SU394658A1 - Нивелир с самоустанавливающейся линией визирования - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области геодезического приборостроени  и, в частности, к нивелирам с самоустанавливающейс  линией визировани .

Известны нивелиры с самоустанавливающейс  линией визировани , содержащие корпус , основание, объектив, окул р, оптический микрометр и компенсатор углов наклона линии визировани , выполненный в виде вертикально подвешенного зеркала, служащего одновременно фокусирующим элементом.

Дл  повышени  точности измерений этими нивелирами необходимо уменьшить погрешность , возникающую вследствие несовпадени  аналитической точки с вертикальной осью вращени  зрительной трубы.

Согласно изобретению эта задача решена путем использовани  одного из элементов оптического микрометра в качестве компенсатора , например зеркала, которое передает изобра кение шкалы микрометра и жестко скреплено с подвесным элементом компенсатора углов наклона линии визировани .

Характер компенсационного устройства, примененного в микрометре, не имеет существенного значени . Возможно шкалу микрометра , микрометрический объектив или часть последнего , часть отражательной системы, предусмотренной в микрометре, или всю отражательную систему смонтировать на ма тниковой подвеске.

Если нивелирный прибор снабжен автоматическим регул тором визирной линии, то комиеисацион юе устройство преимущественно соедин ют с этим регул тором, чтобы микрометрические показани  по вл лись в окул ре зрительной трубы. При надлежащем выполнении микрометра возможно проверить

точность горизонтального располол ени  нивелирного прибора согласно .изобретению.

На фиг. 1, 2 приведены схемы, по сн ющие принцип действи  нивелира; на фиг. 3 - изображен нивелирный прибор, продольный разрез; на фиг. 4 - оптические детали; на фиг. 5 - носитель меток дл  отсчета и микрометрическа  шкала; на фиг. 6 - поле зрени  окул ра нивелирного прибора. На фиг. 1 показан объектив Lj нивелирного

прибора, остальна  часть которого не изображена , с оптической осью Oi-Oj, располол енной вне горизонтальной плоскости Я-Н вследствие отмеченного выше неизбежного наклона вертикальной оси S-S.

Аналитическа  точка А находитс  на рассто нии а и Л/1 от вертикальной оси S-S и горизонтальной плоскости Я-Я; она представл ет ту точку, через которую проход т все горизонтальные визирные лучи. Оптичеека  ось Oi-Oi образует с горизонтальной

Плоскостью //-Н угол а. При вращении объектива LI вокруг вертикальной оси S- -5 дальномерна  точка иеремеи аетс  по круговому пути, который имеет иаклон относительно горизонтальной плоскости нод У1ло.м о;. Так как этот угол ччаклона а мал, то отклоиснно точки А от горизонтально плоскости Н---И онредел етс  в зав:1симости от угла но форм л с

А/г г- а-х.

: Отклонение A/J должно теперь прн каждом 1рмерении автоматически устран тьс  в зависимости от поворота ириоора вокруг ве ггиКальной оси 5-5, рассто ни  а и у1ма нак.лоrfa а. Дл  этого следует применить KOMiicjicailiioHHoe устройство.

I Если компенсационное устройство согласно фиг. 2 имеет форму нростого зеркала Р на а т иковой иодвеске, которое расположено ца ходу параллельных луче1 линзы L с онтнческой осью Oz-Oz, фокусным )ассто нием /i и с плоскостью Е, то это () будет ком.ненсировать отклонение

:А/г :/.2,(2)

|де а - гол наклона качающегое  зерка.ча / (;иаклон нрибора). Если нриравн ть оба равиени  (1) и (2), то в результате получим

а

/

Т

три котором отклонение Д/г будет скомиененрЬвано в каждом с.тучае. ри иснользовании крмиенсатора другой конструкции и с другиМи комиенсируюи1ими евойствамп, как лравио|о , э-ia зависимость будет иметь другой вид. I На фи1. 3 показан корпус /, расположенный на тре.хоиорном основании с возможнрстью поворота вокруг вертикальной оси з-5з и содержащий с одио11 стороны, объе |ктив 3 с обоймой 4 перед отверстием 5, и, с д ругой стороиы, окул рную паеадку 6 с окуЛ: ром 7. Об15ектив -3 можно неремещать и арр|ети )овать носредством ианравл юиикч 8, 9, 10, 11 ио паиравлени м, указанным диойной стрелкой С. 11а 1равл юи1ие 10 и // )меют прорези 12 и 13. На объективе 3 расиоложены лрни  визировани  14 и щестиграниа  (кубическа ) онтичеека  призма 15 с иоверхностью раздела 16. Визирна  лиии  14 лежит иа оп|цческой оси Оз-0: объектива 3, иа обойме 4 которого укреилеиа прозрачна  шкала 17 с микрометрнчеекими делеии ми 18 (см. фиг. 5). ОитИческа  щестигранна  .нризма 15 снабжена непрозрачными п.окрыти ми иа двух соседних гран х 19, 20, которые ограничивают п чок лучей изображени , ироход щих через ноиеречное сечение иризмы.

