專利名稱：任選測(cè)點(diǎn)的測(cè)高器讀數(shù)盤(pán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用三角原理測(cè)高的測(cè)高器上使用的讀數(shù)盤(pán)。
利用三角原理設(shè)計(jì)的測(cè)高器，如懸錘式、勃魯萊式、國(guó)產(chǎn)SC－Ⅰ型、SC－Ⅱ型、SCG－Ⅰ型測(cè)高器等，其測(cè)高讀數(shù)都是通過(guò)垂針指示讀數(shù)盤(pán)上的刻度而讀出的。這類測(cè)高器讀數(shù)盤(pán)上的刻度是采用h＝Ltgθ(h指被測(cè)物體的高度，L指測(cè)點(diǎn)到被測(cè)物體的水平距離，θ指測(cè)高時(shí)測(cè)高器的傾角)的數(shù)學(xué)公式設(shè)計(jì)出來(lái)的。即當(dāng)L一定時(shí)，h隨θ而變化，在讀數(shù)盤(pán)上垂針指向θ的位置上刻上相應(yīng)的h，就可以直接讀取被測(cè)物體的高度值。這種讀數(shù)盤(pán)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，讀數(shù)方便，但是，它要求在實(shí)施測(cè)高時(shí)，測(cè)點(diǎn)到被測(cè)物體之間的水平距離L必須為一定值，否則，將無(wú)法從讀數(shù)盤(pán)上直接讀取被測(cè)物體的高度。
為了解決這一問(wèn)題，減少L對(duì)測(cè)點(diǎn)選擇的限制，提高復(fù)雜條件下測(cè)高時(shí)測(cè)點(diǎn)選擇工作的效率，通常的做法是增加L和h對(duì)應(yīng)值的組數(shù)，如國(guó)產(chǎn)SCG－Ⅰ型測(cè)高器上現(xiàn)用的讀數(shù)盤(pán)，就同時(shí)設(shè)計(jì)了L＝10米、L＝15米、L＝20米和L＝30米四組用于測(cè)高讀數(shù)的基準(zhǔn)水平距離，但是，這種設(shè)計(jì)方法的容許L值畢竟是有限的。事實(shí)上，在較為復(fù)雜的測(cè)高環(huán)境中，如在森林中測(cè)定樹(shù)高時(shí)，受樹(shù)冠相互遮擋的影響，能看清被測(cè)木高度的位置到被測(cè)木的距離可能是13米、15.5米、16.2米等等，而不一定正好是10米、15米、20米和30米，相反，在這些必須遵照的基準(zhǔn)水平距離上并不一定能看清樹(shù)高，因此，現(xiàn)行的測(cè)高器讀數(shù)盤(pán)在象森林中測(cè)樹(shù)高這樣的工作中基本上是不適用的，或者說(shuō)是低效率的。
本實(shí)用新型的目的就是要提供一種改進(jìn)的測(cè)高器讀數(shù)盤(pán)，測(cè)高器安裝上本讀數(shù)盤(pán)后，測(cè)高時(shí)將可以在一連續(xù)的水平距離范圍內(nèi)任選測(cè)點(diǎn)位置，從而更好地適應(yīng)和滿足野外復(fù)雜環(huán)境中測(cè)高工作的需要。
本實(shí)用新型是通過(guò)改變讀數(shù)盤(pán)上讀數(shù)刻線的設(shè)計(jì)方法而實(shí)現(xiàn)的。首先，用讀數(shù)盤(pán)上以垂針旋轉(zhuǎn)點(diǎn)O為圓心的弧線，組成標(biāo)志水平距離在一定區(qū)間內(nèi)連續(xù)變化的水平距離線組，再將各水平距離線上測(cè)高讀數(shù)相等的點(diǎn)連結(jié)起來(lái)形成等高線，這樣，在任意位置上測(cè)高時(shí)，只要其水平距離不超出讀數(shù)盤(pán)上所允許的范圍，就可以在水平距離線組內(nèi)找到相應(yīng)的測(cè)高讀數(shù)線，從而根據(jù)垂針在讀數(shù)線上指示等高線的情況來(lái)讀出被測(cè)物體的高度。
該實(shí)用新型所提出的讀數(shù)盤(pán)只是刻線設(shè)計(jì)方法與現(xiàn)行讀數(shù)盤(pán)不同，材料要求不變，制作成本沒(méi)有增加，但是，測(cè)高器安裝這種讀數(shù)盤(pán)以后，測(cè)高時(shí)所容許的基準(zhǔn)水平距離不再是某一個(gè)或某幾個(gè)特定值，而是根據(jù)需要設(shè)計(jì)的某一區(qū)間，在該區(qū)間內(nèi)的任何位置上實(shí)施測(cè)高，都能直接從讀數(shù)盤(pán)上讀出被測(cè)物體的高度，從而將節(jié)省選擇測(cè)點(diǎn)的時(shí)間，提高野外測(cè)高工作的效率。
