一种手持测高器制造技术

本实用新型专利技术公开一种新型手持测高器，用于对树木等高大物体的测量，包括一手持杆，转动杆，U形夹持块，激光器，观察镜筒，两组霍尔传感器与磁钢的组合；手持杆上端设一横向穿孔，转动杆穿在孔中，转动杆一端与U形夹持块固定连接，另一端与激光器固定连接；观察镜筒通过顶针可摆动地安装在U形夹持块中间；观察镜筒的摆动支点与激光器的发射光轴在同一平面内，且观察镜筒的摆动支点到激光发射点的连线始终与激光器的发射光轴垂直，且观察镜筒的摆动支点到激光发射点的距离固定不变。本实用新型专利技术通过特殊的结构限定，使其满足测量条件；观察镜筒、激光器、测角器件都可选择普通的价值便宜的器件，仪器使用器件少，结构简单，重量轻，因此可手持。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于涉及一种测高仪，具体涉及一种新型的手持激光测高器。
技术介绍
树木高度的测量是评价立地质量和树木生长状况的重要依据，树木高度的测定是林业生产和森林资源调查中的难点和重点。目前国内外对树木所采取的测高方法主要有：测量尺法测树高，全站仪法测树高，超声波法测树高，激光测距测角法测树高，以及航拍、分析照片法测树高等。经纬仪、全站仪等大型测量仪器在以上场合进行高度测量，虽然可以获得很高的测量精度，但是使用这一类仪器又存在着携带困难、操作繁琐、需要专业的测量知识等诸多不便。而在一些交通不发达、测量精度要求不高的场合，能方便携带和操作的手持式测高工具就越来越凸显其重要性。目前广泛使用的手持式测高仪根据原理的不同可分为以下三种：机械式测高仪、超声波式测高仪和激光式测高仪。这三种测高工具分别存在其各自的优劣性。常用的机械式测高仪根据运算原理的不同又可分为韦塞测高仪(圆筒测高仪)、克里斯顿测高仪、布鲁莱斯测高仪、桑托测高仪和阿布尼水准器(水手准)等，这些测高仪器的优点在于价格低廉，使用方便，但是其测量精度不高，使用时间长后由于机械摩擦引起测量误差，需要经常调校；超声波测高仪一般应用于电缆和横梁等物体架高的测量，价格较低，精度较高，但是比较容易受到被测物体背景物的干扰，测量时需要操作者站在被测物的下方，这会在某些场合引起不便；激光测高仪相对上述两种测高工具而言，精度最高，操作也最为方便，但是其价格昂贵，也容易受到雨雪雾等不良天气的影响。此外，上述三种测高仪器的共同的限制在于只能准确测量平地或者坡度很小的地面上的物体的高度，对于处于坡度较大的上坡或者下坡地面上物体高度的测量只能通过两次测量高度后作差获得，这就增加了测量人员的工作量，而且也容易引入测量误差。
技术实现思路
针对现状，本技术提供一种新型的手持测高器，本测高器是利用激光器、观察镜筒和霍尔传感器制作，能满足于各种场合的测量要求，是用于野外测量各种目标高度的一种小巧、耐用、高效的测量仪器。为实现上述目的，本技术采取以下技术方案：一种手持测高器，其特征在于：包括一手持杆，一转动杆，一U形夹持块，一激光器，一观察镜筒，两组霍尔传感器与磁钢的组合；所述手持杆上端设一横向穿孔，横向穿孔内装滚动轴承，所述转动杆穿过横向穿孔；所述转动杆一端与U形夹持块固定连接，另一端与所述激光器固定连接；所述观察镜筒通过顶针可摆动地安装在U形夹持块中间；所述转动杆的轴线延长线与观察镜筒的观察线的交点，为所述观察镜筒的摆动支点；所述转动杆的轴线与激光器的发射光轴的交点，为激光发射点；所述观察镜筒的摆动支点与激光器的发射光轴在同一平面内，且观察镜筒的摆动支点到激光发射点的连线始终与激光器的发射光轴垂直，且观察镜筒的摆动支点到激光发射点的距离固定不变。优选地，所述两组霍尔传感器与磁钢的组合，其中一组霍尔传感器与磁钢的组合中，霍尔传感器用胶黏在所述转动杆上，磁钢用胶黏在手持杆上；另一组霍尔传感器与磁钢的组合中，霍尔传感器用胶黏在所述观察镜筒上，磁钢用胶黏在U形夹持块上。优选地，在所述观察镜筒中，在远目端设置一90°挡片，其顶点位于镜筒中心线上；在近目端设置一360°挡片，在360°挡片中心开有一个微小圆孔，其圆心位于镜筒中心线上；测量时，人眼通过微小圆孔观察，使远目端的挡片90°顶点与观察目标点重合。优选地，在所述激光器的前方设置一会聚透镜。本技术采取以上技术方案具有的有益效果是：1、仪器结构简单小巧，所用器件少，可手持操作。2、仪器成本低，直接成本约：线性霍尔传感器5元/个，磁钢1元/个，激光器60元/只，机械部分500元，AD转换器800元，其他100元。附图说明图1是激光测距法的原理图；图2是本专利技术的测高原理图；图3a是本专利技术测高仪的结构主视示意图；图3b是本专利技术测高仪的结构左视示意图；图3c是本专利技术测高仪的结构俯视示意图；图4是观察镜筒摆动测量的示意图；图5a是图3中A向视图，即从与观察者相对的方向看镜筒里部的局部放大图；图5b是图3中B向视图，即从与观察者同方向看镜筒里部的局部放大图。图中标号：1-手持杆，2-U形夹持块，3-观察镜筒，4-激光器，5-转动杆，6-轴承盖，7-支架，8-第一霍尔传感器，9-第一磁钢，10-第二霍尔传感器，11-第二磁钢，12-滚动轴承，13、14-顶针。