本發(fā)明涉及工程測量工具領域，具體涉及的是一種具有三軸補償功能的電子全站儀。

背景技術：

電子全站儀是一種同時可以進行角度(水平角、垂直角)測量和距離(斜距、平距、高差)測量，由機械、光學、電子元件組合而成的測量儀器，只要一次安置，儀器便可以完成在該測站上所有的測量工作，故稱為"全站儀"。廣泛用于控制測量、細部測量、施工放樣和變形觀測等方面的測量工作。

在電子全站儀中，減光板的作用就是根據(jù)測量需要，調整所通過激光的強度，使之滿足探測電路的光強探測范圍。因為在激光發(fā)射功率一定的前提下，測量距離和物體的不同都會導致反射的回波信號強度不同。為了保證測量的準確性，就必須確保硬件電路參數(shù)的同一性和穩(wěn)定性。這種情況下，激光功率的探測值需要被限制在一個固定的范圍內，因此只有通過減光板來調節(jié)激光功率的大小，即當激光功率過強時衰減掉部分激光信號，當激光功率低于探測范圍時不衰減或少衰減，這樣就保證激光信號在規(guī)定的范圍內。這就要求減光板具備調整速度快，準確性高的特點，快速調整就需要減光板具有位置識別功能，在一次測量過程開始或光強信號發(fā)生變化時，能夠判斷所處位置和需要旋轉的方向。

現(xiàn)有的電子全站儀中減光板在調節(jié)激光強度時，主要是鍍上不同透過率的衰減膜，且使用的減光板都被安裝在激光發(fā)射光路的光軸上，這就極容易造成激光投射后的衍射現(xiàn)象，即發(fā)射的激光通過減光板后的光斑會分散出許多光點，這些散射光點經過照射物返回到儀器的接收系統(tǒng)就會造成多次觸發(fā)和干擾，直接影響測量數(shù)據(jù)的準確性。解決這個問題的方法是通過先進的制造工藝，做出沒有雜點的減光片，但這樣的成本極高，制作周期很長。

現(xiàn)有的電子全站儀大多采用光電增量式測角系統(tǒng)，此系統(tǒng)的機械結構較復雜，而且開機后必須過零才可使用，采用的對點方式是光學對點器，調整對準復雜難操作。

目前使用最多的是二軸補償電子全站儀，只能對一個平面進行補償，并不能到達三軸補償，使測得的角度仍然存在很大的誤差，或者通過人工進行調整，浪費人力和時間，工作效率低下。

綜上，如何設計一種測角系統(tǒng)結構簡單且能夠有效避免由于激光衍射造成反射回撥信號不同步問題的三軸補償電子全站儀，便成為本領域技術人員亟需解決的問題之一。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種具有三軸補償功能的電子全站儀。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種具有三軸補償功能的電子全站儀，包括機體還包括固定設置在機體左側的下激光對點器，設置在機體中間的測距頭，設置在機體內部具有位置識別功能的減光板，以及設置在機體內部的三軸補償器；所述測距頭通過連接軸和橫套軸與所述機體連接，所述橫套軸的端面固定有垂直碼盤，所述垂直碼盤兩側各設有一組光電轉換器；

所述減光板呈圓形，所述減光板上具有均為環(huán)形的外遮光區(qū)、內遮光區(qū)和安裝固定區(qū)，外遮光區(qū)和內遮光區(qū)分別涂上不同透過率的衰減膜，將內外遮光區(qū)分別分成透明的全透光區(qū)、由深到淺的過渡透光區(qū)和全黑的不透光區(qū)，減光板整體安裝在機體接受光路的光軸上；

