一种能够快速水平校正的测绘装置

技术领域

本发明属于测绘仪器技术领域，特别是涉及一种能够快速水平校正的测绘装置。

背景技术

在地质勘探或建筑设计工作中常会用到各种各样的测绘仪器，为了确保测绘结构的精确性，在实际测绘工作中往往需要结合测绘地点的地理环境进行实地校正调节，例如水平校正工作，这是因为一些微小的水平度的偏差都会对测绘结果产生极大的影响。

现有的测绘仪器上常用的水平校正方式依然是传统的手动调平，这是因为手动操作能够保证较高的精准度，较为常见的调平所用的参照物往往是水平管中的液泡；这种通过肉眼观测液泡位置的方式虽然较为直观，但在实际调校过程时往往容易出现观测误差，且不便控制，需要反复调整多次才能确定最终的水平位置；因此，为了解决这一技术问题，我们设计一种能够快速水平校正的测绘装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够快速水平校正的测绘装置，解决现有的测绘仪器水平校正时观测水平管容易出现视觉误差和反复校正影响工作效率的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种能够快速水平校正的测绘装置，包括测绘主机、承载板、调平箱和支撑架，所述调平箱下表面与若干支撑架栓接固定，且若干支撑架在调平箱的下方呈对角均匀排布；所述调平箱与承载板之间设置有调平机构，并通过调平机构相互配合；所述承载板上表面与测绘主机栓接固定；

所述调平机构包括若干举升杆，举升杆为伸缩液压缸结构，包括承载管套和输出杆，且输出杆与承载管套滑动配合；所述输出杆上端与承载板之间通过焊接万向节旋转铰接；所述承载管套下表面与调平箱栓接固定，并嵌套于调平箱的箱壁内部；相对两所述承载管套的底端之间栓接有连通管，且相对两承载管套之间通过连通管相连通；

若干所述承载管套在调平箱的上方呈均匀对角分布，其中斜相对两承载管套和两者之间的连通管构成连通器结构，其内部填充有电流变液；

根据上述结构，对角均匀分布的承载管套与输出杆上方的万向节相配合，能够使测绘主机带动承载板向任意方向发生偏转；其中举升杆的数量至少为四个，分别为标注为a、b、c、d，其中a与c连通，b与d连通，对角连线后将承载板的所在的平面划分为四个象限区域；当a或c收缩时，b和d伸长；且当偏向对角线所在方向时，该对角线对应的举升杆按照前述方式收缩和伸长，另外一对角线对应的两个举升杆固定，且通过对应的万向节实现偏转；

所述调平箱内部安装有限位旋套，限位旋套周侧面通过连杆与调平箱内表面栓接固定；所述调平箱内部还安装有连接轴，连接轴轴中部焊接有万向旋球，且万向旋球卡接于限位旋套的内部，并与限位旋套构成万向节结构，万向旋球在限位旋套内实现任意方向的偏转；所述连接轴的上下两端均焊接有密封球，其中上方密封球与承载板之间焊接固定有偏转轴，下方密封球下表面焊接有摆轴，且摆轴设置于调平箱的外部下方；所述摆轴下端焊接有摆锤，并与摆轴构成悬垂结构；

结合上述结构，偏转轴、连接轴和摆轴相互连接成整体，再与摆锤和承载板相配合，在实际调平过程中，可利用悬垂结构中摆锤最终的悬停位置带动测绘主机发生通向对向偏转，确保承载板始终为水平放置。

进一步地，所述调平箱顶部和底部的箱壁结构相同，均开设有密封槽口，同时箱壁内部开设有调节腔；所述密封球周侧面旋转卡合有密封板，密封板与调节腔滑动卡合；其中密封球和密封板均位于密封槽口处，且密封板与密封槽口之间构成滑动密封结构；所述密封球与密封板构成万向节结构，即在连接轴带动偏转轴和摆轴发生偏转时，密封板在调节腔内部分别向对应方向滑动，确保整体轴结构的灵活偏转，同时确保调平箱的密封结构。

进一步地，所述调平箱外表面栓接有供电电源，供电电源表面设置于启动开关，且供电电源的电流输出端与电流变液电性连接，当摆锤最终悬停后接通启动开关，供电电源为电流变液通电，使其形成固态结构，用于对输出杆形成支撑结构，从而对承载板的偏转方向和位置进行固定，即可完成调平。

