本實用新型屬于大地及工程測量技術領域，尤其涉及一種不受地形環(huán)境限制，可有效提高水準測量工作效率和可靠性的尺儀一體化快速水準測量裝置。

背景技術：

傳統(tǒng)的水準測量裝置是由一個水準儀和兩個水準標尺組成。測量時先將兩個水準標尺分別置于地面上的A、B兩點，再將水準儀設置在A、B兩點的中間位置，為了保證測量精度，一般要求水準儀距兩個水準標尺的水平距離相等或大致相等。利用整平后水準儀的水平視線分別照準讀取兩個水準標尺的標高數(shù)值，所測標高數(shù)值之差即為地面A、B兩點的水準高差，若已知其中一點的高程，即可由高差推算出另一點的高程。傳統(tǒng)的水準測量裝置及相應的作業(yè)方法存在如下不足：（1）三點配置、異步觀測，測量工作效率低。因為在復雜的地形環(huán)境中實現(xiàn)水準儀和水準標尺三點之間位置的合理配置，往往耗費測量人員大量的精力和時間，同時先后分別照準標尺觀測讀數(shù)的異步觀測又增加了觀測時間，均影響了水準測量的工作效率，并且當遇到陡坡、坑洼、水塘、溝渠、溝壑、江河、山區(qū)等復雜地形環(huán)境時，往往不能將水準儀架設在兩個水準標尺的中間位置，導致水準測量無法實施。（2）單觀測系統(tǒng)，測量可靠性低。即傳統(tǒng)水準測量裝置僅采用一臺水準儀進行測量，不能對測量的高差數(shù)據(jù)進行多觀測系統(tǒng)的可靠性檢核，通常為了提高水準測量的可靠性，往往采用往返測量檢核模式，這樣做同樣耗費測量人員大量的精力和時間，影響水準測量的工作效率；（3）水準儀、腳架、水準標尺及輔助尺墊分離設置，不便于攜帶和安置使用，在連續(xù)進行水準測量時，同樣耗費測量人員大量的精力和時間，影響水準測量的工作效率。

專利申請?zhí)枮?01210466871.3的中國實用新型專利，公開了一種“對偶式觀測用尺儀合一復合水準儀”（以下簡稱復合水準儀），其結(jié)構是設有柱形尺體及水準器，在柱形尺體的同一柱面上固定有與柱形尺體軸線平行的水準標尺及可上下滑動的觀測單元，所述觀測單元有相互固定連接的對方高度信號測定器和本方高度信號測定器，對方高度信號測定器的視準軸與柱形尺體軸線垂直。水準測量時，需要將柱形尺體（水準標尺）的下端置于輔助尺墊上，同時需要使用三腿腳架固定柱形尺體（水準標尺），通過觀測水準器等將柱形尺體（水準標尺）整平后，再進行觀測……。此專利申請的進步點是：首次將水準儀安置在水準標尺上，實現(xiàn)了水準儀和水準標尺的一體化，可采用對偶觀測原理，將傳統(tǒng)水準測量裝置的三點配置改為兩點配置，并且實現(xiàn)了雙系統(tǒng)的同步觀測，克服了現(xiàn)有技術存在的不足。然而，上述專利申請仍存在如下不足：（1）腳架、水準標尺及輔助尺墊分離設置，移站后均需組合后再進行水準測量，組合操作費時費力，不僅影響水準測量的工作效率，而且還會影響到連續(xù)觀測的準確性，甚至會在組合過程中損壞水準標尺；（2）使用三腿腳架時與水準標尺構成四點落地，難以平衡、穩(wěn)定安置；當?shù)孛娓卟钶^大，升高或降低高度信號測定器（水準儀）架設高度后，測量員受身體因素限制無法通過目鏡進行瞄準和調(diào)焦；腳架安置后標尺不能相對于腳架（地面）轉(zhuǎn)動，調(diào)直和瞄準操作步驟難以協(xié)調(diào)導致無法作業(yè)。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型是為了解決現(xiàn)有技術所存在的上述技術問題，提供一種不受地形環(huán)境限制，可有效提高水準測量工作效率和可靠性的尺儀一體化快速水準測量裝置。

本實用新型的技術解決方案是：一種尺儀一體化快速水準測量裝置，由表面帶刻度分劃的水準標尺、水準器、高度測定器、觀測手簿、輔助支架及輔助尺墊構成，所述高度測定器通過第一連接件與水準標尺相接；所述觀測手簿通過第二連接件與水準標尺固定連接，高度測定器的信號輸出端與觀測手簿的數(shù)據(jù)處理模塊相接；所述輔助支架通過第三連接件與水準標尺固定連接，水準標尺可相對于輔助支架水平轉(zhuǎn)動；所述輔助尺墊通過第四連接件與水準標尺固定連接，水準標尺可相對于輔助尺墊轉(zhuǎn)動。

