專利名稱：水平測(cè)定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種使用方便的高靈敏度的水平測(cè)定儀。
背景技術(shù)：
工程測(cè)量是產(chǎn)品制作中非常重要的一環(huán)，而精密測(cè)量更是如此，產(chǎn)品的質(zhì)量控制需要由各個(gè)零部件的精密配合才能實(shí)現(xiàn)，這就需要對(duì)各個(gè)零部件的重要尺寸進(jìn)行公差范圍的控制。
例如，在測(cè)量如附圖9所示的家用音響中常用的底板(金屬制品)的水平度時(shí)，通常采用的是稱作“高度儀”的測(cè)量機(jī)械。該高度儀的主要構(gòu)成如圖10所示，主要為基準(zhǔn)底座21，一般由鑄鐵做成，起穩(wěn)定作用；整體測(cè)量部分26(也就是主體)；升降滑桿29，主體26可沿著升降滑桿29而上升或者下降；測(cè)量探針22，通過探測(cè)臂24、懸臂25與主體26連接；歸零對(duì)位表盤23，幫助測(cè)量者判斷測(cè)量探針22與測(cè)量對(duì)象是否接觸；顯示屏27，顯示測(cè)量點(diǎn)的高度值；幾個(gè)按鍵28，主要包括歸零復(fù)位鍵、固定顯示數(shù)值鍵、電源鍵。
用這樣的高度儀測(cè)定底板的水平度時(shí)，主要存在以下弊端。
a)需要準(zhǔn)備、調(diào)校大理石基座臺(tái)，由于基座臺(tái)十分笨重，而且其調(diào)整過程繁雜，因此抗干擾差，準(zhǔn)備、校正時(shí)間長，設(shè)備昂貴。
b)因?yàn)樾枰诖罄硎_(tái)上測(cè)量才準(zhǔn)確，而整套測(cè)量設(shè)備不便于攜帶，所以不便于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。
c)當(dāng)部件較大，測(cè)量范圍也較大時(shí)，基準(zhǔn)底座必需移動(dòng)，即會(huì)引起基準(zhǔn)位置的變化，從而測(cè)量的精度下降。
d)每次測(cè)量前都要手動(dòng)調(diào)節(jié)歸零對(duì)位表盤的指針與零刻度對(duì)齊，原則上每測(cè)一點(diǎn)后要從測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)來調(diào)校，花費(fèi)時(shí)間。
e)只能測(cè)量相對(duì)高度而不能測(cè)量相對(duì)于水平面的角度。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種水平測(cè)定儀，其特征在于，具備主體管，該主體管是裝有液體的透明管，該主體管中還具有相對(duì)于上述液體輕質(zhì)的小球；固定支架；跨度標(biāo)示桿，該跨度標(biāo)示桿上刻有長度刻度；兩個(gè)移動(dòng)測(cè)量支架，每個(gè)移動(dòng)測(cè)量支架分別具備橫向移動(dòng)支架、升降調(diào)節(jié)齒輪、升降支架、探測(cè)腳，該兩個(gè)移動(dòng)測(cè)量支架通過所述跨度表示桿連接；移動(dòng)導(dǎo)向輪，使所述移動(dòng)測(cè)量支架平穩(wěn)地移動(dòng)；對(duì)稱定位部件，該對(duì)稱定位部件具備導(dǎo)軌、移動(dòng)滑條、傳動(dòng)齒輪，兩個(gè)移動(dòng)滑條通過傳動(dòng)齒輪發(fā)生關(guān)聯(lián)，以使移動(dòng)測(cè)量支架移動(dòng)時(shí)以等距離地移動(dòng)。
本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀操作方便，可以直接從移動(dòng)測(cè)量支架上讀出兩點(diǎn)之間的相對(duì)高度差，并且長度跨距可以任意調(diào)節(jié)，因此當(dāng)測(cè)量對(duì)象體積較大時(shí)也可以準(zhǔn)確測(cè)量。
并且，本實(shí)用新型不需要以往技術(shù)中的準(zhǔn)備、調(diào)校工作，抗干擾能力強(qiáng)，而且，從構(gòu)成來看，本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀顯然比以往的設(shè)備便宜，便于維護(hù)。
