CN204595315U - 具有自准直测角、红外测距装置的望远镜结构 - Google Patents

Abstract

一种具有自准直测角、红外测距装置的望远镜结构，包括望远镜本体，望远镜本体包括望远镜镜筒、望远镜目镜组和望远镜物镜组，望远镜本体设置有望远镜自准直测角装置和望远镜红外测距装置。本实用新型具有自准直测角、红外测距装置的望远镜结构，在现有望远镜筒结构基础上，增加了自准直测角系统和红外测距系统，并使视准轴、自准直光轴、红外测距外光路光轴实现同轴，能够同时满足用户对测量设备的自准直测角和测距的需求，缩短测量时间，达到一次架设同时完成自准直测角和红外测距测目的，测量精度高，降低设备成本、简化操作，提高测量工作效率。

Description

具有自准直测角、红外测距装置的望远镜结构

技术领域

本实用新型涉及一种角度和距离检测装置，具体的说，是一种可同时完成自准直测角和红外测距功能的测量装置。

背景技术

全站仪是一种集水平角测量、垂直角测量、距离测量(平距、斜距、高差)测量功能于一体的高精度测绘仪器。由于其具有可以在一次架设状态下获得该测站上的全部测绘信息的特点，在武器系统、大地测量、地图绘制、土建(建路、坝、桥)、地下设施、矿井开采、隧道建设和石油探井等领域广泛使用。

目前航空航天、船舶、军工、精密机械加工、精密机械设备测试及安装精度控制等高精度角度信息传递通常采用自准直测角方式。自准直测角方法是一种根据光学自准直成像原理，通过测量反射镜反射回的光线与分划板偏差角从而得到目标反射镜高精度角度信息的方法。

但现有全站仪不具有自准直测角功能，用户需分别使用自准直经纬仪和全站仪，完成角度测量和距离测量。

实用新型内容

针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种可在一次架设情况下同时完成自准直测角和红外测距测目的望远镜结构，该望远镜结构可降低设备成本、简化操作，提高测量工作效率。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种具有自准直测角、红外测距装置的望远镜结构，包括望远镜本体，望远镜本体包括望远镜镜筒、望远镜目镜组和望远镜物镜组，望远镜本体设置有望远镜自准直测角装置和望远镜红外测距装置。

所述望远镜自准直测角装置包括LED自准直光源、自准直分划板、第二分光棱镜、目镜分划板组成；LED自准直光源发出的自准直光通过聚焦透镜和自准直分划板后形成自准直平行光；自准直平行光经过第一反射镜和第二分光棱镜后沿望远镜视准轴射向被测目标棱镜；自准直平行光经被测目标棱镜反射后返回至望远镜镜筒，沿视准轴经第二分光棱镜和目镜分划板，传递至目镜组。

所述望远镜红外测距装置由测距红外光光源、聚焦镜、第二反射镜、第三分光棱镜、内光路接收端、外光路接收端及测距控制电路组成；

测距红外光光源经测距控制电路进行强度调制后，经过测距外光路经聚焦镜、第二反射镜及第三分光棱镜，沿望远镜视准轴射向被测目标棱镜；

测距红外光光源经被测目标反射后返回望远镜镜筒，经第三分光棱镜和第四分光棱镜和第三反射镜引入测距外光路接收端；

测距红外光光源经被测目标反射后返回望远镜镜筒，经第三分光棱镜和第五分光棱镜引入测距信号内光路接收端。

本实用新型相对现有技术的有益效果：

本实用新型具有自准直测角、红外测距装置的望远镜结构，在现有望远镜筒结构基础上，增加了自准直测角系统和红外测距系统，并使视准轴、自准直光轴、红外测距外光路光轴实现同轴，能够同时满足用户对测量设备的自准直测角和测距的需求，缩短测量时间，达到一次架设同时完成自准直测角和红外测距测目的，测量精度高，降低设备成本、简化操作，提高测量工作效率。

附图说明

图1是本实用新型具有自准直测角、红外测距装置的望远镜结构的光路示意图；

图2是本实用新型具有自准直测角、红外测距装置的望远镜结构的红外测距控制电路模块框图。

附图中主要部件符号说明：

图中：

1.测距红外光光源    2.聚焦镜

3.第二反射镜        4.测距内光路接收端

5.第五分光棱镜      6.LED自准直光源

7.聚焦透镜          8.自准直分划板

9.第一反射镜        10.望远镜物镜组

11.第三分光棱镜     12.第一分光棱镜

13.第二分光棱镜     14.望远镜调焦镜组

15.目镜分划板       16.目镜组

17.测距外光路接收端 18.第三反射镜。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本实用新型进行详细的说明：

