一种自动调平三脚架的制作方法

本发明涉及工程测量仪器领域，具体涉及一种自动调平三脚架。

背景技术：

现代社会对工程建设的质量要求日趋严格，工程的质量与设计和施工的精度直接相关，而精确的设计和施工必须建立精确的工程测量的基础上。工程测量中常用的仪器主要有水准仪、经纬仪、全站仪等，功能各有差异，但无论哪种仪器，其在使用时都需要有一个稳定的支撑装置——三脚架。传统的三脚架由于其结构简单、支撑稳定的优良特点而传用至今，但美中不足的是，传统三脚架在使用前，调平操作麻烦、耗时，需要通过反复对三脚架的三个支撑脚和仪器上的微调装置进行调平，才能使仪器上的水准器气泡居中，达到测量仪器准确放置的使用要求，调整时极其消耗个人精力，且其调平的精度更多的还是由操作者的经验来决定。整个调平过程准确度难以把控，操作麻烦，耗时较长，严重影响工程测量的精度和效率。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种自动调平三脚架，能够极大的简化测量仪器的调平过程，减少反复调整的操作时间和精力消耗，操作简单、快捷，提高调平精度和效率。

一种自动调平三脚架，包括与地面接触且高度可调节的三脚支腿，以及设置在三脚支腿上端的支架平台，其特征在于，还包括:调平机构、锁位机构和仪器安装台；所述调平机构为一以铅垂线为对称中心的轴对称体,包括:铅垂设置的支撑棒、水平设置在支撑棒顶部的圆台形的支撑平台、设置在支撑棒底部的球状铁质的重锤体，以及设置在靠近所述支撑平台的支撑棒上的球形的转轴体；所述支架平台的中部设置有一个上下贯通的调整孔，所述调整孔的下部设置成与所述转轴体的下半部分相匹配的凹球面；所述调平机构通过转轴体与所述调整孔的配合可转动的挂置在支架平台上，使调平机构始终保持铅垂；所述锁位机构可拆卸的安装在所述三脚支腿上，包括：电磁吸附板以及三个均匀分布在电磁吸附板边缘上的固定脚；三个所述固定脚对应卡装到三脚支腿上，将电磁吸附板横向固定到所述调平机构下方的三脚支腿上，所述电磁吸附板通电后吸附所述重锤体以固定所述调平机构；所述仪器安装台的上表面上设有固定仪器的固定机构，仪器安装台的下表面上设置卡脚；所述支撑平台的上表面设与所述卡脚相匹配的卡口，通过所述卡口与卡脚的配合，将仪器安装台水平安装到支撑平台的上部。

通过三脚支腿稳定站立之后，形为轴对称体的调平机构在地心引力的作用下，以球形的转轴体为中心，自动调整到铅垂状态，使支撑平台的上表面保持水平；此时，锁位机构的电磁吸附板通电产生磁力，吸附重锤体以将整个调平机构锁定在当前的铅垂状态，从结构上维持支撑平台的水平状态；最后将安装有仪器的仪器安装台卡装到支撑平台的上部，直接使仪器处于精度较高的水平状态，极大的简化测量仪器的调平过程，减少反复调整的操作时间和精力消耗，简单、快捷、高效的完成了仪器的调平工作。

进一步地，上述支撑棒的长度可调，包括：上管体和活动插装在上管体内的伸缩杆；所述上管体的上部连接所述转轴体，上管体的下部设置与上管体同轴的伸缩孔，上管体的下端可拆卸的设置一中部开设有与所述伸缩孔同轴通孔的端盖；所述伸缩杆的上部为与所述伸缩孔同轴的滑动体，伸缩杆的下端为直径小于所述滑动体且与滑动体同轴的杆体；所述滑动体套插在所述伸缩孔内，杆体穿过所述端盖上的通孔突出到上管体的下部，并在所述滑动体和端盖之间的杆体上套设一弹簧；所述杆体的下端通过螺纹与所述重锤体可拆卸的连接。通过上述结构使支撑棒的长度可调，适应三脚支腿在不同开度和高度状态下，重锤体都能顺利的与电磁吸附板接触并被其牢固的吸附住，达到调平锁位的效果。同时，重锤体与支撑棒通过螺纹连接，可随时将重锤体和支撑棒拆分，方便在必要时拆卸或组装调平机构，使用更方便。

进一步地，上述滑动体呈长条状，且为中间段直径小于两端的哑铃形，保证伸缩杆在伸缩孔内同轴导向的同时，减少摩擦面积以减小摩擦力。

进一步地，上述电磁吸附板包括：设置在电磁吸附板上表面的电磁极板以及设置在电磁吸附板下部的电池，所述电磁极板与电池电连接，并在电磁极板和电池之间设置一个开关，通过所述开关控制电磁极板的通电产生磁力或者断电消磁。

