一种机械式水平测量仪的制作方法

本发明涉及建筑施工的水平测量技术领域，具体为一种机械式水平测量仪。

背景技术

在施工中经常需要进行水平测量，现有水准仪有微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪，数字水准仪等。在井下掘进设备安装时，若使用以上几种水准测量仪，由于井下光线较暗，不便于操作测量，同时由于井下环境的因素，电子或光学类水准仪经常会发生故障，延长了安装周期，其次，现有的几种水准测量仪价格均较高，增大了施工成本。

鉴于以上原因，实有必要设计一种机械式水平测量仪，解决现有测量仪不能在负责环境中使用的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种机械式水平测量仪，其原理是利用单摆铅球自身的重力作用，通过铅球的摆动带动测量仪内部齿轮传动系统，测出施工水平面的倾斜角度，其精度可达到分级。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种机械式水平测量仪，包括壳体，以及水平设置在壳体中的度指针轴、分指针主动轴和分指针从动轴，度指针轴和分指针从动轴的端部对应设置度指针和分指针；

度指针轴上设置摆杆，测量时摆杆能够在重力的作用下带动度指针轴转动，度指针轴上设置有度指针齿轮；分指针主动轴上设置有分指针内齿轮和分指针齿轮，分指针齿轮与度指针齿轮啮合，分指针从动轴上设置有分指针外齿轮，分指针外齿轮与分指针内齿轮啮合；度指针轴与分指针从动轴的传动比为1:60。

可选的，还包括设置在壳体中的传动轴，传动轴上设置有传动轴大齿轮和传动轴小齿轮，传动轴小齿轮与度指针齿轮啮合，传动轴大齿轮与分指针齿轮啮合。

可选的，所述度指针轴、传动轴、分指针主动轴和分指针从动轴的传动比为1:5:20:60。

可选的，所述度指针齿轮、传动轴小齿轮、传动轴大齿轮、分指针齿轮、分指针内齿轮和分指针外齿轮均为直齿圆柱齿轮，模数为m＝1，齿宽均为b＝5mm，压力角均为20°。

可选的，所述度指针齿轮的齿数z1＝100；传动轴小齿轮的齿数z2＝20；传动轴大齿轮的齿数z3＝100；分指针齿轮的齿数z4＝25；分指针内齿轮的齿数z5＝60；分指针外齿轮的齿数z6＝20。

可选的，所述度指针和分指针设置在壳体的外侧，壳体上对应设置有度刻度盘和分刻度盘。

可选的，所述壳体中还设置有挡杆，用于限制摆杆的转动角度，摆杆的转动角度为±90°。

可选的，所述壳体包括外壳和盖板，所述度指针和分指针位于盖板的外侧。

可选的，所述盖板为透明材料制成。

可选的，所述摆杆的下端还设置有铅球。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

该机械式水平测量仪，包括壳体以及设置其内部的度指针轴、分指针主动轴和分指针从动轴，当水平测量仪进行水平面测量时，只需将测量仪放置在测量面上，摆杆在重力作用下，始终保持垂直向下，从而通过度指针轴带动度指针和度指针齿轮转动，而度指针齿轮又通过分指针主动轴带动分指针从动轴转动，从而带动分指针一起转动，通过观察指针数据即可完成测量，该测量仪通过准确的传动比实现水平面的测量，其精度达到分，其结构简单，体积小，便于携带。

进一步在透明的盖板上设置刻度盘，便于观察测量的数值，同时能够观测齿轮的啮合状态，便于维护。

进一步在摆杆的下端设置铅球，提高摆杆的灵敏度，进而提高测量的准确性。

附图说明

图1为测量仪的外形图；

图2为测量仪的指针结构示意图；

图3为盖板的结构示意图；

图4为测量仪的内部结构示意图；

图5为测量仪传动系统的装配图；

图6为传动系统的主视图；

图7为传动系统的左视图。

图中：1、壳体；2、外壳；3、分指针；4、分刻度盘；5、度指针；6、度刻度盘；7、盖板；8、挡杆；9、铅球；10、度指针齿轮；11、度指针轴；12、传动轴小齿轮；13、传动轴；14、传动轴大齿轮；15、分指针齿轮；16、分指针主动轴；17、分指针内齿轮；18、分指针外齿轮；19、分指针从动轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图1所示，一种机械式水平测量仪，包括壳体1、分指针3、度指针5、铅球9、度指针轴11、分指针主动轴16和分指针从动轴19；

