本实用新型涉及一种地水准尺基座，具体涉及一种自调平水准尺固定基座装置。
背景技术：
一般高差测量时所选择的监测点均设置为水平面，但并不能保证监测点在斜坡、扰动或人工误差地情况下保持监测点为水平面。且一般水准尺立尺过程中，下部设置尺垫（见图1），需人工利用水准尺上的水准气泡进行立尺调平，在风或者人工晃动的影响下，将会影响所测数值的准确性，同时长时间测量对测量人员的要求较高。因此设计一种面对不同情况下能自动调平的固定基座，对于减小误差、节省劳动力具有重要意义。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种自调平水准尺固定基座装置，实现水准测量时水准尺的自动调平以及固定。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种自调平水准尺固定基座装置，其特征在于：
包括顶部敞开的基座外壳，基座外壳内设置有液体，液体中漂浮着立尺面半球体，立尺面半球体平面在上、球面在下，下部环周设置水平的浮翅，底部中心设置有重球，立尺面半球体的前后两侧与基座外壳内壁之间均设置有水平的旋转轴；
立尺面半球体的平面为水准尺的安装面，前后两端设置有向上的尺夹臂，尺夹臂上从外向内设置有水平的固定螺栓。
立尺面半球体的浮翅边缘与基座外壳内壁之间设置有柔性封闭膜。
立尺面半球体左右两侧设置有可伸缩固定轴，可伸缩固定轴呈杆状，水平插入立尺面半球体；
可伸缩固定轴内端设置有单面卡齿，单面卡齿与立尺面半球体平面竖直插入的具有卡齿并呈杆状的固定轴旋钮侧向啮合，通过旋转固定轴旋钮令可伸缩固定轴水平移动；
可伸缩固定轴外端设置有螺纹并安装螺母，对应的基座外壳上设置有固定轴滑动槽，固定轴滑动槽为竖向的弧板结构，中央设置竖向的条形槽，可伸缩固定轴外端延伸至条形槽内，通过螺母紧固。
基座外壳外壁设置有测角仪，测角仪包括测角仪基座、测角仪转轴、角度标尺和测角仪配重；
测角仪基座呈l形，包括互相垂直的竖臂和平臂，竖臂固定到基座外壳外壁，平臂外端设置有水平轴孔并安装有测角仪转轴，平臂底部设置有弧形向外的角度标尺；
测角仪转轴下方设置有竖直的测角仪配重，测角仪配重与角度标尺的相对位置指示基座外壳的倾斜程度。
基座外壳的底板下方设置有防滑垫，防滑垫中心设置有基座旋转轴并从底板插入基座外壳，基座旋转轴上环周设置有卡齿；
基座外壳侧壁设置有具有内螺纹的孔洞，插入具有外螺纹的旋转锁定杆，旋转锁定杆的内端呈锥形，对应基座旋转轴的卡齿，外端设置有旋帽。
立尺面半球体平面上设置有辅助水准气泡。
立尺面半球体平面上设置有调向指示标，调向指示标的方向与旋转轴方向一致。
重球为金属球，通过杆体固定到立尺面半球体底部中心。
旋转轴呈杆状，内端固定到立尺面半球体外壁，外端插入基座外壳内壁设置的轴孔中。
本实用新型具有以下优点：
本实用新型利用重力方向竖直向下原理及液面水平原理，设计了在倾斜情况下始终保持水平的基座，来实现水准尺的自动调平与固定，避免了风以及人工操作失误的影响，节省了人力，提高了测量精度。
附图说明
图1为常用地水准尺尺垫。
图2为本实用新型俯视图。
图3为本实用新型主视图。
图4为本实用新型侧视图。
图5为测角仪结构图。
图6为锁定轴伸缩结构图。
图7为旋转锁定结构图。
图8为水准尺安装情况图。
图9为基座高度误差调整示意图。
图10为本实用新型立体图。
图11为测角仪立体图。
图中，1—基座外壳、2—重球、3—立尺面半球体、4—浮翅、5—柔性封闭膜、6—旋转轴、7—可伸缩固定轴、8—固定轴滑动槽、9—固定轴旋钮、10—尺夹臂、11—固定螺栓、12—测角仪、13—基座旋转轴、14—旋转锁定杆、15—旋帽、16—防滑垫、17—测角仪基座、18—测角仪转轴、19—角度标尺、20—测角仪配重、21—辅助水准气泡、22—调向指示标。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。
