專利名稱：自動(dòng)改平光學(xué)測(cè)樹角規(guī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及森林調(diào)查測(cè)樹儀器，尤其是能方便地測(cè)出林分?jǐn)嗝娣e、蓄積量、單位面
積株數(shù)和計(jì)算平均直徑等林分調(diào)查因子的測(cè)樹角規(guī)。
二背景技術(shù)：
目前，業(yè)內(nèi)使用的測(cè)樹角規(guī)大致有兩種一種是不能自動(dòng)改平的桿式缺口角規(guī)，它 是由一個(gè)有l(wèi)cm缺口的薄金屬片和50cm的長(zhǎng)桿組成，其缺點(diǎn)一是不能自動(dòng)進(jìn)行坡度改正， 山區(qū)使用時(shí)特別麻煩；二是目標(biāo)和卡口不在同一明視距離上，判斷時(shí)頻繁交換視力焦點(diǎn)，致 使視線模糊，誤差較大。另一種是拉桿式自平角規(guī)，它是由一個(gè)50cm長(zhǎng)的伸縮拉桿和一個(gè) 自動(dòng)鉛垂半圓形內(nèi)卡口薄片組成，其優(yōu)點(diǎn)是這種角規(guī)能自動(dòng)改平，缺點(diǎn)是由于林業(yè)工作者 野外工作環(huán)境較差，拉桿易折，自動(dòng)鉛錘的擺動(dòng)部分暴露在外保護(hù)困難，攜帶、保管不便；再 有這種角規(guī)是寬、窄隨坡度變化的內(nèi)卡口 ，樹干粗細(xì)與內(nèi)卡口寬度關(guān)系不好判斷，視覺誤差 較大。在森林調(diào)查中，可以用楔形鏡來(lái)觀察、確定某一單位面積株數(shù)。但在實(shí)際使用時(shí)，與 測(cè)點(diǎn)處于同一水平高度的樹是特例，絕大多數(shù)的樹與測(cè)點(diǎn)都有一定的坡度，因而需要進(jìn)行 山地坡度改算，操作、計(jì)算十分煩瑣。此前，人們認(rèn)為楔形鏡無(wú)法坡度概算，也無(wú)人通過(guò)調(diào)整 楔形鏡與水平面的夾角進(jìn)行坡度改算，因此楔形鏡在實(shí)際森林調(diào)查中幾乎無(wú)人使用。
三
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有測(cè)樹角規(guī)判讀誤差大、攜帶不便、操作麻煩等不足，本發(fā)明提供了一 種體積小、攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、能自動(dòng)改平、被測(cè)樹干與樹干虛像在同一明視距離上判讀 準(zhǔn)確的光學(xué)測(cè)樹角規(guī)。 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是自動(dòng)改平光學(xué)測(cè)樹角規(guī)具有一個(gè)筒狀殼體，兩筒口是 相互平行的平面，形成前后透視的窗口 ；在殼體內(nèi)側(cè)下部固定有楔形鏡，在殼體的一側(cè)筒口 上有兩個(gè)尖角形缺口，兩個(gè)缺口的連線與楔形鏡的上平面平行；在殼體頂部有透孔，透孔中 裝有按鈕，按鈕的下面掛有垂針，在垂針的上面有與楔形鏡上平面平行的垂針定位板，定位 板上面有彈簧。 測(cè)樹時(shí)，首先通過(guò)兩個(gè)缺口瞄準(zhǔn)目標(biāo)測(cè)量坡度，同時(shí)手指壓下按鈕，待擺動(dòng)的垂針 鉛垂靜止后，抬起手指，彈簧將按鈕頂起，定位板使垂針角度鎖定；然后按水平方向旋轉(zhuǎn)角 規(guī)90度，讓視線透過(guò)窗口與楔形鏡弦面處瞄準(zhǔn)樹干1. 3米位置，同時(shí)調(diào)整角規(guī)使垂針與被 測(cè)樹干平行或重合，此時(shí)，通過(guò)透視窗口直視樹干產(chǎn)生了實(shí)像，而通過(guò)楔形鏡觀察被測(cè)樹干 時(shí)，光線發(fā)生折射，樹干影像偏移形成了虛像，樹干的實(shí)像和虛像左右錯(cuò)開不在一條豎線 上，通過(guò)樹干實(shí)像與樹干虛像偏移錯(cuò)開程度進(jìn)行測(cè)樹判讀。當(dāng)樹干實(shí)像與虛像左右錯(cuò)開但 錯(cuò)開界面接觸較多時(shí)稱為相割(平地見圖4、坡地見圖7)，計(jì)數(shù)1株并累加；當(dāng)實(shí)像與虛像 左右錯(cuò)開但錯(cuò)開界面接觸很少，樹干左側(cè)與另一段樹干右側(cè)恰好重合在一條豎線上時(shí)稱為 相切(平地見圖5、坡地見圖8)，計(jì)0. 5株并累加；錯(cuò)開界面左右完全離開，實(shí)像、虛像不接 觸時(shí)稱為相含(平地見圖6、山地見圖9)不計(jì)數(shù)。
