CN201273942Y - 激光测距仪的内外光路切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的是一种激光测距仪的内外光路切换装置，属于测量技术领域的零基准校准装置，由固定座、驱动装置、遮光板、激光源E和光敏元件D等构成，主要是在固定座与光敏元件D之间增设有两端分别与两者固定的导光元件，该导光元件两个端部所设的光线入射点与光线出射点相对激光源E和光敏元件D的位置保持不变，使内外光路在切换和光信号接收过程中减少干扰和测量误差，提高零基准校准精度，同时遮光板也仅起到遮光作用而不再参与零基准校准定位，能有效避免因遮光板转动或移动造成机械形变误差影响校准精度的问题，该结构的遮光板为两端重量相等的平衡结构，也大大降低电机驱动功耗，改进后的结构较为简单，生产成本较低，工作稳定可靠。

Description

激光测距仪的内外光路切换装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量技术领域的光路切换装置，尤其是指一种激光测距仪的内外光路切换装置。

背景技术

激光测距仪的内外光路切换装置属于一种测量技术领域的零基准校准装置，目前使用的这方面产品主要有两种，一种如公开的中国专利号为200720033620.0的“激光测距仪”，该结构是利用电机带动一个反光板，将激光源E投射的校准光线反射到一端开口的测距仪光路接收腔内，在接收腔内形成漫反射后，接收腔内的光敏元件D接收到光信号，从而进行信号比对，该结构存在的缺陷是：在光线接收过程中反光板是参与基准定位的重要零部件，故在转动后对回到初始位置的同一性要求较高，而在实际使用过程中反光板往往会有转动或移动所产生的机械形变结构误差，该误差被引入校准光学系统中，就会大大影响校准精度；同时反光板工作过程中对两个内外光路切换位置必须锁定准确，而通常的反光板都是轻重不一的结构，且需与其它部件进行配合锁定，为了到达正确切换位置，往往会导致电机驱动功耗增大；另外反光板漫反射的光线接收方式稳定性差、容易与外部光混杂，造成仪器识别错误，降低仪器工作稳定性，影响测量结果精确性。另外一种是利用两套光学系统同时进行内外光信号接收的，该结构存在的缺陷是：对产品加工、光路设计和各结构之间的配合要求较高，生产成本较大，而且两个不同光路存在的误差影响较大，使用稳定性差。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种结构装配简单，生产成本低，内外光路切换方便准确，光信号接收干扰少、误差小，零基准校准精度高，工作稳定可靠的激光测距仪的内外光路切换装置。

本实用新型的技术问题通过以下技术方案实现：

一种激光测距仪的内外光路切换装置，其包含有固定座，该固定座上安装有驱动装置，实现内外光路切换的切换板，正对该切换板前方设有发射校准光线的激光源E，同时在测距仪的机体上还设有接收光信号的光敏元件D，该光敏元件D安装在光信号接收腔内，其特征在于所述的固定座与光敏元件D之间连接固定有导光元件，该导光元件与固定座固定的一端设有入射点，导光元件与光敏元件D固定的另一端设有出射点；所述的切换板为具有通光孔的遮光板，该遮光板在驱动装置作用下形成内外光路的两种停止状态；所述的通光孔与入射点处于同一光路；所述的入射点与出射点相对激光源E和光敏元件D的位置保持不变。

所述的遮光板为一个长条形结构，该遮光板的两个长边上分别设有弧形凹边和弧形凸边结构。

所述的长条形遮光板为两端重量相等的平衡结构。

所述的导光元件采用具有弯曲特性的光学纤维制成。

所述的固定座一侧向外延伸出定位遮光板内外光路位置的挡块。

所述的驱动装置的优化方案是采用电机带动遮光板转动。

所述的固定座底部设有支脚。

与现有技术相比，本实用新型在固定座与光敏元件D之间增设有两端分别与两者固定的导光元件，该导光元件两个端部所设的入射点与出射点相对激光源E和光敏元件D的位置保持不变，使内光路处于相对封闭状态，故内外光路在切换和光信号接收过程中受干扰少、测量误差小，零基准校准精度高，同时作为光路切换的遮光板也仅起到遮光作用而不再参与零基准校准定位，能避免现有结构中反光板存在的基准定位问题，以及因转动或移动造成的机械形变误差影响校准精度的问题，该结构的遮光板为两端重量相等的平衡结构，无需自锁装置，大大降低电机驱动功耗，改进后的内外光路切换装置还具有结构简单、生产成本低、工作稳定可靠的优点。

附图说明

图1为本实用新型内光路的工作状态示意图。

图2为图1的电机脱离固定座的分解结构示意图。

图3为本实用新型外光路的工作状态示意图。

图4为图3的电机脱离固定座的分解结构示意图。

具体实施方式

下面将按上述附图对本实用新型实施例再作详细说明。

如图1～图4所示，1—固定座、2—光敏元件D、3—导光元件、4—电机、5—遮光板、6—通光孔、7—校准光线、8—激光源E、9—挡块、10—入射点、11—出射点、12—凹边、13—凸边、14—支脚。

