ТЕОДОЛИТ Российский патент 1995 года по МПК G01C1/00 

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

При измерении горизонтальных углов теодолитом производятся последовательно две операции: визирование на предмет и отсчет микроскоп-микрометром по лимбу. Из-за последействия пружины наводящего винта за время между визированием и отсчетом возникают ошибки в измеряемых горизонтальных углах.

Известен теодолит со стабилизированной линией визирования, в котором наведение на предмет и отсчет по горизонтальному лимбу производится в поле зрения окуляра зрительной трубы, куда посредством оптической системы микроскопа передается изображение штрихов лимба, служащих сеткой нитей. Во время поворотов теодолита при горизонтальном положении оси зрительной трубы в нем отсутствует смещение штрихов лимба относительно наблюдаемых предметов.

Однако при наклонах зрительной трубы в случае наблюдения предметов, находящихся вне коллимационной плоскости, необходимо вводить поправку в отсчеты по штриху лимба, учитывающую отстояние этого штриха от коллимационной плоскости и угол наклона зрительной трубы.

Целью изобретения является повышение производительности измерений за счет автоматического учета поправки в направление за наклон визирной оси зрительной трубы относительно горизонта.

Для этого в теодолите, содержащем зрительную трубу с объективом с фокусным расстоянием f' и горизонтальный лимб с радиусом делительной окружности R, оптически сопряженный с окуляром зрительной трубы через микроскоп с увеличением v, зрительная труба и микроскоп выполнены с системой одновременного или раздельного изменения соответственно фокусного расстояния и увеличения с выполнением соотношения
f' R ˙v/|cos α| где α угол наклона визирной оси зрительной трубы относительно плоскости лимба.

На фиг. 1 приведен возможный вариант исполнения оптической схемы теодолита с одновременным изменением параметров трубы и микроскопа.

На фиг. 1 показаны объектив 1 зрительной трубы, окуляр 2, лимб 3, микрометр 4, призма Аббе 5 без крыши, система 6 изменения фокусного расстояния объектива, система 7 сложения световых потоков и система 8 изменения увеличения микроскопа.

Свет от наблюдаемого предмета проходит объектив 1, систему 6 изменения фокусного расстояния объектива, систему 7 сложения световых потоков и окуляр 2. Свет от наблюдаемого участка лимба 3 через микрометр 4, призму Аббе 5 и систему 8 изменения увеличения микроскопа попадает в систему 7 сложения световых потоков и далее в окуляр 2.

Теодолит работает следующим образом. В плоскости построения изображений окуляра 2 система 7 сложения световых потоков строит изображение наблюдаемого предмета рядом с изображением участка штрихов лимба 3.

При наблюдении в горизонтальной плоскости, когда α 0 и cos α 1, системы 6 и 8 изменения фокусного расстояния и увеличения микроскопа выполняют условие f'R v (фиг. 2). Глядя через окуляр 2, микрометром 4 совмещают изображение ближайшего деления лимба 3 с наблюдаемым предметом. Отсчеты по лимбу 3 и микрометру 4 дают направление на наблюдаемый предмет.

При наблюдении предметов, находящихся выше или ниже горизонта, сначала изменяют наклон оси зрительной трубы. При этом происходит поворот призмы Аббе 5, которым компенсируют поворот изображения штрихов лимба 3. Одновременно системы 6 и 8 изменения фокусного расстояния зрительной трубы и изменения увеличения микроскопа выполняют соотношение f' R ˙ v/|cos α|
Затем, глядя через окуляр 2, как и при наблюдении в горизонтальной плоскости, совмещают микрометром 4 ближайшее деление лимба 3 с наблюдаемым предметом. Отсчеты по лимбу 3 и микрометру 4 дают верное направление на наблюдаемый предмет, так как при этом автоматически учитывается поправка в направление на предмет, находящийся вне коллимационной плоскости.

Оптическая система может быть выполнена также в варианте раздельного изменения либо фокусного расстояния, либо увеличения микроскопа. Одновременное изменение имеет преимущество меньшего диапазона изменений параметров каждой из систем, что позволяет делать их более простыми.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к геодезическим угломерным приборам. Теодолит позволяет автоматически учитывать поправки в направление на предмет у теодолита со стабилизированной линией визирования. Сущность изобретения: введены системы 6 и 8 одновременного или раздельного изменения фокусного расстояния зрительной трубы и увелечения микроскопа, передающего изображение штрихов горизонтального лимба 3 в поле зрения окуляра 2 зрительной трубы. При наблюдении предметов выполняется соотношение где f′ - фокусное расстояние объектива зрительной трубы, R - радиус делительной окружности лимба, V - увеличение микроскопа, α - угол наклона визирной оси зрительной трубы относительно плоскости лимба. 2 ил.

ТЕОДОЛИТ, содержащий зрительную трубу с объективом с фокусным расстоянием f' и горизонтальный лимб с радиусом делительной окружности R, оптически сопряженный с окуляром зрительной трубы через микроскоп с увеличением v, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет автоматического учета поправки в направление за наклон визирной оси зрительной трубы относительно горизонта, зрительная труба и микроскоп выполнены с системой одновременного или раздельного изменения соответственно фокусного расстояния и увеличения с выполнением соотношения

где α угол наклона визирной оси зрительной трубы относительно плоскости лимба.