CN104422429A - 测量机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以将外壳部件简便地安装于旋转台座的测量机。本发明的测量机包含：具备基盘部(3)和相对于基盘部(3)在水平方向上旋转的旋转台座(4)的测量机主体部(5)；以及覆盖测量机主体部(5)的外壳部件(6)。旋转台座(4)设置有将测距光学系统的镜筒部(8)垂直方向旋转可能地支承的支承部件(7)。外壳部件(6)覆盖着包括旋转台座(4)在内的支承部件(7)、镜筒部(8)和照射向测量操作员表示测量机主体部(5)的准直方向的引导光的引导光照射部(12)。

Description

测量机

技术领域

本发明涉及具有用于照射引导光的引导光光学系统的测量机。

背景技术

以往，已知有设置了用于照射引导光的引导光照射部的测量机，上述引导光向测量操作员表示测量机的准直方向(例如，参照专利文献1)。

上述测量机具有基盘部和相对于上述基盘部在水平方向上旋转的旋转台座。在上述旋转台座上竖立设置有支承部件。在上述支承部件上，除了支承有垂直方向(铅直方向)上能够旋转的测距光学系统的镜筒部以外，还设置有各种驱动机构和控制机构。

在上述旋转台座上安装有覆盖上述支承部件、测距光学系统的镜筒部并且覆盖各机构的外壳部件。引导光照射部设置于该外壳部件的顶部。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开2012-202821号公报

发明内容

(发明要解决的问题)

但是，在上述以往的测量机中，由于引导光照射部设置在外壳部件上，因此旋转台座上安装外壳部件时，需要调整相对于镜筒部的光轴的引导光照射部的光轴。

因此，在进行维护等时卸下外壳部件，而维护完成后，旋转台座上再次安装外壳部件时的调整是比较麻烦的。

本发明鉴于上述情况而提出，提供一种可以简便地将外壳部件安装在旋转台座上的测量机。

(解决问题的措施)

本发明所涉及的测量机的特征在于，包含：具备基盘部和相对于该基盘部在水平方向上旋转的旋转台座的测量机主体部；以及覆盖上述测量机主体部的外壳部件，上述旋转台座设置有将测距光学系统的镜筒部垂直方向旋转可能地支承的支承部件，上述外壳部件覆盖着包括上述旋转台座在内的上述支承部件、上述镜筒部和照射向测量操作员表示测量机主体部的准直方向的引导光的引导光照射部。

(发明效果)

根据本发明，无需进行使引导光照射部的光轴相对于镜筒部的光轴在水平旋转方向上一致的麻烦的调整作业，就可以将外壳部件安装在旋转台座上。

另外，由于直射日光被外壳部件所遮挡，因此可以避免旋转可能地支撑着镜筒部的支承部件的局部膨胀所导致的水平轴的倾斜，结果，可以提供即便是炎热的天气也可以胜任精密测量的测量机。

附图说明

图1是表示本发明的测量机的概略结构的立体图。

图2是表示本发明的测量机的内部结构的示意图。

图3是表示本发明的测量机主体部和外壳部件的关系的示意性说明图。

图4是表示图1、图2所示的测量机的光学系统的结构的方框电路图。

图5是表示图4所示的柱面透镜的一个例子的说明图。

图6是表示图4所示的测距光学系统的一个例子的光学图。

图7是表示图4所示的跟踪光学系统的一个例子的光学图。

图8是表示测量操作员的测量操作的一个例子的说明图。

图9A是表示本发明的引导光照射部的变形例的说明图，是示意性地表示从上面观察时的光路的说明图。

图9B是示意性地表示从侧面观察图9A所示的引导光照射部时的光路的说明图。

(附图标记的说明)

2…测量机；3…基盘部；4…旋转台座；5…测量机主体部；6…外壳部件；7…支承部件；8…镜筒部；12…引导光照射部。

具体实施方式

(实施例)

以下，参照附图对本发明的测量机的实施例进行说明。

(测量机的结构)

在图1中，1是三脚架，2是测量机。测量机2包括：具备图2所示的基盘部3和相对于上述基盘部3在水平方向上旋转的旋转台座4的测量机主体部5、以及图1所示的外壳部件6。另外，上述测量机2被置于已知的点P0。

基盘部3大致包括：固定在三脚架1上的固定座3a、具有校平螺丝(省略图示)的校平台3b、以及内置有将旋转台座4在水平方向(图2所示的箭头方向A)上旋转驱动的水平方向驱动电机M1(参考图4)等驱动机构的箱体部3c。

如图2、图3所示，旋转台座4竖立设置有支承部件7。如图3所示，上述支承部件7设置有用于垂直方向旋转可能地支撑测距光学系统和跟踪光学系统的镜筒部8的水平轴8A、8A。

