本发明涉及工程测量仪器领域，具体涉及一种易于调平的三脚架装置，包括：三脚架、支架平台、水平调节机构、锁合机构和仪器安装平台；支架平台的中部设置有一个上下贯通的支架孔，水平调节机构始终保持铅垂的挂置在支架孔内，使仪器安装平台自动调平，再通过锁合机构将水平调节机构锁合固定到三脚架上，从结构上维持仪器的水平状态。采用上述方案，本发明提供的易于调平的三脚架装置，能够极大的简化测量仪器的基准调平过程，操作简单，调平作业快捷、高效，且调平精度高。
1.一种易于调平的三脚架装置，包括与地面接触且高度可调节的三脚架，以及设置在三脚架上端的支架平台，所述三脚架包括三个均匀分布的支撑脚，所述支架平台的中部设置有一个上下贯通的支架孔，其特征在于，还包括:水平调节机构、锁合机构和仪器安装平台；
所述水平调节机构为一以铅垂线为对称中心的轴对称体,包括:铅垂设置的圆柱形的支撑棒、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锥形的重锤，以及设置在靠近所述支撑平台一端位置的支撑棒上的球形的转轴体；所述转轴体外设置一个卡套，卡套的中部设有上下贯通的通孔，且所述通孔具有与所述转轴体相匹配的凹球面，形成容置所述转轴体的转轴腔，所述水平调节机构通过转轴体可转动的卡装到所述转轴腔内；
所述卡套卡置在所述支架孔内，使水平调节机构始终保持铅垂，并通过设置在所述三脚架和水平调节机构之间的锁合机构，锁合固定所述水平调节机构；
所述锁合机构包括：滑套、锁合支架和锁合器，所述滑套滑动套置在所述支撑棒的下部，滑套的外表面为球形；所述锁合支架包括:中心位置的环状体以及从环状体周面上水平向外延伸的三个锁合杆，所述环状体的中部设置有上下贯通的球形孔，并通过所述球形孔可转动的卡装到所述滑套的球形面上；所述锁合器设置有三个，分别安装在三个支撑脚上的相同高度位置；三个所述锁合杆均匀分布，锁合杆的外端分别穿过三个锁合器上的锁合孔；所述锁合器动作，锁合固定/打开松开所述锁合杆；
所述仪器安装平台为可拆卸安装在支撑平台上部的圆台体，仪器安装平台的上表面上设有固定仪器的固定机构；
所述锁合器包括：锁合座和上下滑动设置在锁合座内的锁环体；
所述锁环体的中心位置前后贯通设置所述锁合孔，锁环体的上部设置一个向上延伸的上导杆，锁环体的下部设置一个向下延伸的下导杆；
所述锁合座的内部设置有一个能容纳所述锁环体并能让锁环体上下移动的锁环腔，并在所述锁环腔的中部开设一个前后贯通所述锁合座的外锁合孔，所述外锁合孔的形状与所述锁合孔相同，且外锁合孔的横截面积大于锁合孔；一锁合杆同时穿过所述外锁合孔和锁合孔；所述锁环腔上方的锁合座内设置一个上导杆腔，锁环腔下方的锁合座内设置一个下导杆腔；
所述锁环体容置在锁环腔内，且上导杆插入所述上导杆腔，并在锁环腔内的上导杆上套设一个压缩状态的弹簧；所述下导杆插入所述下导杆腔，并在下导杆的下端设置一个永磁体；下导杆腔下部的锁合座内设置有电磁铁，且所述电磁铁的铁芯突出到下导杆腔内；
所述电磁铁通电时，铁芯的上部产生与所述永磁体相同的磁极，排斥所述永磁体推动所述锁环体上移，松开所述锁合杆；电磁铁断电时，所述锁环体在弹簧的反弹力以及永磁体与铁芯之间吸力作用下下移，通过外锁合孔的下表面和锁合孔的上表面咬住并锁紧所述锁合杆。
2.根据权利要求1所述的易于调平的三脚架装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的易于调平的三脚架装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的易于调平的三脚架装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的易于调平的三脚架装置，其特征在于，
所述环状体包括可拆分的上环体和下环体，将所述球形孔均匀分割成上下两部分，所述锁合杆设置在所述下环体上。
6.根据权利要求1所述的易于调平的三脚架装置，其特征在于，
所述支撑平台的上表面设有卡口，所述仪器安装平台的下表面上设置的与所述卡口相匹配的卡脚，通过所述卡口与卡脚的配合，将仪器安装平台水平安装到支撑平台的上部。
7.根据权利要求6所述的易于调平的三脚架装置，其特征在于，
所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平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。
8.根据权利要求1所述的易于调平的三脚架装置，其特征在于，
所述卡套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。
9.根据权利要求1所述的易于调平的三脚架装置，其特征在于，
一种易于调平的三脚架装置
技术领域
