一種路拱橫坡測量儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種路拱橫坡測量儀，包括測量尺，所述的測量尺采用卷尺，卷尺安裝在一個測量盒中，測量盒的側(cè)壁上開設(shè)有窗口，所述的卷尺由窗口中伸出；位于窗口外部的卷尺端部設(shè)置有固定板，在窗口內(nèi)部的測量盒中設(shè)置有測量球，窗口上活動式安裝有用于限制測量球移動擋板，測量盒上還安裝有計(jì)時器。本實(shí)用新型利用測量球和卷尺構(gòu)成測量球自由滑落的通道，根據(jù)測量球滑落時間和破體長度計(jì)算路拱橫坡，整個過程盡可能低避免了人為誤差因素，為路拱橫坡坡度測量提供了一種新思路；本裝置的計(jì)算過程可通過自動化實(shí)現(xiàn)，通過顯示屏呈現(xiàn)計(jì)算結(jié)果，整個過程操作方便，自動控制，誤差小并且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。
【專利說明】 一種路拱橫坡測量儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于道路工程領(lǐng)域，具體涉及一種路拱橫坡測量儀。

【背景技術(shù)】
[0002]為了保證路表面的雨水及時排出路面，減少雨水對路面的浸潤和滲透而減弱路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，路面表面應(yīng)做成具有一定坡度的路拱形式。路拱橫坡的大小關(guān)系到雨水在路面的停留時間，直接影響路面使用的耐久性和行車安全，所以路拱橫坡坡度是高等級公路交工驗(yàn)收的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
[0003]一般路段是以路中線或中央分隔帶為中心，做成中間高、兩側(cè)低的路面形式，路拱平均橫坡度為1%?4%，檢測較為困難?，F(xiàn)有路拱檢測方法是使用水準(zhǔn)儀測量道路中心和邊線的高差，再用人工測量中線至邊線距離，計(jì)算路拱橫坡。此方法需架設(shè)水準(zhǔn)儀及多次測量、讀數(shù)，需要測量人數(shù)多，效率低、花費(fèi)大且容易產(chǎn)生人為誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有測量方法中的不足，本實(shí)用新型的目的是，提供一種路拱橫坡測量儀，解決現(xiàn)有測量方法中效率低、花費(fèi)大、容易產(chǎn)生人為誤差等問題。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種路拱橫坡測量儀，包括測量尺，所述的測量尺采用卷尺，卷尺安裝在一個測量盒中，測量盒的側(cè)壁上開設(shè)有窗口，所述的卷尺由窗口中伸出；位于窗口外部的卷尺端部設(shè)置有固定板，在窗口內(nèi)部的測量盒中設(shè)置有測量球，窗口上活動式安裝有用于限制測量球移動的擋板，測量盒上還安裝有計(jì)時器。
[0007]進(jìn)一步地，所述的卷尺的橫截面為弧形，測量球設(shè)置在測量盒中的卷尺上。
[0008]進(jìn)一步地，在測量盒上設(shè)置有用于控制擋板打開或關(guān)閉窗口的開關(guān)。
[0009]進(jìn)一步地，在測量盒上安裝有帶有顯示屏的單片機(jī)，單片機(jī)與計(jì)時器連接；單片機(jī)上還連接有鍵盤。
[0010]進(jìn)一步地，所述的固定板上靠近卷尺的一側(cè)安裝有壓力傳感器，測量球位于卷尺端部時可與壓力傳感器接觸，壓力傳感器與所述的單片機(jī)連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述的測量盒外部設(shè)置有與測量盒內(nèi)卷尺連接的手柄，搖動手柄可對卷尺進(jìn)行伸縮。
[0012]進(jìn)一步地，在固定板的底部設(shè)置有鋼釬。
[0013]本實(shí)用新型與現(xiàn)有檢測方法相比有以下技術(shù)特點(diǎn):
[0014]1.本實(shí)用新型利用測量球和卷尺構(gòu)成測量球自由滑落的通道，根據(jù)測量球滑落時間和破體長度計(jì)算路拱橫坡，整個過程盡可能低避免了人為誤差因素，為路拱橫坡坡度測量提供了一種新思路；
[0015]2.本裝置的計(jì)算過程可通過自動化實(shí)現(xiàn)，通過顯示屏呈現(xiàn)計(jì)算結(jié)果，整個過程操作方便，自動控制，誤差小并且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠；
