Оптичний висок

1. Оптичний висок, що містить корпус з рівнем, установлений на порожнистій осі обертання і закріплений на підставці з горизонтуючими гвинтами, усередині корпусу по ходу проходження променя розташовані об'єктив, підвішена на маятниковому механізмі фокусуюча лінза, трикутна призма компенсатора з двома відбиваючими гранями і тригранна призма з діагональною гранню, що відбиває і відхиляє промінь в окуляр оптичної системи, який відрізняється тим, що на перетині оптичних осей об'єктива і окуляра встановлений оптичний мікрометр у вигляді плоскопаралельної пластини з відліковим барабаном, причому плоскопаралельна пластина працює в двох взаємно 3 Для збільшення робочого діапазону до 10мм необхідно збільшити товщину плоскопаралельної пластини до 60мм і кут нахилу її більш ніж на 30°, що приводить до збільшення інструментальної похибки виміру і габаритних розмірів самого приладу. Оптична схема такої труби представлена на мал. 389 і на мал. 42 у книзі Михеечева. В.С. "Практикум за курсом геодезичні прилади" М. Надра. 1974. Вона являє собою систему з трьох оптичних компонентів: два перших утворять телескопічну систему Галилея, другим є ППП і третій компонент рухливий, призначений для перефокусування, представляє телескопічну систему Кеплера. Відповідне взаємне розташування першого і третього компонента, дозволяє розташувати ППП в пучку променів, дуже близьких до рівнобіжних, що дозволяє виключити похибку рівнобіжного зсуву променів, при візуванні на великі відстані. Найбільш близьким пристроєм по технічній суті можна прийняти прецизійний зеніт-прилад PZL (прототип), розроблений німецькою фірмою "Карл Цейс", (сучасне його маркування FG-100) описаний у книзі Я.А. Сундакова "Геодезичні роботи при зведенні великих промислових споруджень і висотних будинків". Москва. "Надра" 1980. Стор.197, 198. Вертикальна візирна лінія приладу стабілізується за допомогою маятникового механізму на якому установлена трикутна призма компенсатора з двома відбиваючими катетними гранями. Прилад має оптичний центрир, що дозволяє центрувати його над нижньою базовою точкою, яку необхідно перенести на монтажний робочий горизонт. Точність переносу координат по вертикалі цим приладом складає 1.2мм на 100м висоти проектування, а похибка систематичної складової стабілізації дорівнює 0.15" на 1' кута нахилу приладу. Прилад використовується для проектування координат тільки нагору. Фіксація положення візирної лінії між поділками на координатній палетці здійснюється на око і складає за даними дослідження автора (Див. ВЕСНИК національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут", №33, 2007р., стор.101-107) σ=0.3160.009V+0.011Н, що приблизно дорівнює 1.3мм на 100м висоти. Тут V і Н відповідно збільшення оптичної системи і висота проектування. В основу корисної моделі поставлена задача, підвищити точність передачі координат на монтажний горизонт, розширити діапазон роботи оптичного мікрометра з ППП і можливості оптичного виска (застосовуючи для цього візування не тільки вертикальне нагору, але і прямовисно вниз). Для виконання поставленої задачі, можна було би оптичний мікрометр із плоскопаралельною пластиною у вигляді насадки установити перед об'єктивом приладу PZL, збільшивши тим самим точність відлічування по координатній палетці. Однак у цьому випадку говорити про новий винахід безглуздо. Всі елементи пристрою відомі, технічний ефект від його застосування не змінюється. Крім цього в книзі И.Ю. Васютинского і Г.Е. Рязанцева "Геодезичні прилади при будівельномонтажних роботах". Москва. Надра. 1982, на стор.74 відзначено про можливість застосування оптичного мікрометра з ППП у виді насадки в при 41325 4 ладі PZL. У приладі, що заявляється, оптична схема забезпечується ППП, що працює в двох взаємоперпендикулярних оптичних напрямках і розташовується в оптичному каналі приладу на перетині осей об'єктива спрямованого вертикально нагору й окуляра, спрямованого горизонтально. Розташування пластини на перетині оптичних осей, чи подвійне проходження променя через ППП, дозволяє збільшити чутливість мікрометра, розширити діапазон Z лінійного проміру в два і більше разів і тим самим збільшити точність відліку по координатній палетці, а в цілому точність передачі координат на монтажний горизонт. Крім того, у новій конструкції для одержання відповідного ефекту, для чого необхідно відхиляючу призму в прототипі замінити пентапризмою. Тільки в такому сполученні (пентапризма, призма БР-180º з гранями, що відбивають) ППП установлена на перетині осей виявляє нові властивості. По другому варіанту ППП виконується східчастою. Це дозволяє підвищити точність сполучення координатної марки, зображення якої можна спостерігати в окулярі у вигляді бисектора, нитки якого рознесені між собою. Сполучення відбувається введенням сітки ниток у бисектор марки. По третьому варіанту вся оптична система розташовується перед об'єктивом оптичної труби і працює в рівнобіжних променях. Вона складається з корпуса з рівнем, призми компенсатора, що розділена на дві половинки, одна половинка жорстко зв'язана з пентапризмою, друга підвішена на схрещених нитках, має діагонально відбивну дзеркальну грань, що працює в двох напрямках у зеніт і в надир. Рівномірно покрита сріблом діагональна грань підвішеної призми дозволяє одночасно спостерігати ці напрямки. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 показана оптична схема приладу по першому варіанту і хід променів при повороті ППП на невеликий кут. На Фіг.2 оптична схема з східчастою ППП. На Фіг.3 показана схема, що має двобічний напрямок проектування. Оптичний схил по варіанту 1 складається (див. Фіг.1) з корпусу 1 з рівнем 2. Корпус 1 установлений на порожній осі обертання 3, що закріплений на підставці з горизонтуючими гвинтами 4. Усередині корпусу по ходу проходження променя розташовуються об'єктив 5, оптичний мікрометр у вигляді ППП 6, що працює в двох взаємоперпендикулярних напрямках і відлікововий барабан 7. Трикутна призма 8 з катетами, що відбивають, жорстко зв'язана з оптичною системою приладу, пентапризма 9 відхиляє промінь (повторно) у напрямку до ППП і далі до окуляра. Фокусуюча лінза 10 перенесена в окулярну частину приладу. Окуляр має хрест сітки ниток 11, підвішений на Гподібному важелі, збільшувальну оптичну систему 12. Сам важіль підвішений на схрещених нитках 13. Прилад для центрування над базисною точкою має оптичний центрир 14. По другому варіанту (див Фіг.2), ППП 6 замінена на східчастий варіант і в поле зору окуляра світлова марка, установлена на монтажному горизонті, має бісекторний вигляд. Величина зсуву 5 бісекторних ліній, є мірою висоти ступені h ППП. Конструкція і розміри ППП виконуються таким чином, щоб вхідний перетин світлової плями, що виходить з об'єктива, перекривав перетин ППП. По третьому варіанту (див. Фіг.3) прилад складається з корпусу 1, рівня 2, зорової труби 3, ППП 4, вимірювального барабана 5. Призма компенсатора розділена на дві половинки, одна половинка 6 жорстко зв'язана з пентапризмою 7, друга 8 підвішена на схрещених нитках 9, має діагонально відбивну грань 10, що працює в двох напрямках у зеніт і в надир. Прилад по варіанту 1 працює в такий спосіб. За допомогою центрира 14 прилад центрується над базовою точкою (БТ), координати якої необхідно передати нагору на монтажний горизонт. За допомогою рівня 2 і піднімальних гвинтів 4 підставки, приводять вісь обертання приладу 3 у робоче вертикальне положення. Візуванням нагору, використовуючи оптичний мікрометр 7 фіксують положення візирної лінії на координатній палетці, що знаходиться на монтажному горизонті. На великих висотах фіксацію положення візирної лінії на палетці виконують через кожні 90° повороту корпусу приладу. Отримані чотири відліки в декартовой системі координат усереднюють і потім фіксують на координатній палетці. ОМ 7 з ППП 6 дозволяє високоточно визначити положення візирної лінії на координатній палетці. Компенсатор приладу, підвішений на Г-подібному важелі працює в такий спосіб. При невеликих нахилах приладу, що виникають у результаті коливань, чи вібрацій, неточної установки в робоче положення осі обертання, візирна вісь його, завдяки нахилу Г-подібного важеля із сіткою ниток 11 змінює положення променя 41325 6 на об'єктиві 5 і на виході з нього встановлюється знову у вертикальне положення, зберігаючи тим самим первісний його напрямок. Якщо цей напрямок споконвічно було поставлено строго вертикально, то воно збереже своє значення. ППП 6 працює в такий спосіб. При її повороті навколо осі перпендикулярній до площини падіння променів, вони зміщуються паралельно один одному. Величина такого зсуву може бути відлічена на мікрометричному барабані, зв'язаному з віссю обертання. По варіанту 2 прилад працює в такий спосіб. Прилад центрується над базовою точкою (БТ) і приводиться в робоче положення, використовуючи для цього рівень. На монтажному горизонті встановлюється хрестоподібна марка (ХМ). Марка для гарної видимості може бути виконана світловою чи освітлена джерелом світла. Спостерігаючи в окуляр, за допомогою барабана сполучають хрест сітки ниток із серединою бісектора марки, визначаючи її положення щодо візирної осі. Використовуючи східчасту конструкцію ППП, можна одержати додаткові виміри, сполучаючи хрест сітки ниток спочатку з однією ниткою бісектора, потім з іншою. Вірогідність відліків може бути підтверджена різницею отриманих відліків, що буде завжди величиною постійною і рівною функції висоти ступені h ППП. По варіанту 3 прилад працює в такий спосіб. Спочатку прилад центрується над БТ і приводиться в робоче положення, використовуючи для цього рівень 2 і стрімкий напрямок. На монтажному горизонті встановлюється ХМ. Спостерігаючи в окуляр (див. Фіг.4) у поле зору можна бачити одночасно ХМ і БТ. За допомогою ОМ із ППП сполучають ХМ з БТ, високоточно визначаючи її зсув відносно БТ. 7 41325 8 9 41325 10 11 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 41325 Підписне 12 Тираж 28 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