帶有環形水平儀的測量儀器及其製作方法與流程

2023-05-08 07:36:41

帶有環形水平儀的測量儀器及其製作方法，屬於測量工具和測量工具製造領域。

背景技術：

在現實生產、教學等活動中常常需要準確快速直觀的獲得斜面的角度，找出水平面、豎直面等，為了能夠快速高效的找出水平面、豎直面、斜面傾角、一定角度的線特設計了帶有環形水平儀的測量儀器及其製作方法。其技術特徵如下。

技術實現要素：

帶有環形水平儀的測量儀器及其製作方法，所述測量儀器至少包括兩個相互垂直的平面，其特徵在於：（1）刻度盤的製作，在一平面上設有圓形，所述圓形的圓周上設有以該圓形圓心為頂點表示的角度刻度及刻度值；（2）透明圓環製作，所述透明圓環內部設有沿圓環圓周的透明密閉空腔；（3）將製作好的透明圓環與刻度盤上的圓形同心共面固定設置；（4）向透明密閉空腔中注入液體，並封閉注入口；（5）將刻度盤固定在測量儀器的平面上。

為了使刻度盤上的圓形與透明圓環很好的同心共面設置，應將刻度盤上圓形設為凸出於刻度盤平面的凸臺，或將刻度盤上安裝透明圓環的位置設為凹形圓環；所述凸臺與凹形透明圓環安裝位置應該與所述透明圓環半徑相同。

所述製作刻度盤的平面由鐵磁性材料製成，所述平面拋光處理；所述刻度線與平面形成鮮明對比；該鐵磁性材料製作的平面上還設有小磁體。其目的在於，作圖過程中常常需要作出一定角度的角，這時液體平面或氣泡的原始位置的記憶就非常重要了，設置小磁體的目的就是標記液面或氣泡所在的初始位置。

所述的刻度盤設有刻度線的一面做鏡面處理。

所述刻度盤上刻度線沿直徑設有4條過圓形圓心的粗線；所述粗線將圓形8等分；在每一等分對應圓弧上又設有2個粗短線刻度線，將其所在圓弧3等分。這樣在操作時能夠很容易識別30度、45度、60度、90度。

所述透明圓環沿其半徑的任一橫截面上透明密閉空腔的橫截面相同。

所述透明密閉空腔的橫截面為任意形狀。所述形狀可以為圓形、橢圓形、方形、三角形、長方形等等。

給所述透明密閉空腔內注入的液體體積為透明密閉空腔容積的一半。由於已經將環形固定在設有刻度線的圓盤上，且所述環形與刻度線上的圓盤共面同心設置，所以很容易實現液體體積變為密閉空腔容積的一半。

給所述透明密閉空腔內注入的液體所使該空腔內產生一小氣泡為止。但是如果是用作教學儀器上設置，要在科學的前提下保證讓學生能夠明顯觀察，這時注入液體體積為密閉空腔容積一半的做法更具有優越性。

安裝時首先將測量儀器固定刻度盤的平面置於豎方向，使另一平面放置於水平方向上，將設有圓環形的刻度盤固定在測量儀器的豎直平面上，使刻度盤上一過圓心的粗線也在豎直方向上。

所述的刻度盤與透明圓環製作沒有先後順序之分。

附圖說明

圖1：一種帶有環形水平儀的測量儀器—教學用三角板。

具體實施方式

下面以一種帶有環形水平儀的測量儀器—教學用三角板手工製作過程為例對該發明進一步闡釋。考慮到手工製作，故將製作方法進行調整。

製作材料：廢舊光碟4張、直徑為1cm的透明塑料管50cm、墨水溶液、海綿膠（或雙面膠）、教學用三角板。

製作工具：刀片、三秒膠水、302膠、注射器1支、磨刀石、記號筆、桌墊、重錘線、瓶蓋、直尺、量角器。

製作過程。

將4張光碟同軸整齊疊放，將3秒膠水滴入光碟縫隙中，使4張光碟粘合為一體。相當於本發明闡述方法中刻度盤上的凸臺。

用刀片截取長度略大於光碟周長的透明塑料管，將該透明塑料管的兩端用磨刀石打磨平整。

將少許3秒膠水滴在瓶蓋上，將打磨好的透明塑料管兩端蘸上3秒膠水，兩端對齊擠壓，使透明塑料管粘成封閉管。

用注射器吸取藍墨水溶液，注入密封塑料管少許，檢查密封塑料管的密封性。

將密閉透明塑料管套在粘合好的光碟上，給光碟和透明塑料管接觸處滴上3秒膠水，使光碟與透明密閉塑料管牢固連接。

向透明密閉塑料管內注入墨水溶液，使管內形成一個小氣泡，將透明密閉塑料管上的注射器針孔用302膠封閉。

光碟上刻度描繪。

將製作好的環形水平儀用雙面膠（或海綿膠）粘貼在教學用三角板平面上。為了提高手工描繪刻度線的準確性，故應先粘貼後描繪，作為機器批量生產，先直接在設有圓形的平面上描繪刻度。

將三角板平面貼緊豎直黑板平面，用重錘線使三角板的一直角邊處於豎直方向。固定三角板，移動重錘線，使重錘線落在環形水平儀內氣泡上，用記號筆在光碟邊緣上標出兩點。

用記號筆藉助直尺連接標出的兩點。

用上述方法將另一直角邊豎直放置，標出另外兩點並用記號筆連線。

用上述方法將斜邊豎直放置時，標出兩點並用記號筆連線。

用量角器在黑板上畫出一邊為水平的15度角。調整固定有上述水平儀的三角板使三角板的一邊與所畫15度角的一邊重合，如此在光碟上標出15度等分點。

教具的設計反思與改進。

至此，所制三角板完全能夠準確畫出水平線、豎直線、以15度為倍數的角。但是考慮的教具的直觀性和畫圖過程對學生應有良好的可視性，因此將透明密閉管內液體減為所述透明密閉空腔容積的一半較好，可以增強可視性。

考慮到氣溫對墨水的影響因素，如結冰情況，應將墨水溶液換為汽車的防凍液。

改進後所制教具準確性檢驗。

在黑板上畫一豎直線，用重錘線來判斷所畫線是否豎直。

在黑板上畫出豎直線、水平線、60度角、45度角、30度角、15度角、相互垂直的直線，並用直角三角板檢驗60度、45度、30度、垂直。

使用方法。

畫水平線：用三角形邊畫水平線時，讓管內左右兩端液面與所光碟上所畫線平行。

畫豎直線：用直角邊畫，讓管內左右兩端液面與所述光碟上平行與直角邊的線相平齊，用另一直角邊畫出豎直線。

判斷已畫線是否豎直或平行：將三角板任一邊與所判斷線重合，看管內兩端液面是否與平行於該邊的線重合。

判斷平面是否水平：將三角板任一邊放於所判斷平面上，看管內兩端液面是否與平行於該邊的線重合，讓三角板在該平面上換另外一個方向放置，觀察管內液面是否與光碟上所畫線平行。

在黑板上畫一定角度的斜線：讓管內液面與光碟上所畫線成一定角度，與光碟上該線平行的一個三角板的邊畫出的線即為所需角度的線。