RU2209392C1 - Theodolite - Google Patents
Theodolite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2209392C1 RU2209392C1 RU2001133623/28A RU2001133623A RU2209392C1 RU 2209392 C1 RU2209392 C1 RU 2209392C1 RU 2001133623/28 A RU2001133623/28 A RU 2001133623/28A RU 2001133623 A RU2001133623 A RU 2001133623A RU 2209392 C1 RU2209392 C1 RU 2209392C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- face
- axle
- stator
- lens
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в устройствах, применяемых для высокоточных измерений угловых координат: телескопах, теодолитах. The invention relates to optical instrumentation and can be used in devices used for high-precision measurements of angular coordinates: telescopes, theodolites.
Известен теодолит [1], включающий установленную на фундаменте монтировку с основанием, первой и второй осями, с датчиком угла поворота первой оси, датчиком угла поворота второй оси, трубой, установленной на второй оси, и объективом, закрепленным на трубе. Теодолит имеет недостаточную точность измерений угловых координат из-за деформаций конструкции и угловых колебаний осей ("боя" осей), возникающих в процессе работы инструмента. Known theodolite [1], including mounted on a foundation mount with a base, first and second axes, with a rotation angle sensor of the first axis, a rotation angle sensor of the second axis, a pipe mounted on the second axis, and a lens mounted on the pipe. Theodolite has insufficient accuracy in measuring angular coordinates due to deformations of the structure and angular oscillations of the axes ("battle" of the axes) that occur during the operation of the tool.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является телескоп [2], содержащий:
- основание, установленное на фундаменте,
- смонтированные на этом основании с возможностью поворота одна над другой две оси,
- датчики углов поворота осей, каждый из которых состоит из ротора, соединенного с соответствующей осью, и статора, причем статор датчика первой оси закреплен на основании, а статор датчика второй оси закреплен на первой оси,
- первый базовый элемент, жестко связанный с ротором датчика первой оси и имеющий первую отражающую грань, ориентированную перпендикулярно второй оси,
- второй базовый элемент, жестко связанный с ротором датчика второй оси и имеющий две отражающие грани: вторую и третью, при этом вторая грань ориентирована перпендикулярно второй оси, а третья параллельна второй оси,
- первое плоское зеркало, закрепленное на статоре датчика второй оси и перпендикулярное первой оси,
- второе плоское зеркало, закрепленное на статоре датчика первой оси и параллельное первой оси,
- автоколлиматор и устройство коллинеарного переноса лучей, закрепленные на первой оси так, что они связывают оптически первую и вторую отражающие грани базовых элементов осей,
- трубу, установленную на второй оси,
- объектив с первой маркой, расположенной в его главной плоскости, закрепленный на трубе так, что главная плоскость находится от второй отражающей грани второго базового элемента на расстоянии, равном половине фокусного расстояния объектива,
- третье плоское зеркало, расположенное на фундаменте и ориентированное перпендикулярно первой оси.The closest analogue to the proposed technical solution is a telescope [2], containing:
- foundation mounted on the foundation,
- mounted on this basis with the possibility of rotation one above the other two axes,
- axis rotation angle sensors, each of which consists of a rotor connected to a corresponding axis and a stator, the stator of the sensor of the first axis being fixed to the base and the stator of the sensor of the second axis being fixed to the first axis,
- the first basic element rigidly connected with the rotor of the sensor of the first axis and having a first reflecting face oriented perpendicular to the second axis,
- the second basic element, rigidly connected with the rotor of the sensor of the second axis and having two reflective faces: the second and third, while the second face is oriented perpendicular to the second axis, and the third is parallel to the second axis,
- the first flat mirror mounted on the stator of the sensor of the second axis and perpendicular to the first axis,
- the second flat mirror mounted on the stator of the sensor of the first axis and parallel to the first axis,
- an autocollimator and a collinear beam transfer device mounted on the first axis so that they optically connect the first and second reflecting faces of the basic elements of the axes,
- a pipe mounted on a second axis,
- a lens with a first mark located in its main plane, mounted on the pipe so that the main plane is located from the second reflective face of the second base element at a distance equal to half the focal length of the lens,
- the third flat mirror located on the foundation and oriented perpendicular to the first axis.