所述三軸補償器包括用于固定安裝三軸補償器的補償器框架，軸線與機體x軸平行的激光發(fā)射管，與激光發(fā)射管同軸的第一聚光透鏡，與激光發(fā)射管軸線呈45度角設置的第一反光鏡，連接第一反光鏡的第一光電接收器，設置在第一聚光透鏡上部的分光器，與分光器連接的第二聚光透鏡，與第二聚光透鏡呈45度角的第三反光鏡，與機體x軸呈45度角的第二反光鏡，內含反射液的反射裝置，第二光電接收器，連接第一光電接收器、第二光電接收器的電路板，以及與電路板連接的主基板；所述分光器包括呈直角梯形六面體的第一分光棱鏡，呈不規(guī)則八面體的第二分光棱鏡，呈等邊梯形六面體的第三分光棱鏡，第一分光棱鏡、第二分光棱鏡和第三分光棱鏡粘連在一起，第二聚光透鏡連接第三分光棱鏡且軸線與第三分光棱鏡的分光軸相同，反射裝置與第三反光鏡和該第二反光鏡光路連接，第二光電接收器與第一分光棱鏡光路連接。

進一步的，所述安裝固定區(qū)由一個大圓環(huán)和三個小圓環(huán)構成，大圓環(huán)安放光軸或者電機軸，小圓環(huán)起到定位和固定作用。

進一步的，所述光電轉換器包括線陣ccd和發(fā)光管。

再進一步的，所述機體的前側和后側各設置有一組顯示器。

更進一步的，所述顯示器旁側設置有usb接口和tf卡槽。

進一步的，所述連接軸和橫套軸采用精磨削軸的結構。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明采用結構簡單的絕對碼盤測角系統(tǒng)，無需過零便可讀取數(shù)據(jù)，調整對準操作簡單，機體前后側都設置有顯示器，使得本電子全站儀在使用時操方便查看和設置信息，顯示器旁側設置usb接口和tf卡卡槽方便外傳數(shù)據(jù)，適應性高。

本發(fā)明通過將減光板的內外遮光區(qū)被分成相對位置都不同的三個透光區(qū)，每個透光區(qū)由于遮光率不同，因此可以根據(jù)光強的大小判斷出減光板所處的一個粗略位置；在通過內外光路的轉換，判斷在另一個遮光區(qū)中所處的透光區(qū)位置。根據(jù)在兩個遮光區(qū)中的位置，即可識別出減光板所處的位置。在充分利用內外遮光區(qū)功能的基礎上，不用使用光電編碼盤即可實現(xiàn)位置辨別。同時在過渡透光區(qū)中，透光膜的衰減率是規(guī)律變化的，當光強度不滿足要求，減光板所轉動的方向也是已知的，因此可以實時快速調節(jié)。

本發(fā)明的減光板安裝在接收回路的光軸上，避免了安裝在發(fā)射光路上由于激光衍射造成多個光束射像物體時的反射不均勻和不同步現(xiàn)象。在發(fā)射光路沒有減光板的情況下，投射激光不會發(fā)生衍射，此時只有一束激光射向被測目標，從目標反射回來的信號經過接收回路上的減光板，即使發(fā)生衍射現(xiàn)象，衍射的光束也是同時送到光電接收電路，避免了不同步問題。通過以上調整，其制作工藝簡單，功能強大，節(jié)約了成本。

本發(fā)明全站儀通過聚光透鏡、反光鏡、分光棱鏡的反復折射，將反射液的傾斜角度傳給主基板對其進行補正，使測量角度更加精確。本發(fā)明全站儀無需人工調平，減少勞動人力，提高工作效率。因此，本發(fā)明全站儀具有很好的應用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明的減光板結構示意圖。

圖3為本發(fā)明的三軸補償器橫截面結構示意圖

圖4為本發(fā)明的三軸補償器結構示意圖

圖5為本發(fā)明的三軸補償器中分光器的詳細示意圖

其中，附圖標記對應的名稱為：

1-機體，2-下激光對點器，3-測距頭，4-減光板，5-連接軸，6-橫套軸，7-垂直碼盤，8-外遮光區(qū)，9-內遮光區(qū)，10-安裝固定區(qū)，11-全透光區(qū)，12過渡透光區(qū)，13-不透光區(qū)，14-大圓環(huán)，15-小圓環(huán)，16-補償器框架，17-激光發(fā)射管，18-第一聚光透鏡，19-第一反光鏡，20-第一光電接收器，21-分光器，22-第二聚光透鏡，23-第三反光鏡，24-第二反光鏡，25-反射裝置，26-第二光電接收器，27-電路板，28-主基板，29-第一分光棱鏡，30-第二分光棱鏡，31-第三分光棱鏡，32-顯示器。

