本发明专利技术公开了一种深直孔倾斜角度和深度的测量装置及方法，解决了对于斜向深直孔的倾斜角度及深度测量不精准的问题。该测量装置包括滚球、测量绳、水平角度刻度盘、转动角度刻度尺和固定组件；水平角度刻度盘与固定组件中部可旋转连接；测量绳一端与滚球连接，另一端与水平角度刻度盘正面的水平指针连接；转动角度刻度尺绕水平角度刻度盘顶端设置，并通过连接杆与水平角度刻度盘背面可旋转连接，其旋转轴线与水平角度刻度盘背面齐平；转动角度刻度尺所在面与水平角度刻度盘所在面垂直，转动指针设在水平角度刻度盘顶端中点。这样能够提高对于斜向深直孔的倾斜角度及深度测量的准确性。于斜向深直孔的倾斜角度及深度测量的准确性。于斜向深直孔的倾斜角度及深度测量的准确性。
【技术实现步骤摘要】
一种深直孔倾斜角度和深度的测量装置及方法
[0001]本专利技术属于深直孔倾斜角度和深度测量
，涉及一种深直孔倾斜角度和深度的测量装置及方法。
技术介绍
[0002]深直孔在工程施工、开矿、地质勘探以及岩土介质研究中均具有广泛的应用。尤其深直孔的各项参数(深度、方位等)信息的准确获取对于精准施工和相关工作的进一步开展十分必要且重要。
[0003]现有深孔测量装置以测量孔深为主，而且深孔以垂孔为主，主要采用重坠垂线测量方法，该方法难以用于斜孔深度的测量，更无法获取到斜孔空间角度信息。而采用现有的光学测量方法进行测量时，光斑很难直接打到深孔底部，测量不直观，且对于孔壁粗糙的深孔漫反射条件比较复杂，导致测量参数不确定度较大。传统的柔性尺测量方法对于斜孔深度测量，很难直达深孔底部，且角度测量基准面很难确定，深孔倾斜角度测量难度大。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种深直孔倾斜角度和深度的测量装置及方法，解决了对于斜向深直孔的倾斜角度及深度测量不精准的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种深直孔倾斜角度和深度的测量装置，其特殊之处在于：包括滚球、测量绳、水平角度刻度盘、转动角度刻度尺以及固定组件；
[0007]所述水平角度刻度盘与所述固定组件中部可旋转连接；所述固定组件用于水平设置在待测深直孔的孔口处；
[0008]所述测量绳一端与滚球连接，另一端与安装在所述水平角度刻度盘正面的水平指针底部连接；所述水平指针可绕水平角度刻度盘中心旋转；
[0009]所述转动角度刻度尺为圆弧形刻度尺，所述转动角度刻度尺一端通过连接杆与所述水平角度刻度盘背面中心可旋转连接，其旋转轴线位于所述水平角度刻度盘背面所在面上，所述转动角度刻度尺的另一端从所述水平角度刻度盘的背面经所述水平角度刻度盘顶部绕至所述水平角度刻度盘的正面；
[0010]所述转动角度刻度尺所在面与所述水平角度刻度盘所在面垂直，所述转动角度刻度尺的转动指针固定在所述水平角度刻度盘顶端的中点处。
[0011]这样，通过水平角度刻度盘和转动角度刻度尺就能够测量出深直孔在两个维度上的倾斜角度，再采用三角函数即可计算出深直孔的倾斜角度。提高了对于斜向深直孔的倾斜角度及深度测量的准确性。
[0012]进一步地，为了避免测量绳对滚球在任意方向上的滚动有所阻碍，还包括紧箍在所述滚球上的球箍；
[0013]所述测量绳一端与所述球箍顶端中点连接。
[0014]进一步地，为了防止转动角度刻度尺绕水平角度刻度盘顶端的弧度转动，增加整个测量装置的稳定性，所述水平角度刻度盘顶端还设有与所述转动指针平行的凸起；
[0015]所述转动角度刻度尺夹在所述凸起和所述转动指针之间。
[0016]进一步地，为了提高测量装置使用时固定组件放置在深直孔孔口处的水平度，以提高测量角度α的精度，还包括与所述固定组件中部固定连接的第一水平仪；
[0017]所述第一水平仪的气泡走向与所述水平角度刻度盘所在面平行，且与所述转动角度刻度尺所在面垂直。
[0018]进一步地，为了提高测量装置使用时连接杆的垂直度，以提高测量角度β的精度，还包括与所述连接杆固定连接的第二水平仪；
[0019]所述第二水平仪的气泡走向与所述转动角度刻度尺所在面平行，且与所述转动角度刻度尺的旋转轴线垂直。
[0020]进一步地，为了更合理有效的设置水平角度刻度盘、转动角度刻度尺、水平指针和第一水平仪相互之间的位置关系，所述固定组件包括矩形筒和两个把手；
[0021]所述矩形筒由第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁及第四侧壁依次首尾连接组成；
[0022]所述第一侧壁和第三侧壁外分别设有一个转轴，且两个所述转轴的轴线位于同一条直线上；
[0023]两个所述把手分别与两个所述转轴可旋转连接；
[0024]所述水平角度刻度盘设置在所述第二侧壁顶端；
[0025]所述第二侧壁和所述第四侧壁中部之间设有圆柱销；所述水平指针位于所述第二侧壁和所述第四侧壁之间，并套装在所述圆柱销上；
[0026]所述第一水平仪设置在所述第四侧壁顶端。
[0027]进一步地，为了方便且有效的将测量绳与水平指针进行连接或拆卸，还包括平行设置在所述水平指针正面的压板；
[0028]所述压板与所述水平指针可拆卸连接；
