Пристрій для перевірки нівелірів і приладів вертикального проектування

1. Пристрій для перевірки нівелірів і приладів вертикального проектування, що містить підставку з установленим на ній автоколіматором і ємністю з рідиною, який відрізняється тим, що підставка виконана з наскрізним отвором, об'єктив автоколіматора оснащений втулкою, яка має підшипник обертання, що дозволяє їй обертатися у площині, перпендикулярній випромінюванню автоколіматора, при цьому у втулці на підшипникові встановлена пентапризма, що має можливість повертатися у вертикальній площині, пентапризма за товщиною C2 2 (19) 1 3 Відома пентапризма прямого зору [див. Β.Α. Афанасьев, В.С. Вусів "Оптичні прилади і методи контролю прямолінійності в інженерній геодезії" стор. 35]. Пентапризма має приклеєну до однієї з напівпрозорих граней призмою з заломлюючим кутом 22,5° і працює в одному напрямку як плоско паралельна пластина в іншому, як звичайна пентапризма. На базі такої пентапризми, відомі пристрої для фіксації розвороту її на 90 і 180°. У цих пристроях використовуються взаємно перпендикулярні напрямки променів самої марки і хреста сітки ниток візирної труби. Похибка фіксації кута розвороту залежить від точності візуального сполучення цих променів і може скласти від 15 до 20". Відомий [патент України №u200504188, Кл. G01C9/12], де для перекладу візирної лінії з вискового, юстируємого положення у вертикальне, використовується пентапризма з реверсивним рівнем установленим на осі обертання. Похибка установки променя в площині перпендикулярної осі обертання залежить в основному від похибок виготовлення самого рівня і точності приведення пухирця на середину. У кращому випадку ця похибка може скласти від 10 до 15”. Найбільш близьким по технічній суті (прототип) є пристрій для перевірки нівелірів [а.с. СРСР №577402, Кл. G01C5/04]. Пристрій містить, підставу з установленим на ньому автоколиматором (АК), механізм повороту його у вертикальній площині, ємності з рідиною і скляною пластиною з напівпрозорим дзеркальним покриттям. Для приведення візирної лінії нівеліра в горизонтальне положення, спочатку приводитися площина пластини з напівпрозорим покриттям у вертикальне положення, використовуючи для цієї мети кутовий відбивач, сформований горизонтальною поверхнею рідини і вертикальною поверхнею пластини. Потім, використовуючи вертикально встановлену поверхню пластини, виставляють візирну вісь АК у горизонтальне положення. Далі. використовуючи цей напрямок, приводять візирну вісь нівеліра в горизонтальне положення шляхом сполучення сітки ниток нівеліра з маркою АК. Установка дозволяє виконати єдину операцію, установлювати візирну вісь нівеліра в горизонтальне положення. Для настроювання пристрою, попередньо необхідно зробити складні юстировочні роботи з установки напівпрозорої поверхні пластини у вертикальне положення. Пристрій має великі габарити (450х300х250) і вагу (приблизно дорівнює 15кг). В основі винаходу поставлена задача, спростити конструкцію пристрою, методику попереднього настроювання і розширити функціональні можливості, шляхом контролю параметрів не тільки горизонтальності візирної лінії нівеліра, але і вертикальності візирних ліній приладів вертикального проектування. Для рішення поставленої задачі в пристрій включені кронштейн для кріплення напівпрозорої дзеркальної пластини що має елементи підвіски і коригувальний механізм, саму пластину, кронштейн з віссю обертання для кріплення АК, що дозволяє йому повертатися у вертикальній площині на кут до 40°. У новому пристрої, автоколіматор установлений на підставі з наскрізним отво 80198 4 ром, його об'єктив додатково постачений втулкою, що має підшипник обертання, який дозволяє обертатися їй у площині перпендикулярній випромінюванню