一种多功能便携式野外测量仪及使用方法

技术领域

本发明涉及一种户外测量设备，涉及一种多功能便携式野外测量仪及使用方法。

背景技术

随着社会的不断发展，越来越多的测量设备为大家所用，测量仪的问世更是让测量工作变得更加容易。目前被广泛应用于室内、土建等各个方面。

然而，现有的测量仪在野外使用时存在一定的弊端，仪器笨重难以携带，功能较单一，不能同时满足多个测量需求，在野外作业过程中需要携带大量的测试仪器。另外测量过程需要多人配合，甚至由于山势的干扰，只能采取最原始软尺和地质罗盘等测量方法，不仅浪费时间，更加大了工作人员的危险指数，同时现有的测距仪需要工作人员实时记录，没有记忆存储功能，而野外工作人员常常需要测得所处位置的经纬，这也就从另一方面增加了其他设备的支出，在一定程度上增加了成本。同时当前的测量设备在运行时，也缺乏便捷有效的电能供给能力，需要额外配备蓄电池组等供电设备，进一步增加了设备使用成本和劳动强度，同时也对设备运行的持续性造成了较大的影响。

因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的户外测量设备及相应的测量方法，以满足实际施工安全可靠的需求。

发明内容

本发明公开了一种多功能便携式野外测量仪及使用方法，以解决现有技术存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种多功能便携式野外测量仪，包括承载龙骨、承载托盘、承载箱、防护顶板、三角支架、导向滑轨、升降驱动机构、全站仪、辅助定位机构、辅助驱动电源及驱动电路，承载箱为横断面呈“凵”字形槽状结构，且承载箱上端面与防护顶板相抵并同轴分布，承载箱下端面通过三维位移台与三角支架铰接，且三角支架轴线与水平面垂直分布，承载龙骨为横断面呈矩形的的框架结构，承载龙骨嵌于承载箱内并与承载箱同轴分布，承载托盘嵌于承载龙骨内，与承载龙骨底部平行分布，并通过至少两条导向滑轨与承载托盘侧壁内表面滑动连接，且承载托盘下端面另通过升降驱动机构与承载龙骨外底部连接，升降驱动机构嵌于导向滑轨内并与导向滑轨同轴分布，承载托盘上端面通过三维位移台与全站仪连接并同轴分布，且全站仪光轴与水平面呈0—90°夹角，辅助定位机构通过三维转台与全站仪侧表面铰接，且辅助定位机构光轴与全站仪光轴呈0°—60°夹角，辅助驱动电源及驱动电路嵌于承载箱内，并位于承载龙骨下方，其中驱动电路分别与升降驱动机构、全站仪、辅助定位机构、辅助驱动电源、三维位移台、三维转台电气连接。

进一步的，所述辅助定位机构包括基板、望远镜、激光定位指示灯，其中所述基板为横断面呈矩形的板状结构，基板后端面通过三维转台与全站仪侧表面铰接，前端面通过棘轮机构分别与望远镜、激光定位指示灯铰接，且所述望远镜、激光定位指示灯光轴呈0°—60°夹角，且当望远镜、激光定位指示灯光轴夹角大于0°时，望远镜、激光定位指示灯交点位于全站仪正前方指示5米处。

进一步的，所述防护顶板下端面通过弹性伸缩杆与承载托盘上端面连接，所述弹性伸缩杆至少两条，对称分布在承载托盘轴线两侧，并包覆在全站仪外侧，所述弹性伸缩杆上端面及下端面分别与承载托盘上端面及防护顶板下端面通过棘轮机构铰接。

进一步的，所述承载箱内设半导体制冷机构，其底部外表面设至少四条承载柱，侧壁外表面设辅助驱动翅板，所述半导体制冷机构至少一个，嵌于承载箱底部，且半导体制冷机构制冷端嵌于承载箱内，散热端位于承载箱外，所述承载柱环绕承载箱轴线均布，且各承载柱间通过棘轮机构与承载箱底部铰接，并与承载箱底部呈0°—120°夹角，且承载柱对应的承载箱底部设定位槽，且当承载柱与承载箱底部夹角为0°时，各承载柱均嵌于定位槽内并与定位槽同轴分布，所述辅助驱动翅板与承载箱侧壁外表面间通过棘轮机构铰接，并与承载箱侧壁外表面呈0°—180°夹角，所述半导体制冷机构及辅助驱动翅板与驱动电路电气连接。

