一種水準儀快捷調(diào)水平結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水準儀，尤其是涉及一種用于水準儀測量時將視準軸調(diào)至水平狀態(tài)的調(diào)水平結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]水準測量裝置主要用于在建筑等工程上測量某點位置高度、或兩點位置之間的高度差。現(xiàn)有的光學(xué)水準測量裝置通常是由一個水準儀和兩個水準標尺組成，水準儀主要包括一個連接在三腳架上的基座、通過一豎直軸可轉(zhuǎn)動連接在基座上的本體，本體內(nèi)設(shè)有由物鏡、目鏡、對光透鏡和分劃板等構(gòu)成的望遠鏡，本體上還設(shè)有相應(yīng)的調(diào)水平結(jié)構(gòu)，以便在測量時將望遠鏡的視準軸調(diào)至水平狀態(tài)。調(diào)水平結(jié)構(gòu)主要包括設(shè)置在本體上用來指示豎軸是否豎直的圓水準器、用來指示視準軸是否水平并與視準軸平行的管水準器、以及用于精確調(diào)整視準軸的微傾螺旋。需要測量時，先將兩個水準標尺分別豎直地放置于地面上的兩個測量點，然后再將水準儀放置在兩個測量點之間的中間位置。接著通過圓水準器將水準儀初調(diào)至水平狀態(tài)，再觀察管水準器的氣泡狀態(tài)，并通過微傾螺旋將水準儀的視準軸精調(diào)至水平狀態(tài)，這樣，水準儀即可開始用于測量。然后用望遠鏡照準并讀取兩個水準標尺的標高數(shù)值，所測標高數(shù)值之差即為兩個測量點之間的高度差，如果已知其中一個測量點的高程，即可由高度差計算出另一測量點的高度。例如，一種在中國專利文獻上公開的“雙通道水準儀”，公布號為CN103344215A，包括殼體，殼體通過豎軸活動連接于基座上，在殼體上固定有圓水準器及安平裝置，在殼體內(nèi)橫向一端沿水平方向由外至內(nèi)依次設(shè)有第一物鏡及第一調(diào)焦透鏡，在所述殼體內(nèi)的橫向另一端沿水平方向由外至內(nèi)依次設(shè)有與第一物鏡及第一調(diào)焦透鏡同軸對稱的第二物鏡及第二調(diào)焦透鏡，在第一調(diào)焦透鏡與第二調(diào)焦透鏡的軸向中間處設(shè)有軸向雙面圖像采集裝置，與軸向雙面圖像采集裝置對應(yīng)設(shè)置有讀數(shù)裝置，第一物鏡、第一調(diào)焦透鏡、第二物鏡、第二調(diào)焦透鏡與軸向雙面圖像采集裝置的光心連線同軸。由于具有兩個望遠鏡，因此無需要求水準儀距兩個水準標尺的水平距離相等，可方便地應(yīng)用于復(fù)雜的地形環(huán)境。然而現(xiàn)有的光學(xué)水準儀存在如下問題:其水平度的初調(diào)是通過基座下面的幾個調(diào)節(jié)螺栓來同時協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)的，并且還需觀察圓水準器的氣泡是否已經(jīng)居中，由于水平度的初調(diào)是360度全方位的，因此，任意一個調(diào)節(jié)螺旋的變動都會對其余的調(diào)節(jié)螺栓產(chǎn)生連帶影響，其調(diào)節(jié)過程相當(dāng)繁瑣，并且需要測量人員具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗。此外，由于在給水平儀精調(diào)水平時，管水準器中的氣泡是否居中會受測量人員的視角影響，并且氣泡本身具有一定大小的形狀，其和管水準器上的刻度之間的比對也會受到測量人員經(jīng)驗的人為影響。特別是，水準儀本身在制造裝配時也會存在一定的誤差，也就是說，望遠鏡的視準軸和管水準器之間會存在一個平行度誤差，使得水準儀在管水準器顯示水平時，望遠鏡的視準軸仍然可能存在較大的水平度誤差，從而影響測量精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個目的是為了解決現(xiàn)有的光學(xué)水準儀調(diào)水平結(jié)構(gòu)所存在的初調(diào)過程繁瑣的問題，提供一種便于調(diào)節(jié)的水準儀調(diào)水平結(jié)構(gòu)，其不僅可快捷方便地完成水平度初調(diào)程序，同時有利于降低對測量人員的要求。
[0004]本發(fā)明的另一個目的是為了解決現(xiàn)有的光學(xué)水準儀調(diào)水平結(jié)構(gòu)所存在的望遠鏡的視準軸在調(diào)水平時容易產(chǎn)生較大誤差、從而影響水準儀測量精度的問題，提供一種水準儀快捷調(diào)水平結(jié)構(gòu)，其可使水準儀的望遠鏡視準軸在工作時具有較高的水平度，同時視準軸的平行度不易受測量人員人為因素以及水準儀制造、裝配精度的影響。