專利名稱：一種用于棱鏡反射器中像點(diǎn)與反射器基準(zhǔn)點(diǎn)重合的調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬激光測(cè)量技術(shù)領(lǐng)城，具體地說是一種棱鏡反射器中像點(diǎn)與反射器基準(zhǔn)點(diǎn)重合的調(diào)整裝置。
背景技術(shù)：
隨著近代光學(xué)、電子學(xué)的發(fā)展，各種激光測(cè)量?jī)x器的相繼出現(xiàn)，大大地減輕了測(cè)量工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了測(cè)量精度，加快了工作速度。然而在實(shí)際測(cè)量中如何實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，始終是設(shè)計(jì)者目前主要研究和解決的問題。眾所周知，角錐棱鏡在測(cè)量領(lǐng)域中作為反射目標(biāo)使用，結(jié)構(gòu)形式多種多樣，電經(jīng)或全站儀瞄準(zhǔn)反射棱鏡覘牌標(biāo)志中心，激光束經(jīng)過角錐棱鏡反射后，電經(jīng)接收后計(jì)算兩者之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)各種參數(shù)的測(cè)量。實(shí)際使用中角錐棱鏡的傾角和覘牌的傾角不一致，瞄準(zhǔn)目標(biāo)和測(cè)量光路不完全重合，在高精度測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的誤差不可忽略。因此在一些精度要求高的測(cè)量場(chǎng)所，實(shí)際測(cè)量時(shí)往往瞄準(zhǔn)角錐棱鏡三條 棱邊通過大面所成的像(如圖1)，以使瞄準(zhǔn)的目標(biāo)和實(shí)際測(cè)量的光路重合，減少測(cè)量誤差提高測(cè)量精度。在測(cè)量中還有一個(gè)因素會(huì)引起測(cè)量誤差，角錐棱鏡在實(shí)際使用中會(huì)引入棱鏡常數(shù)C的概念(棱鏡反射器的設(shè)計(jì)中，棱鏡的等效光程面和實(shí)際需測(cè)量面不重合，兩者之間的距離成為棱鏡常數(shù)C)，測(cè)量中實(shí)際測(cè)得值加上棱鏡常數(shù)所對(duì)應(yīng)的修正值，得到我們實(shí)際想測(cè)量的值，進(jìn)而計(jì)算我們需要的各種參數(shù)。通常使用的角隅棱鏡反射器的位置如圖2所示，在光線正入射的情況下，實(shí)際測(cè)量值減去棱鏡常數(shù)C，就可以得到正確的實(shí)際所需距離；實(shí)際使用中，由于地勢(shì)、儀器架設(shè)高度等原因，不可能做到光線正入射，通常棱鏡反射器的位置如圖3所示，棱鏡的光軸中心線和反射器豎軸線所成的夾角為α，首先帶來的常數(shù)誤差為ro*(l-C0Sa)，以通常使用的直徑64的棱鏡為例，棱鏡常數(shù)為-30mm，當(dāng)瞄準(zhǔn)角在2(Γ30°的情況下，所引入的常數(shù)誤差Δ C約為0.2mm,常規(guī)測(cè)量中可忽略不計(jì)，在高精度的測(cè)量中必須考慮這一誤差的影響；其次還帶入瞄準(zhǔn)誤差所引起的測(cè)角誤差，在短距離的測(cè)量中表現(xiàn)特別明顯，我們還以直徑64的棱鏡為例，測(cè)距在30 50m，在傾角2(Γ30°的情況下，其引入的測(cè)角誤差為5 10 ";在高精度測(cè)量中由于像點(diǎn)和儀器豎軸不重合引入的綜合測(cè)量誤差不可忽略，經(jīng)實(shí)際測(cè)量驗(yàn)證，使用同一臺(tái)全站儀(萊卡Τ2003)與同一臺(tái)角隅棱鏡反射器在固定兩點(diǎn)之間反復(fù)測(cè)量，不同的俯仰角下，其誤差約為0.3mm ;使用同一臺(tái)全站儀(萊卡T2003)與多臺(tái)角隅棱鏡反射器在固定兩點(diǎn)之間反復(fù)測(cè)量，不同的俯仰角下，其綜合誤差大于0.5_，約10%的數(shù)據(jù)接近1_。因此，在高精度測(cè)量時(shí)，除了選用全站儀精度達(dá)到要求外，棱鏡反射器的選取也要滿足像點(diǎn)和反射器軸線交點(diǎn)重合的設(shè)計(jì)原則。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的是為了實(shí)現(xiàn)高精度棱鏡反射器，設(shè)計(jì)原則遵循設(shè)計(jì)尺寸滿足像點(diǎn)和轉(zhuǎn)軸線交點(diǎn)重合，為彌補(bǔ)加工、裝配的誤差，像點(diǎn)的位置可以微調(diào)，以達(dá)到和軸線焦點(diǎn)重合，提供一種棱鏡反射器中像點(diǎn)與反射器基準(zhǔn)點(diǎn)重合裝置。