CN210346665U - 一种便携式多功能电子手水准仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的属于精密仪器技术领域，具体为一种便携式多功能电子手水准仪，包括水准仪，所述水准仪由测量坡度和距离模块、转角测量模块、分解组合连接模块和瞄准器模块组成，所述测量坡度和距离模块、转角测量模块和瞄准器模块通过分接组合连接模块连接，所述分解组合连接模块包括连接轴、连接制动螺栓和连接杆，所述连接轴转动安装在连接杆的底部，两个所述连接制动螺栓螺纹安装在连接杆的顶部左右两侧，所述瞄准器模块与转角测量模块可拆卸连接，能够提高水准仪的使用功能，提高水准仪的便携性，从而能够解决道路分队工程侦察任务内容多样、装备多型且不易携带、损坏率高的问题，对提高道路分队工程侦察能力具有十分重要的意义。

Description

一种便携式多功能电子手水准仪

技术领域

本实用新型涉及精密仪器技术领域，具体为一种便携式多功能电子手水准仪。

背景技术

道路分队遂行构筑急造军路或机动工程保障等专业行动任务时，应使用携带方便、结构轻巧、功能多样的工程侦察器材，以完成路线的长度、路基宽度、转角、坡度、高差(程)、急转弯半径等内容的测量。

当前道路分队现有的工程侦察器材的类型种类较多，主要有水准仪、经纬仪、全站仪、手水准仪、坡度计、工兵测远镜、激光测距仪等，但总体存在信息化程度不高、功能单一，自动化程度低等问题。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述和/或现有水准仪中存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型的目的是提供一种便携式多功能电子手水准仪，能够提高水准仪的使用功能，提高水准仪的便携性，从而能够解决道路分队工程侦察任务内容多样、装备多型且不易携带、损坏率高的问题，对提高道路分队工程侦察能力具有十分重要的意义。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了如下技术方案：

一种便携式多功能电子手水准仪，包括水准仪，所述水准仪由测量坡度和距离模块、转角测量模块、分解组合连接模块和瞄准器模块组成，所述测量坡度和距离模块、转角测量模块和瞄准器模块通过分接组合连接模块连接，所述分解组合连接模块包括连接轴、连接制动螺栓和连接杆，所述连接轴转动安装在连接杆的底部，两个所述连接制动螺栓螺纹安装在连接杆的顶部左右两侧，所述测量坡度和距离模块可拆卸安装在两个所述制动螺栓相视一侧，所述转角测量模块可拆卸安装在连接轴的底部，所述瞄准器模块与转角测量模块可拆卸连接。

作为本实用新型所述的一种便携式多功能电子手水准仪的一种优选方案，其中：所述测量坡度和距离模块由功能按键组、测量物镜、测量目镜、激光发射器和坡度显示器组成，所述功能按键组由测距开机键、测距键、测坡开机键、坡度度数与％值切算键、置零键和数值锁定/解锁键组成，所述测量坡度和距离模块的前后侧壁开有与连接制动螺栓连接的螺纹孔。

作为本实用新型所述的一种便携式多功能电子手水准仪的一种优选方案，其中：所述转角测量模块由水平制动螺栓、圆水准器、角度归零/恢复键、测角开关键和角度读数显示屏组成，所述水平制动螺栓安装在转角测量模块的外壳顶部环形限位圈的外壁，所述环形限位圈与连接轴可拆卸连接。

作为本实用新型所述的一种便携式多功能电子手水准仪的一种优选方案，其中：所述瞄准器模块由精瞄准器和粗瞄准器组成，所述精瞄准器包括观察物镜、观察目镜、粗瞄器、望远镜制动轮、对焦环和坡度刻划盘组成，所述粗瞄器安装在精瞄准器的外壁顶部，所述精瞄准器的底部安装有转轴，所述转轴与环形限位圈可拆卸连接。

作为本实用新型所述的一种便携式多功能电子手水准仪的一种优选方案，其中：所述粗瞄准器由视筒和竖直制动螺栓组成，所述竖直制动螺栓安装在视筒的外壁底部，所述竖直制动螺栓的底部安装有转动轴，所述转动轴与环形限位圈可拆卸连接。

