一种水利工程测绘一体化智能系统及其测绘设备

技术领域

本发明涉及工程测量技术领域，更具体地说，涉及一种水利工程测绘一体化智能系统及其测绘设备。

背景技术

激光水准仪是将激光装置发射的激光束导入水准仪的望远镜筒内，使其沿视准轴方向射出的水准仪；激光水准仪有专门激光水准仪和将激光装置附加在水准仪之上两种形式，与配有光电接收靶的水准尺配合，然后进行水准测量；与光学水准仪相比，激光水准仪具有精度高、视线长和能进行自动读数和记录等特点，在水利工程建设初期，就需要使用激光水准仪作为测绘设备对施工现场进行勘测。

经过检索申请号202211276571.9一种水利工程测绘设备，包括底盘，底盘的顶部转动连接有激光水准仪，底盘的底部固定连接有伸缩杆，伸缩杆的底部滑动连接有提升套筒，提升套筒的一侧连通设有提升外壳，提升外壳的内部转动连接有齿轮，伸缩杆的一侧固定安装有提升齿条，齿轮与提升齿条相互啮合，提升外壳的一侧设置有手摇杆，手摇杆的一端贯穿提升外壳并固定连接在齿轮的一侧，提升套筒的底部设置有固定机构，固定机构的底部设置有支撑盘。本发明通过在支撑盘与激光水准仪之间设置固定机构，激光水准仪通过旋转卡合固定在支撑盘之上，使激光水准仪与支撑盘之间的连接方式更加稳固与便捷，从而提升测量员的工作效率。

但是现有技术中的测绘仪器的装卸方式一般为仪器与整个支撑部二合一方式，由于支撑部整体结构较大容易造成携带时不便，同时由于支撑部的支脚处为易损件，若支脚损坏，则整个支撑部均要更换，更换灵活性差，且成本较高，并且在支撑部组合连接完成后，仍然需要对测绘设备的水平角度进行调节，其支撑部无法自动化调节装置的水平角度，使用效率仍然较低，并且此类仪器一般在室外使用较多，在测绘进行时，遇到突发雨水天气，则无法及时的对仪器进防水防护，容易导致淋雨时间过长造成仪器损坏。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种水利工程测绘一体化智能系统及其测绘设备。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种水利工程测绘设备，包括三脚架，所述三脚架的顶部开设有空槽，所述空槽的内部通过螺栓固定连接有基板，所述基板上安装有两组水平调节组件和两个辅助定位机构，所述水平调节组件与辅助定位机构相对直线设置并相互呈九十度排列分布，两个所述水平调节组件与辅助定位机构之间的顶部安装有调节座，所述调节座与基板之间安装有连接机构，所述调节座的顶部转动安装有安装机构，所述安装机构上安装有激光水准仪，所述调节座内部的中心处固定安装有电子十字水平仪，所述电子十字水平仪电性连接、两组水平调节组件和两个辅助定位机构电性连接有控制系统。

作为上述技术方案的进一步描述：所述水平调节组件包括定位块、伺服马达、螺杆、滑块、第一铰接杆和第一连接球，所述定位块的底部固定连接至基板上，所述伺服马达固定安装至定位块上且输出端通过联轴器与螺杆固定连接，所述螺杆的另一端插接至定位块的内部并与其转动连接，所述滑块滑动连接至定位块的内部且内部与螺杆螺纹连接，所述滑块的顶部与第一铰接杆铰接，所述第一铰接杆的顶端与第一连接球铰接，所述第一连接球转动安装至调节座的内部。

作为上述技术方案的进一步描述：所述辅助定位机构包括定位架、转动盘、复位件、第二铰接杆和第二连接球，所述定位架固定安装至基板上，所述转动盘转动安装至定位架上，所述复位件固定安装至基板上，所述第二铰接杆的一端铰接至转动盘的侧面且两者的铰接处与复位件水平连接配合，所述第二铰接杆的另一端与第二连接球铰接，所述第二连接球的外侧转动安装至调节座的内部。

作为上述技术方案的进一步描述：所述复位件包括定位板和拉簧，所述定位板的底部固定安装至基板固定连接，所述拉簧的一端与定位板铰接，所述拉簧的另一端与第二铰接杆转动盘的铰接处水平固定连接。

