一种便携式地表粗糙度仪的制作方法

本申请涉及地表粗糙度测量技术领域，尤其涉及一种便携式地表粗糙度仪。

背景技术：

地表粗糙度是描述地表微地貌形态变化的重要参数之一。按照粗糙度的变化规律，可分为有向粗糙度和随机粗糙度两类。有向粗糙度具有一定的分布规律，如农田中由于种植活动形成的地垄，按一定方式排列堆积的工程堆积体等，可用垄/堆积体的高度、方向、间距等描述。随机粗糙度是无规律的地表微起伏，用地表起伏高度的标准偏差表示。测针式地表粗糙度仪是一种接触式测量仪器，它具有原理简单，易于操作，适用于复杂地形条件等特点，至今仍广泛应用于地表粗糙度测量。

现有采用测针法测定地表粗糙度的技术方案中，通常存在以下问题：(1)粗糙度仪框架通常为四边形或者三角形，部分设计的框架可拆卸，然而由于体积和自重较大，搬运和操作均比较费时，测定效率较低。(2)粗糙度仪框架的支架，高度多不可调节，有些设计改造为部分支架高度可调节，无论哪种形式，对于地形较复杂的测试环境，粗糙度仪的架设无法完全水平，从而导致测量存在误差。(3)现有粗糙度仪中，测针通常采用钢针，在测针末端设计盖帽以减小对地面的破坏，然而钢针自重较大，对于较脆弱的测试表面，比如松散堆积物、翻耕后地表等，钢针极易穿透地表，不仅造成对测试面的破坏，也导致测试数据不准确。

因而，需要一种携带方便，且可依据地形情况调节粗糙度仪支架，保证支架水平的粗糙度仪，提高测量的准确性。

技术实现要素：

本申请提供了一种便携式地表粗糙度仪，以解决粗糙度仪不方便搬运、操作，对多种地形不适应，测量结果误差大等问题。

一种便携式地表粗糙度仪，包括：沿竖向设置的两根主支撑架，两根所述主支撑架的相向内侧设置有上下水平分布的上横杆和下横杆，所述上横杆和所述下横杆上对应设有上通孔和下通孔，每根升降探针穿过所述上通孔和所述下通孔，并通过所述升降探针上端的挡头搭设在所述上横杆上，所述升降探针下端的探针头包覆设有外包层，所述外包层最大的横截面积最大大于所述下通孔的截面积；所述升降探针与所述上通孔、所述下通孔为间隙配合；

所述上横杆的两端均通过铝合金直线导轨滑块与所述主支撑架滑动连接；所述下横杆固定设置在两根所述主支撑架之间；两根所述主支撑架的相向外侧均在预设位置处设有两根支腿；所述主支撑架、两根所述支腿均为可伸缩式结构，三者能形成三脚架；

还包括基板，所述基板固定设置在两根所述主支撑架之间，与所述升降探针形成前后排，所述基板靠近所述升降探针的表面设置有标识层；

所述主支撑架、所述上横杆、所述下横杆、所述支腿、所述基板均采用铝合金材质制作而成；所述升降探针采用钛合金材质制作而成。

可选的，所述支腿的横截面呈U型或C型，底部设有折边，同一位置处的其中一根所述支腿能部分包覆在另一根所述支腿的内腔。

可选的，还包括加强杆，所述加强杆设置在两根所述主支撑架的相向内侧的最上端，采用铝合金材质制作而成。

可选的，所述加强杆上设有水平尺。

可选的，所述铝合金直线导轨滑块上设置有刻度。

可选的，所述外包层为黑色的橡皮盖帽，所述标识层为白色。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

与现有技术相比，本申请提供的一种便携式地表粗糙度仪，包括：沿竖向设置的两根主支撑架，两根主支撑架的相向内侧设置有上下水平分布的上横杆和下横杆，升降探针穿过上横杆、下横杆上的通孔，并通过升降探针上端的挡头搭设在上横杆上，升降探针与上通孔、下通孔为间隙配合，升降探针下端的探针头包覆设有外包层。上横杆的两端均通过铝合金直线导轨滑块与主支撑架滑动连接，下横杆固定设置在两根主支撑架之间，两根主支撑架的相向外侧设有两根支腿，主支撑架、两根支腿均为可伸缩式结构，三者能形成三脚架。基板固定设置在两根主支撑架之间，与升降探针形成前后排，基板靠近升降探针的表面设置有标识层。主支撑架、上横杆、下横杆、支腿、基板均采用铝合金材质制作，升降探针采用钛合金材质制作。主支撑架、支腿的可伸缩性设计，可适用多种地形，根据实际情况调节粗糙度仪，保证支架水平，提高测量精度；铝合金、钛合金材质轻且耐用，可大幅减轻粗糙度仪的自重，实现搬运、操作的方便性。支腿截面呈U型或C型，在不使用时，可将一根支腿收在另一根支腿的内腔，减少空间占用率，同时可减少支腿的磨损，支腿底部的折边可使得粗糙度仪在使用时更加稳定。加强杆可加强两根主支撑架的连接，其上端还可设置水平仪，方面支架主体的水平定位。铝合金直线导轨滑块上设有刻度，方便随时记录数值。探针头上设置的外包层为避免对地表产生破坏，设有黑色的橡皮盖帽，可以基板上的白色表示层形成鲜明的对比，方便拍照取证的可读性。本申请提供的一种便携式地表粗糙度仪，支架主体自重轻，方便搬运和操作，稳定可靠，测量准确，可方便调节支架局部的高度，保证支架主体的水平，能够适用复杂地形环境，对地面损坏小。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的便携式地表粗糙度仪的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的支腿布置示意图。