与现有技术相比：当前道路分队现有的工程侦察器材的类型种类较多，主要有水准仪、经纬仪、全站仪、手水准仪、坡度计、工兵测远镜、激光测距仪等，但总体存在信息化程度不高、功能单一，自动化程度低等问题，提出“便携式多功能电子手水准仪”，通过研发集功能多样、携带方便、能快速展开作业等特点于一体的仪器，能够解决道路分队工程侦察任务内容多样、装备多型且不易携带、损坏率高的问题，对提高道路分队工程侦察能力具有十分重要的意义。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将将结合附图和详细实施方式对本实用新型进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，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它的附图。其中：

图1为本实用新型一种便携式多功能电子手水准仪的***结构示意图；

图2为本实用新型一种便携式多功能电子手水准仪的测量坡度和距离模块结构示意图；

图3为本实用新型一种便携式多功能电子手水准仪的转角测量模块结构示意图；

图4为本实用新型一种便携式多功能电子手水准仪的精瞄准器模块结构示意图；

图5为本实用新型一种便携式多功能电子手水准仪的粗瞄准器模块结构示意图；

图6为本实用新型一种便携式多功能电子手水准仪的分解组合连接模块结构示意图；

图7为本实用新型一种便携式多功能电子手水准仪的测坡示意图；

图8为本实用新型一种便携式多功能电子手水准仪的测距示意图；

图9为本实用新型一种便携式多功能电子手水准仪的转角测量示意图；

图9-1为本实用新型一种便携式多功能电子手水准仪的高差测量方法一示意图；

图9-2为本实用新型一种便携式多功能电子手水准仪的高差测量方法二示意图；

图9-3为本实用新型一种便携式多功能电子手水准仪的高差测量方法三示意图；

图10为本实用新型一种便携式多功能电子手水准仪的测回法示意图。

图中：100测量坡度和距离模块、110功能按键组、120坡度显示器、130 测量物镜、140激光发射器、150测量目镜、200转角测量模块、210水平制动螺栓、220角度读数显示屏、230环形限位圈、240圆水准器、300精瞄准器模块、310观察目镜、320对焦环、330粗瞄器、340观察物镜、350坡度刻划盘、 360望远镜制动轮、400粗瞄准器模块、410视筒、420竖直制动螺栓、500分解组合连接模块、510连接轴、520连接杆、530连接制动螺栓。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型提供一种便携式多功能电子手水准仪，请参阅图1和图6，包括水准仪，水准仪由测量坡度和距离模块100、转角测量模块200、分解组合连接模块500和瞄准器模块组成，测量坡度和距离模块100、转角测量模块200和瞄准器模块通过分解组合连接模块500连接，分解组合连接模块500包括连接轴 510、连接制动螺栓530和连接杆520，连接轴510转动安装在连接杆520的底部，两个连接制动螺栓530螺纹安装在连接杆520的顶部左右两侧，测量坡度和距离模块100可拆卸安装在两个连接制动螺栓530相视一侧，转角测量模块 200可拆卸安装在连接轴510的底部，瞄准器模块与转角测量模块200可拆卸连接。

请参阅图1和图2，测量坡度和距离模块100由功能按键组110、测量物镜 130、测量目镜150、激光发射器140和坡度显示器120组成，功能按键组110 由测距开机键、测距键、测坡开机键、坡度度数与％值切算键、置零键和数值锁定/解锁键组成，测量坡度和距离模块100的前后侧壁开有与连接制动螺栓530 连接的螺纹孔，具体的，距离测量模块用于近程精确测距，依据脉冲式激光测距原理，由激光发射单元、激光接收单元、距离计算与显示单元构成，坡度测量模块采用MEMS倾角传感器，由加速度传感器、AT89C52单片机、LCD显示屏组成，计步测量用于远程精准测距，基于MSP430控制，通过MPU6050加速度进行数据采集，由微控制器MSP430、加速度传感器MPU6050、LED显示屏组成，测量坡度和距离模块100内安装有电源，为减小装备体积，三个模块共用一个电源，该设备主体采用钛合金材质，激光测距模块、坡度测量模块、计步测距模块三个模块与电源一并集成于设备主体内。

