CN104976993B - 一种集成式多用途指北针及测量方法 - Google Patents

Abstract

一种集成式多用途指北针及测量方法，为折叠型指北针，包括方位测量装置、距离估定装置、俯仰角测量装置和里程测量装置，方位测量装置、距离估定装置、俯仰角测量装置和里程测量装置全部集成在指北针壳体和箱盖内，其特征在于，指北针为液体阻尼罗盘，采用旋读式结构，壳体上的表盘为能转动的双分划方位刻度盘；在指北针上设有凹槽式瞄准和距离测定装置，同时在指北针上设有反射镜；在比例尺的端头设有用于划定扇形区域的扎针孔；在表盘的下面设有夜间可发光层，指北针整体为密封结构；在指北针壳体的侧面设有坡度尺。

Description

一种集成式多用途指北针及测量方法

技术领域

本发明涉及到一种仪器仪表及使用方法，具体涉及一种指北针及使用方法，特别是一种利用指北针进行多种测量的装置及测量观察的方法，属仪器仪表技术领域，可广泛应用于军事、航海、野外勘测、城市道路地图阅读等领域，也可应用于其他测量仪器设备上。

背景技术

指北针是一种用于测量方位的简便工具，广泛应用于各种方向判读，譬如军事、航海、野外勘测、城市道路地图阅读等领域。它也是登山探险不可或缺的工具。基本原理是利用地球磁场作用，通过磁针指示北方方位，它也可配合地图寻求自己身处的位置。

一般之指北针是被用来观测使用者所在位置的方位，尤其在军事野外可参考的地标不明时，利用指北针的指引将可尽速找寻正确方位，以确保野外作业和人身安全，通常在利用指北针进行测量时，都会利用指北针进行方位寻找，但现有的多数指北针的功能比较少，可是在使用中发现有许多东西需要进行定位、测量，特别是在结合地图作业时，就需要借助其它的工具来完成，这样使得携带的器具增加，操作也增加了难度，很有必要对此加以改进。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为TW090306065，名称为“六功能指北针” 的发明专利，该专利公开了一种六功能指北针，一是在一壳体的顶、底面分别嵌置有一温度计单元、一指北针单元，该壳体前端并设有一发光装置及一放大镜单元、一镜射单元，後端则设有一口哨单元。二是壳体的顶面对应发光装置设置处呈现向上浮凸状，并设有一圆形的按压件，而底面是以外凸弧线构成，且指北针单元呈向下凸伸状，在壳体前、背侧面中央以直线搭配圆弧，展现出线条搭配之美感，且壳体左侧边概呈平直状，近底端处延伸出一耳部，右侧边则呈阶梯转折状，整体展现出协调、流畅的意象。三是壳体的顶、底面因发光装置及指北针单元的对应设置，呈现对称而协调的视觉效果，且搭配口哨单元之一呈收束状的吹气口，更显现出线条流畅的视觉感受。四是壳体的轮廓是以曲线搭配直线构成，整体概呈梭状，且搭配圆弧造型的一发光元件、按压件、指北针单元以及呈矩形的温度计单元，整体呈现出新颖、前卫的视觉效果。五是呈扇形造型的放大镜单元、镜射单元可相对於壳体前端部向外旋出以供使。

2、专利号为CN92107130.2， 名称为“一种多功能游标指北针”的发明专利，该专利公开了一种多功能游标指北针，其主要特征是将游标原理用于方位主盘上，使指北针的测读精度达到1°以上；同时增设了磁偏角调节机构，使磁偏角的调整达到既方便又直观的境地；另外在指北针透明底板上设置了可直接量测各种不同比例尺地形图的等高线间坡度及地图测量比例组合尺进行国际时差换算的24时区盘。采用以上方案以后，该多功能游标指北针克服了现有便携式指北针测读精度和体积之矛盾，同时也解决了磁偏角与测读精度的矛盾

3、专利号为TW100307064， 名称为“测量仪”的发明专利，该专利公开了一种用以测量目标物之方位角与倾斜角的测量仪。包含外壳、指北针、倾斜仪、调整钮、左护盖、瞄准座、顶护盖、镜子及温度计。该外壳呈矩形，具有前观看孔、後观看孔及朝向左侧凸出且形成开孔的左板。该指北针位於该外壳内且对准该前观看孔，该倾斜仪位於该外壳内且对准该後观看孔，该调整钮位於该开孔内，该左护盖枢置於该外壳并可盖置在该调整钮外，该瞄准座安装於该外壳右侧且具有一位於该外壳顶侧的顶块，该顶护盖枢置於该瞄准座并可盖置在该顶块上，该镜子安装在该外壳的右侧，该温度计安装在该外壳的底侧。藉此可以让整个测量仪的外观展现出简洁又不失独特的变化性。

