SU1760314A1

SU1760314A1 - Altimeter

Info

Publication number: SU1760314A1
Application number: SU904899064A
Authority: SU
Inventors: Виктор Михайлович Соловьев; Марк Вениаминович Раик
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела
Priority date: 1990-12-04
Filing date: 1990-12-04
Publication date: 1992-09-07

Abstract

Область использовани : оптическое приборостроение, дл определени высот точек и мощности пластов горных пород. Сущность изобретени : устройство решает задачу повышени удобства эксплуатации и производительности работ за счет упрощени процесса измерени посредством использовани панкратической системы, расположенной ортогонально визирной оси зрительной трубы и размещенной между лимбом и куб-призмой 2. Панкратическа оборачивающа система кинематически св зана с фокусировочной системой. При фокусировке руко ткой 18 перемещаетс объектив 1 в оправе 12. Ее зубчата рейка 13, св занна с венцом 14 оправы 8 панкратической системы, перемещает линзы 6 и 7, что измен ет увеличение отсчетной системы , а именно измен ет видимый интервал делений шкалы при сохранении цены делени . 2 ил. v ЁArea of use: optical instrumentation, to determine the heights of points and the thickness of the rock layers. SUMMARY OF THE INVENTION: The device solves the problem of increasing ease of operation and productivity by simplifying the measurement process through the use of a pancratic system located orthogonal to the sighting axis of the telescope and placed between the limb and the cube-prism 2. The pancratic wrapping system is kinematically connected with the focusing system. When focusing by the handle 18, the lens 1 is moved in the frame 12. Its gear rack 13, which is connected to the rim 14 of the frame 8 of the pancratics system, moves the lenses 6 and 7, which changes the increase in the reading system, namely, changing the scale interval. division prices. 2 Il. v Ё

Description

Изобретение относитс к области оптического приборостроени , в частности к вы- сотомерным приборам, предназначенным дл определени высот точек относительно горизонта инструмента (горизонтальной оси прибора) и может быть использовано дл определени мощности пластов горных пород и их углов падени при геологической съемке обнажений на разрезах, при определении высоты подвески проводов и дл решени других аналогичных задач в строительстве и при инженерных изыскани х.The invention relates to the field of optical instrumentation, in particular, to high-altitude devices designed to determine the heights of points relative to the instrument horizon (horizontal axis of the instrument) and can be used to determine the thickness of rock formations and their angles of incidence during geological surveys of outcrops on sections determining the height of the suspension wires and for solving other similar problems in construction and engineering survey.

Известен высотомер, содержащий основание , зрительную трубу с сеткой нитей, свободно подвешенный лимб со шкалами высот, введенными в поле зрени трубы, и механизм наклона верхней части прибора относительно основани , позвол ющей определ ть высоту точек относительно горизонта инструмента и угол наклона пластаAn altimeter is known that contains a base, a telescope with a grid of threads, a freely suspended limb with scales of heights entered into the field of view of the pipe, and a mechanism for tilting the upper part of the device relative to the base, which allows determining the height of points relative to the instrument horizon and the angle of inclination of the formation

при заданном рассто нии до объекта. Зрительна труба с лимбом и подставкой при измерении углов наклона пластов поворачиваютс относительно основани , снабженного шкалой дл отсчета указанных углов.at a given distance to the object. The optic tube with the limb and the stand, when measuring the angles of inclination of the layers, are rotated relative to the base, provided with a scale for counting the angles indicated.

Недостатками такого устройства вл ютс сложность юстировки, громоздкость и массивность прибора, ухудшение работы подвески лимба при наклонах верхней части прибора.The disadvantages of such a device are the difficulty of adjustment, the bulkiness and massiveness of the instrument, the deterioration of the limb suspension when the upper part of the instrument is tilted.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс высотомер, содержащий основание, зрительную трубу с окул ром, сеткой нитей и стекл нной пластиной с индексом, свободно подвешенный лимб со шкалой. В указанном высотомере дл определени нормальной мощности пласта между сеткой и стекл нной пластиной установлена оборачивающа панкраги- ческа система, а стекл нна пластина сClosest to that proposed by the technical entity is an altimeter containing a base, a telescope with an eyepiece, a net of threads and a glass plate with an index, a freely suspended limb with a scale. In the indicated altimeter, to determine the normal thickness of the reservoir, a pancragic system is installed between the grid and the glass plate, and a glass plate with

VI (VI (

ОABOUT

соwith

ЈJ

индексом установлена с возможностью поворота и соединена зубчатой передачей с панкратической системой.index is installed with the possibility of rotation and is connected by a gear with a pancratic system.

Определение и мощностей с помощью этого прибора производитс следующим образом. От основани обнажени , высоты точек которого необходимо определить , отмер ют рулеткой или дальномером рассто ние, равное 10,20 или 30 м, руководству сь целесообразностью или реальными возможност ми при дальнейших измерени х .Determination and power using this device is as follows. From the base of the outcrop, the height of the points of which is necessary to determine, a distance of 10.20 or 30 m is measured by a tape measure or a range finder, guided by expediency or real possibilities for further measurements.

