一种田地地理信息测绘设备及其测量方法
技术领域
本发明涉及测绘设备技术领域，特别是一种田地地理信息测绘设备及其测量方法。
背景技术
测绘设备是指为测绘作业设计制造的数据采集、处理、输出等仪器和装置，在工程建设中规划设计、施工及经营管理阶段进行测量工作所需用的各种定向、测距、测角、测高、测图以及摄影测量等方面的仪器。目前的测绘设备包括支撑平台、测绘仪器和测绘支架，支撑平台的底部且饶其圆周方向铰接有三个测绘支架，测绘仪器固定安装于支撑平台的顶部，当要使用该测绘设备测量某个区域的地理信息时，操作人员可将三个测绘支架展开并支撑于地面上，使用测绘仪器观察所测量区域的地理信息(如测试点距离指定地点的直线距离)，从而完成测绘。
当使用该测绘设备测绘田地的地理信息时，操作人员将三个测绘支架均支撑于田地上，然后调整各个测绘支架相对支撑平台的位置，进而确保支撑平台处于平整状态，即要确保支撑平台的台面与地表面平行，若支撑平台不平整将导致测绘仪器的镜头处于倾斜状态，进而降低了测绘仪器的测量精度；当支撑平台调整到位后，再通过测绘仪器对田地进行测绘。然而，这种测绘设备虽然能够完成对田地的地理信息进行测绘，但是田地中的地面高低不平整，导致操作人员需要消耗很长时间才能将支撑平台调整到水平状态，不仅增加了工人的劳动强度，而且还降低了调整效率。此外，现有的测绘设备还存在以下缺陷：1、测绘仪器镜头的测绘角度根本无法调节，需要多次移动整个测绘设备才能完成整个田地地理信息的测绘。2、当需要调节测绘仪器的高度时，又需要靠拢三个测绘支架或展开三个测绘支架，才能完成测绘仪器的高度的调节，调节非常不方便。3、由于测绘仪器是固定在支撑平台上的，导致测绘仪器的俯仰角度无法调节，因此无法测绘高低区域的地理信息。因此亟需一种能够快速高效调平支撑平台、能够任意调节测绘仪器测绘方向、方便调节测绘仪器的高度、能够适应高低不平整地面的测绘设备。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能够快速高效调平支撑平台、能够任意调节测绘仪器测绘方向、能够调节测绘仪器俯仰角度、方便调节测绘仪器的高度、能够适应高低不平整地面的田地地理信息测绘设备。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种田地地理信息测绘设备，它包括支撑平台、铰接于支撑平台底部的主轴、固设于支撑平台顶部的测绘仪器调节机构，所述测绘仪器调节机构包括固定轴、用于调节测绘仪器高度的高度调节机构、用于调节测绘仪器测绘方向的方向调节机构和用于调节测绘仪器测绘角度的俯仰调节机构，所述固定轴固设于方向调节机构上，高度调节机构设置于方向调节机构上，俯仰调节机构设置于高度调节机构上，俯仰调节机构上设置有测绘仪器，所述固定轴上旋转安装有悬臂，悬臂的下方设置有接地机构，接地机构包括机箱、设置于机箱内的丝杆螺母副、固设于机箱顶部的立板以及开设于机箱侧壁上的通槽，所述丝杆螺母副的螺母C上固设有支撑板，支撑板贯穿通槽设置，支撑板上固设有电机I，电机I的输出轴向下贯穿支撑板设置且延伸端上经联轴器连接有钻头，立板上开设有竖向设置的腰形孔，所述悬臂上固设有水平设置的导轨，导轨上滑动安装有滑块，滑块的前端面上焊接有螺纹杆，螺纹杆贯穿腰形孔设置且其螺纹段上螺纹连接有螺母D，在螺纹连接力下螺母D抵压在立板上；所述主轴上端部的柱面上设置有外螺纹，外螺纹上设置有调平筒，调平筒的底部焊接有螺母A，螺母A螺纹连接于外螺纹上，主轴贯穿调平筒设置。
