CN209689632U - 一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构，包括主体框架部分、动力部分、防坠安全部分、能源部分、稳定部分、高度定位部分、应急照明部分和十字坐标指示部分；减少地理和人为因素对测绘的影响，设置的水准尺配合水准仪，结合高度定位部分，可以做到无视地形测量高度差及海拔，如洼地、坑道、井等水准尺不够长的地方，还有高层悬崖等难以攀爬的地形；此外，高度定位部分的压强传感器和陀螺垂直仪传感器协同工作，可以在无GPS信号地区实现稳定的海拔测定，行使各种标记功能。减少意外对人员和仪器的损失；夜晚自动供电，工作和行人路过时提供照明，延长可工作时间，提高安全系数；野外工作时调整热释电红外传感器后，充当临时灯塔。

Description

一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构

技术领域

本实用新型涉及测绘领域，尤其涉及悬浮标记机构。

背景技术

测量标志是标定地面测量控制点位置的标石、觇标以及其他用于测量的标记物的通称。是测绘部门在测量时建立和测量后留存在地面、地下或者建筑物上的各种标志。临时性测量标志是指测绘单位在测量过程中设置和使用，工作结束后不需要长期保存的标志和标记，如测站点木桩、活动观标、测旗、测杆、航空摄影地面标志、在地面或建筑物上的标记等。传统标记物或标记多数固定，无法移动，遇到复杂地势时，往往需要设置多个标志，工作量巨大，费时费力；遇到悬崖、河流和高速公路等不可抗力时，两地往返费时费力，还存在安全隐患；功能单一，占用空间大，回收率得不到保障。

实用新型内容

本实用新型提出了一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构，解决传统标记物或标记多数固定，无法移动；复杂地势时，标记数量多，费时费力，存在安全隐患；功能单一，占用空间大，回收率不高等问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构，包括主体框架部分、动力部分、防坠安全部分、能源部分、稳定部分、高度定位部分、应急照明部分和十字坐标指示部分；

所述主体框架包括“回”字形通管和圆柱体容器，所述“回”字形通管上下各设置一通孔，上方通孔固连一个圆柱体通管，圆柱体通管上设置有四个定位通孔，下方通孔内侧固连一栏柱，其外侧固连一喇叭状开口管；所述圆柱体容器，其底部设置通孔二，通孔二和圆柱体通管外径相适配，直径略大于圆柱体通管的外径，圆柱体容器倒置并通过通孔二固连于圆柱体通管底端外径；

所述动力部分为探空气球，其通过绳链连接于主体框架的圆柱体容器上；

所述防坠安全部分包括常驻缓降伞和紧急自动安全伞；所述常驻缓降伞为半球状，位于探空气球上方，通过绳链连接于主体框架的圆柱体容器上；所述紧急自动安全伞为压缩状，安装于圆柱体通管内，通过绳链连接于定位通孔；

所述能源部分包括发电部分和蓄电部分；所述发电部分为太阳能电池板，其固连于主体框架的圆柱体容器下方，呈环状分布；蓄电池固连于圆柱体容器内部；太阳能电池板与蓄电池间电性连接；

所述稳定部分包括空中稳定部分和地面稳定部分，所述空中稳定部分为陀螺垂直仪，固连于“回”字形通管的内圈；所述地面稳定部分包括缆绳和地面锚，所述缆绳两端固连环扣，所述地面锚的锚头设置为圆球状；

所述高度定位部分包括离地高度测定组和海拔高度测定组；所述离地高度测定组包括距离传感器和可见激光灯，所述距离传感器和可见激光均固定于栏柱上；所述海拔高度测定组包括GPS模块、压强传感器和陀螺垂直仪传感器；所述GPS模块、压强传感器和陀螺垂直仪传感器都固定于圆柱体容器内部；距离传感器、GPS模块、压强传感器和陀螺垂直仪传感器均电性连接于微处理器；

所述应急照明部分由发光二极管、光敏电阻和热释电红外传感器组成，发光二极管分别固连于圆柱体容器开口、水准尺下方和圆柱体容器十字坐标指示部分内侧；光敏电阻安装于圆柱体容器外侧，热释电红外传感器安装于通口的栏柱上；发光二极管、光敏电阻、热释电红外传感器、微处理器和蓄电池间电性连接；

所述十字坐标指示部分位于圆柱体容器外侧，由若干个十字标记串联而成，并且每个十字标记均标注有编号；且圆柱体容器上固连一端水准尺；无线模块安装于圆柱体容器内，其与微处理器电性连接。

