ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ЦИРКУЛЬ Российский патент 1995 года по МПК G01B3/16 G01B7/15 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения длины и выполнения разметки поверхности, например для измерения длины и разметки земельных участков при проведении землемерных работ.

Известен измерительный циркуль с угломерной шкалой, прикрепляемой к одной из его ножек винтами [1]
Известен также измерительный циркуль (сажень), содержащий две измерительные штанги, перекладину и рукоятку. Опорные концы измерительных штанг с помощью перекладины разнесены на фиксированное расстояние, например в 2,13 м (сажень) или 2 м, а противоположные концы прикреплены к неподвижной рукоятке [2]
Недостатком известных устройств является то, что подсчет числа оборотов циркуля производит оператор, проводящий измерения, что может привести к появлению ошибок в замерах.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является измерительный циркуль, содержащий основание с рукояткой, шарнирно соединенные с основанием две измерительные штанги и регулируемую по длине перекладину, закрепленную на одной из штанг одним концом и фиксируемую на другой штанге другим концом, и предназначенную для регулирования величины шага между штангами [3]
Недостатком этого измерительного циркуля является то, что в его конструкции отсутствует устройство для автоматического подсчета числа оборотов.

Предлагаемый циркуль, содержащий основание с рукояткой, шарнирно соединенные с основанием две измерительные штанги и регулируемую по длине перекладину, один конец которой закреплен на одной из штанг, другой конец на другой штанге, отличается тем, что рукоятка выполнена полой, циркуль снабжен закрепленным на рукоятке счетчиком числа поворота штанг, размещенными в полости рукоятки муфтой свободного хода, корпус которой жестко соединен с основанием, и передаточным элементом, соединяющим муфту свободного хода со счетчиком числа поворота штанг.

В предлагаемой конкретной конструкции циркуля передаточный элемент выполнен в виде дискового кулачка, рабочая поверхность которого имеет два симметричных выступа, двух выключателей в виде подпружиненных по оси штоков, предназначенных для взаимодействия с соответствующими выступами кулачка, контакты выключателей электрически запараллелены и заведены на вход счетчика числа поворота штанг, который выполнен в виде съемного электронного блока, содержащего последовательно соединенные блок умножения, блоки памяти и суммирования, индикатор, к вторым входам которых подключен орган управления заданием величины шага, суммированием количества шагов и их сбросом, и источник питания.

Для достижения однозначности фиксации рукоятки в руке оператора, рукоятка выполнена в форме, обеспечивающей включение в работу кинестетического анализатора (кинестетической форме), например рукоятка на своей внешней поверхности имеет углубления, фиксирующие положения пальцев руки.

С помощью перекладины, регулируемой по длине, с нанесенной на ней шкалой оператор может установить удобный для себя шаг измерений. Муфта свободного хода обеспечивает одностороннее вращение измерительных штанг относительно рукоятки. При совершении полуоборота циркуля передаточный элемент воздействует на счетчик числа поворота штанг. Введя в электронный блок счетчика с помощью органа управления выбранный шаг измерений, оператор, закончив измерение, может получить на индикаторе точный результат и занести его в память. В конце рабочего периода оператор имеет возможность снять электронный блок с рукоятки циркуля для оформления результатов измерений.

Рукоятка циркуля, имеющая углубления для фиксации пальцев руки, позволяет оператору охватить ее кистью руки в удобном определенном положении с минимальным угловым разбросом между направлением на локоть и поперечной осью симметрии рукоятки, что позволяет сконцентрировать и связать кинестетические и зрительные ощущения и однозначно определяет положение рукоятки относительно измерительных штанг перед началом измерений.

На фиг. 1 дана конструкция измерительного циркуля; на фиг.2 функциональная схема электронного блока; на фиг.3 диаграмма работы передаточного элемента.

Предлагаемая конструкция устройства, предназначенная для оператора, работающего правой рукой, содержит две измерительные штанги 1, перекладину 2, выполненную регулируемой по длине, например, с помощью ряда отверстий под винт, закрепленный на одной из штанг, и полую рукоятку. Измерительные штанги шарнирно связаны с основанием 3, которое с помощью винтового соединения 4 крепится к рукоятке, состоящей из двух симметричных половинок 5, имеющих углубления для фиксации пальцев руки и скрепленных винтами.

Внутри рукоятки размещена муфта свободного хода, состоящая из корпуса 6, установленного на подшипниках 7, и навитой на корпус против часовой стрелки пружины 8, один конец которой закреплен на рукоятке с помощью винта 9, а другой свободен. Нижняя часть корпуса муфты с помощью шпильки крепится к верхней части винтового соединения 4, а верхняя через гибкий вал 10 соединена с установленной на подшипнике 11 осью 12, на которой с помощью винта 13 закреплен передаточный элемент 14, выполненный в виде дискового кулачка с двумя симметричными выступами, имеющими возможность последовательно входить в зацепление с подпружиненными по оси штоками двух выключателей 15, расположенных симметрично по обе стороны кулачка и закрепленных на кронштейне 16 вместе с подшипником 11.

Контакты выключателей электрически запараллелены и подключены к входу счетчика числа поворота штанг, выполненного в виде съемного электронного блока 17.

