CN210400391U - 一种放坡开挖的坡度控制仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种放坡开挖的坡度控制仪，包括支架及可转动地安装于所述支架的水平仪，所述水平仪设有激光发射器，所述支架包括相对设置的二竖置板，所述水平仪的相对两侧一一对应地通过第一转轴转动连接于二所述竖置板，所述第一转轴水平设置；所述支架通过齿轮组件水平转动地连接于一高度可调的基座上。本实用新型通过发出竖直角度、水平角度和高度均可精确调整的激光束来对放坡开挖的坡度进行实时且精确的标定，提高了放坡开挖的质量，加快了施工速度，节约了成本，节省了工期；通过显示仪和报警装置的设置，实现了控制仪的智能化，降低了安全隐患，减少了安全事故；通过选用绿光水平仪，使得该控制仪的使用不受限，利用率更高。

Description

一种放坡开挖的坡度控制仪

技术领域

本实用新型属于建筑施工测量领域，尤其涉及一种半自动化且实用性较强的放坡开挖的坡度控制仪。

背景技术

为了防止土壁塌方，确保施工安全，当挖方超过一定深度或填方超过一定高度时，其边沿应放出的足够的边坡，为了保持边避稳定，需要在施工时加大挖土上口宽度，使挖土面保持一定坡度。边坡稳定是施工安全的基本保证。

常规边坡坡度控制方法主要有两种方法：一种是人工采用竹竿和线锤进行测量，该方法需要挖一段量一段，施工速度慢，测量精度低，施工效果取决于人，工期长且费用高；另一种是采用机械一次开挖成形，该方法容易超挖，导致增加边坡开挖和回填的额外费用，且由于边坡的稳定状态不利，容易造成安全隐患和安全事故。

虽然市面上有出现一些用于边坡坡度控制的测量仪器，但这些测量仪器均无法实现实时测量，仍然需要分段复核坡度，而由于挖掘机一直处于动态作业，必须加大边坡测量复核频率，否则一旦出现错误边坡很难调整，这种监测方式既耗精力效率又低。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种放坡开挖的坡度控制仪，该控制仪可以发出高度、竖直角度和水平角度均可调整的激光，提高了测量精度，并且能够对坡度进行实时监测，达到提高开挖质量、速度以及节约成本和节省工期的目的。

为实现上述目的，本实用新型具体通过以下述技术方案来实现：一种放坡开挖的坡度控制仪，包括支架及可转动地安装于所述支架的水平仪，所述水平仪设有激光发射器，所述支架包括相对设置的二竖置板，所述水平仪的相对两侧一一对应地通过第一转轴转动连接于二所述竖置板，所述第一转轴水平设置。

通过转轴带动水平仪转动的方式，使水平仪可沿指定倾面发射激光束，达到实时控制坡度的目的。

本实用新型放坡开挖的坡度控制仪的进一步改进在于，所述竖置板上设有供所述第一转轴插设的第一安装孔，所述第一转轴穿出所述第一安装孔的一端套设有一第一齿轮，所述竖置板上设有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮通过第一定轴转动连接于所述竖置板的外侧。

通过齿轮传动，使水平仪的实际摆动角度的调整更加精确，且使水平仪能够保持于任意摆动状态，进而使所发出激光束的倾面角度与设计坡度保持一致，提高了放坡开挖的质量。

本实用新型放坡开挖的坡度控制仪的进一步改进在于，所述支架的底部连接有一高度可调的基座。

通过高度可调的基座，实现对水平仪的高度调整，以使所发射的激光束能够投射至指定位置。

本实用新型放坡开挖的坡度控制仪的进一步改进在于，所述基座包括底座和固定于所述底座上的液压顶升装置。

通过液压顶升装置实现自动化的高度调整，更加方便省力。

本实用新型放坡开挖的坡度控制仪的进一步改进在于，所述底座与所述液压顶升装置之间设有一调平装置，所述调平装置包括连接于所述底座的上板和连接于所述液压顶升装置的下板，所述上板和所述下板之间通过脚螺旋连接，所述下板上设有调平液泡。

