一種精密三維測量標誌的製作方法
2024-01-29 01:59:15 1
專利名稱：一種精密三維測量標誌的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種三維測量標誌。
技術背景高速鐵路中的基樁網(cp m網)，由沿軌道線路等距離布設的若干定位基準 點即基樁測量點位(cp m點位)構成，這些基準點位通常由固定安裝於牆面或 樁上的三維測量標誌進行標定，為無碴軌道鋪設和運營維護的基準。在鋪設時， 需要測量cp m點位與軌道的測量點的相互位置關係，以保證軌道鋪設的空間位 置符合設計要求，並保證其平順。在運營維護時，也要定期測量cp ni點位與軌 道的測量點的相互位置關係，發現軌道偏移時及時調整，保證高速軌道的位置 偏差符合要求，機車運行平順。因此要求cp ni點位的測量標誌能實現三維空間 的精確重複定位。現有的cpm點位的三維測量標誌由國外全套進口，它由安裝在牆、杆上的安 裝筒，與安裝筒連接的水平螺杆，從側面與水平螺杆相連的稜鏡固定座，稜鏡 固定座上的稜鏡構成。固定座可以沿螺杆前後旋轉，並且固定座也可以左右旋 轉。每次平面位置測量時將稜境及其固定座通過水平螺杆固定安裝於牆上後， 必須通過固定座的前後、左右旋轉並結合固定座上氣泡的觀察，以使固定座的 水平面水平，從而儘可能地使每次安裝的測量點(反射點)均在同一點位上。 高程測量時，將水準尺立於水平螺杆上，用水準儀測量出水平螺杆上表面的高 度，加上水平螺杆相距稜鏡反射點的距離，得出反射點(測量點)的高度。其 存在的缺點是 一、每次平面位置測量時，由人工現場調節稜鏡的位置，不同 的操作人員並不能嚴格的實現空間點位的重複安裝，不可能保證水平面都調整 得完全水平，從而各次安裝的測量點均會產生偏移和誤差，無法實現cp ni點位 的測量標誌在三維空間的精確重複定位要求，直接影響高速鐵路建設中後續工 序施工及運營維護。二、固定座的前後、左右旋轉機構，結構複雜，也很難保 證前後、左右旋轉機構的旋轉軸與稜鏡的安裝杆保持嚴格的相互垂直，且交匯 於一點，其加工精度要求極高，整套標誌的造價昂貴、成本高。三、由於平面 位置測量時，稜鏡及其安裝座豎直安裝於稜鏡的水平螺杆上，水平螺杆較短，僅伸出牆面2 3cm;而在高程測量時，需將通常寬度為20 30cm的水準尺，立於僅伸出牆面2 3cm的水平螺杆上，操作極不方便。實用新型內容本實用新型的目的就是提供一種精密三維測量標誌，該測量標誌安裝要求 低，使用操作簡單，測量基準點的各次定位能精確重複；且其加工製作簡單， 成本低廉。本實用新型實現其發明目的，所採用的技術方案是一種精密三維測量標誌，其結構特點是由安裝筒、稜鏡杆、水準測量杆 組成，其中安裝筒的一端設置有內螺紋連接孔。稜境杆的一側為與安裝筒的內螺紋連接孔相匹配的螺紋杆，另一側為與稜 境安裝孔適配的圓柱形的稜境連接杆,螺紋杆與圓柱杆之間設有凸臺，稜境連接 杆的長度大於稜境安裝孔的深度。水準尺杆的一側為與安裝筒的內螺紋連接孔相匹配的螺紋杆，另一側為圓 柱形的基準杆，螺紋杆與基準杆之間設有凸臺。水準尺杆的凸臺厚度與基準杆的長度之和等於稜境杆的凸臺厚度、稜境連 接杆的長度、稜境的安裝孔底部到稜境反射點的距離三者之和。