专利名称：测绘仪器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测绘仪器，具体地，涉及一种光机电一体化的测绘仪器。
背景技术：
目前，现代测绘仪器主要包括全站仪、电子经纬仪、数字水准仪和全球定位系统(Global Positioning System,简称GPS)，其均为光机电一体化产品。光机电一体化测绘仪器的电源能连续工作一个工作日(8 10小时)是其主要技术指标。测绘仪器不仅用于国家等级测量，还广泛应用于工程测量。由于测量工作基本上在野外进行，故测绘仪器应尽量做到体积小、重量轻、携带方便，因而通常采用镍氢或锂充电电池组作为仪器电源。然而，充电电池组的电源能量十分有限，为解决这个问题，除尽量改进设计以减小仪器耗电量外，通常每台仪器配备两块充电电池组，考虑到有的野外测量环境没有充电条件，有时仪器还要配备碱性电池模块。 现有技术方案中利用标准民用供电网的标准电压(220V/110V)对充电电池组充电以满足测绘仪器的用电需求，至少存在如下缺点 1.充电电池组供电时间短，以及充电地点与测绘地点分离使得充电电池充电时测绘仪器无法工作，不利于测绘仪器连续工作。 2.通过使用昂贵的锂电池或增加充电电池组数量来增加充电电池组的供电时间，增加成本及测绘仪器的重量。 3.利用充电电池组及标准电压对其充电，不利于环保节能。
实用新型内容本实用新型的第一目的是针对现有技术中测绘仪器中供电时间短、供电成本高、及供电方式的环保节能效果差的缺陷，提出一种供电时间长、供电成本低、及环保节能效果好的测绘仪器。 本实用新型的第二目的是针对现有技术中测绘仪器中供电时间短及供电方式的节能效果差的缺陷，提出一种供电时间长及节能效果好的测绘仪器。 为了实现上述第一目的，本实用新型提供了一种测绘仪器，包括一仪器主机及一
光伏电池，光伏电池的输出端连接仪器主机的电源输入端为仪器主机供电。 为了实现上述第二目的，本实用新型提供了一种测绘仪器，包括一仪器主机、一充
电电池、一光伏电池及一充电电路，光伏电池的输出端通过充电电路连接仪器主机的电源
输入端为仪器主机供电，光伏电池的输出端还通过充电电路连接充电电池，充电电池连接
仪器主机为仪器主机供电。 本实用新型各个实施例通过利用该光伏电池为该仪器主机供电，避免了现有技术中仅利用充电电池组为测绘仪器供电而带来的缺陷，不仅能长时间为该仪器主机供电，有利于测绘仪器持续工作，还具有节能的效果。 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型测绘仪器的第一实施例方框图2为本实用新型测绘仪器的第二实施例方框图3为本实用新型测绘仪器中充电电路的实施例电路图4为本实用新型测绘仪器中光伏电池固定位置的第一实施例
图5为本实用新型测绘仪器中光伏电池固定位置的第二实施例
图6为本实用新型测绘仪器中光伏电池固定位置的第三实施例
附图标记说明
示意图示意图示意图,
1-6-变压器端子14-充电电路18-充电电池C1-C3-电容VD1-VD2- 二极管
12-光伏电池16-仪器主机R1-R6-电阻Tl-变压器DC-电源
13-输出线
Ns-变压器的反馈线圈VT1-VT2-开关电源管Np-变压器的初级线圈Nb-变压器的初级线圈