通过调平装置实现对控制仪的水平度调整，以使对水平仪高度和摆动角度的调整更加精确。

本实用新型放坡开挖的坡度控制仪的进一步改进在于，所述支架包括连接于二所述竖置板底部的底板，所述基座的顶部固定有第二定轴，所述底板可转动地连接于所述第二定轴。

通过上述结构可轻松实现对水平仪的水平角度的调整，无需旋转整个控制仪，使得定位水平仪的发射方向时更加轻松省力。

本实用新型放坡开挖的坡度控制仪的进一步改进在于，所述底板通过齿轮组件转动地连接于所述第二定轴，所述齿轮组件包括第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮固定于所述底板的底部且开设有供所述第二定轴插设的第二安装孔，所述第四齿轮通过第三定轴可转动地设置于所述基座的顶部，所述第四齿轮啮合于所述第三齿轮。

通过上述齿轮组件，使水平仪的水平角度的调整更加精确，且使水平仪能够保持于任意转动状态，省时省力且角度精确，使水平仪所发射的激光束可以准确面向待测位置。

本实用新型放坡开挖的坡度控制仪的进一步改进在于，所述齿轮组件还包括放置于所述基座顶部的第五齿轮和放置于所述第五齿轮上的固定板，所述第五齿轮开设有供所述第二定轴插设的第三安装孔，所述第二定轴和所述第三定轴固定于所述固定板。

通过上述结构，第三齿轮与第五齿轮可以借助第四齿轮的传动，实现为对水平仪水平角度的粗调和细调，进一步提高了水平角度调整的精确性，且使转动过程更加轻松、可控。

本实用新型放坡开挖的坡度控制仪的进一步改进在于，还包括用以显示所述水平仪的高度和角度的显示仪、与所述显示仪连接的报警装置。

通过显示仪的显示，更加有利于对激光束的定位调整，另外，利用显示仪与报警装置的连接，使得该控制仪在其放置位置处发生塌陷时可以因显示仪显示参数超限而发出报警。

本实用新型放坡开挖的坡度控制仪的进一步改进在于，所述水平仪为绿光水平仪。

绿光水平仪可以发出在白天也能看到的绿色激光，使得该控制仪也可以被用于白天作业。

综上，本实用新型包括但不限于以下有益效果：

1、本实用新型通过发出竖直角度、水平角度和高度均可精确调整的激光束来对放坡开挖的坡度进行实时且精确的标定，提高了放坡开挖的质量，加快了施工速度，节省了工期，节约了成本；

2、本实用新型通过显示仪和报警装置的设置，使控制仪更加智能化，便于对激光束的精确调整和定位，对异常情况可实现自动报警，降低了安全隐患，减少了安全事故。

3、本实用新型选用的绿光水平仪，可以发出白天也能清晰标识的绿色激光，使坡度控制仪的使用不受限。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述汇总所需要使用的附图作简单地介绍：

图1是本实用新型的实施例结构示意图；

图2是本实用新型中齿轮组件示意图；

图3是本实用新型中固定板与第二定轴和第三定轴的连接状态示意图；

图中：支架10；竖置板11；底板12；第一转轴21；第一齿轮22；第二齿轮23；基座30；底座31；液压顶升装置32；调平装置33；脚螺旋331；第二调平液泡332；水平仪40；第一调平液泡41；激光发射器42；齿轮组件50；第二定轴51；第三齿轮52；第四齿轮53；第五齿轮54；第三定轴55；固定板56；缺口561；固定框562；显示仪60。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

由于常规边坡坡度控制方法均需要分段测量，施工速度慢，测量精度低，且无法实现实时测量，而边坡稳定是施工安全的基本保证，因此边坡坡度的控制尤为重要，本实用新型研发出一种放坡开挖的坡度控制仪，该控制仪可以发射出高度、竖直角度和水平角度均可调整的激光束，以对放坡开挖的坡度进行实时且精确的标定，提高了开挖质量，加快了施工速度，节约了成本，节省了工期。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的放坡开挖的坡度控制仪做进一步详细说明。

参阅图1所示，一种放坡开挖的坡度控制仪，包括支架10及可转动地安装于所述支架10的水平仪40，所述水平仪40设有激光发射器42，所述激光发射器42可发射水平排列的激光束，所述支架10包括相对设置的二竖置板11，所述水平仪40的相对两侧一一对应地通过第一转轴21转动连接于二所述竖置板11，所述第一转轴21水平设置。

