Нивелир

 

НИВЕЛИР, содержаищй подставку , алидадную часть, зрительную трубу , установочный и контактньш уровни , элевапионное устройство с оптической системой, включающей контактную призму, и механическим блоком, состоящим из направляющих, зубчатой рейки и шестерни, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда и точности измерений, оптическая система элевационного устройства снабжена двумя объективами и ромбической призмой, а механический блок - кареткой, жестко связанной с зубчатой рейкой и выполненной с возможностью перемещения по направляющим , установленным на алидадной части , и злевационным винтом, жестко связанным с шестерней, причем контактная призма и первый объектив., укрепленные на каретке, расположены над контактным уровнем, установленным на алидадной части параллельно его оси, а ромбическая призма, установленная в, окулярной части (П зрительной трубы, и второй объектив жестко скреплены со зрительной трубой , соединенной с алидадной частью с возможностью наклона. :л х 44

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9у (f () 4(5() С 01 С 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЧИТЕТ СССР

Г}0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3587571/24-10 (22) ?7.04.83 (46) 23.04.85. Бюл. Р 15 (72) В.Н. Пышкин (71) Научно †исследовательск институт прикладной геодезии (52) 528.541(088.8) (56) 1. Справочник геодезиста, М., "Недра", 1975, с. 700.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 7774 18, кл. (: 01 С 5/00,04.05.78 (прототип). (54)(57) НИВЕЛИР, содержащий подставку, алидадную часть, зрительную трубу, установочный и контактный уровни, элевационное устройство с оптической системой, включающей контактную призму, и механическим блоком, состоящим из направляющих, зубчатой рейки и шестерни, о т л ич а-ю шийся тем, что, с целью повышения производительности труда и точности измерений, оптическая система элевационного устройства снабжена двумя объективами и ромбической призмой, а механический блок — кареткой, жестко связанной с зубчатой рейкой и выполненной с возможностью перемещения по направляющим, установленным на алидадной части, и элевационным винтом, жестко связанным с шестерней, причем контактная призма и первый объектив., укрепленные на каретке, расположены над контактным уровнем, установленным на алидадной части параллелтк но его оси, а ромбическая призма, установленная в окулярной части зрительной трубы, и второй объектив жестко скреплены со зрительной трубой, соединенной с алидадной частью с возможностью наклона.

115181

Изобретение относится к геодези,ческому приборостроению, а именно к нивелирам, которые предназначены для геометрического нивелирования.

Изв йтен нивелир с подставкой, 5 алидадной частью, зрительной трубой с установочным и контактным уровнями, приводимой в горизонтальное положение при помощи элевационного

ВинтА (1) е

Иедостатками нивелира являются низкая производительность работ и . низкая точность приведения визирной оси зрительной трубы в горизонтальное положение.

Ияиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является нивелир, „.содержащий подставку, алидадную часть, зрительную трубу, горизоитирующий элемент в виде линзового компенсатора, установленного перед объективом зрительной трубы, установочный и контактный уровень, элевационое устройство с призменной сис- 25 темой, связывающей Визирную ось зрительной трубы с осью контактного уровня, состоящей из двух пентапризм и контактной призмы, установленной в окулярной части зрительной трубы, ЗО а также оптико-механическим блоком, состоящим из зубчатой рейки, жестко связанной с контактной призмой и снабженной шестерней и барабаном {2j .

Использование линзового компенсаторя для приведения визирной оси нивелира в горизонтальное положение ухудшает оптические характеристики зрительной трубы нивелира, например, качество изображения, контрастность, светопропускание.

Предметная плоскость, в которой расположен пузырек контактного уровня, не совпадает с плоскостью сетки нитей зрительной трубы и находится от окуляра зрительной трубы на расстоянии, превышающем двойное переднее фокусное расстояние окуляра.

Поэтому, во-первых, наблюдать контактное изображение пузырька в <окуляр зрительной трубы нивелира можно только на определенном расстоянии от окуляра, равном

l (r а = f+z= f+ —1

55 где а — расстояние от задней главной плоскости окуляра до плоскости иэображений и f — соответственно переднее и заднее эквивалентные фокусные расстояния окуляра, Z — расстояние от передней фокальной плоскости окуляра до предметной плоскости, у

z — расстояние от задней фокальной плоскости окуляра до плоскости изображений.

Это приводит к появлению погрешностей при геометрическом нивелировании — неодновременности визирования и установки, отсчитывания по уровню и создает определенные трудности и неудобства в работе с нивелиром, что снижает производительность работ и точность приведения визирной оси зрительной трубы нивелира в горизонтальное положение.

Во-вторык, контактное иэображение пузырька контактного уровня, наблюдаемое в окуляр зрительной трубы, будет уменьшенным sP-- раз, где / масштаб изображения или линейное увеличение, а f и .Z соответствуют ранее приведенному обозначению, так как

/Z/ > /-f /, что также снижает точность приведения визирной оси зрительной трубы нивелира в горизонтальное положение.

