仿真教学用全站仪及仿真教学用全站仪的精瞄视景模块

1.本发明涉及全站仪仿真教学设备技术领域，具体涉及一种仿真教学用全站仪及仿真教学用全站仪的精瞄视景模块。


背景技术：

2.全站仪是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。
3.目前，很多高校相关专业开设有全站仪教学课程，全站仪的实践课教学环节普遍存在一些问题：（1）测量工作需多人协同作业，受协同条件和安全方面的限制，难以开展单人实操训练；（2）大部分测量课程的实习场地都选用学生所在校区的校园内，而工程形式多样，分布广泛，实践教学时学生无法前往真实工地开展实测；（3）受课程时长、天气限制，难以开展实时训练；（4）全站仪属于高精度仪器设备，成本高、易损坏，无法做到人手一台进行实训；（5）传统的测绘实践教学一般集中开展，实习时一名老师对多名学生，无法照顾到每名学生的训练效果。总的来说，全站仪的传统教学模式和教学手段呈现单一化和落后化，与高速发展的数字化时代脱轨。
4.对此，授权公告号为cn206339231u的中国实用新型专利公开了一种测绘仪器仿真模型装置，包括全站仪仿真模型装置、手机安装装置、操作面板仿真装置、传感器信号采集装置和服务器（即pc训练终端），全站仪仿真模型装置包括全站仪仿真模型和角度传感器，全站仪仿真模型是全站仪外观及机械功能的仿真结构，能够实现旋转、按动功能；角度传感器安装在全站仪仿真模型中的各旋转调节部件内部，用于采集各旋转调节部件的角度变化信号；传感器信号采集装置与全站仪模型装置的数据接口连接，收集角度传感器采集的角度变化量以及操作面板仿真装置中键盘霍尔按键的变化量，并将变化量传输到pc训练终端，实现测量仪器虚拟仿真实训操作软件中虚拟仪器各仿真零部件的动作响应，同时程序后台对操作信号进行视角转换和测量数据处理，并把虚拟全站仪的目镜的视角场景数据传输到全站仪仿真模型中的手机屏幕。
5.上述专利将虚拟仿真技术与工程测量教学相结合，通过角度传感器、传感器信号采集装置和pc训练终端的配合，将旋转旋钮的操作所带来的实际调节效果最终显示在手机屏幕中，模拟人实际操作全站仪时旋转旋钮之后所能看到的调节效果画面，可在室内进行仿真教学，能够解决上述一系列的技术问题。
6.但是，上述专利停仅留在构思阶段，本领域技术人员在具体实施时还存在很多的技术问题，无法实现预期的教学效果，例如旋转操作旋钮时，旋钮的角度变化量具体如何被角度传感器所检测到，这是整个构思能够实现的基础；再例如实物全站仪是有两个调焦旋钮的，一个是用于调节十字丝的清晰度，另一个是用于调节整体画面的清晰度，如何训练学生对于两个旋钮的操作，且手机上均能够显示对应的调节效果，这是保证仿真模型最基本训练功能的关键；再例如全站仪机体的中间安装有望远镜，手机安装在望远镜的物镜前，这样人眼观察到的画面就是被望远镜放大了很多倍的画面，而受限于手机自身像素以及画面
像素，实际上是很难模拟出有效的、贴合实际的观察画面，使得上述仿真教学成为一纸空谈。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种可行性更强、更加贴近实际教学、能够训练学生对于两个调焦旋钮操作掌握程度的仿真教学用全站仪的精瞄视景模块；本发明的目的还在于提供一种可行性更强、更加贴近实际教学、能够全面训练学生对于全站仪操作掌握程度的仿真教学用全站仪。
8.为实现上述目的，本发明中的仿真教学用全站仪的精瞄视景模块采用如下技术方案：仿真教学用全站仪的精瞄视景模块，包括壳体和安装在壳体内的轴线沿前后方向延伸的目镜筒，壳体内于目镜筒的后侧设置有用于放置精瞄视景屏的放置空间，目镜筒的前端穿出壳体且固定安装有目镜调焦旋钮，目镜调焦旋钮上设置有与目镜筒的内腔连通以供人眼观察精瞄视景屏上显示画面的观察孔，壳体内安装有具有第一转轴的第一角度传感器，第一转轴和目镜筒之间通过第一齿轮传动结构传动配合，以使第一角度传感器检测目镜调焦旋钮的角度变化信号并传递至pc训练终端、进而由pc训练终端控制调整精瞄视景屏上显示十字丝的清晰度；目镜筒的外部可相对转动的安装有传动筒，传动筒的前端穿出壳体且固定安装有物镜调焦旋钮，目镜调焦旋钮的旋转操作部位于物镜调焦旋钮的前侧，壳体内还安装有具有第二转轴的第二角度传感器，第二转轴和传动筒之间通过第二齿轮传动结构传动配合，以使第二角度传感器检测物镜调焦旋钮的角度变化信号并传递至pc训练终端、进而由pc训练终端控制调整精瞄视景屏上显示整体画面的清晰度。
