一种光电一体平行光管论文和设计-王林

全文摘要

本实用新型属于一种光电一体平行光管；包括光显示部分和光学部分，光显示部分从前到后依次由高清CCD相机1、高倍镜头2、镜头焦距调节器3、镜头位置调节器4和LED光源5螺纹连接组成；光学部分从前到后依次由显示分化板6、光电分化板结合介质7、校准分化板8、所有分化板居中调节装置9、所有分化板焦距调节装置10、平行光管11和光学物镜12组成，平行光管11的中部设有两个平行光管整体微调装置13，平行光管整体微调装置13的下部设有两个平行光管整体粗调装置14，两个平行光管整体粗调装置14之间设有平行光管整体固定装置15；具有结构简单，设计合理，大大节省占地空间和面积，调试精度高、速度快的优点。

主设计要求

1.一种光电一体平行光管，包括光显示部分和光学部分，其特征在于：光显示部分从前到后依次由高清CCD相机(1)、高倍镜头(2)、镜头焦距调节器(3)、镜头位置调节器(4)和LED光源(5)螺纹连接组成；光学部分从前到后依次由显示分化板(6)、光电分化板结合介质(7)、校准分化板(8)、所有分化板居中调节装置(9)、所有分化板焦距调节装置(10)、平行光管(11)和光学物镜(12)组成，平行光管(11)的中部设有两个平行光管整体微调装置(13)，平行光管整体微调装置(13)的下部设有两个平行光管整体粗调装置(14)，两个平行光管整体粗调装置(14)之间设有平行光管整体固定装置(15)。

设计方案

设计说明书

技术领域

本实用新型属于光电技术领域，具体涉及一种光电一体平行光管。

背景技术

目前，激光镭射行业存在以下现状：1、激光点光源调试，需要在5米，10米，等不同远处墙面上预贴标靶，用摄像头观测点光源的大小。来调试出比较平行光点。2、激光一字线光源调试，需要在5米，10米等不同远处墙面上预贴标靶，需要3个不同角度，用摄像头观测线光源的直线度，来调试出平行并垂直的一字线光源。3、激光水平仪的调试，水平仪有多出激光发射点，需要在四个方向，每个方向有3处不同角度5米处预贴标靶，用摄像头来观测线光源的直线度，来调试出多个激光发射点的直线度和每个激光发射点的角度。需要在半径10米的房间来完成。如较远摄像镜头，望远镜，测绘水准仪，经纬仪，全站仪，垂准仪等，仪器的调校工作需要在10米，20米，50米或者更远的距离预贴标靶，来调校出水平或者基准值，同时还要把光学基准和激光基准调试到同心同轴。这种调试方法占地空间大，而且房间内要全部封死，不能有太阳光进来影响调试，激光发射点到5米墙上的空间内不能利用，只能空着，浪费很大空间，而且校正起来很繁琐，需要2个人或者多个人来进行校正，浪费人力。平行度还比较有限只是5米的平行度，精度不高。调试激光时还比较繁琐，因为需要借助近点光和5米远处标靶位置相互配合来实现平行光调试的，调试效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，而提供一种结构设计合理，大大节省了占地空间和面积，调试精度高、速度快的一种光电一体平行光管。

本实用新型的目的是这样实现的：包括光显示部分和光学部分，光显示部分从前到后依次由高清CCD相机1、高倍镜头2、镜头焦距调节器3、镜头位置调节器4和LED光源5螺纹连接组成；光学部分从前到后依次由显示分化板6、光电分化板结合介质7、校准分化板8、所有分化板居中调节装置9、所有分化板焦距调节装置10、平行光管11和光学物镜12组成，平行光管11的中部设有两个平行光管整体微调装置13，平行光管整体微调装置13的下部设有两个平行光管整体粗调装置14，两个平行光管整体粗调装置14之间设有平行光管整体固定装置15。

本实用新型具有结构简单，设计合理，大大节省占地空间和面积，调试精度高、速度快的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2本实用新型的结构原理示意图。

图3为本实用新型平行光管分化板刻度值的换算结构示意图。

具体实施方式

为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

如图1、2所示，本实用新型为一种光电一体平行光管，包括光显示部分和光学部分，光显示部分从前到后依次由高清CCD相机1、高倍镜头2、镜头焦距调节器3、镜头位置调节器4和LED光源5螺纹连接组成；光学部分从前到后依次由显示分化板6、光电分化板结合介质7、校准分化板8、所有分化板居中调节装置9、所有分化板焦距调节装置10、平行光管11和光学物镜12组成，平行光管11的中部设有两个平行光管整体微调装置13，平行光管整体微调装置13的下部设有两个平行光管整体粗调装置14，两个平行光管整体粗调装置14之间设有平行光管整体固定装置15。