本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀還可具備角度顯示刻盤。
這樣，在測(cè)量時(shí)，本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀即可以測(cè)量相對(duì)高度也可儀測(cè)量兩點(diǎn)連線與水平面的角度。
另外，本實(shí)用新型水平測(cè)定儀的所述主體管表面還可以刻有角度刻度。此時(shí)，本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀不僅可測(cè)量相對(duì)高度，還可同時(shí)測(cè)量微角度和大角度。
進(jìn)一步，由于其平衡狀態(tài)是由地球引力自然決定的，即歸零復(fù)位是自動(dòng)的，可節(jié)約大量時(shí)間。


圖1是表示一例本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是表示沿圖1的X-X線的截面圖。
圖3是表示沿圖1的XI-XI線的截面圖。
圖4是表示圖1所示的水平測(cè)定儀測(cè)定的兩點(diǎn)處于非水平面上的時(shí)候的示意圖。
圖5是表示圖1所示的水平測(cè)定儀在測(cè)定處于非水平面上的兩點(diǎn)的時(shí)候，經(jīng)過調(diào)節(jié)移動(dòng)測(cè)量支架后小球再次處于中心位置時(shí)的示意圖。
圖6是表示另一例本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是表示圖6所示的一例本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀中的輕質(zhì)小球在處于中心位置時(shí)的示意圖。
圖8是表示圖6所示的一例本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀中的輕質(zhì)小球在處于非中心位置時(shí)的示意圖。
圖9是表示待檢測(cè)水平度的底板的示意圖。
圖10是高度儀的簡(jiǎn)要構(gòu)成示意圖。
附圖符號(hào)說明10.小球；11.固定支架；12.移動(dòng)測(cè)量支架；121.橫向移動(dòng)支架；122.升降調(diào)節(jié)齒輪；123.升降支架；124.探測(cè)腳；125.連接桿；13.對(duì)稱定位部件；131.導(dǎo)軌；132.移動(dòng)滑條；133.傳動(dòng)齒輪；14.跨度標(biāo)示桿；15.移動(dòng)導(dǎo)向輪；16.主體管；17.角度顯示刻盤。
具體實(shí)施方式
下面將參照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀。另外，以下的實(shí)施例指示本實(shí)用新型的一個(gè)合適的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型能夠預(yù)想得到的實(shí)用新型形態(tài)都應(yīng)被認(rèn)為是本實(shí)用新型要意所包含的內(nèi)容。
首先，參照?qǐng)D1、圖2、圖3說明本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)以及各主要部件的功能。
圖1是表示一例本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀主要的構(gòu)成部件有主體管16；固定支架11；跨度標(biāo)示桿14；移動(dòng)測(cè)量支架12(12a、12b)；移動(dòng)導(dǎo)向輪15；對(duì)稱定位部件13。其中，如圖3所示，移動(dòng)測(cè)量支架12是由橫向移動(dòng)支架121、升降調(diào)節(jié)齒輪122、升降支架123、探測(cè)腳124構(gòu)成；如圖2所示，對(duì)稱定位部件13是由導(dǎo)軌131、移動(dòng)滑條132、傳動(dòng)齒輪133構(gòu)成。
