360度全反射棱镜的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型公开了一种360度全反射棱镜，其包括环形排列设置在同一基准球体上的上、下圆柱棱镜阵列，所述上圆柱棱镜阵列与下圆柱棱镜阵列以所述基准球体的赤道线对称设置，且所述上、下圆柱棱镜阵列的回转中心轴与基准球体的中心轴相重合，其中，所述上、下圆柱棱镜阵列中的圆柱棱镜具有三个相互垂直的反射面及与反射面倾斜设置的入射面，每一圆柱棱镜的入射面均与基准球体的球面相切，且所述圆柱棱镜入射面的棱镜轴线均相交于基准球体的球心。本实用新型所述360度全反射棱镜，即避免了单排360度棱镜存在测量死角的缺陷，又解决了多排360度棱镜中不同排棱镜的中心高不一样，存在测量误差的问题。
【专利说明】
360度全反射棱镜
技术领域
[0001]本实用新型及一种光学测量仪器，具体涉及一种360度全反射棱镜。
【背景技术】
[0002]随着工程测量的精度和自动化程度不断提高，具有自动照准、锁定跟踪功能的全站仪或测距仪在动态跟踪测量、自动测量和变形监测等方面有着广阔的应用前景。反射棱镜是全站仪或测距仪测量系统的重要组成部分，其作用是测角、测距精确照准目标和信号反射目标，以实现系统的角度、距离和位置的测量。目前反射棱镜的主要类型有单棱镜和棱镜组，在使用时将全站仪望远镜的准星精确对准棱镜中心，由全站仪发射的激光经棱镜的反射，由仪器接收。现有普通反射棱镜的能够接受的入射光线角度小，只有±45°，测量时，需要调整到正对光源方向，不能实现任意全方位照准，为跟踪测量工作带来不便。
[0003]在此基础上研发的镀铬钢球虽然能够360度反射光线，但是由于其反射的光线强度会大大降低，所以只能用在非常近距离的测量上，单排360度棱镜依然存在测量死角，不是真正的360度棱镜，而多排360度棱镜中，不同排棱镜的中心高不一样，存在测量误差，只能测量1m以上的距离。因此，研发一种能够实现360度无死角反射、且保障光线强度的反射装置是本领域技术人员急待解决的问题。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，有必要提供一种能够实现360度无死角反射、且保障光线强度的反射装置。
[0005]—种360度全反射棱镜，其包括环形排列设置在同一基准球体上的上、下圆柱棱镜阵列，所述上圆柱棱镜阵列与下圆柱棱镜阵列以所述基准球体的赤道线对称设置，且所述上、下圆柱棱镜阵列的回转中心轴与基准球体的中心轴相重合，其中，所述上、下圆柱棱镜阵列中的圆柱棱镜具有三个相互垂直的反射面及与反射面倾斜设置的入射面，每一圆柱棱镜的入射面均与基准球体的球面相切，且所述圆柱棱镜入射面的棱镜轴线均相交于基准球体的球心。
[0006]优选的，同一阵列的圆柱棱镜均匀的环形排列在基准球体的同一玮线上。
[0007]优选的，所述上、下圆柱棱镜阵列中分别至少包括6个圆柱棱镜，所述同一阵列的圆柱棱镜在圆周上以60°的间距均匀分布。
[0008]优选的，所述上圆柱棱镜阵列中圆柱棱镜与下圆柱棱镜阵列中圆柱棱镜对称交错设置。
[0009]优选的，所述上圆柱棱镜阵列与下圆柱棱镜阵列之间的交错角度为30°。
[0010]优选的，所述圆柱棱镜入射面的棱镜轴线与基准球体的赤道线所在的平面成23.16° 夹角。
[0011]优选的，任意三个相邻所述圆柱棱镜的入射面形心的直线距离相等。
[0012]优选的，所述圆柱棱镜的反射面上均涂覆有金属膜。
