SU1760323A1 - Устройство дл определени угла поворота объекта - Google Patents

Description

1

(21)4826231/10 (22) 15.05.90 (46)07.09.92. Бюл. №33

(71)Московский институт инженеров землеустройства

(72)Ю.К.Неумывакин,- В.В.Буш, М.И.Пер- ский и А.Н.Сухов

(56)Авторское свидетельство СССР № 1328668, кл. G 01 В 11/30, 21.01.85.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ОБЪЕКТА

(57)Изобретение относитс  к геодезическому приборостроению, в частности к вспомогательным приборам дл  определени  угловых перемещений объекта относительно заданного направлени . Сущность изобретени : устройство содержит полупрозрачную пластину с отверстием дл  пропуска луча, измерител  малых перемещений и узлов , позвол ющих измен ть развороты марки в пространстве. При выполнении измерений марку устанавливают на объект и направл ют на нее луч света или лазера Величину угла разворота определ ют по отклонени м отраженного луча от центра мерки . 3 ил.

Изобретение относитс  к геодезическому приборостроению, в частности к вспомогательным приборам дл  определени  угловых перемещений объекта относительно референтного направлени , заданного с помощью автоколлимационного теодолита или лазера.

Известна насадка к зрительной трубе, с помощью которой по рискам, нанесенным на объекте, определ ют угол разворота объекта в одной плоскости. С помощью подобной насадки угол разворота объекта определ ют путем совмещени  штриха, нанесенного на стекл нный диск насадки,- с рисками на объекте и вз ти  отсчета по лимбу .

Недостатками этого устройства  вл ютс  отсутствие возможности определени  углов в трехмерном пространстве, низка  точность измерений, малый диапазон измер емых углов.

Известен также зеркально-линзовый отражатель (ЗЛО), содержащий корпус, объектив , отражатель и коллективную линзу. ЗЛО

устанавливают на наблюдаемом объекте и визируют на него автоколлимационным те одолитом. Необходимую информацию получают по смещени м автоколлимационного изображени  относительно центра окул рной сетки. Недостатком этого устройства  вл етс  то, что с его помощью можно определ ть только малые углы разворота (в пределах нескольких секунд), невозможность применени  лазерного луча, что ограничивает рассто ние между источником и ЗЛО. сложность юстировки. Перечисленные недостатки снижают производительность труда и исключают возможность применени  ЗЛО при наблюдени х за объектами, развороты которых могут достигать нескольких градусов.

8 наиболее близком по технической сущности устройстве (2) излучение последовательно проходит частично прозрачный оптический элемент, отражаетс  от плоско го отражател  и регистрируетс  на экране. совмещенным с частично прозрачным опт ческим элементом, с помощью отсчетного

О

.8

ГО CJ

блока, причем об угловом развороте суд т по отношению линейного смещени  оси светового пучка к рассто нию от экрана до плоского отражател .

Однако, данное устройство не обеспечивает возможности измерени  больших углов поворота объекта, т.е. ограничен диапазон измерений.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности труда и расширение диапазона измерений.

Поставленна  цель решаетс  тем, что корпус выполнен с возможностью поворота вокруг продольной оси относительно узла базировани , на котором установлен введенный узел дл  измерени  угла поворота корпуса, оптический блок выполнен с возможностью поворота относительно корпуса в плоскости, совмещенной с продольной осью, причем частично прозрачна  пластина выполнена с отверстием, центр которого совмещен с точкой пересечени  продольной оси и оси вращени  оптического блока .

На фиг.1 и 2 показан продольный разрез устройства; на фиг.З - вид на оптический блок со стороны полупрозрачной пластины.

Оптический блок 1 содержит отражатель 2, полупрозрачную пластину 3 с отверстием 5, измеритель малых перемещений 4, биссектор 6, ось вращени  7 и установленное о корпусе 8 устройство 9 дл  поворота оптического блока 1, а также направл ющую поверхность 10, укрепленную на объекте , закрепительный винт 11, отсчетное устройство (лимб) 12.

Устройство работает следующим образом (фиг.1 и 2).

Луч света или лазера проходит отверстие 5 и отражаетс  на полупрозрачной пластине 3. С помощью измерител  малых перемещений 4 определ ют рассто ние АН от свет щейс  точки на пластине до продольной оси корпуса в плоскости пластины 3. Поворачивают корпус на 180°, определ   угол поворота по лимбу, и после этого измер ют рассто ние Д h (фиг.2).

Угол разворота равен Д л

где и/fc- углы падени  луча на плоский отражатель,

Јi arctgf-|l,/fc arctgf|

где L - рассто ние между отражателем и полупрозрачной пластиной.

Устройство 9 дл  поворота оптического блока 1 служит дл  того, чтобы избежать попадани  отраженного луча в отверстие 5. Дл  этого перед началом измерений опти- ческий блок поворачивают на такой угол, чтобы отраженный луч при двух положени х корпуса 8 попадал на пластину 3 в отверстие 5.

Когда необходимо знать не абсолютную величину разворота объекта, а только изменение углов разворота можно выполн ть измерени  при одном положении корпуса 8.

В подобных случа х искомые величины получают по формуле:

A/3 arctg 1/2L( Д h- AI,),

где А И и А 1ц -соответственно рассто ни  измеренные в 1 и i-м циклах измерений. Среднюю квадратическую погрешность угла разворота находим по формуле

m

А,

А Л

25

где mi - средн   квадратическа  погрешность определени  величин А И и Д In Подставив в эту формулу возможные значени  L 100 мм, mi 0,01 мм, получим mg 7.

0 Увеличение углов разворота зависит от размеров полупрозрачной пластины 3. При этом максимальные значени  отсчетов равны

5 |ДИ |AI2I «Јd ,

где d - ширина пластины или ее диаметр. Максимальное значение угла разворота

равн етс  Д d . Принима  d L

100 мм, получим max 15°.

Увеличение значений углов, которые позвол ют измерить предлагаемое устройст- 5 во, расшир ет возможность его применени  в строительстве.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  определени  угла поворота объекта, содержащее источник колли- 0 мированного излучени , узел базировани . выполненный с возможностью закреплени  на объекте, корпус с продольной осью закрепленный на узле базировани , и установленный в корпусе оптический блок с 5 жестко закрепленными параллельно друг другу плоским отражателем и частично прозрачной пластиной, а также оптически сопр женным с ней измерителем перемещений ,отличающеес  тем,что сцелью

   расширени  диапазона, корпус выполнен с возможностью поворота вокруг продольной оси относительно узла базировани , на котором установлен введенный узел дл  измерени  угла поворота корпуса, оптический блок выполнен с возможностью поворота

   ФиП

   11

   10

   4

   относительно корпуса в плоскости, совмещенной с продольной осью, причем частично прозрачна  пластина выполнена с отверстием, центр которого совмещен с точ- кой пересечени  продольной оси и оси вращени  оптического блока.

   фиг 2

   А-А 8

   ЩигЗ