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種水準儀快捷調(diào)水平結(jié)構(gòu)，包括基座、通過垂直于基座上表面的豎直軸轉(zhuǎn)動連接在基座上表面的水準儀本體、設(shè)置在基座下部的連接底板，水準儀本體內(nèi)設(shè)有望遠鏡，水準儀本體上還設(shè)有圓水準器、與視準軸平行的管水準器以及微傾螺旋，在連接底板的中心位置設(shè)有一個球形空腔，球形空腔的上下兩側(cè)貫通連接底板的上下表面，連接底板的上表面圍繞球形空腔豎直的軸線等間距地設(shè)置兩個置入槽，所述置入槽沿球形空腔的豎直軸線向內(nèi)延伸，置入槽的內(nèi)側(cè)面與球形空腔相連通，置入槽的外側(cè)面為與球形空腔的球面相切的圓柱面，球形空腔內(nèi)設(shè)有圓盤狀的浮動塊，浮動塊的厚度小于置入槽的寬度，浮動塊的外側(cè)面為與球形空腔適配的球面，浮動塊的中心設(shè)有連接圓孔，一擺動桿穿過浮動塊的連接圓孔垂直地螺紋連接在基座的下表面上，擺動桿在位于浮動塊上部位置設(shè)有貼靠浮動塊的限位螺母，擺動桿在位于浮動塊下部位置設(shè)有貼靠浮動塊的限位環(huán)，擺動桿的下端設(shè)有校正重錘，擺動桿的下部還設(shè)有左右橫向布置的配重螺桿，在配重螺桿的左右兩側(cè)分別螺紋連接有配重塊，連接底板上表面的邊緣處設(shè)有至少三個調(diào)節(jié)螺釘，調(diào)節(jié)螺釘?shù)纳隙说挚炕南卤砻?，在連接底板的下表面圍繞球形空腔設(shè)有三個伸縮式支撐腳。
[0006]在測量時，當(dāng)我們架設(shè)起伸縮式支撐腳時，由于浮動塊和連接底板上的球形空腔是球面配合，因此，在重力的作用下，校正重錘帶動擺動桿自動地位于鉛垂線狀態(tài)，從而使水準儀本體以及望遠鏡的視準軸快捷地調(diào)整到水平狀態(tài)，此時，我們調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘，使其上端抵靠基座的下表面，即可使水準儀本體即基座的位置固定，從而方便地完成視準軸的初調(diào)程序。由于初調(diào)程序主要是依靠重力作用自動完成的，因此可顯著地降低對測量人員的要求，而其中的圓水準器則可用于對初調(diào)程序的監(jiān)測，以確保左右方向的水平度。特別是，在連接底板的上表面圍繞球形空腔豎直的軸線等間距地設(shè)有兩個置入槽，并且置入槽的外側(cè)面為與球形空腔的球面相切的圓柱面，因此，使用時，我們可先將浮動塊轉(zhuǎn)動90度使之與連接底板相垂直，這樣即可進入寬度大于其厚度的置入槽，當(dāng)浮動塊到達置入槽的底部時，浮動塊外側(cè)球面與球形空腔的球面的球心重合，此時即可將浮動塊轉(zhuǎn)動90度，然后再將擺動桿穿過浮動塊的連接圓孔，并在穿出浮動塊的擺動桿上端旋上限位螺母，之后即可將擺動桿螺紋連接到基座的下表面上，從而使基座及水準儀本體浮動連結(jié)在連接底板上，使之可在360度范圍內(nèi)隨意擺動。由于浮動塊可方便地拆裝，因此便于水準儀的攜帶和收納。當(dāng)我們完成初調(diào)程序后即可按常規(guī)利用微傾螺旋和管水準器完成水平度的精調(diào)程序。進一步地，我們可通過調(diào)整左右兩個配重塊在配重螺桿上的位置對初調(diào)程序的精度進行校正，以確保其精度。
[0007]作為優(yōu)選，在基座的前、后側(cè)分別插接有沿望遠鏡視準軸軸向延伸的伸縮式定距桿，基座前、后側(cè)的伸縮式定距桿同軸布置，兩根伸縮式定距桿的外端分別設(shè)有豎直向上的校正桿，校正桿朝向水準儀本體的側(cè)壁上沿軸向設(shè)有透明的等高管，兩根伸縮式定距桿上的等尚管底部通過管路相連通，等尚管內(nèi)充注有液體，等尚管的管身上設(shè)有可顯不液面尚度的校正刻度。
[0008]本發(fā)明在基座的前后兩側(cè)分別插接有伸縮式定距桿，并在伸縮式定距桿的端部設(shè)置校正桿，使用時，當(dāng)我們完成初調(diào)程序后，水準儀本體基本保持水平，此時基座前后兩側(cè)的等高管內(nèi)的液面保持在同一位置，然后再將望遠鏡照準前側(cè)的校正桿上的等高管上的校正刻度，將該讀取數(shù)據(jù)與該等高管內(nèi)液面的讀取數(shù)據(jù)做比對，即可得到視準軸與液面高度的第一差值；然后將水準儀本體轉(zhuǎn)動180度，使望遠鏡照準基座后側(cè)的校正桿上的等高管的校正刻度，并依照前述方法得到視準軸與后側(cè)等高管的液面高度之間的第二差值。當(dāng)視準軸具有水平誤差時，上述第一差值和第二差值之間會存在一個偏差值，此時即可調(diào)整微傾螺旋，直至第一差值和第二差值相等，即表示視準軸已處于水平狀態(tài)。由于本發(fā)明中調(diào)整視準軸的水平基準為相互連通的前后等高管內(nèi)的液面，并且前后等高管內(nèi)的液面高度可不受溫度環(huán)境等外界因素的影響，因此可完全避免現(xiàn)有的水準儀由于在制造安裝時所存在的望遠鏡視準軸本身與縱向的管水準器之間的平行度誤差、以及溫度等外界條件的變化對管水準器準確度的影響所造成的視準軸水平度誤差。
[0009]作為優(yōu)選，所述等高管的液面上設(shè)有可上下浮動的指示塊。
[0010]在兩個等高管內(nèi)設(shè)置相同的指示塊，從而有利于準確觀測液面的高度，進而可提高視準軸的水平度。
[0011]作為優(yōu)選，所述伸縮式定距桿包括若干由里至外套接在一起的伸縮套管，伸縮套管的橫截面呈矩形，伸縮式定距桿中最外面的伸縮套管的尾端連接在基座上，伸縮式定距桿中最里面的伸縮套管的前端與校正桿相