玻璃体及角隅棱镜的制作方法

本实用新型涉及一种光反射器，特别是涉及一种与光学测量仪器配合使用的角隅棱镜。

背景技术：

目前与光学测量仪器(例如全站仪)配合使用的棱镜大多是角锥棱镜，棱镜内部安装有玻璃角锥体，用来反射测量仪器发出的测距激光束，测距光束遇到棱镜后会以平行于入射光的路径反射回测量仪器中，根据光的传播时间或相位差计算测量仪器与棱镜之间的距离。由于角锥棱镜是实心的玻璃体，测距光束会在空气和玻璃这两种介质中来回转换，并伴随有光的反射和折射等现象，会导致测量精度低，返回到测量仪器的光强度降低从而降低测量仪器的测程，同时还会由于角锥棱镜中的玻璃角锥体的体积、厚度、材质的不一致，导致自身常数误差。

另外，目前还有一种棱镜是角隅棱镜，棱镜内部有三个相互垂直的反射面，测距光束在空气这一种介质中被三个相互垂直的面反射回到测量仪器，中途没有玻璃的反射和折射过程，测距激光能量未被棱镜衰减，同时由于角隅棱镜的常数与棱镜体积大小没有关系，也不存在因玻璃和空气折射率不一致而导致的自身常数误差。角隅棱镜主要应用在需要高精度的工业测量领域，单个售价上万元甚至几万元，高昂的售价阻挡了该产品在测绘领域的大量使用。

角隅棱镜售价高的主要原因是制造高精度的玻璃角隅非常困难、良品率低，目前大多采用3片玻璃进行粘接拼装并反复调整到位而成，如申请号为201220338247.0、200910062015.X、201610540905.7的中国专利申请；另外还有一个原因是，要将玻璃角隅的反射中心点精确安装到球壳或其他球壳的物理中心点非常困难。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种成本低且高精度的玻璃体以及由该玻璃体构成的角隅棱镜。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：玻璃体，由第一平面、第二平面、第三平面、第四平面和弧面构成封闭体，其中，所述第一平面与第二平面、第三平面、弧面相交，所述第四平面与第二平面、第三平面、弧面相交，所述第二平面与第四平面垂直，所述第三平面与第四平面垂直，所述第一平面与第二平面的夹角为135度，所述第一平面与第三平面的夹角为135度，所述第一平面和第二平面的公共边与第一平面和第三平面的公共边的夹角α为90度，所述第二平面和第四平面的公共边与第三平面和第四平面的公共边的夹角β为120度。

进一步的，所述第四平面的圆弧半径等于第二平面与第四平面的公共边长度，且第二平面与第四平面的公共边长度等于第三平面与第四平面的公共边长度。

进一步的，所述第一平面和第四平面分别构成玻璃体的顶面和底面，所述第二平面、第三平面和弧面构成玻璃体的封闭侧面。

角隅棱镜，采用三个上述玻璃体组合而成。

进一步的，包括球壳和由三个玻璃体组合形成的反射体，其中，每个玻璃体的第二平面和第三平面为组合面，组合后的反射体的反射面由三个玻璃体的第一平面构成，三个玻璃体的三个第四平面构成反射体的底面，三个玻璃体的三个弧面构成360度的圆柱面。

进一步的，组合后，每个玻璃体的第一平面都与相邻的玻璃体的第一平面相互垂直。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的角隅棱镜采用1种光学零件装配而成，在保证精度的前提下利于批量生产；生产制作角隅棱镜时不用反复调整，装配到位即可保证精度，降低了对装配环节的技术要求，从而利于总体成本的控制。

附图说明

图1是本实用新型的玻璃体的主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的仰视图。

图4是图1的左视图。

图5是图1的右视图。

图6是图1的后视图。

图7是本实用新型的三个玻璃体组合形成的反射体的立体图。

图8是图7的另一个方向的立体图。

图9是本实用新型的角隅棱镜的主视图。

图10是图9的剖视图。

图11是图9的右视图。

图12是本实用新型的角隅棱镜的立体图。

图13是本实用新型的角隅棱镜的另一个方向的立体图。

具体实施方式

如图1-6所示，本实用新型的玻璃体由第一平面1、第二平面2、第三平面3、第四平面4和弧面5构成封闭体，其中，第一平面1分别与第二平面2、第三平面3、弧面5相交，第四平面4分别与第二平面2、第三平面3、弧面5相交，第一平面1和第四平面4分别构成玻璃体的顶面和底面，第二平面2、第三平面3和弧面5构成玻璃体的封闭侧面。第二平面2与第四平面4垂直，第三平面3与第四平面4垂直，第一平面1与第二平面2的夹角为135度，第一平面1与第三平面3的夹角为135度，第一平面1和第二平面2的公共边与第一平面1和第三平面3的公共边的夹角α为90度，如图1所示，第二平面2和第四平面4的公共边与第三平面3和第四平面4的公共边的夹角β为120度，如图5所示，即第四平面4是一个120度的扇形面。

上述第四平面4的圆弧半径等于第二平面2与第四平面4的公共边长度，同时，第二平面2与第四平面4的公共边长度等于第三平面3与第四平面4的公共边长度。

上述弧面5上具有一个倒角7，目的是利于装配，不易伤手或避免在装配时造成玻璃体破损。

本实用新型的角隅棱镜采用三个上述玻璃体组合而成，具体的，包括球壳6和由三个玻璃体组合形成的圆柱形结构体(即：反射体)，如图7-13所示，其中，每个玻璃体的第二平面2和第三平面3为组合面(粘贴面)，组合后的反射体的反射面由三个玻璃体的第一平面1构成，且三个第一平面1之间两两互为90度夹角。三个玻璃体的三个第四平面4构成反射体的底面，三个玻璃体的三个弧面5构成360度的圆柱面。因每个玻璃体的第一平面1上有两条边是相互垂直的，因此组合后，每个玻璃体的第一平面1都与相邻的玻璃体的第一平面1相互垂直。

本实用新型的角隅棱镜的生产装配方法有两种，一种方法是：先根据组合后的反射体的直径和球壳6，加工一个金属圆柱套，使其既能精密装入反射体，又能与球壳6配合安装，使反射体的反射中心与球壳6中心重合；将三个玻璃体拼装到金属圆柱套内，保证拼装好后的反射体底面与金属圆柱套底面密贴，反射体圆柱面与金属圆柱套壁密贴；再将安装有反射体的金属圆柱套装入球壳6中，在设计金属圆柱套尺寸时需考虑装配在金属圆柱套内的反射体反射中心与球壳6几何尺寸关系，确保在用螺钉或其它方式将装有反射体的金属圆柱套固定在球壳6内时，反射体的反射中心与球壳中心处于同一位置。

还有一种生产装配方法是：直接在球壳6内加工一个与反射体配套的圆柱形空腔，反射体的底面与圆柱形空腔底面密贴，反射体圆柱面与圆柱形空腔壁密贴，并根据反射体的中心几何位置设置空腔的深度，使反射体安装到位后保证反射体的反射中心与球壳6中心重合。

本实用新型通过先生产一种光学玻璃体零件，再利用相同的三个玻璃体进行装配，形成角隅棱镜的反射体，可以采用先装配成组件的形式，再把组件装配到球壳6中形成最终的角隅棱镜，也可以直接装配到球壳6中形成角隅棱镜。两种装配方案均是控制加工精度，降低装配难度，从而降低生产成本并提高成品率。