作为上述技术方案的进一步描述：所述定位架内部的一侧固定安装有微型气缸，所述微型气缸的输出端固定连接有摩擦片，所述定位架内部的另一端转动安装有若干滚珠，所述滚珠与转动盘滚动接触，所述滚珠与摩擦片分别位于转动盘的两侧。

作为上述技术方案的进一步描述：所述连接机构包括半球块、契合座和钢珠，所述半球块的固定安装至调节座的底部中心处，所述契合座的底部固定连接至基板的顶部的中心处，所述半球块的球面部卡入契合座的内部并与其滑动连接，所述钢珠对称分布于契合座的内部并与半球块的球面处滚动接触。

作为上述技术方案的进一步描述：所述基板的内部固定连接有可充电蓄电池。

作为上述技术方案的进一步描述：所述三脚架包括连接座和三个支撑部，三个所述支撑部的顶部均铰接至连接座的底部，所述空槽开设于连接座上，所述基板通过螺栓与连接座固定连接。

作为上述技术方案的进一步描述：所述支撑部包括第一连接杆、活动杆和内螺纹套，所述第一连接杆的一端铰接至连接座的底部，所述活动杆的顶端插接至第一连接杆的内部并与其滑动连接连接，所述活动杆的外侧与内螺纹套螺纹连接，所述内螺纹套的一端与第一连接杆的底端转动连接。

作为上述技术方案的进一步描述：所述安装机构包括转动座、外调节环、若干压紧块和卡盘，所述转动座的底部转动连接至调节座上，所述外调节环螺纹连接至转动座上，所述压紧块等距离固定在外调节环的内部，所述卡盘固定的顶部固定连接至激光水准仪上，所述卡盘上开设有与压紧块对应的豁口。

作为上述技术方案的进一步描述：所述转动座的外侧固定连接有齿环，所述调节座上转动连接有调节齿轮，所述调节齿轮的外侧与齿环相啮合。

作为上述技术方案的进一步描述：所述应急防雨组件包括两个转轴、第一弧形杆、折叠弹力防雨罩、第二弧形杆和定位螺栓，两个所述转轴均转动连接至环槽的内部，两个所述转轴位于环槽的同一条直径上，所述第一弧形杆的两端分别与两个转轴固定连接，所述折叠弹力防雨罩的一侧边与第一弧形杆固定连接，所述折叠弹力防雨罩的另一侧边固定连接至环槽的内部，所述折叠弹力防雨罩的两端部分别套设套设与两个转轴上方便展开，所述第二弧形杆的两端均转动连接至两个转轴上，所述第二弧形杆与折叠弹力防雨罩的中部位置固定连接，所述第二弧形杆的中间部位与折叠弹力防雨罩之间预留有缺口，所述定位螺栓的一端螺纹连接至调节座上并延伸至环槽的内部，所述调节螺栓与第一弧形杆插接配合。

本发明还提供了一种水利工程测绘一体化智能系统，用于实现上述水利工程测绘设备的智能控制，包括控制模块和与其电路相互连通的处理器和信息处理模块，所述控制模块的输出端与伺服马达以及微型气缸的输入端电性连接，所述信息处理模块的输入端与电子十字水平仪的输出端电性连。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过水平调节组件配合辅助定位机构以及连接机构，实现对调节座的自动化快速水平调节，保证其在复杂地形上，无需手动调节即可实现精确的水平支撑，保证激光水准仪在水平状态下工作，保证工作精度，降低操作人员的操作强度，增加测绘效率。

(2)本方案通过三脚架作为第一部分，基座配合调节座组成第二可拆卸部分，激光水准仪配合卡盘组成第三可拆卸部，使得装置具备灵活的拆卸组合，可根据实际需求选择拆卸方组合方式，应对不同需求，并且在遇到途突发雨水天气时，展开应急防雨组件实现对仪器进行防护，并通过将调节座与仪器作为整体进行拆卸方便快速转移，应急防护效果好。

