全站儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種全站儀，解決了使用完儀器后容易忘記將鏡筒復位導致目鏡測量精度降低的問題，其技術方案要點是，包括用于檢測目鏡是否朝上以輸出第一檢測信號的第一檢測單元、用于檢測人體的靠近或遠離以輸出第二檢測信號的第二檢測單元、耦接于第一檢測單元和第二檢測單元以分別接收第一檢測信號和第二檢測信號并輸出控制信號的控制單元以及耦接于控制單元以接收控制信號并響應于控制信號的警示單元，本實用新型的全站儀，能夠提醒使用完全站儀的操作員及時將鏡筒復位，使目鏡朝上，從而避免目鏡內光學器件的精度降低，還能防止目鏡受到磕碰，增加了儀器的使用壽命以及測量精度。
【專利說明】
全站儀
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及工程測量儀器，特別涉及全站儀。【背景技術】
[0002]全站儀是一種集光、機、電為一體的高技術測量儀器，是集水平角、垂直角、距離 (斜距、平距)、高差測量功能于一體的測繪儀器系統。因其一次安置儀器就可完成該測站上全部的測量工作，所以稱之為全站儀，其廣泛應用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程測量或變形監測領域。
[0003]全站儀主要包含對稱設置的盤左和盤右，在盤左和盤右的中間豎直鉸接有望遠鏡的鏡筒，鏡筒的兩端分別設置有目鏡和物鏡;不使用時，全站儀的鏡筒豎直設置，這時目鏡朝上;在使用全站儀時，需要先豎向轉動望遠鏡的鏡筒，讓目鏡朝向操作員；在使用完全站儀之后，需要將鏡筒復位，使目鏡保持向上;如果鏡筒長期處于翻轉狀態會使目鏡內部的精密光學器件發生位置偏移，還會因長時間處于光照下而加速光學器件的老化，從而影響全站儀的測量精度;再者，如果望遠鏡的鏡筒始終處于翻轉狀態，容易使目鏡受到磕碰，由于目鏡的更換成本非常高，會造成較大的經濟損失。
[0004]然而在實際操作過程中，操作員在使用完全站儀之后經常會因不熟悉操作規程或者一時疏忽而忘記將鏡筒復位，讓目鏡長期處于工作狀態，即加速了目鏡老化，還增加了目鏡受到磕碰的風險，因此現有的全站儀還存在一定的改進空間。【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種全站儀，在使用完儀器后如果沒有及時將目鏡復位就離開便會發出警報聲。
[0006]本實用新型的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的:
[0007]—種全站儀，包括盤左、盤右以及鉸接于盤左和盤右之間的鏡筒，所述鏡筒上設有目鏡，還包括用于檢測目鏡是否朝上以輸出第一檢測信號的第一檢測單元、用于檢測人體的靠近或遠離以輸出第二檢測信號的第二檢測單元、耦接于第一檢測單元和第二檢測單元以分別接收第一檢測信號和第二檢測信號并輸出控制信號的控制單元以及耦接于控制單元以接收控制信號并響應于控制信號的警示單元；
[0008]當第一檢測單元檢測到目鏡未朝上且第二檢測單元檢測到人體遠離時，所述控制單元控制警示單元工作以實現警示。
[0009]采用上述方案，操作員在使用完全站儀準備離開之前必須先將鏡筒復位，使目鏡朝上，不然在人體離開全站儀一定的距離后控制單元便會控制警示單元告警，以提醒操作員將鏡筒復位，避免目鏡長期處于光照條件下加速其內部光學器件的老化，而降低了儀器的測量精度，同時還能防止目鏡意外受到磕碰。