經(jīng)過詳細(xì)分析和計(jì)算，其誤差來源主要為角隅棱鏡像點(diǎn)與反射器軸線交點(diǎn)的距離ro引起，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的棱鏡反射器滿足ro=o的條件(如圖4)，則在實(shí)際應(yīng)用中瞄準(zhǔn)棱鏡正面像測(cè)量精度可以達(dá)到理論精度，實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，實(shí)際測(cè)量中測(cè)量綜合誤差小于0.2mm。當(dāng)棱鏡傾斜時(shí)(如圖5)，引入的常數(shù)誤差為Omm,貓準(zhǔn)誤差接近為O。本實(shí)用新型一種用于棱鏡反射器中像點(diǎn)與反射器基準(zhǔn)點(diǎn)重合的調(diào)整裝置，包括:轉(zhuǎn)軸I，棱鏡支架2，連接軸3，棱鏡框4，棱鏡座5，棱鏡6，橡膠墊7，內(nèi)六角螺釘8，摩擦墊9，調(diào)整螺釘10。其連接方式如下:連接軸3通過螺紋與棱鏡支架2連接固定；棱鏡框4安裝在棱鏡支架2上，用內(nèi)六角螺釘8固定；棱鏡6安裝在棱鏡座5上，用調(diào)整螺釘10固定；棱鏡座5通過螺紋與棱鏡框4連接固定；橡膠墊7放入在棱鏡框4與棱鏡6之間，用硅橡膠固定；摩擦墊9放入鏡框4與棱鏡支架2之間,用娃膠固定。本實(shí)用新型一種用于棱鏡反射器中像點(diǎn)與反射器基準(zhǔn)點(diǎn)重合的調(diào)整裝置，工作原理:本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原則遵循設(shè)計(jì)尺寸滿足像點(diǎn)和轉(zhuǎn)軸線交點(diǎn)重合，棱鏡反射器滿足PD=O的條件(如圖4)，瞄準(zhǔn)棱鏡正面像測(cè)量精度達(dá)到理論精度，實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。測(cè)量中測(cè)量綜合誤差小于0.2mm,當(dāng)棱鏡傾斜時(shí)(如圖5)，引入的常數(shù)誤差為0_，瞄準(zhǔn)誤差接近為0，滿足像點(diǎn)和軸線交點(diǎn)重合。本實(shí)用新型的棱鏡和棱鏡座利用3顆調(diào)整螺釘裝配成一體，利用連接螺紋裝配在棱鏡框上，3顆調(diào)整螺釘滿足像點(diǎn)X、Y方向的調(diào)整，連接螺紋滿足像點(diǎn)Z方向的調(diào)整，達(dá)到像點(diǎn)和軸線交點(diǎn)完美重合的設(shè)計(jì)。調(diào)試時(shí)設(shè)置相距適當(dāng)距離的固定兩點(diǎn)，分別架設(shè)高精度全站儀和預(yù)裝了的棱鏡反射器，瞄準(zhǔn)棱鏡的棱線交點(diǎn)，分別俯仰和傾斜棱鏡，使棱鏡繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，判別像點(diǎn)晃動(dòng)大小和方向，調(diào)整3顆調(diào)整螺釘和連接螺紋，使像點(diǎn)的晃動(dòng)誤差在合理的范圍內(nèi)，并用硅膠進(jìn)行密封和固定，以實(shí)現(xiàn)高精度棱鏡反射器。本實(shí)用新型一種用于棱鏡反射器中像點(diǎn)與反射器基準(zhǔn)點(diǎn)重合的調(diào)整裝置的優(yōu)點(diǎn)是:滿足像點(diǎn)和反射器軸線交點(diǎn)重合的設(shè)計(jì)原則，達(dá)到高精度測(cè)量；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性強(qiáng)、成本低廉、加工方便，彌補(bǔ)了螺紋加工誤差的不足，裝配簡(jiǎn)單、易于批量生產(chǎn)等突出特點(diǎn)。采用橡膠墊7放入在棱鏡框4與棱鏡6之間，以起到防震固定作用；摩擦墊9放入棱鏡框4與棱鏡支架2之間，且摩擦墊具有彈性特性棱鏡不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)可增強(qiáng)摩擦作用；通過瞄準(zhǔn)棱鏡的棱線交點(diǎn)，分別俯仰和傾斜棱鏡使棱鏡繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，判別像點(diǎn)晃動(dòng)大小和方向，調(diào)整3顆調(diào)整螺釘和連接螺紋，使像點(diǎn)的晃動(dòng)誤差在合理的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高精度棱鏡反射器的功能。