附图1-2可知，一种具有自准直测角、红外测距装置的望远镜结构，包括望远镜本体，望远镜本体包括望远镜镜筒、望远镜目镜组和望远镜物镜组，望远镜本体设置有望远镜自准直测角装置和望远镜红外测距装置。

所述望远镜自准直测角装置包括LED自准直光源6、自准直分划板8、第二分光棱镜13、目镜分划板15组成；LED自准直光源6发出的自准直光通过聚焦透镜7和自准直分划板8后形成自准直平行光；自准直平行光经过第一反射镜9和第二分光棱镜13后沿望远镜视准轴射向被测目标棱镜；自准直平行光经被测目标棱镜反射后返回至望远镜镜筒，沿视准轴经第二分光棱镜12和目镜分划板15，传递至目镜组16。

当被测目标棱镜法线方向与望远镜筒视准轴方向一致时，形成的自准直分划板标线的像与目镜分划板标线重合；当目标被测棱镜倾斜一个微小的角度a时，反射回的自准直像就倾斜2a角。

本实用新型具有自准直测角、红外测距装置的望远镜结构，望远镜红外测距装置由测距红外光光源1、聚焦镜2、第二反射镜3、第三分光棱镜11、内光路接收端、外光路接收端及测距控制电路组成；

测距红外光光源经测距控制电路进行强度调制后，经过测距外光路经聚焦镜2、第二反射镜3及第三分光棱镜11，沿望远镜视准轴射向被测目标棱镜；

测距红外光光源经被测目标反射后返回望远镜镜筒，经第三分光棱镜11和第四分光棱镜12和第三反射镜18引入测距外光路接收端17；

测距红外光光源经被测目标反射后返回望远镜镜筒，经第三分光棱镜11和第五分光棱镜5引入测距信号内光路接收端4。

本实用新型具有自准直测角、红外测距装置的望远镜结构，通过测距控制电路对内外光路信号进行相位变化计算得到距离信息。其计算公式如下：

$t=\frac{\mathrm{\φ}}{2\mathrm{\πf}}$

其中：t为光波往返传播时间

φ为调制光波的相位变化量

f为光波的调制频率

根据光在空气中传播速度可得光波往返距离为

$2R=\frac{\mathrm{c\φ}}{2\mathrm{\πf}}=\frac{\mathrm{\λ\φ}}{2\mathrm{\π}}$

其中：R为望远镜筒至被测目标棱镜距离

c为光的传播速度

λ为调制光波波长

由于光波的相位位移是以2π为周期变化的，因此有

φ＝△n2π

其中△n为光波的相位位移变化量，所以

$R=\frac{1}{2}\mathrm{\λ\Δn}$

上式表示只要测试出内光路和外光路的光波的相位差即可计算得到被测目标棱镜的距离。

本实用新型具有自准直测角、红外测距装置的望远镜结构，在现有望远镜筒结构基础上，增加了自准直测角系统和红外测距系统，并使视准轴、自准直光轴、红外测距外光路光轴实现同轴，能够同时满足用户对测量设备的自准直测角和测距的需求，缩短测量时间，达到一次架设同时完成自准直测角和红外测距测目的，测量精度高，降低设备成本、简化操作，提高测量工作效率。

Claims (3)

1.一种具有自准直测角、红外测距装置的望远镜结构，包括望远镜本体，望远镜本体包括望远镜镜筒、望远镜目镜组和望远镜物镜组，其特征在于：望远镜本体设置有望远镜自准直测角装置和望远镜红外测距装置。

2.根据权利要求1所述具有自准直测角、红外测距装置的望远镜结构，其特征在于：所述望远镜自准直测角装置包括LED自准直光源、自准直分划板、第二分光棱镜、目镜分划板组成；LED自准直光源发出的自准直光通过聚焦透镜和自准直分划板后形成自准直平行光；自准直平行光经过第一反射镜和第二分光棱镜后沿望远镜视准轴射向被测目标棱镜；自准直平行光经被测目标棱镜反射后返回至望远镜镜筒，沿视准轴经第二分光棱镜和目镜分划板，传递至目镜组。

3.根据权利要求1所述具有自准直测角、红外测距装置的望远镜结构，其特征在于：所述望远镜红外测距装置由测距红外光光源、聚焦镜、第二反射镜、第三分光棱镜、内光路接收端、外光路接收端及测距控制电路组成；

测距红外光光源经测距控制电路进行强度调制后，经过测距外光路经聚焦镜、第二反射镜及第三分光棱镜，沿望远镜视准轴射向被测目标棱镜；

测距红外光光源经被测目标反射后返回望远镜镜筒，经第三分光棱镜和第四分光棱镜和第三反射镜引入测距外光路接收端；

测距红外光光源经被测目标反射后返回望远镜镜筒，经第三分光棱镜和第五分光棱镜引入测距信号内光路接收端。