專(zhuān)利名稱(chēng)：一種精密三維測(cè)量標(biāo)志的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種三維測(cè)量標(biāo)志。
技術(shù)背景高速鐵路中的基樁網(wǎng)(cp m網(wǎng))，由沿軌道線(xiàn)路等距離布設(shè)的若干定位基準(zhǔn) 點(diǎn)即基樁測(cè)量點(diǎn)位(cp m點(diǎn)位)構(gòu)成，這些基準(zhǔn)點(diǎn)位通常由固定安裝于墻面或 樁上的三維測(cè)量標(biāo)志進(jìn)行標(biāo)定，為無(wú)碴軌道鋪設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)的基準(zhǔn)。在鋪設(shè)時(shí)， 需要測(cè)量cp m點(diǎn)位與軌道的測(cè)量點(diǎn)的相互位置關(guān)系，以保證軌道鋪設(shè)的空間位 置符合設(shè)計(jì)要求，并保證其平順。在運(yùn)營(yíng)維護(hù)時(shí)，也要定期測(cè)量cp ni點(diǎn)位與軌 道的測(cè)量點(diǎn)的相互位置關(guān)系，發(fā)現(xiàn)軌道偏移時(shí)及時(shí)調(diào)整，保證高速軌道的位置 偏差符合要求，機(jī)車(chē)運(yùn)行平順。因此要求cp ni點(diǎn)位的測(cè)量標(biāo)志能實(shí)現(xiàn)三維空間 的精確重復(fù)定位。現(xiàn)有的cpm點(diǎn)位的三維測(cè)量標(biāo)志由國(guó)外全套進(jìn)口，它由安裝在墻、桿上的安 裝筒，與安裝筒連接的水平螺桿，從側(cè)面與水平螺桿相連的棱鏡固定座，棱鏡 固定座上的棱鏡構(gòu)成。固定座可以沿螺桿前后旋轉(zhuǎn)，并且固定座也可以左右旋 轉(zhuǎn)。每次平面位置測(cè)量時(shí)將棱境及其固定座通過(guò)水平螺桿固定安裝于墻上后， 必須通過(guò)固定座的前后、左右旋轉(zhuǎn)并結(jié)合固定座上氣泡的觀(guān)察，以使固定座的 水平面水平，從而盡可能地使每次安裝的測(cè)量點(diǎn)(反射點(diǎn))均在同一點(diǎn)位上。 高程測(cè)量時(shí)，將水準(zhǔn)尺立于水平螺桿上，用水準(zhǔn)儀測(cè)量出水平螺桿上表面的高 度，加上水平螺桿相距棱鏡反射點(diǎn)的距離，得出反射點(diǎn)(測(cè)量點(diǎn))的高度。其 存在的缺點(diǎn)是 一、每次平面位置測(cè)量時(shí)，由人工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)棱鏡的位置，不同 的操作人員并不能?chē)?yán)格的實(shí)現(xiàn)空間點(diǎn)位的重復(fù)安裝，不可能保證水平面都調(diào)整 得完全水平，從而各次安裝的測(cè)量點(diǎn)均會(huì)產(chǎn)生偏移和誤差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)cp ni點(diǎn)位 的測(cè)量標(biāo)志在三維空間的精確重復(fù)定位要求，直接影響高速鐵路建設(shè)中后續(xù)工 序施工及運(yùn)營(yíng)維護(hù)。二、固定座的前后、左右旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也很難保 證前后、左右旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸與棱鏡的安裝桿保持嚴(yán)格的相互垂直，且交匯 于一點(diǎn)，其加工精度要求極高，整套標(biāo)志的造價(jià)昂貴、成本高。三、由于平面 位置測(cè)量時(shí)，棱鏡及其安裝座豎直安裝于棱鏡的水平螺桿上，水平螺桿較短，僅伸出墻面2 3cm;而在高程測(cè)量時(shí)，需將通常寬度為20 30cm的水準(zhǔn)尺，立于僅伸出墻面2 3cm的水平螺桿上，操作極不方便。