一種便捷式多功能巖土體結(jié)構(gòu)重建輔助工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地質(zhì)學(xué)、地質(zhì)工程勘測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種便捷式多功能巖土體結(jié)構(gòu)重建輔助工具。
【背景技術(shù)】
[0002]在地質(zhì)勘察和工程地質(zhì)勘察現(xiàn)場調(diào)查過程中，為了重建地質(zhì)體的空間形態(tài)及結(jié)構(gòu)，需要拍攝大量的空間方位明確的地質(zhì)現(xiàn)象照片及視頻；隨著3D掃描及3D打印技術(shù)的發(fā)展，對地質(zhì)體的現(xiàn)場3D掃描也得到了快速的應(yīng)用，而對這些掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值重建時，需要知道相應(yīng)的空間方位及實際尺寸比例；另外，對巖土體結(jié)構(gòu)面空間產(chǎn)狀參數(shù)的測量，也是巖土勘察工作基本需求之一。但是，目前在地質(zhì)及工程地質(zhì)勘察過程中，拍攝定向照片或者視頻都需要輔以地質(zhì)羅盤來確定拍攝鏡頭空間方位，并聯(lián)合拍攝文件編號記錄在冊，輔以常見固定尺寸的比例尺物件(如硬幣、地質(zhì)錘、野外記錄薄等)來便于事后確定照片中地質(zhì)體的實際尺寸。地質(zhì)體結(jié)構(gòu)面的空間產(chǎn)狀參數(shù)也需要通過地質(zhì)羅盤加以測量。這些操作都無疑大大降低了地質(zhì)勘查的效率，不利于拍攝照片、視頻及3D掃描數(shù)據(jù)的保存和后處理。
[0003]中國專利CN104613947A公開了一種節(jié)理組結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀綜合測量儀，包括主尺、副尺和可伸縮的皮尺坡度測量機(jī)構(gòu)，主尺和副尺均包括手持柱、轉(zhuǎn)動柱、水箱羅盤、隔板、側(cè)板和角度尺，手持柱、隔板、側(cè)板依次連成一體，共處同一背面，且底部均呈薄板楔尖狀，轉(zhuǎn)動柱通過其下部的轉(zhuǎn)動軸連接在手持柱和側(cè)板，水箱羅盤設(shè)在轉(zhuǎn)動柱頂部，角度尺穿過隔板與轉(zhuǎn)動柱活動連接;使用時，主尺和副尺的手持柱、隔板、側(cè)板的薄板楔尖狀底部插入待測節(jié)理組中相鄰節(jié)理裂隙中，同時轉(zhuǎn)動主尺和副尺的轉(zhuǎn)動柱，使轉(zhuǎn)動柱達(dá)豎直狀態(tài)，根據(jù)角度尺和皮尺坡度測量機(jī)構(gòu)獲得待測節(jié)理組的結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀參數(shù)。雖然該專利功能綜合，但不能用于地質(zhì)現(xiàn)場調(diào)查拍照、錄像及3D掃描時候的空間方位指示標(biāo)志。
[0004]中國專利CN20396491IU公開了一種帶巖石空間方位及傾角測量儀的工作簿，該專利工作簿、角度刻度表、凹槽、轉(zhuǎn)軸、重力擺針、支桿和地質(zhì)羅盤;工作簿為長方體結(jié)構(gòu)；角度刻度表位于工作簿封面內(nèi)側(cè)上端，刻著標(biāo)準(zhǔn)角度;凹槽位于角度刻度表上端，其凹槽內(nèi)用于存放地質(zhì)羅盤;轉(zhuǎn)軸位于角度刻度表上邊界的中心位置，其轉(zhuǎn)軸為伸縮式;重力擺針通過轉(zhuǎn)軸固定在角度刻度表上邊界的中點(diǎn);支桿固定在轉(zhuǎn)軸上，支桿的另一端連接著地質(zhì)羅盤;地質(zhì)羅盤內(nèi)設(shè)有刻度，地質(zhì)羅盤包括外延指針、輕質(zhì)羅盤和指南針。該實用新型既能在工作簿上做記錄，可通過巖石形跡傾角測量儀測量巖石中存在的面狀及線狀形跡的空間真傾角，又能通過地質(zhì)羅盤測量巖石的方位角度?？梢娫撗b置可較好地提高地質(zhì)勘察工作的效率和準(zhǔn)確度，但是，該裝置同樣不能用于地質(zhì)現(xiàn)場調(diào)查拍照、錄像及3D掃描時候的空間方位指示

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種便捷式多功能巖土體結(jié)構(gòu)重建輔助工具，可用于地質(zhì)勘查及工程地質(zhì)勘查現(xiàn)場拍照、3D掃描時，作為空間方位指向及實際尺寸的標(biāo)志，也可用于測量巖土體結(jié)構(gòu)面空間傾角的測量，具有功能綜合、適用性廣、便于實踐操作等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]一種便捷式多功能巖土體結(jié)構(gòu)重建輔助工具包括重力錐、指向組件、量角組件、吊桿和底座，所述重力錐通過吊繩連接量角組件，所述指向組件套設(shè)于吊繩上，所述量角組件套設(shè)于吊桿的頂端，所述吊桿的底端連接底座；
