Нивелир

(5) 0 01 С 5/02 Т СССРТНРЬГГИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТО к геодезиста, М700.видетельство СССР 1 С 5/00,04.05.78 ОМЪГ СВИДЕТЕЛЪСТ(71)Научно в исследовательск институт прикладной геодезии(54)(57) НИВЕЛИР, содержащий подст ку, алидадную часть, зрительную тр бу, установочный и контактный уров ни, элевационное устройство с оптической системой, включающей контактную призму, и механическим блоком, состоящим из направляющих, зубчатой рейки и шестерни, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности трудаи точности измерений, оптическаясистема элевационного устройстваснабжена двумя объективами и ромбической призмой, а механическийблок - кареткой, жестко связанной сзубчатой рейкой и выполненной с возможностью перемещения по направляющим, установленным на алидадной части, и элевационным винтом, жесткосвязанным с шестерней, причем контактная призма и первый объектив.,укрепленные на каретке, расположенынад контактным уровнем, установленным на алидадной части параллелгно его оси, а ромбическая призма,установленная в окулярной частизрительной трубы, и второй объективжестко скреплены со зрительной трубой, соединенной с алидадной частьюс возможностью наклона.115181Изобретение относится к геодези,ческому приборостроению, а именно к нивелирам, которые предназначены для геометрического нивелирования.Извйтен нивелир с подставкой, 5 алидадной частью, зрительной трубой с установочным и контактным уровнямн, приводимой в горизонтальное положение при помощи элевационного Винта Я еЮИедостатками нивелира являются низкая производительность работ и низкая точность приведения визирной оси зрительной трубы в горизонтальное положение. 15Ияиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является нивелир, .содержащий подставку, алидадную часть, зрительную трубу, горизои тирующий элемент в виде линзового компенсатора, установленного перед объективом зрительной трубы, установочный и контактный уровень, элевационое устройство с призменной сис темой, связывающей Визирную ось зрительной трубы с осью контактного уровня, состоящей из двух пентапризм и контактной призмы, установленной в окулярной части зрительной трубы, ЗО а также оптико-механическим блоком, состоящим из зубчатой рейки, жестко связанной с контактной призмой и снабженной шестерней и барабаномИспользование линзового компенсаторя для приведения визирной оси нивелира в горизонтальное положение ухудшает оптические характеристики зрительной трубы нивелира, например, качество изображения, контрастность, светопропускание.Предметная плоскость, в которой расположен пузырек контактного уровня, не совпадает с плоскостью сетки нитей зрительной трубы и находится от окуляра зрительной трубы на расстоянии, превышающем двойное переднее фокусное расстояние окуляра. Поэтому, во-первых, наблюдать контактное изображение пузырька в куляр 5 зрительной трубы нивелира можно только на определенном расстоянии от окуляра, равномlГГа =Г+к=Е+ - - 155 где а - расстояние от задней главной плоскости окулярадо плоскости иэображений Г и Г - соответственно переднееи заднее эквивалентныефокусные расстояния окуляра,2 " расстояние от переднейфокальной плоскости окуляра до предметной плоскости,ук - расстояние от заднейВокальной плоскости окуляра до плоскости изображений.Это приводит к появлению погрешностей при геометрическом нивелировании - неодновременности визирования и установки, отсчитывания по уров. ню и создает определенные трудности и неудобства в работе с нивелиром, что снижает производительность работ и точность приведения визирной оси зрительной трубы нивелира в горизонтальное положение.Во"вторык, контактное иэображение пузырька контактного уровня, наблюдаемое в окуляр зрительной трубы, будет уменьшенным в. -раз, где /3 масштаб изображения или линейное увеличение, а Г и .Е соответствуют ранее приведенному обозначению, так как (2//-Г /, что также снижает точность приведения визирной оси зрительной трубы нивелира в горизонтальное положение.