專利名稱：精巧地質(zhì)測角器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及巖層、斷層面等相對地球靜止的物體表面和水平面的夾角的測量和山 坡坡角的測量以及與其相關的機構(gòu)。
背景技術：
目前，地質(zhì)工作者所用的地質(zhì)羅盤(DQY-1型地質(zhì)羅盤儀)在測量傾角或坡度角時 主要依靠調(diào)節(jié)長水準器，使氣泡居中然后讀數(shù)。其缺點是，由于手動調(diào)節(jié)，氣泡不易居中，而 且很難保證氣泡嚴格居中，即讀數(shù)誤差較大。后來，地質(zhì)羅盤傾角測量的改進主要設計一 個由玻璃管兩端對接而成玻璃圓環(huán)，玻璃圓環(huán)內(nèi)充上透明液體乙醚和一個直徑為4mm的氣 泡，在玻璃圓環(huán)的外側(cè)標上刻度，在測量傾角或坡度角時，利用乙醚對氣泡的浮力，使氣泡 與刻度線相切即可讀數(shù)。地質(zhì)羅盤傾角測量的改進的缺點是，玻璃管兩端對接而成玻璃圓 環(huán)工藝所需的成本較高，而且氣泡與刻度線相切在實際中人的視覺很難準確分辨其到底相 切于圓環(huán)上哪一點，只能確定是氣泡所覆蓋的刻度范圍，至于這個范圍中哪一點是氣泡與 其相切的點就很難判斷，增大了讀數(shù)誤差。而且對于地形復雜的野外和礦井、隧道等場所出 現(xiàn)的人們需要仰視才可以觀察到的區(qū)域，利用現(xiàn)有羅盤，我們測量時對羅盤內(nèi)的數(shù)據(jù)的讀 取和和觀察氣泡都較困難。而且現(xiàn)有的羅盤無法通過羅盤確定巖層的真傾角，需要地質(zhì)工 作者通過經(jīng)驗判斷，增加了真傾角測量的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的地質(zhì)羅盤(DQY-1型地質(zhì)羅盤儀)不能通過羅盤找到巖層的真傾角 的不足和氣泡不易居中和氣泡很難居中的問題，以及地質(zhì)羅盤傾角測量的改進中的氣泡與 玻璃圓環(huán)相切時不能準確地找到相切點的問題。同時為了解決人的手又可以觸及到(如比 人的身高略高的斜坡)但讀數(shù)又較困難的區(qū)域的測量的問題和現(xiàn)有羅盤測角部分構(gòu)件生產(chǎn) 工藝復雜和成本高的問題。本發(fā)明提供一種精巧地質(zhì)測角器，該發(fā)明不僅能幫助找到真傾 斜線，而且發(fā)明所需生產(chǎn)工藝更容易實現(xiàn)，而且測量精度更高。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是通過現(xiàn)有的可以實現(xiàn)的加工工藝， 得到結(jié)構(gòu)特征是一個長方體的基座(材料可以選用鋼鐵或者硬度大的樹脂)和一個帶有刻 度的半圓環(huán)(和長方體基座的材料相同)，帶有刻度的半圓環(huán)與該長方體基座長方形表面所 在平面垂直，而且其與長方體基座鑄在一起，其與長方體基座的交線與過長方體基座中心 的長軸重合。另有一個“H”型的桿件，該“H”型桿件的下端和長方體基座長方形表面相交與 過長方體基座長方形表面中心的短軸，且和長方體基座構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，“H”型桿件的中間的那 個橫桿中心帶有圓孔，可以懸掛重錘，最上邊的橫桿上表面帶有凹槽，帶有刻度的半圓環(huán)嵌 套在凹槽中，與“H”型桿件構(gòu)成運動副，“H”型桿件可以繞和長方體基座構(gòu)成的低副做180 度轉(zhuǎn)動。