[发明专利]微小倾角测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量仪器，尤其是可测量立轴中心线相对于铅垂线、近似水平面相对于水平面的倾斜角度及其倾斜方向及近似铅垂面相对于铅垂线的倾斜角度的微小倾角测量仪。

背景技术

在机械安装过程中，需要精确测量立式旋转轴的中心线相对于铅垂线的倾斜角度及其倾斜方向、某些部件的上表面相对于水平面的倾斜角度及其倾斜方向或侧表面相对于铅垂线的倾斜角度，这些倾斜角度一般都在千分之一弧度以内，显然，只须分别测量两平面与铅垂线的夹角，便可求出该两平面交线相对于铅垂线的倾斜角度及其倾斜方向，分别测量平面内两条相交直线与水平面的夹角，便可求出该平面相对于水平面的倾斜角度及其倾斜方向。以下称平面与铅垂线所成夹角为该平面的铅垂倾角、直线与水平面所成夹角为该直线的水平倾角。目前没有结构简单使用方便的常规测量仪器既适合精确测量铅垂倾角，又适合精确测量水平倾角。

目前，对大型立式旋转轴中心线相对于铅垂线的倾斜角度及其倾斜方向的测量，一般通过盘车法测量轴上不同高度位置在各个方向的摆度而求得，需要借助机械或电动盘车工具使轴转动，不能保证轴在各个方向受力均匀也不能保证每次都使轴停在指定位置，因而测量误差大、成本高、效率低，本发明人在公开号为CN1455237A申请号为02116985.3的专利说明书《测量大型立轴摆度的方法及其设备》中提出了一种不用盘车便可测量立轴中心线相对于铅垂线的倾斜角度及其倾斜方向的方法及其设备，但需要对百分表进行改进，需要测量若干个预设点的高程，最后需要对测量结果进行比较复杂的计算。

《实用五金手册》第六版23.17页所介绍的框式水平仪是目前测量平面水平的具有较高精度的仪器，是通过在水平仪的某侧底面加薄片塞尺使气泡基本上位于中间位置，根据所垫塞尺厚度及气泡偏移量来测量水平。从微观角度看，水平仪底面只是与所垫塞尺内侧边缘线接触，考虑水平仪被垫起的角度时通常是假定水平仪底面的端部位置被垫起塞尺厚度，会产生计算误差；塞尺未被水平仪压实、从不同方向观察气泡等原因都会产生较大的测量误差；另外，当水平仪放置在水平面上，气泡应该位于中间位置时，如气泡偏向一侧，普通使用者无法对其进行调整。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可精确测量微小的铅垂倾角和水平倾角的微小倾角测量仪，利用该微小倾角测量仪，不用转动立轴便可精确测量其两个以上过轴中心线的切面即轴切面的铅垂倾角从而计算出中心线相对于铅垂线的倾斜角度及其倾斜方向、还可精确测量物体上近似水平的上表面内两相交直线的水平倾角从而计算出被测表面相对于水平面的倾斜角度及其倾斜方向。

为解决上述技术问题，本发明的微小倾角测量仪包括壳体、重力摆、轮系、读数装置，轮系的传动比符合测量精度的要求，传动比倒数的绝对值也就是该轮系的角度放大倍数一般为数千倍左右；轮系主动轴装配在壳体或与壳体不产生相对运动的部件上，主动轴平行于壳体底面；重力摆与轮系的主动轮连为一体，由于物体重力方向始终指向地心，当微小倾角测量仪在其量程范围内绕主动轴旋转方向倾斜一个小角度时，重力摆将驱动整个轮系旋转，当主动轴中心线的法平面与壳体底面的交线为水平线时，称该轮系处于零倾角位置，处于零倾角位置的轮系的主动轴绕两个方向都可旋转；利用壳体本身结构或专用设备可使壳体底面垂直于被测立轴中心线、还可使壳体底面与被测近似铅垂面垂直且相交于与主动轴平行的水平线；在壳体表面设置一个读数装置，该读数装置至少包括连在露出壳体表面的从动轴末端的指针和表示该指针旋转角度的刻度盘，该刻度盘最好是可在整个圆周上旋转的，如果该指针在微小倾角测量仪的量程范围内可转过整个圆周，则在某中间轴末端连一指针，在壳体表面再设一固定刻度盘，用以指示该中间轴的旋转角度。

作为本发明的一种优选结构，在壳体上设置限位块使处于零倾角位置的轮系的主动轴绕两个方向可旋转的角度都不大且相等。

作为本发明的进一步改进，在微小倾角测量仪的壳体内部设置两套由轮系、重力摆、读数装置所构成的具有上述功能的装置，其中两个轮系的主动轴相互垂直且都与壳体底面平行。

这种微小倾角测量仪结构简单，对铅垂倾角和水平倾角都可进行精确测量，测量大型立轴轴切面的铅垂倾角时不用转动被测轴，与传统的盘车法相比，可大幅提高测量效率，降低测量成本，测量精度也很高；与框式水平仪相比，不用加垫便可测量出水平倾角，因此省略计算过程及避免由于加垫位置等原因所引起的误差。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步祥细说明。

图1示出了本发明第一种实施方式微小倾角测量仪的示意剖视图。