[0016]3.本裝置體積小，便于攜帶、安裝和使用，僅需少量人員配合操作，提高了工程技術(shù)人員的作業(yè)效率，保證工程作業(yè)的順利進(jìn)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型俯視示意圖；
[0019]圖3為圖2中A-A剖面示意圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型卷尺和測量球示意圖；
[0021]圖中標(biāo)號的含義:I一卷尺，2—測量球，3 —開關(guān)，4一擋板，5—計(jì)時器，6—鍵盤，7—顯不屏，8—單片機(jī),9一測量盒，10—固定板，11一鋼釬，12一手柄，13一數(shù)據(jù)線；
[0022]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

【具體實(shí)施方式】
[0023]遵從上述技術(shù)方案，如圖1至圖4所示，一種路拱橫坡測量儀，包括測量尺，所述的測量尺采用卷尺1，卷尺I安裝在一個測量盒9中，測量盒9的側(cè)壁上開設(shè)有窗口，所述的卷尺I由窗口中伸出；位于窗口外部的卷尺I端部設(shè)置有固定板10，在窗口內(nèi)部的測量盒9中設(shè)置有測量球2，窗口上活動式安裝有用于限制測量球2移動的擋板4。
[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0025]在圖1的具體使用示例中，卷尺I從測量盒9中抽出，垂直于道路中線設(shè)置，拉伸卷尺I使固定板10位于道路邊線處，并使測量盒9的窗口位置(測量球2的起始位置)位于路中線上，則通過卷尺I上的刻度可以讀出路中線至路邊線的距離S。通過擋板4打開窗口，使窗口中的測量球2沿著卷尺I自由滑落，并在打開窗口的同時通過計(jì)時器5開始計(jì)時，測量球2撞擊固定板10時停止計(jì)時，則從路中線至路邊線小球的滑落時間為t。
[0026]記路面與水平面之間的夾角為α，路中線與水平面之間的垂直距離為H，路中線至路邊線的水平距離為L，路拱橫坡(路中線至路邊線)的長度為S，小球從窗口中出來后，自由滑落過程中，受到重力作用，初速度為0，則存在關(guān)系:
I 2
[0027]S = —at(1)
[0028]上式中，t和S已知，則可求出測量球2滑落時的加速度a為:
2夕
[0029]α = ~^ (2)
[0030]小球滑落時的加速度為其受的重力g在橫坡方向上的分量，即:
[0031]a = g.sin α(3)
[0032]聯(lián)合⑵和⑶式，可得到:
2S
[0033]CC = arcsin —■-(^)
[0034]因此，路拱橫坡值i %為:
[0035]/% = —XlOO = I 00 tan a
L(5)
[0036]根據(jù)上述測量原理，在進(jìn)行測量儀的設(shè)置時，應(yīng)保證盡量排除小球滑落時可能產(chǎn)生誤差的因素。
[0037]為了保證小球直線下落并且受到的摩擦力盡可能的小，本方案中進(jìn)一步提出以下優(yōu)選和附加技術(shù)特征:
[0038]卷尺I的橫截面為弧形，測量球2設(shè)置在測量盒9中的卷尺I上；
[0039]卷尺I可采用彈性鋼尺，并將其表面打磨光滑，將卷尺I緊貼路面設(shè)置，卷尺I有一定的彈性和硬度，不影響其收縮，并能作為測量球2的滾動軌道。而測量球2采用鋼球，則可忽略卷尺I與小球之間的摩擦力。將小球放置在測量盒9中的卷尺I上，打開擋板4后，小球就會順著卷尺I向下滑落，并最終撞擊到卷尺I端部的固定板10。卷尺I的橫截面是指垂直于卷尺I長度方向的截面。小球的半徑應(yīng)與卷尺I橫截面的弧形對應(yīng)的圓的半徑相仿，防止小球半徑過小而在卷尺I上滑落時產(chǎn)生曲線軌跡。
[0040]在測量盒9上設(shè)置有用于控制擋板4打開或關(guān)閉窗口的開關(guān)3 ；
[0041]測量盒9窗口上的擋板4可以通過手動移開，為了使操作更加方便，可在測量盒9側(cè)面設(shè)置開關(guān)3，按壓開關(guān)3擋板4打開。這種聯(lián)動機(jī)構(gòu)有多種，屬于常規(guī)結(jié)構(gòu)，在此不贅述。
[0042]在測量盒9上安裝有帶有顯示屏7的單片機(jī)8，單片機(jī)8與計(jì)時器5連接；單片機(jī)8上還連接有鍵盤6。
