[發(fā)明專利]一種坡度高差測(cè)量?jī)x

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410183860.3
• 申請(qǐng)日: 2014-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN103983245A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常方強(qiáng);黃金山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C5/04
• 分類號(hào): G01C5/04;G01C9/22
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 陳智海

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種坡度坡度高差測(cè)量?jī)x。

【背景技術(shù)】

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。

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；另一類是利用豎直角采用三角函數(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。

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：

h_AB＝a-b

水準(zhǔn)儀測(cè)量高差的精度可以達(dá)到1mm，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。

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：

h_AB＝i+Ssinα-v

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。

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)：

(1)需要的附屬工具多，重量大，攜帶不方便。

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。

(2)儀器的安裝架設(shè)極其麻煩，且受場(chǎng)地限制。

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)地限制無法滿足架設(shè)需要，則還需要首先解決站點(diǎn)位置的問題。

(3)水準(zhǔn)儀在山坡測(cè)量中效率極低。

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。

(4)價(jià)格較貴。

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。

(5)不適應(yīng)較短距離的高差測(cè)量。

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。

(6)測(cè)量步驟極其繁瑣。

無論是水準(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。

(7)對(duì)氣象要求高，不能夜間作業(yè)。

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】

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，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)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問題的：

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。

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)，各所述支撐桿豎直支撐設(shè)置在所述支撐骨架內(nèi)。

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。

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°。