CN104848834A - 一种自动调平的经纬仪装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动调平的经纬仪装置，包括经纬仪本体和支架，支架包括悬挂臂和经纬仪调平对中机构，该机构包括底部与悬挂臂末端相连的水平微调部件和重力摆锤，所述水平微调部件通过其工作台上设置的向下伸出的多个球爪握持重力摆锤的球形摆头与重力摆锤相连，所述球爪上设置有可固定球形摆头位置的定位部件，所述重力摆锤还包括圆锥形摆体，所述圆锥形摆体的重心位于圆锥形摆体的中轴线上，所述圆锥形摆体的椎尖朝下设置有外螺纹结构，经纬仪本体的顶部设置有与外螺纹结构相匹配的螺孔，所述螺孔的中轴线与经纬仪本体的竖轴重合。该装置可以自动调平定位，同时方便对心，使用操作更加简单方便。

Description

一种自动调平的经纬仪装置

技术领域

本发明涉及一种经纬仪，具体涉及一种自动调平的经纬仪装置。

背景技术

经纬仪是根据测角原理设计的测量水平角和竖直角的仪器。传统的经纬仪包括经纬仪本体和三脚架支架，经纬仪本体用于测量水平角和竖直角，常见的有光学经纬仪和电子经纬仪两种，三脚架支架用于支撑固定经纬仪。经纬仪使用时需先将三脚架呈等分三角形叉开，使架头大致平整且测锤对准测准站中心，然后使水准器气泡居中(经纬仪调平定位)即可用经纬仪本体进行测量工作。但是，传统的三脚架目测调平不易达到经纬仪水准气泡所允许的水平误差范围，实现调平定位，须经反复调整才能达到安装操作要求，对于地形复杂的测试环境，经纬仪的调平定位更加困难。

为了解决上述问题，中国专利“一种自动调平与陀螺定向观瞄装置”(201310241158.3)公开了一种采用电子水平仪控制支撑调平底座的直线电机实现经纬仪调平，但是采用电子调平方式需要较复杂的控制电路和较精密的控制部件，仪器易受到损坏，且电信号易受到干扰，影响调平精度。中国专利(ZL201120048395.4)“一种无需调平装置的经纬仪”公开了一种通过复杂的观测瞄准单元和计算处理单元控制调平的装置，同样存在调平装置结构复杂，使用精密电子控制部件，易损坏影响使用，且电信号易受到干扰，影响调平精度的问题。

发明内容

本发明要解决的问题是：提供一种自动调平的经纬仪装置，该装置 可以自动调平定位，同时方便对心，使用操作更加简单方便，且该装置的调平对心部件采用机械结构，不易损坏。

为实现上述目的，本发明提供了一种自动调平的经纬仪装置，包括经纬仪本体和支架，所述支架包括底座，所述底座上安装支撑杆，支撑杆上部设有伸出的悬挂臂，悬挂壁末端弯折向下并安装经纬仪调平对中机构，所述经纬仪调平对中机构包括水平微调部件和重力摆锤，水平微调部件上部固定在悬挂臂末端，其下方安装有多个球爪，重力摆锤包括锥尖部向下的圆锥形摆体，圆锥形摆体顶部设置竖向的连接杆，连接杆的上端安装球形摆头，所述球形摆头设在多个球爪围成的空间内并可自由转动；所述球爪上设置有可固定球形摆头位置的定位部件，所述圆锥形摆体的锥尖部设有外螺纹，所述经纬仪本体的顶部设有螺孔，所述螺孔上设有与外螺纹配合的带内螺纹，所述经纬仪本体通过螺纹结构与圆锥形摆体可拆卸的连接固定；所述圆锥形摆体与连接杆的中轴线重合，所述重力摆锤和圆锥形摆体的重心均位于圆锥形摆体中轴线上，所述螺孔与经纬仪本体的的竖直中轴线重合。

