一种能适应多种测量环境的测量棱镜装置的制作方法

本实用新型涉及测量领域，具体涉及一种能适应多种测量环境的测量棱镜装置。

背景技术：

随着国家基础设施建设力度不断加大，对测量工作的环境与时间要求越来严格，对工程测量的精度要求也越来越高。而测量棱镜是全站仪测量作业过程中必不可少的测量工具之一。全站仪用测量棱镜的原理如下：反射棱镜接收全站仪发出的光信号，并将其反射回去，而全站仪接收反射棱镜反射回来的光信号，计算光信号的相位移，获取全站仪发出光信号至接收光信号的时间，从而测量出全站仪到反射棱镜的距离。为了快速准确的确定测量棱镜的位置，测量过程通常需要在一定光线强度下操作，如若遇到光线不足，如阴天、背光、黑夜、隧道等环境中无法使用，通常是采用人工照明来补充光线来测量，需要一人双手操作棱镜，另一人手持手电来协助测量，即需要两名工作人员协同工作才能完成测量工作，存在人力资源浪费以及工作效率不高的问题。因此传统测量棱镜已经越来越不能满足当今时代的测量需求，也不能保证测量精度，给测量工作带来了一定的技术风险。

现有的测量棱镜装置如图7、8所示，其存在以下缺陷：

1、安装套筒4、骨架2等部件均为塑料制成，易受热胀冷缩效应，使用过程中易变形；相互连接间存在较大缝隙，棱镜有晃动现象，会引起测量误差。

2、骨架2下部的连接筒1与测量基座是通过弹簧销连接，连接不牢固，棱镜装置与测量基座或者对中杆之间连接不良，连接处有活动空间，在整平对中后棱镜装置会有微量偏斜，给测量带来误差；风吹容易绕轴转动、偏向，影响测量精度及效率；棱镜装置插入测量基座或者对中杆时，容易让操作人员产生误操作：即插入后忘记用弹簧销卡住。

3、棱镜板3为一块喷涂有黑漆的方形薄钢片，并在棱镜板一侧面的上、左、右处各粘贴一块三角形绿色塑料薄片作为瞄准区8，其下部切除用以容纳棱镜头和插入骨架。由于方形结构的棱镜板棱角分明，非常容易挂、碰到其他物体，不仅棱镜板产生变形，而且也会对整个棱镜装置的几何状态造成破坏；棱镜板在插入塑料骨架的过程中，极易让操作者误操作：棱镜板没有插到底、或者两侧插入深度不同、或者一部分脱槽等，均会对测量结果造成不可估量的影响；棱镜板在长期地插拔过程中极易对塑料骨架造成磨损，导致棱镜板插上去后，松松垮垮，影响测量精度。

4、棱镜板及棱镜板上的三个绿色三角形不能满足现在测量工序的要求。在后视定向及导线测量等测量过程中，都会涉及到正倒镜测量。正镜测量时利用上面、左边、右边三个绿色三角形可以满足瞄准需求，但是倒镜时仪器里十字丝的单根竖丝在横丝的下面，横丝上面只有两根对称分布在十字丝竖丝两侧的竖丝，下面没有第四个绿色三角形用来瞄准。传统方法是通过垂直微动螺旋用横丝下面的竖丝瞄准棱镜板上面的绿色三角形，然后再将十字丝下移并利用左侧和右侧的绿色三角形进行竖直方向瞄准。这样，在十字丝下移的过程中，水平方向可能已经偏移，实际上传统方法没办法保证倒镜时的瞄准精度。另多虑，在阴暗环境中，距离稍远一点，通过仪器就看不清棱镜板上面的绿色三角形；棱镜在背向太阳的时候，通过仪器也看不清棱镜板上面的绿色三角形，均需借助人工辅助照明，但费时、效率低、对观测者眼睛伤害大，而且照射角度不合适产生阴影还会影响观测精度。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的是提供一种能适应多种测量环境的测量棱镜装置，解决了测量棱镜装置与测量基座或对中杆连接不可靠、棱镜骨架及棱镜板易变形、在复杂环境里不方便测量等问题，从而降低测量技术风险、保证了测量精度。