上述水平轴8A的一个端部固定有用于将镜筒部8在垂直方向上旋转驱动的垂直方向驱动电机M2，上述水平轴8A的另一个端部设置有用于检测上述镜筒部8的旋转角度的编码器(encoder)10。

上述支承部件7的上端部固定有用于控制旋转台座4的水平方向的旋转和镜筒部8的垂直方向的旋转的控制电路基板11、以及引导光照射部12。

在此，引导光照射部12支承于从支承部件7的上端部切割而竖立的起立板部7’、7”。控制电路基板11形成有供起立板部7”贯通的贯通孔。

水平方向驱动电机M1、垂直方向驱动电机M2、编码器10等通过图2所示的柔性印刷布线板11'而连接。上述控制电路基板11设置有后述的CPU。

上述引导光照射部12用于向测量操作员表示测量机主体部5的准直方向。

如图3所示，外壳部件6包括：与旋转台座4的外周部4a嵌合的嵌合开口6a、覆盖引导光照射部12的覆盖部6b、把手部6c、以及如图1所示的沿上下方向延伸的窗部6d。此外，上述旋转台座4的外周部4a设置有用于防止雨水等浸入的密封部件(图示略)。

上述外壳部件6和引导光照射部12、控制电路基板11之间设置有间隙。据此，安装、拆卸外壳部件6时，可以防止外壳部件6与引导光照射部12接触。

另外，即便外壳部件6受到来自外界的冲击时，也可以尽量地减少对内部的控制电路以及引导光照射部12的影响。

如图4所示，镜筒部8设置有测距光学系统13和跟踪光学系统14。镜筒部8的光学系统的光轴的倾斜角度可以使用编码器10而求得。有关上述测距光学系统13和上述跟踪光学系统14的内容将在后文说明，首先对引导光照射部12的光学系统进行说明。

(引导光照射部12的光学系统的结构)

如图4所示，引导光照射部12例如具有：激光源15、准直透镜16、以及图5所示的柱面透镜(cylindrical lens)17。激光源15例如产生可见白色激光。

准直透镜16具有将可见白色激光变换成平行光束PB1的作用。柱面透镜17具有将上述平行光束PB1变换成在铅直上下方向上延伸得长的扇状的引导光PB2的作用。

例如，如图5所示，上述柱面透镜17形成有在具有焦度(power)的方向上延伸得长并使绿色光透过的狭缝状滤光器17a和同样地在具有焦度的方向上延伸得长并使红色光透过的狭缝状滤光器17b。17c是狭缝状遮蔽部。

上述激光源15由图4所示的作为控制电路部的CPU所控制，若省略图示的电源开关被接通，则开始发光。

(测距光学系统13的结构)

如图4所示，测距光学系统13具有投光部13A和受光部13B。如图6所示，投光部13A具有光源13A'，受光部13B具有受光元件14B'。

光源13A'射出红外激光束。上述红外激光束由分束器(beam splitter)18的二向色镜面18a向物镜19反射，经由外壳玻璃20从镜筒部8作为平行光束PB3射出。

上述平行光束PB3被图4所示的角棱镜(corner cube)(靶)30A反射，作为反射光束PB3’经由外壳玻璃20返回至物镜19，然后由分束器18的二向色镜面18b反射，汇聚到受光元件13B'。

上述受光元件13B'的受光输出输入至设置在控制电路基板11上的CPU的运算部。CPU基于上述受光元件13B'的受光输出来计算到角棱镜30A为止的距离。另外，上述角棱镜30A固定在测量操作员所携带的测量用杆30B上。

(跟踪光学系统14的结构)

跟踪光学系统14用于锁定角棱镜30A。如图7所示，上述跟踪光学系统14具有：激光二极管23、准直透镜24、反射镜25、26、物镜30、外壳玻璃20、噪声光去除用滤光器33、以及受光元件34。

激光二极管23、准直透镜24、反射镜25、26大致构成为投光部14A。物镜30、噪声光去除用滤光器33、受光元件34大致构成为受光部14B。

激光二极管23射出作为跟踪光的与测距光学系统13的测距光的波长不同波长的红外激光PB4。上述红外激光PB4通过准直透镜24而成为大致平行光束。

由反射镜25、26反射的红外激光PB4射出到测量机2的外部，利用上述红外激光PB4进行角棱镜30A的搜索扫描。若在搜索范围内有角棱镜30A，则红外激光PB4由角棱镜30A反射而返回至物镜30。

上述红外激光PB4的反射光PB4’由上述物镜30汇聚，经过噪声光去除用滤光器33并成像在受光元件34上。噪声光去除用滤光器33具有使与红外激光束的波长同一波长的光透过的功能。

