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手持式激光測距儀測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出手持式激光測距儀測量系統(tǒng)，包括全站型電子速測儀、光路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、導(dǎo)軌、手持式激光測距儀裝夾定位裝置、全站型電子速測儀裝夾定位裝置，全站型電子速測儀設(shè)置在導(dǎo)軌的頂端附近，光路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)置在導(dǎo)軌上，手持式激光測距儀裝夾定位裝置設(shè)置在導(dǎo)軌頂端，全站型電子速測儀裝夾定位裝置用于固定全站型電子速測儀；本發(fā)明一種手持式激光測距儀測量系統(tǒng)，降低了檢測成本，保障了檢測精度。
【專利說明】手持式激光測距儀測量系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光測量領(lǐng)域，尤其涉及一種手持式激光測距儀測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自上世紀(jì)中期以來，隨著科技的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了一種具有劃時(shí)代意義的測距方法——電磁波測距。電磁波測距具有測程遠(yuǎn)、精度高、作業(yè)效率高、勞動強(qiáng)度低、受地形條件限制小等優(yōu)點(diǎn)，因此很快的應(yīng)用于測量的各個(gè)領(lǐng)域。
[0003]第一臺手持式激光測距儀誕生于1992年，由瑞士徠卡(Leica)公司首先研制成功，1995年以后世界各地的廠商開始批量生產(chǎn)。手持式激光測距儀以其成本低、價(jià)格便宜、能精確的完成短距離內(nèi)的測量等優(yōu)點(diǎn)而廣泛的應(yīng)用于建筑、房地產(chǎn)業(yè)、測繪行業(yè)、大型的工業(yè)測量等各個(gè)方面。
[0004]做為一種新型計(jì)量器具，量值的準(zhǔn)確可靠成為了專業(yè)測量人員關(guān)注的問題，因此研究手持式激光測距儀檢測方法及檢測裝置，保證量值傳遞的準(zhǔn)確可靠成為計(jì)量技術(shù)人員需要解決的問題。
[0005]手持式激光測距儀的檢定校準(zhǔn)依據(jù)是JJG966-2010《手持式激光測距儀》檢定規(guī)程。在JJG966-2010《手持式激光測距儀》檢定規(guī)程中規(guī)定測量上限不大于50m的手持式激光測距儀示值誤差用標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺為主要標(biāo)準(zhǔn)器的裝置測量，測量上限大于50m的測距儀示值誤差用標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺和標(biāo)準(zhǔn)長度基線測量。手持式激光測距儀的測量范圍通常為(0-50)m、(0-70) m、(0-100 )m、(0-200 )m，依據(jù)規(guī)程要求必須建立一個(gè)50m長的室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺實(shí)驗(yàn)裝置和200m長的室外標(biāo)準(zhǔn)長度基線。
[0006]因?yàn)樾枰?0m長的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)場地，并且需要溫度測量系統(tǒng)對標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行溫度修正，因此，許多計(jì)量檢測機(jī)構(gòu)因?yàn)闊o法滿足場地要求，不能開展手持式激光測距儀的檢測工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決【背景技術(shù)】中所存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種手持式激光測距儀測量系統(tǒng)，降低了檢測成本，保障了檢測精度。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:手持式激光測距儀測量系統(tǒng)，其特征在于:所述測量系統(tǒng)包括全站型電子速測儀、光路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、導(dǎo)軌、手持式激光測距儀裝夾定位裝置、全站型電子速測儀裝夾定位裝置，全站型電子速測儀設(shè)置在導(dǎo)軌的頂端附近，光路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)置在導(dǎo)軌上，手持式激光測距儀裝夾定位裝置設(shè)置在導(dǎo)軌頂端，全站型電子速測儀裝夾定位裝置用于固定全站型電子速測儀；
[0009]光路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括近端反射光學(xué)組件和可沿導(dǎo)軌移動的遠(yuǎn)端反射光學(xué)組件；近端反射光學(xué)組件包括第二反射鏡組、第一光闌以及反射板；遠(yuǎn)端反射光學(xué)組件包括第一反射鏡組、第三反射鏡組以及第二光闌；所述第一反射鏡組、第二反射鏡組和第二反射鏡組均包括兩個(gè)平面反射鏡，兩個(gè)平面反射鏡組成直角鏡。[0010]上述第一光闌設(shè)在手持式激光測距儀前端，第二反射鏡組設(shè)在第一反射鏡組的出射光路上；第三反射鏡組設(shè)在第二反射鏡組的出射光路上；反射板設(shè)在第三反射鏡組出射光路上；第二光闌設(shè)在第一反射鏡組前。