[0001] 本发明涉及工程测量仪器领域，具体涉及一种易于调平的三脚架装置。
背景技术
[0002] 随着经济的发展和社会的进步，建筑、道路等工程建设也如火如荼的在同步进行。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。
发明内容
[0003] 针对上述问题，本发明提供一种易于调平的三脚架装置，能够极大的简化测量仪器的基准调平过程，操作简单，调平作业快捷、高效，且调平精度高。
[0004] 一种易于调平的三脚架装置，包括与地面接触且高度可调节的三脚架，以及设置在三脚架上端的支架平台，所述三脚架包括三个均匀分布的支撑脚，所述支架平台的中部设置有一个上下贯通的支架孔，还包括:水平调节机构、锁合机构和仪器安装平台；所述水平调节机构为一以铅垂线为对称中心的轴对称体, 包括:铅垂设置的圆柱形的支撑棒、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锥形的重锤，以及设置在靠近所述支撑平台一端位置的支撑棒上的球形的转轴体；所述转轴体外设置一个卡套，卡套的中部设有上下贯通的通孔，且所述通孔具有与所述转轴体相匹配的凹球面，形成容置所述转轴体的转轴腔，所述水平调节机构通过转轴体可转动的卡装到所述转轴腔内；所述卡套卡置在所述支架孔内，使水平调节机构始终保持铅垂，并通过设置在所述三脚架和水平调节机构之间的锁合机构，锁合固定所述水平调节机构；所述锁合机构包括：滑套、锁合支架和锁合器，所述滑套滑动套置在所述支撑棒的下部，滑套的外表面为球形；所述锁合支架包括:中心位置的环状体以及从环状体周面上水平向外延伸的三个锁合杆，所述环状体的中部设置有上下贯通的球形孔，并通过所述球形孔可转动的卡装到所述滑套的球形面上；所述锁合器设置有三个，分别安装在三个支撑脚上的相同高度位置；三个所述锁合杆均匀分布，锁合杆的外端分别穿过三个锁合器上的锁合孔；所述锁合器动作，锁合固定或松开所述锁合杆；所述仪器安装平台为可拆卸安装在支撑平台上部的圆台体，仪器安装平台的上表面上设有固定仪器的固定机构。
[0005] 通过支撑脚稳定站立之后，水平调节机构在重力作用下自动调整到铅垂状态，使支撑平台的上表面保持水平；锁合支架与滑套之间的球面配合，加上滑套在支撑棒上的上下滑动，保证水平调节机构与三脚架处于不同的相对位置关系时，锁合杆都可以轻松的调整到相应的位置，且不会对调节体的活动造成阻力，保证调平的精度；此时，通过锁合机构将水平调节机构锁合固定到三脚架上，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平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。
[0006] 进一步地，所述锁合器包括：锁合座和上下滑动设置在锁合座内的锁环体；所述锁环体的中心位置前后贯通设置内锁合孔，锁环体的上部设置一个向上延伸的上导杆，锁环体的下部设置一个向下延伸的下导杆；所述锁合座的内部设置有一个能容纳所述锁环体并能让锁环体上下移动的锁环腔，并在所述锁环腔的中部开设一个前后贯通所述锁合座的外锁合孔，所述外锁合孔的形状与所述内锁合孔相同，且外锁合孔的横截面积大于内锁合孔；一锁合杆同时穿过所述外锁合孔和内锁合孔；所述锁环腔上方的锁合座内设置一个上导杆腔，锁环腔下方的锁合座内设置一个下导杆腔；所述锁环体容置在锁环腔内，且上导杆插入所述上导杆腔，并在锁环腔内的上导杆上套设一个压缩状态的弹簧；所述下导杆插入所述下导杆腔，并在下导杆的下端设置一个永磁体；下导杆腔下部的锁合座内设置有电磁铁，且所述电磁铁的铁芯突出到下导杆腔内；所述电磁铁通电时，铁芯的上部产生与所述永磁体相同的磁极，排斥所述永磁体推动所述锁环体上移，松开所述锁合杆；电磁铁断电时，所述锁环体在弹簧的反弹力以及永磁体与铁芯之间吸力作用下下移，通过外锁合孔的下表面和内锁合孔的上表面咬住并锁紧所述锁合杆。断电锁合的设计，保证锁合器在没电的情况下，也能正常的合，提高了锁合器的可靠性。
[0007] 进一步地，所述电磁铁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架的调平状态产生影响，进一步保证了调平的精度。
[0008] 进一步地，所述内锁合孔的上表面设置有咬齿；使锁合器对锁合杆的锁合效果更加牢靠。
[0009] 进一步地，所述锁合杆的上表面设置有防滑纹；通过防滑纹与咬齿的配合，进一步提高锁合的可靠性。
[0010] 进一步地，所述环状体包括可拆分的上环体和下环体，将所述球形孔均匀分割成上下两部分，所述锁合杆设置在所述下环体上；球形孔通过上下两部分分体设置，减小加工难度，且便于拆装。