9.上述技术方案的有益效果在于：目镜筒的轴线沿前后方向延伸，目镜筒的后侧设置有用于放置精瞄视景屏的放置空间，目镜筒的前端穿出壳体且固定安装有目镜调焦旋钮，目镜调焦旋钮上设置有与目镜筒的内腔连通以供人眼观察精瞄视景屏上显示画面的观察孔。也即，本发明通过目镜调焦旋钮和目镜筒观察精瞄视景屏上显示的画面，省去了望远镜，避免精瞄视景屏的显示画面被过度放大，可以利用pc训练终端直接控制精瞄视景屏显示放大合理倍数后的画面，相比现有技术来说可行性更强。
10.同时，壳体内安装有具有第一转轴的第一角度传感器，第一转轴和目镜筒之间通过第一齿轮传动结构传动配合，以使第一角度传感器检测目镜调焦旋钮的角度变化信号并传递至pc训练终端、进而由pc训练终端控制调整精瞄视景屏上显示十字丝的清晰度。也即，本发明给出了具体的实现手段，是通过第一齿轮传动结构将与目镜调焦旋钮固连的目镜筒的转角变化传递到第一转轴上，便于第一角度传感器进行检测。并且，第一角度传感器最终的目的是让pc训练终端控制调整精瞄视景屏上显示十字丝的清晰度，从而可以训练学生对于目镜调焦旋钮的操作掌握程度，比较贴近实际教学。
11.同时，目镜筒的外部可相对转动的安装有传动筒，传动筒的前端穿出壳体且固定安装有物镜调焦旋钮，目镜调焦旋钮的旋转操作部位于物镜调焦旋钮的前侧，方便两个调焦旋钮的单独操作。壳体内还安装有具有第二转轴的第二角度传感器，第二转轴和传动筒之间通过第二齿轮传动结构传动配合，以使第二角度传感器检测物镜调焦旋钮的角度变化信号并传递至pc训练终端、进而由pc训练终端控制调整精瞄视景屏上显示整体画面的清晰
度。同样的，本发明给出了具体的实现手段，是通过第二齿轮传动结构将与物镜调焦旋钮固连的传动筒的转角变化传递到第二转轴上，便于第二角度传感器进行检测。并且，第二角度传感器最终的目的是让pc训练终端控制调整精瞄视景屏上显示整体画面的清晰度，从而可以训练学生对于物镜调焦旋钮的操作掌握程度，两个调焦旋钮的操作均能够得到训练，更加贴近实际教学，进而能够达到预期的教学效果。
12.进一步地，第一齿轮传动结构包括止转安装在目镜筒外部的第一输入齿轮以及止转安装在第一转轴外部的第一输出齿轮，第一输入齿轮和第一输出齿轮啮合；第二齿轮传动结构包括止转安装在传动筒外部的第二输入齿轮以及止转安装在第二转轴外部的第二输出齿轮，第二输入齿轮和第二输出齿轮啮合；第一输入齿轮位于第二输入齿轮的后侧。
13.上述技术方案的有益效果在于：第一齿轮传动结构和第二齿轮传动结构均为一级传动，结构简单，方便制造和装配；第一输入齿轮位于第二输入齿轮的后侧，方便壳体内各零部件的布局。
14.进一步地，第二输入齿轮包括齿轮段和外径小于齿轮段的圆柱段，圆柱段和齿轮段之间形成有台阶，壳体上安装有与所述台阶挡止配合以防止第二输入齿轮脱出的挡环，挡环为耐磨挡环。
15.上述技术方案的有益效果在于：通过挡环可以对第二输入齿轮进行挡止限位，且挡环为耐磨挡环，避免影响第二输入齿轮的正常转动，提高零部件使用寿命。
16.进一步地，挡环具有凸出于壳体外表面的凸出部分，且挡环通过固定螺钉固定在壳体上，物镜调焦旋钮的朝向壳体的侧面上设置有用于避让所述凸出部分和固定螺钉的环形避让槽。
17.上述技术方案的有益效果在于：挡环具有凸出部分且通过固定螺钉固定在壳体上，方便挡环的安装，物镜调焦旋钮上设置有环形避让槽，可以避让凸出部分和固定螺钉，使物镜调焦旋钮可以更加靠近壳体，从而使产品更加贴合实物。
18.进一步地，壳体内还安装有第一模拟量采集板以及与第一模拟量采集板相连的第一蓝牙模块，第一模拟量采集板与第一角度传感器连接，第一蓝牙模块用于向pc训练终端传递信号；壳体内还安装有第二模拟量采集板以及与第二模拟量采集板相连的第二蓝牙模块，第二模拟量采集板与第二角度传感器连接，第二蓝牙模块用于向pc训练终端传递信号；壳体内设置有用于向第一模拟量采集板和第一蓝牙模块供电的第一电池、用于向第二模拟量采集板和第二蓝牙模块供电的第二电池；第一模拟量采集板和第二模拟量采集板、第一蓝牙模块和第二蓝牙模块、第一电池和第二电池、第一角度传感器和第二角度传感器分别对称设置在目镜筒的两侧。
19.上述技术方案的有益效果在于：方便信号的传输以及对用电器件的供电，同时方便壳体内各零部件的布局。