本实用新型的光电显示部分用于把光电一体平行光管分化板的图像投射到显示屏幕上；光学部分，使光管产生无穷远的目标值，材料标配是铝合金，高精度标准是陶瓷；高清CCD相机1，用于采集激光点或者激光线在分划板上的位置，便于调试人员做出调试判断；高倍镜头2，为CCD相机提供清晰的图像；镜头焦距调节器3，用于调试分化板在屏幕中显示的清晰度；镜头位置调节器4，用于调节分化板在屏幕中显示的剧中位置；LED光源5，用于点亮分化板，便于调校平行光管的焦距和清晰度，同时用于对射进平行光管的激光进行反射辅助作用，因为激光射进平行光管到分化板上时缩小了10倍强度也增加了10倍，避免CCD相机由于光线太强采集不到图像；显示分化板6，显示提供一个同心同轴的基准值，显示分化板6和校准分化板8是同心同轴结合在一体的；光电分化板结合介质7，介质起到毛玻璃的作用，用于把LED光分散照射到分化板上，同时还具备对激光减弱的作用；校准分化板8，给平行光管提供一个同心同轴于物镜的基准值，确保平行光管光学部分的准直度；所有分化板居中调节装置9，用于把分化板调到物镜的光轴中心；所有分化板焦距调节装置10，用于把分化板严格调到物镜的焦距面上，使分化板图像最清晰的状态；平行光管11，用于固定物镜和分划板，并给物镜和分划板提供一个稳定的光路环境，不受外界光线干扰；光学物镜12，焦距为F550；两个平行光管整体微调装置13，用于把光管微调到所需要的角度和位置上；两个平行光管整体粗调装置14，用于把光管微调到所需要的角度和位置上；平行光管整体固定装置15，用于把光管固定到所需要的位置框架上。

本实用新型的工作原理如下：由于平行光管11的分划板完全处于物镜的焦平面上并产生一束平行光，反之当一束平行于物镜的平行光打在平行光管上，将会显示在平行光管的无限远的分划板的十字中心，再反之不平行于物镜的光打在平行光管上，将不会显示在分划板的十字中心。利用平行光管的这一特性，我们可以用高倍镜头，高清CCD相机，视频采集卡，把分划板上光源显示的特性记录下来并通过显示器显示出来，便于我们调校激光仪器的平行度，垂直度，直线度。

当一束平行于光管的激光打在物镜上时，光管整体需要提前用水准仪校正平行摆放位置，激光会汇聚到分化板中心十字上，这时激光的大小会缩小十倍亮度也会增加十倍，由于激光很强，所以我们要把光线减弱，光学介质就起到减弱激光的作用，光学介质是一个厚度约0.01MM半透光膜，可见光透光范围400-780纳米，激光透过光学介质到达显示分化板中心，显示分化板上刻有十字刻度值，便于我们观察激光的位置，并读取数据，便于调试人员调试。显示分化板的图像经过图像调焦镜头，使分划板的图像清晰的显示到图像采集CCD相机上。相机可以连接显示屏幕或者电脑显示出分化板的图像。

平行光管的分化板：光电一体平行光管的分化板是有两个同心同轴，不同刻度值的两个分化板组合而成的。一个是校正用的分化板，刻度值较小，实际刻度值是0.05MM每格，在平行光管中表示角度值20角秒左右(经纬仪测得)。一个是显示分化板，刻度值较大，实际刻度值是0.1MM每格，在平行光管中表示角度值40角秒左右(经纬仪测得)。

如图3所示：平行光管的分化板刻度值的换算，根据光学几何原理，直角三角函数。校正刻度值换算：已知刻度值张角是20角秒(经纬仪测得)

我们设定张角A＝20秒＝0.0056度

我们设定模拟距离a＝10米＝10000MM

分化板刻度值是b

引用公式：

b＝a*tanA

b＝10000*tan0.0056

b＝0.9744MM

所以：校正刻度值每格在10米处为0.9744MM。

显示刻度值换算：已知刻度值张角是40角秒(经纬仪测得)

我们设定张角A＝秒＝0.011度

我们设定模拟距离a＝10米＝10000MM

分化板刻度值是b

引用公式：

b＝a*tanA

b＝10000*tan0.011

b＝1.914MM

所以：显示刻度值每格在10米处为1.914MM。

综上所述，利用光电一体平行光管后，就可以在不到1米处的平行光管内完成以上所有工作，大大节省了占地空间和面积，可以为工厂调校工作节省80％以上的占地空间，伺时还可以提升调校的精度和速度，因为光电一体平行光管是无穷远的目标值，所以比5米有距离调试精度高，精度可以提升50％以上。由于光电一体平行光管不用配合远点和近点调试平行光，只有一个无穷远目标标靶，所有调试速度会快，调试速度提升30％以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

设计图

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