CN103676080B - 一种可调式精密棱镜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调式精密棱镜。包括照准部、支撑部、水准管组部和旋转连接部。照准部安装在支撑部上部，水准管组部安装在支撑部一侧的下方，支撑部的下面为旋转连接部。照准部包括镜筒、弹簧、支撑座、角锥棱镜、第一O型防水圈和卡环。支撑部包括支架、锁紧螺丝、固定螺丝、垫片和波形垫片。水准管组部由水准管通过固定螺丝安置在支架一侧的下方，能调节棱镜的水平，提高作业质量。旋转连接部分包括保护盖、第二O型防水圈、紧定螺丝、直形垫片、波形垫片、水准管、固定螺丝、旋转连接杆、弹簧垫片和连接头。本发明结构简单，能调节棱镜常数及棱镜的左右位置，适用于高精度要求的测量工作，有效提高测量精度，具有较好的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学元件，特别涉及一种可调式精密棱镜。
背景技术
角锥棱镜也称回归反射器，是一种依据临界角原理制造的内部全反射棱镜，它不受入射角度大小的影响，把入射光按原方向平行反射回去。由于角锥棱镜的形状不是规则的圆柱体或长方体，且其为玻璃石英制品，易破碎；同时现有的棱镜架结构过于简单，难以保证棱镜与棱镜架的高精度组合安装，无法满足高精度测量的要求。
例如，棱镜安装时容易损坏棱镜的棱边和镜面，从而造成测量误差，而且会影响到依靠棱镜边成像进行自动跟踪识别这类仪器的精度。另外，同一批棱镜的常数通常不相同，自身相互之间的一致性难以保证，在同时使用多个棱镜进行精密测量时，就需要顾及棱镜本身的误差对测量成果的影响。同时，现有棱镜在测站改变而镜站不变时需要转动棱镜方向，由于存在转向隙动与偏心，很难保证棱镜转动前后的水平与对点精度。上述的后两个问题在高速客运专线上的CPIII控制测量、地铁隧道监测等高精度测量中较为普遍，容易引起较大的观测误差。
发明内容
本发明的目的是为了弥补现有棱镜在实际应用中存在的不足，提供一种可调式精密棱镜，通过调节压盖的旋入量可以精确调节棱镜常数，通过支架两侧的固定螺丝可以精确调节棱镜的左右位置，使角锥棱镜中心与支架旋转中心精密重合，通过支撑座上设置的凹槽来保护棱镜的边缘不受损坏，通过线接触的方式来保护棱镜镜面。
本发明是这样实现的：可调式精密棱镜包括照准部、支撑部、水准管组部和旋转连接部。照准部安装在支撑部上部，水准管组部安装在支撑部一侧的下方，支撑部的下面为旋转连接部。
照准部包括镜筒、弹簧、支撑座、角锥棱镜、第一O型防水圈和卡环。镜筒顶部设置有瞄准器，开口端设置有内螺纹，两侧设置有安装孔；支撑座半径、镜筒半径与角锥棱镜半径相同，支撑座用于放置角锥棱镜，其中心为通孔，安置角锥棱镜处设置有与角锥棱镜的三条棱边对应的矩形槽，便于保护角锥棱镜的棱边，其正面设置的直角凹槽，角锥棱镜与支撑座的接触为线接触，有利于保护角锥棱镜的面，支撑座的底部设置有三个圆柱形孔，用于安置3组弹簧；第一O型防水圈通过卡环压在角锥棱镜上，有防水作用；卡环上设置外螺纹，与镜筒开口端的内螺纹相对应。
支撑部包括支架、锁紧螺丝、固定螺丝、垫片和波形垫片。支架通过两侧的固定螺丝和波形垫片调节装有角锥棱镜的照准部的左右位置，确保棱镜中心与对点中心重合，通过锁紧螺丝，可以固定两侧的固定螺丝，防止使用过程中照准部的左右移动。
水准管组部由水准管通过固定螺丝安置在支架一侧的下方，在使用过程中，能调节棱镜的水平，提高作业质量。
