Przedmiotem wynalazku jest uklad do automaty¬ cznego wyznaczania profilu powierzchni.Znane dotychczas uklady do wyznaczania profilu terenu zawieraja najczesciej urzadzenie wahadlowe wyznaczajace poziom odniesienia oraz urzadzenie rejestrujace zmiany wysokosci terenu w stosunku do poziomu odniesienia. Uklady te umieszczane sa na pojezdzie przemieszczajacym sie po badanym terenie.Znany jest automatyczny niwelator umieszczony na pojezdzie mechanicznym skladajacy sie z trzech podstawowych zespolów pomiarowych: zespolu mie¬ rzacego nachylenie terenu, zespolu obliczajacego nieprzerwanie przewyzszenie terenu w funkcj czasu przmieszczania sie pojazdu, kata nachylenia terenu i predkosci pojazdu i zespolu mierzacego chwilowa predkosc pojazdu, który sklada sie z kólka umie¬ szczonego! pod pojazdem, sztywno zwiazanego z migawka, okresowo przerywajaca promien swietlny.Czestotliwosc powstajacych w ten sposób impul¬ sów swietlnych przetwarzanych za pomoca foto- elementów na impulsy elektryczne jest proporcjo¬ nalna do szybokosci pojazdu. Zespól mierzacy na¬ chylenie terenu zawiera urzadzenie wahadlowe, które wyznacza poziom odniesinia oraz urzadzenie calkujace lub optyczno-swietlne rejestrujace zmia¬ ny wysokosci terenu podczas przemieszczania sie pojazdu. Do zespolu obliczajacego przewyzszenie terenu doprowadzane sa impulsy napieciowe z fo- toelementów o czestotliwosci proporcjonalnej do 2 predkosci pojazdu oraz napiecie pradu kompensu¬ jacego nachylenie wahadla, proporcjonalne do na¬ chylenia terenu.Powyzszy uklad wymaga utrzymywania stalego cisnienia w oponach, gdyz dokaldnosc pomiaru ni¬ welety zalezy od stalosci srednicy kól pojazdu.Uklad ten pozwala na zarejestrowanie przewyzszen profilu mierzonego terenu z bledem rzedu 20-30 cm.Znane jest urzadzenie do automatycznej rejestra¬ cji odksztalcen skladajace sie z ukladu elektronicz¬ nego zawierajacego wzmacniacze i przyrzad rejes¬ trujacy odksztalcenia oraz z opto-elektronieznego czujnika odksztalcen. Czujnik odksztalcen zawiera zestaw czterech soczewek o ksztaltach zblizonych do wycinków kola, stykajacych sie ze isioba plaszczyz¬ nami bocznymi. Ogniskowe soczewek sa równole¬ gle a ich ogniska leza w jednej plaszczyznie pro¬ stopadlej do ogniskowych. Ponadto czujnik zawie¬ ra nadajnik promieniowania monochromatycznego, stanowiacy na przyklad laser He-Ne, usytuowany z jednej strony zestawu soczewek oraz fotoelemen- ty, usytuowane w ogniskach soczewek, z drugiej strony zestawu soczewek.W celu zarejestrowania prostoliniowosci, na przy¬ klad prowadnicy dzwigu, jako nadajnik stosuje sie pionownik laserowy, utrzymujacy automatycznie w pionie wiazke laserowa stanowiaca linie odnie¬ sienia. Czujnik opto-elektroniczny przesuwa sie po prowadnicy. W przypadku wystapienie odksztalce- 9928799287 8 nia prowadnicy, czujnik przemieszcza sie wzgle¬ dem wiazki laserowej, co powoduje niesymetryczne oswietlenie soczewek usytuowanych pionowo jedna nad druga i sprzezone z tymi soczewkami foto- elementy podaja rózne sygnaly na wzmacniacz róz¬ nicowy z którego sygnal odpowiadajacy róznicy tych sygnalów, jest proporcjonalny do odksztalce¬ nia prowadnicy w pionie. Analogiczna zasada dzia¬ lania jest dla odksztalcen poziomych. W tym przy¬ padku sygnal odpowiadajacy odksztalceniu odczy¬ tuje sie z soczewek usytuowanych poziomo jedna obok drugiej a jako nadajnik stosuje sie niwelator laserowy, utrzymujacy wiazke laserowa automa¬ tycznie w poziomie.Zasada dzialania czujnika opto-elektronicznego zostala wykorzystana w ukladzie do automatycz¬ nego wyznaczania profilu powierzchni wedlug wy¬ nalazku.Istota wynalazku polega na tym, ze odbiorniki stanowiacy zestaw dwóch soczewek usytuowanych jedna nad druga