CN203069863U - 一种用于棱镜反射器中像点与反射器基准点重合的调整装置 - Google Patents

Abstract

一种用于棱镜反射器中像点与反射器基准点重合的调整装置,包括：转轴（1），棱镜支架（2），连接轴（3），棱镜框（4），棱镜座（5），棱镜（6）；其优点是：满足像点和反射器轴线交点重合的设计原则，达到高精度测量；结构简单、稳定性强、成本低廉、加工方便，弥补了螺纹加工误差的不足，装配简单、易于批量生产等突出特点。采用橡胶垫7放入在棱镜框4与棱镜6之间，以起到防震固定作用；摩擦垫9放入棱镜框4与棱镜支架2之间，且摩擦垫具有弹性特性棱镜不会转动可增强摩擦作用；通过瞄准棱镜的棱线交点，分别俯仰和倾斜棱镜使棱镜绕轴线转动，判别像点晃动大小和方向，调整3颗调整螺钉和连接螺纹，使像点的晃动误差在合理的范围内，实现高精度棱镜反射器的功能。

Description

一种用于棱镜反射器中像点与反射器基准点重合的调整装置

技术领域

 本实用新型属激光测量技术领城，具体地说是一种棱镜反射器中像点与反射器基准点重合的调整装置。

背景技术

随着近代光学、电子学的发展，各种激光测量仪器的相继出现，大大地减轻了测量工作者的劳动强度，提高了测量精度，加快了工作速度。然而在实际测量中如何实现高精度测量，始终是设计者目前主要研究和解决的问题。

众所周知，角锥棱镜在测量领域中作为反射目标使用，结构形式多种多样，电经或全站仪瞄准反射棱镜觇牌标志中心，激光束经过角锥棱镜反射后，电经接收后计算两者之间的距离，从而实现各种参数的测量。

实际使用中角锥棱镜的倾角和觇牌的倾角不一致，瞄准目标和测量光路不完全重合，在高精度测量时产生的误差不可忽略。因此在一些精度要求高的测量场所，实际测量时往往瞄准角锥棱镜三条棱边通过大面所成的像（如图1），以使瞄准的目标和实际测量的光路重合，减少测量误差提高测量精度。在测量中还有一个因素会引起测量误差，角锥棱镜在实际使用中会引入棱镜常数C的概念（棱镜反射器的设计中，棱镜的等效光程面和实际需测量面不重合，两者之间的距离成为棱镜常数C），测量中实际测得值加上棱镜常数所对应的修正值，得到我们实际想测量的值，进而计算我们需要的各种参数。

通常使用的角隅棱镜反射器的位置如图2所示，在光线正入射的情况下，实际测量值减去棱镜常数C，就可以得到正确的实际所需距离；实际使用中，由于地势、仪器架设高度等原因，不可能做到光线正入射，通常棱镜反射器的位置如图3所示，棱镜的光轴中心线和反射器竖轴线所成的夹角为α，首先带来的常数误差为PD*(1-COSα),以通常使用的直径64的棱镜为例，棱镜常数为-30mm，当瞄准角在20~30°的情况下，所引入的常数误差△C约为0.2mm，常规测量中可忽略不计，在高精度的测量中必须考虑这一误差的影响；其次还带入瞄准误差所引起的测角误差，在短距离的测量中表现特别明显，我们还以直径64的棱镜为例，测距在30  ~50m，在倾角20~30°的情况下，其引入的测角误差为5~10″；在高精度测量中由于像点和仪器竖轴不重合引入的综合测量误差不可忽略，经实际测量验证，使用同一台全站仪（莱卡T2003）与同一台角隅棱镜反射器在固定两点之间反复测量，不同的俯仰角下，其误差约为0.3mm；使用同一台全站仪（莱卡T2003）与多台角隅棱镜反射器在固定两点之间反复测量，不同的俯仰角下，其综合误差大于0.5mm，约10%的数据接近1mm。因此，在高精度测量时，除了选用全站仪精度达到要求外，棱镜反射器的选取也要满足像点和反射器轴线交点重合的设计原则。

发明内容

本实用新型的发明目的是为了实现高精度棱镜反射器, 设计原则遵循设计尺寸满足像点和转轴线交点重合，为弥补加工、装配的误差，像点的位置可以微调，以达到和轴线焦点重合，提供一种棱镜反射器中像点与反射器基准点重合装置。经过详细分析和计算，其误差来源主要为角隅棱镜像点与反射器轴线交点的距离PD引起，本实用新型设计的棱镜反射器满足PD=0的条件（如图4），则在实际应用中瞄准棱镜正面像测量精度可以达到理论精度，实现高精度测量，实际测量中测量综合误差小于0.2mm。当棱镜倾斜时（如图5），引入的常数误差为0mm，瞄准误差接近为0。

本实用新型一种用于棱镜反射器中像点与反射器基准点重合的调整装置,包括：转轴1，棱镜支架2，连接轴3，棱镜框4，棱镜座5，棱镜6，橡胶垫7，内六角螺钉8，摩擦垫9，调整螺钉10。其连接方式如下：连接轴3通过螺纹与棱镜支架2连接固定；棱镜框4安装在棱镜支架2上，用内六角螺钉8固定；棱镜6安装在棱镜座5上，用调整螺钉10固定；棱镜座5通过螺纹与棱镜框4连接固定；橡胶垫7放入在棱镜框4与棱镜6之间，用硅橡胶固定；摩擦垫9放入镜框4与棱镜支架2之间，用硅胶固定。