[0013]本实用新型所述的360度全反射棱镜，其通过在同一基准球体上，以所述基准球体的赤道线对称设置上、下环形排列设置的圆柱棱镜阵列，即避免了单排360度棱镜存在测量死角的缺陷，并使所述上、下圆柱棱镜阵列中的每一圆柱棱镜的入射面均与基准球体的球面相切，且所述圆柱棱镜入射面的棱镜轴线均相交于球心，从而又解决了多排360度棱镜中不同排棱镜的中心高不一样，存在测量误差的问题，同时，本实用新型采用圆柱棱镜，使入射光线与出射光线能够保持平行，且几乎没有光能量损失，提供较高的反射效率和较大的反射角度，使得本实用新型所述360度全反射棱镜能够在任何测量距离，甚至是很小的距离上完成高精度的角度与距离测量。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型所述360度全反射棱镜中单个圆柱棱镜的立体结构示意图；
[0015]图2为本实用新型所述360度全反射棱镜中上层圆柱棱镜和下层圆柱棱镜的位置示意图；
[0016]图3为本实用新型所述360度全反射棱镜的原理构架示意图；
[0017]图4为本实用新型所述360度全反射棱镜中任意三个相邻所述圆柱棱镜位置示意图；
[0018]图5为本实用新型所述360度全反射棱镜的实体结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0020]如图1所示，本实用新型提供一种360度全反射棱镜，其包括环形排列设置在同一基准球体12上的上、下圆柱棱镜阵列，所述上圆柱棱镜阵列与下圆柱棱镜阵列以所述基准球体12的赤道线15对称设置，且所述上、下圆柱棱镜阵列的回转中心轴13与基准球体12的中心轴相重合，其中，所述上、下圆柱棱镜阵列中的圆柱棱镜I具有三个相互垂直的反射面
3、4、5及与反射面3、4、5倾斜设置的入射面6，每一圆柱棱镜I的入射面6均与基准球体12的球面相切，且所述圆柱棱镜入射面6的棱镜轴线2均相交于基准球体12的球心17。
[0021]具体的，如图5所示，所述基准球体12为一中空球型棱镜座50，所述球型棱镜座40的中垂线向上设有一通孔，所述通孔上设有瞄准星51，所述瞄准星51的中心点与所述球型棱镜座50的中垂线纵向重合，所述球型棱镜座50的上半球和下半球上分别设有上、下圆柱棱镜阵列，所述上、下圆柱棱镜阵列以所述球型棱镜座50的赤道线对称设置，通过设置上述上、下圆柱棱镜阵列，使上下各个角度的入射光线都能够被反射，即避免了单排360度棱镜存在测量死角的缺陷。
[0022]所述圆柱棱镜I通过棱镜套筒52均匀地排布在球型棱镜座50的安装基准孔位上，每一圆柱棱镜I的入射面6均与球型棱镜座的基准球面相切，且其的棱镜轴线2均相交于球型棱镜座的球心17，解决了多排360度棱镜中不同排棱镜的中心高不一样，造成测量误差的问题。
[0023]本实用新型采用圆柱棱镜构建360度全反射系统，所述圆柱棱镜I的三个反射面3、4、5上均涂覆有一层金属膜，构成了圆柱棱镜I的反射结构，当入射光线从入射面6进入圆柱棱镜I后，被相互垂直设置的反射面3、4、5分别反射一次，最后再从入射面6射出，入射光线与出射光线能够保持平行，且几乎没有光能量损失，因此，圆柱棱镜可以提供较高的反射效率，同时能够提供较大的反射角度，与现有技术中全反棱镜中采用的三角棱镜相比，圆柱棱镜去除了无法提供反射功能的部分，且结构轻巧，便于安装固定布局。
[0024]所述圆柱棱镜I的入射面6为圆形平面，其棱镜轴线2以入射面形心7垂直入射于入射面6。所述棱镜轴线2和形心7是用于排列布置圆形棱镜阵列的重要定位特征。当入射光线与入射面垂直的时候，圆柱棱镜I的反射区域与入射面6重合，此时反射区域的面积最大，当入射光线的入射角慢慢变大的时候，反射区域的面积会随之沿着光线角度变化逐渐变小。
