一種坡度高差測(cè)量?jī)x的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種坡度高差測(cè)量?jī)x，包括測(cè)量部以及三腳支撐部，所述測(cè)量部包括第一圓弧上弦桿和第一下弦桿，所述第一下弦桿和第一圓弧上弦桿均為中空透明管，所述第一圓弧上弦桿和第一下弦桿內(nèi)裝滿乙醚或酒精以及直徑為1～2mm的小氣泡；所述三腳支撐部的測(cè)腳桿的一端與第一下弦桿的一端鉸接，頂撐桿一端鉸接在測(cè)腳桿的中心，所述測(cè)腳桿兩端分別設(shè)置有一測(cè)腳；所述下弦桿上設(shè)置有至少兩個(gè)頂撐點(diǎn)；測(cè)腳桿上設(shè)置有一標(biāo)尺，所述第一圓弧上弦桿上設(shè)置有坡度值刻度、正高差值刻度以及與各頂撐點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的副高差值刻度。本實(shí)用新型不需附屬工具，重量輕，攜帶極其方便，同時(shí)安置不受場(chǎng)地限制，測(cè)量步驟簡(jiǎn)單易操作，且測(cè)量效率高，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】一種坡度高差測(cè)量?jī)x 【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種坡度坡度高差測(cè)量?jī)x。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 在工程建設(shè)領(lǐng)域和科學(xué)研究領(lǐng)域，需要測(cè)量高差的情況非常多，例如：工程建設(shè)中 山坡斷面圖的測(cè)量，儀器設(shè)備的安裝，道路工程中橫坡和縱坡的檢測(cè)，海岸邊坡調(diào)查，地形 地貌測(cè)量等等，這些情況都需要用到高差測(cè)量?jī)x。
[0003] 現(xiàn)有高差測(cè)量設(shè)備主要包括兩類：一類是利用水準(zhǔn)面測(cè)量高差，如水準(zhǔn)儀；另一 類是利用堅(jiān)直角采用三角函數(shù)測(cè)量高差，如經(jīng)緯儀。這兩類儀器的高差測(cè)量原理圖1和圖 2所示。
[0004] 圖1為水準(zhǔn)儀測(cè)量高差的原理，AB兩點(diǎn)的高差計(jì)算公式為：
[0005] = a~b
[0006] 水準(zhǔn)儀測(cè)量高差的精度可以達(dá)到1_，是目前工程中所有高差測(cè)量?jī)x器中精度最 高的，所以它工程中廣泛采用的主要高差測(cè)量工具。
[0007] 圖2為經(jīng)緯儀測(cè)量高差的原理，AB兩點(diǎn)的高差計(jì)算公式為：
[0008] = i+Ssin a -y
[0009] 經(jīng)緯儀測(cè)量高差的精度比水準(zhǔn)儀低，但由于經(jīng)緯儀可以測(cè)量很大的坡度，且傳遞 較遠(yuǎn)的高程，所以工程測(cè)量中也常用經(jīng)緯儀測(cè)量高差。
[0010] 兩種儀器都是工程建設(shè)中最常用的高差測(cè)量工具，但它們也具有一些難以克服的 缺點(diǎn)：
[0011] (1)需要的附屬工具多，重量大，攜帶不方便。
[0012] 水準(zhǔn)儀測(cè)量高差除了儀器本身外，還需要配備一個(gè)三角架和兩把3m長(zhǎng)的木水準(zhǔn) 尺或塔尺，而經(jīng)緯儀測(cè)量高差除了儀器本身外，還需要配備一個(gè)三角架和兩根標(biāo)桿或測(cè)釬。 兩種儀器的附屬工具體積大、重置大，運(yùn)輸不方便，而且容易損壞。
[0013] (2)儀器的安裝架設(shè)極其麻煩，且受場(chǎng)地限制。
[0014] 水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀的安置需要精確整平，水準(zhǔn)儀必須安置在兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的正中間位 置，經(jīng)緯儀必須要對(duì)中，每架一站都需要大約10分鐘的時(shí)間。如果場(chǎng)地限制無(wú)法滿足架設(shè) 需要，則還需要首先解決站點(diǎn)位置的問(wèn)題。
