專利名稱：森林激光測距羅盤儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測量技術(shù)領(lǐng)域，是應(yīng)用于森林調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中的測量儀器。
現(xiàn)有森林羅盤儀是由望遠(yuǎn)鏡視線判定羅盤方位角所定的方向，方向線不可見。在茂密陰暗的森林環(huán)境中，望遠(yuǎn)鏡視線又經(jīng)常被林冠和下木植被所遮擋。持測桿者和砍線員等作業(yè)人員的操作均處于盲目被動(dòng)狀態(tài)，他們經(jīng)常作無效勞動(dòng)。
現(xiàn)廣泛使用的森林測距工具是測繩，百米測繩的最小刻度是一米，五十米測繩的最小刻度是十厘米。由于森林內(nèi)地形復(fù)雜，藤條灌木繁多，測繩不易拉直，導(dǎo)至測距精度難于保證。
在森林中測量，大部分是在坡面上進(jìn)行，量取的距離值是斜距，必須進(jìn)行大量的斜距改水平距換算工作。使用計(jì)算器或者查表方法邊測量邊換算，既煩瑣又影響測量速度。
為克服上述所存在的問題，本發(fā)明采用氦氖激光的紅色光束導(dǎo)向，在接收系統(tǒng)上直接讀取實(shí)際測量距離值，在坡面上直接讀取水平距。本發(fā)明同時(shí)具備了可見光導(dǎo)向、測距和坡面讀水平距三項(xiàng)主要功能。
本發(fā)明的整體設(shè)計(jì)由發(fā)射系統(tǒng)(圖1a)和接收系統(tǒng)(圖1b)兩部分組成。
發(fā)射系統(tǒng)包括激光發(fā)射頭(1-1)、羅盤(1-2)激光電源(1-3)和支架(1-4)。
激光發(fā)射頭(圖2)的望遠(yuǎn)鏡(2-1)與羅盤、支架配合，可作為普通羅盤儀使用。氦氖激光管(2-2)發(fā)出方向性強(qiáng)、發(fā)散角小的可見紅光。其波長為633毫微米，輸出功率約1毫瓦。激光束通過準(zhǔn)直分束裝置(2-3)分為具有一定夾角的兩束紅光。其中關(guān)鍵部件是一個(gè)半楔形鏡片。
激光電源(圖3)為可充電式逆變倍壓小型電源，組裝在18×8×15厘米3的皮箱內(nèi)。由控制電路完成對蓄電池充電，電壓電流測量和點(diǎn)燃激光管等功能。220伏市電通過充電器(3-1)給鎳鎘堿性密封蓄電池(3-2)充電。低壓直流電經(jīng)逆變倍壓器(3-3)變換為高壓直流電，點(diǎn)燃激光管。充電6-7小時(shí)可供激光管連續(xù)點(diǎn)燃6小時(shí)左右。
接收系統(tǒng)(圖1b)用鋁合金型材制成，采用套裝結(jié)構(gòu)。尺桿(1-5)起支撐和定點(diǎn)作用?；?1-6)可在尺桿上滑動(dòng)，以便測量時(shí)隨意置零?；呱峡逃袘?yīng)用三角形原理換算來的實(shí)際距離值0-60米或0-100米，最小刻度分別為5厘米和10厘米。尺標(biāo)(1-7)可在滑尺上移動(dòng)，滑尺配合量取兩光斑距離，該讀數(shù)值即為發(fā)射系統(tǒng)到接收系統(tǒng)的實(shí)際距離。定角器(1-8)供在坡面測量水平距時(shí)使用。尺標(biāo)電路(圖4)由硅光電池(4-1)、放大器(4-2)和指示器(4-3)組成。激光通過狹縫照射到硅光電池上，完成光電轉(zhuǎn)換，經(jīng)放大器放大后，由指示器指示光強(qiáng)值，用以確定光斑中心位置。
滑尺底部的定角器(圖5)是由度盤(5-1)、水準(zhǔn)器(5-2)和指示標(biāo)(5-3)組成。度盤上刻有度值0-40°。當(dāng)在坡面上測量時(shí)，將指示標(biāo)所對的度盤格值等于坡度值，并使水準(zhǔn)器的氣泡居中，接收桿上的讀數(shù)值即水平距離值。