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種精密三維測(cè)量標(biāo)志，該測(cè)量標(biāo)志安裝要求 低，使用操作簡(jiǎn)單，測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的各次定位能精確重復(fù)；且其加工制作簡(jiǎn)單， 成本低廉。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是一種精密三維測(cè)量標(biāo)志，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由安裝筒、棱鏡桿、水準(zhǔn)測(cè)量桿 組成，其中安裝筒的一端設(shè)置有內(nèi)螺紋連接孔。棱境桿的一側(cè)為與安裝筒的內(nèi)螺紋連接孔相匹配的螺紋桿，另一側(cè)為與棱 境安裝孔適配的圓柱形的棱境連接桿,螺紋桿與圓柱桿之間設(shè)有凸臺(tái)，棱境連接 桿的長(zhǎng)度大于棱境安裝孔的深度。水準(zhǔn)尺桿的一側(cè)為與安裝筒的內(nèi)螺紋連接孔相匹配的螺紋桿，另一側(cè)為圓 柱形的基準(zhǔn)桿，螺紋桿與基準(zhǔn)桿之間設(shè)有凸臺(tái)。水準(zhǔn)尺桿的凸臺(tái)厚度與基準(zhǔn)桿的長(zhǎng)度之和等于棱境桿的凸臺(tái)厚度、棱境連 接桿的長(zhǎng)度、棱境的安裝孔底部到棱境反射點(diǎn)的距離三者之和。本實(shí)用新型的測(cè)量標(biāo)志的使用方法是將安裝筒固定安裝到高速鐵路防撞墻、隧道壁、接觸網(wǎng)桿或?qū)Ｓ玫腃P ni網(wǎng) 桿上。需要測(cè)量cp iii點(diǎn)平面位置(x, y坐標(biāo))時(shí)，將棱鏡桿的螺纟丈桿連入安裝 筒內(nèi)，使其凸臺(tái)與安裝筒靠緊；再將棱鏡桿的棱鏡連接桿插入測(cè)量用棱鏡的安裝孔，使棱鏡桿的端部與安裝孔的底部接觸，然后通過(guò)棱鏡安裝孔上的卡緊栓 實(shí)現(xiàn)二者的固定，即完成測(cè)量標(biāo)志的安裝。此時(shí)棱鏡的反射點(diǎn)即是標(biāo)定的基準(zhǔn) 點(diǎn)位，采用測(cè)量用全站儀即可對(duì)該反射點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定。每次測(cè)量cp m點(diǎn)高程位置(即cp m點(diǎn)的z坐標(biāo))時(shí)，則將水準(zhǔn)尺桿的螺紋 桿連入安裝筒并^(吏其凸臺(tái)與安裝筒靠緊，即完成測(cè)量標(biāo)志的安裝。然后將水準(zhǔn) 尺立在水準(zhǔn)尺桿的基準(zhǔn)桿端部。由于水準(zhǔn)尺桿的凸臺(tái)厚度與基準(zhǔn)桿的長(zhǎng)度之和 等于棱境桿的凸臺(tái)厚度、棱境連接桿的長(zhǎng)度、棱境的安裝孔底部到棱境反射點(diǎn) 的距離三者之和，因此，此時(shí)與測(cè)量平面位置時(shí)棱鏡的反射點(diǎn)位置為同一空間 位置，二者的高程相同。用水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x對(duì)水準(zhǔn)尺進(jìn)行測(cè)量，可測(cè)出水準(zhǔn)尺端立尺處的高程，當(dāng)水準(zhǔn)尺桿水平時(shí)，再減去水準(zhǔn)桿的半徑，即可準(zhǔn)確得出cp m點(diǎn)的 高程。每次測(cè)量時(shí)同時(shí)測(cè)出軌道參考點(diǎn)的位置，得出軌道參考點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)位間的相 對(duì)坐標(biāo)，以保證軌道的空間位置符合設(shè)計(jì)要求，發(fā)現(xiàn)軌道偏移時(shí)及時(shí)調(diào)整，保證 高速軌道的位置偏差符合要求，機(jī)車(chē)運(yùn)行平順。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是每次平面位置測(cè)量時(shí),僅需將棱鏡通過(guò)棱鏡連接桿安裝固定在墻、桿上的安 裝筒即可。