[0010]作為優選，所述第一檢測單元為用于檢測紅外光是否被隔斷以輸出第一檢測信號至控制單元的紅外線檢測單元。
[0011]采用上述方案，紅外線檢測單元可以通過檢測紅外光是否被隔斷來判斷目鏡是否已經朝上設置，結構簡單，且不易發生故障。
[0012]作為優選，還包括位于盤左和盤右上方的提手，所述盤左和盤右的頂部均向上延伸有端部分別與提手的兩端固定的支桿。
[0013]采用上述方案，設置于盤左、盤右上方的提手便于全站儀的取放，兩根支桿為提手留出了足夠的握持空間，還為鏡筒的復位提供了充足的空間。
[0014]作為優選，所述紅外線檢測單元包括用于發射紅外光的發射模塊以及用于接收紅外光并輸出第一檢測信號至控制單元的接收模塊，所述發射模塊設置于鏡筒上朝向支桿的一側，所述接收模塊設置于靠近發射模塊的支桿的內側；當目鏡朝上時，所述發射模塊與接收模塊呈相對設置。
[0015]采用上述方案，當目鏡朝上時，鏡筒上的發射模塊與支桿內側的接收模塊呈相對設置，使發射模塊所發射的紅外光能夠被接收模塊接收到;反之，當目鏡沒有朝上時，發射模塊未與接收模塊相對，使接收模塊無法接收到紅外光;通過上述方式能夠快速準確地判斷鏡筒上的目鏡是否已經朝上。
[0016]作為優選，所述第二檢測單元為熱釋電紅外檢測單元。
[0017]采用上述方案，熱釋電傳感器本身不發出任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好，價格低廉，抗干擾性強，并且能夠有效地檢測生物熱源。
[0018]作為優選，所述警示單元包括執行部與警示元件，所述執行部耦接于控制單元以接收控制信號并響應于控制信號以導通警示元件的供電回路。
[0019]作為優選，所述執行部包括開關元件與執行元件，所述開關元件用于接收控制單元所輸出的控制信號并輸出開關信號至執行元件，所述執行元件響應于開關信號以導通警示元件的供電回路。
[0020]采用上述方案，整個電路更加簡單，使得應用更加便捷，提高可實施性，同時簡單的電路更加容易維修以及維護，進一步提高方案的可行性。
[0021]作為優選，所述警示單元還包括耦接于警示元件以延時切斷警示元件的延時部。
[0022]采用上述方案，延時部能夠使警示元件在被切斷時保持一段時間后再停止，以延續其報警狀態，進一步增強警示效果。
[0023]作為優選，所述警示元件通過發聲實現警示。
[0024]采用上述方案，發聲報警便于引起人的注意，從而提升警示元件的警示效果。[〇〇25]作為優選，所述控制單元為與門。
[0026]采用上述方案，與門結構簡單，只有當其所有的輸入端都為高電平時，其才會輸出高電平信號，否則只輸出低電平信號。
[0027]綜上所述，本實用新型具有以下有益效果:能夠提醒使用完全站儀的操作員及時將鏡筒復位，使目鏡朝上，從而避免目鏡內光學器件的精度降低，還能防止目鏡受到磕碰， 增加了儀器的使用壽命以及測量精度。【附圖說明】[〇〇28]圖1為本實施例的結構示意圖；[〇〇29]圖2為圖1所示A部的放大示意圖；
[0030]圖3為本實施例中第一檢測單元、第二檢測單元、控制單元以及警示單元的電路示意圖；
[0031]圖4為本實施例中發射模塊以及接收模塊的電路示意圖。
[0032]圖中:1、盤左;2、盤右;3、鏡筒;4、目鏡;5、第一檢測單元;6、第二檢測單元;7、控制單元;8、警示單元;9、提手;10、支桿;11、發射模塊;12、接收模塊;13、執行部;14、延時部。【具體實施方式】
