一种测绘仪用野外防震支架及防震底座的制作方法与流程

本发明涉及到光学测绘领域的测绘仪，具体的说是一种测绘仪用野外防震支架及防震底座的制作方法。

背景技术：

测绘仪是光学测绘领域常用的设备，是结合光、机、电一体将工件摄入电脑处理并放大18到230倍显示于屏幕上的设备，它可以直接拍照存档或做表面观察、量测、绘图，其测量数据可做SPC统计，制成EXCEL报表，绘制图档可以转成AUTOCAD应用，AUTOCAD图形也可以调入电脑软件中与工件对比，制成资料，可以在电脑上储存、列印，更可透过网络进行传送。

支架是测绘仪的一种常用配件，由于测绘仪有不同的型号、大小，与之相匹配使用的支架也有不同的规格。现有的支架侧重点在于对测绘仪的稳定支撑，但是这种支架实际上只是对摄影的三脚架进行了简单的改装以使其可用于稳定支撑测绘仪，并没有专用于测绘仪设计的防震动支架；这种改良的支架对于地面的振动并不能很好的隔绝，附近地面的震动（如车辆行驶）都会对其上安装的测绘仪产生震动影响，从而影响其测绘的准确性。

技术实现要素：

为解决现有技术中测绘仪的支架防震动效果并不理想、容易受到附近地面震动导致测绘结果出现偏差的问题，本发明提供了一种测绘仪用野外防震支架及防震底座的制作方法，该防震支架通过特殊设计具有独特结构和独特材质的防震底座，能够将地面产生的震动大幅度削减甚至隔绝，从而避免其对测绘仪产生干扰和影响。

本发明为实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种测绘仪用野外防震支架，包括一用于放置测绘仪的载物台和支撑载物台的三条支腿，所述支腿的底部通过螺栓可拆卸设置有防震底座，该防震底座包括柱状连接体、设置在柱状连接体上下两端的圆形固定盘、沿柱状连接体长度方向且环绕其设置的环形阻隔体以及包覆柱状连接体和环形阻隔体的橡胶填充体，其中，所述环形阻隔体的直径小于圆形固定盘的直径，且环形阻隔体的上下两个表面均为向边缘倾斜的坡面，以使其形成边缘薄中间厚的饼状结构，相邻的环形阻隔体之间或环形阻隔体与圆形固定盘之间具有间隙以形成容纳橡胶填充体的填充腔。

所述坡面与柱状连接体的表面密布有凹陷、凸起或纹络，以便于橡胶填充体的结合。

所述载物台上表面设置有固定槽，固定槽内嵌套有用于放置测绘仪的橡胶软垫。

按照重量比，所述橡胶软垫由30～35份的丁苯橡胶、10～12份的锦纶纤维、2～3份的碳纤维、2～3份的硫化剂、5～7份的炭黑、1～2份的改性空心玻璃微珠、3～4份的碳化硅微粉、0.8～1份的改性钛酸钾晶须和4～6份的补强剂在60～80℃条件下混炼而成，所述补强剂由8～10份海泡石绒、1～2份的改性纳米二氧化钛、10～12份正硅酸乙酯制成；所述改性空心玻璃微球和改性六钛酸钾晶须分别是将市售的空心玻璃微球和市售的六钛酸钾晶须与其重量3-5%的表面改性剂混合后静置1-2h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成。

所述补强剂制备方法为：按照重量比，取10～12份正硅酸乙酯与去离子水按照1:8-10的比例混合，再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、8～10份海泡石绒和1～2份的改性纳米二氧化钛混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率350-370kHz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末，最后将固体粉末在有氧条件下充分灼烧除去碳粉即得到补强剂；所述改性纳米二氧化钛是市售的纳米二氧化钛与其重量3-5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、碳酸钠和KH550按照重量比3-4:1-2:30的比例混合而成。

