CN220170229U - 一种基于激光的点位垂直位移中继传递装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于激光的点位垂直位移中继传递装置，包括基座、竖轴、前位移中继转点器和后位移中继转点器，基座固定在参考点、测点或中继转点上，竖轴竖直固定在基座上，前位移中继转点器包括前固定件和前卡壳连接器，前卡壳连接器远离竖轴的一端设有前激光接收屏幕，前卡壳连接器上固定有前激光发射器，后位移中继转点器包括后固定件和后卡壳连接器，后卡壳连接器远离竖轴的一端设有后激光接收屏幕，后卡壳连接器上固定有后激光发射器。本实用新型结构简单、操作方便、自动化程度高，便于采集复杂地形或测点与参考点相距较远情况下的点位垂直位移，减少观测误差。

Description

一种基于激光的点位垂直位移中继传递装置

技术领域

本实用新型涉及点位垂直位移测量技术领域，尤其是涉及一种基于激光的点位垂直位移中继传递装置。

背景技术

对于点位垂直位移的测量，水准测量方法是使用水准仪和水准尺，根据不同时刻测得的高差值的变化，来获得测点相对于参考点的垂直位移。具体为在参考点和测点上各竖立一根水准尺，之间安置一台水准仪，根据水准仪提供的水平视线在水准尺上读数，得到测点相对于参考点的高差值，不同时刻高差值的变化量，即为测点相对于参考点的垂直位移值。如果测点和参考点之间的间隔较远或高差较大超过水准尺量程时，仅安置一次水准仪是不够的，需要加设若干个临时的立尺点，作为传递高差和垂直位移的中继转点。这种立尺传递的方式，由于受到水准仪视线水平和水准尺量程限制，在地形陡峭、高差较大条件下，需要频繁在中继转点上换水准尺，增加了点位垂直位移测量的工作强度。另外，这种立尺传递方式为人工操作，操作者的观测误差(精平误差、调焦误差、水准尺倾斜误差等)，对测量结果的影响不可忽视，随着中继转点次数的增加，测量误差的累积也会增大，引起点位垂直位移传递精度的降低。

因此，需要一种受地形因素(陡峭、高差大等)和人工观测误差影响小，适用范围广泛的点位垂直位移中继传递装置，能够获取多个中继转点间的垂直位移传递值，保证点位垂直位移测量的精度。

实用新型内容

根据现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于激光的点位垂直位移中继传递装置，结构简单、操作方便、自动化程度高，通过同时发射可调整方向的激光和接收具有角度方向的激光，将接收的激光信息转换为垂直位移值，不受水准仪视线水平、水准尺量程限制及人工观测误差影响，适合采集复杂地形或测点与参考点相距较远情况下的点位垂直位移。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于激光的点位垂直位移中继传递装置，包括：

基座，固定在参考点、测点或中继转点上；

竖轴，竖直固定在所述基座上；

前位移中继转点器，包括与所述竖轴水平方向转动连接的前固定件、及与所述前固定件竖直方向转动连接的前卡壳连接器，所述前卡壳连接器远离所述竖轴的一端设有前激光接收屏幕，所述前卡壳连接器上固定有前激光发射器；及，

后位移中继转点器，包括与所述竖轴水平方向转动连接的后固定件、及与所述后固定件竖直方向转动连接的后卡壳连接器，所述后卡壳连接器远离所述竖轴的一端设有后激光接收屏幕，所述后卡壳连接器上固定有后激光发射器。

