CN204388849U - 一种小型水准仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型水准仪，包括基座、转动连接在基座上表面的水准仪本体、通过调节螺栓连接在基座下部的连接底板，水准仪本体内设有望远镜，水准仪本体上还设有圆水准器和微倾螺旋，在基座的前、后侧分别设有沿望远镜的视准轴的轴向延伸的定距杆，基座前、后侧的定距杆分别通过水平的转轴铰接在基座上，定距杆的外端分别设有竖直向上的校正杆以及竖直向下的支撑杆，校正杆上沿轴向设有透明的等高管，两根定距杆上的等高管底部通过管路相连通，等高管内充注有液体，等高管的管身上设有可显示液面高度的校正刻度。本实用新型结构简单可靠，视准轴的平行度不易受测量人员人为因素以及水准仪制造、装配精度的影响，因而具有较高的水平度。

Description

一种小型水准仪

技术领域

本实用新型涉及一种水准仪，尤其是涉及一种测量精度高的小型光学水准仪。

背景技术

水准测量装置主要用于在建筑等工程上测量某点位置高度、或两点位置之间的高度差。现有的光学水准测量装置通常是由一个水准仪和两个水准标尺组成，水准仪主要包括一个连接在三脚架上的基座、通过一竖直轴可转动连接在基座上的本体，本体内设有由物镜、目镜、对光透镜和分划板等构成的望远镜，本体上还设有相应的调水平结构，以便在测量时将望远镜的视准轴调至水平状态。调水平结构主要包括设置在本体上用来指示竖轴是否竖直的圆水准器、用来指示视准轴是否水平并与视准轴平行的管水准器、以及用于精确调整视准轴的微倾螺旋。需要测量时，先将两个水准标尺分别竖直地放置于地面上的两个测量点，然后再将水准仪放置在两个测量点之间的中间位置。接着通过圆水准器将水准仪初调至水平状态，再观察管水准器的气泡状态，并通过微倾螺旋将水准仪的视准轴调至水平状态，这样，水准仪即可开始用于测量。然后用望远镜照准并读取两个水准标尺的标高数值，所测标高数值之差即为两个测量点之间的高度差，如果已知其中一个测量点的高程，即可由高度差计算出另一测量点的高度。由于在给水平仪调水平时，圆水准器和管水准器中的气泡是否居中会受测量人员的视角影响，并且气泡本身具有一定大小的形状，其和圆水准器、管水准器上的刻度之间的比对也会受到测量人员经验的人为影响。特别是，水准仪本身在制造装配时也会存在一定的误差，也就是说，望远镜的视准轴和管水准器之间会存在一个平行度误差，使得水准仪在圆水准器、管水准器均显示水平时，望远镜的视准轴仍然可能存在较大的水平度误差，从而影响测量精度。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有的光学水准仪所存在的望远镜的视准轴在调水平时容易产生较大误差、从而影响水准仪测量精度的问题，提供一种小型水准仪，其不仅结构简单可靠，并且可使水准仪的望远镜视准轴在工作时具有较高的水平度，同时视准轴的平行度不易受测量人员人为因素以及水准仪制造、装配精度的影响。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种小型水准仪，包括基座、通过垂直于基座上表面的竖直轴转动连接在基座上表面的水准仪本体、通过调节螺栓连接在基座下部的连接底板，水准仪本体内设有望远镜，水准仪本体上还设有圆水准器和微倾螺旋，在基座的前、后侧分别设有沿望远镜的视准轴的轴向延伸的定距杆，基座前、后侧的定距杆同轴布置并分别通过水平的转轴铰接在基座上，定距杆的外端分别设有竖直向上的校正杆以及竖直向下的支撑杆，校正杆朝向水准仪本体的侧壁上沿轴向设有透明的等高管，两根定距杆上的等高管底部通过管路相连通，等高管内充注有液体，等高管的管身上设有可显示液面高度的校正刻度。