其中，主體管16通常是透明玻璃管，也可以是其它材質(zhì)的透明管；管里面灌有油類或者水等通常環(huán)境狀態(tài)下呈液體狀態(tài)的物質(zhì)；并且，相對(duì)于上述液體輕質(zhì)的小球10，只要該小球10的表觀密度比被封存的液體的密度小，且能夠長期穩(wěn)定地被封存在主體管16內(nèi)，而不與主體管16內(nèi)的液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就沒有任何限制，例如，可以是小木球。
主體部件16的整體被由固定支架11、移動(dòng)測(cè)量支架12和將固定支架11與移動(dòng)測(cè)量支架12連接的跨度標(biāo)示桿14構(gòu)成的支架支撐。
操作人員可通過移動(dòng)測(cè)量支架12的升降調(diào)節(jié)齒輪122、升降支架123來使移動(dòng)測(cè)量支架12及主體管16上升，也可以通過手動(dòng)移動(dòng)測(cè)量支架12的橫向移動(dòng)支架121來使移動(dòng)測(cè)量支架12沿橫向、向主體管16的長度方向的兩端移動(dòng)(以圖1為例，其移動(dòng)方向是向左或者向右的移動(dòng)，因此，以下簡(jiǎn)稱“左右移動(dòng)”)，以測(cè)量不同跨距之間的點(diǎn)。
移動(dòng)導(dǎo)向輪15是用來穩(wěn)定移動(dòng)測(cè)量支架12的左右移動(dòng)的部件，其由中間的連接桿125使移動(dòng)測(cè)量支架12整體能夠平穩(wěn)順利地移動(dòng)。由于本儀器是中心對(duì)稱的平衡儀器，所以兩個(gè)移動(dòng)測(cè)量支架12需要實(shí)現(xiàn)對(duì)稱等距移動(dòng)。這一功能由左右對(duì)成定位部件13實(shí)現(xiàn)，其由導(dǎo)軌131、移動(dòng)滑條132、傳動(dòng)齒輪133構(gòu)成。兩個(gè)移動(dòng)滑條132通過傳動(dòng)齒輪133發(fā)生關(guān)聯(lián)，當(dāng)兩個(gè)移動(dòng)測(cè)量支架12a、12b中的一個(gè)移動(dòng)測(cè)量支架12a(或12b)的位置發(fā)生移動(dòng)時(shí)，另一個(gè)移動(dòng)測(cè)量支架12b(或12a)也會(huì)以等距離移動(dòng)。
接著，參照?qǐng)D4、圖5說明使用本實(shí)用新型的一例水平測(cè)定儀進(jìn)行水平度測(cè)量的方法。具體來說，以圖1中所示的水平測(cè)定儀測(cè)定A、B兩點(diǎn)的情況為例進(jìn)行說明。
首先，調(diào)節(jié)移動(dòng)測(cè)量支架12a、12b的升降調(diào)節(jié)齒輪122，使12a、12b的升降調(diào)節(jié)齒輪122都?xì)w零，或者根據(jù)情況不同，也可使12a、12b的升降調(diào)節(jié)齒輪122處于相同刻度值。
其次，移動(dòng)測(cè)量支架12a、12b使移動(dòng)測(cè)量支架12a、12b之間的跨距達(dá)到A、B間距，也就是說，使移動(dòng)測(cè)量支架12a、12b使它們各自的探測(cè)腳124分別處于測(cè)量點(diǎn)A、B。觀察主體管16中封存的小球10的位置，若小球10處于規(guī)定的中心位置上，則說明A、B兩測(cè)量點(diǎn)處于同一條水平線上，如圖1所示。若小球10的位置偏離規(guī)定的中心位置，則說明A、B兩點(diǎn)不在同一條水平線上，例如，當(dāng)B點(diǎn)高于A點(diǎn)時(shí)，如圖4所示，小球10將會(huì)向位置較高點(diǎn)處、向B點(diǎn)移動(dòng)。這時(shí)，通過調(diào)節(jié)較低位置的移動(dòng)測(cè)量支架12的升降調(diào)節(jié)齒輪122，可使該較低位置的移動(dòng)測(cè)量支架12抬高至小球10回位到規(guī)定的中心位置，此時(shí)的移動(dòng)測(cè)量支架12的抬升高度值就是兩點(diǎn)間的相對(duì)高度差，例如，如圖5所示，若當(dāng)較低位置A處的升降調(diào)節(jié)齒輪122向上移動(dòng)h時(shí)，主體管16中的小球10再次回到中心位置，則說明h就是A、B兩點(diǎn)之間的相對(duì)高度差。
