CN204085514U - 一种矿井测绘棱镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿井测绘棱镜，包括棱镜体和设置在棱镜体上的做照明设备的三个LED灯泡，所述照明设备以嵌入方式设计在反射棱镜前部，并正对棱镜的三条侧棱。本实用新型的全站仪棱镜，可以在较为黑暗的环境中方便地进行测量工作，尤其是在井下或隧道这一类完全黑暗的环境中；这种改进后的棱镜不仅可以帮助测量人员顺利完成工作，而且还能在工作时增加测量人员的安全系数，使整套全站仪设备的功能就得到了更充分的发挥，同时也使其更加人性化。

Description

一种矿井测绘棱镜

技术领域

本实用新型涉及发光棱镜，具体涉及一种矿井测绘棱镜。 

背景技术

随着现代测量技术的发展，使用全站仪开展测量工作已经十分普遍。实践证明，利用全站仪实施测量工作无论在效率或者精度方面都相当有优势。然而，在实际工作中不难发现全站仪的一些缺点，即在某些较特殊的环境下，使用全站仪也并不方便。如在地形图测量过程中，需要在一个图根点上进行碎步测量，由于工作人员对时间安排不当或对应的碎步点过多，致使这一图根点上需测的碎部点在当日天黑前无法测完，而次日必须在同一图根点重新架设仪器进行补测工作。这样的工作费时费力，甚至会影响作业人员的积极性。同样，在黑暗条件下施测时，尤其是在各类隧道中应用全站仪实施测量工作时，必须有测量跑镜人员将全站仪棱镜照亮才能完成测量，这样无意间增加了测量的难度，同时也会对测量人员的安全造成影响。 

因此，提供一种自带照明系统的全站仪棱镜很有必要。 

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供矿井测绘棱镜。 

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:一种矿井测绘棱镜，包括棱镜体和设置在棱镜体上的做照明设备的三个LED灯泡，所述照明设备以嵌入方式设计在反射棱镜前部，并正对棱镜的三条侧棱。 

进一步地，所述LED灯泡为发出的光线与反射棱镜表面朝向棱镜边沿的方向成略大于45°的夹角，以便灯光能将棱镜内的三条侧棱照射的更加清 晰的LED灯泡。 

更进一步地，所述三个LED灯泡的电源由两节1.5伏的锂电池提供，所述锂电池和三个LED灯泡分别通过导线连接，所述锂电池为5号或7号的锂电池；所述两节锂电池为串联连接，所有连接导线也内嵌于棱镜体表面使棱镜外观保持整洁。 

更进一步地，所述LED灯泡额定电压为3.0伏，且灯泡之间以并联形式连接。 

更进一步地，所述棱镜体后壳上设有电源控制开关，所述电源控制开关包括拨码开关和四腿按钮开关；所述拨码开关用以使LED灯泡保持明亮，所述四腿按钮开关用以使LED灯泡呈现模拟闪烁状态。 

本实用新型的优点： 

本实用新型的全站仪棱镜，可以在较为黑暗的环境中方便地进行测量工作，尤其是在井下或隧道这一类完全黑暗的环境中；这种改进后的棱镜不仅可以帮助测量人员顺利完成工作，而且还能在工作时增加测量人员的安全系数，使整套全站仪设备的功能就得到了更充分的发挥，同时也使其更加人性化。 

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。 

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。 

图1为本实用新型实施例的普通的棱镜的结构示意图； 

图2为本实用新型实施例的普通棱镜剪出正三棱锥透明体后的结构示意图； 

图3为本实用新型实施例的三棱锥透明体的三个侧面的结构组合的示意图； 

图4为本实用新型实施例的光线示意图； 

图5为本实用新型实施例的LED灯泡发出的光线图； 

图6为本实用新型实施例的电路示意图。 

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

图1示出了本实用新型实施例的一种矿井测绘棱镜。 

参考图1，如图1所示，一种矿井测绘棱镜，包括棱镜体和设置在棱镜体上的做照明设备的三个LED灯泡，所述照明设备以嵌入方式设计在反射棱镜前部，并正对棱镜的三条侧棱。 

所述LED灯泡为发出的光线与反射棱镜表面朝向棱镜边沿的方向成略大于45°的夹角，以便灯光能将棱镜内的三条侧棱照射的更加清晰的LED灯泡。 

所述三个LED灯泡的电源由两节1.5伏的锂电池提供，所述锂电池和三个LED灯泡分别通过导线连接，所述锂电池为5号或7号的锂电池；所述两节锂电池为串联连接，所有连接导线也内嵌于棱镜体表面使棱镜外观保持整洁。 

