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标题 一种三位一体水准尺辅助架的设计
范文

    摘 要:针对水准测量中常见的几类问题,设计了一种三位一体水准尺辅助架,解决了水准测量中人工扶尺误差大、暗处测量不方便及确定转点耗时多等问题,提高了水准尺的性能和其对工作环境的适应性,效果显著,且拥有广阔的市场前景。

    关键词:三位一体;水准尺辅助架;设计

    随着科学技术的进步和现代化进程的加快,水准尺有了很大改进,但其精度、自动化、智能化程度尚不能完全满足现代精密测量的要求。研究如何提高水准尺的性能和其对工作环境的适应性,迫在眉睫。

    一、水准尺辅助架的设计

    本设计提供一种三位一体水准尺辅助架,所谓“三位”,即具有水平微调、无线测距及照明功能。该辅助架可提高水准尺的性能和对其工作环境的适应性,使水准测量更简单,更方便,更快捷。

    (一)设计的背景和意义

    目前水准测量多使用双面水准尺,尺长3m,两根为一副。使用该类水准尺存在诸多问题,具体如下:

    (1)人工扶尺误差较大。整个测量过程中,通过专人扶尺来确保水准尺竖立在测点上。当观测点位较多时,扶尺人员劳动强度大,难免会出现晃动,即使是微小的晃动也会引起读数偏差,降低测量精确度。(2)暗处测量不方便。目前使用的水准尺无照明装置,若在夜间、隧道内等较暗处测量时,只能采用手电照明。手电照明照度不均匀,给测量读数带来很大不便。此外,手电照明需要增加2名照明人员,增加工程投入。(3)确定转点耗时多,效率低。确定转点时,为使测量前后视距大致相等,需要经过多次反复瞄准、测距,方能确定转点位置。耗时多,工作效率低下。(4)目前免扶水准尺的使用范围受限。虽然目前市场上也有一些免扶水准尺,但由于其装置所限,使其无法竖立在靠近墙边水准原点上,导致此类水准尺使用范围受限。

    (二)结构设计

    整个结构包括台座(侧面设有滑动环槽)、伸缩架腿(带锁紧螺栓)、带矩形孔的转动圆盘、可锁定轴承、脚螺旋(3个)、圆水准器、灯带(带夹持装置,平时装入台座下方的矩形盒内,需要时拿出并挂到水准尺上即可)、稳定扣锁(3道)及无线测距装置,如下图所示。其中,台座与伸缩腿通过设置在滑动环槽内滑动件连接,实现了架腿绕台座360°旋转,解决了常规免扶水准尺无法竖立在靠近墙边水准原点上的问题。

    使用时,首先根据地形调整三条伸缩架腿,使得台座大致水平。然后扣好稳定扣锁,确保架腿稳定不滑动。第三,将水准尺穿过轉动圆盘和稳定扣锁上的矩形孔,使其底面中心竖立在水准原点上。最后,通过调节脚螺旋使圆水准器的气泡居中,锁定轴承。若在夜间、隧道内等较暗处测量时,还应挂上灯带并打开电源。在测量过程中,当需要变换水准尺的角度时,只需打开轴承锁即可实现,方便快捷。

    (三)APP客户端

    开发APP客户端,成功实现了“互联网+工业”。APP主要功能为三位一体辅助架控制器,可以通过手机遥控,实现水准尺自主旋转、灯带照亮和显示视距,同时还可自动保存测量数据并自动带入函数计算,完成内业任务。

    二、水准尺辅助架的优势

    (1)专业性强。三位一体水准尺辅助架专门为解决目前水准测量中诸多不便而设计打造的,专业性强。(2)实用性强。三位一体水准尺辅助架成功解决了水准测量中人工扶尺不直、光线较暗处测量不便及现有免扶水准尺无法竖立在靠近墙边水准原点上等诸多问题,实用性强。(3)简化测量。水准尺辅助架实现了便捷操作、夜间读数、水平微调及快速测量前后视距的功能,使水准测量更简单、更方便、更快捷。(4)未来前景可观。

    目前,无论是工程、矿山、水利、勘测,还是相关设计单位,对水准尺的需求量都非常大。而三位一体水准尺辅助架可提高水准尺的性能和对其工作环境的适应性,使水准测量变得更简单、更方便、更快捷,故其进入市场前景非常可观,预计会达到难以超越的销售高峰。

    三、市场定位

    (一)目前市场对该设备的需求状况分析

    目前,水准尺的精度、自动化、智能化程度尚不能完全满足现代精密测量的需要,人们很期待有更多发展型、改进型面世,以提高其性能和对工作环境的适应性。

    (二)市场前景分析

    三位一体水准尺辅助架作为一种改进型水准尺,成功解决了水准测量中人工扶尺不直造成的精度不足、光线较暗处测量不便及现有免扶水准尺无法竖立在靠近墙边水准原点上等诸多问题,且自动化、智能化程度高,正好满足人们对水准尺的需求。另外,通过调查分析,该辅助架的功能优于目前市场上的绝大部分改进型水准尺,而成本却较低。因此,三位一体水准尺辅助架拥有广阔市场前景。

    四、结语

    (1)三位一体水准尺辅助架可通过调节脚螺旋使转动圆盘水平,即使水准尺竖直,成功解决了传统水准测量中因人工扶尺不直而造成的误差过大的问题。(2)三位一体水准尺辅助架的灯带可实现照明功能,且照度均匀,解决了传统水准尺在光线较暗处测量不便的问题。(3)三位一体水准尺辅助架的架腿可以绕台座360°旋转,解决了现有免扶水准尺无法竖立在靠近墙边水准原点上的问题。

    注:本设计参加2018年“挑战杯——彩虹人生”全国职业学校创新创效创业大赛,获得特等奖;参加“建行杯”第四届辽宁省大学生创新创业大赛,获得金奖。

    参考文献:

    [1]李玉霞.测绘仪器发展现状调查与分析.经验交流,2012(5).303.

    [2]王平均.一种经纬仪自校检测板的设计.中国计量,2017(3).72-73.

    [3]曹毅.水准测量的误差来源及其控制方法.湖北工业大学学报,2009(4).90-91.

    作者简介:张聚贤(1986-),男,硕士,讲师,教师(专业带头人、骨干教师),主要研究测量仪器的技术革新。

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更新时间:2025/1/4 16:43:25