Однако это устройство имеет избыточное число оптических связей в виде устройств коллинеарного переноса лучей и автоколлиматоров, из-за чего усложняется конструкция и снижается точность теодолита. Каждая оптическая связь вносит дополнительную погрешность. Усложняется эксплуатация теодолита. Необходимо проводить дополнительные поверки каждого автоколлиматора. However, this device has an excessive number of optical links in the form of collinear beam transport devices and autocollimators, which complicates the design and reduces the accuracy of the theodolite. Each optical link introduces an additional error. The operation of theodolite is complicated. It is necessary to carry out additional verification of each autocollimator.
Задачей изобретения является создание теодолита с повышенной точностью измерений и упрощенной конструкцией. The objective of the invention is to provide a theodolite with increased measurement accuracy and simplified design.
Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что теодолит, содержащий:
- установленное на фундаменте основание,
- смонтированные на этом основании с возможностью поворота одна над другой две оси,
- датчики углов поворота осей, каждый из которых состоит из ротора, соединенного с соответствующей осью, и статора, причем статор датчика первой оси закреплен на основании, а статор датчика второй оси закреплен на первой оси,
- первый базовый элемент, жестко связанный с ротором датчика первой оси,
- второй базовый элемент, жестко связанный с ротором датчика второй оси, причем первый базовый элемент имеет отражающую грань, ориентированную перпендикулярно второй оси, а второй базовый элемент имеет две отражающие грани: вторую и третью, при этом вторая грань ориентирована перпендикулярно ко второй оси, а третья грань параллельна второй оси,
- первое плоское зеркало, закрепленное на статоре датчика второй оси и перпендикулярное первой оси,
- второе плоское зеркало, закрепленное на статоре датчика первой оси и параллельное первой оси,
- автоколлиматор и устройство коллинеарного переноса лучей, закрепленные на первой оси так, что они связывают оптически первую и вторую отражающие грани базовых элементов осей,
- трубу, установленную на второй оси,
- объектив с первой маркой, расположенной в его главной плоскости, закрепленный на трубе так, что главная плоскость находится от второй отражающей грани второго базового элемента на расстоянии, равном половине фокусного расстояния объектива,
- третье плоское зеркало, расположенное на фундаменте и ориентированное перпендикулярно первой оси,
в отличие от известного в теодолите первый базовый элемент дополнен двумя светоделительными гранями, первая из которых образует половину двугранного угла между первой отражающей гранью этого базового элемента и первым плоским зеркалом, а вторая светоделительная грань образует половину двугранного угла между первой отражающей гранью и плоскостью третьего зеркала, при этом первое и третье зеркала связаны оптически с помощью автоколлиматора, двух светоделительных граней и первой отражающей грани.The technical result due to the task is achieved by the fact that theodolite containing:
- foundation installed on the foundation,
- mounted on this basis with the possibility of rotation one above the other two axes,
- axis rotation angle sensors, each of which consists of a rotor connected to a corresponding axis and a stator, the stator of the sensor of the first axis being fixed to the base and the stator of the sensor of the second axis being fixed to the first axis,
- the first basic element rigidly connected with the rotor of the sensor of the first axis,
- the second base element rigidly connected with the rotor of the sensor of the second axis, and the first base element has a reflecting face oriented perpendicular to the second axis, and the second base element has two reflecting faces: the second and third, while the second face is oriented perpendicular to the second axis, and the third face is parallel to the second axis,
- the first flat mirror mounted on the stator of the sensor of the second axis and perpendicular to the first axis,
- the second flat mirror mounted on the stator of the sensor of the first axis and parallel to the first axis,
- an autocollimator and a collinear beam transfer device mounted on the first axis so that they optically connect the first and second reflecting faces of the basic elements of the axes,
- a pipe mounted on a second axis,
- a lens with a first mark located in its main plane, mounted on the pipe so that the main plane is located from the second reflective face of the second base element at a distance equal to half the focal length of the lens,
- the third flat mirror located on the foundation and oriented perpendicular to the first axis,
unlike the one known in theodolite, the first base element is supplemented by two beam-splitting faces, the first of which forms half of the dihedral angle between the first reflecting face of this base element and the first flat mirror, and the second beam-splitting face forms half of the dihedral angle between the first reflecting face and the plane of the third mirror, in this case, the first and third mirrors are connected optically using an autocollimator, two beam splitting faces and the first reflecting face.