请参阅图1和图3，转角测量模块200由水平制动螺栓210、圆水准器240、角度归零/恢复键、测角开关键和角度读数显示屏220组成，水平制动螺栓210 安装在转角测量模块200的外壳顶部环形限位圈230的外壁，环形限位圈230 与连接轴510可拆卸连接。

请参阅图1和图4，瞄准器模块由精瞄准器模块300和粗瞄准器模块400组成，精瞄准器模块300包括观察物镜340、观察目镜310、粗瞄器330、望远镜制动轮360、对焦环320和坡度刻划盘350组成，粗瞄器330安装在精瞄准器模块300的外壁顶部，精瞄准器模块300的底部安装有转轴，转轴与环形限位圈 230可拆卸连接。

请参阅图1和图5，粗瞄准器模块400由视筒410和竖直制动螺栓420组成，竖直制动螺栓420安装在视筒410的外壁底部，竖直制动螺栓420的底部安装有转动轴，转动轴与环形限位圈230可拆卸连接。

实施例

使用前可根据需要是否选择使用辅助仪器三脚架、水准尺、连接板和稳定器，同时可以选择仪器是否分解使用。

分解使用时

S1坡度的测量

方法：两名作业手，一名持测量坡度和距离模块100作为测手，一名持水准尺作为尺手，二人配合进行测坡，步骤如下：

S1.1标记眼高：测手在水准尺上找到与眼睛同高的位置，并做下标记。

S1.2立水准尺：持手持水准尺跑到待测点位置竖直立下水准尺。

S1.3测量读数：测手按测坡开机键开机，调节望远镜对焦螺旋找到待测点，并通过望远镜内部十字丝点瞄准待测点水准尺上的眼高标记，持稳仪器并按测坡健，此时坡度值在坡度显示器120上显示，按坡度值与百分值切换键可进行换算，如图7。

S2距离的测量

方法：一名作业手持测量坡度和距离模块100就可以进行距离的测量，步骤如下：

S2.1开机：按开机键打开测距工作部；

S2.2瞄准：调节望远镜对焦螺旋找到待测点，并通过望远镜内部十字丝点瞄准待测点按一下测距健十字丝出现；

S2.3测距：手持稳仪器并按测距键开始测量，此时距离值在望远镜内部显示，如图8。

S3转角的测量

方法：可由一名测手或另配合两名尺手进行转角测量，步骤如下：

S3.1安装：安装连接板和瞄准器模块，用连接板与转角测量模块200进行连接，瞄准器模块上的轴***环形限位圈230通过轴内螺旋锁死；

S3.2安置：安置仪器，先立三角架于路线转点，三角架的架设高度可根据具体情况而定，用转角测量模块200上的连接板卡入稳定器上部卡座并扣紧；

S3.3整平：整平转角测量模块200，通过稳定器水平倾斜制动手柄调节转角测量模块200圆水准器240气泡居中，此时仪器水平。

S3.4测量：转角测量，开机后先用瞄准器瞄准路线第一方向OA，而后按置零键将起始值归零，旋转瞄准器至第二方向OB后，两个方向间的转角测量值就可显示不同工程项目中对转角的定义不同，有的工程项目中的转角计算时需要用360°减去测量值，如图9。

S4高差的测量

通过仪器的分解组合测量高差可以有三种方法。

方法一：借助测量坡度和距离模块100进行坡度与距离的测量，运用三角高程法进行测算，如图9-1。

方法二：测量坡度和距离模块100、水准尺配合使用，运用手水准测量高差法进行测算，采用手持方式测量时，照准第2个目标点时身体有个旋转的动作。下列步骤将提高测量结果精度、如图9-2。