[0015] (3)水準(zhǔn)儀在山坡測(cè)量中效率極低。
[0016] 在高差很大的山坡測(cè)量中，水準(zhǔn)儀每隔5?10米就要安置一次儀器，這樣不僅效 率低下，而且大大降低精度。
[0017] ⑷價(jià)格較貴。
[0018] 水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀屬于精密光學(xué)儀器，一般價(jià)格昂貴，電子水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀則更貴。
[0019] (5)不適應(yīng)較短距離的高差測(cè)量。
[0020] 水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀適合大規(guī)模測(cè)量任務(wù)，對(duì)于短距離的坡度和高差測(cè)量并不適合。
[0021] (6)測(cè)量步驟極其繁瑣。
[0022] 無(wú)論是水準(zhǔn)儀還是經(jīng)緯儀，其測(cè)量步驟都極其繁瑣，這也是降低了其測(cè)量效率。
[0023] (7)對(duì)氣象要求高，不能夜間作業(yè)。
[0024] 水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀測(cè)量時(shí)對(duì)氣象要求較高，吹大風(fēng)、下雨、溫度變化、大氣折光、陽(yáng)光 直射等都能對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。另外這兩種儀器由于采用的是光學(xué)原理，所以不能在夜 間進(jìn)行測(cè)量作業(yè)。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0025] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題，在于提供一種坡度高差測(cè)量?jī)x，其不需要附屬工 具，重量輕，攜帶極其方便，同時(shí)安置不受場(chǎng)地限制，測(cè)量步驟簡(jiǎn)單易操作，并且測(cè)量效率 高,對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)。
[0026] 本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問(wèn)題的：
[0027] -種坡度高差測(cè)量?jī)x，所述坡度高差測(cè)量?jī)x包括一測(cè)量部以及一三腳支撐部，所 述測(cè)量部包括一第一圓弧上弦桿和第一下弦桿，所述第一下弦桿和第一圓弧上弦桿均為中 空透明管，且首尾相接相互連通；所述第一圓弧上弦桿和第一下弦桿內(nèi)裝滿乙醚或酒精以 及一直徑為1?2mm的小氣泡或漂浮顆粒；
[0028] 所述三腳支撐部包括一測(cè)腳桿以及一頂撐桿，所述測(cè)腳桿的一端與第一下弦桿的 一端相鉸接，所述頂撐桿的一端鉸接在測(cè)腳桿的中心，所述測(cè)腳桿的兩端分別設(shè)置有一測(cè) 腳；所述測(cè)腳桿與所述第一下弦桿等長(zhǎng)，所述測(cè)腳桿的長(zhǎng)度為頂撐桿的兩倍；所述下弦桿 上設(shè)置有至少兩個(gè)頂撐點(diǎn)；
[0029] 所述測(cè)腳桿上設(shè)置有一標(biāo)尺，所述第一圓弧上弦桿上設(shè)置有一坡度值刻度、一正 高差值刻度以及與各頂撐點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的副高差值刻度。
[0030] 進(jìn)一步地，所述坡度高差測(cè)量?jī)x還設(shè)置有一支撐骨架以及復(fù)數(shù)支撐桿，所述支撐 骨架是由第二圓弧上弦桿、第二下弦桿首尾相接形成，所述支撐骨架支撐設(shè)置在第一圓弧 上弦桿和第一下弦桿所圍成的測(cè)量部?jī)?nèi)，各所述支撐桿堅(jiān)直支撐設(shè)置在所述支撐骨架內(nèi)。
