本发明涉及建筑测绘设备技术领域，特别涉及一种设加热式望远镜的经纬仪。
背景技术：
在城市规划与建设中，测绘工作是必不可少的。经纬仪是一种根据测角原理设计的测量水平角和竖直角的测量仪器，经纬仪是望远镜的机械部分，使望远镜能指向不同方向。经纬仪的支架起到支撑、稳定和定位的作用。
现有经纬仪使用的支架均为三角架，其结构为三根呈直线的支脚，然后在支脚顶部设置固定经纬仪的托盘，这种三角架由于支脚呈直线型，调节好了各个角度的高度后，在某些地形特征比较崎岖不平的测绘环境时不容易固定安装经纬仪，如果支架不稳定，就会容易影响经纬仪的使用，因此需要重新调试三角架支架的高度。三角架支架的高度调节通常要一个脚一个脚的去调，调节起来非常麻烦，一个人操作起来比较困难，由于人工调节，调节的水平度会存在误差，这就给精度要求比较高的测绘工作带来了麻烦。
同时，当环境温度比较寒冷时，经纬仪上面的望远镜的目镜和物镜上会产生雾气，从而影响观测结果，需使用专门的拭镜布进行擦拭，增加了测绘的工序，也给测绘工作带来了麻烦。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明提供了一种设加热式望远镜的经纬仪，其在望远镜的目镜内侧设置加热线圈，当目镜或者物镜上面有雾气时，加热线圈加热，并通过外壳体内侧的导热层进行传热，使得目镜和物镜的温度同时上升，使雾气消除，操作非常方便，简化了测绘的工序，提升了效率，同时经纬仪通过底部的固定螺杆固定在三角架支架上面，当三角架支架高度调节好后，在某些地形特征比较崎岖不平的测绘环境时，通过水平调节底座来调节经纬仪的水平度，避免了人工重新调节三脚架支架带来的麻烦和引入的误差，同时可对经纬仪的水平方向进行粗调和细调，以及对竖直方向进行调节，有效的保证了测绘精度，调节非常方便。
(二)技术特征
一种设有加热式望远镜的经纬仪，包括基板，所述基板的底部设有水平调节底座，所述水平调节底座包括第一支撑板、固定螺杆、若干调节螺杆和与所述调节螺杆数量相一致的调节罗盘，所述固定螺杆居中位于所述第一支撑板的底部，所述固定螺杆与三角架支架的托盘相螺接，所述第一支撑板的表面设有第一内螺纹，所述调节螺杆设有与所述第一内螺纹相适配的外螺纹，所述调节螺杆的一端与所述第一支撑板的表面相螺接，所述调节罗盘套在所述调节螺杆上，所述调节罗盘与所述调节螺杆固定连接，所述基板上设有若干第二内螺纹，所述第二内螺纹与所述调节螺杆的所述外螺纹相适配，所述第二内螺纹贯穿所述基板，所述第二内螺纹的数量与所述调节螺杆的数量相一致，所述调节螺杆与所述基板相螺接并且所述调节螺杆的另一端伸出于所述基板的表面，所述基板的表面设有圆水准器，所述基板的表面居中的设有第一旋转电机，所述第一旋转电机的底座固定于所述基板的表面上，所述第一旋转电机的第一旋转轴的端部居中的固定于第二支撑板的底部，所述第二支撑板的表面居中的设有滑槽，所述滑槽内嵌有电子滑块，所述电子滑块的高度大于所述滑槽的高度，所述电子滑块可沿着所述滑槽水平滑动，所述第二支撑板的侧面设有水平细调旋钮，所述电子滑块的表面连接装置本体的底部，所述装置本体包括相对设置的一对竖直部，所述竖直部之间设有显示器壳体，一对所述竖直部通过所述显示器壳体相连接，所述显示器壳体正面设有液晶显示屏和若干按键，所述显示器壳体内设有控制器，所述竖直部为中空结构，所述竖直部内设有第二旋转电机，所述第二旋转电机水平相对的设于所述竖直部的里面，所述第二旋转电机的第二旋转轴伸出于所