一種坡度高差測量儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種坡度高差測量儀，包括測量部以及三腳支撐部，所述測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腳桿的中心，所述測腳桿兩端分別設置有一測腳；所述下弦桿上設置有至少兩個頂撐點；測腳桿上設置有一標尺，所述第一圓弧上弦桿上設置有坡度值刻度、正高差值刻度以及與各頂撐點相對應的副高差值刻度。本實用新型不需附屬工具，重量輕，攜帶極其方便，同時安置不受場地限制，測量步驟簡單易操作，且測量效率高，對環境的適應性強。
【專利說明】一種坡度高差測量儀 【【技術領域】】
[0001] 本實用新型涉及一種坡度坡度高差測量儀。 【【背景技術】】
[0002] 在工程建設領域和科學研究領域，需要測量高差的情況非常多，例如：工程建設中 山坡斷面圖的測量，儀器設備的安裝，道路工程中橫坡和縱坡的檢測，海岸邊坡調查，地形 地貌測量等等，這些情況都需要用到高差測量儀。
[0003] 現有高差測量設備主要包括兩類：一類是利用水準面測量高差，如水準儀；另一 類是利用堅直角采用三角函數測量高差，如經緯儀。這兩類儀器的高差測量原理圖1和圖 2所示。
[0004] 圖1為水準儀測量高差的原理，AB兩點的高差計算公式為：
[0005] = a~b
[0006] 水準儀測量高差的精度可以達到1_，是目前工程中所有高差測量儀器中精度最 高的，所以它工程中廣泛采用的主要高差測量工具。
[0007] 圖2為經緯儀測量高差的原理，AB兩點的高差計算公式為：
[0008] = i+Ssin a -y
[0009] 經緯儀測量高差的精度比水準儀低，但由于經緯儀可以測量很大的坡度，且傳遞 較遠的高程，所以工程測量中也常用經緯儀測量高差。
[0010] 兩種儀器都是工程建設中最常用的高差測量工具，但它們也具有一些難以克服的 缺點：
[0011] (1)需要的附屬工具多，重量大，攜帶不方便。
[0012] 水準儀測量高差除了儀器本身外，還需要配備一個三角架和兩把3m長的木水準 尺或塔尺，而經緯儀測量高差除了儀器本身外，還需要配備一個三角架和兩根標桿或測釬。 兩種儀器的附屬工具體積大、重置大，運輸不方便，而且容易損壞。
[0013] (2)儀器的安裝架設極其麻煩，且受場地限制。
[0014] 水準儀和經緯儀的安置需要精確整平，水準儀必須安置在兩個測點的正中間位 置，經緯儀必須要對中，每架一站都需要大約10分鐘的時間。如果場地限制無法滿足架設 需要，則還需要首先解決站點位置的問題。
[0015] (3)水準儀在山坡測量中效率極低。
[0016] 在高差很大的山坡測量中，水準儀每隔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價格較貴。
[0018] 水準儀和經緯儀屬于精密光學儀器，一般價格昂貴，電子水準儀和經緯儀則更貴。
[0019] (5)不適應較短距離的高差測量。
[0020] 水準儀和經緯儀適合大規模測量任務，對于短距離的坡度和高差測量并不適合。
[0021] (6)測量步驟極其繁瑣。
[0022] 無論是水準儀還是經緯儀，其測量步驟都極其繁瑣，這也是降低了其測量效率。
[0023] (7)對氣象要求高，不能夜間作業。
[0024] 水準儀和經緯儀測量時對氣象要求較高，吹大風、下雨、溫度變化、大氣折光、陽光 直射等都能對測量結果產生影響。另外這兩種儀器由于采用的是光學原理，所以不能在夜 間進行測量作業。 【
【發明內容】
】
[0025] 本實用新型要解決的技術問題，在于提供一種坡度高差測量儀，其不需要附屬工 具，重量輕，攜帶極其方便，同時安置不受場地限制，測量步驟簡單易操作，并且測量效率 高,對環境的適應性強。
[0026] 本實用新型是這樣實現上述技術問題的：
[0027] -種坡度高差測量儀，所述坡度高差測量儀包括一測量部以及一三腳支撐部，所 述測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腳桿以及一頂撐桿，所述測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腳桿的中心，所述測腳桿的兩端分別設置有一測 腳；所述測腳桿與所述第一下弦桿等長，所述測腳桿的長度為頂撐桿的兩倍；所述下弦桿 上設置有至少兩個頂撐點；
