專利名稱：鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量器材，特別是一種當(dāng)鋼球從一定長(zhǎng)度的光滑滾道滾下時(shí)，其運(yùn)動(dòng)
時(shí)間與滾道的傾斜程度成一定關(guān)系，能方便、精確測(cè)量坡度的鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)
背景技術(shù)：
在工程上我們經(jīng)常需要測(cè)量坡度，但目前市場(chǎng)上的坡度測(cè)量?jī)x器要么測(cè)量精度不高，要么測(cè)量過(guò)程和計(jì)算繁瑣，還沒(méi)有一個(gè)比較理想的產(chǎn)品能夠滿足工程測(cè)量上的這一需求。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決這一問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x，能讓使用
者方便、精確測(cè)量坡度。 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x主要由滾道、上端頭、下端頭、鋼球、液晶顯示器、微型電磁鐵、行程開(kāi)關(guān)、控制柜等構(gòu)成，所述滾道是內(nèi)表面光滑的鋼質(zhì)滾道，所述滾道的內(nèi)表面直徑與所述鋼球相配，所述滾道將所述下端頭和所述上端頭連接起來(lái)，所述滾道的中心軸線與所述下端頭的底面和所述上端頭的底面平行，所述控制柜內(nèi)有直流電源、計(jì)時(shí)器、微處理器及相關(guān)電氣元件，所述微型電磁鐵和所述行程開(kāi)關(guān)通過(guò)導(dǎo)線與所述控制柜內(nèi)的計(jì)時(shí)器連接，所述液晶顯示器通過(guò)導(dǎo)線與所述控制柜內(nèi)的微處理器連接。測(cè)量時(shí)將所述鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x平行順著坡度安放在被測(cè)的坡度上，將所述下端頭朝向坡度的下方，將所述上端頭朝向坡度的上方，此時(shí)所述鋼球位于所述滾道的上方，并由所述微型電磁鐵阻止而靜止。測(cè)量開(kāi)始時(shí)，按下鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x的開(kāi)關(guān)，接著按下所述微型電磁鐵的控制按鈕，此時(shí)所述微型電磁鐵吸合，放開(kāi)被阻止的所述鋼球，所述鋼球沿著所述滾道開(kāi)始滾下，與此同時(shí)所述控制柜內(nèi)的計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，所述鋼球越滾越快，直到碰到所述下端頭而停止，與此同時(shí)所述鋼球壓迫所述行程開(kāi)關(guān)而使所述行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從而使計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)結(jié)束，由于所述鋼球在所述滾道上的運(yùn)動(dòng)距離是一定的，所述鋼球在所述滾道上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間由計(jì)時(shí)器所測(cè)定，根據(jù)力學(xué)知識(shí)，在不計(jì)摩擦阻力和空氣阻力情況下，所述鋼球在所述滾道上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與所述滾道的傾斜程度，即被測(cè)的坡度有一定關(guān)系，通過(guò)所述控制柜內(nèi)的微處理器的運(yùn)算將被測(cè)坡度的數(shù)值在所述液晶顯示器上顯示。測(cè)量結(jié)束后，將本儀器的所述下端頭慢慢抬起，使所述鋼球慢慢滾向所述上端頭，按下所述微型電磁鐵的控制按鈕，使所述微型電磁鐵松開(kāi)，使所述鋼球被所述微型電磁鐵阻止而靜止。為了既能讓操作者清楚看到所述鋼球的運(yùn)動(dòng)情況，又保持所述滾道內(nèi)表面的干凈，可在所述滾道上安裝透明的有機(jī)玻璃。
本發(fā)明的有益效果是 當(dāng)人們?cè)跍y(cè)量坡度時(shí)，使用所述鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x構(gòu)造新穎、安放
3快速、使用方便，從使用的所述鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x上可以很清楚看到所述鋼球的運(yùn)動(dòng)情況，并可以很方便、直觀地從所述的顯示器上讀出被測(cè)坡度。所述鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x構(gòu)造簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)合理實(shí)用、操作方便、測(cè)量快速、測(cè)量精度高。


下面結(jié)合本發(fā)明的圖形進(jìn)一步說(shuō)明 圖1是所述鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是所述鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x的原理圖。 圖1中，l.液晶顯示器，2.控制柜，3.上端頭，4.鋼球，5.行程開(kāi)關(guān)，6.下端頭，7.滾道，8.微型電磁鐵。 如圖2所示，設(shè)一質(zhì)量為m的物體從靜止時(shí)開(kāi)始從光滑的滾道上滾下，記重力加速度為g，記斜面的傾角為P ，記物體受到的重力為F，記重力分解成平行于斜面向下的力F1，記重力分解成垂直于斜面向下的力F2，記物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的加速度為a，記物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)度為S的行程花去的時(shí)間為t，不計(jì)摩擦阻力和空氣阻力，從力學(xué)知識(shí)得， F = mg，