所以上述这些专利虽然都涉及到指北针，也提出了一些结构性的改进，但都没有从根本上改变现有的指北针结构，都还是存在前面所述的不足，功能较少，做很多测量时还需借用其他仪器设备，或者需要经过复杂的计算才能得到所需的数据，不够简便，因此仍有待进一步加以改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有指北针存在功能较少，不能同时做多种用途的不足，提出一种新的指北针及其使用作业方法，该指北针及其使用作业方法能全天候完成标定地图、测量方位、测量实物或实地的倾斜角或俯仰角、测量地图任意两点之间的曲线里程和直线距离、测量地图等高线所标示的地形坡度、估测实地距离、调校水平、划定扇形覆盖区域或弧线、以及测量一般物件的长度尺寸。

为了达到这一目的，本发明提供了一种集成式多用途指北针，为折叠型指北针，包括方位测量装置、距离估定装置、俯仰角测量装置和里程测量装置，方位测量装置、距离估定装置、俯仰角测量装置和里程测量装置全部集成在指北针壳体和箱盖内，其特征在于，指北针为液体阻尼罗盘，采用旋读式结构，壳体上的表盘为能转动的双分划方位刻度盘；在指北针上设有凹槽式瞄准和距离测定装置，同时在指北针上设有反射镜；在比例尺的端头设有用于划定扇形区域的扎针孔；在表盘的下面设有夜间可发光层，指北针整体为密封结构；在指北针壳体的侧面设有坡度尺。

进一步地，所述的旋读式结构是在液体阻尼罗盘内有一透明齿轮盘，透明齿轮盘上刻有磁子午线，通过调整齿轮盘可以调整磁偏角；在液体阻尼罗盘的底部盘面上刻有真子午线及与真子午线平行的平行线，液体阻尼罗盘的底部与上面的双分划方位刻度盘可以一起旋转，用以测量方位角；在壳体的表盘座上设置一个能转动的双分划方位刻度盘，双分划方位刻度盘为透明材料制作，且在双分划方位刻度盘的面板背面刻有双分划方位刻度值；其中，内圈分划值为360°，刻线间隔为2°，外圈为60-00密位分划值，刻线间隔为20密位；或者内圈分划值为360°，刻线间隔为2°，外圈为64-00密位，刻线间隔为20密位。

进一步地，所述的凹槽式瞄准和距离测定装置是在指北针壳体和指北针盖上分别设有凹槽式准星缺口和凹槽式瞄准缺口，并在指北针盖的准星缺口旁设有距离测定标尺，通过指北针壳体上的凹槽对准指北针盖上的凹槽，使两者重叠进行瞄准。

进一步地，所述的扎针孔位于壳体比例尺的端头，为圆形孔，圆形孔的中心为比例尺的原点。

进一步地，所述的夜间可发光层是在表盘的透过透明刻度盘下安装一个发光圈，发光圈由储能型无放射性发光材料制作，经光源照射后，储能型无放射性发光材料制作的发光圈能发出光，通过透过透明刻度盘进行夜间清晰读数，在透明结构件的底部有方位刻度线。

进一步地，所述的防尘结构是在面板与与壳体之间，以及底盖与壳体之间均采用防尘结构；其中，面板与壳体之间通过发光圈密封，底盖与壳体之间采用密封圈通过紧固件密封，形成整体防尘结构，可以有效阻挡颗粒物进入仪表内。

进一步地，所述的坡度尺设在指北针壳体的一侧，且指北针的坡度尺与1：50000地形图下标的坡度采用相同比例进行标注，适用范围为1°~30°。

一种利用上述集成式多用途指北针的作业方法，利用指北针进行目标距离及其方位的测量，打开指北针后，使指北针壳体和指北针盖完全打开成一直线，在指北针壳体和指北针盖上分别设有凹槽式准星缺口，并在指北针盖的准星缺口旁设有距离测定标尺，通过指北针壳体上的凹槽对准指北针盖上的凹槽，使两者重叠进行瞄准，同时在瞄准的时，通过观察所测目标在距离测定标尺上你所反映出的大小判断出目标的距离；此外，在北针壳体和指北针盖之间设置有与指北针壳体和指北针盖连接铰轴连接在一起，能够倾斜角度的反射镜，在瞄准时还通过反射镜观察到瞄准时罗盘所处的角度，确定目标的所处方位。

