一种用于测量坡度并具备电子实时显示坡度数值的工具的制作方法

1.本实用新型涉及工程测量技术领域，具体涉及一种用于测量坡度并具备电子实时显示坡度数值的工具。


背景技术：

2.传统边坡坡度测量使用gps或全站仪，测量坡顶和坡脚的水平距离及高差，利用高差/水平距离得到坡度。存在的不足之处：
3.(1)需要测量前的准备工作：需要gps基准站等仪器的加设、全站仪定向设站等。
4.(2)测量过程繁琐：需要执尺人在坡顶、坡脚分别测量一次，才能得到结果。
5.(3)测量的结果需要内业处理，分别从仪器中得到高差和水平距离视距，再进行相除，不能直接显示。
6.(4)该测量方法不具备远距离测量坡度的能力。


技术实现要素：

7.本新型提供了一种用于测量坡度并具备电子实时显示坡度数值的工具，目的是解决现有技术中(1)-(4)所述的问题。
8.为达到上述目的，本新型所采用的技术方案是：
9.一种用于测量坡度并具备电子实时显示坡度数值的工具，包括水平尺、滑动套接在水平尺上的刻度识别器，所述的刻度识别器侧端嵌设有单片机，在单片机的外侧设置有显示屏，所述的刻度识别器底端沿垂直于水平尺的方向设有立杆，所述的水平尺外表面的上部沿刻度方向设有电阻带，下部沿刻度方向设有铜带，所述的铜带的前端与电阻带电连接，所述的刻度识别器通过铜带与电阻带电连接，所述的水平尺上沿电阻带的起点至终点设有刻度线，所述的刻度识别器通过单片机与显示屏电连接。
10.优选的，所述的水平尺的顶部和底端均设有直线滑槽，所述的刻度识别器的上下端分别嵌设有贯穿刻度识别器内部的滚轮，并通过滚轮与2个直线滑槽滑动连接，在刻度识别器的顶部还设有贯穿刻度识别器内部并用于与顶部的直线滑槽锁紧的定位螺栓。
11.优选的，所述的刻度识别器与水平尺构成电阻式位移传感器结构，所述的电阻式位移传感器结构电连接有电源，所述的显示屏下方所在的刻度识别器外表面还设有控制面板，所述的控制面板上设有开关按钮、立杆杆长度调节按钮、坡度显示模式按钮、置零按钮。
12.优选的，所述的立杆为电动伸缩杆或者机械式伸缩杆结构，所述的电动伸缩杆通过导线与单片机电连接，所述的机械式伸缩杆结构采用可伸缩结构或者拼装式结构控制立杆的总长度。
13.优选的，还包括底座，所述的水平尺侧表面设有气泡水平仪，所述的底座的底部设有可调高支撑脚，底座的上表面沿垂向设有支撑杆，支撑杆的顶端设有平台，所述的立杆的下端与平台上表面固定连接，所述的立杆与平台上表面垂直设置，在立杆的底部及水平尺的端部分别设有第一激光测距传感器和第二激光测距传感器，所述第一激光测距传感器和
第二激光测距传感器分别通过导线与单片机电连接。
14.优选的，所述的立杆底端朝向水平尺的方向开设有第一安装孔，所述的第一安装孔内固定有第一激光测距传感器，所述的第一激光测距传感器沿垂直于立杆轴线的方向发射第一激光线，所述的第一激光线的起点与立杆的底端中心点相交；所述的水平尺的端部开设有第二安装孔，第二安装孔内设有第二激光测距传感器，第二激光测距传感器发射的第二激光线穿过第二安装孔并沿着垂直于立杆的方向延伸，第二激光线的起点与水平尺的0刻度线对齐，且第二激光线与第一激光线的轴线位于同一立面内。
15.优选的，所述的支撑杆为第一电动推杆，所述平台上设有第一电动推杆操控按钮。
16.优选的，所述的底座的下端绕轴线均匀分布有3个可调高支撑脚。
17.优选的，所述的可调高支撑脚包括沿纵向设置于底座下表面的第二电动推杆以及连接于第二电动推杆底端的万向轮，所述的单片机通过导线与各个第二电动推杆电连接，所述的底座的上表面设有倾角传感器，所述的倾角传感器与单片机通过导线信号连接。