进一步地，所述基座底部设有三角形接口。

进一步地，所述前卡壳连接器为圆柱形空腔结构，所述前卡壳连接器内设有前影像传感器，所述前卡壳连接器的端部设置前遮光罩，所述前激光接收屏幕设在前遮光罩内。

进一步地，所述后卡壳连接器为圆柱形空腔结构，所述后卡壳连接器内设有后影像传感器，所述后卡壳连接器的端部设置后遮光罩，所述后激光接收屏幕设在后遮光罩内。

进一步地，所述前遮光罩和所述后遮光罩均由深色漫反射材质制成。

进一步地，所述前激光接收屏幕和所述后激光接收屏幕均为半透明光学玻璃。

进一步地，所述前固定件包括前套环和固定在所述前套环上的前固定杆，所述前套环套设在所述竖轴上，所述前卡壳连接器竖直方向转动连接在前固定杆上。

进一步地，所述后固定件包括后套环和固定在所述后套环上的后固定杆，所述后套环套设在所述竖轴上，所述后卡壳连接器竖直方向转动连接在后固定杆上。

进一步地，所述竖轴顶部设有与其螺纹连接的端盖。

进一步地，所述前固定件与所述前卡壳连接器螺纹连接，所述后固定件与所述后卡壳连接器螺纹连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：

本实用新型提供的一种基于激光的点位垂直位移中继传递装置，结构简单、操作方便、自动化程度高，通过前、后位移中继转点器同时发射可调整方向的激光和接收具有角度方向的激光，将接收的激光信息转换为垂直位移值，不受水准仪视线水平、水准尺量程限制及人工观测误差影响，采集的数据易于处理和分析，能够实时传递中继转点的垂直位移。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的主视图。

图3为本实用新型的仰视图。

图4为本实用新型的偏转位移与垂直位移关系原理图。

图5为本实用新型实施例垂直位移中继传递图。

其中，1、基座；2、竖轴；3、前位移中继转点器；301、前固定件；3011、前套环；3012、前固定杆；302、前卡壳连接器；303、前激光接收屏幕；304、前激光发射器；305、前遮光罩；4、后位移中继转点器；401、后固定件；4011、后套环；4012、后固定杆；402、后卡壳连接器；403、后激光接收屏幕；404、后激光发射器；405、后遮光罩；5、端盖。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“前”、“后”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“前”、“后”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

相关技术中，对间隔较远或高差值较大超过水准尺量程的测点和参考点进行垂直位移测量时，通过在测点和参考点之间加设若干个临时的立尺点，并在立尺点上安置水准尺，依此通过水准仪测定相邻立尺点的高差，取各高差的代数和即得到测点相对参考点的高差，不同时刻高差的变化量即为测点相对参考点的垂直位移。点位垂直位移精度取决于高差值量测精度，由于水准仪需要通过人工进行观测，因此有可能产生较大的观测误差，例如精平误差、调焦误差、水准尺倾斜误差等。另外，该测量方式需要多次在立尺点安置水准尺及在立尺点间架设水准仪，工作强度大。本实用新型通过设置一种基于激光的点位垂直位移中继传递装置，通过前、后位移中继转点器4同时发射可调整方向的激光和接收具有角度方向的激光，将接收的激光光斑变化转换为垂直位移值，不需要人工观测，能够大大减少观测误差，提高工作的自动化程度。

本实用新型一种基于激光的点位垂直位移中继传递装置，如图1-图3所示，包括基座1、竖轴2、前位移中继转点器3和后位移中继转点器4。

基座1固定在参考点、测点或中继转点上，其中，参考点表示不动点。

竖轴2竖直固定在基座1上。

前位移中继转点器3包括与竖轴2水平方向转动连接的前固定件301、及与前固定件301竖直方向转动连接的前卡壳连接器302，前卡壳连接器302远离竖轴2的一端设有前激光接收屏幕303，前卡壳连接器302上固定有前激光发射器304。

后位移中继转点器4包括与竖轴2水平方向转动连接的后固定件401、及与后固定件401竖直方向转动连接的后卡壳连接器402，后卡壳连接器402远离竖轴2的一端设有后激光接收屏幕403，后卡壳连接器402上固定有后激光发射器404。

本实用新型的工作流程：

如图4所示，本装置获得的垂直位移为前激光接收屏幕303偏转的位移与前卡壳连接器302相对于竖轴2的夹角之间的乘积或后激光接收屏幕403偏转的位移与后卡壳连接器402相对于竖轴2的夹角之间的乘积，即dcosα。