进一步的，所述辅助驱动翅板包括基板、太阳能电池板，所述基板为横断面呈“H”字形槽状结构，所述太阳能电池板嵌于基板的前表面及后表面内，且各太阳能电池板均与驱动电路电气连接。

进一步的，所述承载托盘上端面另设土壤检测、水质检测仪及空气检测仪，所述土壤检测、水质检测仪及空气检测仪均与驱动电路电气连接，且土壤检测、水质检测仪及空气检测仪均与至少一个传感器间通过导线电气连接，各传感器位于承载箱外，并嵌于三角支架侧表面内，且所述三角支架侧表面与传感器对应位置处均设承载槽，且各传感器均嵌于承载槽内，传感器所连接的导线另通过收线器与承载槽侧壁连接，且收线器嵌于承载槽内。

进一步的，所述三维位移台、三维转台上均设至少一个角度传感器，所述承载箱底部及全站仪侧表面均设一个倾角传感器，所述角度传感器和倾角传感器均与驱动电路电气连接。

进一步的，所述驱动电路为基于DSP芯片、FPGA芯片中任意一种为基础的电路系统，且所述驱动电路另设无线数据通讯装置、在线数据通讯装置、GNSS卫星定位装置、接线端子、通讯端子及操控界面，其中所述驱动电路另设无线数据通讯装置、在线数据通讯装置、GNSS卫星定位装置、接线端子、通讯端子及操控界面电气连接，且接线端子、通讯端子及操控界面嵌于承载箱外侧面。

一种多功能便携式野外测量仪的使用方法，包括如下步骤：

S1，设备组装，首先对构成本发明的承载龙骨、承载托盘、承载箱、防护顶板、三角支架、导向滑轨、升降驱动机构、全站仪、辅助定位机构、辅助驱动电源及驱动电路进行组装，然后对辅助驱动电源进行充电作业，同时通过驱动电路与外部的数据管理平台间建立数据链接关系，并分配数据通讯地址及设备硬件识别代码，从而完成本发明装配；

S2，设备转运预制，根据S1步骤后，通过防护顶板对承载箱进行密封防护，由承载箱和防护顶板对承载箱内的升降驱动机构、全站仪、辅助定位机构进行承载防护，然后对惨叫支架和承载箱进行整体承载并满足携带的需要，从而实现对本发明整体转运的需要，并根据卫星定位将本发明转运至测绘点；

S3，野外测量，在将本发明转运到指定工作位置时，将三角支架与地平片进行支撑定位，并使上端面与承载箱下端面间通过三维位移台连接定位，然后通过操控界面对本发明操作，由驱动升降驱动机构运行，由升降驱动机构驱动承载托盘及与承载托盘连接的全站仪、防护顶板同步上升，使全站仪位于承载箱外，然后通过驱动电路驱动三维位移台、三维转台运行，使承载箱和全站仪处于水平状态后即可进行测量作业；在测量作业时，首先通过辅助定位机构选取待观测目标物，然后再由全站仪对选择的目标物进行观测，获得观测数据，最后将观测数据传输至驱动电路，由驱动电路处理后即可得到检测数据；

S4，辅助运行，在进行S3步骤检测作业的同时，一方面通过承载托盘上的土壤检测、水质检测仪及空气检测仪对测绘点的空气质量、土质及水体质量进行检测；另一方面通过承载箱外表的辅助驱动翅板进行光伏发电，为本发明提供辅助电能供给。

S5，设备复位，完成测绘后，通过操控面板驱动升降驱动机构运行，是的承载托盘及与承载托盘连接的全站仪、防护顶板同步下降，并由防护顶板对承载箱内升降驱动机构、全站仪、辅助定位机构进行承载防护，然后将承载箱与三角支架拆收纳后，即可完成本发明复位备用。

进一步的，所述S4步骤中，在利用土壤检测、水质检测仪及空气检测仪进行检测作业时，土壤检测、水质检测仪及空气检测仪均通过各传感器进行相应检测，且土壤检测、水质检测仪及空气检测仪间采用任意一种独立运行或几种同步运行。