18.本新型一种用于测量坡度并具备电子实时显示坡度数值的工具的有益效果为：
19.本新型测量坡度操作简单方便，可提高测量效率，简化操作程序，降低工作量，坡度值可实时显示，不需要人工计算。同时，本新型通过改进，还可以远距离测量坡面的坡度值，为工程实践提供了便利。
附图说明：
20.图1、本新型一种实施方式的正面结构示意图；
21.图2、本新型一种实施方式的实施原理示意图；
22.图3、本新型一种实施方式的侧面结构示意图；
23.图4、本新型另一种实施方式的正面结构示意图；
24.图5、本新型另一种实施方式的实施原理示意图；
25.1、水平尺；2、刻度识别器；3、滚轮；4、立杆；5、显示屏；6、定位螺栓；7、直线滑槽；8、电阻带；9、铜带；10、气泡水平仪；11、坡面；12、底座；13、支撑杆；14、第二电动推杆；15、万向轮；16、平台；17、第一激光测距传感器；18、第一安装孔；19、第二激光测距传感器；20、第二激光线；21、第一激光线。
具体实施方式：
26.以下所述，是以阶梯递进的方式对本新型的实施方式详细说明，该说明仅为本新型的较佳实施例而已，并非用于限定本新型的保护范围，凡在本新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本新型的保护范围之内。
27.本新型的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本新型的限制。
28.实施例1：
29.一种用于测量坡度并具备电子实时显示坡度数值的工具，如图1-3所示，包括水平尺1、滑动套接在水平尺1上的刻度识别器2，所述的刻度识别器2侧端嵌设有单片机(图中未
画出)，在单片机的外侧设置有显示屏5，所述的刻度识别器2底端沿垂直于水平尺1的方向设有立杆4，所述的水平尺1外表面的上部沿刻度方向设有电阻带8，下部沿刻度方向设有铜带9，所述的铜带9的前端与电阻带8电连接，所述的刻度识别器2通过铜带9与电阻带8电连接，所述的水平尺1上沿电阻带的起点至终点设有刻度线，所述的刻度识别器2通过单片机与显示屏5电连接。
30.如图1、3所示，所述的水平尺1的顶部和底端均设有直线滑槽7，所述的刻度识别器的上下端分别嵌设有贯穿刻度识别器内部的滚轮3，并通过滚轮3与2个直线滑槽7滑动连接，在刻度识别器的顶部还设有贯穿刻度识别器内部并用于与顶部的直线滑槽7锁紧的定位螺栓6。
31.如图1-3所示，所述的刻度识别器2与水平尺1构成电阻式位移传感器结构(电阻式位移传感器为现有技术，本新型未述及内容以现有方案解决)，所述的电阻式位移传感器结构电连接有电源，所述的显示屏5下方所在的刻度识别器2外表面还设有控制面板，所述的控制面板上设有开关按钮、立杆杆长度调节按钮、坡度显示模式按钮、置零按钮。
32.如图1-3所示，所述的立杆4为电动伸缩杆或者机械式伸缩杆结构，所述的电动伸缩杆通过导线与单片机电连接，所述的机械式伸缩杆结构采用可伸缩结构或者拼装式结构控制立杆的总长度。
33.本实施例中，刻度识别器2与水平尺1构成电阻式位移传感器结构，当水平尺在刻度识别器内移动时，电阻信号转换成位移信号并通过显示屏显示，不同的电阻值代表了水平尺前端至刻度识别器之间的不同距离。其中，立杆为电动伸缩杆时，通过立杆杆长度调节按钮可在单片机的控制下调节立杆的长度，当立杆为机械式伸缩杆结构时，应按照立杆杆长度调节按钮选定的数值调节立杆的长度，拼装式结构指的是多个杆段通过机械连接的方式拼装成一个完整的立杆，通过拆卸杆段使其总长度符合设定长度标准。在实际使用中，水平尺的长度可为2m，而立杆的长度调节范围可为0.1m、0.5m、1m。