[0029]所述测量绳另一端夹在所述压板和所述水平指针之间。
[0030]进一步地，为了适应各种直径测量绳的连接，所述水平指针或所述压板上设有线槽；
[0031]所述测量绳另一端位于所述线槽内；
[0032]所述线槽的槽深小于所述测量绳的直径。
[0033]进一步地，为了减小矩形筒与把手之间的摩擦力，所述把手通过滚动轴承与所述转轴可旋转连接。
[0034]本专利技术还提供了一种深直孔倾斜角度和深度的测量方法，采用上述的任一深直孔倾斜角度和深度的测量装置，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0035]步骤1、将滚球放入深直孔，待所述滚球滚动至所述深直孔底部，将固定组件设置在所述深直孔的孔口处，将测量绳拉直后与水平指针底部连接，调整固定组件至水平状态，待水平指针稳定后，记录所述水平指针在所述水平角度刻度盘上所指角度α；再调整连接杆至水平状态，待转动指针稳定后，记录所述转动指针在所述转动角度刻度尺上所指角度β；
[0036]步骤2、计算深直孔倾斜角度θ＝arc sin(cosαsinβ)，并测量伸入所述深直孔中的测量绳的长度L，L即为深孔的深度。
[0037]本专利技术的有益效果：
[0038]1、本专利技术的深直孔倾斜角度和深度的测量装置采用滚球定位深直孔的倾斜方向，并通过水平角度刻度盘和转动角度刻度尺分别输出深直孔在两个维度上的倾斜角度，通过这两个倾斜角度利用三角函数关系即可计算出深直孔的倾斜角度，还能够通过伸入深直孔中的测量绳长度测量深直孔的深度，这样通过本专利技术提供的测量装置不但能够同时测量出了深直孔的倾斜角度以及深度，而且还有效提高了深直孔的倾斜角度及深度测量的准确性。
[0039]2、本专利技术将滚球紧箍在球箍内，将测量绳与球箍连接，能够实现滚球在任意方向上的自由转动，保证滚球可以直达深直孔，尤其斜向深直孔的底部。
[0040]3、本专利技术在水平角度刻度盘顶端设置了与转动指针平行的凸起，将转动角度刻度尺夹在凸起和转动指针之间，能够避免转动角度刻度尺绕水平角度刻度盘顶端的弧度转动，提高整个测量装置的稳定性。
[0041]4、本专利技术的测量装置上还设置了第一水平仪和第二水平仪，采用第一水平仪和第二水平仪定位测量装置测量时放置的水平度，能够提高测量结果的准确性。
[0042]5、本专利技术的固定组件采用了矩形筒和两个把手相结合的结构，为水平角度刻度盘、转动角度刻度尺、水平指针以及第一水平仪提供了更为合理有效的安装空间。
[0043]6、本专利技术采用压板和水平指针夹持测本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种深直孔倾斜角度和深度的测量装置，其特征在于：包括滚球(11)、测量绳(2)、水平角度刻度盘(41)、转动角度刻度尺(61)以及固定组件；所述水平角度刻度盘(41)与所述固定组件中部可旋转连接；所述固定组件用于水平设置在待测深直孔的孔口处；所述测量绳(2)一端与滚球(11)连接，另一端与安装在所述水平角度刻度盘(41)正面的水平指针(42)底部连接；所述水平指针(42)可绕水平角度刻度盘(41)中心旋转；所述转动角度刻度尺(61)为圆弧形刻度尺，所述转动角度刻度尺(61)一端通过连接杆与所述水平角度刻度盘(41)背面中心可旋转连接，其旋转轴线位于所述水平角度刻度盘(41)背面所在面上，所述转动角度刻度尺(61)的另一端从所述水平角度刻度盘(41)的背面经所述水平角度刻度盘(41)顶部绕至所述水平角度刻度盘(41)的正面；所述转动角度刻度尺(61)所在面与所述水平角度刻度盘(41)所在面垂直，所述转动角度刻度尺(61)的转动指针(64)固定在所述水平角度刻度盘(41)顶端的中点处。2.根据权利要求1所述的深直孔倾斜角度和深度的测量装置，其特征在于：还包括紧箍在所述滚球(11)上的球箍(12)；所述测量绳(2)一端与所述球箍(12)顶端中点连接。3.根据权利要求1或2所述的深直孔倾斜角度和深度的测量装置，其特征在于：所述水平角度刻度盘(41)顶端还设有与所述转动指针(64)平行的凸起(65)；所述转动角度刻度尺(61)夹在所述凸起(65)和所述转动指针(64)之间。4.根据权利要求3所述的深直孔倾斜角度和深度的测量装置，其特征在于：还包括与所述固定组件中部固定连接的第一水平仪(44)；所述第一水平仪(44)的气泡走向与所述水平角度刻度盘(41)所在面平行，且与所述转动角度刻度尺(61)所在面垂直。5.根据权利要求4所述的深直孔倾斜角度和深度的测量装置，其特征在于：还包括与所述连接杆固定连接的第二水平仪(62)；所述第二水平仪(62)的气泡走向与所述转动角度刻度尺(61)所在面平行，且与所述转动角度刻度尺(61)的旋转轴线垂直。6.根据权利要求5所述的深...
【专利技术属性】
技术研发人员：方厚林，李凯凯，卢强，丁洋，郭权势，李翱，刘赟哲，陶思昊，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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