一种稳定性高的水准标尺固定装置的制作方法

本实用新型涉及水准标尺固定装置，尤其是涉及一种稳定性高的水准标尺固定装置。

背景技术：

目前，在测绘过程尤其是在高精度的水准测量过程中，一般需要用到水准尺进行水准测量。水准尺是一种标有刻度的木制或者铝制的尺子，一般与水准仪配合使用，用于确定不同的高程。水准尺的长度一般为3至4米，按照其构造的不同可以分为折尺、塔尺和直尺等数种。在使用水准尺进行测量时，一般需要人工用支撑杆将标尺竖立在尺台或者尺桩上，使得标尺上的气泡居中，再使用水平仪进行读数。但是在测量过程中，当标尺底面上沾有泥土或柏油时，标尺与尺台或尺桩的接触面之间的高差发生变化而产生测量误差，降低了测量的精准度。且人工扶尺的劳动强度较大且稳定性较差，在一次校准后容易产生偏差，使得测量精度进一步降低。

现有技术中，公告号为CN204346420U的中国实用新型专利公开了一种稳定性高的水准标尺固定装置，包括底座、支撑腿、龙门架、万向节、微型电机、限位卡盘、圆水准器以及标尺，底座下面均布安装支撑腿，龙门架固装在底座上面，龙门架的横梁上安装一微型电机，该微型电机通过万向节连接标尺，该标尺下部对应的底座上安装限位卡盘，该限位卡盘与标尺配合，圆水准器安装在底座上，本实用新型结构简单、设计科学合理、坚固耐用、稳定性强，有效减少测量误差，降低人工劳动强度。

上述现有技术方案存在以下缺陷：在实际使用的过程中，该标尺悬挂装置的支撑腿无法进行长度调节，从而使得其在凹凸不平的地面上的稳固性较差，容易导致水准尺的测量结果产生偏差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种稳定性高的水准标尺固定装置。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种稳定性高的水准标尺固定装置，包括圆盘状的底座、固定连接在底座上表面的龙门架和固定连接在在底座下表面的支撑脚，所述支撑脚设有三个且在底座下表面边沿位置呈圆周阵列分布，所述龙门架顶部中间位置固定连接有水准尺，所述水准尺顶部安装有一级水平传感器，所述底座中心位置开设有供水准尺穿过的预留孔，所述支撑脚包括有与底座下表面固定连接的气缸，所述气缸的活塞杆连接有尖状的支撑头，所述底座上设有与气缸电连接的电池箱和PLC控制器，所述一级水平传感器与PLC控制器电连接。

通过采用上述技术方案，当固定装置放置在地面上时，支撑脚使得底座可以在地面上固定，一级传感器可以将水准尺顶面的水平度参数传递至PLC控制器中，PLC控制器通过内部芯片将水平度参数处理后转化为对气缸的电控制信号，气缸控制支撑脚的长度发生改变，调整至第一水平传感器所测量的水平度参数达到规定要求，即水准尺处于竖直状态，以满足测量要求。电池箱用于为PLC控制器和气缸供电，电池箱内的电池可以选用太阳能电池，以方便操作人员在户外使用该固定装置。同时，水准尺处于竖直状态时，底座整体也处于水平的状态。底座一般选用密度较高的材料制成，可以使得固定装置的整体重心下移，进一步提高固定装置整体的结构稳定性。

本实用新型进一步设置为，所述底座上表面安装有二级水平传感器，所述二级水平传感器均与电池箱和PLC控制器电连接。

通过采用上述技术方案，二级水平传感器可以对底座的对平度进行测量，一般情况下，龙门架竖直设置在底座上，一级水平传感器和二级水平传感器测量的结果应相同，但是由于固定装置在制造时存在制造误差，一级水平传感器和二级水平传感器的测量结果可能会存在偏差，即水准尺和底座之间可能不是处于完全垂直的状态，此时操作人员可以通过人工调整方式使得水准尺保持竖直状态以提高水准尺的测量精度。

本实用新型进一步设置为，所述支撑头套设在活塞杆上且支撑头与活塞杆之间通过螺纹连接，所述支撑头与活塞杆的连接段的外表面形成有防滑纹路。

通过采用上述技术方案，气缸的调节精度较低，固可以对固定装置的水平度进行粗调，操作人员可以在PLC控制器中设定水平度范围，当PLC控制器检测到一级水平传感器的水平度参数处于该范围时，则控制气缸停止运行。操作人员可以通过转动支撑头来对支撑脚的长度进行调节，以实现对水准尺竖直度的微调，进一步提高测量精度和固定装置整体的结构稳定性。防滑纹路的设置可以增大操作人员手部与支撑头之间的摩擦力，使得调节过程更加省力方便。