进一步地，上述开关为遥控控制开关，通过一个手持的遥控器控制其通电或断电，避免外力介入对三脚支腿的调平状态产生影响，进一步保证了调平的精度。

进一步地，上述固定脚通过设置在其外端的抱箍与三脚支腿固定，所述抱箍包括：呈左右对称设置的两个抱紧体，两个所述抱紧体的一端与固定脚铰接，两个抱紧体的对合部设置一个搭扣；所述搭扣的活动端和固定端分别固定在一个抱紧体上，通过所述活动端和固定端的结合与分离，使所述抱箍闭合抱紧所述三脚支腿，或者使抱箍打开松开所述三脚支腿。

进一步地，上述抱紧体包括多段铰接的抱紧条；多段结构的设计，使抱箍闭合时的形状能与三脚支腿的外形更匹配，保证抱合的牢固可靠。

进一步地，所述调整孔的上部设置有沉头孔，并在所述沉头孔内设置一个压盖，所述压盖的上部设置有水平向外延伸的凸沿，并通过所述凸沿挂坐在所述支架平台上，所述压盖的下部插装在沉头孔内，且压盖的下表面设置成与所述转轴体的上半部分相匹配的凹球面，通过所述压盖与调整孔的配合形成一个与所述转轴体相匹配的转轴腔，限制调平机构做上下移动。

进一步地，上述压盖外侧的支架平台上设置有可转动的压块，转动所述压块压紧固定或者松开所述压盖，保证对调平机构轴向限位的可靠性，且便于拆装。

进一步地，上述卡口为设置在所述支撑平台上表面中部的正方形凹孔，所述卡脚设置在所述仪器安装台下表面的中部位置，且为与所述正方形凹孔相匹配的正方形凸台；通过正方形凹孔与凸台的配合，仪器的安装更加简单、快捷。

综上所述，本发明提供的自动调平三脚架，能够极大的简化测量仪器的调平过程，减少反复调整的操作时间和精力消耗，操作简单、快捷，提高调平精度和效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构半剖示意图；

图3为本发明调平机构的结构剖面示意图；

图4为本发明锁位机构的结构示意图；

图5为本发明抱箍的结构示意图。

附图标记：1-三脚支腿；2-支架平台；21-调整孔；22-压盖；23-转轴腔；24-压块；3-调平机构；31-支撑棒；311-上管体；3111-伸缩孔；312-伸缩杆；3121-滑动体；3122-杆体；313-端盖；314-弹簧；32-支撑平台；321-卡口；33-重锤体；34-转轴体；4-锁位机构；41-电磁吸附板；411-电磁极板；412-开关；413-遥控器；42-固定脚；43-抱箍；431-抱紧体；4311-抱紧条；432-搭扣；4321-活动端；4322-固定端；5-仪器安装台；51-卡脚

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。

如图1至图5所示，本发明实施例提供的一种自动调平三脚架，包括：三脚支腿1、支架平台2、调平机构3、锁位机构4和仪器安装台5。三脚支腿1包括三个均匀分布且高度和角度都可以调节的支腿，并通过支腿与地面接触实现稳定支撑的效果。支架平台2设置在三脚支腿1的上端，其中部设置有一个上下贯通的调整孔21，用以安装调平机构3。

参见图3，调平机构3为一个以铅垂线为对称中心的轴对称体,包括:铅垂设置的支撑棒31、水平设置在支撑棒31顶部的圆台形的支撑平台32、设置在支撑棒31底部的球状铁质的重锤体33，以及设置在靠近支撑平台32位置的支撑棒31上的球形的转轴体34。为适应三脚支腿1的不同开度和高度状态，支撑棒31的长度可调。支撑棒31主要由一个上管体311和一个活动插装在上管体311内的伸缩杆312组成；该上管体311的上部连接转轴体34，上管体311的下部设置与上管体311同轴的伸缩孔3111，并在上管体311的下端螺接一个的中部开设有与该伸缩孔3111同轴的通孔的端盖313。伸缩杆312的上部为与该伸缩孔3111同轴的滑动体3121，且该滑动体3121呈长条状，且其中间段直径小于两端形成哑铃形，保证伸缩杆312在伸缩孔3111内同轴导向的同时，减少摩擦面积以减小摩擦力；伸缩杆312的下端为直径小于滑动体3121且与滑动体3121同轴的杆体3122。滑动体3121精密配合的套插在伸缩孔3111内，杆体3122穿过端盖313上的通孔突出到上管体311的下部，并在滑动体3121和端盖313之间的杆体3122上套设一弹簧314，以使支撑棒31具备伸缩性，保证在三脚支腿1的不同开度和高度状态下，重锤体都能顺利的与电磁吸附板接触并被其牢固的吸附住，增加锁位的可靠性。杆体3122的下端通过螺纹与重锤体33可拆卸的连接，可随时将重锤体和支撑棒拆分，方便在必要时拆卸或组装调平机构，使用更方便。

