一种工程测量电动三角架及快速对中整平方法与流程

本发明属于工程测量技术领域，具体涉及一种工程测量电动三角架及快速对中整平方法。

背景技术：

在土木工程领域，工程测量是隧道、桥梁、公路、建筑等工程中必用的手段和方法。在实际测量中经常由于测量环境较差，大量的测量工作集中在仪器的对中整平上，因此造成测量工作效率低下，精度不高的后果。由此可见，仪器的快速精准地对中整平在工程测量工作中显得尤为重要，它将直接影响着工作人员操作的效率和结果的精度。

目前工程上测量仪器需要操作者进行多次重复的对中整平步骤，才能实现仪器的对中整平，影响工作效率和结果精度。本发明提供了一种快速、精确地实现对中整平的电动三角架及快速对中整平方法。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，提供了一种工程测量快速精确地实现对中整平的电动三角架及快速对中整平方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种工程测量电动三角架包括：测绘仪器(1)、圆水准器(2)、管状水准管(3)、对中器(4)、基座(5)、脚螺旋座紧定螺丝(6)、脚螺旋(7)、圆底板(8)、三角架架头(9)、2个铰接头(10.1、10.2)、三角架腿(11)、2个伺服电机(12.1、12.2)、2个电动伸缩三角架腿(13.1、13.2)，其中，

测绘仪器(1)固定在基座(5)上，用于进行高差、距离和角度测量；圆水准器(2)安装在基座(5)上，用于粗略整平；管状水准器(3)固定在测绘仪器(1)上，用于精确整平；对中器(4)固定在测绘仪器(1)上，用于观察仪器水平旋转轴线(14)是否与控制点(15)对中，脚螺旋座紧定螺丝(6)用于固定脚螺旋(7)，圆底板(8)通过固定螺旋(7)连接三角架架头(9)，2个铰接头(10.1、10.2)分别连接三角架腿(11)和2个电动伸缩三角架腿(13.1、13.2)，2个伺服电机(12.1、12.2)分别固定在2个电动伸缩三角架腿(13.1、13.2)上，电动精确地调节2个三角架腿(13.1、13.2)长度。

一种工程测量电动三角架的快速对中整平方法，包括以下步骤：

步骤(1)、打开三角架，保持三角架架头(9)基本上水平，安装测绘仪器(1)于基座(5)上，基座(5)上的三个脚螺旋(7)的位置与三角架三个铰接头(10)对应；

步骤(2)、固定三角架(11)架腿在预设位置b点，在平面内同时移动电动伸缩三角架腿(13.1和13.2)，使对中器(4)的十字丝与控制点d点重合，即仪器的轴线od指向d点位置，同时分别固定电动伸缩三角架腿(13.1、13.2)脚点a点、c点；

步骤(3)、保持a、b、c三角架腿位置固定，三角架(11)架腿长度固定，分别通过伺服电机(12)精确快速地调整电动伸缩三角架腿(13.1、13.2)，使基座(5)上的圆水准器(2)气泡居中，则仪器的轴线od指向d点的位置不变；

步骤(4)、固定测绘仪器(1)底部基座(5)上的三个脚螺旋(7)的一个高度不变，在平面内水平旋转测绘仪器(1)，使管状水准器(3)的轴线方向平行于基座(5)上三角形的某一边，旋转未固定的脚螺旋(7)，升降脚螺旋(7)的高度，至在该方向上管状水准器(3)气泡居中，同理，调整管状水准器(3)气泡在另一个方向上气泡居中，则管状水准器(3)气泡在任意方向上气泡居中；

步骤(5)、检查测绘仪器(1)上对中器(4)的十字丝与d点重合程度和误差，检查管状水准器(3)气泡在任意方向上的居中程度，完成全部仪器对中整平工作。

作为优选，步骤(2)中，对中器(4)的十字丝与d点距离误差不得超过3毫米。

有益效果

本发明的优点是：

(1)对中整平方法可以一次性完成。

(2)伺服电机调节三脚架腿长度更加精确，节省时间，以保证三角架快速和精确地对中整平，提高工作效率和对中整平的精度。

发明的原理简单，操作方便，它既可以提高仪器对中整平的速度，又能保证对中整平的精度，具有重要的理论价值和工程应用价值。

附图说明

图1是该电动三角架及仪器安装结构示意图；

图2电动三角对中整平示意图；

图3脚螺旋与铰接头对应关系示意图。

其中，1-测绘仪器，2-圆水准器，3-管状水准器，4-对中器，5-基座，6-脚螺旋座紧定螺丝，7-脚螺旋，8-圆底板，9-三角架架头，10.1、10.2-铰接头，11-三角架腿，12.1、12.2-伺服电机，13.1、13.2电动伸缩三角架腿，14-仪器轴线，15-测站点。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例提供一种工程测量电动三角架包括：测绘仪器(1)、圆水准器(2)、管状水准管(3)、对中器(4)、基座(5)、脚螺旋座紧定螺丝(6)、脚螺旋(7)、圆底板(8)、三角架架头(9)、2个铰接头(10.1、10.2)、三角架腿(11)、2个伺服电机(12.1、12.2)、2个电动伸缩三角架腿(13.1、13.2)，其中，