Объектив 3 и окул р 7 представл ют собой основные части системы зрительной , у которой аналатическа  точка совпадает с визирпой линией /4, нричем к этой же системе принадлежат качающеес  зеркало 21, размещенное примерно иа полови} е фокусного рассто ни  объектива, визирна  лини  14, поверхность раздела 16, линза 22, укренле;1иа  в обойме 4, нр моуго.чьна  призма 23 и oTjiaжающий оптический элемент 24. В плоскости окул ра на стороне объектива находитс  стекл нна  нластинка 25. Обща  оптическа  ось линзы 22, oHji-iiecKoro элел1еи а 24 и ок} .1ира 7 обозиачепа О;-О;. Оиа имеет общую точку с осью Оз - Оз ири прохождении

через поверхность раздела 16. Качающеес  зеркало 21 размещено в обойме 26, с которой соединен иорщеиь 27 носредство.Л промежуточной дета;1И 28 с вь)езо1М 29, предназначенным дл  нрохождени  лучей дл  зрительной

трубы; этот порщеиь иере.л1еа1аетс  в цилиндре Зи. Порщень 27 и цилиндр 30 образуют воздушиый демпфер дл  демифировапи  колебаiiin качающегос  зеркала 21, с которым посредством другой промежуточио детали 31

жестко соедииено небольщое зеркальце 32, расно.шжениое в обойме 33 так, что оно участвует в колебани х качающегос  зеркала 21. С общей опорой 34 жестко соединена зубчата  рейка 35, вход и1,а  в зацеилеиие с щестерней 36, ось которой имеет свои опоры в кориусе /.

Грани 19, 20 призмы 15 и визирна  лиии  14 наход тс  на стороне объекта фокусной плоскости лиизы 22; в отклонеииом ходе луча

между линзой 22 и оитическим элементом 24 образуетс  параллельный ход лучей. Через оптический элемеит 24 лучи от объекта сход тс  в п.юскости пзображеии  окул ра. Возиикаюи ,ее тем изображение рассматриваетс 

через окул р /. Если изображение возникает позади или внередн плоскости изображени  оку;1Я|)а, то вра1це11ием шестерни 36 через зубчатую рейку S5 можно исреместить опору 34 и тем самым качающеес  зеркало 21 настолько , чтобы в окул ре по вилось резкое изображение объекта.

Зеркальце 32 находитс  иа пути параллельного хода .тучей системы изображени  37, в

фокусно п.чоскостп которой находитс  нар ду с микрометрической П1калой 18 также индекс 38 на шкале 39 (см. (|)иг. 5). )метрическа  шкала 18 предусмотрена, кроме того, в фокусной плоскости на стороне

объекта линзы 40, нрочно склеенной с нр моугольной нризмой 41. Друга  лииза 42 раз.мещена в обой.ме 4 таким образом, что она имеет общую оптическую ось с линзой 40 и что грани с нокрытием 19 щестигранной

призмы 15 всегда точно расположены иа j)acсто нни , равном фокусному рассто нию липзы 42 от линзы 40. Микрометрическа  шкала имеет общую точку с оптической осью Оз-ОБ, параллельио которой расиоложеиа ось OG-Og

системы изображени  37 (см. фиг. 4). Микрометричеекие делени  18 и иидекс 38 расположены симметрично отиосительно оси ОБ-Об оптические оси Оз-Оз и Og-Og, а также индекс 38 лежит в одной плоскости при точно

вертикальном положении оси 5з--5з.

Индекс 38 отображаетс  посредством светового луча, изображенного на фиг. 4 вне оси в виде главного светового луча 43, через систему изображени  37 и через зеркальце 32, которое качаетс  на ма тниковой подвеске на микрометрическую шкалу 18. Зеркальце 32 после наклона корнуса / в плоскости чертежа на угол а образует два луча до и после отражени  главного светового луча 43, причем эти два частичных луча будут иметь угол между собой 2«. Линзы 40, 42 благод,ар  прорез м 12, 13 также образуют изображение индекса 38 и микрометрической шкалы 18 на грани 19 шестигранной призмы 15. Кроме того, объектив 3 образует изображение далеко расположенной цели через качаюшеес  зеркало на грани 20 той же призмы 15. Посредством покрытий на гран х 19 и 20 изображени  будут срезаны таким образом, что диафрагмированна  часть одного изображени  будет дополнена незатемненной частью другого изображени . Оба изображени  передаютс  через линзу 22 и оптический элемент 24 в плоскость изображени  окул ра, так что в ноле зрени  окул ра по витс  изображение, показаппое на фиг. 6.

Аналатическа  точка 14 системы зрительной трубы, хот  и лежит вне вертикальной оси 5з-5з, однако соблюдены услови , определ емые уравнением (3), так что зеркало 32, всегда располагаемое по вертикалн благодар  ма тниковой подвеске, компенсирует ошибку, образуемую вследствие отклонени  дальномерной точки от вертикальной оси.

Изобретение не ограничено ни изображенной формой компенсационного устройства, ни

характером микрометра. Например, микрометрические делснн  н индекс могут быть расположены на продлении хода светового луча с промежуточным включением качаюшейс  призмы или даже системы призм, расположенных последовательпо друг за другом. Воз:можно также индекс нли микрометрическую шкалу сделать также качаюшнмис . Л 1крометрические делени  можно нанестн па поверхность

барабана, который перемешаетс  относительно индекса, наход щегос  в той лч.е плоскости. В этом случае должно иайти применение компенсационное устройство, которое воздействует только на половпну хода лучей от изображаемого обт:,екта.

П р с д м е т и 3 о б р е т е н и  

Нивелир с самоустанавливаюшейс  линией визировани , содержащий корпус, основание, объектив, окул р, оптический икpoмeтp и компенсатор углов паклопа линии визировани , выполненный в виде вертикально подвеnieuiioro зеркала, служащего одновременно

фоку сиру юнтим элементом, отличаюгцийс 

тем, что, с целью уменьшени  погрешностп,

возникающей вследствие несовпадепи  аналатпческой точки с вертикальной осью вращепи 

зрительной трубы, в нем один из элементов оптпческого микрометра служит компенсатором и выполпеп, например, в виде зеркала, передающего изображенпе шкалы микрометра, которое жестко скреплено с подвесным элементом компенсатора углов наклона линии визировани .

f-..0,

ri0

iSuef

/ /7 J7

/ / / /

JS