具体地，所述第一转轴21包括两部分，两部分的一端分别转动连接于两所述竖置板11上，两部分的另一端分别固定于所述水平仪40的相对两侧面的中上部，使所述设有激光发射器42的一面作为正面，通过调节该激光发射器42的出光口的大小来控制激光束的水平排列的长度，所述水平仪40的顶面中央设有用以校核所述水平仪40平整度的第一调平液泡41。

进一步地，所述竖置板11上设有供所述第一转轴21插设的第一安装孔，所述第一转轴21穿出所述第一安装孔的一端套设有一较大的第一齿轮22，所述竖置板11上设有与所述第一齿轮22啮合的较小的第二齿轮23，所述第二齿轮23通过第一定轴固定于所述支架10上。通过齿轮传动方式以及第一齿轮22的粗调和第二齿轮23的细调，使水平仪40的实际摆动角度的调整更加精确，且使水平仪40能够保持于任意摆动状态，进而使所发出激光束的倾面角度与设计坡度保持一致，提高了放坡开挖的质量。为了进一步提高摆动角度的精确性，当然为了方便观察摆动角度，优选于第一齿轮22和第二齿轮23的外周面上设置角度刻度。

为了使水平仪40更好的保持于任意摆动状态，可以于所述支架10上设置锁定装置，该锁定装置可以为一个套设于所述第一转轴21上且固定于所述支架上的松紧可调的抱箍，使抱箍放松状态时的直径大于第一转轴21的直径，当需要锁定时，收缩所述抱箍使其箍紧第一转轴21，进而达到阻止第一转轴21转动的目的；该锁定装置也可以采用插销或顶杆的形式来直接对水平仪40加以拦挡或抵顶，进而达到锁定水平仪的转动的目的；当然也可以采用智能化的结构，将第一转轴21设置成电动转轴，利用电机控制第一转轴21是否转动，并可以控制实际转动的角度和反馈转动角度的信息等。

进一步地，所述支架10的底部连接有一高度可调的基座30，所述基座30包括底座31和固定于所述底座31上的液压顶升装置32，所述底座31与所述液压顶升装置32之间设有调平装置33，所述调平装置33包括连接于所述底座31的上板和连接于所述液压顶升装置32的下板，所述上板和所述下板之间通过脚螺旋331连接，所述下板的中央上设有第二调平液泡332。

具体地，液压顶升装置32上设置启动、暂停和下降按钮，通过外部控制器控制上述按钮工作，以实现控制液压顶升装置32的启动、暂停和下降，另外，由于液压顶升装置32仅用于水平仪40竖直高度的微调，所以建议液压顶升装置32的调节范围为0～300mm，对于竖直高度的粗调，本实施例选择于底座31上设置若干安装孔，用以安装传统的三角支架，通过调节三角支架的高度来实现对水平仪40竖直高度的粗调，而且使用三角支架便于收放和移动；所述上板和所述下板为相对设置的三角钢板，所述脚螺旋331的数量为三个，分别对应连接于上板和下板的三个角处，通过旋转不同的脚螺旋331并配合第二调平液泡332来调整调平装置33的水平度，通过调平装置,33实现对控制仪整体水平度的调整。

通过上述高度可调的基座30，实现对水平仪40的高度的精确调整，以使所水平仪40所发射的激光束能够准确投射至指定位置。

进一步地，配合图2所示，所述支架10包括连接于二所述竖置板11底部的底板12，所述基座30的顶部固定有第二定轴51，所述底板12可转动地连接于所述第二定轴51。通过上述结构可轻松实现对水平仪40的水平角度的调整，无需旋转整个控制仪，使得定位水平仪40的发射方向时更加轻松省力。

进一步地，配合图3所示，所述底板12通过齿轮组件50转动地连接于所述第二定轴51，所述齿轮组件50包括第三齿轮52和第四齿轮53，所述第三齿轮52固定于所述底板12的底部且开设有供所述第二定轴51插设的第二安装孔，所述第四齿轮53通过第三定轴55可转动地设置于所述基座30的顶部，所述第四齿轮53啮合于所述第三齿轮52。