20.进一步地，壳体包括主壳体和后盖，所述放置空间设置在后盖内部，后盖沿上下方向滑动装配在主壳体上，后盖与主壳体之间设置有用于对后盖进行吸附固定的磁吸件。
21.上述技术方案的有益效果在于：后盖方便打开和闭合固定，打开时方便操作人员对精瞄视景屏进行操作。
22.进一步地，所述目镜筒具有锥形的内孔，目镜筒的内孔中安装有用于放大视景屏上显示画面的透镜。
23.上述技术方案的有益效果在于：锥形的内孔扩大了观察视野，同时透镜可以对视景屏上的显示画面进行放大，保证人眼看到的画面更贴合实物全站仪观察到的画面。
24.为实现上述目的，本发明中的仿真教学用全站仪采用如下技术方案：仿真教学用全站仪，包括机体和安装在机体上的精瞄视景模块，精瞄视景模块包括壳体和安装在壳体内的轴线沿前后方向延伸的目镜筒，壳体内于目镜筒的后侧设置有用于放置精瞄视景屏的放置空间，目镜筒的前端穿出壳体且固定安装有目镜调焦旋钮，目镜调焦旋钮上设置有与目镜筒的内腔连通以供人眼观察精瞄视景屏上显示画面的观察孔，壳体内安装有具有第一转轴的第一角度传感器，第一转轴和目镜筒之间通过第一齿轮传动结构传动配合，以使第一角度传感器检测目镜调焦旋钮的角度变化信号并传递至pc训练终端、进而由pc训练终端控制调整精瞄视景屏上显示十字丝的清晰度；目镜筒的外部可相对转动的安装有传动筒，传动筒的前端穿出壳体且固定安装有物镜调焦旋钮，目镜调焦旋钮的旋转操作部位于物镜调焦旋钮的前侧，壳体内还安装有具有第二转轴的第二角度传感器，第二转轴和传动筒之间通过第二齿轮传动结构传动配合，以使第二角度传感器检测物镜调焦旋钮的角度变化信号并传递至pc训练终端、进而由pc训练终端控制调整精瞄视景屏上显示整体画面的清晰度。
25.上述技术方案的有益效果在于：目镜筒的轴线沿前后方向延伸，目镜筒的后侧设置有用于放置精瞄视景屏的放置空间，目镜筒的前端穿出壳体且固定安装有目镜调焦旋钮，目镜调焦旋钮上设置有与目镜筒的内腔连通以供人眼观察精瞄视景屏上显示画面的观察孔。也即，本发明通过目镜调焦旋钮和目镜筒观察精瞄视景屏上显示的画面，省去了望远镜，避免精瞄视景屏的显示画面被过度放大，可以利用pc训练终端直接控制精瞄视景屏显示放大合理倍数后的画面，相比现有技术来说可行性更强。
26.同时，壳体内安装有具有第一转轴的第一角度传感器，第一转轴和目镜筒之间通过第一齿轮传动结构传动配合，以使第一角度传感器检测目镜调焦旋钮的角度变化信号并传递至pc训练终端、进而由pc训练终端控制调整精瞄视景屏上显示十字丝的清晰度。也即，本发明给出了具体的实现手段，是通过第一齿轮传动结构将与目镜调焦旋钮固连的目镜筒的转角变化传递到第一转轴上，便于第一角度传感器进行检测。并且，第一角度传感器最终的目的是让pc训练终端控制调整精瞄视景屏上显示十字丝的清晰度，从而可以训练学生对于目镜调焦旋钮的操作掌握程度，比较贴近实际教学。
27.同时，目镜筒的外部可相对转动的安装有传动筒，传动筒的前端穿出壳体且固定安装有物镜调焦旋钮，目镜调焦旋钮的旋转操作部位于物镜调焦旋钮的前侧，方便两个调焦旋钮的单独操作。壳体内还安装有具有第二转轴的第二角度传感器，第二转轴和传动筒之间通过第二齿轮传动结构传动配合，以使第二角度传感器检测物镜调焦旋钮的角度变化信号并传递至pc训练终端、进而由pc训练终端控制调整精瞄视景屏上显示整体画面的清晰度。同样的，本发明给出了具体的实现手段，是通过第二齿轮传动结构将与物镜调焦旋钮固连的传动筒的转角变化传递到第二转轴上，便于第二角度传感器进行检测。并且，第二角度传感器最终的目的是让pc训练终端控制调整精瞄视景屏上显示整体画面的清晰度，从而可以训练学生对于物镜调焦旋钮的操作掌握程度，两个调焦旋钮的操作均能够得到训练，更加贴近实际教学，进而能够达到预期的教学效果。
28.进一步地，第一齿轮传动结构包括止转安装在目镜筒外部的第一输入齿轮以及止
转安装在第一转轴外部的第一输出齿轮，第一输入齿轮和第一输出齿轮啮合；第二齿轮传动结构包括止转安装在传动筒外部的第二输入齿轮以及止转安装在第二转轴外部的第二输出齿轮，第二输入齿轮和第二输出齿轮啮合；第一输入齿轮位于第二输入齿轮的后侧。
29.上述技术方案的有益效果在于：第一齿轮传动结构和第二齿轮传动结构均为一级传动，结构简单，方便制造和装配；第一输入齿轮位于第二输入齿轮的后侧，方便壳体内各零部件的布局。
