[发明专利]一种深水区钢护筒垂直度的测量装置及垂直度测量方法

权利要求书

1.一种深水区钢护筒垂直度的测量装置，其特征在于：包括伸缩结构组件、棱镜组件、穿心浮球、挂钩、圆形吊环螺丝、尼龙钢丝绳，其中：伸缩结构组件为沉于水下的部分，挂钩、穿心浮球和棱镜组件为在水面以上的部分，水下部分和水上部分中间通过尼龙钢丝绳连接；

所述的伸缩结构组件由固定圆盘和三个相同的伸缩结构组成，三个相同的伸缩结构均由U型板、伸缩板、锁紧装置和两块固定夹板组成，在固定圆盘内开有呈120°夹角的三个让U型板的朝内端插入的方形槽口，在三个U型板的朝内端和固定圆盘上均开有可插入六角螺栓的圆孔，六角螺栓从上向下旋入圆孔后与六角螺母一起将U型板固定在固定圆盘上，在伸缩板的朝外端及固定圆盘的中间均留有固定圆形吊环螺丝的螺丝孔，圆形吊环螺丝的一头为丝杆，圆形吊环螺丝的另一头为圆形吊环，圆形吊环螺丝一头的丝杆通过旋紧的方式旋入伸缩结构组件或固定圆盘的螺丝孔中；伸缩板的朝内端放置于U型板的U型槽内，两块固定夹板通过螺丝固定在伸缩板的朝内端上面，“□”形的锁紧装置的一个侧板通过螺丝固定在U型板朝外端的一个侧板外壁上，在锁紧装置的另一个侧板和U型板朝外端的另一个侧板上均设有位置对应的螺丝孔，松紧旋钮从外向内旋入螺丝孔锁紧装置的另一个侧板上的螺丝孔和U型板朝外端的另一个侧板上的螺丝孔，松紧旋钮的顶端伸入到U型槽内顶住伸缩板的侧壁，锁紧装置能挡住固定夹板以防止伸缩板滑出U型板；伸缩结构组件的组装过程包括：首先将锁紧装置通过螺丝固定在U型板上，松开松紧旋钮，再将伸缩板插入U型板中以后，用两块固定夹板通过螺丝固定在伸缩板上，防止伸缩板滑出U型板，共组装好三个相同伸缩结构，最后将三个相同的伸缩结构插入对应的三个方形槽口中，六角螺栓插入对应的圆孔，六角螺母旋紧固定，即可完成伸缩结构组件的组装；

所述的棱镜组件由圆棱镜、棱镜连接杆和圆形吊环螺丝组成，圆棱镜安装于棱镜连接杆的上端，在棱镜连接杆的下端留有与圆形吊环螺丝匹配的螺丝孔；棱镜连接杆下端的圆形吊环螺丝的丝杆通过螺纹方式旋入螺丝孔，圆形吊环螺丝与棱镜连接杆相连；

所述的穿心浮球的中间设有贯穿球心的圆孔，圆孔的直径与棱镜连接杆的直径相同，棱镜连接杆的下端从上向下穿过穿心浮球的圆孔后，旋紧棱镜连接杆下端的圆形吊环螺丝，使穿心浮球和棱镜组件固定成整体；

所述的挂钩是挂在钢护筒顶上的，尾部带有圆形吊环，用于连接尼龙钢丝绳；

外面的尼龙钢丝绳的一端固定在挂钩尾部的圆形吊环上，外面的尼龙钢丝绳的另一段固定在伸缩结构朝外端的圆形吊环螺丝的圆形吊环，中间的尼龙钢丝绳的一头固定在固定圆盘中间的圆形吊环上，尼龙钢丝绳的另一头固定在旋紧棱镜连接杆下端的圆形吊环螺丝的圆形吊环上。

2.根据权利要求1所述的深水区钢护筒垂直度的测量装置，其特征在于：与挂钩相连的尼龙钢丝绳的长度应比钢护筒的长度短45cm-55cm，且三根尼龙钢丝绳的长度相等。

3.根据权利要求1所述的深水区钢护筒垂直度的测量装置，其特征在于：棱镜组件中圆棱镜的中心与伸缩结构组件之间的间距L1应比与挂钩相连的尼龙钢丝绳的长度短10cm。

4.根据权利要求1所述的深水区钢护筒垂直度的测量装置，其特征在于：穿心浮球为高强度ABS塑料材质。

5.一种深水区钢护筒垂直度的测量方法，其特征在于：具体步骤如下：

A、钢护筒垂直度的测量装置组装好后，使用卷尺测量钢护筒垂直度的测量装置中伸缩结构组件的半径，根据钢护筒的半径对钢护筒垂直度的测量装置中伸缩结构组件的半径进行调整，使钢护筒垂直度的测量装置中伸缩结构组件的半径比钢护筒的半径小3mm；

B、将伸缩结构组件放入钢护筒中，并在钢护筒顶做出伸缩结构组件中的三个伸缩结构的位置标记，然后缓慢下放伸缩结构组件，至挂钩能挂在钢护筒的顶面，调整挂钩的位置使挂钩与钢护筒顶做出的伸缩结构组件中的三个伸缩结构的位置标记重合，且尼龙钢丝绳处于绷紧状态；

C、向钢护筒内注水，随着水位的上升，穿心浮球会受到一个向上的浮力也跟着水位一起上升，受伸缩结构组件重力的影响，待尼龙钢丝绳绷紧后，穿心浮球不仅会受到一个向上浮力，还会受到一个向下的拉力，继续注水，待穿心浮球的一半浸没在水中时，停止注水；

D、待穿心浮球稳定后，在控制点上架设全站仪，并进行设站，调整穿心浮球上面的圆棱镜方向，使圆棱镜正对全站仪，首先使用全站仪测量钢护筒顶三个位置的三维坐标值，并利用三点圆拟合出钢护筒的上口圆心坐标(X1,Y1,Z1),然后使用全站仪测量穿心浮球上面的圆棱镜的三维坐标(X2,Y2,Z2)，测量出圆棱镜的三维坐标即为钢护筒的下口圆心坐标,最后可通过公式i_x＝(X1-X2)/[Z1-(Z2-L1)]×100％计算钢护筒X方向上的垂直度，公式i_y＝(Y1-Y2)/[Z1-(Z2-L1)]×100％计算钢护筒Y方向上的垂直度。