该经纬仪使用时，先将支架底座固定好，使重力摆锤的圆锥形摆体的锥尖基本对准测准站中心，重力摆锤受重力作用运动，同时带动球形摆头在球爪围成的空间内自由转动，重力摆锤的重心和圆锥形摆体的重心都位于圆锥形摆体的中轴线上，重力摆锤在重力作用下达到平衡位置静止时，圆锥形摆体的中轴线位于竖直位置，调节水平微调部件使圆锥形摆体的椎尖对准测准站中心即完成了经纬仪的对心过程，用定位部件固定球形摆头的位置即固定了整个重力摆锤的位置，再利用螺纹结构将圆锥形摆体与经纬仪本体相连，即完成了该经纬仪的调平对心步骤。此时，圆锥形摆体的中轴线位于竖直位 置，与之垂直的圆锥形摆体的底面位于水平位置，由于螺孔的中轴线与经纬仪本体的竖直中轴线重合，通过螺纹连接后经纬仪本体的竖直中轴线与圆锥形摆体的中轴线重合，即经纬仪本体的竖直中轴线位于竖直位置且对准测准站中心，经纬仪调平对心成功。

优选的，所述水平微调部件为XY轴精密微调平台。

优选的，所述多个球爪沿水平微调部件工作台的竖向轴线圆周分布，所述定位部件为电磁铁式抓头，抓头设在球爪与球形摆头接触部位，所述爪头电连接电源和开关，所述球形摆头为磁性吸附的金属球，所述球爪至少设有三个。

该经纬仪使用时，调节水平微调部件使圆锥形摆体的椎尖对准测准站中心后，打开电磁铁爪头的电源开关给电磁铁通电，使电磁铁爪头带有磁性从而吸附金属球的球形摆头，达到固定重力摆锤位置的目的。

优选的，所述定位部件为电磁铁式球爪，所述球爪电连接电源和开关，所述球形摆头为可磁性吸附的金属球。

球爪设置为电磁铁结构也可以实现对重力摆锤的固定，将调节水平微调部件使圆锥形摆体的椎尖对准测准站中心后，打开电磁铁球爪的电源开关给电磁铁通电，使电磁铁球爪带有磁性从而吸附金属球的球形摆头，达到固定重力摆锤位置的目的。

优选的，所述圆锥形摆体由圆台上半部和圆锥体下半部构成，所述圆台上半部包括外壳，外壳内设有圆台负重体，所述圆台负重体中轴线上设置有向下伸出的连接柱，所述连接柱下方的圆锥体下半部中轴线上开有圆柱形空腔，连接柱下端可活动的伸入圆柱形空腔内，所述圆柱形空腔中设有套合在 连接柱上的固定环，所述固定环的内径与连接柱的直径相同，固定环的外径与圆柱形空腔的内径相同，所述固定环与设置于连接柱上的挡圈相配合连接圆台上半部和圆锥体下半部，所述固定环位于挡圈上方，固定环的下表面与挡圈的上表面相贴合。

圆锥形摆体由圆台上半部和圆锥体下半部组成，且连接经纬仪本体的圆锥体下半部可带动经纬仪本体绕连接柱转动，在使用过程中可以通过旋转圆锥体下半部调节经纬仪本体的观察位置，且由于连接柱的中轴线与圆锥形摆体的中轴线重合，在绕轴转动的过程中经纬仪本体的竖直中轴线始终位于竖直位置且指向测准站中心，无需重新进行调平对心工序，方便使用。

优选的，所述圆台负重体上设置有多个电磁铁连接部件，电磁铁连接部件可与圆锥体下半部底面吸合，所述圆锥体下半部为可被磁铁吸附的金属圆锥体，所述电磁铁连接部件为两个或两个以上，若为两个则以圆台负重体的中轴线为对称轴对称分布，若为两个以上则以圆台负重体的中轴线为对称轴圆周分布，所述电磁铁连接部件电连接电源和开关。

圆台负重体上设置有多个可与圆锥体下半部底面紧密吸合的电磁铁连接部件，电磁铁连接部件通电后可产生磁性固定圆锥体下半部的位置，在使用过程中通过旋转圆锥体下半部调节好经纬仪本体的观察位置后，给电磁铁连接部件通电，电磁铁连接部件吸合圆锥体下半部使其位置固定，即使经纬仪本体的位置固定，此时在使用经纬仪进行测量工作，经纬仪本体的位置不会因为操作过程中的触碰而偏离位置，方便操作测量。

