數字式地形斷面儀的製作方法

2023-05-05 15:52:36 1

專利名稱：數字式地形斷面儀的製作方法
技術領域：
本實用新型為測量地形的測量儀器。
現行的地形斷面測量技術通常是用經緯儀，通過經緯儀對準測點的方位，測量各地形點的豎直角，用正切法計算測點高差，用皮尺或繩尺丈量測點間的距離。作業時需用人員較多，野外測量中受地形如坡、坎、河、塘、溝及村木、建築物等的限制，使用皮尺有時有難於克服的困難。如果用光電儀測距離，雖可得到距數據，但投資太大，而且佔標置點慢，用人增多，作業效率不能提高。
本實用新型的發明目的就是要提供一種可從儀器上直接測量並計算出高差、距離，可有效的克服地形障礙的影響，節約人力，成本較低，作業效率高的地形斷面測量儀。
本實用新型的發明數字式地形斷面儀由帶有萬向鉸球(3)的支架(37)，及安裝在支架(37)上的在同一垂直面上安裝有主鏡筒(8)和與主鏡筒之間有一固定夾角的付鏡筒(9)的數字式地形斷面測量儀(36)組成。所述的支架(37)由底盤(1)，固定於底盤(1)中心部位並穿過支架(37)中空部位在重力作用下可自由擺動的對中重垂杆(6)，位於底盤(1)下部串於對中重垂杆(6)上的萬向鉸球(3)，固定於支架(37)上支撐並架住萬向鉸球(3)的滾球鉸座(4)，部位底盤(1)和萬向鉸球(3)之間的一個與滾球鉸座(4)連接可制動並放鬆萬向鉸球的萬向鉸球制動蓋(5)，支撐腳(7)組成 所述的數字式地形斷面測量儀(36)由上盤(20)，安裝於上盤上的主鏡筒(8)，和主鏡筒(8)位於同一豎直平面上並在平面上與主鏡筒之間有一固定夾角的付鏡筒(9)，安裝於主鏡筒(8)旁的付鏡筒(9)平行移動導軌(19)，立於主鏡筒(8)旁的其中心軸與儀器中心軸平行的豎距離尺(16)，一個豎向孔通過豎距離尺(16)的可沿豎距離尺(16)上下滑動測量位移值的光柵傳感器(18)，一個通過光柵傳感器(18)水平孔並可在孔中左右滑動測量位移值的高差尺(17)組成。所述的付鏡筒(9)中有一個將付鏡筒內光線反射至主鏡筒(8)中的直角稜鏡(13)，在主鏡筒(8)中有一個僅位於主鏡筒(8)中徑向一半位置的可接受到由直角稜鏡(13)反射過來的光線的直角稜鏡(12)。
本實用新型的發明效果是這樣的，由於支架採用了萬向球鉸及由萬向球鉸支撐的帶有對中重垂杆的底盤，並在小摩擦的滾球鉸座的支承下使對中重垂杆自動保持垂直方向，因此，不論地面情況如何，都能有效地使對中重垂杆對中並保持垂直，底盤保持水平，實現自動調平萬向球鉸制動蓋可固定萬向球鉸，穩定方向，在儀器測量過程中保持水平狀態。數字式地形斷面測量儀採用主、付鏡筒設計，付鏡筒與與主鏡筒之間有一固定夾角α，構成ABC光學直角三角形當保持不變，上下移動付鏡筒構成的A』B』C或A″B″C均相似於ABC三角形，即有AC/BC＝A』C/B』C＝A″C/B″C....＝N＞1(1)由(1)式AC＝NBC，A』C＝NB』C，A″C＝NB″CN為定值，只要N＞1，所以可以用很短的主、付鏡筒部的距離來測得很長的測點之間的距離。
如果主鏡筒向上仰視或向下俯視，原ABC光學三角形轉動了β1或β2角，顯然三角形A1AC與B1BC相似；A2AC與B2BC相似，A1A＝NB1B，同樣可以用很短的付鏡筒的水平位移測得很大的測點之間的高差。所以只要主、付鏡筒都照準了測點，儀器主、付鏡筒之間的距離乘以倍數N就是測點間的水平距離；付鏡筒所偏離豎直的水平距離乘以倍數N就是測點間的高差。
在結構中使用了稜鏡，可方便使用和提高照準精度，進入付鏡筒的光線——付視線(11)通過直角稜鏡(13)轉入主鏡筒(8)，主、付視線構成了一個豎直的光學三角形。主鏡筒中的直角稜鏡(12)僅位於主鏡筒中徑向一半的位置，構成了付視線(11)的付視場(15)，另一半是主視線(10)的主視場(14)，主、付視場照準測點，在主鏡筒(8)內的像上，左右各半拼像照準。
導軌(19)與主鏡筒(8)垂直，並可隨其仰、俯轉動而擺動，但付鏡筒與主鏡筒之間的夾角始終保持不變，也就是定比數N始終保持不變。
儀器的直立的距離尺和橫臥的高差尺尺面上都有暗柵，距離尺豎直於主鏡筒側，穿過光柵傳感器的豎孔，光柵傳感器可沿距離尺上下滑動測出位移值。高差尺穿過光柵傳感器的水平孔並可在孔中左右滑動測出位移值。付鏡筒的上、下移動或俯、仰擺動可帶動高差尺相對於光柵傳感器的中心左右滑動，同時也可帶動光柵傳感器沿距離尺上下滑動，由於機械滑動產生的尺子與傳感器的相對位移使傳感器自動測出兩測點間的水平距離和垂直高差值，並將結果顯示在液晶窗上。


