专利名称：数字式地形断面仪的制作方法
技术领域：
本实用新型为测量地形的测量仪器。
现行的地形断面测量技术通常是用经纬仪，通过经纬仪对准测点的方位，测量各地形点的竖直角，用正切法计算测点高差，用皮尺或绳尺丈量测点间的距离。作业时需用人员较多，野外测量中受地形如坡、坎、河、塘、沟及村木、建筑物等的限制，使用皮尺有时有难于克服的困难。如果用光电仪测距离，虽可得到距数据，但投资太大，而且占标置点慢，用人增多，作业效率不能提高。
本实用新型的发明目的就是要提供一种可从仪器上直接测量并计算出高差、距离，可有效的克服地形障碍的影响，节约人力，成本较低，作业效率高的地形断面测量仪。
本实用新型的发明数字式地形断面仪由带有万向铰球(3)的支架(37)，及安装在支架(37)上的在同一垂直面上安装有主镜筒(8)和与主镜筒之间有一固定夹角的付镜筒(9)的数字式地形断面测量仪(36)组成。所述的支架(37)由底盘(1)，固定于底盘(1)中心部位并穿过支架(37)中空部位在重力作用下可自由摆动的对中重垂杆(6)，位于底盘(1)下部串于对中重垂杆(6)上的万向铰球(3)，固定于支架(37)上支撑并架住万向铰球(3)的滚球铰座(4)，部位底盘(1)和万向铰球(3)之间的一个与滚球铰座(4)连接可制动并放松万向铰球的万向铰球制动盖(5)，支撑脚(7)组成 所述的数字式地形断面测量仪(36)由上盘(20)，安装于上盘上的主镜筒(8)，和主镜筒(8)位于同一竖直平面上并在平面上与主镜筒之间有一固定夹角的付镜筒(9)，安装于主镜筒(8)旁的付镜筒(9)平行移动导轨(19)，立于主镜筒(8)旁的其中心轴与仪器中心轴平行的竖距离尺(16)，一个竖向孔通过竖距离尺(16)的可沿竖距离尺(16)上下滑动测量位移值的光栅传感器(18)，一个通过光栅传感器(18)水平孔并可在孔中左右滑动测量位移值的高差尺(17)组成。所述的付镜筒(9)中有一个将付镜筒内光线反射至主镜筒(8)中的直角棱镜(13)，在主镜筒(8)中有一个仅位于主镜筒(8)中径向一半位置的可接受到由直角棱镜(13)反射过来的光线的直角棱镜(12)。
本实用新型的发明效果是这样的，由于支架采用了万向球铰及由万向球铰支撑的带有对中重垂杆的底盘，并在小摩擦的滚球铰座的支承下使对中重垂杆自动保持垂直方向，因此，不论地面情况如何，都能有效地使对中重垂杆对中并保持垂直，底盘保持水平，实现自动调平万向球铰制动盖可固定万向球铰，稳定方向，在仪器测量过程中保持水平状态。数字式地形断面测量仪采用主、付镜筒设计，付镜筒与与主镜筒之间有一固定夹角α，构成ABC光学直角三角形当保持不变，上下移动付镜筒构成的A’B’C或A″B″C均相似于ABC三角形，即有AC/BC＝A’C/B’C＝A″C/B″C....＝N＞1(1)由(1)式AC＝NBC，A’C＝NB’C，A″C＝NB″CN为定值，只要N＞1，所以可以用很短的主、付镜筒部的距离来测得很长的测点之间的距离。
如果主镜筒向上仰视或向下俯视，原ABC光学三角形转动了β1或β2角，显然三角形A1AC与B1BC相似；A2AC与B2BC相似，A1A＝NB1B，同样可以用很短的付镜筒的水平位移测得很大的测点之间的高差。所以只要主、付镜筒都照准了测点，仪器主、付镜筒之间的距离乘以倍数N就是测点间的水平距离；付镜筒所偏离竖直的水平距离乘以倍数N就是测点间的高差。
在结构中使用了棱镜，可方便使用和提高照准精度，进入付镜筒的光线——付视线(11)通过直角棱镜(13)转入主镜筒(8)，主、付视线构成了一个竖直的光学三角形。主镜筒中的直角棱镜(12)仅位于主镜筒中径向一半的位置，构成了付视线(11)的付视场(15)，另一半是主视线(10)的主视场(14)，主、付视场照准测点，在主镜筒(8)内的像上，左右各半拼像照准。
导轨(19)与主镜筒(8)垂直，并可随其仰、俯转动而摆动，但付镜筒与主镜筒之间的夹角始终保持不变，也就是定比数N始终保持不变。
仪器的直立的距离尺和横卧的高差尺尺面上都有暗栅，距离尺竖直于主镜筒侧，穿过光栅传感器的竖孔，光栅传感器可沿距离尺上下滑动测出位移值。高差尺穿过光栅传感器的水平孔并可在孔中左右滑动测出位移值。付镜筒的上、下移动或俯、仰摆动可带动高差尺相对于光栅传感器的中心左右滑动，同时也可带动光栅传感器沿距离尺上下滑动，由于机械滑动产生的尺子与传感器的相对位移使传感器自动测出两测点间的水平距离和垂直高差值，并将结果显示在液晶窗上。
