Устройство для гироскопических измерений

 

Устройство может быть использовано при проведении маркшейдерско-геодезических работ для гироскопических измерении с высокой точностью. Устройство содержит гироблок, теодолит, подставку теодолита и соосно установленную на ней поворотную платформу. Опора со средством фиксации гиронасадки по высоте жестко закреплена на платформе. Опора выполнена в виде телескопической стойки. На выдвижной части стойки жестко закреплена консоль с установочными опорами на верхней и нижней поверхности. Корпус гироблока снабжен струбцинами с упорными винтами. Винты опираются на располженные на нижней поверхности консоли опоры. В телескопическую стойку введена призма для согласования оптических осей теодолита и гироблока. Установочные опоры размешены в вершинах треугольника, образованного отрезками прямых, соединяющих их проекции на поверхности консоли. На нижней поверхности консоли располодены по крайней мере две установочные опоры. Одна опора выполнена призматической, а другая - в виде установочной плоскости. Установочная опора, расположенная на верхней поверхности, выполнена конической. Изобретение направлено на расширение технологических возможностей устройства. 4 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области гироскопической техники и может быть использовано при проведении маркшейдерско-геодезических работ.

Известны устройства для гироскопических измерений, например ГИ-Ц2 /Венгрия/, КТ-1 /ФРГ/, МРК-2 /ГДР/, МТ-1 /СССР/, ГИ-Б23 /Венгрия/, МВТ2 /СССР/, МГВ /СССР, Венгрия/, /см. Торочков В.Ю. Гиротеодолиты, М., "Недра", 1970, стр. 35-49/.

Угломерная часть этих приборов выполняется на базе теодолита одного определенного типа, в который внесены конструктивные изменения, необходимые для работы с гироблоком. В целом создание специального угломера усложняет конструкцию таких устройств и ограничивает их использование для оперативных работ, выполняемых силами маркшейдерских отделов шахт. На глубоких горизонтах шахт из-за проявления высокого горного давления пункты маркшейдерских сетей подвергаются сдвижению, и в этих сложных условиях возникает необходимость в определении исходных дирекционных углов одновременно с проложением полигонометрических ходов. Эффективное решение этой задачи состоит в том, чтобы для гироскопического ориентирования и угловых измерений использовался один теодолит, благодаря чему существенно уменьшается масса комплекта приборов, необходимых для выполнения подземных съемок, а следовательно, и состав бригады исполнителей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является "Устройство для состыковки гиронасадки с теодолитом" /см. Жариков Е.Д. , Рыхлюк Е. И. , Николаев Н.Н. О применении малогабаритных гироскопических приборов для ориентирования сторон с неустойчивыми пунктами. Новые разработки методов и технических средств введения маркшейдерских работ: Сб. науч. тр. /ВНИМИ. -Л., 1991. - С. 61-66/ Устройство содержит поворотную платформу, установленную на подставке теодолита, и две стойки, нижние концы которых закреплены на платформе, а на верхних - размещены узлы крепления гироблока с фиксаторами для регулировки гиронасадки по высоте. При этом теодолит устанавливается на подставке между стойками, что в значительной степени ограничивает возможность использования теодолитов любых типов из-за размеров зрительной трубы и затрудняет выполнение измерительных операций. Кроме того, установка гироблока по двум точкам не обеспечивает необходимую точность состыковки угломерной и гироскопической частей прибора.

Изобретение решает задачу создания устройства для гироскопических измерений, обладающего высокой точностью измерений и расширенными эксплутационными возможностями.

Для решения поставленной задачи в известном устройстве, содержащем гироблок, теодолит, подставку теодолита и соосно установленную на ней платформу с жестко закрепленной на ней опорой со средством фиксации гироблока по высоте, опора выполнена в виде телескопической стойки, на выдвижной части которой жестко закреплена консоль, снабженная установочными опорами, расположенными на верхней и нижней поверхности консоли, а корпус гироблока снабжен струбцинами с упорными винтами, опирающимися на установочные опоры консоли, расположенные на ее нижней поверхности. В телескопическую стойку введена призма для согласования оптических осей теодолита и гироблока.

Установочные опоры размещены в вершинах треугольника, образованного отрезками прямых, соединяющих их проекции на поверхности консоли. На нижней поверхности консоли расположены по крайней мере две установочные опоры, причем одна из них выполнена призматической, а другая - в виде установочной плоскости.

Установочная опора, расположенная на верхней поверхности, выполнена конической.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - поперечные сечения его узла 1, иллюстрирующие схему установки гироблока на консоли устройства; на фиг. 4 - вид снизу по сечению А-А консоли.