由于每次安裝時(shí)，安裝筒的位置和角度是固定的，棱鏡桿的凸臺(tái)至 棱鏡連接桿端部的長(zhǎng)度及棱鏡安裝孔的深度也是確定的，因此每次安裝使用時(shí) 棱鏡反射點(diǎn)的空間位置都不會(huì)變化，而是被固定在同一位置。該位置為安裝筒 的中軸線(xiàn)從筒口往外延伸一固定距離處，該固定距離等于棱境桿的凸臺(tái)厚度、 棱境連接桿的長(zhǎng)度、棱境安裝孔底部到棱境反射點(diǎn)的距離。從而平面位置測(cè)量 時(shí)，無(wú)需人工調(diào)節(jié)水平，操作簡(jiǎn)單，同時(shí)也避免了人工調(diào)節(jié)帶來(lái)的測(cè)量點(diǎn)位置 偏移的誤差，能保證各次測(cè)試點(diǎn)能被重復(fù)精確定位，平面位置測(cè)試準(zhǔn)確。每次進(jìn)行高程測(cè)試時(shí)，只需將水準(zhǔn)尺桿連入安裝筒并使其凸臺(tái)與安裝筒靠 緊即可。同樣，水準(zhǔn)尺桿的基準(zhǔn)桿端部中心也被重復(fù)精確定位固定在同一位置， 該位置為安裝筒的中軸線(xiàn)從筒口往外延伸一 固定距離處，該固定距離等于水準(zhǔn) 尺桿的凸臺(tái)厚度與基準(zhǔn)桿的長(zhǎng)度之和。而該長(zhǎng)度之和又等于棱境桿的凸臺(tái)厚度、 棱境連接桿的長(zhǎng)度、棱境安裝孔底部到棱境反射點(diǎn)的距離三者之和，從而保證 高程測(cè)試時(shí)水準(zhǔn)尺桿的基準(zhǔn)桿端部的中心的位置，能被重復(fù)精確地定位一固定 位置上，且該固定位置也是水平位置測(cè)試時(shí)，棱4竟反射點(diǎn)的位置。并且，由于本實(shí)用新型在進(jìn)行安裝測(cè)量時(shí)，其棱鏡反射點(diǎn)距墻面的距離為水 準(zhǔn)尺桿的凸臺(tái)厚度與基準(zhǔn)桿長(zhǎng)度之和，為10cm左右；也即進(jìn)行高程測(cè)量時(shí)，是 將通常寬度為20 30cm的水準(zhǔn)尺，立于伸出墻面10cm的水準(zhǔn)尺桿的基準(zhǔn)桿上，操 作極其方便?？傊?，本實(shí)用新型的測(cè)量標(biāo)志，安裝要求低，使用操作簡(jiǎn)單，測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn) 的各次定位能精確重復(fù)；并且整個(gè)測(cè)量標(biāo)志僅由一個(gè)帶孔的安裝筒和二個(gè)帶螺紋及凸臺(tái)的圓柱形桿件構(gòu)成，其構(gòu)造極為簡(jiǎn)單，互換性強(qiáng)，通用性好；加工方 便，加工要求低，僅對(duì)桿件的長(zhǎng)度及桿件中軸線(xiàn)與安裝筒的中軸線(xiàn)同軸有精度 要求，造價(jià)成本極低。上述的水準(zhǔn)尺桿的基準(zhǔn)桿的端部為半球狀，水準(zhǔn)尺桿的凸臺(tái)厚度與基準(zhǔn)桿 的長(zhǎng)度之和再減去半球狀端部的半徑等于棱境桿的凸臺(tái)厚度、棱境連接桿的長(zhǎng) 度、棱境安裝孔底部到棱境反射點(diǎn)的距離三者之和。這樣，當(dāng)安裝筒安裝不水 平，向上傾斜，使水準(zhǔn)尺桿的基準(zhǔn)桿端部也向上傾斜，立于該端部上的水準(zhǔn)尺 底部將立于該半球的表面上，使其與基準(zhǔn)桿端部中心的垂直距離始終等于基準(zhǔn) 桿的半徑，也即該半球的半徑，避免了高程測(cè)量時(shí)，由于安裝筒向上傾斜可能 帶來(lái)的誤差，保證高程測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。上述的棱境桿上的凸臺(tái)以及水準(zhǔn)尺桿上的凸臺(tái)均為六角形。這種六角形凸 臺(tái)與普通螺帽的形狀相同，便于使用普通扳手進(jìn)行安裝。上述的安裝筒為三棱柱、四棱柱、六棱柱，或?yàn)閳A柱形且在圓柱形的外表 面滾花、開(kāi)槽或設(shè)凸起。