[0011]上述反射器是由平面反射鏡組成的直角棱鏡。
[0012]上述手持式激光測距儀裝夾定位裝置完成X、Z方向平移、俯仰、偏擺方向的角度調(diào)整；z軸移動范圍60mm，X軸移動范圍20mm，水平方向偏擺范圍4°，俯仰角調(diào)整范圍4° ；全站型電子速測儀裝夾定位裝置完成X、Y、Z三維的位移；X軸調(diào)整范圍100mm，Y軸調(diào)整范圍100mm，Z軸調(diào)整范圍500_。
[0013]導(dǎo)軌總長度為16米，包括32根I米長的鋼管拼接成兩條平行的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌直線度為 2mm。
[0014]上述全站型電子速測儀的測距精度為(0.5+1 X I(T6D) mm。
[0015]上述反射鏡組選用反射率為95%的鍍銀平面反射鏡。
[0016]本發(fā)明為手持式激光測距儀的檢測提供了一套新型的檢測裝置，將檢測所需的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)場地由50米縮短為16米，解決了許多計(jì)量檢測機(jī)構(gòu)由于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)場地長度達(dá)不到50米而無法開展手持式激光測距儀示值誤差檢測的問題。降低了檢測成本，保障了檢測精度。降低了檢測者的勞動強(qiáng)度，提高了檢測效率。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0017]圖1是本發(fā)明的手持式激光測距儀測量系統(tǒng)原理圖；
[0018]圖2是本發(fā)明手持式激光測距儀裝夾定位裝置示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明全站型電子速測儀裝夾定位裝置示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0020]參見圖1，手持式激光測距儀測量系統(tǒng)由測距精度為(0.5+1 X 10_6D) mm的全站型電子速測儀1、光路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2、導(dǎo)軌3、手持式激光測距儀裝夾定位裝置4、全站型電子速測儀裝夾定位裝置5組成。光路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2由近端反射光學(xué)組件21和可沿導(dǎo)軌3移動的遠(yuǎn)端反射光學(xué)組件22組成，近端反射光學(xué)組件21上放置第二反射鏡組6、第一光闌7、反射板
8,遠(yuǎn)端反射光學(xué)組件22放置第一反射鏡組9、第三反射鏡組10、第二光闌11。
[0021]通過由近端反射光學(xué)組件21和遠(yuǎn)端反射光學(xué)組件22組成的光學(xué)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將15米長的直線光程通過6次反射，轉(zhuǎn)換為50米長的光程，調(diào)整手持式激光測距儀使其光路與全站型電子速測儀I的光路重合，以全站型電子速測儀I所測光程為標(biāo)準(zhǔn)值Di,手持式激光測距儀所測光程為測量值Li,手持式激光測距儀示值誤差Si=L1-Ditl
[0022]手持式激光測距儀裝夾定位裝置可以完成X、Z方向平移、俯仰、偏擺方向的角度調(diào)整。Z軸移動范圍60mm，X軸移動范圍20mm，水平方向偏擺范圍4°，俯仰角調(diào)整范圍4°，參見圖2。
[0023]由于全站型電子速測儀本身帶有水平度盤和垂直度盤，自身具備偏擺角和俯仰角的調(diào)整功能，所以全站型電子速測儀裝夾定位裝置只設(shè)計(jì)X、Y、Z三維的位移功能。X軸調(diào)整范圍100mm，Y軸調(diào)整范圍100mm，Z軸調(diào)整范圍500mm，參見圖3。
[0024]導(dǎo)軌總長度為16米，是由32根I米長的鋼管拼接成兩條平行的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌直線度為2mm。在檢測過程中，由于采用的是主要計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器全站型電子速測儀的光程與手持式激光測距儀光程相重合的方法，所以，導(dǎo)軌直線度只對光斑位移產(chǎn)生影響，對測試結(jié)果沒有直接的影響。
[0025]手持式激光測距儀出射光與導(dǎo)軌3平行，才能保證在遠(yuǎn)端反射光學(xué)組件22沿導(dǎo)軌3移動過程中，經(jīng)過多次反射的手持式激光測距儀出射光投射到反射板8上的光斑位置保持不變。調(diào)整方法如下:
[0026]I)如圖1所示，沿導(dǎo)軌3移動遠(yuǎn)端反射光學(xué)組件22到近端反射光學(xué)組件21附近，調(diào)整手持式激光測距儀的高低位置和水平位置使其光路通過第一光闌7的中心，同時(shí)調(diào)整第一光闌7與第二光闌11的中心重合，使手持式激光測距儀光路同時(shí)也通過第二光闌11的中心。
[0027]2)移動遠(yuǎn)端反射光學(xué)組件22距近端反射光學(xué)組件21大約12米左右，調(diào)整手持式激光測距儀的俯仰角和偏擺角，使其光路通過第二光闌11的中心。
