ОПТИЧЕСКИЙ ЦЕНТРИР С САМОУСТАНАВЛИВАЮЩЕЙСЯ ЛИНИЕЙ ВИЗИРОВАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК G01C5/00 G01C5/02 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и относится к прибору, предназначенному для высокоточного построения отвесных линий при промышленном строительстве высотных зданий и сооружений, с линией визирования автоматически устанавливающейся вертикально по обоеим координатам (X и Y). При использовании призменной или линзовой насадки, надеваемую на объектив, прибор может быть трансформирован в нивелир с самоустанавливающейся линией визирования для точного нивелирования горизонтальным лучом.

Известные в настоящее время высокоточные приборы для построения отвесных линий с самоустанавливающейся по двум координатам линией визирования (например, ZL ф. "Вильд", ныне "Лейка", имеют существенный недостаток - фокусирование на предмет проводится перемещением оптического элемента (фокусирующей линзы), который является существенным источником неустранимой погрешности непостоянства угла i при перефокусировании. Правда, можно уменьшить эту погрешность методологически, для этого необходимо после перефокусирования вращать прибор вокруг вертикальной оси на 180^o и находить среднее положение точки. Естественно, что это значительно затрудняет работу с прибором.

Указанный недостаток исключен в системе нивелира, в котором в качестве компенсатора используется зеркало, подвешенное на маятниковом подвесе - четырех торсионах, занимающее при наклоне нивелира отвесной положение и расположенное от объектива, с нанесенным на его поверхности перекрестием сетки нитей, на расстоянии, равном половине фокусного расстояния объектива (например, нивелир N 1 002 ф. К. Цейсс, а также патент ФРГ N 2227535, автор ВНИИМ, Л. заявка N 1665574 от 14.05.71). Фокусирование на предмет проводится перемещением компенсатора с подвешенным зеркалом вдоль оптической оси, при этом вертикальная составляющая погрешности исключается благодаря тому, что зеркало всегда принимает отвесное положение, а горизонтальная составляющая погрешности не оказывает никакого влияния на нивелирование. Таким образом, рассмотренная схема отрабатывает автоматическую установку линии визирования только в горизонтальной плоскости, (что для нивелира вполне достаточно), однако, при желании преобразовать этот нивелир в центрир путем установки на объективе призмы, преломляющей визирную ось на 90^o, результат будет отрицательным, так как для центрира необходима отработка положения линии визирования в двух плоскостях (по двум координатам).

Предлагаемый высокоточный центрир с самоустанавливающейся по двум координатам линией визирования, который может быть преобразован и в нивелир, свободен от указанных недостатков.

Изобретение поясняется на фиг. 1 и 2.

Оптическая схема прибора показана на фиг.1. Оптические коррегирующие клинья 1 и 2 установлены перед склеенным объективом 3 зрительной трубы, ампула компенсатора, в которой в качестве отражающей используется поверхность слоя ртути 5, загерметизирована защитным стеклом 4, линза 6 на плоской поверхности которой нанесено перекрестие сетки, приклеена ко второй поверхности объектива 3. Изображение на сетке проецируется в фокальную плоскость окуляра 9 с помощью проекционного объектива 8 и призмы 7, приклеенной к первой (плоской) поверхности объектива 3.

Толщина линзы 6 назначена такой, чтобы плоская поверхность, на которой нанесено перекрестие сетки, совпадала с задней главной плоскостью объектива 3. Таким образом, при фокусировании на предмет, когда промежуточное изображение образуется в плоскости сетки, оно совпадает и с задней главной плоскостью объектива, что обеспечивает выполнение основного условия компенсации: расстояние от отражающей поверхности -ртутного горизонта до плоскости сетки
равняется половине фокусного расстояния объектива 3, т.е. при наклоне прибора в любую сторону ртутный горизонт, сохраняя свое горизонтальное положение, отражает падающий пучок лучей и направляет ось пучка в одну и ту же точку сетки. Эту точку совмещают точно с перекрестием сетки во время сборки и юстировки прибора вращением коррегирующих оптических клиньев 1 и 2 с равными преломляющими углами. Угловая погрешность несовпадения (угол i) может быть исключена также и во время эксплуатации прибора в полевых условиях.

На фиг. 2 показан тот же центрир, но с помощью призменной насадки 1 трансформированный в нивелир с самоустанавливающейся линией визирования. Вместо пентапризмы может использоваться и насадка с двумя зеркалами.

Фокусирование прибора на предмет местности выполняется перемещением ампулы компенсатора вверх-вниз вдоль оптической оси объектива.

Использование: геодезическое приборостроение. Сущность изобретения: оптический центрир содержит объектив 3, на выходной поверхности которого приклеена линза 6 с плоской поверхностью, совпадающей с задней главной плоскостью объектива, ампулу с жидкостью 5, проекционную систему (призма 7, объектив 9) и окуляр 9. Перед объективом расположены два оптических клина 1 и 2 с одинаковыми преломляющими углами. На плоской поверхности линзы 6 нанесена метка (перекрестие сетки), отражающая поверхность жидкости (например, ртути) находится на расстоянии, равном половине фокусного расстояния объектива. Корректирующие оптические клинья позволяют исключить систематическую погрешность положения визирной линии. Визирная линия автоматически устанавливается в отвесное положение по обеим координатам с высокой точностью, обеспечивая автоматизацию процесса центрирования. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Оптический центрир с самоустанавливающейся вертикальной линией визирования, содержащий объектив, метку, отражающую поверхность, удаленную от объектива на расстояние, равное половине его фокусного расстояния, и установленные по ходу отраженного от отражающей поверхности луча окуляр и проекционную систему, отличающийся тем, что дополнительно содержит линзу, склеенную с объективом и выполненную с плоской поверхностью, на которой нанесена метка, при этом плоская поверхность линзы совмещена с задней главной плоскостью объектива, а отражающая поверхность выполнена в виде поверхностного слоя жидкости, заключенной в ампулу. 2. Центрир по п. 1, отличающийся тем, что перед объективом последовательно установлены два оптических клина с равными преломляющими углами с возможностью вращения вокруг оптической оси объектива для устранения систематической погрешности отклонения визирной линии от отвесного положения. 3. Центрир по п.1 или 2, отличающийся тем, что метка выполнена в виде перекрестия. 4. Центрир по п.1 или 2, отличающийся тем, что метка выполнена в виде окружности.