[0011] 进一步地，所述支撑平台的上表面设有卡口，所述仪器安装平台的下表面上设置的与所述卡口相匹配的卡脚，通过所述卡口与卡脚的配合，将仪器安装平台水平安装到支撑平台的上部。通过卡口与卡脚的配合，仪器的安装更加简单、快捷。
[0012] 进一步地，所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平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；正方形接口的设置，便于固定的同时，易于对位。
[0013] 进一步地，所述卡套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；凸沿的设计结构简单，能有效对调节体进行固定，且便于拆装。
[0014] 进一步地，所述重锤与支撑棒通过螺纹连接；可随时将重锤和支撑棒拆分，方便在必要时拆卸或组装锁合机构，使用更方便。
[0015] 综上所述，本发明提供的易于调平的三脚架装置，能够极大的简化测量仪器的基准调平过程，操作简单，调平作业快捷、高效，且调平精度高。
附图说明
[0016] 图1为本发明的结构示意图；
[0017] 图2为本发明的结构半剖示意图；
[0018] 图3为本发明水平调节机构的结构剖面示意图；
[0019] 图4为本发明滑套和锁合支架的结构示意图；
[0020] 图5为本发明锁合器打开状态的结构示意图；
[0021] 图6 为本发明锁合器锁合状态的结构示意图。
[0022] 附图标记：1-三脚架；11-支撑脚；2-支架平台；21-支架孔；3-水平调节机构；31-支撑棒；32-支撑平台；33-重锤；34-转轴体；35-卡套；351-转轴腔； 352-凸沿；36-卡口；4-锁合机构；41-滑套；42-锁合支架；421-环状体；4211- 上环体；4212-下环体；422-锁合杆；4221-防滑纹；43-锁合器；431-锁合座； 4311-锁环腔；4312-外锁合孔；4313-上导杆腔；
4314-下导杆腔；432-锁环体； 4321-内锁合孔；4322-上导杆；4323-下导杆；4324-咬齿；
433-弹簧；434-永磁体；435-电磁铁；4351-铁芯；5-仪器安装平台；51-卡脚
具体实施方式
[0023] 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。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。在本发明申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0024] 如图1至图6所示，本发明实施例提供的一种易于调平的三脚架装置，包括：三脚架1、支架平台2、水平调节机构3、锁合机构4和仪器安装平台5。三脚架1包括三个均匀分布且高度和角度都可以调节的支撑脚11，并通过支撑脚11与地面接触实现稳定支撑的效果。支架平台2设置在三脚架1上端，其中部设置有一个上下贯通的支架孔21，用以挂置水平调节机构3。
[0025] 参见图3，水平调节机构3的主体为一个以铅垂线为对称中心的轴对称体, 包括:铅垂设置的圆柱形的支撑棒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底部的锥形的重锤33，以及设置在靠近所述支撑平台32一端位置的支撑棒31上的球形的转轴体34，转轴体34外设置一个卡套35；卡套35的中部设有上下贯通的通孔，且该通孔具有与转轴体34相匹配的凹球面，形成一个容置转轴体35的转轴腔351，水平调节机构3通过转轴体 34可万向转动的卡装到该转轴腔351内，转轴体34的外表面以及转轴腔351 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 351内灵活转动，在重力的作用下使水平调节机构3始终保持铅垂；卡套35插装到支架孔21内，并通过其上部设置的水平向外延伸的凸沿352，挂坐到支架平台2上，结构简单，又便于拆装。重锤33与支撑棒31通过螺纹可拆卸连接，方便锁合机构4在支撑棒31上的安装和拆卸。
[0026] 参见图2，三脚架1展开放置稳定后，安装在支架平台2上的水平调节机构3在地心引力的作用下自动调整到铅垂状态，此时，通过锁合机构4将其锁合固定到三脚架1上，从结构上维持支撑平台32的水平状态。