如果利用本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀測(cè)量如圖9所示的底板的水平度，只要將一個(gè)移動(dòng)測(cè)量支架12a(或12b)的探測(cè)腳124置于基準(zhǔn)點(diǎn)(例如，A點(diǎn))，另一個(gè)移動(dòng)測(cè)量支架12b(或12a)的探測(cè)腳124分別測(cè)量其余的點(diǎn)(例如，B、C、D、E、F、G、H點(diǎn))，很快就可以測(cè)量底板的水平度。
另外，如圖6所示，在移動(dòng)測(cè)量支架14上還可以再設(shè)置角度顯示刻盤17，該角度顯示刻盤17顯示用直線連接兩點(diǎn)時(shí)該直線與水平面之間的夾角(以下簡(jiǎn)稱“傾斜角度”)。
操作人員可直接從角度顯示刻盤17上讀出傾斜角度。
對(duì)于兩點(diǎn)的高度差，操作人員可單獨(dú)使用移動(dòng)測(cè)量支架12的升降調(diào)節(jié)齒輪122來得到高度差，也可兼用角度顯示刻盤17，通過用兩點(diǎn)的跨距和傾斜角度而計(jì)算得到兩點(diǎn)之間的相對(duì)高度差。顯然，當(dāng)兼用角度顯示刻盤17時(shí)，水平測(cè)定儀能夠測(cè)定的高度差的測(cè)量范圍變大。
當(dāng)用小球10標(biāo)識(shí)是否處于水平時(shí)，還可以在主體管16的上表面標(biāo)刻傾斜角。其原理將在下面詳細(xì)說明。
當(dāng)主體管16處于水平時(shí)，小球10的簡(jiǎn)要受力分析如圖7所示(小球的重力暫時(shí)忽略不計(jì))。圖7中，F(xiàn)2＝F3F1＝N＝C×V×G其中，F(xiàn)2、F3表示小球受到液體的向左側(cè)的壓力以及向右側(cè)的壓力；F1表示小球受到液體的向上的浮力；N表示小球受到管體表面的壓力；C表示液體的密度；V表示小球的體積；G表示重力加速度。
而當(dāng)主體管16處于傾斜狀態(tài)時(shí)，小球的簡(jiǎn)要受力分析如圖8所示(小球的重力暫時(shí)忽略不計(jì))。圖8中，F(xiàn)2＝F3F1”＝F1cosa＝NF1’＝F1sina
其中，F(xiàn)1”表示將F1分解成沿垂直于主體管16的表面的力和沿平行于主體管16的表面的力時(shí)的，沿垂直于主體管16的表面的力；而F1’表示將F1分解成的沿垂直于主體管16的表面的力和沿平行于主體管16的表面的力時(shí)的，沿平行于主體管16的表面的力；a表示主體管16的表面與水平面的夾角。
當(dāng)主體管16處于傾斜狀態(tài)，并且小球在主體管16內(nèi)處于受力平衡狀態(tài)而靜止不動(dòng)時(shí)，則有以下關(guān)系式F1sina＝μF1cosa因此，μ＝(F1sina)/(F1cosa)μ＝tgaa＝arctgμ其中，μ表示主體管16的表面與小球10之間的摩擦系數(shù)。
由此可知，摩擦系數(shù)μ與傾斜角度a之間有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。進(jìn)一步，可根據(jù)具體實(shí)施方式
總結(jié)出傾斜角度和摩擦系數(shù)間的關(guān)系，換句話說，測(cè)量兩點(diǎn)時(shí)小球停留在哪個(gè)摩擦系數(shù)區(qū)段，就可以得知兩點(diǎn)的傾斜角度。而透明管16與小球10之間的摩擦系數(shù)區(qū)段，可以事先通過將主體管16的與小球10接觸的表面打磨而確定。這樣，將本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀放置在待測(cè)定的兩個(gè)點(diǎn)上即可知道其傾斜角度。然后，再根據(jù)兩點(diǎn)間的跨距，很容易地就可以計(jì)算出兩點(diǎn)間的相對(duì)高度。
由于在主體管16表面的標(biāo)刻有相應(yīng)角度，無需主體管16中的小球10必須回到主體管10的中心位置，因此提高了測(cè)量速度。同時(shí)，兩點(diǎn)之間的微小的高度差都可用小球10在主體管16中的位置來反映，還提高了測(cè)量的精確度。