[0008]測量時，底座固定在地質(zhì)體的結(jié)構(gòu)面上，調(diào)整吊桿的位置，使得吊桿垂直于結(jié)構(gòu)面，待整個工具處于平衡狀態(tài)，由量角組件上吊繩與吊桿之間的角度得到結(jié)構(gòu)面的空間真傾角，由指向組件進(jìn)行空間方位指向。
[0009]所述指向組件包括轉(zhuǎn)筒、磁針和指向板，所述指向板包括呈直角三角形的豎向指向板和呈等腰三角形的橫向指向板，所述豎向指向板的直角邊沿橫向指向板的中位線豎直設(shè)置，豎向指向板的直角與橫向指向板的頂角同側(cè)設(shè)置，所述磁針沿橫向指向板的中位線設(shè)于橫向指向板上，所述轉(zhuǎn)筒設(shè)于指向板的重心軸線上并套設(shè)在吊繩上。
[〇〇1〇]所述指向組件還包括罩設(shè)在指向板周邊上的透明罩，所述透明罩的底部固定于重力錐上。
[0011]所述磁針包括第一磁針和第二磁針，所述第一磁針和第二磁針分別鑲嵌在橫向指向板的中位線兩端，且第一磁針的磁極和第二磁針的磁極指向一致。
[0012]所述量角組件包括套筒和刻度盤，所述套筒套設(shè)于吊桿的頂端，所述刻度盤呈半圓形并刻有180度范圍的角度刻度，刻度盤的直徑邊固定在套筒上，所述吊繩連接刻度盤的圓心處。
[0013]所述吊桿的頂端處設(shè)有用于限定量角組件位置的外凸環(huán)。
[0014]所述吊桿上標(biāo)注有比例尺。
[0015]所述底座包括第一插筒、吸盤上殼、提手組件和吸盤底膜，所述第一插筒與吸盤上殼轉(zhuǎn)動連接，所述吸盤底膜設(shè)于吸盤上殼的底面上，所述提手組件穿過吸盤上殼的頂面后連接吸盤底膜，所述吊桿與第一插筒可拆卸式連接，上提提手組件使得吸盤底膜固定在結(jié)構(gòu)面上。
[0016]所述提手組件包括吸盤提桿和十字提手，所述吸盤上殼的頂面呈碗狀下凹形，所述十字提手呈十字狀，所述吸盤提桿的一端穿過吸盤上殼的頂面后連接吸盤底膜，吸盤提手的另一端與十字提手的中心處轉(zhuǎn)動連接，初始狀態(tài)下，十字提手的中心與吸盤上殼的頂面中心之間的距離小于十字提手的中心與十字提手的端部之間的距離。
[0017]所述底座包括第二插筒、第二螺軸和固定彈板夾，所述固定彈板夾包括固定件和彈性夾板，所述固定件的頂端通過第二螺軸與第二插筒轉(zhuǎn)動連接，所述彈性夾板設(shè)于固定件的底端上，彈性夾板在自身彈性作用下向外側(cè)彈開，所述吊桿與第二插筒可拆卸連接，將壓合后的彈性夾板插入結(jié)構(gòu)面的裂隙中。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019]—、操作便捷，只要將工具根據(jù)地質(zhì)體類型的特點(diǎn)選擇底座，并將之固定于地質(zhì)體上，待其處于平衡狀態(tài)后，即可拍攝空間方位明確的照片、視頻或者3D掃描。
[0020]二、指向組件通過豎向指向板、橫向指向板、磁針及轉(zhuǎn)筒構(gòu)成可供任意角度拍攝掃描的三維指向標(biāo)志，具有三維便捷分辨性，無論從那個空間角度拍攝，均可較快捷地分辨出真實空間地理方位。
[0021]三、功能綜合，便捷地將空間方位指向標(biāo)志、地質(zhì)比例尺及巖土體結(jié)構(gòu)面空間真傾角測量功能集于一體，一次測量步驟即可實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)的測量，高效便捷。
[0022]四、適用面廣，采用同一測量部件配套兩種可便捷裝卸的底座，可適用大多數(shù)地質(zhì)勘察現(xiàn)場，采用吸盤底膜的第一種底座可適用于發(fā)育有平直光滑外露結(jié)構(gòu)面的地區(qū)，采用固定彈板夾的第二種底座較適用于巖土體裂隙發(fā)育的地區(qū)。
[0023]五、指向組件設(shè)置透明罩，可有效地防止氣流擾動以及指向組件因磕碰而損壞，結(jié)構(gòu)可靠。
[0024]六、指向組件采用指向一致的第一磁針和第二磁針，兩個磁針相互配合，使得指向更加精準(zhǔn)，保持指向平衡。
[0025]七、量角組件采用半圓形的刻度盤，便于直接讀取吊繩和吊桿之間的夾角，進(jìn)而獲取結(jié)構(gòu)面的空間真傾角，可視性強(qiáng)，測量結(jié)果直觀。
[0026]八、量角組件由兩個外凸環(huán)限定位置，并可繞吊桿360度旋轉(zhuǎn)，使得吊繩在重力錐和指向組件的作用下，保持最佳的