旋转连接部包括保护盖、第二 O型防水圈、紧定螺丝、直形垫片、波形垫片、水准管、固定螺丝、旋转连接杆、弹簧垫片和连接头。紧定螺丝从上方通过支架预留的中空孔与旋转连接杆连接起来，紧定螺丝下设置波形垫片，能调节连接头和支架的紧密程度，第二O型防水圈和保护盖保护紧定螺丝。通过旋转连接杆，角锥棱镜的照准部能无偏心水平转动；连接头与旋转连接杆连接，针对不同的目标，能更换不同的连接头，连接头的下端设置有与固定螺丝（设计为内六角螺丝）对应的配套的螺杆，用于调节固定螺丝。
本发明的有益效果是，可调式精密棱镜可以通过调整照准部前端卡环的旋进程度，调节棱镜常数，使得同时使用多个棱镜测量时各个棱镜的棱镜常数一致，能够有效提高测量精度；可以通过调节支撑架两侧的固定螺丝的旋进程度，保证棱镜中心与对点中心重合；通过精密旋转连接结构，可以任意转动棱镜；利用连接头上设计的六角棱柱，可以调节棱镜照准部的左右位置，节约棱镜配套工具的生产成本。借助精密量测仪器，可以加工出综合精度优于±0.1mm超高精度棱镜；同时可以通过更换不同的连接头，用于不同的观测目标，提高棱镜的适用性。
附图说明
图1为本发明实施例可调式棱镜照准部结构分解图。
图中标记：1-镜筒，2-弹簧一，3-弹簧二，4-弹簧三，5-支撑座，6-角锥棱镜，7-第一O型防水圈，8-卡环。
图2为本发明实施例可调式棱镜结构示意图。
图中标记：9-第一锁紧螺丝，10-第二锁紧螺丝，11-第一固定螺丝，12-第二固定螺丝，13-第一波形垫片，14-第二波形垫片，5-第一直形垫片，16-第二直形垫片，17--保护盖，18-第二 O型防水圈，19-紧定螺丝，20-第三直形垫片，21-第三波形垫片，22-第四直形垫片，23-水准管，24-第三固定螺丝，25-第四固定螺丝，26-支架，27--旋转连接杆，28-弹簧垫片，29-连接头。
具体实施方式
实施例：
在图1中，照准部包括镜筒1、弹簧一2、弹簧二3、弹簧三4、支撑座5、角锥棱镜6、第一O型防水圈7和卡环8。镜筒1是由路合金制成的圆筒，其顶部设置有瞄准器，开口端设置有内螺纹，两侧设置有安装孔；支撑座5半径、镜筒1半径与角锥棱镜6半径相同，支撑座5用于放置角锥棱镜6，其中心为通孔，安置角锥棱镜6处设置有与角锥棱镜6的三条棱边对应的矩形槽，便于保护角锥棱镜6的棱边，其正面设置的直角凹槽，角锥棱镜6与支撑座5的接触为线接触，有利于保护角锥棱镜6的面，支撑座5的底部设置有三个圆柱形孔，用于安置弹簧一2、-弹簧二3和弹簧三4；第一O型防水圈7通过卡环8压在角锥棱镜6上，有防水作用；卡环8上设置外螺纹，与镜筒1开口端的内螺纹相对应。
在图2中，保护盖17下有第二O型防水圈18，保护盖17上设置有四个沉头螺纹孔，用于固定保护盖17；支架26两侧分别设置有一个通孔，用于连接照准部，通孔上留有缺口，支架26其上面还设置有四个与保护盖17对应的螺纹孔，支架26的中间设置有圆柱通孔，用于连接旋转连接杆27；旋转连接杆27上端为与支架26紧密配合的圆柱，圆柱内设置有内螺纹，与紧定螺丝19的为螺纹对应，其下端为沉头内螺纹孔；连接头29上、下端为螺杆，其螺纹与旋转连接杆27的内螺纹对应，下端螺杆还设置有六边棱柱，其大小与第一固定螺丝11和第二固定螺丝12上的内六角相对应，用于调节第一固定螺丝11和第二固定螺丝12。
