一種方便調(diào)節(jié)的光學(xué)水準(zhǔn)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水準(zhǔn)儀，尤其是涉及一種方便調(diào)節(jié)視準(zhǔn)軸水平度的高精度光學(xué)水準(zhǔn)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]水準(zhǔn)測量裝置主要用于在建筑等工程上測量某點位置高度、或兩點位置之間的高度差。現(xiàn)有的光學(xué)水準(zhǔn)測量裝置通常是由一個水準(zhǔn)儀和兩個水準(zhǔn)標(biāo)尺組成，水準(zhǔn)儀主要包括一個連接在三腳架上的基座、通過一豎直軸可轉(zhuǎn)動連接在基座上的本體，本體內(nèi)設(shè)有由物鏡、目鏡、對光透鏡和分劃板等構(gòu)成的望遠(yuǎn)鏡，本體上還設(shè)有相應(yīng)的調(diào)水平結(jié)構(gòu)，以便在測量時將望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸調(diào)至水平狀態(tài)。調(diào)水平結(jié)構(gòu)主要包括設(shè)置在本體上用來指示豎軸是否豎直的圓水準(zhǔn)器、用來指示視準(zhǔn)軸是否水平并與視準(zhǔn)軸平行的管水準(zhǔn)器、以及用于精確調(diào)整視準(zhǔn)軸的微傾螺旋。需要測量時，先將兩個水準(zhǔn)標(biāo)尺分別豎直地放置于地面上的兩個測量點，然后再將水準(zhǔn)儀放置在兩個測量點之間的中間位置。接著通過圓水準(zhǔn)器將水準(zhǔn)儀初調(diào)至水平狀態(tài)，再觀察管水準(zhǔn)器的氣泡狀態(tài)，并通過微傾螺旋將水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸精調(diào)至水平狀態(tài)，這樣，水準(zhǔn)儀即可開始用于測量。然后用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)并讀取兩個水準(zhǔn)標(biāo)尺的標(biāo)高數(shù)值，所測標(biāo)高數(shù)值之差即為兩個測量點之間的高度差，如果已知其中一個測量點的高程，即可由高度差計算出另一測量點的高度。例如，一種在中國專利文獻(xiàn)上公開的“雙通道水準(zhǔn)儀”，公布號為CN103344215A，包括殼體，殼體通過豎軸活動連接于基座上，在殼體上固定有圓水準(zhǔn)器及安平裝置，在殼體內(nèi)橫向一端沿水平方向由外至內(nèi)依次設(shè)有第一物鏡及第一調(diào)焦透鏡，在所述殼體內(nèi)的橫向另一端沿水平方向由外至內(nèi)依次設(shè)有與第一物鏡及第一調(diào)焦透鏡同軸對稱的第二物鏡及第二調(diào)焦透鏡，在第一調(diào)焦透鏡與第二調(diào)焦透鏡的軸向中間處設(shè)有軸向雙面圖像采集裝置，與軸向雙面圖像采集裝置對應(yīng)設(shè)置有讀數(shù)裝置，第一物鏡、第一調(diào)焦透鏡、第二物鏡、第二調(diào)焦透鏡與軸向雙面圖像采集裝置的光心連線同軸。由于具有兩個望遠(yuǎn)鏡，因此無需要求水準(zhǔn)儀距兩個水準(zhǔn)標(biāo)尺的水平距離相等，可方便地應(yīng)用于復(fù)雜的地形環(huán)境。然而現(xiàn)有的光學(xué)水準(zhǔn)儀存在如下問題:其水平度的初調(diào)是通過基座下面的幾個調(diào)節(jié)螺栓來同時協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)的，并且還需觀察圓水準(zhǔn)器的氣泡是否已經(jīng)居中，由于水平度的初調(diào)是360度全方位的，因此，任意一個調(diào)節(jié)螺旋的變動都會對其余的調(diào)節(jié)螺栓產(chǎn)生連帶影響，其調(diào)節(jié)過程相當(dāng)繁瑣，并且需要測量人員具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗。此外，由于在給水平儀精調(diào)水平時，管水準(zhǔn)器中的氣泡是否居中會受測量人員的視角影響，并且氣泡本身具有一定大小的形狀，其和管水準(zhǔn)器上的刻度之間的比對也會受到測量人員經(jīng)驗的人為影響。特別是，水準(zhǔn)儀本身在制造裝配時也會存在一定的誤差，也就是說，望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸和管水準(zhǔn)器之間會存在一個平行度誤差，使得水準(zhǔn)儀在管水準(zhǔn)器顯示水平時，望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸仍然可能存在較大的水平度誤差，從而影響測量精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個目的是為了解決現(xiàn)有的光學(xué)水準(zhǔn)儀調(diào)水平結(jié)構(gòu)所存在的初調(diào)過程繁瑣的問題，提供一種方便調(diào)節(jié)的光學(xué)水準(zhǔn)儀，其不僅可快捷方便地完成水平度初調(diào)程序，同時有利于降低對測量人員的要求。