进一步地，所述调平箱内部填充有调平液，其中调平液为非牛顿流体；在非牛顿流体中，连接轴仅能在摆锤的重力作用下缓慢摆向最终悬停的位置，并能够在悬停处保持相对静止，且不受外部剧烈冲击的影响。

进一步地，所述支撑架包括连接座和支撑脚，其中连接座上表面与调平箱栓接固定，同时支撑脚的上端与连接座铰接。

本发明具有以下有益效果：

通过设置摆锤、摆轴和偏转轴，并将三者与测绘主机连接为整体的轴结构，在连接轴处设置万向节结构后，测绘主机能够在摆锤的作用下向任意方向发生偏转；其中利用悬垂结构原理，当摆锤在重力作用下悬停时，整体轴结构处于竖直状态，对应的测绘主机和承载板均处于水平状态，使调平过程更加快捷直观；同时，通过在承载板与调平箱之间安装举升杆和万向节，能够确保承载板和测绘主机向任意方向发生偏转；其中承载管套和连通管中的电流变液能够在通电时转为固体状态，为测绘主机提供支撑，便于固定举升杆的最终状态。

另一方面，通过在调平箱中填充非牛顿流体或粘度系数较高的液体作为调平液，能够较少外界剧烈冲击对摆轴的影响，从而减缓摆锤惯性在调平过程中的影响，避免摆锤往复摆动，从而缩短校正时间。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明实施例中能够快速水平校正的测绘装置的组装图；

图2为本发明实施例中能够快速水平校正的测绘装置的俯视图；

图3为图2中剖面A-A的结构示意图；

图4为图3中C部分的局部展示图；

图5为图3中剖面D-D的结构示意图；

图6为图2中剖面B-B的结构示意图；

图7为图6中E部分的局部展示图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、测绘主机；2、承载板；3、调平箱；4、支撑架；5、举升杆；6、承载管套；7、输出杆；8、连通管；9、限位旋套；10、连接轴；11、万向旋球；12、密封球；13、偏转轴；14、摆轴；15、摆锤；16、调节腔；17、密封板；18、供电电源；19、启动开关；20、连接座；21、支撑脚。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例，请参阅图1-图7所示，一种能够快速水平校正的测绘装置，包括测绘主机1、承载板2、调平箱3和支撑架4，调平箱3下表面与若干支撑架4栓接固定，且若干支撑架4在调平箱3的下方呈对角均匀排布；调平箱3与承载板2之间设置有调平机构，并通过调平机构相互配合；承载板2上表面与测绘主机1栓接固定。

调平机构包括若干举升杆5，举升杆5为伸缩液压缸结构，包括承载管套6和输出杆7，且输出杆7与承载管套6滑动配合；输出杆7上端与承载板2之间通过焊接万向节旋转铰接；承载管套6下表面与调平箱3栓接固定，并嵌套于调平箱3的箱壁内部；相对两承载管套6的底端之间栓接有连通管8，且相对两承载管套6之间通过连通管8相连通。

若干承载管套6在调平箱3的上方呈均匀对角分布，其中斜相对两承载管套6和两者之间的连通管8构成连通器结构，其内部填充有电流变液；

根据上述结构，对角均匀分布的承载管套6与输出杆7上方的万向节相配合，能够使测绘主机1带动承载板2向任意方向发生偏转；其中举升杆5的数量至少为四个，分别为标注为a、b、c、d，其中a与c连通，b与d连通，对角连线后将承载板2的所在的平面划分为四个象限区域；当a或c收缩时，b和d伸长；且当偏向对角线所在方向时，该对角线对应的举升杆5按照前述方式收缩和伸长，另外一对角线对应的两个举升杆5固定，且通过对应的万向节实现偏转。

调平箱3内部安装有限位旋套9，限位旋套9周侧面通过连杆与调平箱3内表面栓接固定；调平箱3内部还安装有连接轴10，连接轴10轴中部焊接有万向旋球11，且万向旋球11卡接于限位旋套9的内部，并与限位旋套9构成万向节结构，万向旋球11在限位旋套9内实现任意方向的偏转；连接轴10的上下两端均焊接有密封球12，其中上方密封球12与承载板2之间焊接固定有偏转轴13，下方密封球12下表面焊接有摆轴14，且摆轴14设置于调平箱3的外部下方；摆轴14下端焊接有摆锤15，并与摆轴14构成悬垂结构。

