專利名稱：森林激光測距羅盤儀的制作方法
技術領域：
本發明屬于測量技術領域，是應用于森林調查規劃設計中的測量儀器。
現有森林羅盤儀是由望遠鏡視線判定羅盤方位角所定的方向，方向線不可見。在茂密陰暗的森林環境中，望遠鏡視線又經常被林冠和下木植被所遮擋。持測桿者和砍線員等作業人員的操作均處于盲目被動狀態，他們經常作無效勞動。
現廣泛使用的森林測距工具是測繩，百米測繩的最小刻度是一米，五十米測繩的最小刻度是十厘米。由于森林內地形復雜，藤條灌木繁多，測繩不易拉直，導至測距精度難于保證。
在森林中測量，大部分是在坡面上進行，量取的距離值是斜距，必須進行大量的斜距改水平距換算工作。使用計算器或者查表方法邊測量邊換算，既煩瑣又影響測量速度。
為克服上述所存在的問題，本發明采用氦氖激光的紅色光束導向，在接收系統上直接讀取實際測量距離值，在坡面上直接讀取水平距。本發明同時具備了可見光導向、測距和坡面讀水平距三項主要功能。
本發明的整體設計由發射系統(圖1a)和接收系統(圖1b)兩部分組成。
發射系統包括激光發射頭(1-1)、羅盤(1-2)激光電源(1-3)和支架(1-4)。
激光發射頭(圖2)的望遠鏡(2-1)與羅盤、支架配合，可作為普通羅盤儀使用。氦氖激光管(2-2)發出方向性強、發散角小的可見紅光。其波長為633毫微米，輸出功率約1毫瓦。激光束通過準直分束裝置(2-3)分為具有一定夾角的兩束紅光。其中關鍵部件是一個半楔形鏡片。
激光電源(圖3)為可充電式逆變倍壓小型電源，組裝在18×8×15厘米3的皮箱內。由控制電路完成對蓄電池充電，電壓電流測量和點燃激光管等功能。220伏市電通過充電器(3-1)給鎳鎘堿性密封蓄電池(3-2)充電。低壓直流電經逆變倍壓器(3-3)變換為高壓直流電，點燃激光管。充電6-7小時可供激光管連續點燃6小時左右。
接收系統(圖1b)用鋁合金型材制成，采用套裝結構。尺桿(1-5)起支撐和定點作用。滑尺(1-6)可在尺桿上滑動，以便測量時隨意置零。滑尺上刻有應用三角形原理換算來的實際距離值0-60米或0-100米，最小刻度分別為5厘米和10厘米。尺標(1-7)可在滑尺上移動，滑尺配合量取兩光斑距離，該讀數值即為發射系統到接收系統的實際距離。定角器(1-8)供在坡面測量水平距時使用。尺標電路(圖4)由硅光電池(4-1)、放大器(4-2)和指示器(4-3)組成。激光通過狹縫照射到硅光電池上，完成光電轉換，經放大器放大后，由指示器指示光強值，用以確定光斑中心位置。
滑尺底部的定角器(圖5)是由度盤(5-1)、水準器(5-2)和指示標(5-3)組成。度盤上刻有度值0-40°。當在坡面上測量時，將指示標所對的度盤格值等于坡度值，并使水準器的氣泡居中，接收桿上的讀數值即水平距離值。
滑尺和尺標上還置有按杠桿原理設計的止動裝置(圖6)。彈簧(6-2)和支點(6-4)分別固定在動體(6-7)上，當手按壓板(6-3)時，動體即可在靜體(6-5)上移動，手一松開自動鎖定。
本發明的優點是，根據羅盤所定方位，由激光束在綠色森林環境中設置出可見紅色方向線，避免盲目的無效勞動。激光測距代替了測繩量距，確保測量直線距離，避免了因測繩拉不直所造成的測距誤差，大大提高了測量精度。若在坡面上測量，可直接讀取水平距離值，取代了常規的斜距改水平距換算，提高了工作效率。考慮方便野外攜帶，全套儀器設計為4件。其中羅盤激光發射頭約重1.4公斤、激光電源約重2.4公斤、接收系統約重1.4公斤、支架約重1.4公斤。應用本發明進行森林測量，可提高測量速度和精度，減少作業人員，降低野外勞動強度。
實施例見附圖及其說明。
說明書
圖1(a)發射系統示意圖1-1激光發射頭1-2羅盤1-3激光電源1-4支架(b)接收系統示意圖1-5尺桿1-6滑尺1-7尺標1-8定角器圖2激光發射頭結構圖2-1望遠鏡2-2氦氖激光管2-3準直分束裝置圖3激光電源原理圖3-1充電器3-2蓄電池3-3逆變倍壓器圖4尺標電路激光接收裝置圖4-1硅光電池
4-2放大器4-3指示器圖5定角器結構圖5-1度盤5-2水準器5-3指示標圖6鎖定裝置結構圖6-1靜體6-2彈簧6-3壓板6-4支點6-5動體
權利要求
1.一種森林激光測距羅盤儀，其特征是在于激光發射頭(1-1)與羅盤(1-2)構成一體，配備激光電源(1-3)組成了發射系統；由尺桿(1-5)、滑尺(1-6)、尺標(1-7)和定角器(1-8)構成接收系統。
2.按照權利要求1所述的森林激光測距羅盤儀，其特征是激光發射頭用波長為633毫微米的氦氖激光作光源，通過準直分束裝置(2-3)的半楔形鏡分成一定夾角的兩束光，構成測距光源和導向光束。
3.按照權利要求1所述的森林激光測距羅盤儀，其特征是激光電源由充電器(3-1)、鎳鎘堿性密封蓄電池(3-2)和逆變倍壓器(3-3)組成，由控制裝置操縱。
4.按照權利要求1所述的森林激光測距羅盤儀，其特征是接收系統采用套裝結構;滑尺(1-6)可在尺桿(1-5)上移動，上面刻有應用三角原理換算出的實際距離值;尺標(1-7)可在滑尺上移動，上面置有激光接收裝置(圖4)確定光斑中心位置。
5.按照權利要求1所述的森林激光測距羅盤儀，其特征是具有度盤(5-1)、水準器(5-2)和指示標(5-3)構成的定角器。
6.按照權利要求1所述的森林激光測距羅盤儀，其特征是在于接收系統的滑尺和尺標上都置有杠桿式止動裝置(圖6);滑尺和尺標可自由移動和鎖定，使滑尺置零，從尺標直接讀取距離的測量值。
全文摘要
森林激光測距羅盤儀由發射系統與接收系統兩部分組成，具有可見光導向、激光測距和坡面直讀水平距三項功能，亦可作普通羅盤儀使用。在綠色森林環境中根據羅盤所定方位，用氦氖激光器發射出紅色方向線，作業人員依據方向線操作。實際距離測量值由接收系統上直接讀取。接收系統采用套裝結構和杠桿式止動裝置。激光電源為充電式直流倍壓小型電源。該發明代替了測繩測距，省略了煩瑣的斜距改水平距換算工作。便于野外攜帶，操作簡便。
文檔編號G01C3/26GK1035558SQ8810180
公開日1989年9月13日 申請日期1988年4月9日 優先權日1988年4月9日
發明者趙綏堂, 趙同堂 申請人:吉林省林業科學研究所, 北京大學
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