其中，该壳体1包括外壳2以及安装在其正面的盖板7，外壳2为一侧开口的矩形盒子，盖板7扣装在外壳2的开口侧，将外壳2封闭。

如图3所示，盖板7由透明的硬塑料材料制成，因此可以非常直观的看到壳体1中齿轮的传动状态，便于维护。

壳体1的内部自下而上依次水平安装度指针轴11、传动轴13和分指针主动轴16和分指针从动轴19，并位于同一垂直线上；度指针轴11、传动轴13和分指针主动轴16和分指针从动轴19的一端均与盖板连接，另一端与外壳2的底板连接。

如图2所示，度指针轴11上依次安装度指针5、度指针齿轮10和铅球9，度指针5固定安装在度指针轴11的端部，并位于盖板7的外侧，盖板7上设置有度刻度盘6，度刻度盘6的指示范围为±90°。度指针齿轮10和铅球9位于壳体1的内部。铅球9通过摆杆与度指针轴11固连，在重力的作用下位于度指针轴11的下方。

如图4所示，度指针轴11水平方法的两侧还分别设置有挡杆8，防止铅球9转过超过90°。

铅球9通过摆杆与度指针轴11连接，摆杆分别与铅球9和度指针轴11焊接。

如图5-7所示，传动轴13上固连有传动轴大齿轮14和传动轴小齿轮12，传动轴小齿轮12与度指针齿轮10啮合。

分指针主动轴16上固连有分指针内齿轮17和分指针齿轮15，分指针内齿轮17靠近盖板的一侧，分指针齿轮15与传动轴大齿轮14啮合。

分指针从动轴19上固定设置有分指针外齿轮18，分指针外齿轮18与分指针内齿轮17啮合；分指针从动轴19的端部还固定安装有分指针3，分指针3位于盖板7的外侧，盖板7上设置有分刻度盘4，由于表示分指针3指示的数值。

其中，度指针齿轮10、传动轴小齿轮12、传动轴大齿轮14、分指针齿轮15、分指针内齿轮17和分指针外齿轮18均为直齿圆柱齿轮，模数为m＝1，齿宽均为b＝5mm，压力角均为20°。

度指针齿轮10的齿数z1＝100；

传动轴小齿轮12的齿数z2＝20；

传动轴大齿轮14的齿数z3＝100；

分指针齿轮15的齿数z4＝25；

分指针内齿轮17的齿数z5＝60；

分指针外齿轮18的齿数z6＝20。

当水平测量仪放置在测量面时，铅球9在重力作用下，始终保持垂直向下，铅球带动度指针轴转动，度指针轴11带动度指针5以及度指针齿轮10转动，而度指针齿轮10又通过传动轴小齿轮12带动传动轴13转动，传动轴13带动传动轴大齿轮14转动，传动轴大齿轮14带动分指针齿轮15转动，分指针齿轮15通过分指针主动轴16带动分指针内齿轮17转动，分指针内齿轮17从而带动分指针3一起转动，实现测量面的水平测量。

齿轮传动比计算如下：

i16＝z2*z4*z6/z1*z3*z5＝20*25*20/100*100*60＝1/60

i16是为度指针齿轮10与分指针外齿轮之间的传动比。

因此，度指针齿轮10每转动1圈，分指针内齿轮17需转动60圈，也即度指针5每旋转1°，分指针3旋转1/6周，即就是旋转60°，若反馈到4上就是60'，从而实现了水平测量仪的分级精度。又根据齿轮传动系统齿轮传动方向的判断，度指针5与分指针3的旋转方向是一致的。从而很方便数据读取。

该机械式水平测量仪通过准确的传动比实现水平测量，能够满足井下掘进设备安装水平测量所需要的精度要求，并且不要传动较大的扭矩，所有齿轮均可以采用塑料制作，因此成本低，携带方面，而且该水平测量仪体积小、操作简单方便，工人可随身携带或长时间置于井下，适用于分级的所有工程水平面的水平测量，制造成本低廉，具有比较大的市场价值。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。