30.进一步地，第二输入齿轮包括齿轮段和外径小于齿轮段的圆柱段，圆柱段和齿轮段之间形成有台阶，壳体上安装有与所述台阶挡止配合以防止第二输入齿轮脱出的挡环，挡环为耐磨挡环。
31.上述技术方案的有益效果在于：通过挡环可以对第二输入齿轮进行挡止限位，且挡环为耐磨挡环，避免影响第二输入齿轮的正常转动，提高零部件使用寿命。
32.进一步地，挡环具有凸出于壳体外表面的凸出部分，且挡环通过固定螺钉固定在壳体上，物镜调焦旋钮的朝向壳体的侧面上设置有用于避让所述凸出部分和固定螺钉的环形避让槽。
33.上述技术方案的有益效果在于：挡环具有凸出部分且通过固定螺钉固定在壳体上，方便挡环的安装，物镜调焦旋钮上设置有环形避让槽，可以避让凸出部分和固定螺钉，使物镜调焦旋钮可以更加靠近壳体，从而使产品更加贴合实物。
34.进一步地，壳体内还安装有第一模拟量采集板以及与第一模拟量采集板相连的第一蓝牙模块，第一模拟量采集板与第一角度传感器连接，第一蓝牙模块用于向pc训练终端传递信号；壳体内还安装有第二模拟量采集板以及与第二模拟量采集板相连的第二蓝牙模块，第二模拟量采集板与第二角度传感器连接，第二蓝牙模块用于向pc训练终端传递信号；壳体内设置有用于向第一模拟量采集板和第一蓝牙模块供电的第一电池、用于向第二模拟量采集板和第二蓝牙模块供电的第二电池；第一模拟量采集板和第二模拟量采集板、第一蓝牙模块和第二蓝牙模块、第一电池和第二电池、第一角度传感器和第二角度传感器分别对称设置在目镜筒的两侧。
35.上述技术方案的有益效果在于：方便信号的传输以及对用电器件的供电，同时方便壳体内各零部件的布局。
36.进一步地，壳体包括主壳体和后盖，所述放置空间设置在后盖内部，后盖沿上下方向滑动装配在主壳体上，后盖与主壳体之间设置有用于对后盖进行吸附固定的磁吸件。
37.上述技术方案的有益效果在于：后盖方便打开和闭合固定，打开时方便操作人员对精瞄视景屏进行操作。
38.进一步地，所述目镜筒具有锥形的内孔，目镜筒的内孔中安装有用于放大视景屏上显示画面的透镜。
39.上述技术方案的有益效果在于：锥形的内孔扩大了观察视野，同时透镜可以对视景屏上的显示画面进行放大，保证人眼看到的画面更贴合实物全站仪观察到的画面。
40.进一步地，机体的上部设置有提手，仿真教学用全站仪还包括用于安装在提手上的第一支架，第一支架包括用于固定在提手上的第一固定部以及用于夹持粗瞄视景屏的第一夹持部，所述粗瞄视景屏用于显示pc训练终端传输的模拟人眼看到的粗瞄画面，第一夹持部通过轴线沿左右方向延伸的铰接轴与第一固定部铰接相连，以使第一夹持部可相对于
第一固定部进行180
°
旋转。
41.上述技术方案的有益效果在于：第一支架用于安装在提手上，且第一支架包括第一固定部和用于夹持粗瞄视景屏的第一夹持部，粗瞄视景屏用于显示pc训练终端传输的模拟人眼看到的粗瞄画面，更加贴合实物全站仪的使用效果，可以提高教学效果。同时，第一夹持部可相对于第一固定部进行180
°
旋转，使得粗瞄视景屏在盘左盘右操作时也可以使用，功能性更强。
42.进一步地，所述机体为实物全站仪的机体，机体的前后两侧分别安装有实物全站仪原有的操作面板，仿真教学用全站仪还包括用于安装在各操作面板外部的第二支架，第二支架包括用于与操作面板外部的框架固定连接的第二固定部以及用于夹持校准仿真屏的第二夹持部，所述校准仿真屏用于显示pc训练终端传输的模拟原有操作面板的操作界面。
43.上述技术方案的有益效果在于：机体为实物全站仪的机体，利用了实物全站仪本身的结构，这样就可以对现有的实物全站仪进行改造，保留原有全站仪的部分功能，例如原有的操作面板、原有机体上的角度传感功能，因此原机的水平角、垂直角、电子气泡等信息可以传输给pc训练终端，pc训练终端可依据这些信息，发送指令给相应的视景屏；仿真教学用全站仪还包括第二支架，第二支架包括用于与操作面板外部的框架固定连接的第二固定部以及用于夹持校准仿真屏的第二夹持部，校准仿真屏用于显示pc训练终端传输的模拟原有操作面板的操作界面，保证了实物全站仪的全部功能都在，提高教学效果。
附图说明