具体地，所述第三齿轮52为上大下小的凸台，所述第四齿轮53为上小下大的凸台，所述第三齿轮52的下部与所述第四齿轮53的上部相互啮合。通过齿轮传动，使水平仪40的水平角度的调整更加精确，且使水平仪40能够保持于任意转动状态，省时省力且角度精确，使水平仪40所发射的激光束可以准确面向待测位置。

进一步地，所述齿轮组件50还包括放置于所述基座30顶部的第五齿轮54和放置于所述第五齿轮54上的固定板56，所述第五齿轮54开设有供所述第二定轴51插设的第三安装孔，所述第二定轴51和所述第三定轴55固定于所述固定板56。

具体地，所述第五齿轮54为上小下大的凸台，所述第五齿轮54的上部与所述第四齿轮53的下部啮合，所述第五齿轮54的上部直径小于所述第三齿轮52的下部直径，也就是说，第三齿轮52绕第二定轴51旋转一圈对应所述第五齿轮54绕第二定轴51旋转多圈。通过上述结构，第三齿轮52可以作为水平角度的粗调螺旋，第五齿轮54可以作为水平角度的细调螺旋，为了使水平角度的调整更加精确，优选于第三齿轮52的上部外周面和第五齿轮54的下部外周面上设置角度刻度；另外，为了保证齿轮组件的稳固性以及各齿轮之间传动的流畅性，本实施例选用的固定板56为一个圆盘，圆盘放置于第五齿轮54的顶面，且于对应第五齿轮54上部的位置开设有避让缺口561，所述第五齿轮54上部从固定板56的底部经缺口561向上穿出，第二定轴51经第三安装孔穿出的位置通过一半覆于第五齿轮54外缘的半圆柱形固定框562与固定板56固定连接；第三定轴55固定于固定板56上与固定框562相对的一侧。当转动第三齿轮52时，底板12随第三齿轮52同步转动，基座30保持不动，实现水平仪40水平角度的粗调过程；当转动第五齿轮54时，第五齿轮54带动第四齿轮52转动，第四齿轮52带动第三齿轮52转动，整个过程基座30保持不动，实现水平仪40水平角度的微调过程。通过上述齿轮组件50，可实现对水平仪40的粗调和细调，使水平角度调整更加精确，使激光束可以准确面向待测位置。

为了使水平仪40可以更好的保持于任意旋转状态，也可以增设锁定装置，使其在需要锁定时，可以锁定齿轮组件50，所述锁定装置的设置为本领域的常规设置，此处将不再赘述。

进一步地，还包括用以显示所述水平仪40的高度和角度的显示仪60、与所述显示仪60连接的报警装置。

具体地，所述高度信息可以由液压顶升装置32获取，所述竖直角度(及激光束的倾面角度)信息可以由第一转轴21获取，所述水平角度信息可以由齿轮组件50获取，所述显示仪60和所述报警装置均设置于所述底板12上，且位于所述水平仪40的下方一定距离，可以将相应锁定装置与显示仪60连接，设置显示仪60的程序，使显示仪60在两个锁定装置均为锁定状态时，自动开启记录功能，记录当前水平仪40的坐标参数(包括高度、竖直角度、水平角度)，另外，在显示仪60的程序中设定一个坐标参数的变化范围，当水平仪40的实际坐标参数发生变化并超过该变化范围时，显示仪60则向报警装置发出超限信号，报警装置接收到该超限信号后发出报警，以警示现场施工人员停止挖掘，同时报警装置反馈异常报警信号至接收端(该接收端可以是挖掘机的控制***，也可以是外部的控制器)。

进一步地，优选所述水平仪40为绿光水平仪，因为绿光水平仪可以发出在白天也能看到的绿色激光，使得该控制仪也可以被用于白天作业。

使用该坡度控制仪进行坡度控制的主要操作步骤如下：

1、确定坡度控制仪的设置位置：

根据激光束发出点(即激光发射器42的出光口中心)距地面的高度以及由放坡开挖的设计坡度来计算激光束发出点与基坑边线的距离，按照该距离架设三脚架并安装坡度控制仪。具体地，激光束发出点距地面的高度为：三脚架的初始高度加上激光发射器42的出光口中心到底座31底面的距离(此时要考虑液压顶升装置32的状态，建议将液压顶升装置32降至最低或升至最高)之和。