当参考点和测点水平距离较短时，直接在参考点和测点分别布置本实用新型提供的基于激光的点位垂直位移中继传递装置，设参考点布置的是第一装置，测点布置的是第二装置，保持第一装置和第二装置处于水平状态，第一装置和第二装置之间可以通视，调节第一装置的后卡壳连接器402和第二装置的前卡壳连接器302的角度，使第一装置的后激光接收屏幕403能够接收到第二装置的前激光发射器304的激光，获取第一装置的后卡壳连接器402相对于第一装置的竖轴2的夹角α、第一装置的后激光接收器403接收的偏转位移d、根据公式h＝dcosα，获取测点相对参考点的垂直位移h。

当参考点和测点之间需要布设合适数目的中继转点时，中继转点设置的原则是：1)参考点和测点无法通视，在视觉拐点设立中继转点；2)参考点和测点可以通视，但相距较远，可以增置若干中继转点。

在参考点、测点和若干中继转点上均架设本实用新型提供的本装置。

如图5所示，获取各相邻两个点位的垂直位移h₁、h₂、…、h_n，取各垂直位移的代数和即得到测点相对参考点的垂直位移。

本实用新型中，基座1底部设有三角形接口，为测绘用三角基座接口。

本实用新型中，为了便于接收激光，前卡壳连接器302为圆柱形空腔结构，前卡壳连接器302内设有前影像传感器，前卡壳连接器302的端部设置前遮光罩305，前激光接收屏幕303设在前遮光罩305内。前激光接收屏幕303接收到激光后得到光斑，通过将前影像传感器获取的光斑变化转换为前相邻参考点、测点或中继转点相对于当前参考点、测点或中继转点的垂直位移。

本实用新型中，后卡壳连接器402为圆柱形空腔结构，后卡壳连接器402内设有后影像传感器，后卡壳连接器402的端部设有后遮光罩405，后激光接收屏幕403设在后遮光罩405内。后激光接收屏幕403接收到激光后得到光斑，通过将后影像传感器获取的光斑变化转换为后相邻参考点、测点或中继转点相对于当前参考点、测点或中继转点垂直方向的位移。

具体地，前影像传感器和后影像传感器均为工业相机。

本实用新型中，前遮光罩305和后遮光罩405均由深色漫反射材质制成，例如发黑、喷砂处理后的铝合金，用于减轻环境光线对前激光接收屏幕303和后激光接收屏幕403的干扰。

本实用新型中，前激光接收屏幕303和后激光接收屏幕403均为半透明光学玻璃，直径为10-12cm，通过多个均布的螺丝与前卡壳连接器302或后卡壳连接器402相连，当激光投射到前激光接收屏幕303或后激光接收屏幕403后可以形成明显光斑。

本实用新型中，前固定件301包括前套环3011和固定在前套环3011上的前固定杆3012，前套环3011套设在竖轴2上，前卡壳连接器302竖直方向转动连接在前固定杆3012上。

本实用新型中，后固定件401包括后套环4011和固定在后套环4011上的后固定杆4012，后套环4011套设在竖轴2上，后卡壳连接器402竖直方向转动连接在后固定杆4012上，通过转动前套环3011或后套环4011，带动前卡壳连接器302或后卡壳连接器402水平转动。

为了使前卡壳连接器302在调节时保持平衡，前套环3011上间隔一定距离固定有两个前固定杆3012，前卡壳连接器302设在两个前固定杆3012之间且竖直方向转动连接在两个前固定杆3012上。

为了使后卡壳连接器402在调节时保持平衡，后套环4011上间隔一定距离固定有两个后固定杆4012，后卡壳连接器402设在两个后固定杆4012之间且竖直方向转动连接在两个后固定杆4012上。