S4.1.1开始测目标点1时，扔一枚硬币在地上；

S4.1.2两脚内侧面对准硬币，这样硬币就位于两脚中央，仪器位于硬币上方；

S4.1.3测量目标点1；

S4.1.4保持仪器在硬币上方，瞄准目标2。避免大的旋转动作，保持测量者的脚在硬币两侧；

S4.1.5测量目标点2。

方法三：测量坡度距离模块、三角架、水准尺配合使用，运用水准测量法进行两点之间的高差测量当测量精度要求较高时，此方法作业步骤如下：

S4.2.1安置仪器在前视点与后视点大致中间位置；

S4.2.2瞄准后视点水准尺，水平和竖直旋转测量坡度与距离模块，利用望远镜找到后视点水准尺；

S4.2.3调整视线水平，竖直旋转测量坡度和距离模块100使坡度值至零误差不超过10′以内，此时读取水准尺读数h后；

S4.2.4转动望远镜至前视点水准尺，检测视线是否水平，尔后再读数h前；

S4.2.5前视点与后视点间的高差为：H＝h_后－h_前，如图9-3。

组合使用时

组合方法：

a.仪器组合：第一步，测量坡度和距离模块100与分解组合连接模块500 连接组合；第二步，转角测量模块200通过连接模块与测量坡度和距离模块100 连接，分解组合连接架的连接轴510***转角测量模块200上的环形限位圈230，上紧连接轴510内的水平制动螺栓210使其与转角测量模块200上的环形限位圈230锁紧，第三步用连接板与转角测量部模块进行连接；

b.仪器安置：立三角架于路线转点，三角架架设高度根据具体情况而定，接着在三角架上安装稳定器平时可以直接装在三角架上不需拆掉，再把仪器底部的连接板卡入稳定器卡座上并扣紧；

c.仪器整平：通过稳定器水平倾斜制动手柄调节转角测量模块200圆水准器240气泡居中，使仪器水平。

完成以上基本操作后，就可以进行如下各项任务的测量工作。

Z1坡度的测量

方法：两名作业手，一名操作仪器为测手，一名扶水准尺作为尺手，二人配合进行测坡。

Z1.1标视线高：尺手在水准尺上找到与瞄准镜模块视准轴同高的位置，并做下标记。

Z1.2立水准尺：尺手持水准尺跑到待测点位置竖直立下水准尺。

Z1.3测量读数：测手按开机键开机，调节瞄准镜模块对焦螺旋找到待测点，并通过瞄准镜模块内部十字丝点瞄准待测点处水准尺上标记，瞄准后按测坡健，此时坡度值在显示屏上显示。

Z2距离的测量

方法：一名测手操作仪器就可以进行距离的测量；

Z2.1开机：按测量坡度和距离模块100上的测距开机键开机；

Z2.2瞄准：调节望远镜对焦螺旋找到待测点，并通过望远镜内部十字丝点瞄准待测点。

Z2.3测距：按下测距键开始测量，此时距离测量数值在望远镜内部显示。

Z3转角的测量

方法：可由一名测手或与一至两名尺手配合进行转角测量。利用转角测量模块200与测量坡度和距离模块100组合进行测角，可采用S3转角的测量方法进行测量，也可运用经纬仪测回法进行转角测量。

Z3.1上半测回的转角测量：瞄准第一方向线得到一个读数值β_上1，顺时针旋转望远镜或逆时针旋转，顺时针与逆时针旋转取决于第一方向线与第二方向线的位置至第二方向线得到第二个读数值β_上2，通过差值计算就可算出上半测回时转角大小ɑ_上；

Z3.2下半测回的转角测量：瞄准第二方向线得到一个读数值β_下1，顺时针旋转望远镜或逆时针旋转，顺时针与逆时针旋转取决于第一方向线与第二方向线的位置至第二方向线得到第二个读数值β_下2，通过差值计算就可算出上半测回时转角大小ɑ_下；