3
本發(fā)明用楔形鏡加垂針實(shí)現(xiàn)山地坡度的自動(dòng)改正，使得森林調(diào)查測(cè)量操作十分簡(jiǎn) 便。通過(guò)垂針與楔形鏡平面的位置關(guān)系自動(dòng)改正坡度，而坡度的大小數(shù)據(jù)及其改正計(jì)算過(guò) 程完全都不用考慮。目標(biāo)處于水平位置時(shí)，垂針與楔形鏡平面垂直；而當(dāng)目標(biāo)與測(cè)點(diǎn)位置有 一定坡度時(shí)，垂針偏移相應(yīng)的角度，鎖定垂針后，再將垂針與同一 目標(biāo)垂直的樹干重合，此 時(shí)，楔形鏡平面相對(duì)水平面傾斜一定的角度，此楔形鏡傾斜的角度與垂針偏移的角度以及 山地坡度相同，在這個(gè)角度下從楔形鏡平面處觀察到的實(shí)像和虛像即為坡度改正后的實(shí)像 和虛像，故可在透視窗楔形鏡平面處直接準(zhǔn)確判讀測(cè)量結(jié)果。 本發(fā)明坡度改正的原理為假如水平測(cè)距為50厘米。如圖9所示，當(dāng)平地測(cè)樹 時(shí)，虛像某點(diǎn)B相對(duì)實(shí)像某點(diǎn)A的位移是1厘米，實(shí)像與虛像同在一條水平線上；如圖10 所示，當(dāng)測(cè)樹坡度為30。時(shí)，也就是楔形鏡弦面與水平面夾角是30。時(shí)，虛像某點(diǎn)B相對(duì) 實(shí)像某點(diǎn)A的位移距離仍然是1厘米，但虛像與實(shí)像間連線和水平線形成了 30°夾角，通 過(guò)B點(diǎn)作垂線交于通過(guò)A點(diǎn)水平線上的B'點(diǎn)，即ZBAB' =30° (見圖ll)。則AB'= Cos30° XAB，因AB = l(水平測(cè)距為50厘米)，所以AB' = Cos30° = 0. 866。其0. 866 正是常規(guī)桿式角規(guī)在坡度30。時(shí)的缺口改正值。在利用尖角形缺口測(cè)量坡度時(shí)，楔形鏡的 上平面與水平面形成了與坡度相同的夾角，坡度變化始終和楔形鏡上平面與水平面的夾角 變化一致，所以本發(fā)明通過(guò)對(duì)楔形鏡上平面與水平線角度的調(diào)整實(shí)現(xiàn)了角規(guī)坡度改正。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、小巧靈活、攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、測(cè)量準(zhǔn)確、實(shí)施容易。在山地測(cè) 量，通過(guò)測(cè)量坡度和按坡度旋轉(zhuǎn)角規(guī)從而旋轉(zhuǎn)楔形鏡，巧妙地解決了楔形鏡自動(dòng)進(jìn)行坡度 改算的難題，由于實(shí)像、虛像與測(cè)點(diǎn)的距離相同，測(cè)樹時(shí)不需調(diào)整明視距離，實(shí)、虛像的位子 關(guān)系比較容易判讀，解決了目前所有角規(guī)測(cè)樹時(shí)明視距離頻繁調(diào)整造成眼疲勞從而使判讀 誤差增大的問題。
四

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的正面視圖； 圖3是圖2的A-A剖視圖； 圖4、圖5、圖6是在平地用本發(fā)明測(cè)樹時(shí)的實(shí)像、虛像位置圖； 圖7、圖8、圖9是在山地用本發(fā)明測(cè)樹時(shí)的實(shí)像、虛像位置圖； 圖10、圖11是本發(fā)明的楔形鏡坡度改正原理示意圖。
五具體實(shí)施例方式
