теодолит для задания наклонных плоскостей

Формула изобретения

Теодолит для задания наклонных плоскостей, содержащий горизонтальный круг, зрительную трубу, изогнутую в своей средней части и содержащую внутри себя две ромбические призмы, горизонтальную ось, дополнительную ось вращения зрительной трубы, перпендикулярную горизонтальной оси, узел крепления и наклона дополнительной оси вращения зрительной трубы, содержащий корпус в виде цилиндрического элемента, жестко скрепленного с горизонтальной осью, сектор червячного колеса, жестко скрепленный с цилиндрическим элементом, причем плоскость сектора червячного колеса перпендикулярна горизонтальной оси, червяк, установленный с возможностью взаимодействовать с сектором червячного колеса и содержащий на одном своем конце рукоятку, а на противоположном шестерню, посредством которой поддерживается кинематическая связь со счетным устройством, отличающийся тем, что цилиндрический элемент выполнен в виде цилиндрической втулки, дополнительная ось вращения зрительной трубы установлена на втулке так, что ось вращения цилиндрической втулки и дополнительная ось совпадают, червяк закреплен на горизонтальном круге так, что его ось перпендикулярна горизонтальной оси, а на зрительной трубе установлен цилиндрический уровень.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и предназначено для производства разбивочных и съемных работ, выполняемых при монтаже сборных строительных конструкций, расположенных в наклонной плоскости, и при планировочных работах значительных площадей.

Известен прибор, работа которого основана на принципе развертки падающего на отражающий элемент светового пучка, содержащий устройство генерирующее лазерный пучок, оптическую систему для проецирования этого пучка и опорное основание (Описание изобретения к патенту СССР 280363, кл. G 01 С 9/06, 1970).

Генерирующее устройство содержит лазер и коллиматор, помещенные в цилиндрическую обойму, в верхней части которой расположен электродвигатель, имеющий полый вал, через который проходит лазерный пучок. Оптическая система для проецирования включает отражательный элемент, выполненный в виде пентапризмы, укрепленной на торце вала, причем входная грань пентапризмы перпендикулярна лазерному пучку. Опорное основание представлено штативом, а также подставкой с подъемными винтами и укрепленными на ней сферическими поверхностями основания. Опорный элемент, имеющий в своей нижней части форму сферы, помещен в сферические поверхности на подставке с возможностью совершать наклон, вместе с цилиндрической обоймой, при помощи подъемных винтов.

Для работы инструмент размещают над опорной точкой, замеряют его высоту, после, поворотом корпуса по азимуту, направляют визирный луч вдоль линии максимального уклона, выносимой в натуру плоскости. На контрольной точке, взятой на линии общего наибольшего уклона, выставляют рейку, на которой сделана метка точки, в которой рейка должна пересекаться лучом лазера. Далее подъемными винтами придают цилиндрической обойме вместе с лазером требуемый наклон, а после включают электроток, и луч лазера попадает на рейку. По характеру совпадения луча с меткой на рейке делается заключение о точности проецирования.

Недостатком известного устройства является то, что в нем при наклоне прибора меняются пространственные координаты "оптического центра" пентапризмы, то есть точки, с которой берет начало исходящий луч. Это делает невозможным достижение высокой точности результатов выполняемых разбивочных работ, так как для каждого случая требуются предвычисления, а после еще и внесение поправок в результаты работ. Кроме того, пользование подъемными винтами, для придания лучу - лазера нужного уклона к горизонту, требует добавочных затрат времени, притом без достижения точности, а еще диапазон задаваемых углов наклона, в силу реальных размеров подъемных винтов, невелик. Отсутствие зрительной трубы сковывает и усложняет действия наблюдателя, особенно в операциях по монтажу строительных конструкций.

Наиболее близким к изобретению является теодолит для вынесения в натуру плоскостей, для которых заданы проектом два уклона, то есть отдельно по оси икс и отдельно по оси игрек (Патент Российской Федерации 2160429 С2, 7 G 01 С 1/02, 2000).