[0027] 如图4至图6所示，锁合机构4包括：滑套41、锁合支架42和锁合器43。参见图4，滑套41滑动套置在支撑棒31的下部，滑套41的外表面上包括一个球形面作为与锁合支架42的球接中枢。锁合支架42包括:位于其中心位置的环状体421以及从环状体421周面上水平向外延伸的三个锁合杆422；环状体421 的中部设置有上下贯通的球形孔，并通过该球形孔可万向转动的卡装到滑套41 的球形面上，达到球接的效果，二者的球接同样具有较高的转动灵活性，具体参照转轴体34和轴腔351的加工、配合和润滑方式，此处不再赘述；为方便加工和拆装，环状体421包括可拆分的上环体4211和下环体4212，将该球形孔均匀分割成上下两部分，而锁合杆422设置在下环体4212上。锁合支架42与滑套41之间的球面配合，加上滑套41在支撑棒31上的上下滑动，保证水平调节机构3与三脚架1处于不同的相对位置关系时，锁合杆422都可以轻松的调整到相应的位置，且不会对水平调节机构3的活动造成阻力，保证调平的精度。
[0028] 参见图1和图2，锁合器43设置有三个，分别顺着支撑脚11的方向安装在三个支撑脚11上的相同高度位置上；三个锁合杆422均匀分布，锁合杆422 的外端分别穿过三个锁合器43上的内锁合孔4321，锁合器43动作，锁合固定 /打开松开对应锁合杆422。具体的，参见图5和图6，锁合器43主要由一个矩形的锁合座431和一个可上下滑动的安装在锁合座431内的锁环体432组成。锁环体432同样为矩形，其中心位置前后贯通设置上述的内锁合孔4321，锁环体432的上部设置一个向上延伸的上导杆4322，锁环体432的下部设置一个向下延伸的下导杆4323。锁合座431的内部设置有一个能容纳该锁环体432并能让锁环体432在其内上下移动的锁环腔4311，并在该锁环腔4311的中部开设一个前后贯通整个锁合座431的外锁合孔4312，该外锁合孔4312的形状与锁环体432上的内锁合孔4321相同，且外锁合孔4312的横截面积略大于内锁合孔4321，保证锁环体432在锁环腔4311内上下滑动时，外锁合孔4312与内锁合孔4321能产生错位咬合的效果；锁环腔4311上方的锁合座431内设置一个上导杆腔4313，锁环腔4311下方的锁合座431内设置一个下导杆腔4313。锁环体432容置在锁环腔431内，且上导杆4322插入上导杆腔4313，下导杆4323 插入下导杆腔4314内，使锁环体432能在锁环腔431内上下滑动；在锁环腔 4311内的一段上导杆4322上套设一个压缩状态的弹簧433，在下导,4323的下端设置一个永磁体434，并在下导杆腔4314下部的锁合座431内设置有电磁铁 435，且该电磁铁435的铁芯4351突出到下导杆腔4314内。
[0029] 一锁合杆422同时穿过一个锁合器43的外锁合孔4312和内锁合孔4321；电磁铁435通电时，铁芯4351的上部产生与该永磁体434相同的磁极，对永磁体434产生排斥推动锁环体432上移，使外锁合孔4312和内锁合孔4321交错的开度增大，便于拆装锁合杆422，或是松开锁合杆422使其自动找平；电磁铁435断电时，锁环体431在弹簧433的反弹力以及永磁体434与铁芯4351 之间吸力的公共作用下下移，通过外锁合孔4312的下表面和内锁合孔4321的上表面咬住并锁紧锁合杆422，达到锁定将水平调节机构3锁定在铅垂状态的效果。
[0030] 为加强锁合器43对锁合杆422的锁合效果，内锁合孔4321的上顶面设置有咬齿4324，锁合杆422的上表面设置有防滑纹4221，通过咬齿4324与防滑纹4221的配合，充分保证锁合器43对锁合杆422咬合的牢固性。且锁合器43 的开闭通过一个手持的遥控控制，即通过遥控器遥控电磁铁435的通电或断电，以到达控制锁合器43锁合/松开的效果，减少外力碰触三脚架1对其产生影响的可能，进一步保证了调平的精度。
[0031] 通过三脚架1稳定站立之后，水平调节机构3在地心引力的作用下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，控制锁合机构4动作锁合固定穿插在其内的锁合杆422，以将整个水平调节机构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平台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平台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36，通过仪器安装平台5下表面上设置的与该卡口36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；因仪器安装平台5 为上、下表面平行的圆台体，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。
[0032] 综上所述，采用上述方案，本发明提供的易于调平的三脚架装置，能够极大的简化测量仪器的基准调平过程，操作简单，调平作业快捷、高效，且调平精度高。
[0033] 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。