Целью изобретения является повышение производительности труда и точности измерений путем повышения точности приведения визирной оси зрительной трубы в горизонтальное положение.

Для достижения поставленной цели в нивелире, содержащем подставку, алидадную часть, зрительную трубу, установочный и контактный уровни, элевационное устройство с оптической системой, включающей контактную призму, и механическим блоком, состоящим из направляющих, зубчатой рейки и шестерни, оптическая система элевационного устройства снабжена двумя объективами и ромбической призмой, а механический блок — кареткой, жестко связанной с зубчатой рейкой и выполненной с воэможностью перемещения по направляющим, установленным на алидадной части, и элевационным винтом, жестко связанным с шестерней, причем контактная призма и первый объектив, 1151817 жестко укрепленные на каретке, расположены над контактным уровнем, установленным на алидадной части параллельно его оси, а ромбическая призма, установленная в окулярной части зрительной трубы, и второй объектив жестко скреплены со зрительной трубой, соединенной с алидадной частью с возможностью наклона °

На фиг. 1 изображена принципиаль- 10 ная схема предложенного нивелира, вид сбоку, на фиг. 2 — схема нивелира, вид сверху, на фиг. 3 — разрез

А-А на фиг. 2, на фиг, 4 — элевационный винт, разрез. 15

Нивелир содержит подставку 1, вертикальную ось 2 вращения нивелира, алидадную часть 3, зрительную ,трубу 4, установочный уровень 5, контактный уровень 6, элевационное 2п устройство, состоящее из оптической системы и механического блока. Оптическая система (фиг. 1 и 2) состоит из контактной призмы 7, ромбической призмы 8, линзовых объек- д тивов 9 и 10. Механический блок (фиг. 1-3) состоит из направляющих

11, каретки 12, зубчатой рейки 13, шестерни 14, элевационного винта 1Ь

Элевационный винт (фиг. 4) 15 сос" тоит из винта 16, оправы 17, толкателя 18, полэуна 19, штифта 20, пробки 21, пружины 22, крышки 23.

Подставка 1 служит для крепления нивелира к головке штатива и предварительной установки визирной оси

35 нивелира в горизонтальное положе1 иие по установочному уровню 5.

Алидадная часть 3 соединяется с подставкой 1 посредством вертикаль40 нои оси 2 вращения прибора. Зрительная труба 4 крепится на алидадной части 3 с возможностью наклона относительно оси СС

Установочный уровень 5 жестко кре. пится к алидадной части 3 и служит

45 для предварительного приведения визирной оси нивелира в горизонтальное положение, Контактный уровень б крепится к алидадной части 3, причем проекции осей контактного уровня 6 и визирной оси зрительной трубы 4 на горизонтальную плоскость должны быть параллельны.

Элевационное устройство (7-23) служит для точной установки визирной оси нивелира в горизонтальное положение по неподвижному пузырьку контактного уровня 6, нахоцящемуся в любой части рабочего диапазона ампулы, ось которого в общем случае не горизонтальна.

Оптическая система (7-10) элевационного устройства служит для формирования и увеличения контактного изображения концов пузырька контактного уровня 6 в поле зрения окуляра (не обозначен) зрительный трубы 4.

Контактная призма 7 и первый объектив 9 крепятся к каретке таким образом, чтобы контактная призма 7 была расположена над контактным уровнем 6, а концы пузырька контактного уровня 6 находились в фокальной плоскости объектива 9. Ромбическая призма 8, установленная в окулярной части зрительной трубы 5, с вторым объективом 10 жестко крепятся к корпусу зрительной трубы, причем часть плоскости сетки нитей (не обозначена) зрительной трубы 4 перекрывается ромбической призмой 8, и фокальная плоскость .второго объектива 10 совладает с плоскостью сетки нитей.

Так как концы пузырька контактного уровня 6 лежат в фокальиой плоскости объектива 9, то из него выходит параллельный пучок лучей и изменение расстояния между объективами 9 и

10 при перемещении каретки 12 по направляющим 11 не влияет на взаимное положение плоскостей контактного изображения пузырька контактного уровня 6, строящегося в фокальной плоскости второго объектива 10, и сетки нитей, а также изменение расстояния между объективами 9 и 10 не влияет на величину увеличения контактного изображения, наблюдаемого через окуляр зрительной трубы 4.