最上邊橫桿上帶有指針，指針在橫桿上表面中心位置，與帶刻度的半圓環(huán)相切，可 以指示讀數(shù)。帶刻度的半圓環(huán)的刻度范圍是90度——0度——90度，刻度最小值為1度?！癏”型的桿件與長方體硬座構(gòu)成轉(zhuǎn)動副的技術方案1.長方體基座長方形平面上有兩個相同的、可以和后面的“H”型的桿件構(gòu)成轉(zhuǎn)動副的 半圓形支架。2.長方體基座長方形平面上有兩個三角形支架，一個生產(chǎn)時就和基座固定在一 起，且這個支架上中心有一個圓桿，另一個可以拆下，通過螺絲與基座固定。運用該儀器可以找到巖層的真傾角所依據(jù)的科學原理
本發(fā)明的長方體基座底面平鋪貼在巖層面是，近似認為巖層面是平面，則長方體基座 長方形底面此時所在平面和巖層面平行，由于本發(fā)明設計的時候帶刻度的半圓環(huán)所在平面 和長方體基座底面所在平面是垂直的，所以半圓環(huán)所在平面和巖層面是垂直的。當半圓環(huán)與長方體基座長方形上表面的交線與走向不垂直時，假設重錘在“H”型 桿件中間橫桿的圓孔的正下方，即其與半圓環(huán)在一個平面；
因為重錘在重力的作用下鉛垂向下，則與重錘相連的線所在的直線和水平面垂直； 又因為過垂直于水平面的直線的平面和水平面垂直； 所以半圓環(huán)所在的平面和水平面垂直；
而半圓環(huán)又垂直于巖層面，所以圓環(huán)同時垂直于水平面和巖層面； 同時垂直于兩相交平面的平面必垂直于兩平面的交線，
所以半圓環(huán)所在平面垂直于走向，亦可得走向垂直半圓環(huán)與巖層面的交線，與題設中 半圓環(huán)與巖層面的交線與走向不垂直相矛盾。所以假設不成立。所以當帶刻度的半圓環(huán)所 在方位不是真傾角的方位時，重錘必然和半圓環(huán)不在一個平面，也就是不能順利進入“H”型 桿件兩長桿之間的空隙或者進入但不在中間橫桿圓孔正下方。本發(fā)明的有益效果是，可以在野外地質(zhì)工作中對巖層傾角、山坡坡度角進行快捷 準確的測量。能通過本發(fā)明可以確定真傾斜線，減少了地質(zhì)工作者憑經(jīng)驗確定所產(chǎn)生的誤 差。可以解決人們眼睛觀察困難的區(qū)域的測量。生產(chǎn)工藝更容易實現(xiàn)。測量精度較現(xiàn)有地 質(zhì)羅盤更高。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明所設計的半圓環(huán)平面圖，平面圖內(nèi)部數(shù)字是半圓環(huán)表面數(shù)字的放大 顯不。圖2是精巧地質(zhì)測角器正面示意圖。圖3是長方體基座上的半圓形支架側(cè)面放大示意圖。圖4是“H”型桿件的正視圖。圖5是“H”型桿件的側(cè)視圖。圖6是“H”型桿件最上邊橫桿的縱向剖視圖。圖7是“H”型桿件測量方法示意圖。圖8是與長方體基座固定的三角形支架結(jié)構(gòu)的三視圖。圖9是另一個三角形支架的正面和俯視圖。圖中1.重錘，2. “H”型桿件，3.帶刻度的半圓環(huán)，4.長方體基座和“H”型桿件組成 的轉(zhuǎn)動副，5.長方體基座，6.橫桿上的指針，7.橫桿表面的凹槽，8.中間橫桿的圓孔，9.長 方體基座上的半圓形支架的圓孔。10.可以和長方體基座固定的三角支架上的圓孔。