所述柱状连接体、圆形固定盘和环形阻隔体为基料、填充料和制孔剂混料后一体烧结形成的陶瓷结构，其中，按照重量比，所述基料由20-24份煅烧高岭土、8-10份的木节粘土和12-14份的石英组成，填充料由2-3份细度不超过45微米的蓝晶石细粉、4-5份细度不超过5微米的活性氧化铝微粉和3-4份的改性纳米二氧化硅组成，制孔剂由7-9份细度不超过30微米的碳化硅细粉、1-2份的高锰酸钾和2-3份的碱石灰组成；所述改性纳米二氧化硅为市售纳米二氧化硅与其重量3-5%的表面改性剂混合得到，所述表面改性剂由氢氧化钡、碳酸钠和KH550按照重量比3-4:1-2:30的比例混合而成。

所述柱状连接体、圆形固定盘和环形阻隔体一体烧结的方法包括以下步骤：

1）将市售纳米二氧化硅与其重量3-5%的表面改性剂混合得到改性纳米二氧化硅，所述表面改性剂由氢氧化钡、碳酸钠和KH550按照重量比3-4:1-2:30的比例混合而成；

2）按照上述要求称取各原料并混合，然后依次向混合后的各原料中加入各原料总重35%的水、各原料总重2%的丙酮、各原料总重1%的工业植物油和各原料总重0.8%的石墨粉，而后拌合均匀并研磨制成细度为300目的粉料，备用；

3）将步骤2）得到的粉料送入模具中压铸成型并进行烧结，冷却后即得到一体成型的柱状连接体、圆形固定盘和环形阻隔体；

所述烧结分为低温段、中温段和氧化烧结段三部分，其中，低温段是指使炉内温度从常温在6h均匀升高到420℃，并保持该温度1-2h，在此过程中，保持炉内氧气含量不高于4%；

所述中温段是指，使炉内温度从420℃在4h均匀升高到1050℃，在此过程中，保持炉内氧气含量不低于45%；

所述氧化烧结段是指，使炉内温度从1050℃在2h均匀升高到1450℃，并保持该温度3h，在此过程中，保持炉内氧气含量不低于45%。

按照重量比，所述橡胶填充体由40～45份的芳纶橡胶、8～10份的锦纶纤维、1～2份的硫化剂、3～4份的促进剂、7～9份的炭黑、2～3份的氯化钡、2-3份的淀粉和1～2份的氧化铝微粉在70～80℃条件下混炼而成。

上述防震底座的制作方法为，首先制作一体结构的柱状连接体、圆形固定盘和环形阻隔体，然后准备橡胶填充体并加热使其融化，再将一体结构的柱状连接体、圆形固定盘和环形阻隔体完全浸入到融化后的橡胶填充体中静置20-30min，取出后待橡胶填充体冷却即得到防震底座。

有益效果，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）本发明通过在支腿的底部设置柱状连接体、设置在柱状连接体上下两端的圆形固定盘、沿柱状连接体长度方向且环绕其设置的环形阻隔体以及包覆柱状连接体和环形阻隔体的橡胶填充体防震底座构成的防震底座，从而将附近地面传递过来的震动充分吸收、削减甚至隔绝，从而避免了其对测绘仪的影响，提高了测绘的精度；

2）本发明通过在载物台上设置固定槽，然后在固定槽内嵌套用于放置测绘仪的橡胶软垫，从而进一步削减了震动对测绘仪的影响；而且，该橡胶软垫中含有改性空心玻璃微珠，一方面能够均匀分散在丁苯橡胶和锦纶纤维形成的基体中，另一方面是改性过程中使空心玻璃微珠表面接枝大量的硅羟基，这些基团通过化学反应将空心玻璃微珠与基体连接起来，保证二者具有良好的界面结合力，材料在受到外力时，空心玻璃微珠粒子在材料中受到应力发生形变、破坏等，从而吸收冲击能量，提高冲击性能，同时还可以引发银纹，终止裂缝扩展，在一定形态结构下引发基体的剪切屈服，从而消耗大量的冲击能量，又能较好地传递所承受的外力，提高橡胶基体的压缩强度、弯曲强度、冲击强度；含有的海泡石绒也具有微孔结构，具有很大的比表面积，分散到橡胶基体中也能吸收震动和冲击；