[0025]如图2所示，所述基准球体12上有两个玮度线14、16，以基准球体12的球心17为坐标原点，建立了一个三维坐标系XYZ。其中Z轴与圆柱棱镜阵列的回转中心轴13重合，基准球体12的赤道线15在XY平面内。在图2中，所述圆柱棱镜I作为下层圆柱棱镜设置在基准球体上。
[0026]其中，所述上圆柱棱镜阵列中的上层圆柱棱镜10，其入射面8与基准球体12相切于入射面8的形心9，形心9位于基准球体12的玮度线16上，上层圆柱棱镜10的棱镜轴线11位于YZ平面内，并指向基准球体球心17，与Y轴成23.16°的夹角。
[0027]所述下圆柱棱镜阵列中的下层圆柱棱镜40，其入射面41与基准球体12相切于入射面41的形心42，形心42位于基准球体12的玮度线14上，下层圆柱棱镜40的棱镜轴线43位于XZ平面内，并指向基准球体球心17，与X轴成23.16°的夹角。
[0028]具体的，所述上、下圆柱棱镜阵列中分别包括6个圆柱棱镜，共12个圆柱棱镜，同一阵列的圆柱棱镜均匀的环形排列在基准球体12的同一玮线上，且所述同一阵列的圆柱棱镜在圆周上以60°的角度间距均匀分布，通过设置12个棱镜保障了360度的无死角反射光线。
[0029]如图3所示，上层圆柱棱镜10以60度为间距，绕回转中心线13做圆周阵列，得到其他5个上层圆柱棱镜23、24、25、26、27的方位。可以看到上层圆柱棱镜与设计基准球面12的相切点，都位于玮度线16上。
[°03°]下层圆柱棱镜40以60度为间距，绕回转中心线13做圆周阵列，得到其他5个下层圆柱棱镜18、19、20、21、22的方位。可以看到下层圆柱棱镜与设计基准球面12的相切点，都位于玮度线14上。
[0031]进一步的，所述上层圆柱棱镜10、23、24、25、26、27与下层圆柱棱镜1、18、19、20、21、22对称交错设置，优选的，所述上圆柱棱镜阵列与下圆柱棱镜阵列之间的交错角度为30°，结合上层圆柱棱镜10的棱镜轴线11与Y轴成23.16°的夹角，以及下层圆柱棱镜40的棱镜轴线43与X轴成23.16°的夹角，可以发现，任意三个相邻所述圆柱棱镜的入射面形心的直线距离相等。
[0032]以图4中的下层圆柱棱镜40、18以及上层圆柱棱镜27为例，他们的形心分别是41、28、29，而形心之间的距离31、32、33则是相等的。如此设置，保证了当圆形光斑30照射到圆柱棱镜的入射面时，至少有一个圆柱棱镜能够进行光线反射。且当入射光线的角度发生了改变，导致下层圆柱棱镜40、18的反射区域34、35变小时，此时上层圆柱棱镜27的反射区域36就会变大。总之，反射区域在各个棱镜之间此消彼长，为360度棱镜的提供了全面且不间断的反射光线能力。
[0033]—种360度全反射棱镜的排列方法，所述360度全反射棱镜的排列方法包括以下步骤:
[0034]在一基准球体12上，以赤道线15为中心线对称设置上、下环形排列设置的圆柱棱镜阵列，所述上、下圆柱棱镜阵列中的圆柱棱镜I具有三个相互垂直的反射面3、4、5及与反射面3、4、5倾斜设置的入射面6;
[0035]将所述上、下圆柱棱镜阵列的回转中心轴13调整至与基准球体12的中心轴相重合；
[0036]将每一圆柱棱镜I的入射面6调整至与基准球体12的球面相切，且使每一圆柱棱镜入射面6的棱镜轴线2均相交于基准球体12的球心17。