本实用新型涉及一种自调平水准尺固定基座装置，利用重力方向竖直向下原理及液面水平原理，设计了在倾斜情况下始终保持水平的基座，来实现水准尺的自动调平与固定。具体结构为：包括顶部敞开的基座外壳1，基座外壳1内设置有液体，液体中漂浮着立尺面半球体3，立尺面半球体3平面在上、球面在下，下部环周设置水平的浮翅4，底部中心设置有重球2，立尺面半球体3的前后两侧与基座外壳1内壁之间均设置有水平的旋转轴6。立尺面半球体3的平面为水准尺的安装面，前后两端设置有向上的尺夹臂10，尺夹臂10上从外向内设置有水平的固定螺栓11。重球2为金属球，通过杆体固定到立尺面半球体3底部中心。旋转轴6呈杆状，内端固定到立尺面半球体3外壁，外端插入基座外壳1内壁设置的轴孔中。
立尺面半球体3的浮翅4边缘与基座外壳1内壁之间设置有柔性封闭膜5。
立尺面半球体3左右两侧设置有可伸缩固定轴7，可伸缩固定轴7呈杆状，水平插入立尺面半球体3；可伸缩固定轴7内端设置有单面卡齿，单面卡齿与立尺面半球体3平面竖直插入的具有卡齿并呈杆状的固定轴旋钮9侧向啮合，通过旋转固定轴旋钮9令可伸缩固定轴7水平移动；可伸缩固定轴7外端设置有螺纹并安装螺母，对应的基座外壳1上设置有固定轴滑动槽8，固定轴滑动槽8为竖向的弧板结构，中央设置竖向的条形槽，可伸缩固定轴7外端延伸至条形槽内，通过螺母紧固。
基座外壳1外壁设置有测角仪12，测角仪12包括测角仪基座17、测角仪转轴18、角度标尺19和测角仪配重20；测角仪基座17呈l形，包括互相垂直的竖臂和平臂，竖臂固定到基座外壳1外壁，平臂外端设置有水平轴孔并安装有测角仪转轴18，平臂底部设置有弧形向外的角度标尺19；测角仪转轴18下方设置有竖直的测角仪配重20，测角仪配重20与角度标尺19的相对位置指示基座外壳1的倾斜程度。
基座外壳1的底板下方设置有防滑垫16，防滑垫16中心设置有基座旋转轴13并从底板插入基座外壳1，基座旋转轴13上环周设置有卡齿；基座外壳1侧壁设置有具有内螺纹的孔洞，插入具有外螺纹的旋转锁定杆14，旋转锁定杆14的内端呈锥形，对应基座旋转轴13的卡齿，外端设置有旋帽15。
立尺面半球体3平面上设置有辅助水准气泡21。立尺面半球体3平面上设置有调向指示标22，调向指示标22的方向与旋转轴6方向一致。
上述结构归为四个功能模块，分别为调平模块、固定模块、调向模块、测角模块。
调平模块由重球2、立尺面半球体3、浮翅4、柔性封闭膜5、旋转轴6、辅助水准气泡21构成。重球2为密度较大地金属球，在重力作用下，始终竖直与地面，为装置调平的关键所在。立尺面半球体3与浮翅4受液体的浮力，且受液面作用下，使整个装置平衡，保持水平。柔性封闭膜5封闭液体，防止液体的蒸发与泄露，其长度较大，保证其对装置无干涉。旋转轴6固定于立尺面半球体3之上，使其能两方向转动，同时起到稳固性的作用。辅助水准气泡21用以在装置自动调平后检查调平效果。
固定模块由可伸缩固定轴7、固定轴滑动槽8、固定轴旋钮9、尺夹臂10、固定螺栓11构成。通过固定轴旋钮9的旋转，带动可伸缩固定轴7的伸缩，延伸至固定轴滑动槽8时，利用螺母锁定，锁定调平装置。可伸缩固定轴7一段设置单面卡齿，用以匹配固定轴旋钮9的卡齿，另一端设置螺纹，用以旋紧螺母。尺夹臂10固定于立尺面半球体3之上，下部设置卡槽，用以固定水准尺，通过固定螺栓11的旋紧，固定水准尺。
调向模块由基座外壳1、基座旋转轴13、旋转锁定杆14、旋帽15、防滑垫16、调向指示标22构成。通过基座旋转轴13的旋转能实现基座外壳1与防滑垫16的分体转动，在保持装置稳固的条件下，对装置进行调向，使调向指示标22方向指向装置倾斜的方向；基座旋转轴13周边弥补竖向卡齿，匹配旋转锁定杆14；旋转锁定杆14顶端设置螺纹，用以杆件的旋进固定，底端设置卡齿，用以锁定基座旋转轴13。
测角模块由测角仪基座17、测角仪转轴18、角度标尺19、测角仪配重20构成；测角仪基座17固定于基座外壳1之上；测角仪转轴18与测角仪配重20使角度测量臂能始终保持竖直；角度标尺19上标注角度，一般设置为0-45°，水平放置时为0°。
材料：1、3、4、9、15、16、17、19、21、22选用塑料材料；5选用质量较轻柔性膜；其他为金属材质，其中2、20选用密度较大地不锈钢件。
具体实施步骤如下：