3）本发明中构成防震底座的柱状连接体、圆形固定盘和环形阻隔体为一体烧结成型的陶瓷体，其以烧制陶瓷的常规原料煅烧高岭土、木节粘土和石英作为主料，其中混入碳化硅、高锰酸钾和碱石灰作为制孔剂，既可确保烧成后的陶瓷中含有一些开放型气孔（或称开口气孔），而且也不会影响其强度；碳化硅在高温氧化气氛中容易发生氧化反应：SiC+2O₂→CO₂+SiO₂，该反应开始温度较高，1000℃开始明显氧化，颗粒越细，则氧化速度越快，反应产物CO₂的逸出容易造成陶瓷坯体表面形成开口气孔，而反应产物SiO₂具有较高活性，与氧化铝反应生成莫来石，从而在陶瓷内形成莫来石增强体；高锰酸钾高温生成的氧气提供富氧环境，而锰酸钾和二氧化锰在高温下性质稳定，与碱石灰中的氢氧化钠和氢氧化钾在高温下并不会参与任何反应，而且由于其熔点高，所以高温下弥散在整个体系内，当这些颗粒进入到气孔内及气孔边缘时，会增加陶瓷表面及气孔的面积，从而在其与其它物质结合时，提供更强的结合力；同时，本发明中填充料在高温下，其中的蓝晶石细粉，既可确保生成较多的莫来石相，保证制品的力学强度，蓝晶石从1100℃左右开始分解、生成莫来石和SiO₂，1300℃以后显著分解转化，由于该莫来石化反应伴随有16-18%的体积膨胀，因此还可填充由于碳化硅氧化产生的孔隙，使单个孔隙变小，整体孔隙率降低，并且会改变陶瓷内孔隙的形状和分布；由于陶瓷中含有大量的微孔，从而能够吸收并削弱震动的传递；

利用氢氧化钡和碳酸钠混合作为催化剂让纳米级的 SiO₂粒子的表面能够受到羟基的作用，从而含有一定数量的含氧官能团，增加了纳米级SiO₂粒子的有关表面相容性，在纳米级SiO₂粒子作为填充料与其余原料充分混合时，因为SiO₂颗粒很小，且比表面积大，细微化的结构使得其余物料与其的接触面积增大，使SiO₂粒子可以在物料中均匀分散，从而便于SiO₂与其余物质在高温下发生化学键合或者物理结合。此外，均匀分散的纳米级SiO₂相当于“锚点”，其能够使高温环境下生成的强化基体与其结合，在受到外力冲击作用下，能够产生 “应力集中”的效应，使得其周围的一些基体“屈服”并吸收较多的变形功，此外也能够产生 “钉扎-攀越”效应，增大裂纹在扩展时所受到的阻力，消耗变形功，从而使其韧性增加；

4）本发明中构成防震底座的橡胶填充体与多孔陶瓷结构的柱状连接体、圆形固定盘和环形阻隔体相配合，能够进一步削弱、吸收甚至隔绝震动的传递。

附图说明

图1为本发明防震支架的结构示意图；

图2为本发明防震底座的内部结构示意图；

附图标记：1、载物台，2、支腿，3、防震底座，301、柱状连接体，302、圆形固定盘，303、环形阻隔体，304、填充腔，305、坡面，4、橡胶软垫，5、橡胶填充体。

具体实施方式

如图所示，一种测绘仪用野外防震支架，包括一用于放置测绘仪的载物台1和支撑载物台1的三条支腿2，所述支腿2的底部通过螺栓可拆卸设置有防震底座3，该防震底座3包括柱状连接体301、设置在柱状连接体301上下两端的圆形固定盘302、沿柱状连接体301长度方向且环绕其设置的环形阻隔体303以及包覆柱状连接体301和环形阻隔体303的橡胶填充体5，其中，所述环形阻隔体303的直径小于圆形固定盘302的直径，且环形阻隔体303的上下两个表面均为向边缘倾斜的坡面305，以使其形成边缘薄中间厚的饼状结构，相邻的环形阻隔体303之间或环形阻隔体303与圆形固定盘302之间具有间隙以形成容纳橡胶填充体5的填充腔304。