本實用新型的測量標誌的使用方法是將安裝筒固定安裝到高速鐵路防撞牆、隧道壁、接觸網杆或專用的CP ni網 杆上。需要測量cp iii點平面位置(x, y坐標)時，將稜鏡杆的螺糹丈杆連入安裝 筒內，使其凸臺與安裝筒靠緊；再將稜鏡杆的稜鏡連接杆插入測量用稜鏡的安裝孔，使稜鏡杆的端部與安裝孔的底部接觸，然後通過稜鏡安裝孔上的卡緊栓 實現二者的固定，即完成測量標誌的安裝。此時稜鏡的反射點即是標定的基準 點位，採用測量用全站儀即可對該反射點進行測定。每次測量cp m點高程位置(即cp m點的z坐標)時，則將水準尺杆的螺紋 杆連入安裝筒並^(吏其凸臺與安裝筒靠緊，即完成測量標誌的安裝。然後將水準 尺立在水準尺杆的基準杆端部。由於水準尺杆的凸臺厚度與基準杆的長度之和 等於稜境杆的凸臺厚度、稜境連接杆的長度、稜境的安裝孔底部到稜境反射點 的距離三者之和，因此，此時與測量平面位置時稜鏡的反射點位置為同一空間 位置，二者的高程相同。用水準測量儀對水準尺進行測量，可測出水準尺端立尺處的高程，當水準尺杆水平時，再減去水準杆的半徑，即可準確得出cp m點的 高程。每次測量時同時測出軌道參考點的位置，得出軌道參考點與基準點位間的相 對坐標，以保證軌道的空間位置符合設計要求，發現軌道偏移時及時調整，保證 高速軌道的位置偏差符合要求，機車運行平順。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是每次平面位置測量時,僅需將稜鏡通過稜鏡連接杆安裝固定在牆、杆上的安 裝筒即可。由於每次安裝時，安裝筒的位置和角度是固定的，稜鏡杆的凸臺至 稜鏡連接杆端部的長度及稜鏡安裝孔的深度也是確定的，因此每次安裝使用時 稜鏡反射點的空間位置都不會變化，而是被固定在同一位置。該位置為安裝筒 的中軸線從筒口往外延伸一固定距離處，該固定距離等於稜境杆的凸臺厚度、 稜境連接杆的長度、稜境安裝孔底部到稜境反射點的距離。從而平面位置測量 時，無需人工調節水平，操作簡單，同時也避免了人工調節帶來的測量點位置 偏移的誤差，能保證各次測試點能被重複精確定位，平面位置測試準確。每次進行高程測試時，只需將水準尺杆連入安裝筒並使其凸臺與安裝筒靠 緊即可。同樣，水準尺杆的基準杆端部中心也被重複精確定位固定在同一位置， 該位置為安裝筒的中軸線從筒口往外延伸一 固定距離處，該固定距離等於水準 尺杆的凸臺厚度與基準杆的長度之和。而該長度之和又等於稜境杆的凸臺厚度、 稜境連接杆的長度、稜境安裝孔底部到稜境反射點的距離三者之和，從而保證 高程測試時水準尺杆的基準杆端部的中心的位置，能被重複精確地定位一固定 位置上，且該固定位置也是水平位置測試時，稜4竟反射點的位置。並且，由於本實用新型在進行安裝測量時，其稜鏡反射點距牆面的距離為水 準尺杆的凸臺厚度與基準杆長度之和，為10cm左右；也即進行高程測量時，是 將通常寬度為20 30cm的水準尺，立於伸出牆面10cm的水準尺杆的基準杆上，操 作極其方便。總之，本實用新型的測量標誌，安裝要求低，使用操作簡單，測量基準點 的各次定位能精確重複；並且整個測量標誌僅由一個帶孔的安裝筒和二個帶螺紋及凸臺的圓柱形杆件構成，其構造極為簡單，互換性強，通用性好；加工方 便，加工要求低，僅對杆件的長度及杆件中軸線與安裝筒的中軸線同軸有精度 要求，造價成本極低。