這樣可使安裝筒更加穩(wěn)固可靠地埋設(shè)在墻、桿內(nèi)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖l是本實(shí)用新型實(shí)施例一的安裝筒的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的棱4免桿剖的剖^L結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是是本實(shí)用新型實(shí)施例一的水準(zhǔn)尺桿的剖^f見(jiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例二的水準(zhǔn)尺桿的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例一的在高程測(cè)量時(shí)的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例一的在水平位置測(cè)量時(shí)的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一圖1,2, 3,5,6示出，本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
為 一種精密三維測(cè)量標(biāo)志，由安裝筒l、棱鏡桿2、水準(zhǔn)測(cè)量桿3組成，其中 安裝筒1的一端設(shè)置有內(nèi)螺紋連接孔la。棱境桿2的一側(cè)為與安裝筒的內(nèi)螺紋連接孔la相匹配的螺鄉(xiāng)丈桿2a，另一側(cè) 為與棱境安裝孔適配的圓柱形的棱境連接桿2b，螺紋桿與圓柱桿之間設(shè)有凸臺(tái) 2c,棱境連接桿2b的長(zhǎng)度大于棱境4的安裝孔的深度。水準(zhǔn)尺桿3的一側(cè)為與安裝筒1的內(nèi)螺紋連接孔la相匹配的螺紋桿3a，另 一側(cè)為圓柱形的基準(zhǔn)桿3b，螺紋桿3a與基準(zhǔn)桿3b之間設(shè)有凸臺(tái)3c。水準(zhǔn)尺桿3的凸臺(tái)3c厚度L！與基準(zhǔn)桿3b的長(zhǎng)度U之和等于棱境桿2的凸臺(tái)2c厚度L3、棱境連接桿2b的長(zhǎng)度L4、棱境4的安裝孔底部到棱境反射點(diǎn)的 距離U三者之和，即1^ + 1^ = 1^ + 1^4+1^。棱境桿2上的凸臺(tái)2c以及水準(zhǔn)尺桿3上的凸臺(tái)3c均為六角形。 安裝筒1為圓柱形且在圓柱形的外表面滾花、開(kāi)槽或設(shè)凸起。 圖5示出，將安裝筒1固定安裝到高速鐵路專(zhuān)用CP ffl網(wǎng)桿、防撞墻、隧道壁 或接觸網(wǎng)桿上。需要測(cè)量CP ffl點(diǎn)平面位置U， Y坐標(biāo))時(shí)，將棱鏡桿2的螺紋 桿2a連入安裝筒l內(nèi)，使其凸臺(tái)2c與安裝筒l靠緊；再將棱鏡桿2的棱鏡連接桿2b 插入測(cè)量用棱鏡4的安裝孔，使棱鏡桿2的端部與安裝孔的底部接觸，然后通過(guò) 棱鏡4的安裝孔上的卡緊栓實(shí)現(xiàn)二者的固定，即完成測(cè)量標(biāo)志的安裝。此時(shí)棱鏡 4的反射點(diǎn)即是標(biāo)定的基準(zhǔn)點(diǎn)位，采用測(cè)量用全站儀即可對(duì)該反射點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定。 圖6示出，將水準(zhǔn)尺桿3的螺紋桿3a連入安裝筒i并使其凸臺(tái)3c與安裝筒l靠 緊，即完成測(cè)量標(biāo)志的安裝。然后將水準(zhǔn)尺5立在水準(zhǔn)尺桿3的基準(zhǔn)桿3b端部，即可進(jìn)行CP m點(diǎn)高程位置的測(cè)量。實(shí)施例二圖4示出，本例與實(shí)施例一基本相同，所不同的僅4又是水準(zhǔn)尺桿3的基準(zhǔn) 桿3b的端部為半球形3d;相應(yīng)的水準(zhǔn)尺桿3的凸臺(tái)3c厚度ln與基準(zhǔn)桿3b的長(zhǎng) 度L之和應(yīng)減去半球狀端部3d的半徑R才等于棱境桿2的凸臺(tái)2c厚度L3、棱 境連接桿2b的長(zhǎng)度L4、棱境4的安裝孔底部到棱境反射點(diǎn)的距離Ls三者之和，顯然，本實(shí)用新型的安裝筒的外形，除可為圓柱形外，還可為三棱柱、四棱 柱、六棱柱等。本實(shí)用新型的測(cè)量標(biāo)志，除可用于鐵路基準(zhǔn)網(wǎng)的基準(zhǔn)點(diǎn)位的標(biāo) 定外，也可用于其它領(lǐng)域的基準(zhǔn)點(diǎn)位的標(biāo)定。