以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：

如，所述坡面305与柱状连接体301的表面密布有凹陷、凸起或纹络，以便于橡胶填充体5的结合；

又如，所述载物台1上表面设置有固定槽，固定槽内嵌套有用于放置测绘仪的橡胶软垫4；

进一步的，按照重量比，所述橡胶软垫4由30～35份的丁苯橡胶、10～12份的锦纶纤维、2～3份的碳纤维、2～3份的硫化剂、5～7份的炭黑、1～2份的改性空心玻璃微珠、3～4份的碳化硅微粉、0.8～1份的改性六钛酸钾晶须和4～6份的补强剂在60～80℃条件下混炼而成，所述补强剂由8～10份海泡石绒、1～2份的改性纳米二氧化钛、10～12份正硅酸乙酯制成；所述改性空心玻璃微球和改性六钛酸钾晶须分别是将市售的空心玻璃微球和市售的六钛酸钾晶须与其重量3-5%的表面改性剂混合后静置1-2h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成；

更进一步的，所述补强剂制备方法为：按照重量比，取10～12份正硅酸乙酯与去离子水按照1:8-10的比例混合，再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、8～10份海泡石绒和1～2份的改性纳米二氧化钛混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率350-370kHz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末，最后将固体粉末在有氧条件下充分灼烧除去碳粉即得到补强剂；所述改性纳米二氧化钛是市售的纳米二氧化钛与其重量3-5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、碳酸钠和KH550按照重量比3-4:1-2:30的比例混合而成；

再如，所述柱状连接体301、圆形固定盘302和环形阻隔体303为基料、填充料和制孔剂混料后一体烧结形成的陶瓷结构，其中，按照重量比，所述基料由20-24份煅烧高岭土、8-10份的木节粘土和12-14份的石英组成，填充料由2-3份细度不超过45微米的蓝晶石细粉、4-5份细度不超过5微米的活性氧化铝微粉和3-4份的改性纳米二氧化硅组成，制孔剂由7-9份细度不超过30微米的碳化硅细粉、1-2份的高锰酸钾和2-3份的碱石灰组成；所述改性纳米二氧化硅为市售纳米二氧化硅与其重量3-5%的表面改性剂混合得到，所述表面改性剂由氢氧化钡、碳酸钠和KH550按照重量比3-4:1-2:30的比例混合而成；

进一步的，所述柱状连接体301、圆形固定盘302和环形阻隔体303一体烧结的方法包括以下步骤：

1）将市售纳米二氧化硅与其重量3-5%的表面改性剂混合得到改性纳米二氧化硅，所述表面改性剂由氢氧化钡、碳酸钠和KH550按照重量比3-4:1-2:30的比例混合而成；

2）按照上述要求称取各原料并混合，然后依次向混合后的各原料中加入各原料总重35%的水、各原料总重2%的丙酮、各原料总重1%的工业植物油和各原料总重0.8%的石墨粉，而后拌合均匀并研磨制成细度为300目的粉料，备用；

3）将步骤2）得到的粉料送入模具中压铸成型并进行烧结，冷却后即得到一体成型的柱状连接体301、圆形固定盘302和环形阻隔体303；

更进一步的，所述烧结分为低温段、中温段和氧化烧结段三部分，其中，低温段是指使炉内温度从常温在6h均匀升高到420℃，并保持该温度1-2h，在此过程中，保持炉内氧气含量不高于4%；

所述中温段是指，使炉内温度从420℃在4h均匀升高到1050℃，在此过程中，保持炉内氧气含量不低于45%；

所述氧化烧结段是指，使炉内温度从1050℃在2h均匀升高到1450℃，并保持该温度3h，在此过程中，保持炉内氧气含量不低于45%；

又再如，按照重量比，所述橡胶填充体5由40～45份的芳纶橡胶、8～10份的锦纶纤维、1～2份的硫化剂、3～4份的促进剂、7～9份的炭黑、2～3份的氯化钡、2-3份的淀粉和1～2份的氧化铝微粉在70～80℃条件下混炼而成；

最后，上述防震底座的制备方法为，首先制作一体结构的柱状连接体301、圆形固定盘302和环形阻隔体303，然后准备橡胶填充体5并加热使其融化，再将一体结构的柱状连接体301、圆形固定盘302和环形阻隔体303完全浸入到融化后的橡胶填充体5中静置20-30min，取出后待橡胶填充体5冷却即得到防震底座。