所述LED灯泡额定电压为3.0伏，且灯泡之间以并联形式连接。 

所述棱镜体后壳上设有电源控制开关，所述电源控制开关包括拨码开关和四腿按钮开关；所述拨码开关用以使LED灯泡保持明亮，所述四腿按钮开关用以使LED灯泡呈现模拟闪烁状态。 

所述棱镜所有电路连接均保证防爆性。 

本实用新型的主要设计思路就是：合理地在原始棱镜上加设可以照明设备。这样，反射棱镜就会具有更完备的功能。 

参考图1，如图1所示，目前，普通的棱镜结构就是以一块透明的正方体玻璃体为基础；参考图2，如图2所示，以此玻璃体的一个顶点为基点裁剪出一个正三棱锥透明体；参考图3，如图3所示，裁得的三棱锥透明体的三个侧面两两垂直，再经过特殊的反射镜面加工，便形成了全站仪的反射棱镜。参考图4，如图4所示这种棱镜的特点就是：无论从哪个方向发射的测量信号，只要照射到棱镜表面都会被沿原方向返回，正因如此，其适用于测量领域。不难发现以上的棱镜并没有自带发光设备，所以在黑暗环境下作业较困难。 

对于矿井测绘棱镜而言，其具体设计如下： 

(1)外观方面 

新型棱镜的外观几乎是保持了原始棱镜的外观。 

(2)原理方面 

从结构上讲，照明棱镜就是在原始棱镜上设计了三处照明设备，使棱镜有一定的亮度便于观测。照明设备以嵌入方式设计在反射棱镜前檐部位，并正对棱镜的三条侧棱。照明灯选用亮度强且耐用的高效LED灯泡，灯泡发出的光线与反射棱镜表面朝向棱镜边沿的方向成略大于45°的夹角，以便灯光可以将棱镜内的三条侧棱(即：棱镜丝)照射的更加清晰，这样就更有利于观测时照准棱镜中心。 

三个LED的电源由两节1.5伏的(防爆)锂电池提供，锂电池可以为5号也可以为7号。考虑到加工难易问题，模型采用了5号电池。电池置于棱镜的后壳部位，为不影响日后测量使用，电池槽内嵌于棱镜后壳内部，因此棱镜后壳表面几乎保持原始的平面形状。由于所使用的LED灯额定电压为 3.0伏，且灯泡之间以并联形式连接，所以两节锂电池为串联连接，所有连接导线也内嵌于棱镜体表面使棱镜外观保持整洁。为了方便日后拆卸灯泡之需，灯泡与导线并没有焊死，而是通过一种特殊设计的接口连接。电源控制开关同样以内嵌的方式设计在棱镜后壳上，开关共有两个，其一是拨码开关，另一个是四腿按钮开关。拨码开关可以使LED灯保持明亮，称为照明开关；四腿按钮开关则能使LED灯呈现模拟闪烁状态，称为闪烁开关。 

矿井测绘棱镜整体设计以及实现方案基本如上所述，以便达到预期所追求的功能。 

做为测量仪器的一部分，发光棱镜的参数直接关系到其应用在测量工作中准确与否的问题。由于发光棱镜的设计本身对原始棱镜的结构有一定的影响，这将导致原始棱镜的某些参数也会发生变化，直接使用必定产生系统误差。因此，发光棱镜的参数必须重新设定，其主要包括：棱镜常数的重新设定以及棱镜改正数的重新设定。(考虑到以上两项参数均可根据实际量测确定，故，此处对发光棱镜模型的两项参数没有做具体量化。) 