述竖直部的内侧面，一对所述竖直部的中间设有望远镜，所述望远镜为中空结构，所述望远镜包括外壳体，所述外壳体内侧设有导热层，所述外壳体的一端设有目镜，所述外壳体的另一端设有物镜，所述目镜和所述物镜位于所述导热层之间，于所述目镜一端的所述导热层的内侧设有环状的发热层，所述发热层的内径与所述目镜的直径相同，所述发热层的外径与所述导热层的内径相同，所述发热层内设有若干发热线圈，于所述望远镜的所述外壳体上设有光瞄准器，所述望远镜位于所述显示器壳体的上方，所述第二旋转电机的所述第二旋转轴的端部与所述望远镜的所述外壳体固定连接，所述竖直部的外侧面设有环状的柔性薄膜太阳能电池板，所述竖直部的外侧面的底部设有水平粗调旋钮，所述竖直部的正面一侧设有竖直调节旋钮，所述竖直部的正面另一侧设有加热开关和光瞄准器开关，所述竖直调节旋钮、所述加热开关和所述光瞄准器开关位于所述柔性薄膜太阳能电池板的下方，所述光瞄准器开关位于所述加热开关的下方，所述加热开关与所述加热线圈电连接，所述光瞄准器开关与所述光瞄准器电连接，所述装置本体的顶部设有提手，所述提手的表面居中的设有防滑部，所述提手的两个端部分别位于一对所述竖直部的表面，所述竖直部内还设有蓄电池，所述蓄电池与所述柔性薄膜太阳能电池板电连接，所述控制器的输入端连接所述按键、所述水平细调旋钮、所述水平粗调旋钮和所述竖直调节旋钮，所述控制器的输出端分别连接所述第一旋转电机、所述第二旋转电机、所述电子滑块和所述液晶显示屏，所述控制器通过所述加热开关与所述加热线圈相连接，所述控制器通过所述光瞄准器开关与所述光瞄准器相连接，所述柔性薄膜太阳能电池板通过所述蓄电池给所述控制器提供工作电压。
进一步的，所述调节螺杆的数量至少为3个。
进一步的，所述第一旋转电机和所述第二旋转电机均选用rs-380sh型步进电机。
进一步的，所述望远镜的所述外壳体由绝缘橡胶材料制成。
进一步的，所述导热层由以碳纤维增强碳基体的c/c复合材料制成。
进一步的，所述提手的所述防滑部由交联聚乙烯材料制成。
进一步的，所述控制器选用16位单片机mc95s12dj128。
进一步的，所述蓄电池为锂离子蓄电池。
(三)有益效果
本发明提供了一种设加热式望远镜的经纬仪，其在望远镜的目镜内侧设置加热线圈，当目镜或者物镜上面有雾气时，加热线圈加热，并通过外壳体内侧的导热层进行传热，使得目镜和物镜的温度同时上升，使雾气消除，操作非常方便，简化了测绘的工序，提升了效率，同时经纬仪通过底部的固定螺杆固定在三角架支架上面，当三角架支架高度调节好后，在某些地形特征比较崎岖不平的测绘环境时，通过水平调节底座配合圆水准器来调节经纬仪的水平度，避免了人工重新调节三脚架支架带来的麻烦和引入的误差，同时电子滑块对经纬仪的水平方向进行粗调，第一旋转电机对经纬仪的水平方向进行细调，第二旋转电机对经纬仪的竖直方向进行调节，有效的保证了测绘精度，调节非常方便，并且基于光瞄准器的水平和竖直方向的调节更加直观醒目、简单易行，经纬仪由蓄电池供电，提升了移动性和便携性，同时在经纬仪的外侧设置柔性薄膜太阳能电池板，充分利用了经纬仪的使用环境，将太阳光能有效转化为电能并存储于蓄电池中给经纬仪进行供电，充分体现了节能环保的设计理念，提手的防滑部使用防水防滑材料制成，避免了在提拎经纬仪的过程中由于手心出汗而发生打滑的现象，其结构简单，设计巧妙，系统功耗低，控制精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的实用性和可扩展性，操作简单，调节方便，可广泛的应用于各种精密测绘的场合。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种设加热式望远镜的经纬仪的结构示意图。
