一种水工模型安装放线装置的制作方法

本实用新型涉及水工模型试验领域，特别是一种水工模型安装放线装置。

背景技术：

对一些有特殊设计要求的水利工程而言，必须要开展水工模型试验，以验证设计的合理性和可靠性。水工模型试验流程包含模型制作、模型安装、试验测试。其中，模型安装的关键在于对相关控制点高程进行控制，也就是放线。目前，模型安装放线技术采用的是常规测量手段，应用水准仪和水准尺来测算控制点高程，该技术的不足在于操作复杂、参与人员多、放线精度差。且由于放线过程本身就是一个重复性的工作，因此采用常规手段的放线工作量十分巨大，导致效率低下。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种水工模型安装放线装置。本实用新型具有操作简单、工作量小的特点。

本实用新型的技术方案：一种水工模型安装放线装置，包括测量端和定点端；所述的测量端包括固定支架ⅰ，固定支架ⅰ上设有能够进行俯仰转动的激光测距仪，激光测距仪上固设有金属滑片，金属滑片与弧形电阻片始终接触，所接触的接触点能随激光测距仪的旋转在弧形电阻片上变化，固定支架ⅰ上还安装有水平仪ⅰ；所述的定点端包括固定支架ⅱ，固定支架ⅱ顶端安装有能够旋转的单棱镜，单棱镜用于反射激光测距仪发射的激光，单棱镜上安装有用于调平单棱镜的水平仪ⅱ；所述的固定支架ⅰ包括旋转架，旋转架与支撑竖杆连接。

前述的水工模型安装放线装置中，所述的激光测距仪上还安装有瞄准器。

前述的水工模型安装放线装置中，所述的支撑竖杆能够沿其中轴线伸缩。

与现有技术相比，本实用新型通过激光测距仪的旋转带动金属滑片旋转，从而改变金属滑片与弧形电阻片的接触点，进而改变弧形电阻片的阻值，通过该阻值即能够将激光测距仪旋转的角度转变为角度信号；同时通过激光测距仪与单棱镜间的反射激光能够测得激光测距仪与单棱镜间的距离数据；得到该两个数据(角度信号、距离数据)后，将其传输到常规的运算装置，即能够快速计算出控制点的高程；该结构，使高程测算操作简单，无需人工频繁使用水准仪和水准尺来测算，极大降低了人工计算量，减少了工作量；除此外，因避免了人工频繁使用水准仪和水准尺来测算，减小了测算过程中的人为误差，提高了测算准确度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是定点端的结构示意图；

图3是激光测距仪、弧形电阻片和旋转架间的位置和连接结构示意图；

图4是固定螺栓的俯视示意图。

附图中的标记为：1-测量端，11-固定支架ⅰ，111-旋转架，112-支撑竖杆，12-激光测距仪，13-金属滑片，14-弧形电阻片，15-水平仪ⅰ，16-瞄准器，2-定点端，21-固定支架ⅱ，22-单棱镜，23-水平仪ⅱ，3-水工模型，4-控制点，5-固定螺栓，6-锁定螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例。一种水工模型安装放线装置，构成如图1-4所示，包括测量端1和定点端2；所述的测量端1包括固定支架ⅰ11，固定支架ⅰ11上设有能够进行俯仰转动的激光测距仪12，激光测距仪12上固设有金属滑片13，金属滑片13与弧形电阻片14始终接触，所接触的接触点能随激光测距仪12的旋转在弧形电阻片14上变化，固定支架ⅰ11上还安装有水平仪ⅰ15；所述的定点端2包括固定支架ⅱ21，固定支架ⅱ21顶端安装有能够旋转的单棱镜22，单棱镜22用于反射激光测距仪12发射的激光，单棱镜22上安装有用于调平单棱镜22的水平仪ⅱ23；所述的固定支架ⅰ11包括旋转架111，旋转架111与支撑竖杆112连接。

