一种垂线人工观测瞄准装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于安全监测工具技术领域，涉及一种用于人工观测大坝的水平位移 及挠度的水利水电工程大坝安全监测技术，尤其是涉及一种垂线人工观测瞄准装置。
【背景技术】
[0002] 目前通过设置垂线并安装配套的垂线坐标仪来自动观测大坝的水平位移及挠度 的技术已经较为成熟，其观测结果具有较高的精确度和稳定性。但是由于垂线坐标仪受供 电、环境以及仪器自身耐久性等因素的影响，很难保证观测的连续性，同时为了检验自动化 观测结果的合理性和准确性，通常要另外设置一套人工观测瞄准器，一方面可以在垂线坐 标仪无法正常工作时通过人工观测来保证观测的连续性，另一方面也可以作为自动化观测 的比对措施，从而保证水平位移及挠度观测数据的长期准确性和连续性，为大坝的长期安 全稳定运行提供有效的第一手数据。
[0003] 现有瞄准器均是运用三点一线的原理，即要求观测人员在通过瞄准孔看到垂线刚 好挡住靶针针尖时，读取钢尺和游标读数，以保证观测数据的准确性。当前人工观测瞄准器 根据其底板形状主要分为两种，一种底板大致为等腰三角形，在等腰三角形的左、右侧边分 别安装一条带有游标的钢尺；一种底板大致为半圆形，在圆弧边的左、右侧分别安装一条带 有游标的钢尺。这两种瞄准器的工作原理基本一样，均是通过左（右）钢尺游标上的瞄准孔 同时瞄准垂线及左（右）靶针，使瞄准孔、垂线、左（右）靶针在一条线上，当通过瞄准孔看 到垂线刚好挡住靶针针尖时，读取钢尺上读数和游标上读数，将两个读数相加得到左（右） 尺的一次观测数据，如此重复观测3次，得到其平均数记入规定表格。由于瞄准器底板的几 何尺寸、靶针的安装位置均是固定的，因此依靠观测取得的平均数再通过相应的几何计算， 即可得到最后垂线的X、Y坐标。
[0004] 这种结构的缺陷在于：一方面，由于瞄准孔、垂线、靶针针尖均较小，在实际情况 下，游标与钢尺直接接触，滑动的摩阻力较大，且游标一般不带微调功能，导致在进行瞄准 操作时，只能通过操作人员的感觉和经验用手来拨动游标，因此观测的误差较大且浪费时 间；另一方面，通过瞄准器读取的数据要经过相应的几何计算才能得到垂线的X、Y坐标，而 在观测数据的处理计算过程中，不仅需要多次运用三角函数进行角度与长度的计算，不可 避免的存在换算中数据取舍的精度问题，而且计算公式中过于依赖瞄准器本身固定的几个 尺寸参数，因此对瞄准器的制作工艺要求高，其制造成本较高，后期的保养维修困难。 【实用新型内容】
[0005] 针对现有垂线瞄准器存在实际操作中瞄准困难、读数精度差、耗时、计算方法繁 杂、计算精度差、制作工艺难等问题，本实用新型在不增加人力和成本的情况下，提供一种 更为简单易用、精度高、计算方法简单明了的垂线人工观测瞄准器，从而提高工作的效率和 质量。
[0006] 本实用新型是通过如下技术方案予以实现的。
[0007] 一种垂线人工观测瞄准装置，包括钢尺a、钢尺b、钢尺c、钢尺d、底板和垂线体，所 述钢尺a、钢尺b、钢尺c、钢尺d依次安装于底板各边边缘，钢尺a、钢尺b、钢尺c、钢尺d上 均设有活动游标；所述底板中心设有中心孔，底板一角设有一细直缝与中心孔连通，所述垂 线体位于中心孔中。
[0008] 所述底板形状为正方形或长方形，材质为不锈钢；所述中心孔为圆孔，所述细直缝 的缝宽大于垂线体的截面直径。
[0009] 所述活动游标与其所在的钢尺a、钢尺b、钢尺c、钢尺d之间均通过钢珠滑动连接； 所述活动游标上开有瞄准孔，瞄准孔中设有带十字分划丝的放大镜片。
[0010] 本实用新型的有益效果是：
[0011] 本实用新型所述的一种垂线人工观测瞄准装置具有如下的技术效果：
[0012] 1、本实用新型的底板形状为正方形或长方形，因此在坐标计算时不存在角度与长 度之间的转换计算问题，避免了换算过程中数据取舍影响精度的问题。
[0013] 2、本实用新型在底板四条侧边顺时针安装四条相同的钢尺，因此相对的两条侧边 的两条钢尺的观测读数的变化趋势正好相反，从而可以通过正、反读数校核互抵后取平均 数来减小观测误差，提高计算精度。
[0014] 3、本发明的游标与钢尺之间采用不锈钢小钢珠滑动连接，因此游标的左右活动更 方面，易于微调，读数精度更高。
[0015] 4、本发明的游标上的瞄准孔带有十字分划丝放大镜片，更易于瞄准，因此读数精 度高、耗费时间短。
[0016] 5、本实用新型在坐标的计算中不需要底板自身的几何尺寸参数，因此底板更易于 加工，制作成本低。
【附图说明】
[0017] 图1为本实用新型的结构示意图；
[0018] 图2为本实用新型的俯视图；
[0019] 图3为本实用新型中活动游标与钢尺之间连接的结构示意图；
[0020] 图4为本实用新型中活动游标上瞄准孔的结构示意图；
[0021] 图5为对垂线体位置变化进行计算时在底板上建立的坐标系结构示意图。
[0022] 图中：1-钢尺a，2-钢尺b，3-钢尺c，4-钢尺d，5-底板，6-细直缝，7-中心孔， 8-垂线体，9-活动游标，901-瞄准孔，10-钢珠。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于 所述。
