全站仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种全站仪，解决了使用完仪器后容易忘记将镜筒复位导致目镜测量精度降低的问题，其技术方案要点是，包括用于检测目镜是否朝上以输出第一检测信号的第一检测单元、用于检测人体的靠近或远离以输出第二检测信号的第二检测单元、耦接于第一检测单元和第二检测单元以分别接收第一检测信号和第二检测信号并输出控制信号的控制单元以及耦接于控制单元以接收控制信号并响应于控制信号的警示单元，本实用新型的全站仪，能够提醒使用完全站仪的操作员及时将镜筒复位，使目镜朝上，从而避免目镜内光学器件的精度降低，还能防止目镜受到磕碰，增加了仪器的使用寿命以及测量精度。
【专利说明】
全站仪
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及工程测量仪器，特别涉及全站仪。【背景技术】
[0002]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。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部的测量工作，所以称之为全站仪，其广泛应用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。
[0003]全站仪主要包含对称设置的盘左和盘右，在盘左和盘右的中间竖直铰接有望远镜的镜筒，镜筒的两端分别设置有目镜和物镜;不使用时，全站仪的镜筒竖直设置，这时目镜朝上;在使用全站仪时，需要先竖向转动望远镜的镜筒，让目镜朝向操作员；在使用完全站仪之后，需要将镜筒复位，使目镜保持向上;如果镜筒长期处于翻转状态会使目镜内部的精密光学器件发生位置偏移，还会因长时间处于光照下而加速光学器件的老化，从而影响全站仪的测量精度;再者，如果望远镜的镜筒始终处于翻转状态，容易使目镜受到磕碰，由于目镜的更换成本非常高，会造成较大的经济损失。
[0004]然而在实际操作过程中，操作员在使用完全站仪之后经常会因不熟悉操作规程或者一时疏忽而忘记将镜筒复位，让目镜长期处于工作状态，即加速了目镜老化，还增加了目镜受到磕碰的风险，因此现有的全站仪还存在一定的改进空间。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种全站仪，在使用完仪器后如果没有及时将目镜复位就离开便会发出警报声。
[0006]本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
[0007]—种全站仪，包括盘左、盘右以及铰接于盘左和盘右之间的镜筒，所述镜筒上设有目镜，还包括用于检测目镜是否朝上以输出第一检测信号的第一检测单元、用于检测人体的靠近或远离以输出第二检测信号的第二检测单元、耦接于第一检测单元和第二检测单元以分别接收第一检测信号和第二检测信号并输出控制信号的控制单元以及耦接于控制单元以接收控制信号并响应于控制信号的警示单元；
[0008]当第一检测单元检测到目镜未朝上且第二检测单元检测到人体远离时，所述控制单元控制警示单元工作以实现警示。
[0009]采用上述方案，操作员在使用完全站仪准备离开之前必须先将镜筒复位，使目镜朝上，不然在人体离开全站仪一定的距离后控制单元便会控制警示单元告警，以提醒操作员将镜筒复位，避免目镜长期处于光照条件下加速其内部光学器件的老化，而降低了仪器的测量精度，同时还能防止目镜意外受到磕碰。
[0010]作为优选，所述第一检测单元为用于检测红外光是否被隔断以输出第一检测信号至控制单元的红外线检测单元。
[0011]采用上述方案，红外线检测单元可以通过检测红外光是否被隔断来判断目镜是否已经朝上设置，结构简单，且不易发生故障。
[0012]作为优选，还包括位于盘左和盘右上方的提手，所述盘左和盘右的顶部均向上延伸有端部分别与提手的两端固定的支杆。
[0013]采用上述方案，设置于盘左、盘右上方的提手便于全站仪的取放，两根支杆为提手留出了足够的握持空间，还为镜筒的复位提供了充足的空间。
[0014]作为优选，所述红外线检测单元包括用于发射红外光的发射模块以及用于接收红外光并输出第一检测信号至控制单元的接收模块，所述发射模块设置于镜筒上朝向支杆的一侧，所述接收模块设置于靠近发射模块的支杆的内侧；当目镜朝上时，所述发射模块与接收模块呈相对设置。