结合上述结构，偏转轴13、连接轴10和摆轴14相互连接成整体，再与摆锤15和承载板2相配合，在实际调平过程中，可利用悬垂结构中摆锤15最终的悬停位置带动测绘主机1发生通向对向偏转，确保承载板2始终为水平放置。

调平箱3顶部和底部的箱壁结构相同，均开设有密封槽口，同时箱壁内部开设有调节腔16；密封球12周侧面旋转卡合有密封板17，密封板17与调节腔16滑动卡合；其中密封球12和密封板17均位于密封槽口处，且密封板17与密封槽口之间构成滑动密封结构；密封球12与密封板17构成万向节结构，即在连接轴10带动偏转轴13和摆轴14发生偏转时，密封板17在调节腔16内部分别向对应方向滑动，确保整体轴结构的灵活偏转，同时确保调平箱3的密封结构。

调平箱3外表面栓接有供电电源18，供电电源18表面设置于启动开关19，且供电电源18的电流输出端与电流变液电性连接，当摆锤15最终悬停后接通启动开关19，供电电源18为电流变液通电，使其形成固态结构，用于对输出杆7形成支撑结构，从而对承载板2的偏转方向和位置进行固定，即可完成调平。

调平箱3内部填充有调平液，其中调平液为非牛顿流体；在非牛顿流体中，连接轴10仅能在摆锤15的重力作用下缓慢摆向最终悬停的位置，并能够在悬停处保持相对静止，且不受外部剧烈冲击的影响。

支撑架4包括连接座20和支撑脚21，其中连接座20上表面与调平箱3栓接固定，同时支撑脚21的上端与连接座20铰接。

水平校正方法及步骤：

当需要使用本发明的测绘装置时，首先选择测绘地点，张开支撑脚21，并利用支撑脚21的底部脚尖插入地面进行固定；此时摆锤15在自然重力作用下开始由初始位置摆向最低点，使连接轴10、偏转轴13和摆轴14整体摆向对应测绘位置的竖直方向，此时承载板2带动测绘主机1同样为水平放置状态，测绘人员在观察到摆锤15静止时按下启动开关19为电流变液通电，通电后电流变液转为固体状态，支撑固定举升杆5的伸缩状态。

水平校正过程中的调平原理：

首先调平箱3与承载板2之间设置的举升杆5和若干万向节，能够使承载板2和测绘主机1整体处于可向任意方向灵活偏转的状态；当承载板2向某一方向发生偏转时，四个举升杆5均能够实现对应的收缩或伸长，当确定摆锤15的最终悬停位置后，通过为电流变液通电使其成为固体状态，进而为输出杆7提供支撑，固定水平调校的最终状态；而在调平箱3处，连接轴10中段和相对两端的万向节结构，能够确保整体轴结构在发生偏转时调平箱3处于密封状态；摆锤15带动整体轴结构和测绘主机1同步发生偏转，利用了悬垂结构的工作方式，能够在相对静止的状态下使整体处于竖直向下的状态。

调平箱3中的调平液为非牛顿流体，或者填充一些粘度系数大的液体，连接轴10在内部仅能通过摆锤15的自然重力作用而缓慢摆动，整个过程及最终悬停后不受剧烈冲击的影响，从而能够削弱摆锤15惯性引发的往复摆动现象，进而一次调校完成，能够使测绘主机1快速调平。

需要补充的是，由于调平液受到环境温度和气压的影响，因此在实际组装中，调平箱3的箱壁选用隔热材料，如陶瓷和玻璃纤维；同时在调平箱3处还可安装对应的温度调节装置进行辅助控温，如电子温控器。

需要进一步说明的是，由于测绘位置的选择本身具有一定的平整度，即需要水平校正的范围有限，因此实际调校范围处于本发明的测绘装置中所使用的万向节结构对应的偏转角度范围内；若实际调校范围超出设备原本偏转角度范围，可通过重新选择测绘位置解决。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。