[0028]3)沿導(dǎo)軌3移動遠(yuǎn)端反射光學(xué)組件22到近端反射光學(xué)組件21附近，觀察手持式激光測距儀出射光與第一光闌7和第二光闌11的中心是否重合，如有變化，重復(fù)上述調(diào)整，直到手持式激光測距儀出射光在遠(yuǎn)端反射光學(xué)組件22處于最近處和處于最遠(yuǎn)處時(shí)都能通過第一光闌7和第二光闌11中心，則證明手持式激光測距儀出射光與導(dǎo)軌3處于平行狀態(tài)。
[0029]同樣，全站型電子速測儀出射光與導(dǎo)軌平行，才能保證在遠(yuǎn)端反射光學(xué)組件沿導(dǎo)軌移動過程中，經(jīng)過多次反射的全站型電子速測儀出射光投射到反射板上的光斑位置保持不變。全站型電子速測儀出射光與導(dǎo)軌平行度的調(diào)整與手持式激光測距儀出射光與導(dǎo)軌平行度的調(diào)整方法相同。
[0030]光路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2中，平面反射鏡以兩兩一組的方式分別組成直角鏡，共使用了三組平面反射鏡，第一反射鏡組9和第三反射鏡組10放置在遠(yuǎn)端反射光學(xué)組件上，第二反射鏡組6放置在近端反射光學(xué)組件上。
[0031]在手持式激光測距儀測量系統(tǒng)中，平面反射鏡以兩兩一組的方式分別組成夾角為90°的直角鏡，直角鏡的優(yōu)點(diǎn)在于反射光與入射光在原理上是完全平行的。因此，平面反射鏡可以不是嚴(yán)格的與手持式激光測距儀光路成45°角放置，只要保證兩面平面反射鏡的夾角為90°，便可以保證光線的準(zhǔn)直性。
[0032]在進(jìn)行各組平面反射鏡夾角調(diào)整時(shí)，移動遠(yuǎn)端反射光學(xué)組件使第一光闌7和第二光闌11的間距15米，在第一光闌7和第二光闌11附近使用可透光的玻璃刻線尺分別測量Dl和D2，調(diào)整第一平面反射鏡組9的偏擺角，使D1=D2即入射光與反射光平行，可保證兩面平面鏡的夾角為90°。用同樣方法調(diào)整平面反射鏡組2和平面鏡反射組3成90°夾角。
【權(quán)利要求】
1.手持式激光測距儀測量系統(tǒng)，其特征在于:所述測量系統(tǒng)包括全站型電子速測儀、光路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、導(dǎo)軌、手持式激光測距儀裝夾定位裝置、全站型電子速測儀裝夾定位裝置，全站型電子速測儀設(shè)置在導(dǎo)軌的頂端附近，光路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)置在導(dǎo)軌上，手持式激光測距儀裝夾定位裝置設(shè)置在導(dǎo)軌頂端，全站型電子速測儀裝夾定位裝置用于固定全站型電子速測儀； 光路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括近端反射光學(xué)組件和可沿導(dǎo)軌移動的遠(yuǎn)端反射光學(xué)組件；近端反射光學(xué)組件包括第二反射鏡組、第一光闌以及反射板；遠(yuǎn)端反射光學(xué)組件包括第一反射鏡組、第三反射鏡組以及第二光闌；所述第一反射鏡組和第二反射鏡組均包括多個(gè)反射鏡，反射鏡兩兩之間組成直角鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式激光測距儀測量系統(tǒng)，其特征在于:所述第一光闌設(shè)在手持式激光測距儀前端，第二反射鏡組設(shè)在第一反射鏡組的出射光路上；第三反射鏡組設(shè)在第二反射鏡組的出射光路上；反射板設(shè)在第三反射鏡組出射光路上；第二光闌設(shè)在第一反射鏡組前。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手持式激光測距儀測量系統(tǒng)，其特征在于:所述反射器是由平面反射鏡組成的直角棱鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手持式激光測距儀測量系統(tǒng)，其特征在于:所述手持式激光測距儀裝夾定位裝置完成X、Z方向平移、俯仰、偏擺方向的角度調(diào)整；Z軸移動范圍60_，X軸移動范圍20mm，水平方向偏擺范圍4°，俯仰角調(diào)整范圍4° ;全站型電子速測儀裝夾定位裝置完成X、Y、Z三維的位移；X軸調(diào)整范圍100mm，Y軸調(diào)整范圍100mm，Z軸調(diào)整范圍500mmo
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手持式激光測距儀測量系統(tǒng)，其特征在于:導(dǎo)軌總長度為16米，包括32根I米長的鋼管拼接成兩條平行的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌直線度為2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式激光測距儀測量系統(tǒng)，其特征在于:所述全站型電子速測儀的測距精度為(0.5+1 X I(T6D) mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的手持式激光測距儀測量系統(tǒng)，其特征在于:所述反射鏡是反射率為95%的鍍銀的反射鏡。
【文檔編號】G01C25/00GK103697917SQ201310738636
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】劉瑩, 劉霞, 楊寧, 林紅, 李 榮 申請人:陜西省計(jì)量科學(xué)研究院