[0015]采用上述方案，当目镜朝上时，镜筒上的发射模块与支杆内侧的接收模块呈相对设置，使发射模块所发射的红外光能够被接收模块接收到;反之，当目镜没有朝上时，发射模块未与接收模块相对，使接收模块无法接收到红外光;通过上述方式能够快速准确地判断镜筒上的目镜是否已经朝上。
[0016]作为优选，所述第二检测单元为热释电红外检测单元。
[0017]采用上述方案，热释电传感器本身不发出任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉，抗干扰性强，并且能够有效地检测生物热源。
[0018]作为优选，所述警示单元包括执行部与警示元件，所述执行部耦接于控制单元以接收控制信号并响应于控制信号以导通警示元件的供电回路。
[0019]作为优选，所述执行部包括开关元件与执行元件，所述开关元件用于接收控制单元所输出的控制信号并输出开关信号至执行元件，所述执行元件响应于开关信号以导通警示元件的供电回路。
[0020]采用上述方案，整个电路更加简单，使得应用更加便捷，提高可实施性，同时简单的电路更加容易维修以及维护，进一步提高方案的可行性。
[0021]作为优选，所述警示单元还包括耦接于警示元件以延时切断警示元件的延时部。
[0022]采用上述方案，延时部能够使警示元件在被切断时保持一段时间后再停止，以延续其报警状态，进一步增强警示效果。
[0023]作为优选，所述警示元件通过发声实现警示。
[0024]采用上述方案，发声报警便于引起人的注意，从而提升警示元件的警示效果。[〇〇25]作为优选，所述控制单元为与门。
[0026]采用上述方案，与门结构简单，只有当其所有的输入端都为高电平时，其才会输出高电平信号，否则只输出低电平信号。
[0027]综上所述，本实用新型具有以下有益效果:能够提醒使用完全站仪的操作员及时将镜筒复位，使目镜朝上，从而避免目镜内光学器件的精度降低，还能防止目镜受到磕碰， 增加了仪器的使用寿命以及测量精度。【附图说明】[〇〇28]图1为本实施例的结构示意图；[〇〇29]图2为图1所示A部的放大示意图；
[0030]图3为本实施例中第一检测单元、第二检测单元、控制单元以及警示单元的电路示意图；
[0031]图4为本实施例中发射模块以及接收模块的电路示意图。
[0032]图中:1、盘左;2、盘右;3、镜筒;4、目镜;5、第一检测单元;6、第二检测单元;7、控制单元;8、警示单元;9、提手;10、支杆;11、发射模块;12、接收模块;13、执行部;14、延时部。【具体实施方式】
[0033]以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0034]本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
[0035]本实施例公开的一种全站仪，如图1所示，包括盘左1、盘右2以及铰接于盘左1和盘右2之间的镜筒3，镜筒3上设有目镜4;使用全站仪时，需要先将镜筒3进行竖直方向的转动， 使目镜4朝向使用者。还包括位于盘左1和盘右2上方的提手9,盘左1和盘右2的顶部均向上延伸有端部分别与提手9的两端固定的支杆10,利用提手9可以很方便地对仪器进行取放。
[0036]如图3所示，还包括用于检测目镜4是否朝上以输出第一检测信号的第一检测单元 5、用于检测人体的靠近或远离以输出第二检测信号的第二检测单元6、耦接于第一检测单元5和第二检测单元6以分别接收第一检测信号和第二检测信号并输出控制信号的控制单元7以及耦接于控制单元7以接收控制信号并响应于控制信号的警示单元8;当第一检测单元5检测到目镜4未朝上且第二检测单元6检测到人体远离时，控制单元7控制警示单元8工作以实现警示。