(3)本方案通过卡盘上的豁口配合压紧块实现将卡盘卡入转动座上，并通过转动外调节环带动压紧块与豁口错位的同时向下压紧卡盘实现对激光水准仪实现定位，实现了快速拆装，并且转动调节齿轮带动配合齿环亦可调节转动座的角度方位，便于调节激光水准仪的测量方向，操作更加快速灵活，拆卸便捷。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的部分立体拆分结构示意图；

图3为本发明的部分立体展开结构示意图；

图4为本发明的部分俯视剖面结构示意图；

图5为本发明的部分侧视剖面结构示意图

图6为本发明的正视剖面结构示意图；

图7为图6中A部结构放大示意图；

图8为图6中B部结构放大示意图；

图9为本发明的俯视剖面结构示意图；

图10为本发明的部分立体结构示意图；

图11为本发明的调节座立体结构示意图；

图12为本发明的系统运行原理示意图。

图中标号说明：

1、三脚架；2、空槽；3、基板；31、可充电蓄电池；4、水平调节组件；41、定位块；42、伺服马达；43、螺杆；44、滑块；45、第一铰接杆；46、第一连接球；5、辅助定位机构；51、定位架；511、微型气缸；512、摩擦片；513、滚珠；52、转动盘；53、复位件；531、定位板；532、拉簧；54、第二铰接杆；55、第二连接球；6、调节座；61、调节齿轮；7、安装机构；71、转动座；711、齿环；72、外调节环；73、压紧块；74、卡盘；75、豁口；8、连接机构；81、半球块；82、契合座；83、钢珠；9、激光水准仪；10、电子十字水平仪；11、连接座；12、支撑部；121、第一连接杆；122、活动杆；123、内螺纹套；13、控制模块；14、处理器；15、信息处理模块；16、环槽；17、应急防雨组件；171、转轴；172、第一弧形杆；173、折叠弹力防雨罩；174、第二弧形杆；175、定位螺栓；176、缺口。

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1：

参阅图1-12，一种水利工程测绘设备，包括三脚架1，所述三脚架1的顶部开设有空槽2，所述空槽2的内部通过螺栓固定连接有基板3，所述基板3上安装有两组水平调节组件4和两个辅助定位机构5，所述水平调节组件4与辅助定位机构5相对直线设置并相互呈九十度排列分布，两个所述水平调节组件4与辅助定位机构5之间的顶部安装有调节座6，所述调节座6与基板3之间安装有连接机构8，所述调节座6的顶部转动安装有安装机构7，所述安装机构7上安装有激光水准仪9，所述调节座6内部的中心处固定安装有电子十字水平仪10，所述电子十字水平仪10电性连接、两组水平调节组件4和两个辅助定位机构5电性连接有控制系统。

本发明通过三脚架1作为第一支撑结构，基板3作为支撑连接部对水平调节组件4和辅助定位机构5进行支撑，实现水平调节组件4和辅助定位机构5对调节座6进行支撑调节，使用时，由于勘测现场的底面一般不是平整的，当三脚架1以底面固定后此时无法保持对基板3实现水平支撑，其会存在移一定的的偏差，在通过安装机构7安装激光水准仪9后，此时启动水平调节组件4配合辅助定位机构5以基板3为支撑基础，可对调节座6进行水平角度的调节，配合电子十字水平仪10先测量处此时调节座6的水平偏差数据，然后传输至控制系统，再右控制系统计算并控制水平调节组件4配合辅助定位机构5对调节座6进行水平角度校正直至其到达水平状态，此时则使得激光水准仪9达到水平工作状态，整个过程只需进行三脚架的固定，和激光水准仪9的安装，然后控制系统进行自动化调节，省力便捷，并且由于调节座6通过配合安装机构7实现对激光水准仪9的独立拆装，方便其拆卸和携带，从而实现了装置具备可自动滑动调节测绘设备水平角度，适用复杂不平整地形，并且拆卸时，可对测绘设备进行便捷灵活的独立拆卸，便于携带的优点。