具体实施例 图1为本实用新型测绘仪器的第一实施例方框图。如图1所示，本实施例包括光伏电池12及仪器主机16，光伏电池12的输出端连接仪器主机16的电源输入端为仪器主机16供电。这样，当测绘仪器在野外工作时，光伏电池12就可以直接为仪器主机16供电，且光伏电池12获得电源能量不受仪器主机16工作状态的限制。 本实施例利用光伏电池12为仪器主机16供电，避免了现有技术中仅利用充电电池组为测绘仪器供电而带来的缺陷，不仅能长时间为该仪器主机16供电，而且充电地点与仪器主机16的工作地点一致，有利于测绘仪器持续工作，还降低供电成本低，以及具有环保节能的效果。 图2为本实用新型测绘仪器的第二实施例方框图。本实施例包括光伏电池12、充电电路14、仪器主机16及为该仪器主机16供电的充电电池18，光伏电池12的输出端连接充电电路14的输入端，充电电路14的输出端连接仪器主机16的电源输入端为仪器主机16供电，光伏电池12通过充电电路14连接充电电池18，充电电池18连接仪器主机16为仪器主机16供电。 光伏电池12为硅材质或薄膜材质。充电电路14用于防止充电电池18过度充电及光伏电池12过度放电以实现自动保护功能。根据测绘仪器常规的工作电压7. 2V，本实施例中，光伏电池12的输出电压设计为9伏特-12伏特，峰值功率设计为10瓦特；充电电路14的输出电压设计为9伏特，输出电流设计为0. 6安培。 本领域技术人员可以理解光伏电池12及充电电路14的工作特性，如输出电压、
输出电流及功率等，可以根据实际设计需要而更改，不局限于上述数值。 本实施例中，利用光伏电池12通过充电电路14分别为仪器主机16及充电电池18
供电，避免了现有技术中仅利用充电电池组为测绘仪器供电而带来的缺陷，不仅能长时间
为该仪器主机16供电，有利于测绘仪器持续工作，还能达到节能的效果。 图3为本实用新型测绘仪器中充电电路的实施例电路图，如图3所示，充电电路为电池V (或者仪器主机)充电，其包括电源DC、电容Cl-C3、电阻Rl-R6、开关电源管VT1-VT2、二极管VD1-VD2及变压器Tl。该变压器Tl包括变压器初级线圈Np、反馈线圈Nb及变压器次级线圈Ns。 上述元件的连接关系如下电源DC的负极连接电容Cl的负极并接地；电源DC的正极连接电容C1的正极、电阻R1及R2的一端以及变压器初级线圈Np的第一端子1 ;电阻Rl及R2的另一端以及变压器初级线圈Np的第二端子2分别连接开关电源管VT2的集电极、开关电源管VT1的集电极及开关电源管VT1的集电极；开关电源管VT2的集电极还连接开关电源管VT1的基极并通过电阻R3及电容C2的串联电路连接至反馈线圈Nb的第一端子3 ;开关电源管VT1-VT2的发射极接地；开关电源管VT2的基极通过电阻R4接地并连接二极管VD2的正极；反馈线圈Nb的第二端子4接地；变压器次级线圈Ns的第一端子6连接二极管VD1的正极；二极管VD1的负极连接电阻R5的一端、电容C3的正极及电池V的正极；变压器次级线圈Ns的第二端子5、电容C3的负极及电池V的负极接地；电阻R5的另一端连接二极管VD2的阴极并通过电阻R6接地。上述各个变压器线圈的端子可统称为变压器端子。 图3所示的充电电路的工作原理简述如下加上电源DC后，电流经电阻R1流向开关电源管VT1的基极以使开关电源管VT1导通后，变压器初级线圈Np就加上输入直流电压。开关电源管VTl集电极电流在变压器初级线圈Np中线性增长，使开关电源管VT1得到基极为正，发射极为负的正反馈电压。该正反馈电压使开关电源管VT1饱和导通，变压器T1通过变压器初级线圈Np储存磁能。同时，电容C2充电，随着电容C2充电电压的增高，开关电源管VT1的基极电位逐渐变低。当开关电源管VT1的基极电流变化不能满足其继续饱和时，开关电源管VT1退出饱和区进入放大区。开关电源管VT1的集电极电流由放大状态前的最大值下降，产生反馈线圈Nb第一端3及第二端4分别为负、正的感应电压，使开关电源管VT1的基极电流减小。开关电源管VT1的集电极电流随之减小，使开关电源管VT1迅速截止。