Для обеспечения возможности визуального наведения трубы на объект наблюдения теодолит может быть дополнен первой и второй отклоняющими оптическими призмами, вторым объективом, микрометром и окуляром, установленными на второй оси и оптически связанными с первым объективом и первой маркой так, что оптическая ось первого объектива сопряжена через отклоняющие оптические призмы с оптической осью второго объектива и окуляра. To enable visual guidance of the pipe to the object of observation, the theodolite can be supplemented with first and second deflecting optical prisms, a second lens, a micrometer and an eyepiece mounted on the second axis and optically coupled to the first lens and the first mark so that the optical axis of the first lens is mated through deflecting optical prisms with the optical axis of the second lens and eyepiece.
Для удобства привязки на местности теодолит может быть дополнен третьим объективом со второй маркой. For ease of reference on the ground, theodolite can be supplemented with a third lens with a second mark.
Совокупность всех перечисленных признаков заявленного технического решения при существенном упрощении конструкции позволяет обеспечивать высокоточные измерения угловых координат. The combination of all the listed features of the claimed technical solution with a significant simplification of the design allows for high-precision measurements of angular coordinates.
На чертеже изображена схема теодолита. Теодолит содержит установленное на фундаменте 1 основание 2. На основании одна над другой смонтированы с возможностью поворота первая 3 и вторая ось 4. Датчик угла поворота первой оси включает в себя ротор 5, соединенный с первой осью 3, и статор 6, закрепленный на основании 2. Датчик угла поворота второй оси включает в себя ротор 7, соединенный со второй осью 4, и статор 8, закрепленный на первой оси 3. Первый базовый элемент жестко связан с ротором 5 первой оси и содержит первую отражающую грань 9, ориентированную перпендикулярно второй оси. Второй базовый элемент жестко связан с ротором датчика 7 и содержит две отражающие грани: вторую 10, ориентированную перпендикулярно второй оси, и третью 11, параллельную второй оси. Первое плоское зеркало 12 закреплено на статоре датчика второй оси и перпендикулярно первой оси. Второе плоское зеркало 13 закреплено на статоре датчика первой оси и параллельно первой оси. Автоколлиматор 14 и устройство коллинеарного переноса лучей 15 закреплены на первой оси так, что они связывают оптически первую и вторую отражающие грани 9 и 10 базовых элементов осей. Трубу 16, установленную на второй оси. Объектив 17 с первой маркой 18, расположенной в его главной плоскости, закреплен на трубе так, что главная плоскость находится на расстоянии от третьей отражающей грани 11, равном половине фокусного расстояния объектива. Третье плоское зеркало 19 расположено на фундаменте и ориентировано перпендикулярно первой оси. The drawing shows a diagram of a theodolite. The theodolite contains a base 2 mounted on the foundation 1. On the base, the first 3 and second axis 4 are mounted rotatably. The first angle axis rotation sensor includes a rotor 5 connected to the first axis 3 and a stator 6 fixed to the base 2 The rotation angle sensor of the second axis includes a rotor 7 connected to the second axis 4, and a stator 8 mounted on the first axis 3. The first base element is rigidly connected to the rotor 5 of the first axis and contains a first reflecting face 9 oriented perpendicular to the second axis. The second basic element is rigidly connected to the rotor of the sensor 7 and contains two reflective faces: the second 10, oriented perpendicular to the second axis, and the third 11, parallel to the second axis. The first flat mirror 12 is mounted on the stator of the sensor of the second axis and perpendicular to the first axis. The second flat mirror 13 is mounted on the stator of the sensor of the first axis and parallel to the first axis. The autocollimator 14 and the collinear beam transfer device 15 are fixed on the first axis so that they optically couple the first and second reflecting faces 9 and 10 of the basic elements of the axes. A pipe 16 mounted on a second axis. The lens 17 with the first mark 18 located in its main plane is mounted on the pipe so that the main plane is at a distance from the third reflecting face 11 equal to half the focal length of the lens. The third flat mirror 19 is located on the foundation and is oriented perpendicular to the first axis.