Механический блок (11-23) элевационного устройства служит для связи визирной оси зрительной трубы 4 с осью контактного уровня 6 и точного приведения визирной оси в гоиэонтальное положение. Направляю- щие 11 установлены на алидадной части

3 и параллельны оси контактного уровня 6. Каретка 12 скреплена с зубчатой рейкой 13 и перемещается по направляющим 11. Элевационным винтом

15 вращается шестерня 14, жестко связанная с винтом 16. Шестерня 14 входит в зацепление с зубчатой рей1 f 51317 кой t3, посредством которой перемещается каретка 12. Элевацлонный винт

15 служит не только для перемещения каретки 12 с укрепленными на ней контактной призмой 7 и первым объективом 9, но и для соответственного наклона визирной оси нивелира путем наклона зрительной трубы 4 относительно оси СС . При вращении винта 16 толкатель 18 ввинчивается в оправу 1

-te скрепленную с алидадной частью 3, и толкает ползунок 19, который приподнимает штифт 20, упирающийся в пробку 21, укрепленную на корпусе зрительной трубы 4. При вывинчивании толкателя 18 ползунок 19 движется в обратном направлении под действием пружины 22 и пробка 21 опускается. Пружина 22 одним концом упирается в ползун 19, другим — в крышку 23, имеющую отверстие, через которое проходит винт 16, Нивелир работает следующим образом.

Вращением подъемных винтов (не обоэ25 начены) подставки 1 по установочному уровню 5 предварительно устанавливают визирную ось нивелира в горизонтальное положение. Пузырек контактного уровня 6 будет занимать произвольное положение относительно

30 нуль-пункта ампулы. Контактное изображение пузырька контактного уровня

6, полученное в контактной призме ?, пройдя через первый объектив 9, выйдет из него параллельным пучком лу- 35 чей, который, пройдя через второй объектив 10, фокусируется им, преломившись в ромбпризме S, в передней фокальной плоскости окуляра зрительной трубы 4, в плоскости сет- 4О ки нитей. В поле зрения окуляра одновременно наблюдаются .изображение нивелирной рейки и контактное изображение пузырька контактного уровня 6. В общем случае концы пузырька в контактном иэображении не совпадают, т.е. контактная призма 7 расположена не над серединой пузырька контактного уровня 6.

Вращением элевационного винта 15 совмещают концы пузырька контактного изображения, наблюдаемого через окуляр зрительной трубы 4, т.е. приводят контактную призму 7 на середину пузырька контактного уровня 6.Ы

Одновременно с этим визирная ось нивелира точно устанавливается в горизонтальное положение.

Главное условие работы нивелира заключается в том, что при наклоне оси контактного уровня 6 относительно горизонтального положения на угол визирная ось нивелира наклоняется на тот же угол, т.е. проекции касательной к середине пузырька контактного уровня 6 и визирной оси на вертикальную плоскость должны быть параллельны. В соответствии с этим передаточный коэффициент элевационного винта f5 должен быть таким, чтобы при перемещении каретки 12 с контактной призмой 7 и объективом 9 на и делений контактного уровня 6 визирная ось зрительной трубы 4 наклонялась на угол где g — угол наклона визирной оси зрительной трубы 4, n — цена деления контактного уровня 6, п — число делений контактного уровня 6, на которое перемещается каретка 12.

В поле зрения окуляра зрительной трубы 4 одновременно наблюдаются изображение нивелирной рейки и увеличенное контактное иэображение пузырька контактного уровня 6, что дает возможность сократить промежуток времени между приведением визирной оси зрительной трубы 4 в горизонтальное положение и отсчитыванием по нивелирной рейке и тем самым исключить один из источников погрешностей при геометрическом нивелировании — неодновременность визирования и приведения визирной оси нивелира в горизонтальное положение. Это позволяет повысить производительность работ и точность приведения визирной оси зрительной трубы нивелира в горизонтальное положение.

Так как отношение фокусных расстояний второго объектива 10 и окуляра зрительной трубы 4 выбирается большим единицы, и поле зрения окуляра наблюдают увеличенное контактное изображение пузырька контактного уровня 6, что дает возможность повысить точность приведения визирной оси нивелира в горизонтальное положение. Например, если фокусное расстояние. второго объектива 1О в три раза больше фокусного расстояния окуляра зрительной трубы 4, то контактное изображение пузырька р будет наблюдаться под увеличением Г 05 )r г =

«ок

В нивелире для приведения визирной оси зрительной трубы 4 в горизонтальное положение применен элевационный винт 15 что позволяет исключить из конструкции нивели.— .ра линзовый компенсатор, устанавлиI ваемый перед обьективом зрительной трубы 4, и тем самым улучшить оптические характеристики зрительной тру1151817 8 бы 4, например, качество изображения, контрастность, увеличить коэффициент пропускания. Например, количество преломляющих поверхностей оптической системы зрительной трубы известного устройства равно 10, линзового компенсатора — 2, соответственно у предложенного нивелира равно 10-2 = 8. Получим коэффициент светопропускания зрительной трубы

3Ь известного устройства К 0,95

= 0,60 предлагаемого нивелира Kg =

=О,бб, т.е.коэффициент светопропускания увеличится на - 100X — 10ОХ 10Х.

1151817

Заказ 2308/30 Тираж 651

ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4

Составитель В. Агапова

Редактор Т. Кугрышева Техред С.Легеэа Корректор А. Зимокосов