优选的，所述圆锥体下半部在与圆台上半部的外壳接缝处设有刻度线，刻度线和圆锥体下半部转动角度对应，所述圆台上半部的外壳上设置有对应 的基准线。

刻度线和基准线的设置，可以在使用过程中方便观察经纬仪本体(圆锥体下半部)的旋转角度。

优选的，所述底座为可收纳式的三脚架。

优选的，所述支撑杆为伸缩结构，所述支撑杆上设置有固定其长度的锁紧旋钮。

支撑杆为拉伸杆结构，可根据实际使用需要调节其长度并用锁紧旋钮固定，方便使用。

本发明的有益效果：本发明提供了一种自动调平的经纬仪装置，该装置可以自动调平定位，同时方便对心，使用操作更加简单方便，且该装置的调平对心部件采用机械结构，不易损坏。具体的说：

(1)该发明通过重力摆锤与螺纹结构的结合实现装置的自动调平，同时利用水平微调部件调节圆锥形摆体的水平位置，方便对心。该经纬仪使用时，先将支架底座固定好，使重力摆锤的圆锥形摆体的锥尖基本对准测准站中心，重力摆锤受重力作用运动，同时带动球形摆头在球爪围成的空间内自由转动，重力摆锤的重心和圆锥形摆体的重心都位于圆锥形摆体的中轴线上，重力摆锤在重力作用下达到平衡位置静止时，圆锥形摆体的中轴线位于竖直位置，调节水平微调部件使圆锥形摆体的椎尖对准测准站中心即完成了经纬仪的对心过程，用定位部件固定球形摆头的位置即固定了整个重力摆锤的位置，再利用螺纹结构将圆锥形摆体与经纬仪本体相连，即完成了该经纬仪的调平对心步骤。此时，圆锥形摆体的中轴线位于竖直位置，与之垂直的圆锥形摆体的底面位于水平位置，由于螺孔的中轴线与经纬仪本体的竖直中轴线重合， 通过螺纹连接后经纬仪本体的竖直中轴线与圆锥形摆体的中轴线重合，即经纬仪本体的竖直中轴线位于竖直位置且对准测准站中心，经纬仪调平对心成功，调平对心过程简单方便，且该装置的调平对心部件采用机械结构，不易损坏。

(2)优选方案中采用电磁铁爪头和电磁铁球爪作为定位部件固定球形摆头的位置，电磁铁在不通电的情况下不带磁性，不会影响阻碍球形摆头的运动，在通电后带有磁性可吸附固定球形摆头，进而固定整个重力摆锤的位置，方便使用。

(3)优选方案中，圆锥形摆体由圆台上半部和圆锥体下半部组成，且连接经纬仪本体的圆锥体下半部可带动经纬仪本体绕连接柱转动，在使用过程中可以通过旋转圆锥体下半部调节经纬仪本体的观察位置，且由于连接柱的中轴线与圆锥形摆体的中轴线重合，在绕轴转动的过程中经纬仪本体的竖直中轴线始终位于竖直位置且指向测准站中心，无需重新进行调平对心工序。圆台负重体上设置有多个可与圆锥体下半部底面紧密吸合的电磁铁连接部件，电磁铁连接部件通电后可产生磁性固定圆锥体下半部的位置，在使用过程中通过旋转圆锥体下半部调节好经纬仪本体的观察位置后，给电磁铁连接部件通电，电磁铁连接部件吸合圆锥体下半部使其位置固定，即使经纬仪本体的位置固定，此时在使用经纬仪进行测量工作，经纬仪本体的位置不会因为操作过程中的触碰而偏离位置，方便操作测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中所述经纬仪调平对心机构的结构示意图。