В отличие от известного в заявляемом техническом решении имеются следующие дополнения. Первый базовый элемент первой оси, включающий первую отражающую грань 9, дополнен двумя светоделительными гранями, первая из которых 20 образует половину двугранного угла между первой гранью 9 и первым зеркалом 12 на статоре датчика второй оси; вторая 21 образует половину двугранного угла между первой гранью 9 и плоскостью третьего зеркала 19. При этом первое зеркало 12 и третье зеркало 19 связаны оптически с помощью автоколлиматора 14, двух светоделительных граней 20 и 21 и первой отражающей грани 9 первого базового элемента. In contrast to the known in the claimed technical solution, there are the following additions. The first basic element of the first axis, including the first reflecting face 9, is supplemented by two beam splitting faces, the first of which 20 forms half the dihedral angle between the first face 9 and the first mirror 12 on the sensor stator of the second axis; the second 21 forms half the dihedral angle between the first face 9 and the plane of the third mirror 19. In this case, the first mirror 12 and the third mirror 19 are connected optically by means of an autocollimator 14, two beam splitting faces 20 and 21, and the first reflecting face 9 of the first base element.
Для обеспечения возможности визуального наведения на объект наблюдения теодолит может быть дополнен первой 22 и второй 23 отклоняющими оптическими призмами, вторым объективом 24, микрометром 25 и окуляром 26, установленными на второй оси и оптически связанными с первым объективом 16 и первой маркой 18 так, что оптическая ось первого объектива сопряжена через отклоняющие оптические призмы 22, 23 с оптической осью второго объектива и окуляра. To enable visual guidance on the object of observation, the theodolite can be supplemented with first 22 and second 23 deflecting optical prisms, a second lens 24, a micrometer 25 and an eyepiece 26 mounted on the second axis and optically connected to the first lens 16 and the first mark 18 so that the optical the axis of the first lens is mated through deflecting optical prisms 22, 23 with the optical axis of the second lens and eyepiece.
Для удобства привязки на местности теодолит дополнен третьим объективом 27 со второй маркой 28. For ease of reference on the ground, theodolite is supplemented by a third lens 27 with a second mark of 28.
Теодолит работает следующим образом. Визирная ось, образованная объективом 17 с первой маркой 18 и зеркалом 11, наводится на измеряемый объект поворотами вокруг первой 3 и второй 4 осей. Изображение объекта с первой маркой 18 через отклоняющие оптические призмы 22, 23 и второй объектив 24 наблюдается в плоскости микрометра 25, по которому через окуляр 26 снимают отсчеты, например XI и Y1. Визирная ось, образованная третьим объективом 27 со второй маркой 28 и зеркалом 13, задает базовое азимутальное направление, от которого по датчику (5, 6) первой оси 3 снимают отсчет, например Q1. По датчику второй оси (7, 8) снимают отсчет, например, Q2. По автоколлиматору 14 через устройство коллинеарного переноса лучей 15 от отражающей грани 10 снимают отсчеты, например Х2 и Y2. От отражающей грани 9 снимают отсчеты Х3 и Y3. От зеркала 12 через светоделительную грань 20 снимают отсчеты Х4 и Y4. От зеркала 19 на фундаменте через светоделительную грань 21 снимают отсчеты Х5 и Y5. По совокупности всех этих отсчетов определяют угол места и азимутальный угол направления на объект. Theodolite works as follows. The sighting axis formed by the lens 17 with the first mark 18 and the mirror 11, is induced to the measured object by turns around the first 3 and second 4 axes. The image of the object with the first mark 18 through the deflecting optical prisms 22, 23 and the second lens 24 is observed in the plane of the micrometer 25, through which readings are taken through the eyepiece 26, for example, XI and Y1. The sighting axis formed by the third lens 27 with the second mark 28 and mirror 13 sets the basic azimuthal direction from which a reference, for example, Q1, is taken from the sensor (5, 6) of the first axis 3. On the second axis sensor (7, 8), a reference is taken, for example, Q2. Counters, for example X2 and Y2, are taken at the autocollimator 14 through a collinear beam transfer device 15 from the reflecting face 10. From the reflecting face 9 take samples X3 and Y3. Samples X4 and Y4 are taken from the mirror 12 through the beam splitting face 20. Samples X5 and Y5 are taken from the mirror 19 on the foundation through the beam splitting face 21. The combination of all these samples determines the elevation angle and the azimuthal angle of direction to the object.
