CN201059970Y - 激光三角测距仪 - Google Patents

Abstract

一种激光三角测距仪，其特征在于：将两个同型号同功率的固体激光发生器，置于一个刚性杆件两端的可旋转支座上，把一高倍望远镜置于两激光发生器支座的连线的垂直平分线上，两激光发生器的轴线与其支座连线的夹角相等，望远镜光轴、两个激光器光轴三线在一个平面内且交于一点；支座上安装有能够测量和记录支座转角的角位移传感器，支座与蜗杆蜗轮组成的传动装置连接。测量精确，成本低廉；易于测量远距离表面特征单一和区别不明显的物体；一人操作，方便直观。

Description

激光三角测距仪

技术领域

本使用新型属于测量仪器，特别涉及一种三角函数激光测距仪器。

背景技术

目前国内使用激光测距的方法，主要有两种：一种是脉冲激光测量法，由一激光发生器发射激光于待测物体表面，根据物体表面将激光脉冲反射回来所需的时间，利用已知的光速，计算出其距离。设从发射到反射的时间为T，激光速度已知为C，则激光发生器和物体之间的距离L＝(T*C)/2.此法在测量短距离时，需要很精确的反应灵敏度，使得成本较高。测量反射性不是很好的物体，大大影响准确性。以及其他的不足之处在发明专利号为94106187的说明书中已详细说明。另一种是利用三角函数原理进行测量：如图6只是利用角度固定的直角三角形光路来测量，调整两个反射镜的水平距离形成相似三角形来适应距离变化。该方法局限性很大，测量最大距离由两个反射镜的最大的距离决定。结构不紧凑，仪器携带和维护不便。当远距离测量和物体的反射性能不是很好时，激光器需要很大功率。不便于测量高度和两物体之间的距离，不便于实现电子计算等。

发明内容

本实用新型目的是为了克服上述测距仪的不足，如近距离不精确，远距离测量定位不便，成本和维护要求太高的缺点，以及现有的激光三角原理测距仪的结构复杂而松散，功能单一，使用不便的缺点，提供一种激光三角测距仪，该测距仪不仅适用近距离精确测量，对于远距离和操作人员无法到达的地方的物体，也可以很方便地精确测量；适用于表面特征单一的待测物体，如墙壁，云层；尤其方便测量适当空间范围内，任意两个具有反光特性的物体之间的距离和远距离物体的高度。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种激光三角测距仪，其特征在于：将两个同型号同功率的固体激光发生器，置于一个刚性杆件两端的可旋转支座上，把一高倍望远镜置于两激光发生器支座的连线的垂直平分线上，两激光发生器的轴线与其支座连线的夹角相等，望远镜光轴、两个激光器光轴三线在一个平面内且交于一点；支座上安装有能够测量和记录支座转角的角位移传感器，支座与蜗杆蜗轮组成的传动装置连接。

如上所述的激光三角测距仪，其特征在于：由支座、角位移传感器和传动装置构成的整个支座组件安装在可以调整俯仰角度和水平转角的底支座上。

当测量物体至望远镜的距离时，调节俯仰角度和水平转角使望远镜对准待测物体，然后通过调节旋钮驱动蜗轮和蜗杆调节两个激光发生器的支座以等角度旋转，一旦两个激光束交于待测物体表面一点，支座上的角位移传感器自动记录了支座旋转的角度。由于两个支座之间的距离已知，利用三角函数关系，即可以测出望远镜与待测物的距离。

如果测量空间两点之间的距离和高度，只要调整整个支座组件的角度把两点距望远镜的距离和底支座的转角测出，利用三角余弦公式可以求出。本装置定位和瞄准由一个操作人员完成，角度的测量记录由角位移传感器完成，数据的存储，计算和显示由相应的电子电路和液晶显示屏LCD完成。不需要光感传感器和时间差分析系统，成本大大降低，原理简单。

本实用新型的有益效果是：近距离和远距离测量精确，成本相比脉冲法大大降低；易于测量空间物体两点之间的距离和物体的高度；对环境和物体的光学特性依赖性不强；易于测量远距离表面特征单一和区别不明显的物体；一人操作，方便直观。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型做进一步说明：

图1是本实用新型测距的基本原理图。

图2是本实用新型实施例测量空间两点的水平距离的原理图。

图3是本实用新型实施例测距仪测量物体高度或空间两点垂直距离的原理图。

图4是本实用新型实施例测距仪测量空间适当范围内任意两点之间距离示意图。

图5是本实用新型实施例测距仪的总装配平面示意图。

图6是现有的专利中一种三角函数测量原理图。

图中：1电源，2液晶显示屏和按键区，3底支座，4水平旋转调节旋钮，5角位移传感器，6角位移传感器，7俯仰角度调节旋钮，8固体激光器，9激光器支座，10角位移传感器，11合金钢支架，12高倍望远镜，13蜗杆蜗轮传动装置，14固体激光器，15激光器支座，16激光器角度调节旋钮，17支架基座部分，18基座。

具体实施方式

在图1中，两固体激光器8、14安装在合金钢支架11(刚性杆件)两端的激光器支座9、15上，其轴线与激光器支座连线的之间的夹角始终要保持相同；高倍望远镜13安装在激光器支座连线的垂直平分线上，必须保证两激光器的轴线和望远镜的轴线始终在一个平面内并且交于一点。

激光器轴线角度由激光器角度调节旋钮16来驱动，蜗杆蜗轮传动装置11传动；激光器轴线的角度由角位移传感器10测量和记录；俯仰角度调节旋钮7和水平旋转调节旋钮4都是由齿轮系统传动。测量物体至望远镜底座的距离时，转动水平旋转调节旋钮4和俯仰角度调节旋钮7使望远镜13对准待测物，然后调节激光器角度调节旋钮16使两个激光束交于物体表面一点。此时，光束与激光器支座连线的夹角a由角位移传感器10记录，激光器支座之间长度L值为已知，利用L0＝(L/2)*tan a可求出距离值，本实施例的装置采用电子计算器电路对从传感器采集的电信号直接计算并在液晶显示屏LCD表达出来。

当测量空间水平距离时，如图2用上述测量方法测出L1和L2的值，以及β值，存储于计算单元中，利用三角余弦公式：

$L_0=\sqrt{{L_1}^2+{L_2}^2-{2L}_1*L_2*\mathrm{COS\β}}$ 可以求出L0。其中β值由传感器记录。同理测量高度值。

若测量空间内非水平和非竖直两点之间距离，仍然利用上述类型三角余弦公式： $L_0=\sqrt{{L_1}^2+{L_2}^2-{2L}_1{L}_2\mathrm{COS\β}*\mathrm{COS\θ}},$ 其中θ为垂直方向夹角，β为水平方向夹角。

本仪器原理简单，适用于勘探，采矿，建筑以及水利和生活日用。

Claims (2)

1.一种激光三角测距仪，其特征在于：将两个同型号同功率的固体激光发生器，置于一个刚性杆件两端的可旋转支座上，把一高倍望远镜置于两激光发生器支座的连线的垂直平分线上，两激光发生器的轴线与其支座连线的夹角相等，望远镜光轴、两个激光器光轴三线在一个平面内且交于一点；支座上安装有能够测量和记录支座转角的角位移传感器，支座与蜗杆蜗轮组成的传动装置连接。

2.如权利要求1所述的激光三角测距仪，其特征在于：由支座、角位移传感器和传动装置构成的整个支座组件安装在可以调整俯仰角度和水平转角的底支座上。

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