Электронный блок содержит последовательно соединенные блок 18 умножения, блоки 19 памяти и суммирования, индикатор 20, к вторым входам которых подключен орган 21 управления заданием величины шага, суммированием количества шагов и их сбросом и источник 22 питания.

Измерительный циркуль работает следующим образом. Оператор с помощью регулирования длины перекладины 2 устанавливает удобный для себя шаг измерений, т.е. расстояние между опорами измерительных штанг, отсчитывает его по шкале, нанесенной на перекладине, сбрасывает показания счетчика в ноль и вводит в его память выбранный шаг измерений. Затем оператор берет рукоятку циркуля правой рукой так, чтобы пальцы его руки вошли в углубления на рукоятке, и начинает двигаться вдоль замеряемой линии, правой рукой вращая циркуль за рукоятку 5 против часовой стрелки вокруг опоры одной из измерительных штанг 1. При этом другая измерительная штанга совершает круговое движение, пока не будет поставлена на свою опору.

За эти пол-оборота рукоятка не проворачивается относительно основания 3 с измерительными штангами 1, так как блокируется муфтой свободного хода, в которой пружина 8 за счет трения жестко сцепляется с корпусом 6.

Для совершения следующего полуоборота циркуля оператор поворачивает рукоятку по часовой стрелке, проходя мимо стоящего на опорах циркуля. При этом муфта свободного хода обеспечивает свободное вращение рукоятки относительно основания с измерительными штангами за счет ослабления трения и прекращения сцепления пружины 8 с корпусом 6. За эти полуобороты рукоятки относительно неподвижно стоящего циркуля кулачок 14, воздействуя на шток одного из выключателей 15, кратковременно замыкает его контакты и счетный импульс попадает на вход блока умножения. За следующий полуоборот происходит кратковременное замыкание контактов второго выключателя и т.д. Диаграмма последовательности замыкания контактов выключателей представлена на фиг.3. Заштрихованные области прямоугольников соответствуют времени, в течение которого контакты выключателей находятся в замкнутом состоянии.

В блоке 18 умножения происходит операция умножения количества полуоборотов циркуля на выбранный шаг измерений и произведение фиксируется в памяти блоков памяти и суммирования. После окончания измерения длины участка оператор может высветить измеренную длину на индикаторе. Измерив подобным образом длины нескольких участков, оператор может получить суммарную длину нужной части или всех измеренных участков. Операция суммирования происходит в блоках 19 памяти и суммирования. Управление режимами работы электронного блока производится с помощью клавиатуры органа управления заданием величины шага, суммированием количества шагов и их сбросом. Электронный блок имеет автономный источник 22 питания и может быть для оформления результатов измерений снят с механической части конструкции циркуля после расстыковки разъема, через который он связан по входным цепям с контактами выключателей.

В предлагаемой конструкции измерительного циркуля кулачок может быть заменен диском с закрепленными на нем магнитами, а выключатели герконами. В качестве счетчика может быть использован также и механический счетчик числа оборотов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для измерения длины земельных участков при проведении землемерных работ. Изобретение позволяет повысить точность измерений и удобство эксплуатации за счет автоматического подсчета длины замеряемого участка, фиксации ее в памяти электронного блока, возможностью суммирования длин нескольких участков, измеренных в течение рабочего периода, и возможностью съема электронного блока с механической части конструкции для оформления результатов измерения. В ручку циркуля встроена муфта свободного хода, установленная так, что ее корпус жестко скреплен с ручкой, одна часть оси с основанием, а другая часть- с передаточным элементом, обеспечивающим возможность взаимодействия со счетчиком числа поворота штанг. Передаточный элемент выполнен в виде дискового кулачка, рабочая поверхность которого имеет два симметричных выступа, имеющих возможность последовательно входить в зацепление со штоками двух подпружиненных выключателей, контакты которых электрически запараллелены и заведены на вход счетчика числа поворотов штанг. Счетчик представляет собой съмный электронный блок, содержащий последовательно соединенные блок умножения, блок памяти и суммирования, индикатор, ко вторым входам которых подключен орган управления заданием шага, суммированием и сбросом, и источник питания. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ЦИРКУЛЬ, содержащий основание с рукояткой, шарнирно соединенные с основанием две измерительные штанги и регулируемую по длине перекладину, один конец которой закреплен на одной из штанг, другой конец на другой штанге, отличающийся тем, что рукоятка выполнена полой, циркуль снабжен закрепленным на рукоятке счетчиком числа поворота штанг, размещенными в полости рукоятки муфтой свободного хода, корпус которой жестко соединен с основанием, и передаточным элементом, соединяющим муфту свободного хода со счетчиком числа поворота штанг. 2. Циркуль по п.1, отличающийся тем, что передаточный элемент выполнен в виде дискового кулачка, рабочая поверхность которого имеет два симметричных выступа, двух выключателей в виде подпружиненных по оси штоков, предназначенных для взаимодействия с соответствующими выступами кулачка, контакты выключателей электрически запараллельны и заведены на вход счетчика числа поворота штанг, который выполнен в виде съемного электронного блока, содержащего последовательно соединенные блок умножения, блоки памяти и суммирования, индикатор, к вторым входам которых подключен орган управления заданием величины шага, суммированием количества шагов и их сбросом, и источник питания.