以下結(jié)合附圖對(duì)該實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是安裝了該種讀數(shù)盤(pán)的測(cè)高器測(cè)高時(shí)的示意圖。A點(diǎn)表示測(cè)點(diǎn)位置，視平線將樹(shù)高分為h和h’兩部分，需要分別測(cè)出h和h’后加在一起才是樹(shù)木的全高。
圖2是根據(jù)本實(shí)用新型繪制的一種具體結(jié)構(gòu)讀數(shù)盤(pán)的正面圖。該讀數(shù)盤(pán)所允許的水平距離選擇范圍是10～20米，測(cè)高范圍是視平線以下10米～視平線以上31米，測(cè)傾角范圍是俯角30°～仰角60°。本圖為仰視測(cè)高時(shí)的情形。
參照?qǐng)D2，首先，用鋁質(zhì)薄板，硬質(zhì)塑料板或質(zhì)量較好的紙板做成讀數(shù)盤(pán)［3］的盤(pán)基片［4］，再在盤(pán)基片［4］上劃分出測(cè)角讀數(shù)區(qū)［10］和測(cè)高讀數(shù)區(qū)［11］兩個(gè)部分。其中，以測(cè)高讀數(shù)區(qū)［11］為主體設(shè)計(jì)內(nèi)容，測(cè)角讀數(shù)區(qū)［10］則是為了增加讀數(shù)盤(pán)的測(cè)定功能而設(shè)計(jì)的。我們先來(lái)看測(cè)角讀數(shù)區(qū)的設(shè)計(jì)情況。
測(cè)角讀數(shù)區(qū)［10］是由弧線［7］、，弧線［8］、角度標(biāo)線［6］和角度標(biāo)值［5］四部分組成的。其中，弧線［7］和弧線［8］是進(jìn)行角度標(biāo)線繪制的基準(zhǔn)線，其圓心都在垂針旋轉(zhuǎn)點(diǎn)O上，半徑無(wú)特殊要求，而角度標(biāo)線和角度標(biāo)值的設(shè)計(jì)方法及原理與普通量角器相同，這里不再細(xì)述。下面，我們主要來(lái)說(shuō)明測(cè)高讀數(shù)區(qū)［11］的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法。
［17］和［18］是讀數(shù)盤(pán)上以垂針旋轉(zhuǎn)點(diǎn)O為圓心，半徑分別為R1和R2的兩條弧線，這里，我們用R1到R2之間的徑向變化區(qū)間來(lái)相應(yīng)表示測(cè)高時(shí)的水平距離區(qū)間L1到L2，因而有區(qū)間(R1，R2)中的R與區(qū)間(L1，L2)中的L有對(duì)應(yīng)關(guān)系
(R－R1)／(L－L1)＝(R2－R1)／(L2－L1)， 也就是R＝R1＋(L－L1)(R2－R1)／(L2－L1)這樣，我們便可用半徑為R的弧線來(lái)表示相應(yīng)L的水平距離。在這里，我們稱這種用來(lái)表示水平距離的弧線為水平距離線，圖2中的［16］即是水平距離線。讀數(shù)盤(pán)上所繪水平距離線的多少是根據(jù)讀數(shù)盤(pán)的尺寸大小和讀數(shù)精度要求進(jìn)行設(shè)定的，一般可按L每隔0.5米、1米或2米的階距進(jìn)行繪制。在圖2中，即是根據(jù)L每隔1米的階距繪制水平距離線的。待所有水平距離線繪好以后，再在水平距離線的兩端部同時(shí)注上水平距離值［9］，即可接著進(jìn)行等高線［12］的設(shè)計(jì)繪制工作了從h＝Ltgθ的數(shù)學(xué)原理來(lái)看，當(dāng)L一定時(shí)，即可用θ的變化標(biāo)志h的變化，而對(duì)于讀數(shù)盤(pán)上的任意一條水平距離線來(lái)說(shuō)，其L值都是一定的，故都可以在其上用垂針指向θ的位置來(lái)標(biāo)志相應(yīng)的h，我們把各水平距離線上h標(biāo)志值(也就是測(cè)高讀數(shù)值)相等的點(diǎn)稱做為等高點(diǎn)，等高線則定義為是各水平距離線上等高點(diǎn)的集合(或連線)，圖2中的等高線［12］即是根據(jù)以上定義繪出的。讀數(shù)盤(pán)上所繪等高線的條數(shù)和階距是根據(jù)讀數(shù)盤(pán)尺寸大小和測(cè)高讀數(shù)的精度要求而確定的，一般情況下，可按高度讀數(shù)每相隔0.5米或1米的階距進(jìn)行繪制，圖2中的等高線即是按每相隔1米的高度讀數(shù)階距進(jìn)行繪制的。待所有等高線繪好以后，再在等高線的兩端部標(biāo)上相應(yīng)的高度讀數(shù)值［13］即成。
