УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСЧЕТА ПО ЛИМБУ УГЛОМЕРНОГО ПРИБОРА Российский патент 1995 года по МПК G01C1/05 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к геодезическим угломерным приборам.

Известные устройства для отсчета по лимбам угломерных приборов имеют оптические схемы, ход лучей в которых пересекает вертикальную и горизонтальную оси вращения, что не позволяет уменьшать габариты угломерных приборов. При огибании оси вращения по трем сторонам прямоугольника в теодолитах вводят не менее двух дополнительных призм, что делает систему более сложной и трудоемкой в изготовлении.

Известно устройство для отсчета по лимбам угломерных приборов, где огибание оси вращения производится по двум сторонам равнобедренного прямоугольного треугольника. В вершинах этого треугольника установлены три прямоугольные призмы, а между ними два объектива проекционной системы, сопрягающей деления двух диаметрально противоположных участков лимба. Недостатком такого устройства является то, что штрихи первого участка лимба строятся проекционной системой и перемещаются ортогонально штрихам второго участка лимба и отсчет определяется по месту пересечения штрихов.

В другом известном устройстве прямоугольная призма, установленная в вершине прямого угла треугольника, выполнена с крышей. Это создает разворот изображения штрихов первого участка лимба на 90^o и штрихи двух диаметрально противоположных участков лимба оказываются параллельными друг другу, что позволяет использовать высокоточное отсчитывание известными способами.

Недостатком известного устройства является использование крыши в прямоугольной призме, что вызывает двоение изображения и снижение точности отсчитывания. Кроме того, в известном устройстве на отсчете сказывается биение плоскости лимба относительно оси вращения прибора.

Целью изобретения является повышение точности отсчитывания за счет исключения двоения изображения и создания телецентрического хода лучей.

Указанная цель достигается усовершенствованием известного устройства для отсчета по лимбу угломерного прибора, содержащего микроскоп, выполненный с возможностью оптического сопряжения с диаметрально противоположными участками лимба через два объектива с общей фокальной плоскостью, и три отражательных элемента, расположенных в вершинах прямоугольного равнобедренного треугольника. Два отражательных элемента выполнены в виде прямоугольных призм с одной отражающей гранью, причем один из них расположен в вершине треугольника, противолежащей первому катету. Кроме того, устройство снабжено диафрагмой, плоскость которой совмещена с общей фокальной плоскостью объективов, а третий отражательный элемент выполнен с четным числом отражающих поверхностей, две из которых составляют угол в 45^o. Третий отражательный элемент может быть выполнен в виде пентапризмы с оптической длиной хода лучей, равной оптической длине хода лучей в первом отражательном элементе, и установлен в вершине треугольника, противолежащей второму катету, а диафрагма размещена на одном из катетов. Третий отражательный элемент может быть выполнен в виде двух равных частей пентапризмы, разделенной по биссектрисе угла 45^o, обращенных друг к другу плоскостями раздела и расположенных симметрично относительно высоты треугольника, а диафрагма установлена между ними. Плоскости раздела частей пентапризмы могут быть склеены друг с другом, а диафрагма выполнена в виде покрытия на плоскости раздела одной из частей пентапризмы.

Изобретение иллюстрируется двумя примерами исполнения, изображенными на фиг.1 и 2.

Свет от источника (не показан) проходит лимб 1, первую прямоугольную призму 2, первый объектив проекционной системы 7(1). Отражательный элемент, расположенный в вершине прямоугольного равнобедренного треугольника, состоит из второй прямоугольной призмы 3 (фиг.1) или из двух полупентапризм 4 и 5 (фиг. 2). Свет проходит диафрагму 6 и через второй объектив 7(2) проекционной системы попадает в третий отражающий элемент, которым является пентапризма 8 (фиг.1) или вторая прямоугольная призма 3 (фиг.2). Далее свет идет через второй участок лимба 1 в микроскоп 9.