具體實施例方式在圖1中，可以知道半圓環(huán)的大致形狀和上面的刻度的變化范圍。在圖2中，通過將本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)視圖示意圖，可以了解本發(fā)明各個組成部件 之間的相互組合關系。在圖3中，半圓形支架和長方體基座是一體的，其上的圓孔可以和“H”型桿件的圓 孔重合，這樣用一個塞子，“H”型桿件和長方體基座就構(gòu)成了轉(zhuǎn)動副。長方體基座上的這兩 個支架之間的空的距離和“H”型桿件兩個長桿外緣之間的距離相同或比其略大，這樣“H” 型桿件可以加在兩個半圓形支架之間，使四個圓孔重合。在圖4和圖5中，主要展示了“H”型桿件的結(jié)構(gòu)，其中的圓孔主要為了展示其與長 方體基座構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，此屬于現(xiàn)有的成熟技術，不做詳細說明。在圖6中，主要是說明其與帶刻度的半圓環(huán)構(gòu)成運動副，凹槽主要是為了限制“H” 型桿件的運動方向，為了與帶刻度的半圓環(huán)適應，因此凹槽底部是弧形的。在圖8中，圓桿可以插入“H”型桿件底部的兩圓孔，使構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。在圖9中，可以在長方體基座上做上螺紋以使這個活動的三角支架可以通過兩邊 的圓孔和長方體基座固定。這個三角支架是為了防止“H”型桿件從另一個三角支架的圓桿 中滑出。傾角或坡角的測量方法是首先將長方體基座貼在要測得的巖層上，然后將“H” 型桿件轉(zhuǎn)到和巖層近似垂直的位置，然后觀察重錘，轉(zhuǎn)動“H”型桿件，使重錘和“H”型桿件 在一個平面，如果重錘不能順利進入“H”型桿件兩縱向長桿之間的空隙說明測量的不是真 傾角，調(diào)節(jié)長方體基座的方位，使重錘在中間橫桿的圓孔的正下方，則指針所指刻度即為要 測量的角度。對于視傾角的測量就可以不必要求重錘在中間橫桿的圓孔的正下方，只要讓 其和“H”型桿件所構(gòu)成的平面與半圓環(huán)所在平面垂直即可(可用眼睛正視半圓環(huán)，然后調(diào)節(jié) 是重錘線和“H”型桿件無夾角)，指針所指刻度就是要測量的角度。也可以用手將重錘放入 中間橫桿圓孔的正下方，松開手，觀察其是否在“H”型桿件所在平面內(nèi)滑動，不滑動指針所 指刻度就是要測量的角度。對于視覺觀察刻度較難的地方，操作者可以將一切工作做好后， 用手捏住“H”型桿件尤其是其上的指針，然后拿到眼前讀數(shù)?？臻g中的柱子可以其柱面和 長方體基座相切，調(diào)節(jié)“H”型桿件，使“H”型桿件鉛垂，則其所指刻度地余角就是柱子與豎 直方向地夾角。為了減少地質(zhì)工作者在野外攜帶的物品的數(shù)量，也可以將本發(fā)明與DQY-1型地質(zhì) 羅盤儀結(jié)合，是構(gòu)成一個器件。將DQY-1型地質(zhì)羅盤儀長水準器中的長水準器替換為本發(fā) 明中的“H”型桿件，“H”型桿件的一個長桿固定在測斜器懸錐上，使兩個長桿所構(gòu)成的平面 與羅盤刻度盤所在平面垂直，且長桿走向沿羅盤刻度盤半徑走向。將“H”型桿件上端的指 針的位置由中間改到“H”型桿件緊貼羅盤刻度盤的一側(cè)，“H”型桿件上端的凹槽和上端的 橫桿可以沒有。其他DQY-1型地質(zhì)羅盤儀的其他結(jié)構(gòu)不變，與羅盤結(jié)合后的“H”型桿件和 長水準管一樣可以從后面使之轉(zhuǎn)動?？潭扔昧_盤上的刻度，運用測量原理找到說明書附圖 中的角。
