угломерный прибор

Формула изобретения

1. УГЛОМЕРНЫЙ ПРИБОР, содержащий зрительную трубу с фокусным расстоянием объектива f, размещенный на вертикальной оси вращения горизонтальный круг, горизонтальную ось вращения и вертикальный круг, оптически сопряженный с полем зрения окуляра зрительной трубы через призменную систему, отличающийся тем, что он снабжен оптической системой, сопрягающей фокальную плоскость объектива зрительной трубы с плоскостью неподвижного вертикального круга, на которой выполнены линии номограммы, одна из которых представляет собой окружность с центром, совмещенным с центром вертикального круга, а другие выполнены в виде кривых, причем вертикальная касательная к изображению окружности совмещена с коллимационной плоскостью, а расстояние l между смежными линиями номограммы по радиальным направлениям вертикального круга определяют из выражения

l = ftgcos,

где угловая величина интервала между линиями номограммы в горизонтальном направлении вертикального круга;

g угол между горизонтальным и наклонным направлениями на вертикальном круге.

2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что вертикальный круг установлен с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси вращения и соединен с редуктором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оптическому геодезическому приборостроению и может быть использовано в угломерных приборах типа теодолитов и тахеометров.

Известно, что при измерении горизонтальных углов отсчет по окулярному микрометру зрительной трубы теодолита или аналогичный отсчет по шкале сетки нитей необходимо изменять с учетом величины косинуса угла наклона. Обычно это производится в виде отдельного математического действия после снятия отсчетов со шкалы микрометра или сетки нитей и отсчета вертикального круга. Вычисленный таким образом угол прибавляется к отсчету горизонтального круга.

Известны угломерные приборы, в которых зрительная труба и размещенный на горизонтальной оси вращения вертикальный круг оптически сопряжены с помощью призменной системы, позволяющей в поле зрения окуляра зрительной трубы наблюдать предметы местности одновременно с делениями шкалы вертикального круга.

Однако определить поправку в горизонтальный угол такая система не позволяет.

Технической задачей изобретения является полуавтоматическое определение величины поправки в горизонтальное направление при наблюдении предметов местности вне коллимационной плоскости зрительной трубы угломерного прибора.

Технический результат достигается тем, что усовершенствуется устройство угломерного прибора, содержащего зрительную трубу с фокусным расстоянием объектива f, горизонтальный круг, размещенный на горизонтальной оси вращения и оптически сопряженный с полем зрения окуляра зрительной трубы через призменную систему.

Отличительными признаками является то, что призменная система выполнена с возможностью оптического сопряжения плоскости неподвижного вертикального круга с фокальной плоскостью объектива зрительной трубы. При этом вертикальный круг выполнен с линиями номограммы, одна из которых окружность с центром, совмещенным с центром вертикального круга, а другие выполнены в виде кривых, с коллимационной плоскостью. Расстояние l между соседними линиями номограммы по радиальным направлениям вертикального круга определяется из выражения

l ftgcos, где угловая величина интервала между линиями номограммы в горизонтальном направлении вертикального круга;

угол между горизонтальным и наклонным направлениями вертикального круга.

Вертикальный круг угломерного прибора с номограммой может быть выполнен с возможностью дополнительного вращения вокруг горизонтальной оси от редуктора.

На фиг. 1 показана номограмма на вертикальном круге угломерного прибора; на фиг. 2 поле зрения зрительной трубы; на фиг. 3 вариант выполнения прибора.

На чертежах обозначены: стеклянный вертикальный круг 1, линия 2 окружности номограммы, центр которой совмещен с центром вертикального круга, центр 3 вертикального круга, крайние линия 4 и 5 номограммы, вертикальная касательная 6 к изображению окружности, совмещенная с коллимационной плоскостью, изображение наблюдаемого предмета 7 вне коллимационной плоскости, горизонтальная нить 8 сетки, объектив 9 зрительной трубы, окуляр 10 зрительной трубы, вертикальная ось 11 вращения, горизонтальный круг 12 (изображен пунктиром, так как находится внутри кожуха прибора), ось 13 вращения зрительной трубы в вертикальной плоскости, прямоугольная призма 14 с одной отражающей гранью (14(1)-14(4)), сетка 15 нитей, сопрягающий объектив 16 призменной системы, фокусирующая линза 17 зрительной трубы, горизонтальная ось 18 вращения вертикального круга.

Излучение от наблюдаемого предмета собирается объективом 9 зрительной трубы в сопряженной точке фокальной плоскости и создает изображения наблюдаемого предмета 7. Здесь же находится плоскость вертикального круга 1, на котором изображены линии 2, 4 и 5 номограммы. По линиям номограммы возможно определение отклонения изображения наблюдаемого предмета 7 от коллимационной плоскости, положение которой определяется вертикальной касательной 6 к линии 2 окружности.

Система из оптических элементов 14(2), 14(3), 14(4) и 16 является проекционной призменной системой передачи изображения участка делений вертикального круга 1 и предметов местности, построенных объективом 9 в плоскости вертикального круга 1, в поле зрения окуляра 10. Ее особенностью является передача линий номограммы на вертикальном круге 1 вместе с изобpажением предметов местности в плоскость сетки 15, на которой нанесена вертикальная касательная 6. Ось 18 вращения вертикального круга 1 может использоваться для горизонтирования его с помощью уровня.

Возможны и другие варианты выполнения. Призма 14(1) поворачивает оптическую ось объектива 9 к вертикальному кругу 1, а линза 17 за счет перефокусировки позволяет совместить фокальную плоскость объектива 9 с плоскостью вертикального круга 1.

Угломерный прибор работает следующим образом.

Наблюдатель наводит поле зрения зрительной трубы на предмет, направление на который необходимо определить. Наводящим винтом, перемещая зрительную трубу по вертикали, добивается совмещения изображения наблюдаемого предмета 7 с горизонтальной нитью сетки 8. Расстояние между изображением наблюдаемого предмета 7 и вертикальной касательной 6 к изображению окружности является линейной мерой угла, который необходимо прибавить к отсчету по горизонтальному кругу для получения направления на наблюдаемый предмет 7. Угловая мера этого угла получается по отсчету числа целых и дробных частей интервалов номограммы между изображением окружности и изображением наблюдаемого предмета 7. Например, если цена деления интервала номограммы равна 10 угл. с, а число целых и дробных частей интервалов между окружностью и изображением предмета 7 составляет 1,8 интервала, то угловая мера поправки составляет 18 угл. с. При этом за счет изменения расстояния между соседними линиями номограммы пропорционально косинусу угла наклона происходит учет изменения угловой меры поправки.

Использование гравитационных датчиков позволяет вводить поправки в положение вертикального круга. Для этого он должен иметь возможность коррекционного поворота вокруг горизонтальной оси вращения для приведения его в положение, соответствующее точному значению угла наклона зрительной трубы относительно горизонтальной плоскости. Дополнительное (коррекционное) вращение может производиться от исполнительного привода через редуктор. Управляющие сигналы при этом поступают от гравитационного датчика любого известного типа.

Таким образом, выполняется полуавтоматическое определение величины поправки.

Технико-экономическое преимущество изобретения заключается в повышении производительности труда при измерении горизонтальных направлений на наблюдаемые предметы за счет полуавтоматического определения величины поправки в отсчеты горизонтального круга.