Целью изобретения является повышение производительности труда и точности измерений путем повышения точности приведения визирной оси зрительной трубы в горизонтальное положение. Для достижения поставленной це" ли в нивелире, содержащем подставку, алидадную часть, зрительную трубу, установочный и контактный уровни, элевационное устройство с оптической системой, включающей контактную призму, и механическим блоком, состоящим из направляющих, зуб. чатой рейки и шестерни, оптическая система элевационного устройства снабжена двумя объективами и ромбической призмой, а механический блок - кареткой, жестко связанной с зубчатой рейкой и выполненной с воэможностью перемещения по направляющим, установленным на алидадной части, и элевацнонным винтом, жестко связанным с шестерней, причем контактная призма и первый объектив,жестко укрепленные на каретке, расположены над контактным уровнем,установленным на алидадной части параллельно его оси, а ромбическаяпризма, установленная в окулярнойчасти зрительной трубы, и второйобъектив жестко скреплены со зрительной трубой, соединенной с алидадной частью с возможностью наклонаНа фиг. 1 изображена принципиальная схема предложенного нивелира,вид сбоку, на фиг. 2 - схема нивелира, вид сверху, на фиг. 3 - разрезА-А на фиг. 2, на фиг, 4 - элевационный винт, разрез. 15Нивелир содержит подставку 1,вертикальную ось 2 вращения нивелира, алидадную часть 3, зрительнуютрубу 4, установочный уровень 5,контактный уровень 6, элевационное 20устройство, состоящее из оптическойсистемы и механического блока. Оптическая система (Фиг, 1 и 2) состоит из контактной призмы 7, ромбической призмы 8, линзовых объек" 25тивов 9 и 10. Механический блок(фиг. 1-3) состоит из направляющих11, каретки 12, зубчатой рейки 13,шестерни 14, элевационного винта 1 ЬЭлевационный винт (фиг. 4) 15 сос"тоит из винта 16, оправы 17, толкателя 18, полэуна 19, штифта 20, пробки 21, пружины 22, крышки 23.Подставка 1 служит для креплениянивелира к головке штатива и предварительной установки визирной оси35нивелира в горизонтальное положение по установочному уровню 5.Алидадная часть 3 соединяется сподставкой 1 посредством вертикальМ40нои оси 2 вращения прибора. Зрительная труба 4 крепится на алидаднойчасти 3 с возможностью наклона относительно оси ССУстановочный уровень 5 жестко крепится к алидадной части 3 и служит45для предварительного приведениявизирной оси нивелира в горизонтальное положение,Контактный уровень б крепится калидадной части 3, причем проекцииосей контактного уровня 6 и визирной оси зрительной трубы 4 на горизонтальную плоскость должны быть параллельны.55Элевационное устройство (7-23) служит для точной установки визирнойоси нивелира в горизонтальное положение по неподвижному пузырьку контактного уровня 6, нахоцящемуся в любой части рабочего диапазона ампулы, ось которого в общем случае не горизонтальна.Оптическая система (7-10) элевационного устройства служит для формирования и увеличения контактного изображения концов пузырька контактного уровня 6 в поле зрения окуляра (не обозначен зрительный трубы 4. Контактная призма 7 и первый объектив 9 крепятся к каретке таким образом, чтобы контактная призма 7 была расположена над контактным уровнем 6, а концы пузырька контактного уровня 6 находились в фокальной плоскости объектива 9. Ромбическая призма 8, установленная в окулярной части зрительной трубы 5, с вторым объективом 10 жестко крепятся к корпусу зрительной трубы, причем часть плоскости сетки нитей (не обозначена) зрительной трубы 4 перекрывается ромбической призмой 8, и фокальная плоскость .второго объектива 10 совладает с плоскостью сетки нитей. Так как концы пузырька контактного уровня 6 лежат в фокальиой плоскости объектива 9, то из него выходит параллельный пучок лучей и изменение расстояния между объективами 9 и 10 при перемещении каретки 12 по направляющим 11 не влияет на взаимное положение плоскостей контактного изображения пузырька контактного уровня 6, строящегося в фокальной плоскости второго объектива 10, и сетки нитей, а также изменение расстояния между объективами 9 и 10 не влияет на величину увеличения контактного изображения, наблюдаемого через окуляр зрительной трубы 4.Механический блок (11-23) элевационного устройства служит для связи визирной оси зрительной трубы 4 с осью контактного уровня 6 и точного приведения визирной оси в гоиэонтальное положение. Направляю-щие 11 установлены на алидадной части 3 и параллельны оси контактного уровня 6. Каретка 12 скреплена с зубчатой рейкой 13 и перемещается по направляющим 11. Элевационным винтом 15 вращается шестерня 14, жестко связанная с винтом 16. Шестерня 14 входит в зацепление с зубчатой рей 1151817кой 13, посредством которой перемещается каретка 12. Элевацлонный винт15 служит не только для перемещениякаретки 12 с укрепленными на ней контактной призмой 7 и первым объективом 9, но и для соответственногонаклона визирной оси нивелира путемнаклона зрительной трубы 4 относитель.