[0037]如图4所示，第一检测单元5为用于检测红外光是否被隔断以输出第一检测信号至控制单元7的红外线检测单元。红外线检测单元包括用于发射红外光的发射模块11以及用于接收红外光并输出第一检测信号至控制单元7的接收模块12;如图2所示，由于镜筒3的两侧分别与盘左1和盘右2之间保留有旋转间隙，发射模块11设置于镜筒3上朝向支杆10的一侦I接收模块12设置于靠近发射模块11的支杆10的内侧；当目镜4朝上时，发射模块11与接收模块12呈相对设置。[〇〇38] 如图4所示，发射模块11包括NE555定时器A1、电阻R1、R2、R3、电容Cl、C2和红外发射管L1;NE555定时器A1的1脚接地，电阻R1耦接于NE555定时器A1的2脚和3脚之间；红外发射管L1的阳极耦接于3脚，阴极通过电阻R3接地，电阻R3起到限流的作用，能够有效防止红外发射管L1由于电流过大而损坏;NE555定时器A1的5脚通过电容C2接地；串联连接的电阻 R2和电容C1，电阻R2的另一端耦接于电压Vcc，电容C1的另一端接地;NE555定时器A1的6脚耦接于电阻R2和电容C1的连接点；上述连接方式构成了振荡电路，其能输出一定频率的振荡波于红外发射管L1，使红外发射管L1输出一定波长的红外光作用于接收模块12。[〇〇39] 如图4所示，接收模块12包括红外接收管L2、电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、igC3、C4、 二极管D1与比较器A2;红外接收管L2的阳极接地，阴极耦接于电容C3的一端；电容C3的另一端耦接于二极管D1的阳极，二极管D1的阴极耦接于电阻R6的一端，电阻R6的另一端耦接于比较器A2的反相输入端；电阻R4的一端耦接于电容C3和二极管D1的连接点，另一端接地；电容C4的一端耦接于二极管D1的阴极，另一端接地；电阻R5的一端耦接于电容C4与电阻R6的连接点，另一端接地;电阻R7的一端耦接于电压E，另一端耦接于比较器A2的同相输入端；电阻R8的一端耦接于比较器A2的同相输入端，另一端接地；电阻R9的一端耦接于比较器A2的输出端，另一端输出第一检测信号至控制单元7。
[0040]如图4所示，电阻R7和R8构成分压电路，为比较器A2的同相输入端提供基准电压， 基准电压值由电阻R8在电压E中所占的比值来决定；当红外接收管L2接收到红外光时会产生电流，并且随着红外光的从弱变强，电流也会跟着从小变大，使比较器A2的反相输入端电压逐渐升高；当反相输入端的电压大于同相输入端的基准电压值时，比较器A2通过电阻R9 输出低电平信号;反之，当红外接收管L2没有接收到红外光或者红外光很弱时，比较器A2的反相输入端电压接近于零，这时比较器A2通过电阻R9输出高电平信号;其中二极管D1起到整流的作用，电容C4起到滤波的作用，电阻R6起到限流的作用，防止输入比较器A2的电流过大导致比较器A2损坏，电阻R9也起到限流作用，防止比较器A2输出的电流信号过大。
[0041]如图3所示，第二检测单元6为热释电红外检测单元。热释电红外检测单元包括热释电传感器N和反相器N1，热释电传感器N的输入端耦接于电压VI，输出端通过反相器N1输出第二检测信号至控制单元7,接地端接地。[〇〇42]热释电传感器主要是由高热电系数的材料制成的探测元件，在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰；由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出；将热释电传感器N安装在全站仪上面向操作员的一侧，当检测到有人在全站仪的旁边时，热释电传感器N输出高电平信号，经过反相器N1输出低电平的第二检测信号至控制单元7;相反地，当未检测到有人在全站仪的附近时，热释电传感器N输出低电平信号，最后经过反相器N1输出高电平的第二检测信号至控制单元7。[〇〇43]如图3所示，控制单元7为与门，与门的两个输入端分别耦接于第一检测单元5和第二检测单元6以分别接收第一检测信号和第二检测信号，并输出控制信号至警示单元8;只有当与门的两个输入端都接收到高电平信号时，其才会输出高电平的控制信号，否则只输出低电平的控制信号。
[0044]如图3所示，警示单元8包括执行部13与警示元件，执行部13耦接于控制单元7以接收控制信号并响应于控制信号以导通警示元件的供电回路。警示元件通过发声实现警示。 执行部13包括开关元件与执行元件，开关元件用于接收控制单元7所输出的控制信号并输出开关信号至执行元件，执行元件响应于开关信号以导通警示元件的供电回路。[〇〇45]如图3所示，其中开关元件优选为NPN型的三极管Q，执行元件优选为继电器K，警示元件优选为蜂鸣器SP;继电器K的线圈的一端耦接于电压V2,另一端耦接于三极管Q的集电极，三极管Q的发射极接地，基极耦接于控制单元7的输出端，继电器K的常开触点K-1串联于蜂鸣器SP的供电回路，继电器K的线圈上反并联有续流二极管D2。