（1）解锁调平锁定装置，将基座放置于所需测量的监测点；
（2）立尺面半球体3自动调平，检查辅助水准气泡21，若气泡居中进行下一步骤；若不居中，说明基座倾斜，进行调向；
（3）调向：解锁旋帽15，使基座外壳1自由旋转，手动调整，左右旋转，使气泡居中，表明此时调向指示标22指向基座倾斜方向；锁定基座旋转轴13；
（4）立尺面水平后，利用可伸缩固定轴7、固定轴滑动槽8、固定轴旋钮9锁定立尺面位置；
（5）将水准尺立于尺夹臂10内，利用固定螺栓11锁定水准尺位置；
（6）进行读数，转换尺面；
（7）若经过调向处理，需要对基座高度进行误差修正，通过测角仪12测出此时基座倾斜角度α，则此时基座高度实际为l*tanα，l为基座水平时的高度，设置为25cm；
（8）将高程读数进行修正，移站至下一监测点。
本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。
1.一种自调平水准尺固定基座装置，其特征在于：
包括顶部敞开的基座外壳（1），基座外壳（1）内设置有液体，液体中漂浮着立尺面半球体（3），立尺面半球体（3）平面在上、球面在下，下部环周设置水平的浮翅（4），底部中心设置有重球（2），立尺面半球体（3）的前后两侧与基座外壳（1）内壁之间均设置有水平的旋转轴（6）；
立尺面半球体（3）的平面为水准尺的安装面，前后两端设置有向上的尺夹臂（10），尺夹臂（10）上从外向内设置有水平的固定螺栓（11）。
2.根据权利要求1所述的一种自调平水准尺固定基座装置，其特征在于：
立尺面半球体（3）的浮翅（4）边缘与基座外壳（1）内壁之间设置有柔性封闭膜（5）。
3.根据权利要求2所述的一种自调平水准尺固定基座装置，其特征在于：
立尺面半球体（3）左右两侧设置有可伸缩固定轴（7），可伸缩固定轴（7）呈杆状，水平插入立尺面半球体（3）；
可伸缩固定轴（7）内端设置有单面卡齿，单面卡齿与立尺面半球体（3）平面竖直插入的具有卡齿并呈杆状的固定轴旋钮（9）侧向啮合，通过旋转固定轴旋钮（9）令可伸缩固定轴（7）水平移动；
可伸缩固定轴（7）外端设置有螺纹并安装螺母，对应的基座外壳（1）上设置有固定轴滑动槽（8），固定轴滑动槽（8）为竖向的弧板结构，中央设置竖向的条形槽，可伸缩固定轴（7）外端延伸至条形槽内，通过螺母紧固。
4.根据权利要求3所述的一种自调平水准尺固定基座装置，其特征在于：
基座外壳（1）外壁设置有测角仪（12），测角仪（12）包括测角仪基座（17）、测角仪转轴（18）、角度标尺（19）和测角仪配重（20）；
测角仪基座（17）呈l形，包括互相垂直的竖臂和平臂，竖臂固定到基座外壳（1）外壁，平臂外端设置有水平轴孔并安装有测角仪转轴（18），平臂底部设置有弧形向外的角度标尺（19）；
测角仪转轴（18）下方设置有竖直的测角仪配重（20），测角仪配重（20）与角度标尺（19）的相对位置指示基座外壳（1）的倾斜程度。
5.根据权利要求4所述的一种自调平水准尺固定基座装置，其特征在于：
基座外壳（1）的底板下方设置有防滑垫（16），防滑垫（16）中心设置有基座旋转轴（13）并从底板插入基座外壳（1），基座旋转轴（13）上环周设置有卡齿；
基座外壳（1）侧壁设置有具有内螺纹的孔洞，插入具有外螺纹的旋转锁定杆（14），旋转锁定杆（14）的内端呈锥形，对应基座旋转轴（13）的卡齿，外端设置有旋帽（15）。
6.根据权利要求5所述的一种自调平水准尺固定基座装置，其特征在于：
立尺面半球体（3）平面上设置有辅助水准气泡（21）。
7.根据权利要求6所述的一种自调平水准尺固定基座装置，其特征在于：
立尺面半球体（3）平面上设置有调向指示标（22），调向指示标（22）的方向与旋转轴（6）方向一致。
8.根据权利要求7所述的一种自调平水准尺固定基座装置，其特征在于：
重球（2）为金属球，通过杆体固定到立尺面半球体（3）底部中心。
9.根据权利要求8所述的一种自调平水准尺固定基座装置，其特征在于：
旋转轴（6）呈杆状，内端固定到立尺面半球体（3）外壁，外端插入基座外壳（1）内壁设置的轴孔中。
技术总结