上述的水準尺杆的基準杆的端部為半球狀，水準尺杆的凸臺厚度與基準杆 的長度之和再減去半球狀端部的半徑等於稜境杆的凸臺厚度、稜境連接杆的長 度、稜境安裝孔底部到稜境反射點的距離三者之和。這樣，當安裝筒安裝不水 平，向上傾斜，使水準尺杆的基準杆端部也向上傾斜，立於該端部上的水準尺 底部將立於該半球的表面上，使其與基準杆端部中心的垂直距離始終等於基準 杆的半徑，也即該半球的半徑，避免了高程測量時，由於安裝筒向上傾斜可能 帶來的誤差，保證高程測量結果的準確性。上述的稜境杆上的凸臺以及水準尺杆上的凸臺均為六角形。這種六角形凸 臺與普通螺帽的形狀相同，便於使用普通扳手進行安裝。上述的安裝筒為三稜柱、四稜柱、六稜柱，或為圓柱形且在圓柱形的外表 面滾花、開槽或設凸起。這樣可使安裝筒更加穩固可靠地埋設在牆、杆內。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。
圖l是本實用新型實施例一的安裝筒的剖視結構示意圖。圖2是本實用新型實施例一的稜4免杆剖的剖^L結構示意圖。圖3是是本實用新型實施例一的水準尺杆的剖^f見結構示意圖。圖4是本實用新型實施例二的水準尺杆的剖視結構示意圖。圖5是本實用新型實施例一的在高程測量時的安裝結構示意圖。圖6是本實用新型實施例一的在水平位置測量時的安裝結構示意圖。
具體實施方式
實施例一圖1,2, 3,5,6示出，本實用新型的一種具體實施方式
為 一種精密三維測量標誌，由安裝筒l、稜鏡杆2、水準測量杆3組成，其中 安裝筒1的一端設置有內螺紋連接孔la。稜境杆2的一側為與安裝筒的內螺紋連接孔la相匹配的螺鄉丈杆2a，另一側 為與稜境安裝孔適配的圓柱形的稜境連接杆2b，螺紋杆與圓柱杆之間設有凸臺 2c,稜境連接杆2b的長度大於稜境4的安裝孔的深度。水準尺杆3的一側為與安裝筒1的內螺紋連接孔la相匹配的螺紋杆3a，另 一側為圓柱形的基準杆3b，螺紋杆3a與基準杆3b之間設有凸臺3c。水準尺杆3的凸臺3c厚度L！與基準杆3b的長度U之和等於稜境杆2的凸臺2c厚度L3、稜境連接杆2b的長度L4、稜境4的安裝孔底部到稜境反射點的 距離U三者之和，即1^ + 1^ = 1^ + 1^4+1^。稜境杆2上的凸臺2c以及水準尺杆3上的凸臺3c均為六角形。 安裝筒1為圓柱形且在圓柱形的外表面滾花、開槽或設凸起。 圖5示出，將安裝筒1固定安裝到高速鐵路專用CP ffl網杆、防撞牆、隧道壁 或接觸網杆上。需要測量CP ffl點平面位置U， Y坐標)時，將稜鏡杆2的螺紋 杆2a連入安裝筒l內，使其凸臺2c與安裝筒l靠緊；再將稜鏡杆2的稜鏡連接杆2b 插入測量用稜鏡4的安裝孔，使稜鏡杆2的端部與安裝孔的底部接觸，然後通過 稜鏡4的安裝孔上的卡緊栓實現二者的固定，即完成測量標誌的安裝。此時稜鏡 4的反射點即是標定的基準點位，採用測量用全站儀即可對該反射點進行測定。 圖6示出，將水準尺杆3的螺紋杆3a連入安裝筒i並使其凸臺3c與安裝筒l靠 緊，即完成測量標誌的安裝。然後將水準尺5立在水準尺杆3的基準杆3b端部，即可進行CP m點高程位置的測量。