[发明专利]一种水准仪i角检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明属于水准仪测量技术领域，尤其涉及一种水准仪i角检测装置及检测方法。

背景技术

水准仪是用于测量空间两点的水准高差的一种仪器。由于测试过程中，由于水准仪的望远镜视准轴并不能保持完全的水平，总会与水平面存在一个较小的夹角，称之为水准仪的i角。当i角为零时，不会造成测量误差，但通常i角均不为零，因而会造成测量误差，i角越大，所造成的误差越大。因而在测量前，需要调整水准仪的i角，使其在误差允许范围内。i角的测量有多种方法，但是，传统测量方法存在以下问题：测量方法复杂、i角的计算过程复杂，效率低，导致前期的i角调整浪费大量时间；由于i角会受到外界环境的影响而变化，如温度、湿度和震动等的影响，因而每隔一段时间甚至每次使用水准仪之前，均需要进行i角校验，传统的i角测量方式已不适于快速校验的方式。

发明内容

基于此，针对上述问题，本发明提出一种水准仪i角检测装置及检测方法，其测试过程简单，自动化控制，测试效率高，占用时间少，适于i角的快速校验，且测量精度高。

本发明的技术方案是：一种水准仪i角检测装置，包括滑动基座、操作平台、水准标尺、水准仪和横向伸缩杆；所述滑动基座的底部设有滚轮，所述水准标尺垂直地固定于滑动基座上；所述操作平台的底部设有滚轮，所述水准仪固定于操作平台上；所述横向伸缩杆水平设置，且横向伸缩杆的一端与所述滑动基座固定连接，横向伸缩杆的另一端与所述操作平台固定连接；所述滑动基座内置第一水平传感器，所述操作平台内置第二水平传感器；所述滑动基座和操作平台上分别设有配合使用的第一激光对准器和第二激光对准器。

其中，滑动基座和操作平台底部的滚轮，便于二者的移动搬运；横向伸缩杆的设计是为了控制滑动基座的移动距离和移动方向。i角的测试方法是：控制滑动基座分别移动至距操作平台不同距离的两个点，分别读出滑动基座上水准标尺的读数，利用这两个距离数据和水准标尺的两次读数，即可换算i角。第一水平传感器和第二水平传感器可分别实时测量滑动基座和操作平台的水平度，当二者均处于水平或是水平度在误差范围内时，才进行水准标尺的读数，避免滑动基座或是操作平台的微小倾斜造成的测量误差，增加了测量精度；可利用第一激光对准器和第二激光对准器判断滑动基座和操作平台是否在竖直向上有微小位移，当滑动基座和操作平台处于同一水平面时(即第一激光对准器和第二激光对准器发出的水平激光重合，二者在竖直向上无微小位移)，才进行水准标尺的读数，进一步增加了测量精度。

作为本发明的进一步改进，所述滑动基座内设有电机、控制电机的驱动控制模块、位移传感器以及第一无线通信模块；所述电机的输出轴与所述滑动基座底部的滚轮相连；所述驱动控制模块的信号输出端与所述电机的信号输入端相连，所述驱动控制模块、位移传感器、所述第一水平传感器以及所述第一激光对准器均与第一无线通信模块通信连接。

其中，通过电机自动控制滑动基座的移动，位移传感器用于实时测量滑动基座的位移。

作为本发明的进一步改进，所述操作平台上设有触摸显示屏，操作平台内置单片机和第二无线通信模块；所述第二无线通信模块、触摸显示屏、所述第二水平传感器以及所述第二激光对准器均与单片机通信连接；所述水准仪内置第三无线通信模块，第三无线通信模块与所述第二无线通信模块通信连接。

测试时，由第二水平传感器测试操作平台的水平度，调整操作平台的位置，使操作平台处于水平；由触摸显示屏预设滑动基座的位移，单片机接收该数据后转换成相应控制信号，通过无线通信模块发送给电机的驱动控制模块，以控制电机移动，位移传感器实时测试滑动基座的位移，第一水平传感器实时测试滑动基座的水平度，并将水平度数据回传至单片机；当滑动基座移动至预设位移时，由第一水平传感器测得的水平度数据判断其是否处于水平状态，并以第一激光对准器和第二激光对准器发出的激光是否重合判断滑动基座和操作平台是否处于同一水平面；若滑动基座处于水平状态，且滑动基座和操作平台处于同一水平面，则控制滑动基座停止移动，此时，水准仪测量水准标尺上的读数，否则，单片机控制滑动基座继续移动，直到滑动基座处于水平状态，且滑动基座和操作平台处于同一水平面，再停止移动进行读数；读数时精确到0.01毫米，水准仪将读取的读数通过第三无线通信模块发送至第二无线通信模块，进而发送给单片机。

作为本发明的进一步改进，该装置还包括纵向伸缩杆，所述纵向伸缩杆垂直地固定于所述操作平台上，所述水准仪固定于所述纵向伸缩杆上。纵向伸缩杆的设计，以便于水准仪高度的调节。

本发明还公开了基于上述水准仪i角检测装置的检测方法，包括以下步骤：