参见图2，三脚支腿1展开放置稳定后，通过调整孔21与转轴体34的配合将调平机构3挂置到支架平台2上，使调平机构3始终保持铅垂。调整孔21的下部设置成与转轴体34的下半部分相匹配的凹球面，调整孔21的上部设有沉头孔，在沉头孔内设置一个压盖22，该压盖22的上部设置有水平向外延伸的凸沿，并通过该凸沿挂坐在支架平台2上；压盖22的下部插装在该沉头孔内，且压盖22的下表面设置成与该转轴体34的上半部分相匹配的凹球面；通过压盖22与调整孔21的配合形成一个与转轴体34相匹配的转轴腔23，调平机构3通过该转轴体34和转轴腔23的活动配合，可万向转动的卡装到支架平台2上，转轴体34的外表面以及转轴腔23的内表面均通过精加工形成表面粗糙度极小的光滑面，并在二者的配合面上加注润滑油以形成润滑油膜，使二者的配合处摩擦力很小，转轴体34能在转轴腔23内灵活转动，在重力的作用下使调平机构3始终保持铅垂。同时，为保证对调平机构3轴向限位的可靠性，压盖22外侧的支架平台2上设置有多个可转动的压块24，转动该压块24压紧固定或者松开压盖22，便于拆装。

如图4和图5所示，锁位机构4包括：电磁吸附板41以及三个均匀分布在电磁吸附板41边缘上的固定脚42，三个固定脚42各通过一个设置在其外端的抱箍43与三脚支腿1的三个支腿固定，使电磁吸附板41在调平机构3的下方呈大体水平的状态固定在三脚支腿1上，同时起到稳定三脚支腿1的作用。参见图5，抱箍43主要由呈左右对称设置的两个抱紧体431组成，抱紧体431由多段抱紧条4311铰接而成，使抱箍43闭合时的形状能与三脚支腿1的外形更匹配，保证抱合的牢固可靠；抱紧体431的一端与固定脚42铰接，两个抱紧体431的对合部设置一个搭扣432，该搭扣432的活动端4321和固定端4322分别固定在一个抱紧体431上：通过活动端4321和固定端4322的结合与分离，使抱箍43闭合抱紧三脚支腿1以固定锁位机构4，或者使抱箍43打开松开三脚支腿1，以方便拆装卸下锁位机构4。

参见图4，电磁吸附板41包括：设置在电磁吸附板41上表面的电磁极板411以及设置在电磁吸附板41下部的电池，电磁极板411与电池电连接，并在电磁极板411和电池之间，设置一个控制电磁极板411的通电产生磁力或者断电消磁的开关412；为避免外力介入对三脚支腿1的调平状态产生影响，以进一步保证了调平的精度，该开关412为遥控控制开关，通过一个手持的遥控器413遥控其通电或断电。

通过三脚支腿1稳定站立之后，形为轴对称体的调平机构3在地心引力的作用下，以球形的转轴体34为中心，自动调整到铅垂状态，使支撑平台32的上表面保持水平；此时，控制锁位机构4的电磁吸附板41通电产生磁力，吸附重锤体33以使其自动调节长度后与电磁吸附板41接触，将整个调平机构3锁定在当前的铅垂状态，从结构上维持支撑平台32的水平状态，得到精度较高的仪器放置基础。

之后，将仪器通过仪器安装台5上表面上设置的固定仪器的固定机构，将仪器稳定安装到仪器安装台5上，然后对准支撑平台32上表面中部设置的正方形凹孔状的卡口321，通过仪器安装台5下表面上设置的与该卡口321相匹配的正方形凸台状的卡脚51，便捷的插装到支撑平台32上；因仪器安装台5为上、下表面平行的柱状体，在支撑平台32上表面保持水平的情况下，仪器自然保持水平，不用再进行繁琐的调平操作。

综上所述，采用上述方案，本发明提供的自动调平三脚架，能够极大的简化测量仪器的调平过程，减少反复调整的操作时间和精力消耗，操作简单、快捷，提高调平精度和效率。

需要说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。