[0004]本發(fā)明的另一個目的是為了解決現(xiàn)有的光學(xué)水準(zhǔn)儀調(diào)水平結(jié)構(gòu)所存在的望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸在調(diào)水平時容易產(chǎn)生較大誤差、從而影響水準(zhǔn)儀測量精度的問題，提供一種方便調(diào)節(jié)的光學(xué)水準(zhǔn)儀，其可使水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸在工作時具有較高的水平度，同時視準(zhǔn)軸的平行度不易受測量人員人為因素以及水準(zhǔn)儀制造、裝配精度的影響。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種方便調(diào)節(jié)的光學(xué)水準(zhǔn)儀，包括基座、通過垂直于基座上表面的豎直軸轉(zhuǎn)動連接在基座上表面的水準(zhǔn)儀本體、設(shè)置在基座下部的連接底板，水準(zhǔn)儀本體內(nèi)設(shè)有望遠(yuǎn)鏡，水準(zhǔn)儀本體上還設(shè)有與視準(zhǔn)軸平行的管水準(zhǔn)器和微傾螺旋，在連接底板的中心位置設(shè)有一個球形空腔，球形空腔的上下兩側(cè)貫通連接底板的上下表面，連接底板的上表面圍繞球形空腔豎直的軸線等間距地設(shè)置兩個置入槽，所述置入槽沿球形空腔的豎直軸線向內(nèi)延伸，置入槽的內(nèi)側(cè)面與球形空腔相連通，置入槽的外側(cè)面為與球形空腔的球面相切的圓柱面，球形空腔內(nèi)設(shè)有圓盤狀的浮動塊，浮動塊的厚度小于置入槽的寬度，浮動塊的外側(cè)面為與球形空腔適配的球面，浮動塊的中心設(shè)有連接圓孔，一擺動桿穿過浮動塊的連接圓孔垂直地螺紋連接在基座的下表面上，擺動桿在位于浮動塊上部位置設(shè)有貼靠浮動塊的限位螺母，擺動桿在位于浮動塊下部位置設(shè)有貼靠浮動塊的限位環(huán)，擺動桿的下端同軸地設(shè)有一個圓形殼體，圓形殼體上側(cè)邊緣間隔地設(shè)有若干豎直的透明立柱，透明立柱上設(shè)有校準(zhǔn)刻度，透明立柱下端連通圓形殼體內(nèi)腔，各透明立柱上端通過一圓環(huán)形連接管相連通，圓形殼體內(nèi)充注有水銀，水銀的液面與透明立柱上的校準(zhǔn)刻度齊平，在連接底板上表面的邊緣處設(shè)有至少三個調(diào)節(jié)螺釘，調(diào)節(jié)螺釘?shù)纳隙说挚炕南卤砻?，在連接底板的下表面圍繞球形空腔設(shè)有三個伸縮式支撐腳。
[0006]在測量時，當(dāng)我們架設(shè)起伸縮式支撐腳時，由于浮動塊和連接底板上的球形空腔是球面配合，而圓形殼體內(nèi)充注有水銀，因此，在重力的作用下，圓形殼體起到重錘的作用，其帶動擺動桿自動地位于鉛垂線狀態(tài)，從而使水準(zhǔn)儀本體以及望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸快捷地調(diào)整到水平狀態(tài)，此時，我們調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘，使其上端抵靠基座的下表面，即可使水準(zhǔn)儀本體即基座的位置固定，從而方便地完成視準(zhǔn)軸的初調(diào)程序。由于初調(diào)程序主要是依靠重力作用自動完成的，因此可顯著地降低對測量人員的要求?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常是通過一個圓水準(zhǔn)器來監(jiān)測初調(diào)程序的水平度的，本發(fā)明則是在圓形殼體上設(shè)置若干豎直的透明立柱，這樣，當(dāng)擺動桿處于鉛垂線位置時，各透明立柱內(nèi)的水銀液面應(yīng)剛好與校準(zhǔn)刻度齊平，因此其可用于對初調(diào)程序的監(jiān)測，以確保初調(diào)程序的水平度。由于水準(zhǔn)儀本體在初調(diào)程序時的轉(zhuǎn)動中心位于球形空腔的球心處，因此，擺動桿下端的圓形殼體相對于水準(zhǔn)儀本體的轉(zhuǎn)動中心具有極大的轉(zhuǎn)動半徑，也就是說，即使有極微小的傾斜，圓形殼體上的各透明立柱內(nèi)的水銀液面就會明顯地偏離校準(zhǔn)刻度，從而和現(xiàn)有的圓水準(zhǔn)器相比具有更高的精度。特別是，在連接底板的上表面圍繞球形空腔豎直的軸線等間距地設(shè)有兩個置入槽，并且置入槽的外側(cè)面為與球形空腔的球面相切的圓柱面，因此，使用時，我們可先將浮動塊轉(zhuǎn)動90度使之與連接底板相垂直，這樣即可進(jìn)入寬度大于其厚度的置入槽，當(dāng)浮動塊到達(dá)置入槽的底部時，浮動塊外側(cè)球面與球形空腔的球面的球心重合，此時即可將浮動塊轉(zhuǎn)動90度，然后再將擺動桿穿過浮動塊的連接圓孔，并在穿出浮動塊的擺動桿上端旋上限位螺母，之后即可將擺動桿螺紋連接到基座的下表面上，從而使基座及水準(zhǔn)儀本體浮動連結(jié)在連接底板上，使之可在360