图2为本发明所涉及的一种设加热式望远镜的经纬仪的水平调节底座的结构示意图。
图3为本发明所涉及的一种设加热式望远镜的经纬仪的第二支撑板的结构示意图。
图4为本发明所涉及的一种设加热式望远镜的经纬仪的望远镜的结构示意图。
图5为本发明所涉及的一种设加热式望远镜的经纬仪的系统工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。
结合图1～图5，一种设加热式望远镜的经纬仪，包括基板2，基板2的底部设有水平调节底座，水平调节底座包括第一支撑板1、固定螺杆29、若干调节螺杆3和与调节螺杆3数量相一致的调节罗盘4，固定螺杆29居中位于第一支撑板1的底部，固定螺杆29与三角架支架的托盘相螺接，第一支撑板1的表面设有第一内螺纹5，调节螺杆3设有与第一内螺纹5相适配的外螺纹，调节螺杆3的一端与第一支撑板1的表面相螺接，调节罗盘4套在调节螺杆3上，调节罗盘4与调节螺杆3固定连接，基板2上设有若干第二内螺纹6，第二内螺纹6与调节螺杆3的外螺纹相适配，第二内螺纹6贯穿基板2，第二内螺纹6的数量与调节螺杆3的数量相一致，调节螺杆3与基板2相螺接并且调节螺杆3的另一端伸出于基板2的表面，基板2的表面设有圆水准器7，基板2的表面居中的设有第一旋转电机8，第一旋转电机8的底座固定于基板2的表面上，第一旋转电机8的第一旋转轴的端部居中的固定于第二支撑板9的底部，第二支撑板9的表面居中的设有滑槽10，滑槽10内嵌有电子滑块11，电子滑块11的高度大于滑槽10的高度，电子滑块11可沿着滑槽10水平滑动，第二支撑板9的侧面设有水平细调旋钮12，电子滑块11的表面连接装置本体的底部，装置本体包括相对设置的一对竖直部13，竖直部13之间设有显示器壳体14，一对竖直部13通过显示器壳体14相连接，显示器壳体14正面设有液晶显示屏30和若干按键，显示器壳体14内设有控制器，竖直部13为中空结构，竖直部13内设有第二旋转电机，第二旋转电机水平相对的设于竖直部13的里面，第二旋转电机的第二旋转轴15伸出于竖直部13的内侧面，一对竖直部13的中间设有望远镜，望远镜为中空结构，望远镜包括外壳体16，外壳体16内侧设有导热层25，外壳体16的一端设有目镜22，外壳体16的另一端设有物镜23，目镜22和物镜23位于导热层25之间，于目镜22一端的导热层25的内侧设有环状的发热层，发热层的内径与目镜22的直径相同，发热层的外径与导热层25的内径相同，发热层内设有若干发热线圈26，于望远镜的外壳体16上设有光瞄准器24，望远镜位于显示器壳体14的上方，第二旋转电机的第二旋转轴15的端部与望远镜的外壳体16固定连接，竖直部13的外侧面设有环状的柔性薄膜太阳能电池板17，竖直部13的外侧面的底部设有水平粗调旋钮19，竖直部13的正面一侧设有竖直调节旋钮20，竖直部13的正面另一侧设有加热开关27和光瞄准器开关21，竖直调节旋钮20、加热开关27和光瞄准器开关21位于柔性薄膜太阳能电池板17的下方，光瞄准器开关21位于加热开关27的下方，加热开关27与加热线圈26电连接，光瞄准器开关21与光瞄准器24电连接，装置本体的顶部设有提手18，提手18的表面居中的