具體實施方式

下面結合附圖說明和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不僅限于以下實施例。

如圖1～5所示，一種具有三軸補償功能的電子全站儀，包括機體1，還包括固定設置在機體1左側的下激光對點器2，設置在機體1中間的測距頭3，設置在機體1內部具有位置識別功能的減光板4，以及設置在機體1內部的三軸補償器；所述測距頭3通過連接軸5和橫套軸6與所述機體1連接，所述橫套軸6的端面固定有垂直碼盤7，所述碼盤7兩側各設有一組光電轉換器；

所述減光板4呈圓形，所述減光板4上具有均為環(huán)形的外遮光區(qū)8、內遮光區(qū)9和安裝固定區(qū)10，外遮光區(qū)8和內遮光區(qū)9分別涂上不同透過率的衰減膜，將內外遮光區(qū)分別分成透明的全透光區(qū)11、由深到淺的過渡透光區(qū)12和全黑的不透光區(qū)13，減光板4整體安裝在機體1接受光路的光軸上；

所述三軸補償器包括用于固定安裝三軸補償器的補償器框架16，軸線與機體1x軸平行的激光發(fā)射管17，與激光發(fā)射管17同軸的第一聚光透鏡18，與激光發(fā)射管軸線呈45度角設置的第一反光鏡19，連接第一反光鏡19的第一光電接收器20，設置在第一聚光透鏡18上部的分光器21，與分光器21連接的第二聚光透鏡22，與第二聚光透鏡22呈45度角的第三反光鏡23，與機體1x軸呈45度角的第二反光鏡24，內含反射液的反射裝置25，第二光電接收器26，連接第一光電接收器20、第二光電接收器26的電路板27，以及與電路板27連接的主基板28；所述分光器21包括呈直角梯形六面體的第一分光棱鏡29，呈不規(guī)則八面體的第二分光棱鏡30，呈等邊梯形六面體的第三分光棱鏡31，第一分光棱鏡29、第二分光棱鏡30和第三分光棱鏡31粘連在一起，第二聚光透鏡22連接第三分光棱鏡31且軸線與第三分光棱鏡31的分光軸相同，反射裝置25與第三反光鏡23和該第二反光鏡24光路連接，第二光電接收器26與第一分光棱鏡29光路連接。

所述安裝固定區(qū)10由一個大圓環(huán)14和三個小圓環(huán)15構成，大圓環(huán)14安放光軸或者電機軸，小圓環(huán)15起到定位和固定作用。

所述光電轉換器包括線陣ccd和發(fā)光管。

所述機體1的前側和后側各設置有一組顯示器32。

所述顯示器32旁側設置有usb接口和tf卡槽。

所述連接軸5和橫套軸6采用精磨削軸的結構。

本發(fā)明采用結構簡單的絕對碼盤測角系統(tǒng)，無需過零便可讀取數(shù)據(jù)，調整對準操作簡單，通過設置具有位置識別功能的減光板，使得全站儀能夠有效避免由于激光衍射造成反射回撥信號不同步問題的，通過聚光透鏡、反光鏡、分光棱鏡的反復折射，將反射液的傾斜角度傳給主基板對其進行補正，使測量角度更加精確，因此，本發(fā)明全站儀具有很好的應用前景。

上述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式之一，不應當用于限制本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的主體設計思想和精神上作出的毫無實質意義的改動或潤色，其所解決的技術問題仍然與本發(fā)明一致的，均應當包含在本發(fā)明的保護范圍之內。