并且通过图6、图7、图8与图9所示：所述水平调节组件4包括定位块41、伺服马达42、螺杆43、滑块44、第一铰接杆45和第一连接球46，所述定位块41的底部固定连接至基板3上，所述伺服马达42固定安装至定位块41上且输出端通过联轴器与螺杆43固定连接，所述螺杆43的另一端插接至定位块41的内部并与其转动连接，所述滑块44滑动连接至定位块41的内部且内部与螺杆43螺纹连接，所述滑块44的顶部与第一铰接杆45铰接，所述第一铰接杆45的顶端与第一连接球46铰接，所述第一连接球46转动安装至调节座6的内部，当需要对调节座6的角度进行调节时，控制系统的信息处理模块15通过电子十字水平仪10获得此时调节座6的水平角度数据，并通过处理器14进行计算，然后控制模块13控制伺服马达42带动螺杆43转动带动滑块44移动以带动第一铰接杆45的底端跟随移动并拉动第一连接球46转动的同时带动调节座6调节角度趋于水平，并且通过十字型的分布调节布局，可实现同时同步调节，由于第一连接球46与调节座6为转动连接，使得调节时，调节座6实现十字形水平四向调节角度，不会发生运动阻碍和干涉。

同时为了解决稳定问题，如图2与图3所示：所述辅助定位机构5包括定位架51、转动盘52、复位件53、第二铰接杆54和第二连接球55，所述定位架51固定安装至基板3上，所述转动盘52转动安装至定位架51上，所述复位件53固定安装至基板3上，所述第二铰接杆54的一端铰接至转动盘52的侧面且两者的铰接处与复位件53水平连接配合，所述第二铰接杆54的另一端与第二连接球55铰接，所述第二连接球55的外侧转动安装至调节座6的内。

所述定位架51内部的一侧固定安装有微型气缸511，所述微型气缸511的输出端固定连接有摩擦片512，所述定位架51内部的另一端转动安装有若干滚珠513，所述滚珠513与转动盘52滚动接触，所述滚珠513与摩擦片512分别位于转动盘52的两侧，所述复位件53包括定位板531和拉簧532，所述定位板531的底部固定安装至基板3固定连接，所述拉簧532的一端与定位板531铰接，所述拉簧532的另一端与第二铰接杆54和转动盘52的铰接处水平固定连接，所述定位架51内部的一侧固定安装有微型气缸511，所述微型气缸511的输出端固定连接有摩擦片512，所述定位架51内部的另一端转动安装有若干滚珠513，所述滚珠513与转动盘52滚动接触，所述滚珠513与摩擦片512分别位于转动盘52的两侧。

当与定位架51位于同一直线上的伺服马达42启动调节时，带动调节座6以连接机构8为支撑基点发生偏转，此时调节座6则带动第二铰接杆54拉动转动盘52发生转动盘52角度转动，复位件53发生弹力形变，当调节至调节座6至水平状态时，此时伺服马达42停止工作，控制模块13则启动微型气缸511启动带动摩擦片512挤压转动盘52，配合定位架51内部另一侧的滚珠513对转动盘52进行挤压定位，以实现对调节座6的辅助定位支撑，使其在调节至水平状态后，保持稳定水平。

同时为了解决支点平衡问题，如图3所示：所述连接机构8包括半球块81、契合座82和钢珠83，所述半球块81的固定安装至调节座6的底部中心处，所述契合座82的底部固定连接至基板3的顶部的中心处，所述半球块81的球面部卡入契合座82的内部并与其滑动连接，所述钢珠83对称分布于契合座82的内部并与半球块81的球面处滚动接触，当调节座6被调节角度移动时，半球块81配合契合座82内部的钢珠83实现对调节座6的中心支撑，保证调节座6可实现水平四方向的无障碍角度调节。

为了解决安装便利性问题：如图2、图3与图5所示：所述安装机构7包括转动座71、外调节环72、若干压紧块73和卡盘74，所述转动座71的底部转动连接至调节座6上，所述外调节环72螺纹连接至转动座71上，所述压紧块73等距离固定在外调节环72的内部，所述卡盘74固定的顶部固定连接至激光水准仪9的底部，所述卡盘74上开设有与压紧块73对应的豁口75，所述转动座71的外侧固定连接有齿环711，所述调节座6上转动连接有调节齿轮61，所述调节齿轮61的外侧与齿环711相啮合。