本发明一方面设备结构简单，使用灵活方便，可有效满足户外携带、转运、操作的便捷性，同时有效的提高了对户外不同产地条件的实用性，从而极大的提高了本发明设备使用的灵活性和通用性；另一方面在具体实施中，操作灵活方便，系统运行稳定性、可靠性及续航能力强，可在有效提高检测定位作业的操作精度及灵活性的同时，实现通过一次检测同时全面获得当前检测位置及测量目标周边数据的能力，从而极大的提高户外测量作业的灵活性、便捷性及检测效率和精度。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明使用方法图。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

如图1所示，一种多功能便携式野外测量仪，包括承载龙骨1、承载托盘2、承载箱3、防护顶板4、三角支架5、导向滑轨6、升降驱动机构7、全站仪8、辅助定位机构9、辅助驱动电源10及驱动电路11，承载箱3为横断面呈“凵”字形槽状结构，且承载箱3上端面与防护顶板4相抵并同轴分布，承载箱3下端面通过三维位移台12与三角支架5铰接，且三角支架5轴线与水平面垂直分布，承载龙骨1为横断面呈矩形的的框架结构，承载龙骨1嵌于承载箱3内并与承载箱3同轴分布，承载托盘2嵌于承载龙骨1内，与承载龙骨1底部平行分布，并通过至少两条导向滑轨6与承载托盘2侧壁内表面滑动连接，且承载托盘2下端面另通过升降驱动机构7与承载龙骨1外底部连接，升降驱动机构7嵌于导向滑轨6内并与导向滑轨6同轴分布，承载托盘2上端面通过三维位移台12与全站仪8连接并同轴分布，且全站仪8光轴与水平面呈0—90°夹角，辅助定位机构9通过三维转台13与全站仪8侧表面铰接，且辅助定位机构光轴与全站仪光轴呈0°—60°夹角，辅助驱动电源10及驱动电路11嵌于承载箱3内，并位于承载龙骨1下方，其中驱动电路11分别与升降驱动机构7、全站仪8、辅助定位机构9、辅助驱动电源10、三维位移台12、三维转台13电气连接。

本实施例中，所述辅助定位机构9包括基板91、望远镜92、激光定位指示灯93，其中所述基板91为横断面呈矩形的板状结构，基板91后端面通过三维转台13与全站仪8侧表面铰接，前端面通过棘轮机构分别与望远镜92、激光定位指示灯93铰接，且所述望远镜92、激光定位指示灯93光轴呈0°—60°夹角，且当望远镜92、激光定位指示灯93光轴夹角大于0°时，望远镜92、激光定位指示灯93交点位于全站仪8正前方指示5米处。

本实施例中，所述防护顶板4下端面通过弹性伸缩杆14与承载托盘2上端面连接，所述弹性伸缩杆14至少两条，对称分布在承载托盘2轴线两侧，并包覆在全站仪8外侧，所述弹性伸缩杆14上端面及下端面分别与承载托盘2上端面及防护顶板4下端面通过棘轮机构铰接。

值得注意的，所述承载箱3内设半导体制冷机构15，其底部外表面设至少四条承载柱16，侧壁外表面设辅助驱动翅板17，所述半导体制冷机构15至少一个，嵌于承载箱3底部，且半导体制冷机构15制冷端嵌于承载箱3内，散热端位于承载箱3外，所述承载柱16环绕承载箱3轴线均布，且各承载柱16间通过棘轮机构与承载箱3底部铰接，并与承载箱3底部呈0°—120°夹角，且承载柱16对应的承载箱3底部设定位槽18，且当承载柱16与承载箱3底部夹角为0°时，各承载柱16均嵌于定位槽18内并与定位槽18同轴分布，所述辅助驱动翅板17与承载箱3侧壁外表面间通过棘轮机构铰接，并与承载箱3侧壁外表面呈0°—180°夹角，所述半导体制冷机构15及辅助驱动翅板17与驱动电路11电气连接。

进一步优化的，所述辅助驱动翅板17包括基板171、太阳能电池板172，所述基板171为横断面呈“H”字形槽状结构，所述太阳能电池板172嵌于基板171的前表面及后表面内，且各太阳能电池板172均与驱动电路11电气连接。