[0029] 所述測腳桿上設置有一標尺，所述第一圓弧上弦桿上設置有一坡度值刻度、一正 高差值刻度以及與各頂撐點相對應的副高差值刻度。
[0030] 進一步地，所述坡度高差測量儀還設置有一支撐骨架以及復數支撐桿，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置在第一圓弧 上弦桿和第一下弦桿所圍成的測量部內，各所述支撐桿堅直支撐設置在所述支撐骨架內。
[0031] 進一步地，所述頂撐點為三個，分別為第一頂撐點、第二頂撐點以及第三頂撐點； 所述副高差值刻度對應的為三組，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] 進一步地，當頂撐桿頂在第一頂撐點時，所述第一下弦桿與測腳桿的夾角為15° ; 當頂撐桿頂在第二頂撐點時，所述第一下弦桿與測腳桿的夾角為45° ;當頂撐桿頂在第三 頂撐點時，所述第一下弦桿與測腳桿的夾角為75°。
[0033] 進一步地，各所述測腳可相對移動。
[0034] 進一步地，所述第一下弦桿或測腳桿的長度為2000mm。
[0035] 進一步地，所述第一圓弧上弦桿的圓弧半徑長為3438mm。
[0036] 本實用新型具有如下優點：
[0037] (1)不需要附屬工具，重量輕，攜帶極其方便，本實用新型坡度高差測量儀自成一 體，沒有附屬部件，體積尺寸較小，重量輕，方便攜帶。
[0038] (2)安置很簡單，不受場地限制，測量步驟極其簡單，本實用新型坡度高差測量儀 只需要在測量前調整恰當的頂撐位置，然后就可以直接安置到測點上進行測量，直接讀數 記錄，程序簡單易學。
[0039] (3)在山坡測量中效率極高，本實用新型坡度高差測量儀主要就是為了測量坡度 而設計出來的，在山坡測量中效率極高，基本上是隨測隨走，每一站全部時間加起來不超過 10秒，在這方面恰好可以彌補水準儀的不足之處。
[0040] (4)生產成本低，本實用新型坡度高差測量儀結構簡單，所需材料和技術都容易獲 得，故價格便宜，適宜推廣應用。
[0041] (5)適應較短距離的坡度高差測量，本實用新型坡度高差測量儀主要適用于短距 離的坡度和坡度高差測量，這一點也正好可以彌補現有水準儀和經緯儀的不足之處。
[0042] (6)對氣象要求低，可以夜間作業，本實用新型坡度高差測量儀由于采用的是液體 的連通器原理，全部液體被封閉在透明管中，所以測量時機不受外界影響，而且可能夜間進 行測量作業。 【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0043] 下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0044] 圖1為現有水準儀測量高差的工作示意圖。
[0045] 圖2為現有經緯儀測量高差的工作示意圖。
[0046] 圖3為本實用新型坡度高差測量儀的結構示意圖。
[0047] 圖4是本實用新型坡度高差測量儀的測量原理圖。
[0048] 圖5是本實用新型坡度高差測量儀的第一圓弧上弦桿上的局部刻度放大圖。
[0049] 附圖標識說明：
[0050] 1、測量部 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、測腳桿
[0054] 22、頂撐桿 23、測腳
[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
[0059] 122、第二頂撐點 123、第三頂撐點 【【具體實施方式】】
[0060] 請參閱圖3?5所示，對本實用新型的實施例進行詳細的說明。
[0061] 重點參閱圖3?5,本實用新型涉及一種坡度高差測量儀，所述坡度高差測量儀包 括一測量部1以及一三腳支撐部2,所述測量部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包括一測腳桿21以及一頂撐桿22,所述測腳桿21的一端與第 一下弦桿11的一端相鉸接，所述頂撐桿22的一端鉸接在測腳桿21的中心，所述測腳桿21 的兩端分別設置有一測腳23 ;所述測腳桿21與所述第一下弦桿12等長，所述測腳桿21的 長度為頂撐桿22的兩倍；所述下弦桿12上設置有至少兩個頂撐點；
[0063] 所述測腳桿21上設置有一標尺，所述第一圓弧上弦桿11上設置有一坡度值刻度 111、一正高差值刻度112以及與各頂撐點相對應的副高差值刻度。