[0031] 進(jìn)一步地，所述頂撐點(diǎn)為三個(gè)，分別為第一頂撐點(diǎn)、第二頂撐點(diǎn)以及第三頂撐點(diǎn)； 所述副高差值刻度對(duì)應(yīng)的為三組，分別為第一副高差值刻度、第二副高差值刻度以及第三 副高差值刻度。
[0032] 進(jìn)一步地，當(dāng)頂撐桿頂在第一頂撐點(diǎn)時(shí)，所述第一下弦桿與測(cè)腳桿的夾角為15° ; 當(dāng)頂撐桿頂在第二頂撐點(diǎn)時(shí)，所述第一下弦桿與測(cè)腳桿的夾角為45° ;當(dāng)頂撐桿頂在第三 頂撐點(diǎn)時(shí)，所述第一下弦桿與測(cè)腳桿的夾角為75°。
[0033] 進(jìn)一步地，各所述測(cè)腳可相對(duì)移動(dòng)。
[0034] 進(jìn)一步地，所述第一下弦桿或測(cè)腳桿的長(zhǎng)度為2000mm。
[0035] 進(jìn)一步地，所述第一圓弧上弦桿的圓弧半徑長(zhǎng)為3438mm。
[0036] 本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0037] (1)不需要附屬工具，重量輕，攜帶極其方便，本實(shí)用新型坡度高差測(cè)量?jī)x自成一 體，沒(méi)有附屬部件，體積尺寸較小，重量輕，方便攜帶。
[0038] (2)安置很簡(jiǎn)單，不受場(chǎng)地限制，測(cè)量步驟極其簡(jiǎn)單，本實(shí)用新型坡度高差測(cè)量?jī)x 只需要在測(cè)量前調(diào)整恰當(dāng)?shù)捻敁挝恢?，然后就可以直接安置到測(cè)點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量，直接讀數(shù) 記錄，程序簡(jiǎn)單易學(xué)。
[0039] (3)在山坡測(cè)量中效率極高，本實(shí)用新型坡度高差測(cè)量?jī)x主要就是為了測(cè)量坡度 而設(shè)計(jì)出來(lái)的，在山坡測(cè)量中效率極高，基本上是隨測(cè)隨走，每一站全部時(shí)間加起來(lái)不超過(guò) 10秒，在這方面恰好可以彌補(bǔ)水準(zhǔn)儀的不足之處。
[0040] (4)生產(chǎn)成本低，本實(shí)用新型坡度高差測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所需材料和技術(shù)都容易獲 得，故價(jià)格便宜，適宜推廣應(yīng)用。
[0041] (5)適應(yīng)較短距離的坡度高差測(cè)量，本實(shí)用新型坡度高差測(cè)量?jī)x主要適用于短距 離的坡度和坡度高差測(cè)量，這一點(diǎn)也正好可以彌補(bǔ)現(xiàn)有水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀的不足之處。
[0042] (6)對(duì)氣象要求低，可以夜間作業(yè)，本實(shí)用新型坡度高差測(cè)量?jī)x由于采用的是液體 的連通器原理，全部液體被封閉在透明管中，所以測(cè)量時(shí)機(jī)不受外界影響，而且可能夜間進(jìn) 行測(cè)量作業(yè)。 【【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】】
[0043] 下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0044] 圖1為現(xiàn)有水準(zhǔn)儀測(cè)量高差的工作示意圖。
[0045] 圖2為現(xiàn)有經(jīng)緯儀測(cè)量高差的工作示意圖。
[0046] 圖3為本實(shí)用新型坡度高差測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047] 圖4是本實(shí)用新型坡度高差測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理圖。
[0048] 圖5是本實(shí)用新型坡度高差測(cè)量?jī)x的第一圓弧上弦桿上的局部刻度放大圖。
[0049] 附圖標(biāo)識(shí)說(shuō)明：