но оси СС. При вращении винта 16толкатель 18 ввинчивается в оправу 1-фаскрепленную с алидадной частью 3,и толкает ползунок 19, который приподнимает штиФт 20, упирающийся впробку 21, укрепленную на корпусезрительной трубы 4. При вывинчивании толкателя 18 ползунок 19 движется в обратном направлении под действием пружины 22 и пробка 21 опускается. Пружина 22 одним концом упирается в ползун 19, другим - в крышку 23, имеющую отверстие, черезкоторое проходит винт 16,Нивелир работает следующим образом.Вращением подъемных винтов (не обоэ 25начены) подставки 1 по установочному уровню 5 предварительно устанавливают визирную ось нивелира в горизонтальное положение. Пузырек контактного уровня 6 будет заниматьпроизвольное положение относительно30нуль-пункта ампулы, Контактное изображение пузырька контактного уровня6, полученное в контактной призме ,пройдя через первый объектив 9, выйдет из него параллельным пучком лучей, который, пройдя через второйобъектив 10, Фокусируется им,преломившись в ромбпризме 8, в передней Фокальной плоскости окуляразрительной трубы 4, в плоскости сетки нитей. В поле зрения окуляра одновременно наблюдаются, иэображениенивелирной рейки и контактное изображение пузырька контактного уровня 6. В общем случае концы пузырька в контактном иэображении не совпадают, т.е, контактная призма 7расположена не над серединой пузырькаконтактного уровня 6.Вращением элевационного винта 15 50совмещают концы пузырька контактного изображения, наблюдаемого через окуляр зрительной трубы 4, т.е.приводят контактную призму 7 на середину пузырька контактного уровня 6.55Одновременно с этим визирная осьнивелира точно устанавливается вгоризонтальное положение. Главное условие работы нивелиразаключается в том, что при наклонеоси контактного уровня 6 относительно горизонтального положения наугол визирная ось нивелира наклоняется на тот же угол, т.е, проекции касательной к середине пузырька контактного уровня 6 и визирнойоси на вертикальную плоскость должны быть параллельны, В соответствиис этим передаточный коэАФициентэлевационного винта 15 должен бытьтаким, чтобы при перемещении каретки 12 с контактной призмой 7 и объективом 9 на и делений контактногоуровня 6 визирная ось зрительнойтрубы 4 наклонялась на уголгде " - угол наклона визирной осизрительной трубы 4,л- цена деления контактногоуровня 6,п - число делений контактногоуровня 6, ца которое перемещается каретка 12.В поле зрения окуляра зрительнойтрубы 4 одновременно наблюдаютсяизображение нивелирной рейки и увеличенное контактное иэображение пузырька контактного уровня 6, чтодает возможность сократить промежуток времени между приведением визирной оси зрительной трубы 4 вгоризонтальное положение и отсчитыванием по нивелирной рейке и темсамым исключить один из источниковпогрешностей при геометрическом нивелировании - неодновременностьвизирования и приведениявизирнойоси нивелира в горизонтальное положение. Это позволяет повысить производительность работ и точностьприведения визирной оси зрительнойтрубы нивелира в горизонтальное положение,Так как отношение Фокусных расстояний второго объектива 10 и окуля.ра зрительной трубы 4 выбираетсябольшим единицы, и поле зренияокуляра наблюдают увеличенное контактное изображение пузырька контактного уровня 6, что дает возможностьповысить точность приведения визирной оси нивелира в горизонтальноеположение, Например, если Фокусное расстояние второго объектива 1 Ов три раза больше Фокусного рас"стояния окуляра зрительной трубы 4,то контактное изображение пузырькау В будет наблюдаться под увеличением ГОБг:ок5В нивелире для приведения визирной оси зрительной трубы 4 в горизонтальное положение применен элевационный винт 15, что позволяет исключить из конструкции нивели. - .ра линзовый компенсатор, устанавливаемый перед обьективом зрительной трубы 4, и тем самым улучшить оптические характеристики зрительной тру 1151817 8бы 4, например, качество изображения, контрастность, увеличить коэффициент пропускания. Например, количество преломляющих поверхностейоптической системы зрительной трубы известного устройства равно 1 О,линзового компенсатора - 2, соответственно у предложенного нивелираравно 10-2 = 8. Получим коэффициентсветопропускания зрительной трубыЬизвестного устройства К0,95=О,бб, т.е.коэффициент светопропускания увеличится на ; 1002 - 1003 103.151817 Зимокосо 2308/30ВИИИПИ Госудпо делам из113035, Москва Зак ПодписноСР Тиражственног комитетаткрытий ретений иЖ, Раув 5 кая наб. тент", г. Ужгород, ул. иал ППП тна Составитель В. Агаповаедактор Т. Кугрьппева Техред С,Легеэа Коррек