[0033]以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0034]本具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋，其并不是對本實用新型的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本實用新型的權利要求范圍內都受到專利法的保護。
[0035]本實施例公開的一種全站儀，如圖1所示，包括盤左1、盤右2以及鉸接于盤左1和盤右2之間的鏡筒3，鏡筒3上設有目鏡4;使用全站儀時，需要先將鏡筒3進行豎直方向的轉動， 使目鏡4朝向使用者。還包括位于盤左1和盤右2上方的提手9,盤左1和盤右2的頂部均向上延伸有端部分別與提手9的兩端固定的支桿10,利用提手9可以很方便地對儀器進行取放。
[0036]如圖3所示，還包括用于檢測目鏡4是否朝上以輸出第一檢測信號的第一檢測單元 5、用于檢測人體的靠近或遠離以輸出第二檢測信號的第二檢測單元6、耦接于第一檢測單元5和第二檢測單元6以分別接收第一檢測信號和第二檢測信號并輸出控制信號的控制單元7以及耦接于控制單元7以接收控制信號并響應于控制信號的警示單元8;當第一檢測單元5檢測到目鏡4未朝上且第二檢測單元6檢測到人體遠離時，控制單元7控制警示單元8工作以實現警示。
[0037]如圖4所示，第一檢測單元5為用于檢測紅外光是否被隔斷以輸出第一檢測信號至控制單元7的紅外線檢測單元。紅外線檢測單元包括用于發射紅外光的發射模塊11以及用于接收紅外光并輸出第一檢測信號至控制單元7的接收模塊12;如圖2所示，由于鏡筒3的兩側分別與盤左1和盤右2之間保留有旋轉間隙，發射模塊11設置于鏡筒3上朝向支桿10的一偵I接收模塊12設置于靠近發射模塊11的支桿10的內側；當目鏡4朝上時，發射模塊11與接收模塊12呈相對設置。[〇〇38] 如圖4所示，發射模塊11包括NE555定時器A1、電阻R1、R2、R3、電容Cl、C2和紅外發射管L1;NE555定時器A1的1腳接地，電阻R1耦接于NE555定時器A1的2腳和3腳之間；紅外發射管L1的陽極耦接于3腳，陰極通過電阻R3接地，電阻R3起到限流的作用，能夠有效防止紅外發射管L1由于電流過大而損壞;NE555定時器A1的5腳通過電容C2接地；串聯連接的電阻 R2和電容C1，電阻R2的另一端耦接于電壓Vcc，電容C1的另一端接地;NE555定時器A1的6腳耦接于電阻R2和電容C1的連接點；上述連接方式構成了振蕩電路，其能輸出一定頻率的振蕩波于紅外發射管L1，使紅外發射管L1輸出一定波長的紅外光作用于接收模塊12。[〇〇39] 如圖4所示，接收模塊12包括紅外接收管L2、電阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、igC3、C4、 二極管D1與比較器A2;紅外接收管L2的陽極接地，陰極耦接于電容C3的一端；電容C3的另一端耦接于二極管D1的陽極，二極管D1的陰極耦接于電阻R6的一端，電阻R6的另一端耦接于比較器A2的反相輸入端；電阻R4的一端耦接于電容C3和二極管D1的連接點，另一端接地；電容C4的一端耦接于二極管D1的陰極，另一端接地；電阻R5的一端耦接于電容C4與電阻R6的連接點，另一端接地;電阻R7的一端耦接于電壓E，另一端耦接于比較器A2的同相輸入端；電阻R8的一端耦接于比較器A2的同相輸入端，另一端接地；電阻R9的一端耦接于比較器A2的輸出端，另一端輸出第一檢測信號至控制單元7。