本实用新型进一步设置为，所述支撑头与地面接触的一端形成有耐磨金属头，所述水准尺与地面接触的一端形成有耐磨橡胶套。

通过采用上述技术方案，耐磨金属头可以提高支撑头的耐磨性能，耐磨橡胶套可以提高水准尺底部的耐磨性能，减少水准尺因与地面摩擦而发生磨损而使得其整体的测量精度受到不利影响的情况，耐磨金属头和耐磨橡胶套的设置可以有效延长固定装置整体的使用寿命。

本实用新型进一步设置为，所述支撑脚与水平面之间的夹角为30°至45°。

通过采用上述技术方案，可以缩短底座与地面之间的距离，从而使得固定装置整体的重心下移，进一步提高固定装置整体的稳定性。

本实用新型进一步设置为，所述龙门架包括两个以底座中心对称分布固定在底座上表面周沿的竖杆，所述竖杆之间连接有横杆，所述水准尺顶端与横杆中心位置固定连接。

通过采用上述技术方案，水准尺的一端固定在横杆中部，水准尺的另一端穿过预留孔伸向地面，水准尺采用伸缩式的设计，使得水准尺的底部可以与地面抵接以使得水准尺可以正常发挥测量功能。

本实用新型进一步设置为，所述竖杆包括与底座固定连接的固定杆和套设在固定杆上的调节杆，所述固定杆和调节杆之间连通有连接接头，所述连接接头内设有内螺纹，所述调节杆和固定杆相靠近的一端上设有与连接接头配合的外螺纹，所述调节杆顶端与横杆之间铰接。

通过采用上述技术方案，当一级水平传感器和二级水平传感器所测量出的水平度参数差别较大时，则表明两者之间的水平度差别较大，一方面容易导致固定装置整体结构的稳定性不足，另一方面也容易使得水准尺和预留孔之间产生限位作用而对水准尺自身的准度和强度造成影响。操作人员通过手动旋转调节连接接头，可以对竖杆的长度进行微调，从而对横杆的水平度进行微调，直至一级水平传感器和二级水平传感器的测量参数相同，进一步提高该固定装置整体结构的稳定性。

本实用新型进一步设置为，所述底座上设有与PLC控制器电连接的无线信号发射装置。

通过采用上述技术方案，由于一级水平传感器和二级水平传感器之间的距离较远，操作人员难以同时观察两个水平传感器的示数来对固定装置进行水平度的调节。无线信号发射装置可以将一级水平传感器和二级水平传感器的测量参数即时发送到操作人员所携带的手持设备中，使得操作人员可以同时对一级水平传感器和二级水平传感器的示数进行观察，使得调节过程更加方便且更加人性化。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.通过底座、支撑脚、一级水平传感器和PLC控制器的设置，能够起到自动调节固定装置水平度并提高固定装置稳定性的效果；

2.通过支撑头和连接接头的设置，能够起到对横杆和底座的水平度进行微调的效果；

3.通过耐磨金属头和耐磨橡胶套的设置，能够起到延长固定装置使用寿命的效果。

附图说明

图1是本实施例中固定装置的整体结构示意图。

图2是图1中A部的放大示意图。

图中，1、底座；11、预留孔；12、二级水平传感器；13、电池箱；14、PLC控制器；15、无线信号发射装置；2、龙门架；21、竖杆；211、固定杆；212、调节杆；213、连接接头；22、横杆；3、支撑脚；31、气缸；32、支撑头；321、防滑纹路；322、耐磨金属头；4、水准尺；41、一级水平传感器；42、耐磨橡胶套。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种稳定性高的水准标尺固定装置，包括圆盘状的底座1，底座1由密度较高的材料制成，底座1下表面固定连接有支撑脚3，支撑脚3设有三个且在底座1下表面边沿位置呈圆周阵列分布，支撑脚3与水平面之间的夹角为30°至45°，本实施例中，支撑脚3与水平面之间的夹角为30°，可以有效缩短底座1到地面之间的距离，从而使得固定装置整体的中心下移，提高固定装置整体结构的稳定性。

参照图2，支撑脚3包括与底座1下表面固定连接的气缸31和套设在气缸31活塞杆上的支撑头32，支撑头32远离气缸31活塞杆的一端为锥形且支撑头32与气缸31活塞杆之间通过螺纹连接，支撑头32与活塞杆的连接段外表面形成有防滑纹路321。支撑头32的与地面接触的一端形成有耐磨金属头322，耐磨金属头322的设置可以提高支撑头32的耐磨性能，从而起到延长固定装置整体使用寿命的效果。