圖1為角隅棱鏡棱線圖；圖2為常規(guī)棱鏡水平測(cè)量位置圖；圖3為常規(guī)棱鏡傾斜測(cè)量位置圖；圖4為零誤差棱鏡水平測(cè)量位置圖；圖5為零誤差棱鏡傾斜測(cè)量位置圖；圖6為本實(shí)用新型的主視圖；圖7為本實(shí)用新型的左視圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)圖6、圖7所示，本實(shí)用新型裝置包括:轉(zhuǎn)軸1，棱鏡支架2，連接軸3，棱鏡框4，棱鏡座5，棱鏡6，橡膠墊7，內(nèi)六角螺釘8，摩擦墊9，調(diào)整螺釘10。根據(jù)圖6、圖7所示:所述的連接軸3通過螺紋與棱鏡支架2連接固定；棱鏡框4安裝在棱鏡支架2上，用內(nèi)六角螺釘8固定；棱鏡6安裝在棱鏡座5上，用調(diào)整螺釘10固定；棱鏡座5通過螺紋與棱鏡框4連接固定；橡膠墊7放入在棱鏡框4與棱鏡6之間，用硅膠固定；摩擦墊9放入棱鏡框4與棱鏡支架2之間，用硅膠進(jìn)行密封和固定。本實(shí)用新型儀器的工作過程是:本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原則遵循設(shè)計(jì)尺寸滿足像點(diǎn)和轉(zhuǎn)軸線交點(diǎn)重合，棱鏡反射器滿足ro=o的條件(如圖4)，瞄準(zhǔn)棱鏡正面像測(cè)量精度達(dá)到理論精度，實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。實(shí)際測(cè)量中測(cè)量綜合誤差小于0.2mm。當(dāng)棱鏡傾斜時(shí)(如圖5)，引入的常數(shù)誤差為0_，瞄準(zhǔn)誤差接近為0，滿足像點(diǎn)和軸線交點(diǎn)重合。調(diào)試工藝過程中采用橡膠墊7安裝在棱鏡框4與棱鏡6之間，以起到防震固定作用；摩擦墊9放入棱鏡框4與棱鏡支架2之間，且棱鏡不會(huì)隨意轉(zhuǎn)動(dòng)可增強(qiáng)摩擦作用；作業(yè)時(shí)設(shè)置相距適當(dāng)距離的固定兩點(diǎn)，分別架設(shè)高精度全站儀和預(yù)裝了的棱鏡反射器，瞄準(zhǔn)棱鏡的棱線交點(diǎn)，分別俯仰和傾斜棱鏡，使棱鏡繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，判別像點(diǎn)晃動(dòng)大小和方向，調(diào)整3顆調(diào)整螺釘和連接螺紋，使像點(diǎn)的晃動(dòng)誤差在合理的范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。
權(quán)利要求1.一種用于棱鏡反射器中像點(diǎn)與反射器基準(zhǔn)點(diǎn)重合的調(diào)整裝置，其特征在于:包括:轉(zhuǎn)軸(1)，棱鏡支架(2)，連接軸(3)，棱鏡框(4)，棱鏡座(5)，棱鏡(6);其連接方式如下:連接軸(3 )通過螺紋與棱鏡支架(2 )連接固定；棱鏡框(4)安裝在棱鏡支架(2 )上，用內(nèi)六角螺釘(8)固定；棱鏡(6)安裝在棱鏡座(5)上，用調(diào)整螺釘(10)固定；棱鏡座(5)通過螺紋與棱鏡框(4)連接固定；橡膠墊(7)放入在棱鏡框(4)與棱鏡(6)之間,用娃橡膠固定；摩擦墊(9)放入鏡框(4)與棱鏡支架(2)之間,用娃膠固定。
專利摘要一種用于棱鏡反射器中像點(diǎn)與反射器基準(zhǔn)點(diǎn)重合的調(diào)整裝置,包括轉(zhuǎn)軸(1)，棱鏡支架(2)，連接軸(3)，棱鏡框(4)，棱鏡座(5)，棱鏡(6)；其優(yōu)點(diǎn)是滿足像點(diǎn)和反射器軸線交點(diǎn)重合的設(shè)計(jì)原則，達(dá)到高精度測(cè)量；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性強(qiáng)、成本低廉、加工方便，彌補(bǔ)了螺紋加工誤差的不足，裝配簡(jiǎn)單、易于批量生產(chǎn)等突出特點(diǎn)。采用橡膠墊7放入在棱鏡框4與棱鏡6之間，以起到防震固定作用；摩擦墊9放入棱鏡框4與棱鏡支架2之間，且摩擦墊具有彈性特性棱鏡不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)可增強(qiáng)摩擦作用；通過瞄準(zhǔn)棱鏡的棱線交點(diǎn)，分別俯仰和傾斜棱鏡使棱鏡繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，判別像點(diǎn)晃動(dòng)大小和方向，調(diào)整3顆調(diào)整螺釘和連接螺紋，使像點(diǎn)的晃動(dòng)誤差在合理的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高精度棱鏡反射器的功能。
文檔編號(hào)G02B7/18GK203069863SQ20122070937
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者劉宏 申請(qǐng)人:武漢天宇光電儀器有限公司