测绘仪器(1)固定在基座(5)上，用于进行高差、距离和角度测量；圆水准器(2)安装在基座(5)上，用于粗略整平；管状水准器(3)固定在测绘仪器(1)上，用于精确整平；对中器(4)固定在测绘仪器(1)上，用于观察仪器水平旋转轴线(14)是否与控制点(15)对中，脚螺旋座紧定螺丝(6)用于固定脚螺旋(7)，圆底板(8)通过固定螺旋(7)连接三角架架头(9)，2个铰接头(10.1、10.2)分别连接三角架腿(11)和2个电动伸缩三角架腿(13.1、13.2)，2个伺服电机(12.1、12.2)分别固定在2个电动伸缩三角架腿(13.1、13.2)上，电动精确地调节2个三角架腿(13.1、13.2)长度。

如图2所示，首先在控制点d周围大致确定一个正三角形，并使三角形中心与控制点d大致重合，脚螺旋(7)与铰接头(10)对应，并将圆底板(8)固定在架头(9)上。将三角架腿(11)脚点固定在预设位置b点，同时调节电动伸缩三角架腿(13.1、13.2)长度，使仪器至便利高，固定三角架腿(11)的长度，通过对中器(4)观察，并使对中器(4)十字丝与控制点d重合。分别固定电动伸缩三角架腿(13.1、13.2)脚点a点、c点，再分别通过伺服电机(12)调节电动伸缩三角架腿(13.1、13.2)长度，使圆水准器(2)气泡居中。固定三个脚螺旋(7)中的一个的高度，分别调节其它二个脚螺旋(7)的高度，使管状水准管(3)分别在对应方向上气泡居中，完成上述步骤即完成仪器对中整平。

本发明实施例还提供一种工程测量电动三角架的快速对中整平方法，适用于各类工程测量仪器的对中整平，包括经纬仪、全站仪、陀螺仪和扫描仪等同类仪器，具体实施步骤如下：

步骤(1)、打开三角架，保持三角架架头(9)基本上水平，调整三角架于便利高，安装测绘仪器(1)于基座(5)上，基座(5)上的三个脚螺旋(7)的位置与三角架三个铰接头(10)对应；

步骤(2)、固定三角架(11)架腿在预设位置b点，在平面内同时移动电动伸缩三角架腿(13.1和13.2)，使对中器(4)的十字丝与控制点d点重合，即仪器的轴线od指向d点位置，对中器(4)的十字丝与d点距离误差不得超过3毫米；

步骤(3)、保持a，b，c三角架腿位置固定，三角架(11)架腿长度固定，分别通过伺服电机(12)精确快速地调整电动伸缩三角架腿(13.1、13.2)，使基座(5)上的圆水准器(2)气泡居中，则仪器的轴线od指向d点的位置不变；

步骤(4)、固定测绘仪器(1)底部基座(5)上的三个脚螺旋(7)的一个高度不变，在平面内水平旋转测绘仪器(1)，使管状水准器(3)的轴线方向平行于基座(5)上三角形的某一边，旋转未固定的脚螺旋(7)，升降脚螺旋(7)的高度，至在该方向上管状水准器(3)气泡居中，同理，调整管状水准器(3)气泡在另一个方向上气泡居中，则管状水准器(3)气泡在任意方向上气泡居中；

步骤(5)、检查测绘仪器(1)上对中器(4)的十字丝与d点重合程度和误差，检查管状水准器(3)气泡在任意方向上的居中程度，完成全部仪器对中整平工作。

方法原理如下：

如图2、3所示，设ob，ab，bc，db，ac的长度固定，a’、b’、c’三点与固定三角架架头(9)单向铰接，三角架架头(9)与仪器(1)是固定在一起，a，b，c，d点位置固定，aa’、bb’、cc’三边延长线相交于o点，od为仪器轴线。

因为，三角架架头(9)与仪器(1)是固定在一起，所以仪器的轴线与架头轴线同线。

因为，a’、b’、c’三点与固定架头(9)单向铰接，所以aa’、cc’的长度决定了架头(9)的平面位置。

因为，ob，ab，bc，db，ac的长度固定，则oa，oc的长度随o点的位置变化而变化，即oa和oc的长度变化影响到o的位置变化，⊿obd，⊿oab，⊿obc成立，只影响到od的长度变化，但不影响od线的存在，即od线是永远存在的。

因为，od线是永远存在，所以，可以调整oa和oc的长度，只改变了od线的长度，⊿obd，⊿oab，⊿obc成立，即od线存在，即仪器的轴线存在，即永远指向d点的位置。设aa’长度固定，则⊿oab固定，oe边长度固定，同理可得，of和om边长度固定。

在⊿abc中，ed，md和fd边长度固定，所以只要od边长度可以变化，od边就永远存在。

设oe边和ed边长度固定，则od边永远存在，同理，可设of与fd边固定，od边永远存在，也可设om与md边固定，od边永远存在。

所以，在空间体oemfd中od边是永远存在的，在空间oabcd体中，od边也是永远存在的，只是长度是变化的。

因为无论改变怎样oa和oc的长度，在空间体oemfd中od边是永远存在的，在空间体oabcd中，od边永远存在，所以改变oa和oc的长度，od边的可以永远指向d点。