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行详细的描述，但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本技术技术方案作的唯一限定，凡是在本技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本技术的保护范围。本技术提供的一种手持式测高器，必然包括一激光器、一观察镜筒、能够测量激光器摆动角和观察镜筒摆动角的霍尔器件。在该仪器中，激光器可带动观察镜筒一起转动，并且观察镜筒还可独立摆动；激光器与观察镜筒的位置相对固定，即保持观察镜筒的摆动支点到激光器的距离一定，且观察镜筒的摆动支点到激光发射点的连线与激光器的发射光轴始终垂直且在同一平面内。如果用三维坐标系来形容该仪器中激光器和观察镜筒的运动，则可表示为，激光器带动观察镜筒一起绕水平轴转动，同时观察镜筒又可独立地在水平轴与激光发射光轴构成的平面内做平面摆动，两种运动的结合，覆盖立体空间，可以将激光器的照射点用观察镜筒观察到。两组霍尔器件分别装在激光器上和观察镜筒上。这样设计的理由是，它可以实现如下一种测量方法：对于要测定的一个物体的高度，当无法直接测量时，如果我们能够知道某一点0(这点是与测量者近距离的位置，可以是激光发射点)到该物体的最低点B的直线距离OB、到该物体的最高点C的直线距离OC，以及这两条直线所夹的夹角∠COB，就可以利用三角形的余弦定理计算出物体的高度BC值了，如图1所示。测量时，让激光器先照射物体最低点B，再照射物体最高点C，同时计算激光器在此期间转过的角度，就是∠COB。而对于OB和OC的值，我们可以借助于激光器和观察镜筒来实现：如图2所示，设A点是观察镜筒的摆动支点(观察镜筒可摆动，瞄准激光束的照射点)，设O点是激光发射点，如果我们保证摆动支点到激光发射点的距离固定不变，且OA连线始终与激光发射光轴处于同一平面内，同时OA连线始终与激光发射光轴(发射的激光束的方向，如图2中的OB方向)垂直。这样当我们要测量OB的距离时，O、A、B三点构成直角三角形，就可以通过得知观察镜筒的摆动支点A与激光发射点O的距离OA，以及观察镜筒摆动对准测量点时，观察线与OA连线的夹角∠BAO，通过正切定理得到OB的值：OB＝OA*tan∠BAO观察镜筒和激光器都安装在仪器上，所以O、A两点的距离方便测得；∠BAO是镜筒观察线与OA连线的夹角，也可以理解为观察镜筒从起始位转过的角度，在O、A位置固定的基础上，在仪器上安装测角器件，这个角度就可以方便测得。利用同样方法也可获得OC的值。我们的测高器就是应对这种方法而设计。图3a-3c所示给出了本技术测高器的一种实施例结构。如图，该测高器主要包括手持杆1，U形夹持块2，观察镜筒3，激光器4，转动杆5，以及两组霍尔传感器与磁钢的组合。由于激光器和观察镜筒以及霍尔传感器等都不大，所以本技术小巧，质量轻，可以手持，操作很方便。手持杆上端钻一横向穿孔，孔内装滚动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手持测高器，其特征在于：包括一手持杆，一转动杆，一U形夹持块，一激光器，一观察镜筒，两组霍尔传感器与磁钢的组合；所述手持杆上端设一横向穿孔，横向穿孔内装滚动轴承，所述转动杆穿过横向穿孔；所述转动杆一端与U形夹持块固定连接，另一端与所述激光器固定连接；所述观察镜筒通过顶针可摆动地安装在U形夹持块中间；所述转动杆的轴线延长线与观察镜筒的观察线的交点，为所述观察镜筒的摆动支点；所述转动杆的轴线与激光器的发射光轴的交点，为激光发射点；所述观察镜筒的摆动支点与激光器的发射光轴在同一平面内，且观察镜筒的摆动支点到激光发射点的连线始终与激光器的发射光轴垂直，且观察镜筒的摆动支点到激光发射点的距离固定不变。

【技术特征摘要】
1.一种手持测高器，其特征在于：包括一手持杆，一转动杆，一U形夹持块，一激光器，一观察镜筒，两组霍尔传感器与磁钢的组合；所述手持杆上端设一横向穿孔，横向穿孔内装滚动轴承，所述转动杆穿过横向穿孔；所述转动杆一端与U形夹持块固定连接，另一端与所述激光器固定连接；所述观察镜筒通过顶针可摆动地安装在U形夹持块中间；所述转动杆的轴线延长线与观察镜筒的观察线的交点，为所述观察镜筒的摆动支点；所述转动杆的轴线与激光器的发射光轴的交点，为激光发射点；所述观察镜筒的摆动支点与激光器的发射光轴在同一平面内，且观察镜筒的摆动支点到激光发射点的连线始终与激光器的发射光轴垂直，且观察镜筒的摆动支点到激光发射点的距离固定不变。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨华，郭文会，刘瑜，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：新型
国别省市：北京;11