УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИРОСКОПИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ Российский патент 1998 года по МПК G01C19/38 

Изобретение относится к области гироскопической техники и может быть использовано при проведении маркшейдерско-геодезических работ.

Известны устройства для гироскопических измерений, например ГИ-Ц2 /Венгрия/, КТ-1 /ФРГ/, МРК-2 /ГДР/, МТ-1 /СССР/, ГИ-Б23 /Венгрия/, МВТ2 /СССР/, МГВ /СССР, Венгрия/, /см. Торочков В.Ю. Гиротеодолиты, М., "Недра", 1970, стр. 35-49/.

Угломерная часть этих приборов выполняется на базе теодолита одного определенного типа, в который внесены конструктивные изменения, необходимые для работы с гироблоком. В целом создание специального угломера усложняет конструкцию таких устройств и ограничивает их использование для оперативных работ, выполняемых силами маркшейдерских отделов шахт. На глубоких горизонтах шахт из-за проявления высокого горного давления пункты маркшейдерских сетей подвергаются сдвижению, и в этих сложных условиях возникает необходимость в определении исходных дирекционных углов одновременно с проложением полигонометрических ходов. Эффективное решение этой задачи состоит в том, чтобы для гироскопического ориентирования и угловых измерений использовался один теодолит, благодаря чему существенно уменьшается масса комплекта приборов, необходимых для выполнения подземных съемок, а следовательно, и состав бригады исполнителей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является "Устройство для состыковки гиронасадки с теодолитом" /см. Жариков Е.Д. , Рыхлюк Е. И. , Николаев Н.Н. О применении малогабаритных гироскопических приборов для ориентирования сторон с неустойчивыми пунктами. Новые разработки методов и технических средств введения маркшейдерских работ: Сб. науч. тр. /ВНИМИ. -Л., 1991. - С. 61-66/
Устройство содержит поворотную платформу, установленную на подставке теодолита, и две стойки, нижние концы которых закреплены на платформе, а на верхних - размещены узлы крепления гироблока с фиксаторами для регулировки гиронасадки по высоте. При этом теодолит устанавливается на подставке между стойками, что в значительной степени ограничивает возможность использования теодолитов любых типов из-за размеров зрительной трубы и затрудняет выполнение измерительных операций. Кроме того, установка гироблока по двум точкам не обеспечивает необходимую точность состыковки угломерной и гироскопической частей прибора.

Изобретение решает задачу создания устройства для гироскопических измерений, обладающего высокой точностью измерений и расширенными эксплутационными возможностями.

Для решения поставленной задачи в известном устройстве, содержащем гироблок, теодолит, подставку теодолита и соосно установленную на ней платформу с жестко закрепленной на ней опорой со средством фиксации гироблока по высоте, опора выполнена в виде телескопической стойки, на выдвижной части которой жестко закреплена консоль, снабженная установочными опорами, расположенными на верхней и нижней поверхности консоли, а корпус гироблока снабжен струбцинами с упорными винтами, опирающимися на установочные опоры консоли, расположенные на ее нижней поверхности. В телескопическую стойку введена призма для согласования оптических осей теодолита и гироблока.

Установочные опоры размещены в вершинах треугольника, образованного отрезками прямых, соединяющих их проекции на поверхности консоли. На нижней поверхности консоли расположены по крайней мере две установочные опоры, причем одна из них выполнена призматической, а другая - в виде установочной плоскости.

Установочная опора, расположенная на верхней поверхности, выполнена конической.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - поперечные сечения его узла 1, иллюстрирующие схему установки гироблока на консоли устройства; на фиг. 4 - вид снизу по сечению А-А консоли.

Устройство содержит подставку 1 со стандартными подъемными винтами 2, снабженную червячным приводом 3 для разворота гироблока 4. Соосно с подставкой 1 на подшипнике установлена платформа 5, на которой нижним концом жестко закреплена телескопическая стойка 6. Вверху выдвижной части телескопической стойки 6 закреплена консоль 7, снабженная установочными опорами для стыковки угломерной части с гироблоком 4. Установочные опоры 8, 9 и 10 расположены в вершинах треугольника: на верхней поверхности консоли 7 - опора 8 в виде конического отверстия, на нижней - опоры 9 и 10 в виде призматической прорези и плоскости соответственно. Корпус гироблока 4 содержит три упорных винта, один из которых - 11 закреплен в днище корпуса, а два других - 12 - в струбцинах 13 корпуса гироблока 4. При стыковки упорный винт 11 со сферической головкой устанавливается в коническое отверстие опоры 8, а упорные винты - 12 со сферическими головками - в прорезь опоры 9 и на плоскость опоры 10, чем достигается однозначное расположение гироблока на консоли. Упорные винты 12 одновременно являются юстировочными для обеспечения соосности гироблока и теодолита. Закрепление гироблока на консоли 7 обеспечивают два стопорных винта 14. В средней части телескопической стойки 6 - зажимной винт 15 для фиксации гироблока по высоте. Подставка 1 имеет по оси в нижней части резьбовое отверстие под винт 16 для закрепления всего устройства на стандартный геодезический штатив 17 и в верхней части - гнездо для установки хвостовика теодолита 18. Чувствительный элемент /ЧЭ/ 19 снабжен демпфером колебаний 20. Блок питания расположен в отдельном корпусе /на чертеже не показан/ и соединен кабелем с гироблоком.