34.具体使用原理，参见图2所示，将立杆底部与坡面相抵，调节水平尺位于水平姿态，然后移动水平尺，使其端部与坡面相抵，通过定位螺栓锁紧刻度识别器，这时候刻度识别器将水平尺的位移长度(水平尺端部至刻度识别器之间的距离，实际设定时，可通过设定立杆的顶端位置，使该位移长度为刻度尺端部距离立杆之间的水平距离)发送给单片机，单片机根据立杆的长度(即高点和低点的高度差)除以该水平位移长度(即高点和低点的水平距离)，即得到坡度数据，坡度数据在显示屏上显示，显示屏上还可以显示测量时立杆的长度。
35.实施例2：
36.在实施例1的基础上，本新型进一步改进为：
37.如图4、5所示，还包括底座12，所述的水平尺1侧表面设有气泡水平仪10，所述的底座12的底部设有可调高支撑脚，底座12的上表面沿垂向设有支撑杆13，支撑杆13的顶端设有平台16，所述的立杆4的下端与平台16上表面固定连接，所述的立杆4与平台16上表面垂直设置，在立杆4的底部及水平尺1的端部分别设有第一激光测距传感器17和第二激光测距传感器19，所述第一激光测距传感器17和第二激光测距传感器19分别通过导线与单片机电连接。
38.如图4、5所示，所述的立杆4底端朝向水平尺1的方向开设有第一安装孔18，所述的第一安装孔18内固定有第一激光测距传感器17，所述的第一激光测距传感器17沿垂直于立
杆轴线的方向发射第一激光线21，所述的第一激光线的起点与立杆的底端中心点相交(底端中心点是开始计算立杆高度的最低点位置)；所述的水平尺的端部开设有第二安装孔(图中未画出)，第二安装孔内设有第二激光测距传感器19，第二激光测距传感器19发射的第二激光线20穿过第二安装孔并沿着垂直于立杆4的方向延伸，第二激光线20的起点与水平尺的0刻度线对齐，且第二激光线与第一激光线的轴线位于同一立面内。
39.如图4、5所示，所述的支撑杆13为第一电动推杆，所述平台16上设有第一电动推杆操控按钮。通过第一电动推杆调节平台的高度。
40.如图4、5所示，所述的底座12的下端绕轴线均匀分布有3个可调高支撑脚。
41.如图4、5所示，所述的可调高支撑脚包括沿纵向设置于底座12下表面的第二电动推杆14以及连接于第二电动推杆14底端的万向轮15，所述的单片机通过导线与各个第二电动推杆14电连接，所述的底座12的上表面设有倾角传感器(图中未画出)，所述的倾角传感器与单片机通过导线信号连接。
42.本实施例中，如图4、5所示，当需要进行远距离测量坡度时，首先通过第一电动推杆操控按钮调节第一电动推杆的长度，使平台位于方便测量的高度，然后，打开开关按钮，单片机控制可调高支撑脚调节伸缩量，直到倾角传感器检测到底座12位于水平位置，此时，水平尺位于水平姿态，立杆位于垂直姿态，然后通过第一激光测距传感器和第二激光测距传感器向正对坡面的方向发射第一激光线和第二激光线，移动水平尺，当单片机检测到第一激光测距传感器和第二激光测距传感器测量的距离相同时，通过显示屏显示提示信号，此时停止移动水平尺，通过定位螺栓将刻度识别器2锁定位置，由于第一激光测距传感器和第二激光测距传感器测量的距离相同，故代表了立杆底部和水平尺端部向坡面方向移动该距离后均能同时与坡面相抵，此时，单片机计算立杆的长度与水平尺的刻度值的比值，就得到了坡面的坡度值。