设有防滑部28，提手18的两个端部分别位于一对竖直部13的表面，竖直部13内还设有蓄电池，蓄电池与柔性薄膜太阳能电池板17电连接，控制器的输入端连接按键、水平细调旋钮12、水平粗调旋钮19和竖直调节旋钮20，控制器的输出端分别连接第一旋转电机8、第二旋转电机、电子滑块11和液晶显示屏30，控制器通过加热开关27与加热线圈26相连接，控制器通过光瞄准器开关21与光瞄准器24相连接，柔性薄膜太阳能电池板17通过蓄电池给控制器提供工作电压。
装置本体在使用时，第一支撑板1通过底部的固定螺杆29固定安装在三角架支架的上面，当三角架支架高度调节好后，在某些地形特征比较崎岖不平的测绘环境时，通过水平调节底座来调节经纬仪的水平度。调节螺杆3的一端与第一支撑板1的第一内螺纹5相螺接，调节螺杆3的另一端与基板2的第二内螺纹6相螺接并且伸出于基板2的表面，可通过调整调节螺杆3旋进基板2上面的长度，从而调节第一支撑板1与基板2之间的距离，从而调整基板2及基板2上面望远镜的水平度。基板2表面设有圆水准器7，圆水准器7时一个封闭的圆形玻璃容器，留有一小气泡，当小气泡居中时，圆水准器7处于水平位置，即基板2及基板2上面的望远镜处于水平位置。同时调节螺杆3在第一支撑板1与基板2之间还起到了稳定支撑的作用，为了保证调节的精度及支撑的稳定性，调节螺杆3的数量至少为3个。调节罗盘4固定在调节螺杆3上，通过旋转调节罗盘4从而旋转调节螺杆3，方便操作，简单易行。
控制器通过水平细调旋钮12控制第一旋转电机8工作，第一旋转轴旋转，带动第二支撑板9及上面的望远镜一起旋转，对望远镜的水平方向进行细调。第二支撑板9的表面设有滑槽10，滑槽10内设有电子滑块11，控制器通过水平粗调旋钮19控制电子滑块11在滑槽10内水平滑动，电子滑块11带动装置本体水平滑动，从而使得望远镜做水平滑动，对望远镜的水平方向进行粗调。通过电子滑块11和第一旋转电机8的协同工作，完成对望远镜水平方向的调节。第二旋转电机的第二旋转轴15与望远镜的外壳体16固定连接，控制第二旋转电机同步运动，第二旋转电机工作时，第二旋转轴15转动，从而望远镜跟随旋转。控制器通过竖直调节旋钮20控制第二旋转电机工作，完成对望远镜竖直方向的调节。第一旋转电机8和第二旋转电机均选用rs-380sh型步进电机，可非常方便的设定电机的步进频率，从而调节旋转轴的旋转速率。
望远镜的外壳体16上设有光瞄准器24，在测绘时可通过光瞄准器开关21打开光瞄准器24，光瞄准器24向待测目标发生光标记，便于望远镜于水平方向和竖直方向的快速而准确的调节，直观醒目，方便快捷，同时也提升了调节的精准度。
当环境温度比较低时，望远镜的目镜22或者物镜23上面会产生雾气，影响测绘效果。此时通过加热开关27使发热层里面的加热线圈26工作产生热量，加热线圈26产生的热量经导热层25传递至两端的目镜22和物镜23，使目镜22和物镜23的温度升高，从而清除目镜22和物镜23上面的雾气。导热层25由以碳纤维增强碳基体的c/c复合材料制成，具有极低的热膨胀系数和极高的导热系数，比热高，且比热值随温度上升而增大，因而能存储大量的热能，具有极佳的导热性能。并且发热层设置在导热层25于目镜方向的内侧，发热层为环形结构，在产生热量的同时不会影响目镜的视角。望远镜的外壳体16由绝缘橡胶材料制成，防止内部的电性元器件漏电而跑至外壳体16上面，从而影响安全事故。