Наблюдение за колебаниями ЧЭ 19 относительно вертикального штриха 21, маркированного на корпусе гироблока 4, осуществляется по закрепленной на ЧЭ шкале 22 через оптическую призменную систему, включающую призмы 23, 24, с помощью зрительной трубы теодолита 18. Подсветка штриха 21 и шкалы 22 осуществляется через окно 25 дневным светом или от съемного блока подсветки. Приведение ЧЭ 19 в меридиан осуществляют поворотом гироблока 4 червячным приводом 3.

Устройство работает следующим образом. Предварительно устанавливают и фиксируют винтом 15 высоту телескопической стойки 6, определяемую типом используемого теодолита таким образом, чтобы установить оптическую связь ЧЭ 19 гироблока 4 со зрительной трубой теодолита 18. Для приведения прибора в рабочее состояние закрепляют подставку 1 винтом 16 на штативе 17, устанавливают теодолит 18 на подставку 1, выполняют центрирование и горизонтирование прибора. Устанавливают гироблок 4 на консоль 7, используя установочные опоры 8, 9, 10 и упорные винты 11, 12 и закрепляют его с помощью стопорных винтов 14 на консоли 7, при этом автоматически обеспечиваются соосное расположение и оптическая связь ЧЭ 19 с теодолитом 18.

Разарретируют ЧЭ 19, действуя рукояткой 26, совмещают вертикальный биссектор сетки нитей зрительной трубы теодолита с изображением неподвижного штриха 21, замаркированного в корпусе гироблока 4 и, наблюдая 2-4 точки реверсии свободных колебаний, берут отсчеты по шкале 22 на ЧЭ. После включения гиромотора для приведения ЧЭ 19 в меридиан наблюдают за движением нулевого деления шкалы 22 через зрительную трубу теодолита 18, поворачивая червячным приводом 3 платформу 5 со стойкой 6 и гироблоком 4, в рукой - теодолит 18. Совмещают вертикальный биссектор сетки нитей зрительной трубы теодолита с изображением неподвижного штриха 21, замаркированного в корпусе гироблока 4, и берут отсчет по лимбу теодолита. Наблюдая 2-4 точки реверсии прецессионных колебаний, берут отсчет по шкале 22 на ЧЭ. Арретируют ЧЭ и, действуя зажимным и микрометренным винтами алидады теодолита, а при необходимости и червячным приводом 3, наводят зрительную трубу теодолита 18 на второй пункт ориентируемой стороны и берут отсчет по лимбу теодолита.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет использовать при гироскопическом ориентировании серийно изготовляемые теодолиты различных типов, применяемые на производстве при построении как опорных, так и съемочных сетей, что расширяет область применения гироскопических измерений, упрощает конструкцию гироскопических приборов и делает совершенно независимым процесс изготовления этих приборов от используемой при наблюдениях угломерной оптической части, расширяя тем самым эксплуатационные возможности устройства.

Устройство может быть использовано при проведении маркшейдерско-геодезических работ для гироскопических измерении с высокой точностью. Устройство содержит гироблок, теодолит, подставку теодолита и соосно установленную на ней поворотную платформу. Опора со средством фиксации гиронасадки по высоте жестко закреплена на платформе. Опора выполнена в виде телескопической стойки. На выдвижной части стойки жестко закреплена консоль с установочными опорами на верхней и нижней поверхности. Корпус гироблока снабжен струбцинами с упорными винтами. Винты опираются на располженные на нижней поверхности консоли опоры. В телескопическую стойку введена призма для согласования оптических осей теодолита и гироблока. Установочные опоры размешены в вершинах треугольника, образованного отрезками прямых, соединяющих их проекции на поверхности консоли. На нижней поверхности консоли располодены по крайней мере две установочные опоры. Одна опора выполнена призматической, а другая - в виде установочной плоскости. Установочная опора, расположенная на верхней поверхности, выполнена конической. Изобретение направлено на расширение технологических возможностей устройства. 4 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для гироскопических измерений, содержащее гироблок, теодолит, подставку теодолита и соосно установленную на ней поворотную платформу с жестко закрепленной на ней опорой со средством фиксации гироблока по высоте, отличающееся тем, что опора выполнена в виде телескопической стойки, на выдвижной части которой жестко закреплена консоль, снабженная установочными опорами, расположенными на верхней и нижней поверхности консоли, а корпус гироблока снабжен струбцинами с упорными винтами, опирающимися на установочные опоры консоли, расположенные на ее нижней поверхности. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в телескопическую стойку введена призма для согласования оптических осей теодолита и гироблока. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что установочные опоры размещены в вершинах треугольника, образованного отрезками прямых, соединяющих их проекции на поверхности консоли. 4. Устройство по пп.1 и 3, отличающееся тем, что на нижней поверхности консоли расположены две установочные опоры, причем одна из них выполнена в виде призматической прорези, а другая - в виде установочной плоскости. 5. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что установочная опора, расположенная на верхней поверхности консоли, выполнена конической.