当安装激光水准仪9时，通过卡盘74上的豁口75配合压紧块73实现将卡盘74卡入转动座71上，并通过转动外调节环72带动压紧块73与豁口75错位的同时向下压紧卡盘74实现对激光水准仪9实现定位，实现了快速拆装，并且转动调节齿轮61带动配合齿环711亦可调节转动座71的角度方位，便于调节激光水准仪9的测量方向，操作更加快速灵活，拆卸便捷。

实施例2：

如图1与图2所示：所述三脚架1包括连接座11和三个支撑部12，三个所述支撑部12的顶部均铰接至连接座11的底部，所述空槽2开设于连接座11上，所述基板3通过螺栓与连接座11固定连接，所述支撑部12包括第一连接杆121、活动杆122和内螺纹套123，所述第一连接杆121的一端铰接至连接座11的底部，所述活动杆122的顶端插接至第一连接杆121的内部并与其滑动连接连接，所述活动杆122的外侧与内螺纹套123螺纹连接，所述内螺纹套123的一端与第一连接杆121的底端转动连接。

当安装时，通过转动内螺纹套123分别调节三组第一连接杆121与活动杆122的组合长度，以实现配合低下的高低，来对连接座11进行粗略的水平调节控制，以减少上述调节座6的调节工作量，降低水平偏差角度，使得装置能够更加快速的完成调节，同时也避免偏差过大导致超出调节范围，使得装置能够正常进行运行。

结合实施例1和实施例2本方案还提供实施例3：

当装置需要拆卸携带时，首先可以选择直接拆卸激光水准仪9，保持三脚架1整体与基板3和调节座6组成一个整体，可一共拆卸为两部分，便于携带，同时方便下次安装，亦可以根据需求，将基板3与连接座11实现螺栓拆卸，此时基板3与调节座6组成一部分，三脚架1独立一部分，激光水准仪9则可选择与基板3为一部分，由于基板3底部为平面仍然方便携带放置，同时可对基板3内部的可充电蓄电池31进行更换，避免长期使用电池寿命老化，影响装置续航的问题，以实现更加灵活的拆卸组合方式，适应不同的操作需求的同时，保证装置使用装卸的便利性。

如图1至图5所示，应急防雨组件17包括两个转轴171、第一弧形杆172、折叠弹力防雨罩173、第二弧形杆174和定位螺栓175，两个所述转轴171均转动连接至环槽16的内部，两个所述转轴171位于环槽16的同一条直径上，所述第一弧形杆172的两端分别与两个转轴171固定连接，所述折叠弹力防雨罩173的一侧边与第一弧形杆172固定连接，所述折叠弹力防雨罩173的另一侧边固定连接至环槽16的内部，所述折叠弹力防雨罩173的两端部分别套设套设与两个转轴171上方便展开，所述第二弧形杆174的两端均转动连接至两个转轴171上，所述第二弧形杆174与折叠弹力防雨罩173的中部位置固定连接，所述第二弧形杆174的中间部位与折叠弹力防雨罩173之间预留有缺口176。

当遇到突发急雨天气时，首先拉动第一弧形杆172带动两个转轴171转动，将折叠弹力防雨罩173展开，使得第一弧形杆172由环槽16的一半卡接至另一半内部，然后拧动定位螺栓175对第一弧形杆172进行插接定位，此时折叠弹力防雨罩173完全展开并对激光水准仪9完全遮挡防雨，实现防护，并且在折叠弹力防雨罩173展开过程中会组件拉动第二弧形杆174从环槽16内部被带起并直至折叠弹力防雨罩173完全展开，此时第二弧形杆174恰好位于正中部位垂直向上，对折叠弹力防雨罩173实现支撑，避免其贴在仪器顶部造成积水渗漏，同时通过预留的缺口176配合调节座6可快速拆卸的效果，可将调节座6与激光水准仪9作为整体拆卸，然后通过第二弧形杆174提拉携带转移，应急使用灵活，同时上述操作亦可在仪器暂时不使用时进行遮阳防晒，避免阳光长时间直射仪器，实现更好的防护效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。