[发明专利]一种坡度高差测量仪

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种坡度坡度高差测量仪。

【背景技术】

在工程建设领域和科学研究领域，需要测量高差的情况非常多，例如：工程建设中山坡断面图的测量，仪器设备的安装，道路工程中横坡和纵坡的检测，海岸边坡调查，地形地貌测量等等，这些情况都需要用到高差测量仪。

现有高差测量设备主要包括两类：一类是利用水准面测量高差，如水准仪；另一类是利用竖直角采用三角函数测量高差，如经纬仪。这两类仪器的高差测量原理图1和图2所示。

图1为水准仪测量高差的原理，AB两点的高差计算公式为：

h_AB＝a-b

水准仪测量高差的精度可以达到1mm，是目前工程中所有高差测量仪器中精度最高的，所以它工程中广泛采用的主要高差测量工具。

图2为经纬仪测量高差的原理，AB两点的高差计算公式为：

h_AB＝i+Ssinα-v

经纬仪测量高差的精度比水准仪低，但由于经纬仪可以测量很大的坡度，且传递较远的高程，所以工程测量中也常用经纬仪测量高差。

两种仪器都是工程建设中最常用的高差测量工具，但它们也具有一些难以克服的缺点：

(1)需要的附属工具多，重量大，携带不方便。

水准仪测量高差除了仪器本身外，还需要配备一个三角架和两把3m长的木水准尺或塔尺，而经纬仪测量高差除了仪器本身外，还需要配备一个三角架和两根标杆或测钎。两种仪器的附属工具体积大、重置大，运输不方便，而且容易损坏。

(2)仪器的安装架设极其麻烦，且受场地限制。

水准仪和经纬仪的安置需要精确整平，水准仪必须安置在两个测点的正中间位置，经纬仪必须要对中，每架一站都需要大约10分钟的时间。如果场地限制无法满足架设需要，则还需要首先解决站点位置的问题。

(3)水准仪在山坡测量中效率极低。

在高差很大的山坡测量中，水准仪每隔5～10米就要安置一次仪器，这样不仅效率低下，而且大大降低精度。

(4)价格较贵。

水准仪和经纬仪属于精密光学仪器，一般价格昂贵，电子水准仪和经纬仪则更贵。

(5)不适应较短距离的高差测量。

水准仪和经纬仪适合大规模测量任务，对于短距离的坡度和高差测量并不适合。

(6)测量步骤极其繁琐。

无论是水准仪还是经纬仪，其测量步骤都极其繁琐，这也是降低了其测量效率。

(7)对气象要求高，不能夜间作业。

水准仪和经纬仪测量时对气象要求较高，吹大风、下雨、温度变化、大气折光、阳光直射等都能对测量结果产生影响。另外这两种仪器由于采用的是光学原理，所以不能在夜间进行测量作业。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种坡度高差测量仪，其不需要附属工具，重量轻，携带极其方便，同时安置不受场地限制，测量步骤简单易操作，并且测量效率高，对环境的适应性强。

本发明是这样实现上述技术问题的：

一种坡度高差测量仪，所述坡度高差测量仪包括一测量部以及一三脚支撑部，所述测量部包括一第一圆弧上弦杆和第一下弦杆，所述第一下弦杆和第一圆弧上弦杆均为中空透明管，且首尾相接相互连通；所述第一圆弧上弦杆和第一下弦杆内装满乙醚或酒精以及一直径为1～2mm的小气泡或漂浮颗粒；

所述三脚支撑部包括一测脚杆以及一顶撑杆，所述测脚杆的一端与第一下弦杆的一端相铰接，所述顶撑杆的一端铰接在测脚杆的中心，所述测脚杆的两端分别设置有一测脚；所述测脚杆与所述第一下弦杆等长，所述测脚杆的长度为顶撑杆的两倍；所述下弦杆上设置有至少两个顶撑点；

所述测脚杆上设置有一标尺，所述第一圆弧上弦杆上设置有一坡度值刻度、一正高差值刻度以及与各顶撑点相对应的副高差值刻度。

进一步地，所述坡度高差测量仪还设置有一支撑骨架以及复数支撑杆，所述支撑骨架是由第二圆弧上弦杆、第二下弦杆首尾相接形成，所述支撑骨架支撑设置在第一圆弧上弦杆和第一下弦杆所围成的测量部内，各所述支撑杆竖直支撑设置在所述支撑骨架内。

进一步地，所述顶撑点为三个，分别为第一顶撑点、第二顶撑点以及第三顶撑点；所述副高差值刻度对应的为三组，分别为第一副高差值刻度、第二副高差值刻度以及第三副高差值刻度。

进一步地，当顶撑杆顶在第一顶撑点时，所述第一下弦杆与测脚杆的夹角为15°；当顶撑杆顶在第二顶撑点时，所述第一下弦杆与测脚杆的夹角为45°；当顶撑杆顶在第三顶撑点时，所述第一下弦杆与测脚杆的夹角为75°。