Устройство работает следующим образом.

Объективы 7(1) и 7(2) строят изображения штрихов участка лимба, прилегающего к первой прямоугольной призме, в плоскости штрихов второго, диаметрально противоположного, участка лимба, примыкающего к микроскопу отсчетной системы 9. При этом штрихи второго участка лимба и изображения штрихов первого участка лимба параллельны друг другу. В варианте исполнения, изображенном на фиг.1, при поворотах лимба 1 штрихи диаметрально противоположных участков лимба смещаются навстречу друг друга. Они могут участвовать в коинцидентном способе отсчитывания по лимбу. В варианте исполнения, изображенном на фиг.2, одиночные штрихи первого участка лимба 1 могут быть наложены на штрихи второго участка лимба, образуя биссекторы, и при поворотах лимба 1 смещаются совместно. Сдвоенные штрихи могут участвовать в биссекториальном способе отсчитывания по лимбу.

За счет установки диафрагмы 6 в плоскости совмещения фокусов объективов 7(1) и 7(2) устройство имеет телецентрический ход лучей, за счет чего на точности отсчитывания не сказываются биения плоскости лимба относительно плоскости, ортогональной оси вращения. Отсутствие крышеобразных поверхностей отражения исключает влияние двоения изображений штрихов.

Использование: в оптическом геодезическом приборостроении. Сущность изобретения: устройство содержит микроскоп, два объектива с общей фокальной плоскостью, три отражательных элемента, расположенных в вершинх прямоугольного равнобедренного треугольника, и диафрагму. Объективы расположены по катетам треугольника. Плоскость диафрагмы совмещена с общей фокальной плоскостью объективов. Два отражательных эемента в виде прямоугольных призм с одной отражающей гранью расположены либо по одному из патентов, либо по гипотенузе треугольника, а третий отражательный элемент выполнен с четным числом отражающих граней. Если первые два отражательных элемента расположены по катету треугольника, то третий элемент выполнен в виде пентапризмы с оптической длиной хода лучей, равной оптической длине хода лучей в одной из прямоугольных призм, расположенной при вершине острого угла треугольника, а диафрагма размещена на другом из катетов треугольника. Если первые два отражательных элемента расположены по гипотенузе треугольника, то третий отражательный элемент выполнен в виде двух одинаковых полупентапризм, установленных симметрично в вершине прямого угла треугольника, а диафрагма размещена в вершине прямого угла и установлена между полупентапризмами. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСЧЕТА ПО ЛИМБУ УГЛОМЕРНОГО ПРИБОРА, содержащее микроскоп, выполненный с возможностью оптического сопряжения с двумя диаметрально противоположными участками лимба через два объектива с общей фокальной плоскостью и три отражательных элемента, расположенных в вершинах прямоугольного равнобедренного треугольника, два отражательных элемента в виде прямоугольных призм с одной отражающей гранью, один из которых расположен в вершине треугольника, противолежащей первому катету, отличающееся тем, что, с целью повышения точности отсчитывания, оно снабжено диафрагмой, плоскость которой совмещена с общей фокальной плоскостью объективов, а третий отражательный элемент выполнен с четным числом отражающих поверхностей, две из которых составляют угол в 45^o. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что третий отражательный элемент выполнен в виде пентапризмы с оптической длиной хода лучей, равной оптической длине хода лучей в первом отражательном элементе и установлен в вершине треугольника, противолежащей второму катету, а диафрагма размещена на одном из катетов треугольника. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что третий отражательный элемент выполнен в виде двух равных частей пентапризмы, разделенной по биссектрисе угла 45^o, обращенных друг к другу плоскостями раздела и расположенных симметрично относительно высоты треугольника, а диафрагма установлена между ними. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что плоскости разреза частей пентапризмы склеены друг с другом, а диафрагма выполнена в виде покрытия на плоскости раздела одной из частей пентапризмы.