(驱动部的结构)

测量机2具有图4所示的驱动电路部35。上述驱动电路部35连接有水平方向驱动电机M1及垂直方向驱动电机M2。

上述驱动电路部35由CPU控制，CPU具有如下功能：若无线发送接收部37接收到镜筒部转动许可信号，则向驱动电路部35输出水平方向驱动电机M1的转动许可信号。

CPU利用作为基准的方位信号和镜筒部转动许可信号来运算从测量机2的镜筒部8所朝向的水平方向的当前角度到下一个测设点P2为止的水平方向的旋转角度。

也就是说，根据当前测量机2照射引导光PB2的方向(图8所示的测设点P1所在的方向)并通过运算来求出下一次应照射引导光PB2的方向。由此，可使镜筒部8在水平方向上朝向后述的下一个测设点P2所在的方向转动，并在上述位置上使镜筒部8停止转动。

(CPU功能的一个例子)

上述CPU具有如下功能：若上述镜筒部8在下一个测设点P2的方向上停止转动，则向驱动电路部35输出垂直方向驱动电机M2的转动许可信号。

驱动电路部35具有使垂直方向驱动电机M2交替地正反旋转的功能，由此，在下一个测设点P2，红外激光PB4在上下方向上进行往返扫描。

如图8所示，测量操作员以引导光PB2为目标朝向测设点P1所处的方向走去。这样，可以看到由红色光和绿色光所构成的引导光PB2。

若将测量用杆30B竖立在上述位置上，则利用跟踪光学系统14来锁定角棱镜30A，并且，若位于测设点P1，则执行到角棱镜30A为止的测距、或测距和测角。

接下来，CPU通过运算来求取到角棱镜30A为止的距离、或者距离和角度(三维坐标)。从当前的角棱镜30A到测量机2为止的距离数据或者距离数据和角度数据(三维坐标)作为测定数据暂时存入存储部36中。

如图4所示，上述测量机2具有上述存储部36并且还具有无线发送接收部37。上述的存储部36和无线发送接收部37与CPU连接。

无线发送接收部37具有将测量操作员的当前位置(从测量机2到角棱镜30A的距离数据或者距离数据和角度数据(三维坐标))发送到便携式无线发送接收装置30C的功能。

CPU判断角棱镜30A已锁定，在锁定中关闭引导光PB2，而在作业中锁定偏离的情况下重新点亮引导光PB2。

根据上述实施例，仅通过把外壳部件6嵌合于旋转台座4的外周部4a来将外壳部件6安装到测量机主体部5上，因此可以简便地进行安装、拆卸。

另外，由于在外壳部件6和引导光照射部12、控制电路基板11之间设置有间隙，因此，即使外壳部件6施加有来自外部的冲击时，也可以尽可能地减少对内部的控制电路和引导光照射部12的影响。

进而，由于测量机主体部5由外壳部件6覆盖，因此可以防止直射日光对支承部件7的照射，可以防止因支承部件7的局部热膨胀而引起的水平轴8A、8A的倾斜。

(变形例)

图9A、图9B是表示引导光照射部12的变形例的说明图。在该变形例中，如图9A所示，引导光照射部12具有产生绿色光PG的发光二极管LED G和产生红色光PR的发光二极管LED R。

在发光二极管LED G和发光二极管LED R的正前方设置有光阑部件40a、40b。上述光阑部件40a、40b具有遮挡掉各个光的一半的作用。

上述的绿色光PG和红色光RG由棱镜反射镜41反射而引导至柱状透镜(lenticularlens)42。

上述的绿色光PG和红色光RG作为扇状的引导光PB2而从引导光照射部12射出。

另外，在该实施例中，将跟踪光学系统14的物镜30和测距光学系统13的物镜19作为分别的结构进行说明，也可以是跟踪光学系统14的物镜30和测距光学系统13的物镜19为一体化的结构。

Claims (2)

1.一种测量机，其特征在于，包含：

测量机主体部，其具备基盘部和相对于所述基盘部在水平方向上旋转的旋转台座；以及

外壳部件，其覆盖所述测量机主体部，

所述旋转台座设置有将测距光学系统的镜筒部垂直方向旋转可能地支承的支承部件，

所述外壳部件覆盖着包括所述旋转台座在内的所述支承部件、所述镜筒部和照射向测量操作员表示测量机主体部的准直方向的引导光的引导光照射部。

2.根据权利要求1所述的测量机，其特征在于，

所述外壳部件具有嵌合于所述旋转台座的嵌合开口和覆盖所述引导光照射部的覆盖部。