Устанавливают прибор на выбранной точке и производ т измерени превышений и мощности различных точек уступа по одной из шкал высот, соответствующей рассто нию до измер емых точек. При этом дл измерени нормальной мощности поворачивают с помощью специальной руко тки пластину с индексом на угол наклона пласта .Install the device at the selected point and measure the elevations and power of the various points of the ledge on one of the scales of heights corresponding to the distance to the measured points. At the same time, to measure the normal power, the plate with the index on the formation angle is turned using a special pen.

Недостатком описанного устройства вл етс перегруженность пол зрени (более одной высотомерной шкалы), необходимость предварительного измерени рассто ни до исследуемого объекта, выбор конкретного (к тому же дискретного) рассто ни дл съемки, которое не всегда дл этого удобно. Целью изобретени вл етс повышение производительности за счет исключени предварительного измерени рассто ни до объекта.The disadvantage of the described device is the overload of the field of view (more than one altimeter scale), the need to preliminarily measure the distance to the object under study, the choice of a specific (also discrete) distance for shooting, which is not always convenient for this. The aim of the invention is to increase productivity by eliminating the preliminary measurement of the distance to the object.

Это достигаетс тем, что панкратиче- ска оборачивающа система с начальным увеличением Г0 расположена между вертикальным лимбом и куб-призмой, линзовые компоненты панкратической оборачиваю щей системы кинематически св заны с объ- ектиаом зрительной трубы, имеющим фокусное рассто ние F и расположенным на рассто нии Si от сетки нитей, а увеличение р нкратической системы определ етс из соотношени This is achieved by the fact that the pankratic reversing system with the initial magnification G0 is located between the vertical limb and the cube-prism, the lens components of the pancratic reversing system are kinematically connected with the object of the telescope, which has a focal distance F and is located at a distance Si from the grid of threads, and the increase in the pcratic system is determined from the ratio

r-(1-)irИспользование панкратической системы не дл изменени увеличени зрительной трубы высотомера (т.е. видимой величины изображени ), а дл изменени масштаба шкалы, а также одновременна (совмещенна ) фокусировка зрительной трубы перемещением объектива и отсчет- ной шкалы высот оборачивающей панкратической системы позвол ет существенно упростить услови эксплуатации прибора при полевых работах, так как исключает необходимость предварительного измерени рассто ний до объектаr- (1-) ir Using a pancratic system not to change the magnification of the telescope of the altimeter (i.e., the visible image size), but to change the scale of the scale, as well as simultaneous (combined) focusing of the telescope by moving the lens and the reading scale of the heights system makes it possible to significantly simplify the conditions of operation of the device during field work, as it eliminates the need for preliminary measurement of the distance to the object

На фиг 1 представлена принципиальна схема прибора, на фиг 2 - вид пол зрени с рассто ни do, на фиг 3 - то же, с рассто ни diFig. 1 is a schematic diagram of the device; Fig. 2 is a view of the field of view from a distance do; in Fig. 3 the same, from a distance di.

Высотомер (фиг 1) содержит последовательно расположенные объектив 1, куб- призму 2, сетку нитей 3, окул р 4. Шкала лимба 5 передаетс на сетку 3 с помощью линз б и 7 оборачивающей панкратическойThe altimeter (Fig. 1) contains successively located objective 1, a cubic prism 2, a grid of filaments 3, and an eye 4. The scale of the dial 5 is transmitted to the grid 3 by means of lenses 6 and 7 turning pancritical

системы и куб-призмы 2 Линзы 6 и 7 оборачивающей системы, заключенной в оправу 8, имеют направл ющие 9, которые вход т в криволинейные пазы 10 оправы 8 и в пр молинейный паз неподвижной втулки 11. Оправа 12 объектива 1 снабжена зубчатой рейкой 13, котора входит в зацепление с зубчатым венцом 14 оправы 8, расположенной с возможностью поворота в неподвижной втулке 11.the systems and the cube-prism 2 Lenses 6 and 7 of the wrapping system enclosed in the frame 8 have guides 9 which fit into the curvilinear grooves 10 of the frame 8 and into the linear groove of the fixed sleeve 11. The frame 12 of the lens 1 is equipped with a toothed rack 13, which engages with the ring gear 14 of the frame 8, which can be rotated in the fixed sleeve 11.

Зрительна труба заключена в корпусе 15, св занном с подставкой 16 через подшипник 17.The telescope is enclosed in the housing 15 associated with the stand 16 through the bearing 17.

Геометрическа форма пазов 10 рассчитываетс в зависимости от величины перефокусировки зрительной трубы, фокусного рассто ни объектива 1, фокусного рассто ни линз 6 и 7 оборачивающей системы и значени изменени линейного увеличени изображени объекта в плоскости изображени .The geometrical shape of the grooves 10 is calculated depending on the magnitude of the refocusing of the telescope, the focal length of the lens 1, the focal length of the lenses 6 and 7 of the reversing system, and the value of the change in the linear magnification of the image of an object in the image plane.

Фокусировка зрительной трубы высотомера осуществл етс объективом 1 посредством руко тки 18.The telescope of the altimeter is focused by the lens 1 by means of the handle 18.