所述方向调节机构包括固定板和圆盘，固定板固设于固定轴上，固定板上开设有两个位于固定轴两侧的通孔，圆盘设置于固定板上方，圆盘经滚珠轴承旋转安装于固定轴上，圆盘上开设有两个与通孔相对应的弧形孔，弧形孔与通孔之间设置有调节螺钉，调节螺钉顺次贯穿弧形孔和通孔且与螺母B螺纹连接。
所述高度调节机构包括升降板、固设于圆盘顶部的两个螺杆，升降板设置于圆盘上方，升降板上开设有两个分别与两个螺杆相对应的导向孔，升降板的导向孔套设于螺杆上，螺杆的顶部螺纹连接有螺母E，螺杆上套设有弹簧，弹簧的一端焊接于圆盘上，另一端焊接于升降板上。
所述俯仰调节机构包括支板、俯仰板和俯仰板驱动机构，所述支板固设于升降板的顶表面上，俯仰板的一端铰接于支板上，俯仰板水平设置，所述俯仰板驱动机构包括套筒、拨杆和顶杆，所述套筒固设于升降板的顶部且设置于俯仰板的下方，套筒内滑动安装有顶杆，套筒的侧壁上开设有连通套筒内孔的侧槽，侧槽的侧壁上铰接有拨杆，拨杆为L杆，拨杆的垂直部伸入于套筒的内孔中，且垂直部的顶部抵靠在顶杆的底部，拨杆的水平部铰接于侧槽中，套筒内设置有垂向设置的拉伸弹簧，拉伸弹簧的一端固设于升降板上，另一端固设于拨杆的水平部上，在拉伸弹簧的弹簧力下，顶杆的顶部抵压在俯仰板的底表面上。
所述固定轴上设置有滚动轴承，滚动轴承的内圈与固定轴过盈配合。
所述悬臂的一端开设有弧形槽，弧形槽焊接于滚动轴承的外圈上。
所述主轴的底部固设有尖头。
所述丝杆螺母副竖向设置，所述丝杆螺母副包括螺母C、丝杆、电机II和机架，所述机架固设于机箱的侧壁上且位于通槽的上方，电机II固定安装于机架的顶部，机架与机箱的底部之间旋转安装有丝杆，螺母C螺纹连接于丝杆上，电机II的输出轴与丝杆的一端经联轴器连接。
它还包括控制器，所述控制器与电机II和电机I电连接。
所述测绘设备测量土地地理信息的方法，它包括以下步骤：
S1、将尖头插入到田地中，主轴支撑起整个测绘仪器调节机构，从而实现了第一个支点的固定；
S2、支撑平台的调平，操作人员旋转螺母A，使螺母A沿着主轴轴向向上运动，螺母A带动调平筒向上运动，调平筒的顶表面将支撑平台支撑起来，当支撑平台的底表面完全贴合在调平筒的顶表面上，即可完成支撑平台的调平；
S3、第二支点的固定，操作人员先转动悬臂，悬臂带动接地机构绕主轴轴线转动，当接地机构转动到靠近田地中高地层时，停止转动悬臂；随后拧松螺母D，向上滑动立板以使整个接地机构处于高地层的上方，到位后拧紧螺母D以将支板及其接地机构锁紧在滑块上；随后操作人员水平沿着导轨滑动滑块，当接地机构的钻头处于高地层的正上方时，停止滑动滑块；随后打开电机I和电机II，电机II带动螺母C转动，螺母C沿着丝杆向下运动，进而带动钻头向下运动，同时电机I带动钻头转动，钻头在两个合运动下钻入到高地层中，从而实现了第二支点的固定，进而将整个测绘设备固定在田地中，此时操作人员即可在田地上进行地理测绘；
S4、在测绘过程中，若要调节测绘仪器的测绘方向时，可拧松螺母B，然后绕着主轴的轴线转动圆盘，此时调节螺钉相对圆盘在弧形孔内移动，圆盘转动时带动高度调节机构及其上的测绘仪器转动，当调节到位后拧紧螺母B，从而实现了对测绘仪器方向的调整；若要调节测绘仪器的高度时，可拧松或拧紧螺母E，当拧紧螺母E时，螺母E向下压升降板，进而带动测绘仪器向下运动，当拧松螺母E时，升降板在弹簧的恢复力下向上运动，进而带动测绘仪器向上运动，从而实现了对测绘仪器的高度调整；当要改变测绘仪器的俯仰角度时，可向上抬起拨杆的左端部或向下压拨杆的左端部，当向下压拨杆的左端部时，拨杆带动顶杆向上运动，顶杆将俯仰板向上抬起，俯仰板相对于支板向上转动，进而带动测绘仪器向上翻转，当向上抬起拨杆的左端部时，拨杆的水平部压缩拉伸弹簧，俯仰板在自身重力下相对于支板向下转动，从而改变测绘仪器的俯仰角度。