作为优选，用轻金属可充电电池替换蓄电池。

进一步，增设四个动力源为伺服电机的风扇于圆柱体容器外侧，并与微处理器电性连接。

作为优选，用数字压力传感器取代压力传感器，简化信息处理流程。

作为优选，用迷你汽艇替换探空气球。

作为优选，用无人机代替探空气球。

进一步，增设地面参照板并设置刻度。

进一步，增设一个陀螺稳定器平台固连仪器主体，外框固连动力部分。

作为优选，弹射降落伞装置替换常驻缓降伞，并通过电子开关与微处理器电性连接。

作为优选，用北斗导航定位模块、俄罗斯GLONASS定位模块或“伽利略”卫星定位系统的定位模块替换GPS模块。

相对于现有技术的有益效果：

1、本实用新型中，通过主体框架部分、动力部分、能源部分、稳定部分、高度定位部分和十字坐标达到减少地理和人为因素对测绘的影响，如配合陀螺经纬仪可以做到无视环境天气配合测绘日影图，配合经纬仪测量未建筑、建筑未完成和四周环境复杂等无法选定标记物的状况；此外其上设置的水准尺配合水准仪，结合其高度定位部分，可以做到无视地形测量高度差及海拔，如洼地、坑道、井等水准尺不够长的地方，还有高层悬崖等难以攀爬的地形；此外，高度定位部分的压强传感器和陀螺垂直仪传感器协同工作，可以在无GPS信号地区实现稳定的海拔测定，行使各种标记功能；

2、通过防坠安全部分设置的双层保护，减少意外对人员和仪器的损失；

3、通过应急照明部分和能源部分的组合，实现夜晚自动供电，工作和行人路过时提供照明，延长可工作时间，提高安全系数；野外工作时调整热释电红外传感器（不工作，发光二极管长亮）后，还能充当临时灯塔。

附图说明

图1为本实用新型工作时的立体示意图；

图2为本实用新型仪器部分的正视示意图；

图3为本实用新型仪器部分的剖面示意图。

图中：1. 通孔、2. 定位通孔、3. 栏柱、4. 喇叭状开口管、5. 通孔二、6. 探空气球、7. 常驻缓降伞、8. 紧急自动安全伞、9. 太阳能电池板、10. 蓄电池、11. 陀螺垂直仪、12. 缆绳、13. 地面锚、14. 距离传感器、15. 可见激光灯、16. GPS模块、17. 压强传感器、18.发光二极管、19. 热释电红外传感器、20.水准尺、21.无线模块、22.十字标记。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1，参照附图1-3，一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构，包括主体框架部分、动力部分、防坠安全部分、能源部分、稳定部分、高度定位部分、应急照明部分和十字坐标指示部分；

所述主体框架包括“回”字形通管和圆柱体容器，所述“回”字形通管上下各设置一通孔1，上方通孔1固连一个圆柱体通管，圆柱体通管上设置有四个定位通孔2，下方通孔1内侧固连一栏柱3，其外侧固连一喇叭状开口管4；所述圆柱体容器，其底部设置通孔二5，通孔二5和圆柱体通管外径相适配，直径略大于圆柱体通管的外径，圆柱体容器倒置并通过通孔二5固连于圆柱体通管底端外径；

所述动力部分为探空气球6，其通过绳链连接于主体框架的圆柱体容器上；

所述防坠安全部分包括常驻缓降伞7和紧急自动安全伞8；所述常驻缓降伞7为半球状，位于探空气球6上方，通过绳链连接于主体框架的圆柱体容器上；所述紧急自动安全伞8为压缩状，安装于圆柱体通管内，通过绳链连接于定位通孔2；

所述能源部分包括发电部分和蓄电部分；所述发电部分为太阳能电池板9，其固连于主体框架的圆柱体容器下方，呈环状分布；蓄电池10固连于圆柱体容器内部；太阳能电池板9与蓄电池10间电性连接；

所述稳定部分包括空中稳定部分和地面稳定部分，所述空中稳定部分为陀螺垂直仪11，固连于“回”字形通管的内圈；所述地面稳定部分包括缆绳12和地面锚13，所述缆绳12两端固连环扣，所述地面锚13的锚头设置为圆球状；