一种利用上述集成式多用途指北针的作业方法，利用指北针进行划定扇形覆盖区域的角度（弧度）确定，以指北针上比例尺端头的扎针孔为中心，用一颗扎针对准扎针孔，并以此为圆心，以小于刻度尺的任意长度为半径画圆弧，即可划定扇形覆盖面；扇形覆盖角从两次罗盘读数的差值得出，每次读数使罗盘底部的一组平行线与地图的座标纵线平行，且指向箭头与地图北端朝向一致。

一种利用上述集成式多用途指北针的作业方法，利用指北针进行60-00密位或64-00密位和360°两种标称值的测定，能适用于多种比例的地图使用；在液体阻尼罗盘内有一透明齿轮盘，透明齿轮盘上刻有磁子午线及双箭头平行线，通过调整透明齿轮盘可以调整磁偏角；在液体阻尼罗盘的底部盘面上刻有真子午线及一组平行线，液体阻尼罗盘的底部与上面的双分划方位刻度盘可以一起旋转，用以确定方位角。调整时先将指北针放置在地图上，按照出发地到目的地的连线放置指北针，再旋转双分划方位刻度盘调整到使得底部盘面上刻有真子午线与地图上的坐标纵线平行，这时可以根据液体阻尼罗盘双分划方位刻度盘所指示出的角度得知应该行进的方位角；再拿起指北针，旋转指北针，使得磁针与液体阻尼罗盘内的透明齿轮盘的磁子午线及双箭头平行线平行，即可知道行走的方位角。

本发明的优点在于：

本发明采取全密封的双分划方位刻度盘、直观调节（校准）磁偏角、双比例地图直线距离测量尺、划定射击扇形覆盖区域的角度（弧度）和储能型无放射性夜间发光材料，使得整个指北针的功能得到了全面的提升，能全天候完成标定地图、测量方位、测量实物或实地的倾斜角或俯仰角、测量地图任意两点之间的曲线里程和直线距离、测量地图等高线所标示的地形坡度、估测实地距离、调校水平、划定扇形覆盖区域或弧线、以及测量一般物件的长度尺寸等功能。

附图说明

图1是本发明一种实施例总体结构示意图；

图2是本发明结构剖面示意图；

图3是本发明双分划方位刻度盘结构示意图；

图4是本发明双分划方位刻度盘另一种结构示意图；

图5是本发明瞄准及距离测定装置结构示意图；

图6是本发明方位观测示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。

实施例一

通过附图1可以看出，本发明涉及一种集成式多用途指北针，为折叠型指北针，包括方位测量装置、距离估定装置、俯仰角测量装置和里程测量装置，方位测量装置、距离估定装置、俯仰角测量装置和里程测量装置全部集成在指北针壳体1和指北针盖2内，其特征在于，指北针为液体阻尼罗盘，采用旋读式结构，指北针壳体1上的表盘3为能转动的双分划方位刻度盘；在指北针上设有凹槽式瞄准和距离测定装置4，同时在指北针上设有反射镜5；在比例尺的端头设有用于划定扇形区域的扎针孔6；在表盘的下面设有夜间可发光层7，指北针整体为密封结构；在指北针壳体的侧面设有坡度尺8。

所述的旋读式结构是在液体阻尼罗盘内有一透明齿轮盘9，在壳体的表盘座上设置一个能转动的双分划方位刻度盘12；透明齿轮盘上刻有磁子午线和红色双箭头线23，通过调整透明齿轮盘9可以调整磁偏角；在液体阻尼罗盘13的底部盘面11上刻有真子午线和一组黑色平行线10，液体阻尼罗盘的底部盘面11与上面的双分划方位刻度盘12可以一起旋转，用以确定方位角；双分划方位刻度盘12为透明材料制作，且在双分划方位刻度盘12的面板背面刻有双分划方位刻度值；其中，内圈分划值19为360°，刻线间隔为2°，外圈20为60-00密位分划值，刻线间隔为20密位（如图3所示）。

所述的凹槽式瞄准和距离测定装置是在指北针壳体1和指北针盖2上分别设有凹槽式准星缺口14和瞄准缺口21，并在指北针盖的凹槽式准星缺口14旁设有距离测定标尺18，通过指北针壳体上的凹槽式瞄准缺口21对准指北针盖上的凹槽式准星缺口14，使两者重叠进行瞄准。

所述的扎针孔6位于壳体比例尺的端头，为圆形孔，圆形孔的中心为比例尺的原点。

所述的夜间可发光层是在表盘的透过透明刻度盘下安装一个发光圈15，发光圈15由储能型无放射性发光材料制作，经光源照射后，储能型无放射性发光材料制作的发光圈能发出光，通过透过透明刻度盘进行夜间清晰读数，在透明结构件的底部有方位刻度线。