[0024] 如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型所述的一种垂线人工观测瞄准装置，包括 钢尺al、钢尺b2、钢尺c3、钢尺d4、底板5和垂线体8,所述钢尺al、钢尺b2、钢尺c3、钢尺 d4依次顺时针安装于底板5各边边缘，钢尺al、钢尺b2、钢尺c3、钢尺d4上均设有活动游 标9 ;所述活动游标9与其所在的钢尺al、钢尺b2、钢尺c3、钢尺d4之间均通过钢珠10滑 动连接，活动游标9上开有瞄准孔901，瞄准孔901中设有带十字分划丝的放大镜片；所述 底板5形状为正方形或长方形，材质为不锈钢，底板5中心设有圆形的中心孔7,底板5任意 一角设有一细直缝6与中心孔7连通，所述细直缝6的缝宽大于垂线体8的截面直径，以保 证垂线体8可从细直缝6中自由通过；所述垂线体8位于中心孔7中。
[0025] 工作时，将垂线线体8通过细直缝6后安置于中心孔7中，尽量保证垂线线体8位 于圆孔7的中心，依次移动钢尺al、钢尺b2、钢尺c3、钢尺d4上的活动游标9并通过瞄准孔 901瞄准垂线体8,当瞄准孔901中放大镜上十字分划丝的竖丝与垂线体8重合，横丝与垂 线体8垂直时，读取活动游标9所在的钢尺al、钢尺b2、钢尺c3、钢尺d4上的读数，并分别 记录下来，每尺至少读取三次数据。
[0026] 实施例
[0027] 假设建立如图5所示的坐标系，钢尺量程均为0~L(mm)，则当垂线由A位置移动 到B位置时，相应的位移量DX、DY计算方法如下：
[0028] 当垂线线体处于A位置时，按照上述操作步骤，通过钢尺al上的活动游标9 上的瞄准孔901瞄准垂线体8,连续3次读取钢尺al的读数X Aal、XAa2、XAa3，求取平均数 I =(尤# ;通过钢尺c3上的活动游标9上的瞄准孔901瞄准垂线体8， 连续3次读取钢尺c3的读数乂^^^^^^&求取平均数:^^^^+^:+^^:通过钢 尺b2上的活动游标9上的瞄准孔901瞄准垂线体8,连续3次读取钢尺b2的读数YAbl、YAb2、 YAb3，求取平均数I =(?+4+^)/3;采用同样的方式，求取平均数I。
[0029] 当垂线线体处于B位置时，同样采用上述步骤，分别读数并求取平均数Xife、： 和1、I。
[0030] 由于钢尺al、钢尺b2、钢尺c3、钢尺d4是按照顺时针方向依次安装，那么相对的两 条尺，即钢尺al与钢尺c3、钢尺b2与钢尺d4的读数变化趋势是相反的，因此最后得到位移 计算公式为：
[0031] OX=HXsa - Xai)-(Xbc - ^)]/2
[0032] DK=[(仫2
【主权项】
1. 一种垂线人工观测瞄准装置，包括钢尺a (I)、钢尺b (2)、钢尺c (3)、钢尺d (4)、底板 (5)和垂线体（8)，其特征在于：所述钢尺a(l)、钢尺b(2)、钢尺c(3)、钢尺d(4)依次安装 于底板（5)各边边缘，钢尺a(l)、钢尺b(2)、钢尺c(3)、钢尺d(4)上均设有活动游标（9); 所述底板（5)中心设有中心孔（7)，底板（5) -角设有一细直缝（6)与中心孔（7)连通，所 述垂线体⑶位于中心孔（7)中。
2. 根据权利要求1所述的一种垂线人工观测瞄准装置，其特征在于：所述底板（5)形 状为正方形或长方形。
3. 根据权利要求1所述的一种垂线人工观测瞄准装置，其特征在于：所述活动游标（9) 与其所在的钢尺a(l)、钢尺b(2)、钢尺c(3)、钢尺d(4)之间均通过钢珠（10)滑动连接。
4. 根据权利要求1所述的一种垂线人工观测瞄准装置，其特征在于：所述活动游标（9) 上开有瞄准孔（901)，瞄准孔（901)中设有带十字分划丝的放大镜片。
5. 根据权利要求1所述的一种垂线人工观测瞄准装置，其特征在于：所述细直缝（6) 的缝宽大于垂线体（8)的截面直径。
6. 根据权利要求1所述的一种垂线人工观测瞄准装置，其特征在于：所述底板（5)的 材质为不锈钢。
7. 根据权利要求1所述的一种垂线人工观测瞄准装置，其特征在于：所述中心孔（7) 为圆孔。
【专利摘要】本实用新型公开了一种垂线人工观测瞄准装置，属于安全监测工具技术领域，包括钢尺a、钢尺b、钢尺c、钢尺d、底板和垂线体，所述钢尺a、钢尺b、钢尺c、钢尺d依次安装于底板各边边缘，钢尺a、钢尺b、钢尺c、钢尺d上均设有活动游标；底板中心设有中心孔，底板一角设有一细直缝与中心孔连通，垂线体位于中心孔中。本技术方案通过采用正方形或长方形的底板形状，省去了坐标计算中角度与长度换算的步骤，通过相对安装的钢尺的刻度变化方向相反，瞄准时形成相对方向上的误差相抵，活动游标与钢尺之间通过钢珠滑动连接，使游标调整和微调都更加流畅和精确，从而使得读数及计算的误差减少，得出的数据更加准确。
【IPC分类】G01C15-00
【公开号】CN204575080
【申请号】CN201520275184
【发明人】彭浩, 江志红, 任律, 周以林, 郭法旺
【申请人】中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月30日