Нивелир с самоустанавливающейся линией визирования

 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано для определения превышений способом геометрического нивелирования. Сущность изобретения: нивелир содержит подвешенную в виде маятника на кардане зрительную трубу с объективом и окуляром, расположенное под углом перед объективом зеркало, стопорный узел, содержащий цилиндрический корпус с обмоткой электромагнита, крышки к корпусу, выполненные из магнитного материала, магнитную жидкость, заполняющую корпус, дополнительный отвес, погруженный в магнитную жидкость и выполненный в виде стержня, от которого на конце в радиальном направлении отходят лопасти. Карданная подвеска зрительной трубы выполнена двухступенчатой на подшипниках. 4 ил.

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано для определения превышений способом геометрического нивелирования.

Известен нивелир с самоустанавливающейся линией визирования в широком диапазоне углов наклона, содержащий зрительную трубу с объективом, компенсатор, в котором отражательный оптический элемент выполнен в виде призмы ЕР-180, закрепленной в маятниковой подвеске совместно с объективом и сеткой нитей, причем сема сетка нитей закреплена в дополнительной маятниковой подвеске с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной оптической оси зрительной трубы, перемещаемый при фокусировке зеркальный уголковый отражатель и наблюдательную систему [1] Основным недостатком известного нивелире является его чувствительность к вибрациям, особенно тем, которые возникают при работе в поле в ветреную погоду, а кроме того, конструкция прибора довольно сложна.

Наиболее близким по технической сущности к изображению является нивелир Кутюрье с самоустанавливающейся линией визирования, содержащий зрительную трубу с объективом и окуляром, подвешенную в виде маятника внутри кожуха с помощью карданного шарнира, зеркало, размещенное перед объективом под углом [2] Недостатком данного нивелира следует считать то, что он не обеспечивает требуемую точность приведения линии визирования в горизонтальное положение и, кроме того, он чувствителен к вибрациям.

Задачей изобретения являются устранение чувствительности инструментов к вибрациям и повышение точности приведения линии визирования в горизонтальное положение.

Указанный технический результат достигается тем, что в нивелире с самоустанавливающейся линией визирования, содержащем зрительную трубу с объективом, окуляром и зеркалом, подвешенную в виде маятника в корпусе кожуха с помощью карданного шарнира, дополнительно введен стопорный узел, содержащий цилиндрический корпус с обмоткой электромагнита, крышки к корпусу, выполненные из магнитного материала, магнитную жидкость, заполняющую корпус, дополнительный отвес, погруженный в магнитную жидкость и выполненный в виде стержня, от которого на конце в радиальном направлении отходят лопасти. Дополнительный отвес размещается на продолжении зрительной трубы. Карданная подвеска зрительной трубы выполнена двухступенчатой на подшипниках, причем первая ступень подвески имеет две степени свободы и включает три элемента цилиндрической формы, из которых наружный связан со средним, а средний с внутренним при помощи винтовых втулок и подшипников, а нижерасположенная вторая ступень подвески соединяет при помощи втулок и подшипников внутренний цилиндрический элемент со зрительной трубой.

Использованием двухступенчатой карданной подвески на подшипниках решается вопрос повышения точности приведения линии визирования в горизонтальное положение. Здесь в первой ступени компенсируется относительно большой (5-7^o) угол наклона зрительной трубы с точностью не выше 7'', а во второй ступени достигается окончательное компенсирование, притом с высокой точностью (до 0,1'').

Дополнительное введение в устройство стопорного узла с магнитной жидкостью не только дает возможность гасить колебания маятника, т.е. выполнять функции демпфера, но, главное, позволяет в нужный момент стопорить зрительную трубу-маятник в отвесном положении и этим избавиться от влияния вибрации. В таком положении инструмент может работать, как и обычный нивелир без компенсатора, но только без затрат времени на горизонтирование по установочному и цилиндрическому уровням.

Известно, что все существующие механические системы подвесок компенсаторов чувствительны к вибрациям и это препятствует ведению такими инструментами работ в ветреную погоду. Изобретение позволяет вести работы в любую погоду.

На фиг. 1 представлен нивелир, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 разрез В-В на фиг. 1.