本实用新型中，竖轴2顶部设有端盖5，当调节好前固定件301和后固定件401时，通过拧紧端盖5固定前固定件301和后固定件401，端盖5和竖轴2采用螺纹连接。

本实用新型中，前固定件301与前卡壳连接器302螺纹连接，后固定件401与后卡壳连接器402螺纹连接。通过调节前固定件301与前卡壳连接器302或后固定件401与后卡壳连接器402紧固螺丝的松或紧，调节两个部件间的摩擦力，进而调节前卡壳连接器302或后卡壳连接器402相对于竖轴2的俯仰角度。

具体地，前固定杆3012与前卡壳连接器302通过螺栓螺纹转动连接，后固定杆4012与后卡壳连接器402通过螺栓螺纹转动连接。

综上所述，本实用新型提供的一种基于激光的点位垂直位移中继传递装置，结构简单、操作方便、自动化程度高，通过前、后位移中继转点器4同时发射可调整方向的激光和接收具有角度方向的激光，将接收的激光信息转换为垂直位移值，采集的数据易于处理和分析，能够实时传递中继转点的垂直位移。

本文中所描述的具体实施例仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种基于激光的点位垂直位移中继传递装置，其特征在于，包括：

基座，固定在参考点、测点或中继转点上；

竖轴，竖直固定在所述基座上；

前位移中继转点器，包括与所述竖轴水平方向转动连接的前固定件、及与所述前固定件竖直方向转动连接的前卡壳连接器，所述前卡壳连接器远离所述竖轴的一端设有前激光接收屏幕，所述前卡壳连接器上固定有前激光发射器；及，

后位移中继转点器，包括与所述竖轴水平方向转动连接的后固定件、及与所述后固定件竖直方向转动连接的后卡壳连接器，所述后卡壳连接器远离所述竖轴的一端设有后激光接收屏幕，所述后卡壳连接器上固定有后激光发射器。

2.根据权利要求1所述的基于激光的点位垂直位移中继传递装置，其特征在于：

所述基座底部设有三角形接口。

3.根据权利要求1所述的基于激光的点位垂直位移中继传递装置，其特征在于：

所述前卡壳连接器为圆柱形空腔结构，所述前卡壳连接器内设有前影像传感器，所述前卡壳连接器的端部设置前遮光罩，所述前激光接收屏幕设在前遮光罩内。

4.根据权利要求3所述的基于激光的点位垂直位移中继传递装置，其特征在于：

所述后卡壳连接器为圆柱形空腔结构，所述后卡壳连接器内设有后影像传感器，所述后卡壳连接器的端部设置后遮光罩，所述后激光接收屏幕设在后遮光罩内。

5.根据权利要求4所述的基于激光的点位垂直位移中继传递装置，其特征在于：

所述前遮光罩和所述后遮光罩均由深色漫反射材质制成。

6.根据权利要求4所述的基于激光的点位垂直位移中继传递装置，其特征在于：

所述前激光接收屏幕和所述后激光接收屏幕均为半透明光学玻璃。

7.根据权利要求1所述的基于激光的点位垂直位移中继传递装置，其特征在于：

所述前固定件包括前套环和固定在所述前套环上的前固定杆，所述前套环套设在所述竖轴上，所述前卡壳连接器竖直方向转动连接在前固定杆上。

8.根据权利要求1所述的基于激光的点位垂直位移中继传递装置，其特征在于：

所述后固定件包括后套环和固定在所述后套环上的后固定杆，所述后套环套设在所述竖轴上，所述后卡壳连接器竖直方向转动连接在后固定杆上。

9.根据权利要求1所述的基于激光的点位垂直位移中继传递装置，其特征在于：

所述竖轴顶部设有与其螺纹连接的端盖。

10.根据权利要求1所述的基于激光的点位垂直位移中继传递装置，其特征在于：

所述前固定件与所述前卡壳连接器螺纹连接，所述后固定件与所述后卡壳连接器螺纹连接。