所述輔助支架有橫向基架，與橫向基架垂直轉(zhuǎn)動相接有兩個可伸縮的支腿，可伸縮的支腿下端均與腳輪相接，兩個腳輪之間設有連接桿。

所述第三連接件置于橫向基架內(nèi)側(cè)且與橫向基架通過豎向轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動相接，在橫向基架與第三連接件之間設有微調(diào)裝置。

所述輔助尺墊設有連接桿，連接桿下端與球體固定相接，所述連接桿的中心線穿過球體的球心；球體外面套有可與球體形成球頭節(jié)的球套，球套外側(cè)與水平擋片相接，在水平擋片下面設有支腳。

本實用新型綜合考慮測量學、機械學及人體工程學等方面的因素，首次將傳統(tǒng)分離設置的水準標尺、水準器、高度測定器（水準儀）、觀測手簿、輔助支架及輔助尺墊有機地融合為一個整體，使水準測量效率提高80% ，節(jié)省人力30%，實現(xiàn)了作用效率倍增的系統(tǒng)性效果。

附圖說明

圖1、2、3、4、5、6是本實用新型實施例1的結(jié)構示意圖。

圖7是本實用新型實施例1的使用示意圖。

圖8、9、10是本實用新型實施例2的結(jié)構示意圖。

圖11、12是本實用新型實施例3的結(jié)構示意圖。

具體實施方式

實施例1：

如圖1、2、3、4、5、6所示：有用金屬、塑料或木材等制成的、表面帶刻度分劃的2~4米高的水準標尺1，在水準標尺1中部還固定連接有水準器2，水準器2采用二個正交安置的管水準器。通過第一連接件7將高度測定器3固定在水準標尺1上，第一連接件7由標尺連接件71和托架72構成，標尺連接件71采用U型固定環(huán)及緊固螺栓等，托架72采用卡槽或托板，高度測定器3置于托架72上。高度測定器3由物鏡31、調(diào)焦透鏡32、自動水平視線補償器33、分光鏡34、十字絲分劃板35、電子讀數(shù)器36，電子目鏡37沿水平方向依次排列組成，還設有控制調(diào)焦透鏡32的調(diào)焦螺旋38及電源模塊39。來自物鏡31、調(diào)焦透鏡32、自動水平視線補償器33的光線經(jīng)分光鏡34，一路至電子讀數(shù)器36，電子讀數(shù)器36采用CCD等圖像處理器，另一路至十字絲分劃板35和電子目鏡37等圖像監(jiān)視器。通過第二連接件8將觀測手簿4固定在水準標尺1中部，第二連接件8由標尺連接件81和手簿夾具82構成，標尺連接件81采用U型固定環(huán)或線型固定條及緊固螺栓或G型夾等，標尺連接件81與手簿夾具82固定連接，觀測手簿4置于手簿夾具82內(nèi)。觀測手簿4由數(shù)據(jù)處理模塊41、通信模塊42、顯示屏43及按鍵44連接組成，數(shù)據(jù)處理模塊41與高度測定器3的電子讀數(shù)器36及電子目鏡37的信號輸出端相接，顯示屏43則可顯示來自電子目鏡37的圖像信息和來自電子讀數(shù)器36觀測讀數(shù)信息，觀測手簿4還設有電源模塊45。通過第三連接件9將水準標尺1與輔助支架5固定相接，第三連接件9采用U型固定環(huán)及緊固螺栓，輔助支架5有橫向基架51，與橫向基架51垂直轉(zhuǎn)動相接有兩個在橫向基架51上呈正交安置且可伸縮的支腿52，可根據(jù)地形隨意調(diào)節(jié)支腿52的張角和長度，可伸縮的支腿52與腳踏53相接，在橫向基架51上設有微調(diào)裝置54（調(diào)節(jié)螺絲），可控制第三連接件9的轉(zhuǎn)動角度。通過第四連接件10將輔助尺墊6通過第四連接件10與水準標尺1固定連接，第四連接件10采用U型固定環(huán)及拉緊鎖扣等，輔助尺墊6設有連接桿6-1，連接桿6-1下端與球體6-2固定相接，連接桿6-1的中心線穿過球體6-2的球心；球體6-2外面套有可與球體6-2形成球頭節(jié)的球套6-3，球套6-3外側(cè)與水平擋片6-4相接，第四連接件10底部與連接桿6-1的上端相接。水平擋片6-4采用三葉型或圓型，在水平擋片6-4的下面固定連接或轉(zhuǎn)動連接有支腳63。

本實用新型實施例1的工作過程：

如圖7所示：本實用新型實施例1（簡稱水準尺儀）在水準測量時需配對使用，即將兩個水準尺儀A、B分別安置在待測高差的兩地面點P1、P2，以水準尺儀A的工作過程為例說明，水準尺儀B的工作過程同步同理進行。

