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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 懸浮平臺(tái)式激光水準(zhǔn)儀
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，現(xiàn)代城市建設(shè)向著大規(guī)模高速化方向發(fā)展，對(duì)測繪儀器的要求越來越高。本文介紹了一種新型水準(zhǔn)儀的設(shè)計(jì)方法，這種水準(zhǔn)儀獨(dú)特地使用了懸浮平臺(tái)技術(shù)，能夠成功地消除各種測量誤差，使儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受外界因素的影響，具有較高的穩(wěn)定性，極大地提高了水準(zhǔn)測量的精度。
- 詳細(xì)介紹：
- 本項(xiàng)目應(yīng)用了液體自由表面在重力場作用下始終保持水平的原理，開發(fā)了懸浮平臺(tái)技術(shù)，并將其應(yīng)用到激光水準(zhǔn)儀中。該儀器無論儀器向那個(gè)方向傾斜，都能保持測量光線水平。而且液體屬軟性物質(zhì)，不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械摩擦，各方向傳熱性能好，不易受到外界因素和自身摩擦的影響，極大地提高了水準(zhǔn)測量的精度。本作品還應(yīng)用了激光具有平行性能高、射程遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，使用激光束代替視準(zhǔn)軸進(jìn)行量測。不僅削弱了讀數(shù)產(chǎn)生的偶然誤差，還提高了測程,有效減少了測繪工作者的工作量。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本項(xiàng)目應(yīng)用了液體表面在重力作用下始終保持水平的原理，制造出了懸浮平臺(tái)式激光水準(zhǔn)儀。該儀器在實(shí)地測量時(shí)無論儀器向那個(gè)方向傾斜，都能保持測量光線水平。而且液體屬軟性物質(zhì)，不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械摩擦，各方向傳熱性能好，不易受到外界因素和自身摩擦的影響，極大地提高了水準(zhǔn)測量的精度。本作品還應(yīng)用了激光具有平行性能高、射程遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，使用激光束代替視準(zhǔn)軸進(jìn)行量測。不僅削弱了讀數(shù)產(chǎn)生的偶然誤差，還提高了測程,有效減少了測繪工作者的工作量。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 傳統(tǒng)的水準(zhǔn)儀一般采用多組凌鏡反復(fù)折射的方式消除或削弱這些誤差。但這種方式必然會(huì)導(dǎo)致儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，從而加大了制造成本，不利于市場的普及。尤其是使用硬質(zhì)材料制造的部件容易受到外界因素和自身摩擦的影響，使得水準(zhǔn)測量精度不穩(wěn)定。 此外，在精密經(jīng)緯儀、全站儀、其他測量儀器以及一些精密儀器的自動(dòng)補(bǔ)償器中同樣可以利用懸浮平臺(tái)原理解決類似的誤差問題，從而獲得更高的精度和穩(wěn)定性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年4月在第十二屆“挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽東華理工大學(xué)賽區(qū) 榮獲 特等獎(jiǎng) 2011年5月在第十二屆“挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽江西賽區(qū) 榮獲 三等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 作品，研究論文