本发明具有以下优点：
1、本发明采用两个支点将支撑平台固定住，替代了传统采用具有三个测绘支架的测绘设备来测绘，很便捷的将支撑平台保持在水平状态，从而极大了缩短支撑平台的调平时间，不仅减轻了操作人员的劳动强度，而且还极大的提高了调平效率。
2、本发明的方向调节机构包括固定板和圆盘，固定板固设于固定轴上，固定板上开设有两个位于固定轴两侧的通孔，圆盘设置于固定板上方，圆盘经滚珠轴承旋转安装于固定轴上，圆盘上开设有两个与通孔相对应的弧形孔，弧形孔与通孔之间设置有调节螺钉，调节螺钉顺次贯穿弧形孔和通孔且与螺母B螺纹连接，要调节测绘仪器的测绘方向时，可拧松螺母B，然后绕着主轴的轴线转动圆盘，此时调节螺钉相对圆盘在弧形孔内移动，圆盘转动时带动高度调节机构及其上的测绘仪器转动，当调节到位后拧紧螺母B，从而实现了对测绘仪器方向的调整；因此相比传统的测绘设备，该测绘设备只需拧松螺母B即可调节调节测绘仪器的方向，具有调节方向方便的特点。
3、本发明的高度调节机构包括升降板、固设于圆盘顶部的两个螺杆，升降板设置于圆盘上方，升降板上开设有两个分别与两个螺杆相对应的导向孔，升降板的导向孔套设于螺杆上，螺杆的顶部螺纹连接有螺母E，螺杆上套设有弹簧，弹簧的一端焊接于圆盘上，另一端焊接于升降板上，要调节测绘仪器的高度时，可拧松或拧紧螺母E，当拧紧螺母E时，螺母E向下压升降板，进而带动测绘仪器向下运动，当拧松螺母E时，升降板在弹簧的恢复力下向上运动，进而带动测绘仪器向上运动，从而实现了对测绘仪器的高度调整；因此相比传统的测绘设备需调节测绘支架来改变测绘仪器高度的方式，该测绘设备只需拧松或拧紧螺母E即可调节测绘仪器的高度，具有调节高度方便的特点。
4、本发明的俯仰调节机构包括支板、俯仰板和俯仰板驱动机构，所述支板固设于升降板的顶表面上，俯仰板的一端铰接于支板上，俯仰板水平设置，所述俯仰板驱动机构包括套筒、拨杆和顶杆，所述套筒固设于升降板的顶部且设置于俯仰板的下方，套筒内滑动安装有顶杆，套筒的侧壁上开设有连通套筒内孔的侧槽，侧槽的侧壁上铰接有拨杆，拨杆为L杆，拨杆的垂直部伸入于套筒的内孔中，且垂直部的顶部抵靠在顶杆的底部，拨杆的水平部铰接于侧槽中，套筒内设置有垂向设置的拉伸弹簧，拉伸弹簧的一端固设于升降板上，另一端固设于拨杆的水平部上，在拉伸弹簧的弹簧力下，顶杆的顶部抵压在俯仰板的底表面上；要改变测绘仪器的俯仰角度时，可向上抬起拨杆的左端部或向下压拨杆的左端部，当向下压拨杆的左端部时，拨杆带动顶杆向上运动，顶杆将俯仰板向上抬起，俯仰板相对于支板向上转动，进而带动测绘仪器向上翻转，当向上抬起拨杆的左端部时，拨杆的水平部压缩拉伸弹簧，俯仰板在自身重力下相对于支板向下转动，从而改变测绘仪器的俯仰角度，因此解决了传统测绘设备无法调节俯仰角度的问题，提升了使用的局限性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的主视图；
图3为图1的I部局部放大视图；
图4为图1的A-A剖视图；
图5为悬臂的结构示意图；
图6为调平筒与螺母A的连接示意图；
图7为俯仰板驱动机构的左侧视图；
图8为圆盘的结构示意图；
图9为支撑平台处于调平状态的示意图；
图10为钻头吃入高处地层状态的示意图；
