[发明专利]一种自动化高程传动坐标仪

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土坝高程测量领域，特别是一种自动化、高精度的高程传递测量装置。 

背景技术

在混凝土坝建设及后期监测阶段，测量坝内部不同高程面的沉降是一项重要的工作，测量精度要求高、难度大。实际应用中，混凝土坝高程监测一般在坝内廊道内进行，不同于一般建筑物的高程坐标测量。由于空间环境的限制及高差大等因素的影响，工程现场通常采用高程传递的方法监测各高程的坐标和沉降（如图1所示）。高程传递是一种利用已知点高程，采用一定方法逐层传递求出待定点高程的方法。 

目前工程现场应用较多的是钢带尺式高程传递坐标仪，一般通过人工读数，结构相对简单，现场人员通过读数部件上的瞄准线读取钢带尺上的上的读数，然后通过高程传递的方法分别计算各测点高程。钢带尺式高程传递坐标仪结构简单、成本底，在工程现场有实际应用，但此类装置也存在一些缺陷： 

（1）纯人工操作，无自动化功能，测量时需操作人员亲赴现场读取各测点数值，劳动强度大；

（2）钢带尺本身分辨率低，最小读数约为1～2mm，另，人工瞄准的读数方法误差也相对较大；

（3）钢带尺长时间处于最大拉力状态，容易造成本身应力变形，精度降低。

发明内容

本发明实施的目的在于克服钢带尺式高程传递坐标仪劳动强度大、测量精度低的缺点，提供一种自动化、高精度的高程传递坐标仪。 

本发明技术方案如下： 

一种自动化高程传动坐标仪，包括挂线部件、拉线、读数部件、升降部件、砝码部件和台架部件。其中拉线为弹性形变较小的线性装置，例如，钢丝。

拉线的顶端与挂线部件相连接，穿过读数部件后伸入到台架部件内，拉线的底端连接砝码部件；读数部件设置在台架部件上，升降部件设置台架部件内；升降部件包括托盘，砝码部件设置在托盘上方。 

升降部件还包括手轮、第一联轴器、第二联轴器、蜗轮蜗杆减速机、电动机、丝杆、底座和防转杆。 

手轮通过第一联轴器与涡轮蜗杆减速机连接，可人工操作带动蜗轮蜗杆减速机旋转； 

电动机通过第二联轴器与蜗轮蜗杆减速机连接，提供蜗轮蜗杆减速机自动旋转的动力；蜗轮蜗杆减速机不仅可以将水平方向的旋转运动转化成竖直方向的旋转运动，而且可以增大输出扭矩；

丝杆与涡轮蜗杆减速机连接，丝杆上的矩形螺纹用于传动作用；

托盘与丝杆通过螺纹连接；底座固定设置在台架部件内，防转杆竖直设置在底座上，防转杆穿过托盘。托盘设置在底座上方，涡轮蜗杆减速机的下方，托盘与丝杆通过螺纹连接，丝杆与涡轮蜗杆减速机连接，涡轮蜗杆减速机的转动，能够带动丝杆转动，丝杆转动过程中能够使托盘产生竖直方向的位移，防转杆用于限位托盘水平方向移动。

防转杆为两根竖直相互平行设置的钢管，从托盘中间穿过，起到限制托盘水平方向旋转的作用。 

读数部件包括支架、游标卡尺、连接装置、位移传感器 和传感器固定座；游标卡尺竖直设置在支架上，连接装置连接游标卡尺和位移传感器，游标卡尺和位移传感器分居在连接装置的左右两侧，位移传感器设置在传感器固定座上，支架固定设置在台架部件上；拉线穿过连接装置并与之固定为一体。拉线的上下位置变化可以通过游标卡尺和位移传感器反映出来；位移传感器连接远程的数据采集终端，实现数据的远程采集，不需要人工亲赴现场瞄准读数。 

连接装置包括拉线夹头、壳体、滚动部件；滚动部件包括基座端和伸出端，伸出端设置在基座端上，伸出端与基座端一体压铸成型，基座端设置壳体内，伸出端伸出壳体；拉线夹头设置在伸出端的顶部；拉线夹头中心位置设置有用于夹紧拉线的拉线穿线孔，滚动部件的中心位置设置有用于拉线穿过的通孔；壳体的两端分别连接位移传感器和游标卡尺。拉线穿过丝夹头和滚动部件，当拉线产生竖直位移时，能够带动壳体竖直位移，由于壳体的两端分别连接位移传感器和游标卡尺，拉线的位移数据便能够被位移传感器和游标卡尺获取。本连接装置避免拉线水平位移对沉降测值的影响，将拉线的水平位移和竖直位移分别独立开来，避免了由于拉线水平位移造成读数部件卡住的现象，规避了拉线水平位移对本套装置测量精度的影响。 

滚动部件的上下表面均设置有凹槽，凹槽内设置有若干钢珠，滚珠的直径大于凹槽的深度，钢珠降低了滚动部件与壳体间的摩擦力，使滚动部件在水平方向上的一定范围内能自由顺畅的平移。 

台架部件通过角钢焊接而成。 

电动机与外置电源装置电连接，位移传感器与外置的信号采集装置连接。