綜上所述，本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀操作方便，并且長度跨距可以任意調(diào)節(jié)，因此，當(dāng)測(cè)量對(duì)象體積較大時(shí)也可以準(zhǔn)確測(cè)量，同時(shí)，測(cè)量時(shí)候可以繞開部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部分。
并且，本實(shí)用新型不需要以往技術(shù)中的準(zhǔn)備、調(diào)校工作，抗干擾能力強(qiáng)，而且，從構(gòu)成來看，本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀顯然比以往的設(shè)備便宜，便于維護(hù)。同時(shí)，還易于攜帶，便于在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。
此外，本實(shí)用新型即可以測(cè)量相對(duì)高度也可以測(cè)量角度，包括微角度和大角度。無需擔(dān)心測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)變化而造成測(cè)量精度下降。由于其平衡狀態(tài)是由地球引力自然決定的，即歸零復(fù)位是自動(dòng)的，可節(jié)約大量時(shí)間。
權(quán)利要求1.一種水平測(cè)定儀，其特征在于，具備主體管，該主體管是裝有液體的透明管，該主體管中還具有相對(duì)于所述液體輕質(zhì)的小球；固定支架；跨度標(biāo)示桿，該跨度標(biāo)示桿上刻有長度刻度；兩個(gè)移動(dòng)測(cè)量支架，每個(gè)移動(dòng)測(cè)量支架分別具備橫向移動(dòng)支架、升降調(diào)節(jié)齒輪、升降支架、探測(cè)腳，該兩個(gè)移動(dòng)測(cè)量支架通過所述跨度表示桿連接；移動(dòng)導(dǎo)向輪，使所述移動(dòng)測(cè)量支架平穩(wěn)地移動(dòng)；對(duì)稱定位部件，該對(duì)稱定位部件具備導(dǎo)軌、移動(dòng)滑條、傳動(dòng)齒輪，兩個(gè)所述移動(dòng)滑條通過所述傳動(dòng)齒輪發(fā)生關(guān)聯(lián)，以使所述移動(dòng)測(cè)量支架移動(dòng)時(shí)以等距離地移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的水平測(cè)定儀，其特征在于，還具備角度顯示刻盤。
3.如權(quán)利要求1或2所述的水平測(cè)定儀，其特征在于，所述主體管表面還刻有角度刻度。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種水平測(cè)定儀，具備主體管，該主體管是裝有液體的透明管，該主體管中還具有相對(duì)于上述液體輕質(zhì)的小球；固定支架；跨度標(biāo)示桿，該跨度標(biāo)示桿上刻有長度刻度；兩個(gè)移動(dòng)測(cè)量支架，每個(gè)移動(dòng)測(cè)量支架分別具備橫向移動(dòng)支架、升降調(diào)節(jié)齒輪、升降支架、探測(cè)腳，該兩個(gè)移動(dòng)測(cè)量支架通過跨度表示桿連接；移動(dòng)導(dǎo)向輪，使移動(dòng)測(cè)量支架平穩(wěn)地移動(dòng)；對(duì)稱定位部件，該對(duì)稱定位部件具備導(dǎo)軌、移動(dòng)滑條、傳動(dòng)齒輪，兩個(gè)移動(dòng)滑條通過傳動(dòng)齒輪發(fā)生關(guān)聯(lián)，以使移動(dòng)測(cè)量支架移動(dòng)時(shí)以等距離地移動(dòng)。本實(shí)用新型的水平測(cè)定儀可測(cè)量水平度和傾斜角度。
文檔編號(hào)G01C5/00GK2893647SQ200620004230
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月1日
發(fā)明者陳駿 申請(qǐng)人:先鋒高科技(上海)有限公司