實(shí)施方式采用圓筒形的殼體l，殼體1的一側(cè)筒口有兩個(gè)尖角形缺口 3。將一個(gè)頂 角為e = 1.14583° /(n-i)(n為楔形鏡光學(xué)材質(zhì)折射率)的半圓形楔形鏡2鑲嵌在角 規(guī)殼體1底部的內(nèi)壁上，并使半圓形楔形鏡2的弦面與兩缺口 3的連線平行，在對(duì)應(yīng)楔形鏡 2的正上方的殼體1上面有一個(gè)方形透孔，方形透孔中安裝有按鈕7，按鈕7的下面掛有垂 針4，在垂針的上面有垂針定位板5，垂針定位板5上面有彈簧6。垂針4為T形，垂針4上 面的橫軸穿在按鈕7下端的孔中，按鈕7下面中間有開口，該開口與殼體1的筒口平面平 行，按鈕7下端的孔與殼體1的筒口平面垂直。彈簧6和垂針定位板5上均有透孔，按鈕7 的下部穿過(guò)彈簧6和垂針定位板5的透孔。且彈簧6和垂針定位板5的透孔小于按鈕7的上部，當(dāng)手指壓下按鈕7時(shí)，垂針軸隨之向下離開垂針定位板5，垂針4在鉛垂作用下自由擺 動(dòng)，當(dāng)手指抬起時(shí)，彈簧6將按鈕7彈起，垂針軸隨之向上提起，受垂針定位板5的阻擋而停 止，同時(shí)垂針4的角度隨之鎖定。在殼體1兩面筒口均有平面透鏡。
權(quán)利要求
一種自動(dòng)改平光學(xué)測(cè)樹角規(guī)，其特征是它具有一個(gè)筒狀殼體(1)，殼體(1)的兩筒口是相互平行的平面，形成前后透視的窗口；在殼體(1)內(nèi)側(cè)下部固定有楔形鏡(2)，在殼體(1)的一側(cè)筒口上有兩個(gè)尖角形缺口(3)，兩個(gè)缺口(3)的連線與楔形鏡(2)的上平面平行；在殼體(1)頂部有透孔，透孔中裝有按鈕(7)，按鈕(7)的下面掛有垂針(4)，在垂針(4)上面有與楔形鏡(2)上平面平行的垂針定位板(5)，垂針定位板(5)上面有彈簧(6)。
2. —種測(cè)樹角規(guī)山地坡度改正的方法，其特征是是用楔形鏡(2)加垂針(4)實(shí)現(xiàn)的，坡度測(cè)量后鎖定垂針(4)角度，再將鎖定的垂針(4)與同一目標(biāo)垂直的樹干重合，此時(shí)，楔形鏡(2)平面相對(duì)水平面傾斜一定的角度，此楔形鏡(2)傾斜的角度與垂針(4)偏移的角度以及山地坡度相同，在這個(gè)角度下從楔形鏡(2)平面處觀察到的實(shí)像和虛像即為坡度改正后的實(shí)像和虛像。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)改平光學(xué)測(cè)樹角規(guī)，其特征是所說(shuō)的垂針(4)為T形，垂針(4)上面的橫軸穿在按鈕(7)下端的孔中，按鈕(7)下面中間有開口，該開口與殼體(1)的筒口平面平行，垂針(4)上面的橫軸與殼體(1)筒口的平面垂直。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的自動(dòng)改平光學(xué)測(cè)樹角規(guī)，其特征是所說(shuō)的彈簧(6)和垂針定位板(5)上均有透孔，按鈕(7)的下部穿過(guò)彈簧(6)和垂針定位板(5)的透孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)改平光學(xué)測(cè)樹角規(guī)，其特征是在殼體(1)兩面筒口均有平面透鏡。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于森林調(diào)查的自動(dòng)改平光學(xué)測(cè)樹角規(guī)，它具有一個(gè)筒狀殼體，兩筒口是相互平行的平面，形成前后透視的窗口；在殼體內(nèi)側(cè)下部固定有楔形鏡，在殼體的一側(cè)筒口上有兩個(gè)尖角形缺口，兩個(gè)缺口的連線與楔形鏡的上平面平行；在殼體頂部有透孔，透孔中裝有按鈕，按鈕的下面掛有垂針，在垂針的上面有與楔形鏡上平面平行的垂針定位板，垂針定位板上面有彈簧。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、小巧靈活、攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、測(cè)量準(zhǔn)確、實(shí)施容易。巧妙地解決了楔形鏡自動(dòng)進(jìn)行坡度改算的難題，測(cè)樹時(shí)不需調(diào)整明視距離，實(shí)、虛像的位置關(guān)系比較容易判讀，解決了目前所有角規(guī)測(cè)樹時(shí)明視距離頻繁調(diào)整造成眼疲勞從而使判讀誤差增大的問題。
文檔編號(hào)G01B11/00GK101782376SQ20091001014
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
發(fā)明者劉景田, 姜生偉, 姜紅, 張巍, 楊希恒, 梁慧香, 王巖, 薛光艷, 趙世凱, 趙聰, 趙越, 鄔俊財(cái), 鄔昕彤, 陳威, 韓志紅, 高尚軍, 高松, 高鳴曉 申請(qǐng)人:趙聰