本实用新型在基座的前后两侧分别设置定距杆，并在定距杆的端部设置校正杆，使用时，我们可先利用圆水准器通过调整调节螺栓，使水准仪本体基本保持水平，此时基座前后两侧的等高管内的液面保持在同一位置，然后再将望远镜照准前侧的校正杆上的等高管上的校正刻度，将该读取数据与该等高管内液面的读取数据做比对，即可得到视准轴与液面高度的第一差值；然后将水准仪本体转动180度，使望远镜照准基座后侧的校正杆上的等高管的校正刻度，并依照前述方法得到视准轴与后侧等高管的液面高度之间的第二差值。当视准轴具有水平误差时，上述第一差值和第二差值之间会存在一个偏差值，此时即可调整微倾螺旋，直至第一差值和第二差值相等，即表示视准轴已处于水平状态。由于本实用新型中调整视准轴的水平基准为相互连通的前后等高管内的液面，并且前后等高管内的液面高度可不受温度环境等外界因素的影响，因此可完全避免现有的水准仪由于在制造安装时所存在的望远镜视准轴本身与纵向的管水准器之间的平行度误差、以及温度等外界条件的变化对管水准器准确度的影响所造成的视准轴水平度误差。在定距杆的外端设置支撑杆，使用时，支撑杆的下端支撑在地面上，从而可有效地增加定距杆的刚性和稳定性，以有利于提高视准轴的平行度调整精度。

作为优选，所述等高管的液面上设有可上下浮动的指示块。

在两个等高管内设置相同的指示块，从而有利于准确观测液面的高度，进而可提高视准轴的水平度。

作为优选，所述定距杆包括若干由里至外套接在一起的伸缩套管，伸缩套管的横截面呈矩形，定距杆中最外面的伸缩套管的尾端连接在基座上，定距杆中最里面的伸缩套管的前端与校正杆相连接，每个伸缩套管的尾端内侧壁上设有横向的定位条，定距杆内设有定距钢丝，所述定距钢丝依次与定距杆的各伸缩套管上的定位条相连接。

定距杆由伸缩套管套接而成，因而方便收纳和存放，定距杆内的定距钢丝则便于准确控制定距杆的长度，从而可使基座前后两侧的定距杆保持完全相同的长度，以减少由于定距杆长度误差对平行度调节精度的影响。

作为优选，所述支撑杆包括上下对接的上撑管、下撑管以及上下两端分别套设在上、下撑管相互对接一端的外侧面上的调节套，调节套分别与上、下撑管螺纹连接，并且调节套与上、下撑管相连接的螺纹的旋向相反。

当我们转动调节套时，上、下撑管可同步地向外或向内移动，从而使支撑杆伸长或缩短，以便与工作时的底面高低相匹配。工作时，我们可先调整前后支撑杆的长度，使得前后等高管保持相同的高度，也就是说，两个等高管内的液面显示的校正刻度相同。然后通过微调微倾螺旋，使望远镜照准前后两侧的校正杆上的等高管上的校正刻度保持相同即可。由于定距杆是通过水平的转轴铰接在基座上的，因此，当我们通过微调微倾螺旋调整视准轴的平行度时，两个等高管的高度不会跟随基座的调整而改变，从而有利于简化程序。

作为优选，所述调节套内壁的中间位置设有向内凸起的分隔环，上、下撑管分别螺纹连接在调节套内分隔环的上下两侧，在上撑管上与下撑管对接的一端固定连接有导向杆，导向杆的下端向下伸入下撑管内并与下撑管构成滑动连接，所述下撑管内壁设有轴向的防转槽，导向杆的下端侧壁上设有卡位在防转槽内的限位销钉。

由于限位销钉和防转槽的作用，使得下撑管和上撑管之间不会产生相对转动，而只能形成轴向的移动。因此，当我们需要调整支撑杆的长度时，只需用一只手握紧下撑管，同时用另一只手转动调节套，此时调节套即会沿着下撑杆上下移动，与此同时，上撑杆也在调节套的作用下同步地轴向移动，以调整支撑杆的长度，进而便于支撑杆长度的调整。

因此，本实用新型具有如下有益效果：结构简单可靠，视准轴的平行度不易受测量人员人为因素以及水准仪制造、装配精度的影响，因而可使水准仪的望远镜视准轴在工作时具有较高的水平度。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是定距杆的结构示意图。

