RU2097696C1

RU2097696C1 - Optical centering mount with self-aligning line of sight

Info

Publication number: RU2097696C1
Application number: RU95104036A
Authority: RU
Inventors: А.И. Захаров
Original assignee: Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод"
Priority date: 1995-03-21
Filing date: 1995-03-21
Publication date: 1997-11-27
Also published as: RU95104036A

Abstract

FIELD: geodetic instrumentation engineering. SUBSTANCE: optical centering mount has lens 3 to which output surface lens 6 with flat surface matching rear main plane of lens is cemented, ampule 5 with liquid, projection system (prism 7, lens 8) and eye piece 9. Two optical wedges 1 and 2 with same angles of refraction are placed in front of lens. Flat surface of lens 6 has mark (cross-hairs of grid), reflecting surface of liquid, for example, mercury, is located at distance equal to half focal distance of lens. Correcting optical wedges allow systematic error of position of line of sight to be excluded. Line of sight is set automatically to vertical position by both coordinates with high accuracy providing for automatization of centering process. EFFECT: enhanced accuracy of automatization of process of self-alignment of line of sight. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и относится к прибору, предназначенному для высокоточного построения отвесных линий при промышленном строительстве высотных зданий и сооружений, с линией визирования автоматически устанавливающейся вертикально по обоеим координатам (X и Y). При использовании призменной или линзовой насадки, надеваемую на объектив, прибор может быть трансформирован в нивелир с самоустанавливающейся линией визирования для точного нивелирования горизонтальным лучом. The invention relates to geodetic instrumentation and relates to a device designed for high-precision construction of plumb lines in the industrial construction of high-rise buildings and structures, with a line of sight automatically installed vertically along both coordinates (X and Y). When using a prism or lens attachment worn on the lens, the device can be transformed into a level with a self-aligning line of sight for accurate leveling with a horizontal beam.

Известные в настоящее время высокоточные приборы для построения отвесных линий с самоустанавливающейся по двум координатам линией визирования (например, ZL ф. "Вильд", ныне "Лейка", имеют существенный недостаток - фокусирование на предмет проводится перемещением оптического элемента (фокусирующей линзы), который является существенным источником неустранимой погрешности непостоянства угла i при перефокусировании. Правда, можно уменьшить эту погрешность методологически, для этого необходимо после перефокусирования вращать прибор вокруг вертикальной оси на 180^o и находить среднее положение точки. Естественно, что это значительно затрудняет работу с прибором.Currently known high-precision devices for constructing plumb lines with a line of sight that can be set in two coordinates (for example, ZL fild Wild, now Watering Can, have a significant drawback - focusing on an object is carried out by moving an optical element (focusing lens), which is a significant source of the fatal error of the inconstancy of angle i during refocusing. True, you can reduce this error methodologically, for this you need to rotate the device around after refocusing vertical axis 180 ^o and find the middle position of the point. Naturally, this greatly complicates the work with the device.

Указанный недостаток исключен в системе нивелира, в котором в качестве компенсатора используется зеркало, подвешенное на маятниковом подвесе - четырех торсионах, занимающее при наклоне нивелира отвесной положение и расположенное от объектива, с нанесенным на его поверхности перекрестием сетки нитей, на расстоянии, равном половине фокусного расстояния объектива (например, нивелир N 1 002 ф. К. Цейсс, а также патент ФРГ N 2227535, автор ВНИИМ, Л. заявка N 1665574 от 14.05.71). Фокусирование на предмет проводится перемещением компенсатора с подвешенным зеркалом вдоль оптической оси, при этом вертикальная составляющая погрешности исключается благодаря тому, что зеркало всегда принимает отвесное положение, а горизонтальная составляющая погрешности не оказывает никакого влияния на нивелирование. Таким образом, рассмотренная схема отрабатывает автоматическую установку линии визирования только в горизонтальной плоскости, (что для нивелира вполне достаточно), однако, при желании преобразовать этот нивелир в центрир путем установки на объективе призмы, преломляющей визирную ось на 90^o, результат будет отрицательным, так как для центрира необходима отработка положения линии визирования в двух плоскостях (по двум координатам).This drawback is eliminated in the leveling system, in which a mirror is used as a compensator, suspended on a pendulum suspension - four torsion bars, occupying a vertical position when the level is tilted and located from the lens, with a crosshair of a grid of threads applied on its surface at a distance equal to half the focal length lens (for example, the level N 1 002 f. K. Zeiss, as well as the patent of Germany N 2227535, author VNIIM, L. application N 1665574 from 05/14/71). Focusing on the subject is carried out by moving the compensator with a suspended mirror along the optical axis, while the vertical component of the error is eliminated due to the fact that the mirror always assumes a vertical position, and the horizontal component of the error does not have any effect on leveling. Thus, the considered scheme fulfills the automatic installation of the line of sight only in the horizontal plane (which is quite enough for the level), however, if you want to convert this level to a center line by installing a prism refracting the target axis by 90 ^° on the lens, the result will be negative, so as for a plummet, it is necessary to refine the position of the line of sight in two planes (in two coordinates).