автоколіматора. У внутрішній частині втулки, на підшипнику встановлена пентапризма, що має можливість повертатися у вертикальній площині. Сама пентапризма по товщині виконана таких розмірів, що дозволяє пропускати горизонтальний світловий потік з автоколіматора і в обхід себе. Зовнішня поверхня відбиваючої грані пентапризми, що прилягає до її вертикальної вхідної грані, виконана дзеркальної і за своїми габаритами разом з вертикальною гранню, розташовується в робочій зоні об'єктива автоколіматора. Для плавності розвороту пентапризми і точності сполучення марок автоколіматора, осі обертання втулки і пентапризми постачені мікрометричними гвинтами тонкої подачі. Пентапризма, у якої зовнішня поверхня грані, що відбиває, виконана дзеркальною й установлена на взаємно перпендикулярних осях обертання в робочій зоні випромінювання АК, дозволяє разом з ємністю що має відбиваючу рідину, розташовану під нею, сформувати не тільки горизонтальну базову лінію для перевірки візирної лінії нівеліра, але і вертикальну і стрімку базову лінію, які дозволяють перевірити візирні лінії приладів вертикального проектування, як типу "Зеніт" (передавальні координати знизу нагору), так і типу "Надир" (передавальні координати зверху вниз). Для формування базових напрямків необхідно, використовуючи пентапризму, направити випромінювання марки АК на горизонтальну поверхню налитої в ємність рідини. Використовуючи обертання пентапризми навколо осі АК і коректуючи положення марки горизонту вальними гвинтами підставки АК (чи котировочними гвинтами окуляра, якщо такі маються), сполучають падаючий і відбитий пучки, спостерігаючи в окуляр АК. У результаті сполучення, утвориться горизонтально спрямоване випромінювання на виході з АК, яке можна використовувати для перевірки візирної лінії нівеліра і стрімкий напрямок на виході з пентапризми, для перевірки приладів типу "Зеніт" забравши попередньо ємність з рідиною що відбиває. Для формування вертикального напрямку, розвертають пентапризму на 180°, установлюючи під неї ємність з рідиною. Положення пентапризми в цьому напрямку контролюють спостереженням в окуляр АК, де сполучають падаючий і відбиті пучки променів, що пройшли через зовнішню відбиваючу грань, пентапризми, чи оптичний клин, що має відбиваючу площадку. У цьому випадку зовнішня поверхня дзеркала, що відбиває, разом з горизонтальною поверхнею рідини працює як оптичний помножувач, що дозволяє підвищити чутливість обертання пентапризми в двох площинах і високоточно фіксувати розворот пентапризми на 180°. Сполучення падаючого і відбитого променя може бути в єдиному випадку, коли пучок променів відбитий від дзеркала (чи на виході з оптичного клина) приймає прямовисне положення. Розворот пентапризми не впливає на зміну вертикального напрямку променя у вертикальній площині, а в площині перпендикулярної осі АК він високоточно фіксується запропо 5 нованою конструкцією пентапризми з клином. Саме в цій площині помилка по відтворенню вертикалі з використанням обертової пентапризми найбільш максимальна. Новим у винаході є пентапризма, що має зовнішню відбиваючу грань і оптичний клин з відбиваючей площадкою, розташованої на горизонтальній поверхні катета. З теорії оптичних помноживачів відомо [див. В.П. Петров. Контроль якості й іспит оптичних приладів. "Машинобудування". 