44.图1为本发明中仿真教学用全站仪的立体图；图2为本发明中仿真教学用全站仪的侧视图；图3为本发明中仿真教学用全站仪的精瞄视景模块的立体图；图4为本发明中仿真教学用全站仪的精瞄视景模块的后盖处于打开状态的一个视角的立体图；图5为本发明中仿真教学用全站仪的精瞄视景模块的后盖处于打开状态的另一个视角的立体图；图6为本发明中仿真教学用全站仪的精瞄视景模块的剖视图；图7为本发明中仿真教学用全站仪的第一支架与粗瞄视景屏的装配结构图；图8为本发明中仿真教学用全站仪的第二支架与校准仿真屏的装配结构图。
45.图中：100、底座；200、机体；201、提手；300、操作面板；1、精瞄视景模块；11、主壳体；12、后盖；13、安装轴；14、目镜调焦旋钮；15、物镜调焦旋钮；16、精瞄视景屏；17、第一目镜筒；18、第二螺钉；19、第一螺钉；110、第一输入齿轮；111、第一角度传感器；112、第一输出齿轮；113、第一模拟量采集板；114、第一蓝牙模块；115、第一电池；116、传动筒；117、第三螺钉；118、第四螺钉；119、第二输入齿轮；120、第二输出齿轮；121、第二角度传感器；122、第二模拟量采集板；123、第二蓝牙模块；124、第二电池；125、第一轴承；126、第二轴承；127、挡环；128、固定螺钉；129、模块充电接口；130、电量显示灯；131、电源开关；132、安装筒；133、透镜；134、第二目镜筒；135、外置按键；136、视景屏充电接口；137、磁吸件；2、第一支架；21、第一固定部；22、第一夹持部；23、铰接轴；3、粗瞄视景屏；4、第二支架；41、第二固定部；42、
第二夹持部；43、调节旋钮；5、校准仿真屏。
具体实施方式
46.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
47.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
49.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
50.本发明中仿真教学用全站仪的一个实施例如图1和图2所示，包括底座100和安装在底座100上的机体200，机体200的上部设置有提手201，机体200和底座100均为实物全站仪原有的机体和底座，机体200的前后两侧分别安装有实物全站仪原有的操作面板300，也即本实施例中的仿真教学用全站仪相比实物全站仪来说，替换了实物全站仪原机上的同轴望远镜及激光测距模块，替换为本发明的精瞄视景模块1。换句话说，本发明是将实物全站仪原机的同轴望远镜及激光测距模块拆掉，然后换上本发明的精瞄视景模块1，形成仿真教学用全站仪，这样就可以保留原有角度传感功能，因全站仪的主体基本没有改变，保证仪器测量精度不降低，且可将原机的水平角、垂直角、电子气泡等信息通过原机的232接口传输给pc训练终端。
51.具体地，精瞄视景模块1包括壳体，如图3、图4、图5以及图6所示，壳体包括主壳体11和后盖12，后盖12内部设置有用于放置精瞄视景屏16的放置空间，精瞄视景屏16采用手机等能够安装操作系统且具有显示屏的电子设备。后盖12通过滑槽沿上下方向滑动装配在主壳体11上，后盖12与主壳体11的上部和下部之间分别设置有用于对后盖12进行吸附固定的磁吸件137（如图5中所示）。当需要操作精瞄视景屏16时，向上推动后盖12，后盖12会沿着主壳体11上的滑槽向上运动，从而露出精瞄视景屏16的触摸屏，方便学生的操作。向下推动时，后盖12上的磁吸件遇到主壳体11上的磁吸件，二者吸合，从而使后盖12固定在主壳体11上，成为一个整体。如图3~图5所示，后盖12上安装有精瞄视景屏16的外置按键135、视景屏充电接口136。
52.壳体内安装有沿左右方向贯穿壳体的安装轴13，安装轴13用于将整个精瞄视景模块1安装在机体200上，这种安装方式与现有技术中同轴望远镜及激光测距模块在机体上的安装方式是相同的，均是为了实现整个精瞄视景模块1可旋转。
53.壳体内还安装有轴线沿前后方向延伸的目镜筒，具体如图6所示，目镜筒由前向后依次包括第一目镜筒17、安装筒132、第二目镜筒134，三者均具有锥形的内孔。其中，安装筒132的前端与第一目镜筒17固定连接，可随第一目镜筒17同步旋转，安装轴13上对应安装筒132和第二目镜筒134的位置开设有前后贯通的贯通孔，安装筒132的后端插入贯通孔内，与贯通孔的孔壁转动配合，为减少摩擦力，安装筒132为铜质的筒，耐磨性能好。第二目镜筒134位于精瞄视景屏16的前侧，第二目镜筒134的前端口与贯通孔对应，后端口模拟的是原机中望远镜的物镜位置。