[0050] 1、測(cè)量部 2、三腳支撐部
[0051] 3、支撐骨架 4、支撐桿
[0052] 11、第一圓弧上弦桿12、第一下弦桿
[0053] 13、小氣泡 21、測(cè)腳桿
[0054] 22、頂撐桿 23、測(cè)腳
[0055] 31、第二圓弧上弦桿 32、第二下弦桿
[0056] 111、坡度值刻度 112、正高差值刻度
[0057] 113、第一副高差值刻度114、第二副高差值刻度
[0058] 115、第三副高差值刻度121、第一頂撐點(diǎn)
[0059] 122、第二頂撐點(diǎn) 123、第三頂撐點(diǎn) 【【具體實(shí)施方式】】
[0060] 請(qǐng)參閱圖3?5所示，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0061] 重點(diǎn)參閱圖3?5,本實(shí)用新型涉及一種坡度高差測(cè)量?jī)x，所述坡度高差測(cè)量?jī)x包 括一測(cè)量部1以及一三腳支撐部2,所述測(cè)量部1包括一第一圓弧上弦桿11和第一下弦桿 12,所述第一圓弧上弦桿11和第一下弦桿12均為中空透明管，且首尾相接相互連通；所述 第一圓弧上弦桿11和第一下弦桿12內(nèi)裝滿乙醚或酒精以及一直徑為1?2mm的小氣泡13 或漂浮顆粒；
[0062] 所述三腳支撐部2包括一測(cè)腳桿21以及一頂撐桿22,所述測(cè)腳桿21的一端與第 一下弦桿11的一端相鉸接，所述頂撐桿22的一端鉸接在測(cè)腳桿21的中心，所述測(cè)腳桿21 的兩端分別設(shè)置有一測(cè)腳23 ;所述測(cè)腳桿21與所述第一下弦桿12等長(zhǎng)，所述測(cè)腳桿21的 長(zhǎng)度為頂撐桿22的兩倍；所述下弦桿12上設(shè)置有至少兩個(gè)頂撐點(diǎn)；
[0063] 所述測(cè)腳桿21上設(shè)置有一標(biāo)尺，所述第一圓弧上弦桿11上設(shè)置有一坡度值刻度 111、一正高差值刻度112以及與各頂撐點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的副高差值刻度。
[0064] 所述坡度高差測(cè)量?jī)x還設(shè)置有一支撐骨架3以及復(fù)數(shù)支撐桿4,所述支撐骨架3是 由第二圓弧上弦桿31、第二下弦桿32首尾相接形成，所述支撐骨架3支撐設(shè)置在第一圓弧 上弦桿11和第一下弦桿12所圍成的測(cè)量部1內(nèi)，各所述支撐桿4堅(jiān)直支撐設(shè)置在所述支 撐骨架3內(nèi)。
[0065] 所述頂撐點(diǎn)為三個(gè)，分別為第一頂撐點(diǎn)121、第二頂撐點(diǎn)122以及第三頂撐點(diǎn)123 ; 所述副高差值刻度對(duì)應(yīng)的為三組，分別為第一副高差值刻度113、第二副高差值刻度114以 及第三副高差值刻度115 ;當(dāng)頂撐桿22頂在第一頂撐點(diǎn)121時(shí)，所述第一下弦桿12與測(cè)腳 桿21的夾角為15° ;當(dāng)頂撐桿頂22在第二頂撐點(diǎn)122時(shí)，所述第一下弦桿12與測(cè)腳桿21 的夾角為45° ;當(dāng)頂撐桿22頂在第三頂撐點(diǎn)123時(shí)，所述第一下弦桿12與測(cè)腳桿21的夾 角為75°。各所述測(cè)腳23可相對(duì)移動(dòng)。所述第一下弦桿12或測(cè)腳桿21的長(zhǎng)度為2000mm ; 所第一述圓弧上弦桿11的圓弧半徑長(zhǎng)為3438mm。
[0066] 以下為本實(shí)用新型的使用原理。
[0067] (1)坡度坡度高差測(cè)量?jī)x的基本原理
[0068] 在測(cè)量坡度時(shí)，先目估坡度的大小并選擇頂撐桿22的合適的頂撐位置，當(dāng)不采用 頂撐桿22時(shí)（即第一下弦桿12與測(cè)腳桿21相重合），第一下弦桿12與測(cè)腳桿21的夾角 恰好等于〇°，當(dāng)頂撐桿22支撐在第一下弦桿12上的第一頂撐點(diǎn)121時(shí)，第一下弦桿 12與測(cè)腳桿21的夾角Θ。恰好等于15°，當(dāng)頂撐桿22支撐在第一下弦桿12上的第二頂撐 點(diǎn)122時(shí)，第一下弦桿12與測(cè)腳桿21的夾角Θ。恰好等于45°，當(dāng)頂撐桿22支撐在第一 下弦桿12上的第三頂撐點(diǎn)123時(shí)，第一下弦桿12與測(cè)腳桿21的夾角Θ ^恰好等于75° ; 各頂撐點(diǎn)的位置和數(shù)量可以根據(jù)第一下弦桿12與測(cè)腳桿21的夾角％的實(shí)際使用需求來(lái) 設(shè)定。