参照图1，底座1上安装有无线信号发射装置15、二级水平传感器12、PLC控制器14和电池箱13。二级水平传感器12可以用来测量底座1表面的水平度、PLC控制器14与二级水平传感器12电连接，PLC控制器14与各支撑脚3气缸31的控制端电连接，电池箱13用于为PLC控制器14和气缸31供电。本实施例中，为方便该固定装置在户外使用，电池箱13内的电池可以选用太阳能电池，PLC控制器14选用S7-200系列PLC控制器。

参照图1，底座1上表面安装有龙门架2，龙门架2包括两个以底座1中心对称分布在底座1上表面周沿的竖杆21，竖杆21包括与底座1固定连接的固定杆211和与固定杆211连接的调节杆212，固定杆211和调节杆212之间连接有连接接头213，连接接头213内部设有内螺纹，调节杆212和固定杆211靠近的一端上设有与连接接头213配合的外螺纹。两个调节杆212顶端之间铰接有横杆22，横杆22的中间部分固定连接有竖直设置的水准尺4，底座1中心位置开设有供水准尺4穿过的预留孔11，本实施例中，预留孔11为圆孔，且预留孔11的直径为水准尺4底面长的1.5倍，且水准尺4采用伸缩式的水准尺4，使得水准尺4的底部可以与地面直接抵接以使得水准尺4可以正常发挥测量功能。水准尺4顶部安装有一级水平传感器41，一级水平传感器41与PLC控制器14电连接。水准尺底部套设有耐磨橡胶套42（参照图2），可以有效提高水准尺4底部的耐磨性能，减少水准尺4底部与地面之间发生的磨损，从而提高水准尺4的测量精度并延长固定装置整体的使用寿命。

本实施例的实施原理为：固定装置放置在地面上时，支撑脚3使得底座1可以在地面上固定，由于底座1采用密度较大的材料制作而成故其重量较大，可以使得固定装置的整体重心下移，进一步提高固定装置整体结构的稳定性。二级传感器将底座1的水平度参数传递至PLC控制器14，PLC控制器14通过内部芯片将水平度参数处理转化为对气缸31的电控制信号，气缸31控制支撑脚3的长度发生改变，调整至第二水平传感器所测量的底座1的水平度处于规定的范围内，即水准尺4处于竖直状态。气缸31的调节精度较低，固可以对固定装置的水平度进行粗调，操作人员可以在PLC控制器14中设定水平度范围，当PLC控制器14检测到一级水平传感器41的水平度参数处于该范围时，则控制气缸31停止运行。操作人员可以通过转动支撑头32来对支撑脚3的长度进行调节，以实现对水准尺4竖直度的微调，进一步提高测量精度和固定装置整体的结构稳定性。防滑纹路321的设置可以增大操作人员手部与支撑头32之间的摩擦力，使得调节过程更加省力方便。

一级水平传感器41可以对水准尺4顶部的水平度进行测量，一般情况下，龙门架2竖直设置在底座1上，一级水平传感器41和二级水平传感器12测量的结果应相同，但是由于固定装置在制造时存在制造误差，一级水平传感器41和二级水平传感器12的测量结果可能会存在偏差，即水准尺4和底座1之间可能不是处于完全垂直的状态，当一级水平传感器41和二级水平传感器12所测量出的水平度参数差别较大时，则表明两者之间的水平度差别较大，一方面容易导致固定装置整体结构的稳定性不足，另一方面也容易使得水准尺4和预留孔11之间产生限位作用而对水准尺4自身的准度和强度造成影响。操作人员通过手动旋转调节连接接头213，可以对竖杆21的长度进行微调，从而对横杆22的水平度进行微调，直至一级水平传感器41和二级水平传感器12的测量参数相同，进一步提高该固定装置整体结构的稳定性。

在进行水准尺4的竖直度和底座1的水平度调节时，一级水平传感器41和二级水平传感器12之间的距离较远，操作人员难以同时观察一级水平传感器41和二级水平传感器12的示数来对固定装置进行水平度的调节。无线信号发射装置15可以将一级水平传感器41和二级水平传感器12的测量参数即时发送到操作人员所携带的手持设备中，使得操作人员可以同时对一级水平传感器41和二级水平传感器12的示数进行观察，使得调节过程更加方便且更加人性化。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。