前述的激光测距仪12上还安装有瞄准器16。

前述的瞄准器16可选用红外线激光瞄准器。

前述的支撑竖杆112能够沿其中轴线伸缩。

测量控制点高程时按下述步骤进行：

a.将测量端1的固定支架ⅰ11固定在预设位置，并将固定支架ⅰ11通过水平仪ⅰ15调平；所述的预设位置的选择时，应满足位置固定、高程恒定、视野好等条件(根据水工模型试验室具体情况确定即可)；

b.测算测量端1与水工模型放线参考点(控制点4)高差，具体如下：

b1.从事先确定的模型放线控制点中选取一点作为参考点,该参考点一般为模型槽底部的最高点；

b2.将固定单棱镜22固定支架ⅱ21(呈锥形)紧贴并指向控制点(参见图2),水平仪ⅱ23调平，使用固定螺栓5固定；参见图2；

b3.调平后，将固定支架ⅱ21再锁紧于水工模型3的边墙,此时应确保单棱镜22高于水工模型3的边墙；具体地，使用锁定螺栓6固定，参见图2；

b4.调整激光测距仪12俯仰角θ和转动单棱镜22，使瞄准器16能够定位单棱镜,通过激光测距仪12的反射距离l和俯仰角θ即能计算出预设位置与该控制点高程差；

c.按照步骤b的方法计算出预设位置与参考点的高程差，标记为h0；

d.按照步骤b的方法再次计算出预设位置与其他控制点的高程差hi，i=1,2,…,n；

e.计算控制点与参考点的高程差△hi，

f.查询《模型控制点与参考点高差表》(根据水工模型设计方案预先编制)，并对应控制点的△hi进行比对；

g.比对结果如若一致,重复步骤d～f，进行下一控制点测量；如不一致，则调整水工模型3安装高度,并返回步骤c重新测量。

上述的h0、hi、△hi的相关运算，可通过将俯仰角θ数据信息、反射距离l数据信息传输到相应的常规运算控制装置中，进行常规运算即可实现。通过运算控制装置的计算，可减轻测量过程中的运算量，进而减少工作量和简化操作的繁琐度；相应的连接结构如下：

进行俯仰角θ数据信息采集时，将弧形电阻片14其中一端使用导线连接，再将金属滑片13使用另一导线连接；之后将该两条导线分别连在运算控制装置上，即可实现电阻数据信息的采集；通过电阻数据信息运算控制装置即可计算出相应的俯仰角θ数据信息。

进行反射距离l数据信息采集时，直接将激光测距仪12的信号输出端连入运算控制装置即可。

上述的运算控制装置对俯仰角θ、反射距离l、h0、hi、△hi进行的相关运算所涉及的具体电路结构及软件方法，均为常规方法，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种水工模型安装放线装置，其特征在于：包括测量端（1）和定点端（2）；所述的测量端（1）包括固定支架ⅰ（11），固定支架ⅰ（11）上设有能够进行俯仰转动的激光测距仪（12），激光测距仪（12）上固设有金属滑片（13），金属滑片（13）与弧形电阻片（14）始终接触，所接触的接触点能随激光测距仪（12）的旋转在弧形电阻片（14）上变化，固定支架ⅰ（11）上还安装有水平仪ⅰ（15）；所述的定点端（2）包括固定支架ⅱ（21），固定支架ⅱ（21）顶端安装有能够旋转的单棱镜（22），单棱镜（22）用于反射激光测距仪（12）发射的激光，单棱镜（22）上安装有用于调平单棱镜（22）的水平仪ⅱ（23）；所述的固定支架ⅰ（11）包括旋转架（111），旋转架（111）与支撑竖杆（112）连接。

2.根据权利要求1所述的水工模型安装放线装置，其特征在于：所述的激光测距仪（12）上还安装有瞄准器（16）。

3.根据权利要求1所述的水工模型安装放线装置，其特征在于：所述的支撑竖杆（112）能够沿其中轴线伸缩。

技术总结
本实用新型公开了一种水工模型安装放线装置。包括测量端和定点端；所述的测量端包括固定支架Ⅰ，固定支架Ⅰ上设有能够进行俯仰转动的激光测距仪，激光测距仪上固设有金属滑片，金属滑片与弧形电阻片始终接触，所接触的接触点能随激光测距仪的旋转在弧形电阻片上变化，固定支架Ⅰ上还安装有水平仪Ⅰ；所述的定点端包括固定支架Ⅱ，固定支架Ⅱ顶端安装有能够旋转的单棱镜，单棱镜用于反射激光测距仪发射的激光，单棱镜上安装有用于调平单棱镜的水平仪Ⅱ；所述的固定支架Ⅰ包括旋转架，旋转架与支撑竖杆连接。本实用新型具有操作简单、工作量小的特点。

技术研发人员：梁凯圣;慎东方;朱晓萌;孙伟
受保护的技术使用者：贵州省水利科学研究院
技术研发日：2019.08.26
技术公布日：2020.05.12