Известный теодолит включает горизонтальную и вертикальную оси, зрительную трубу, изогнутую в своей средней части и содержащую внутри себя две ромбические призмы, а также узел крепления и наклона дополнительной оси вращения зрительной трубы, содержащий корпус, жестко скрепленный с горизонтальной осью, цилиндрический элемент, размещенный на корпусе с возможностью вращения вокруг оси перпендикулярной горизонтальной оси теодолита, дополнительную ось вращения зрительной трубы, установленную на цилиндрическом элементе перпендикулярно осям горизонтальной и вращения цилиндрического элемента, сектор червячного колеса, скрепленный с цилиндрическим элементом, червяк, укрепленный на корпусе с возможностью взаимодействовать с червячным колесом.

Для выполнения работ этим инструментом поступают так.

Сперва инструмент размещают над опорной точкой, далее с помощью вертикального круга придают дополнительной оси вращения зрительной трубы один - продольный уклон, а после с помощью узла крепления и наклона дополнительной оси вращения зрительной трубы, посредством червячной передачи, придают дополнительной оси вращения - второй - поперечный уклон. Затем делается поворот по азимуту горизонтального круга теодолита и визирный луч зрительной трубы направляется на контрольную точку, взятую, например, на оси иксов. Отсчеты, читаемые на рейке, установленной на контрольной точке, позволяют судить о достигаемой точности результатов по этой оси. Установленный таким путем инструмент готов к работе, его визирный луч при повороте теодолита по азимуту будет описывать заданную проектом наклонную плоскость, которая будет параллельна и выше создаваемой поверхности на величину, равную высоте инструмента.

Это устройство и принято за прототип.

Недостатком известного устройства является то, что визирный луч в нем может работать только в пределах сектора, без возможности совершать перемещения по кругу и описывать в пространстве наклонную плоскость на значительных площадях, притом с одной станции, что особенно важно, например, при планировочных работах.

Цель изобретения - повышение производительности труда за счет расширения площади участка, охватываемого планировочными работами с одной стоянки инструмента, путем обеспечения возможности визирному лучу совершать круговые перемещения и описывать наклонную плоскость на всей прилегающей вокруг территории.

Указанный технический результат достигается тем, что в теодолите, содержащем горизонтальный круг, зрительную трубу, изогнутую в своей средней части и содержащую внутри себя две ромбические призмы, горизонтальную ось, а также узел крепления и наклона дополнительной оси вращения зрительной трубы, включающий корпус, жестко скрепленный с горизонтальной осью, дополнительную ось вращения зрительной трубы, перпендикулярную горизонтальной оси; сектор червячного колеса, вершина которого размещается на горизонтальной оси, червяк, размещенный с возможностью взаимодействовать с червячным колесом и содержащий на одном своем конце рукоятку, а на противоположном - шестерню, посредством которой поддерживается кинематическая связь со счетным устройством, в нем узел крепления и наклона дополнительной оси выполнен содержащим корпус в виде цилиндрической втулки, жестко скрепленный с горизонтальной осью, дополнительную ось вращения зрительной трубы, установленную на втулке так, что ее ось совпадает с осью цилиндрической втулки, сектор червячного колеса, жестко скрепленный с цилиндрической втулкой и содержащий плоскость, перпендикулярную горизонтальной оси, а также червяк, закрепленный на горизонтальном круге так, что его ось перпендикулярна горизонтальной оси.

Выполнение корпуса дополнительной оси вращения зрительной трубы в виде цилиндрической втулки, скрепленной с сектором червячного колеса, который может взаимодействовать с червяком, позволяет обойтись без вертикального круга при задании дополнительной оси вращения зрительной трубы проектного уклона, а самой зрительной трубе беспрепятственно совершать азимутальные перемещения по всему кругу и описывать визирным лучом в пространстве заданную проектом наклонную плоскость.

Размещением сектора червячного колеса плоскостью перпендикулярно горизонтальной оси, а червяка своей осью перпендикулярно горизонтальной оси достигается уменьшение габаритов прибора, что позволяет зрительной трубе совершать круговое вращение, сохранив небольшие размеры своей изогнутой части.