图1为本实用新型支架的结构示意图。
图2为本实用新型测量水平距离的光路原理图。
图3为本实用新型测量垂直高差的光路原理图。
图4为本实用新型光学棱镜及光路原理图。
图5为本实用新型主镜筒内棱镜俯视原理图。
图6为本实用新型主镜筒内棱镜轴向原理图。
图7为本实用新型结构示意图。
实施例，由带有万向铰球(3)的支架(37)，及安装在支架(37)上的在同一垂直面上安装有主镜筒(8)和与主镜筒之间有一固定夹角的付镜筒(9)的数字式地形断面测量仪(36)组成。支架(37)由底盘(1)，固定于底盘(1)中心部位并穿过支架(37)中空部位在重力作用下可自由摆动的对中重垂杆(6)，位于底盘(1)下部串于对中重垂杆(6)上的万向铰球(3)，固定于支架(37)上支撑并架住万向铰球(3)的滚球铰座(4)，部位底盘(1)和万向铰球(3)之间的一个与滚球铰座(4)连接可制动并放松万向铰球的万向铰球制动盖(5)，支撑脚(7)组成。对中重垂杆中空，直通底盘的中心，在主镜筒下面，仪器上盘的上面装有一块平面镜，可将测站点通过对中重垂杆的中心反射到施测者眼中。所述的数字式地形断面测量仪(36)由上盘(20)，安装于上盘上的主镜筒(8)，和主镜筒(8)位于同一竖直平面上并在平面上与主镜筒之间有一固定夹角的付镜筒(9)，安装于主镜筒(8)旁的付镜筒(9)平行移动导轨(19)，立于主镜筒(8)旁的其中心轴与仪器中心轴平行的竖距离尺(16)，一个竖向孔通过竖距离尺(16)的可沿竖距离尺(16)上下滑动测量位移值的光栅传感器(18)，一个通过光栅传感器(18)水平孔并可在孔中左右滑动测量位移值的高差尺(17)组成。所述的付镜筒(9)中有一个将付镜筒内光线反射至主镜筒(8)中的直角棱镜(13)，在主镜筒(8)中有一个仅位于主镜筒(8)中径向一半位置的可接受到由直角棱镜(13)反射过来的光线的直角棱镜(12)。
权利要求1.一种数字式地形断面仪，其特征在于由带有万向铰球(3)的支架(37)，及安装在支架(37)上的在同一垂直面上安装有主镜筒(8)和与主镜筒之间有一固定夹角的付镜筒(9)的数字式地形断面测量仪(36)组成。
2.如权利要求1所述的数字式地形断面仪，其特征在于所述的支架(37)由底盘(1)，固定于底盘(1)中心部位并穿过支架(37)中空部位在重力作用下可自由摆动的对中重垂杆(6)，位于底盘(1)下部串于对中重垂杆(6)上的万向铰球(3)，固定于支架(37)上支撑并架住万向铰球(3)的滚球铰座(4)，部位底盘(1)和万向铰球(3)之间的一个与滚球铰座(4)连接可制动并放松万向铰球的万向铰球制动盖(5)，支撑脚(7)组成。
3.如权利要求1所述的数字式地形断面仪，其特征在于所述的数字式地形断面测量仪(36)由上盘(20)，安装于上盘上的主镜筒(8)，和主镜筒(8)位于同一竖直平面上并在平面上与主镜筒之间有一固定夹角的付镜筒(9)，安装于主镜筒(8)旁的付镜筒(9)平行移动导轨(19)，立于主镜筒(8)旁的其中心轴与仪器中心轴平行的竖距离尺(16)，一个竖向孔通过竖距离尺(16)的可沿竖距离尺(16)上下滑动测量位移值的光栅传感器(18)，一个通过光栅传感器(18)水平孔并可在孔中左右滑动测量位移值的高差尺(17)组成。
4.如权利要求1，3所述的数字式地形断面仪，其特征在于所述的付镜筒(9)中有一个将付镜筒内光线反射至主镜筒(8)中的直角棱镜(13)，在主镜筒(8)中有一个仅位于主镜筒(8)中径向一半位置的直角棱镜(12)。
专利摘要本实用新型数字式地形断面仪为地形测量用的测量仪，主要由一个由带有万向铰球(3)的支架(37)，安装在支架上的在同一垂直面上安装有主镜筒(8)和与主镜筒之间固定夹角的副镜筒(9)的数字式地形断面测量仪(36)组成。主要用于解决目前采用经纬仪测量时，由于需要人拉动皮尺测量距离，由于地形的限制有时非常困难的问题，使用本仪器可方便的从仪器上直接读出测点间的距离及高差，使用方便，可减少人员，提高效率及节约成本。
文档编号G01C7/00GK2266734SQ9624201
公开日1997年11月5日 申请日期1996年9月23日 优先权日1996年9月23日
发明者黄镇贤 申请人:黄镇贤