54.第一目镜筒17的前端穿出主壳体11且通过第二螺钉18固定安装有目镜调焦旋钮14，因此当转动目镜调焦旋钮14时，可以带动第一目镜筒17旋转。目镜调焦旋钮14上设置有与目镜筒的内腔连通以供人眼观察精瞄视景屏16上显示画面的观察孔，为了保证人眼看到的画面更贴合实物全站仪观察到的画面，达到身临其境的感觉，在安装筒132内安装有用于放大视景屏上显示画面的透镜133，透镜133为菲涅尔透镜。
55.如图6所示，主壳体11内安装有具有第一转轴的第一角度传感器111，第一转轴和第一目镜筒17之间通过第一齿轮传动结构传动配合，以使第一角度传感器111检测目镜调焦旋钮14的角度变化信号并传递至pc训练终端、进而由pc训练终端控制调整精瞄视景屏16上显示十字丝的清晰度。具体地，第一齿轮传动结构包括第一输入齿轮110和第一输出齿轮112，第一输入齿轮110通过第一螺钉19止转安装在第一目镜筒17外部，第一输出齿轮112止转安装在第一转轴外部，第一输入齿轮110和第一输出齿轮112啮合。这样，旋转目镜调焦旋钮14时，最终会带动第一角度传感器111的第一转轴旋转，从而输出角度变化的电信号。
56.主壳体11内还安装有第一模拟量采集板113以及与第一模拟量采集板113相连的第一蓝牙模块114，第一模拟量采集板113与第一角度传感器111连接，用于采集第一角度传感器111检测的电信号，并将电信号传递给第一蓝牙模块114，再经第一蓝牙模块114传输给pc训练终端，pc训练终端通过wifi信号发送指令给精瞄视景屏16，改变十字丝的清晰度，完成一次目镜调焦的仿真操作。
57.如图6所示，第一目镜筒17的外部通过第一轴承125可相对转动的安装有传动筒116，第一轴承125为滚针轴承。传动筒116的前端穿出主壳体11且通过第三螺钉117固定安装有物镜调焦旋钮15，因此当转动物镜调焦旋钮15时，可以带动传动筒116旋转。且目镜调焦旋钮14的旋转操作部位于物镜调焦旋钮15的前侧，方便单独旋转其中一个旋钮。
58.如图6所示，主壳体11内还安装有具有第二转轴的第二角度传感器121，第二角度传感器121和第一角度传感器111均为多圈电位器，第二转轴和传动筒116之间通过第二齿轮传动结构传动配合，以使第二角度传感器121检测物镜调焦旋钮15的角度变化信号并传递至pc训练终端、进而由pc训练终端控制调整精瞄视景屏16上显示整体画面的清晰度。具体地，第二齿轮传动结构包括第二输入齿轮119和第二输出齿轮120，第二输入齿轮119通过第四螺钉118止转安装在传动筒116外部，第二输出齿轮120止转安装在第二转轴外部，第二输入齿轮119和第二输出齿轮120啮合。这样，旋转物镜调焦旋钮15时，最终会带动第二角度传感器121的第二转轴旋转，从而输出角度变化的电信号。
59.第一输入齿轮110位于第二输入齿轮119的后侧，结构比较紧凑，为避免两个齿轮的转动产生相互影响，在两个齿轮之间安装有第二轴承126，第二轴承126为平面推力轴承。
60.主壳体11内还安装有第二模拟量采集板122以及与第二模拟量采集板122相连的
第二蓝牙模块123，第二模拟量采集板122与第二角度传感器121连接，用于采集第二角度传感器121检测的电信号，并将电信号传递给第二蓝牙模块123，再经第二蓝牙模块123传输给pc训练终端，pc训练终端通过wifi信号发送指令给精瞄视景屏16，改变整体画面的清晰度，完成一次物镜调焦的仿真操作。
61.如图6所示，主壳体11内还设置有用于向第一模拟量采集板113和第一蓝牙模块114供电的第一电池115、用于向第二模拟量采集板122和第二蓝牙模块123供电的第二电池124。第一模拟量采集板113和第二模拟量采集板122、第一蓝牙模块114和第二蓝牙模块123、第一电池115和第二电池124、第一角度传感器111和第二角度传感器121分别对称设置在目镜筒的上下两侧，充分利用了壳体内的空间，结构紧凑，使壳体的整体外形以及尺寸与原机的同轴望远镜及激光测距模块相同，提高仿真教学用全站仪的仿真度，方便整个精瞄视景模块1安装到原机的机体200上以后可以直接使用。
62.如图6所示，为方便安装，避免零部件脱出，第二输入齿轮119包括齿轮段和外径小于齿轮段的圆柱段，圆柱段位于齿轮段的前侧，且圆柱段和齿轮段之间形成有台阶，主壳体11上安装有与上述台阶挡止配合以防止第二输入齿轮119脱出的挡环127，挡环127为耐磨挡环，优选为铜环，可以减小与第二输入齿轮119之间的摩擦力，避免影响第二输入齿轮119的正常转动。