Z3.3取平均值：两次测算出的转角值相加取平均值就是一个测回法测算出的转角值：

ɑ＝ɑ_上+ɑ_下/2，如图10。

Z4高差的测量

仪器组合式测量高差的方法有两种，一是水准测量法，二是三角高程法，其中水准测量法的误差较小示意图同仪器分解时的高差测量示意图。

水准测量法：

Z4.1.1安置仪器在前视点与后视点大致中间位置。

Z4.1.2瞄准后视点水准尺，水平和竖直旋转测量坡度与距离模块，利用望远镜找到后视点水准尺。

Z4.1.3调整视线水平，竖直旋转测量坡度和距离模块100使坡度值至零误差不超过10′以内，此时读取水准尺读数h_后。

Z4.1.4转动望远镜至前视点水准尺，检测视线是否水平，调整水平后再读数h_前。

Z4.1.5前视点与后视点间的高差为：H＝h_后－h_前。

三角高程测量法：

Z4.2.1安置仪器尽量在前视点与后视点中间位置。

Z4.2.2测量测站与后视点间的距离l_后和坡度ɑ_后(百分值)。

Z4.2.3利用直角三角形直角边与斜边的关系，计算出后视点与仪器高间的高差h_后＝l_后×ɑ_后。d.同上测算前视点与仪器高间的高差h_前＝l_前×ɑ_前。

Z4.2.4前视点与后视点间的高差为：H＝h_后－h_前。

计步功能

将仪器随身携带，作业手在自然行走、跑步或爬坡运动过程中，通过MPU6050 加速度进行数据采集，可以将走路，跑步，爬坡等动作的数据精确传送到微控制器中，运用峰峰值算法，通过计算波峰数量来实现记步，并同步显示在坡度显示屏中，可根据平均步幅计算出运动距离。

虽然在上文中已经参考实施方式对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (5)

1.一种便携式多功能电子手水准仪，其特征在于：包括水准仪，所述水准仪由测量坡度和距离模块(100)、转角测量模块(200)、分解组合连接模块(500)和瞄准器模块组成，所述测量坡度和距离模块(100)、转角测量模块(200)和瞄准器模块通过分解组合连接模块(500)连接，所述分解组合连接模块(500)包括连接轴(510)、连接制动螺栓(530)和连接杆(520)，所述连接轴(510)转动安装在连接杆(520)的底部，两个所述连接制动螺栓(530)螺纹安装在连接杆(520)的顶部左右两侧，所述测量坡度和距离模块(100)可拆卸安装在两个所述连接制动螺栓(530)相视一侧，所述转角测量模块(200)可拆卸安装在连接轴(510)的底部，所述瞄准器模块与转角测量模块(200)可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的一种便携式多功能电子手水准仪，其特征在于：所述测量坡度和距离模块(100)由功能按键组(110)、测量物镜(130)、测量目镜(150)、激光发射器(140)和坡度显示器(120)组成，所述功能按键组(110)由测距开机键、测距键、测坡开机键、坡度度数与％值切算键、置零键和数值锁定/解锁键组成，所述测量坡度和距离模块(100)的前后侧壁开有与连接制动螺栓(530)连接的螺纹孔。

3.根据权利要求1所述的一种便携式多功能电子手水准仪，其特征在于：所述转角测量模块(200)由水平制动螺栓(210)、圆水准器(240)、角度归零/恢复键、测角开关键和角度读数显示屏(220)组成，所述水平制动螺栓(210)安装在转角测量模块(200)的外壳顶部环形限位圈(230)的外壁，所述环形限位圈(230)与连接轴(510)可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种便携式多功能电子手水准仪，其特征在于：所述瞄准器模块由精瞄准器模块(300)和粗瞄准器模块(400)组成，所述精瞄准器模块(300)包括观察物镜(340)、观察目镜(310)、粗瞄器(330)、望远镜制动轮(360)、对焦环(320)和坡度刻划盘(350)组成，所述粗瞄器(330)安装在精瞄准器模块(300)的外壁顶部，所述精瞄准器模块(300)的底部安装有转轴，所述转轴与环形限位圈(230)可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的一种便携式多功能电子手水准仪，其特征在于：所述粗瞄准器模块(400)由视筒(410)和竖直制动螺栓(420)组成，所述竖直制动螺栓(420)安装在视筒(410)的外壁底部，所述竖直制动螺栓(420)的底部安装有转动轴，所述转动轴与环形限位圈(230)可拆卸连接。

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