Устройство для задания опорной плоскости

 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано для задания вертикальной плоскости при строительно-монтажных работах . Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения влияния внешних возмущающих воздействий . Устройство содержит корпус с подставкой 1, жестко закрепленные в корпусе объектив 5, светоделитель, выполненный в виде прямоугольной призмы 4 с частично прозрачными отражающими гранями, ребро ко торой лежит в фокальной плоскости объектива 5, дополненной призмами 6 до плоскопараллельной пластины и два источника 3 излучения с разными частотами, оптически сопряженных через грани призмы 4 с объективом 5 Кроме того, устройство включает подвес 10 закрепленный на подставке и связанный с корпусом, блок контроля положения опорной плоскости выполненный в виде фотоэлектрического анализатора с фотоприемным элементом 8 оптически сопряженным с объективом 5. и искусственного горизонта 14, оптически сопряженного с фотоприемным элементом 8 через объектив 5, и узел коррекции положения опорной плоскости, выполненный в виде системы переменных грузов 11 При этом источники 3 излучения оптически сопряжены через отражающие грани призмы 6 с фотоприемным элементом 8 4 ил со с о 3 |Ц 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1677528 А1 (si)5 G 01 С 15/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ()

Щ

)с 1

IQQ

1 еЬ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4656283/10 (221 28.02.89 (46) 15.09,91. Бюл. М 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) С.П.Смирнов, А.Ф.Кулакова и Н.М,Короткова (53) 528,541 (088.8) (56) Васютинский И.Ю., Рязанцев Г,Е., Ямбаев Х.К. Геодезические приборы при строительно-монтажных работах, — М.: Недра, 1982, с. 207, рис. 130, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ ОПОРНОЙ ПЛОСКОСТИ (57) Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано для задания вертикальной плоскости при строительно-монтажных работах. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения влияния внешних возмущающих воздействий. Устройство содержит корпус с подставкой 1, жестко закрепленные в корпусе обьектив 5, светоделитель, выполненный в виде прямоугольной призмы 4 с частично прозрачными отражающими гранями, ребро которой лежит в фокальной плоскости объектива 5, дополненной призмами 6 до плоскопараллельной пластины, и два l1cT04ника 3 излучения с разными частотами, оптически сопряженных через грани призмы 4 с объективом 5, Кроме того, устройство включает подвес 10, закрепленный на подставке и связанный с корпусом, блок контроля положения опорной плоскости, выполненный в виде фотоэлектрического анализатора с фотоприемным элементом 8, оптически сопряженным с объективом 5, и искусственного горизонта 14, оптически сопряженного с фотоприемным элементом 8 через объектив 5, и узел коррекции положения опорной плоскости, выполненный в виде системы переменных грузов 11. При этом источники 3 излучения оптически сопряжены через отражающие грани призмы 6 с фотоприемным элементом 8. 4 ил, 1677528

40

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано для задания вертикальной плоскости при строительно-монтажных работах.

Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения влияния внешних возмущающих факторов.

На фиг.1 показана принципиальная схема устройства; на фиг.2-4 — схема его наСТроАКМ.

Устройство состоит из двух основных частей — передающего блока 1 и приемного блока 2. Источники 3 излучения установлены на линии, проходящей через острое ребро прямого двугрэнного угла соединительной призмы (светоделителя) 4 и перпендикулярной к оптической оси объектива 5, в фокальной плоскости которого ус тановлено острое ребро призмы 4.