63.进一步地，挡环127具有凸出于主壳体11外表面的凸出部分，主壳体11的前侧壁上设置有用于安装第一目镜筒17、传动筒116、第二输入齿轮119的安装孔，挡环127通过固定螺钉128固定在安装孔的孔口处，方便了挡环127的安装。物镜调焦旋钮15的朝向主壳体11的侧面上设置有用于避让上述凸出部分和固定螺钉128的环形避让槽，使得物镜调焦旋钮15可以更加靠近主壳体11，从而使产品更加贴合实物。
64.此外，如图3~图6所示，精瞄视景模块1还包括安装在主壳体11上的模块充电接口129、电量显示灯130以及电源开关131，模块充电接口129用于给两个电池充电，电量显示灯130用于显示电池电量，电源开关131用于控制整个模块内部的通电和断电。
65.如图1和图2所示，仿真教学用全站仪还包括用于安装在提手201上的第一支架2，结合图7所示，第一支架2包括用于固定在提手上的第一固定部21以及用于夹持粗瞄视景屏3的第一夹持部22，粗瞄视景屏3用于显示pc训练终端传输的模拟人眼看到的粗瞄画面，第一夹持部22通过轴线沿左右方向延伸的铰接轴23与第一固定部21铰接相连，以使第一夹持部22可相对于第一固定部21进行180
°
旋转。
66.如图1和图2所示，仿真教学用全站仪还包括用于安装在各操作面板300外部的第二支架4，结合图8所示，第二支架4包括用于与操作面板外部的框架固定连接的第二固定部41以及用于夹持校准仿真屏5的第二夹持部42，校准仿真屏5用于显示pc训练终端传输的模拟原有操作面板的操作界面。第二夹持部42可相对第二固定部41旋转，第二支架4还包括调节旋钮43，松动调节旋钮43，可以改变第二夹持部42的角度，从而方便操作下方的操作面板300。
67.上述的粗瞄视景屏3和校准仿真屏5也均采用手机等能够安装操作系统且具有显示屏的电子设备，第一支架2和第二支架4均选用市面上销售的手机支架，方便配置。
68.本实施例中的仿真教学用全站仪是将全站仪的原机进行改造，首先拆除原机上的同轴望远镜及激光测距模块，保留原机的主体，安装重新设计的精瞄视景模块1；在原机的
顶部提手上方，使用第一支架2加装一个粗瞄视景屏3，用于显示粗瞄视景；在原机的两块校准屏幕（即操作面板300）上方，使用第二支架4加装两个校准仿真屏5，用于模拟原机的校准屏幕。粗瞄视景屏3可前后180
°
旋转，保证设备在盘左盘右操作时都可以使用；校准仿真屏5也可旋转，方便按下操作面板300上的开机键，启动原机的角度传感功能，从而将原机的水平角，垂直角，电子气泡等信息通过原机的232接口传输给pc训练终端，pc训练终端依据这些信息，也会相应的发送指令给视景手机。
69.本发明中仿真教学用全站仪的工作原理是：在进行精瞄调焦训练时，通过转动物镜调焦旋钮15，第二角度传感器121检测角度变化信号，最终由第二蓝牙模块123传输给pc训练终端，pc训练终端根据软件系统的设定通过wifi信号发送指令给精瞄视景屏16，改变精瞄视景屏16上显示整体画面的清晰度，完成一次物镜调焦的仿真操作。通过转动目镜调焦旋钮14，第一角度传感器111检测角度变化信号，最终由第一蓝牙模块114传输给pc训练终端，pc训练终端根据软件系统的设定通过wifi信号发送指令给精瞄视景屏16，改变精瞄视景屏16上显示十字丝的清晰度，完成一次目镜调焦的仿真操作。因此，本发明的仿真教学用全站仪可以训练学生对两个调焦旋钮的操作掌握程度，更加贴近实际教学，能够达到更好的教学效果。
70.训练过程中，直接通过目镜调焦旋钮14、目镜筒和透镜133观察精瞄视景屏16上显示的画面，省去了望远镜，避免精瞄视景屏16的显示画面被过度放大，可以利用pc训练终端直接控制精瞄视景屏16显示画面放大合理的倍数，并配合透镜133的作用，达到较好的观测效果，相比现有技术来说可行性更强。