測量員首先將水準尺儀A的輔助尺墊6放置于P1地面測量點上，使水準標尺1帶刻度分劃的一面大致面向P2點的對方水準尺儀B，然后根據(jù)地形安置輔助支架5的支腿52的張角并用腳踩住輔助支架5的腳踏53，分別用手調(diào)節(jié)二個支腿52的長度使水準器2的氣泡居中（此時水準標尺1已處于垂直狀態(tài)），再通過觀察顯示屏43的物鏡圖像、控制輔助支架5的調(diào)節(jié)螺絲54使柱形尺體1上高度測定器3的物鏡31及顯示屏43顯示的十字絲分劃板35的豎絲，精確照準對方水準尺儀B的水準標尺1，再進一步控制高度測定器3的調(diào)焦螺旋38使顯示屏43中柱形尺體1的刻度分劃圖像實現(xiàn)精確調(diào)焦。此時水準尺儀A已達到調(diào)直、精確照準的觀測狀態(tài)。水準尺儀B的工作過程同步同理進行。

其次再控制水準尺儀A（或B）觀測手簿4的按鍵44即可發(fā)出同步觀測讀數(shù)指令，水準尺儀A、B各自的高度測定器3的電子讀數(shù)器36分別觀測讀數(shù)并傳入各自的數(shù)據(jù)處理模塊41和顯示屏43，并同時通過通信模塊42將雙方同步觀測數(shù)據(jù)匯總至水準尺儀A（或B）的觀測手簿4，雙方觀測數(shù)據(jù)經(jīng)雙系統(tǒng)檢核高差后再通過通信模塊42分別在各自觀測手簿4的顯示屏43顯示最終的P1、P2兩點高差的測量結(jié)果。此時可將水準尺儀A（或B）搬至下一個測點，進行下一組兩點的高差測量。

實施例2：

如圖8、9、10所示：基本結(jié)構同實施例1，不同之處是：第一連接件7的標尺連接件71采用滑道73、滑塊74，滑道73與水準標尺1固定連接，托架72與滑塊74固定連接，高度測定器3可沿水準標尺1上下移動。第二連接件8的標尺連接件81和手簿夾具82轉(zhuǎn)動連接，觀測手簿4可上下傾斜轉(zhuǎn)動，便于測量員操作。第三連接件9采用G型夾，輔助支架5的橫向基架51由內(nèi)環(huán)狀橫向基架51-1和外環(huán)狀橫向基架51-2組成，內(nèi)環(huán)狀橫向基架51-1與標尺連接件9通過豎向轉(zhuǎn)軸92轉(zhuǎn)動相接，在內(nèi)環(huán)狀橫向基架51-1上設有微調(diào)裝置54（調(diào)節(jié)螺絲），外環(huán)狀橫向基架51-2與二個可伸縮的支腿52垂直轉(zhuǎn)動相接，在內(nèi)環(huán)狀橫向基架51-1和外橫向基架51-2之間設有調(diào)直微調(diào)裝置51-3，調(diào)直微調(diào)裝置51-3由二個正交設置的橫向螺絲或橫向拉桿及伸縮彈簧組成，在支腿52底部連接有腳輪55，兩個腳輪55之間設有連接桿56，腳輪55的設置是便于測量員輕松拖帶水準尺儀進行連續(xù)性搬站測量。第四標尺連接件10采用固定板及緊固螺絲，輔助尺墊6的三個支腳63為可伸縮或可轉(zhuǎn)動的支腳，并增設有中心支腳，便于將硬質(zhì)路面測點保留為永久水準點，水準器2采用圓水準器。

工作過程同實施例1基本相同，不同之處如下：安置輔助支架5時不再使用腳踏53，而是將腳輪55固定使水準尺儀與地面穩(wěn)定接觸，然后通過分別伸縮二個正交的支腿52可快速使對應的管水準器2的氣泡大致居中，再通過調(diào)節(jié)調(diào)直微調(diào)裝置51-3使管水準器2的氣泡快速精確居中。當?shù)孛娓卟钶^大時可快速移動標尺連接件71的滑塊74及托架72，使高度測定器3處于合適的觀測高度。當需要永久保留硬質(zhì)路面地面點的高度時，可收起輔助尺墊6的三個外圍支腳63，使中心支腳獨立安置于地面點。

實施例3：

如圖11、12所示：基本結(jié)構同實施例1，不同之處是：水準標尺 1采用二節(jié)組合柱形尺體或塔尺，即由上節(jié)尺11、下節(jié)尺12通過固定連接件13組合而成，便于測量員攜帶。標尺連接件71采用線型固定條及緊固螺栓。觀測手簿4設有狀態(tài)指示燈45或語音提示器（喇叭）46及遙控器47，便于兩水準尺儀A、B之間的信息溝通和同步施測。水準器2設有氣泡位置檢測器21及報警器22，高度測定器3還設有由五棱鏡310和反光鏡311，并且調(diào)焦透鏡32、自動水平視線補償器33、分光鏡34、十字絲分劃板35、電子讀數(shù)器36，電子目鏡37沿垂直方向依次排列組成，更便于水準尺儀的攜帶和存放。

工作過程同實施例1基本相同。