Fl = mgsinP ，
F2 = mgcosP，a = Fl/m = (mgsin P )/m = gsin P ， S = at2/2， a = 2S/t2， gsinP = 2S/t2， P = arcsin(2S/(gt2))， 由此可知，只要測(cè)得S和t，就可以從上式計(jì)算得到斜面的傾角13 。
具體實(shí)施例方式
如圖l，所述鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x主要由滾道(7)、上端頭(3)、下端頭(6)、鋼球(4)、液晶顯示器(1)、微型電磁鐵(8)、行程開(kāi)關(guān)(5)、控制柜(2)等構(gòu)成，所述滾道(7)將所述下端頭(6)和所述上端頭(3)連接起來(lái)，所述控制柜(2)內(nèi)有直流電源、計(jì)時(shí)器、微處理器及相關(guān)電氣元件，測(cè)量時(shí)將所述鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x平行順著坡度安放在被測(cè)的坡度上，將所述下端頭(6)朝向坡度的下方，將所述上端頭(3)朝向坡度的上方，此時(shí)所述鋼球(4)位于所述滾道(7)的上方，并由所述微型電磁鐵(8)阻止而靜止，測(cè)量開(kāi)始時(shí)，按下鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x的開(kāi)關(guān)，接著按下所述微型電磁鐵(8)的控制按鈕，此時(shí)所述微型電磁鐵(8)吸合，放開(kāi)被阻止的所述鋼球(4)，所述鋼球(4)沿著所述滾道(7)從靜止開(kāi)始滾下，與此同時(shí)所述控制柜(2)內(nèi)的計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，所述鋼球(4)不停下滾，越滾越快，直到碰到所述下端頭(6)而停止，與此同時(shí)所述鋼球(4)由于壓迫所述行程開(kāi)關(guān)(5)而使所述行程開(kāi)關(guān)(5)動(dòng)作，從而使計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，由于所述鋼球(4)在所述滾道(7)上的行程是一定的，而所述鋼球(4)在所述滾道(7)上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間由計(jì)時(shí)器所測(cè)定，又由于所述鋼球(4)在所述滾道(7)上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與所述滾道的傾斜程度，即被測(cè)的坡度有一定關(guān)系，通過(guò)所述控制柜(2)內(nèi)的微處理器的運(yùn)算將被測(cè)坡度的數(shù)值在所述液晶顯示器(1)上顯示。 考慮到被測(cè)坡度較小時(shí)，所述鋼球(4)從靜止開(kāi)始的運(yùn)動(dòng)較困難，從而影響儀器
的精度，可在設(shè)計(jì)和制造時(shí)將所述滾道(7)的中心軸線與所述下端頭(6)的底面和所述上
端頭(3)的底面的連接線成一個(gè)角度，在實(shí)際測(cè)量計(jì)算時(shí)減去這個(gè)角度即可。 考慮到摩擦阻力和空氣阻力，除提高所述滾道(7)的表面粗糙度以盡量降低摩擦
阻力外，儀器出廠前可通過(guò)調(diào)節(jié)所述控制柜(2)內(nèi)的微處理器的運(yùn)算程序來(lái)修正誤差，使
儀器的精度更高。
權(quán)利要求
一種鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x，主要由滾道、上端頭、下端頭、鋼球、液晶顯示器、微型電磁鐵、行程開(kāi)關(guān)、控制柜等構(gòu)成，其特征是所述鋼球(4)與所述滾道(7)的內(nèi)表面相配套，所述滾道(7)兩端連接所述上端頭(3)和所述下端頭(6)，所述控制柜(2)與所述上端頭(3)的外側(cè)連接，所述微型電磁鐵(8)位于所述上端頭(3)的上端內(nèi)側(cè)，所述行程開(kāi)關(guān)(5)位于所述下端頭(6)的上端內(nèi)側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及測(cè)量器材，鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x主要由滾道、上端頭、下端頭、鋼球、液晶顯示器、微型電磁鐵、行程開(kāi)關(guān)、控制柜等構(gòu)成，測(cè)量開(kāi)始時(shí)，按下鋼球自由下滾式電子坡度測(cè)量?jī)x的開(kāi)關(guān)，接著按下所述微型電磁鐵的控制按鈕，此時(shí)所述微型電磁鐵吸合，放開(kāi)被阻止的所述鋼球，所述鋼球沿著所述滾道從靜止開(kāi)始滾下，與此同時(shí)所述控制柜內(nèi)的計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，所述鋼球不停下滾，越滾越快，直到碰到所述下端頭而停止，此時(shí)所述鋼球由于壓迫所述行程開(kāi)關(guān)而使計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)結(jié)束，通過(guò)所述控制柜內(nèi)的微處理器的運(yùn)算將被測(cè)坡度的數(shù)值在所述液晶顯示器上顯示。
文檔編號(hào)G01C9/10GK101769738SQ20091026670
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者方虹, 楊紹榮, 趙永建 申請(qǐng)人:金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院