一種便于調(diào)節(jié)的小型水準(zhǔn)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水準(zhǔn)儀，尤其是涉及一種測(cè)量精度高的小型光學(xué)水準(zhǔn)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]水準(zhǔn)測(cè)量裝置主要用于在建筑等工程上測(cè)量某點(diǎn)位置高度、或兩點(diǎn)位置之間的高度差?，F(xiàn)有的光學(xué)水準(zhǔn)測(cè)量裝置通常是由一個(gè)水準(zhǔn)儀和兩個(gè)水準(zhǔn)標(biāo)尺組成，水準(zhǔn)儀主要包括一個(gè)連接在三腳架上的基座、通過一豎直軸可轉(zhuǎn)動(dòng)連接在基座上的本體，本體內(nèi)設(shè)有由物鏡、目鏡、對(duì)光透鏡和分劃板等構(gòu)成的望遠(yuǎn)鏡，本體上還設(shè)有相應(yīng)的調(diào)水平結(jié)構(gòu)，以便在測(cè)量時(shí)將望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)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(zhǔn)器、用來指示視準(zhǔn)軸是否水平并與視準(zhǔn)軸平行的管水準(zhǔn)器、以及用于精確調(diào)整視準(zhǔn)軸的微傾螺旋。需要測(cè)量時(shí)，先將兩個(gè)水準(zhǔn)標(biāo)尺分別豎直地放置于地面上的兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)，然后再將水準(zhǔn)儀放置在兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的中間位置。接著通過圓水準(zhǔn)器將水準(zhǔn)儀初調(diào)至水平狀態(tài)，再觀察管水準(zhǔn)器的氣泡狀態(tài)，并通過微傾螺旋將水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸精調(diào)至水平狀態(tài)，這樣，水準(zhǔn)儀即可開始用于測(cè)量。然后用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)并讀取兩個(gè)水準(zhǔn)標(biāo)尺的標(biāo)高數(shù)值，所測(cè)標(biāo)高數(shù)值之差即為兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的高度差，如果已知其中一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的高程，即可由高度差計(jì)算出另一測(cè)量點(diǎn)的高度。例如，一種在中國(guó)專利文獻(xiàn)上公開的“雙通道水準(zhǔn)儀”，公布號(hào)為CN103344215A，包括殼體，殼體通過豎軸活動(dòng)連接于基座上，在殼體上固定有圓水準(zhǔn)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(duì)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(duì)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(gè)望遠(yuǎn)鏡，因此無需要求水準(zhǔn)儀距兩個(gè)水準(zhǔn)標(biāo)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(zhǔn)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(gè)調(diào)節(jié)螺栓來同時(shí)協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)的，并且還需觀察圓水準(zhǔn)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(gè)調(diào)節(jié)螺旋的變動(dòng)都會(huì)對(duì)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(cè)量人員具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)。此外，由于在給水平儀精調(diào)水平時(shí)，管水準(zhǔn)器中的氣泡是否居中會(huì)受測(cè)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(zhǔn)器上的刻度之間的比對(duì)也會(huì)受到測(cè)量人員經(jīng)驗(yàn)的人為影響。特別是，水準(zhǔn)儀本身在制造裝配時(shí)也會(huì)存在一定的誤差，也就是說，望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸和管水準(zhǔn)器之間會(huì)存在一個(gè)平行度誤差，使得水準(zhǔn)儀在管水準(zhǔn)器顯示水平時(shí)，望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸仍然可能存在較大的水平度誤差，從而影響測(cè)量精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個(gè)目的是為了解決現(xiàn)有的光學(xué)水準(zhǔn)儀所存在的初調(diào)程序繁瑣的問題，提供一種便于調(diào)節(jié)的小型水準(zhǔn)儀，其不僅可快捷方便地完成水平度初調(diào)程序，同時(shí)有利于降低對(duì)測(cè)量人員的要求。
[0004]本發(fā)明的另一個(gè)目的是為了解決現(xiàn)有的光學(xué)水準(zhǔn)儀所存在的望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸在調(diào)水平時(shí)容易產(chǎn)生較大誤差、從而影響水準(zhǔn)儀測(cè)量精度的問題，提供一種便于調(diào)節(jié)的小型水準(zhǔn)儀，其可使水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸在工作時(shí)具有較高的水平度，同時(shí)視準(zhǔn)軸的平行度不易受測(cè)量人員人為因素以及水準(zhǔn)儀制造、裝配精度的影響。