[发明专利]一种模型试验地形测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种模型试验地形测量装置，光线发射器因重力向下旋转、旋转到最低点后使第一电路连接器和第二电路连接器相连。从而接通竖直旋转电机和水平旋转电机，使外壳水平旋转，光线发射器向上旋转。之后向上旋转到头使第一电路连接器和第三电路连接器相连，从而接通水平旋转电机，使外壳旋转，然后再因重力作用下旋，重复上述步骤直到完成对周围360°的照射。自动化程度高，且采用机械结构实现自动化，完成三维测量，成本低精度高并且使用方便。

技术领域

本发明涉及地形测量领域，尤其涉及一种模型试验地形测量装置及方法。

背景技术

在研究能发生床面变形的挟沙河流的河床演变问题时，进行动床河工模型试验是重要的手段之一。在这种模型试验中，我们需要测绘河流冲刷后河床的形状，用于判定实际中河流对河床的影响。因此测量试验模型的地形是非常重要的。

现有的测量地形的仪器种类繁多，包括有水准仪、全站仪和地面三维激光扫描仪等等，这些仪器的精度有高有低，价格相差也比较大，对于测量模型地形来讲，这些仪器还存在较多的问题。比如采用水准仪测量地形，当测量复杂地形时，需要测量上百个点位，使用起来费时费力，水平面测量精度难以保证；若采用全站仪测量地形，虽然全站仪具有较高的测量精度，但是价格较高，并且也需要多次人工移动测量点，使用起来非常不方便；若采用地面三维激光扫描仪，虽然精度能够达到要求，但是价格十分昂贵，并不适合大面积使用。因此，急需要一种使用方便、精度高并且成本低的模型试验地形测量装置及方法。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种模型试验地形测量装置及方法，自动化程度高，且采用机械结构实现自动化，完成三维测量，成本低精度高并且使用方便。

为实现上述目的，本发明提供一种模型试验地形测量装置，包括固定装置、旋转装置和测量装置，所述旋转装置上端及侧边分别与所述测量装置相连、另一端与所述固定装置固定连接；所述旋转装置包括外壳、竖直旋转电机、电源、用于带动所述测量装置水平旋转的水平旋转电机，所述测量装置包括光线发射器，所述光线发射器设置在所述外壳外部，所述竖直旋转电机设置在所述外壳内部，并用于控制所述光线发射器在垂直平面内旋转，所述光线发射器上设置有第一电路连接器，所述外壳上设置有第二电路连接器和第三电路连接器，所述第二电路连接器连接所述竖直旋转电机、水平旋转电机和电源，形成第一控制回路，所述第三电路连接器连接所述水平旋转电机和电源，形成第二控制回路；所述第二电路连接器与所述第一电路连接器的最低旋转位置相同，所述第三电路连接器与所述第一电路连接器的最高旋转位置相同；所述光线发射器在垂直平面内旋转进而带动所述第一电路连接器旋转，所述第一电路连接器与所述第二电路连接器连接，进而第一控制回路导通；所述光线发射器上旋直到所述第一电路连接器与所述第三电路连接器相连，进而第二控制回路导通。能够使光线发射器因重力向下旋转、旋转到最低点后迅速水平旋转同时向上旋转90度，使第一电路连接器和第三电路连接器相连，再接通水平旋转电机，从而使外壳快速旋转固定小角度，然后再因重力作用下旋，重复上述步骤直到完成对周围360°的照射。自动化程度高，且采用机械结构实现自动化，完成三维测量，成本低精度高并且使用方便。

优选的，所述固定装置上设置有水平校准旋钮和水平气泡显示盘，所述水平校准旋钮用于调节所述水平气泡显示盘中的气泡位置，进而对所述旋转装置和测量装置水平度进行调节。

优选的，所述测量装置还包括旋转环，所述外壳上设置有两个固定圆孔，所述旋转环为优弧环状结构，且所述旋转环的两端分别穿过所述两个固定圆孔并与所述竖直旋转电机连接，所述旋转环上固定有所述光线发射器。

优选的，所述测量装置上设置有参考板，所述参考板上设置有多个参考点，所述参考板上设置有参考点的一面与所述光线发射器的旋转面设置在同一平面内，所述参考板与外壳上端固定连接。

优选的，所述参考点的数量为4个，且均与所述参考板的颜色不同，分别设置在所述参考板的四边。