實施例二圖4示出，本例與實施例一基本相同，所不同的僅4又是水準尺杆3的基準 杆3b的端部為半球形3d;相應的水準尺杆3的凸臺3c厚度ln與基準杆3b的長 度L之和應減去半球狀端部3d的半徑R才等於稜境杆2的凸臺2c厚度L3、稜 境連接杆2b的長度L4、稜境4的安裝孔底部到稜境反射點的距離Ls三者之和，顯然，本實用新型的安裝筒的外形，除可為圓柱形外，還可為三稜柱、四稜 柱、六稜柱等。本實用新型的測量標誌，除可用於鐵路基準網的基準點位的標 定外，也可用於其它領域的基準點位的標定。
權利要求1、一種精密三維測量標誌，其特徵在於，由安裝筒(1)、稜鏡杆(2)、水準測量杆(3)組成，其中安裝筒(1)的一端設置有內螺紋連接孔(1a)；稜境杆(2)的一側為與安裝筒的內螺紋連接孔(1a)相匹配的螺紋杆(2a)，另一側為與稜境安裝孔適配的圓柱形的稜境連接杆(2b)，螺紋杆與圓柱杆之間設有凸臺(2c)，稜境連接杆(2b)的長度大於稜境(4)的安裝孔的深度；水準尺杆(3)的一側為與安裝筒的內螺紋連接孔(1a)相匹配的螺紋杆(3a)，另一側為圓柱形的基準杆(3b)，螺紋杆與基準杆之間設有凸臺(3c)；水準尺杆(3)的凸臺(3c)厚度(L1)與基準杆(3b)的長度(L2)之和等於稜境杆(2)的凸臺(2c)厚度(L3)、稜境連接杆(2b)的長度(L4)、稜境(4)的安裝孔底部到稜境反射點的距離(L5)三者之和。
2、 根據權利要求l所述的一種精密三維測量標誌，其特徵是所述的水準 尺杆(3)的基準杆(3b)的端部為半球形(3d),水準尺杆(3)的凸臺(3c) 厚度(LJ與基準杆(3b)的長度(L2)之和再減去半球狀端部(3d)的半徑(R)等 於稜境杆(2 )的凸臺(2c )厚度(L3)、稜境連接杆(2b)的長度(L4)、稜境(4) 的安裝孔底部到稜境反射點的距離(L5)三者之和。
3、 根據權利要求l所述的一種精密三維測量標誌，其特徵是所述的稜境 杆(2)上的凸臺(2c)以及水準尺杆(3)上的凸臺(3c)均為六角形。
4、 根據權利要求l所述的一種精密三維測量標誌，其特徵是所述的安裝 筒(1)的外形為三稜柱、四稜柱、六稜柱，或為圓柱形且在圓柱形的外表面滾 花、開槽或設凸起。
專利摘要一種精密三維測量標誌，由安裝筒、稜鏡杆、水準測量杆組成，其中安裝筒的一端設置有內螺紋連接孔；稜鏡杆的一側為與安裝筒的內螺紋連接孔相匹配的螺紋杆，另一側為與稜鏡安裝孔適配的圓柱形的稜鏡連接杆，螺紋杆與圓柱杆之間設有凸臺，稜鏡連接杆的長度大於稜鏡安裝孔的深度；水準尺杆的一側為與安裝筒的內螺紋連接孔相匹配的螺紋杆，另一側為圓柱形的基準杆，螺紋杆與基準杆之間設有凸臺；水準尺杆的凸臺厚度與基準杆的長度之和等於稜境杆的凸臺厚度、稜鏡連接杆的長度、稜鏡安裝孔底部到稜鏡反射點的距離三者之和。該測量標誌安裝要求低，使用操作簡單，測量基準點的各次定位能精確重複；且其加工製作簡單，成本低廉。
文檔編號G01C5/00GK201173774SQ20082006246
公開日2008年12月31日 申請日期2008年3月11日 優先權日2008年3月11日
發明者劉成龍, 袁成忠 申請人:西南交通大學