另外，通常认为对原始棱镜加设照明装置后，可能产生新的误差来源。比如：灯泡发热是否会使棱镜体发生变形？或灯泡发出的光是否对全站仪发射的信号有影响？对于灯泡发热的问题：首先，灯泡并非设计在棱镜体上，也不与镜面接触，而是在棱镜的前檐上；其次，灯泡选用高效LED灯，这种灯泡不只耐用、不易发生爆炸等危险事件，而且发热量极低。所以，由灯泡发热几乎不会使整个棱镜发生影响性的变形，我们可以忽略这方面带来的误差。至于LED灯光对全站仪发射的信号所产生的影响，经过判断也同样可以忽略。因为LED灯光属于可见光范围，而全站仪发射的属于激光，这两种光的频率相差很远(可见光频率＜＜激光频率)，可以说它们之间不会产生如干涉等光学作用。 

上述的发光棱镜就是为光线不好的环境下仍能顺利应用全站仪完成测 量工程而设计的，其操作方便且实用。而对于投资动辄就上千万甚至破亿的隧道工程来说，为加快工程的进度、提高工程的贯通质量、确保测量人员安全减少施工总成本，使用发光棱镜辅助施工测量是完全有必要的。 

在光线较好的环境下，测量人员完全可以将发光棱镜的电池取出，此时发光棱镜与原始棱镜没有任何区别，使用方法也与原始棱镜保持一致；相反，当测量人员需要使用发光棱镜时，其只需将电池按正负极装入棱镜，启动开关便可。值得注意的是，发光棱镜有两个开关，分别用来使灯泡闪烁或保持明亮，方便测量时寻找和照准目标。实践证明，最好在对中整平等准备工作就绪后，再使用开关。这样不仅可以节省电池电量，而且有助于测量跑镜人员顺利架设棱镜。如果是精度要求较低的测量工作，跑镜员可以在棱镜对中整平后适当使用闪烁开关的模拟闪烁功能，待全站仪观测人员观察到闪光而发现目标(棱镜)后再开启照明开关使棱镜保持明亮便于观测员瞄准。但是，在较高或高精度测量(比如：控制导线的测量)过程中不建议使用闪烁开关，因为这种开关必须按压才起作用，虽然使力无需很大，但仍然可能使已对中整平的棱镜底座发生偏移，产生测量误差影响测量工程精度。 

本实用新型的全站仪棱镜，可以在较为黑暗的环境中方便地进行测量工作，尤其是在井下或隧道这一类完全黑暗的环境中；这种改进后的棱镜不仅可以帮助测量人员顺利完成工作，而且还能在工作时增加测量人员的安全系数，使整套全站仪设备的功能就得到了更充分的发挥，同时也使其更加人性化。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种矿井测绘棱镜，其特征在于，包括棱镜体和设置在棱镜体上的做照明设备的三个LED灯泡，所述照明设备以嵌入方式设计在反射棱镜前部，并正对棱镜的三条侧棱。 

2.根据权利要求1所述的矿井测绘棱镜，其特征在于，所述LED灯泡为发出的光线与反射棱镜表面朝向棱镜边沿的方向成略大于45°的夹角，以便灯光能将棱镜内的三条侧棱照射的更加清晰的LED灯泡。 

3.根据权利要求1所述的矿井测绘棱镜，其特征在于，所述三个LED灯泡的电源由两节1.5伏的锂电池提供，所述锂电池和三个LED灯泡分别通过导线连接，所述锂电池为5号或7号的锂电池；所述两节锂电池为串联连接，所有连接导线也内嵌于棱镜体表面使棱镜外观保持整洁。 

4.根据权利要求1所述的矿井测绘棱镜，其特征在于，所述LED灯泡额定电压为3.0伏，且灯泡之间以并联形式连接。 

5.根据权利要求1所述的矿井测绘棱镜，其特征在于，所述棱镜体后壳上设有电源控制开关，所述电源控制开关包括拨码开关和四腿按钮开关；所述拨码开关用以使LED灯泡保持明亮，所述四腿按钮开关用以使LED灯泡呈现模拟闪烁状态。