[0037]具体的，所述上、下圆柱棱镜阵列中分别包括6个圆柱棱镜I，所述同一阵列的圆柱棱镜I在圆周上以60°的间距均匀分布，且所述同一阵列的圆柱棱镜I环形排列在基准球体12的同一玮线上，从而使上下各个角度的入射光线都能够被反射，即避免了单排360度棱镜存在测量死角的缺陷。
[0038]同时，所述上圆柱棱镜阵列中圆柱棱镜I与下圆柱棱镜阵列中圆柱棱镜I对称交错设置，具体的，所述上圆柱棱镜阵列与下圆柱棱镜阵列之间的交错角度为30°，且所述圆柱棱镜入射面6的棱镜轴线2与基准球体12的赤道线15成23.16°夹角，则使得任意三个相邻所述圆柱棱镜I的入射面形心7的直线距离相等，保证了当圆形光斑30照射到圆柱棱镜I的入射面6时，至少有一个圆柱棱镜I能够进行光线反射。
[0039]本实用新型所述的360度全反射棱镜，其通过在同一基准球体上，以所述基准球体的赤道线对称设置上、下环形排列设置的圆柱棱镜阵列，即避免了单排360度棱镜存在测量死角的缺陷，并使所述上、下圆柱棱镜阵列中的每一圆柱棱镜的入射面均与基准球体的球面相切，且所述圆柱棱镜入射面的棱镜轴线均相交于球心，从而又解决了多排360度棱镜中不同排棱镜的中心高不一样，存在测量误差的问题，同时，本实用新型采用圆柱棱镜，使入射光线与出射光线能够保持平行，且几乎没有光能量损失，提供较高的反射效率和较大的反射角度，使得本实用新型所述360度全反射棱镜能够在任何测量距离，甚至是很小的距离上完成高精度的角度与距离测量。
[0040]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种360度全反射棱镜，其特征在于，其包括环形排列设置在同一基准球体(12)上的上、下圆柱棱镜阵列，所述上圆柱棱镜阵列与下圆柱棱镜阵列以所述基准球体(12)的赤道线(15)对称设置，且所述上、下圆柱棱镜阵列的回转中心轴(13)与基准球体(12)的中心轴相重合，其中，所述上、下圆柱棱镜阵列中的圆柱棱镜(I)具有三个相互垂直的反射面(3、4、5)及与反射面(3、4、5)倾斜设置的入射面(6)，每一圆柱棱镜(I)的入射面(6)均与基准球体(12)的球面相切，且所述圆柱棱镜入射面(6)的棱镜轴线(2)均相交于基准球体(12)的球心(17)。2.根据权利要求1所述360度全反射棱镜，其特征在于，同一阵列的圆柱棱镜(I)均匀的环形排列在基准球体(12)的同一玮线上。3.根据权利要求2所述360度全反射棱镜，其特征在于，所述上、下圆柱棱镜阵列中分别至少包括6个圆柱棱镜(I)，所述同一阵列的圆柱棱镜(I)在圆周上以60°的间距均匀分布。4.根据权利要求3所述360度全反射棱镜，其特征在于，所述上圆柱棱镜阵列中圆柱棱镜(I)与下圆柱棱镜阵列中圆柱棱镜(I)对称交错设置。5.根据权利要求4所述360度全反射棱镜，其特征在于，所述上圆柱棱镜阵列与下圆柱棱镜阵列之间的交错角度为30°。6.根据权利要求5所述360度全反射棱镜，其特征在于，所述圆柱棱镜入射面(6)的棱镜轴线(2)与基准球体(12)的赤道线(15)所在的平面成23.16°夹角。7.根据权利要求6所述360度全反射棱镜，其特征在于，任意三个相邻所述圆柱棱镜(I)的入射面形心(7)的直线距离相等。8.根据权利要求1所述360度全反射棱镜，其特征在于，所述圆柱棱镜(I)的反射面(3、4、5)上均涂覆有金属膜。
【文档编号】G02B7/18GK205485006SQ201620177188
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月9日
【发明人】刘宏, 曲艺
【申请人】武汉中思威科技有限公司