1985. Стор. 85.], що чутливість оптичних помножувачів підвищується зі збільшенням числа відбиттів від рухливого дзеркала. У першому випадку рухливим дзеркалом є зовнішня грань пентапризми, нерухомим, поверхня рідини. В другому випадку (де використовується оптичний клин з відбиваючою площадкою) число відбиттів від рухливого дзеркала збільшується, додається відбиття від дзеркальної площадки розташованої на горизонтальному катеті оптичного клина. Суть винаходу пояснюється кресленням, де на Фіг.1 представлений розріз установки і хід променів базових напрямків. На Фіг.2 представлений вид установки зверху і хід променів від АК до нівеліра. На Фіг.3 представлена втулка з пентапризмою що має зовнішню дзеркальну грань, що разом з горизонтальною поверхнею рідини, утворить оптичний помножувач. На Фіг.4 представлена пентапризма з оптичним клином ί ходом променів у них. На Фіг.5 представлена пентапризма з напівпрозорою зовнішньою і внутрішньою відбиваючою гранню, і з оптичним клином, що має відбиваючу площадку. Пристрій складається (див. Фіг.1 і Фіг.2) з підставки 1 з наскрізним отвором 2, автоколиматора 3 установленого на платформі 4 з горизонтируючими гвинтами 5. Об'єктив АК забезпечується втулкою 6 з мікрометричними гвинтами 6' підшипником 7. Усередині у втулці, на підшипнику 8, установлена пентапризма 9, що має можливість повертатися у вертикальній площині. Зовнішня відбиваюча поверхня грані 10, пентапризми виконана дзеркальною (див. Фіг.3). Під пентапризмою 9 в отворі плити 1 розташовується ємність 11 з рідиною 12 що має високу відбивну здатність (ртуть, моторна олія). Навпроти АК на підставці закріплюється нівелір, що перевіряється 13, а внизу під отвором 2 плити 1 і над пентапризмою 9 можуть кріпитися прилади вертикального проектування 14 і 15. На Фіг.4 представлена пентапризма з оптич 80198 6 ним клином 16. Клин 16 наклеєний на поверхню, що відбиває, 10 і що доповнює пентапризму по горизонталі до плоскопаралельною пластини, має відбиваючу площадку 17, розташовану на горизонтальній поверхні катета клина. Пристрій працює таким чином. АК приводять у робоче положення. Використовуючи пентапризму (положення 1, див. Фіг.3) 9 направляють його випромінювання на поверхню рідини 12 налитої в ємність 11. Відбивши від рідини промінь повертається у фокальну площину окуляра АК 3. Спостерігаючи в нього і використовуючи горизонтуючі гвинти 5 підставки 4, мікрометричні гвинти 6', повертаючи пентапризму 8 навколо осі обертання (можна використовувати юстировочні гвинти окуляра, якщо такі маються), сполучають хрест сітки ниток АК з маркою відбитої від поверхні рідини. Після сполучення утворяться два базові напрямки оА і оС (див. Фіг.1), використовуючи яки можна перевірити нівелір 13 і прилад вертикального проектування 14. Для перевірки візирної осі нівеліра встановлюють його навпроти АК і приводять у робоче положення, використовуючи для цього рівень нівеліра. Спостерігаючи в окуляр нівеліра, сполучають (використовуючи юстировочні гвинти окуляра в нівелірі) хрест сітки ниток зі світною в полі зору марки АК. Таким же шляхом виконують перевірку і юстировку приладу вертикального проектування 14, використовуючи для цієї мети стрімкий базовий напрямок оС. Напрямок оВ одержують шляхом розвороту пентапризми на 180° (положення 2, див. Фіг.3). У цьому випадку горизонтальне випромінювання АК, виконане при першому положенні пентапризми залишають незмінним. Коректування напрямку оВ, виконують, використовуючи мікрометричні гвинти тонкої подачі 6'. Положення променя в цьому напрямку контролюють спостереженням в окуляр АК, де сполучають падаючий і відбиті пучки променів, що пройшли вже через відбиваючу грань 10 (див. Фіг.3), чи оптичний клин 16 (див. Фіг.4), що має відбиваючу площадку 17. У третьому випадку (див Фіг.5), у поле зору АК сполучаються дві марки - одна бісекторного типу, утворена променями що проходять через пентапризму 9 з напівпрозорою гранню 10', дзеркальну площадку 17, друга - звичайна, відбита від поверхні рідини 12. Точність установки вертикалей цим методом може скласти від 1 до 3". 7 Комп’ютерна верстка В. Клюкін 80198 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601