 本实用新型一种用于棱镜反射器中像点与反射器基准点重合的调整装置,工作原理：本实用新型的设计原则遵循设计尺寸满足像点和转轴线交点重合，棱镜反射器满足PD=0的条件（如图4），瞄准棱镜正面像测量精度达到理论精度，实现高精度测量。测量中测量综合误差小于0.2mm，当棱镜倾斜时（如图5），引入的常数误差为0mm，瞄准误差接近为0，满足像点和轴线交点重合。本实用新型的棱镜和棱镜座利用3颗调整螺钉装配成一体，利用连接螺纹装配在棱镜框上，3颗调整螺钉满足像点X、Y方向的调整，连接螺纹满足像点Z方向的调整，达到像点和轴线交点完美重合的设计。调试时设置相距适当距离的固定两点，分别架设高精度全站仪和预装了的棱镜反射器，瞄准棱镜的棱线交点，分别俯仰和倾斜棱镜，使棱镜绕轴线转动，判别像点晃动大小和方向，调整3颗调整螺钉和连接螺纹，使像点的晃动误差在合理的范围内，并用硅胶进行密封和固定，以实现高精度棱镜反射器。

本实用新型一种用于棱镜反射器中像点与反射器基准点重合的调整装置的优点是：满足像点和反射器轴线交点重合的设计原则，达到高精度测量；结构简单、稳定性强、成本低廉、加工方便，弥补了螺纹加工误差的不足，装配简单、易于批量生产等突出特点。采用橡胶垫7放入在棱镜框4与棱镜6之间，以起到防震固定作用；摩擦垫9放入棱镜框4与棱镜支架2之间，且摩擦垫具有弹性特性棱镜不会转动可增强摩擦作用；通过瞄准棱镜的棱线交点，分别俯仰和倾斜棱镜使棱镜绕轴线转动，判别像点晃动大小和方向，调整3颗调整螺钉和连接螺纹，使像点的晃动误差在合理的范围内，实现高精度棱镜反射器的功能。

附图说明

图1为角隅棱镜棱线图；

图2为常规棱镜水平测量位置图；

图3为常规棱镜倾斜测量位置图；

图4为零误差棱镜水平测量位置图；

图5为零误差棱镜倾斜测量位置图；

图6为本实用新型的主视图；

图7为本实用新型的左视图。

具体实施方式

根据图6、图7所示，本实用新型装置包括：转轴1，棱镜支架2，连接轴3，棱镜框4，棱镜座5，棱镜6，橡胶垫7，内六角螺钉8，摩擦垫9，调整螺钉10。

根据图6、图7所示：所述的连接轴3通过螺纹与棱镜支架2连接固定；棱镜框4安装在棱镜支架2上，用内六角螺钉8固定；棱镜6安装在棱镜座5上，用调整螺钉10固定；棱镜座5通过螺纹与棱镜框4连接固定；橡胶垫7放入在棱镜框4与棱镜6之间，用硅胶固定；摩擦垫9放入棱镜框4与棱镜支架2之间，用硅胶进行密封和固定。

本实用新型仪器的工作过程是：本实用新型的设计原则遵循设计尺寸满足像点和转轴线交点重合，棱镜反射器满足PD=0的条件（如图4），瞄准棱镜正面像测量精度达到理论精度，实现高精度测量。实际测量中测量综合误差小于0.2mm。当棱镜倾斜时（如图5），引入的常数误差为0mm，瞄准误差接近为0，满足像点和轴线交点重合。调试工艺过程中采用橡胶垫7安装在棱镜框4与棱镜6之间，以起到防震固定作用；摩擦垫9放入棱镜框4与棱镜支架2之间，且棱镜不会随意转动可增强摩擦作用；作业时设置相距适当距离的固定两点，分别架设高精度全站仪和预装了的棱镜反射器，瞄准棱镜的棱线交点，分别俯仰和倾斜棱镜，使棱镜绕轴线转动，判别像点晃动大小和方向，调整3颗调整螺钉和连接螺纹，使像点的晃动误差在合理的范围内，从而实现高精度测量。

Claims (1)

1.一种用于棱镜反射器中像点与反射器基准点重合的调整装置,其特征在于：包括：转轴（1），棱镜支架（2），连接轴（3），棱镜框（4），棱镜座（5），棱镜（6）；其连接方式如下：连接轴（3）通过螺纹与棱镜支架（2）连接固定；棱镜框（4）安装在棱镜支架（2）上，用内六角螺钉（8）固定；棱镜（6）安装在棱镜座（5）上，用调整螺钉（10）固定；棱镜座（5）通过螺纹与棱镜框（4）连接固定；橡胶垫（7）放入在棱镜框（4）与棱镜（6）之间，用硅橡胶固定；摩擦垫（9）放入镜框（4）与棱镜支架（2）之间，用硅胶固定。

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