[0043]由于本方案中進(jìn)行坡度的測量時要進(jìn)行許多計(jì)算過程，因此采用自動化的方式計(jì)算更加方便直觀。通過鍵盤6輸入路拱橫坡的長度值，而將單片機(jī)8與計(jì)時器5連接后，可通過單片機(jī)8對計(jì)時器5進(jìn)行開關(guān)3控制，并且采集計(jì)時器5的數(shù)據(jù)，通過這兩個數(shù)據(jù)即可計(jì)算出坡度值，并在顯示屏7上進(jìn)行直觀的顯示。
[0044]作為更優(yōu)的方案，可將擋板4的開關(guān)3與鍵盤6上進(jìn)行計(jì)時器5計(jì)時的開始鍵聯(lián)動，則按壓一個開關(guān)3，可同時釋放測量球2，并開始計(jì)時。
[0045]當(dāng)然，計(jì)時器5單獨(dú)設(shè)置而不與單片機(jī)8連接時，只需要將通過鍵盤6數(shù)據(jù)計(jì)時數(shù)據(jù)即可通過單片機(jī)8進(jìn)行計(jì)算。
[0046]對于計(jì)時器5的停止計(jì)時，可以采用按壓計(jì)時器5上的按鍵或鍵盤6上的對應(yīng)按鍵來進(jìn)行，但仍可能存在一定誤差，因此:
[0047]固定板10上靠近卷尺I的一側(cè)安裝有壓力傳感器，測量球2位于卷尺I端部時可與壓力傳感器接觸；
[0048]S卩，當(dāng)測量球2滑落到路邊線部位與固定板10撞擊時，撞擊到固定板10上的壓力傳感器，此時壓力傳感被觸發(fā)，通過數(shù)據(jù)線13發(fā)送信號給單片機(jī)8，單片機(jī)8可控制計(jì)時器5停止計(jì)時，至此，可實(shí)現(xiàn)通過一個開關(guān)3進(jìn)行整體控制得到測量結(jié)果的過程。
[0049]由于固定板10需要拉伸卷尺I并對卷尺I進(jìn)行相對的固定，因此在固定板10底部設(shè)置有鋼釬11，可插入到路邊線的泥土中，對固定板10進(jìn)行方便、有效的固定。
[0050]測量盒9外部設(shè)置有與測量盒9內(nèi)卷尺I連接的手柄12，該手柄12穿過盒體側(cè)壁固結(jié)于測量盒9中卷尺I環(huán)繞的轉(zhuǎn)軸上，搖動手柄12對卷尺I進(jìn)行方便的伸縮。
[0051]本實(shí)用新型保證測量結(jié)果的誤差在控制范圍內(nèi)的條件有:
[0052]1.卷尺I表面盡可能光滑，保證測量球2和卷尺I的摩擦力可以忽略不計(jì)；
[0053]2.卷尺I底部應(yīng)緊貼地面，保證卷尺I傾斜的角度和路表面相同；
[0054]3.測量球2應(yīng)采用實(shí)心球，具有一定的質(zhì)量，這樣才能保證其快速直線行駛，避免和卷尺I碰撞，受到外力，影響測量結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種路拱橫坡測量儀，包括測量尺，其特征在于，所述的測量尺采用卷尺(1)，卷尺(I)安裝在一個測量盒(9)中，測量盒(9)的側(cè)壁上開設(shè)有窗口，所述的卷尺(I)由窗口中伸出；位于窗口外部的卷尺(I)端部設(shè)置有固定板(10)，在窗口內(nèi)部的測量盒(9)中設(shè)置有測量球(2)，窗口上活動式安裝有用于限制測量球(2)移動的擋板(4)，測量盒(9)上還安裝有計(jì)時器(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的路拱橫坡測量儀，其特征在于，所述的卷尺(I)的橫截面為弧形，測量球⑵設(shè)置在測量盒(9)中的卷尺⑴上。
3.如權(quán)利要求1所述的路拱橫坡測量儀，其特征在于，在測量盒(9)上設(shè)置有用于控制擋板⑷打開或關(guān)閉窗口的開關(guān)(3)。
4.如權(quán)利要求1所述的路拱橫坡測量儀，其特征在于，在測量盒(9)上安裝有帶有顯示屏(7)的單片機(jī)(8)，單片機(jī)(8)與計(jì)時器(5)連接；單片機(jī)(8)上還連接有鍵盤(6)。
5.如權(quán)利要求4所述的路拱橫坡測量儀，其特征在于，所述的固定板(10)上靠近卷尺(I)的一側(cè)安裝有壓力傳感器，測量球(2)位于卷尺(I)端部時可與壓力傳感器接觸，壓力傳感器與所述的單片機(jī)(8)連接。
6.如權(quán)利要求1所述的路拱橫坡測量儀，其特征在于，所述的測量盒(9)外部設(shè)置有手柄(12)，搖動手柄(12)可對卷尺(I)進(jìn)行伸縮。
7.如權(quán)利要求1所述的路拱橫坡測量儀，其特征在于，在固定板(10)的底部設(shè)置有鋼釬(11)。
【文檔編號】G01C9/10GK204115722SQ201420588204
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】王選倉, 王枝枝, 鄭瑞君, 王詠梅, 張宏君, 李明欣 申請人:長安大學(xué)