Нивелир содержит кожух 1, к которому в виде маятника подвешена зрительная труба 2, включающая объектив 3, окуляор 4 и фокусирующую линзу 5, зеркало 6 в оправе 7, установленное под углом к оптической оси зрительной трубы. Подвеска зрительной трубы 2 к кожуху 1 выполнена с помощью двухступенчатого карданного шарнира. Первая ступень карданного шарнира имеет две степени свободы и состоит из двух полых концентрично установленных элементов цилиндрической формы, из которых наружный элемент 8 связан с кожухом 1 и внутренним элементом 9 посредством винтовых втулок 10 и подшипников 11, причем их оси прикрепления взаимно перпендикулярны. Вторая ступень карданного шарнира расположена под соединениями первой ступени и выполнена в виде соединений внутреннего цилиндрического элемента 9 со зрительной трубой 2 посредством винтовых втулок 12 и подшипников 13. К оправе зеркала 7 на продолжении оптической оси зрительной трубы жестко прикреплен стержень 14, являющийся частью стопорного узла. Стопорный узел включает также корпус 15 в форме полого цилиндра с обмоткой электромагнита 16 и крышками 17, выполненными из магнитного материала. Крышки 17 одновременно являются полюсными наконечниками соленоида 18, а соленоид 18 одновременно является дополнительным отвесом и содержит стержень 14, на котором закреплены радиально отходящие от него лопасти 19, выполненные из немагнитного материала. Цилиндрический корпус 15 заполнен магнитной жидкостью 20, в которую погружены лопасти 19. Питание системы осуществляется от малогабаритного источника (не показан). Нивелир содержит также винты: кремальеру 21, закрепительный 22 и неводящий 23, а еще окулярную насадку 24 и выключатель 25.

Нивелир работает следующим образом.

Закрепленный на штативе инструмент размещают на станции. Ослабив закрепительный винт 22, поворачивают нивелир в нужную сторону, направляя визирный луч на рейку. Кремальерой 21 настраивают на резкость, после чего включателем 25 подают электроток в индуктор 16, и в результате возникает магнитное поле. Магнитная жидкость 20, представляющая взвесь ферромагнитного порошка в минеральном или кремнийорганическом масле, обладает свойством мгновенно затвердевать под действием магнитного поля. Погруженные в магнитную жидкость лопасти 19 вместе со стержнем 14, а также зрительная труба 2 еще до включения электротока займут ответное положение, а магнитная жидкость обеспечит демпфирование. После включения электротока произойдет мгновенное затвердение магнитной жидкости, чем и застопорится маятник в ответном положении. После этого можно брать отсчеты по рейке. При необходимости включение электротока можно повторить, а снятые дважды реечные отсчеты сравнить между собой. Близость показателей отсчетов будет подтверждать их верность и одновременно надежность работы инструмента, а главное, даже в ветреную погоду не будет наблюдаться тряска сетки нитей зрительной трубы.

Формула изобретения

Нивелир с самоустанавливающейся линией визирования, содержащий кожух, к которому в виде маятника посредством карданового шарнира подвешена зрительная труба, включающая объектив и окуляр, и зеркало в оправе, установленное под углом к оптической оси зрительной трубы, отличающийся тем, что дополнительно содержит установленный в кожухе стопорный узел, включающий корпус в форме полого цилиндра, заполненного магнитной жидкостью, с обмоткой электромагнита и крышками, выполненными из магнитного материала, и жестко соединенный с оправой зеркала стержень, на котором закреплены радиально отходящие от него лопасти, погруженные в магнитную жидкость, при этом кардановый шарнир выполнен двухступенчатым, первая ступень карданового шарнира имеет две степени свободы и состоит из двух полых концентрично установленных элементов цилиндрической формы, из которых наружный элемент соединен с кожухом и с внутренним элементом посредством винтовых втулок и подшипников, причем их оси крепления взаимно перпендикулярны, а вторая ступень карданового шарнира выполнена в виде соединений внутреннего цилиндрического элемента со зрительной трубой посредством винтовых втулок и подшипников, расположенных под соединениями первой ступени карданового шарнира.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4