控制器对按键、水平细调旋钮12、水平粗调旋钮19和竖直调节旋钮20的输入信号进行处理，输出控制信号分别控制第一旋转电机8、第二旋转电机、电子滑块11和液晶显示屏30工作。控制器选用16位单片机mc95s12dj128，其内置128kb的flash、8kb的ram和2kb的eeprom，具有5v输入和驱动能力，cpu工作频率可达到50mhz，29路独立的数字i/o接口，20路带中断和唤醒功能的数字i/o接口，2个8通道的10位a/d转换器，具有8通道的输入捕捉/输出比较，还具有8个可编程pwm通道，具有2个串行异步通信接口sci，2个同步串行外设接口spi，i2c总线和can功能模块等，满足设计要求。
装置本体的竖直部13的外侧面设置了环状的柔性薄膜太阳能电池板17，由于经纬仪大都工作于露天户外的环境，可充分利用太阳光能，柔性薄膜太阳能电池板17可高效的将太阳光能转化为电能并存储于蓄电池中，从而给经纬仪提供工作电压。蓄电池为锂离子蓄电池，具有反复充放电次数高，使用寿命长，且转化效率高的特点，体现了节能环保的设计理念。
提手28上面设置防滑部28，防滑部28由交联聚乙烯材料制成，具有极佳的硬度、刚度、耐磨性和抗冲击性，具有防水防滑的特性，避免了在提拎经纬仪的过程中由于手心出汗而发生打滑的现象，同时兼具承重性能，使用寿命持久。
下面简述经纬仪的工作原理：
将经纬仪通过固定螺杆29安装于三角架支架上面，若望远镜的目镜22或物镜23上面有雾气，或者测绘环境温度较低，容易在测绘过程中使目镜22或物镜23上面产生雾气，打开加热开关27，使加热线圈26工作发热，消除目镜22和物镜23上面的雾气，通过调节罗盘4转动调节螺杆3，从而调节第一支撑板1与基板2之间的距离，使得圆水准器7处于水平位置。通过光瞄准器开关21打开光瞄准器24，结合水平粗调旋钮19和水平细调旋钮12，调节望远镜的水平方向，通过竖直调节旋钮20调节望远镜的竖直方向，从液晶显示屏30上读得待测目标物的水平角和竖直角。
本发明提供了一种设加热式望远镜的经纬仪，其在望远镜的目镜内侧设置加热线圈，当目镜或者物镜上面有雾气时，加热线圈加热，并通过外壳体内侧的导热层进行传热，使得目镜和物镜的温度同时上升，使雾气消除，操作非常方便，简化了测绘的工序，提升了效率，同时经纬仪通过底部的固定螺杆固定在三角架支架上面，当三角架支架高度调节好后，在某些地形特征比较崎岖不平的测绘环境时，通过水平调节底座配合圆水准器来调节经纬仪的水平度，避免了人工重新调节三脚架支架带来的麻烦和引入的误差，同时电子滑块对经纬仪的水平方向进行粗调，第一旋转电机对经纬仪的水平方向进行细调，第二旋转电机对经纬仪的竖直方向进行调节，有效的保证了测绘精度，调节非常方便，并且基于光瞄准器的水平和竖直方向的调节更加直观醒目、简单易行，经纬仪由蓄电池供电，提升了移动性和便携性，同时在经纬仪的外侧设置柔性薄膜太阳能电池板，充分利用了经纬仪的使用环境，将太阳光能有效转化为电能并存储于蓄电池中给经纬仪进行供电，充分体现了节能环保的设计理念，提手的防滑部使用防水防滑材料制成，避免了在提拎经纬仪的过程中由于手心出汗而发生打滑的现象，其结构简单，设计巧妙，系统功耗低，控制精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的实用性和可扩展性，操作简单，调节方便，可广泛的应用于各种精密测绘的场合。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。