图3是支撑杆的结构示意图。

图4是校正杆的结构示意图。

图中：1、基座 2、水准仪本体 3、连接底板 4、圆水准器 5、微倾螺旋 6、定距杆 61、伸缩套管 62、连接插管 63、定位条 64、定距钢丝 7、支撑杆 71、上撑管 72、下撑管 721、防转槽 73、调节套 731、分隔环 74、导向杆 741、限位销钉 8、校正杆 81、等高管 82、指示块。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示，一种小型水准仪，包括基座1、通过垂直于基座上表面的竖直轴转动连接在基座上表面的水准仪本体2、通过调节螺栓连接在基座下部的连接底板3，水准仪本体内设置用于测量的望远镜，水准仪本体后部设置一个用于初调的圆水准器4，水准仪本体上还需设置一个用于精调的微倾螺旋5。此外，我们还需在基座的前、后侧分别设置沿望远镜的视准轴的轴向延伸的定距杆6，基座前、后侧的定距杆同轴布置并分别通过水平的转轴铰接在基座上，从而使得定距杆可在前后方向的竖直平面内上下摆动。另外，在定距杆的外端分别设置竖直向上的校正杆8以及竖直向下的支撑杆7，支撑杆的下端与地面相接触，从而对定距杆形成可靠的支撑。而校正杆为扁平杆，校正杆朝向水准仪本体的侧壁中间设置竖直的凹槽，凹槽内嵌设透明的等高管81，两根定距杆上的等高管底部通过塑料软管相连通，等高管内充注红色的液体，等高管的管身上设置可显示液面高度的校正刻度。

本实用新型在使用时，可先将连接底板连接在用于固定和支撑的三脚架上，然后调整基座下面的调节螺栓，使圆水准器中的气泡居于中间位置，此时即完成水平度的初调程序。然后我们将望远镜照准前侧的校正杆上的等高管，并读取相应的校正刻度值，将该校正刻度值与该等高管内液面所显示的校正刻度值做比对，即可得到视准轴与前侧的等高管内液面高度的第一差值；然后将水准仪本体转动180度，使望远镜照准基座后侧的校正杆上的等高管，并读取相应的校正刻度值，将该校正刻度值与后侧的等高管内液面所显示的校正刻度值做比对，即可得到视准轴与后侧的等高管内液面高度的第二差值。由于前后等高管内的液体是连通的，因此其液面高度完全一致，当视准轴处于水平状态时，上述第一差值和第二差值应该完全一致，反之，如果不一致，则可微调微倾螺旋，然后再观测并记录第一差值和第二差值，直至第一、第二差值完全相同，即可完成精调程序，使视准轴保持水平状态。当然，前后的定距杆优选地可设置成一米的长度，以便于视准轴平行度误差的计算和调整。

为了便于观察等高管内的液面高度，如图4所示，我们可在等高管的液面上设置圆柱形的指示块82，指示块可设置成红色，其上表面为一平面，从而可清晰精确地比对等高管上的校正刻度，以便准确读取液面高度。

需要说明的是，等高管的上端应开通，从而便于管内液体的升降浮动，我们在需要测量时，可将液体通过等高管上端的开口注入等高管内。此外，在完成水平度的精调程序后，我们应及时地拆除基座前后两侧定距杆，以便水准仪开始对需要测量点的测量。

为便于收纳，定距杆可采用伸缩结构，具体地，定距杆包括若干由里至外套接在一起的伸缩套管61，伸缩套管的横截面呈矩形，以避免各伸缩套管之间产生相对转动。定距杆中最外面的伸缩套管的尾端铰接在基座上，定距杆中最里面的伸缩套管前端的上下两侧分别设置一个连接插管62，校正杆插接在上侧的连接插管内，而支撑杆则插接在下侧的连接插管内。此外，如图2所示，每个伸缩套管的尾端内侧壁上横向地设置与伸缩套管的轴线相垂直的定位条63，定距杆内穿设一根定距钢丝64，定距钢丝依次与定距杆的各伸缩套管上的定位条相连接。从而可限定相邻两个伸缩套管之间的移动距离，并最终准确地控制定距杆的长度。当我们需要收纳时，定距杆的伸缩套管可相互重叠套接，此时，柔性的定距钢丝可相应地弯曲收缩；而需要测量时，则可将伸缩套管依次拉出，并通过定距钢丝准确限定长度。