圖1為本實用新型支架的結構示意圖。
圖2為本實用新型測量水平距離的光路原理圖。
圖3為本實用新型測量垂直高差的光路原理圖。
圖4為本實用新型光學稜鏡及光路原理圖。
圖5為本實用新型主鏡筒內稜鏡俯視原理圖。
圖6為本實用新型主鏡筒內稜鏡軸向原理圖。
圖7為本實用新型結構示意圖。
實施例，由帶有萬向鉸球(3)的支架(37)，及安裝在支架(37)上的在同一垂直面上安裝有主鏡筒(8)和與主鏡筒之間有一固定夾角的付鏡筒(9)的數字式地形斷面測量儀(36)組成。支架(37)由底盤(1)，固定於底盤(1)中心部位並穿過支架(37)中空部位在重力作用下可自由擺動的對中重垂杆(6)，位於底盤(1)下部串於對中重垂杆(6)上的萬向鉸球(3)，固定於支架(37)上支撐並架住萬向鉸球(3)的滾球鉸座(4)，部位底盤(1)和萬向鉸球(3)之間的一個與滾球鉸座(4)連接可制動並放鬆萬向鉸球的萬向鉸球制動蓋(5)，支撐腳(7)組成。對中重垂杆中空，直通底盤的中心，在主鏡筒下面，儀器上盤的上面裝有一塊平面鏡，可將測站點通過對中重垂杆的中心反射到施測者眼中。所述的數字式地形斷面測量儀(36)由上盤(20)，安裝於上盤上的主鏡筒(8)，和主鏡筒(8)位於同一豎直平面上並在平面上與主鏡筒之間有一固定夾角的付鏡筒(9)，安裝於主鏡筒(8)旁的付鏡筒(9)平行移動導軌(19)，立於主鏡筒(8)旁的其中心軸與儀器中心軸平行的豎距離尺(16)，一個豎向孔通過豎距離尺(16)的可沿豎距離尺(16)上下滑動測量位移值的光柵傳感器(18)，一個通過光柵傳感器(18)水平孔並可在孔中左右滑動測量位移值的高差尺(17)組成。所述的付鏡筒(9)中有一個將付鏡筒內光線反射至主鏡筒(8)中的直角稜鏡(13)，在主鏡筒(8)中有一個僅位於主鏡筒(8)中徑向一半位置的可接受到由直角稜鏡(13)反射過來的光線的直角稜鏡(12)。
權利要求1.一種數字式地形斷面儀，其特徵在於由帶有萬向鉸球(3)的支架(37)，及安裝在支架(37)上的在同一垂直面上安裝有主鏡筒(8)和與主鏡筒之間有一固定夾角的付鏡筒(9)的數字式地形斷面測量儀(36)組成。
2.如權利要求1所述的數字式地形斷面儀，其特徵在於所述的支架(37)由底盤(1)，固定於底盤(1)中心部位並穿過支架(37)中空部位在重力作用下可自由擺動的對中重垂杆(6)，位於底盤(1)下部串於對中重垂杆(6)上的萬向鉸球(3)，固定於支架(37)上支撐並架住萬向鉸球(3)的滾球鉸座(4)，部位底盤(1)和萬向鉸球(3)之間的一個與滾球鉸座(4)連接可制動並放鬆萬向鉸球的萬向鉸球制動蓋(5)，支撐腳(7)組成。
3.如權利要求1所述的數字式地形斷面儀，其特徵在於所述的數字式地形斷面測量儀(36)由上盤(20)，安裝於上盤上的主鏡筒(8)，和主鏡筒(8)位於同一豎直平面上並在平面上與主鏡筒之間有一固定夾角的付鏡筒(9)，安裝於主鏡筒(8)旁的付鏡筒(9)平行移動導軌(19)，立於主鏡筒(8)旁的其中心軸與儀器中心軸平行的豎距離尺(16)，一個豎向孔通過豎距離尺(16)的可沿豎距離尺(16)上下滑動測量位移值的光柵傳感器(18)，一個通過光柵傳感器(18)水平孔並可在孔中左右滑動測量位移值的高差尺(17)組成。
4.如權利要求1，3所述的數字式地形斷面儀，其特徵在於所述的付鏡筒(9)中有一個將付鏡筒內光線反射至主鏡筒(8)中的直角稜鏡(13)，在主鏡筒(8)中有一個僅位於主鏡筒(8)中徑向一半位置的直角稜鏡(12)。
專利摘要本實用新型數字式地形斷面儀為地形測量用的測量儀，主要由一個由帶有萬向鉸球(3)的支架(37)，安裝在支架上的在同一垂直面上安裝有主鏡筒(8)和與主鏡筒之間固定夾角的副鏡筒(9)的數字式地形斷面測量儀(36)組成。主要用於解決目前採用經緯儀測量時，由於需要人拉動皮尺測量距離，由於地形的限制有時非常困難的問題，使用本儀器可方便的從儀器上直接讀出測點間的距離及高差，使用方便，可減少人員，提高效率及節約成本。
文檔編號G01C7/00GK2266734SQ9624201
公開日1997年11月5日 申請日期1996年9月23日 優先權日1996年9月23日
發明者黃鎮賢 申請人:黃鎮賢