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 隨著現(xiàn)代城市建設(shè)向著大面積大規(guī)模方向發(fā)展，對(duì)測繪儀器的要求越來越高。水準(zhǔn)儀作為測繪工程的基礎(chǔ)設(shè)備自然也面向著自動(dòng)化高精度方向發(fā)展，但精密儀器往往受到制造成本和制造技術(shù)的限制，傳統(tǒng)的光學(xué)精密水準(zhǔn)儀往往為了提高一點(diǎn)點(diǎn)精度，需要提高幾倍甚至幾十倍的制造成本。懸浮平臺(tái)式激光水準(zhǔn)儀采用了讀數(shù)分劃線與望遠(yuǎn)鏡分離，脫離了傳統(tǒng)精密水準(zhǔn)儀提高精度主要靠儀器內(nèi)部凌鏡的反復(fù)反折射的方式，簡化了制造工藝并提高了精度，降低了制造成本。懸浮平臺(tái)式激光水準(zhǔn)儀精度不再受望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)及內(nèi)部凌鏡系統(tǒng)的限制，一經(jīng)精確校準(zhǔn)后不再受外界條件及旋動(dòng)儀器部件引起儀器形變的影響，達(dá)到一次校正終身精準(zhǔn)的目的。在現(xiàn)代電子技術(shù)下又可以用波長較大的電磁波代替可見光削弱大氣誤差，電子讀數(shù)代替人工讀數(shù)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。在精密經(jīng)緯儀、全站儀、其他測量儀器以及一些精密儀器的自動(dòng)補(bǔ)償器中同樣可以利用懸浮平臺(tái)解決類似的誤差問題，從而獲得更高的精度和穩(wěn)定性?？偠灾S著現(xiàn)代測量技術(shù)的發(fā)展，懸浮平臺(tái)式激光水準(zhǔn)儀將有著不可估量的發(fā)展前景。
同類課題研究水平概述
- 當(dāng)前國內(nèi)外相關(guān)研究分為激光水準(zhǔn)儀和光學(xué)水準(zhǔn)儀兩類，均可獲得較高的精度，分別對(duì)其簡介。 1、傳統(tǒng)精密水準(zhǔn)儀仍依賴于視準(zhǔn)軸，誤差來源較大，所需工藝水平和成本較高，目前尚有如下缺點(diǎn)： （1）（主要）水準(zhǔn)儀視準(zhǔn)軸不與水準(zhǔn)軸平行，來源十字絲位置不正確，移動(dòng)調(diào)焦透鏡機(jī)械結(jié)構(gòu)質(zhì)量不好，受熱不均等 （2）（主要）望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸因調(diào)焦變動(dòng)位置。來源儀器老化及調(diào)焦機(jī)械結(jié)構(gòu)等因素影響 （3）圓水準(zhǔn)器水準(zhǔn)軸不與轉(zhuǎn)動(dòng)軸平行。來源于儀器老化等因素 （4）十字絲的橫絲不與儀器轉(zhuǎn)軸垂直。來源于十字絲位置不正確 （5）十字絲寬度對(duì)讀數(shù)的影響 ，十字絲有一定的寬度，標(biāo)尺遠(yuǎn)時(shí)標(biāo)尺的成像變小 （6）另外，儀器受熱不均，凌鏡及儀器結(jié)構(gòu)不精細(xì)等產(chǎn)生的誤差 2、其他激光水準(zhǔn)儀： 利用激光束代替人工讀數(shù)的一種水準(zhǔn)儀。將激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入望遠(yuǎn)鏡筒內(nèi)，使其沿視準(zhǔn)軸方向射出水平激光束。 利用激光的單色性和相干性，可在望遠(yuǎn)鏡物鏡前裝配一塊具有一定遮光圖案的玻璃片或金屬片，即波帶板，使之所生衍射干涉。經(jīng)過望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦，在波帶板的調(diào)焦范圍內(nèi)，獲得一明亮而精細(xì)的十字型或圓形的激光光斑，從而更精確地照準(zhǔn)目標(biāo)。如在前、后水準(zhǔn)標(biāo)尺上配備能自動(dòng)跟蹤的光電接收靶，即可進(jìn)行水準(zhǔn)測量。在施工測量和大型構(gòu)件裝配中，常用激光水準(zhǔn)儀建立水平面或水平線。 目前采用液體補(bǔ)償器的水準(zhǔn)儀有JZS激光精密水準(zhǔn)儀，采用液體光楔自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)（專利號(hào)：ZL95231114.3），該精密水準(zhǔn)儀原理是：當(dāng)本機(jī)的主軸經(jīng)8＇圓水泡初置平以后，仍會(huì)與理論垂線存在小角度的傾斜，此時(shí)在補(bǔ)償器中的平鏡（它與軸線相垂直）與液體的上表面（自由表面）之間將產(chǎn)生液體光楔。當(dāng)使用兩層液體光楔，并合理配制液體的折射率時(shí)，可以獲得補(bǔ)償。這種補(bǔ)償方式是針對(duì)激光水平角的補(bǔ)償，其精度對(duì)液體厚度和鏡片的平整度具有明顯的依賴性。其精度是液體溫度的單值函數(shù)，溫度的變化會(huì)對(duì)其精度造成影響。另外，其激光源是固定在主機(jī)上的，儀器受熱不均也是影響其精度的重要因素之一。 調(diào)查結(jié)論：目前國內(nèi)外尚未有相同或類似的產(chǎn)品和課題研究。