Предлагаемый высокоточный центрир с самоустанавливающейся по двум координатам линией визирования, который может быть преобразован и в нивелир, свободен от указанных недостатков. The proposed high-precision plummet with a self-aligning line of sight along two coordinates, which can be converted into a level, is free from these drawbacks.

Изобретение поясняется на фиг. 1 и 2. The invention is illustrated in FIG. 1 and 2.

Оптическая схема прибора показана на фиг.1. Оптические коррегирующие клинья 1 и 2 установлены перед склеенным объективом 3 зрительной трубы, ампула компенсатора, в которой в качестве отражающей используется поверхность слоя ртути 5, загерметизирована защитным стеклом 4, линза 6 на плоской поверхности которой нанесено перекрестие сетки, приклеена ко второй поверхности объектива 3. Изображение на сетке проецируется в фокальную плоскость окуляра 9 с помощью проекционного объектива 8 и призмы 7, приклеенной к первой (плоской) поверхности объектива 3. The optical circuit of the device is shown in figure 1. Optical corrective wedges 1 and 2 are installed in front of the telescope objective 3, the compensator ampoule, in which the surface of the mercury layer 5 is used as reflective, is sealed with protective glass 4, lens 6 on the flat surface of which a crosshair is applied, is glued to the second surface of the lens 3. The image on the grid is projected into the focal plane of the eyepiece 9 using a projection lens 8 and a prism 7 glued to the first (flat) surface of the lens 3.

Толщина линзы 6 назначена такой, чтобы плоская поверхность, на которой нанесено перекрестие сетки, совпадала с задней главной плоскостью объектива 3. Таким образом, при фокусировании на предмет, когда промежуточное изображение образуется в плоскости сетки, оно совпадает и с задней главной плоскостью объектива, что обеспечивает выполнение основного условия компенсации: расстояние от отражающей поверхности -ртутного горизонта до плоскости сетки
равняется половине фокусного расстояния объектива 3, т.е. при наклоне прибора в любую сторону ртутный горизонт, сохраняя свое горизонтальное положение, отражает падающий пучок лучей и направляет ось пучка в одну и ту же точку сетки. Эту точку совмещают точно с перекрестием сетки во время сборки и юстировки прибора вращением коррегирующих оптических клиньев 1 и 2 с равными преломляющими углами. Угловая погрешность несовпадения (угол i) может быть исключена также и во время эксплуатации прибора в полевых условиях.The thickness of the lens 6 is assigned so that the flat surface on which the grid crosshairs is applied coincides with the rear main plane of the lens 3. Thus, when focusing on an object, when an intermediate image is formed in the grid plane, it coincides with the rear main plane of the lens, which ensures the fulfillment of the main compensation condition: the distance from the reflecting surface of the mercury horizon to the grid plane
equals half the focal length of lens 3, i.e. when the device is tilted in any direction, the mercury horizon, while maintaining its horizontal position, reflects the incident beam of rays and directs the axis of the beam to the same grid point. This point is aligned exactly with the crosshair of the grid during assembly and adjustment of the device by rotating the corrective optical wedges 1 and 2 with equal refractive angles. The angular error of mismatch (angle i) can also be eliminated during operation of the device in the field.

На фиг. 2 показан тот же центрир, но с помощью призменной насадки 1 трансформированный в нивелир с самоустанавливающейся линией визирования. Вместо пентапризмы может использоваться и насадка с двумя зеркалами. In FIG. 2 shows the same plummet, but with the help of a prism nozzle 1 transformed into a level with a self-aligning line of sight. Instead of a pentaprism, a nozzle with two mirrors can also be used.

Фокусирование прибора на предмет местности выполняется перемещением ампулы компенсатора вверх-вниз вдоль оптической оси объектива. The device is focused on the terrain by moving the compensator ampoule up and down along the optical axis of the lens.

Claims

1. An optical plummet with a self-aligning vertical line of sight, comprising a lens, a mark reflecting a surface remote from the lens by a distance equal to half its focal length, and an eyepiece and projection system installed along the beam reflected from the reflecting surface of the beam, characterized in that it further comprises a lens glued to the lens and made with a flat surface on which the mark is applied, while the flat surface of the lens is aligned with the rear main plane of the lens, and the reflection The baking surface is made in the form of a surface layer of liquid enclosed in an ampoule.

2. Centering according to claim 1, characterized in that two optical wedges with equal refracting angles are rotationally mounted in front of the lens with the possibility of rotation around the optical axis of the lens to eliminate the systematic error of deviation of the sight line from a vertical position.

3. Centering according to claim 1 or 2, characterized in that the mark is made in the form of a crosshair.

4. Centering according to claim 1 or 2, characterized in that the mark is made in the form of a circle.