滑尺和尺標(biāo)上還置有按杠桿原理設(shè)計(jì)的止動(dòng)裝置(圖6)。彈簧(6-2)和支點(diǎn)(6-4)分別固定在動(dòng)體(6-7)上，當(dāng)手按壓板(6-3)時(shí)，動(dòng)體即可在靜體(6-5)上移動(dòng)，手一松開自動(dòng)鎖定。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，根據(jù)羅盤所定方位，由激光束在綠色森林環(huán)境中設(shè)置出可見紅色方向線，避免盲目的無效勞動(dòng)。激光測距代替了測繩量距，確保測量直線距離，避免了因測繩拉不直所造成的測距誤差，大大提高了測量精度。若在坡面上測量，可直接讀取水平距離值，取代了常規(guī)的斜距改水平距換算，提高了工作效率?？紤]方便野外攜帶，全套儀器設(shè)計(jì)為4件。其中羅盤激光發(fā)射頭約重1.4公斤、激光電源約重2.4公斤、接收系統(tǒng)約重1.4公斤、支架約重1.4公斤。應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行森林測量，可提高測量速度和精度，減少作業(yè)人員，降低野外勞動(dòng)強(qiáng)度。
實(shí)施例見附圖及其說明。
說明書


圖1(a)發(fā)射系統(tǒng)示意圖1-1激光發(fā)射頭1-2羅盤1-3激光電源1-4支架(b)接收系統(tǒng)示意圖1-5尺桿1-6滑尺1-7尺標(biāo)1-8定角器圖2激光發(fā)射頭結(jié)構(gòu)圖2-1望遠(yuǎn)鏡2-2氦氖激光管2-3準(zhǔn)直分束裝置圖3激光電源原理圖3-1充電器3-2蓄電池3-3逆變倍壓器圖4尺標(biāo)電路激光接收裝置圖4-1硅光電池
4-2放大器4-3指示器圖5定角器結(jié)構(gòu)圖5-1度盤5-2水準(zhǔn)器5-3指示標(biāo)圖6鎖定裝置結(jié)構(gòu)圖6-1靜體6-2彈簧6-3壓板6-4支點(diǎn)6-5動(dòng)體
權(quán)利要求
1.一種森林激光測距羅盤儀，其特征是在于激光發(fā)射頭(1-1)與羅盤(1-2)構(gòu)成一體，配備激光電源(1-3)組成了發(fā)射系統(tǒng)；由尺桿(1-5)、滑尺(1-6)、尺標(biāo)(1-7)和定角器(1-8)構(gòu)成接收系統(tǒng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的森林激光測距羅盤儀，其特征是激光發(fā)射頭用波長為633毫微米的氦氖激光作光源，通過準(zhǔn)直分束裝置(2-3)的半楔形鏡分成一定夾角的兩束光，構(gòu)成測距光源和導(dǎo)向光束。
3.按照權(quán)利要求1所述的森林激光測距羅盤儀，其特征是激光電源由充電器(3-1)、鎳鎘堿性密封蓄電池(3-2)和逆變倍壓器(3-3)組成，由控制裝置操縱。
4.按照權(quán)利要求1所述的森林激光測距羅盤儀，其特征是接收系統(tǒng)采用套裝結(jié)構(gòu);滑尺(1-6)可在尺桿(1-5)上移動(dòng)，上面刻有應(yīng)用三角原理換算出的實(shí)際距離值;尺標(biāo)(1-7)可在滑尺上移動(dòng)，上面置有激光接收裝置(圖4)確定光斑中心位置。
5.按照權(quán)利要求1所述的森林激光測距羅盤儀，其特征是具有度盤(5-1)、水準(zhǔn)器(5-2)和指示標(biāo)(5-3)構(gòu)成的定角器。
6.按照權(quán)利要求1所述的森林激光測距羅盤儀，其特征是在于接收系統(tǒng)的滑尺和尺標(biāo)上都置有杠桿式止動(dòng)裝置(圖6);滑尺和尺標(biāo)可自由移動(dòng)和鎖定，使滑尺置零，從尺標(biāo)直接讀取距離的測量值。
全文摘要
森林激光測距羅盤儀由發(fā)射系統(tǒng)與接收系統(tǒng)兩部分組成，具有可見光導(dǎo)向、激光測距和坡面直讀水平距三項(xiàng)功能，亦可作普通羅盤儀使用。在綠色森林環(huán)境中根據(jù)羅盤所定方位，用氦氖激光器發(fā)射出紅色方向線，作業(yè)人員依據(jù)方向線操作。實(shí)際距離測量值由接收系統(tǒng)上直接讀取。接收系統(tǒng)采用套裝結(jié)構(gòu)和杠桿式止動(dòng)裝置。激光電源為充電式直流倍壓小型電源。該發(fā)明代替了測繩測距，省略了煩瑣的斜距改水平距換算工作。便于野外攜帶，操作簡便。
文檔編號G01C3/26GK1035558SQ8810180
公開日1989年9月13日 申請日期1988年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月9日
發(fā)明者趙綏堂, 趙同堂 申請人:吉林省林業(yè)科學(xué)研究所, 北京大學(xué)