Изобретение обеспечивает выполнение технического результата: повышение точности измерений углов при существенно более простой конструкции теодолита, так как в предложенном техническом решении используется один автоколлиматор вместо множества автоколлиматоров известного телескопа. The invention provides a technical result: increasing the accuracy of measuring angles with a significantly simpler design of the theodolite, since the proposed technical solution uses one autocollimator instead of many autocollimators of the known telescope.
Источники информации
1. Елисеев С.В. Геодезические приборы и инструменты. М., Недра, 1973, с. 348-353.Sources of information
1. Eliseev S.V. Geodetic instruments and tools. M., Nedra, 1973, p. 348-353.
2. А.с. СССР 1016757, кл. G 02 В 23/00, бюл. 17, 1983. 2. A.S. USSR 1016757, class G 02 B 23/00, bull. 17, 1983.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001133623/28A RU2209392C1 (en) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | Theodolite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001133623/28A RU2209392C1 (en) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | Theodolite |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2209392C1 true RU2209392C1 (en) | 2003-07-27 |
Family
ID=29211098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001133623/28A RU2209392C1 (en) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | Theodolite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2209392C1 (en) |
-
2001
- 2001-12-14 RU RU2001133623/28A patent/RU2209392C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6195615B1 (en) | Method of mutually aligning bodies and position-measuring sensor therefor | |
| JP3965593B2 (en) | Surveying device centripetal position measuring device and surveying instrument | |
| CN102538825B (en) | Optical axis orientation calibrating method of star sensor probe assembly | |
| SE513342C2 (en) | Device for centering a geodetic instrument | |
| Luo et al. | Rotating shaft tilt angle measurement using an inclinometer | |
| RU2209392C1 (en) | Theodolite | |
| CN105466411B (en) | Four axis fibre optic gyroscopes and its north finding method | |
| RU2523736C1 (en) | Measurement of dihedral angles at mirror-prismatic elements and device to this end | |
| CN114838721B (en) | Optical fiber gyroscope orientation instrument | |
| RU2555511C2 (en) | Method and apparatus for maintaining geodetic direction | |
| RU2430332C2 (en) | Optoelectronic centring device | |
| RU1573985C (en) | Direction maintenance device | |
| RU2186337C2 (en) | Gear measuring relative angular position of reflectors | |
| RU2204116C2 (en) | Device transmitting horizontal direction from one level to another level | |
| SU1534300A1 (en) | Arrangement for checking optical catъs eyes | |
| SU1613858A1 (en) | Method of building spatial geodetic grid in the shape of chain of triangles and goniometeer for effecting same | |
| JP2003247827A (en) | Structure of normal opposite prism device | |
| SU1335805A1 (en) | System for determining error of telescope sighting position | |
| RU2047834C1 (en) | Optical system for measurement of angles of turn of two objects | |
| RU2060461C1 (en) | Code theodolite | |
| RU2650425C1 (en) | Gyro-compass with visual channel | |
| RU2053483C1 (en) | Micrometer theodolite | |
| RU2106600C1 (en) | Autocollimation theodolite | |
| SU969103A1 (en) | Sight autocollimator device | |
| Li et al. | Online evaluation technology for fiber-optic coil assembly in depolarized fiber-optic gyroscope |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041215 |