图中，1-支撑平台，2-主轴，3-固定轴，4-测绘仪器，5-悬臂，6-接地机构，7-机箱，8-立板，9-通槽，10-支撑板，11-电机I，12-钻头，13-腰形孔，14-导轨，15-滑块，16-螺纹杆，17-螺母D，18-外螺纹，19-调平筒，20-螺母A，21-固定板，22-圆盘，23-通孔，24-弧形孔，25-调节螺钉，26-螺母B，27-升降板，28-螺杆，29-螺母E，30-弹簧，31-支板，32-俯仰板，33-套筒，34-拨杆，35-顶杆，36-侧槽，37-滚动轴承，38-尖头，39-螺母C，40-丝杆，41-电机II，42-机架，43-拉伸弹簧，44-地面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
如图1～8所示，一种田地地理信息测绘设备，它包括支撑平台1、铰接于支撑平台1底部的主轴2、固设于支撑平台1顶部的测绘仪器调节机构，主轴2的底部固设有尖头38，所述测绘仪器调节机构包括固定轴3、用于调节测绘仪器高度的高度调节机构、用于调节测绘仪器测绘方向的方向调节机构和用于调节测绘仪器测绘角度的俯仰调节机构，所述固定轴3固设于方向调节机构上，高度调节机构设置于方向调节机构上，俯仰调节机构设置于高度调节机构上，俯仰调节机构上设置有测绘仪器4，所述固定轴3上旋转安装有悬臂5，悬臂5的下方设置有接地机构6，接地机构6包括机箱7、设置于机箱7内的丝杆螺母副、固设于机箱7顶部的立板8以及开设于机箱7侧壁上的通槽9，所述丝杆螺母副的螺母C39上固设有支撑板10，支撑板10贯穿通槽9设置，支撑板10上固设有电机I11，电机I11的输出轴向下贯穿支撑板10设置且延伸端上经联轴器连接有钻头12，立板8上开设有竖向设置的腰形孔13，所述悬臂5上固设有水平设置的导轨14，导轨14上滑动安装有滑块15，滑块15的前端面上焊接有螺纹杆16，螺纹杆16贯穿腰形孔13设置且其螺纹段上螺纹连接有螺母D17，在螺纹连接力下螺母D17抵压在立板8上；所述主轴2上端部的柱面上设置有外螺纹18，外螺纹18上设置有调平筒19，调平筒19的底部焊接有螺母A20，螺母A20螺纹连接于外螺纹18上，主轴2贯穿调平筒19设置。
所述方向调节机构包括固定板21和圆盘22，固定板21固设于固定轴3上，固定板21上开设有两个位于固定轴3两侧的通孔23，圆盘22设置于固定板21上方，圆盘22经滚珠轴承旋转安装于固定轴3上，圆盘22上开设有两个与通孔23相对应的弧形孔24，弧形孔24与通孔23之间设置有调节螺钉25，调节螺钉25顺次贯穿弧形孔24和通孔23且与螺母B26螺纹连接。
所述高度调节机构包括升降板27、固设于圆盘22顶部的两个螺杆28，升降板27设置于圆盘22上方，升降板27上开设有两个分别与两个螺杆28相对应的导向孔，升降板27的导向孔套设于螺杆28上，螺杆28的顶部螺纹连接有螺母E29，螺杆28上套设有弹簧30，弹簧30的一端焊接于圆盘22上，另一端焊接于升降板27上。
所述俯仰调节机构包括支板31、俯仰板32和俯仰板驱动机构，所述支板31固设于升降板27的顶表面上，俯仰板32的一端铰接于支板31上，俯仰板32水平设置，所述俯仰板驱动机构包括套筒33、拨杆34和顶杆35，所述套筒33固设于升降板27的顶部且设置于俯仰板32的下方，套筒33内滑动安装有顶杆35，套筒33的侧壁上开设有连通套筒33内孔的侧槽36，侧槽36的侧壁上铰接有拨杆34，拨杆34为L杆，拨杆34的垂直部伸入于套筒33的内孔中，且垂直部的顶部抵靠在顶杆35的底部，拨杆34的水平部铰接于侧槽36中，套筒33内设置有垂向设置的拉伸弹簧43，拉伸弹簧43的一端固设于升降板27上，另一端固设于拨杆34的水平部上，在拉伸弹簧43的弹簧力下，顶杆35的顶部抵压在俯仰板32的底表面上。