sprzezonych z fotodetektorami, o- sadzony jest przesuwniewzdluz laty przemieszcza^ jacej sie po osi mierzonego profilu powierzchni.Ponadto uklad wedlug wynalazku zawiera elek¬ tryczny zespól napedowy, sterowany poprzez zespól elektroniczny sygnalami z fotodetektorów, prze¬ suwajacy odbiornik wzdluz laty tak, ze odbiornik ustawia sie automatycznie na osi wiazki laserowej emitowanej przez nieruchomy nadajnik laserowy.Uklad wedlug wynalazku pozwala na wyznacza¬ nie profilu badanego terenu w zakresie do 3 m, równym dlugosci laty, po której przemieszcza sie automatycznie odbiornik. Szybkosc pomiaru pro¬ filu niwelety wynosi do 10 km/h. Wyniki pomiaru otrzymuje sie w postaci ciaglego wykresu profilu w funkcji drogi.Uklad znajduje zastosowanie do wyznaczania profilu dróg bitych, pasów startowych lotnisk, szyn kolejowych. Ponadto uklad moze pracowac stacjo¬ narnie i wówczas dokonuje sie pomiaru powierz¬ chni w funkcji czasu.Wynalazek zostanie ponizej szczególowo objas¬ niony w^ oparciu o rysunek na którym fig. 1 — przedstawia schematycznie uklad do automatyczne¬ go wyznaczania profilu terenu w widoku z boku a fig. 2 — blokowy schemat polaczen ukladu.Nadajnik laserowy 1 sklada sie z lasera He-Ne 6 emitujacego poprzez lunete nadawcza 7 plaska wa¬ chlarzowa wiazke promieniowania 2, modulowana impulsowo za pomoca modulatora 8.Odbiornik 3 skalda sie z zespolu polaczonych ze soba trwale soczewek 3a osadzonych jedna nad druga, sprzezonych z fotodiodami 3b usytuowany¬ mi w ogniskowych soczewek 3*. Zespól soczewek 3a z fotodiodami 3b przemieszcza sie wzdluz laty 4 na suwaku przesuwanym przez zespól napedowy 10 sterowany poprzez zespól elektroniczny 9, sygna¬ lami z fotodiod 3b.Lata 4 zainstalowana jest na pojezdzie 5 tak, ze posiada bezposredni kontakt z powierzchnia bada¬ nej trasy. W zwiazku z tym lata zmienia swoje po¬ lozenie wzgledem osi wiazki laserowej 2, stanowia- 4 cej os odniesienia, zgodnie ze zmiana profilu bada¬ nej trasy.Wachlarzowa wiazka 2 umozliwia prawidlowe wyznaczenie niwelety przy przypadkowych odchy- leniach odbiornika 3 w plaszczyznie poziomej wia¬ zki laserowej.Zespól elektroniczny 9 sklada sie z dwóch wzma¬ cniaczy wzmacniajacych sygnaly z fotodiod 3b oraz ze wzmacniacza róznicowego na który podawane sa wzmocnione sygnaly z fotodiod i który podaje sygnal odpowiadajacy róznicy napiec fotoelemen- tów na zespól napedowy 10.Zespól napedowy 10 zawiera silnik elektryczny napedzajacy suwak z odbiornikiem 3 poprzez dwa sprzegla elektromagnetyczne proszkowe pracujace w ukladzie przeciwbieznym. Czynne czesci sprze¬ giel obracaja sie w kierunkach przeciwnych a bier¬ ne czesci sprzegiel polaczone sa przekladnia zeba¬ ta z umieszczonym na lacie 4 suwakiem do którego przymocowany jest odbiornik 3. Sprzegla sterowa¬ ne sa sygnalem ze wzmacniacza róznicowego.Dzialanie ukaldu jest nastepujace. Nadajnik la¬ serowy 1 ustawia sie na poczatku badanego tere¬ nu i orientuje sie plaszczyzne wiazki 2 w prze¬ strzeni w stosunku do nachylenia, tereniu tak, aby na dlugosci badanego odcinka terenu wiazka znaj¬ dowala sie zawsze ponad najwyzej polozonym punktem odcinka. Nastepnie pojazd 5 z lata 4 prze¬ suwa sie wzdluz osi wiazki laserowej 2, po bada¬ nej powierzchni terenu. Os wiazki laserowej 2 sta¬ nowi os odniesienia wzgledem której wyznacza sie niwelete.Przy przesuwaniu pojazdu 5 z lata 4 wzdluz ba¬ danego profilu trasy, odbiornik 3 przemieszczany jest wzdluz laty 4 za pomoca zespolu napedowego tak, ze automatycznie ustawia sie na osi wiazki laserowej 2.W przypadku gdy na odbiornik 3 nie pada wia¬ zka laserowa 2, odbiornik przemieszczany jest wzdluz laty 4 do momentu ponownego ustawienia aftej w osi symetria wiazki laserowej. PL