附图标记说明：1、主支撑架；101、支腿；102、加强杆；2、上横杆；3、下横杆；4、升降探针；401、挡头；402、探针头；5、铝合金直线导轨滑块；6、基板。

具体实施方式

请参考附图1，该图示出了本申请实施例提供的便携式地表粗糙度仪的结构。

一种便携式地表粗糙度仪，包括：沿竖向设置的两根主支撑架1，两根主支撑架1的相向内侧设置有上下水平分布的上横杆2和下横杆3，上横杆2和下横杆3上对应设有上通孔和下通孔，每根升降探针4穿过上通孔和下通孔，并通过升降探针4上端的挡头401搭设在上横杆2上，升降探针4下端的探针头402包覆设有外包层，外包层最大的横截面积大于下通孔的截面积；升降探针4与上通孔、下通孔为间隙配合。

上横杆2的两端均通过铝合金直线导轨滑块5与主支撑架1滑动连接；下横杆3固定设置在两根主支撑架1之间；两根主支撑架1的相向外侧均在预设位置处设有两根支腿101；主支撑架1、两根支腿101均为可伸缩式结构，三者能形成三脚架。

还包括基板6，基板6固定设置在两根主支撑架1之间，与升降探针4形成前后排，基板6靠近升降探针4的表面设置有标识层。

主支撑架1、上横杆2、下横杆3、支腿101、基板6均采用铝合金材质制作而成；升降探针4采用钛合金材质制作而成。

本申请实施例提供的粗糙度仪中，支架主体包括主支撑架1、上横杆2、下横杆3、支腿101、基板6。其中，主支撑架1为空心方管状，或者其横截面呈U型、C型，底部设有折边或底部呈楔形面，折边是可使主支撑架1放置在地表上部，楔形面则可使主支撑架1方便嵌入地面。两根主支撑架1的相向内侧均设置有铝合金直线导轨滑块5，上横杆2的两端通过铝合金直线导轨滑块5与主支撑架1垂直，并可在铝合金直线导轨滑块5上滑动连接，上横杆2的下部设有下横杆3，下横杆3不与铝合金直线导轨滑块5中的滑块部分接触。

上横杆2与铝合金直线导轨滑块5中的滑块连接，滑块在导轨上移动至设定位置后，可通过卡紧结构固定。在使用时，根据对地面初步的判断，将上横杆2的高度设置在合适范围内，调节卡紧结构，即可将上横杆2固定。

铝合金直线导轨滑块5质量较轻，可降低粗糙度仪的自重。

下横杆3的两端可通过焊接方式固定设置在主支撑架1的预设位置处，该位置同时限制上横杆2带动升降探针4上升至最高位置时，升降探针4在上横杆2和下横杆3之间不受拉力。

上横杆2和下横杆3上均设有通孔，分别为一一对应的上通孔和下通孔，升降探针4穿过上通孔、下通孔后与水平面垂直。升降探针4与上通孔、下通孔均为间隙配合，通孔的尺寸略大于升降探针4的外径，差值优选1～2mm，这样不仅可以方便穿设升降探针4，同时可以在测量过程中，方便不同升降探针4的上下自由移动。升降探针4的上端设有挡头401，该挡头401的截面积大于上通孔的截面积，保证升降探针4可搭设在上横杆2上。

挡头401采用尼龙材质或软木材质制作。尼龙材质和软木材质较轻，可降低粗糙度仪自身重量。升降探针4的探针头402外包覆有外包层，外包层可全部包裹探针头402或部分包裹。外包层全部包裹探针头402时，外包层不仅需要满足耐磨性要求，同时需要具备可识别度；外包层为部分包裹探针头402时，外包层可仅满足耐磨性要求，但探针头402需具备可识别度。此处可识别度指在颜色上需鲜明亮丽，能与标识层形成鲜明对比。

外包层截面积最大处大于下通孔的截面积，可保证升降探针4在测量过程中不会脱离下通孔，从而保证升降探针4的垂直度。并且，外包层还可用于包护地表，以防探针头402对地表造成破坏，在外包层上设置辨识度高的颜色层，方便后续拍照取证和识别。