变压器Tl储存的能量提供给次级线圈Ns，次级线圈Ns产生的第二端子5及第一端子6的电压分别为负、正的电压经二极管VD1整流滤波后，在电容C3上得到直流电压以给电池V充电。在开关电源管VT1截止时，电源DC和反馈线圈Nb感应的第一端子3及第二端子4分别为负及正的电压又经电阻R1、R3给电容C2反向充电，逐渐提高开关电源管VT1的基极电位，使开关电源管VT1重新导通，再次翻转达到饱和状态，充电电路就这样重复振荡下去。 该充电电路以开关电源管VT2为核心组成限压电路，以保护电池V不被过充电，其充电限制电压为8. 4V。在电池V的充电过程中，电池V的电压逐渐上升，当充电电压大于8. 4V时，经分压后二极管VD2导通以减小开关电源管VT1的基极电流，从而减小了开关电源管VT1的集电极电流，达到了限制输出电压的作用。这时，充电电路停止了对电池V的大电流充电，用小电流将电池V的电压维持在8. 4V。 本领域技术人员可以理解，该充电电路是以开关电源管VT1为核心组成自激式振荡电路，电源DC、开关电源管VT1、电容C2、变压器T 1组成的电路即可满足为电池V充电的功能，其他的元件及其之间的连接关系的作用为使充电电路的工作状态更佳而设置，可根据实际需要而设计。由电源DC、开关电源管VT1、电容C2、变压器Tl组成的电路的连接关系为电源DC的负极接地；电源DC的正极连接电容C2的正极、开关电源管VT1的集电极及基极，以及变压器初级线圈Np的第一端子1 ;开关电源管VT1的发射极接地；变压器初级线圈
Np的第二端子2连接开关电源管VT1的集电极；电容C2的阴极连接反馈线圈Nb的第一端 子3 ;反馈线圈Nb的第二端子4接地；变压器次级线圈Ns的第一端子6及第二端子5分别 连接电池V的正极及负极。 图4-图6分别为本实用新型测绘仪器中光伏电池固定位置的第一、第二及第三实 施例示意图。 如图4所示，光伏电池12，如太阳能电池片，固定的位置为仪器主机的提把和左、 右盖板。本实施例中该光伏电池12采用薄膜材质，如塑料，且固定的方式采用粘贴的方式。 在具体操作时，为了适于光伏电池12的粘贴，需将上述三个部件，即仪器主机的提把和左、 右盖板，设计为平面且平面的尺寸适合光伏电池12的尺寸。同时，需加工预留孔位，以适应 充电电源导线的连接，粘接使用环氧AB胶水。 考虑到图4中光伏电池12粘贴的位置有限，实际应用中，可能出现上述三个部位 的光伏电池12的供电不能满足仪器使用要求的情况，故，采用面积较大的光伏电池12。如 图5所示，设计一个固定在仪器主机提把上的支架，并将光伏电池12，如太阳能电池片，固 定在该支架上，相应地，光伏电池12通过输出线13将电能输出至内置在测绘仪器的充电电 路，以通过充电电路为仪器主机及充电电池供电。 通常，为测绘仪器配备两块充电电池，一块电池置于包装箱内以作为备用电池。如 图6所示，在包装箱上表面粘贴光伏电池12，如太阳能电池片，并在包装箱内加装充电电 路，使得该粘贴的光伏电池12可以通过该加装的充电电路为备用电池供电，实现随时为备 用电池充电的功能。 通过以上描述，本领域技术人员可以了解，光伏电池12固定在仪器主机的位置、 光伏电池12的数量及光伏电池12固定的方式可以根据实际需要选择，并不局限于上述的 方式。此外，图4-图6中仅以全站仪作为示例，本发明可以适用于其它的光机电一体化的 测绘仪器，如电子经纬仪、数字水准仪和GPS等。 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽 管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以 对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和 范围。