本实用新型的技术方案为：

一种能适应多种测量环境的测量棱镜装置，包括骨架和棱镜板，所述棱镜板为圆形结构，其正中开设有圆孔，位于圆孔外周的棱镜板正面呈轴对称地设有四个三角形瞄准区；位于棱镜板的圆孔中间设有安装套筒，所述安装套筒通过连接销与骨架活动连接，使安装套筒绕着连接销在圆孔中转动；所述安装套筒的内部螺纹套设有棱镜头，所述棱镜头的前端安装有棱镜。

进一步方案，所述安装套筒的内壁开设有内螺纹，安装套筒的外壁对称内嵌有轴承；所述连接销的一端通过弹簧内嵌在骨架上、另一端插入轴承中相对转动。

进一步方案，所述棱镜头的外壁开设有外螺纹，棱镜头的后端螺纹连接有后盖，所述后盖上固设有把手；所述棱镜头的直径从棱镜端到后盖端逐渐变小。

进一步方案，所述骨架的外端设有连接筒，所述连接筒的内壁开设有连接螺纹；所述连接筒、骨架、棱镜板、安装套筒、棱镜头的材质均为铟钢材料。

进一步方案，所述瞄准区内设有光源，所述光源通过滚动开关与设在棱镜板背面的电源连接。

进一步方案，所述电源为蓄电池或充电池，所述蓄电池或充电池均放置在安装在棱镜板背面的电池盒中，所述电池盒上设有盒盖，所述盒盖通过锁扣与电池盒锁紧。

进一步方案，所述棱镜板的表面铺设有太阳能电池板，所述太阳能电池板通过控制器与充电池连接进行充电；所述盒盖与电池盒之间设有防水垫。

本装置中主要部件连接筒、骨架、棱镜板、安装套筒、棱镜头等均采用耐磨、不易变形的铟钢材料制作成，其中骨架和棱镜板先预制成一体，连接筒焊接在骨架上面，内设连接螺纹便于与其设备连接。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本装置加工方便、安装简单、能够适应多种复杂测量环境、极具推广使用的价值等，可代替传统测量棱镜装置，精密测量与常规施工测量均可使用。同时，本发明提高了工作效率，保证了测量精度，规避了技术风险。

2、此棱镜装置通过主动式发光照明，使其能够在阴天、背光、夜晚及隧道等复杂环境中正常使用，实现全天候测量；并且太阳能发电，既环保又实用。

3、LED灯照明，不仅节能，而且亮度均匀。相比于人工借助外部光源照明产生的亮度不均匀、阴影、热辐射、光污染等具有绝对的优势，而且还能保护观测者的眼睛，提高观测精度。

4、测量棱镜装置各关键部件均采用螺纹连接，不仅提高了结构的稳定性，而且保证了几何结构的准确性。

5、本装置中各部件均采用耐磨、不易变形、热力学性能良好的铟钢材料代替传统的钢铁和塑料材料，既保证了测量精度，又提高了棱镜装置的使用寿命。

6、棱镜板采用圆形结构，避免了不必要的挂、碰，保证装置的测量可靠性。

7、在棱镜板下面设置第四个荧光绿色三角形的瞄准区，保证了在倒镜时也能准确瞄准，提高了测量精度。

附图说明

图1是本实用新型的主视图，

图2是本实用新型的后视图，

图3是本实用新型中安装套筒与骨架连接示意图，

图4是本实用新型中安装套筒的结构示意图，

图5是本实用新型中棱镜头的主视图，

图6是本实用新型中棱镜头的后视图，

图7是现有测量棱镜装置的结构示意图，

图8是图7中棱镜板的结构示意图。

图中：1-连接筒，2-骨架，3-棱镜板，4-安装套筒，4.1-内螺纹，4.2-轴承；5-棱镜头，5.1-外螺纹，5.2-后盖，5.3-把手；6-棱镜，7-连接销，8-瞄准区，9-控制器，10-电池盒，11-盒盖，12-锁扣，13-防水垫，14-滚轮开关。