进一步地，如图3所示，支撑杆包括上下对接的上撑管71、下撑管72以及上下两端分别套设在上、下撑管相互对接一端的外侧面上的调节套73，调节套内壁的中间位置一体设置向内凸起的分隔环731，从而将调节套分隔成上下两部分。调节套的上部内壁和下部内壁分别设置左旋的内螺纹和右旋的内螺纹，上撑管的下端设置左旋的外螺纹，并螺纹连接在调节套的上部，下撑管的上端设置右旋的外螺纹，并螺纹连接在调节套的下部。这样，当我们握住上、下撑管并转动调节套时，即可使上、下撑管相互靠近或分开，从而调整支撑杆的长度。当然，我们还可在上撑管上与下撑管对接的下端固定连接一根导向杆74，该导向杆的下端向下伸入下撑管内并与下撑管构成滑动连接，同时在下撑管的内壁设置从上部开口一端沿轴向向下延伸的防转槽721，而导向杆的下端侧壁上设置限位销钉741，限位销钉卡位在防转槽内的。从而使下撑管可沿着导向杆的轴向移动，进而使上、下撑管之间可相对地轴向移动。当我们需要调整支撑杆的长度时，只需用一只手握紧下撑管，同时用另一只手转动调节套，此时调节套即会沿着下撑杆上下移动，与此同时，上撑杆也在调节套的作用下同步地轴向移动，以调整支撑杆的长度，进而便于支撑杆长度的调整。

使用时，为了便于读数和计算，我们在完成初调程序后，可先调整前后两根支撑杆的长度，从而改变校正杆上等高管的高度，使前后两个等高管内的指示块所显示的液面高度相同，进而便于计算第一差值和第二差值，也就是说，我们只需微调微倾螺旋，使望远镜中所读取的前后两个等高管上的校正刻度相同，即可完成精调程序，使望远镜的视准轴具有较高的平行度。

Claims (5)

1.一种小型水准仪，包括基座、通过垂直于基座上表面的竖直轴转动连接在基座上表面的水准仪本体、通过调节螺栓连接在基座下部的连接底板，水准仪本体内设有望远镜，水准仪本体上还设有圆水准器和微倾螺旋，其特征是，在基座的前、后侧分别设有沿望远镜的视准轴的轴向延伸的定距杆，基座前、后侧的定距杆同轴布置并分别通过水平的转轴铰接在基座上，定距杆的外端分别设有竖直向上的校正杆以及竖直向下的支撑杆，校正杆朝向水准仪本体的侧壁上沿轴向设有透明的等高管，两根定距杆上的等高管底部通过管路相连通，等高管内充注有液体，等高管的管身上设有可显示液面高度的校正刻度。

2.根据权利要求1所述的一种小型水准仪，其特征是，所述等高管的液面上设有可上下浮动的指示块。

3.根据权利要求1所述的一种小型水准仪，其特征是，所述定距杆包括若干由里至外套接在一起的伸缩套管，伸缩套管的横截面呈矩形，定距杆中最外面的伸缩套管的尾端连接在基座上，定距杆中最里面的伸缩套管的前端与校正杆相连接，每个伸缩套管的尾端内侧壁上设有横向的定位条，定距杆内设有定距钢丝，所述定距钢丝依次与定距杆的各伸缩套管上的定位条相连接。

4.根据权利要求1所述的一种小型水准仪，其特征是，所述支撑杆包括上下对接的上撑管、下撑管以及上下两端分别套设在上、下撑管相互对接一端的外侧面上的调节套，调节套分别与上、下撑管螺纹连接，并且调节套与上、下撑管相连接的螺纹的旋向相反。

5.根据权利要求4所述的一种小型水准仪，其特征是，所述调节套内壁的中间位置设有向内凸起的分隔环，上、下撑管分别螺纹连接在调节套内分隔环的上下两侧，在上撑管上与下撑管对接的一端固定连接有导向杆，导向杆的下端向下伸入下撑管内并与下撑管构成滑动连接，所述下撑管内壁设有轴向的防转槽，导向杆的下端侧壁上设有卡位在防转槽内的限位销钉。