專利名稱：微型管狀全站儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量裝置，尤其是一種便于攜帶、操作簡單、可提高測量精度和工作效率的微型管狀全站儀。
背景技術：
全站儀由水平角測量系統、豎直角測量系統、水平補償系統和測距系統組成，具有角度測量、距離(斜距、平距、高差)測量、三維坐標測量、導線測量、交會定點測量和放樣測量等多種用途，全站儀就是因一次安置儀器就可完成該測站上全部測量工作而得名。現有的全站儀是將所有測量裝置均安置在可與腳架相連的基座之上，所采用的數據處理模式是單機面板式，存在以下問題
(O由于集成測量裝置的基座與配套使用的三腳架相對分離，即全站儀與地面測量標 志點分離，不僅體積較大、攜帶不便，而且測量時需要費時費力的調整，才能保證全站儀對中(即全站儀的豎軸與通過測量標志點的垂線重合)，同時還需要測量儀器高度(即測量全站儀觀測標準線與地面標志點的垂直距離)，這些環節增加了測量難度，降低了工作效率，且因誤差源多而降低了測量的精確度；
(2)單機面板式數據處理模式已經不適用網絡時代數據傳輸和處理的需求，不具備區域測量數據同步實時處理、一體化測圖的能力。
發明內容
本發明是為了解決現有技術所存在的上述問題，提供一種便于攜帶、操作簡單、可提高測量精度和工作效率的微型管狀全站儀。本發明的技術解決方案是一種微型管狀全站儀，有管狀柱體，在管狀柱體內有控制模塊及與控制模塊相接的無線網絡通信模塊，與無線網絡通信模塊對應設置有無線顯控終端；在管狀柱體上端滑動連接有與管狀柱體同軸的套筒，套筒下端與第一軸角編碼器相接，第一軸角編碼器的輸出與控制模塊相接，套筒頂端有相對設置的一對軸架，與管狀柱體垂直的轉軸置于一對軸架之間，與轉軸固定相接有測距模塊及第二軸角編碼器，在測距模塊上固定有視準軸與測距準軸平行的瞄準裝置，在管狀柱體或套筒上固定有水準器。所述測距模塊是激光測距儀，在管狀柱體上設有反射棱鏡。所述管狀柱體置于夾套式固定架內，所述夾套式固定架有環狀基座及與環形基座相接的支腳，在環狀基座上均布有至少三個可頂住測量標桿的橫向頂絲。本發明是將控制模塊、無線網絡通信模塊、軸角編碼器、測距模塊及瞄準裝置等集成在一個管狀柱體上，具有體積小、重量輕、便于攜帶等優點；簡化了對中環節且省略了測量儀器高度，操作簡單；本發明測量部分與顯控終端的數量可靈活配置(如一對一、一對多、多對一、多對多)，能夠實現區域網絡通訊，具備區域測量數據同步實時處理、一體化測圖的能力，提高了測量精度和工作效率。
圖I、圖2、圖3是本發明實施例I的結構示意圖。圖4是本發明實施例I的電路原理框圖。圖5是本發明實施例2的結構示意圖。圖6是圖5的A-A視圖。圖7是本發明實施例2的電路原理框圖。
具體實施例方式實施例I :· 有用玻璃鋼、碳纖維等制成的圓柱狀空心管狀柱體1，其內部排布有以ARM處理器為核心的控制模塊2及與控制模塊相接的采用藍牙適配器的無線網絡通信模塊3，與無線網絡通信模塊3對應設置有無線顯控終端4 (智能手機、掌上電腦或通用便攜式計算機等)，顯控終端4配置有專用顯控和數據處理軟件以實現人機交互控制、測量數據處理和測量過程管理功能；在管狀柱體I上端外側滑動連接有與管狀柱體I同軸的套筒5，可在套筒5的下端相接一個帶法蘭盤的滾針軸承，套筒5通過滾針軸承與管狀柱體I滑動相接，即套筒5可以繞管狀柱體I轉動。套筒5下端的法蘭盤與第一軸角編碼器6相接，第一軸角編碼器6的輸出與控制模塊2相接。套筒5頂端有相對設置的一對軸架7，與管狀柱體I垂直的轉軸8置于一對軸架7之間，轉軸8可通過軸套或軸承與軸架7相接，即轉軸8可相對軸架7轉動，與轉軸8固定相接有測距模塊9及第二軸角編碼器10，在測距模塊9上固定有視準軸與測距準軸平行的瞄準裝置11 (準星與缺口組合)，在管狀柱體I或套筒5上固定有水準器12。第一軸角編碼器6和第二軸角編碼器10選用雷尼紹絕對式圓光柵，測距模塊9采用激光測距傳感器，水準器12用圓水準器和管水準器組合。整個電路由固定在管狀柱體I內的鋰電池組19供電。使用方法
a.放置儀器將管狀柱體I的下端點對準測站點固定；
b.整平調整管狀柱體1，使水準器12的氣泡居中，先粗略調使圓水準器的氣泡居中，進一步精調使管水準器的氣泡居中；
c.照準繞管狀柱體I轉動套筒5和繞轉軸8轉動測距模塊9相互配合，通過瞄準裝置11觀察，最終使測距準軸對準測點；
d.測讀照準目標后，由控制模塊2直接采用電子方法從第一軸角編碼器6讀取水平角數據，從第二軸角編碼器10讀取高低角數據，從測距模塊9讀取斜距數據，讀取的數據通過無線網絡通信模塊3用點對點藍牙通信發送至顯控終端4，由顯控終端4對數據進行處理、顯示、記錄和對外傳輸(通過GSM網絡利用GPRS實現遠程數據交換)。實施例2:
如圖5、6所示基本結構同實施例1，與實施例I所不同的是在管狀柱體I帶有伸縮式或級聯式長度調節裝置13，在管狀柱體I上還設有反射棱鏡14，反射棱鏡14采用360°反射棱鏡。管狀柱體I置于夾套式固定架15內，所述夾套式固定架15有環形基座16及與環形基座16相接的支腳17，在環狀基座16上均布有至少三個可頂住測量標桿I的橫向頂絲18，便于管狀柱體I的固定及整平。瞄準裝置11采用光軸與激光測距準軸重合的電子望遠鏡，其視場圖像通過控制模塊2、無線網絡通信模塊3在顯控終端4上顯示；水準器12采用高精度雙軸傾角傳感器(瑞芬HCA526T)，其兩個敏感軸確定的平面垂直于套筒5的軸線，其輸出由控制模塊2實時采集并通過無線網絡通信模塊3發送至顯控終端4，在顯控終端4顯示整平監測畫面(電子水準器畫面)。與實施例I的不同之處還有配置有兩個測量本體(管狀柱體I及固定在其上的裝置)和三個顯控終端4，其中兩個顯控終端4采用安裝有專用軟件的掌上電腦(PDA)、第三個顯控終端4則采用配有專用軟件的筆記本電腦，利用Wi-Fi網絡構建本地無線測量工作網，利用筆記本電腦通過3G網絡實現遠程數據交換。使用方法
本發明實施例2，可分別單機獨立施測，單機獨立施測方法與實施例I相同；亦可在A、B兩個測站點之間進行對等雙向聯測，實現測站之間的位置傳遞，具體步驟如下
a.放置儀器將兩個管狀柱體I的下端點分別對準A、B兩個測站點固定；
b.整平調整套夾式固定架15，使水準器12的氣泡居中，先粗略調使圓水準器的氣泡居中，進一步精調使管水準器的氣泡居中；
c.照準繞管狀柱體I轉動套筒5和繞轉軸8轉動測距模塊9相互配合，通過瞄準裝置11觀察，最終使測距準軸對準對方的反射棱鏡14 (B、A)；
d.測讀照準目標后，由控制模塊2直接采用電子方法從第一軸角編碼器6讀取水平角數據，從第二軸角編碼器10讀取高低角數據，從測距模塊9讀取斜距數據，讀取的數據通過無線網絡通信模塊3用點對點藍牙通信發送至顯控終端4，由顯控終端4對數據進行處理、顯示、記錄和對外傳輸(通過GSM網絡利用GPRS實現遠程數據交換)。對等雙向聯測不僅免去了傳統的單全站儀發展控制點時的對換觀測步驟，而且提高了測量的精度和可靠性。實施例2中還可將兩個測量本體施測的所有測量數據信息通過網絡均實時發送至掌上電腦(PDA)和筆記本電腦的終端上，采用專用軟件對區域測量作業過程進行優化控制，并對區域測量數據進行同步實時處理，實現區域一體化成圖。
權利要求
1.一種微型管狀全站儀，其特征在于有管狀柱體(1)，在管狀柱體(I)內有控制模塊(2)及與控制模塊(2)相接的無線網絡通信模塊(3)，與無線網絡通信模塊(3)對應設置有無線顯控終端(4);在管狀柱體(I)上端滑動連接有與管狀柱體(I)同軸的套筒(5)，套筒(5)下端與第一軸角編碼器(6)相接，第一軸角編碼器(6)的輸出與控制模塊(2)相接，套筒(5)頂端有相對設置的一對軸架(7)，與管狀柱體(I)垂直的轉軸(8)置于一對軸架(7)之間，與轉軸(8)固定相接有測距模塊(9)及第二軸角編碼器(10)，在測距模塊(9)上固定有視準軸與測距準軸平行的瞄準裝置(11)，在管狀柱體(I)或套筒(5)上固定有水準器(12)。
2.根據權利要求I所述的微型管狀全站儀，其特征在于所述測距模塊(9)是激光測距儀，在管狀柱體(I)上設有反射棱鏡(14)。
3.根據權利要求I或2所述的微型管狀全站儀，其特征在于所述管狀柱體(I)置于夾套式固定架(15)內，所述夾套式固定架(15)有環狀基座(16)及與環形基座(16)相接的支腳(17)，在環狀基座(16)上均布有至少三個可頂住測量標桿(I)的橫向頂絲(18)。
全文摘要
本發明公開一種便于攜帶、操作簡單、可提高測量精度和工作效率的微型管狀全站儀，有管狀柱體，在管狀柱體內有控制模塊及與控制模塊相接的無線網絡通信模塊，與無線網絡通信模塊對應設置有無線顯控終端；在管狀柱體上端滑動連接有與管狀柱體同軸的套筒，套筒下端與第一軸角編碼器相接，第一軸角編碼器的輸出與控制模塊相接，套筒頂端有相對設置的一對軸架，與管狀柱體垂直的轉軸置于一對軸架之間，與轉軸固定相接有測距模塊及第二軸角編碼器，在測距模塊上固定有視準軸與測距準軸平行的瞄準裝置，在管狀柱體或套筒上固定有水準器。
文檔編號G01C15/00GK102865861SQ20121032657
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月6日 優先權日2012年9月6日
發明者劉雁春, 付建國, 王海亭 申請人:劉雁春, 付建國, 王海亭