如图2所示，两根主支撑架1的相向外侧、靠近中下部位置处，均设有两根支腿101，两根支腿101设置为组合式的，且为可拆卸式。两根支腿101具有公共端，支腿101组合在公共端处通过螺栓连接等方式固定在主支撑架1上，在不使用的时候可和支架主体分开。并且，支腿101在不使用时，可收成一体，占用空间小。主支撑架1、支腿101均为可伸缩式结构，可实现对任意一个部分的单独调节，以保证支架主体的水平度。

在使用过程中，可利用水平尺放置在上横杆2的上方，辅助判断支架主体是否达到水平状态。

本申请实施例提供的粗糙度仪还包括基板6，基板6固定在两根主支撑架1之间，与升降探针4形成前后排，两者之间的间距取30～60mm。基板6靠近升降探针4的一侧表面设有标识层，该标识层主要用于与外包层形成对比，方面拍照取证，基板6的尺寸需保证升降探针4在测量过程中，在高度方向上处于任意位置时，均能与探针头402形成对比。

为了减轻粗糙度仪的自重，主支撑架1、上横杆2、下横杆3、支腿101、基板6均采用铝合金材质制作而成；升降探针4采用钛合金材质制作而成。铝合金、钛合金的质量轻，在整体上降低了粗糙度仪的自重，方便搬运。

本申请实施例提供的便携式地表粗糙度仪，支架主体的总宽度为620mm，不包括支腿101伸长时总高度为800mm；上横杆2上均匀布置上通孔，每相邻两个上通孔间距为10mm，共计50个间距；铝合金直线导轨滑块5的边距为50mm，长度为500mm；升降探针4的总长度为400mm，包括挡头401和探针头402总长为500mm；基板6的高度为450mm，厚度为2～5mm；支腿101长度范围500～700mm。

需要说明的是，以上粗糙度仪的相关尺寸并不是限定的。

本申请实施例提供的一种便携式地表粗糙度仪，起支撑作用的结构为三脚架结构，具有较好的稳定性，并且三脚部分可根据实际地表情况，进行独立调节，能够使用复杂地形环境，确保支架主体的水平度，保证测量的准确性。支架主体采用铝合金材质，升降探针4采用钛合金材质，可降低粗糙度仪的自重，粗糙度仪的整体占用空间面积小，方便搬运。升降探针4的探针头402外包覆设置的外包层对地表层破坏程度小，且外包层与基板6上的标识层能形成鲜明对比，方便拍照取证、识别。

可选的，支腿101的横截面呈U型或C型，底部设有折边，同一位置处的其中一根支腿101能部分包覆在另一支腿101的内腔。

支腿101的作用是与主支撑架1形成三脚架，提高支架主体的稳定，同时为了减轻粗糙度仪的自重，在保证稳定性的提前下，支腿101的横截面呈U型或C型。两根支腿101具有公共端，公共端处有公共轴，两根支腿101均可绕公共轴转动，从而实现支腿101组合在收起时，有重合的部分，即两根支腿101可相互收在对方的内腔中，可减少空间占用。

支腿101底部设有折边，能帮助支架主体更好的固定在地表上，可伸缩式结构随时调节不同支腿101的高度，保证上横杆2能够水平。

可选的，还包括加强杆102，加强杆102设置在两根主支撑架1的相向内侧的最上端，采用铝合金材质制作而成。

为保证支架主体的稳定性，可在两根主支撑架1相向内侧的最上端设置一根加强杆102，加强杆102通过焊接或螺纹连接方式与主支撑架1固定连接。

为了不影响升降探针4的正常升降，加强杆102与上横杆2呈错位设置，不影响升降探针4的上下移动，且方便升降探针4的穿设。加强杆102也采用铝合金材质制作，可以为方管状、角钢状、槽钢状中的任意一种。

可选的，加强杆102上设有水平尺。

在加强杆102上设置水平尺，水平尺可与加强杆102设置为一体形式，在支架主体的定位过程中，可直接通过参考该水平尺判断支架主体是否与水平面保持平行，无需附加的水平判断工具。

可选的，铝合金直线导轨滑块5上设置有刻度。

铝合金直线导轨滑块5上设置刻度，以方便工作人员初步判断上横杆2与地表之间的距离。

可选的，外包层为黑色的橡皮盖帽，标识层为白色。

外包层的作用一方面是保证探针头402不会破坏地表面，另一方面在外包层上设置颜色，与标识层颜色形成对比，可在后续处理照片时，方便观察。

此处选用黑色的橡皮盖帽套在探针头402上，基板6上的标识层选用白色，对比效果较为明显，更加方便观察、判断。

本申请实施例提供的便携式地表粗糙度仪，自重轻，稳定性好，易操作，方便搬运，测量准确，对地表无破坏力，能够适应多种地形，具有较好的实用性。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。