В отличие от известных решений, предложенное устройство позволяет с одной станции вести разбивочные работы, притом с большей точностью, на больших площадях, обеспечивая сокращение потребного количества стоянок инструмента в несколько раз.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг.2 - показан поперечный разрез; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1.

Теодолит содержит горизонтальный круг 1, размещенные на нем подставки 2, горизонтальную ось 3, несущую цилиндрическую втулку 4, ось которой перпендикулярна горизонтальной оси, размещенную на цилиндрической втулке с возможностью вращения дополнительную ось вращения зрительной трубы 5, причем оси вращения цилиндрической втулки и дополнительной оси - совпадают. Сектор червячного колеса 6 жестко скреплен с цилиндрической втулкой 4 так, что его вершина находится на горизонтальной оси, а плоскость перпендикулярна этой оси. Червяк 7, установленный на горизонтальном круге 1 с возможностью взаимодействовать с шестерней сектора червячного колеса 6, содержит на одном конце рукоятку 8, а на противоположном - шестерню счетного устройства 9. Зрительная труба 10, жестко скрепленная с дополнительной осью вращения зрительной трубы, в своей средней части выполнена изогнутой, а внутри нее установлены две ромбические призмы 11 и 12, обеспечивающие поднятие луча над преградой - подвесом Гука. Оптические характеристики системы подобраны таким образом, что качество изображения не ухудшается. Цилиндрический уровень зрительной трубы 13.

Работает устройство следующим образом.

Инструмент размещают над выбранной опорной точкой, далее подъемными винтами приводят вертикальную ось в отвесное положение, после, прокручиванием червяка 7, выводят пузырек цилиндрического уровня зрительной трубы 13 в нуль пункт. На счетном устройстве 9 в это время должны обозначаться нули.

После замеряют высоту инструмента и помечают ее на рейке. Далее визирный луч направляют вдоль азимутального направления общего наибольшего уклона на этом участке. На линии такого направления выбирают контрольную точку, где традиционными методами устанавливают проектную отметку с помощью, например, штыря, а затем на штырь устанавливают рейку. Далее, прокручиванием рукоятки 8, руководствуясь показаниями счетчика 9, визирному лучу зрительной трубы 10 придают проектный уклон. Точка действительного пересечения визирного луча с рейкой должна совпадать с нанесенной ранее на рейке меткой. После горизонтальный круг закрепляют, а зрительную трубу переводят на очередную контрольную точку. Второе совпадение визирного луча с меткой на рейке подтверждает надежность решения. Для обозначения на местности всем наклонной площадки поступают так. Поочередно визирный луч направляют на каждую предварительно намеченную на абрисе точку. Там в землю вбивается штырь, а на штырь устанавливается рейка. Погружение штыря в землю продолжается до тех пор, пока горизонтальная нить трубы не сольется с меткой "высота инструмента" на рейке.

По завершении работ можно зрительно представить очертания наклонной площадки. Такая плоскость пройдет через верхние срезы выставленных штырей. На момент подачи заявки имелись лишь эскизные чертежи на предлагаемое устройство. В качестве примера конкретного выполнения узла крепления и наклона дополнительной оси вращения зрительной трубы можно, например, принять сектор червячного колеса радиусом в 54 мм. При модуле 0,3 шестерня всего червячного колеса будет иметь 360 зубьев. Это означает, что один оборот червяка обеспечит наклон дополнительной оси вращения зрительной трубы на 1^o. Для учета минут на окружности первого цифрового ролика счетчика 9 нанесено 60 делений, то есть в одном делении - одна минута.

Использование предложенного устройства в сравнении с прототипом обеспечивает повышение производительности труда за счет увеличения (в несколько раз) площади, вовлекаемой в планировочные работы с одной стоянки инструмента. На фоне аналогов, в которых совершается развертка визирного луча по кругу, предложенное решение обеспечивает получение той точности, которая необходима при монтаже строительных конструкций на наклонной плоскости, а известные аналоги - не могут обеспечить такой точности. Там постоянно требуется вносить поправки за смещение точки, с которой инструмент посылает визирный луч.