Отражающее покрытие на катетных гранях призмы 4 частично пропускает свет. Призма

4 дополнена до плоскопараллельной пластины с помощью призм 6, между призмами

6 и источниками 3 излучения установлены диафрагмы 7, препятствующие попаданию излучения источников без отражения на катетных гранях призмы 4 на гипотенузную грань последней, за которой установлен фотоприемный элемент 8, фоточувствительная площадка которого меньше или равна световому диаметру пучка, падающего на него света. Диафрагма 9 расположена между призмой 4 и объективом 5 и служит для. срезания излучения, идущего от источников 35

3 без отражения на призме 4 в направлении к объективу. Передающий блок содержит также подвес 10, ось качания которого установлена в одной плоскости с острым ребром призмы 4 и параллельно последнему. Подвес 10 закреплен на подставке и связан с корпусом. На корпусе передающего блока установлен узел коррекции, выполненный в виде переменных грузов 11, предназначенных для изменения положения равновесия подвешенного элемента. Для фиксации подвеса в нерабочем положении при хранении, транспортировании и переносах служит арретир 12, Для настройки подвеса служит также электронный нуль-индикатор

13, подключаемый к фотоприемному элементу 8 и составляющий с ним фотоэлектрический анализатор, через систему подвеса

10, и искусственный горизонт 14, устанавливаемый за объективом 5 (фиг.4). Фотоэлектрический анализатор и искусственный горизонт составляют блок определения положения опорной плоскости. Подвешенный элемент связан с демпфером 15, на корпусе устройства установлен уровень 16 щв приведения подвешенного элемента в среднее положение диапазона качания с помощью подъемных винтов 17.

Приемный блок 2 состоит из телескопической оптической системы 18, в зрачке выхода которой установлен фотоприемный элемент 19. Блок может быть снабжен закрепительно-наводящим устройством 20 и уровнем 21 и устанавливаться на геодезической подставке 22. Для удобства проведения замеров на объектив приемного устройства может надеваться насадка 23 с центральным перекрестием. На корпусе приемного устройства установлены три разноцветных светодиода 24, связанные с фотоприемным устройством и сигнализирующие своим зажиганием равенство принятых мощностей потоков излучения и преобладание одной из двух частот (f>, б).

Устройство работает слерующим образом.

При настройке передающего блока, которая может производиться непосредственно перед установкой его в рабочее положение, к фотоприемному элементу 8 подключается электронный нуль-индикатор

13, нулевое положение стрелки которого соответствует равенству падающих на фотоэлемент 8 разномодулированных потоков излучения. Лучи источников 3 излучения, попав на первую катетную грань призмы 4, частично проходят через нее без отражения и попадают на вторую катетную грань, отразившись от последней, изменят свое направление и идут расходящимся пучком в противоположную сторону от объектива к фотоприемному элементу 8 разрезанным на . две части, одну модулированную питающим током частотой f1 и другую — f, причем равносигнальная зона лежит на оси объектива

5 и г»роходит через острое ребро призмы 4, Фоточувствительная площадка фотоприем. ного элемента 8 располагается так, что световой диаметр пучка, падающего на нее излучения равен или несколько больше ее, поэтому нулевое положение стрелки индикаторного электронного устройства 13 соответствует соосному расположению фоточувствительной площадки относительно падающего на нее пучка излучения, При необходимости возможна коррекция положения фотоэлеме» та его поперечным сдвигом, как показано на фиг.2, до установки стрелки на нуль. После чего фотоэлемент надежно фиксируется и за объективом 5устанавливается искусственный горизонт 14, как показано на фиг.3. Подвешенный указатель направления выводится из арретированного состояния и последующая регулировка сводится к балансировке подвеса с по1677528 мощью переменных грузов 11. Так как источники 3 излучения находятся на некотором расстоянии от переднего фокуса объектива 5, то из передающего устройства выходит и попадает на искусственный гори„-, зонт 14 сходящийся пучок света, отразившись от последней, пучок также сходящимся возвращается в объектив 5 и, пройдя его, собирается в обратном ходе.

