[实用新型]空间倾角检测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种空间倾角检测仪。

背景技术

在许多工程领域中，例如建筑、公路、桥梁、隧道施工，大型设备、管道的安装、调试，等，不仅需要测量倾角的大小，而且需要测量倾斜方向。

如图1所示，设为三维空间中的方向矢量，表示对象的空间方向。过A点作AN垂直于平面XOY，N为垂点，则∠AON和∠YON惟一确定了空间矢量的倾角，并且，∠AON称为倾角，∠YON称为倾斜方向。

现有技术中的空间倾角检测装置，如利用重力原理设计的铅垂仪可以测量倾角，但不能测量倾斜方向，难于满足实际需要。虽然现有的陀螺仪可以同时测量倾角和倾斜方向，但其生产成本高、使用维护复杂。

实用新型内容

本实用新型就是针对上述现有技术存在的问题提供一种结构简单、操作方便、生产成本低廉的空间倾角检测仪，该空间倾角检测仪通过一次读数，可以同时测量倾角和倾斜方向。

本实用新型提供的技术方案是：空间倾角检测仪，包括外壳，外壳上固定有刻度盘，刻度盘中心设有调节旋钮，调节旋钮下方悬挂有水平指针和发光元件，调节旋钮、水平指针和发光元件通过吊线联接。

上述外壳为长方体或圆柱体等。

上述刻度盘上标有一系列同心圆，圆周上标有表示倾斜方向的角度值，每一个同心圆上标有表示倾角大小的角度值。

上述调节旋钮中心、指针中心、发光元件中心在同一铅垂线上。

本实用新型采用上述结构，由调节旋钮、水平指针和发光元件构成铅垂(如果发光元件较轻，可在发光元件下附加质量块)，通过发光元件发出的光线将水平指针投影到刻度盘上，根据指针在刻度盘上的投影，可以测量本实用新型空间倾角检测仪的倾角和倾斜方向，当本实用新型固定或紧靠被测对象时，则可以测量出被测对象的倾角和倾斜方向。本实用新型结构简单、操作方便、生产成本低廉，通过一次读数(刻度盘上标记的倾角值和倾斜方向值)，可以同时测量倾角和倾斜方向。

附图说明

图1空间倾角的表示图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为最短投影长度和倾角之间的关系示意图；

图5为测量倾角10°倾斜方向240°时本实用新型指针在刻度盘上的投影示意图。

具体实施方式

参见图2、图3，本实用新型包括长方体(或圆柱体)外壳6，固定在外壳上的半透明刻度盘1，可以在刻度盘1中心旋转的调节旋钮9。吊线2上端固定在调节旋钮9的中心并可以随调节旋钮9转动，同时，吊线2可以绕O点自由摆动。吊线2下端穿过并固定在空心轴4中，指针3中心固定在空心轴4上，且指针3与空心轴4垂直。吊线2下端分为四根，四根吊线分别穿过吊环5上均匀分布的四个小孔且固定在吊环5上，并保证吊环5水平，小手电筒7穿过吊环5中心并悬挂在吊环5上。

刻度盘1、调节旋钮9、吊线2、指针3、空心轴4、吊环5和小手电筒7组成一个旋转投影铅垂，其中，指针3始终保持水平状态，旋转调节旋钮9，可以使指针3在水平面内转动。灯泡8发出的光线将指针3投影到刻度盘1上。当刻度盘1产生空间倾斜运动时，指针3在刻度盘1上的投影随之改变。指针3投影被刻度盘1中心分为两半：投影长度较短的称为短投影。旋转调节旋钮9使指针3短投影长度最短，称为最短投影。

刻度盘1上标有一系列同心圆，圆周被均匀分为若干等分，并标上角度值，称为倾斜方向11，每一个同心圆上标上角度值，称为倾角12。刻度盘1上最短投影的方向等于刻度盘1的倾斜方向。

刻度盘上最短投影的长度和刻度盘倾角之间的关系如图4所示，其中L₁为吊线的支点O到指针的距离，L₂为指针到灯泡的距离，2r为指针的长度，α为倾角。指针在刻度盘上的最短投影被刻度盘中心点O分为R和R′两部分，由于较长的投影可能超出刻度盘，所以取R进行计算(R为最短投影)。图4中，根据三角函数中的正弦定理可得：