[0046]如图3所示，警示单元8还包括耦接于警示元件以延时切断警示元件的延时部14， 延时部14为电容C，其并联于蜂鸣器SP的两端。[〇〇47]综上所述，全站仪在使用时，由于镜筒3已经被转动，使镜筒3上的发射模块11无法与支杆10上的接收模块12相对，使接收模块12无法接收到红外光，其输出高电平的第一检测信号至与门的输入端;这时如果操作者在全站仪旁进行操作，那么热释电传感器N能够感应到人体，使第二检测单元6输出低电平的第二检测信号至与门的输入端，使控制单元7输出低电平的控制信号至三极管Q的基极，三极管Q截止，使继电器K的线圈处于失电状态，其所对应的常开触点K-1处于断开状态，切断蜂鸣器SP的供电回路，蜂鸣器SP不报警。[〇〇48]在使用完全站仪之后，若没有将镜筒3复位就直接离开，当人体远离仪器一段距离后，热释电传感器N无法感应到人体，第二检测单元6输出高电平的第二检测信号至与门，使控制单元7输出高电平的控制信号至三极管Q的基极，使三极管Q导通，继电器K的线圈得电吸合，其对应的常开触点K-1闭合，导通蜂鸣器SP的供电回路，使蜂鸣器SP发出警报声，以提醒操作员将镜筒3复位，使目镜4保持向上;同时电容C开始进行充电，直至充满。[〇〇49]当操作员将镜筒3复位后，镜筒3上的发射模块11与支杆10上的接收模块12重新相对，使接收模块12能够接收到发射模块11所发出的红外光，从而输出低电平的第一检测信号至与门；这时无论人体靠近或者远离全站仪，控制单元7都输出低电平的控制信号至三极管Q的基极，三极管Q截止，使继电器K的线圈始终处于失电状态，其对应的常开触点K-1断开，电容C开始放电，使蜂鸣器SP持续报警，直至电容C内储存的电量耗尽，蜂鸣器SP才停止报警。
【主权项】
1.一种全站仪，包括盘左(1)、盘右(2)以及铰接于盘左(1)和盘右(2)之间的镜筒(3)， 所述镜筒(3)上设有目镜(4)，其特征是:还包括用于检测目镜(4)是否朝上以输出第一检测 信号的第一检测单元(5)、用于检测人体的靠近或远离以输出第二检测信号的第二检测单 元(6)、耦接于第一检测单元(5)和第二检测单元(6)以分别接收第一检测信号和第二检测 信号并输出控制信号的控制单元(7)以及耦接于控制单元(7)以接收控制信号并响应于控 制信号的警示单元(8);当第一检测单元(5)检测到目镜(4)未朝上且第二检测单元(6)检测到人体远离时，所 述控制单元(7)控制警示单元(8)工作以实现警示。2.根据权利要求1所述的全站仪，其特征是:所述第一检测单元(5)为用于检测红外光 是否被隔断以输出第一检测信号至控制单元(7)的红外线检测单元。3.根据权利要求2所述的全站仪，其特征是:还包括位于盘左(1)和盘右(2)上方的提手(9)，所述盘左(1)和盘右(2)的顶部均向上延伸有端部分别与提手(9)的两端固定的支杆(10)〇4.根据权利要求3所述的全站仪，其特征是:所述红外线检测单元包括用于发射红外光 的发射模块(11)以及用于接收红外光并输出第一检测信号至控制单元(7)的接收模块 (12)，所述发射模块(11)设置于镜筒(3)上朝向支杆(10)的一侧，所述接收模块(12)设置于 靠近发射模块(11)的支杆(10)的内侧；当目镜(4)朝上时，所述发射模块(11)与接收模块 (12)呈相对设置。5.根据权利要求4所述的全站仪，其特征是:所述第二检测单元(6)为热释电红外检测单元。6.根据权利要求5所述的全站仪，其特征是:所述警示单元(8)包括执行部(13)与警示 元件，所述执行部(13)耦接于控制单元(7)以接收控制信号并响应于控制信号以导通警示 元件的供电回路。7.根据权利要求6所述的全站仪，其特征是:所述执行部(13)包括开关元件与执行元 件，所述开关元件用于接收控制单元(7)所输出的控制信号并输出开关信号至执行元件，所 述执行元件响应于开关信号以导通警示元件的供电回路。8.根据权利要求7所述的全站仪，其特征是:所述警示单元(8)还包括耦接于警示元件 以延时切断警示元件的延时部(14)。9.根据权利要求8所述的全站仪，其特征是:所述警示元件通过发声实现警示。10.根据权利要求1至9任意项所述的全站仪，其特征是:所述控制单元(7)为与门。
【文档编号】G01C15/00GK205619930SQ201620416030
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】张子江
【申请人】宁波冶金勘察设计研究股份有限公司