所述的防尘结构是在表盘与与壳体之间，以及底部盘面11与壳体之间均采用防尘结构；其中，表盘3与壳体1之间通过发光圈密封15，底部盘面11与壳体1之间采用密封圈15通过紧固件17密封，形成整体防尘结构，可以有效阻挡颗粒物进入仪表内。

所述的坡度尺8设在指北针壳体的一侧，且指北针的坡度尺与1：50000地形图下标的坡度采用相同比例进行标注，适用范围为1°~30°。

实施例二

实施例二与实施例一的基本结构一样，只是双分划方位刻度盘12的标示值不一样，其中内圈219分划值为360°，刻线间隔为2°，外圈220为64-00密位，刻线间隔为20密位（如图4所示）。

上述所列实施例，只是结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

通过上述实施例可以看出，本发明还涉及一种利用指北针进行目标距离及其方位的测量，打开指北针后，使指北针壳体和指北针盖完全打开成一直线，在指北针壳体和指北针盖上分别设有凹槽式准星缺口，并在指北针盖的准星缺口旁设有距离测定标尺，通过指北针壳体上的凹槽对准指北针盖上的凹槽，使两者重叠进行瞄准，同时在瞄准的时，通过观察所测目标在距离测定标尺上你所反映出的大小判断出目标的距离；此外，在北针壳体和指北针盖之间设置有与指北针壳体和指北针盖连接铰轴连接在一起，能够倾斜角度的反射镜，在瞄准时还通过反射镜观察到瞄准时罗盘所处的角度，确定目标的所处方位。

同时也涉及一种利用上述集成式多用途指北针的作业方法，利用指北针进行划定扇形覆盖区域的角度（弧度）确定，以指北针上比例尺端头的扎针孔为中心，用一颗扎针对准扎针孔，并以此为圆心，以小于刻度尺的任意长度为半径画圆弧，即可划定扇形覆盖面；扇形覆盖角从两次罗盘读数的差值得出，每次读数使罗盘底部的一组平行线与地图的座标纵线平行，且指向箭头与地图北端朝向一致。

还涉及一种利用上述集成式多用途指北针的作业方法，利用指北针进行60-00密位或64-00密位和360°两种标称值的测定，可以适用于多种比例的地图使用；在液体阻尼罗盘内有一透明齿轮盘，透明齿轮盘上刻有磁子午线及双箭头平行线（红色），通过调整透明齿轮盘可以调整磁偏角；在液体阻尼罗盘的底部盘面上刻有真子午线及一组平行线（黑色），液体阻尼罗盘的底部与上面的双分划方位刻度盘可以一起旋转，用以确定方位角。调整时先将指北针放置在地图上，按照出发地到目的地的连线放置指北针，再旋转双分划方位刻度盘12调整到使得底部盘面上刻有真子午线10（黑色）与地图上的坐标纵线（经度）平行，这时可以根据液体阻尼罗盘双分划方位刻度盘所指示出的角度得知应该行进的方位角；再拿起指北针，旋转指北针，使得磁针22与液体阻尼罗盘内的透明齿轮盘的磁子午线及双箭头平行线（红色）23平行，即可知道行走的方位角。

本发明的优点在于：

本发明采取全密封的双分划方位刻度盘、直观调节（校准）磁偏角、双比例地图直线距离测量尺、划定射击扇形覆盖区域的角度（弧度）和夜间发光材料，使得整个指北针的功能得到了全面的提升，能全天候完成标定地图、测量方位、测量实物或实地的倾斜角或俯仰角、测量地图任意两点之间的曲线里程和直线距离、测量地图等高线所标示的地形坡度、估测实地距离、调校水平、划定扇形覆盖区域或弧线、以及测量一般物件的长度尺寸等功能。

Claims (5)