权利要求一种测绘仪器，包括一仪器主机，其特征在于，所述测绘仪器还包括一光伏电池，所述光伏电池的输出端连接所述仪器主机的电源输入端为所述仪器主机供电。
2. 根据权利要求1所述的测绘仪器，其特征在于，其还包括一充电电路，所述光伏电池的输出端通过所述充电电路连接所述仪器主机的电源输入端。
3. 根据权利要求2所述的测绘仪器，其特征在于，其还包括一充电电池，所述光伏电池的输出端还通过所述充电电路连接所述充电电池，所述充电电池连接所述仪器主机为所述仪器主机供电。
4. 根据权利要求2或3所述的测绘仪器，其特征在于，所述充电电路包括一电源、一开关电源管、一电容及一变压器；所述电源的负极接地，所述电源的正极连接所述电容的正极、所述开关电源管的集电极及基极，以及所述变压器的初级线圈的第一端子；所述开关电源管的发射极接地；所述变压器的初级线圈的第二端子连接所述开关电源管的集电极；所述电容的阴极连接所述变压器的反馈线圈的第一端子；所述变压器的反馈线圈的第二端子接地；所述变压器的次级线圈的第一端子及第二端子输出供电电压。
5. 根据权利要求2或3所述的测绘仪器，其特征在于，所述充电电路包括一电源、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一开关电源管、第二开关电源管、第一二极管、第二二极管及一变压器；所述电源的负极连接所述第一电容的负极并接地；所述电源的正极连接所述第一电容的正极、第一电阻及第二电阻的一端以及所述变压器的初级线圈的第一端子；所述第一、第二电阻的另一端以及所述变压器的初级线圈的第二端子分别连接所述第二开关电源管的集电极、第一开关电源管的集电极及第一开关电源管的集电极；所述第二开关电源管的集电极还连接所述第一开关电源管的基极并通过所述第三电阻及第二电容的串联电路连接所述变压器的反馈线圈的第一端子；所述第一及第二开关电源管的发射极接地；所述第二开关电源管的基极通过所述第四电阻接地并连接所述第二二极管的正极；所述变压器的反馈线圈的第二端子接地；所述变压器的次级线圈的第一端子连接所述第一二极管的正极；所述第一二极管的负极连接所述第五电阻的一端、第三电容的正极；所述变压器的次级线圈的第二端子与第三电容的负极均接地；所述第五电阻的另一端连接所述第二二极管的阴极并通过所述第六电阻接地；所述第三电容的正极及负极输出供电电压。
6. 根据上述权利要求1-3中任一项所述的测绘仪器，其特征在于，所述光伏电池为硅材质或薄膜材质。
7. 根据上述权利要求1-3中任一项所述的测绘仪器，其特征在于，所述光伏电池的输出电压为9伏特至12伏特，所述光伏电池的峰值功率为10瓦特；所述充电电路的输出电压为9伏特，所述充电电路的输出电流为0. 6安培。
8. 根据权利要求3所述的测绘仪器，其特征在于，所述光伏电池固定在所述仪器主机的提把、所述仪器主机的左盖板、所述仪器主机的右盖板、一连接所述仪器主机的提把的支架，或者用于放置所述充电电池的包装箱上。
9. 根据权利要求8所述的测绘仪器，其特征在于，所述固定方式为粘贴。
专利摘要本实用新型涉及一种测绘仪器，包括仪器主机及光伏电池，该光伏电池的输出端连接该仪器主机的电源输入端为该仪器主机供电。本实用新型不仅能长时间为该仪器主机供电，有利于测绘仪器持续工作，还具有节能的效果。
文档编号H02J7/00GK201476788SQ20092016568
公开日2010年5月19日 申请日期2009年7月27日 优先权日2009年7月27日
发明者刘德斌, 邢亚兰, 郭宝珠, 阙江 申请人:北京博飞仪器股份有限公司