權(quán)利要求1、一種精密三維測(cè)量標(biāo)志，其特征在于，由安裝筒(1)、棱鏡桿(2)、水準(zhǔn)測(cè)量桿(3)組成，其中安裝筒(1)的一端設(shè)置有內(nèi)螺紋連接孔(1a)；棱境桿(2)的一側(cè)為與安裝筒的內(nèi)螺紋連接孔(1a)相匹配的螺紋桿(2a)，另一側(cè)為與棱境安裝孔適配的圓柱形的棱境連接桿(2b)，螺紋桿與圓柱桿之間設(shè)有凸臺(tái)(2c)，棱境連接桿(2b)的長(zhǎng)度大于棱境(4)的安裝孔的深度；水準(zhǔn)尺桿(3)的一側(cè)為與安裝筒的內(nèi)螺紋連接孔(1a)相匹配的螺紋桿(3a)，另一側(cè)為圓柱形的基準(zhǔn)桿(3b)，螺紋桿與基準(zhǔn)桿之間設(shè)有凸臺(tái)(3c)；水準(zhǔn)尺桿(3)的凸臺(tái)(3c)厚度(L1)與基準(zhǔn)桿(3b)的長(zhǎng)度(L2)之和等于棱境桿(2)的凸臺(tái)(2c)厚度(L3)、棱境連接桿(2b)的長(zhǎng)度(L4)、棱境(4)的安裝孔底部到棱境反射點(diǎn)的距離(L5)三者之和。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種精密三維測(cè)量標(biāo)志，其特征是所述的水準(zhǔn) 尺桿(3)的基準(zhǔn)桿(3b)的端部為半球形(3d),水準(zhǔn)尺桿(3)的凸臺(tái)(3c) 厚度(LJ與基準(zhǔn)桿(3b)的長(zhǎng)度(L2)之和再減去半球狀端部(3d)的半徑(R)等 于棱境桿(2 )的凸臺(tái)(2c )厚度(L3)、棱境連接桿(2b)的長(zhǎng)度(L4)、棱境(4) 的安裝孔底部到棱境反射點(diǎn)的距離(L5)三者之和。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種精密三維測(cè)量標(biāo)志，其特征是所述的棱境 桿(2)上的凸臺(tái)(2c)以及水準(zhǔn)尺桿(3)上的凸臺(tái)(3c)均為六角形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種精密三維測(cè)量標(biāo)志，其特征是所述的安裝 筒(1)的外形為三棱柱、四棱柱、六棱柱，或?yàn)閳A柱形且在圓柱形的外表面滾 花、開(kāi)槽或設(shè)凸起。
專(zhuān)利摘要一種精密三維測(cè)量標(biāo)志，由安裝筒、棱鏡桿、水準(zhǔn)測(cè)量桿組成，其中安裝筒的一端設(shè)置有內(nèi)螺紋連接孔；棱鏡桿的一側(cè)為與安裝筒的內(nèi)螺紋連接孔相匹配的螺紋桿，另一側(cè)為與棱鏡安裝孔適配的圓柱形的棱鏡連接桿，螺紋桿與圓柱桿之間設(shè)有凸臺(tái)，棱鏡連接桿的長(zhǎng)度大于棱鏡安裝孔的深度；水準(zhǔn)尺桿的一側(cè)為與安裝筒的內(nèi)螺紋連接孔相匹配的螺紋桿，另一側(cè)為圓柱形的基準(zhǔn)桿，螺紋桿與基準(zhǔn)桿之間設(shè)有凸臺(tái)；水準(zhǔn)尺桿的凸臺(tái)厚度與基準(zhǔn)桿的長(zhǎng)度之和等于棱境桿的凸臺(tái)厚度、棱鏡連接桿的長(zhǎng)度、棱鏡安裝孔底部到棱鏡反射點(diǎn)的距離三者之和。該測(cè)量標(biāo)志安裝要求低，使用操作簡(jiǎn)單，測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的各次定位能精確重復(fù)；且其加工制作簡(jiǎn)單，成本低廉。
文檔編號(hào)G01C5/00GK201173774SQ20082006246
公開(kāi)日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者劉成龍, 袁成忠 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)