安装时首先把角锥棱镜6置于支撑座5上，把弹簧一2、-弹簧二3和弹簧三4放入支撑座5底部的三个对应圆孔中，接着把这三个部件一起装入镜筒1中，最后把O型圈7放在角锥棱镜6的上表面，用卡环8压住旋进镜筒1，完成可调式精密棱镜的照准部安装；旋转连接杆27从支架26的通孔穿过支架26与紧定螺丝19相连，中间放入第三直形垫片20、第三波形垫片21和第四直形垫片22，把保护盖17盖在紧定螺丝19上；水准管组23通过第三固定螺丝24和第四固定螺丝25固定在支架26一侧的下方；把安装好的照准部安装到支架26上，通过支架26两侧设置的通孔，用第一固定螺丝11和第二固定螺丝12与镜筒1两侧的安装孔相连，中间加入第一波形垫片13、第二波形垫片14、第一直形垫片15和第二直形垫片16，通过第一固定螺丝11和第二固定螺丝12调节好照准部的左右位置后，用第一锁紧螺丝9和第二锁紧螺丝10锁紧支架25，从而固定照准部；连接头29与旋转连接杆27通过螺纹相连，中间放入弹簧垫片28。按以上方法，完成可调式精密棱镜的组装。
Claims (1)
1.一种可调式精密棱镜，其特征在于可调式精密棱镜包括照准部、支撑部、旋转连接部；照准部安装在支撑部上部，水准管组部安装在支撑部一侧的下方，支撑部的下面为旋转连接部；
照准部包括镜筒（1）、弹簧一（2），弹簧二（3），弹簧三（4）、支撑座（5）、角锥棱镜（6）、第一O型防水圈（7）和卡环（8）；镜筒（1）顶部设置有瞄准器，开口端设置有内螺纹，两侧设置有安装孔；支撑座（5）半径、镜筒（1）半径与角锥棱镜（6）半径相同，支撑座（5）用于放置角锥棱镜（6），其中心为通孔，安置角锥棱镜（6）处设置有与角锥棱镜（6）的三条棱边对应的矩形槽，其正面设置的直角凹槽，角锥棱镜（6）与支撑座（5）的接触为线接触，支撑座（5）的底部设置有三个圆柱形孔，用于安置弹簧一（2）、弹簧二（3）和弹簧三（4）；第一O型防水圈（7）通过卡环（8）压在角锥棱镜（6）上；卡环（8）上设置外螺纹，与镜筒（1）开口端的内螺纹相对应；
支撑部包括支架(26)、第一锁紧螺丝（9）、第二锁紧螺丝（10）、第一固定螺丝（11）、第二固定螺丝（12）、第一直型垫片（15）、第二直型垫片（16）和第一波形垫片（13）、第二波形垫片（14）；支架（26）通过两侧的第一固定螺丝（11）、第二固定螺丝（12）和第一波形垫片（13）、第二波形垫片(14)调节装在角锥棱镜(6)的照准部的左右位置，确保角锥棱镜(6)中心与对点中心重合，通过第一锁紧螺丝(9)、第二锁紧螺丝(10)，固定两侧的第一固定螺丝(11)、第二固定螺丝(12)，防止使用过程中照准部的左右移动；
水准管组部包括水准管(23)、第三固定螺丝(24)和第四固定螺丝(25)，由水准管(23)通过第三固定螺丝(24)和第四固定螺丝(25)安置在支架（26）一侧的下方，调节角锥棱镜(6)的水平；
旋转连接部分包括保护盖(17)、第二 O型防水圈(18)、紧定螺丝(19)、第三直形垫片(20)、第三波形垫片(21)、旋转连接杆(27)、弹簧垫片(28)和连接头(29)；紧定螺丝(19)从上方通过支架(26)预留的中空孔与旋转连接杆(27)连接起来，紧定螺丝(19)下设置第三波形垫片(21)，能调节连接头(29)和支架(26)的紧密程度，第二O型防水圈(18)和保护盖(17)保护紧定螺丝(19)；通过旋转连接杆(27)，角锥棱镜(6)的照准部能无偏心水平转动；连接头(29)与旋转连接杆(27)连接，针对不同的目标，能更换不同的连接头(29);该连接头(29)的下端设置有与第一固定螺丝(11)、第二固定螺丝(12) 对应的配套的螺杆，用于调节第一固定螺丝(11)、第二固定螺丝(12)。
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