所述高度定位部分包括离地高度测定组和海拔高度测定组；所述离地高度测定组包括距离传感器14和可见激光灯15，所述距离传感器14和可见激光15均固定于栏柱3上；所述海拔高度测定组包括GPS模块16、压强传感器17和陀螺垂直仪传感器；所述GPS模块16、压强传感器17和陀螺垂直仪传感器都固定于圆柱体容器内部；距离传感器14、GPS模块、压强传感器17和陀螺垂直仪传感器均电性连接于微处理器；

所述应急照明部分由发光二极管18、光敏电阻和热释电红外传感器19组成，发光二极管18分别固连于圆柱体容器开口、水准尺下方和圆柱体容器十字坐标指示部分内侧；光敏电阻安装于圆柱体容器外侧，热释电红外传感器19安装于通口1的栏柱3上；发光二极管18、光敏电阻、热释电红外传感器19、微处理器和蓄电池间电性连接；

所述十字坐标指示部分位于圆柱体容器外侧，由若干个十字标记22串联而成，并且每个十字标记22均标注有编号；且圆柱体容器上固连一端水准尺20；

无线模块21安装于圆柱体容器内，其与微处理器电性连接。

实施例中，圆柱体容器为透光物质。

实施例中，热释电红外传感器19的两个接线端设置跳线接口，必要时可中断热释电红外传感器19的工作，使光敏电阻直接控制电路。

压力传感器的型号为高分辨率数字压力传感器 - MS5607-02BA03 或ST的LPS331AP型压力传感器，陀螺垂直仪传感器型号为PA-VG-02系列垂直陀螺仪，无线模块的型号为无线收发模块JF24D。

工作原理及使用方法:

方法一、安装固定装置：在地面打入带环孔的地螺丝和其他固定物，将缆绳12的一端环扣安装到地螺丝的环控内，或使用地面锚13连接，完成地面位置的固定。

升空：将缆绳12的另一端安装到栏柱3上，之后给探空气球7注入轻质气体，让其上浮，通过控制缆绳12的长度来决定仪器的高度。

测绘：待仪器稳定后开始测绘工作，由于陀螺垂直仪11的存在，并且仪器的质量体型不大，仪器可以快速恢复到平衡状态，同时更好地保持稳定。根据仪器（水准仪和经纬仪等）不同，选择仪器上的十字坐标或者水准尺进行测绘或放线。

计算：通过距离传感器14、GPS模块16、压强传感器17和陀螺垂直仪传感器之间的协作，并结合当时本地气象台实时气压值，可以得到该点的经纬度、海拔高度和待测点的高度（水准仪测得仪器高度减去距离传感器数值和水准尺点与距离传感器的距离）；此外还能辅助经纬仪测出角度。其传感器和模块信息均通过微处理器处理后经过无线模块传输给测绘人员。

回收：通过回收缆绳实现仪器的下降与回收。

安全装置：当探空气球6破裂或者浮力不足时，常驻缓降伞7开始工作，使仪器缓缓降落，此外大量气体通过喇叭口急速进入圆柱体通管，使得压缩状态的紧急自动安全伞8弹出并展开，形成双层降落保护。

照明装置：夜晚时，光敏电阻接通电路，有人位于仪器底部时，热释电红外传感器19接受到信号，传输信号给微处理器，微处理器接受信号传输控制发光二极管照明，辅助工作和为路人照明。

野外环境时，可以通过跳线，只让光敏电阻控制电路，夜晚充当灯塔，为营地和过客提供灯塔。

其配备的蓄电池10和太阳能电池板9能在白天蓄电，节约能源，同时也使其不受工作地域环境影响。

方法二、基本操作方法同方法一，但安装固定装置位于选定标记点后，因为大部分时间风向都是一致的，通过可见激光灯对地面的映射点，调节缆绳的角度和长度，使其与理想坐标点重合，再安装固定装置。

实施例2，在实施例1的基础上，用轻金属可充电电池替换蓄电池10，降低仪器重量。

实施例3，在实施例1的基础上，增设四个动力源为伺服电机的风扇于圆柱体容器外侧，并与微处理器电性连接，调控仪器方向与位置。

实施例4，在实施例1的基础上，用数字压力传感器取代压力传感器，简化信息处理流程，提高测量效率。

实施例5，在实施例1和3的基础上，用迷你汽艇替换探空气球6，增加其空中稳定性。

实施例6，在实施例1的基础上，用无人机代替探空气球6，短期测绘时，标记悬浮快，下降快，调整快，适应多点频繁选标的测绘工作。

实施例7，在实施例1的基础上，增设地面参照板并设置刻度，易于固定悬浮标记的正对位置，减少误差，提高经纬度的准确性。

实施例8，在实施例1的基础上，增设一个陀螺稳定器平台固连仪器主体，外框固连动力部分，进一步提高仪器稳定性，提高测绘效率，并适应部分恶劣环境。

实施例9，在实施例1的基础上，弹射降落伞装置替换常驻缓降伞7，并通过电子开关与微处理器电性连接，可以主动弹射打开，进一步提高仪器的安全性，避免常驻缓降伞7出现气流力道不足打开的情况。