2、定位激光束，分三部分进行定位：

(1)调整坡度控制仪的水平度。通过调节脚螺旋331将调平装置33调平，使第二调平液泡332居中；

(2)调整水平仪40的水平度和竖直角度。通过第一齿轮22和第二齿轮23来调节水平仪40的初始水平度，使第一调平液泡41居中；开启显示仪60并置零，调节第一齿轮22，使显示仪60所显示的倾面角度读数接近设计坡度值，然后调节第二齿轮23，使该倾面角度读数等于设计坡度值，开启锁定装置，使水平仪40固定；此时水平仪40发射具有一定倾面角度的激光束，并在地面上呈现出一条水平排列的光线，调整出光口的大小，以控制该光线的长度；

(3)调整水平仪40的高度和水平角度。先通过调节三脚架的高度来粗调水平仪40高度，然后通过旋转第三齿轮52，使水平仪40发射出来的激光光线与基坑边线基本平行，再通过调节液压顶升装置32来微调水平仪40的高度，使激光光线与基坑边线基本重合，配合调节第五齿轮54，使激光光线与基坑边线重合(过程中可能要多次调解液压顶升装置32和第五齿轮54)。

3、采用挖掘机开挖边坡：按照激光光线的位置分层向下小角度倾斜开挖，当开挖坡度等于或略大于设计坡度时，激光光线则会前进，然后以前进的激光光线的位置继续分层向下小角度倾斜开挖，如此反复直至完成设计要求的分部开挖深度。在开挖过程中，若因土体扰动造成控制仪产生沉降或水平位移时，显示仪60的示数会发生变化，当变化值超限时，会激发报警装置报警，挖掘机接收到报警信号后停止开挖，信号接收端接收到异常信号后应立即前来重新调整坡度控制仪。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其做出种种变化。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种放坡开挖的坡度控制仪，其特征在于，包括支架及可转动地安装于所述支架的水平仪，所述水平仪设有激光发射器，所述支架包括相对设置的二竖置板，所述水平仪的相对两侧一一对应地通过第一转轴转动连接于二所述竖置板，所述第一转轴水平设置。

2.根据权利要求1所述的放坡开挖的坡度控制仪，其特征在于，所述竖置板上设有供所述第一转轴插设的第一安装孔，所述第一转轴穿出所述第一安装孔的一端套设有一第一齿轮，所述竖置板上设有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮通过第一定轴转动连接于所述竖置板的外侧。

3.根据权利要求1所述的放坡开挖的坡度控制仪，其特征在于，所述支架的底部连接有一高度可调的基座。

4.根据权利要求3所述的放坡开挖的坡度控制仪，其特征在于，所述基座包括底座和固定于所述底座上的液压顶升装置。

5.根据权利要求4所述的放坡开挖的坡度控制仪，其特征在于，所述底座与所述液压顶升装置之间设有一调平装置，所述调平装置包括连接于所述底座的上板和连接于所述液压顶升装置的下板，所述上板和所述下板之间通过脚螺旋连接，所述下板上设有调平液泡。

6.根据权利要求4所述的放坡开挖的坡度控制仪，其特征在于，所述支架包括连接于二所述竖置板底部的底板，所述基座的顶部固定有第二定轴，所述底板可转动地连接于所述第二定轴。

7.根据权利要求6所述的放坡开挖的坡度控制仪，其特征在于，所述底板通过齿轮组件转动地连接于所述第二定轴，所述齿轮组件包括第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮固定于所述底板的底部且开设有供所述第二定轴插设的第二安装孔，所述第四齿轮通过第三定轴可转动地设置于所述基座的顶部，所述第四齿轮啮合于所述第三齿轮。

8.根据权利要求7所述的放坡开挖的坡度控制仪，其特征在于，所述齿轮组件还包括放置于所述基座顶部的第五齿轮和放置于所述第五齿轮上的固定板，所述第五齿轮开设有供所述第二定轴插设的第三安装孔，所述第二定轴和所述第三定轴固定于所述固定板。

9.根据权利要求7所述的放坡开挖的坡度控制仪，其特征在于，还包括用以显示所述水平仪的高度和角度的显示仪、与所述显示仪连接的报警装置。

10.根据权利要求1～9任一项所述的放坡开挖的坡度控制仪，其特征在于，所述水平仪为绿光水平仪。

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