權利要求
一種“ H”型桿件，轉(zhuǎn)動副結(jié)構(gòu)、重錘，其特征是中間橫桿懸掛重錘的“H”型桿件。
2.根據(jù)權利要求1所述的精巧地質(zhì)測角器，其特征是一個“H”型桿件，上端帶指針可 以指示刻度。
3.根據(jù)權利要求1所述的精巧地質(zhì)測角器，其特征是一個“H”型桿件，上端帶弧形凹 槽可以與帶刻度的半圓環(huán)構(gòu)成運動副。
4.一種找到巖層真傾角的方法，其特征是一個可以貼近巖層面，并可以近似認為與 巖層面平行的平面型結(jié)構(gòu)和所在平面與其垂直的機構(gòu)，在后面的機構(gòu)懸掛重錘，如果重錘 不在與巖層面垂直的平面內(nèi)，則所述的兩個平面型機構(gòu)的交線不為真傾向線。
5.一種測量傾角的方法，其特征是利用一個懸掛重錘的構(gòu)件，且重錘與構(gòu)件原來沿 一個方向，確保重錘與構(gòu)件沿一個方向，則待測物與鉛垂方向的夾角就找到了。
6.一種帶轉(zhuǎn)動副的測量結(jié)構(gòu)，其特征是帶有通過兩個支架可以與其他結(jié)構(gòu)構(gòu)成轉(zhuǎn)動 副的長方體基座和與其垂直的帶刻度的半圓環(huán)。
7.將“H”型桿件與現(xiàn)有羅盤結(jié)合，除去了長水準管的DQY-1型地質(zhì)羅盤儀，其特征是將 原地質(zhì)羅盤地長水準管替換為“H”型桿件，“H”型桿件固定在DQY-1型地質(zhì)羅盤儀的測斜 器的懸錐上。
8.根據(jù)權利要求5所述的一種測量傾角的方法，其特征是通過精巧地質(zhì)測角器實現(xiàn)。
9.根據(jù)權利要求6所述的一種帶轉(zhuǎn)動副的測量結(jié)構(gòu)，其特征是可以通過基座上的支 架和“H”型桿件構(gòu)成運動副，支架的結(jié)構(gòu)有兩個帶圓孔的與基座為一體的半圓形支架以及 一個帶圓桿的與基座為一體的三角支架和另一個起防止“H”型桿件滑落的三角支架兩種技 術方案。
10.根據(jù)權利要求1和7所述“H”型桿件和帶轉(zhuǎn)動副的測量結(jié)構(gòu)，其特征是兩者結(jié)合 且“H”型桿件下端與帶轉(zhuǎn)動副的測量結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動副，上端凹槽與帶轉(zhuǎn)動副的測量結(jié)構(gòu)構(gòu)成運 動副。
全文摘要
一種能夠找到巖層真傾角和快速準確測量巖層傾角的精巧地質(zhì)測角器。主要是為了解決找到巖層的真傾角和準確測量巖層的傾角的問題，主要是一個機械構(gòu)造是長方體基座和與其垂直的帶刻度半圓環(huán)，一個“H”型的桿件在其中與其構(gòu)成運動副，“H”型的桿件上端的指針可以指示要測量的角度，“H”型的桿件上端的弧形凹槽可以讓半圓環(huán)在其中滑動。底部與長方體基座連接成轉(zhuǎn)動副。“H”型的桿件中間懸掛重錘，通過觀察重錘的變化可以找到巖層的真傾斜線和測量角度。將“H”型的桿件固定在去除長水準器的地質(zhì)羅盤儀的測斜器的懸錐上。
文檔編號G01C1/00GK101799288SQ201010150079
公開日2010年8月11日 申請日期2010年4月19日 優(yōu)先權日2010年4月19日
發(fā)明者宋子龍 申請人:宋子龍