1.一种集成式多用途指北针，为折叠型指北针，包括方位测量装置、距离测定装置、俯仰角测量装置和里程测量装置，方位测量装置、距离测定装置、俯仰角测量装置和里程测量装置全部集成在指北针壳体和指北针盖内，其特征在于，指北针包括液体阻尼罗盘，采用旋读式结构，所述的旋读式结构是在液体阻尼罗盘内有一透明齿轮盘，在壳体的表盘座上设有双分划方位刻度盘，双分划方位刻度盘为能转动的双分划方位刻度盘，双分划方位刻度盘为透明材料制作，且在双分划方位刻度盘的面板背面刻有双分划方位刻度值；其中，内圈分划值为360°，刻线间隔为2°，外圈为60-00密位分划值，刻线间隔为20密位；或者内圈分划值为360°，刻线间隔为2°，外圈为64-00密位，刻线间隔为20密位；透明齿轮盘上刻有磁子午线和红色双箭头线平行线，通过调整透明齿轮盘可以调整磁偏角；在液体阻尼罗盘的底部盘面上刻有真子午线和一组黑色平行线，液体阻尼罗盘的底部盘面与上面的双分划方位刻度盘一起旋转；在指北针上设有凹槽式瞄准和距离测定装置，同时在指北针上设有反射镜；在表盘的下面设有夜间可发光层，指北针壳体为密封结构；在指北针壳体的侧面设有坡度尺；所述的凹槽式瞄准和距离测定装置是在指北针壳体上设有凹槽式瞄准缺口，在指北针盖上设有凹槽式准星缺口，并在指北针盖的凹槽式准星缺口旁设有距离测定标尺，通过指北针壳体上的凹槽式瞄准缺口对准指北针盖上的凹槽式准星缺口，使两者重叠进行瞄准；在指北针上设有比例尺，在比例尺的端头设有用于划定扇形区域的扎针孔。

2.如权利要求1所述的集成式多用途指北针，其特征在于，所述的扎针孔位于壳体比例尺的端头，为圆形孔，圆形孔的中心为比例尺的原点。

3.如权利要求1所述的集成式多用途指北针，其特征在于：所述的夜间可发光层是在表盘的透明刻度盘下安装一个发光圈，发光圈由储能型无放射性发光材料制作，经光源照射后，储能型无放射性发光材料制作的发光圈能发出光，通过透过透明刻度盘进行夜间清晰读数，在透明结构件的底部有方位刻度线。

4.如权利要求1所述的集成式多用途指北针，其特征在于：所述的坡度尺设在指北针壳体的一侧，且指北针的坡度尺与1：50000地形图下标的坡度采用相同比例进行标注，适用范围为1°~30°。

5.一种如权利要求1所述集成式多用途指北针的作业方法，利用指北针进行目标距离及其方位的测量，打开指北针后，使指北针壳体和指北针盖完全打开成一直线，在指北针壳体上设有凹槽式瞄准缺口，在指北针盖上设有凹槽式准星缺口，并在指北针盖的凹槽式准星缺口旁设有距离测定标尺，通过指北针壳体上的凹槽式瞄准缺口对准指北针盖上的凹槽式准星缺口，使两者重叠进行瞄准，同时在瞄准的时，通过观察所测目标在距离测定标尺上所反映出的大小判断出目标的距离；此外，在指北针壳体和指北针盖之间设置有与指北针壳体和指北针盖连接铰轴连接在一起，能够倾斜角度的反射镜，在瞄准时还通过反射镜观察到瞄准时罗盘所处的角度，确定目标的所处方位；利用指北针进行划定扇形覆盖区域并确定的角度，以指北针上比例尺端头的扎针孔为中心，用一颗扎针对准扎针孔，并以此为圆心，以小于刻度尺的任意长度为半径画圆弧，即可划定扇形覆盖面；扇形覆盖角从两次罗盘读数的差值得出，每次读数使罗盘底部的一组平行线与地图的座标纵线平行，且指向箭头与地图北端朝向一致；利用指北针进行60-00密位或64-00密位和360°两种标称值的测定，能适用于多种比例的地图使用；在液体阻尼罗盘内有一透明齿轮盘，在壳体的表盘座上设有双分划方位刻度盘，双分划方位刻度盘为能转动的双分划方位刻度盘，双分划方位刻度盘为透明材料制作，且在双分划方位刻度盘的面板背面刻有双分划方位刻度值；透明齿轮盘上刻有磁子午线和红色双箭头线平行线，通过调整透明齿轮盘可以调整磁偏角；在液体阻尼罗盘的底部盘面上刻有真子午线和一组黑色平行线，液体阻尼罗盘的底部盘面与上面的双分划方位刻度盘一起旋转，用以确定方位角；调整时先将指北针放置在地图上，按照出发地到目的地的连线放置指北针，再旋转双分划方位刻度盘调整到使得底部盘面上刻有真子午线与地图上的坐标纵线平行，这时根据液体阻尼罗盘双分划方位刻度盘所指示出的角度得知应该行进的方位角；再拿起指北针，旋转指北针，使得磁针与液体阻尼罗盘内的透明齿轮盘的磁子午线及双箭头平行线平行，即可知道行走的方位角。