望远镜的光学系、对中系、望远镜成象、微动调焦、光学对点、横轴与竖轴的调整安装、制动、微动等构件连接等均可采用现有技术。
实施例三:参照图14--图17,与仪器配套使用的仪架由折叠杆27、滑杆31和导杆32连接于架头37组成,折叠杆27通过旋转离合器23与滑杆31连接,滑杆31通过导向框33和缩放制动器29与导杆32连接。旋转折叠离合器23由定式齿盘26和离合齿盘25通过推杆24、弹簧28连接组成。当按入离合器23的推杆24时,离合齿盘25便与定式齿盘26分离,旋转折叠杆27到所需位置后再放开推杆24,则离合齿盘25便被弹簧28压制在定式齿盘26上固定。缩放制动器29由拉杆30、制动鼓34、弹簧片35及支撑板36组成并安装在滑杆31顶部、滑杆31可在导向框33内沿导杆32的V型槽上下滑动缩放。当提起缩放制动器29的控杆30时,滑杆31在导杆32上和导向框33内上下滑动,至所需位置后放开拉杆30,则制动鼓34便被弹簧片35压入导杆32的V型槽内。此时导杆32与滑杆31间在重力作用下的相对移动便使制动鼓34通过支撑板36产生自锁制动。架头37可通过旋转折叠离合器23和缩放制动器29二种方式进行粗整平。这种单杆式折叠缩放仪架轻便小巧,不仅便于携带,还因旋转折叠杆27的旋转多位制动更利于在畸岖不平的测站上及光滑的水泥地坪上架设调节仪器,使之更加稳固。
实施例四:参照图18-图27,与仪器主体配套使用的标准尺由其侧边具套杆41的各分尺尺体38及其连接件折叶(活页)39联接、折转及制动,套管40与套杆41滑动配合,其上下设有止动挡圈42。如改尺体38的片材(如铝合金)为板材(如木质),则可将套杆41设置在两分尺体38的止动挡圈42之间、或直接在尺体38上布设供套管40滑动止动的卡槽。如图23、图24所示。还可将尺体38和套管40的功能互换,即将尺体38制为管状体,管腔内为可上下滑动制动的套杆板47。本发明的标准尺的各分尺尺体38(其尺宽不变)通过折叶39联接和折转,套管40在尺体38两则的套杆41上下滑动、至挡圈42时止动,于是两分尺间的折转被套管40所制动。为使尺面的数字、刻划标识43和对中线45避免磨损,故将其凹制在尺体38的尺面下,为便于施测认读,凹制在尺面下的数字、刻划标识43采用现技的闪光(或荧光)漆涂制,同时为便于读数、记录,尺长的数字标识设计为米单位的线条式注记44。即不足1M段采用.1、.2、.3……等点式无线条注记,1M及1M以上段采用通贯些段的一条有色线条注记,2M及2M以上段采用通贯此段的二条有色线条注记,同理3M、4M及其以上段采用三条、四条等有色线段通贯其段长注记表示。分米段连续注记在米段线条后,厘米数字则直接注记在其刻划标注区间内。尺的背面为凹注色差式对中线45(即用色差较大的色彩交接直线为对中线)尺底设置画线折叶板46,以方便而准确的标记画线。这在建筑工程测量中是经常性的工作。现技术在如±0线、垫层找平、+50线等测量时,位置较低,看不见尺底精细标注困难。本标尺既现可作水准尺,又可用作花杆及经纬仪后视对中之用,且十分醒目,故称为标杆水准尺、简称为标准尺。它具有轻便、易携带并有效克服了现有技术整尺尺长塔式抽拉造成的累计误差和尺宽越抽越窄不便不于施测认读的通病。
如将折叶39置于尺的中部,则另一部侧位可由另一套制动套杆板47取代。这种结构适用于板状尺体的旋转折叠制动。

Claims (10)

1.一种主用于建筑工程测量的全自动经纬水准仪,包括仪器主体、及其配套使用的仪架承体和标准尺量体,所述仪器主体为精密水准仪和经纬仪的组合,其特征在于:在仪器的测角部件上安装具离合定位机构的预置角位锁定定位器件,使待测预置角自动到位。
2.根据权利要求1所述的全自动经纬水准仪,其特征在于:预置角位锁定定位器至少一套。
3.根据权利要求1所述的全自动经纬水准仪,其特征在于:能在竖直面内旋转的望远镜及其内的自动安平补偿器和水准管符合水准器组合安装在照准部的横轴上,自动安平补偿器和水准管符合水准器各至少一套。
4.根据权利要求1、3所述的全自动经纬水准仪,其特征在于:水准管符合水准器的光源为天窗式竖直方向的自然光。
5.根据权利要求4所述的全自动经纬水准仪,其特征在于:水准管符合水准器有辅助电光源。
6.根据权利要求1所述的全自动经纬水准仪,其特征在于:仪器的照准部上设置有至少一面对镜闪光板。
7.根据权利要求1所述的全自动经纬水准仪,其特征在于:仪架承体为单杆式折叠、缩放。
8.根据权利要求1所述的全自动经纬水准仪,其特征在于:标准尺量体为尺底设置有画线折叶板的套管套杆板式定位折叠制动。
9.根据权利要求1、8所述的全自动经纬水准仪,其特征在于:标准尺上的数字、刻划标识等为凹注式闪光漆涂装,标尺背面为凹注式的色差式对中线。
10.根据权利要求9所述的全自动经纬水准仪,其特征在于:标尺上的尺长数字刻划标识为米单位段的线条式注记、分米段的连接注记和厘米段的刻划标注内注记。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102506819A (zh) * 2011-10-14 2012-06-20 北京航天计量测试技术研究所 一种海态基准面水平度检测方法
CN103453886A (zh) * 2013-07-30 2013-12-18 贵州中建建筑科研设计院有限公司 一种测量既有建筑物不可触及测点垂直度的方法
CN109029396A (zh) * 2018-07-25 2018-12-18 邹学晃 一种道路桥梁施工测量装置
CN110567448A (zh) * 2019-08-29 2019-12-13 中铁十二局集团建筑安装工程有限公司 一种全站仪测量标高坐标的方法

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