Устройство содержит подставку 1 со стандартными подъемными винтами 2, снабженную червячным приводом 3 для разворота гироблока 4. Соосно с подставкой 1 на подшипнике установлена платформа 5, на которой нижним концом жестко закреплена телескопическая стойка 6. Вверху выдвижной части телескопической стойки 6 закреплена консоль 7, снабженная установочными опорами для стыковки угломерной части с гироблоком 4. Установочные опоры 8, 9 и 10 расположены в вершинах треугольника: на верхней поверхности консоли 7 - опора 8 в виде конического отверстия, на нижней - опоры 9 и 10 в виде призматической прорези и плоскости соответственно. Корпус гироблока 4 содержит три упорных винта, один из которых - 11 закреплен в днище корпуса, а два других - 12 - в струбцинах 13 корпуса гироблока 4. При стыковки упорный винт 11 со сферической головкой устанавливается в коническое отверстие опоры 8, а упорные винты - 12 со сферическими головками - в прорезь опоры 9 и на плоскость опоры 10, чем достигается однозначное расположение гироблока на консоли. Упорные винты 12 одновременно являются юстировочными для обеспечения соосности гироблока и теодолита. Закрепление гироблока на консоли 7 обеспечивают два стопорных винта 14. В средней части телескопической стойки 6 - зажимной винт 15 для фиксации гироблока по высоте. Подставка 1 имеет по оси в нижней части резьбовое отверстие под винт 16 для закрепления всего устройства на стандартный геодезический штатив 17 и в верхней части - гнездо для установки хвостовика теодолита 18. Чувствительный элемент /ЧЭ/ 19 снабжен демпфером колебаний 20. Блок питания расположен в отдельном корпусе /на чертеже не показан/ и соединен кабелем с гироблоком.

Наблюдение за колебаниями ЧЭ 19 относительно вертикального штриха 21, маркированного на корпусе гироблока 4, осуществляется по закрепленной на ЧЭ шкале 22 через оптическую призменную систему, включающую призмы 23, 24, с помощью зрительной трубы теодолита 18. Подсветка штриха 21 и шкалы 22 осуществляется через окно 25 дневным светом или от съемного блока подсветки. Приведение ЧЭ 19 в меридиан осуществляют поворотом гироблока 4 червячным приводом 3.

Устройство работает следующим образом. Предварительно устанавливают и фиксируют винтом 15 высоту телескопической стойки 6, определяемую типом используемого теодолита таким образом, чтобы установить оптическую связь ЧЭ 19 гироблока 4 со зрительной трубой теодолита 18. Для приведения прибора в рабочее состояние закрепляют подставку 1 винтом 16 на штативе 17, устанавливают теодолит 18 на подставку 1, выполняют центрирование и горизонтирование прибора. Устанавливают гироблок 4 на консоль 7, используя установочные опоры 8, 9, 10 и упорные винты 11, 12 и закрепляют его с помощью стопорных винтов 14 на консоли 7, при этом автоматически обеспечиваются соосное расположение и оптическая связь ЧЭ 19 с теодолитом 18.

Разарретируют ЧЭ 19, действуя рукояткой 26, совмещают вертикальный биссектор сетки нитей зрительной трубы теодолита с изображением неподвижного штриха 21, замаркированного в корпусе гироблока 4 и, наблюдая 2-4 точки реверсии свободных колебаний, берут отсчеты по шкале 22 на ЧЭ. После включения гиромотора для приведения ЧЭ 19 в меридиан наблюдают за движением нулевого деления шкалы 22 через зрительную трубу теодолита 18, поворачивая червячным приводом 3 платформу 5 со стойкой 6 и гироблоком 4, в рукой - теодолит 18. Совмещают вертикальный биссектор сетки нитей зрительной трубы теодолита с изображением неподвижного штриха 21, замаркированного в корпусе гироблока 4, и берут отсчет по лимбу теодолита. Наблюдая 2-4 точки реверсии прецессионных колебаний, берут отсчет по шкале 22 на ЧЭ. Арретируют ЧЭ и, действуя зажимным и микрометренным винтами алидады теодолита, а при необходимости и червячным приводом 3, наводят зрительную трубу теодолита 18 на второй пункт ориентируемой стороны и берут отсчет по лимбу теодолита.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет использовать при гироскопическом ориентировании серийно изготовляемые теодолиты различных типов, применяемые на производстве при построении как опорных, так и съемочных сетей, что расширяет область применения гироскопических измерений, упрощает конструкцию гироскопических приборов и делает совершенно независимым процесс изготовления этих приборов от используемой при наблюдениях угломерной оптической части, расширяя тем самым эксплуатационные возможности устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для гироскопических измерений, содержащее гироблок, теодолит, подставку теодолита и соосно установленную на ней поворотную платформу с жестко закрепленной на ней опорой со средством фиксации гироблока по высоте, отличающееся тем, что опора выполнена в виде телескопической стойки, на выдвижной части которой жестко закреплена консоль, снабженная установочными опорами, расположенными на верхней и нижней поверхности консоли, а корпус гироблока снабжен струбцинами с упорными винтами, опирающимися на установочные опоры консоли, расположенные на ее нижней поверхности.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в телескопическую стойку введена призма для согласования оптических осей теодолита и гироблока.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что установочные опоры размещены в вершинах треугольника, образованного отрезками прямых, соединяющих их проекции на поверхности консоли.

4. Устройство по пп.1 и 3, отличающееся тем, что на нижней поверхности консоли расположены две установочные опоры, причем одна из них выполнена в виде призматической прорези, а другая - в виде установочной плоскости.

5. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что установочная опора, расположенная на верхней поверхности консоли, выполнена конической.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4