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基本信息
- 項目名稱：
- 懸浮平臺式激光水準(zhǔn)儀
- 小類：
- 機械與控制
- 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)計方法，這種水準(zhǔn)儀獨特地使用了懸浮平臺技術(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)，不會產(chǎn)生機械摩擦，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、射程遠的優(yōu)點，使用激光束代替視準(zhǔn)軸進行量測。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、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本項目應(yīng)用了液體表面在重力作用下始終保持水平的原理，制造出了懸浮平臺式激光水準(zhǔn)儀。該儀器在實地測量時無論儀器向那個方向傾斜，都能保持測量光線水平。而且液體屬軟性物質(zhì)，不會產(chǎn)生機械摩擦，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、射程遠的優(yōu)點，使用激光束代替視準(zhǔn)軸進行量測。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補償器中同樣可以利用懸浮平臺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 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
作品所處階段
- 實驗室階段
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點精度，需要提高幾倍甚至幾十倍的制造成本。懸浮平臺式激光水準(zhǔn)儀采用了讀數(shù)分劃線與望遠鏡分離，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。懸浮平臺式激光水準(zhǔn)儀精度不再受望遠鏡系統(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儀器部件引起儀器形變的影響，達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)實現(xiàn)全自動化。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補償器中同樣可以利用懸浮平臺解決類似的誤差問題，從而獲得更高的精度和穩(wěn)定性。總而言之，隨著現(xiàn)代測量技術(shù)的發(fā)展，懸浮平臺式激光水準(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： （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，移動調(diào)焦透鏡機械結(jié)構(gòu)質(zhì)量不好，受熱不均等 （2）（主要）望遠鏡視準(zhǔn)軸因調(diào)焦變動位置。來源儀器老化及調(diào)焦機械結(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）十字絲寬度對讀數(shù)的影響 ，十字絲有一定的寬度，標(biāo)尺遠時標(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)尺上配備能自動跟蹤的光電接收靶，即可進行水準(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，采用液體光楔自動補償技術(shù)（專利號：ZL95231114.3），該精密水準(zhǔn)儀原理是：當(dāng)本機的主軸經(jīng)8＇圓水泡初置平以后，仍會與理論垂線存在小角度的傾斜，此時在補償器中的平鏡（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，可以獲得補償。這種補償方式是針對激光水平角的補償，其精度對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)，溫度的變化會對其精度造成影響。另外，其激光源是固定在主機上的，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。