[0069] 然后利用測(cè)量部1測(cè)量出當(dāng)前坡度不足或過(guò)剩部分的角度Θ，最后將兩部分相加 就得到坡度值a，gp :
[0070]
【權(quán)利要求】
1. 一種坡度高差測(cè)量?jī)x，其特征在于：所述坡度高差測(cè)量?jī)x包括一測(cè)量部以及一三腳 支撐部，所述測(cè)量部包括一第一圓弧上弦桿和第一下弦桿，所述第一下弦桿和第一圓弧上 弦桿均為中空透明管，且首尾相接相互連通；所述第一圓弧上弦桿和第一下弦桿內(nèi)裝滿乙 醚或酒精以及一直徑為1?2mm的小氣泡或漂浮顆粒； 所述三腳支撐部包括一測(cè)腳桿以及一頂撐桿，所述測(cè)腳桿的一端與第一下弦桿的一端 相鉸接，所述頂撐桿的一端鉸接在測(cè)腳桿的中心，所述測(cè)腳桿的兩端分別設(shè)置有一測(cè)腳；所 述測(cè)腳桿與所述第一下弦桿等長(zhǎng)，所述測(cè)腳桿的長(zhǎng)度為頂撐桿的兩倍；所述下弦桿上設(shè)置 有至少兩個(gè)頂撐點(diǎn)； 所述測(cè)腳桿上設(shè)置有一標(biāo)尺，所述第一圓弧上弦桿上設(shè)置有一坡度值刻度、一正高差 值刻度以及與各頂撐點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的副高差值刻度。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種坡度高差測(cè)量?jī)x，其特征在于：所述坡度高差測(cè)量?jī)x還設(shè) 置有一支撐骨架以及復(fù)數(shù)支撐桿，所述支撐骨架是由第二圓弧上弦桿、第二下弦桿首尾相 接形成，所述支撐骨架支撐設(shè)置在第一圓弧上弦桿和第一下弦桿所圍成的測(cè)量部?jī)?nèi)，各所 述支撐桿堅(jiān)直支撐設(shè)置在所述支撐骨架內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種坡度高差測(cè)量?jī)x，其特征在于：所述頂撐點(diǎn)為三個(gè)，分 別為第一頂撐點(diǎn)、第二頂撐點(diǎn)以及第三頂撐點(diǎn)；所述副高差值刻度對(duì)應(yīng)的為三組，分別為第 一副高差值刻度、第二副高差值刻度以及第三副高差值刻度。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種坡度高差測(cè)量?jī)x，其特征在于：當(dāng)頂撐桿頂在第一頂撐點(diǎn) 時(shí)，所述第一下弦桿與測(cè)腳桿的夾角為15° ;當(dāng)頂撐桿頂在第二頂撐點(diǎn)時(shí)，所述第一下弦桿 與測(cè)腳桿的夾角為45° ;當(dāng)頂撐桿頂在第三頂撐點(diǎn)時(shí)，所述第一下弦桿與測(cè)腳桿的夾角為 75。。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的一種坡度高差測(cè)量?jī)x，其特征在于：各所述測(cè)腳可相對(duì)移 動(dòng)。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的一種坡度高差測(cè)量?jī)x，其特征在于：所述第一下弦桿或測(cè) 腳桿的長(zhǎng)度為2000mm。
7. 如權(quán)利要求6所述的一種坡度高差測(cè)量?jī)x，其特征在于：所述第一圓弧上弦桿的圓 弧半徑長(zhǎng)為3438mm。
【文檔編號(hào)】G01C9/22GK203837695SQ201420223109
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】常方強(qiáng), 黃金山 申請(qǐng)人:華僑大學(xué)