Таким образом, панкратическа система не оказывает вли ни на увеличение зрительной трубы. Шкала высот, передаваема с лимба 5 оборачивающей системой и куб- призмой 2 на сетку 3, имеет посто нную цену делени (см. фиг.2 и 3), а видимый интервал ее мен етс в зависимости от рассто ни между линзами 6 и 7, более точно от соотношени рассто ний между плоскостью шкалы на лимбе vi первой по ходу линзой 6 оборачивающей системы и второй поThus, the pankratic system does not affect the enlargement of the telescope. The scale of heights transmitted from limb 5 by the inverting system and cube-prism 2 to grid 3 has a constant division price (see Figures 2 and 3), and its apparent interval varies depending on the distance between lenses 6 and 7, more precisely, the ratio of the distances between the scale plane on vi limb, the first along the lens 6 along the turning system, and the second along

ходу линзы 7 оборачивающей системы и плоскостью сетки нитей 3,the course of the lens 7 of the wrapping system and the plane of the reticle 3,

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При наведении зрительной трубы на предмет (уступ) его изображение формируетс объективом 1 на сетке 3. В зависимости от угла наклона зрительной трубы на этой же сетке 3 строитс изображение участкаWhen you hover the telescope on an object (ledge), its image is formed by lens 1 on grid 3. Depending on the angle of inclination of the telescope, an image of the section is constructed on the same grid 3

шкалы лимба 5, соответствующего этому углу . Шкала оцифрована в линейных единицах и рассчитана по формуле h D tg a, где h - высота. D - рассто ние до объекта, а - угол наклона, т.к. рассто ние до предметов измер етс наклонное. Отсчет беретс по сетке 3 нитей.Scale limb 5 corresponding to this corner. The scale is digitized in linear units and calculated by the formula h D tg a, where h is the height. D is the distance to the object, and is the angle of inclination, since distance to objects is measured inclined. The count is taken on a grid of 3 threads.

Поворот фокусировочной руко тки 18 вызывает поступательное перемещение оправы 12 обьектива 1, снабженной зубчатойTurning the focusing handle 18 causes the translational movement of the rim 12 of the lens 1, equipped with a gear

рейкой 13, на величину X --, где X d2rail 13, the value of X -, where X d2

перемещение обьектива при перефокусировке; F - фокусное рассто ние объектива; d - рассто ние до объекта (от переднего фокуса объектива до предмета). Одновременно во втулке 11, закрепленной в колонке основани 16, поворачиваетс оправа 8 с венцом 14 и двум криволинейными пазами 10. При повороте оправы 8 линзы 6 и 7 оборачивающей системы совершают поступательное перемещение, величина которого определ етс углом поворота оправы 8 и геометрией направл ющих пазов 10. Это измен ет линейное увеличение оборачивающей системы в соответствии с приведенной формулой и, следовательно, мен ет видимый линейный интервал шкалы лимба 5, проектируемой в плоскости изображени сетки 3.moving the lens when refocusing; F is the focal length of the lens; d is the distance to the object (from the front focus of the lens to the object). At the same time, the frame 8 with the crown 14 and two curved slots 10 rotates in the sleeve 11 fixed in the column of the base 16. When the frame 8 rotates the lenses 6 and 7 of the reversing system, they make a translational movement, the value of which is determined by the angle of rotation of the frame 8 and the geometry of the guide grooves 10. This changes the linear increase in the inverting system in accordance with the formula and, therefore, changes the visible linear interval of the scale of the dial 5, projected in the image plane of the grid 3.

Таким образом, в предлагаемом высотомере мен етс видимый масштаб шкалы в зависимости от рассто ни до объекта, что позвол ет использовать одну шкалу дл измерени высот и мощностей на любом рассто нии без его предварительного измерени . При выборе места установкиThus, in the proposed altimeter, the apparent scale of the scale varies depending on the distance to the object, which allows the use of one scale to measure heights and powers at any distance without first measuring it. When choosing an installation site

00

прибора следует учитывать только удобство работы. Это повышает эргономичность эксплуатации , а также производительность работ , так как исключает указанную выше операцию, требующую определенного времени .device should consider only the convenience of work. This increases the ergonomics of operation, as well as the productivity of work, as it eliminates the above operation, which requires a certain time.

Claims

The invention of the Altimeter containing a wrapping pancratic system with an initial increase of Go, a telescope mounted in a stand can be rotated around a horizontal axis and made with successively located an optical axis ha of an optical axis with

5 by a focal distance F, installed with the possibility of moving along the opposing axis, a cube-prism optically conjugated to the vertical limb, and a grid of filaments placed at a distance SI from

0 lens, different in that. that, in order to increase productivity by eliminating the preliminary measurement of the distance to the object, the pancratic wrapping system is located between the vertical limb and the cube-prism, the lens components of the pancratic inverting system of the kinematic axis with the telescope lens, and its increase from the ratio

0

P

- / 1 F Fr

() Sr °

five

15

H h OtSn

doa

Fig 2

Rie.5

d

About Rie.5