Перед острым ребром призмы 4, установленным в фокальной плоскости объектива 5, проходит блок призм 4 и 6 и расходящимся пучком попадает на фотоэлемент 8, Линия раздела сохраняется только в случае совпадения ее с осью объектива 5 в обратном ходе. На фоточувствительную площадку фотоприемного элемента 8 падает пучок излучения, несущий одинаковые мощности обеих частот. При балансировке, изменяя нагруженность подвешенного элемента в плоскости качания с помощью переменных грузов 11, добиваются нулевого положения стрелки электронного индикаторного устройства 13, что возможно только при нормальном падении плоскости раздела на жидкость, поскольку поверхность жидкости всегда горизонтальна, вертикальна и плоскость раздела пучка излучения. После этого настройка или выверка положения задающей направление световой плоскости считается произведенной и далее при случайном сбое положения всего передающего блока, возможном при работе в процессе эксплуатации, положение опорной световой плоскости автоматически корректируется силами гравитации.

При необходимости периодического ведения контрольных замеров по мере углубления ствола в ход лучей передающего блока 1 (фиг.1) вводится приемный блок 2.

Чтобы передающий блок находился в поле зрения приемного блока, последний устанавливается по уровню-21 с помощью винтов подставки 17. Приемный блок сначала грубо перемещают поперек предполагаемого расположения световой опорной плоскости, ориентируясь на цвет загоревшегося одного из светодиодов 24, своим загоранием фиксирующего преобладание мощности одной из половин потока излучения и указывающего таким образом направление перемещения приемного блока. При установке центра объектива приемного блока на линии раздела потока излучения на фотоприемный элемент попадут одинаковые мощности потоков, модулированных разными частотами — f> и fz, о чем информирует своим загоранием третий светодиод, После чего на объектив приемного блока устанавливается насадка 23 с перекрестием, от цен55 щающих воздействий, в него введены подвес, закрепленный на подставке и связанный с корпусом, блок контроля положания опорной плоскости, выполненный в виде фотоэлектрического анализатора с фотоприемным элементом, закрепленным в

50 тра которого и производят необходимые измерения.

Подвес передающего блока 1 (фиг.1) может демпфироваться с помощью магнито-индукционного демпфера, представляющего собой пластину, прикрепленчую к указателю перпендикулярно оси подвеса и размещенную между двумя постоянными магнитами, не связанными с указателем, Подвес указателя можно осуществить установкой гнезд фланцев указателя на кернах или с помощью точных подшипников. В качестве источников излучения могут быть использованы полупроводниковые лазеры, а также излучающие диоды, Устройство обеспечивает высокую точность и надежную работу при установке его на неустойчивом грунте, что дает воэможность его использования при высокоточном строительстве или монтажных работах. например, при строительстве вертикальных шахтных стволов. При строительстве вертикальных шахтных стволов прямоугольного сечения значительно повышается качество строительства, Четыре передающих блока можно расположить таким образом, чтобы опорные световые плоскости заняли положение, параллельное проектному положению стенок ствола, что обеспечивает контроль по всему периметру сечения ствола при его строительстве, Устройство также служит для автоматического дистанционного управления щитовым агрегатом, предназначенным для проходки вертикального ствола, обеспечив при этом связь фотоприемного элемента приемного блока с пультом управления агрегата.

Использование устройства позволяет повысить качество и производительность работ, связанных с заданием вертикального направления вниз.

Формула изобретения

Устройство для эадэкия опорной плоскости, содержащее корпус с подставкой, жестко закрепленные на нем объектив, светоделитель с первой и второй отражаюшими гранями, ребро пересечения которых расположено в фокальной плоскости обьектива, и первый и второй источники излучения,.оптически сопряженные с объективом соответственно через первую и вторую отражающие грани светоделителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения er èÿíèÿ внешних возму1677528 корпусе и оптически сопряженным с объективом,.и искусственного горизонта, оптичеcKN сопряженного с фотоприемным элементом через объектив, а также узел коррекции положения опорной плоскости, механически связанный с корпусом, причем светоделитель дополнен до плоскопараллельной пластины, а первый и второй источники излучения оптически сопряжены с фотоприемным элементом соответственно

5 через вторую и первую отражающие грани, выполненные частично прозрачными.

1677528

Составитель В.Соловьев

Редактор Л.Пчолинская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Ципле.

Заказ 3106 Тираж 293 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101