在讀數(shù)盤(pán)基本刻線的繪制工作完成以后，必要時(shí)，還可以對(duì)［15］所示的區(qū)域用淺色透明顏料進(jìn)行染色，以使刻線的總體格局清晰，增強(qiáng)測(cè)高讀數(shù)效果。
下面介紹該種讀數(shù)盤(pán)的使用方法將該讀數(shù)盤(pán)［3］用螺釘或膠粘劑固定在測(cè)高器［1］的相應(yīng)位置上即可使用。其測(cè)定方法與原測(cè)高器相同。其讀數(shù)方法如下一、讀角度根據(jù)垂針［2］在測(cè)角讀數(shù)標(biāo)線［6］中的位置和角度刻值［5］直接進(jìn)行讀取，如圖2所示的狀態(tài)即可讀成為仰角28°二、讀高度這時(shí)，應(yīng)知道測(cè)點(diǎn)到被測(cè)物體之間的水平距離L，只要L在讀數(shù)盤(pán)上所允許的水平距離區(qū)間L1到L2(圖2中是10～20米)內(nèi)，就可直接從讀數(shù)盤(pán)上讀取被測(cè)物體的高度h。例如，按圖2所示的情況讀數(shù)，如果L＝12米，則讀數(shù)時(shí)首先沿垂針［2］的指向找到12米的水平距離線，可以看到其交點(diǎn)［14］正好在等高線6－6和等高線7－7之間并偏向于等高線6－6的一邊，因而可讀成高度為6.3米。用上述同樣的方法在圖2上還可讀出L＝16.1米時(shí)，h為8.5米；L＝16.6米時(shí)，h為8.7米；L＝18米時(shí)，h為9.4米等等。測(cè)讀俯角與俯視高度的方法與仰視測(cè)角、測(cè)高時(shí)同理。
權(quán)利要求1.三角原理測(cè)高器上使用的、能滿足在一定水平距離區(qū)間內(nèi)任意位置上進(jìn)行測(cè)高讀數(shù)的讀數(shù)盤(pán)，其特征是在盤(pán)基片[4]上繪有水平距離線[15]和等高線[12]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀數(shù)盤(pán)，其水平距離線［15］是在讀數(shù)盤(pán)安裝在測(cè)高器上以后，圓心落在垂針旋轉(zhuǎn)點(diǎn)上的一些同心弧線，每條弧線的半徑R與弧線所代表的水平距離L之間按R＝R1＋(L－L1)(R2－R1)／(L2－L1)的數(shù)學(xué)關(guān)系相對(duì)應(yīng)，所繪弧線的多少以讀數(shù)方便為準(zhǔn)，一般可按L每隔0.5米、1米或2米的階距進(jìn)行繪制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀數(shù)盤(pán)，其等高線［12］是各相應(yīng)水平距離線上測(cè)高讀數(shù)相等的點(diǎn)的連線，所繪等高線之間的階距和等高線的條數(shù)是根據(jù)讀數(shù)盤(pán)的尺寸大小和讀數(shù)精度需要而設(shè)定的，一般可按1米或0.5米的高度讀數(shù)階距進(jìn)行繪制。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種新的測(cè)高器讀數(shù)盤(pán)，適合于懸錘式、勃魯菜式、國(guó)產(chǎn)SC-I型、SC-II型、SCG-I型等利用三角原理測(cè)高的測(cè)高器上使用。該讀數(shù)盤(pán)的特點(diǎn)是其上刻有標(biāo)志水平距離在一定區(qū)間上連續(xù)變化的水平距離線組和標(biāo)志高度變化的等高線組，測(cè)高器安裝該種讀數(shù)盤(pán)后，測(cè)高時(shí)便可在預(yù)先設(shè)定的水平距離區(qū)間內(nèi)任選測(cè)點(diǎn)位置，從而可提高在復(fù)雜環(huán)境條件下測(cè)高的工作效率，例如用安裝了該種讀數(shù)盤(pán)的勃魯菜式測(cè)高器在森林中進(jìn)行樹(shù)高測(cè)定時(shí)，工效可以提高2-3倍以上。
文檔編號(hào)G01C5/00GK2068226SQ90210659
公開(kāi)日1990年12月26日 申請(qǐng)日期1990年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月27日
發(fā)明者李建華 申請(qǐng)人:山東省林業(yè)學(xué)校