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種便于調(diào)節(jié)的小型水準(zhǔn)儀，包括基座、通過垂直于基座上表面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在基座上表面的水準(zhǔn)儀本體、設(shè)置在基座下部的連接底板，水準(zhǔn)儀本體內(nèi)設(shè)有望遠(yuǎn)鏡，水準(zhǔn)儀本體上還設(shè)有圓水準(zhǔn)器、與視準(zhǔn)軸平行的管水準(zhǔn)器以及微傾螺旋，在連接底板的中心位置設(shè)有一個(gè)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(gè)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(dòng)塊，浮動(dòng)塊的厚度小于置入槽的寬度，浮動(dòng)塊的外側(cè)面為與球形空腔適配的球面，浮動(dòng)塊的中心設(shè)有連接圓孔，一擺動(dòng)桿穿過浮動(dòng)塊的連接圓孔垂直地螺紋連接在基座的下表面上，擺動(dòng)桿在位于浮動(dòng)塊上部位置設(shè)有貼靠浮動(dòng)塊的限位螺母，擺動(dòng)桿在位于浮動(dòng)塊下部位置設(shè)有貼靠浮動(dòng)塊的限位環(huán)，擺動(dòng)桿的下端設(shè)有校正重錘，連接底板上表面的邊緣處設(shè)有至少三個(gè)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(gè)伸縮式支撐腳。
[0006]在測(cè)量時(shí)，當(dāng)我們架設(shè)起伸縮式支撐腳時(shí)，由于浮動(dòng)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(dòng)擺動(dòng)桿自動(dòng)地位于鉛垂線狀態(tài)，從而使水準(zhǔn)儀本體以及望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸快捷地調(diào)整到水平狀態(tài)，此時(shí)，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(zhǔn)儀本體即基座的位置固定，從而方便地完成視準(zhǔn)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(dòng)完成的，因此可顯著地降低對(duì)測(cè)量人員的要求，而其中的圓水準(zhǔn)器則可用于對(duì)初調(diào)程序的監(jiān)測(cè)。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(gè)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(shí)，我們可先將浮動(dòng)塊轉(zhuǎn)動(dòng)90度使之與連接底板相垂直，這樣即可進(jìn)入寬度大于其厚度的置入槽，當(dāng)浮動(dòng)塊到達(dá)置入槽的底部時(shí)，浮動(dòng)塊外側(cè)球面與球形空腔的球面的球心重合，此時(shí)即可將浮動(dòng)塊轉(zhuǎn)動(dòng)90度，然后再將擺動(dòng)桿穿過浮動(dòng)塊的連接圓孔，并在穿出浮動(dòng)塊的擺動(dòng)桿上端旋上限位螺母，之后即可將擺動(dòng)桿螺紋連接到基座的下表面上，從而使基座及水準(zhǔn)儀本體浮動(dòng)連結(jié)在連接底板上，使之可在360度范圍內(nèi)隨意擺動(dòng)。由于浮動(dòng)塊可方便地拆裝，因此便于水準(zhǔn)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(zhǔn)器完成水平度的精調(diào)程序。
[0007]作為優(yōu)選，在基座的前、后側(cè)分別設(shè)有沿望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸的軸向延伸的定距桿，基座前、后側(cè)的定距桿同軸布置并分別通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸線水平布置的拆卸式合頁鉸接在基座上，定距桿的外端分別設(shè)有豎直向上的校正桿以及豎直向下的支撐桿，校正桿朝向水準(zhǔn)儀本體的側(cè)壁上沿軸向設(shè)有透明的等高管，兩根定距桿上的等高管底部通過管路相連通，等高管內(nèi)充注有液體，等高管的管身上設(shè)有可顯示液面高度的校正刻度。
[0008]本發(fā)明通過在基座的前后兩側(cè)分別設(shè)置定距桿，并在定距桿的端部設(shè)置校正桿，使用時(shí)，當(dāng)我們完成初調(diào)程序后，水準(zhǔn)儀本體基本保持水平，此時(shí)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(yuǎn)鏡照準(zhǔn)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(duì)，即可得到視準(zhǔn)軸與液面高度的第一差值；然后將水準(zhǔn)儀本體轉(zhuǎn)動(dòng)180度，使望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)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(zhǔn)軸與后側(cè)等高管的液面高度之間的第二差值。當(dāng)視準(zhǔn)軸具有水平誤差時(shí)，上述第一差值和第二差值之間會(huì)存在一個(gè)偏差值，此時(shí)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(zhǔn)軸已處于水平狀態(tài)。由于本發(fā)明中調(diào)整視準(zhǔn)軸的水平基準(zhǔn)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(zhǔn)儀由于在制造安裝時(shí)所存在的望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸本身與縱向的管水準(zhǔn)器之間的平行度誤差、以及溫度等外界條件的變化對(duì)管水準(zhǔn)器準(zhǔn)確度的影響所造成的視準(zhǔn)軸水平度誤差。在定距桿的外端設(shè)置支撐桿，使用時(shí)，支撐桿的下端支撐在地面上，從而可有效地增加定距桿的剛性和穩(wěn)定性，以有利于提高視準(zhǔn)軸的平行度調(diào)整精度。
[0009]作為優(yōu)選，所述等高管的液面上設(shè)有可上下浮動(dòng)的指示塊。
[0010]在兩個(gè)等高管內(nèi)設(shè)置相同的指示塊，從而有利于準(zhǔn)確觀測(cè)液面的高度，進(jìn)而可提高視準(zhǔn)軸的水平度。
[0011]作為優(yōu)選，所述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，定距桿中最外面的伸縮套管的尾端連接在基座上，定距桿中最里面的伸縮套管的前端與校正桿相連接，每個(gè)伸縮套管的尾端內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有橫向的定位條，定距桿內(nèi)設(shè)有定距鋼絲，所述定距鋼絲依次與定距桿的各伸縮套管上的