图3为图2的A-A向剖视图。

图4为图2中所述圆锥形摆体的内部结构示意图。

图5为图2中所述圆锥形摆体剖视图。

图6为图5中I局部放大结构示意图。

图中标号：1-支撑杆，2-锁紧旋钮，3-悬挂臂，4-水平微调部件，5-球爪，6-爪头，7-球形摆头，8-连接杆，9-圆锥形摆体，10-经纬仪本体，11-螺孔，12-圆台上半部，13-圆锥体下半部，14-外螺纹，15-圆台负重体，16-电磁铁连接部件，17-连接柱，18-固定环，19-挡圈。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图6所示，一种自动调平的经纬仪装置，包括经纬仪本体10和支架，所述支架包括底座，所述底座上安装支撑杆1，支撑杆1上部设有伸出的悬挂臂3，悬挂壁3末端弯折向下并安装经纬仪调平对中机构，所述经纬仪调平对中机构包括水平微调部件4和重力摆锤，水平微调部件4上部固定在 悬挂臂3末端，其下方安装有多个球爪5，重力摆锤包括锥尖部向下的圆锥形摆体9，圆锥形摆体9顶部设置竖向的连接杆8，连接杆8的上端安装球形摆头7，所述球形摆头7设在多个球爪5围成的空间内并可自由转动；所述球爪5上设置有可固定球形摆头7位置的定位部件，所述圆锥形摆体9的锥尖部设有外螺纹14，所述经纬仪本体10的顶部设有螺孔11，所述螺孔11上设有与外螺纹14配合的带内螺纹，所述经纬仪本体10通过螺纹结构与圆锥形摆体9可拆卸的连接固定；所述圆锥形摆体9与连接杆8的中轴线重合，所述重力摆锤和圆锥形摆体9的重心均位于圆锥形摆体9中轴线上，所述螺孔11与经纬仪本体10的的竖直中轴线重合。

具体而言，所述水平微调部件4为XY轴精密微调平台(EAST SEIKI XY-C-60)，所述球爪5为3个，所述球爪5沿水平微调部件4工作台的竖向轴线圆周分布，所述定位部件为电磁铁式抓头6，抓头6设在球爪5与球形摆头7接触部位，所述爪头6电连接电源和开关，所述球形摆头7为铁质空心金属球。所述圆锥形摆体9由圆台上半部12和圆锥体下半部13构成，所述圆台上半部12包括外壳，外壳内设有圆台负重体15，所述圆台负重体15为实心不锈钢负重体，所述圆台负重体15中轴线上设置有向下伸出的连接柱17，所述连接柱17下方的圆锥体下半部13中轴线上开有圆柱形空腔，连接柱下端可活动的伸入圆柱形空腔内，所述圆柱形空腔中设有套合在连接柱上的固定环18，所述固定环18的内径与连接柱的直径相同，固定环18的外径与圆柱形空腔的内径相同，所述固定环18与设置于连接柱17上的挡圈19相配合连接圆台上半部12和圆锥体下半部13，所述固定环18位于挡圈19上方，固定环18的下表面与挡圈19的上表面相贴合，所述圆台负重体15上设置有多 个电磁铁连接部件16，电磁铁连接部件16可与圆锥体下半部13底面吸合，所述圆锥体下半部为铁质实心金属圆锥体，所述电磁铁连接部件16为两个或两个，两个电磁铁连接部件16以圆台负重体15的中轴线为对称轴对称分布，所述电磁铁连接部件16电连接电源和开关。所述圆锥体下半部13在与圆台上半部12的外壳接缝处设有刻度线，刻度线和圆锥体下半部13转动角度对应，所述圆台上半部12的外壳上设置有对应的基准线。所述底座为可收纳式的三脚架。所述支撑杆1为伸缩结构，所述支撑杆上设置有固定其长度的锁紧旋钮2。

除此之外，所述球爪5可以为三个以上，所述可固定球形摆头7的定位部件为电磁铁式球爪5，所述球爪5电连接电源和开关，所述球形摆头7为可磁性吸附的实心或空穴金属球。所述电磁铁连接部件16为两个以上，电磁铁连接部件16以圆台负重体15的中轴线为对称轴圆周分布，所述电磁铁连接部件16电连接电源和开关。

本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (9)