一种激光测距仪的内外光路切换装置，其包括固定座1，该固定座以其底部所设的支脚14倾斜安装在激光测距仪的机体上，在固定座上设有驱动装置，该驱动装置的最优化方案是采用电机4驱动，驱动装置也可采用液压等其他方式进行驱动。在电机输出轴上传动连接有切换板，该切换板为不反光的长条形遮光板5，在长条形的一端设计为长边薄形结构，另一端设计为短边厚形结构，这样使两端达到重量相等的平衡结构，以减少电机驱动功耗，并在到达准确位置后可利用自身平衡达到自行锁定目的。同时遮光板中部还设有通光孔6，遮光板的两个长边上分别设有高出长边的弧形凹边12和弧形凸边13，凹凸边的结构主要用于消除内外光路之间的干扰。正对遮光板5的前方设有激光源E8，该激光源E发射的校准光投射到遮光板5上作为整个校准光学系统的校准光。

所述的固定座1位于电机输出轴一侧设有向外延伸的挡块9，该挡块主要起到在遮光板5受电机4驱动分别旋转到内外光路位置时的定位作用。例如当长条形遮光板5旋转到垂直位置时，如图1、图2所示，其下部会被挡块9阻挡并达到平衡，此时即可进行内光路的接收和比对工作；当长条形遮光板5旋转到水平位置时，如图3、图4所示，其上部会被挡块9阻挡并达到平衡，此时即可进行外光路的接收和比对工作。

固定座1上还固定有导光元件3，该导光元件采用光学纤维制成，利用光学纤维可弯曲特性能更好更自如的进行结构设计，光学纤维也可根据实际使用需要进行长度调整，在导光元件固定在固定座1的一端设有入射点10，该入射点与遮光板上的通光孔6处于同一光路，并受固定座1倾斜安装的影响，在切换到内光路时能最大限度的从通光孔6处接收到光，在切换到外光路时能最大限度的使光从遮光板5上方通过。导光元件3另一端与安装在光信号接收腔(图中未示)内的光敏元件D2连接，同时在导光元件的端部也设有出射点11，安装时，入射点10可相对通光孔6、出射点11可相对光敏元件D2进行位置调整，以调节进入光敏元件D的光强度，一旦调整到位后，入射点10与出射点11相对激光源E8和光敏元件D2的位置将始终保持不变，故极大提高了整个激光测距仪光线接收稳定性和光信号比对的精确性。

本实用新型是通过驱动电机4的正向和逆向反复切换带动遮光板5往复转动、从而进行内外光路切换的，方便了内外光路的选择，由于转动的遮光板5不参与基准定位，故校准用基准只由激光源E、导光元件3的入射点10、出射点11及光敏元件D的相对位置确定，遮光板5的两个停止状态位置即是光线进入内外光路的工作过程，该结构通过对内外光路分别测量，再经分析便可将测距仪内的光路误差消除。当电机带动遮光板转动至图1、图2所示位置时，整个切换装置即处于内光路工作状态，此时整个遮光板呈垂直状态挡住激光源E8投射的大部分光线，只有小部分光线通过遮光板5上的通光孔6穿出经导光元件3至光敏元件D2接收。当电机带动遮光板5转动90°至图3、图4所示位置时，整个切换装置即处于外光路工作状态，此时整个遮光板呈水平状态，激光源E8投射的校准光线7不被遮光板遮挡而直接出射，为了不干扰测量，遮光板上的凹边12结构将导光元件3端部的入射点10遮蔽，此时内光路完全被切断。

该切换装置的内外光路切换都是90°的转动关系，即顺时针转动90°至内光路工作状态后，只需逆时针转动90°即回到外光路工作状态，该结构能有效满足激光测距仪内光路接收和内外光路的顺利切换需要，零基准定位参考点定位准确且相对固定，可以最大限度的减少切换位置变动造成的内光路比对误差，工作稳定可靠。

Claims (7)

1、一种激光测距仪的内外光路切换装置，其包含有固定座(1)，该固定座上安装有驱动装置(4)，实现内外光路切换的切换板，正对该切换板前方设有发射校准光线(7)的激光源E(8)，同时在测距仪的机体上还设有接收光信号的光敏元件D(2)，该光敏元件D安装在光信号接收腔内，其特征在于所述的固定座(1)与光敏元件D(2)之间连接固定有导光元件(3)，该导光元件与固定座固定的一端设有入射点(10)，导光元件与光敏元件D(2)固定的另一端设有出射点(11)；所述的切换板为具有通光孔(6)的遮光板(5)，该遮光板在驱动装置作用下形成内外光路的两种停止状态；所述的通光孔与入射点(10)处于同一光路；所述的入射点与出射点相对激光源E(8)和光敏元件D(2)的位置保持不变。

2、根据权利要求1所述的激光测距仪的内外光路切换装置，其特征在于所述的遮光板(5)为一个长条形结构，该遮光板的两个长边上分别设有弧形凹边(12)和弧形凸边(13)结构。

3、根据权利要求2所述的激光测距仪的内外光路切换装置，其特征在于所述的长条形遮光板(5)为两端重量相等的平衡结构。

4、根据权利要求1所述的激光测距仪的内外光路切换装置，其特征在于所述的导光元件(3)采用具有弯曲特性的光学纤维制成。

5、根据权利要求1所述的激光测距仪的内外光路切换装置，其特征在于所述的固定座(1)一侧向外延伸出定位遮光板(5)内外光路位置的挡块(9)。

6、根据权利要求1所述的激光测距仪的内外光路切换装置，其特征在于所述的驱动装置的优化方案是采用电机(4)带动遮光板(5)转动。

7、根据权利要求1～6任一项所述的激光测距仪的内外光路切换装置，其特征在于所述的固定座(1)底部设有支脚(14)。

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