[0040]如圖4所示，電阻R7和R8構成分壓電路，為比較器A2的同相輸入端提供基準電壓， 基準電壓值由電阻R8在電壓E中所占的比值來決定；當紅外接收管L2接收到紅外光時會產生電流，并且隨著紅外光的從弱變強，電流也會跟著從小變大，使比較器A2的反相輸入端電壓逐漸升高；當反相輸入端的電壓大于同相輸入端的基準電壓值時，比較器A2通過電阻R9 輸出低電平信號;反之，當紅外接收管L2沒有接收到紅外光或者紅外光很弱時，比較器A2的反相輸入端電壓接近于零，這時比較器A2通過電阻R9輸出高電平信號;其中二極管D1起到整流的作用，電容C4起到濾波的作用，電阻R6起到限流的作用，防止輸入比較器A2的電流過大導致比較器A2損壞，電阻R9也起到限流作用，防止比較器A2輸出的電流信號過大。
[0041]如圖3所示，第二檢測單元6為熱釋電紅外檢測單元。熱釋電紅外檢測單元包括熱釋電傳感器N和反相器N1，熱釋電傳感器N的輸入端耦接于電壓VI，輸出端通過反相器N1輸出第二檢測信號至控制單元7,接地端接地。[〇〇42]熱釋電傳感器主要是由高熱電系數的材料制成的探測元件，在每個探測器內裝入一個或兩個探測元件，并將兩個探測元件以反極性串聯，以抑制由于自身溫度升高而產生的干擾；由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉變成微弱的電壓信號，經裝在探頭內的場效應管放大后向外輸出；將熱釋電傳感器N安裝在全站儀上面向操作員的一側，當檢測到有人在全站儀的旁邊時，熱釋電傳感器N輸出高電平信號，經過反相器N1輸出低電平的第二檢測信號至控制單元7;相反地，當未檢測到有人在全站儀的附近時，熱釋電傳感器N輸出低電平信號，最后經過反相器N1輸出高電平的第二檢測信號至控制單元7。[〇〇43]如圖3所示，控制單元7為與門，與門的兩個輸入端分別耦接于第一檢測單元5和第二檢測單元6以分別接收第一檢測信號和第二檢測信號，并輸出控制信號至警示單元8;只有當與門的兩個輸入端都接收到高電平信號時，其才會輸出高電平的控制信號，否則只輸出低電平的控制信號。
[0044]如圖3所示，警示單元8包括執行部13與警示元件，執行部13耦接于控制單元7以接收控制信號并響應于控制信號以導通警示元件的供電回路。警示元件通過發聲實現警示。 執行部13包括開關元件與執行元件，開關元件用于接收控制單元7所輸出的控制信號并輸出開關信號至執行元件，執行元件響應于開關信號以導通警示元件的供電回路。[〇〇45]如圖3所示，其中開關元件優選為NPN型的三極管Q，執行元件優選為繼電器K，警示元件優選為蜂鳴器SP;繼電器K的線圈的一端耦接于電壓V2,另一端耦接于三極管Q的集電極，三極管Q的發射極接地，基極耦接于控制單元7的輸出端，繼電器K的常開觸點K-1串聯于蜂鳴器SP的供電回路，繼電器K的線圈上反并聯有續流二極管D2。
[0046]如圖3所示，警示單元8還包括耦接于警示元件以延時切斷警示元件的延時部14， 延時部14為電容C，其并聯于蜂鳴器SP的兩端。[〇〇47]綜上所述，全站儀在使用時，由于鏡筒3已經被轉動，使鏡筒3上的發射模塊11無法與支桿10上的接收模塊12相對，使接收模塊12無法接收到紅外光，其輸出高電平的第一檢測信號至與門的輸入端;這時如果操作者在全站儀旁進行操作，那么熱釋電傳感器N能夠感應到人體，使第二檢測單元6輸出低電平的第二檢測信號至與門的輸入端，使控制單元7輸出低電平的控制信號至三極管Q的基極，三極管Q截止，使繼電器K的線圈處于失電狀態，其所對應的常開觸點K-1處于斷開狀態，切斷蜂鳴器SP的供電回路，蜂鳴器SP不報警。