实施例10，在实施例1的基础上，用北斗导航定位模块、俄罗斯GLONASS定位模块或“伽利略”卫星定位系统的定位模块替换GPS模块。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未涉及部分均采用现有技术得以实现。

Claims (10)

1.一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构，其特征在于，包括主体框架部分、动力部分、防坠安全部分、能源部分、稳定部分、高度定位部分、应急照明部分和十字坐标指示部分；

所述主体框架包括“回”字形通管和圆柱体容器，所述“回”字形通管上下各设置一通孔，上方通孔固连一个圆柱体通管，圆柱体通管上设置有四个定位通孔，下方通孔内侧固连一栏柱，其外侧固连一喇叭状开口管；所述圆柱体容器，其底部设置通孔二，通孔二和圆柱体通管外径相适配，直径略大于圆柱体通管的外径，圆柱体容器倒置并通过通孔二固连于圆柱体通管底端外径；

所述动力部分为探空气球，其通过绳链连接于主体框架的圆柱体容器上；

所述能源部分包括发电部分和蓄电部分；所述发电部分为太阳能电池板，其固连于主体框架的圆柱体容器下方，呈环状分布；蓄电池固连于圆柱体容器内部；太阳能电池板与蓄电池间电性连接；

所述稳定部分包括空中稳定部分和地面稳定部分，所述空中稳定部分为陀螺垂直仪，固连于“回”字形通管的内圈；所述地面稳定部分包括缆绳和地面锚，所述缆绳两端固连环扣，所述地面锚的锚头设置为圆球状；

所述高度定位部分包括离地高度测定组和海拔高度测定组；所述离地高度测定组包括距离传感器和可见激光灯，所述距离传感器和可见激光均固定于栏柱上；所述海拔高度测定组包括GPS模块、压强传感器和陀螺垂直仪传感器；所述GPS模块、压强传感器和陀螺垂直仪传感器都固定于圆柱体容器内部；距离传感器、GPS模块、压强传感器和陀螺垂直仪传感器均电性连接于微处理器。

2.根据权利要求1所述一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构，其特征在于：防坠安全部分包括常驻缓降伞和紧急自动安全伞；所述常驻缓降伞为半球状，位于探空气球上方，通过绳链连接于主体框架的圆柱体容器上；所述紧急自动安全伞为压缩状，安装于圆柱体通管内，通过绳链连接于定位通孔；

所述应急照明部分由发光二极管、光敏电阻和热释电红外传感器组成，发光二极管分别固连于圆柱体容器开口、水准尺下方和圆柱体容器十字坐标指示部分内侧；光敏电阻安装于圆柱体容器外侧，热释电红外传感器安装于通口的栏柱上；发光二极管、光敏电阻、热释电红外传感器、微处理器和蓄电池间电性连接；

所述十字坐标指示部分位于圆柱体容器外侧，由若干个十字标记串联而成，并且每个十字标记均标注有编号；且圆柱体容器上固连一端水准尺；无线模块安装于圆柱体容器内，其与微处理器电性连接。

3.根据权利要求1所述一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构，其特征在于：用轻金属可充电电池替换蓄电池。

4.根据权利要求1所述一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构，其特征在于：增设四个动力源为伺服电机的风扇于圆柱体容器外侧，并与微处理器电性连接。

5.根据权利要求1所述一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构，其特征在于：用数字压力传感器取代压力传感器，简化信息处理流程。

6.根据权利要求1所述一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构，其特征在于：用迷你汽艇或无人机代替换探空气球。

7.根据权利要求1所述一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构，其特征在于：增设地面参照板并设置刻度。

8.根据权利要求1所述一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构，其特征在于：增设一个陀螺稳定器平台固连仪器主体，外框固连动力部分。

9.根据权利要求1所述一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构，其特征在于：弹射降落伞装置替换常驻缓降伞，并通过电子开关与微处理器电性连接。

10.根据权利要求1所述一种适用于测绘的多功能悬浮标记机构，其特征在于：用北斗导航替换GPS。