1.一种自动调平的经纬仪装置，其特征在于，包括经纬仪本体(10)和支架，所述支架包括底座，所述底座上安装支撑杆(1)，支撑杆(1)上部设有伸出的悬挂臂(3)，悬挂壁(3)末端弯折向下并安装经纬仪调平对中机构，所述经纬仪调平对中机构包括水平微调部件(4)和重力摆锤，水平微调部件(4)上部固定在悬挂臂(3)末端，其下方安装有多个球爪(5)，重力摆锤包括锥尖部向下的圆锥形摆体(9)，圆锥形摆体(9)顶部设置竖向的连接杆(8)，连接杆(8)的上端安装球形摆头(7)，所述球形摆头(7)设在多个球爪(5)围成的空间内并可自由转动；所述球爪(5)上设置有可固定球形摆头(7)位置的定位部件，所述圆锥形摆体(9)的锥尖部设有外螺纹(14)，所述经纬仪本体(10)的顶部设有螺孔(11)，所述螺孔(11)上设有与外螺纹(14)配合的带内螺纹，所述经纬仪本体(10)通过螺纹结构与圆锥形摆体(9)可拆卸的连接固定；所述圆锥形摆体(9)与连接杆(8)的中轴线重合，所述重力摆锤和圆锥形摆体(9)的重心均位于圆锥形摆体(9)中轴线上，所述螺孔(11)与经纬仪本体(10)的的中轴线重合。

2.一种自动调平的经纬仪装置，其特征在于，所述水平微调部件(4)为XY轴精密微调平台。

3.如权利要求1所述的一种自动调平的经纬仪装置，其特征在于，所述多个球爪(5)沿水平微调部件(4)工作台的竖向轴线圆周分布，所述定位部件为电磁铁式抓头(6)，抓头(6)设在球爪(5)与球形摆头(7)接触部位，所述爪头(6)电连接电源和开关，所述球形摆头(7)为磁性吸附的金属球，所述球爪(5)至少设有三个。

4.如权利要求1所述的一种自动调平的经纬仪装置，其特征在于，所述定位部件为电磁铁式球爪(5)，所述球爪(5)电连接电源和开关，所述球形摆头(7)为可磁性吸附的金属球。

5.如权利要求1所述的一种自动调平的经纬仪装置，其特征在于，所述圆锥形摆体(9)由圆台上半部(12)和圆锥体下半部(13)构成，所述圆台上半部(12)包括外壳，外壳内设有圆台负重体(15)，所述圆台负重体(15)中轴线上设置有向下伸出的连接柱(17)，所述连接柱(17)下方的圆锥体下半部(13)中轴线上开有圆柱形空腔，连接柱下端可活动的伸入圆柱形空腔内，所述圆柱形空腔中设有套合在连接柱上的固定环(18)，所述固定环(18)的内径与连接柱的直径相同，固定环(18)的外径与圆柱形空腔的内径相同，所述固定环(18)与设置于连接柱(17)上的挡圈(19)相配合连接圆台上半部(12)和圆锥体下半部(13)，所述固定环(18)位于挡圈(19)上方，固定环(18)的下表面与挡圈(19)的上表面相贴合。

6.如权利要求5所述的一种自动调平的经纬仪装置，其特征在于，所述圆台负重体(15)上设置有多个电磁铁连接部件(16)，电磁铁连接部件(16)可与圆锥体下半部(13)底面吸合，所述圆锥体下半部为可被磁铁吸附的金属圆锥体，所述电磁铁连接部件(16)为两个或两个以上，若为两个则以圆台负重体(15)的中轴线为对称轴对称分布，若为两个以上则以圆台负重体(15)的中轴线为对称轴圆周分布，所述电磁铁连接部件(16)电连接电源和开关。

7.如权利要求5或6所述的一种自动调平的经纬仪装置，其特征在于，所述圆锥体下半部(13)在与圆台上半部(12)的外壳接缝处设有刻度线，刻度线和圆锥体下半部(13)转动角度对应，所述圆台上半部(12)的外壳上设置有对应的基准线。

8.如权利要求1所述的一种自动调平的经纬仪装置，其特征在于，所述底座为可收纳式的三脚架。

9.如权利要求1所述的一种自动调平的经纬仪装置，其特征在于，所述支撑杆(1)为伸缩结构，所述支撑杆上设置有固定其长度的锁紧旋钮(2)。