此外，所述承载托盘2上端面另设土壤检测21、水质检测仪22及空气检测仪23，所述土壤检测21、水质检测仪22及空气检测仪23均与驱动电路11电气连接，且土壤检测21、水质检测仪22及空气检测仪23均与至少一个传感器24间通过导线25电气连接，各传感器24位于承载箱3外，并嵌于三角支架5侧表面内，且所述三角支架5侧表面与传感器24对应位置处均设承载槽26，且各传感器24均嵌于承载槽26内，传感器24所连接的导线25另通过收线器27与承载槽26侧壁连接，且收线器24嵌于承载槽26内。

本实施例中，所述三维位移台12、三维转台13上均设至少一个角度传感器18，所述承载箱3底部及全站仪侧表面均设一个倾角传感器19，所述角度传感器18和倾角传感器19均与驱动电路11电气连接。

本实施例中，所述驱动电路11为基于DSP芯片、FPGA芯片中任意一种为基础的电路系统，且所述驱动电路另设无线数据通讯装置、在线数据通讯装置、GNSS卫星定位装置、接线端子101、通讯端子102及操控界面103，其中所述驱动电路另设无线数据通讯装置、在线数据通讯装置、GNSS卫星定位装置、接线端子101、通讯端子102及操控界面103电气连接，且接线端子101、通讯端子102及操控界面103嵌于承载箱3外侧面。

如图2所示，一种多功能便携式野外测量仪的使用方法，包括如下步骤：

S1，设备组装，首先对构成本发明的承载龙骨、承载托盘、承载箱、防护顶板、三角支架、导向滑轨、升降驱动机构、全站仪、辅助定位机构、辅助驱动电源及驱动电路进行组装，然后对辅助驱动电源进行充电作业，同时通过驱动电路与外部的数据管理平台间建立数据链接关系，并分配数据通讯地址及设备硬件识别代码，从而完成本发明装配；

S2，设备转运预制，根据S1步骤后，通过防护顶板对承载箱进行密封防护，由承载箱和防护顶板对承载箱内的升降驱动机构、全站仪、辅助定位机构进行承载防护，然后对惨叫支架和承载箱进行整体承载并满足携带的需要，从而实现对本发明整体转运的需要，并根据卫星定位将本发明转运至测绘点；

S3，野外测量，在将本发明转运到指定工作位置时，将三角支架与地平片进行支撑定位，并使上端面与承载箱下端面间通过三维位移台连接定位，然后通过操控界面对本发明操作，由驱动升降驱动机构运行，由升降驱动机构驱动承载托盘及与承载托盘连接的全站仪、防护顶板同步上升，使全站仪位于承载箱外，然后通过驱动电路驱动三维位移台、三维转台运行，使承载箱和全站仪处于水平状态后即可进行测量作业；在测量作业时，首先通过辅助定位机构选取待观测目标物，然后再由全站仪对选择的目标物进行观测，获得观测数据，最后将观测数据传输至驱动电路，由驱动电路处理后即可得到检测数据；

S4，辅助运行，在进行S3步骤检测作业的同时，一方面通过承载托盘上的土壤检测、水质检测仪及空气检测仪对测绘点的空气质量、土质及水体质量进行检测；另一方面通过承载箱外表的辅助驱动翅板进行光伏发电，为本发明提供辅助电能供给。

S5，设备复位，完成测绘后，通过操控面板驱动升降驱动机构运行，是的承载托盘及与承载托盘连接的全站仪、防护顶板同步下降，并由防护顶板对承载箱内升降驱动机构、全站仪、辅助定位机构进行承载防护，然后将承载箱与三角支架拆收纳后，即可完成本发明复位备用。

本实施例中，所述S4步骤中，在利用土壤检测、水质检测仪及空气检测仪进行检测作业时，土壤检测、水质检测仪及空气检测仪均通过各传感器进行相应检测，且土壤检测、水质检测仪及空气检测仪间采用任意一种独立运行或几种同步运行。

本发明一方面设备结构简单，使用灵活方便，可有效满足户外携带、转运、操作的便捷性，同时有效的提高了对户外不同产地条件的实用性，从而极大的提高了本发明设备使用的灵活性和通用性，并降低户外测量作业的工作成本及劳动强度；另一方面在具体实施中，操作灵活方便，系统运行稳定性、可靠性及续航能力强，可在有效提高检测定位作业的操作精度及灵活性的同时，实现通过一次检测同时全面获得当前检测位置及测量目标周边数据的能力，从而极大的提高户外测量作业的灵活性、便捷性及检测效率和精度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。