71.在进行粗瞄训练时，由于仿真教学用全站仪位于室内，根本不搬运至现场，因此为了模拟学生在户外使用实物全站仪上的粗瞄准器所看到的画面，选择加装粗瞄视景屏3，由粗瞄视景屏3显示画面代替学生实际粗瞄观测画面。因全站仪的主体结构基本未变，各轴系关系保持正确，通过原机的232接口传输给pc训练终端，pc训练终端依据这些信息，也会相应的发送指令给粗瞄视景屏3。粗瞄视景屏3可前后180度旋转，且粗瞄视景屏3选用手机时，手机自带陀螺仪，系统可以此为信号识别盘左和盘右操作，从而切换视景，也即手机在翻转180度后画面会自动倒置过来，从而方便观察。同时在盘左或盘右操作时，手机静止在一侧，学生通过操作原机的旋钮，旋转了精瞄视景模块1，水平角或者垂直角发生变化，原机的232接口将角度信息传给pc训练终端，pc训练终端再返回给粗瞄视景屏3，从而控制粗瞄视景发生相应的水平角或垂直角方向上的变化，实现同步。
72.在进行实际的水平角、垂直角以及距离的测量过程中，校准仿真屏5代替原有全站仪操作面板，实现在虚拟场景下的相关信息输入和虚拟仪器的控制，实物全站仪需要在操作面板上操作的步骤，现均在校准仿真屏5上进行操作，校准仿真屏5与pc训练终端控制连接，模拟原机操作面板的功能。
73.综上所述，本发明给出了具体的实现手段，通过齿轮传动结构实现角度传感器的检测，训练学生的调焦操作；通过粗瞄视景屏模拟学生在户外看到的实际观测画面，并且可配合进行盘左或盘右操作；通过校准仿真屏代替原有全站仪操作面板，实现测量训练，使得本发明的仿真教学用全站仪具备实物全站仪的教学功能，更贴近实际教学，能够达到预期的教学效果。
74.在仿真教学用全站仪的其他实施例中：机体可以不是实物全站仪的机体，而是重
新设计制造的机体，也即仿真教学用全站仪不是在实物全站仪的基础上改造而成，而是全新制造的产品，此时完全没有操作面板，用校准仿真屏显示的操作界面来代替原有的操作面板，而原机的水平角、垂直角、电子气泡等信息可以通过新增设的检测器件来进行检测。
75.在仿真教学用全站仪的其他实施例中：不管机体是否是实物全站仪的机体，也不管实物全站仪原有的操作面板是否存在，都可以不设置第二支架以及校准仿真屏，此时仿真教学用全站仪无法训练测量操作，但是还可以训练调焦操作。
76.在仿真教学用全站仪的其他实施例中：可以不设置第一支架和粗瞄视景屏，此时不再进行粗瞄训练，只进行调焦训练。
77.在仿真教学用全站仪的其他实施例中：目镜筒也可以是一体式的筒，这时目镜筒贯穿安装轴，或者当安装轴并不贯穿壳体，而仅设置在壳体侧壁上时，壳体内部的空间足够，一体式的目镜筒直接设置在壳体内即可；当然，无论目镜筒是分体的，还是一体的，目镜筒内都可以不设置透镜；当然，目镜筒的内孔也可以不是锥形，而是圆柱形。
78.在仿真教学用全站仪的其他实施例中：后盖也可以是铰接在主壳体上，像一个后门一样可以打开和关闭，与现有技术相同；当然，后盖也可以是螺栓固定，打开或关闭时，需要拆装螺栓；当然，壳体也可以仅由主壳体构成，此时为了方便精瞄视景屏的放置，可以在主壳体的顶部开设一个安装口，通过该安装口将精瞄视景屏塞入放置空间中。
79.在仿真教学用全站仪的其他实施例中：壳体内可以不安装第一模拟量采集板、第一蓝牙模块、第二模拟量采集板、第二蓝牙模块、第一电池以及第二电池，而是像现有技术一样，将信号采集装置设置在仿真教学用全站仪的外部，通过导线与角度传感器连接，信号采集装置与pc训练终端之间可以是无线传输，也可以是有线连接。
80.在仿真教学用全站仪的其他实施例中：当挡环具有凸出于壳体外表面的凸出部分，且挡环通过固定螺钉固定在壳体上时，物镜调焦旋钮的朝向壳体的侧面上可以不设置环形避让槽，物镜调焦旋钮完全处于挡环的前侧；或者，挡环不凸出于壳体外表面，且安装固定螺钉的安装孔为沉头孔，此时物镜调焦旋钮上也无需设置环形避让槽。
81.在仿真教学用全站仪的其他实施例中：可以不设置挡环与第二输入齿轮挡止配合，而是通过壳体的前侧壁来对第二输入齿轮进行限位，或者是利用壳体内的其他挡止结构对目镜筒、传动筒或者第二输入齿轮进行轴向限位，以防止零部件脱出。
82.在仿真教学用全站仪的其他实施例中：第一齿轮传动结构和第二齿轮传动结构不是一级齿轮传动，根据实际转速和扭矩需要，可以设置为二级或者三级。
83.在仿真教学用全站仪的其他实施例中：第一角度传感器和第二角度传感器也可以采用其他类型的能够检测角度变化的传感器，如编码器。
84.本发明中仿真教学用全站仪的精瞄视景模块的实施例为：仿真教学用全站仪的精瞄视景模块的具体结构与上述仿真教学用全站仪实施例中的精瞄视景模块相同，在此不再重述。
85.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。