具体实施方式

如图1-3所示，一种能适应多种测量环境的测量棱镜装置，包括骨架2和棱镜板3，所述棱镜板3为圆形结构，其正中开设有圆孔，位于圆孔外周的棱镜板3正面呈轴对称地设有四个三角形瞄准区8；位于棱镜板3的圆孔中间设有安装套筒4，所述安装套筒4通过连接销7与骨架2活动连接，使安装套筒4绕着连接销7在圆孔中转动；所述安装套筒4的内部螺纹套设有棱镜头5，所述棱镜头5的前端安装有棱镜6。

如图4所示，安装套筒4的内壁开设有内螺纹4.1，安装套筒4的外壁对称内嵌有轴承4.2；所述连接销7的一端通过弹簧内嵌在骨架2上、另一端插入轴承4.2中相对转动。

如图5、6所示，棱镜头5的外壁开设有外螺纹5.1，棱镜头5的后端螺纹连接有后盖5.2，所述后盖5.2上固设有把手5.3；所述棱镜头5的直径从棱镜6端到后盖5.2端逐渐变小。

进一步方案，所述骨架2的外端设有连接筒1，所述连接筒1的内壁开设有连接螺纹；所述连接筒1、骨架2、棱镜板3、安装套筒4、棱镜头5的材质均为铟钢材料。

进一步方案，所述瞄准区8内设有光源，所述光源通过滚动开关14与设在棱镜板3背面的电源连接。

如图2所示，电源为干电池或充电池，所述干电池或充电池均放置在安装于棱镜板3背面的电池盒10中，所述电池盒10上设有盒盖11，所述盒盖11通过锁扣12与电池盒10锁紧。

进一步方案，所述棱镜板3的表面铺设有太阳能电池板，所述太阳能电池板通过控制器9与充电池连接进行充电；所述盒盖11与电池盒10之间设有防水垫13。

骨架与安装套筒通过连接销连接，连接销一端通过弹簧嵌入骨架中，通过按压可以将连接销压入骨架内，方便安装套筒的安装；连接销另一端与内嵌在安装套筒外壁上的轴承连接，使安装套筒带动棱镜头能绕着连接销进行转动。在制作过程中预先给轴承设置可供棱镜头保持各种转动角度后姿态的摩擦阻力。棱镜头通过螺纹旋入安装套筒中进行安装，

棱镜安装在棱镜头的一端，棱镜头的另一端螺纹连接有后盖，通过后盖上的把手进行旋转操作。并且棱镜头的直径从棱镜端到后盖端逐渐变小，变小2mm，用以保护棱镜，防止棱镜从另一端滑出。

在棱镜板的正面呈轴对称地安装四个三角形的瞄准区，棱镜板在制作过程中在板内预留通往四个荧光绿色正三角形瞄准区的电线通道，瞄准区内置光源-LED灯，用来给瞄准区照明。从而使在阴天、背光、夜晚、隧道等环境中使棱镜可以照常使用。测量时通过瞄准区进行瞄准定位，位于棱镜板左、右两侧的瞄准区用来定位十字丝横丝。当需要进行正倒镜观测时，位于棱镜板正上面的瞄准区在正镜时进行十字丝竖丝定位，正下面的瞄准区在倒镜时进行十字丝竖丝定位。即本装置增加了一个瞄准区，使在倒镜时能用位于棱镜板正下面的瞄准区进行水平方向的准确瞄准。

LED光源通过电源进行供电，并通过滚轮开关进行控制其开关，当需要使用LED光源照明四个瞄准区时，通过滚轮式开关向上滚动打开，持续滚动可通过内置电阻调节照明的亮度，滚轮开关复位即可关闭电源。其中电源是蓄电池或充电池，如为充电池时，则在棱镜板表面安装太阳能电池板，太阳能电池板将太阳能转变为电源通过控制器给充电池进行充电。如果是干电池，则关闭控制器，防止太阳能充电造成危险。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。