[0064] 所述坡度高差測量儀還設置有一支撐骨架3以及復數支撐桿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支撐設置在第一圓弧 上弦桿11和第一下弦桿12所圍成的測量部1內，各所述支撐桿4堅直支撐設置在所述支 撐骨架3內。
[0065] 所述頂撐點為三個，分別為第一頂撐點121、第二頂撐點122以及第三頂撐點123 ; 所述副高差值刻度對應的為三組，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 ;當頂撐桿22頂在第一頂撐點121時，所述第一下弦桿12與測腳 桿21的夾角為15° ;當頂撐桿頂22在第二頂撐點122時，所述第一下弦桿12與測腳桿21 的夾角為45° ;當頂撐桿22頂在第三頂撐點123時，所述第一下弦桿12與測腳桿21的夾 角為75°。各所述測腳23可相對移動。所述第一下弦桿12或測腳桿21的長度為2000mm ; 所第一述圓弧上弦桿11的圓弧半徑長為3438mm。
[0066] 以下為本實用新型的使用原理。
[0067] (1)坡度坡度高差測量儀的基本原理
[0068] 在測量坡度時，先目估坡度的大小并選擇頂撐桿22的合適的頂撐位置，當不采用 頂撐桿22時（即第一下弦桿12與測腳桿21相重合），第一下弦桿12與測腳桿21的夾角 恰好等于〇°，當頂撐桿22支撐在第一下弦桿12上的第一頂撐點121時，第一下弦桿 12與測腳桿21的夾角Θ。恰好等于15°，當頂撐桿22支撐在第一下弦桿12上的第二頂撐 點122時，第一下弦桿12與測腳桿21的夾角Θ。恰好等于45°，當頂撐桿22支撐在第一 下弦桿12上的第三頂撐點123時，第一下弦桿12與測腳桿21的夾角Θ ^恰好等于75° ; 各頂撐點的位置和數量可以根據第一下弦桿12與測腳桿21的夾角％的實際使用需求來 設定。
[0069] 然后利用測量部1測量出當前坡度不足或過剩部分的角度Θ，最后將兩部分相加 就得到坡度值a，gp :
[0070]
【權利要求】
1. 一種坡度高差測量儀，其特征在于：所述坡度高差測量儀包括一測量部以及一三腳 支撐部，所述測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腳桿以及一頂撐桿，所述測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腳桿的中心，所述測腳桿的兩端分別設置有一測腳；所 述測腳桿與所述第一下弦桿等長，所述測腳桿的長度為頂撐桿的兩倍；所述下弦桿上設置 有至少兩個頂撐點； 所述測腳桿上設置有一標尺，所述第一圓弧上弦桿上設置有一坡度值刻度、一正高差 值刻度以及與各頂撐點相對應的副高差值刻度。
2. 如權利要求1所述的一種坡度高差測量儀，其特征在于：所述坡度高差測量儀還設 置有一支撐骨架以及復數支撐桿，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置在第一圓弧上弦桿和第一下弦桿所圍成的測量部內，各所 述支撐桿堅直支撐設置在所述支撐骨架內。
3. 如權利要求1或2所述的一種坡度高差測量儀，其特征在于：所述頂撐點為三個，分 別為第一頂撐點、第二頂撐點以及第三頂撐點；所述副高差值刻度對應的為三組，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. 如權利要求3所述的一種坡度高差測量儀，其特征在于：當頂撐桿頂在第一頂撐點 時，所述第一下弦桿與測腳桿的夾角為15° ;當頂撐桿頂在第二頂撐點時，所述第一下弦桿 與測腳桿的夾角為45° ;當頂撐桿頂在第三頂撐點時，所述第一下弦桿與測腳桿的夾角為 75。。
5. 如權利要求1或2所述的一種坡度高差測量儀，其特征在于：各所述測腳可相對移 動。
6. 如權利要求1或2所述的一種坡度高差測量儀，其特征在于：所述第一下弦桿或測 腳桿的長度為2000mm。
7. 如權利要求6所述的一種坡度高差測量儀，其特征在于：所述第一圓弧上弦桿的圓 弧半徑長為3438mm。
【文檔編號】G01C9/22GK203837695SQ201420223109
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2014年5月4日
【發明者】常方強, 黃金山 申請人:華僑大學