所述固定轴3上设置有滚动轴承37，滚动轴承37的内圈与固定轴3过盈配合。所述悬臂5的一端开设有弧形槽，弧形槽焊接于滚动轴承37的外圈上。
所述丝杆螺母副竖向设置，所述丝杆螺母副包括螺母C39、丝杆40、电机II41和机架42，所述机架42固设于机箱7的侧壁上且位于通槽9的上方，电机II41固定安装于机架42的顶部，机架42与机箱7的底部之间旋转安装有丝杆40，螺母C39螺纹连接于丝杆40上，电机II41的输出轴与丝杆40的一端经联轴器连接。它还包括控制器，所述控制器与电机II41和电机I11电连接。
所述测绘设备测量土地地理信息的方法，它包括以下步骤：
S1、将尖头38插入到田地中，主轴2支撑起整个测绘仪器调节机构，从而实现了第一个支点的固定；
S2、支撑平台的调平，操作人员旋转螺母A20，使螺母A20沿着主轴2轴向向上运动，螺母A20带动调平筒19向上运动，调平筒19的顶表面将支撑平台1支撑起来，当支撑平台1的底表面完全贴合在调平筒19的顶表面上，即可完成支撑平台的调平如图9所示；
S3、第二支点的固定，操作人员先转动悬臂5，悬臂5带动接地机构6绕主轴2轴线转动，当接地机构6转动到靠近田地中高地层时，停止转动悬臂；随后拧松螺母D17，向上滑动立板8以使整个接地机构6处于高地层的上方，到位后拧紧螺母D17以将支板31及其接地机构6锁紧在滑块15上；随后操作人员水平沿着导轨14滑动滑块15，当接地机构6的钻头12处于高地层的正上方时，停止滑动滑块15；随后打开电机I11和电机II41，电机II41带动螺母C39转动，螺母C39沿着丝杆40向下运动，进而带动钻头12向下运动，同时电机I11带动钻头12转动，钻头12在两个合运动下钻入到高地层中如图10所示，从而实现了第二支点的固定，进而将整个测绘设备固定在田地中，此时操作人员即可在田地上进行地理测绘；因此该测绘设备替代了传统采用具有三个测绘支架的测绘设备来测绘，很便捷的将支撑平台1保持在水平状态，从而极大了缩短支撑平台的调平时间，不仅减轻了操作人员的劳动强度，而且还极大的提高了调平效率；
S4、在测绘过程中，若要调节测绘仪器4的测绘方向时，可拧松螺母B26，然后绕着主轴2的轴线转动圆盘22，此时调节螺钉25相对圆盘22在弧形孔24内移动，圆盘22转动时带动高度调节机构及其上的测绘仪器4转动，当调节到位后拧紧螺母B26，从而实现了对测绘仪器方向的调整；因此相比传统的测绘设备，该测绘设备只需拧松螺母B即可调节调节测绘仪器的方向，具有调节方向方便的特点；若要调节测绘仪器4的高度时，可拧松或拧紧螺母E29，当拧紧螺母E29时，螺母E29向下压升降板27，进而带动测绘仪器4向下运动，当拧松螺母E29时，升降板27在弹簧30的恢复力下向上运动，进而带动测绘仪器4向上运动，从而实现了对测绘仪器的高度调整；因此相比传统的测绘设备需调节测绘支架来改变测绘仪器高度的方式，该测绘设备只需拧松或拧紧螺母E即可调节测绘仪器的高度，具有调节高度方便的特点；当要改变测绘仪器的俯仰角度时，可向上抬起拨杆34的左端部或向下压拨杆34的左端部，当向下压拨杆34的左端部时，拨杆34带动顶杆35向上运动，顶杆35将俯仰板32向上抬起，俯仰板32相对于支板31向上转动，进而带动测绘仪器4向上翻转，当向上抬起拨杆34的左端部时，拨杆34的水平部压缩拉伸弹簧43，俯仰板32在自身重力下相对于支板31向下转动，从而改变测绘仪器的俯仰角度。因此该测绘装置解决了传统测绘设备无法调节俯仰角度的问题，提升了使用的局限性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