[〇〇48]在使用完全站儀之后，若沒有將鏡筒3復位就直接離開，當人體遠離儀器一段距離后，熱釋電傳感器N無法感應到人體，第二檢測單元6輸出高電平的第二檢測信號至與門，使控制單元7輸出高電平的控制信號至三極管Q的基極，使三極管Q導通，繼電器K的線圈得電吸合，其對應的常開觸點K-1閉合，導通蜂鳴器SP的供電回路，使蜂鳴器SP發出警報聲，以提醒操作員將鏡筒3復位，使目鏡4保持向上;同時電容C開始進行充電，直至充滿。[〇〇49]當操作員將鏡筒3復位后，鏡筒3上的發射模塊11與支桿10上的接收模塊12重新相對，使接收模塊12能夠接收到發射模塊11所發出的紅外光，從而輸出低電平的第一檢測信號至與門；這時無論人體靠近或者遠離全站儀，控制單元7都輸出低電平的控制信號至三極管Q的基極，三極管Q截止，使繼電器K的線圈始終處于失電狀態，其對應的常開觸點K-1斷開，電容C開始放電，使蜂鳴器SP持續報警，直至電容C內儲存的電量耗盡，蜂鳴器SP才停止報警。
【主權項】
1.一種全站儀，包括盤左(1)、盤右(2)以及鉸接于盤左(1)和盤右(2)之間的鏡筒(3)， 所述鏡筒(3)上設有目鏡(4)，其特征是:還包括用于檢測目鏡(4)是否朝上以輸出第一檢測 信號的第一檢測單元(5)、用于檢測人體的靠近或遠離以輸出第二檢測信號的第二檢測單 元(6)、耦接于第一檢測單元(5)和第二檢測單元(6)以分別接收第一檢測信號和第二檢測 信號并輸出控制信號的控制單元(7)以及耦接于控制單元(7)以接收控制信號并響應于控 制信號的警示單元(8);當第一檢測單元(5)檢測到目鏡(4)未朝上且第二檢測單元(6)檢測到人體遠離時，所 述控制單元(7)控制警示單元(8)工作以實現警示。2.根據權利要求1所述的全站儀，其特征是:所述第一檢測單元(5)為用于檢測紅外光 是否被隔斷以輸出第一檢測信號至控制單元(7)的紅外線檢測單元。3.根據權利要求2所述的全站儀，其特征是:還包括位于盤左(1)和盤右(2)上方的提手(9)，所述盤左(1)和盤右(2)的頂部均向上延伸有端部分別與提手(9)的兩端固定的支桿(10)〇4.根據權利要求3所述的全站儀，其特征是:所述紅外線檢測單元包括用于發射紅外光 的發射模塊(11)以及用于接收紅外光并輸出第一檢測信號至控制單元(7)的接收模塊 (12)，所述發射模塊(11)設置于鏡筒(3)上朝向支桿(10)的一側，所述接收模塊(12)設置于 靠近發射模塊(11)的支桿(10)的內側；當目鏡(4)朝上時，所述發射模塊(11)與接收模塊 (12)呈相對設置。5.根據權利要求4所述的全站儀，其特征是:所述第二檢測單元(6)為熱釋電紅外檢測單元。6.根據權利要求5所述的全站儀，其特征是:所述警示單元(8)包括執行部(13)與警示 元件，所述執行部(13)耦接于控制單元(7)以接收控制信號并響應于控制信號以導通警示 元件的供電回路。7.根據權利要求6所述的全站儀，其特征是:所述執行部(13)包括開關元件與執行元 件，所述開關元件用于接收控制單元(7)所輸出的控制信號并輸出開關信號至執行元件，所 述執行元件響應于開關信號以導通警示元件的供電回路。8.根據權利要求7所述的全站儀，其特征是:所述警示單元(8)還包括耦接于警示元件 以延時切斷警示元件的延時部(14)。9.根據權利要求8所述的全站儀，其特征是:所述警示元件通過發聲實現警示。10.根據權利要求1至9任意項所述的全站儀，其特征是:所述控制單元(7)為與門。
【文檔編號】G01C15/00GK205619930SQ201620416030
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月10日
【發明人】張子江
【申請人】寧波冶金勘察設計研究股份有限公司